[논문]매체형 전동밀의 실제 분쇄장에서 분쇄매체의 거동과 DEM 시뮬레이션의 비교연구

보르 암갈란; 자갈사이항 바트체첵; 이재현; 최희규

doi:10.9713/kcer.2019.57.6.804

매체형 전동밀의 실제 분쇄장에서 분쇄매체의 거동과 DEM 시뮬레이션의 비교연구
A Comparative Study for Grinding Media Behavior and DEM Simulation at Actual Grinding Zone on a Traditional Ball Mill 원문보기

Korean chemical engineering research = 화학공학, v.57 no.6, 2019년, pp.804 - 811

보르 암갈란 (창원대학교 메카트로닉스 융합부품소재 연구센터(ERC)) , 자갈사이항 바트체첵 (창원대학교 메카트로닉스 융합부품소재 연구센터(ERC)) , 이재현 (창원대학교 메카트로닉스 융합부품소재 연구센터(ERC)) , 최희규 (창원대학교 대학원 금속신소재공학과)

초록
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본 연구는 매체형 전동밀(전동 볼 밀)에서 매체선정에 관한 공정조건 최적화를 위하여, 직경과 재질이 각각 다른 3가지 종류의 분쇄매체를 이용, 매체의 움직임을 실제 촬영하고 DEM 시뮬레이션을 병행하여 비교 연구하였다. 시뮬레이션에서는 밀의 회전속도, 매체의 재질, 매체의 운동속도, 매체와 포트 벽면과의 마찰계수 등을 실제 실험조건과 동일하게 조건을 맞추었다. 다양한 종류의 분쇄매체의 움직임을 실제 촬영된 사진 및 시뮬레이션에서 해석된 스냅샷 사진 위에, 본 연구에서 정의한 분쇄장을 설정하여 해석함으로써 그 값을 정량적으로 측정하였다. 또한, 정량적으로 측정된 값과 분쇄시료의 변화된 모습을 관찰하여 그 상관관계를 검토하였다. 따라서 특정 실험조건에서 분쇄장에 가장 큰 영향을 주는 분쇄매체의 최적화를 제언 하고자 하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was performed the real motion and DEM simulation of ball motion using three different types of grinding media with different size and materials in media formation for optimization of process conditions in a traditional ball mill (media ball mill). In the simulation, the rotational speed of the mill, the material of the medium, the velocity of the medium, and the coefficient of friction between the media and the wall of pot were fixed into the actual experimental conditions. The motion of various kinds of grinding media was quantitatively measured by setting the grinding zone defined in the present study on the photographs taken and the snapshot images analyzed in the simulation. In addition, we observed the quantitatively measured value and the changed morphology of the sample and examined the correlation. Therefore, it is suggested to optimize the grinding media which has the greatest influence on the grinding zone under specific experimental conditions.

주제어

표/그림 (10)

그림 Fig. 1. SEM photograph shows the starting materials employed in this study.
그림 Fig. 2. The procedure of image analysis of the ball motion in a traditional ball mill [13].
표 Table 1. Experimental conditions
그림 Fig. 3. Simulation and real snapshots of ball motion with SEM images (a) Alumina ball (b) Zirconia ball (c) Stainless steel ball, (Ball size 1 mm) [6].
표 Table 2. Simulation parameters
그림 Fig. 4. Simulation and real and snapshots of ball motion with SEM images (a) Alumina ball (b) Zirconia ball (c) Stainless steel ball, (Ball size 3 mm) [6].
그림 Fig. 5. Simulation and real snapshots of ball motion with SEM images (a) Alumina ball (b) Zirconia ball (c) Stainless steel ball, (Ball size 5 mm) [8].
그림 Fig. 6. Simulation and real snapshots of ball motion with SEM images (a) Alumina ball (b) Zirconia ball (c) Stainless steel ball, (Ball size 7 mm) [8].
$Fig. 7. Ball fraction for the different size and material of the milling media in the grinding zone (a) view from the top (b) view from the side.$ 그림 Fig. 7. Ball fraction for the different size and material of the milling media in the grinding zone (a) view from the top (b) view from the side.
표 Table 3. Comparison of the ball motion with various experimental conditions

AI 본문요약
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문제 정의

따라서, 매체형 전동밀에서 분쇄매체의 실제 움직임 및 DEM 시뮬레이션의 스냅샷 사진으로부터 분쇄가 이루어지는 분쇄장을 설정하고, 그 영역을 표시하여, 매체가 움직이는 것에 대한 이미지 분석을 하여 정량적인 결과를 얻고자 하였다. 또한 분쇄장에서의 분쇄매체의 움직임과 분쇄시료의 입자형상 변화를 관찰하여 상관 관계를 검토하였다.
매체형 전동밀은 일반적으로 임계회전속도의 70~80% 정도로 운전되는데 이 때에 투입에너지의 효율이 극대화되고, 분쇄매체의 움직임이 한꺼번에 흐르는 폭포수의 형태와 단계별로 흐르는 폭포수의 형태의(cascade와 cataract의) 중간 형태로 나타난다[5]. 매체형 분쇄기를 이용한 이전의 많은 연구에서[6-11] 다양한 공정변수를 변화시키는 실험을 행하였고, 본 연구에서는 각각의 실험조건에 따라, 분쇄장 내에서 분쇄매체의 거동을 정량적으로 살펴보고자 하였다. 이전의 연구에서는[6] 단순히 매체의 재질과 크기에 따라서 분쇄기 내에서의 정량적인 매체거동만 파악하였다면, 본 연구에서는 실제로 분쇄가 이루어지는 분쇄영역(분쇄장)을 설정하고, 그 분쇄장에 매체가 거동하는 분율을 파악하여 분쇄시료에 영향을 주는 매체의 영향력을 정량적으로 파악하였다.
본 실험은 매체형 전동밀에서 공정조건 최적화를 위한 분쇄매체선정에 관해 고찰하기 위해서, 크기와 재질이 다른 3 가지 종류의 분쇄매체의 움직임을 실제 비디오 촬영 및 DEM 시뮬레이션을 통해 행하여 비교 분석하였고, 그 결과를 통해 구리 분말 입자 형상변화에 미치는 공정조건의 영향을 알아보았다. 분쇄매체의 크기와 재질을 달리하여 그 거동을 관찰하는 것은 같은 회전수에서도 분쇄매체의 크기와, 밀도차에 의해 움직임이 달라져, 분쇄시료에 전달되는 분쇄매체의 충격에너지 즉, 충격에너지가 다르게 되고, 그 결과 최종 생산물의 특성이 다르게 되는 메커니즘을 규명하고자 하였다.
본 실험은 매체형 전동밀에서 공정조건 최적화를 위한 분쇄매체선정에 관해 고찰하기 위해서, 크기와 재질이 다른 3 가지 종류의 분쇄매체의 움직임을 실제 비디오 촬영 및 DEM 시뮬레이션을 통해 행하여 비교 분석하였고, 그 결과를 통해 구리 분말 입자 형상변화에 미치는 공정조건의 영향을 알아보았다. 분쇄매체의 크기와 재질을 달리하여 그 거동을 관찰하는 것은 같은 회전수에서도 분쇄매체의 크기와, 밀도차에 의해 움직임이 달라져, 분쇄시료에 전달되는 분쇄매체의 충격에너지 즉, 충격에너지가 다르게 되고, 그 결과 최종 생산물의 특성이 다르게 되는 메커니즘을 규명하고자 하였다. 또한 이전에 많은 연구에서 행해졌던, 같은 크기와 재질의 분쇄매체를 사용하더라도, 회전수를 달리하여 분쇄매체의 움직임을 관찰하기 위해, 실제 비디오 촬영을 통한 분쇄매체의 움직임과 DEM 시뮬레이션을 통한 분쇄매체 움직임의 비교, 그리고 분쇄가 이루어지는 분쇄장에서의 분쇄매체의 움직임을 관찰하여 최종 생산물에 미치는 영향을 검토하였다.

제안 방법

Table 1에 각각 매체의 종류에 따른 밀도와 함께 본 실험의 실험 조건을 나타내었다. 그리고 분쇄 시뮬레이션을 행하기 위하여, 밀 용기 내에서 종류가 다른 매체의 움직임을 관찰하여 실제 회전속도에 따라 달라지는 매체의 움직임을 동영상으로 촬영하였고, 최적의 시뮬레이션 조건을 통하여 DEM 시뮬레이션을 행하였다. Table 2에 본 실험에 맞는 시뮬레이션의 조건을 나타내었다.
Rosenkranz, S.는 매체형 분쇄기에서 매체의 운동을 관찰하였고, 매체 운동과 스트레스 조건을 측정하기 위해 유성 볼 밀에 고속 비디오 카메라를 사용하여 분쇄 과정에서 매체의 움직임을 분석하였다. 또한 시뮬레이션 모델을 사용하여 마찰 계수가 매체 운동, 상대 충돌 속도 및 응력 에너지 분포에 강하게 영향을 준다는 것을 보여주었다[12].
시뮬레이션 조건은 실제의 실험조건과 일치하게 하기 위하여 소프트웨어 내에서 구동할 수 있는 조건에서는 모든 것을 일치시켰다. 또한 분쇄가 이루어지는 영역인 분쇄장을 설정하고, 화상해석기(Image J)를 통하여 수집단계 및 접촉 점수 계측 단계를 이용하여 정량적으로 측정하였다.
따라서, 매체형 전동밀에서 분쇄매체의 실제 움직임 및 DEM 시뮬레이션의 스냅샷 사진으로부터 분쇄가 이루어지는 분쇄장을 설정하고, 그 영역을 표시하여, 매체가 움직이는 것에 대한 이미지 분석을 하여 정량적인 결과를 얻고자 하였다. 또한 분쇄장에서의 분쇄매체의 움직임과 분쇄시료의 입자형상 변화를 관찰하여 상관 관계를 검토하였다.
본 연구에서는 매체형 전동밀을 사용하여 공정조건 최적화를 위한 매체 선정에 관하여 직경과 재질이 다른 분쇄 매체를 이용하여 매체의 움직임을 실제 비디오 촬영 및 3차원 DEM 시뮬레이션을 행하였다. 또한 비디오 촬영을 통한 스냅샷 사진들을 통해 실제로 분쇄가 이루어지는 분쇄장에서 분쇄매체의 거동하는 분율을 계측하여 정량적으로 측정하고, 입자형상 변화를 관찰하였다. 이때의 결과를 보면 분쇄 매체의 선정이 재질 및 크기에 따라서 같은 회전속도라도 그 결과가 매우 다르다는 확인할 수 있었다.
분쇄매체의 크기와 재질을 달리하여 그 거동을 관찰하는 것은 같은 회전수에서도 분쇄매체의 크기와, 밀도차에 의해 움직임이 달라져, 분쇄시료에 전달되는 분쇄매체의 충격에너지 즉, 충격에너지가 다르게 되고, 그 결과 최종 생산물의 특성이 다르게 되는 메커니즘을 규명하고자 하였다. 또한 이전에 많은 연구에서 행해졌던, 같은 크기와 재질의 분쇄매체를 사용하더라도, 회전수를 달리하여 분쇄매체의 움직임을 관찰하기 위해, 실제 비디오 촬영을 통한 분쇄매체의 움직임과 DEM 시뮬레이션을 통한 분쇄매체 움직임의 비교, 그리고 분쇄가 이루어지는 분쇄장에서의 분쇄매체의 움직임을 관찰하여 최종 생산물에 미치는 영향을 검토하였다.
매체형 분쇄기(볼 밀)를 이용한 분쇄 공정에서 분쇄시료의 변화를 관찰하기 위해서는 매체와 분쇄시료간의 상호작용에 의한, 충격 및 마모 등의 메커니즘을 관찰하여야 하고, 이를 위해 다양한 공정변수를 변화시키는 실험을 행한다. 공정 변수의 변화에 따라 달라지는 여러 가지 작용 중, 가장 중요한 것이 분쇄매체의 움직임이다.
포트에 투입하는 매체와 구리분말의 양 즉, BPR (Ball Powder Ratio)은 10:1로 하였다. 밀의 회전속도는 각각 100, 300, 500 rpm으로 변화시켜 실험하였고, 최대 24시간까지 분쇄를 하였다. 입자형상 변화는 일본의 JEOL사제(Model: JMS6510) 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 관찰하였다.
본 연구에서는 매체형 전동밀을 사용하여 공정조건 최적화를 위한 매체 선정에 관하여 직경과 재질이 다른 분쇄 매체를 이용하여 매체의 움직임을 실제 비디오 촬영 및 3차원 DEM 시뮬레이션을 행하였다. 또한 비디오 촬영을 통한 스냅샷 사진들을 통해 실제로 분쇄가 이루어지는 분쇄장에서 분쇄매체의 거동하는 분율을 계측하여 정량적으로 측정하고, 입자형상 변화를 관찰하였다.
3(a)는 알루미나 재질의 분쇄매체를 이용하고 회전속도가 100, 300, 500 rpm으로 회전하는 분쇄장에 대한 이미지 분석의 결과이다. 본 연구에서는 분쇄가 실제로 일어나는 분쇄장에서 분쇄매체가 거동하는 영역을 이미지 분석장비를 이용하여 전체적인 2차원 점유 분율(백분율)을 파악하였으며, 100 rpm에서 분쇄매체가 거동하는 분율이 44.60%, 300 rpm에서 86.44%, 500 rpm에서 0%이였다. Fig.
매체형 분쇄기를 이용한 이전의 많은 연구에서[6-11] 다양한 공정변수를 변화시키는 실험을 행하였고, 본 연구에서는 각각의 실험조건에 따라, 분쇄장 내에서 분쇄매체의 거동을 정량적으로 살펴보고자 하였다. 이전의 연구에서는[6] 단순히 매체의 재질과 크기에 따라서 분쇄기 내에서의 정량적인 매체거동만 파악하였다면, 본 연구에서는 실제로 분쇄가 이루어지는 분쇄영역(분쇄장)을 설정하고, 그 분쇄장에 매체가 거동하는 분율을 파악하여 분쇄시료에 영향을 주는 매체의 영향력을 정량적으로 파악하였다.
밀의 회전속도는 각각 100, 300, 500 rpm으로 변화시켜 실험하였고, 최대 24시간까지 분쇄를 하였다. 입자형상 변화는 일본의 JEOL사제(Model: JMS6510) 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 관찰하였다. Table 1에 각각 매체의 종류에 따른 밀도와 함께 본 실험의 실험 조건을 나타내었다.
1). 포트에 투입하는 매체와 구리분말의 양 즉, BPR (Ball Powder Ratio)은 10:1로 하였다. 밀의 회전속도는 각각 100, 300, 500 rpm으로 변화시켜 실험하였고, 최대 24시간까지 분쇄를 하였다.

대상 데이터

Korea)에서 제작한 매체형 전동밀(전동 볼 밀)을 사용하였다. 매체형 전동밀의 포트 재료는 스테인리스스틸이고, 포트 직경은 67.7 mm 내경은 40 mm, 길이는 42 mm, 부피는 45 ml이다. 분쇄매체의 재질은 알루미나, 지르코니아 그리고 스테인리스스틸을 사용하였으며, 1, 3, 5, 7 mm의 크기의 매체를 사용하였다[6-9].
본 실험에서는 하지이엔지(HAJI Eng. Korea)에서 제작한 매체형 전동밀(전동 볼 밀)을 사용하였다. 매체형 전동밀의 포트 재료는 스테인리스스틸이고, 포트 직경은 67.
본 연구에 사용된 분쇄시료로는 산업현장에서 고강도 경량 합금재료로 다양하게 사용되는 구리분말((주)알드리치, 순도 99.9%, 중위경 25 µm)을 사용하였다(Fig. 1).
7 mm 내경은 40 mm, 길이는 42 mm, 부피는 45 ml이다. 분쇄매체의 재질은 알루미나, 지르코니아 그리고 스테인리스스틸을 사용하였으며, 1, 3, 5, 7 mm의 크기의 매체를 사용하였다[6-9]. 본 연구에 사용된 분쇄시료로는 산업현장에서 고강도 경량 합금재료로 다양하게 사용되는 구리분말((주)알드리치, 순도 99.

성능/효과

Fig. 5(c) 스테인리스스틸 재질의 분쇄매체의 경우, 24.50%, 33.31%,29.39%를 각각 차지하였다.
7은 본 실험에서 각각 재질이 다른 분쇄매체를 사용하여 매체 크기의 변화 및 가장 중요한 조건인 회전속도의 변화를 3차원그래프로 정리한 결과이다. 그래프에서 보는 바와 같이 알루미나 볼을 사용하였을 경우, 제일 높은 회전속도 500 rpm에서 분쇄매체가 거동하는 분율이 매체의 크기에 상관없이 모두 0%으로 나타났고, 중간 회전속도 300 rpm에서 가장 높은 것으로 관찰되었다. 이는 역시 밀도가 상대적으로 낮은 분쇄 매체의 경우 마찰계수와 원심력의 상호작용으로 회전속도가 빨라질 경우 분쇄 매체가 모두 포트 벽면으로 붙어 포트와 함께 회전한다는 것을 직접적으로 확인할 수 있었다.
즉, 분쇄 매체의 밀도가 상대적으로 낮은 분쇄 매체의 경우 마찰계수와 원심력의 상호작용으로 회전속도가 빨라질 경우 분쇄 매체가 모두 포트 벽면으로 붙어 포트와 함께 회전한다는 것을 직접적으로 확인할 수 있었다. 그리고 분쇄매체의 크기만을 가지고 비교하였을 경우, 매체 개개의 크기에 다른 밀도차에 의한 분쇄장에서 분쇄 매체가 차지하는 분율의 차는 거의 없었고, 회전속도에 적합한 분쇄매체의 크기가 있다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 매체의 특성에 따라 회전속도가 빨라질 경우에도 임계회전속도에 도달하는 매체의 특성이 다른 것을 알 수 있었다.
또한 알루미나 재질의 매체를 이용한 실험에서는 500 rpm의 회전속도에서는 매체의 크기가 어느 경우에라도 상관없이 분쇄장에 들어가는 분율이 0%으로 나타났고,입자형상 변화도 거의 없었다. 따라서 본 실험에 사용된 매체형 전동밀에서는 알루미나 재질의 매체를 사용하는 경우 매체의 크기에 상관없이 500 rpm이상에서는 분쇄효과가 거의 없다는 것을 보여준다. 또한 지르코니아 재질의 분쇄매체를 사용하였을 경우, 100 rpm에서 7 mm 경우에, 300, 500 rpm에서는 3 mm의 경우에 분쇄장에 거동하는 분율이 제일 높았고, 스테인리스 재질의 분쇄매체를 사용한 경우에는 100 rpm에서 7 mm, 300, 500 rpm에서는 3 mm의 경우에 분쇄장에 거동하는 분율이 제일 높았다.
여기서 알 수 있는 바와 같이 실제 분쇄장에 분쇄매체가 거동하는 분율이 올라갈수록 분쇄매체의 움직임이 폭포처럼 움직이는 모습을 보였다. 따라서 회전속도와 매체의 재질이 적절하게 상호작용을 하여야한다는 것을 알 수 있었다.
또한 분쇄기의 종류와 분쇄 포트의 크기 그리고 분쇄 포트의 재질 등 다양한 변수가 존재하는 것도 확인할 수 있었다. 따라서, 매체형 전동밀을 사용하는 경우, 분쇄매체의 재질, 크기에 따라서 분쇄장에서 거동하는 분쇄 매체의 분율이 다르고, 이에 따라 입자 형상과 크기의 변화도 달라지는 것을 관찰할 수 있었다.
그리고 분쇄매체의 크기만을 가지고 비교하였을 경우, 매체 개개의 크기에 다른 밀도차에 의한 분쇄장에서 분쇄 매체가 차지하는 분율의 차는 거의 없었고, 회전속도에 적합한 분쇄매체의 크기가 있다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 매체의 특성에 따라 회전속도가 빨라질 경우에도 임계회전속도에 도달하는 매체의 특성이 다른 것을 알 수 있었다. 뿐만 아니라 이에 따라서 분쇄시료를 입자형상 및 크기도 달라지는 것을 관찰할 수 있었다.
즉 분쇄매체의 크기만을 가지고 비교하였을 경우, 매체 개개의 크기에 다른 밀도차에 의한 분쇄장에서 분쇄매체가 차지하는 분율의 차는 거의 없었고, 회전속도에 적합한 분쇄매체의 크기가 있다는 것을 확인 할 수 있었다. 또한 분쇄기의 종류와 분쇄 포트의 크기 그리고 분쇄 포트의 재질 등 다양한 변수가 존재하는 것도 확인할 수 있었다. 따라서, 매체형 전동밀을 사용하는 경우, 분쇄매체의 재질, 크기에 따라서 분쇄장에서 거동하는 분쇄 매체의 분율이 다르고, 이에 따라 입자 형상과 크기의 변화도 달라지는 것을 관찰할 수 있었다.
또한 분쇄매체의 크기를 비교해보면 1 mm 볼 사용하였을 때 볼 재질이 상관없어 300 rpm 에서 분쇄매체의 거동하는 분율이 제일 높았고, 3 mm 볼의 경우, 알루미나 볼이 300 rpm, 지르코니아 볼의 경우 500 rpm에서 제일 높았다는 것으로 정량적인 결과를 얻을 수 있었다. 볼 크기 5, 7 mm의 경우, 알루미나 재질이 300 rpm에서 제일 높았다, 지르코나이의 경우 500 rpm에서 제일 높았다는 것으로 확인되었다.
또한 분쇄 매체가 포트의 벽면을 따라 회전하는 경우,즉 분쇄장에 분쇄매체의 분율이 거의 차지하지 않는 경우에는 역시 입자형상 변화는 거의 없었다. 또한 알루미나 재질의 매체를 이용한 실험에서는 500 rpm의 회전속도에서는 매체의 크기가 어느 경우에라도 상관없이 분쇄장에 들어가는 분율이 0%으로 나타났고,입자형상 변화도 거의 없었다. 따라서 본 실험에 사용된 매체형 전동밀에서는 알루미나 재질의 매체를 사용하는 경우 매체의 크기에 상관없이 500 rpm이상에서는 분쇄효과가 거의 없다는 것을 보여준다.
또한 입자형상의 변화를 살펴보면, 낮은 회전속도(100 rpm), 중간회전속도(300 rpm)에서 1 mm 매체를 사용했을 때 괴상(massive type)의 입자형상을 가지는 구리분말이 3가지 종료 매체에 모두 구형(spherical type)의 형태로 변화되는 것을 관찰할 수 있었다. 높은 회전속도(500 rpm)에서는 알루미나 재질의 매체의 경우 분쇄장에서 분쇄매체의 거동하는 분율이 0%로 나타나서 입자형상의 변화가 없었다.
따라서 본 실험에 사용된 매체형 전동밀에서는 알루미나 재질의 매체를 사용하는 경우 매체의 크기에 상관없이 500 rpm이상에서는 분쇄효과가 거의 없다는 것을 보여준다. 또한 지르코니아 재질의 분쇄매체를 사용하였을 경우, 100 rpm에서 7 mm 경우에, 300, 500 rpm에서는 3 mm의 경우에 분쇄장에 거동하는 분율이 제일 높았고, 스테인리스 재질의 분쇄매체를 사용한 경우에는 100 rpm에서 7 mm, 300, 500 rpm에서는 3 mm의 경우에 분쇄장에 거동하는 분율이 제일 높았다.
또한 비디오 촬영을 통한 스냅샷 사진들을 통해 실제로 분쇄가 이루어지는 분쇄장에서 분쇄매체의 거동하는 분율을 계측하여 정량적으로 측정하고, 입자형상 변화를 관찰하였다. 이때의 결과를 보면 분쇄 매체의 선정이 재질 및 크기에 따라서 같은 회전속도라도 그 결과가 매우 다르다는 확인할 수 있었다. 즉, 분쇄 매체의 밀도가 상대적으로 낮은 분쇄 매체의 경우 마찰계수와 원심력의 상호작용으로 회전속도가 빨라질 경우 분쇄 매체가 모두 포트 벽면으로 붙어 포트와 함께 회전한다는 것을 직접적으로 확인할 수 있었다.
전체적인 입자형상 변화를 살펴보면, 분쇄장 내에서 매체의 분율이 클수록 원료입자의 형상이 괴상(massive)형태에서 판상(plate)형태로 바뀌었고, 그 중간단계에서 구형(spherical)형태의 모습을 볼 수 있었다. 또한 분쇄 매체가 포트의 벽면을 따라 회전하는 경우,즉 분쇄장에 분쇄매체의 분율이 거의 차지하지 않는 경우에는 역시 입자형상 변화는 거의 없었다.
즉 분쇄매체의 크기만을 가지고 비교하였을 경우, 매체 개개의 크기에 다른 밀도차에 의한 분쇄장에서 분쇄매체가 차지하는 분율의 차는 거의 없었고, 회전속도에 적합한 분쇄매체의 크기가 있다는 것을 확인 할 수 있었다.
이때의 결과를 보면 분쇄 매체의 선정이 재질 및 크기에 따라서 같은 회전속도라도 그 결과가 매우 다르다는 확인할 수 있었다. 즉, 분쇄 매체의 밀도가 상대적으로 낮은 분쇄 매체의 경우 마찰계수와 원심력의 상호작용으로 회전속도가 빨라질 경우 분쇄 매체가 모두 포트 벽면으로 붙어 포트와 함께 회전한다는 것을 직접적으로 확인할 수 있었다. 그리고 분쇄매체의 크기만을 가지고 비교하였을 경우, 매체 개개의 크기에 다른 밀도차에 의한 분쇄장에서 분쇄 매체가 차지하는 분율의 차는 거의 없었고, 회전속도에 적합한 분쇄매체의 크기가 있다는 것을 확인할 수 있었다.

후속연구

16 퍼센트를 각각 차지하였다. 즉 매체의 재질에 따라서 회전수가 올라갈 경우에도 임계회전속도에 도달하는 분쇄 매체와 회전속도와의 상관관계가 다르므로, 결과적으로 매체의 재질과 회전속도와의 상관관계를 면밀히 검토할 필요가 있다고 생각된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	임계회전속도란?	또한 이들은1996년에는 교반 볼밀 분쇄 시, 분쇄매체의 운동 및 응력 강도를 고찰하여 분쇄장에서 분쇄매체의 움직임을연구하였다[1,2]. 매체형 전동밀(전동 볼 밀)에서는 밀의 회전수를 증가시켜 갈수록 원심력이 증가하여, 어떤 회전수 이상이 되면 볼의 회전속도가 밀의 회전속도와 동일하게 됨으로써, 마치 볼이 밀의 벽면에 붙어서 회전하는 것처럼 보인다. 이때의 회전수를 임계회전속도(critical rotation speed)라 한다. 이 임계회전속도는 분쇄포트의 크기, 분쇄매체의 크기, 또한 건식 또는 습식과 같은 분쇄방식에 의해서도 달라진다.
	공정 변수의 변화에 가장 중요한 요인은?	매체형 분쇄기(볼 밀)를 이용한 분쇄 공정에서 분쇄시료의 변화를 관찰하기 위해서는 매체와 분쇄시료간의 상호작용에 의한, 충격 및 마모 등의 메커니즘을 관찰하여야 하고, 이를 위해 다양한 공정변수를 변화시키는 실험을 행한다. 공정 변수의 변화에 따라 달라지는 여러 가지 작용 중, 가장 중요한 것이 분쇄매체의 움직임이다. 이는 분쇄매체의 움직임에 따라 분쇄매체가 분쇄시료에 가해지는 충격에너지가 달라지고, 이에 따라 분쇄특성이 변화하기 때문이다.
	매체형 전동밀의 매체 재질은?	7 mm 내경은 40 mm, 길이는 42 mm, 부피는 45 ml이다. 분쇄매체의 재질은 알루미나, 지르코니아 그리고 스테인리스스틸을 사용하였으며, 1, 3, 5, 7 mm의 크기의 매체를 사용하였다[6-9]. 본 연구에 사용된 분쇄시료로는 산업현장에서 고강도 경량 합금재료로 다양하게 사용되는 구리분말((주)알드리치, 순도 99.

참고문헌 (15)

Blecher, L., Kwade, A. and Schwedes, J., "Motion and Stress Intensity of Grinding Beads in Stirred Media Mill. Part 1: Energy Density Distribution and Motion of Single Grinding Beads," Pow. Tech., 86, 59-68(1996).

상세보기
Kwade, A., Blecher, L. and Schwedes, J., "Motion and Stress Intensity of Grinding Beads in Stirred Media Mill. Part 2: Stress Intensity and Its Effect on Comminution," Pow. Tech., 86, 69-76 (1996).

상세보기
Watanabe, H., "Critical Rotation Speed for Ball-milling," Powd. Tech., 104, 95-99(1999).

상세보기
Rose, H. E. and Sullivan, R. M. E., "A Treatise on the Internal Mechanics of ball tube and Rod mills," Constable, London 35-68 (1957).
Cho, H. C., "Manufacturing Ultra-Powder by Grinding," Powder Engineering Summer Workshop, 16, 54-64(2002).
Amgalan, B., Ichinkhorloo, B., Battsetseg, J., Lee, J. and Choi, H., "Particle Morphology Behavior and Milling Efficiency by DEM Simulation during Milling Process for Composites Fabrication by Traditional Ball Mill on Various Experimental Conditions - Effect of Rotation Speed, Ball Size, and Ball Material," Korean Chem. Eng. Res., 56(2), 191-203(2018).
Amgalan, B., Uyanga, B., Battsetseg J., Lee, J. and Choi, H., "Particle Morphology Change and Quantitative Input Energy Variation during Stirred Ball Milling Process by DEM Simulation on Various Experimental Conditions," Korean J. Mater. Res., 28(3), 148-158(2018).

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Batchuluun, I., Amgalan, B., Uyanga, B., Lee, J. and Choi, H., "Particle Morphology Change and Different Experimental Condition Analysis during Composites Fabrication Process by Conventional Ball Mill with Discrete Element Method (DEM) Simulation," Korean J. Mater. Res., 26(11), 611-622(2016).

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Uyanga, B., Amgalan, B., Batchuluun, I., Lee, J. and Choi, H., "Analysis of Particle Morphology Change and Discrete Element Method (DEM) with Different Grinding Media in Metal-based Composite Fabrication Process Using Stirred ball mill," Korean Chem. Eng, Res, 55(4), 546-466(2017).
Sakuragi, S., Amgalan, B., Lee, J. and Choi, H., "Particle Morphology via Change of Ground Particle for Various Experimental Conditions During a Grinding Process by Three Kinds of Media Mills," Par. Aerosol Res., 11(1), 9-19(2015).

원문보기 상세보기
Amgalan, B., Sakuragi, S., Lee, J. and Choi, H.,"Comparative Study for Standardization of Grinding Equipment During Dry Grinding Process by Various Grinding Mills," Korean J. Mater. Res., 25(6), 305-316(2015).

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Christine, F. and Arno, K., "Process Engineering with Planetary Ball Mills," Chem. Soc. Rev., 42, 7660-7667(2013).

상세보기
Khoa, H. X., Bae, S., Bae, S., Kim, B. and Kim, J., "Planetary Ball Mill Process in Aspect of Milling Energy," J. Kor. Powd. Met. Inst., 21, 155-164(2014).

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Rosenkranz, S., Breitung-Faes, S. and Kwade, A., "Experimental Inverstogations and Modelling of the Ball Motion in Planetary Ball Mills," Powd. Tech., 212, 234-230(2011).

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Choi, H., Lee, J. H. and Choi, J., "New Evaluation Method for the Particle Size and Morphology via Change of Ground Particle During a Grinding Process," Par. Aerosol Res., 9(1), 1-6(2013).

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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