분쇄공정 - Gearless Mill Drives (GMD)

일반적인 회전밀(Tumbling Mill)의 장치 구조를 잘 알고있다면, 기본적으로 모터의 동력을 전달받은 피니언 기어가 링 형태의 거스기어를 돌리는 것으로 작동(Ring-geared mill drive, RMD)되는 것쯤은 알고 있습니다. 하지만, 기계적 요소인 기어는 회전밀의 크기와 이에따른 요구 전력*이 커지고, 한번 정해진 피니언-거스 기어의 기어비(gear ratio)를 변경하기 어렵고 속도 조절이 안된다는 점 등의 제한이 있습니다. 특히, 시간이 지남에 따라 고품위의 광석이 소진되고, 평균적인 광석의 금속품위가 저하됨에 따라 대량의 광석을 처리해야하는 현 상황에 맞춰, 장비의 대형화가 이루어지는 현 상황에 적합하다는 평가가 있습니다.

*18MW를 기준으로 RMD는 기준 이하, GMD는 기준 이상에 적용

 

이러한 RMD의 한계점을 극복하기 위해서 제안되었던 회전밀은 기어를 사용하지 않은 채 회전시키는 장치, Gearless Mill Drive (GMD)가 제안되었습니다. 전통적으로 오래 사용되었던 RMD와 비교하여 GMD는 비교적 최근인 1969년에 최초로 도입된 것으로 알고 있습니다 (시멘트 산업). 이후 1985년부터 광물 처리에 도입되었으며 현재 약 120개가 넘는 현장에서 사용되고 있으며, 대표적으로 First Quantum Minerals가 소유한 Cobre Panama에 설치되어 있습니다.

 

GMD와 RMD의 구조적 차이

 

아래의 그림과 같이, GMD는 기어가 사용되지 않고 기어를 스테이터(stator)와 일종의 자석(pole)으로 대체합니다 (RMD와의 차이점). 자기장 필드 위에서 스테이터와 자석을 통해 회전하며, 스테이터와 자석의 간격은 약 14-16mm 정도를 유지하도록 설계됩니다. 이를 통해, 기존의 회전밀에서 기어박스(gearbox)와 기어로 인한 기계적인 한계점을 극복합니다. 

 

회전밀의 구동을 위한 장치 차이 (GMD vs RMD)

(1) GMD

 

① Stator(스테이터)

② Motor poles(모터 자석)

 

(2) RMD

 

③ Pinion and girth gear(피니언 & 거스기어)*

*[참고] 회전밀의 기본적인 장치 구조

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추가적으로, 기어를 없앰으로써 회전밀의 가동률(availability)를 높이고 유지보수에 소요되는 시간을 줄일 수 있는 장점이 있습니다. 특히, 회전밀은 파분쇄/선광 공정의 앞부분에 위치하므로 회전밀의 가동률은 공장 가동률에 영향을 미치는 가장 결정적인 요소 중 하나입니다.