스윙 죠 플레이트는 죠 크러셔의 핵심 내마모성 부품으로, 고정 죠 플레이트와 함께 왕복 운동을 통해 재료를 파쇄합니다. 구조적으로는 톱니 모양의 작업면, 장착 구멍, 그리고 강화 모서리로 구성되어 있으며, 일반적으로 고망간강(ZGMn13)으로 제작되어 인성과 내마모성이 우수합니다.
제조 과정은 모래주조(1400~1450°C 주입) 후 물 담금질로 오스테나이트 조직을 형성하고, 치형 정밀도와 장착 정밀도를 보장하기 위해 기계 가공을 거치는 방식으로 진행됩니다. 품질 관리에는 화학 성분, 충격 인성, 주조 결함 및 치수 정확도가 포함됩니다.
3~6개월의 사용 수명을 갖추고 있어 설계 및 재료 특성상 효율적인 파쇄가 가능합니다.
스윙 죠 플레이트는 죠 크러셔의 핵심 내마모성 부품으로, 재료에 직접 접촉하여 파쇄합니다. 스윙 죠(가동식 죠 구조)의 전면에 장착되며, 프레임에 장착된 고정 죠 플레이트와 함께 파쇄실을 형성합니다. 작동 중 스윙 죠가 왕복 운동할 때, 스윙 죠 플레이트와 고정 죠 플레이트는 주기적으로 닫히고 분리되어 압출, 분할, 굽힘 작용을 통해 재료를 파쇄합니다. 스윙 죠 플레이트의 성능은 크러셔의 효율, 제품 입도 및 사용 수명에 직접적인 영향을 미칩니다.
I. 스윙 죠 플레이트의 구성 및 구조
스윙 조 플레이트는 내마모성, 충격 강도, 그리고 설치 용이성의 균형을 고려하여 설계되었습니다. 주요 구성 요소와 구조적 특징은 다음과 같습니다.
몸: 주요 구조는 두꺼운 판으로, 일반적으로 고망간강(예: ZGMn13)으로 제작됩니다(소형 및 중형 파쇄기는 고크롬 주철을 사용할 수 있음). 두께는 파쇄기 크기에 따라 50~300mm이며, 길이는 스윙 죠(일반적으로 1~3m) 길이와 일치합니다.
톱니형 작업 표면: 재료 접촉면은 규칙적으로 배열된 톱니(삼각형 또는 사다리꼴)로 가공되며, 톱니 높이는 8~20mm, 톱니 피치는 20~50mm입니다. 이러한 톱니는 재료 파지력을 향상시키고 균일한 파쇄를 보장합니다. 대부분의 스윙 죠 플레이트는 대칭형으로 설계되어 한쪽 끝 마모 후 회전이 가능하여 수명을 50% 이상 연장할 수 있습니다.
장착 슬롯/볼트 구멍: 뒷면에는 스윙 죠 본체에 연결하기 위한 T-슬롯이나 침두 볼트 구멍이 있으며, 작동 중 풀림을 방지하기 위해 쐐기 블록이나 고강도 볼트로 고정되어 있어 진동으로 인한 분리를 방지합니다.
모서리 강화: 대형 스윙 턱 플레이트는 종종 가장자리가 올라와 있어 전반적인 강성을 높이고 재료 충격으로 인한 변형을 방지합니다.
무게 감량 구멍(선택 사항): 초대형 스윙 조 플레이트에는 강도를 떨어뜨리지 않고 무게를 줄이기 위해 작동하지 않는 표면에 구멍을 뚫을 수 있습니다.
2세. 스윙 죠 플레이트의 주조 공정
스윙 조 플레이트는 강한 충격과 마찰에 견디므로, 주조 공정은 높은 인성(충격 에너지 ≥150 J)과 표면 내마모성(경도 ≥200 헤비급, 가공 경화 후 최대 450 헤비급)을 보장해야 합니다. 구체적인 공정은 다음과 같습니다.
금형 준비
모래 주조(규산나트륨 모래 또는 수지 모래)를 사용합니다. 나무 또는 수지 모형은 도면(치아, 볼트 구멍 등 포함)을 기반으로 제작되며, 가공 여유는 5~8mm입니다(고망간강의 선형 수축률은 약 2%).
금형 캐비티 표면은 매끄러워야 하며, 주조 후 과도한 변형을 방지하기 위해 톱니 부분의 형상을 정밀하게 설계해야 합니다. 전용 게이팅 및 라이저 시스템은 톱니와 같은 복잡한 구조의 완벽한 충진을 보장합니다.
녹이고 붓기
고망간강 용해: 고순도 선철(P ≤0.07%, S ≤0.05%), 저탄소 고철, 그리고 페로망간(민 ≥95%)을 혼합하여 용해합니다. 용해는 1500~1550°C의 전기로 또는 중주파로에서 진행되며, 화학 조성(C: 1.0~1.4%, 민: 11~14%, 시: 0.3~0.8%)을 제어하여 민/C 비율 ≥10(오스테나이트 조직 형성에 필수적)을 유지합니다.
탈산: 최종 탈산을 위해 페로실리콘과 알루미늄을 첨가하여 산소 함량을 ≤0.005%로 줄여 다공성을 방지합니다.
주입: 바닥 주입 시스템을 사용하며, 주입 온도는 1400~1450°C로 조절됩니다. 대형 스윙 죠 플레이트는 콜드 셧(추운 닫다)을 방지하기 위해 분할 주입이 필요하며, 중량에 따라 3~8분 동안 진행됩니다.
셰이크아웃 및 청소
주물은 200°C 이하로 냉각 후 셰이크아웃합니다. 라이저는 화염 절단으로 제거하고, 게이트 자국은 본체와 같은 높이로 연삭합니다.
표면 모래와 플래시를 청소합니다. 톱니 부분의 무결성을 검사하고, 볼트 구멍의 막힘 여부를 확인합니다.
물 담금질 처리(중요 단계)
주조물은 1050~1100°C까지 천천히 가열됩니다(균열을 방지하기 위해 가열 속도 ≤100°C/h). 2~4시간 동안 유지합니다(탄화물이 오스테나이트로 완전히 용해되도록 보장합니다).
급속 수냉(수온 ≤30°C, 냉각 속도 ≥50°C/s)은 탄화물 석출을 억제하여 단일 오스테나이트 조직을 형성하여 높은 인성을 보장합니다. 처리 후 경도는 약 200 HBW이며, 충격 에너지는 ≥180 J입니다.
3세. 스윙 죠 플레이트 제조 공정
스윙 죠 플레이트 가공은 담금질 후 성능을 저하시키지 않으면서 치형 정밀도와 장착 치수를 보장해야 합니다. 구체적인 공정은 다음과 같습니다.
거친 가공
갠트리 밀은 뒷면을 기준으로 작업 표면을 거칠게 밀링하여 평탄도 오차가 ≤1mm/m가 되도록 2~3mm의 마감 여유를 둡니다.
