현대사회는 무분별한 도시화와 산업화로 인한 각종 폐기물과 일상생활에서 쉽게 버려지는 생활폐기물들로 인한 환경오염문제를 야기했고, 이러한 환경문제는 이 사회가 해결해야 할 심각한 문제가 되었다. 더불어 생활폐기물 소각시설이 노후 됨에 따라 유지관리에 과다한 예산이 소요되고 기술진단결과 소각능력 감소와 효율 저하로 대기오염 물질 및 바닥재강열감량 기준 초과등으로 소각시설 대보수사업을 추진하고 있다. 소각로 구조는 폐기물 투입구와 화격자, 연소실, 잔류물 호퍼, 열회수 장치 등으로 이루어져 있다. 연소실에서 발생한 열을 회수하여 보일러를 열원으로 사용하기도 한다. 현재 도화 사회는 대량생산 대량소비로 인해 배출되는 쓰레기의 양을 급격하게 증가하였으며, 폐기물의 성상도 다양해졌다. 생활폐기물 및 고함수 유기성 폐기물 해양배출이 금지되면서 육상처리의 일환으로 탈수, 건조 등의 전처리 공정을 통하여 소각로나 석탄화력 발전소에서 혼소할 수 있는 기술로 발전되었다.
소각로에서 가장 중요한 역할을 하는 것은 폐기물들을 운반할 때 사용하는 운송컨베이어의 롤러체인이다. 롤러체인은 연속식 하역기의 작업 시간과 운전자의 숙련도에 따라 체인의 수명이 결정되며, 평균인장강도 충격 마모 내구성 등은 기술의 발전을 좌우되고 있다. 특히 롤러체인은 소각로의 성능과 내구성 면에서 중요한 소모성 부품으로 사용자 측에서의 관심이 많은 부분이며, 국내의 중소기업 기술 수준으로도 전문화 기술정착이 쉬운 부문이므로 적정재료 개발, 설계형상개선, 현장 적용 내구성/신뢰성 평가 등을 통한 체계적인 연구개발이 시급하게 요구되고 있다.
종래의 롤러체인의 설계는 작업자의 직관, 경험 그리고 선행조사를 바탕으로 하는 대상 시스템을 기초로 시행착오법을 적용하였다. 그러나 최적의 롤러체인 형상을 최적화하기 위한 변수들은 복잡하고 상호작용이 매우 크기 때문에 시행착오법의 사용은 부적절한 최적값을 유발시킬 가능성을 내포하고 있다. 이론적, 기술적, 경험까지 다양한 분야의 학문적 내용들이 결합되어야만 소각장 설계 변수 최적화를 구현할 수 있으며, 필수적으로 수행되어야 하는 롤러체인의 최적화는 많은 실험과 노력을 필요로 한다. 이러한 공법은 매우 비경제적이고 반복적인 과정에서 소모되는 많은 시간과 노력을 필요로 한다는 문제점이 발생된다. 기존의 문제를 극복하기 위해서 최적화 기법을 사용하는데 최적화 기법은 기존의 방법이 가지는 경험적인 측면을 제거하는 대신 수학적으로 표현된 알고리즘을 사용하여 설계 변수들을 수정하는 방법들이 제안되었다. 최근에는 국내에서는 롤러체인에 대해 수명 향상 및 내구성 향상을 위해 소재 표면 열처리 및 경량화 연구가 집중되고 있다. 하지만 이러한 연구는 단순히 롤러체인의 소재에 제한적으로 연구한 결과로 실질적인 적용에는 한계가 있다.
본 연구에서는 폐기물 처리 구조물 관련 처리분 분야의 이송컨베이어에 적용되는 롤러체인의 설계 최적화를 위하여, 설계 변수에 따른 해석 결과를 확인하고자 하였다. 롤러체인의 구조해석을 통해 응력 및 변형률을 예측할 수 있었으며, 실제 현장에서 사용되고 있는 환경과 같은 경계조건을 선정하였다. 구조해석 결과를 기반으로 통계적 기법을 활용하였으며, 롤러체인 설계변수를 기준으로 변형량, 응력, 안전율을 예측하여 최적화 할 수 있는 수학적 모델을 개발하고 이를 현장에 적용할 수 있는지를 확인하고자 하였다. 수많은 실험은 시행착오와 경제적인 손실이 발생할 수 있으므로 2차 회귀모델을 잘 반영하는 실험계획법의 반응표면분석법 중 완전요인설계를 적용하였다. 또한 GBO 최적화 기법을 적용하여 요구하는 버켓 엘리베이터의 설계 변수를 선정하고 이를 현장에 적용할 수 있는지를 판단하기 위한 결과를 예측하여 조건을 만족시키는 제한조건과 총 변형량(Total deformation)과 최대 응력(Equivalent stress) 값이 낮은 최적의 설계변수를 선정하였다. 최적 설계변수를 제시하여 이송컨베이어 롤러체인의 안전율 향상 및 내구성 향상을 규명하고자 하였다.

Modern society caused environmental pollution problems due to various wastes caused by indiscreet urbanization and industrialization and municipal wastes easily abandoned in daily life, this environmental problem has become a serious problem to be solved by this society. In addition, as the municipal waste incineration facility is aged, it takes a lot of maintenance and maintenance budget and As a result of the technical diagnosis, it is promoting the incineration facility repair business by exceeding the standard of air pollutants and the ignition loss of the flooring due to the reduction of the incineration capacity and the deterioration of the efficiency. The incinerator structure consists of a waste inlet, a grate, a combustion chamber, a residue hopper, and a heat recovery device. The heat generated from the combustion chamber is recovered and the boiler is used as a heat source. At present, the advanced society has rapidly increased the amount of waste generated from mass-produced mass consumption, and the characteristics of waste have diversified. The advanced society has rapidly increased the amount of waste generated from mass-produced mass consumption, and the quality of the wastes has also diversified lately. As municipal waste and organic waste with high water contest are prohibited from being discharged to the ocean, it has been developed as a technology that can be used in incinerators or coal-fired power plants through pre-treatment processes such as dehydration and drying as a part of land treatment.

The most important role in the incinerator is the roller chain of transport conveyors used to transport waste. The roller chain determines the lifetime of the chain according to the operation time of the continuous unloader and the skill of the driver, and the development of the technology such as the average strength, impact strength, abrasion and durability is dependent on the technology. In particular, the roller chain is a consumable part that is important in terms of the performance and durability of the incinerator and is of interest to the user. In addition, it is an easy part to set up specialized technology even at the level of SME technology in domestic. Therefore, it is urgently required to develop appropriate materials, improve the design shape, and systematically research and develop the durability and reliability evaluated at the field.
The design of a traditional roller chain employs a trial-and-error method based on the operator''s intuition, experience, and the target system based on the prior investigation. However, since the parameters for optimizing the optimal roller chain configuration are complex and highly interactive, the use of trial-and-error methods has the possibility to induce inadequate optimal values. Theoretical, technical, and experiential integration of diverse academic contents can lead to the optimization of incineration design variables, the optimization of the roller chain, which must be performed essentially, requires much experimentation and effort. Such a method is problematic in that it requires a lot of time and effort consumed in a very uneconomical and repetitive process. In order to overcome the existing problems, the optimization method proposed in this paper is to modify the design variables using mathematically expressed algorithm instead of removing the empirical aspect of the existing method. Recently, researches on heat treatment and light weight of the surface of the roller chain have been concentrated in order to improve the life and durability of the roller chain in domestic. However, this research is limited to practical application as a result of a limited research on the material of the roller chain.
In this study, I tried to confirm the analysis results according to the design variables to optimize the design of the roller chain applied to conveying conveyor in the disposal area related to waste treatment structures. The stress and strain were predicted through the structural analysis of the roller chain, and boundary conditions such as the environment used in the actual field were selected. Based on the results of structural analysis, statistical techniques were used. I developed a mathematical model that can predict and optimize total deformation, equivalent stress, and safety factor based on the design parameters of the roller chain. Since many experiments may cause trial and error and economic loss, we applied the full factorial design of the response surface methodology of the experimental design which reflects the regression of two order well. In addition, I designed the bucket elevator design variables by applying the GBO optimization technique and predicted the results to judge whether it can be applied to the field, and selected optimal design parameters with the constraints satisfying the conditions and the total deformation and the equivalent stress values. The purpose of this study is to clarify the improvement of safety factor and durability of conveyor roller chain conveying optimum design parameters.