KR100363422B1

KR100363422B1 - 회전식 석회소성로의 내부 감지장치

Info

Publication number: KR100363422B1
Application number: KR1019990055614A
Authority: KR
Inventors: 전종학
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 1999-12-07
Filing date: 1999-12-07
Publication date: 2002-12-05
Also published as: KR20010054706A

Abstract

본 발명은 스테인레스 제강용 생석회를 제조하는 로터리킬른의 내부에 부착된 생석회 코팅층을 감지하는 장치에 있어서, 로터리킬른으로부터 발생하는 열을 외부에서 측정하여 생석회 코팅층의 발생 여부를 측정하는 회전식 석회소성로의 내부 감지장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따르면, 석회석을 생석회로 소성시키는 회전식 석회소성로의 내부에 부착되는 생석회 코팅층(17)을 측정하는 회전식 석회소성로의 내부 감지장치에 있어서, 회전식 석회소성로의 외부측면에 일정 거리를 유지하며 길이방향을 따라 평행하게 설치되는 레일(130)과, 레일(130)을 따라 이동하면서 회전식 석회소성로의 외부온도를 길이방향으로 측정하는 온도측정감지장치(100)를 포함하는 회전식 석회소성로의 내부 감지장치가 제공된다.

Description

회전식 석회소성로의 내부 감지장치{Inspection apparatus of inner status in rotary kiln}

본 발명은 회전식 석회소성로 즉, 로터리킬른의 내부에 부착되는 생석회 코팅층을 조기에 감지할 수 있는 장치에 관한 것이며, 특히, 온도를 측정하여 생석회 코팅층의 생성여부를 쉽게 알 수 있는 회전식 석회소성로의 내부 감지장치에 관한 것이다.

일반적으로, 석회소성공정은 로터리킬른(Rotary Kiln) 내에 스테인레스 제강용 석회석(CaC0₃)을 장입하고 1000℃~1300℃정도로 가열하여 석회석으로부터 CO₂를 제거함으로써, 생석회(CaO)로 소성하고 추출하는 공정이다.

이런 석회소성공정을 거친 생석회는 용선 또는 스크랩 등과 같이 제강공장의 전로에 투입되어 용선에 함유된 인(P)과 유황(S)을 제거하는데 사용된다.

도면에서, 도 1은 석회석을 생석회로 소성시키는 회전식 석회소성설비의 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 석회소성설비는 직경이 약 3.6m이고, 길이는 약 40m정도이며, 2RPM정도의 저속으로 회전하는 둥근 원형로(爐)인 로터리킬른(10)과, 이런 로터리킬른(10)의 후단부의 중앙에 위치하는 버너(12)와, 버너(12)의 하단에 설치되는 생석회 배출구(15)를 포함한다.

로터리킬른(10)은 원통형으로 약 3도의 경사를 가지도록 설치되며 후단의 중앙에는 버너(12)가 설치되어 있다. 이런 로터리킬른(10)의 선단부에 석회석이 장입되며, 선단부에 장입된 석회석은 약 3도의 기울기와 로터리킬른(10)의 회전에 의해 로터리킬른(10)의 후단으로 이동을 하게 되며, 이 때, 버너(12)의 화염에 의해 석회석은 약 1000℃~1300℃로 상승하게 되고, 이 때, 석회석(CaCO₃)으로부터 CO₂가 배출되어 생석회(CaO)로 소성된다. 이렇게 소성된 생석회는 로터리킬른(10)의 하단에 형성된 생석회 배출구(15)를 통해 배출된다.

이런 로터리킬른(10)의 후단에는 로터리킬른(10)의 내부를 관찰하는 감시홈(13)이 형성되어 있다.

앞에서 설명한 바와 같이, 로터리킬른(10)의 선단부에 장입된 석회석이 로터리킬른(10)의 내부면을 따라 후단으로 이동하는 중에, 일부의 석회석은 로터리킬른(10)의 내부에 부착되고 버너(12)의 화염열에 의해 로터리킬른(10)의 내부에 부착된 상태로 생석회로 소성된다.

일단, 로터리킬른(10)의 내부면에 생석회가 부착되면 그 자리에 지속적으로 석회석이 부착되고, 이렇게 부착된 석회석은 계속적으로 생석회로 소성되면서 성장하게 되고, 그럼으로써, 결국에는 로터리킬른(10)의 내부면을 코팅하는 생석회 코팅층(17)이 형성된다.

한편, 생석회 코팅층(17)의 생성위치는 생석회 생산량과도 밀접한 관련이 있다.

생석회 생산량을 증대시키고자 할 때에는 소성을 위한 버너(12)의 화염길이를 길게 함으로써 로터리킬른(10)의 후단에서 전방으로 약 20m 지점에 생석회 코팅층(17)이 생성되고, 생석회 생산량을 감소시키고자 할 때에는 화염의 길이를 짧게 한다. 이에 따라 생석회 코팅층(17)의 생성부위는 약 16m정도에서 발생하게 된다.이와 같이 작업의 조건에 따라, 생석회 코팅층(17)은 로터리킬른(10)의 약 16~20m 지점에서 주로 발생한다.

이와 같이, 로터리킬른(10)의 내부에 형성된 생석회 코팅층(17)은 로터리킬른(10)의 내부로 장입한 석회석의 이동을 방해하는 걸림부로 작용하므로 원활한 생석회 생산에 지장을 미치게 되며, 소성되는 시간이 일정치 않게 되어 생석회의 품질 또한 저하된다. 따라서, 이런 생석회 코팅층(17)의 생성 정도를 조기에 감지하여 제거하는 것이 무엇보다 더 중요하다.

이런 생석회 코팅층을 조기에 예지하기 위한 기술로서 "일본국 특개평 7-109180호 (발명의 명칭 : C/C복합재의 소성방법 및 소성장치)"와 "일본국 특개평 7-109181호 (발명의 명칭 : C/C복합재의 소성방법 및 소성장치)"에는 소성로 내의 압력을 조절하는 방법을 사용하여 소성로 내의 타르부착을 방지할 수 있도록 기재되어 있고, "일본국 특개평 6-279075호 (발명의 명칭 : 분체소성로의 폐가스 배출로)"에는 벽 내면에 부착된 고착물을 제거하기 위하여 분체소성로의 폐가스 배출로를 설치하는 방법에 대하여 기재되어 있으며, "일본국 특개평 8-278083호 (발명의 명칭 : 연속 소성로와 이 로에 이용하는 바켓)"에는 소성로의 구조를 바꾸어 부착을 방지하는 방법이 기재되어 있다.

그러나, 앞에서 설명한 장치 및 방법으로는 제강용 생석회를 생산하는 공정에서의 소성온도와 압력 및 생산량 등을 맞추기에 적합하지 않다.

한편, "일본국 특개평 8-261657호 (발명의 명칭 : 수형소성로)"에서는 소성로의 외부에 표면을 냉각시키는 장치를 설치하여 소성로의 벽에 생석회 코팅층이부착되는 것을 막는 방법이 기재되어 있으나, 대용량의 제철용 소성로에 적합하지 않다는 문제점이 있다.

또한, 이들 방법은 생석회 코팅층이 로터리킬른의 내부벽에 부착되는 것을 방지하기 위한 기술이다.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제공된 것으로서, 로터리킬른의 외부에 온도측정감지장치를 설치하여 로터리킬른의 내부에서 외부로 전도되는 열의 온도를 측정하여 로터리킬른의 내부에 형성된 생석회 코팅층의 발생 위치와 생석회 코팅층의 두께를 조기에 측정할 수 있도록 하는 회전식 석회소성로의 내부 감지장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 석회석을 생석회로 소성시키는 회전식 석회소성설비의 단면도이고,

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 회전식 석회소성로의 내부 감지장치가 설치된 석회소성로의 측단면도이고,

도 3은 도 2에 도시된 회전식 석회소성로의 A-A'의 단면도이며,

도 4는 도 2에 도시된 회전식 석회소성로의 내부 감지장치의 신호흐름도이다.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

10 : 로터리킬른 11, 103 : 전동기

12 : 버너 17 : 생석회 코팅층

100 : 온도측정감지장치 101 : 적외선온도계

107 : 온도제어기 130 : 레인

140 : 드레인체인 150 : 로컬판넬

앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 생석회를 제조하는 회전식 석회소성로의 내부에 부착되는 생석회 코팅층을 측정하는 회전식 석회소성로의 내부 감지장치에 있어서, 상기 회전식 석회소성로의 외부측면에 일정 거리를 유지하며 길이방향을 따라 평행하게 설치되는 레일과, 상기 레일을 따라 이동하면서 상기 회전식 석회소성로의 외부온도를 길이방향으로 측정하는 온도측정감지장치를 포함하는 회전식 석회소성로의 내부 감지장치가 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 온도측정감지장치는 상기 레일의 상면에 위치하는 다수 개의 바퀴와, 상기 바퀴를 회전시켜 상기 레일을 따라 이동하도록 하는 전동기와, 상기 회전식 석회소성로의 외부 온도를 측정하는 적외선온도계와, 상기온도측정감지장치의 내부의 온도를 측정하는 온도제어부와, 상기 온도제어부에 연결되어 상기 온도측정감지장치의 내부온도를 일정범위로 유지하도록 하는 냉난방장치와, 상기 온도측정감지장치의 일측으로 연장되어 제어부에 연결되는 케이블을 포함한다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 제어부는 상기 온도측정감지장치에 전원을 공급하는 전원공급부와, 상기 적외선온도계로부터 측정된 온도와 상기 온도측정감지장치의 이동거리를 표시하는 레코더와, 상기 전동기의 회전을 조절하여 상기 온도측정감지장치의 이동거리를 제어하는 로직 제어기를 포함한다.

아래에서, 본 발명에 따른 회전식 석회소성로의 내부 감지장치의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.

도면에서, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 회전식 석회소성로의 내부 감지장치가 설치된 석회소성로의 측단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 회전식 석회소성로의 A-A'의 단면도이며, 도 4는 도 2에 도시된 회전식 석회소성로의 내부 감지장치의 신호흐름도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 회전식 석회소성로의 내부 감지장치는 로터리킬른(10)의 길이방향을 따라 측면에 형성된 레일(130)과, 레일(130)을 따라 이동하는 온도측정감지장치(100)가 설치된다.

레일(130)은 로터리킬른(10)의 외측면으로부터 약 500mm정도로 이격되어 설치된다. 그리고, 이런 레일(130)의 하부에는 레일(130)을 지지하며 고정시키는 다수 개의 고정대(125)가 레일(130)을 따라 설치되어 있다.

한편, 이런 레일(130)의 상부에는 온도측정감지장치(100)가 설치되는데, 온도측정감지장치(100)는 도 4에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 레일(130)의 상부에 위치하여 레일(130)을 따라 이동하는 2쌍의 휠(110)이 위치하며, 온도측정감지장치(100)는 휠(110)의 회전에 의해 레일(130)을 따라 이동하게 된다.

한편, 온도측정감지장치(100)는 로컬판넬(Local Panel)(150)과 연결되어 있으며, 레일(130)을 따라 이동하면서 레일(130)의 양단부에 설치된 리미트스위치(113L, 113R)와 접하면서 리미트스위치(113L, 113R)를 작동시킨다.

이런 온도측정감지장치(100)의 내부에는 로터리킬른(10)을 향하는 면에 적외선온도계(101)가 설치되어 있으며, 이런 적외선온도계(101)는 증폭기(102)에 연결되어 있고, 증폭기(102)는 로컬판넬(150)에 설치된 레코더(152)에 연결되어 있다. 따라서, 적외선온도계(101)로 측정된 로터리킬른(10)의 외부온도는 전기적신호로 변환되어 증폭기(102)에 입력되고, 증폭기(102)는 입력된 전기적신호를 증폭하여 레코더(152)에 입력시킨다. 그러면, 레코더(152)는 적외선온도계(101)에서 측정된 온도를 숫자로 표시한다.

그리고, 온도측정감지장치(100)의 내부에는 온도제어기(107)가 설치되어 있다. 이런 온도제어기(107)에는 온도센서(106)와 팬(108) 및 히터(109)가 연결되어 있다. 온도센서(106)에서 측정된 온도측정감지장치(100)의 내부온도는 온도제어기(107)에 입력되고, 온도제어기(107)에서는 일정한 범위의 밖의 온도가 측정되면 팬(108)과 히터(109) 중에서 어느 하나를 가동시켜 일정한 범위내의 온도가 유지되도록 한다.

또한, 온도측정감지장치(100)의 내부에는 휠(110)에 연결된 전동기(103)가 설치되며, 전동기(103)에는 엔코드(104)가 연결되어 있고, 엔코드(104)는 로컬판넬(150)의 레코더(152)에 연결되어 있다. 따라서, 레코더(152)에는 온도측정감지장치(100)의 이동거리를 표시한다. 그리고, 온도측정감지장치(100)의 내부에는 보조전원공급부(105)가 설치되어 있으며 보조전원공급부(105)는 로컬판넬(150)의 주전원공급부(151)에 연결되어 있다. 따라서, 보조전원공급부(105)는 주전원공급부(151)로부터 전원을 공급받아 온도제어기(107)와 적외선온도계(101)로 전원을 공급한다.

한편, 로컬판넬(150)은 온도측정감지장치(100)의 이동거리 및 적외선온도계(101)로 측정된 온도를 입력받는 레코더(152)와, 온도측정감지장치(100)의 이동거리를 조절하도록 전동기(103)로 전기적신호를 출력하는 인버터(153)와, 레일(130)의 양단부에 설치된 리미트스위치(113L, 113R)로부터 신호를 받아들이며 로터리킬른(10)을 구동시키는 전동기(11)에 연결된 엔코드(19)로부터 입력되는 전기적신호를 받아들이는 프로그램 로직 제어기(154) 및, 주전원공급부(151)를 포함한다.

한편, 로컬판넬(150)과 온도측정감지장치(100)의 사이에 전기적신호가 송수신 되도록 케이블이 연결되어 있으며, 이런 케이블은 드레인체인(140)의 지지를 받으면서 이송된다.

이상과 같이 구성된 회전식 석회소성로의 내부 감지장치의 작동관계에 대하여 상세히 설명하겠다.

로컬판넬(150)의 주전원공급부(151)에서 회전식 석회소성로의 내부 감지장치에 전원을 공급한다. 이런 상태에서 프로그램 로직 제어기(154)는 로터리킬른(10)의 전동기(11)에 연결된 엔코드(19)로부터 로터리킬른(10)의 회전속도를 입력받고, 이에 따른 온도측정감지장치(100)의 이동신호를 출력한다. 이동신호는 인버터(153)를 통해 온도측정감지장치(100)의 전동기(103)로 입력된다. 그러면, 전동기(103)는 회전하면서 온도측정감지장치(100)를 이동시킨다. 한편, 전동기(103)에 연결된 엔코드(104)를 통해 이동거리가 레코더(152)에 입력되고, 레코더(152)에서는 이동거리가 표시된다. 한편, 레코더(152)에 입력된 이동거리는 프로그램 로직 제어기(154)에 입력된다.

이와 같이, 온도측정감지장치(100)는 레일(130)을 따라 전동기(103)의 회전에 의해 이동하면서, 적외선온도계(101)로 로터리킬른(10)의 외부에 온도를 측정하고 측정된 온도는 프로그램 로직 제어기(154)에 입력된다. 이 때, 로터리킬른(10)의 내부온도가 일정하다고 가정하였을 때, 로터리킬른(10)의 내부에 생석회 코팅층(17)이 두꺼우면 측정된 온도는 낮을 것이고, 생석회 코팅층(17)이 얇으면 측정된 온도는 높을 것이다.

따라서, 프로그램 로직 제어기(154)에 입력된 이동거리와 측정된 온도를 분석하여 로터리킬른(10)에 생석회 코팅층(17)이 생성된 부분을 찾을 수 있게 되며, 생성된 정도 또한 알 수 있게 된다.

표 1은 본 발명에 따른 회전식 석회소성로의 내부 감지장치를 이용하여 로터리킬른의 외부온도를 측정하였을 때에 나타난 온도분포도이다.

표 1에 따르면, 로터리킬른(10)의 외부온도가 가장 낮은 곳의 평균온도가 약135도이며, 이곳에 위치는 13m로 이 부위는 온도측정감지장치(100)가 감지할 수 있는 거리 즉, 레일(130)의 한 쪽 단부(버너가 위치해 있는 쪽)에서부터 13m의 거리로써, 이는 배출구(15)의 상부에 연결되어 로터리킬른(10)의 온도를 측정할 수 없는 부위를 제외한 길이이다. 따라서, 로터리킬른(10)의 총 길이 40m를 보았을 때, 약 16~20m의 범위 안에 위치한다.

또한, 열전도 및 열전달식와 측정된 온도를 이용하여 생석회 코팅층(17)의 두께 및 로터리킬른(17) 내부의 온도를 계산할 수 있다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 회전식 석회소성로의 내부 감지장치는 생석회 코팅층의 생성정도를 정량적으로 측정할 수 있으므로 생석회 코팅층에 따라 코팅층의 파쇄작업을 적시에 시행할 수 있다는 장점이 있다.

이상에서 본 발명의 회전식 석회소성로의 내부 감지장치에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims

석회석을 생석회로 소성시키는 회전식 석회소성로의 내부에 부착되는 생석회 코팅층을 측정하는 회전식 석회소성로의 내부 감지장치에 있어서,

상기 회전식 석회소성로의 외부측면에 일정 거리를 유지하며 길이방향을 따라 평행하게 설치되는 레일과,

상기 레일을 따라 이동하면서 상기 회전식 석회소성로의 외부온도를 길이방향으로 측정하는 온도측정감지장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 석회소성로의 내부 감지장치.
제 1 항에 있어서,

상기 온도측정감지장치는 상기 레일의 상면에 위치하는 다수 개의 바퀴와, 상기 바퀴를 회전시켜 상기 레일을 따라 이동하도록 하는 전동기와, 상기 회전식 석회소성로의 외부 온도를 측정하는 적외선온도계와, 상기 온도측정감지장치의 내부의 온도를 측정하는 온도제어부와, 상기 온도제어부에 연결되어 상기 온도측정감지장치의 내부온도를 일정범위로 유지하도록 하는 냉난방장치와, 상기 온도측정감지장치의 일측으로 연장되어 제어부에 연결되는 케이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 석회소성로의 내부 감지장치.
제 2 항에 있어서,

상기 제어부는 상기 온도측정감지장치에 전원을 공급하는 전원공급부와, 상기 적외선온도계로부터 측정된 온도와 상기 온도측정감지장치의 이동거리를 표시하는 레코더와, 상기 전동기의 회전을 조절하여 상기 온도측정감지장치의 이동거리를 제어하는 로직 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 석회소성로의 내부 감지장치.