KR100376514B1 - 고로 너트 코크스의 평량 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 너트 코크스의 평량 제어 방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 연료인 너트 코크스의 평량과 원료인 소결광 평량을 혼용하는 평량방법에 있어서 고로 내부 중간부의 통기성 개선을 위해 웨잉 호퍼에 너트 코크스를 평량하고 로 내부 장입시 로 내부 중간부에 너트 코크스가 투입되게 하는 너트 코크스의 평량 제어 방법에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 (가)너트 코크스의 사용여부를 판단하는 단계, (나)상기 판단결과 너트 코크스를 사용하는 경우에 너트 코크스 장입량을 설정하고, 너트 코크스를 최후단 웨잉 호퍼에 설정량만큼 평량하는 단계, (다)상기 너트 코크스의 평량이 완료되면 최후단 웨잉 호퍼에 소결광을 기설정된 목표량만큼 평량하여 장입하는 단계, (라)상기 너트 코크스와 소결광의 평량이 완료되면 최후단 웨잉 호퍼를 타 웨잉 호퍼보다 우선구동시켜 이송 벨트의 최선단에 적재하는 단계,(마)상기 단계(라)에서 너트 코크스의 배출이 완료되면 타 웨잉 호퍼에 저장된 소결광이 이송 벨트에 적재되도록 상기 타 웨잉 호퍼의 구동을 제어하는 단계를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

고로 너트 코크스의 평량 제어 방법{CONTROL METHOD FOR DISCHARGING AND FILLING NUT COKE INTO FURNACE}

본 발명은 너트 코크스의 평량 제어 방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 연료인 너트 코크스의 평량과 원료인 소결광 평량을 혼용하는 평량방법에 있어서 고로 내부 중간부의 통기성 개선을 위해 웨잉 호퍼에 너트 코크스를 평량하고 로 내부 장입시 로 내부 중간부에 너트 코크스가 투입되게 하는 너트 코크스의 평량 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 고로에서의 용선 생성 과정은 철광석과 코크스를 고로 상부에서 입도별로 장입하고, 고로 하부 풍구에서 1200℃의 열풍과 미분탄과 산소를 추입하면 로내부에서 환원반응이 발생하여 용선을 생산하게 된다.

도 1은 고로의 연료 및 원료의 평량 및 장입과정을 설명하기 위한 시스템 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 연료인 코크스를 저장하는 코크스 저장조빈(10)으로부터 불출된 코크스는 코크스 입도선별기(11)를 통해 입도 25~75mm까지 선별되어 이송 콘베이어 벨트(12)를 통해 일정량의 장입 요구량을 코크스 웨잉 호퍼(13) 2개조에 일시 분산 저장하게 된다.

상기 코크스 입도 선별기(11)로부터 선별된 25mm이하의 분(紛) 코크스는 하부의 이송 콘베어 벨트(14)를 통해 분 코크스 저장조 빈(20)에 일시 저장된다. 저장된 분 코크스는 다시 너트 코크스 입도선별기(21)를 통해 12~25mm(이하, 너트 코크스라 칭함)의 너트 코크스를 선별하여 이송벨트에 적재하여 최종 너트 코크스 저장빈(30)에 투입되어 저장된다.

또한, 소결광 저장빈(33)에 저장된 소결광은 입도 12~30mm까지 소결광 입도선별기(35)를 통해 선별되어 웨잉 호퍼(32) 8개조에 일정량씩 평량되어 분산 저장된 후 하단의 이송 콘베이어 벨트(34)를 통해 대립 소결광 저장조인 오어 서지 호퍼(36) 2개조에 분산저장된다. 이때, 미설명된 부호 40은 상기 소결과 입도 선별기에 의해 선별된 소립 소결광을 저장하는 소립 소결광 저장빈이고, 41은 소립 소결광 입도선별기,42는 콘베어벨트, 43은 소립 소결광을 저장하는 소립소결광 저장호퍼다.

이러한 과정을 고로에서 요구하는 연료 및 철광석의 장입 설정값에 대한 평량(계량)과정이라고 하며, 이렇게 하여 평량된 연료 및 원료를 고로(50)에 장입하기 위해서는 대형 장입 콘베이어 벨트(15)를 통해 이송하기 위하여 평량이 완료되어 대기중인 연료 및 원료를 로 정부(爐頂剖)의 노정 호퍼(51)로 수입하여 대기한 후 로 내부의 장입물이 고로 내부의 철광석의 환원 반응을 통해 일정시간 일예로 6~7시간 정도 경과하게 되면 장입물을 강하하게 된다. 이때 장입 개시 신호를 발생하여 코크스 1차지(charge), 대립 소결광 1 차지, 소립 소결광 1차지를 순서대로 장입한다.

상기한 장입물은 로상부의 중심부에 위치한 선회 슈트(rotation chute)(53)를 통해 로 벽부(50a)를 기준점으로 해서 1 노치(notch)로 중심부까지를 반경방향으로 11 노치까지 안정한 거리로 분할하여 장입된다. 로 내부에서의 로황(爐況)여건상 로 내부에 장입되는 연료와 원료의 특성에 따라 코크스의 경우 노중심부까지 장입모드별로 설정된 기준만큼 장입하게 된다. 대립 소결광은 로 내부 반경방향으로 균일하게 장입하여 통기성 및 가스 이용율이 우수한 연화융착대(56)를 만들고 노벽측에는 환원성 및 통기성이 우수한 소립 소결광을 안착시켜 노벽부 불활성대 생성을 방지하고 노벽보호를 유도하는 방법으로 고로 상부에서 교대로 장입하고 있다.

한편, 최근 고로의 경제적 조업을 위해 값비싼 연료인 코크스 대신 상대적으로 저렴한 일반탄을 분쇄하여 만든 미분탄의 사용 비율을 늘려 고로 조업을 수행하고 있어 고 미분탄(高 黴分炭) 취입 조업 기술이 고로의 용선 생산 원가를 줄일 수 있는 경쟁력을 갖추게 되었다. 그러나, 고로 내부로 미분을 다량 투입하는 것은 그만큼 코크스가 적게 사용되는 것이기 때문에 고로 내부의 균일한 가스 흐름을 방해하여 통기성이 악화되는 문제가 수반된다.

즉, 고로내 미분탄 취입비의 증대로 고로의 경쟁력을 확보하는 긍적적인 면이 있는 반면에 적은량의 코크스가 장입되어 고로 내부의 환원가스가 흘러가는 통로인 연화융착대(軟化融着帶)(56)내의 코크스층이 얇아지므로 통기성이 나빠지는 부정적인 면이 동반된다.

도 2는 종래 너트 코크스와 소결광의 평량과정을 보인 상세구성도로써, 상기한 문제를 개선하기 위하여 종래에는 도 2에 도시된 너트 코크스 평량방법과 같이, 대립 소결광 저장빈(33)으로부터 불출된 소결광이 하단의 입도 선별기(35)에 투입되어 평량된 후 오어 웨잉 호퍼(ore weighting hopper)(32)에 투입되어 맨하단에서 중간 상부에 이르기까지 요구하는 장입량을 평량한 후 2차적으로 너트 코크스를 평량하는 혼합 구조의 평량 방법이 사용되었다.

그러나, 이러한 종래 너트 코크스를 혼용으로 평량하여 장입하는 경우의 가장 큰 문제중의 하나는 로 중간부의 소결광과의 공극간 확대를 통해 통기 장애를 해소하기 위해 투입되는 소결광이 너트 코크스 웨잉 호퍼(제 8 웨잉 호퍼)(32)에서 가장 먼저 배출되어 이송되고 그후 따라서 배출되는 너트 코크스는 이송 콘베어 벨트의 동일 이송라인상에 설치된 다른 웨잉 호퍼로부터 배출되는 소결광과 섞이기 때문에 최종 노정부의 노정호퍼(51)에서 로 내부로 배출될 때는 다른 철광석 층과의 혼합으로 로 내부의 중간부에 정확하고 신뢰성있게 장입되지 못하는 문제가 있다.

다른 문제점으로는 일정 용기의 오어 웨잉 호퍼(용량 24㎥)(32)에 부피가 크면서 무게가 가벼운 너트 코크스를 일정량 평량할시는 소결광을 먼저 평량하는 구조로 되어 있기 때문에 그후 너트 코크스를 평량할 때는 통기성 개선을 위해 필요한 일정 장입 요구량보다 적은 량을 평량하게 되고, 최대 장입 요구량을 평량하는 경우에는 오어 웨잉 호퍼의 한정된 용량 때문에 호퍼 상부의 오버플로우(overflow)발생으로 낙광수거에 따른 막대한 장비와 인력소모가 발생되는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써 그 목적은 너트 코크스와 소결광을 평량하여 고로내부로 장입하는 경우에 고로내 중간부의 통기성을 개선시킬 수 있도록 너트 코크스와 소결광을 평량하여 고로에 장입하는 방법을 제공하여 고로내 중간부의 가소통로의 소결광 공극을 확보함으로써 고로 노황개선을 이룰 수 있도록 하는 것이다.

도 1은 일반적인 고로 장입물의 평량 및 장입 과정을 보인 시스템 구성도이다.

도 2는 종래 너트 코크스 및 소결광의 평량과정을 보인 구성이다.

도 3은 본 발명을 구현하기 위한 고로 장입물의 평량 제어 시스템의 구성을 보인 블록도이다.

도 4는 본 발명을 구현하기 위한 고로 장입물의 평량 및 장입 제어 방법을 설명하기 위한 플로우차트를 도시한 것이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 고로 장입물의 평량 과정을 보인 구성이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10:코크스 저장빈, 20:분 코크스 저장빈,

30:너트 코크스 저장빈, 31:너크 코크스 피더,

32:웨잉 호퍼, 33:소결광 저장빈,

34:이송 콘베어 벨트, 35:입도선별기,

35:오어서지호퍼, 40:소립소결광 저장빈,

50:고로, 51:노정호퍼,

53:선회 슈터, 100:제어판단부,

110:타이머, 160:로드셀,

170:모터구동부, 180:웨잉 호퍼 게이트 구동부.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 고로 너트 코크스의 평량 제어 방법은 고로에 장입되는 소결광을 목표량에 따라 평량하도록 이송벨트라인상에 웨잉 호퍼에 다수개 마련되고, 그 중 최후단의 웨잉호퍼에 연료인 너트 코크스를 목표량만큼 평량하여 소결광과 함께 이송벨트에 적재하여 오어 서지 호퍼에 단계적으로 장입한 후 고로내부로 장입시킬 수 있도록 된 고로 너트 코크스의 평량 제어 방법에 있어서,

(가)너트 코크스의 사용여부를 판단하는 단계,

(나)상기 판단결과 너트 코크스를 사용하는 경우에 너트 코크스 장입량을 설정하고, 너트 코크스를 최후단 웨잉 호퍼에 설정량만큼 평량하는 단계,

(다)상기 너트 코크스의 평량이 완료되면 최후단 웨잉 호퍼에 소결광을 기설정된 목표량만큼 평량하여 장입하는 단계,

(라)상기 너트 코크스와 소결광의 평량이 완료되면 최후단 웨잉 호퍼를 타 웨잉 호퍼보다 우선구동시켜 이송 벨트의 최선단에 적재하는 단계,

(마)상기 단계(라)에서 너트 코크스의 배출이 완료되면 타 웨잉 호퍼에 저장된 소결광이 이송 벨트에 적재되도록 상기 타 웨잉 호퍼의 구동을 제어하는 단계를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하에는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 고로 너트 코크스의 평량 제어 방법을 구현하기 위한 구성 및 그에 따른 작용효과를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명을 구현하기 위한 고로 장입물의 평량을 제어하기 위한 시스템 구성도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명을 구현하기 위한 고로 장입물 평량 제어 시스템은 너트 코크스의 사용 여부에 대한 데이터를 입력받아 메모리(120)에 저장하는 데이터 입력부(130)와, 평량의 우선 순위를 결정하고 평량에 관련된 요구장입량을 수집하여 처리하는 제어판단부(100)와, 각 소결광 평량 웨잉 호퍼(32)간의 소결광 배출 시간을 카운트하는 타이머(110)와, 상기 제어 판단부(100)의 제어 신호를 입력받아 소결광 평량 웨잉 호퍼(32)에 너트 코크스를 장입하는 너트 코크스 피더(31)를 구동시키고, 장입 정지시 제어 릴레이(도면 미도시)를 구동시켜 너트 코크스 피더(31)의 구동을 정지시키는 너트 코크스 피더 구동용 모터 제어부(MCC)(170)와, 너트 코크스와 소결광이 일시 저장되는 웨잉 호퍼(32)의 중량 변화를 검출하는 로드셀(160)과, 상기 로드셀(160)에 의해 검출된 중량 신호에 상응하는 전류 신호를 전압신호로 변환하여 무게로 환산하는 신호변환부(150)와, 상기 신호변환부(150)에서 출력되는 웨잉 호퍼의 중량값과 상기 제어판단부(100)로부터 입력받은 요구 장입량을 비교하여 상기 모터 구동부(170)를 피드백 제어하기 위한 제어 신호를 상기 제어판단부(100)로 출력하는 피드백제어부(140) 및 상기 너트 코크스와 소결광의 평량이 완료됨이 판단되면 상기 제어판단부(100)의 구동제어신호를 입력받아 너트코크스와 소결광이 평량되는 웨잉 호퍼(32-8)를 포함한 8개조의 웨잉 호퍼(32)로부터의 장입물 배출을 제어하도록 각 웨잉 호퍼 게이트(32a)를 순차적으로 구동시키는 웨잉 호퍼 게이트 구동부(180)를 구비하여 이루어진다.

이러한 구성에 있어서, 상기 제어 판단부(100)에서는 제 8 소결광 평량 웨잉 호퍼(32-8)에 너트 코크스의 평량이 완료됨이 판단되면, 상기 웨잉 호퍼 게이트 구동부(180)에 구동신호를 출력하여 각 웨잉 호퍼에 저장된 소결광을 이송 콘베어 벨트(34)로 배출시키도록 한다. 이때, 웨잉 호퍼 게이트 구동부(180)에서는 제 8 웨잉 호퍼(32-8)의 게이트(32-8a)를 최우선적으로 오픈하여 웨잉 호퍼의 하단부에 평량된 너트 코크스가 콘베어 벨트(34)상에 가장 먼저 배출되어 이동될 수 있도록 한다. 그 후에 타이머(110)에 설정된 소정 시간이 경과되면 다음 제 7 웨잉 호퍼(32-7), 제 6 웨잉 호퍼(32-6)...제 1 웨잉 호퍼(32-1)의 순으로 순차적으로 웨잉 호퍼 게이트(32a)를 구동시켜 이송 벨트상에 각 웨잉 호퍼로부터 순차배출된 소결광이 층상구조를 형성하여 오어 서지 호퍼(36)측으로 이송되도록 제어한다.

한편, 상기 데이터 입력부(130)는 너트 코크스 사용을 선택하는 경우에는 메모리의 설정 프로그램 영역내에 데이터 '0'을 입력하고, 너트 코크스를 사용하지 않을 때는 데이터 '1'을 입력한다.

한편, 도 4는 본 발명에 따른 고로 장입물 평량 및 장입 제어 방법을 설명하기 위한 플로우차트를 도시한 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른고로 장입물 평량 및 장입 제어 방법에서는 먼저, 단계(s10)에서는 고로의 장입물 평량 시스템의 정상동작여부를 판단하고, 판단결과 평량 시스템의 동작일 정상적으로 수행가능한 경우에는 단계(s12)로 진행하여 메모리(120)의 설정 프로그램 영역에 저장된 데이터를 근거로 너트 코크스 사용여부를 판단하게 된다. 판단결과 너트 코크스를 사용하는 경우에는 단계(s14)로 진행하여 너트 코크스 평량에 관계되는 장입량등의 요구 장입량을 수집하여 평량 우선 순위를 결정하게 된다. 즉, 너트 코크스를 소결광보다 우선적으로 웨잉 호퍼에 평량하여 장입하도록 우선순위를 설정하게 된다.

단계(s16)에서는 너트 코크스 피더(31)를 구동시키도록 모터 구동부(170)에 제어신호를 출력하고, 너트 코크스 피더(31)의 구동에 의해 너트 코크스 저장빈(30)에 저장된 너트 코크스가 제 8 웨잉 호퍼(32-8)에 장입되도록 한다. 이때, 단계(s18)에서는 너트 코크스가 장입됨에 따른 웨잉 호퍼의 중량 변화를 로드셀(160)을 통해 검출하고, 검출된 중량 신호를 신호 변환부(150)를 통해 장입량으로 환산하여 피드백 제어부(140)로 입력하게 된다.

피드백 제어부(140)에서는 단계(s20))에서 상기 단계(s14)에서 수집된 너트 코크스 장입량 설정치와 현재 로드셀(160)을 통해 검출된 평량치를 비교하여 그 편차가 기설정된 소정 범위이내인가를 판단한다. 이때 판단결과 장입량 설정치와 평량치의 편차가 기준범위 일예로 0.1톤이상인 경우에는 상기 단계(s16)로 복귀하여 너트 코크스 피더(31)를 계속 구동시켜 제 8 웨잉 호퍼(32-8)에 너트 코크스를 평량한다. 반대로 장입량 설정치와 평량치의 편차가 기준범위인 0.1톤 이내인 경우에는 다음 단계(s22))로 진행하여 모터 구동부(170)에 너트 코크스 피더 구동용 모터(171_를 정지시키기 위한 구동 정지신호를 출력하여 너트 코크스의 평량을 종료시킨다.

너트 코크스의 평량이 종료되면 단계(s24)에서는 소정의 안정시간이 경과된 이후에 소결광 저장빈(33)에 저장된 소결광을 평량하게 된다. 소결광의 평량은 소결광 입도 선별기(35)를 통해 소결광 저장빈에 저장된 소결광을 선별하여 입도가 12mm~30mm인 소결광을 각각의 웨잉 호퍼로 장입한다. 이때 장입되는 소결광의 양은 기설정된 목표 장입량에 따라 설정된다.

소결광을 평량하는 경우에도 상기 너트 코크스의 평량시와 같이 단계(s26)에서 웨잉 호퍼의 중량변화를 검출하여 검출된 장입무게와 기설정된 목표 장입량을 비교하여 소결광의 평량 완료여부를 판단하게 된다.

이때, 장입 검출값과 목표 장입량이 소정 범위이내의 값이면 단계(s28)에서 입도 선별기(35)를 통한 웨잉 호퍼로의 장입을 중지하게 된다.

이후 단계(s28)에서는 제 8 웨잉 호퍼(32-8)로의 너트 코크스 및 소결광의 장입이 완료되었으므로 제 8 웨잉 호퍼 게이트(32-8a)를 구동시켜 너트 코크스와 소결광을 이송 콘베어 벨트(34)로 배출시켜 오어 서지 호퍼(36)측으로 이송될 수 있도록 한다.

이후 제 8 웨잉 호퍼 게이트(32-8a)가 구동된 지 일정 시간 즉, 타이머(110)에 설정된 웨잉 호퍼의 원료 배출 시간이 경과되면 각 웨잉 호퍼의 게이트를 순차적으로 구동시켜 각 웨잉 호퍼에 저장된 소결광이 이송 콘베어 벨트(34로 배출, 이송될 수 있도록 한다.

도 5는 본 발명에 따른 너트 코크스와 소결광의 평량 과정을 보인 구성도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 제 8 웨잉 호퍼(32-8a)에 너트 코크스와 소결광을 평량하는 경우, 너트 코크스를 소결광보다 먼저 평량하여 웨잉 호퍼의 하단에 너트 코크스가 위치되어 장입물의 배출시에 너트 코크스가 제 8 웨잉 호퍼 및 다른 웨잉 호퍼로부터 배출되는 소결광보다 먼저 오어 서지 호퍼(36)에 장입될 수 있도록 한다. 따라서, 오어 서지 호퍼(36)로부터 우선적으로 배출되는 너트 코크스는 고로의 노정 호퍼(51)에 장입된 후 분배슈터(53)를 통해 고로 내부로 장입되어 후에 장입되는 소결광과의 공극을 확보함으로써 고로내 중간부의 가스통로에서의 가스 흐름을 일정하게 유도할 수 있다.

본 발명에 따른 고로 너트 코크스의 평량 제어 방법은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위내에서 다양하게 변형하여 실시될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 고로 너트 코크스의 평량 제어 방법에 의해 종래의 방법인 소결광+부원료+기타등의 순서로 평량하여 로 내부에 장입하지 않고, 너트 코크스를 먼저 평량개시하고 소결광을 평량하여 로 내부에 장입함으로써 로 내부에서 통기장애발생을 억제할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 웨잉 호퍼에 너트 코크스를 평량한 후에 소결광을 평량함으로써 상대적으로 부피가 크고 가벼운 너트 코크스에 대한 목표 장입량을 정확하게 장입함으로써 통기선 개선에 필요한 량만큼의 장입이 가능하고 오버플로우되는 경우를 방지하여 작업효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공하게 된다.

Claims (1)

1. 고로에 장입되는 소결광을 목표량에 따라 평량하도록 이송벨트라인상에 웨잉 호퍼에 다수개 마련되고, 그 중 최후단의 웨잉호퍼에 연료인 너트 코크스를 목표량만큼 평량하여 소결광과 함께 이송벨트에 적재하여 오어 서지 호퍼에 단계적으로 장입한 후 고로내부로 장입시킬 수 있도록 된 고로 너트 코크스의 평량 제어 방법에 있어서,

   (가)너트 코크스의 사용여부를 판단하는 단계,

   (나)상기 판단결과 너트 코크스를 사용하는 경우에 너트 코크스 장입량을 설정하고, 너트 코크스를 최후단 웨잉 호퍼에 설정량만큼 평량하는 단계,

   (다)상기 너트 코크스의 평량이 완료되면 최후단 웨잉 호퍼에 소결광을 기설정된 목표량만큼 평량하여 장입하는 단계,

   (라)상기 너트 코크스와 소결광의 평량이 완료되면 최후단 웨잉 호퍼를 타 웨잉 호퍼보다 우선구동시켜 이송 벨트의 최선단에 적재하는 단계,

   (마)상기 단계(라)에서 너트 코크스의 배출이 완료되면 타 웨잉 호퍼에 저장된 소결광이 이송 벨트에 적재되도록 상기 타 웨잉 호퍼의 구동을 제어하는 단계를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 고로 너트 코크스의 평량 제어 방법.