KR100376519B1

KR100376519B1 - 편측 노정호퍼에 의한 연/원료 장입방법

Info

Publication number: KR100376519B1
Application number: KR10-1999-0060969A
Authority: KR
Inventors: 김종민; 서광용; 유현종; 김재식
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 1999-12-23
Filing date: 1999-12-23
Publication date: 2003-03-17
Also published as: KR20010057610A

Abstract

본 발명은 용광로의 양 호퍼중 한쪽에 고장이 발생하여 한쪽 호퍼로만 장입을 할 경우에도 양 호퍼 사용시와 가까운 장입속도를 지속시킬 수 있는 편측 노정호퍼에 의한 연/원료 장입방법에 관한 것으로서, 본 발명은 장입물에 대하여 배출시부터 노정호퍼까지의 도달시간, 노정호퍼의 배압시간, 노정호퍼로의 연,원료 수입시간, 노정호퍼에서 고로로의 장입시간을 각각 계산하여, 시간지연이 최소화되도록 현재 장입하기 위해 수송되고 있는 장입이 노정에 도착하고 해당 노정호퍼의 배압이 완료되어 노정호퍼로의 원료수입이 시작될 때, 다음 장입할 장입물이 배출되어 수송되도록 제어타이밍을 설정하여 연속으로 장입시키는 것이다.

Description

편측 노정호퍼에 의한 연/원료 장입방법{METHOD FOR CHARGING FUEL BY ONE SIDE HOPPER}

본 발명은 용광로로의 원료 및 연료 장입방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용광로의 양 호퍼중 한쪽에 고장이 발생하여 한쪽 호퍼로만 장입을 할 경우에도 양 호퍼 사용시와 가까운 장입속도를 지속시킬 수 있는 편측 노정호퍼에 의한 연/원료 장입방법에 관한 것이다.

용광로로 대립 및 소립 철광석과 같은 원료와 코크스와 같은 연료를 장입하는 공정은 도 1에 도시한 바와 같이 이루어진다.

도 1에서 원료평량설비(16)에서 스크린하여 평량된 연료 및 원료는 중계조(15)의 각 호퍼에서 대기하고 있다가 노정제어PLC(도시생략)로부터의 배출지시에 따라서 해당 호퍼의 게이트를 열어 해당 연료 또는 원료를 장입벨트(14)에 실으면, 장입벨트(14)를 따라 이동되어 노정호퍼(12, 13)에 각각 수입된다.

상기 노정호퍼(12, 13)에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 장입벨트(14)상의 소정위치에 설치된 검출수단(BD2)에 의해서 원료를 수입받기 위한 원료수입지시를 받으면, 이송된 연,원료를 수입할 호퍼를 지정하고, 순서대로 더스트포집밸브(22)를 닫은 후, 가스회수밸브(25)를 열고, 그 다음 가스비상 배출밸브(26)를 열어 회수된 가스를 배출시킨 후, 가스회수밸브(25)를 닫아, 지정된 호퍼의 배압을 완료한다. 그 다음, 노정호퍼 상부차단밸브(27)를 열고, 수입유도장치(21)를 상기 지정된 호퍼로 이동시킨 후, 상기 검출수단(BD2)보다 이송방향으로 앞에 설치된 별도의 검출수단(예를 들어, 벨트검출기)을 통해서 수입준비가 완료됨이 검출되면, 회전하는 장입벨트(14)에 의해 원료가 이송되어 해당 노정호퍼로 수입된다.

이렇게 수입이 완료되면, 수입유도장치(21)는 반대측 노정호퍼로 이동하고, 그 다음, 상기 더스트포집밸브(22)의 열림, 노정호퍼 상부차단밸브(27)의 닫힘, 1차균압밸브(28)의 열림이 순서대로 이루어져, 1차충압이 이루어지고, 그 다음 2차충압밸브(23)의 열림으로 2차충압이 완료되어, 균압이 완료되면, 장입기준레벨 추적장치(31)의 레벨이 장입기준선 이하로 내렸을 때, 2차충압이 완료된 노정호퍼에 장입개시지령을 준다.

이에, 장입물 분포조정장치(32)를 지정된 위치로 내리고, 노정호퍼 하부차단밸브(30)를 열고, 장입물조절밸브(29)를 지정각도 만큼 열리면서 장입이 시작되고, 장입이 완료되면, 지정각도만큼 열었던 장입물조절밸브(29)를 완전히 전개시켰다가 닫고, 노정호퍼 하부차단밸브(30)를 닫은 후, 장입물 분포조정장치(32)를 상승시킨 후, 장입기준레벨추적장치(31)에 의해서 장입물의 레벨추적이 진행된다. 그리고,상기 상부 노정호퍼에 다음 원료를 수입받기 위해, 배압준비로 들어가면서 이상과 같은 작업이 반복실행된다.

도 3은 노정의 양 호퍼가 모두 정상운전시에 상기와 같은 작업에 소요되는 시간을 배압작업, 균압작업, 장입작업을 한 사이클로 하여 각 원료별로 수회측정하여 시계열적으로 도시한 타이밍도로서, 도시된 바와 같이, 2차징(charg)(여기에서,1charge는 코크스1 + 괴소결광1 + 본소결광1 + 코크스1 + 괴소결광1 + 중심코크스1 + 분소결광1의 양을 말한다)분의 장입물이 상기 제1,2노정호퍼(12,13)를 통해 노내로 연속 장입되는데 소용되는 시간이 총 19분 12초이다.

그런데, 작업중에는 노정의 양 호퍼가 정상동작할 수 있는 경우만 있는 것은 아니다. 따라서, 용광로의 장입장치에 고장이 발생하여 한쪽 호퍼(12 또는 13)만 사용하게 되면, 도 4와 같이, 정상동작하는 한쪽 호퍼에서 장입시작이 이루어질 때, 다시 중계조(15)에 배출지시를 하여 해당 원료가 수송되는 사이, 장입이 완료되면, 그 후, 도착된 원료에 대해 다시 처리하여 장입을 시작하게 되기 때문에, 해당 용광로내의 장입물레벨이 장입기준선이하로 떨어질 뿐만아니라, 생산량이 저감되는 문제점이 있다.

특히, 용광로 장입장치에서 고장이 자주 발생함을 감안할 때, 이는 생산성의 저하가 큰 문제가 된다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 그 목적은 용광로의 양 호퍼중 한쪽에 고장이 발생하여 한쪽 호퍼로만 장입을 할 경우에도 양 호퍼 사용시와 가까운 장입속도를 지속시킬 수 있는 편측 노정호퍼에 의한 연/원료 장입방법을 제공하는 것이다.

도 1은 용광로 장입계통 전체를 개략적으로 도시한 공정도이다.

도 2는 노정호퍼 작동순서를 보이는 타이밍도이다.

도 3은 노정의 양 호퍼의 정상운전시를 보이는 타이밍도이다.

도 4는 노정호퍼에 있어서 종래의 편측장입순서를 보이는 타이밍도이다.

도 5는 용광로 중계조의 원료배출로에서 배출된 원료가 노정호퍼까지 도착되는 시간을 보이는 공정도이다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 노정호퍼의 편측장입순서를 보이는 플로우챠트이다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 노정호퍼의 편측장입순서를 보이는 플로우챠트이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

11 : 용광로 12 : 제1노정호퍼

13 : 제2노정호퍼 14 : 장입벨트

15 : 중계조 16 : 원료평량설비

17 : 노정 장입호퍼 균,배압장치 18 : 송풍장치

21 : 수입유도장치(flap gate) 22 : 더스트포집밸브

23 : 2차충압밸브 24 : 배압밸브

25 : 가스회수밸브 26 : 가스비상 배출밸브

27 : 노정호퍼 상부차단밸브 28 : 1차균압밸브

29 : 장입물 조절밸브 30 : 노정호퍼 하부차단밸브

31 : 장입기준레벨추적장치(sounding) 32 : 장입물 분포조정장치(tilting)

33 : 장입물 분배장치(rotation)

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 구성수단으로서, 본 발명은 장입물을 노정측으로 수송하여, 소정 위치에 도착하면 양 노정호퍼중 해당 호퍼를 배압처리한 후, 연/원료가 도착하면 이를 수입한 후, 균압처리하여 고로내로 장입시키는 용광로 장입공정의 편측 노정호퍼에 의한 연/원료 장입방법에 있어서,

현재 장입하기 위해 수송되고 있는 장입이 노정에 도착하고 해당 노정호퍼의 배압이 완료되어 노정호퍼로의 원료수입이 시작될 때, 다음 장입할 장입물이 배출되어 수송되도록 제어타이밍을 설정하여 연속으로 장입시키는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 장입속도를 향상시킬 수 있는 본 발명에 따른 편측 노정호퍼에 의한 장입방법을 설명한다.

여러가지 노정장입계통에 문제가 발생하여, 상기 제1,2노정호퍼(12,13)중 하나 만을 사용하는 경우, 상기 도 4를 참조하여 설명한 종래의 방법에 따르면, 사용호퍼에 수입된 장입물이 장입개시지령을 받을때 노정제어PLC(도시생략)에서 중계조(15)에 배출지령을 내린다. 이와 같이, 장입개시배출지령을 받은 다음 장입할 선단부가 노정호퍼까지 도달되는 시간을 도 3에서의 실측정에 의해 나타내면 다음의 표 1과 같다.

구분	장입개시후 배압완료시간	장입물 선단부의 노정호퍼 도달시간
코크스	2분 22초	2분 58초
괴소결광	1분 37초	3분 7초
분소결광	1분 10초	3분 18초

상기 표 1에서, 장입순서는 노정호퍼(12 또는 13) 편측사용시 코크스가 장입이 개시되면, 괴소결광 배출지령이 내려지므로, 코크스 장입개시후 배압완료시간 - 괴소결광 선단부 노정호퍼 도달시간 = 2분 58초 - 2분 22초 = 45초로, 괴소결광이 장입벨트로부터 운반되는 시간인 45초동안 노정호퍼는 대기상태에 있게 되며, 마찬가지로 괴소결광 장입시에는 분소결광의 운반시간과의 차이이 101초동안 노정호퍼가 대기하게 되고, 분소결광장입시에는 코크스운반시간과의 차이인 108초동안 노정호퍼가 대기하여, 1차지(코크스, 괴소결광, 분소결광이 한번씩 장입되는 사이클)동안 노정호퍼는 총 254초동안 대기하고, 이 대기시간만큼의 장입지연이 발생하여 생산량이 감소된다. 그리고, 노정호퍼 편측사용시 1차지 장입에 걸리는 시간은 앞서 설명한 바와 같이 총 15분 36초(도3에 도시한 방법에 따른 실측정시)이므로, 여기에서 상기 노정호퍼 대기시간을 제거하면, 총 11분 22초가 소요되어 종래보다 27%의 생산량을 더 낼 수 있게 된다.

본 발명은 이에 근거하여, 노정호퍼의 각 장입과정에 걸리는 시간을 수회 측정한 실측결과에 따라 개발된 것으로서, 상기와 같은 노정호퍼의 불필요한대기시간을 단축시키기 위하여, 장입개시후의 중계조(15)로의 배출지령을 장입물 수입완료시점에서 수입완료시점에서 차기 장입할 장입물에 대해 배출지시를 주도록 하여 각 장입물별로 30초씩 1챠지당 총 1분 30초를 단축시키거나, 장입물별 장입 소요 시간을 산출하여, 이에 따라 다음 장입할 장입물에 배출지령을 주도록 하여 장입속도를향상시킬 수 있는 방법을 제안한다.

그리고, 본 발명에 따른 장입방법을 설명하기 위한 실시예로서, 용광로의 장입을 위한 작업조건을 다음의 표 2과 같이 둔다.

	2,3,4고로	5 고로	비고
내(內)용적	3800㎥	4020㎥	+220㎥
일(日) 출선량	8900 톤/일	9500 톤/일	+600 톤/일
장입 차징수	136~7 차징/일	145~146 차징/일	+9 차징/일
광석량(Ore Base)	109~110톤	109~110톤	-
장입소요시간	10분 30초 / 차징	9분 50초 / 차징	-40초
장입벨트 수송능력	4400 톤/시간	440 톤/시간	동일
노정 장입장치 용량	호퍼 슈트(Chute)	동일	개선사례없음

도 5는 본 발명에 따라서 중계조(15)로부터 각 장입물이 배출되어 노정호퍼(12, 13)까지 도달되는 걸리는 시간을 분석하여 나타낸 타임챠트로서, 중계조(15)의 최후단에서 노정호퍼(12,13)까지의 총거리는 401.8M이고, 중계조(15)내의 코크스호퍼(CWH)로부터 노정호퍼(12,13)까지의 거리는 357M이고, 괴소결광의 호퍼(FSH)로부터 노정호퍼(12,13)까지의 거리는 375M이고, 분소결광의 호퍼(SSWH)로부터 노정호퍼(12,13)까지의 거리는 396M이다.

이때, 중계조(15)에서 가장 후단에 설치된 분소결광 호퍼(SSWH)를 장입공정을 제어하는 노정제어PLC의 제어기 인식기준 "0"으로 정하고, 이를 기준으로 하여 장입벨트(14)를 따라 중계조(15)에서 배출된 장입물이 노정호퍼(12,13)까지 운반되는 각 시점을 측정하는 위한 제어기의 인식값 및 각 장입물이 노정호퍼에 도달되는 걸리는 시간의 실측치와 이론치를 비교하면 다음의 표 3과 같다.

광종	거리(M)	PULSE	소요시간
광종	거리(M)	1~4 고로(BF)	5고로(BF)	1~4고로(실측)	5고로(이론치)
코크스(COKE)	357M	2882	1716	3분 1초	2분 58초
괴소결광(FERROUS)	375M	3022	1799	3분 8초	3분 7초
분소결광(S.SINTER)	396M	3045	1813	3분 16초	3분 18초

도 6은 본 발명의 일실예에 따른 장입과정을 상기 표3의 실측치를 대입하여 시계열적으로 나타낸 타임챠트로서, 제1노정호퍼(12)로만 편측동작한다고 할 때, 어떤 한 장입물에 대해서 중계조(15)로 배출지령이 떨어지면, 이에 중계조(15)의 해당 광물의 호퍼가 열리면서 연료 또는 원료가 배출되고, 이렇게 배출된 장입물은 장입벨트(14)에 의해서 노정측으로 운반된다. 이에 의해서, 상기 장입물이 소정위치(BD2)를 통과하는 시점에서 해당 호퍼, 즉 여기에서는, 제1노정호퍼(12)의 배압과정이, 더스트포집밸브(22) 클로즈, 배압밸브(24) 오픈, 수입유도장치(21) 동작순으로 진행되어 완료된다. 이때, 장입물은 계속 장입벨트(14)에 의해서 운반되어 노정에 도착되어(BD3검출), 바로 제1노정호퍼(12)로의 수입이 시작된다. 이렇게, 노정호퍼로 연료 및 원료가 수입되기 시작하는데까지 걸리는 시간이 상기 표 3에 나타낸바와 같이, 장입물이 코크스인 경우, 3분 1초가 소요되고, 괴소결광인 경우 3분 8초가 소요되며, 분소결광인 경우 3분 16초가 소요된다. 또한, 각 장입물이 노정호퍼(12)에 완전히 수입되는데는 코크스의 경우 1분 18초, 괴소결광의 경우 1분 28초, 분소결광의 경우 24초가 소요된다.

이렇게, 해당 장입물의 노정수입이 완료되면, 더스트포집밸브(22)의 오픈, 2차충압밸브(23)의 오픈순으로 각 설비가 동작하여 균압을 실시하고, 균압이 완료되는 시점에서 제1노정호퍼(12)로부터 로내로 장입이 시작된다.

이와 동시에, 상기 해당 장입물의 노정수입이 완료되는 시점에서,중계조(15)로는 다음 장입물에 대한 배출지시가 실시되고, 이에 따라 상기 균압과정이 진행됨과 동시에 중계조(15)측에서 다음 장입원료가 배출되어, 장입벨트(14)에 의해 운송되기 시작한다.

따라서, 종래 장입개시시점에서 다음 장입물에 대해 배출지시가 떨어지는 경우보다, 30초가 앞당겨지게 된다.

그에 따라, 용광로의 노정에서는 제1노정호퍼(12)에서 로(BF)내로의 장입이 이루어지고, 장입완료되어 제1노정호퍼(12)가 텅비면, 장입물 조절밸브(29)가 완전히 전개되었다가 클로즈되고, 장입물 분포조정장치(32)가 상승되고, 장입기준 레벨추적장치(31)가 하강되는 등, 장입처리가 실시되고, 이와 동시에 다음 장입물은 장입벨트(14)에 의해 운송되어, 상기 장입물의 장입이 완료된 제1노정호퍼(12)에 대해 다시 배압과정이 진행된다.

이때, 상기 노정호퍼로부터 로내로 장입이 완료되는데 걸리는 시간을 살펴보면, 코크스의 경우에는 2분 5초, 괴소결광의 경우에는 1분 20초, 분소결광의 경우에는 53초가 소요되는 등, 장입시간이 각 장입물이 배출된 후 배압이 시작되기 까지 걸리는 시간보다 적어도 30초이상은 적게걸리므로, 상기와 같이, 장입개시시간보다 30초 이른 노정수입완료시점에서 다음 장입물에 대해 배출지시를 하여도 연속적인 장입동작에 무리가 없게 된다.

상기는 장입물의 광종에 따라 구분하지 않고, 전체적으로 동일한 처리가 행해지도록 하였으나, 앞서 용광로 장입공정을 실측하여 분석한 결과, 장입물의 광종별로 운송시간 및 장입시간에 큰 차이가 있다. 따라서 이를 이용하여 장입별로 장입제어를 달리하면 좀더 장입속도를 높힐 수 있는데, 그 실시예를 도 7에 도시한다.

장입물의 각 광종별로 소요되는 원료수입시간, 균압시간, 노정장입시간을 분석한 결과, 도 7a에 도시한 바와 같이 도출되었다.

따라서, 본 실시예에서는 도 7b에 도시한 바와 같이, 코크스, 괴소결광, 분소결광 순으로 장입이 이루어진다고 할때, 최초 장입물, 코크스에 대하여 배출이 이루어지고, 제1노정호퍼(12)의 배압이 완료된 후, 코크스가 노정에 도착될때, 다음 장입물인 괴소결광에 대한 배출신호가 인가된다. 따라서, 노정에 도착한 코크스가 노정호퍼에 수입되고(1분 18초), 균압이 이루어지고(30초), 장입이 완료되면(2분5초), 바로 배압을 하여, 이미 노정에 도착한 괴소결광에 대한 수입을 시작한다. 그리고, 상기 괴소결광을 수입하기 위해 노정이 배압되기 시작하는 시점에서 다음 장입물인 분소결광에 대한 배출지시가 내려진다. 따라서, 상기 노정에 도착된 괴소결광에 대한 수입, 균입, 장입이 이루어지는 동안(3분 18초), 다음 장입물인 분소결광이 노정에 도착되어 있게 된다.

그리고, 분소결광 배출후 소정 시간 2분 55초 경과후에, 다음 장입물인 코크스에 대한 배출지시가 내려지고, 상기와 같이, 전 장입물에 대한 장입이 완료되는데로 바로 다음 장입물에 대해 배압, 수입, 균입, 장입이 이루어진다.

이에 의하여, 코크스, 괴소결광, 분소결광이 각각 순차적으로 장입되는 1사이클에 대해 소요되는 시간은 총 10분 21초가 소요된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 하루 사용횟수가 평균 수백회이상으로 장입호퍼의 고장이 빈번하게 발생하는 용광로의 장입설비에 있어서, 한쪽 장입호퍼의 고장으로 편측 장입하여야 할 경우, 종래보다 장입속도를 향상시킬 수 있는 효과가 있으며, 각 광종별로 장입제어를 달리하는 경우에는 노정에 설치된 양 장입호퍼를 구동하여 장입하는 경우와 거의 비슷한 장입속도를 낼 수 있어, 설비고장시 용광로의 생산성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 우수한 효과가 있다.

Claims

장입물을 노정측으로 수송하여, 소정 위치에 도착하면 양 노정호퍼중 해당 호퍼를 배압처리한 후, 연/원료가 도착하면 이를 수입한 후, 균압처리하여 고로내로 장입시키는 용광로 장입공정의 편측 노정호퍼에 의한 연/원료 장입방법에 있어서,

현재 장입하기 위해 수송되고 있는 장입물이 노정에 도착하고 해당 노정호퍼의 배압이 완료되어 노정호퍼로의 원료수입이 시작될 때, 다음 장입할 장입물이 배출되어 수송되도록 제어타이밍을 설정하여 연속으로 장입시키는 것을 특징으로 하는 편측 노정호퍼에 의한 연/원료 장입방법.
제1항에 있어서, 장입물별로 순차적으로 이루어지는 각 단계의 소요시간인 노정도착시간, 배압시간, 수입시간, 균압시간, 장입시간을 순차적으로 대입하여, 장입총소요시간을 산출하고, 각 장입물별로 운반시간 및 장입완료시점을 비교하여, 다음 장입물에 대한 배출시간을 각각 다르게 설정하는 것을 특징으로 하는 편측 노정호퍼에 의한 연/원료 장입방법.