KR100403470B1 - 코크스 오븐의 신축 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코크스 오븐의 팽창정도를 측정하는 장치에 있어서, 압력감지센서와 유압제어시스템을 구비한 코크스 오븐의 신축 측정장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따르면, 코크스 오븐(1)의 팽창과 수축의 정도를 측정하기 위한 롱 타이로드(2)에 있어 온도의 변화에 따른 롱 타이로드(2)의 신축에 의해 변화하는 장력을 제어하는 코크스 오븐(1)의 신축 측정장치에 있어서, 롱 타이로드(2)의 신축에 의해 변화하는 장력을 측정하는 압력감지센서(15)와, 롱 타이로드(2)가 수축되면 스트로크가 신장되고, 롱 타이로드(2)가 팽창하면 스트로크가 수축되는 유압시스템(10) 및, 압력감지센서(15)의 전기적신호를 입력받아 유압시스템(10)을 조절하는 제어부(20)를 포함하는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐의 신축 측정장치가 제공된다.

Description

코크스 오븐의 신축 측정장치{Expansion control apparatus of cokes oven}

본 발명은 탄화실 내의 열이력 및 열팽창을 관리하기 위한 감시수단으로 코크스 오븐의 신축정도를 지속적으로 측정하여 코크스 오븐의 수명을 연장시킬 수 있는 신축 측정장치에 관한 것이며, 특히, 압력감지센서와 유압시스템을 이용하여 코크스 오븐의 신축을 측정하는 장치에 관한 것이다.

코크스 생산설비인 코크스 오븐은 내외부열에 의해 신축된다. 이러한 신축이 과도하게 발생하게 되면 코크스 오븐의 수명을 단축되어 원활한 생산공정이 이루어지지 않게 된다.

도 1은 코크스 오븐의 신축을 측정하는 롱 타이로드가 설치된 개략도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 롱 타이로드(2)가 코크스 오븐(1)의 배면에 위치하고, 롱 타이로드(2)에 체결된 2개의 상하부 지지대(3H, 3L)가 코크스 오븐(1)의 상면과 하면에 접하도록 위치한다. 그리고, 상부 지지대(3H)의 후방에는 판스프링(5)이 설치되어 코크스 오븐(1)의 신축에 의해 판스프링(5)들 간에 간격이 멀어졌다 좁아졌다 한다.

이런 롱 타이로드(2)를 이용하여 코크스 오븐(1)의 신축을 측정하기 위해서는 판스프링(5)을 측정하기 위해 커버(6)를 열고, 판스프링(5)들 사이의 거리를 측정한다. 이런 방법으로 코크스 오븐(1)에 설치된 다수 개의 롱 타이로드(2)의 판스프링(5)의 간격을 측정한다.

이와 같은 방법으로 코크스 오븐(1)의 신축을 측정하기 위해서는 판스프링(5)의 커버(6)를 열고 판스프링(5)들 사이의 거리를 작업자가 판스프링(5) 마다 점검하여야 하므로 작업능률이 떨어진다. 또한, 코크스 오븐(1)의 주위에서 이동하는 물체와 작업자의 충돌로 인한 안전사고의 위험이 있다.

또한, 각각의 롱 타이로드(2) 전부를 측정하여야 한다는 단점이 있다.

한편, 이러한 측정방법 이외에, 코크스 오븐의 팽창정도를 측정하는 종래의 기술로는 "일본국 특개평9-59645호(발명의 명칭 : 코크스로의 로체 팽창 측정방법 및 여기에 사용되는 측정지그)"에 기재된 기술이 있으며, 이 기술에 따르면, 측정용 지그를 코크스 오븐 상부에 설치하여 코크스 로체를 측정하고 로체 설계 치수와 비교하는 것으로 코크스 로체 팽창을 측정한다.

또한, "일본국 특개평6-174746호(발명의 명칭 : 코크소로의 로체 팽창 측정방법)"이 있는데, 이 기술은 연소실 즉, 탄화실 내에 카메라와 거리측정장치가 내장된 랜스를 삽입하여 이동시키면서 노의 길이 방향 혹은 노의 폭 방향의 변위량을 측정하여 설계치와 비교함으로 로체 팽창을 측정한다.

그리고, "일본국 특개평9-26309호(발명의 명칭 : 코크스로의 로체 계측방법)"에서는 코크스로의 노벽면에 마커를 설치하여 카메라로 마커를 관찰하여 노체 팽창정도를 감시하는 방법을 소개하고 있다.

또한, "일본국 특개평6-229684호(발명의 명칭 : 공업로의 로체형상 변화 계측방법 및 이를 이용한 마커)"에서는 노벽 표면에 마커를 매설하고 촬영장치로 마커를 촬영하여 좌표변환한 다음 기준점과 마커 위치 사이의 상대거리 변화에 기초하여 로체 팽창을 계측하는 방법을 소개하고 있다.

그러나, 앞에서 소개한 종래의 기술에 따르면, 고온의 코크스 오븐 내에 마커를 설치하여야 하며, 고온에 의해 마커의 유지보수가 어려울 뿐만 아니라, 일정시간 사용하게 되면 자체변형이 발생하여 측정오차가 크게 발생한다. 그리고, 촬영장치를 통해 계측된 데이터는 주위환경에 많은 영향을 받게 된다. 즉, 코크스 오븐 내에서 발생하는 분진 등에 영향을 받아 계측된 데이터의 신뢰도가 떨어진다는 단점이 있다. 또한, 오븐의 변형을 실시간 계측하기 어렵다는 단점이 있다.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제공된 것으로서, 롱 타이로드에 압력감지센서와 유압시스템을 이용하여 코크스 오븐의 신축을 정확하고 지속적으로 측정할 수 있는 코크스 오븐의 신축 측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 코크스 오븐의 신축을 측정하는 롱 타이로드가 설치된 개략도이고,

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 코크스 오븐의 신축 측정장치의 유압시스템을 나타낸 개략도이며,

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 코크스 오븐의 신축 측정장치의 신호흐름도이다.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

1 : 코크스 오븐 2 : 롱 타이로드

5 : 판스프링 10 : 유압시스템

12 : 유압실린더 13 : 전자 솔레노이드 변환밸브

15 : 압력감지센서 17 : 어큐뮬레이터

18 : 유압펌프 23 : 컴퓨터

24 : 모니터 28 : 부저

앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 코크스 오븐의 팽창과 수축의 정도를 측정하기 위한 롱 타이로드에 있어 온도의 변화에 따른 롱 타이로드의 신축에 의해 변화하는 장력을 제어하는 코크스 오븐의 신축 측정장치에 있어서, 상기 롱 타이로드의 신축에 의해 변화하는 장력을 측정하는 압력감지센서와, 상기 롱 타이로드가 수축되면 스트로크가 신장되고, 상기 롱 타이로드가 팽창하면 스트로크가 수축되는 유압시스템 및, 상기 압력감지센서의 전기적신호를 입력받아 상기 유압시스템을 조절하는 제어부를 포함하는 코크스 오븐의 신축 측정장치가 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 유압시스템은 상기 롱 타이로드의 후단부에 고정되는 실린더 로드와, 상기 실린더 로드를 수용하는 실린더와, 상기 실린더의 내부로 오일의 흐름을 조절하는 전자 솔레노이드 변환밸브 및, 상기 오일을 공급하는 유압펌프를 포함한다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 제어부는 상기 압력감지센서로부터 입력된 전기적신호에 의해 결정된 유압조절신호로 변환하여 상기 유압시스템으로 출력하는 컴퓨터와, 상기 컴퓨터에 입력되는 데이터를 나타내는 모니터와, 설정된 범위 이상 또는 이하의 장력이 상기 롱 타이로드에 발생하면 경고메세지를 발생시키는 경고수단을 포함한다.

아래에서, 본 발명에 따른 코크스 오븐의 신축 측정장치의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.

도면에서, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 코크스 오븐의 신축 측정장치의 유압시스템을 나타낸 개략도이며, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 코크스 오븐의 신축 측정장치의 신호흐름도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 코크스 오븐의 신축 측정장치의 유압시스템은 코크스 오븐에 위치한 롱 타이로드의 후방에 연결되어 설치된다.

롱 타이로드(2)의 후단에는 유압실린더(12)가 설치되어 유압실린더(12)의 스트로크의 신축에 따라 롱 타이로드(2)는 전후방향으로 이동하게 되어 일정한 장력으로 코크스 오븐(1)을 지지하도록 한다. 이러한 유압실린더(12)의 측면에는 유압펌프(18)에서 연장된 유압관로(14)가 연결되어 있으며, 이런 유압관로(14)에는 전자 솔레노이드 변환밸브(이하에서는 "솔레노이드밸브"라 함.)(13)가 설치되어 유압관로(14)를 통해 이동하는 오일을 조절하면서 롱 타이로드(2)가 일정한 장력을 유지하도록 한다.

또한, 유압펌프(18)가 장력 조절시에 온/오프(On/Off)되는 것을 방지하기 위해 어큐뮬레이터(Accumulator)(17)가 설치되어 유압펌프(18)의 빈번한 가동으로 발생하는 유압시스템(10)의 수명단축을 방지한다.

이런 유압시스템(10)을 통해 롱 타이로드(2)의 장력은 일정하게 되면서 코크스 오븐(1)의 신축을 측정한다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 코크스 오븐의 신축 측정장치의 압력감지센서(15)에서 출력된 전기적신호는 A/D보드(22)와 표시기(21)로 입력된다. 작업자가 압력정도를 알 수 있도록 표시기(21)는 압력정도를 나타내며, A/D보드(22)는 압력감지센서(15)에서 입력된 아날로그 신호를 디지털신호로 변환한다. 이런 압력 디지털신호는 컴퓨터(23)에 입력된다.

한편, 컴퓨터(23)에 의해 전체 시스템이 운영 감시 및 제어되는데, 컴퓨터(23)에 입력된 압력 디지털신호는 모니터(24)로 출력된다. 컴퓨터(23)에 연결된 모니터(24)를 통해 코크스 오븐(1)에 설치된 10개의 롱 타이로드(2)의 체결장력을 항시 감시하며 모니터(24)에는 현재의 체결장력 및 현재 시스템의 상태 즉, 유압펌프(18)의 동작여부, 유압온도, 작동압력, 여과상태 등의 데이터가 나타난다. 그리고, 컴퓨터(23)에 설정된 작업범위 외의 작업조건이 주어지게 되면, 컴퓨터(23)는 시스템오류경보장치(25)로 신호를 보내게 되어 감시자에게 알린다.

또한, 컴퓨터(23)에서는 입력된 압력 디지털신호에 의해 설정된 유압 디지털신호가 D/A보드(31)로 출력된다. D/A보드(31)에서는 유압 디지털신호를 아날로그 신호로 변환하여 증폭기(32)로 출력하며, 증폭기(32)에서는 유압 아날로그 신호를증폭하여 솔레노이드밸브(13)로 출력하여 솔레노이드밸브(13)를 작동시킨다.

한편, 수동작업을 수행하기 위해 작업자가 디지털입력기(29)를 통해 데이터를 입력하면 디지털입/출력변환기(26)를 거쳐 컴퓨터(23)로 입력된다.

또한, 각 롱 타이로드(2)의 체결력에 이상이 발생되면 모니터(24)에는 이상발생한 롱 타이로드가 표시되고 컴퓨터(23)는 부저(28)를 통해 경고음을 발생하도록 전기적신호를 디지털입/출력변환기(26)와 디지털출력기(27)를 거쳐 부저(28)로 입력시켜 경고음을 발생시킨다.

이상과 같이 구성된 코크스 오븐의 신축 측정장치의 작동관계에 대하여 상세히 설명하겠다.

롱 타이로드(2)는 일정한 장력을 유지하면서 코크스 오븐(1)의 신축을 측정하고 있는 상태에서 내외부의 온도에 의해 롱 타이로드(2)의 길이에 신축이 발생하게 된다. 그러면, 롱 타이로드(2)의 장력에는 변화가 발생하게 되고, 장력의 변화는 압력감지센서(15)에 의해 감지된다.

이렇게 압력감지센서(15)에 의해 감지된 롱 타이로드(2)의 장력변화는 압력 디지털신호로 컴퓨터(23)에 입력되고, 컴퓨터(23)에서는 입력된 압력 디지털신호에 따라 설정된 유압 디지털신호를 솔레노이드밸브(13)로 보낸다. 그러면, 솔레노이드밸브(13)는 작동하여 유압실린더(12)의 스트로크를 신축시켜 초기에 롱 타이로드(2)에 가해졌던 일정한 장력이 유지되도록 조절한다. 따라서, 롱 타이로드(2)는 내외부 온도에 따라 신축되는 것을 유압실린더(12)의 스트로크의 신축으로 보완하여 일정한 장력이 유지되도록 한다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 코크스 오븐의 신축 측정장치는 온도의 변화에 따라 롱 타이로드의 장력이 변화되는 것을 압력감지센서에서 감지하고 이를 유압시스템에 의해 보완하여 일정한 장력을 유지하면서 코크스 오븐의 신축을 지속적으로 측정할 수 있다는 장점이 있다.

이상에서 본 발명의 코크스 오븐의 신축 측정장치에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 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 (3)

1. 코크스 오븐을 관통하여 위치하며, 내부의 열에 의해 팽창 또는 수축되는 상기 코크스 오븐과 함께 신축되는 롱 타이로드의 신축정도를 측정하여 상기 코크스 오븐의 팽창 및 수축을 측정하는 장치에 있어서,

   상기 롱 타이로드의 일단부에 연결되어 상기 롱 타이로드의 신축에 대해 반대로 신축하는 유압실린더와,

   상기 유압실린더의 내압을 측정하여 압력신호를 출력하는 압력감지센서를 포함하며,

   상기 압력감지센서로부터 출력되는 압력신호로부터 상기 코크스 오븐의 팽창 및 수축 정도를 연산하는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐의 신축 측정장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 유압실린더는 상기 롱 타이로드의 후단부에 고정되는 실린더 로드와, 상기 실린더 로드를 수용하는 실린더와, 상기 실린더의 내부로 오일의 흐름을 조절하는 전자 솔레노이드 변환밸브 및, 상기 오일을 공급하는 유압펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐의 신축 측정장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 코크스 오븐의 신축 측정장치는 상기 압력감지센서로부터 출력된 압력신호를 설정된 유압조절신호로 변환하여 상기 솔레노이드 변환밸브로 출력하는 컴퓨터와, 상기 컴퓨터에 입력되는 데이터를 출력하는 모니터와, 상기 롱 타이로드에 설정된 범위 이상 또는 이하의 장력이 걸리면 경고메세지를 발생시키는 경고수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐의 신축 측정장치.