KR100644907B1 - Apparatus for monitoring a connection pipe of hot stoves for blast furnace - Google Patents
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Abstract
본 발명은 용광로용 열풍로의 연락관 감시장치에 관한 것으로서, 비접촉식온도계(101)와 레이저센서(102)가 장착된 이동장치본체(104)와 이송레일(105), 볼스크류(107) 및 이송모터(109)로 이루어진 측정장치부(100)와; 고정측이송레일(123 )과 변동측지지레일(125)이 연락관(5)의 외곽에 동심원으로 형성되어 지지대(130)에 의해 지지되고 메인프레임(121)을 상기 고정측이송레일 (123)과 변동측지지레일 (125)을 따라 회전시키는 레크기어(127)와 피니언기어(128) 및 회전이송모터(129)로 구성된 회전장치부(120) 및; 컴퓨터(141)에 온도지시계(141)와 형상측정계(142 ), 위치제어계(143) 및 대기온도측정기가 연결된 제어부(140)로 구성되어 연락관의 철피가 손상되어 누풍이 발생되기 전에 변형의 상태를 감지하고 손상이 예측되는 정확한 지점과 변형된 정도를 파악하여 정보를 제공함으로써 적절한 정비계획을 수립할 수 있고, 고소에 있는 연락관의 표면에 접근하여 사람이 직접 측정하지 않아도 적절한 형상의 보강재 및 수리도구를 준비할 수 있게 하며, 연락관 외부에 종래 기술의 상하커버와 같이 장애물을 설치하지 않으므로 수리시간을 단축할 수 있는 등의 실용상의 장점이 있는 것이다.The present invention relates to a contact tube monitoring apparatus for a hot blast furnace for a blast furnace, and includes a non-contact thermometer (101) and a laser sensor (102) equipped with a mobile device (104), a feed rail (105), a ball screw (107), and a feed motor. A measuring device unit 100 consisting of 109; The fixed side transfer rail 123 and the variable side support rail 125 are formed in the outer concentric circle of the contact pipe 5 and supported by the support 130, and the main frame 121 is fixed to the fixed side transfer rail 123. A rotating device unit 120 including a gear gear 127, a pinion gear 128, and a rotational transfer motor 129 which rotate along the variable side support rail 125; The computer 141 consists of a temperature indicator 141, a shape measuring system 142, a position control system 143, and a control unit 140 connected to an atmospheric temperature measuring device. Proper maintenance planning can be established by providing information by detecting and identifying the exact point and degree of deformation that is expected to be damaged. Appropriately shaped reinforcement and repair tools without the need for human measurements by accessing the surface of the liaison in charge. It is possible to prepare, and there is a practical advantage, such as shortening the repair time because it does not install obstacles like the upper and lower covers of the prior art in the contact tube.
용광로, 축열실, 연소실, 연락관, 비접촉식온도검출Furnace, Regenerative Chamber, Combustion Chamber, Contact Tube, Non-Contact Temperature Detection
Description
도 1은 종래 용광로용 열풍로의 연락관 감지장치를 나타낸 사시도,1 is a perspective view showing a contact tube detection device of a conventional hot blast furnace;
도 2는 종래 용광로용 열풍로의 철피 파손상태를 나타낸 부분 상세단면도,Figure 2 is a partial detailed cross-sectional view showing a breakage state of the conventional hot stove for the furnace;
도 3은 본 발명 용광로용 열풍로의 연락관 감시장치의 전체구성을 나타낸 Figure 3 shows the overall configuration of the contact tube monitoring device of the hot blast furnace for the present invention furnace
개략도, schematic,
도 4는 본 발명 용광로용 열풍로의 연락관 감시장치의 구성을 도시한 부분 Figure 4 is a part showing the configuration of the contact tube monitoring device of the hot blast furnace for the present invention
사시도, Perspective,
도 5는 본 발명에 따른 측정장치부와 회전장치부를 상세하게 도시한 정면도,5 is a front view showing in detail the measuring device and the rotating device according to the invention,
도 6은 본 발명에 따른 측정장치부를 상세하게 도시한 단면도,6 is a cross-sectional view showing in detail the measuring device according to the present invention;
도 7은 본 발명에 따른 측정장치부와 회전장치부의 측면을 도시한 단면도,7 is a cross-sectional view showing the side of the measuring device and the rotating device according to the present invention;
도 8은 본 발명의 제어흐름을 나타낸 순서도이다.8 is a flowchart illustrating a control flow of the present invention.
<도면의 주요부부에 대한 부호의 설명 ><Explanation of symbols for major parts of drawings>
1 : 축열실 2 : 연소실1: heat storage chamber 2: combustion chamber
3 : 내화연와 5 : 연락관3: fireproof smoke and 5: liaison officer
7 : 철피 8 : 팽창부7: iron shell 8: inflation
9 : 용접구간 10, 20 : 상하커버9:
21 : 온도감지센서 21 : 온도감지센서21: temperature sensor 21: temperature sensor
40 : 누풍량감지부 41 : 수용함40: air leakage detection unit 41: housing
100 : 측정장치부 101 : 비접촉식온도계100: measuring device 101: non-contact thermometer
102 : 레이저센서 103 : 센서보호커버102: laser sensor 103: sensor protective cover
104 : 이동장치본체 105 : 이송레일104: moving device body 105: transfer rail
106 : 이송베어링 107 : 볼스크류106: transfer bearing 107: ball screw
108 : 볼스크류베어링 109 : 이송모터108: ball screw bearing 109: feed motor
120 : 회전장치부 121 : 메인프레임120: rotating unit 121: main frame
122 : 고정측 이송베어링 123 : 고정측 이송레일122: fixed side feed bearing 123: fixed side feed rail
124 : 고정측 지지레일 125 : 변동측 지지레일124: fixed side support rail 125: variable side support rail
126 : 변동측 로울러 127 : 레크기어126: variable side roller 127: recreation gear
128 : 피니언기어 129 :회전이송모터128: pinion gear 129: rotary feed motor
130 : 지지대 140 : 제어부130: support 140: control unit
141 : 온도지시계 142 : 형상측정계141: temperature indicator 142: shape measuring system
143 : 위치제어계 144 : 컴퓨터143: position control system 144: computer
본 발명은 용광로용 열풍로설비의 축열실과 연소실을 연결해 주는 연락관을 감시하는 장치에 관한 것으로서, 특히 연락관 원주면의 전둘레 온도를 감지하여 철피 손상의 진행여부를 감지하는 고로공정에 있어서 연락관의 변형정도를 감시하는 용광로용 열풍로의 연락관 감시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for monitoring a contact tube connecting a heat storage chamber and a combustion chamber of a hot blast furnace facility for a furnace, in particular, the deformation of the contact tube in the blast furnace process to detect the progress of the damage of the shell by sensing the temperature around the circumferential surface of the contact tube The present invention relates to a contact tube monitoring device for a blast furnace for monitoring the degree.
일반적으로 열풍로에는 고로의 내부에 고온의 열풍을 공급시키기 위한 열풍로 설비비가 구비되어 있는데, 이러한 열풍로 설비에는 축열실과 연소실을 서로 연통시켜주는 연락관이 설치되어 있으며, 이 연락관의 내부에는 고온연소(약 1350℃)및 고압(4.0kg/㎠)을 견딜수 있도록 내화벽돌이 축조된 상태이고 외부는 두꺼운 철피로 견고하게 감싸져 있는 구조로 되어 있다.In general, the hot blast furnace is equipped with a hot blast facility cost for supplying a high temperature hot blast inside the blast furnace, and the hot blast furnace facility is provided with a contact tube for communicating the heat storage chamber and the combustion chamber with each other, the inside of the contact tube high temperature combustion Refractory brick is built to withstand (about 1350 ℃) and high pressure (4.0kg / ㎠) and the outside is firmly wrapped in a thick shell.
상기 용광로에 공급되는 열풍은 도 1에 도시한 바와 같이 연소실(2)에서 가스와 공기를 이용하여 연소시켜 약 1300℃로 상승시킨 후 축열실(1)에 보관하고 있다가 송풍기에서 오는 약 270℃의 온도와 약 4kg/㎠ 압력의 냉풍과 혼합되어 연락관(5)을 통해 용강로에 보내지게 된다.As shown in FIG. 1, the hot air supplied to the furnace is burned by using gas and air in the
상기 용광로에서는 철광석과 코크스를 장입한 후에 상기 열풍로 설비에서 보내지는 뜨거운 공기를 불어 넣어주면 용융환원 반응을 일으켜 쇳물이 생성되어지는 것이다.In the furnace, after charging iron ore and coke, the hot air sent from the hot blast furnace is blown to cause a melt reduction reaction to produce molten water.
그런데 상기 축열실(1)에 있던 고온의 열풍과 송풍기에서 공급되는 냉풍이 연락관(5) 내에서 혼합됨으로 인하여 도 2에 도시한 바와 같이 상기 연락관(5)의 신축리브를 갖는 철피(7)를 급격히 수축시키거나 팽창시키게 된다.However, since the high temperature hot air in the heat storage chamber 1 and the cold air supplied from the blower are mixed in the
따라서 신축리브를 갖는 상기 철피(7)에 팽창부(8)가 발생되고 용접구간(9)에 크렉이 발생되어 고온 고압의 열풍이 연락관(5) 외부로 노출되는 사고가 발생되고 그에 따라 연락관(5)의 손상과 용광로의 조업이 중지되는 문제점이 있다.Therefore, the expansion part 8 is generated in the
이와 같은 문제점을 해소하기 위해 종래에 특허출원된 특허출원 제97-53895호(용광로용 열풍로의 연락관 손상감지장치)가 있으나 상기 출원된 특허의 내용은 연락관(5)의 외부에 상하커버(10),(20)와 온도감지센서(21)와 누풍량감지부(40) 및 수용함(41)으로 이루어져 있으며, 누풍이 발생한 후에 그 발생된 누풍의 량과 감지된 온도로 연락관(5)의 손상정도를 경보기를 통해 알려주는 기술이 요지이나 다음과 같은 문제점이 있다.In order to solve such a problem, there is a conventional patent application No. 97-53895 (contact tube damage detection device of a furnace for hot blast furnace), but the contents of the patent application is the upper and
상기 연락관(5)에 크렉이 발생하여 누풍이 시작되면 고압으로 인하여 손상부위가 급격히 확대되는 특성이 있어 손상 발생시 신속하게 보수를 해야하지만 상기 상하커버(10),(20)가 연락관(5)의 전 둘레에 설치되어 있어 신속하게 접근을 할 수 없으며, 여락관(5)은 고소에 설치되어 있고 대단히 큰 직경으로 구성되어 있으므로 그 상하커버(10),(20) 또한 연락관(5)보다 큰 직경으로 형성되기 때문에 고소에 있는 중량물을 분해하기가 용이하지 않아 복구시간을 지체시키는 문제점이 있다.If the crack is generated in the contact pipe (5) starts the air leakage has a characteristic that the damaged area is rapidly expanded due to the high pressure to repair quickly when the damage occurs, but the upper and lower covers (10), (20) of the contact pipe (5) Because it is installed at the front circumference, it cannot be accessed quickly, and the
또한 연락관(5)의 크렉은 일순간에 갑자기 발생되지 않고 철피(7) 표면온도가 점진적으로 상승됨에 따라 팽창부(8)가 확대되다가 용접구간(9)에서 열응력의 발생으로 크렉이 시작되므로 이와 같은 현상을 사전에 포착할 경우 예방정비가 가능하지만 종래의 기술에 있어서는 철피(7) 표면의 크렉으로 인하여 누풍으로 발생된 연락관(5)의 손상정도를 파악할 수 없는 문제점이 있다. In addition, the crack of the contact pipe (5) is not suddenly generated in a moment, and as the surface temperature of the steel (7) gradually rises, the expansion part (8) expands, and the crack starts due to the generation of thermal stress in the welding section (9). If the same phenomenon is captured in advance, preventive maintenance is possible, but in the prior art, there is a problem in that it is not possible to grasp the degree of damage of the
그리고 연락관(5)의 표면적이 매우 넓기 때문에 구체적으로 어느 부분이 손상되었는지 어느 정도 손상되었는지 신속히 판단하기가 어렵고 정확한 위치를 파악하기 위해서는 대단히 많은 온도계를 설치 하여야만 하는 문제점이 있다.And because the surface area of the
본 발명은 상기한 실정을 감안하여 종래 용광로용 열풍로의 연락관 감시장치가 갖는 각종 문제점들을 해결하고자 발명한 것으로서, 연락관의 철피가 손상되어 누풍이 발생되기 전에 변형의 상태를 감지하고 손상이 예측되는 정확한 지점과 변형된 정도를 파악하여 정보를 제공함으로써 적절한 정비계획을 수립할 수 있고, 고소에 있는 연락관의 표면에 접근하여 사람이 직접 측정하지 않아도 적절한 형상의 보강재 및 수리도구를 준비할 수 있게 하며, 연락관 외부에 종래 기술의 상하커버와 같이 장애물을 설치하지 않으므로 수리시간을 단축할 수 있는 구조로 이루어진 용광로용 열풍로의 연락관 감시장치를 제공하여 설비를 효율적으로 관리하여 사전 고로 연속조업의 중단을 예방하는 데 그 목적이 있다. The present invention has been invented to solve various problems of the contact tube monitoring device of the conventional blast furnace hot stove in view of the above situation, the damage of the contact tube before the leak occurs to detect the state of deformation and damage is predicted By providing information by identifying the exact point and degree of deformation, it is possible to establish an appropriate maintenance plan, access to the surface of the liaison officer at the sue, and prepare the appropriately shaped reinforcement and repair tools without human measurement. Since it does not install obstacles like the upper and lower covers of the prior art, it provides a contact tube monitoring device for the hot blast furnace for the furnace which has a structure that can shorten the repair time. The purpose is to prevent it.
상기한 목적을 달성하기 위한 본발명 용광료용 열풍로의 연락관 감시장치는 비접촉식온도계(101)와 레이저센서(102)가 장착된 이동장치본체(104)와 이송레일(105), 볼스크류(107) 및 이송모터(109)로 이루어진 측정장치부(100)와; 고정측이송레일(123)과 변동측지지레일(125)이 연락관(5)의 외곽에 동심원으로 형성되어 지지대(130)에 의해 지지되고 메인프레임(121)을 상기 고정측이송레일 (123)과 변동측지지레일(125)을 따라 회전시키는 레크기어(127)와 피니언기어(128) 및 회전이송모터(129)로 구성된 회전장치부(120) 및; 컴퓨터(141)에 온도지시계(141)와 형상측정계(142), 위치제어계(143) 및 대기온도측정기가 연결된 제어부(140)로 구성된 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the liaison tube monitoring device of the hot-melting furnace for the invention of the present invention includes a
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명 용광로용 열풍로의 연락관 감시장치를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the contact tube monitoring device of the hot stove for the present invention.
도 3은 본 발명 용광로용 열풍로의 연락관 감시장치의 전체구성을 나타낸 개략도, 도 4는 본 발명 용광로용 열풍로의 연락관 감시장치의 구성을 도시한 부분 사시도, 도 5는 본 발명에 따른 측정장치부와 회전장치부를 상세하게 도시한 정면도, 도 6은 본 발명에 따른 측정장치부를 상세하게 도시한 단면도, 도 7은 본 발명에 따른 측정장치부와 회전장치부의 측면을 도시한 단면도로서, 본 발명은 연락관(5) 표면의 온도를 측정하는 온도계(101)와 변형 변화량을 측정하는 레이저센서( 102)로 구성된 측정장치부(100)와, 상기 측정장치부(100)를 적절한 좌표상의 위치로 이송시키는 회전장치부(120)와, 상기 측정장치부(100) 및 회전장치부(120)를 제어하고 측정된 결과를 연산하는 제어부(140)로 구성되어 있다.Figure 3 is a schematic diagram showing the overall configuration of the contact tube monitoring device of the hot blast furnace for the present invention, Figure 4 is a partial perspective view showing the configuration of the contact tube monitoring device of the hot blast furnace for the present invention, Figure 5 is a measuring apparatus according to the present invention 6 is a cross-sectional view illustrating in detail a measuring device according to the present invention, and FIG. 7 is a cross-sectional view showing a side of the measuring device and a rotating device according to the present invention. The invention is a
상기 측정장치부(100)의 비접촉식온도계(101)와 레이저센서(102)는 이동장치본체(104)에 부착 설치되어 있으며, 센서보호 커버(103)에 의해 보호되고 이동장치 본체(104)에는 이송베어링과 볼스크류 베어링이 내장되어 이송레일(105)과 볼스크류(107)에 각각 결합되고 볼스크류(107)의 끝단에는 이송모터(109)가 조립되어 있다.The
상기 회전장치부(120)의 메인프레임(121)은 측정장치부(100)를 지지할 수 있도록 충분한 강도와 크기로 구성되고, 그 일측부는 다수개의 고정측 이송베어링( 122)과 연결되며, 고정측 이송베어링(122)은 고정측 이송레일(123)에 결합된다.The
고정측 이송레일(123)은 고정측 지지레일(124)에 부착 설치되어 있고, 고정 측 이송레일(123)과 고정측 지지레일(124) 및 변동측 지지레일(125)은 연락관(5)을 중심으로 하는 원형으로 형성되어 지지대(130)에 의해 연락관(5)과 일정한 간격으로 유지 및 지지된다.The fixed
변동측 로울러(126)는 다수개로 구성되어 변동측 지지레일(125)에 삽입되어 있고, 고정측 지지레일(124)과 변동측 지지레일(125) 하부에는 레크기어(127)가 내측 전 둘레에 설치되어 있으며, 회전이송모터(129)는 메인프레임(121) 하부에 부착되어 피니언기어(128)를 회전운동시키므로 레크기어(127)와 피니언기어(128)에 의해 회전장치부(120) 전체가 연락관(5)을 중심으로 선회하게 된다.The variable-
상기 제어부(140)는 레이저센서(102)와 비접촉식온도계(101)로부터 전송된 데이터를 컴퓨터(144)로 중계하기 위한 온도지시계(141)와 형성측정계(142)를 구비함과 더불어 운전모델 선택에 따라 측정장치부(100)를 적절한 위치로 이송시키는 위치제어계(143)와 도시하지 않은 외부 온도를 측정하기 위한 대기온도측정기를 구비한다.The
다음에 도 8의 순서도를 참조하여 본 발명 용광로용 열풍로의 연락관 감시장치의 작용을 상세하게 설명한다. Next, with reference to the flow chart of Figure 8 will be described in detail the operation of the contact tube monitoring device of the hot stove for the furnace of the present invention.
컴퓨터(144)의 화면을 통해 전구간 자동감시기능, 일정구간 자동감시기능, 측정구간 집중 감시기능등 운전모델을 선택하면, 위치제어계(143)에 의해 이송모터 (109)와 회전이송모터(129)가 프로그램된 속도로 작동하여 측정장치부(100)를 이송경로로 움직이면서 비접촉식온도계(101)와 레이저센서(102)가 연락관(5)의 온도 및 변형을 측정을 하게되고 측정된 결과를 온도지시계(141)와 형상측정계(142)로 전송 하여 결과적으로 컴퓨터(144)에 측정 데이터가 집중된다.When the operation model is selected through the screen of the
상기 컴퓨터(144)는 온도지시계(141)에서 전송된 데이터와 메모리에 기 저장된 운전조건정보와 최적상태정보 및 외부영향정보를 이용하여 하기 수학식 1에 따라 좌표별 온도분포를 계산한다.The
여기서 t는 철피의 실제온도, mt는 비접촉식온도계의 현재 측정온도, st는 기준온도(20℃)이고, a는 대기온도 측정기의 측정온도, ct는 기준 전도열량이며, c는 열풍온도변화에 따른 전도열량이다.Where t is the actual temperature of the bar, mt is the current measurement temperature of the non-contact thermometer, st is the reference temperature (20 ° C), a is the measurement temperature of the air temperature meter, ct is the reference conduction heat, and c is the temperature It is conduction heat.
또한, 컴퓨터(144)는 형상측정계(142)에서 전송된 데이터와 운전조건정보와 최적상태정보 및 외부영향정보를 이용하여 하기 수학식 2에 따라 좌표별 변형량을 계산한다.In addition, the
여기서 h는 좌표별 변형량, sL은 20℃일때의 기준높이, mL = 레이저센서의 현재 측정높이 이고, α는 지지대 및 메인프레임의 열팽창계수, st = 기준온도(20℃)이며, mt = 대기온도측정기의 측정온도이다.Where h is the amount of deformation per coordinate, sL is the reference height at 20 ℃, mL = the current measurement height of the laser sensor, α is the coefficient of thermal expansion of the support and mainframe, st = reference temperature (20 ℃), and mt = ambient temperature. The measuring temperature of the measuring instrument.
상기 수학식 1,2에 의해 좌표별 온도분포와 좌표별 형상변화량이 계산되면 하기 표 1에 따라 경보작동레벨을 결정하여 경보를 작동하고 컴퓨터(144)의 화면을 통해 연락관 상태판단 종합정보를 지시하게 된다.When the temperature distribution for each coordinate and the shape change amount for each coordinate are calculated by
상기 표 1에 따른 연락관 상태판단 종합정보에 의해 운전자가 적절한 조치를 할수 있게 된다.The driver can take appropriate measures based on the comprehensive information of the contact officer status judgment according to Table 1 above.
상기한 바와 같이 작용하는 본 발명 용광료용 열풍로의 연락관 감시장치는 연락관의 철피가 손상되어 누풍이 발생되기 전에 변형의 상태를 감지하고 손상이 예측되는 정확한 지점과 변형된 정도를 파악하여 정보를 제공함으로써 적절한 정비계획을 수립할 수 있고, 고소에 있는 연락관의 표면에 접근하여 사람이 직접 측정하지 않아도 적절한 형상의 보강재 및 수리도구를 준비할 수 있게 하며, 연락관 외부에 종래 기술의 상하커버와 같이 장애물을 설치하지 않으므로 수리시간을 단축할 수 있는 등의 실용상의 장점이 있다.The contact tube monitoring device of the present invention hot blast furnace for acting as described above detects the state of deformation before the break of the contact pipe is damaged and provides information by grasping the exact point and degree of deformation is predicted damage. This will allow for proper maintenance planning, access to the surface of the liaison station in the complaint, and the provision of appropriately shaped reinforcements and repair tools without the need for human measurements, and the use of obstacles, such as the top and bottom covers of the prior art, outside the liaison officer. Since there is no installation, there is a practical advantage, such as shortening the repair time.
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Legal Events
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E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |