KR100784135B1

KR100784135B1 - 버킷 평량 검출장치

Info

Publication number: KR100784135B1
Application number: KR1020060128528A
Authority: KR
Inventors: 서창엽; 김경제
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2006-12-15
Filing date: 2006-12-15
Publication date: 2007-12-12

Abstract

본 발명은 버킷 한 문당 코크스 생산량을 검출하고, 버킷에 부착되는 코크스를 탈착시킬 수 있으며, 버킷 게이트의 닫힘 상태와 버킷이 챔버에 안착된 상태를 확인할 수 있는 버킷 평량 검출장치에 관한 것으로, 적열 코크스를 소화하는 건식 소화 설비의 챔버 상부에 장착되어 버킷을 지지하는 지지부, 지지부에 장착되어 버킷의 중량 변화를 검출하여 해당되는 평량 검출신호를 발생하는 평량 검출부, 평량 검출부로부터 입력되는 평량 검출신호를 분석하여 버킷의 중량 변화를 표시하는 표시 제어신호를 발생하는 제어부, 제어부로부터 입력되는 표시 제어신호에 따라 버킷의 중량 변화를 표시하는 표시부를 포함한다.

코크스, 버킷, 챔버, 평량

Description

버킷 평량 검출장치{BASIS WEIGHT DETECTION DEVICE OF COKE IN THE BUCKET}

도 1은 종래 기술에 따라 버킷 내의 코크스가 챔버로 장입되는 상태를 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 버킷 평량 검출장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 버킷 평량 검출장치의 구성을 도시한 사시도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 버킷 평량 검출장치가 챔버에 안착된 상태를 도시한 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

20 ; 버킷 30 ; 지지부

40 ; 평량 검출부 50 ; 제어부

60 ; 표시부 70 ; 완충부

80 ; 구동부 90 ; 버킷 게이트 개폐 검출부

100 ; 위치 검출부

본 발명은 코크스 오븐 설비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 버킷에 담겨있는 코크스의 평량을 검출하는 장치에 관한 것이다.

통상적으로, 일반적으로 코크스 오븐에 유연탄을 장입하여 일정시간 고온 건류하면 코크스가 만들어진다. 코크스는 압출기에 의해 버킷에 적재되고 건식 소화 설비(CDQ ; Coke Dry Quenching)의 크레인으로 들어 올려져 건식 소화 설비 상부로 이동되어 안착된다. 이후 버킷 하부에 장착되는 버킷 게이트를 열어 건식 소화 설비의 챔버에 장입시켜 증기 및 전력을 생산하고 소화된 코크스는 고로에 사용된다.

이러한 반복작업 과정 중 종래에는 버킷 한 문당 코크스 생산량(수율)이 정확하게 얼마나 되는지 알 수 없었다. 그리고 건류가 불량하여 버킷 내부에 코크스가 부착되는 경우가 많이 발생되었다. 그런데 버킷 이송 설비는 무인설비여서 이를 모르고 다음 작업이 진행될 수 있다. 이러한 경우 버킷에 코크스를 다 담지 못해 코크스가 넘쳐 화재발생과 설비사고가 발생될 수 있다. 이로 인해 많은 인력을 동원하여 사고 수습을 해야 하는 문제점으로 작업자 화상재해 및 장시간의 작업지연이 발생될 수 있다.

버킷(12) 하부에 미건류 부착탄(11)이 발생되는 경우 버킷(12)의 안착 확인과 버킷 게이트 닫힘이 불량해 설비사고 발생위험이 있다. 이러한 경우 작업자는 크레인(14) 및 장입장치를 수동으로 전환하고 도 1에 도시된 바와 같이 긴 파이프 를 이용하여 버킷(12)을 들어 버킷(12) 하부에 있는 부착탄(11)을 제거하였다.

상기한 바와 같이 종래 기술에 따르면, 작업자의 불안전한 자세와 부적절한 수공구 사용으로 안전사고의 위험이 있다. 그리고 작업자가 화염 및 가스, 분진에 노출될 위험이 있고, 코크스가 순간적으로 무너져 불안정한 상태로 챔버(15)에 장입될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 버킷 한 문당 코크스 생산량을 검출할 수 있는 버킷 평량 검출장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 버킷에 부착되는 코크스를 탈착시킬 수 있는 버킷 평량 검출장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 버킷 게이트의 닫힘 상태와 버킷이 챔버에 안착된 상태를 확인할 수 있는 버킷 평량 검출장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 적열 코크스를 소화하는 건식 소화 설비의 챔버 상부에 장착되어 버킷을 지지하는 지지부, 지지부에 장착되어 버킷의 중량 변화를 검출하여 해당되는 평량 검출신호를 발생하는 평량 검출부, 평량 검출부로부터 입력되는 평량 검출신호를 분석하여 버킷의 중량 변화를 표시하는 표시 제어신호를 발생하는 제어부, 제어부로부터 입력되는 표시 제어신호에 따라 버킷의 중량 변화를 표시하는 표시부를 포함할 수 있다.

상기한 구성에서, 버킷의 하부에는 버킷 게이트가 형성되며, 지지부에는 버 킷 게이트에 대응되는 위치에 개구부가 형성될 수 있다.

지지부의 하부에는 서로 일정한 간격을 두고 장착되는 복수개의 완충부가 더 포함되며, 완충부는 지지부로부터 챔버로 신장되는 로드, 로드와 지지부 사이에 장착되는 스프링을 포함할 수 있다.

지지부의 하부에는 설정된 간격을 두고 이격되는 지지 프레임이 장착되며, 평량 검출부는 지지부와 지지 프레임의 사이에 장착될 수 있다.

평량 검출부는 서로 일정한 간격을 두고 장착되는 복수개의 로드셀로 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시예는 지지부의 양측에 장착되어 버킷에 외력을 전달하는 구동부를 더 포함하며, 구동부는 지지부의 상부 일측에 장착되는 에어 실린더, 일단이 에어 실린더에 연결되고 타단이 버킷에 인접되며, 에어 실린더의 구동에 연동되어 버킷에 외력을 전달하는 에어 바이브레이터를 포함할 수 있다.

제어부는 평량 검출부로부터 입력되는 평량 검출신호를 분석하여 버킷의 실 중량과 버킷의 설정 중량을 비교하고, 버킷의 실 중량이 버킷의 설정 중량보다 더 무거운 경우 버킷에 코크스가 있는 것으로 판단하여 구동부로 구동 제어신호를 공급할 수 있다.

본 발명의 실시예는 지지부와 지지 프레임의 사이에 장착되는 버킷 게이트 개폐 검출부를 더 포함하며, 버킷 게이트 개폐 검출부는 개구부를 사이에 두고 서로 이격된 발광 센서와 수광 센서의 조합으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시예는 지지부에 장착되어 버킷이 지지부에 안착되는 상태를 검 출하는 위치 검출부를 더 포함하며, 위치 검출부는 서로 일정한 간격을 두고 장착되는 4개의 터치 바로 이루어질 수 있다.

상기한 구성에서, 제어부는 버킷 게이트 개폐 검출부와 위치 검출부로부터 각각 입력되는 버킷 게이트 개폐신호와 버킷 위치신호를 분석하여 버킷 게이트가 열린 상태이고, 버킷이 지지부에 안착된 상태이면 구동부로 구동 제어신호를 공급할 수 있다. 그리고 제어부는 위치 검출부로부터 입력되는 버킷 위치신호를 분석하여 버킷이 지지부에 설정된 상태로 안착된 상태이면 평량 검출부로부터 입력되는 평량 검출신호를 분석할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 버킷 평량 검출장치의 구성을 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 버킷 평량 검출장치의 구성을 도시한 사시도이다.

도 2와 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 버킷 평량 검출장치의 구성을 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 버킷 평량 검출장치는 지지부(30), 평량 검출부(40), 제어부(50), 표시부(60)를 포함하며, 코크스 건식 소화 설비 중 적열 코크스를 담는 버킷(20)의 평량을 검출하는 장치이다.

지지부(30)는 적열 코크스를 소화하는 건식 소화 설비의 챔버 상부에 장착되어 버킷(20)을 지지한다. 지지부(30)는 버킷(20)의 하부에 형성되는 버킷 게이트(22)에 대응되는 개구부가 형성된다. 버킷 게이트(22)의 장착 위치는 지지부(30)의 개구부와 챔버의 장입구 위치에 대응된다. 따라서, 버킷(20)이 지지부(30)에 안착된 상태에서 버킷 게이트(22)가 열리게 되면, 버킷(20) 내의 코크스는 지지부(30)의 개구부를 통해 챔버의 장입구로 유입된다.

평량 검출부(40)는 지지부(30)의 하부에 장착되어 버킷(20)의 중량 변화를 검출하여 해당되는 평량 검출신호를 발생한다. 평량 검출부(40)는 서로 일정한 간격을 두고 장착되는 복수개의 로드셀로 이루어진다.

제어부(50)는 평량 검출부(40)로부터 입력되는 평량 검출신호를 분석하여 버킷(20)의 중량 변화를 표시하는 표시 제어신호를 발생한다. 제어부(50)는 일종의 마이크로프로세서로 구성될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 산업 플랜트의 자동 제어 및 감시에 주로 사용되는 피엘씨(PLC ; programmable logic controller)로 구성될 수 있다. 평량 검출부(40)와 제어부(50)의 구성으로, 버킷(20) 한 문당 생산되는 적열 코크스 양을 평량할 수 있고 건식 소화 설비의 챔버에 적열 코크스를 장입 완료 후 버킷(20)에 부착된 코크스가 있는지 없는지를 실시간으로 평량할 수 있다.

표시부(60)는 제어부(50)로부터 입력되는 표시 제어신호에 따라 버킷(20)의 중량 변화를 표시한다. 표시부(60)는 운전실에 장착될 수 있으며, 컴퓨터의 모니터로 구성될 수 있다. 이러한 구성으로, 운전자는 운전실에서 버킷(20)의 평량상태를 모니터링할 수 있다.

상기한 구성에서, 본 발명의 실시예는 지지부(30)의 하부에 서로 일정한 간격을 두고 장착되는 복수개의 완충부(70)를 더 포함한다. 완충부(70)는 로드(72)와 스프링(74)을 포함하며, 로드(72)는 지지부(30)로부터 챔버 방향으로 신장되고, 스프링(74)은 로드(72)와 지지부(30) 사이에 장착된다. 스프링(74)은 압축 코일 스프링으로 구성될 수 있다. 스프링(74)은 로드(72)의 길이방향에 따라 전체적으로 장착될 수 있으며, 로드(72)의 일부에만 지지되도록 장착될 수 있다. 스프링(74)이 로드(72)의 일부에만 장착되는 경우 로드(72)에는 스프링(74)이 지지될 수 있는 걸림턱이 형성될 수 있다.

그리고 지지부(30)의 하부에는 설정된 간격을 두고 이격되는 지지 프레임(32)이 장착된다. 평량 검출부(40)는 지지부(30)와 지지 프레임(32)의 사이에 장착될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예는 에어 실린더(82)와 에어 바이브레이터(84)를 포함하며, 지지부(30)의 양측에 장착되어 버킷(20)에 외력을 전달하는 구동부(80)를 더 포함한다. 상기한 구성으로, 버킷(20)에 부착되는 코크스를 버킷(20)으로부터 탈착시켜 제거할 수 있다.

구동부(80)를 구성하는 에어 실린더(82)는 지지부(30)의 상부 일측에 장착된다. 에어 바이브레이터(84)는 일단이 에어 실린더(82)에 연결되고 타단이 버킷(20)에 인접되며, 에어 실린더(82)의 구동에 연동되어 버킷(20)에 외력을 전달한다. 도 2에 도시된 바와 같이 에어 실린더(82)는 지지부(30)에 용접 부착되는 베이스(86) 에 핀으로 고정되며, 에어 실린더(82)의 로드에 에어 바이브레이터(84)가 장착되도록 구성될 수 있다.

상기한 구성에서, 제어부(50)는 평량 검출부(40)로부터 입력되는 평량 검출신호를 분석하여 버킷(20)의 실 중량과 버킷(20)의 설정 중량을 비교하고, 버킷(20)의 실 중량이 버킷(20)의 설정 중량보다 더 무거운 경우 버킷(20)에 코크스가 있는 것으로 판단하여 구동부(80)로 구동 제어신호를 공급한다.

한편, 본 발명의 실시예는 버킷 게이트 개폐 검출부(90)와 위치 검출부(100)를 더 포함할 수 있다. 상기한 구성으로, 버킷 게이트(22)의 개폐상태와 버킷(20)이 한쪽으로 기울지 않고 정확하게 지지부(30)에 안착된 상태를 감지할 수 있다.

버킷 게이트 개폐 검출부(90)는 지지부(30)와 지지 프레임(32)의 사이에 장착되며, 개구부를 사이에 두고 서로 이격된 발광 센서(92)와 수광 센서(94)의 조합으로 이루어진다.

위치 검출부(100)는 지지부(30)에 장착되어 버킷(20)이 지지부(30)에 안착되는 상태를 검출하며, 서로 일정한 간격을 두고 장착되는 4개의 터치 바로 이루어진다.

상기한 구성에서 제어부(50)는 버킷 게이트 개폐 검출부(90)와 위치 검출부(100)로부터 각각 입력되는 버킷 게이트 개폐신호와 버킷 위치신호를 분석하여 버킷 게이트(22)가 열린 상태이고, 버킷(20)이 지지부(30)에 안착된 상태이면 구동부(80)로 구동 제어신호를 공급한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 버킷 평량 검출장치가 챔버에 안착된 상태 를 도시한 도면이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 코크스 오븐에서 적열 코크스를 압출하여 버킷(20)으로 받아 버킷(20) 한 문당 생산된 코크스 평량을 산출할 수 있다. 그리고 버킷(20)에 부착된 코크스를 제거할 수도 있다. 버킷(20) 한 문당 코크스 생산량이 얼마인지를 산출하게되면, 유연탄 장입량 대비 수율 등을 측정하여 조업에 활용할 수 있다. 그리고 버킷(20)에 부착된 코크스가 있는지 없는지 등을 확인하여 버킷(20)에 코크스가 있으면 이를 제거함으로써 다음 공정에서 버킷(20)에 쌓이는 적열 코크스가 넘치는 것을 방지할 수 있다. 또한, 버킷(20)의 안착상태 및 버킷 게이트(22) 개폐상태를 확인할 수 있어 보다 안정된 상태의 작업환경을 유지할 수 있다.

적열 코크스가 버킷(20)에 담겨져 크레인(14)에 이송되어 지지부(30)에 안착되는 상태를 가정하여 본 발명의 실시예에 따른 버킷 평량 검출장치의 동작을 설명한다.

버킷(20)이 지지부(30)에 안착되면 지지부(30)의 4곳에 설치된 위치 검출부(100)는 버킷(20)의 기울어진 상태를 검출하여 제어부(50)로 공급한다. 제어부(50)는 위치 검출부(100)로부터 입력되는 버킷 위치신호를 분석하여 버킷(20)이 지지부(30)에 설정된 상태로 안착된 상태이면 오프너 유압 실린더(18)가 구동되어 버킷 게이트(22)를 열리게 한다. 여기서, 버킷(20)이 지지부(30)에 설정된 상태로 안착된다는 것은 버킷(20)이 일측으로 기울어지지 않고 정확하게 지지부(30)에 안착된 상태를 말한다.

오프너 유압 실린더(18)의 구동에 따라 버킷 게이트(22)가 열리면, 버킷(20)에 담긴 적열 코크스는 버킷 게이트(22)를 통해 챔버(15) 내로 장입된다. 이후, 설정된 장입시간이 경과되면, 제어부(50)는 평량 검출부(40)를 통해 버킷(20)의 실 중량을 검출한다. 제어부(50)는 평량 검출부(40)로부터 입력되는 버킷(20)의 실 중량과 미리 설정된 빈 버킷(20)의 설정 중량을 비교한다. 만약, 버킷(20)의 실 중량이 미리 설정된 빈 버킷(20)의 설정 중량보다 더 무겁다고 판단되면 제어부(50)는 버킷(20)에 코크스가 있는 것으로 판단하여 구동부(80)를 구동하는 구동 제어신호를 발생한다.

구동부(80)는 제어부(50)로부터 공급되는 구동 제어신호의 입력에 따라 구동된다. 구동부(80)의 에어 실린더(82)가 동작되면, 에어 실린더(82)의 일측에 장착되는 에어 바이브레이터(84)가 연동되어 버킷(20)에 외력을 가한다. 이러한 동작으로 버킷(20) 내에 부착되어 있던 코크스(11)는 제거될 수 있다.

버킷(20)에 부착된 코크스(11)가 제거되어 버킷(20)의 중량이 설정 중량으로 감지되면 제어부(50)는 구동부(80)로 공급되는 구동 제어신호를 차단한다. 구동부(80)에 공급되는 구동 제어신호가 차단되면, 에어 실린더(82)와 에어 바이브레이터(84)가 원래의 위치로 리턴된다.

한편, 버킷(20)으로부터 챔버(15)로 적열 코크스 배출이 완료되고 버킷 게이트(22)가 닫히면 버킷 게이트 개폐 검출부(90)를 통해 버킷 게이트(22)의 닫힘 상태가 감지되므로 버킷 게이트(22)가 열린 상태에서 다음 공정이 수행되는 것을 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 버킷 평량 검출장치는 적열 코크스가 적재되는 버킷의 중량을 측정하여 버킷 한 문당 코크스 생산량 등을 산출할 수 있는 효과가 있다.

또한, 버킷에 부착되는 코크스를 자동으로 제거하여 작업자에 의한 수작업으로 인해 발생될 수 있는 안전사고를 예방할 수 있다.

또한, 2차적으로 다음 작업시 적열 코크스 넘침을 방지하여 화재 및 작업자 화상방지를 할 수 있다.

또한, 불필요한 공정을 제거함으로써 작업지연을 방지할 수 있다.

또한, 버킷의 안착 상태와 버킷 게이트의 개폐상태를 확인할 수 있어 안전사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.

Claims

적열 코크스를 소화하는 건식 소화 설비의 챔버 상부에 장착되어 버킷을 지지하는 지지부;

상기 지지부에 장착되어 상기 버킷의 중량 변화를 검출하여 해당되는 평량 검출신호를 발생하는 평량 검출부;

상기 평량 검출부로부터 입력되는 평량 검출신호를 분석하여 상기 버킷의 중량 변화를 표시하는 표시 제어신호를 발생하는 제어부;

상기 제어부로부터 입력되는 표시 제어신호에 따라 상기 버킷의 중량 변화를 표시하는 표시부를 포함하는 버킷 평량 검출장치.
제1항에 있어서,

상기 버킷의 하부에는 버킷 게이트가 형성되며, 상기 지지부에는 상기 버킷 게이트에 대응되는 위치에 개구부가 형성되는 버킷 평량 검출장치.
제2항에 있어서,

상기 지지부의 하부에는 서로 일정한 간격을 두고 장착되는 복수개의 완충부가 더 포함되는 버킷 평량 검출장치.
제3항에 있어서,

상기 완충부는

상기 지지부로부터 상기 챔버 방향으로 신장되는 로드;

상기 로드와 상기 지지부 사이에 장착되는 스프링을 포함하는 버킷 평량 검출장치.
제1항에 있어서,

상기 지지부의 하부에는 상기 지지부와 상기 챔버 사이에서 설정된 간격을 두고 장착되는 지지 프레임을 더 포함하는 버킷 평량 검출장치.
제5항에 있어서,

상기 평량 검출부는 상기 지지부와 상기 지지 프레임의 사이에 장착되는 버킷 평량 검출장치.
제6항에 있어서,

상기 평량 검출부는 서로 일정한 간격을 두고 장착되는 복수개의 로드셀로 이루어지는 버킷 평량 검출장치.
제1항에 있어서,

상기 지지부의 양측에 장착되어 상기 버킷에 외력을 전달하는 구동부를 더 포함하는 버킷 평량 검출장치.
제8항에 있어서,

상기 구동부는

상기 지지부의 상부 일측에 장착되는 에어 실린더;

일단이 상기 에어 실린더에 연결되고 타단이 상기 버킷에 인접되며, 상기 에어 실린더의 구동에 연동되어 상기 버킷에 외력을 전달하는 에어 바이브레이터를 포함하는 버킷 평량 검출장치.
제9항에 있어서,

상기 제어부는 상기 평량 검출부로부터 입력되는 평량 검출신호를 분석하여 상기 버킷의 실 중량과 상기 버킷의 설정 중량을 비교하고, 상기 버킷의 실 중량이 상기 버킷의 설정 중량보다 더 무거운 경우 상기 버킷에 코크스가 있는 것으로 판단하여 상기 구동부로 구동 제어신호를 공급하는 버킷 평량 검출장치.
제10항에 있어서,

상기 지지부와 상기 지지 프레임의 사이에 장착되는 버킷 게이트 개폐 검출부를 더 포함하는 버킷 평량 검출장치.
제11항에 있어서,

상기 버킷 게이트 개폐 검출부는

개구부를 사이에 두고 서로 이격된 발광 센서와 수광 센서의 조합으로 이루어지는 버킷 평량 검출장치.
제11항에 있어서,

상기 지지부에 장착되어 상기 버킷이 상기 지지부에 안착되는 상태를 검출하는 위치 검출부를 더 포함하는 버킷 평량 검출장치.
제13항에 있어서,

상기 위치 검출부는 서로 일정한 간격을 두고 장착되는 4개의 터치 바로 이루어지는 버킷 평량 검출장치.
제13항에 있어서,

상기 제어부는 상기 버킷 게이트 개폐 검출부와 상기 위치 검출부로부터 각각 입력되는 버킷 게이트 개폐신호와 버킷 위치신호를 분석하여 상기 버킷 게이트가 열린 상태이고, 상기 버킷이 상기 지지부에 안착된 상태이면 상기 구동부로 구동 제어신호를 공급하는 버킷 평량 검출장치.
제13항에 있어서,

상기 제어부는 상기 위치 검출부로부터 입력되는 버킷 위치신호를 분석하여 상기 버킷이 상기 지지부에 설정된 상태로 안착된 상태이면 상기 평량 검출부로부 터 입력되는 평량 검출신호를 분석하는 버킷 평량 검출장치.