KR100814114B1 - 소성로 생산제품의 품위별 선별장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

이 발명은 소성로 생산제품의 품위별 선별장치 및 방법에 관한 것으로 장치의 구성은 소성로(119)의 단부에 형성된 냉각기(127)의 벽측으로 공급된 생석회의 레벨을 측정하기 위한 레벨측정수단(202); 상기 냉각기(127)의 입구부(127a)와 출구부(127b)에 각각 설치되어 생석회의 온도편차를 측정하기 위한 온도측정수단(201a)(201b); 상기 냉각기(127)의 출구부(127b)에서 나온 생석회를 저장호퍼(207, 208)에 운반하기 위한 벨트콘베이어장치(124, 125); 상기 레벨측정수단(202) 및 온도측정수단(201a)(201b)으로부터 나온 전압신호를 전류신호로 변환하는 V/I변환기(205); 상기 V/I변환기(205)로부터 인가된 데이터를 받아 미리 설정된 조건과 비교하여 그 결과에 따라 분배수단을 제어하는 제어장치(206); 및 상기 제어장치(206)의 제어신호에 따라 생석회품위별 저장호퍼(207, 208)에 구간별 생석회를 분배하는 분배수단을 포함하여 이루어진다.
이 발명에 따르면 연속으로 대량 생산되는 소성로에서 제조되는 생석회 제품 품위를 용이하게 측정한 후 자동으로 구분 저장되게 함은 물론 제품의 품질 확인과 그 품위를 제어할 수 있으며, 후 공정에서 요구하는 품질 수준으로 용도에 맞게 생석회를 제공할 수 있어 강의 품질을 향상시키고 작업 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
생석회, 고품위, 저품위, 소성로

Description

소성로 생산제품의 품위별 선별장치 및 방법{Device and method for selecting sintered mass by its grade}
도 1은 종래 생석회 제조 과정을 설명하기 위해 도시한 공정 개략도
도 2는 본 발명에 의한 회전식 소성로에 있어서 제품 냉각 온도에 따른 품질 변화 예측을 위한 장치를 개략적으로 도시한 블록도
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예의 동작 흐름도
도 4는 제품의 온도와 품질과의 상관관계를 나타낸 그래프
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
101 : 원석저장호퍼 102,105,106,109,124,125 : 벨트컨베어
103 : 수세기 104 : 선별기
107 : 수세저장호퍼 108,123 : 진동절출기
110 : 스톤빈 111 : 프리히터
112 : 푸셔(장입장치) 113 : 배가스덕트
114 :싸이크론 더스트 호퍼 115 : IDF 댐퍼
116 : 흡입팬 117 : 벤튜리 스크러버
118 : 스택 119 : 회전식 소성로
120 : 버너 121 : COG 공급팬
122 : 연소 공기 공급팬 126 : 제품 저장 호퍼
127 : 냉각기 127a : 냉각기 입구
127b : 냉각기 출구 201a,b : 온도 측정 장치
202 : 레벨 측정 장치 203 : 가역 댐퍼
203a : 샤프트 203b : 아암
204 : 전동 실린더 205 : V/I변환기
206 : 제어기
본 발명은 용강의 정련제로 사용되는 생석회의 품질 변화를 예측하여 이를 품위별로 저장하는 방법에 관한 것이다.
보다 상세하게는 회전식 소성로(Rotary Kiln)에서 제조한 생석회를 냉각 작업 시 제품 소성도에 따라 변화되는 온도를 측정하여 실제로 그 품위를 결정한 후 생석회 제품 품질의 적합한 용도로 구분하여 제품 냉각 온도에 따른 품질 변화를 예측/저장하는 소성로 생산제품의 품위별 선별방법 및 장치에 관한 것이다.
생석회는 제철소 제강 공정에서 탈황 등의 정련을 위한 조재제로 사용되고 있으며, 최근에 고청정강의 제조를 위해서 더욱 더 고품위의 생석회 품질이 요구되고 있는 실정이다.
도 1은 종래 생석회 제조 과정을 설명하기 위해 블록도 형식으로 도시한 공정 개략도이다.
동 도면에 도시된 바와 같이, 일반적으로 생석회 제조 공정은 원료인 석회석을 원료저장 호퍼(Hopper)(101)에서 절출하여 수세기(Drum Washer)(103)에서 상기 원석을 물로 깨끗이 씻은 다음 선별기(Screen)(104)에서 로(119)내 사용하기 적정한 입도(10~35㎜)로 분리한 즉시 수세 저장 호퍼(Hoppere)(107)에 저장한 후 스톤 빈(Stone Bin)(110)의 레벨에 따라 진동형 절출기(Vibra Feeder)(123)로 공급된다.
또한 이렇게 장입된 석회석(또는, 원석)은 생산량에 따라 일정하게 다수개의 푸셔(Pusher)(112) 작동에 의해 회전식 소성로(119)에 원석을 장입시키며 단부에 설치된 버너(Burner)(120)로 공급되는 COG(Coke Oven Gas)와 공기의 연소열을 이용하여 일정 온도(900℃) 이상에서 서서히 가온시키면 석회석의 탈탄산 작용으로 생석회가 제조된다.
즉 석회석을 가열하여 생석회로 제조하는 생석회 제조 공정은 원료인 석회석(CaCO3)을 약 900℃ 이상으로 가열함으로써 CaCO3를 CaO와 CO2로 열분해시켜 기상인 CO2는 제거하고 고상인 CaO(생석회)를 회수하는 공정을 말하는데, 순수한 석회석(CaCO3)은 이론적으로 약 56%의 CaO와 44%의 CO2로 구성되어 있다. 따라서 가열에 의하여 석회석 중에서 기상인 CO2를 제거함으로써 완전한 소성도를 갖는 우수한 품질의 생석회가 제조되는 것이다.
이렇게 상기 소성로(119)에서 제조된 생석회는 사용되는 원석의 종류 및 입도, 소성 시간, 설비 트러블 등 로황에 따라 그 소성도가 변하고 있지만, 기존에는 상기 소성로(119)에서 배출되는 생석회의 제품 품질 상태를 알 수가 없었다.
뿐만 아니라 상기 소성로(119)에서 생석회를 고온에서 소성하여 냉각 후 통상 제품 저장 호퍼(126)에 구분 저장하지 않고 혼입함으로써 고품질을 요구하는 공정에 있어서 저품위 생석회의 공급으로 강의 정련에 악영향을 끼치는 문제점이 반복되어 왔다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은, 소성로에서 고온으로 배출된 생석회의 품질을 그 물성에 따른 생석회 냉각 온도 변동에 대한 거동을 측정하여 소성로에서 제품 냉각 온도에 따른 품질 변화를 예측하여 제품 품위별로 저장하는 소성로 생산제품의 품위별 선별방법 및 장치를 제공함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 장치는 소성로(119)의 단부에 형성된 냉각기(127)의 벽측으로 공급된 생석회의 레벨을 측정하기 위한 레벨측정수단(202); 상기 냉각기(127)의 입구부(127a)와 출구부(127b)에 각각 설치되어 생석회의 온도편차를 측정하기 위한 온도측정수단(201a)(201b); 상기 냉각기(127)의 출구부(127b)에서 나온 생석회를 저장호퍼(207, 208)에 운반하기 위한 벨트콘베이어장치(124, 125); 상기 레벨측정수단(202) 및 온도측정수단(201a)(201b)으로부터 나온 전압신호를 전류신호로 변환하는 V/I변환기(205); 상기 V/I변환기(205)로부터 인가된 데이터를 받아 미리 설정된 조건과 비교하여 그 결과에 따라 분배수단을 제어하는 제어장치(206); 및 상기 제어장치(206)의 제어신호에 따라 생석회품위별 저장호퍼(207, 208)에 구간별 생석회를 분배하는 분배수단을 포함하여 이루어진다.
또한 본 발명은 소성로(119)에서 고온으로 배출된 생석회의 품질을 그 물성에 따른 생석회 냉각 온도 변동에 대한 거동을 측정하여 생석회 품질을 예측하는 방법을 제공하는 바, 그 기술적 구성은 소성로(119)에서 석회석을 고온에서 수 시간 가열한 후 냉각기(127)에 배출시켜 상기 냉각기(127)에 채워진 생석회 레벨을 측정하는 단계; 상기 냉각기(127)에 저장된 생석회의 초기 투입온도와 배출온도를 각 구간별로 측정하는 단계; 상기 초기 투입온도 및 배출온도의 측정 결과로부터 생석회의 초기 투입온도와 배출온도의 편차가 소정온도구간 이상인지 판단하는 단계; 및 상기 판단 결과 조건에 합치되지 않으면 저품위 제품 저장 호퍼(207)에 상기 생석회를 저장하고, 조건에 합치되면 고품위 제품 저장 호퍼(208)에 저장하는 제어단계를 포함하여 이루어진다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 의한 회전식 소성로(119)에 있어서 제품 냉각 온도에 따른 품질 변화 예측을 위한 장치를개략적으로 도시한 블록도이다.
상기 회전식 소성로(119)의 단부에 형성된 냉각기(127)의 벽측으로 공급된 원료의 레벨을 측정하기 우한 장치인 방사선 Leveler (202)를 설치한다. 또한 그 입구부(Inlet)(127a)와 출구부(Outlet)(127b)에 각각 온도 측정 장치(Thermocouple)(201a)(201b)를 삽입하여 설치하며 상기 출구부(127b)에는 진동 절출기(123)가 설치되고, 그 하방으로 벨트 컨베어(Belt Conveyor)(124)(125)가 설치되어 절출된 생석회를 저장호퍼(126)에 운반한다.
상기 벨트 컨베어(124)(125)는 제품을 저장하기 적당한 거리까지 연결되며, 그 일단에는 가역 댐퍼(203)가 설치되며, 이 가역 댐퍼(203)는 상기 벨트 컨베어(123)(124)에서 운송되는 생석회를 저품위 제품 저장 호퍼(207)와 고품위 제품 저장 호퍼(208)에 각각 절환시기 위한 것으로 댐퍼 샤프트(Shaft)(203a)와, 아암(Arm)(203b)과 전동식 실린더(Power Cylinder)(204)로 구성되어 있다.
상기 전동식 실린더(204)에는 댐퍼 절환의 확인이 용이하도록 리미트 센서(미도시)가 내장됨이 바람직하다.
그리고 상기 냉각기(127)내 생석회의 레벨과 온도 데이터를 측정하고 댐퍼(203)의 절환 동작을 위해 상기 레벨 측정 장치(방사선 Leveler)(202) 및 입구부와 출구부에 설치된 온도 측정 장치(201a)(201b)로부터 출력되는 미세전압을 증폭기(미도시)에 의해 증폭하여 이 증폭된 전압신호를 전류신호로 변환 시켜주는 V/I변환기(205)와 이 V/I변환기(205)와 연결된 제어기(206)를 구비한다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 장치의 작동과정을 설명하면 다음과 같다.
도 3를 참조하면, 상기 소성로(119)를 가동하기 위해 생산량과 열소비를 설정하고 냉각기의 제어를 위해 냉각기 제어 레벨을 설정한다.(S1)
그리고 상기 소성로(119)를 가동(S2)하기 시작한 후 흡입팬(I.D.Fan)(116)과 집진 장치를 가동(S3)하면 상기 로(119) 단부에 설치된 버너(120)에 공급되는 연소용 공기의 공급팬(Air Blower)(122)과 코크 오븐 가스의 공급팬(Gas Booster)(121)을 가동시켜 상기 버너(120)를 착화하여 로(119)내 승온을 실시한다.(S4)
이렇게 소성로(119)가 충분히 가온되면서 장입 장치(112)는 생산량에 따라 정상적으로 동작하여 원석(석회석)을 로(119)내 장입시켜 70~120분 동안 가열시킨후 냉각기(127)로 배출한다.(S5)
이 냉각기(127)로 연속 투입되는 고온의 생석회는 제품의 냉각 효율을 향상하기 위한 적정 레벨 위치(SV 80%)까지 채워지게 된다.(S6, S7)
따라서 상기 조건에 합치되면 상기 냉각기 입구부(127a)에 설치된 온도 측정 장치(201a)에 의해 측정된 온도 데이터를 연속적으로 측정하여 V/I변환기(205)를 거쳐 제어기(206)로 송신하며,(S8) 이와 동시에 상기 냉각기(127)에서 배출되는 상온의 생석회는 출구부(127b)에 설치된 온도 측정 장치(201b)에 의해 측정된 온도 데이터를 연속적으로 측정하여 V/I 변환기(205)를 거쳐 제어기(206)에 송신한다.(S9)
이어서 제어기(206)에서는 이때의 제품의 온도 편차를 계산한다.(S10)
이때 비교판단의 기준인 품질기준은 400TON/DAY으로 생산할 때, 소성도 85% 이상으로 설정하면 온도 편차는 550℃로 된다.(표 1 참조)
(표 1) 냉각기의 온도 편차와 제품 품질과의 상관 관계를 비교한 표
구분 제품온도 편차 (℃) 소성율 (%) 비고
Test 1 652~694 91
Test 2 553~651 86
Test 3 489~552 82
Test 4 434~488 77

위의 표로부터 품질 기준인 소성도를 85% 이상 유지하기 위한 냉각기(127)내 제품 온도 편차는 550℃ 이상 발생한 경우로써(S11), 관리자는 이를 고품위의 품질로 판단할 수 있다.
S10 단계에서 제어기(206)가 온도편차를 계산할 결과 550℃ 이상일 경우에는 고품위 생석회 제품 저장 호퍼(208) 측으로 유도되도록 하기 위해, 상기 제어기(206)는 댐퍼(203)의 위치를 비교하여 절환시키도록 전동 실린더(204)를 동작시키며,(S12)
또한 상기 제품의 온도 편차가 550℃ 이하일 경우에는(S11) 운전자는 저품위의 품질로 판단할 수 있으며, 이때 저품위 생석회 제품 저장 호퍼(207) 측으로 상기 제어기(206)에서 가역 댐퍼(203)의 위치를 비교하여 절환시키도록 전동 실린더(204)를 동작시키며 그 결과를 제어실에서 디스플레이 시켜 확인이 용이하도록 한다.(S13)
한편, 품위별 생석회 제품 저장 호퍼(207, 208)에 저장하는 방법은 실린더(204)에 의한 댐퍼(203)의 위치조정 및 회전방향(정회전 또는 역회전)을 조정하는 것에 의해 가능하다.
따라서 본 제조 공정에서 생산되는 생석회의 품질 상태에 따라 운전자는 제어실에서 용이하게 생석회를 구분시켜 저장할 수 있고, 또한 저장된 재고에 따라 생석회 품질을 쉽게 확인하여 조정할 수 있게된다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 연속으로 대량 생산되는 소성로에서 제조되는 생석회 제품 품위를 용이하게 측정한 후 자동으로 구분 저장되게 함은 물론 제품의 품질 확인과 그 품위를 제어할 수 있으며,
후 공정에서 요구하는 품질 수준으로 용도에 맞게 생석회를 제공할 수 있어 강의 품질을 향상시키고 작업 생산성을 향상시킬 수 있는 것이다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (2)

  1. 소성로(119)의 단부에 형성된 냉각기(127)의 벽측으로 공급된 생석회의 충진레벨을 측정하기 위한 레벨측정수단(202);
    상기 냉각기(127)의 입구부(127a)와 출구부(127b)에 각각 설치되어 원료의 온도편차를 측정하기 위한 온도측정수단(201a)(201b);
    상기 냉각기(127)의 출구부(127b)에서 나온 생석회를 저장호퍼(207, 208)에 운반하기 위한 벨트콘베이어장치(124, 125);
    상기 레벨측정수단(202) 및 온도측정수단(201a)(201b)으로부터 나온 전압신호를 전류신호로 변환하는 V/I변환기(205);
    상기 V/I변환기(205)로부터 인가된 데이타를 받아 미리 설정된 조건과 비교하여 그 결과에 따라 분배수단을 제어하는 제어장치(206); 및
    상기 제어장치(206)의 제어신호에 따라 생석회품위별 저장호퍼(207, 208)에 구간별 생석회를 분배하는 분배수단을 포함하는 구성인 것을 특징으로 하는 소성로 생산제품의 품위별 선별장치.
  2. 소성로(119)에서 고온으로 배출된 생석회의 품질을 그 물성에 따른 생석회 냉각 온도 변동에 대한 거동을 측정하여 생석회 품질을 예측하는 방법에 있어서,
    상기 소성로(119)에서 석회석을 고온에서 수 시간 가열한 후 냉각기(127)에 배출시켜 상기 냉각기(127)에 채워진 생석회 레벨을 측정하는 단계;
    상기 냉각기(127)에 저장된 생석회의 초기 투입온도와 배출온도를 각 구간별 로 측정하는 단계;
    상기 초기 투입온도 및 배출온도의 측정 결과로부터 생석회의 초기 투입온도와 배출온도의 편차가 소정온도구간 이상인지 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과 조건에 합치되지 않으면 저품위 제품 저장 호퍼(207)에 상기 생석회를 저장하고, 조건에 합치되면 고품위 제품 저장 호퍼(208)에 저장하는 제어단계를 포함하여 이루어진 소성로 생산제품의 품위별 선별방법.
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