KR100815443B1

KR100815443B1 - 산업용 오븐의 원료 장입 장치

Info

Publication number: KR100815443B1
Application number: KR1020070036405A
Authority: KR
Inventors: 이호영
Original assignee: 이호영
Priority date: 2007-04-13
Filing date: 2007-04-13
Publication date: 2008-03-20
Also published as: KR20070055447A

Abstract

본 발명은 산업용 오븐의 원료 장입 장치에 관한 것으로 특히 스크류피더를 효과적으로 제어하여 탄화실 내에 원료를 장입하는 장치에 관한 것이다.

본 발명에 의한 산업용 오븐 내 원료 장입 장치는, 복수 개의 호퍼 하단에 각각 설치되어, 스크류 회전에 의해 오븐의 탄화실 내부로 원료을 공급하는 복수 개의 스크류피더 복수 개의 스크류피더를 순차적으로 구동시켜 모든 스큐류피더가 동시에 회전할 수 있도록 회전 구동력을 제공하는 구동력 제공부 복수 개의 스크류피더 각각에 설치되어, 스크류피더의 회전수 및 회전속도를 측정하여 회전신호를 발생하는 신호 발생부 및 신호 발생부로부터 회전신호를 전달받아 탄화실내의 원료 분포 상태에 따라 각 스크류피더의 회전수와 회전속도를 조절하는 회전 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

코크스 오븐, 장입 장치, 호퍼, 스크류피더, PLC, 인버터드라이버, 변속드라이버, 플래그

Description

산업용 오븐의 원료 장입 장치{Square charging apparatus for industrial Coke oven}

도 1a,1b는 코크스를 생산하기 위한 코크스 오븐 배터리와 이에 부수하는 각종 이동차를 나타낸 것이다.

도 2는 일반적인 코크스 오븐 내에 원료가 장입되는 것을 나타내는 것이다.

도 3은 본 발명에 의한 산업용 오븐의 원료 장입 장치의 바람직한 일 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 4는 본 발명에 의한 산업용 오븐의 원료 장입 장치의 바람직한 다른 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100, 200: 호퍼 102, 202: 스크류피더 110: 신호 발생부

120, 220: 구동력제공부 130, 230: 회전제어부 132, 232: PLC

134,234: 인버터드라이버 136,236: 데이터 저장부 150, 250: 감지부

160, 260: 탄화실 204 : 로드셀 210: 중량측정부

212: 밀도측정부

본 발명은 산업용 오븐의 원료 장입 장치에 관한 것으로 특히 스크류피더를 효과적으로 제어하여 탄화실 내에 원료를 장입하는 장치에 관한 것이다. 즉, 본 발명은 철강 제조 중 제선 공정에서 원료탄을 코크스로 만드는 오븐 장치에 있어서, 오븐 내에 원료탄을 장입하는 장치에 관한 것이다.

철강의 제조는 제선 공정, 제강 공정, 연주 공정 및 압연 공정의 순으로 진행되는 데, 제선 공정은 쇳물을 제조하는 기초 공정으로 쇳물을 만들기 위해서는 코크스가 필요하다.

코크스는 원료탄을 탄화실에 넣어 섭씨 1,000~1,300도의 고온으로 구운 것을 말한다. 이것은 철과 산소의 화합물인 철강석을 용광로 내에서 녹이는 열원인 동시에 철분을 철광석에서 분리시키는 환원제의 역할을 한다.

도 1은 코크스를 생산하기 위한 코크스 오븐 배터리와 이에 부수하는 각종 이동차를 나타낸 것이다.

도 1 (a)와 (b)를 참조하면, 코크스 오븐 배터리에 부수하는 원료탄(10)의 공급을 위한 장입차(20), 건류가 완료된 코크스를 코크스 오븐 배터리로부터 배출하기 위한 압출기(30), 배출된 코크스를 코크스 화차에 또는 보관 야적장에 적차시 키기 위한 이동차(40) 등이 있다. 소화차(50)는 압출기(30)에 의해 압출된 적열 코크스를 받아서 소화탑으로 이동하여 적열 코크스를 소화시킨다.

이 중 장입차(20)는 코크스 오븐 배터리 상부에 있는 석탄 벙커(50)에서 코크스 오븐에 장입할 원료탄(10)을 차체에 있는 네 개의 호퍼(22)에 담아 스크류피더(도 2의 24 및 도 3의 102 참조) 및 텔레스코프(28)를 이용하여 코크스 오븐 장입구(70)로 장입하게 된다.

도 2를 참조하면 장입차(20)에 마련된 4개의 호퍼(22)에 원료탄(10)을 적재 시키고 각각의 호퍼(22)의 하단부에 부착된 스크류피더(24)에 의해서 탄화실(80) 내로 원료탄(10)을 장입하게 된다.

이와 같이 원료탄(10)이 장입되기 위해서는 스크류피더(24) 하단의 텔레스코프(28)가 탄화실(80) 표면에 형성된 장입구(82))와 결합하게 된다. 그리고 오븐 내 적정한 원료의 장입 및 충분한 가스 통로 확보를 위해서 레벨러(84)를 이용한 레벨링이 요구된다.

기존의 장입 방법은 장입량의 정확한 제어 없이 1번 장입구와 4번 장입구를 장입하고 2번 장입구와 3번 장입구를 장입하는 방법(Step charging)을 사용하고 있다.

그러나 상기와 같은 장입 방법으로 오븐의 탄화실 내부에 적정한 장입량 장입이 어려울뿐만 아니라, 충분한 가스 통로를 확보하기 위해 여러 번의 레벨링이 요구되어 생산 손실 및 환경문제를 야기하고 있다.

상기한 본 발명의 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 산업용 오븐 의 원료 장입 장치는, 복수 개의 장입구에 동시에 적정량을 장입을 하면서 오븐 내 가스 통로 확보가 가능하도록 제어하는 장입 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 본 발명의 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 산업용 오븐의 원료 장입 장치는, 복수 개의 호퍼 하단에 각각 설치되어, 스크류 회전에 의해 오븐의 탄화실 내부로 원료를 공급하는 복수 개의 스크류피더 상기 복수 개의 스크류피더를 순차적으로 구동시켜 모든 스큐류피더가 동시에 회전할 수 있도록 회전 구동력을 제공하는 구동력 제공부, 상기 복수 개의 스크류피더 각각에 설치되어, 상기 스크류피더의 회전수 및 회전속도를 측정하여 회전신호를 발생하는 신호 발생부 및 상기 신호 발생부로부터 상기 회전신호를 전달받아 탄화실 내의 원료 분포 상태에 따라 각 스크류피더의 회전수와 회전속도를 조절하는 회전 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 회전 제어부는, 상기 회전 신호를 전달받아 탄화실 내의 원료 분포상태에 따라 상기 각 스크류피더의 회전수 및 회전 속도를 결정하여 제어 신호를 생성하는 PLC 시스템 및 상기 PLC 시스템으로부터 상기 제어신호를 전달받아 상기 각 스크류피더의 회전수 및 속도를 제어하는 인버터드라이버를 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 오븐 내에 장입되는 원료의 부피는 상기 스크류피더의 회전수에 의해 결정되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 신호발생부는 스크류 피더의 회전수와 속도에 대한 신호를 플래그 신호로 발생하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기한 본 발명의 기술적 또 다른 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 산업용 오븐의 원료 장입 장치는, 수분과 입도를 고려한 원료의 밀도로부터 오븐의 탄화실 내에 공급하는 원료의 중량을 계산하여 산업용오븐 내의 탄화실에 장입하는 장치로, 복수 개의 호퍼 하단에 각각 설치되어, 스크류 회전에 의해 오븐의 탄화실 내부로 원료를 공급하는 복수 개의 스크류피더 상기 복수 개의 스크류피더를 순차적으로 구동시켜 모든 스큐류피더가 동시에 회전할 수 있도록 구동력을 제공하는 구동력 제어부 상기 복수 개의 호퍼 각각에 설치되어, 장입되는 원료의 중량을 측정하여 데이터로 생성하는 중량측정장치 및 상기 중량측정장치로부터 상기 데이터를 전달받아 장입되는 원료의 중량을 모니터링하고 탄화실 내의 원료 분포 상태에 따라 상기 각 스크류피더의 회전 속도를 제어하는 회전 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 회전 제어부는, 상기 중량측정장치로부터 상기 데이터를 전달받아 원료의 중량을 모니터링하고 탄화실 내의 원료 분포 상태에 따라 상기 각 스크류피더의 회전속도를 결정하는 PLC 시스템 및 상기 PLC 시스템이 결정한 회전속도에 의해 상기 각 스크류피더의 회전속도를 제어하는 변속드라이버를 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 원료 장입 장치는, 탄화실 내 원료의 부피, 원료의 장입 비율, 원료 표면의 평탄화 및 가스의 배출율에 따른 표면 평탄 정도 및 가스의 배출율을 센서에 의해 감지하고, 그 결과에 따라 원료의 분포 상태를 PLC 시스템으로 전달하는 감지부를 더 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 PLC 시스템은 상기 감지부에 의해 감지된 원료의 분포상태를 저장하는 데이터 저장부를 더 구비하고 상기 데이터 저장부에 저장된 데이터를 산출하여 상기 스크류피더의 회전 속도를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 데이터 저장부에는 원료의 분포상태에 따른 각 스크류피더의 최적 회전 속도가 더 저장되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 회전 제어부는 동시에 장입을 완료하도록 상기 각 스크류피더의 회전 속도를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.

레벨러 빔에 의해 평탄화하기 위한 장입 비율로 장입된 경우 상기 장입 시점에서 원료의 공급 속도가 감소하도록 상기 각 스크류피더의 회전 속도를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.

특정 시점에서의 오븐의 탄화실 내 최적 장입 비율이 미리 설정되어 있고, 상기 회전 제어부는, 장입 과정의 특정 시점 장입 비율이 상기 미리 설정된 특정 시점 장입 비율보다 낮은 경우 해당하는 스크류피더의 회전 속도가 증가하고, 미리 설정된 특정 시점 잠입 비율보다 높은 경우 해당하는 스크류피더의 회전 속도가 감소하도록 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면에 도시된 동일한 참조 부호는 동일한 기능을 수행하는 구성 요소를 의미한다.

도 3은 본 발명에 의한 바람직한 실시 예를 설명하기 위한 구성으로, 스크류피더(102), 구동력 제공부(120), 신호 발생부(110) 및 회전 제어부(130)를 구비한 것을 나타낸 것이다.

스크류피더(102)는 복수 개의 호퍼(100) 하단에 각각 설치되며, 회전에 의해 오븐 내에 원료을 공급한다. 도 3에서는 하나의 호퍼에 대하여 하나의 스크류피더만을 나타내었다. 오븐 탄화실(160) 내에 장입되는 원료의 부피는 스크류피더(102) 회전수에 의해 결정되는데, 이 경우 스크류피더(102)는 체적의 계량기로 사용됨을 의미한다.

구동력 제공부(120)는 복수 개의 스크류피더(102)를 순차적으로 회전 구동시켜 모든 스큐류피더(102)가 동시에 회전할 수 있도록 구동력을 제공한다. 즉, 균등작업을 위하여 각 스크류피더(102)가 아주 짧은 시간에 순차적으로 가동된다. 이러한 시작 절차는 모든 4 개의 스크류피더(102)가 동시에 작동하여 유발할 수 있는 강냉/강압 효과로 인해 오븐 탄화실(160)에 야기될 역효과를 막기 위함이다.

신호 발생부(110)는 복수 개의 스크류피더(102) 각각에 설치되며, 스크류피더(102)의 회전수 및 회전속도를 측정하여 회전신호를 발생하며 이를 회전 제어부(130)로 전달한다.

회전 제어부(130)는 신호 발생부(110)로부터 회전신호를 전달받아 각 스크류피더(102)의회전수와 회전속도를 조절하며, PLC 시스템(132)과 인버터 드라이 버(134)를 구비할 수 있다. 회전 속도는 탄화실(160) 내 원료의 분포 상태를 고려하여야 하는데, 원료의 분포 상태는 탄화실 내 원료의 부피, 원료의 장입 비율, 원료 표면의 평탄화 및 가스의 배출율 등을 말한다.

이를 위해 본 발명에 의한 장입 장치는 감지부(150)를 더 구비함으로써, 오븐 챔버(160)내의 원료의 분포 상태를 감지할 수 있다. 감지는 센서(미도시)에 의해 수행될 수 있으며 센싱 기술은 통상의 공지 기술이므로 그 설명을 생략하기로 한다. 감지 결과는 하기에서 설명할 PLC 시스템(132)으로 전달되어 스크류피더의 회전 속도를 제어하는 자료가 된다.

PLC 시스템(132)은 탄화실(160) 내 원료의 부피와 분포상태를 전달받아 스크류피더(102)의 회전수 및 회전 속도를 결정하고 이를 제어신호로 변환하여 생성한다. 그리고 인버터드라이버(134)는 PLC 시스템(132)으로부터 제어신호를 전달받아 스크류피더(102)의 회전수 및 속도를 직접 제어한다.

즉, 스크류피더(102)는 인버터드라이버(134)에 의해 제어되며 그것은 가속, 감속, 전류/회전 한도, 최대속도 등 고정 변수를 포함하고 있다. 속도 및 회전 방향 명령을 주는 PLC 시스템(132)에 의해 인버터드라이버(134)는 차례로 제어된다.

조업 동안 인버터드라이버(134)는 계속해서 PLC 시스템(132)에 의해 감시되어 인버터드라이버(134)에 생기는 모든 결함이 즉시 PLC 시스템(132)으로 통보되어 장입 과정이 중단하게 된다.

스크류피더(102)의 회전수 및 속도는 스크류피더(102) 측에 직접적으로 장착된 4개의 플래그를 감지하는 유도 접근 스위치를 포함하고 있는 집계장치, 즉 PLC 시스템(132)에 의해 직접적으로 감시된다. 따라서 스크류 한 회전에 4개의 수가 입력되며, 장입시 PLC 시스템(132)이 설정시간 내에 수를 받지 못한다면 스크류피더(132)는 자동으로 멈춘다.

한편, PLC 시스템(132)은 데이터저장부(136)를 구비함으로써, 오븐 탄화실(160) 내 원료의 부피와 분포 상태에 따른 스크류피더(102)의 최적 회전수와 속도 미리 설정하여 데이터저장부에(140) 저장할 수 있다.

각 스크류피더(102)의 회전수와 속도는 모든 4개의 스크류피더(102)가 동시에 장입이 완료될 수 있도록 PLC 프로그램내에서 산출된다. 장입은 스크류피더(102)에 요구되는 회전수가 기록됐을 때 완료된다. 요구되는 회전수는 오븐 탄화실(160) 내 원료의 분포 상태에 따라 가변적이며 최종적인 요건을 만족한 경우 장입이 완료된다.

PLC 시스템(132)으로부터 출력은 장입 동안 정확한 단계에서 수평화될 수 있도록 압출기에 신호를 보내는데 이용된다. 이러한 출력 시기는 현장 조건에 맞추어 가변적이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시 예를 설명하기 위한 구성으로, 수분과 입도를 고려한 원료의 밀도로부터 탄화실 내에 공급하는 원료의 중량을 계산하여 산업용 오븐 내의 탄화실에 장입하는 장치이다.

도 4를 참조하면 본 실시 예에 의한 장입 장치는 스크류피더(202), 구동력 제공부(220), 중량측정부(210) 및 회전 제어부(230)가 구비된다. 스크류피더(202)와 구동력 제공부(220) 및 회전 제어부의 도 3의 실시 예에서 설명한 것과 중복되 므로 불필요하게 중복되는 부분에대해서는 설명을 생략하기로 한다.

밀도 측정부(212)는 호퍼(200)에 채원진 무게와 부피로부터 밀도를 측정하는 것으로 탄화실(260)에 장입될 부피에 따른 중량를 결정하는데 이용된다. 이러한 밀도치는 석탄의정확한 체적이 오븐에 채워질 수 있도록 하기 위해 요구되는 석탄의 중량를 계산하는 데 이용된다.

석탄 벙커 충진 순서가 완료되는 때마다 석탄 호퍼(200)는 가득 채워질 것이므로 석탄의 체적은 이미 알고 있는 바대로 불변하고 석탄의 밀도는 계량 시스템에 등록된 무게를 이용하여 계산될 것이다.

중량측정부(210)는 복수 개의 호퍼(200) 각각에 설치되어, 장입되는 원료의 중량을 측정하여 그 결과를 회전속도제어부(230)로 전달한다. 중량측정부(210)는 장입차의 전기 배선함에 연결된 각 호퍼(200) 아래에 위치한 4개의 로드셀(204)로 구성된다.

전기 분기함은 각 호퍼(200)에 적재된 석탄 순 중량의 눈금 수정된 측정치를 전달하기 위해 회전제어부(230)와 직접 통신 되는 무게 측정 터미널 입력단자(미도시)와 연결되며, 이러한 자료는 필드버스(fieldbus) 연결(Proflebus, Controlnet) 또는 아날로그 신호 중 하나의 방식을 통하여 PLC로 전달한다.

회전제어부(230)는 무게 측정 터미널 입력단자를 통해 중량측정부(210)로부터 데이터를 전달받아 장입되는 원료의 중량을 모니터링하고, 원료의 장입 비율을 산출하여 각각의 스크류피더(202)의 회전 속도를 제어하는데, PLC 시스템(232)과 인버터드라이버(234)를 구비하는 것이 바람직하다.

PLC 시스템(232)은 중량측정부(210)로부터 데이터를 전달받아 모니터링하고 원료의 장입비율을 산출하여 각 스크류피더(202)의 회전속도를 결정하며, 인버터드라이버(234)는 PLC 시스템(232)이 결정한 회전속도에 의해 스크류피더(202)의 회전속도를 제어하게 된다.

데이터 저장부(236)에 탄화실 내의 원료 분포 상태를 고려하여 최적의 회전 속도를 미리 설정하여 저장하고, 회전 제어부(230)가 이를 이용하여 스크류피더의 회전 속도를 제어하는 것은 도 3에서 설명한 것과 동일하다.

이때, 인버터드라이버(234)는 디지털, 아날로그 또는 필드버스(fieldbus) 신호에 의해 PLC시스템(232)로부터 제어된다. 인버터드라이버(234)는 스크류피더모터(Screw feeder motor)에 연결되며 장입 속도를 제어한다.

상술한 바에 의하면, 오븐은 체적에 의해 장입된다. 메모리에 입력될 각 오븐에 필요한 체적은 각 호퍼용 수치와 함께 배열된다. 각 호퍼에 장입되는 원료의양을 제어함으로써 정확한 원료 프로파일(균등장입)을 얻게 된다.

장입될 체적은 원료의 밀도와 장입차에 설치된 호퍼(200)의 체적을 이용하여 계산된다. 이것은 오븐에 미리 정한 체적을 채우기 위해 필요한 원료의 무게를 결정하기 위한 것이다.

체적에 의한 장입은 오븐이 장입될 때마다 같은 레벨로 채워질 것을 의미한다. 오븐이 무게에 의해서만 장입된다면, 오븐 내에 원료의 레벨은 장입 시간에 원료의 밀도에 따라 달라질 수 있다. 이것은 미 장입오븐, 효율 감소 및 생산비 증가 또는 장입초과를 초래할 수 있으며, 그 밖의 다른 문제점을 야기할 수 있다.

원료의 밀도는 수동적으로 입력되거나 계산된다. 정상 조업하에서, 시스템이 한번 정확하게 설정되거나 정해지면, 호퍼가 장입 전 가득 채워졌을 때 계산은 자동으로 완료하게 된다. 이러한 상황은 각 오븐이 장입되기 전에 매번 실행되어 시스템은 매시 원료 특성에 맞추어 보정한다.

각 호퍼로부터 필요한 원료의 무게는 오븐용으로 장입 설정치를 갖기 위하여 최대 무게로부터 공제한다. 예컨대, 호퍼가 10톤의 최대무게를 가졌고 장입될 양이 7톤이라면, 장입은 3톤의 수치에서 멈출 것이다. 왜냐하면, 잔여 원료 무게는 3톤이고 7톤은 오븐에 있기 때문이다.

스크류피더 속도의 최초 설정(setting)은 스크류피더의 스크류 회전시 장입된 원료 양의 계산 및 필요한 장입비율로 결정한다. 장입이 진행되는 동안 무게는 감시되고 원료가 장입될 비율은 PLC 시스템에 의해 계산된다.

짧은 지연(보통 10초) 후에 장입율이 희망하는 수치보다 아래에있다면, 스크류피더의 속도는 증가된다. 마찬가지로 장입율이 희망하는 수치보다 높다면, 스크류피더의 속도는 감속된다. 그런 다음, 시간 간격을 재가동되고 희망하는 장입율이 수용가능한 한계내에 진입할 때까지 추가의 조정이 행하여 진다.

장입율이 희망하는 설정(setting)에서 많이 벗어나게 되고 시스템이 일정 시간 내에 일정 한계까지 복귀될 수 없다면, 장입은 물리적 문제가 조사되고 정정될 수 있도록 중단되게 된다. 이것은 너무 많은 시간, 또는 너무 짧은 시간이 장입에 소요되는 것을 방지하기 위함이다.

장입 동안 무게는 감시되고 호퍼 내의 무게가 장입될 산출량에 이르렀을 때 스크류 피더는 멈춘다. 모든 호퍼가 필요한 양이 장입되었을 때 장입은 완료되고 기계는 단절 단계로 들어가게 된다.

설정치는 호퍼에서 무게를 이용하여 계산된다. 이것은 장입이 거의 완료되었을 때 장입량의 비율(일반적으로 90%)에 따라 스크류 피더의 감속과 레벨러를 가동시키기 위해서이다. 이러한 감속은 원료의 최종량을 더 천천히 전달하고 레벨릴 빔(도 2의 84 참조)으로 오븐 내 최고점을 평평케 하며, 필요한 균등(동시 장입)을 제공하기 위해서 필요하다.

원료가 최대 지속을 위해 고속에서 장입된다면, 레벨러 빔은 원료 아래서 작동되지 않거나 또는 원료가 오븐 내에 너무 높이 올라갈 수 있으며, 장입구가 막힐 수 있는 위험이 있다.

도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명에 의한 장치는 각 스크류피더(102, 202)의 장입량을 감시하여 자동 수정기능을 포함하고 있다. 요구 장입량이 어떠한 스크류피더(102, 202)에 덜 채워졌다면 남은 스크류피더(102, 202)에서 균등하게 오븐에 채워지기 위하여 그 상쇄될 양을 추가로 공급하게 된다.

이를 위해 회전 제어부(130, 230)는, 장입 과정의 특정 시점 장입 비율이 미리 설정된 특정 시점 장입 비율보다 낮은 경우, 스크류피더(102, 202)의 회전 속도가 증가하고, 미리 설정된 수치보다높은 경우 스크류피더(102, 202)의 회전 속도가 감소하도록 제어한다.

예컨대, 특정한 스크류피더(102, 202)에 의한 장입이 설정치보다 과도한 경우 탄화실(160, 260) 내의 특정 지점에 원료가 많이 쌓임으로써 가스 웨이의 형성 이 곤란해지는 경우가 있다. 이 경우, 회전제어부(230)는 해당 스크류피더의 회전속도를 감속시킨다.

이하 본 발명의 각각의 실시 예에 의한 본 발명의 작동에 관하여 설명한다.

도 3에 의한 실시 예에 의한 개략적인 작동을 설명하면,

먼저, 탄화실 내에 장입될 부피를 결정하고 각 스크류피더의 회전당 장입되는 체적에 의해 각 호퍼로부터 탄화실 내로 원료를 장입시킨다.

이 과정에서 스크루피더의 회전 수 및 속도는 회전 신호로 변환되어 PLC 시스템으로 전달된다. 한편, 탄화실 내의 원료 분포 상황도 센싱되어 PLC 시스템으로 전달된다.

다음에, PLC 시스템은 원료 분포 상태의 데이터 베이스를 근거로 미리 설정된 최적의 회전수 및 속도를 산출하여 제어신호를 생성하고 이를 인버터드라이버에 전송하게 된다.

다음에, 인버터드라이버는 제어신호에 의거 스크류피더의 회전수와 회전속도를 제어하게 된다.

도 4에 의한 실시 예에 의한 작동을 설명하면,

먼저, 밀도를 고려한 탄화실 내부에 장입될 무게를 결정하고 무게에 근거하여 각 호퍼로부터 탄화실 내로 원료를 장입시킨다.

원료가 장입되는 동안 원료는 중량측정부에 의해서 계속 측정되므로 장입되는 원료의 무게를 실시간으로 체크하게 되며 이는 PLC 시스템에 의해 모니터링 된다. 또한, 탄화실 내의 원료 분포 상태도 감지되어PLC 시스템으로 전달된다.

다음에, PLC 시스템은 원료 분포 상태를 고려하여 미리 설정된 최적의 속도를 산출하여 제어신호를 생성하여 변속드라이버에 전송하게 된다.

다음에 변속드라이버는 제어신호에 의거 스크류피더의 회전속도를 제어하게 된다.

이상 도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통산의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명에 의한 산업용 오븐 내 원료 장입 장치는, 복수 개의 장입구에 동시에 적정량을 장입을 하면서 오븐 내 가스 통로 확보가 가능하도록 제어하는 장입 장치를 제공하는 효과가 있다.

또한, 탄화실 내의 상태를 정확히 감지한 결과를 반영하여 회전수 또는/및 회전속도를 제어함으로써, 정교한 장입을 할 수 있는 장치를 제공하는 효과가 있다.

Claims

복수 개의 호퍼 하단에 각각 설치되어, 스크류 회전에 의해 오븐의 탄화실 내부로 원료를 공급하는 복수 개의 스크류피더와,

상기 복수 개의 스크류피더를 순차적으로 구동시켜 모든 스큐류피더가 동시에 회전할 수 있도록 회전 구동력을 제공하는 구동력 제공부와,

상기 복수 개의 스크류피더 각각에 설치되어, 상기 스크류피더의 회전수 및 회전속도를 측정하여 회전신호를 발생하는 신호 발생부 및;

상기 신호 발생부로부터 상기 회전신호를 전달받아 탄화실 내의 원료 분포 상태에 따라 각 스크류피더의 회전수와 회전속도를 조절하는 회전 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 산업용 오븐의 원료 장입 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 회전 제어부는, 상기 회전 신호를 전달받아 탄화실 내의 원료 분포상태에 따라 상기 각 스크류피더의 회전수 및 회전 속도를 결정하여 제어신호를 생성하는 PLC 시스템 및;

상기 PLC 시스템으로부터 상기 제어신호를 전달받아 상기 각 스크류피더의 회전수 및 속도를 제어하는 인버터드라이버를 구비하는 것을 특징으로 하는 산업용 오븐의 원료 장입 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 오븐 내에 장입되는 원료의 부피는 상기 스크류피더의 회전수에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 산업용 오븐의 원료 장입 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 신호발생부는 스크류 피더의 회전수와 속도에 대한 신호를 플래그 신호로 발생하는 것을 특징으로 하는 산업용 오븐의 원료 장입 장치.
수분과 입도를 고려한 원료의 밀도로부터 오븐의 탄화실 내에 공급하는 원료의 중량을 계산하여 산업용 오븐 내의 탄화실에 장입하는 장치에 있어서,

복수 개의 호퍼 하단에 각각 설치되어, 스크류 회전에 의해 오븐의 탄화실 내부로 원료를 공급하는 복수 개의 스크류피더와,

상기 복수 개의 스크류피더를 순차적으로 구동시켜 모든 스큐류피더가 동시에 회전할 수 있도록 구동력을 제공하는 구동력 제어부와,

상기 복수 개의 호퍼 각각에 설치되어, 장입되는 원료의 중량을 측정하여 데이터로 생성하는 중량측정장치 및;

상기 중량측정장치로부터 상기 데이터를 전달받아 장입되는 원료의 중량을 모니터링하고 탄화실 내의 원료 분포 상태에 따라 상기 각 스크류피더의 회전 속도를 제어하는 회전 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 산업용 오븐의 원료 장입 장치.
청구항 5에 있어서,

상기 회전 제어부는, 상기 중량측정장치로부터 상기 데이터를 전달받아 원료의 중량을 모니터링하고 탄화실 내의 원료 분포 상태에 따라 상기 각 스크류피더의 회전속도를 결정하는 PLC 시스템 및;

상기 PLC 시스템이 결정한 회전속도에 의해 상기 각 스크류피더의 회전속도를 제어하는 변속드라이버를 구비하는 것을 특징으로 하는 산업용 오븐의 원료 장입 장치.
청구항 2 또는 청구항 6에 있어서,

상기 원료 장입 장치는, 탄화실 내 원료의 부피, 원료의 장입 비율, 원료 표면의 평탄화 및 가스의 배출율에 따른 표면 평탄 정도 및 가스의 배출율을 센서에 의해 감지하고, 그 결과에 따라 원료의 분포 상태를 PLC 시스템으로 전달하는 감지부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 산업용 오븐의 원료 장입 장치.
청구항 7에 있어서,

상기 PLC 시스템은 상기 감지부에 의해 감지된 원료의 분포상태를 저장하는 데이터 저장부를 더 구비하고 상기 데이터 저장부에 저장된 데이터를 산출하여 상기 스크류피더의 회전 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 산업용 오븐의 원료 장입 장치.
청구항 8에 있어서,

상기 데이터 저장부에는 원료의 분포상태에 따른 각 스크류피더의 최적 회전 속도가 더 저장되어 있는 것을 특징으로 하는 산업용 오븐의 원료 장입 장치.
청구항 1, 청구항 2, 청구항 5 및 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,

상기 회전 제어부는 동시에 장입을 완료하도록 상기각 스크류피더의 회전 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 산업용 오븐의 원료 장입 장치.
청구항 10에 있어서,

레벨러 빔에 의해 평탄화하기 위한 장입 비율로 장입된 경우 상기 장입 시점에서 원료의 공급 속도가 감소하도록 상기 각 스크류피더의 회전 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 산업용 오븐의 원료 장입 장치.
청구항 1, 청구항 2, 청구항 5 및 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,

특정 시점에서의 오븐의 탄화실 내 최적 장입 비율이 미리 설정되어 있고,

상기 회전 제어부는, 장입 과정의 특정 시점 장입 비율이 상기 미리 설정된 특정 시점 장입 비율보다 낮은 경우 해당하는 스크류피더의 회전 속도가 증가하고, 미리 설정된 특정 시점 잠입 비율보다 높은 경우 해당하는 스크류피더의 회전 속도가 감소하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 산업용 오븐의 원료 장입 장치.