KR100825613B1 - 에어모타를 이용한 고로 압력검출단 개공시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어모타 드릴을 이용하여 연결관의 막힘을 방지하고 상시 조업 중 개공 작업이 가능하도록 한 압력 검출단 개공 시스템에 관한 것이다.

본발명은, 고로 본체의 샤프트 압력 검출단에 연결관으로 연결된 퍼지 질소유량조절계로부터의 연결관 내부의 유량을 검출하는 유량검출부; 유량검출부에서 검출된 유량이 설정값 이하로 저하되면 검출단 막힘 신호를 발생하는 압력신호제어부; 샤프트 압력 검출단 막힘을 에어모터에 의해 구동하는 드릴로 개공시키기 위한, 상기 샤프트 압력 검출단에 고정된 개공장치; 및 상기 검출단 막힘 신호에 의해서 상기 개공장치의 구동을 제어하는 개공 장치 제어부로 구성된다.

샤프트 압력 검출단, 유량검출부, 에어드릴, 개공장치, 연결관

Description

에어모타를 이용한 고로 압력검출단 개공시스템{A system for drilling a blocked pressure detection hole by using an air motor}

제 1 도는 종래기술에 따른 연결관 퍼지식 압력검출방법의 고로 샤프트 압력검출

장치의 구성도

제 2 도는 종래기술에 따른 연결관 퍼지식 압력검출단의 개공에 관련된 작업구성도

제 3 도는 본 발명에 따른 연결관 퍼지식 압력검출단 개공시스템의 전체 구성도

제 4 도는 본 발명에 따른 연결관 퍼지식 압력검출단 개공시스템의 세부 구성도

제 5 도는 본 발명에 따른 압력신호 제어부 및 개공 장치 제어부의 세부 구성도

제 6 도는 본 발명에 따른 압력 검출단 개공시스템의 동작 플로우 도

* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 *

1:고로 2:샤프트 압력검출장치

4:압력검출연결관 5:압력검출단

12:압력 검출단 개공용 이동형 에어드릴 13: 연결관 차단변

14:개공시 연결관 퍼지변 15:질소퍼지 유량저하 검출장치

17: 압력신호 제어부 18:개공장치제어부

20:에어모터 21:전후진용 에어실린더

22:에어실린더 전후진용 전자변 24:개공용 에어모터 드릴날

본 발명은 에어모타를 이용한 고로 압력 검출단 개공 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에어모타 드릴을 이용하여 연결관의 막힘을 방지하고 상시 조업 중 개공 작업이 가능하도록 한 압력 검출단 개공 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 용광로 조업은 용광로 상부에서 철광석과 코크스를 장입하고 용광로 하부에서 고온, 고압의 바람을 불어넣어 코크스를 연소시켜 발생하는 열과 환원가스로 철광석을 환원 용융하여 선철을 제조하는 공정이다.

용광로는 압력을 측정하기 위하여 많은 압력검출 발신기를 설치하여 사용하고 있는데 특히,고로 본체의 압력을 감시하기 위하여 고로를 몇 개의 단으로 분리하여 단별로 복수의 압력 검출단을 설치하여 압력을 측정하여 노황의 감시자료로 활용하고 있다.

고로의 노체 압력 검출단은 고로 내부 개스의 압력을 검출하여 고로 내부 상태를 파악하기 위한 것으로 고로 철피와 내화물을 연결관 형식으로 관통하여 압력을 검출하고 있으며, 고로 내부에서 발생되는 분진의 역류 및 수분의 침투를 방지하기위해 압력검출단(2)의 단관에 고로 내부의 압력이 역류 되는 것을 방지하기위해 연결관(4)에 질소 퍼지를 위한 질소 퍼지라인을 연결하여 고로 내로 질소가 퍼지 되도록 하고 있으며 퍼지되는 질소의 유량을 조절하기 위해 유량 조절계(8)를 설치하여 적당한 퍼지가 되도록 구성되어 있다.

그러나, 압력검출단은 고로에 장입되는 광석과 연와와의 마찰, 고로 풍구로 유입되는 고압의 열풍에 의해 고로 상부로 상승되는 개스 속의 더스트, 고로 내부 고온에 의한 광석 용융 발생으로 인한 압력검출단의 더스트 고착현상 등으로 압력검출단이 막히는 문제가 있다.

종래에는 도2에 도시한 바와 같이, 고로의 휴지완료 후 압력 검출단의 프렌지(11)를 해체한 후, 작업자가 에어 함머 드릴(12)에 의해서 압력검출단을 개공하며, 개공작업이 완료되면 검출단의 프렌지(11)를 재조립하는 방식으로 압력검출단 개공작업을 수행하였다.

그러나, 종래의 고로 샤프트 압력검출방법에 있어서는 검출공을 개공하기 위해 상시 조업중 작업을 수행하게 되면 노내 개스의 역류로 인한 용선 및 개스의 누출로 인적 물적 피해가 발생할 위험이 있기 때문에 주기적인 고로설비의 수리일 까지 대기하여 개공작업을 수행하여야 하며 장기간의 막힘으로 인한 고착현상이 발생되어 수리작업시 작업자가 개공을 한다 해도 개공이 안되는 문제점이 있다.

또한, 개공 작업시에도 고열,고소 지역에 의한 작업과 작업시 개스에 의한 중독의 위험이 있다는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 기존의 압력검출 장치에 퍼지유량을 측정할 수 있는 유량검출장치를 설치하여 배압관의 퍼지유량 저하시 압력검출단이 막힌 것으로 판단하여 상시에 개공작업을 할 수 있도록 한 것을 목적으로 한다.

또한, 고로에 에어 모타로 구동되는 드릴을 장착한 개공장치를 압력검출단에 고정 설치하여 고로의 작업 중에도 개공작업을 할 수 있도록 한 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 에어모터를 이용한 고로 압력검출단 개공시스템은, 고로 본체의 샤프트 압력 검출단에 연결관으로 연결된 퍼지 질소유량조절계로부터의 연결관 내부의 유량을 검출하는 유량검출부; 상기 유량검출부에서 검출된 유량이 설정값 이하로 저하되면 검출단 막힘 신호를 발생하는 압력신호제어부; 샤프트 압력 검출단 막힘을 에어모터에 의해 구동하는 드릴로 개공시키기 위한, 상기 샤프트 압력 검출단에 고정된 개공장치; 및 상기 검출단 막힘 신호에 의해서 상기 개공장치의 구동을 제어하는 개공 장치 제어부로 구성된다.

이하 본 발명의 구체적인 구성 및 작용을 도면에 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 연결관 퍼지식 압력검출단의 개공시스템의 전체 구성도이다. 압력 검출단의 퍼지 질소 유량조계(8)에 유량저하검출장치(15)를 설치하여 연결관의 유량저하를 검출한다. 연결관의 유량저하가 검출되면 압력신호 제어부(17)는 개공장치 제어부(18)에 개공장치의 가동 신호를 출력하고, 개공장치의 가동시 압력 신호값을 연결관의 유량저하가 검출된 시점의 값으로 고정시키는 구성을 갖는다.

또한 유량저하검출장치(15)가 압력 검출단의 유량저하를 검출한 후에 개공 장치가 가동되면, 개공 장치로부터의 에어가 유량저하검출장치(15)방향으로 배압관으로 역류되는 것을 방지하기 위해서 차단밸브(13)을 설치하고 또한 개공장치의 가동시 차단밸브(13)까지의 연결관 막힘을 방지하기 위하여 연결관 퍼지밸브(14)을 설치한다.

도 4는 본 고안의 연결관 퍼지식 압력검출단 개공시스템의 바람직한 일 실시예의 구성도를 도시하고 있다.

본 발명의 개공장치는 드릴의 회전을 위한 에어모터(20), 에어모터의 개공 전후진 동작을 위한 에어 실린더(21), 개공장치의 동작을 위한 에어 공급용 전자밸브(22,13,14)을 갖는다. 또한, 개공장치를 압력검출단에 취부하는 고정 볼트(23), 에어모터의 전,후진 동작시에 드릴날(24)이 일정한 방향으로 전,후진 할 수 있는 에어모터의 본체에 가이드레일(25) 및 사이드 바(26)를 갖는다.

유량저하검출장치(15)가 유량 저하를 검출하여 개공장치가 동작개시되면, 개공장치의 에어모터(20)을 가동시켜 드릴을 회전시키고, 에어 실린더(21)를 가동하여 에어모터(20)가 전진 또는 후진할 수 있도록 한다. 또한, 리미트(27, 28)를 설치하여 개공완료 시점 및 후진완료 시점을 감지할 수 있도록 구성한다.

도 5는 본 발명의 개공시스템의 압력신호 제어부 및 개공장치 제어부의 일 실시예의 세부 구성도를 도시하고 있다.

압력계(5)로부터의 신호는 압력신호 변환부(30)에서 전기적 신호로 변환되고, 신호제어부(32)에 입력되고, 압력계의 변화는 압력신호지시부(16)에 표시된다. 유량검출장치(15)로부터의 신호가 설정된 값 이하로 저하된 것으로 검출되면 유량신호검출단(31)는 개공장치 제어부(18)에 개공장치 가동 신호를 발생한다. 또한, 유량검출장치(15)로부터의 신호가 설정된 값 이하로 저하된 것으로 검출되면 신호제어부(32)에서는 압력 신호 지시부(16)에 압력검출단이 폐쇄되었다는 경고신 호를 보내고, 폐쇄신호를 검출한 시점의 압력신호값으로 고정된 값을 압력 검출단의 개공이 완료 될 때까지 압력신호지시부에 표시하도록 한다.

개공장치 제어부는, 도5에 도시된 바와 같이 개공장치 동작시 작동되는 전자밸브(13,14,21) 및 개공용 에어모터(20)를 제어한다. 유량신호검출단(31)로 부터 개공개시신호(33)을 받아 제어부(37)에 의해서 도압 관부의 전자밸브(13,14)을 동작시키도록 한다. 타이머(34)에 설정된 시간 후 에어모터(20)와 에어실린더(21)을 가동시켜 개공작업을 실시하며, 에어실린더(21)의 전진완료 검출 리미트 스위치(27)로부터 신호를 받아 개공이 완료 되었음을 검출하면 에어 실린더(21)를 후퇴시키고, 에어 실린더 후퇴 완료 검출 리미트(28)로 부터 신호를 받아 연결관의 전자밸브(13,14)을 동작시키어 정상적인 압력 검출을 하도록 한다.

도 6은 본 고안의 실시예에 따른 압력계 개공시스템의 동작 순서도이다.

일상적인 동작 중에는 노체압력계(5)에서는 연결관에서 질소 퍼지(41)를 행하고 있는 곳의 압력을 검출하고(S100), 유량검출장치(15)에서는 퍼지 유량을 측정한다(S110). 제어부(32)에서는 퍼지 유량이 기준값 이상인 경우에는 정상으로 판단하여 압력 및 유량검출을 반복적으로 수행하고, 기준값 이하로 저하된 경우에는 압력값을 검출시의 측정된 압력값을 고정시켜서 압력신호지시부(16)에 표시하고(S130), 압력계 개공 장치의 가동을 운전원에게 알릴수 있는 경고신호를 발생시키도록 한다(S140).

개공장치의 작동 개시명령이 내려지면 개공 작업시 에어모터를 구동하기 위한 고압의 유체가 연결관에 역류되는 것을 방지하기 위해 연결관 차단 밸브(13)를 폐쇄하고, 연결관 퍼지밸브(14)가 개방되도록 한다. 이와 동시에 개공 장치의 에어 모타가 가동되고, 에어 모터를 회전시키고 나오는 드레인 에어는 개공장치의 내부에서 노체내부로 퍼지되는 에어로 사용되므로 에어 모타 가동시 발생되는 더스트가 개공 장치내부로 유입되는 것을 방지 할 수 있다. 또한 에어모타의 가동시 에어 모타를 전진하기 위한 실린더 전진(49) 동작이 동시에 작동되어 에어 모타의 드릴 작동이 되도록 한다.

실린더 전진의 완료를 감지하기위한 리미트가 동작시에는 개공작업이 완료된 것으로 판단하여 에어 실린더를 후퇴시킨다. 실린더 후퇴의 완료를 감지하는 리미트가 동작시에는 에어 실린더의 후퇴가 완료된 것으로 판단하여 에어 실린더를 정지시키도록 한다(S160).

개공작업 완료후 압력 검출단을 정상 위치로 하기 위해서 연결관 퍼지밸브(14)를 먼저 차단한 후에 연결관 차단밸브(13)을 개방하여 압력 검출이 재개되도록 한다(54). 정상상태에서 질소퍼지 연결관의 압력을 검출하고, 유량을 측정하는 단계를 재개한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 고로 샤프트 압력 검출단 개공 시스템은 압력 검출단의 막힘 또는 고착을 막힘 현상 발생 전에 검지하여 압력 검출단의 막힘 또는 고착현상을 방지 할 수 있으며, 고로 내부 개스 흐름을 보다 정확히 검지하여 이를 운전자에게 제공함으로 고로 설비의 노황 관리 효율을 극대화 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 고로 휴지 때가 아닌 상시 조업 중에도 개공작업을 할 수 있으며, 열악한 장소의 작업을 자동화 함으로 인권보호 및 안전사고 예방, 작업비 절감, 및 원가절감에도 유익한 효과가 있다.

Claims (6)

1. 고로 본체의 샤프트 압력 검출단에 연결관으로 연결된 퍼지 질소유량조절계로부터의 연결관 내부의 유량을 검출하는 유량검출부;

   상기 유량검출부에서 검출된 유량이 설정값 이하로 저하되면 검출단 막힘 신호를 발생하는 압력신호제어부;

   샤프트 압력 검출단 막힘을 에어모터에 의해 구동하는 드릴로 개공시키기 위한, 상기 샤프트 압력 검출단에 고정된 개공(開孔)장치; 및

   상기 검출단 막힘 신호에 의해서 상기 개공장치의 구동을 제어하는 개공 장치 제어부를 포함하여 구성된 에어모터를 이용한 고로 압력검출단 개공시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 유량검출부에서 검출된 유량이 설정값 이하로 저하되면, 그 시점의 상기 연결관 내부의 압력을 측정하는 압력계; 및

   상기 유량검출부에서 검출된 유량이 설정값 이하로 저하될 때 상기 압력계로부터 측정된 압력을 표시하는 압력신호지시부를 추가로 포함한 것을 특징으로 하는 압력검출단 개공시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 개공장치는,

   샤프트 압력 검출단 막힘을 개공하는 드릴;

   상기 드릴에 회전력을 제공하는, 상기 드릴에 결합된 에어모터;

   상기 에어모터를 상기 샤프트 압력 검출단에 대해서 전진 후진 방향으로 이동시키기 위한 에어 실린더; 및

   개공장치의 동작을 위한 에어를 공급을 제어하기 위한 에어공급용 밸브로 구성되는 것을 특징으로 하는 압력검출단 개공시스템
4. 제1항에 있어서,

   상기 검출단 막힘 신호에 의해서 상기 개공장치의 구동이 개시되면 에어모터를 구동하기 위한 고압의 유체가 연결관에 역류되는 것을 방지하기 위한 연결관 차단밸브를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 압력검출단 개공시스템.
5. 제3항에 있어서,

   실린더 전진의 완료 및 실린더 후퇴의 완료를 감지하는 리미트를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 압력검출단 개공시스템.
6. 제1항에 있어서,

   상기 검출단 막힘 신호가 발생하면, 작업자에게 경보 신호를 발생하는 경보발생부를 추가로 포함하는 압력검출단 개공시스템.

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