KR100825614B1

KR100825614B1 - 고로의 열풍로 돔 연와 심도 측정 장치

Info

Publication number: KR100825614B1
Application number: KR1020010082362A
Authority: KR
Inventors: 김두진; 임인규; 김종민
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2008-04-25
Also published as: KR20030052413A

Abstract

본 발명은 고로(4)에 고온의 바람(1200℃내외)을 공급하는 열풍로 설비에 있어서 고온의 열을 만드는 연소실(2)과 열을 비축하는 축열실(1a)의 상부의 돔형(dome) 연락관의 연와(벽돌)의 손상여부를 연속적으로 측정하기 위한 연와 심도 측정 장치에 관한 것이다.

본 발명의 고로의 열풍로 돔 연와 심도 측정 장치는, 고로 열풍로 돔 연와의 심도를 측정하기 위한, 중공형 배관의 한 단부에 설치되는 초음파 측정기를 포함하는 심도측정수단; 상기 중공형 배관을 상기 돔과 결합시키기 위한, 상기 중공형 배관의 다른 단부에 설치되는 플렌지를 포함하는 결합수단; 상기 심도측정수단과 상기 돔을 상기 배관을 통하여 차폐 또는 연결시키기 위해, 상기 결합수단과 상기 측정수단의 사이에 직렬로 설치된 2개의 차단밸브; 상기 배관 내부의 이물질을 배출하기 위해, 상기 2개의 차단밸브 사이에 직렬로 설치되며 배관에 질소를 공급하기 위한 질소퍼지밸브; 및 배관의 이물질 배출을 위한 벤트 밸브를 포함하는 세정수단; 상기 차단 밸브 및 상기 세정수단의 동작을 제어하는 제어부; 및 상기 심도측정수단으로부터의 신호에 의해서 돔 연와의 심도변화를 추출하는 연산부로 구성된다.

돔 연와 심도측정, 고로, 열풍로, 손상측정, 초음파 측정장치

Description

고로의 열풍로 돔 연와 심도 측정 장치 {An apparatus for measuring the deep depth of the dome brick}

제 1 도는 열풍로 설비의 개략도

제 2 도는 본 발명의 열풍로 돔 연와의 손상연속 측정 장치의 분해도

제 3 도는 본 발명의 열풍로 돔 연와의 손상연속 측정장치의 사시도

제 4 도는 본 발명의 동작 플로우(flow)도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1a...축열실(checker chamber) 1b...돔연와 관찰구

1c...연와 1d...철피(鐵皮)

2...연소실(combustion chamber) 3... 혼냉실(mixing chamber)

4...고로 5...연돌(stack)

6... 송풍기(blower) 7...연도변

8a...연소 가스(gas)밸브 8b...연소 에어(air)밸브

9a...열풍변 9b...열풍 본관

10...수동밸브(vavel)

11...플렌지(flange) 12...벤트(vent) 자동변

13a,13b...1,2차 자동밸브 14...슬리브 플랜지(flange)

15...질소(N2) 퍼지변 16...초음파 거리측정기(ultrasonic)

20... 온도계(pyrometer) 30...검출부

40...연산부 50...제어기

60...고로 컴퓨터 70...모니터

본 발명은 고로의 열풍로 돔 연와 심도 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 본 발명은 고로(4)에 고온의 바람(1200℃내외)을 공급하는 열풍로 설비에 있어서 고온의 열을 만드는 연소실(2)과 열을 비축하는 축열실(1a)의 상부의 돔형(dome) 연락관(連絡管)의 연와(벽돌)의 손상여부를 연속적으로 측정하기 위한 연와 심도 측정 장치에 관한 것이다.

도1에 도시된 바와 같이, 일반적으로 열풍로(combustion chamber)에서는 고로 가스와 일산화탄소 개스(Co gas)가 혼합된 믹싱가스(mixine gas) 및 연소용 에어를 공급하여 연소시켜 돔 연락관을 통해 축열실(checker chamber; 1a)에 열을 저장했다가 송풍기(6)의 냉풍을 축열실(1a) 하부로 불어 넣고, 혼냉실(3)에서 혼합하여 고 로(4)에서 필요로 하는 고온의 열풍으로 만든 후 열풍변(hot blast valve; 9a)과 열풍본관(9b)을 통하여 고로(4)에 공급한다.

그런데, 돔부의 연와 및 몰타르(mortar)는 연소, 송풍중에 온도의 변화에 의하여 팽창하거나 수축하는데 온도가 급변하면 찰낙현상(spalling)이나 연와의 손상이 발생하고, 또한, 연와가 손상되면 돔 침하의 요인이 되기 때문에 이를 사전에 감지하여 예방조치를 취해야 하기 때문에 주기적으로 돔 연와를 관찰을 하여 변형상태를 관리하고 있다.

종래에는 이와 같은 열풍로의 돔 연와 손상여부를 측정하기 위해선 열풍로를 휴지한 상태에서 심도 측정관 맹 후렌지(flange)의 고정 볼트를 풀고 후렌지를 취외(取外)한 다음 눈금이 표시된 자를 연와부 측정관 내로 넣어서 연와의 손상여부를 수동으로 측정하여 변화상태를 기록 관리하고 있다.

그러나 상기에서와 같은 종래의 측정방법은 열풍로를 휴지한 상태에서 실시하기 때문에 연와의 이상여부를 사전에 감지하지 못하여 적기에 예방 조치를 취하지 못하기 때문에 돔의 붕괴 등 대형 사고를 유발할 문제점이 있다.

또한, 돔 연와 손상부 측정 작업을 수작업으로 행하기 때문에 인력 및 시간 낭비는 물론 측정자 및 시간,온도에 따라 차이가 발생 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 열풍로를 가동시킨 상태에서 고로의 열풍로 돔 연와의 손상여부를 확인하기 위하여 돔 연와의 심도(深度)를 자동적으로 연소하여 측정하는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기위한 본 발명의 고로의 열풍로 돔 연와 심도 측정 장치는, 고로 열풍로 돔 연와의 심도를 측정하기 위한, 중공형 배관의 한 단부에 설치되는 초음파 측정기를 포함하는 심도측정수단; 상기 중공형 배관을 상기 돔과 결합시키기 위한, 상기 중공형 배관의 다른 단부에 설치되는 플렌지를 포함하는 결합수단; 상기 심도측정수단과 상기 돔을 상기 배관을 통하여 차폐 또는 연결시키기 위해, 상기 결합수단과 상기 측정수단의 사이에 직렬로 설치된 2개의 차단밸브; 상기 배관 내부의 이물질을 배출하기 위해, 상기 2개의 차단밸브 사이에 직렬로 설치되며 배관에 질소를 공급하기 위한 질소퍼지밸브; 및 배관의 이물질 배출을 위한 벤트 밸브를 포함하는 세정수단; 상기 차단 밸브 및 상기 세정수단의 동작을 제어하는 제어부; 및 상기 심도측정수단으로부터의 신호에 의해서 돔 연와의 심도변화를 추출하는 연산부를 포함하여 구성된다.

이하에서는 도 2내지 도5를 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명하기로 한다.

도2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 중공형 측정관을 갖는 열풍로 돔연와 관찰구(20)를 통하여 본 발명의 심도측정장치를 돔연와 상부에 결합할 수 있는 체결수단인 플렌지(11)를 구비한다. 플렌지(11)에는 중공형 배관의 한 단부가 연결되고, 배관의 반대편 단부에는 초음파 측정기(16)가 체결된다. 플렌지(11)쪽에 인접한 배관의 하부에 수동밸브(10)을 취압하여 수동으로 배관을 차폐하도록 한다. 수동밸브의 상부와 초음파 측정기(16)의 하부의 배관에는 초음파 측정기(16)를 열풍로와 차단시킬 수 있는 1차, 2차 자동밸브(13a)(13b)를 구비한다. 1차, 2차 자동밸브(13a)(13b)사이의 배관에는 측정관 내부의 이물질을 배출시킬 수 있는 세정수단을 갖는다. 상기 세정수단으로 측정관 배관에 수평으로 중공형 배관이 취합된 질소 퍼지밸브(15)와 그 하부에 벤트 자동밸브(12)를 구비한다. 그리고,질소퍼지 밸브(15)와 그 하부에 벤트 자동밸브(12)의 사이에는 상하 신축이 용이한 슬리브 플랜지가 취부된다.

초음파 거리 측정기(16)에서 측정한 돔연와(1c)의 길이를 전기적 신호로 변환하여 제어부에 출력하는 연산부(40)를 구비한다. 또한, 본 발명의 장치의 N2퍼지(purge) 밸브(15), 벤트(vent) 밸브(12) 1,2차 자동밸브(13a,13b)등이 밸브의 개폐를 제어하는 제어부(50)가 각각의 밸브에 연결되어 구비된다. 고로 컴퓨터내의 하위 프로세스 컴퓨터(60)는 제어부(50)에 연결되어, 이미 입력된 열풍로 돔 연와 초기길이와 초음파 거리 측정기(16)에서 측정한 돔연와(1c)의 길이를 비교하여 돔연와의 손상여부를 판단한다. 표시장치(70)가 프로세스 컴퓨터(60)에 연결된다.

다음에서는 상기에 기재된 본 발명의 연와 심도측정장치의 작용을 도4을 참고하여 구체적으로 설명한다.

일반적인 고로(4)의 정상 조업(操業) 시퀀스(sequence)는 연소, 충풍(衝風), 송풍, 및 배풍이 반복적으로 수행된다. 연와 심도의 측정은 연소와 충풍, 및 송풍이 완료되고 축열실과 연소실의 폐 가스를 연돌(5)로 배출시키는 시퀀스인 배풍시에 수행된다.

이때, 열풍변(9a)을 폐쇄하고, 연돌(5)로 개스를 배출하기 위해 연돌(5)의 연도변(7)을 개방하고, 제어기(50)는 열풍로의 돔연와의 손상 측정동작을 개시한다(S100). 먼저, 측정장치의 1,2차 전동 밸브(13a,13b)가 폐쇄되어 있는지를 확인한다(S102). 이때, 1,2차 전동 밸브(13a,13b)가 연소, 충풍, 송풍의 주기에 폐쇄되어 있지 않는 경우에는 고열에 노출되었기 때문에 측정장치는 신뢰할 수 없는 상태에 있는 것으로 판단하여 측정을 중단한다.

1,2차 전동 밸브(13a,13b)가 폐쇄되어 측정가능한 상태로 판단되면, 이물질 배출 벤트 자동밸브(12)를 개방하고, N2퍼지(purge) 전동밸브(15)를 개방하여 이물질을 배출시키는 세정작업을 실시한다. 일정시간동안, 예를들면 약20초(sec)동안 이물질 배출작업을 진행하고, 시간이 경과하면 벤트 자동밸브(12)를 폐쇄한다.(S104)

계속하여, 1차와 2차 자동밸브(13a,13b)를 순차적으로 개방하여 초음파 거리 측정 기(16)로 연와 심도를 측정하여 연산부(40)로 전송하고 연산부에서는 측정기(16)로부터의 신호를 전기적 신호로 변환하여 제어부(50) 및 프로세스 컴퓨터(60)로 전송한다(S106). 측정된 연와 심도가 미리 저장된 관리치 이상으로 판단되면 표시장치에 표시하거나 경보를 발생시킨다.

일정주기동안, 예를들면 30초(sec)동안 복수회의 측정을 실시한 후에 추가적인 세정을 위해 벤트 전동밸브(12)를 개방하고, 2차 및 1차 전동 밸브 (13b,13a)가 역순으로 폐쇄되고, 계속하여 N2퍼지 전동밸브(15)가 폐쇄되고 이물질 배출 벤트 전동 밸브(12)가 폐쇄(S108)되면, 한 주기의 돔 연와의 심도측정이 완료된다. 다음의 열풍로의 배풍 시퀀스에서는 상기와 같은 측정 플로우가 반복적으로 수행되어 연속적인 측정이 이루어져서 연와의 심도의 변화가 관찰되는 것이다.

본 발명의 구체적인 실시예를 설명하면 다음과 같다. 1차와 2차 자동밸브(13a,13b)를 순차적으로 개방하여 초음파 거리 측정기(16)에서 30초(sec)동안 측정을 실시한다. 또한, 초음파 측정기에서 열풍로 돔연와까지의 거리는 1000mm이고, 초음파 측정기가 측정하는 최대값은 0~300mm이다. 초음파 측정기가 측정한 측정치의 범위는 4~20㎃로 설정하고, 초기의 돔연와부 심도의 기준값을 12㎃에 맞춘다. 따라서, 측정치가 12㎃ 인 경우에는 돔연와 손상치는 제로("0"로 판단한다. 또한, 측정치가 13㎃의 측정값을 가지면 연산부에서는 열풍로 초기 돔연와 길이에 10mm를 합하여 프로세스 컴퓨터로 측정치를 전송을 하여 돔 와가 10mm가 하 부로 침하되었다고 인하여 표시장치에 표시한다.

또한, 초음파 측정기로 측정시간을 30초동안 한정하는 것은 측정장치의 특성상 최소 15초(sec)에서 25초(sec)사이에 2회의 측정을 할 수 있으며 2회의 측정 중에서 측정기의 측정값이 12㎃보다 3㎃이상 크거나 작은 값은 버리고, 3㎃이하의 측정치를 연산을 하여 프로세스 컴퓨터에 저장을 하고, 연속 2회 이상3㎃이상이 계속 전송되면 열풍의로 돔 연와의 손상이 관리치 이상인 것으로 판단하여 경보를 울려 작업자가 점검을 할 수 있도록 한다.

본 발명의 실시예의 기재는 본 발명을 실시하는 하나의 예시적인 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 범위를 제한하는 것은 아니다.

상술한 본 발명의 열풍로의 돔 연와 심도측정 장치에 의해 원격운전으로서 정상 조업 중에 연속적으로 열풍로의 축열실 및 연소실의 돔연와의 손상의 측정 및 감시가 가능하게 되어 작업 부하감소는 물론 안전재해 위험방지 및 조기에 연와의 이상여부를 감지하여 조치 할 수 있으므로 대형사고를 예방 할 수 있는 실용적 효과가 얻어진다.

Claims

고로 열풍로 돔 연와의 심도를 측정하기 위한, 중공형 배관의 한 단부에 설치되는 초음파 측정기를 포함하는 심도측정수단;

상기 중공형 배관을 상기 돔과 결합시키기 위한, 상기 중공형 배관의 다른 단부에 설치되는 플렌지를 포함하는 결합수단;

상기 심도측정수단과 상기 돔을 상기 배관을 통하여 차폐 또는 연결시키기 위해, 상기 결합수단과 상기 측정수단의 사이에 직렬로 설치된 2개의 차단밸브;

상기 배관 내부의 이물질을 배출하기 위해, 상기 2개의 차단밸브 사이에 직렬로 설치되며 배관에 질소를 공급하기 위한 질소퍼지밸브; 및 배관의 이물질 배출을 위한 벤트 밸브를 포함하는 세정수단;

상기 차단 밸브 및 상기 세정수단의 동작을 제어하는 제어부; 및

상기 심도측정수단으로부터의 신호에 의해서 돔 연와의 심도변화를 추출하는 연산부를 포함하여 구성된 고로의 열풍로 돔 연와 심도 측정 장치.
삭제
청구항 제1항에 있어서, 상기 제어부는 고로의 조업 시퀀스가 연소, 충풍, 및 송풍 시에는 상기 차단 밸브 및 세정수단을 차폐하고, 배풍 시에는 차단밸브 및 세정수단을 개방하는 것을 특징으로 하는 고로의 열풍로 돔 연와 심도 측정 장치.
청구항 제1항에 있어서, 상기 연산부에서 출력된 돔 연와의 심도 변화값을 저장하는 저장수단; 및 심도변화값이 미리 정해진 관리 가능한 범위값을 벗어난 경우에는 연와 손상 경보를 발생하는 경보 발생부를 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 고로의 열풍로 돔 연와 심도 측정 장치.
청구항 제1항에 있어서, 상기 세정수단의 내부에 상하로 신축이 용이한 슬리브 플랜지 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 고로의 열풍로 돔 연와 심도 측정 장치.