KR100832995B1 - 고로 송풍용 열풍의 온도 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고로 송풍용 열풍의 온도 제어장치에 관한 것으로서 보다 상세하게는, 고로 열풍로의 출측에서 열풍의 송풍온도를 검출하여 상기 열풍과 혼합되는 냉풍의 유량을 제어하여 상기 열풍로 출측에서의 고로 송풍용 열풍 온도를 안정적으로 제어하는 고로 송풍용 열풍 온도 제어장치에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명은, 열풍로에서 고온의 열풍을 생산하고 이를 냉풍과 혼합시켜 열풍의 온도를 제어하며, 상기 냉풍을 이용하여 고로 내부로 상기 열풍을 불어넣는 열풍로 송풍설비에서 고로 열풍로 열풍의 온도 제어장치에 있어서, 고로 전단에서 고로 내부로 전달되는 열풍의 온도를 검출하는 고로전단 열풍온도검출부; 상기 고로 전단에서의 열풍온도 설정치를 설정하는 열풍온도설정부; 상기 열풍온도설정부에 의해 설정된 열풍온도 설정치와 상기 고로 전단 열풍온도검출부에 의해 검출된 열풍온도 검출치와의 편차를 계산하는 편차계산부; 상기 열풍온도설정부에 의해 설정된 열풍온도 설정치와 상기 편차계산부에 의해 계산된 편차를 합산하여 그 결과치를 열풍로 출구에서의 열풍온도의 설정치로 설정하는 열풍로 출구 열풍온도보상부; 상기 열풍로의 출구에 설치되어 상기 열풍로로부터 상기 고로로 전달되는 열풍의 온도를 검출하는 열풍로 출구 열풍온도검출부; 상기 열풍로 출구 열풍온도보상부에서 설정된 열풍로 출구 열풍온도 설정치와 상기 열풍로 출구 열풍온도검출부에서 검출된 열풍로 출구 열풍온도 검출치와의 편차를 비교하는 열풍로 출구 열풍온도제어부; 상기 열풍로 출구 열풍온도제어부에서 계산된 열풍로 출구 열풍온도 설정치 및 검출치의 온도편차를 그에 대응하는 냉풍유량값으로 변환하는 온도/유량변환부; 상기 열풍에 혼합되는 냉풍의 유량을 검출하는 냉풍유량검출부 및 상기 온도/유량변환부에 의해 변환된 냉풍유량값과 상기 냉풍유량검출부에 의해 검출된 냉풍유량값을 비교하여 그 결과값에 따라 냉풍제어변을 제어하는 냉풍유량제어부를 포함한다.

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Description

고로 송풍용 열풍의 온도 제어장치{APPARATUS FOR CONTROLLING TEMPERATURE OF THE HOT WIND FOR A BLAST FURNACE}

도 1은 일반적인 열풍로의 운전 플로어를 개략적으로 나타내는 도면이다..

도 2는 본 발명에 따른 고로 송풍용 열풍의 온도 제어장치의 개략구성도이다.

도 3은 본 발명에 따른 고로 송풍용 열풍의 온도 제어장치의 상세구성도이다.

도 4는 본 발명에 따른 고로 송풍용 열풍의 온도 제어과정을 보이는 플로우차트이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 송풍기 20 : 축열실

21 : 연도변 30 : 연소실

31 : 연소용 에어 차단변 32 : 연소용 에어 팬

33 : 연소용 가스 차단변 40 : 혼냉실

41 : 냉풍혼합 차단변 42 : 냉풍유량 제어변

43 : 냉풍유량검출부 44 : 송풍용 열풍 차단변

45 : 냉풍유량 제어부 46 : 운전모드 절환부

49 : 냉풍배관 80 : 고로

100 : 고로 전단 열풍온도검출부 102 : 편차계산부

103 : 열풍온도보상부 104 : 열풍온도설정부

105 : 송풍배관 111 : 열풍로 출구 열풍온도검출부

112 : 열풍온도제어부 113 : 온도/유량변환부

본 발명은 고로 송풍용 열풍의 온도 제어장치에 관한 것으로서 보다 상세하게는, 고로 열풍로의 출측에서 열풍의 송풍온도를 검출하여 상기 열풍과 혼합되는 냉풍의 유량을 제어하여 상기 열풍로 출측에서의 고로 송풍용 열풍 온도를 안정적으로 제어하는 고로 송풍용 열풍 온도 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 고로 열풍로 송풍설비에서는 고로 열풍로에서 고온의 열풍을 생산한 후 송풍기에서 불어오는 송풍용 냉풍을 상기 열풍에 혼합하여 상기 열풍의 온도를 제어함과 동시에 상기 송풍용 냉풍에 의해 온도가 적절히 제어된 열풍을 고로 내로 불어넣는다.

현재 제철소에서 적용되고 있는 고로 송풍용 열풍로에서는 열풍로 연소실에서 가스와 에어에 의해 연소되어 발생된 열을 축열실에서 축적한 후 송풍모드시 송풍기에 의한 송풍에 따라 열풍을 상기 고로 내로 불어넣는다. 이때, 상기 연소실에서 연소하여 축열실에 축열되는 온도는 약 1300℃ 정도가 되며 상기 고로 내로 송 풍되는 열풍온도는 약 1100℃ 정도이다.

이러한 고로 송풍용 열풍로의 송풍과정을 보이는 플로어가 도 1에 도시되어 있다. 도 1은 일반적인 열풍로의 운전 플로어를 개략적으로 나타낸 것으로서, 열풍로에서 생산된 열풍을 고로 내로 송풍하는 과정을 나타낸 것이다. 도 1에서 각 장치에는 도면부호가 기재되어 있으나 본 발명의 기술내용과 관련없는 장치는 설명을 생략한다. 도 1을 참조하여 종래의 일반적인 운전 플로어를 살펴보면, 연소실(30)에서 연소 가스(Gas)와 에어(Air)를 연소하여 고온의 열을 생산하고 상기 생산된 고온의 열을 축열실(20)에 연소시간(약 50분 정도)동안 축적시킨다. 이때, 상기 축열실(20)에 축적된 열의 온도는 약 1300℃이다. 상기 열풍로의 운전은 연소와 송풍을 일정주기로 반복하여 실행되며, 연소가 종료되고 운전모드가 고로(80) 내부로 열풍을 불어넣는 열풍 송풍모드로 전환되면 송풍기(10)에서 냉풍을 상기 고온의 열풍에 불어넣어 상기 고온의 열풍을 적당한 온도(약 1100℃)로 다운시킴과 동시에 상기 송풍기(10)에 의한 송풍을 이용하여 상기 적당한 온도(약 1100℃)로 조절된 열풍을 고로(80) 내로 불어넣는다.

도 1을 참조하여 종래의 연소온도의 제어과정을 설명하면, 연소실(30)의 상부에 설치된 온도검출기(35,26,25)에서 연소온도를 검출하고 선택기(3b)에 의해 상기 검출된 연소온도값은 연소온도제어부(3a)에 입력된다. 상기 연소온도제어부(3a)는 연소온도설정부(3)로부터 연소온도 설정값을 수신받아 상기 검출된 연소온도값과 비교하여 온도제어값을 출력한다. 상기 출력되는 온도제어값은 온도/유량 변환기(3c)에 의해 그에 대응하는 유량제어값으로 변환되고 상기 변환된 유량제어값은 각각 연소용 가스유량제어부(2c) 및 연소용 에어유량제어부(32c)의 설정값으로 입력된다. 상기 연소용 가스유량 제어부(2c) 및 상기 연소용 에어유량 제어부(32c)는 각각 연소용 가스유량 및 연소용 에어유량의 검출값을 수신하고 이를 상기 설정값과 각각 비교하여 그 결과값에 따라 각각 연소용 가스유량제어변(2a) 및 연소용 에어유량제어변(32a)의 개폐를 제어한다.

한편, 상기 연소용 온도설정부(3)에서 설정된 온도로 상기 가스와 에어를 연소한 후 운전모드가 송풍모드로 전환되면, 연소를 중지하고 상기 가스를 연소하여 얻은 고온의 열을 고로(80) 내로 송풍시키게 된다. 이와 같이 연소가 완료되면, 열풍로 연소실(30) 하부의 에어 차단변(31)과 가스 차단변(33)을 닫고, 송풍용 냉풍 차단변(22)과 열풍 차단변(44)을 열어 송풍기(10)에서 불어오는 냉풍에 의해 상기 축열실(20)에 축열된 열을 상기 축열실(20), 상기 연소실(30) 및 혼냉실(40)을 거쳐 상기 열풍 차단변(44)을 통과하여 고로(80) 내로 송풍을 실시한다.

상기한 바와 같이 열풍로의 송풍 및 연소는 총 4기의 열풍로 중 2기는 연소, 나머지 2기는 송풍의 조업을 번갈아 행한다. 송풍순서에 따라 선행로(먼저 송풍한 로)와 후행로(나중에 송풍한 로)로 구분하여 조업을 실시한다.

연소가 완료된 후 연소모드에서 송풍모드로 절환되면, 고로(80) 전단의 열풍 온도계(100)에서 열풍의 온도를 검출하고 신호변환기(101)에서 상기 온도검출값을 전기신호로 변환한 후 온도제어부(101a)의 측정값으로 입력된다. 이어, 상기 온도제어부(101a)는 상기 입력된 열풍의 온도측정값과 열풍온도설정부(101b)에서 설정된 열풍온도 설정값을 비교하고 그 결과값을 선택기(4s,5s)에 의해 송풍되고 있는 2기의 냉풍 유량제어변(42)을 개/폐시켜 상기 송풍기(10)로부터 유입되는 냉풍을 혼합하여 열풍의 온도를 설정값에 일치하도록 제어를 실시하게 된다. 이때, 상기 냉풍 유량 제어변(42,72,172,202)의 동작(개, 폐)은 후행로만 제어를 실시하고, 선행로는 모두 닫는다. 이는 상기 선택기(4s,5s)에 의해 선행로와 후행로가 선택되어 상기 유량 제어변(42,72,172,202)에 출력을 내보낸다.

열풍로의 송풍시간은 운전자의 송풍시간 설정에 따라 약 1시간정도 실시되며 송풍순서는 열풍로 1호-3호-2호-4호 순으로 2기씩 진행된다. 도 1에서는 1호기에 대한 송풍과정을 도시하고 있다.

그러나 상기와 같은 종래의 열풍로 송풍운전의 경우 송풍 초기에는 열풍 온도제어에 별 문제점이 없으나 송풍 말기(송풍개시 후 30분 경과부터)에는 축열실 축열 온도가 급격히 저하되고 혼냉실(40)과 고로(80) 사이의 거리가 멀기 때문에 송풍하는 도중에 열풍온도가 온도 설정값(약 1100℃) 이하로 떨어져 상기 고로(80)내로 송풍하는 열풍의 온도제어가 제대로 이루어지지 않았다. 특히, 상기와 같이 고로(80)에 송풍되는 열풍의 온도가 1100℃ 이하로 떨어지게 되면 상기 고로(80)의 입구 전단에 설치된 열풍 온도계(100)에서 온도 설정치보다 낮은 온도를 검출하게 되고 이로써 열풍 온도제어는 사실상 불가능해진다. 따라서, 고로(80) 입구 전단에서 검출된 송풍용 열풍의 온도가 설정치 이하로 떨어지는 것을 방지하기 위한 열풍 온도제어가 필요하게 되었다.

상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 본 발명은, 고로 열풍의 송풍 말기에 급격히 떨어지는 열풍온도를 보상하기 위해, 상기 고로 전단에서 떨어지는 온도를 감안하여 열풍온도 설정값을 설정하고 고로 열풍로 출구에서 검출한 열풍의 온도값과 상기 설정된 열풍온도 설정값과 비교한 후 그 결과값을 이용하여 냉풍제어변을 제어함으로써 고로 전단에서 떨어지는 열풍온도에 대응하여 상기 열풍과 혼합되는 냉풍의 유량을 조절하여 고로 전단에서의 열풍온도를 제어하는 고로 송풍용 열풍의 온도 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 열풍로에서 고온의 열풍을 생산하고 이를 냉풍과 혼합시켜 열풍의 온도를 제어하며, 상기 냉풍을 이용하여 고로 내부로 상기 열풍을 불어넣는 열풍로 송풍설비에서 고로 열풍로 열풍의 온도 제어장치에 있어서, 고로 전단에서 고로 내부로 전달되는 열풍의 온도를 검출하는 고로전단 열풍온도검출부; 상기 고로 전단에서의 열풍온도 설정치를 설정하는 열풍온도설정부; 상기 열풍온도설정부에 의해 설정된 열풍온도 설정치와 상기 고로 전단 열풍온도검출부에 의해 검출된 열풍온도 검출치와의 편차를 계산하는 편차계산부; 상기 열풍온도설정부에 의해 설정된 열풍온도 설정치와 상기 편차계산부에 의해 계산된 편차를 합산하여 그 결과치를 열풍로 출구에서의 열풍온도의 설정치로 설정하는 열풍로 출구 열풍온도보상부; 상기 열풍로의 출구에 설치되어 상기 열풍로로부터 상기 고로로 전달되는 열풍의 온도를 검출하는 열풍로 출구 열풍온도검출부; 상기 열풍로 출구 열풍온도보상부에서 설정된 열풍로 출구 열풍온도 설정치와 상기 열풍로 출구 열풍온도검출부에서 검출된 열풍로 출구 열풍온도 검출치와의 편차를 비교하는 열 풍로 출구 열풍온도제어부; 상기 열풍로 출구 열풍온도제어부에서 계산된 열풍로 출구 열풍온도 설정치 및 검출치의 온도편차를 그에 대응하는 냉풍유량값으로 변환하는 온도/유량변환부; 상기 열풍에 혼합되는 냉풍의 유량을 검출하는 냉풍유량검출부 및 상기 온도/유량변환부에 의해 변환된 냉풍유량값과 상기 냉풍유량검출부에 의해 검출된 냉풍유량값을 비교하여 그 결과값에 따라 냉풍제어변을 제어하는 냉풍유량제어부를 포함한다.

상기 고로 열풍로 열풍의 온도 제어장치는, 상기 열풍로 출구 열풍온도제어부에서 계산된 열풍로 출구 열풍온도 설정치 및 검출치의 온도편차가 설정치 이하가 되면 운전모드를 절환하는 운전모드절환부를 추가로 포함할 수 있으며 상기 운전모드 절환은 열풍로의 운전모드를 송풍모드에서 연소모드로 절환하는 것이다.

본 발명은 고로내로 송풍되는 열풍로의 열풍 온도를 제어하는 장치에 관한 것으로, 송풍말기에 고로 내로 송풍되는 열풍의 온도가 급격히 떨어지는 것을 막기위해 열풍로의 출구에서 송풍되는 열풍의 온도를 검출하고 상기 떨어지는 열풍온도에 따라 상기 열풍로 출구에서 검출된 온도를 제어하기 위해 냉풍제어변을 제어함으로써 상기 고로 내로 송풍되는 열풍의 온도를 제어하는 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 고로 전단에서 송풍되는 열풍의 온도를 검출하고 이를 열풍온도 설정치와 비교하여 그 편차값을 상기 열풍온도 설정치와 합산하여 상기 열풍로 출구 온도의 새로운 설정값으로 설정하고 이를 상기 열풍로 출구에서의 검출온도와 비교하여 그 편차값을 기초로 열풍의 온도를 조절하기 위해 열풍에 혼합되는 냉풍의 유 량을 제어함으로써 고로 전단에서 떨어진 열풍의 온도만큼을 미리 보상하여 열풍로에서 열풍을 공급하기 위한 열풍로 온도 제어장치를 제공한다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 고로 송풍용 열풍의 온도 제어장치의 개략구성도이다. 도 2에는 4개의 열풍로 중 제1호에 대한 열풍의 온도 제어장치를 도시하고 있지만 본 발명에 따른 열풍 온도 제어장치는 운전모드에 따라 다른 3개의 열풍로에도 동일하게 적용된다. 또한, 도 2에는 각 장치에 도면부호가 기재되어 있으나 본 발명의 기술내용과 관련없는 장치의 설명은 생략한다. 이하의 상세한 설명에서는 제1호 열풍로에 대한 열풍온도 제어과정을 설명한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 연소실(30)에서 연소 가스(Gas)와 에어(Air)를 연소하여 고온의 열을 생산하고 상기 생산된 고온의 열을 축열실(20)에 소정의 연소시간동안 축적시킨다. 상술한 바와 같이 상기 축열실(20)에 축적된 열의 온도는 통상적으로 약 1300℃가 된다.

이와 같이 연소 및 축열과정이 종료되고 송풍모드로 전환되면 냉풍배관(49)에 설치된 냉풍유량제어변(42) 및 냉풍혼합차단변(41)을 열어 송풍기(10)에서 냉풍을 혼냉실(40)에 불어넣음으로써 상기 고온의 열풍을 적당한 온도(약 1100℃)로 다운시키고 동시에 상기 송풍기(10)에 의한 송풍을 이용하여 상기 적당한 온도(약 1100℃)로 조절된 열풍을 송풍용 열풍 차단변(44)을 거쳐 고로(80) 내로 불어넣는다. 이는 상기 축열된 열은 약 1300℃이고 고로(80)에 필요한 열풍의 온도는 약 1100℃이기 때문에 혼냉실(40)에서 상기 열풍과 냉풍을 적절히 혼합시켜 열풍의 온도를 약 1100℃로 만들어 송풍해야 한다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 열풍온도 제어장치는, 고로(80)로 송풍되는 열풍의 온도설정값을 설정하는 고로 전단의 열풍온도 설정부(104), 상기 고로(80)의 전단에 설치된 고로전단 열풍온도 검출기(100)에서 검출된 고로 전단의 열풍온도 검출값과 상기 열풍온도 설정부(104)에서 설정된 열풍온도 검출값을 이용하여 그 편차를 계산하는 편차계산부(102), 상기 편차계산부(102)에서 계산된 편차값과 상기 열풍온도 설정부(104)에서 설정된 열풍온도 설정값을 합산하여 새로운 고로 전단의 열풍온도를 보상하여 설정하는 열풍온도 보상부(103), 열풍로의 송풍배관(105)에 설치되어 열풍로 출구에서의 열풍온도를 검출하는 열풍로 출구 열풍온도 검출부(111), 상기 열풍로 출구 열풍온도 검출부(111)에서 검출한 열풍로 출구 열풍온도와 상기 열풍온도 보상부(103)로부터 수신한 고로전단 열풍온도 보상설정값을 이용하여 상기 열풍로 출구의 열풍온도를 제어하는 열풍로 출구 열풍온도제어부(112), 상기 열풍로 출구 열풍온도제어부(112)의 온도 제어신호를 유량제어신호롤 변환하는 온도/유량변환부(113), 상기 냉풍배관(49)에 설치되어 송풍기(10)로부터 유입되는 냉풍의 유량을 검출하는 냉풍유량검출부(43) 및 상기 냉풍유량검출부(43)에서 검출된 냉풍의 유량신호와 상기 온도/유량변환부(113)에서 변환된 유량신호를 비교하여 냉풍제어변(42)의 개폐를 제어하는 냉풍유량제어부(45)로 구성된다. 나아가, 본 발명에 따른 열풍온도 제어장치는 상 기 열풍로 출구 열풍온도제어부(112)의 온도제어신호를 수신하여 열풍로 운전모드를 절환하는 열풍로 운전모드절환부(46)를 추가로 포함할 수 있다. 도 2에서 다른 도면부호는 2호 내지 4호의 각 장치를 나타내고 있으나 이는 1호에서의 도면부호에 대응하는 것으로 설명은 생략한다. 이하, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 고로 열풍로 열풍온도 제어장치의 작용을 설명한다.

먼저, 열풍로 출구측에 설치된 열풍로 출구 열풍온도 검출부(111)에서 송풍 운전시(송풍모드) 송풍용 열풍 온도를 검출하게 된다. 상기 검출된 열풍 온도는 열풍로 출구 열풍온도제어부(112)의 측정값(pv)으로 입력된다. 상기 열풍로 출구 열풍온도 제어부(112)의 열풍온도 설정값(sv)으로는 열풍온도 설정부(104)에서 설정된 온도설정값이 열풍로 출구 열풍온도 보상부(103)에서 보상되어 입력된다. 상기 열풍로 출구 열풍온도제어부(112)는 상기 열풍온도 설정값(sv)과 상기 열풍온도 측정값(pv)을 비교하여 그 편차값을 온도제어신호로 출력한다. 상기 온도제어신호 출력값은 온도/유량변환부(113)에서 냉풍유량신호로 변환되어 냉풍 유량제어부(45)의 설정값(sv)으로 입력된다. 한편, 냉풍배관(49)에 설치된 냉풍유량검출부(43)에서 검출된 냉풍유량은 상기 냉풍유량 제어부(45)의 측정값(pv)으로 입력되고 상기 냉풍유량제어부(45)는 상기 냉풍유량 설정값(sv)과 상기 냉풍유량 측정값(pv)을 비교하여 그 편차값을 이용하여 냉풍유량제어변(42)을 제어함으로써 상기 열풍에 혼합되는 냉풍의 유량을 제어하여 열풍로 출구에서의 열풍의 온도를 제어하게 된다.

상술한 바와 같이, 송풍시간이 경과됨에 따라 축열실(20)의 축열 온도는 점 점 저하되기 시작한다. 상기 축열실(20)의 축열 온도가 저하됨에 따라 열풍로 출구 열풍온도검출부(111)에서 검출되는 온도가 저하된다. 이와 같이 상기 열풍로 출구의 열풍온도검출부(111)에서 저하된 열풍온도가 열풍로 출구 열풍온도제어부(112)의 측정값(pv)으로 입력되면, 상기 열풍로 출구 열풍온도제어부(112)에서 온도/유량변환부(113) 및 운전모드절환부(46)로 출력되는 출력값도 점점 감소된다. 상기 출력값이 감소되면 그에 대응하는 값만큼 냉풍유량제어변(42)을 닫고 이는 계속 반복되어 온도 저하용 냉풍의 유량이 제로(Zero)가 되면 온도 저하를 더 이상 제어할 수 없게 된다. 따라서, 상기 열풍온도설정부(104)에서 설정된 온도로 송풍시킬 수 없게 되는 것이다. 이때, 열풍로 출구 열풍온도제어부(112)에서 출력되는 온도제어신호를 운전모드절환부(46)에 입력하여 상기 출력되는 온도제어신호가 설정값 이하로 될 때, 송풍 모드에서 연소 모드로 절환시켜 송풍용 열풍 온도의 저하를 예방하고, 다음 열풍로의 송풍을 실시하게 된다. 열풍로와 고로 사이의 온도 저하가 발생시는 고로(80) 전단에 설치된 고로 전단 열풍온도 검출부(100)에서 고로 전단의 열풍온도를 검출하여 편차계산부(102)로 입력한다. 상기 편차계산부에서는 상기 열풍온도설정부(104)에서 설정된 온도 설정값을 수신하여 상기 입력된 고로 전단의 열풍온도와의 편차를 계산한다. 예를 들어, 제어하고자 하는 열풍의 온도 설정값을 1100℃로 설정하고 상기 고로 전단 열풍온도검출부(100)에서 검출한 열풍온도가 1095℃인 경우 상기 편차계산부(102)는 그 출력값으로 5℃(= 열풍온도 설정값 1100℃ - 열풍온도 검출값 1095℃)를 상기 열풍온도 보상부(103)로 보낸다. 상기 열풍온도 보상부(103)는 상기 편차계산부(102)의 출력값과 상기 열풍온도 설정부(104) 에서 설정한 열풍온도 설정값을 합산하여 상기 열풍로 출구 열풍온도제어부(112)의 새로운 열풍온도 설정값으로 입력된다. 즉, 상기 편차계산부(102)의 출력값과 상기 열풍온도설정부(104)의 설정값을 비교, 연산하여 상기 고로 전단의 저하된 온도를 보상하기 위해 열풍온도보상부(103)로 출력시켜 열풍로 출구의 열풍온도 설정값을 상기 저하된 온도만큼 다시 보상하여 출력시킨다. 따라서, 열풍로 출구 열풍온도제어부(112)에 상기 저하된 온도에 대응하는 열풍온도 설정값을 보상하여 입력시킴으로써 송풍용 열풍 온도가 보상되는 것이다.

이는 고로(80) 전단의 열풍온도가 저하되는 경우 상기 저하되는 온도에 대응하는 열풍로 출구의 열풍온도를 보상하기 위하여 새로운 열풍온도 설정값을 설정하기 위한 것으로서, 고로 전단에서 저하되는 열풍온도만큼 열풍로의 출구에서 미리 열풍온도를 보상하기 위한 것이다. 따라서, 고로 전단에서 저하되는 온도에 대응하여 열풍로 출구에서 열풍의 온도를 제어하고 이를 위해 열풍로 출구에서의 열풍온도 설정값을 상기 저하되는 온도에 대응하여 설정하고 상기 보상된 새로운 열풍온도 설정값에 따라 상기 열풍에 혼합되는 냉풍의 유량을 제어하는 것이다. 이로써, 고로 전단에서 저하되는 열풍온도를 미리 열풍로 출구에서 보상하여 고로 전단에서의 열풍온도를 제어하는 것이다.

따라서, 상기 열풍온도 보상부(103)에서 새로이 설정된 열풍온도의 설정값은 열풍로 출구 열풍온도제어부(112)의 설정값(sv)으로 입력되고 상기 새로운 열풍온도 설정값(sv)에 대응하여 열풍로 출구 열풍온도를 제어하기 위하여 상기한 과정을 통해 냉풍유량을 제어하게 된다.

상기와 같이 열풍로의 축열된 열원을 고로 내로 안정된 온도를 송풍함으로써 고로 조업을 향상시켜 용선 생산량을 증대하고, 노황 관리에 크게 도움이 되는 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 고로 송풍용 열풍의 온도 제어장치의 상세 회로구성도이다. 도 3은 제1호 열풍로의 경우만을 도시하고 있으나 본 발명에 따른 열풍온도 제어장치는 제1호 내지 제4호 열풍로에도 모두 적용된다. 여기에서는 제1기 열풍로에서의 열풍온도 제어과정을 설명한다.

열풍로 출구측에 열풍로 출구 열풍온도검출부(111)를 설치하여 열풍로 송풍 운전시 열풍로 출구에서의 열풍온도를 검출하게 된다. 상기 검출된 열풍 온도는 열풍로 출구 열풍온도제어부(112)의 측정값(112c)으로 입력된다. 한편, 고로(80) 전단에서의 열풍온도를 제어하기 위한 열풍온도 설정부(104)에서는 설정 볼륨(104a)에 의해 상기 고로(80) 전단에서의 송풍용 열풍온도 설정값(104c)을 설정한다. 상기 설정된 온도(104c)는 열풍로 출구 열풍온도보상부(103)의 오피 앰프(103c)의 플러스측에 입력되고 동시에 편차계산부(102)의 오피 앰프(102c)의 마이너스측에 입력된다(102a). 상기 편차계산부(102)의 오피 앰프(102c)의 플러스측에는 고로 전단의 열풍온도 검출값이 신호변환되어 입력된다(102b). 상기 편차계산부(102)의 오피 앰프(102c)는 상기 두 입력값(102a,102b)을 이용하여 그 편차값(102d)을 출력하고 상기 출력값은 상기 열풍로 출구 열풍온도보상부(103)의 오피 앰프(103c)의 마이너스측에 입력된다(103b). 상기 열풍로 출구 열풍온도보상부(103)의 오피 앰프(103c) 에서 출력된 설정 신호는 열풍로 출구 열풍온도제어부(112)의 측정 신호 입력측에 입력되어(112a) 내부의 오피 앰프(112b,112d,112e)를 거치면서, 피아이디(PID)제어를 실시하면서 열풍로 출구 열풍온도 제어신호를 출력한다(112e). 상기 출력되는 열풍로 출구 열풍온도 제어신호(112e)는 온도/유량변환부(113)에 입력된다. 상기 온도/유량변환부(113)에 의해 상기 입력된 열풍온도 제어신호는 그에 대응하는 냉풍유량 제어신호로 변환된 후, 냉풍유량제어부(45)의 입력값(45a)으로 입력되어 상기 냉풍유량제어부(45)의 냉풍유량제어 설정값(sv)이 된다. 이때, 냉풍배관(49)에 설치된 냉풍유량검출부(43)에서는 현재 흐르는 냉풍의 유량을 검출하여 상기 냉풍유량제어부(45)의 측정값(45c)으로 입력된다. 상기 냉풍유량제어부(45)는 상기 입력값(45a)과 상기 측정값(45c)을 이용하여 내부의 PID제어에 의해 냉풍유량을 제어하는 냉풍유량제어변(42)의 동작을 제어하는 제어신호를 출력된다.

상술한 바와 같이, 열풍로 송풍 시간이 경과됨에 따라 축열실(20)내의 축열 온도는 점점 저하되기 시작한다. 축열실 축열 온도가 저하됨에 따라 열풍로 출구 열풍온도검출부(110)에서 검출되는 온도가 저하된다. 상기 열풍로 출구 열풍온도검출부(110)에서 검출된 측정온도가 저하되어 열풍로 출구 열풍온도제어부(112)의 측정값(112C)으로 입력되면, 상기 열풍로 출구 열풍온도제어부(112)의 출력값(112e)도 점점 작아진다. 이와 같은 출력값(112e)의 감소는 냉풍유량제어부(45)의 출력값(45a)의 감소를 초래하고 이는 냉풍유량제어변(42)이 점점 닫도록 제어되어 결국 냉풍 유량이 제로(Zero)가 된다. 따라서, 열풍온도 설정부(104)에서 설정된 온도로 송풍시킬 수 없는 것이다. 이때, 열풍로 출구 열풍온도제어부(112)에서 출 력되는 신호는 운전모드 절환부(46)에 입력(46a)되고 이는 설정값(46b)과 비교되어 그 출력값이 오피 앰프(46c)로 입력되고 그 출력신호가 트랜지스터(46e)를 구동시키게 된다. 상기 트랜지스터(46e)가 구동되면, 상부의 릴레이(46d)는 오프에서 온으로 된다. 릴레이 A 접점과 B 접점은 열풍로 차단변 구동 회로(47)에 사용된다. 상기 릴레이의 구동은 열풍로 축열실(20)의 축열 온도저하를 검지한 것이기 때문에 연소중 열풍로의 송풍을 중지시키게 된다. 릴레이 A접점에 의해 전자변(SV1, SV2, SV3)이 구동되면, 에어 차단변(31), 가스 차단변(33), 연도변(21)이 오픈되어 송풍 모드에서 연소 모드로 절환된다. 열풍로는 총 4기중 2기 연소, 2기 송풍 조업이 이루어지기 때문에 송풍 순서에 의해 다음 열풍로(3호)를 송풍시키기 위해서 릴레이 접점(47e)을 사용하여 제3호 열풍로에 송풍이 가능하게 각종 차단변의 전자변(SV4,SV5,SV6)을 구동시킨다. 상기 전자변이 구동되면, 3호 열풍로 송풍용 차단변(152),냉풍혼합 차단변(171), 열풍 차단변(174)이 오픈되어 송풍이 개시된다.

도 4는 본 발명에 따른 고로 송풍용 열풍의 온도 제어과정을 보이는 플로우차트이다. 열풍로의 운전모드가 송풍모드로 절환되면 송풍에 필요한 각종 차단변이 오픈되어 송풍이 개시된다. 송풍기(10)는 축열실(20)로 송풍함과 동시에 냉풍혼합차단변(41)을 통해 혼냉실(40)로 냉풍을 불어넣는다. 상기 축열실(20)에 축열된 열은 상기 송풍기(10)에 의한 송풍으로 열풍이 되고 이 열풍은 연소실(30)을 거쳐 상기 혼냉실(40)을 통과하여 고로(80)로 전달된다. 이때, 상기 열풍이 상기 혼냉실(40)을 통과할 때 상기 혼냉실(40)로 불어들어온 냉풍과 혼합되어 고온의 열풍(1300℃)이 적절한 온도(약 1100℃)로 조정되어 고로(80)로 전달된다.

상기 고로(80)는 적절한 온도를 갖는 열풍을 이용하여 고로작업을 수행한다. 따라서, 고로(80)내부로 전달되는 열풍의 온도를 설정치롤 설정하여 이에 따라 열풍의 온도를 제어하기 위해 열풍온도 설정부(104)는 고로 전단에서의 열풍온도 설정값을 설정한다. 상기 열풍온도 설정값을 고로 작업을 수행하는데 적당한 온도값이다.

열풍로의 송풍이 개시되면(401), 열풍온도 검출부(100)가 상기 고로(80)의 전단에서 상기 열풍의 온도를 검출한다(402). 상기 열풍온도 검출부(100)에서 검출된 열풍온도의 검출값과 상기 열풍온도 설정부(104)에서의 열풍온도 설정값의 편차를 계산하여(403) 상기 편차값과 상기 열풍온도 설정값을 합산한다(404). 이어, 상기 합산된 결과값을 열풍로 출구 열풍온도 제어부(112)의 열풍로 출구의 열풍온도 설정값으로 입력한다(405).

상기 열풍로의 출구에서의 열풍온도를 검출한다(406). 상기 검출된 열풍로 출구 열풍온도 검출값은 상기 열풍로 출구 열풍온도 제어부(112)로 입력되고 상기 열풍로 출구 열풍온도 제어부(112)는 상기 열풍로 출구 열풍온도 검출값과 상기 열풍로 출구 열풍온도 설정값을 비교하여(407) 그 온도차에 대한 비교 결과값을 출력한다. 상기 출력된 비교 결과값은 온도/유량변환부(113)로 입력되어 상기 비교 결과값에 대응하는 냉풍유량값으로 변환된다(408). 상기 변환된 냉풍유량값은 냉풍유량제어부(45)의 냉풍유량설정값으로 입력된다(409). 계속하여, 냉풍배관(49)에 설 치된 냉풍유량 검출부(43)에서 냉풍의 유량을 검출한다(410). 상기 냉풍유량제어부(45)는 상기 검출된 냉풍유량 검출값과 상기 냉풍유량 설정값을 비교하고(411) 그 비교결과값을 이용하여 냉풍유량제어변(42)을 제어한다(412).

도면에는 도시되지 않았지만, 상기 단계(407)에서의 비교결과값은 운전모드절환부(46)로 입력되어 내부의 설정값과 비교된다. 즉, 열풍로 출구 열풍온도제어부(112)의 출력값이 상기 운전모드 절환부(46) 내의 설정값 이하로 떨어지면 운전모드를 송풍모드에서 연소모드로 절환한다. 상기와 같은 운전모드의 절환은 송풍모드로 진행중인 열풍로에서 축열실 내의 온도가 급격히 떨어지게 되면 고로 내로 불어넣는 열풍의 온도도 저하되고 계속 온도가 떨어지게 되면 열풍온도의 제어가 불가능하기 때문에 송풍모드 중에도 떨어진 열풍의 온도를 올리기 위해 열풍의 온도가 설정치 이하로 떨어지게 되면 송풍모드에서 연소모드로 절환하여 떨어진 열풍의 온도를 올리게 하는 것이다. 결국, 송풍모드시 송풍시간을 다 채울 필요없이 열풍온도의 저하 정도에 따라 송풍모드 중에도 연소모드로 절환하는 것이 가능하다.

이와 같이 연소 모드로 절환되면 송풍용 차단변(41)은 닫고 연소용 에어차단변(31) 및 연소용 가스 차단변(33)을 열어 연소용 에어 및 가스에 의해 연소를 실시한다. 제1호가 송풍에서 연소 모드로 절환됨에 따라 다음 송풍로인 제3호를 송풍 모드로 절환하여 송풍을 실시하여 송풍이 연속적으로 실시되도록 한다. 상기 제3호의 송풍은 상술한 바와 같은 과정과 동일하게 진행된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 고로 전단에서 저하된 열풍온도만큼 열 풍로 출구에서 이를 보상하여 열풍온도 설정치를 설정함으로써 고로 내로 전달되는 열풍의 온도가 저하되는 것을 미연에 방지하고 고로 전단에서의 열풍온도를 효과적으로 제어할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 상기와 같이 열풍로 출구에서 상기 저하된 열풍온도만큼을 보상하여 열풍온도 설정치를 설정하고 열풍로의 출구에서 열풍의 온도를 검출하여 상기 설정치와 검출치와의 편차값에 따라 송풍모드에서 연소모드로 절환함으로써 열풍온도가 급격히 저하되면 연소모드로 운전하여 저하된 열풍온도를 올려 송풍용 열풍온도의 저하를 예방하는 효과가 있다.

나아가, 열풍로 송풍 운전모드 변경을 정해진 시간에 따라 실시하지 않고 축열실 축열 온도 저하로 송풍온도가 설정값에 미치지 못할시 열풍로의 송풍운전을 다른 열풍로(후행로)로 절환하여, 송풍 온도의 안정된 제어를 통해 고로 내의 열풍온도를 고로 조업에 맞게 안정되게 제어할 수 있다.

Claims (3)

1. 열풍로에서 고온의 열풍을 생산하고 이를 냉풍과 혼합시켜 열풍의 온도를 제어하며, 상기 냉풍을 이용하여 고로 내부로 상기 열풍을 불어넣는 열풍로 송풍설비에서 고로 송풍용 열풍의 온도 제어장치에 있어서,

   고로(80) 전단에서 고로(80) 내부로 전달되는 열풍의 온도를 검출하는 고로전단 열풍온도검출부(100);

   상기 고로(80) 전단에서의 열풍온도설정치를 설정하는 열풍온도설정부(104);

   상기 열풍온도설정부(104)에 의해 설정된 열풍온도 설정치와 상기 고로 전단 열풍온도검출부(100)에 의해 검출된 열풍온도 검출치와의 편차를 계산하는 편차계산부(101);

   상기 열풍온도설정부(104)에 의해 설정된 열풍온도 설정치와 상기 편차계산부(101)에 의해 계산된 편차를 합산하여 그 결과치를 열풍로 출구에서의 열풍온도의 설정치로 설정하는 열풍로 출구 열풍온도보상부(103);

   상기 열풍로의 출구에 설치되어 상기 열풍로로부터 상기 고로로 전달되는 열풍의 온도를 검출하는 열풍로 출구 열풍온도검출부(110);

   상기 열풍로 출구 열풍온도보상부(103)에서 설정된 열풍로 출구 열풍온도 설정치와 상기 열풍로 출구 열풍온도검출부(110)에서 검출된 열풍로 출구 열풍온도 검출치와의 편차를 비교하는 열풍로 출구 열풍온도제어부(112);

   상기 열풍로 출구 열풍온도제어부(112)에서 계산된 열풍로 출구 열풍온도 설 정치 및 검출치의 온도편차를 그에 대응하는 냉풍유량값으로 변환하는 온도/유량변환부(113);

   상기 열풍에 혼합되는 냉풍의 유량을 검출하는 냉풍유량검출부(43); 및

   상기 온도/유량변환부(113)에 의해 변환된 냉풍유량값과 상기 냉풍유량검출부(43)에 의해 검출된 냉풍유량값을 비교하여 그 결과값에 따라 냉풍제어변(42)을 제어하는 냉풍유량제어부(45); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로 송풍용 열풍의 온도 제어장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 열풍로 출구 열풍온도제어부(112)에서 계산된 열풍로 출구 열풍온도 설정치 및 검출치의 온도편차가 설정치 이하가 되면 운전모드를 절환하는 운전모드절환부(46)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 고로 송풍용 열풍의 온도 제어장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 운전모드의 절환은 송풍모드에서 연소모드로 절환되는 것을 특징으로 하는 고로 송풍용 열풍의 온도 제어장치.

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