KR100924848B1 - Method for measuring an outline of a stratum of a reactant and a path of charging the reactant in a blast furnace - Google Patents

Method for measuring an outline of a stratum of a reactant and a path of charging the reactant in a blast furnace Download PDF

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KR100924848B1 KR1020070057081A KR20070057081A KR100924848B1 KR 100924848 B1 KR100924848 B1 KR 100924848B1 KR 1020070057081 A KR1020070057081 A KR 1020070057081A KR 20070057081 A KR20070057081 A KR 20070057081A KR 100924848 B1 KR100924848 B1 KR 100924848B1
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Abstract

본 발명의 반응물 층의 윤곽 측정 방법은 용광로 내부를 스캐닝하여 용광로 내부의 디지탈 데이터를 나타내는 포인트 집단 데이터(PGD)를 출력하기 위해, 용광로의 반응물 층을 향해 3차원 레이저 스캐너를 제공하는 단계와, 상기 3차원 레이저 스캐너를, 상기 PGD로부터 상부 반응물 층의 윤곽을 측정하는 포인트 집단 분석 프로그램을 가지는 컴퓨터에 연결하는 단계와, 상기 3차원 레이저 스캐너에 의해 출력된 PGD를 상기 컴퓨터로 전송하는 단계와, 용광로 내부의 모델을 구축한 후 PGD로부터 용광로의 상부 반응물 층의 윤곽을 연산하기 위해, 상기 컴퓨터의 포인트 집단 분석 프로그램에 의해 실행된 PGD로부터 상부 반응물 층의 윤곽을 연산하는 단계를 포함한다. 충진된 반응물의 경로를 측정하기 위해서는 적어도 하나의 2차원 레이저 스캐너가 사용된다. The method for measuring the contour of a reactant layer of the present invention comprises the steps of providing a three-dimensional laser scanner toward the reactant layer of the furnace to scan the inside of the furnace and output point group data (PGD) representing the digital data inside the furnace; Connecting a 3D laser scanner to the computer having a point group analysis program for measuring the contours of the upper reactant layer from the PGD, transmitting the PGD output by the 3D laser scanner to the computer, Computing the contour of the upper reactant layer from the PGD executed by the computer's point population analysis program to calculate the contour of the upper reactant layer of the furnace from the PGD after building the internal model. At least one two-dimensional laser scanner is used to measure the path of the filled reactant.

레이저 스캐너, 컴퓨터, 코크스, 철광석, 목부, 벡터, 회전각 Laser Scanner, Computer, Coke, Iron Ore, Neck, Vector

Description

용광로에서 반응물의 충진 경로 및 반응물 층의 윤곽 측정 방법{METHOD FOR MEASURING AN OUTLINE OF A STRATUM OF A REACTANT AND A PATH OF CHARGING THE REACTANT IN A BLAST FURNACE}METHODS FOR MEASURING AN OUTLINE OF A STRATUM OF A REACTANT AND A PATH OF CHARGING THE REACTANT IN A BLAST FURNACE}

도1은 본 발명에 따른 방법의 흐름도.1 is a flow chart of a method according to the invention.

도2는 용광로의 목부에 장착된 3차원 레이저 스캐너의 다이아그램.2 is a diagram of a three-dimensional laser scanner mounted to the neck of the furnace.

도3은 도2의 용광로를 개략적으로 도시한 도면.3 is a schematic illustration of the furnace of FIG.

도4는 용광로에서 반응물 층의 다이아그램.4 is a diagram of the reactant layer in the furnace.

도5는 용광로에서 각각의 반응물 층의 두께에 대한 다이아그램.5 is a diagram of the thickness of each reactant layer in a furnace.

도6은 2차원 레이저 스캐너의 스캐닝 평면을 도시한 다이아그램.6 is a diagram showing a scanning plane of a two-dimensional laser scanner.

도7은 용광로의 두개의 측벽에 장착된 두개의 2차원 레이저 스캐너의 작동도.7 is an operation of two two-dimensional laser scanners mounted on two side walls of the furnace.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명][Explanation of symbols on the main parts of the drawings]

10: 용광로 20, 30: 레이저 스캐너10: furnace 20, 30: laser scanner

40: 공급기40: feeder

본 발명은 반응물 층의 윤곽 및 용광로에서 반응물의 충진 경로를 측정하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to the contour of a reactant layer and a method for measuring the filling path of a reactant in a furnace.

용광로는 거대한 화학적 반응장치이다. 용광로는 다수의 반응물을 갖는다. 상기 반응물은 층을 이루고 있으며, 코크스와 철광석을 포함하며, 산화-환원 반응이 진행되어 철 산화물을 선철로 환원시킨다. 또한, 산화-환원 반응이 진행될 때, 용광로에는 일산화탄소인 가스가 생성된다. 가스의 분배는 산화-환원 반응의 효율에 영향을 끼친다. 또한, 가스 분배는 용광로에서 상부 반응물 층의 윤곽 및 반응물의 충진 경로와 연관되어 있다. The furnace is a huge chemical reactor. The furnace has a number of reactants. The reactants form a layer, and include coke and iron ore, and the oxidation-reduction reaction proceeds to reduce iron oxide to pig iron. In addition, when the oxidation-reduction reaction proceeds, a gas that is carbon monoxide is generated in the furnace. The distribution of gas affects the efficiency of the redox reaction. In addition, gas distribution is associated with the contour of the upper reactant layer and the filling path of the reactants in the furnace.

현재, 용광로에서 상부 반응물 층의 윤곽을 측정하는데는 두가지 방법이 사용되고 있다. 한가지 방법은 간접 측정방식으로 불리운다. 이러한 간접 측정방식은 반응물의 충진 경로를 결정하는 단계와, 용광로에서 상부 반응물 층의 윤곽을 측정하는 단계를 포함한다. 반응물의 충진 경로의 평균화는 반응물의 충진 경로를 결정하는 단계를 진행한 후에 얻어진다. 용광로에서 상부 반응물 층의 윤곽을 측정하는 단계는 상기 반응물의 충진 경로의 평균화를 집적시키는 단계를 포함한다. Currently, two methods are used to determine the contour of the upper reactant layer in the furnace. One method is called indirect measurement. This indirect measurement method includes determining the filling path of the reactants and measuring the contour of the upper reactant layer in the furnace. Averaging of the fill path of the reactants is obtained after proceeding to determine the fill path of the reactants. Measuring the contour of the upper reactant layer in the furnace includes integrating the averaging of the fill path of the reactant.

또 다른 방법은 직접 측정방식으로 불리운다. 이러한 직접 측정방식은 반응물의 충진을 완료한 후 용광로에서 상부 반응물 층의 윤곽을 결정하기 위해, 마이크로파 거리 측정장치에 의해 실행된다. Another method is called direct measurement. This direct measurement method is carried out by a microwave distance measuring device to determine the contour of the upper reactant layer in the furnace after completing the filling of the reactants.

그러나, 용광로에서 상부 반응물 층의 윤곽을 측정하는 단계와 반응물 충진시 반응물의 경로를 결정하는 단계는 용광로내의 온도 및 압력이 매우 높기 때문에, 어려운 작업이다. 이러한 방법들은 정확한 결과를 제공할 수 없다. However, measuring the contours of the upper reactant layer in the furnace and determining the path of the reactants when filling the reactants is a difficult task because the temperature and pressure in the furnace are very high. These methods cannot provide accurate results.

상술한 바와 같은 단점들을 극복하여 문제점들을 제거하거나 완화하기 위해, 본 발명은 용광로에서 반응물의 충진 경로 및 반응물 층의 윤곽을 측정하기 위한 방법을 제공한다. In order to overcome or mitigate the disadvantages described above, the present invention provides a method for measuring the filling path of a reactant and the contour of the reactant layer in a furnace.

본 발명의 주요한 목적은 용광로에서 반응물 충의 윤곽과 반응물 층진 경로를 측정하는 방법을 제공하는 것이다. It is a primary object of the present invention to provide a method for measuring the contours of reactant charges and the reactant layered paths in a furnace.

본 발명에 따른 방법은 3차원 레이저 스캐너를 제공하는 단계와, 컴퓨터를 제공하는 단계와, 포인트 집단 데이터(point group data: PGD)를 얻는 단계와, 상기 PGD로부터 상부 반응물 층의 윤곽을 연산하는 단계를 포함한다. 3차원 레이저 스케너를 제공하는 단계는 용광로에서 반응물 층에 3차원 레이저 스캐너를 지향시키고, 용광로 내부의 디지탈 데이터를 나타내는 PGD를 출력시킨다. 컴퓨터를 제공하는 단계는 포인트 집단 분석 프로그램을 갖는 컴퓨터에 3차원 레이저 스캐너를 연결하는 단계를 포함한다. PGD로부터 상부 반응물 층의 윤곽을 연산하는 단계는 용광로에서 PGD로부터 상부 반응물 층의 윤곽 측정값을 연산하는 포인트 집단 분석 프로그램에 의해 실행된다. 충진된 반응물의 경로를 측정하기 위해서는 적어도 하나의 2차원 레이저 스캐너가 사용된다. The method according to the invention comprises the steps of providing a three-dimensional laser scanner, providing a computer, obtaining point group data (PGD), and calculating the contour of the upper reactant layer from the PGD. It includes. Providing a three-dimensional laser scanner directs the three-dimensional laser scanner to the reactant layer in the furnace and outputs a PGD representing the digital data inside the furnace. Providing a computer includes connecting a three-dimensional laser scanner to a computer having a point population analysis program. Computing the contour of the upper reactant layer from the PGD is performed by a point population analysis program that calculates the contour measurements of the upper reactant layer from the PGD in the furnace. At least one two-dimensional laser scanner is used to measure the path of the filled reactant.

본 발명의 기타 다른 목적과 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조한 하기의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. Other objects, features and advantages of the present invention will be more clearly understood by the following detailed description with reference to the accompanying drawings.

도2 및 도7에는 용광로(10)에서 반응물 층의 윤곽을 측정하는 방법이 도시되어 있다. 용광로(10)는 용기이다. 상기 용기는 내측면(11)과, 복합 반응물(13)과, 내부(12)와, 상부(14)와, 목부(15)와, 공급기(40)와, 두개의 측벽을 가지며; 원뿔 형태를 이루고 있다. 반응물은 코크스와 철광석을 포함하며, 용기내에서 층을 이루고 있다. 반응물 층은 용광로(10)에서 서로의 상부에 적층되고; 용광로(10)의 내측면의 커버 부분은 윤곽을 가지며, 선택적 체적과, 선택적 두께를 갖는다. 상기 내부는 용광로의 노출된 내측면이며, 상부 반응물 층의 윤곽(131)이다. 상기 목부(15)는 용광로(10)의 상부에 형성되며, 개구(151)를 갖는다. 상기 공급기(40)는 코크스와 철광석을 용광로(10)에 차례대로 충진하기 위해, 용광로(10)의 목부 개구(151)에 장착된다. 2 and 7 show a method of measuring the contour of the reactant layer in the furnace 10. The furnace 10 is a container. The vessel has an inner side 11, a composite reactant 13, an inner 12, an upper portion 14, a neck 15, a feeder 40 and two side walls; Conical form. The reactants include coke and iron ore and are layered in the vessel. The reactant layers are stacked on top of each other in the furnace 10; The cover part of the inner side of the furnace 10 has a contour, has an optional volume and an optional thickness. The interior is the exposed inner side of the furnace and is the contour 131 of the upper reactant layer. The neck 15 is formed on the upper part of the furnace 10 and has an opening 151. The feeder 40 is mounted in the throat opening 151 of the furnace 10 to sequentially fill the furnace 10 with coke and iron ore.

도1에 있어서, 본 발명에 따른 방법은 3차원 레이저 스캐너를 제공하는 단계(100)와, 컴퓨터를 제공하는 단계(101)와, 포인트 집단 데이터(PGD)를 얻는 단계(102)와, 선택적으로 상기 PGD를 변환시키는 단계(103)와, PGD로부터 상부 반응물 층의 윤곽을 연산하는 단계(104)를 포함한다. 1, the method according to the present invention comprises the steps of providing 100 a three-dimensional laser scanner, providing a computer 101, obtaining 102 point population data (PGD), and optionally Converting the PGD (103) and calculating (104) the contour of the upper reactant layer from the PGD.

3차원 레이저 스케너를 제공하는 단계(100)는 용광로(10)의 내부를 스캐닝하기 위하여, 용광로(10)에서 반응물 층에 3차원 레이저 스캐너(20)를 지향시키는 단계를 포함한다. 상기 3차원 레이저 스캐너(20)는 용광로(10) 내부의 디지탈 데이터를 나타내는 PGD를 출력시킨다. 3차원 레이저 스캐너는 용광로(10)의 목부에 경사 각도로 장착되며, 용광로(10)에서 국부적인 좌표의 PGD를 출력한다. 또한, 상기 PGD는 상부 반응물 층의 윤곽의 PGD 및 용광로(10)의 노출된 내측면의 PGD을 포함한다. Providing the three-dimensional laser scanner 100 includes directing the three-dimensional laser scanner 20 to the reactant layer in the furnace 10 to scan the interior of the furnace 10. The three-dimensional laser scanner 20 outputs a PGD representing digital data in the furnace 10. The three-dimensional laser scanner is mounted to the neck of the furnace 10 at an inclination angle, and outputs the PGD of the local coordinates from the furnace 10. The PGD also includes a PGD of the contour of the upper reactant layer and a PGD of the exposed inner side of the furnace 10.

컴퓨터를 제공하는 단계(101)는 용광로(10)에서 국부적인 좌표의 PGD를 얻기 위하여, 3차원 레이저 스캐너(20)에 컴퓨터를 연결하는 단계를 포함한다. 상기 컴퓨터는 선택적 좌표 변환 프로그램 및 포인트 집단 분석 프로그램을 갖는다. Providing a computer 101 includes connecting the computer to the three-dimensional laser scanner 20 to obtain a PGD of local coordinates in the furnace 10. The computer has an optional coordinate transformation program and a point group analysis program.

좌표 변환 프로그램은 용광로에서 국부적인 좌표의 PGD를 세계 좌표의 PGD로 변환시킨다. The coordinate conversion program converts the PGD of the local coordinates into the PGD of the world coordinates in the furnace.

포인트 집단 분석 프로그램은 PGD로부터 상부 반응물 층의 윤곽을 측정한다. The point population analysis program measures the contour of the upper reactant layer from the PGD.

PGD를 얻는 단계(102)는 3차원 레이저 스캐너(20)에 의해 컴퓨터에 PGD 출력을 전송하는 단계를 포함한다. Obtaining PGD 102 includes transmitting PGD output to a computer by a three-dimensional laser scanner 20.

PGD를 변환시키는 단계(103)는 국부적인 좌표의 PGD를 세계 좌표의 PGD로 변환하기 위해, 컴퓨터의 좌표 변환 프로그램에 의해 실행된다. Step 103 of converting the PGD is performed by a computer's coordinate conversion program to convert the PGD of the local coordinates into the PGD of the world coordinates.

PGD로부터 상부 반응물 층의 윤곽을 연산하는 단계(104)는 용광로(10)의 내부의 모델을 구축한 후 PGD로부터 용광로(10)에서 상부 반응물 층의 윤곽을 연산하기 위해, 컴퓨터의 포인트 집단 분석 프로그램에 의해 실행된다. Computing the outline of the upper reactant layer from the PGD step 104 builds a model of the interior of the furnace 10 and then computes a point population analysis program of a computer to calculate the contour of the upper reactant layer in the furnace 10 from the PGD. Is executed by

좌표 변환 프로그램의 제1실시예는 용광로 내부의 주축선을 나타내는 주축선 벡터를 형성하는 단계와, 회전축선 및 회전각을 형성하는 단계와, 용광로에서 국부적인 좌표의 PGD를 세계 좌표의 PGD로 변환하는 단계를 포함한다. The first embodiment of the coordinate conversion program includes the steps of forming a principal axis vector representing a principal axis inside the furnace, forming a rotation axis and a rotation angle, and converting the PGD of the local coordinates in the furnace into a PGD of the world coordinates. It includes a step.

도3에 있어서, 용광로 내부의 주축선 벡터를 형성하는 단계는 용광로(10)에서 각각의 중심 지점을 갖는 두개의 원을 형성하는 단계와, 용광로(10)에서 상기 두개의 원의 중심 지점을 통해 벡터(

Figure 112009018536310-pat00029
)를 형성하는 단계를 포함한다. In Fig. 3, forming the principal axis vector inside the furnace includes forming two circles having respective center points in the furnace 10, and through the center points of the two circles in the furnace 10. vector(
Figure 112009018536310-pat00029
Forming a step).

회전축선 및 회전각을 형성하는 단계는 하기의 식에 의해 회전축선 벡터(

Figure 112009018536310-pat00030
) 및 회전각(θ)을 형성하는 단계를 포함한다. The step of forming the rotation axis and the rotation angle is a rotation axis vector (
Figure 112009018536310-pat00030
And a rotation angle θ.

Figure 112009018536310-pat00031
Figure 112009018536310-pat00031

상기 벡터(

Figure 112009018536310-pat00032
)는 세계 좌표에서 좌표축 벡터이고, 회전각(θ)은 벡터(
Figure 112009018536310-pat00033
,
Figure 112009018536310-pat00034
) 사이의 사잇각이다. The vector (
Figure 112009018536310-pat00032
) Is the coordinate axis vector in world coordinates, and the rotation angle (θ) is the vector (
Figure 112009018536310-pat00033
,
Figure 112009018536310-pat00034
) Is the angle between.

용광로에서 국부적인 좌표의 PGD를 세계 좌표의 PGD로 변환하는 단계는 다음과 같은 식, 즉 P:Q' = (Qㆍ

Figure 112009018536310-pat00035
)
Figure 112009018536310-pat00036
(1 - cosθ) + Qcosθ - (
Figure 112009018536310-pat00037
×Q)sinθ 를 만족시키기 위해 각-θ를 갖는 벡터(
Figure 112009018536310-pat00038
)를 따라 용광로(10)에서 국부적인 좌표의 PGD에 대응하는 포인트를 회전시키는 단계를 포함하며; 상기 Q 는 용광로(10)에서 국부적인 좌표의 PGD이고, Q'는 세계 좌표에서의 PGD 이다. The conversion of PGD of local coordinates to PGD of world coordinates in the furnace is as follows: P: Q '= (Q
Figure 112009018536310-pat00035
)
Figure 112009018536310-pat00036
(1-cosθ) + Qcosθ-(
Figure 112009018536310-pat00037
Vector with angle -θ to satisfy xQ) sinθ
Figure 112009018536310-pat00038
Rotating a point in the furnace 10 corresponding to the PGD of the local coordinate; Q is the PGD of the local coordinates in the furnace 10 and Q 'is the PGD in the world coordinates.

또한, 좌표 변환 프로그램의 제2실시예는 경사각을 측정하는 단계와, 용광로 내부의 주축선 및 회전축선을 형성하는 단계와, 용광로에서 국부적인 좌표의 PGD를 세계 좌표의 PGD로 변환하는 단계를 포함한다.In addition, a second embodiment of the coordinate conversion program includes measuring the inclination angle, forming a main axis and a rotation axis inside the furnace, and converting the PGD of the local coordinates to the PGD of the world coordinates in the furnace. do.

상기 경사각을 측정하는 단계는 경사각(θ)을 측정하는 전자 스피릿(electronic spirit level) 레벨에 의해 실행되며, 상기 경사각은 세계 좌표의 좌표 축선 벡터(

Figure 112009018536310-pat00039
)와 용광로 내부의 주축선을 나타내는 주축선 벡터(
Figure 112009018536310-pat00040
) 사이의 사잇각이다. The step of measuring the inclination angle is performed by an electronic spirit level measuring the inclination angle θ, and the inclination angle is a coordinate axis vector of world coordinates (
Figure 112009018536310-pat00039
) And the principal vector (which represents the principal axis inside the furnace)
Figure 112009018536310-pat00040
) Is the angle between.

용광로 내부의 주축선을 나타내는 주축선 벡터(

Figure 112009018536310-pat00041
) 를 하기의 식으로부터 연산하는 단계를 포함한다. A principal axis vector representing the principal axis inside the furnace (
Figure 112009018536310-pat00041
) Is calculated from the following equation.

Figure 112009018536310-pat00042
Figure 112009018536310-pat00042

회전축선을 형성하는 단계는 하기의 식으로부터 회전축선 벡터(

Figure 112009018536310-pat00043
)를 연산하는 단계를 포함한다. The step of forming the rotation axis is a rotation axis vector (
Figure 112009018536310-pat00043
Computing a).

Figure 112009018536310-pat00044
Figure 112009018536310-pat00044

용광로에서 국부적인 좌표의 PGD를 세계 좌표의 PGD로 변환하는 단계는 P:Q' = (Qㆍ

Figure 112009018536310-pat00045
)
Figure 112009018536310-pat00046
(1 - cosθ) + Qcosθ - (
Figure 112009018536310-pat00047
×Q)sinθ 를 만족시키기 위해 각-θ를 갖는 벡터(
Figure 112009018536310-pat00048
)를 따라 용광로(10)에서 국부적인 좌표의 PGD에 대응하는 포인트를 회전시키는 단계를 포함하며; 상기 Q 는 용광로(10)에서 국부적인 좌표의 PGD이고, Q'는 세계 좌표의 PGD 이다. The step of converting the local coordinate PGD into the world coordinate PGD in the furnace is P: Q '= (Q
Figure 112009018536310-pat00045
)
Figure 112009018536310-pat00046
(1-cosθ) + Qcosθ-(
Figure 112009018536310-pat00047
Vector with angle -θ to satisfy xQ) sinθ
Figure 112009018536310-pat00048
Rotating a point in the furnace 10 corresponding to the PGD of the local coordinate; Q is the PGD of the local coordinates in the furnace 10, and Q 'is the PGD of the world coordinates.

또한, 포인트 집단 분석 프로그램은 코크스의 압축률과, 코크스에 대한 철광석의 비율을 결정하며; 용광로 내부의 모델을 구축하는 단계와, 상부 반응물 층의 윤곽의 PGD와 용광로 내측면의 PGD를 분리하는 단계와, 선택적으로 코크스 층의 압축률과 상기 코크스 층에 대한 철광석층의 비율을 결정하는 단계를 포함한다. In addition, the point population analysis program determines the compressibility of coke and the ratio of iron ore to coke; Building a model inside the furnace, separating the PGD of the outline of the upper reactant layer and the PGD of the inner side of the furnace, and optionally determining the compressibility of the coke layer and the ratio of the iron ore layer to the coke layer. Include.

상기 용광로 내부의 모델을 구축하는 단계는 PGD로부터 용광로(10) 내부의 모델을 구축하는 단계를 포함한다. Building a model in the furnace includes building a model in the furnace 10 from the PGD.

상부 반응물 층의 윤곽의 PGD와 용광로의 노출된 내측면의 PGD를 분리하는 단계는 원뿔 방정식(cone equation), 즉 (Z-Zc)2 = a2[(X-Xc)2 +(Y-Yc)2] 을 사용하므로써, 용광로(10) 내부의 모델에서 용광로(10)의 노출된 내측면의 PGD로부터 상부 반응물 층의 윤곽의 PGD를 걸러내는 단계를 포함하며; 상기 (Xc, Yc, Zc)는 원뿔형 용광로(10)의 정점에서의 좌표이고, a 는 원뿔의 정점에서의 개방 각도와 관련된 변수이다. 용광로(10)의 노출된 내측면의 PGD는 (Z-Zc)2 = a2[(X-Xc)2 +(Y-Yc)2] 에 맞추어 지는데, 그 이유는 용광로(10)가 원뿔형이기 때문이다. 따라서, 상부 반응물 층의 윤곽은 용광로(10)의 노출된 내측면의 PGD가 제거될 경우, 용광로(10) 내부의 모델에 존재할 것이다. The step of separating the PGD of the contour of the upper reactant layer and the PGD of the exposed inner surface of the furnace is the cone equation, i.e. (Z-Zc) 2 = a 2 [(X-Xc) 2 + (Y-Yc ) 2 ) filtering the PGD of the contour of the upper reactant layer from the PGD of the exposed inner side of the furnace 10 in the model inside the furnace 10; (Xc, Yc, Zc) is the coordinate at the vertex of the conical furnace 10, and a is a variable related to the opening angle at the vertex of the cone. The PGD of the exposed inner side of the furnace 10 is fitted to (Z-Zc) 2 = a 2 [(X-Xc) 2 + (Y-Yc) 2 ] because the furnace 10 is conical. Because. Thus, the contour of the upper reactant layer will be present in the model inside the furnace 10 when the PGD of the exposed inner side of the furnace 10 is removed.

도4에 있어서, 제1반응물 층(ON)이 철광석 층이라고 가정한다면; 제2반응물 층은 코크스 층(CN)이고, 제1반응물 층(ON)과 층을 이루고 있으며; 제3반응물 층(QN +1)은 또 다른 철광석 층이고, 제2반응물 층(CN)과 층을 이루고 있다. 제3반응물 층(ON +1)은 제2반응물 층(CN)을 압축하므로, 제2반응물 층(CN)의 체적이 감소된다. In FIG. 4, it is assumed that the first reactant layer (O N ) is an iron ore layer; The second reactant layer is a coke layer (C N ) and is layered with the first reactant layer (O N ); The third reactant layer (Q N +1 ) is another iron ore layer and is layered with the second reactant layer (C N ). The third reaction product layer (O N +1), so compressing the second reaction layer (C N), the volume of the second reaction layer (C N) is reduced.

코크스의 압축률을 결정하는 단계는 코크스 층의 체적을 연산하는 단계와, 코크스 및 철광석의 체적을 연산하는 단계와, 코크스 층의 압축률을 평가하는 단계 를 포함한다. Determining the compressibility of the coke includes calculating the volume of the coke layer, calculating the volumes of the coke and iron ore, and evaluating the compressibility of the coke layer.

코크스 층의 체적을 연산하는 단계는 용광로(10)에 코크스를 충진한 후 수치적분에 의해 상부 반응물 층의 윤곽의 PGD로부터 제2반응물 층(CN)의 체적(V1)을 연산하는 단계를 포함한다. The step of calculating the volume of the coke layer is to calculate the volume V 1 of the second reactant layer C N from the PGD of the contour of the upper reactant layer by numerical integration after filling the coke in the furnace 10. Include.

코크스 및 철광석층의 체적을 연산하는 단계는 용광로(10)에 제3반응물 층(ON +1)을 형성하기 위해 철광석을 충진한 후, 수치적분에 의해 제2반응물 층(ON) 및 제3반응물 층(ON +1)의 체적(V2)을 연산하는 단계를 포함하며; 상기 제3반응물 층(ON+1)의 체적은 V0로 알려져 있다. Computing the volume of the coke and iron ore layer is filled with iron ore to form the third reactant layer (O N +1 ) in the furnace 10, and then the second reactant layer (O N ) and the first by numerical integration Calculating the volume V 2 of the reactant layer (O N +1 ); The volume of the third reactant layer (O N + 1 ) is known as V 0 .

코크스 층의 압축률을 평가하는 단계는 하기의 식에 의해 평가된다. Evaluating the compressibility of the coke layer is evaluated by the following equation.

Figure 112007042362132-pat00015
Figure 112007042362132-pat00015

도5에 있어서, 코크스에 대한 철광석의 비율을 결정하는 단계는 각각의 반응물 층의 두께를 연산하는 단계와, 코크스에 대한 철광석의 비율을 연산하는 단계를 포함한다. In Fig. 5, determining the ratio of iron ore to coke includes calculating the thickness of each reactant layer and calculating the ratio of iron ore to coke.

각각의 반응물 층의 두께를 연산하는 단계는 용광로(10)에 각각의 반응물을 충진한 후, 상부 반응물 층의 윤곽의 PGD로부터 각각의 반응물 층의 두께를 연산하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 각각의 철광석 층의 두께는 LOi 이고, 상기 i 는 정수이다. 또한, 각각의 코크스 층의 두께는 LCi 이다. Calculating the thickness of each reactant layer includes filling each reactant in the furnace 10 and then calculating the thickness of each reactant layer from the PGD of the contour of the upper reactant layer. For example, the thickness of each iron ore layer is L Oi , where i is an integer. In addition, the thickness of each coke layer is L Ci .

코크스에 대한 철광석의 비율을 연산하는 단계는 하기의 식에 의해 평가된다. The step of calculating the ratio of iron ore to coke is evaluated by the following equation.

Figure 112007042362132-pat00016
Figure 112007042362132-pat00016

상기 i 는 1, 2, 3..... 이다.I is 1, 2, 3 .....

또한, 반응물 충진 경로를 측정하는 방법은 상술한 바와 같이 반응물 층의 윤곽을 측정하는 방법의 연장으로서; 적어도 하나의 2차원 레이저 스캐너를 제공하는 단계와, 용광로에 충진되는 반응물의 경로를 연산하는 단계를 포함한다. In addition, the method of measuring the reactant filling path is an extension of the method of measuring the contour of the reactant layer as described above; Providing at least one two-dimensional laser scanner, and calculating a path of the reactant filled in the furnace.

도6에 있어서, 적어도 하나의 2차원 레이저 스캐너를 제공하는 단계는 용광로(10)에 적어도 하나의 2차원 레이저 스캐너(30)를 장착하는 단계와, 수평의 스캐닝 평면을 설정하는 단계를 포함한다. 두개의 2차원 레이저 스캐너(30)가 두개의 측벽에 서로 대향하여 장착될 수도 있다. 따라서, 공급기(40)에 의해 충진된 반응물은 2차원 레이저 스캐너(30)의 스캐닝 평면을 통과해야만 한다. In FIG. 6, providing at least one two-dimensional laser scanner includes mounting at least one two-dimensional laser scanner 30 in the furnace 10, and setting a horizontal scanning plane. Two two-dimensional laser scanners 30 may be mounted opposite two other sidewalls. Thus, the reactant filled by the feeder 40 must pass through the scanning plane of the two-dimensional laser scanner 30.

반응물 충진 경로를 연산하는 단계는 공급기(40)에 의해 분산된 반응물을 스캐닝하는 단계와, 충진된 반응물의 경로를 연산하는 단계를 포함한다. 두개의 2차원 레이저 스캐너(30)는 좌측 국부 좌표 및 우측 국부 좌표를 각각 가지므로, 두개의 국부 좌표는 보정되어야만 한다. 좌측 국부 좌표와 우측 국부 좌표 사이의 상관관계는 3개의 변수(Px, Py, θ)에 의해 제공되었다. Computing the reactant fill path includes scanning the reactants dispersed by the feeder 40 and calculating the path of the filled reactant. Since the two two-dimensional laser scanners 30 have left local coordinates and right local coordinates, respectively, the two local coordinates must be corrected. The correlation between the left local coordinates and the right local coordinates was provided by three variables (Px, Py, θ).

상기 Px, Py 는 반사판을 사용하므로써 결정된다. 반사판은 2차원 레이저 스캐너(30)중 하나에 장착될 수 있다. 따라서, 변수(Px, Py)는 반사판이 없는 2차원 레이저 스캐너(30)가 반사판을 갖는 2차원 레이저 스캐너의 위치를 측정할 때 결정될 것이다. 상기 각θ 는 전자 스피릿 레벨에 의해 결정된다. Px and Py are determined by using a reflecting plate. The reflector may be mounted to one of the two-dimensional laser scanners 30. Thus, the parameters Px and Py will be determined when the two-dimensional laser scanner 30 without the reflector measures the position of the two-dimensional laser scanner with the reflector. The angle θ is determined by the electron spirit level.

이러한 방법에 의해, 작동자는 용광로에서 상부 반응물 층의 윤곽을 측정할 수 있다. 또한, 상기 방법은 작업자로 하여금 용광로에서 상부 반응물 층의 윤곽과 충진된 반응물 경로를 조합하므로써, 코크스 및 철광석의 분배가 작업 처리과정에 표시된대로 실행되고 있는지의 여부를 결정할 수 있게 한다. By this method, the operator can measure the contour of the upper reactant layer in the furnace. In addition, the method allows the operator to determine whether the distribution of coke and iron ore is being performed as indicated in the work process by combining the contour of the upper reactant layer and the filled reactant path in the furnace.

본 발명은 양호한 실시예를 참조로 서술되었기에 이에 한정되지 않으며, 본 기술분야의 숙련자라면 첨부된 청구범위로부터의 일탈없이 본 발명에 다양한 변형과 수정이 가해질 수 있음을 인식해야 한다.The present invention has been described with reference to the preferred embodiments, and is not limited thereto, and one of ordinary skill in the art should recognize that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the appended claims.

Claims (12)

용기인 용광로에 인가된 반응물 층의 윤곽을 측정하는 방법에서; 상기 용기는 내측면과, 코크스 및 철광석인 복합 반응물과, 용광로의 노출된 내측면 및 상부 반응물 층의 윤곽인 내부와, 상부와, 개구를 가지며 용광로의 상부에 형성된 목부와, 용광로에 코크스 및 철광석을 충진하기 위해 용광로의 목부 개구에 장착된 공급기를 포함하며; 상기 코크스 및 철광석은 용기에서 층을 이루어 형성되고, 용광로의 내측면의 일부를 덮으며; 각각의 반응물은 윤곽을 갖는, 반응물 층의 윤곽을 측정하는 방법에 있어서,In a method of measuring the contour of a reactant layer applied to a furnace which is a vessel; The vessel has an inner side, a complex reactant of coke and iron ore, an interior of the exposed inner side of the furnace and an upper reactant layer, an upper portion, a neck formed at the top of the furnace with an opening, and a coke and iron ore in the furnace. A feeder mounted in the throat opening of the furnace to fill the furnace; The coke and iron ore are layered in the vessel and cover a portion of the inner side of the furnace; In the method of measuring the contour of the reactant layer, each reactant is contoured, 용광로 내부를 스캐닝하여 용광로 내부의 디지탈 데이터를 나타내는 포인트 집단 데이터(PGD)를 출력하기 위해, 용광로의 반응물 층을 향해 3차원 레이저 스캐너를 제공하는 단계와, Providing a three-dimensional laser scanner toward the reactant layer of the furnace to scan the interior of the furnace and output point aggregate data (PGD) representing the digital data within the furnace; 상기 3차원 레이저 스캐너를, 상기 PGD로부터 상부 반응물 층의 윤곽을 측정하는 포인트 집단 분석 프로그램을 가지는 컴퓨터에 연결하는 단계와, Connecting the three-dimensional laser scanner to a computer having a point population analysis program that measures the contour of the upper reactant layer from the PGD; 상기 3차원 레이저 스캐너에 의해 출력된 PGD를 상기 컴퓨터로 전송하는 단계와,Transmitting the PGD output by the 3D laser scanner to the computer; 용광로 내부의 모델을 구축한 후 PGD로부터 용광로의 상부 반응물 층의 윤곽을 연산하기 위해, 상기 컴퓨터의 포인트 집단 분석 프로그램에 의해 실행된 PGD로부터 상부 반응물 층의 윤곽을 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반응물 층의 윤곽 측정 방법.Calculating a contour of the upper reactant layer from the PGD executed by the computer's point population analysis program to calculate the contour of the upper reactant layer of the furnace from the PGD after building the model inside the furnace. Method for measuring the contour of the reactant layer. 제1항에 있어서, 3차원 레이저 스캐너는 경사 각도로 용광로의 목부에 장착되는 것을 특징으로 하는 반응물 층의 윤곽 측정 방법.The method of claim 1, wherein the three-dimensional laser scanner is mounted to the neck of the furnace at an oblique angle. 제1항에 있어서, 3차원 레이저 스캐너에 의해 출력된 PGD는 용광로에서 국부적인 좌표의 PGD이며, 상기 컴퓨터는 용광로에서 국부적인 좌표의 PGD를 세계 좌표의 PGD로 변환시키는 좌표 변환 프로그램을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 반응물 층의 윤곽 측정 방법.The method of claim 1, wherein the PGD output by the three-dimensional laser scanner is a PGD of the local coordinates in the furnace, the computer further includes a coordinate conversion program for converting the PGD of the local coordinates in the furnace to PGD of the world coordinates. Method for measuring the contour of the reactant layer, characterized in that. 제3항에 있어서, 상기 좌표 변환 프로그램은 The method of claim 3, wherein the coordinate conversion program 상기 용광로 내부의 주축선을 나타내는 주축선 벡터를 형성하는 단계와, Forming a principal axis vector representing a principal axis inside the furnace; 상기 주축선 벡터로부터 회전축선 벡터(
Figure 112009018536310-pat00049
) 및 회전각(θ)을 형성하는 단계와, The rotation axis vector (from the main axis vector)
Figure 112009018536310-pat00049
) And the rotation angle θ, 하기 식 P을 만족시키기 위해 각-θ를 갖는 회전축선 벡터(
Figure 112009018536310-pat00050
)를 따라 용광로(10)에서 국부적인 좌표의 PGD에 대응하는 포인트를 회전시키는 단계를 포함하며, Rotation axis vector with angle-θ to satisfy the following equation P (
Figure 112009018536310-pat00050
Rotating a point corresponding to the PGD of the local coordinates in the furnace 10 along; P:Q' = (Qㆍ
Figure 112009018536310-pat00051
)
Figure 112009018536310-pat00052
(1 - cosθ) + Qcosθ - (
Figure 112009018536310-pat00053
×Q)sinθP: Q '= (Q
Figure 112009018536310-pat00051
)
Figure 112009018536310-pat00052
(1-cosθ) + Qcosθ-(
Figure 112009018536310-pat00053
× Q) sinθ 상기 Q 는 용광로(10)에서 국부적인 좌표의 PGD이고, Q'는 세계 좌표에서의 PGD 인 것을 특징으로 하는 반응물 층의 윤곽 측정 방법.Wherein Q is the PGD of the local coordinates in the furnace (10) and Q 'is the PGD in the world coordinates. 제4항에 있어서, 상기 좌표 변환 프로그램에서 용광로 내부의 주축선 벡터를 형성하는 단계는 용광로에서 각각의 중심 지점을 갖는 두개의 원을 형성하고, 용광로에서 상기 두개의 원의 중심 지점을 통해 주축선 벡터를 형성하는 것을 특징으로 하는 반응물 층의 윤곽 측정 방법.The method of claim 4, wherein the forming of the principal axis vector inside the furnace in the coordinate transformation program forms two circles having respective center points in the furnace, and the principal axis through the center points of the two circles in the furnace. A method for measuring the contour of a reactant layer, characterized by forming a vector. 제3항에 있어서, 상기 좌표 변환 프로그램은 세계 좌표에서 좌표 축선 벡터와 용광로 내부의 주축선을 나타내는 주축선 벡터 사이의 사잇각인 경사각(θ)을 전자 스피릿 레벨에 의해 측정하는 단계와; 4. The method of claim 3, wherein the coordinate transformation program comprises: measuring, by an electronic spirit level, an inclination angle θ, which is an angle between a coordinate axis vector in world coordinates and a principal axis vector representing a principal axis inside the furnace; 상기 경사각(θ)으로부터 주축선 벡터를 연산하는 단계와,Calculating a principal axis vector from the inclination angle θ, 상기 경사각(θ) 및 상기 주축선 벡터로부터 회전축선 벡터(
Figure 112009018536310-pat00054
)를 연산하는 단계와, The rotation axis vector (from the inclination angle θ and the main axis vector)
Figure 112009018536310-pat00054
)), 하기 식 P을 만족시키기 위해 각-θ를 갖는 회전축선 벡터(
Figure 112009018536310-pat00055
)를 따라 용광로(10)에서 국부적인 좌표의 PGD에 대응하는 포인트를 회전시키는 단계를 포함하며, Rotation axis vector with angle-θ to satisfy the following equation P (
Figure 112009018536310-pat00055
Rotating a point corresponding to the PGD of the local coordinates in the furnace 10 along; P:Q' = (Qㆍ
Figure 112009018536310-pat00056
)
Figure 112009018536310-pat00057
(1 - cosθ) + Qcosθ - (
Figure 112009018536310-pat00058
×Q)sinθP: Q '= (Q
Figure 112009018536310-pat00056
)
Figure 112009018536310-pat00057
(1-cosθ) + Qcosθ-(
Figure 112009018536310-pat00058
× Q) sinθ 상기 Q 는 용광로(10)에서 국부적인 좌표의 PGD이고, Q'는 세계 좌표에서의 PGD 인 것을 특징으로 하는 반응물 층의 윤곽 측정 방법.Wherein Q is the PGD of the local coordinates in the furnace (10) and Q 'is the PGD in the world coordinates. 제1항에 있어서, PGD는 상부 반응물 층의 윤곽의 PGD와, 용광로의 노출된 내측면의 PGD를 포함하며; 상기 포인트 집단 분석 프로그램은 용광로 내부의 모델을 구축하는 단계와, The method of claim 1, wherein the PGD comprises a PGD of the contour of the upper reactant layer and a PGD of the exposed inner side of the furnace; The point group analysis program comprises the steps of building a model in a furnace; 용광로(10) 내부의 모델에서 용광로(10)의 노출된 내측면의 PGD로부터 상부 반응물 층의 윤곽의 PGD를 걸러내어, 상기 상부 반응물 층의 윤곽의 PGD와 용광로의 노출된 내측면의 PGD를 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반응물 층의 윤곽 측정 방법.In the model inside the furnace 10, the PGD of the contour of the upper reactant layer is filtered from the PGD of the exposed inner side of the furnace 10 to separate the PGD of the contour of the upper reactant layer and the PGD of the exposed inner side of the furnace. Contour measuring method of the reactant layer comprising the step of. 제7항에 있어서, 용광로는 원뿔형이며; 상부 반응물 층의 윤곽의 PGD와 용광로의 노출된 내측면의 PGD를 분리하는 단계는 원뿔 방정식, 즉 (Z-Zc)2 = a2[(X-Xc)2 +(Y-Yc)2] 을 사용하여 이루어지고, 상기 원뿔 방정식을 만족하는 PGD 를 제거하는 것을 특징으로 하는 반응물 층의 윤곽 측정 방법.8. The furnace of claim 7, wherein the furnace is conical; Separating the PGD of the contour of the upper reactant layer and the PGD of the exposed inner side of the furnace results in a conical equation: (Z-Zc) 2 = a 2 [(X-Xc) 2 + (Y-Yc) 2 ] Removing the PGD satisfying the cone equation. 제8항에 있어서, 반응물 층은 두께를 각각 가지며; The method of claim 8, wherein the reactant layers each have a thickness; 포인트 집단 분석 프로그램은 코크스에 대한 철광석의 비율을 결정하는 단계를 부가로 포함하며, The point population analysis program additionally includes determining a ratio of iron ore to coke, 상기 코크스에 대한 철광석의 비율을 결정하는 단계는 Determining the ratio of iron ore to the coke is 상기 반응물 층의 두께를 연산하는 단계는 용광로내에 각각 반응물을 충진한후 상부 반응물 층의 윤곽의 PGD로부터 각각 반응물 층의 두께를 연산하는 단계와,The step of calculating the thickness of the reactant layer comprises the step of calculating the thickness of the reactant layer from the PGD of the contour of the upper reactant layer after filling the reactant in the furnace, respectively; 하기의 식에 의해 평가되는 코크스에 대한 철광석 비율을 연산하는 단계를 포함하며, Calculating a ratio of iron ore to coke evaluated by the following equation,
Figure 112009018536310-pat00059
Figure 112009018536310-pat00059
 상기 i 는 1, 2, 3..... 이고, LOi 는 철광석 층의 두께이고, LCi 는 각각의 코크스 층의 두께인 것을 특징으로 하는 반응물 층의 윤곽 측정 방법.I is 1, 2, 3 ....., L Oi is the thickness of the iron ore layer, and L Ci is the thickness of each coke layer. 제8항에 있어서, 반응물 층은 체적을 각각 가지며; 포인트 집단 분석 프로그램은 코크스의 압축률을 결정하는 단계를 부가로 포함하며; The method of claim 8, wherein the reactant layers each have a volume; The point population analysis program further comprises determining a compression rate of the coke; 상기 코크스의 압축률을 결정하는 단계는 용광로에 코크스를 충진한 후 수치적분에 의해 상부 반응물 층의 윤곽의 PGD로부터 코크스 층의 체적(V1)을 연산하는 단계와,Determining the compressibility of the coke comprises filling the furnace with coke and calculating the volume V 1 of the coke layer from the PGD of the contour of the upper reactant layer by numerical integration, 용광로에 체적이 V0로 알려져 있는 철광석을 충진한 후 수치적분에 의해 코크스 층에 축적된 철광석 층과 코크스 층의 체적(V2)을 연산하는 단계와, Calculating the volume (V 2 ) of the iron ore layer and the coke layer accumulated in the coke layer by numerical integration after filling the furnace with iron ore whose volume is known as V 0 ; 하기의 식에 의해 코크스 층의 압축률을 평가하는 단계를 포함하는, Evaluating the compressibility of the coke layer by the following equation,
Figure 112009018536310-pat00022
Figure 112009018536310-pat00022
 것을 특징으로 하는 반응물 층의 윤곽 측정 방법. Method for measuring the contour of the reactant layer, characterized in that. 제1항에 따른 방법을 사용하여 반응물의 충진 경로 및 반응물 층의 윤곽을 측정하는 방법에 있어서, In the method for measuring the filling path of the reactants and the contour of the reactant layer using the method according to claim 1, 용광로에 적어도 하나의 2차원 레이저 스캐너를 장착하는 단계와, Mounting at least one two-dimensional laser scanner on the furnace, 공급기에 의해 충진된 반응물이 2차원 레이저 스캐너의 스캐닝 평면을 통과하도록, 2차원 레이저 스캐너의 수평 스캐닝 평면을 설정하는 단계와,Setting a horizontal scanning plane of the two-dimensional laser scanner such that reactants filled by the feeder pass through the scanning plane of the two-dimensional laser scanner; 공급기에 의해 펼쳐진 반응물을 스캐닝하여, 충진된 반응물의 경로를 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반응물 층의 윤곽 측정 방법.Scanning the reactant unfolded by the feeder to calculate the path of the filled reactant. 제11항에 있어서, 용광로는 두개의 측벽을 부가로 포함하며, 두개의 2차원 레이저 스캐너는 상기 두개의 측벽에 각각 장착되어 서로 대향하는 것을 특징으로 하는 반응물 층의 윤곽 측정 방법.12. The method of claim 11, wherein the furnace further comprises two side walls, and two two-dimensional laser scanners are mounted on the two side walls and face each other.
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