KR100929490B1 - 소결기의 소결원료 장입 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소결기의 소결원료 장입 제어방법에 관한 것으로서,

소결원료가 장입되는 서지호퍼 및 원료 장입시의 개도량을 조절하는 분할게이트, 장입속도를 조절하는 드럼피더, 이들을 제어하는 제어장치를 포함하여 구성된 통상의 소결기의 조업을 제어하는 방법에 있어서, 소결원료가 대차(17)에 장입되기 전에 레이저 스캐너(9)로 장입산(10)을 대차 진행방향의 폭방향으로 스캔하는 단계; 스캔된 신호를 제어장치(11)에서 전송받아 폭방향과 길이방향의 성분으로 분리한 후, 프로파일 목표치와 비교하는 단계; 비교 결과, 대차 진행의 폭방향 불균일이 발생할 때는 분할게이트(3)의 개도량을 제어하고, 길이방향 불균일이 발생할 때는 드럼피더(2)의 속도를 제어하는 단계;를 포함하여 구성되며,

소결공정에서의 가스의 착화성 향상 및 균일한 소성에 의한 실수율 향상, 소결광 냉각강도 등의 품질 향상, 원료 소성시의 통기성 향상 등의 효과를 제공한다.

소결기, 장입 제어

Description

소결기의 소결원료 장입 제어방법{Control Method for Feeding Raw Material in Sinter Machine}

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 제어시스템이 적용된 소결기의 구성도,

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 제어방법의 흐름도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1: 서지호퍼 2: 드럼피더

3: 분할게이트 4: 위치센서

5: 레이저 스캐너(상부 프로파일용) 6: 가이드 슈트

7: 카메라 8: 슈트(Chute)

9: 레이저 스캐너(하부 프로파일용) 10: 장입산

11: 제어장치 13: 소결층 균일제어기(PXI)

14: PLC 17: 대차

본 발명은 소결기의 소결원료 장입 제어방법에 관한 것으로서, 레이저 스캐너로 측정한 소결원료 프로파일을 고려하여 소결기의 장입 조건을 제어함으로써, 소결원료가 균일하게 장입되도록 하며, 이를 통해 균일한 표층밀도와 작은 표면요철을 갖도록 하여, 소결광의 품질 및 통기성을 향상시키는 소결원료 장입 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 소결공정은 철광석을 고로에서 사용하기 쉽도록 가공하기 위하여, 철광석에 코크스, 석회석 및 부원료를 혼합, 소결반응을 거쳐 소결광을 생산하는 공정이다.

이러한 소결공정에서는 대차 위에 소결원료를 장입할 때에, 장입된 후의 원료의 장입층후를 안정적으로 목표치가 되도록 조절하고, 원료 표면의 요철이 작게 되도록 하여 표층밀도 및 입도 등이 불균일하게 되지 않도록 조절하며, 또한 표층밀도를 적절한 상태로 유지하여, 실수율 향상 및 소결광의 냉각강도와 같은 품질 향상, 통기성 향상 등을 도모하는 것이 중요하다.

이러한 점을 고려한 몇가지 선행기술들이 제안된 바 있다.

일본국 특개소 60-91184호는, 대차 위에 장입된 원료선단부의 원료 장입선을 CCD 카메라로 촬영하고, 원료 장입선이 목표치에 일치하도록 장입장치의 분할게이트 개도량을 조절하는 방법을 개시하고 있다.

그러나, 본 선행기술의 경우, CCD 카메라의 촬영을 이용하므로 실제 적용상 매우 심각한 문제가 발생한다.

즉, 측정하는 장소는 원료 장입시 분진이 과다 발생하는 경우가 대부분이어서 정확한 측정이 어렵고, 해당 장소에서 카메라가 장시간 고장없이 견디는 것이 거의 불가능하다는 문제가 있었다.

일본국 특개평 2-77531호는, 초음파센서에서 대차 위에 장입된 원료의 원료경사면상의 장입산을 검출하여, 대차속도 및 원료의 공급량을 조정하는 방법을 개시하고 있다.

그러나, 본 선행기술의 경우, 폭방향을 따라 장입산의 중심부만 초음파로 측정하여 소결 장입의 속도를 조절하는데, 중심점 이외의 부분에서의 소결 장입량이 측정치와 동일하지 않다는 점에서 문제가 있었다.

즉, 본 선행기술을 사용하는 경우, 폭방향의 장입 불균일에 대한 제어는 불가능하고, 길이방향의 제어마저도 중심점만을 기준으로 이뤄지므로 정확하게 이뤄지지 않는다는 문제가 있었다.

일본국 특개소 60-129590호는, 소결 대차 폭방향에서 소결기 진행방향으로의 배가스 온도 패턴을 검출 가능하도록 윈드박스(wind box)에 열전대를 설치하고, 그 검출치가 목표치가 되도록 분할게이트 개도량을 조정하는 방법을 개시하고 있다.

이 방법은 장입층후가 목표치에 대해서 어느 정도 차이가 있는 것인지, 또한 표층밀도에 높이방향 전체의 원료 충적 밀도가 어느 정도 상태인지를 소결기 진행방향의 배가스 온도 패턴으로 평가하여, 그 결과에 근거하여 분할게이트 조절에 의해 장입산을 조절하여 불균일 상태를 제어하는 방법이다.

그러나, 본 선행기술의 경우, 제어에 있어서 시간지연이 너무 크다는 문제점이 있었다. 즉, 통상적으로 원료가 장입되고 열전대에 도달할 때까지 걸리는 시간은 대략 20분에서 30분 정도 소요되는데, 이러한 정보로 이뤄지는 장입 제어는 오제어의 가능성이 많다는 문제점이 있었다.

또한, 윈드박스 배가스 온도와 소결 대차 하부 및 윈드박스 사이의 실(seal)부가 누풍의 영향을 받기 쉽기 때문에, 표시되는 소성 상태의 정도가 신뢰성이 좋지 않다는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 레이저 스캐너로 측정한 소결원료 프로파일을 고려하여 소결기의 장입 조건을 제어함으로써, 소결원료가 균일하게 장입되도록 하며, 이를 통해 균일한 표층밀도와 작은 표면요철을 갖도록 하여, 소결광의 품질 및 통기성을 향상시키는 소결기의 소결원료 장입 제어방법을 제공함을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 소결원료가 장입되는 서지호퍼 및 원료 장입시의 개도량을 조절하는 분할게이트, 장입속도를 조절하는 드럼피더, 이들을 제어하는 제어장치를 포함하여 구성된 통상의 소결기의 조업을 제어하는 방법에 있어서, 소결원료가 대차(17)에 장입되기 전에 레이저 스캐너(9)로 장입산(10)을 대차 진행방향의 폭방향으로 스캔하는 단계; 스캔된 신호를 제어장치(11)에서 전송받아 폭방향과 길이방향의 성분으로 분리한 후, 프로파일 목표치와 비교하는 단계; 비교 결과, 대차 진행의 폭방향 불균일이 발생할 때는 분할게이트(3)의 개도량을 제어하고, 길이방향 불균일이 발생할 때는 드럼피더(2)의 속도를 제어하는 단계;를 포함하여 구성된다.

보다 바람직하게 본 발명은, 카메라(7)로 슈트(8)의 하부측을 촬영하는 단 계; 또다른 레이저 스캐너(5)로 가이드 슈트(6)를 그 폭방향으로 스캔하는 단계; 촬영 또는 스캔된 신호를 제어장치(11)에서 전송받아 폭방향과 길이방향의 성분으로 분리한 후, 그 프로파일을 상호 비교하는 단계; 비교 결과, 슈트(8) 또는 가이드 슈트(6)에 부착광이 발생한 것으로 판단된 경우, 경보수단(20)을 통해 경보 신호를 발생시키는 단계;를 더 포함하여 구성된다.

본 발명은 폭방향 전체를 고정도의 레이저 스캐너로 스캔하여, 이를 분할게이트 수에 따른 구역으로 나누어 각각을 제어하는 폭방향 제어를 하고, 또한 길이방향의 불균일 제어도 동시에 행한다.

이를 위하여, 본 발명은 레이저 스캐너로 소결층 폭방향 프로파일을 측정하고, 분할게이트와 드럼피더로 개도량과 속도를 각각 제어하는 방식을 취한다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 제어시스템이 적용된 소결기의 구성도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 제어방법의 흐름도이다.

서지호퍼(1)에서 소결원료를 드럼피더(2) 위로 부우면, 드럼피더(2)는 회전에 의해 분할게이트(3)로 소결원료를 내보낸다.

분할게이트(3)의 개도량에 따라 소결원료가 흘러나와서 가이드 슈트(6) 위를 지나고, 슈트(8)의 경사면을 따라 흘러내려서 대차(17)에 장입된다.

한편, 슈트(8) 위로 흘러내린 소결원료가 대차(17)에 장입되기 전에, 소결원료의 장입산(10)은 레이저 스캐너(9)에 의해 대차 진행에 대하여 폭방향으로 스캔되며, 이 신호는 제어장치(11)에서 폭방향과 길이방향의 성분으로 분리된다.

그 후 이 신호는 제어장치(11)에 설정된 프로파일 목표치와 비교되며, 대차 진행에 대하여 폭방향의 불균일이 발생할 때는 분할게이트(3)의 개도량으로 제어가 이뤄지고, 길이방향의 불균일이 발생할 때는 드럼피더(2)의 속도로 제어가 이뤄지게 된다.

본 실시예에 의한 제어장치(11)는 위치센서(4)나 레이저 스캐너(5,9), 카메라(7) 등으로부터 전송받은 측정값을 통해, 분할게이트(3)의 개도를 조절하는 액츄에이터와 장입 속도를 조절하는 드럼피더(2)를 제어하는 기능을 하며, 소결층 균일제어기(13, PXI) 및 PLC(14)를 포함하여 구성된다.

레이저 스캐너(9)의 하부 프로파일 측정은 장입산(10)을 폭방향으로 전체를 측정하여, 제어 가능한 분할게이트수(본 실시예의 경우, 7개)에 따라 그 측정된 데이타를 동일한 개수(본 실시예의 경우, 7개)의 구역으로 나누어 각 구역의 평균값을 그 구역의 대표 피드백값으로 정한다.

또한, 이러한 각 구역의 대표 피드백값을 프로파일 목표치와 비교하여, 해당 구역의 분할게이트(3) 각각의 개도량을 조절하여 폭방향 불균일을 제어하게 된다.

한편, 그와 동시에 전체 폭방향의 평균값을 취득하고 이를 길이방향 프로파일 대표 피드백 값으로 정하며, 이를 프로파일 목표치와 비교하여, 편차 발생시 드럼피더(2)의 속도를 조절하여 길이방향 장입 불균일을 제어하게 된다.

이러한 제어 과정에 있어서 제어장치(11)의 작용을 보다 상세하게 설명한다.

레이저 스캐너(9)가 장입산(10)을 폭방향으로 스캔하고, 이를 소결층 균일 제어기(13)에서 프로파일 목표치와 비교하여 폭방향 및 길이방향 제어량을 구하여 PLC(14)로 전송한다.

PLC(14)는 분할게이트(3)의 액츄에이터와 드럼피더(2)를 제어하며, 이를 통해 실제 분할게이트(3)의 개도량 조절을 통해 폭방향 불균일을 제어하고, 드럼피더(2)의 속도 조절을 통해 길이방향 불균일을 제어하여, 전체적인 소결층 불균일 제어를 수행한다.

한편, 폭방향 불균일의 원인이 될 수 있는 가이드 슈트(6)나 슈트(8)의 부착광을 감시하기 위해서 또다른 레이저 스캐너(5)와 카메라(7)가 각각 설치되어 부착광을 진단하게 된다.

부착광은 소결 장입공정에서 폭방향의 불균일을 야기시키며, 이러한 점을 감안하여 부착광에 의한 폭방향 불균일까지 고려한 제어를 행할 필요가 있다.

부착광은 주로 슈트(8)의 하부에서 가장 많이 발생하고, 가이드 슈트(6)에도 많이 발생한다. 조업시 부착광이 발생하면, 분할게이트(3)를 통해 아무리 균일하게 소결층후를 제어하더라도 부착광에 의한 소결층후 불균일이 발생한다.

그러므로, 이를 감시 및 진단하기 위해서 카메라(7)로 슈트(8)의 하부측 부착광을 감시 진단하고, 레이저 스캐너(5)로 가이드 슈트(6)의 부착광을 감시 진단하여, 부착광 과다 발생시 제어장치(11)와 연결된 경보수단(20)을 통해 조업자에게 경보하여 부착광 제거 조치를 할 수 있도록 한다. 상기 카메라(7)로서는 통상의 CCD 카메라가 사용된다.

부착광의 감시 진단은 예를 들어 다음과 같은 과정을 통해 이뤄진다.

분할게이트(3)가 모두 균일한 개도로써 개방된 경우에 가이드 슈트(6)측에 설치된 레이저 스캐너(5)에서 검출한 상부 프로파일이 불균일하게 나온다면, 가이드 슈트(6)(혹은 분할게이트측)에 부착광이 발생한 것으로 판단할 수 있다.

한편, 가이드 슈트(6)측의 레이저 스캐너(5)에서 검출한 상부 프로파일은 균일하게 나왔는데, 카메라(7)에서 검출한 프로파일이나 하부측 레이저 스캐너(9)에서 검출한 하부 프로파일이 불균일하게 나온 경우, 또는 그 역의 경우라면, 슈트(8)에 부착광이 발생한 것으로 판단할 수 있다.

그러므로, 카메라(7)를 이용하여 슈트(8)의 하부측 부착광을 감시 진단하고, 레이저 스캐너(5)를 이용하여 가이드 슈트(6)의 부착광을 감시 진단하여, 부착광 과다 발생시 제어장치(11)와 연결된 경보수단(20)을 통해 조업자에게 경보함으로써 부착광 제거 조치를 할 수 있게 된다.

이상 설명한 본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 상기 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안된다.

이와 같은 본 발명의 소결원료 장입 제어방법은, 원료 장입산이 균일한 상태로 폭방향 및 길이방향의 장입층후 변화가 가능하게 하고, 표층밀도 및 입도 등을 균일하게 하며, 또한 적절한 표층밀도를 가지는 균일한 소결표면을 안정적으로 유지하게 한다.

이를 통해, 가스의 착화성 향상 및 균일한 소성에 의한 실수율 향상, 소결광 냉각강도 등의 품질 향상, 원료 소성시의 통기성 향상 등의 효과를 제공한다.

Claims (2)

1. 소결원료가 장입되는 서지호퍼 및 원료 장입시의 개도량을 조절하는 분할게이트, 장입속도를 조절하는 드럼피더, 이들을 제어하는 제어장치를 포함하여 구성된 통상의 소결기의 조업을 제어하는 방법에 있어서,

   소결원료가 대차(17)에 장입되기 전에 레이저 스캐너(9)로 장입산(10)을 대차 진행방향의 폭방향으로 스캔하는 단계;

   스캔된 신호를 제어장치(11)에서 전송받아 폭방향과 길이방향의 성분으로 분리한 후, 프로파일 목표치와 비교하는 단계;

   비교 결과, 대차 진행의 폭방향 불균일이 발생할 때는 분할게이트(3)의 개도량을 제어하고, 길이방향 불균일이 발생할 때는 드럼피더(2)의 속도를 제어하는 단계;

   카메라(7)로 슈트(8)의 하부측을 촬영하는 단계;

   또다른 레이저 스캐너(5)로 가이드 슈트(6)를 그 폭방향으로 스캔하는 단계;

   촬영 또는 스캔된 신호를 제어장치(11)에서 전송받아 폭방향과 길이방향의 성분으로 분리한 후, 그 프로파일을 상호 비교하는 단계; 및

   비교 결과, 슈트(8) 또는 가이드 슈트(6)에 부착광이 발생한 것으로 판단된 경우, 경보수단(20)을 통해 경보 신호를 발생시키는 단계;

   를 포함하여 구성된 소결기의 소결원료 장입 제어방법.
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