KR100973896B1

KR100973896B1 - 고로 송풍 온도에 따른 미분탄 취입량 제어장치

Info

Publication number: KR100973896B1
Application number: KR1020030036314A
Authority: KR
Inventors: 엄주선; 강찬이; 임병용
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2003-06-05
Filing date: 2003-06-05
Publication date: 2010-08-03
Also published as: KR20040107576A

Abstract

본 발명은 고로로 공급되는 송풍 온도의 변화에 따라 변동하는 노열을 안정시키기 위해서, 송풍의 온도 변화만큼 고로로 취입되는 미분탄량을 보상하는 고로 송풍 온도에 따른 미분탄 취입량 제어장치에 관한 것이다.

본 발명의 장치는 열풍로에서 배출되는 송풍의 온도를 검출한 송풍의 온도 검출값과 조업상황에 따라 임의로 설정된 송풍의 온도 설정값간의 온도편차를 연산하고, 상기 온도편차가 편차허용 범위에 속하는지 여부를 판단하는 온도편차 판단부와, 상기 온도편차가 편차허용 범위에 속하지 않을 때, 상기 온도편차 판단부의 온도편차를 그에 해당되는 미분탄량으로 환산하고, 상기 환산된 미분탄량을 조업상황에 따라 임의로 설정된 미분탄 취입량과 합산하는 미분탄 취입량 설정부와, 상기 미분탄 취입량 설정부의 미분탄 설정값만큼 고로로 미분탄이 취입되도록 상기 피드호퍼내 압력을 제어하는 미분탄 취입량 제어부를 포함한다.

이러한 본 발명의 구성에 의하면, 본 발명은 노내의 열적인 밸런스를 유지하여 노황을 안정시킬 수 있고, 나아가 생산되는 쇳물의 품질이 향상되고 쇳물의 생산량이 증가하는 효과가 있다.

열풍로, 블로어, 미분탄, 피드호퍼, 고로, 송풍, 냉풍

Description

고로 송풍 온도에 따른 미분탄 취입량 제어장치{AN APPARATUS FOR CONTROLLING THE INJECT OF PULVERIZED COAL ACCORDING TO BLOWER TEMPERATURE}

도1은 종래 고로 송풍 온도 및 미분탄 취입량 제어장치에 관한 구성도이다.

도2는 본 발명에 의한 고로 송풍 온도에 따른 미분탄 취입량 제어장치의 구성도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

3: 송풍유량제어밸브 4: 송풍 온도 검출기

110: 송풍 온도 설정기 100: 송풍 온도 제어부

120: 미분탄 취입량 설정기 200: 온도편차 판단부

300: 미분탄 취입량 설정부 400: 실제 미분탄 취입량 검출부

500: 미분탄 취입량 제어부

본 발명은 고로 송풍 온도에 따른 미분탄 취입량 제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고로로 공급되는 송풍 온도의 변화에 따라 변동하는 노열을 안정 시키기 위해서, 송풍의 온도 변화만큼 고로로 취입되는 미분탄량을 보상하는 고로 송풍 온도에 따른 미분탄 취입량 제어장치에 관한 것이다.

도1은 종래 고로 송풍 온도 및 미분탄 취입량 제어장치의 구성도로서, 도1을 참조하여 종래 고로 송풍의 온도 제어 및 미분탄 취입량 제어를 설명한다.

우선, 미분탄 취입량을 제어하는 과정을 살펴보면, 운전자가 미분탄 취입량 설정기(120)에 임의의 미분탄 취입량을 설정하면, 상기 미분탄 취입량 설정기(120)에 설정된 미분탄 설정값은 미분탄 취입량 연산기(510) 및 호퍼 압력 설정기(520)로 출력된다. 실제 미분탄 취입량 검출부(400)는 미분탄 피드호퍼(10)내 미분탄 중량의 변화를 통해 실제 고로(6)로 취입되는 미분탄량을 검출하여 상기 미분탄 취입량 연산기(510)로 출력한다.

이에, 상기 미분탄 취입량 연산기(510)는 상기 실제 미분탄 취입량 검출부(400)의 미분탄 검출값과 상기 미분탄 취입량 설정기(120)의 미분탄 설정값을 입력받아, 상기 미분탄 검출값이 미분탄 설정값과 같아지도록 상기 피드호퍼(10)에서 고로로 취입되는 미분탄량을 연산하여 상기 호퍼 압력 설정기(520)로 출력한다.

상기 호퍼 압력 설정기(520)는 상기 미분탄 취입량 설정기(120)의 미분탄 설정값, 상기 미분탄 취입량 연산기(510)의 미분탄 연산값 및 송풍 유량 검출기(5)의 송풍 검출값을 입력받아, 상기 미분탄 취입량 연산기(510)의 미분탄 연산값에 해당 되는 미분탄량이 상기 고로(6)로 취입되도록 상기 미분탄 피드호퍼(10)내 압력값을 설정한다.

상기 호퍼 압력 제어기(530)는 상기 호퍼 압력 설정기(520)로부터 입력되는 압력 설정값과 호퍼 압력 검출기(14)의 압력 검출값이 같아지도록 상기 미분탄 피드호퍼(10)에 설치된 가압제어밸브(11), 배압소밸브(12) 및 배압대밸브(13)의 개도를 조절한다. 즉, 상기 호퍼 압력 제어기(530)는 상기 미분탄 취입량 연산기(510)에서 연산된 미분탄량만큼 상기 고로(6)로 미분탄이 취입되도록 상기 피드호퍼(10)에 구비된 밸브의 개도를 제어한다.

또한, 종래 고로로 공급되는 송풍의 온도를 제어하는 과정을 살펴보면, 운전자는 송풍 온도 설정기(110)에 임의의 송풍 온도 설정값을 설정하고, 열풍로(2)로부터 배출되는 송풍의 온도는 송풍 온도 검출기(4)에서 검출된다. 상기 송풍 온도 제어부(100)는 송풍 온도 검출기(4)에서 검출된 송풍 온도가 상기 송풍 온도 설정값과 같아지도록 냉풍유량제어밸브(3)의 개도를 조절함으로써, 상기 열풍로(2)에 공급되는 냉풍의 유량을 조절한다. 즉, 상기 열풍로(2)에서 배출되는 송풍의 온도는 열풍로(2)로 공급되는 냉풍의 유량에 따라 제어된다.

보다 구체적으로, 상기 열풍로(2)는 일반적으로 연소실과 축열실로 구성되는데, 상기 연소실에서는 고로가스와 코크스오븐 가스가 혼합된 고온(대략 1200℃)의 송풍이 제조되고, 상기 축열실에서는 상기 연소실에서 제조된 송풍이 축열되었다가 상기 블로어(1)로부터 공급된 냉풍(대략 100℃)에 의해 송풍의 온도가 조절된 뒤 고로(6)로 배출된다.

그러나, 노황이 불안정하여 고로가스의 성분이 불량하거나 코크스오븐 가스의 성분이 불량하면 연소실에서 제조된 송풍이 상기 축열실에서 충분히 축열되지 않아 상기 축열실의 송풍이 감소하게 된다. 이때, 열풍로(2)로 공급되는 냉풍을 차단하더라도 축열실내 송풍의 온도는 급격하게 하강하게 된다. 따라서, 송풍의 온도가 하강하면서 고로(6)의 노열도 하강하게 되고, 이러한 노열 변동으로 인하여 노황이 불안정해진다.

상기와 같이, 종래 미분탄 취입량을 제어하는 과정과 송풍의 온도를 제어하는 과정은 각각 독립적인 장치에 의해 이루어진다. 그러나, 송풍의 온도 감소로 인하여 노황이 불안정해지는 것을 방지하기 위해서, 운전자는 송풍의 온도 감소에 따른 미분탄 취입량을 경험에 의해 임의로 조정한다. 여기서, 종래 송풍 온도 변동에 따른 미분탄 취입량 제어를 운전자의 경험에 의존하다보니, 송풍 온도 변화에 따라 정량적으로 미분탄 취입량을 조정하는 것이 불가능하며, 열량 보정의 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 열풍로의 송풍 온도가 급격하게 변동하는 경우 송풍의 온도 변화에 적합한 미분탄 취입량을 자동으로 설정하고 제어하는 고로 송풍 온도에 따른 미분탄 취입량 제어 장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 장치는 고로 전단에 설치되어 고로가스와 코크스오븐 가스가 혼합된 송풍을 연소하여 고로로 공급하는 열풍로와, 고로 전단에 설치되어 압력이 높을 수록 고로로 취입되는 미분탄량이 증가하는 피드호퍼를 갖는 고로 송풍 온도에 따른 미분탄 취입량 제어장치에 있어서,

상기 열풍로에서 배출되는 송풍의 온도를 검출한 송풍의 온도 검출값과 조업상황에 따라 임의로 설정된 송풍의 온도 설정값간의 온도편차를 연산하고, 상기 온도편차가 편차허용 범위에 속하는지 여부를 판단하는 온도편차 판단부;

상기 온도편차가 편차허용 범위에 속하지 않을 때, 상기 온도편차 판단부의 온도편차를 그에 해당되는 미분탄량으로 환산하고, 상기 환산된 미분탄량을 조업상황에 따라 임의로 설정된 미분탄 취입량과 합산하는 미분탄 취입량 설정부; 및

상기 미분탄 취입량 설정부의 미분탄 설정값만큼 고로로 미분탄이 취입되도록 상기 피드호퍼내 압력을 제어하는 미분탄 취입량 제어부

를 구비함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 고로 송풍 온도에 따른 미분탄 취입량 제어장치는 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명의 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성 및 기능을 갖는 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.

도2는 본 발명에 의한 고로 송풍 온도에 따른 미분탄 취입량 제어장치의 구성도이다. 도2를 참조하면, 본 발명의 일반적인 장치는 고로(6) 전단에 설치되어 고로가스와 코크스오븐 가스를 혼합하여 고로로 공급되는 송풍을 연소하는 열풍로(2)와, 상기 열풍로(2) 전단에 설치되어 열풍로(2)로 냉풍을 공급하는 블로어(1)와, 압력이 높을 수록 고로로 취입되는 미분탄량이 증가하는 피드호퍼(10)와, 상기 피드호퍼(10)의 상부에 구비되어 압력을 검출하는 호퍼압력검출기(14)와, 상기 피드호퍼(10)의 하부에 구비되어 호퍼내 미분탄의 중량을 검출하는 호퍼중량검출기(15)와, 상기 피드호퍼(10)로 공급되는 질소의 량을 조절하는 질소가압밸브(11)와, 상기 피드호퍼(10)의 압력을 낮추기 위해 가스를 배출하는 배압소밸브(12) 및 배압대밸브(13)와, 상기 블로어(1)와 열풍로(2)를 연결하는 배관에 설치되어 열풍로로 공급되는 냉풍의 유량을 조절하는 송풍유량제어밸브(3)와, 상기 열풍로(2) 후단에 설치되어 배출되는 송풍의 온도를 검출하는 송풍 온도 검출기(4)와, 조업상황에 따라 운전자가 임의로 송풍의 온도를 설정하는 송풍 온도 설정기(110)와, 조업상황에 따라 운전자가 고로로 취입될 미분탄량을 임의로 설정하는 미분탄 취입량 설정기(120)와, 상기 피드호퍼(10)내 시간당 중량 변화량을 검출하여 실제 고로로 취입되는 미분탄량을 검출하는 실제 미분탄 취입량 검출부(400)와, 상기 송풍 온도 검출기(4)의 온도 검출값이 상기 송풍 온도 설정기(110)의 온도 설정값보다 크면 상기 송풍유량제어밸브(3)를 오픈시키고, 상기 온도 검출값이 온도 설정값보다 작으면 송풍유량제어밸브(3)를 클로즈시키는 송풍 온도 제어부(100)를 포함한다.

또한, 본 발명의 장치는 상기 열풍로(2)에서 배출되는 송풍의 온도를 검출한 송풍의 온도 검출값과 조업상황에 따라 임의로 설정된 송풍의 온도 설정값간의 온도편차를 연산하고, 상기 온도편차가 편차허용 범위에 속하는지 여부를 판단하는 온도편차 판단부(200)와, 상기 온도편차가 편차허용 범위에 속하지 않을 때, 상기 온도편차 판단부(200)의 온도편차를 그에 해당되는 미분탄량으로 환산하고, 상기 환산된 미분탄량을 조업상황에 따라 임의로 설정된 미분탄 취입량과 합산하는 미분탄 취입량 설정부(300)와, 상기 미분탄 취입량 설정부(300)의 미분탄 설정값만큼 고로로 미분탄이 취입되도록 상기 피드호퍼내 압력을 제어하는 미분탄 취입량 제어부(500)를 포함한다.

여기서, 상기 온도편차 판단부(200)는 조업상황에 따라 임의로 설정된 온도 설정값과 상기 열풍로에서 배출되는 송풍의 온도 검출값을 입력받아 상기 온도 설정값과 온도 검출값간의 온도편차를 소정의 수(N)로 증폭하는 차동증폭기(210)와, 상기 차동증폭기(210)의 온도편차를 입력받아 설정된 하한설정값과 비교하여 온도편차가 하한설정값보다 작으면 온도편차를 출력하는 하한설정기(220)와, 상기 차동증폭기(210)의 온도편차를 입력받아 설정된 상한설정값과 비교하여 온도편차가 상한설정값보다 크면 온도편차를 출력하는 상한설정기(230)를 포함한다.

또한, 상기 미분탄 취입량 설정부(300)는 상기 온도편차판단부(200)로부터 온도편차가 출력되면, 수학식1 미분탄량 = 온도편차 * (1/N) * K (N:차동증폭기의 증폭 배수, K:온도에 따른 미분탄량 환산계수)에 의해 상기 온도편차를 그에 해당되는 미분탄량으로 환산하는 환산기(310)와, 상기 환산기(310)의 미분탄량을 조업상황에 따라 임의로 설정된 미분탄 설정량과 합산하는 합산기(320)를 포함한다.

더하여, 상기 미분탄 취입량 제어부(500)는 상기 실제 미분탄 취입량 검출부(400)의 미분탄 검출값과 상기 미분탄 취입량 설정부(300)의 미분탄 설정값을 입력받아, 상기 미분탄 검출값이 미분탄 설정값과 같아지는데 필요한 미분탄량을 연산하는 미분탄 취입량 연산기(510)와, 상기 미분탄 취입량 설정부(300)의 미분탄 설정값, 상기 미분탄 취입량 연산기(510)의 미분탄 연산값 및 송풍 유량 검출기(5)의 송풍 검출값을 입력받아, 상기 미분탄 취입량 연산기(510)의 미분탄 연산값에 해당되는 미분탄이 취입되는데 필요한 상기 피드호퍼내 압력을 설정하는 호퍼 압력 설정기(520)와, 상기 호퍼 압력 설정기(520)의 압력 설정값을 입력받아 상기 피드호퍼의 압력이 압력 설정값과 같아지도록 상기 피드호퍼에 구비된 밸브들을 오픈/클로즈시켜 피드호퍼내 압력을 제어하는 호퍼 압력 제어기(530)를 포함한다.

이하, 상기 서술한 본 발명의 구성에 따른 작용을 설명한다.

우선, 고로로 공급되는 송풍의 온도를 제어하는 과정을 살펴보면, 운전자는 송풍 온도 설정기(110)에 임의의 송풍 온도 설정값을 설정하고, 열풍로(2)로부터 배출되는 송풍의 온도는 송풍 온도 검출기(4)에서 검출된다. 상기 송풍 온도 제어 부(100)는 송풍 온도 검출기(4)에서 검출된 송풍 온도가 상기 송풍 온도 설정값과 같아지도록 냉풍유량제어밸브(3)의 개도를 조절함으로써, 상기 열풍로(2)에 공급되는 냉풍의 유량을 조절한다. 즉, 상기 열풍로(2)에서 배출되는 송풍의 온도는 열풍로(2)로 공급되는 냉풍의 유량에 따라 제어된다.

본 발명은 송풍의 온도가 급격하게 변동하는 경우, 상기 송풍의 온도 변동으로 인하여 노황이 불안정해지는 것을 방지하기 위해서, 송풍 온도의 변화에 따라 고로로 취입되는 미분탄량을 보상하는 장치에 관한 것으로, 종래 송풍의 온도와 미분탄 취입량이 독립적으로 제어되던 것에 반하여, 고로로 배출되는 송풍의 온도 변화를 고려하여 미분탄 취입량을 제어한다.

본 발명에 의한 송풍 온도에 따른 미분탄 취입량을 제어하는 과정을 살펴보면, 상기 송풍 온도 설정기(110)의 온도 설정값과 상기 송풍 온도 검출기(4)의 온도 검출값이 상기 차동증폭기(510)로 입력되면, 상기 차동증폭기(510)는 두 값간의 온도편차를 연산하고, 이를 소정의 배수(N)만큼 증폭한다.

상기 증폭된 온도편차가 상기 하한설정기(220)의 하한설정치와 상기 상한설정기(230)의 상한설정치 사이인 편차허용치에 속하면, 릴레이(R1,R2)가 오프(off)되고 B접점이 온되어 상기 미분탄 취입량 설정부(300)로 신호가 인가되지 않는다. 그러나, 상기 증폭된 온도편차가 상기 하한설정기(220)의 하한설정치 미만이거나 상기 상한설정기(230)의 상한설정치 이상이면, 릴레이(R1) 또는 릴레이(R2)가 온되 고 A접점이 온되어 상기 미분탄 취입량 설정부(300)로 온도편차가 출력된다.

상기 미분탄 취입량 설정부(300)의 환산기(310)로 온도편차가 입력되면, 상기 환산기(310)은 하기 수학식1에 따라 상기 온도편차를 그에 해당되는 미분탄량으로 연산한다.

[수학식1]

미분탄량 = 온도편차 * (1/N) * K

N: 차동증폭기의 증폭 배수

K: 송풍 온도에 따른 미분탄 환산계수

여기서, 환산계수(K)는 일반적인 고로 조업에서 온도에 따라 보상되는 미분탄량을 계산하는데 이용되는 계수로서, K= 송풍 온도 10℃의 코크스 상당량/ 미분탄1톤의 코크스 상당량으로 계산된다. 일반적으로, 송풍 온도 10℃의 코크스량은 1.0[Kg/T-Pig]이고, 미분탄1톤의 코크스량은 4.3[Kg/T-Pig]이므로, K=0.23이다.

상기 환산기(310)로부터 환산된 미분탄량이 출력되면 상기 합산기(320)는 상기 미분탄 취입량 설정기(120)의 미분탄 설정량과 환산된 미분탄량을 합산하여 상기 미분탄 취입량 제어부(500)로 출력한다.

상기 실제 미분탄 취입량 검출부(400)는 미분탄 피드호퍼(10)내 미분탄 중량의 변화를 통해 고로로 취입되는 미분탄량을 검출하여 상기 미분탄 취입량 제어부(500)의 미분탄 취입량 연산기(510)로 출력한다.

상기 미분탄 취입량 연산기(510)는 상기 실제 미분탄 취입량 검출부(400)의 미분탄 검출값과 상기 미분탄 취입량 설정부(300)의 미분탄 설정값을 입력받아, 상기 미분탄 검출값이 미분탄 설정값과 같아지도록 상기 피드호퍼(10)에서 고로로 취입되는 미분탄량을 연산하여 상기 호퍼 압력 설정기(520)로 출력한다.

상기 호퍼 압력 설정기(520)는 상기 미분탄 취입량 설정기(120)의 미분탄 설정값, 상기 미분탄 취입량 연산기(510)의 미분탄 연산값 및 송풍 유량 검출기(5)의 송풍 검출값을 입력받아, 상기 미분탄 취입량 연산기(510)의 미분탄 연산값에 해당되는 미분탄량이 상기 고로(6)로 취입되도록 상기 미분탄 피드호퍼(10)내 압력값을 설정한다.

상기 호퍼 압력 제어기(530)는 상기 호퍼 압력 설정기(520)로부터 입력되는 압력 설정값과 호퍼 압력 검출기(14)의 압력 검출값이 같아지도록 상기 미분탄 피드호퍼(10)에 설치된 가압제어밸브(11), 배압제어소밸브(12) 및 배압제어대밸브(13)의 개도를 조절한다.

즉, 본 발명의 미분탄 취입량 제어부(500)는 상기 미분탄 취입량 설정부(300)의 미분탄 설정값이 상기 실제 미분탄 취입량 검출부(400)의 미분탄 취입량보다 크면 상기 피드호퍼(10)의 압력이 증가하도록 가압제어밸브(11)를 오픈시키고, 상기 미분탄 설정값이 미분탄 취입량보다 작으면 상기 피드호퍼(10)의 압력이 감소하도록 배압소밸브(12) 및 배압대밸브(13)를 오픈시킨다. 따라서, 상기 피드호퍼(10)는 호퍼내 압력에 따라서 고로(6)로 취입되는 미분탄량이 조절된다.

본 발명은 송풍 온도의 변화에 따라 미분탄 취입량을 자동으로 제어함으로서, 노내의 열적인 밸런스를 유지하여 노황을 안정시킬 수 있고, 나아가 생산되는 쇳물의 품질이 향상되고 쇳물의 생산량이 증가하는 효과가 있다.

Claims

고로 전단에 설치되어 고로가스와 코크스오븐 가스가 혼합된 송풍을 연소하여 고로로 공급하는 열풍로와, 고로 전단에 설치되어 압력이 높을 수록 고로로 취입되는 미분탄량이 증가하는 피드호퍼를 갖는 고로 송풍 온도에 따른 미분탄 취입량 제어장치에 있어서,

상기 열풍로에서 배출되는 송풍의 온도를 검출한 송풍의 온도 검출값과 조업상황에 따라 임의로 설정된 송풍의 온도 설정값간의 온도편차를 연산하고, 상기 온도편차가 편차허용 범위에 속하는지 여부를 판단하는 온도편차 판단부;

상기 온도편차가 편차허용 범위에 속하지 않을 때, 상기 온도편차 판단부의 온도편차를 그에 해당되는 미분탄량으로 환산하고, 상기 환산된 미분탄량을 조업상황에 따라 임의로 설정된 미분탄 취입량과 합산하는 미분탄 취입량 설정부; 및

상기 미분탄 취입량 설정부의 미분탄 설정값만큼 고로로 미분탄이 취입되도록 상기 피드호퍼내 압력을 제어하는 미분탄 취입량 제어부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로 송풍 온도에 따른 미분탄 취입량 제어장치.
제1항에 있어서, 상기 온도 편차 판단부는

조업상황에 따라 임의로 설정된 온도 설정값과 상기 열풍로에서 배출되는 송풍의 온도 검출값을 입력받아 상기 온도 설정값과 온도 검출값간의 온도편차를 소 정의 수(N)로 증폭하는 차동증폭기;

상기 차동증폭기의 온도편차를 입력받아 설정된 하한설정값과 비교하여 온도편차가 하한설정값보다 작으면 온도편차를 출력하는 하한설정기; 및

상기 차동증폭기의 온도편차를 입력받아 설정된 상한설정값과 비교하여 온도편차가 상한설정값보다 크면 온도편차를 출력하는 상한설정기

를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로 송풍 온도에 따른 미분탄 취입량 제어장치.
제1항에 있어서, 상기 미분탄 취입량 설정부는

상기 온도편차판단부로부터 온도편차가 출력되면, 수학식1 미분탄량 = 온도편차 * (1/N) * K (N:차동증폭기의 증폭 배수, K:온도에 따른 미분탄량 환산계수)에 의해 상기 온도편차를 그에 해당되는 미분탄량으로 환산하는 환산기; 및

상기 환산기의 미분탄량을 조업상황에 따라 임의로 설정된 미분탄 설정량과 합산하는 합산기

를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로 송풍 온도에 따른 미분탄 취입량 제어장치.