KR101068965B1 - Measuring apparatus for flame velocity of sintering furnace and method using it - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소결로의 화염 전진속도 측정장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각종 원료로 소결광을 제조할 때 소결공정의 소성상태를 평가하기 위한 데이터로 화염의 전진속도를 수집할 수 있도록 하는 소결로의 화염 전진속도 측정장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 소결로의 화염 전진속도 측정장치는 내부에 원료가 장입되도록 원통 형상을 갖고, 벽면의 모든 지점에서 동일한 방사율을 갖는 철재 포트와; 상기 철재 포트와 일정거리 이격되어 설치되고, 상기 철재 포트 표면의 온도를 측정하는 열화상 카메라를 포함하는 것을 특징하고, 소결로의 화염 전진속도 측정방법은 철재 포트에 원료를 장입하고, 원료에 고온의 열을 공급하여 소결을 진행하는 단계; 상기 소결이 진행되는 중에 철재 포트의 표면에 지정되는 다수의 온도 측정 포인트 지점에 대하여 열화상 카메라를 이용하여 일정한 시간차로 온도를 측정하는 단계와; 측정된 온도 데이터를 분석하여 원료의 점화에 의한 화염의 전진속도를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a device for measuring the flame propagation speed of a sintering furnace, and more particularly, in order to collect the flame propagation speed as data for evaluating the firing state of the sintering process when manufacturing sintered ore from various raw materials. The apparatus for measuring the flame forward speed of the sintering furnace and the method thereof, The apparatus for measuring the flame forward speed of the sintering furnace has a cylindrical shape so that the raw material is charged therein, and an iron port having the same emissivity at all points on the wall; It is installed spaced apart from the iron port a certain distance, characterized in that it comprises a thermal imaging camera for measuring the temperature of the surface of the iron port, the method of measuring the flame forward speed of the sintering furnace is charged with the raw material in the iron port, the high temperature to the raw material Supplying heat to proceed with sintering; Measuring temperature at a predetermined time difference using a thermal imaging camera at a plurality of temperature measuring point points designated on a surface of an iron port while the sintering is in progress; Analyzing the measured temperature data, characterized in that it comprises the step of measuring the forward speed of the flame by the ignition of the raw material.
소결로, 소결광, 화염전진속도, 소결 Sintering Furnace, Sintered Ore, Flame Propagation Rate, Sintering
Description
본 발명은 소결로의 화염 전진속도 측정장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각종 원료로 소결광을 제조할 때 소결공정의 소성상태를 평가하기 위한 데이터로 화염의 전진속도를 수집할 수 있도록 하는 소결로의 화염 전진속도 측정장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a device for measuring the flame propagation speed of a sintering furnace, and more particularly, in order to collect the flame propagation speed as data for evaluating the firing state of the sintering process when manufacturing sintered ore from various raw materials. It relates to a device for measuring the flame forward speed of a sintering furnace and a method thereof.
고로에 주 장입원료에 사용되는 소결광은 철광석과 석회석, 사문암 등의 부 원료, 그리고 연료와 조업 중 필연적으로 발생되는 고로 자체 반광을 혼합한 배합원료를 소결기에 장입하여 소결하는 과정을 통해 제조된다. 좀더 상세하게는 다수의 미분 철광석과 부원료 및 연료가 혼합되어 소결로에 장입된 후 1200℃ 고온의 열에 의해 점화되어 하부에서 흡입되는 흡입력에 의해 용융결합과정 및 냉각과정이 이루어져서 소결공정이 이루어진다. 이때 소성상태를 평가하기 위한 데이터로 소결공정 중 화염의 전진속도를 이용하여 소결진행속도를 판단하고, 소결광의 제조 상태를 평가하게 된다.The sintered ore used for the main charging material in the blast furnace is manufactured by sintering the raw materials such as iron ore, limestone, serpentine and the like, and a raw material mixed with fuel and the blast furnace itself which is inevitably generated during operation. More specifically, a plurality of fine iron ores, subsidiary materials, and fuel are mixed and charged into a sintering furnace, and then sintered by melting and cooling processes by suction power sucked from the lower part by ignition by heat of 1200 ° C. In this case, as the data for evaluating the sintering state, the sintering progress rate is determined by using the forward velocity of the flame during the sintering process, and the manufacturing state of the sintered ore is evaluated.
이렇게 소결공정 중에 화염의 전진속도를 측정하기 위하여 종래에는 투명재 질의 석영튜브를 이용하여 소결로를 구성하고, 석영튜브에 소결원료를 장입한 다음 소결공정을 진행하는 도중 소결진행 과정을 비디오로 촬영하여 육안으로 대략적인 소결진행속도를 측정하는 방법이 있었다. 하지만, 이러한 방법은 별도의 석영튜브가를 사용하여야 하기 때문에 작업시간이 증가되고, 소모 재료비가 증가되는 문제점이 있었고, 비디오 촬영에 의한 육안해석 방법으로 데이터의 표준화가 어려운 문제점이 있었다.In order to measure the forward velocity of the flame during the sintering process, a sintering furnace is conventionally constructed by using a quartz tube made of transparent material, a sintering raw material is charged into the quartz tube, and the sintering process is video taken during the sintering process. There was a method of measuring the approximate sintering speed visually. However, this method has a problem that the work time is increased, the consumption of material costs are increased because a separate quartz tube must be used, and the standardization of data is difficult by visual analysis by video shooting.
그리고, 소결공정 중에 화염의 전진속도를 측정하기 위하여 종래에 사용되던 다른 방법은 소결공정이 진행되는 소결로의 내부에 다수의 온도계를 등간격으로 설치하고, 온도계에서 온도를 측정함에 따라 소결진행속도를 측정하는 방법이 있었다. 하지만, 이러한 방법은 데이터를 표준화시킬 수 있는 장점이 있었지만, 다량이 온도계 설치가 소결실험 방해요인으로 작용하는 문제점이 있었다.In addition, another method conventionally used to measure the flame propagation rate during the sintering process is to install a plurality of thermometers at equal intervals inside the sintering furnace where the sintering process is performed, and to measure the temperature at the sintering process. There was a way to measure it. However, this method had the advantage of standardizing data, but there was a problem that a large amount of thermometer installation acted as an obstacle to sintering experiment.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 소결로를 개선하고, 열화상 카메라를 이용하여 소결시험을 방해하지 않으면서도, 화염의 전진속도를 정확하게 측정하여 표준화된 데이터를 얻을 수 있도록 하는 소결로의 화염 전진속도 측정장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, to improve the sintering furnace, and to accurately measure the forward speed of the flame without disturbing the sintering test using a thermal imaging camera to obtain standardized data It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for measuring the flame forward speed of a sintering furnace.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 소결로의 화염 전진속도 측정장치는 내부에 원료가 장입되도록 원통 형상을 갖고, 벽면의 모든 지점에서 동일한 방사율을 갖는 철재 포트와; 상기 철재 포트와 일정거리 이격되어 설치되고, 상기 철재 포트 표면의 온도를 측정하는 열화상 카메라를 포함하는 것을 특징으로 한다.Flame advance rate measuring apparatus of the sintering furnace according to the present invention for achieving the above object has a cylindrical shape so that the raw material is charged therein, the iron port having the same emissivity at all points of the wall; The steel port is spaced apart from the predetermined distance, characterized in that it comprises a thermal imaging camera for measuring the temperature of the surface of the steel port.
이때 상기 철재 포트는 벽면이 동일한 두께로 형성된 것을 특징으로 하고, 상기 철재 포트는 표면의 모든 지점에서 표면 산화도가 동일하게 유지되는 것을 특징으로 한다.At this time, the iron port is characterized in that the wall surface is formed with the same thickness, the iron port is characterized in that the surface oxidation degree is maintained at all points of the surface.
그리고, 상기 열화상 카메라는 상기 철재 포트의 표면에 등간격으로 지정되는 온도 측정 포인트의 온도를 각각 측정할 수 있는 것을 특징으로 한다.The thermal imaging camera may measure the temperature of temperature measuring points designated at equal intervals on the surface of the iron port, respectively.
또한, 본 발명에 따른 소결로의 화염 전진속도 측정방법은 철재 포트에 원료를 장입하고, 원료에 고온의 열을 공급하여 소결을 진행하는 단계; 상기 소결이 진행되는 중에 철재 포트의 표면에 지정되는 다수의 온도 측정 포인트 지점에 대하여 열화상 카메라를 이용하여 일정한 시간차로 온도를 측정하는 단계와; 측정된 온도 데이터를 분석하여 원료의 점화에 의한 화염의 전진속도를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the method for measuring the flame forward speed of the sintering furnace according to the present invention comprises the steps of charging the raw material to the iron port, supplying high temperature heat to the raw material to proceed with sintering; Measuring temperature at a predetermined time difference using a thermal imaging camera at a plurality of temperature measuring point points designated on a surface of an iron port while the sintering is in progress; Analyzing the measured temperature data, characterized in that it comprises the step of measuring the forward speed of the flame by the ignition of the raw material.
이때 상기 온도 측정 포인트는 일직선상으로 배치되고, 서로 간에 등간격으로 이격되는 것을 특징으로 한다.At this time, the temperature measuring points are arranged in a straight line, characterized in that spaced apart from each other at equal intervals.
본 발명에 따르면, 소결로의 포트를 개선하여 소결과정 중 포트 각 지점의 온도를 측정하고 분석하여 화염의 전진속도를 측정함으로써, 소결진행과정을 보다 정확하게 해석하여 정확한 소결광의 특성을 파악할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by improving the port of the sintering furnace by measuring and analyzing the temperature of each point of the port during the sintering process by measuring the forward speed of the flame, it is possible to more accurately analyze the sintering process to determine the characteristics of the accurate sintered ore There is.
또한, 종래의 석영튜브와 같은 소모성 재료를 사용하지 않아도 되어 재료비의 절감효과를 얻을 수 있고, 온도계 삽입에 따른 실험오차 또한 줄일 수 있는 효과가 있다.In addition, there is no need to use a consumable material such as a conventional quartz tube to obtain a material cost reduction effect, there is an effect that can also reduce the experimental error due to the insertion of the thermometer.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention in more detail.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know.
도 1은 본 발명에 따른 소결로의 화염 전진속도 측정장치를 나타내는 사시도 이고, 도 2는 본 발명에 따른 소결로의 온도 측정 포인트를 나타내는 개략도이다.1 is a perspective view showing a flame advance rate measuring apparatus of the sintering furnace according to the present invention, Figure 2 is a schematic diagram showing a temperature measuring point of the sintering furnace according to the present invention.
도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 소결로의 화염 전진속도 측정장치는 크게 철재 포트(10)와, 상기 철재 포트(10) 표면 각 지점의 온도를 측정하는 열화상 카메라(40)를 포함한다.As shown in the figure, the apparatus for measuring the flame forward speed of the sintering furnace according to the present invention includes a
상기 철재 포트(10)는 내부에 원료가 장입될 수 있도록 원통 형상을 갖고, 철재(steel) 재질로 제조되며, 그 상부에는 소결공정을 위한 버너(미도시)가 배치된다. 그리고, 그 하부에는 소결 원료가 안착되는 메쉬 형태의 플레이트(20)가 배치된다. 또한, 상기 플레이트(20)의 하부로는 배기관(30)이 연결되어 철재 포트(10) 하부에 흡입력을 제공하여 냉각공정이 이루어지도록 한다.The
상기 철재 포트(10)는 표면의 모든 지점에서 동일한 방사율을 갖는 것이 바람직하다. 그 이유는 철재 포트(10)의 재질 특성에 따른 오차율을 줄이기 위함이다. 또한, 철재 포트(10) 표면의 모든 지점에서 동일한 방사율을 갖기 위하여 철재 포트(10)는 표면의 모든 지점이 동일한 두께로 형성되는 것이 바람직하고, 철재 포트(10) 표면의 모든 지점에서 표면 산화도가 동일한 것이 바람직하다. The
열화상 카메라(40)는 물체에서 방사되는 적외선을 검출하는 수단으로서, 상기 열화상 카메라(40)는 상기 철재 포트(10)와 일정거리 이격되어 설치되어, 철재 포트(10) 표면의 온도를 측정한다.The
지구상에 존재하는 모든 물체들은 절대온도(0K 또는 -273℃) 이상의 온도를 갖고 있고, 그 온도에 대응하는 열에너지, 즉 적외선을 방사하는데 열화상 카메라(40)는 이러한 적외선을 검출하여 영상으로 보여주는 장치이다.All objects on the earth have a temperature above absolute temperature (0K or -273 ℃), and emits thermal energy corresponding to the temperature, that is, infrared rays, which
본 발명에서는 철재 포트(10) 표면의 온도를 정확하게 측정할 수 있다면 어떠한 방식의 열화상 카메라(40)를 사용하여도 무방하다. 다만, 도 2에 도시된 바와 같이 철재 포트(10)의 표면에 지정된 온도 측정 포인트인 P1 내지 P6 지점의 온도를 일정한 시간 간격으로 측정하여 데이터를 수집하여야 한다. 이때 온도 측정전에 상온 보정 작업을 하는 것이 바람직하다.In the present invention, any type of
상기 온도 측정 포인트 P1 내지 P6 지점은 상기 철재 포트(10)의 표면에서 상하 방향으로 일직선으로 지정되고, 서로 간에 일정한 간격으로 이격되는 것이 바람직할 것이다. 온도 측정 포인트의 개수는 특정한 개수로 한정되는 것이 아니고, 철재 포트(10)의 표면을 세분화하여 측정할 수 있는 범위에서 최대한 많이 지정되는 것이 바람직하나, 각 온도 측정 포인트에서 검출된 온도 정보를 이용하여 화염의 전진속도를 얻을 수 있는 수준 및 정확도를 고려하여 지정되는 것이 좋을 것이다. The temperature measuring points P1 to P6 points are specified in a straight line in the vertical direction from the surface of the
철재 포트(10) 및 열화상 카메라(40)를 제외한 소결로의 구성은 종래의 그것과 유사한 구성 및 기능을 갖는바 상세한 설명을 생략하도록 한다.The configuration of the sintering furnace except for the
전술한 바와 같이 구비되는 소결로의 화염 전진속도 측정장치를 이용한 소결로의 화염 전진속도 측정방법은 다음과 같다.As described above, the method for measuring the flame forward speed of the sintering furnace using the apparatus for measuring the flame forward speed of the sintering furnace is as follows.
철재 포트(10)에 원료를 장입하고, 원료에 고온의 열을 공급하여 소결을 진행하는 단계; 상기 소결이 진행되는 중에 철재 포트(10)의 표면에 지정되는 다수의 온도 측정 포인트 지점에 대하여 열화상 카메라(40)를 이용하여 일정한 시간차로 온도를 측정하는 단계와; 측정된 온도 데이터를 분석하여 원료의 점화에 의한 화염의 전진속도를 측정하는 단계를 포함한다.Charging the raw material into the
소결을 진행하는 단계에서는 철재 포트(10)에 다수의 미분 철광석, 부원료 및 연료를 혼합하여 장입시킨 다음, 철재 포트(10)의 상부에 마련된 버너(미도시)를 이용하여 1200℃ 고온의 열을 철재 포트(10) 내부에 공급하면 연료가 점화되어 화염이 철재 포트(10)의 상부에서 철재 포트(10)의 하부로 진행된다. 이렇게 화염이 진행되면서 철광석과 부원료를 용융결합시키고, 냉각되어 소결되는 것이다.In the step of sintering, a plurality of fine iron ores, subsidiary materials, and fuels are charged and charged in the
이렇게 원료 및 부원료가 소결되는 동안 화염이 진행됨에 따라 철재 포트(10) 표면의 온도가 변화하게 되고, 이러한 변화를 열화상 카메라(40)를 이용하여 측정하여 데이터를 수집하는 것이다. 이렇게 수집된 데이터는 열화상 분석 소프트웨어를 이용하여 분석함에 따라 기준스케일을 이용하여 각 온도 측정 포인트에 대한 온도를 분석할 수 있다.As the flame progresses while the raw materials and the subsidiary materials are sintered as described above, the temperature of the surface of the
도 3은 각 온도 측정 포인트의 온도를 측정하여 화염의 전진속도를 분석한 그래프 및 표이다.Figure 3 is a graph and table analyzing the flame speed by measuring the temperature of each temperature measuring point.
도 3의 그래프는 철재 포트(10)의 상부로 부터 거리가 137.1mm, 214.3mm, 291.4mm, 368.5mm, 445.7mm 및 522.8mm 인 지점을 지정하여 각 포인트의 온도를 분석한 값이고, 도 3의 표는 철재 포트(10) 상부로 부터의 거리와 온도 데이터를 기준으로 80℃에 도달했을 때의 경과시간을 이용하여 온도 측정 포인트 별 화염 전진속도와 온도 측정 포인트 간의 화염 전진속도를 측정한 결과를 나타낸 것이다.3 is a value obtained by analyzing the temperature of each point by designating points having a distance of 137.1 mm, 214.3 mm, 291.4 mm, 368.5 mm, 445.7 mm, and 522.8 mm from the upper portion of the
도 3에서와 같이 각각의 포인트 별 화염의 전진속도와 포인트 간 화염의 전 진속도를 정확하게 분석할 수 있다.As shown in FIG. 3, the forward speed of the flame for each point and the forward speed of the flame between points can be accurately analyzed.
도 4는 소결시 원료의 특성별 화염전진속도를 분석한 그래프로서, 본 발명에 따르면 원료를 다르게 하여 각각의 원료의 소결과정 시 화염의 전진속도를 분석하여 각 원료별 화염전진속도의 특성을 도출할 수 있다.Figure 4 is a graph of the analysis of the flame advance rate by the characteristics of the raw material during sintering, according to the present invention by deriving the characteristics of the flame advance rate of each raw material by analyzing the advance rate of the flame during the sintering process of each raw material by different raw materials can do.
도 1은 본 발명에 따른 소결로의 화염 전진속도 측정장치를 나타내는 사시도이고,1 is a perspective view showing a flame advance rate measuring apparatus of the sintering furnace according to the present invention,
도 2는 본 발명에 따른 소결로의 온도 측정 포인트를 나타내는 개략도이며,2 is a schematic view showing a temperature measuring point of the sintering furnace according to the present invention,
도 3은 본 발명에 각 온도 측정 포인트의 온도를 측정하여 화염의 전진속도를 분석한 그래프 및 표이고,Figure 3 is a graph and table analyzing the flame speed by measuring the temperature of each temperature measuring point in the present invention,
도 4는 소결시 원료의 특성별 화염전진속도를 분석한 그래프이다.Figure 4 is a graph analyzing the flame forward speed for each characteristic of the raw material during sintering.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10: 철재 포트(POT) 20: 플레이트10: iron port (POT) 20: plate
30: 배기관 40: 열화상 카메라30: exhaust pipe 40: thermal imaging camera
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CN102721280A (en) * | 2012-06-30 | 2012-10-10 | 娄底市凌一机电设备有限公司 | Negative micropressure ignition system for sintering machine bellows |
CN102721280B (en) * | 2012-06-30 | 2014-08-06 | 娄底市凌一机电设备有限公司 | Negative micropressure ignition system for sintering machine bellows |
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KR20090030628A (en) | 2009-03-25 |
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