KR101118288B1 - 고로의 원료장입 검출장치 - Google Patents

Abstract

고로의 원료장입 검출장치가 개시된다. 그러한 고로의 원료장입 검출장치는 노정 벙커에 공급된 원료의 레벨을 측정하고, 분배슈트의 1선회 시간과 비교하여 원료장입 선회수를 측정하는 선회수 측정부와, 상기 노정벙커로부터 고로로 장입되는 광석을 제어하는 장입 제어부와, 상기의 장입 제어부로부터 상기 분배슈트의 선회수 연산에 필요한 신호를 입력받아 처리하는 제어신호처리부와, 상기의 선회수 측정부와 제어신호 처리부의 신호를 받아 선회수를 비교 연산하는 선회수 비교연산부와, 상기의 선회수 비교연산부의 신호를 받아 메트리얼 게이트의 개도값을 산출하는 개도설정부와, 그리고 상기의 개도설정부의 신호를 입력받아 메트리얼 게이트를 개폐시키는 개도제어부를 포함한다.

고로, 원료, 장입, 레벨, 선회수, 검출

Description

고로의 원료장입 검출장치{APPARATUS FOR DETECTING MATERIAL OF FURNACE}

도 1은 종래기술에 따른 고로의 원료 장입설비의 구조를 도시하는 도면.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고로의 내부 구조를 도시하는 도면.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고로의 원료장입 검출장치의 구성을 도시하는 블럭도.

본 발명은 고로의 원료장입 검출장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 노정 벙커에 공급된 원료의 레벨신호와 장입제어 신호를 이용하여 원료의 장입시간을 측정하여 실제 고로내의 선회수를 측정할 수 있는 고로의 원료장입 검출장치에 관한 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 고로의 원료 장입설비의 구조를 도시하는 도면이다. 도시된 바와 같이, 고로의 노정장입 설비에서 원료장입공정은 먼저 노정호퍼(3) 상부의 상부쉴드밸브(UPPER SHIELD VALVE;2)를 열고 콘베어 벨트(1)에 의하여 이송되는 원료(철광석,코크스;C)를 공급 받게 된다.

원료의 공급이 완료되면 상부쉴드벨브(2)를 닫고 내부를 고로(8)의 압력과 동일한 압력으로 상승시키고, 동시에 장입물 레벨측정기(9)를 원래의 위치로 올린다. 그리고, 하부쉴드벨브(LOWER SHIELD VALVE;6)를 열고 메트리얼 제어밸브(MCG;5)를 열면 장입물인 원료가 자중에 의해 고로 내부로 낙하되기 시작한다.

이때, 고로에 장입되는 원료인 철광석과 코크스는 분배슈터(4)에 의하여 분리된 상태로 번갈아가며 장입된다. 그리고, 분배슈터(4)의 각도와 회전수를 변경하여 분포제어를 행함으로써 고로의 내벽으로부터 중심부까지 장입물이 고르게 분포될 수 있다.

원료가 고로의 내부로 장입되면 중량계(8),진동계(40),타이머가 각각 장입 완료 시점을 검출하게 되고, 운전자는 가장 정확하다고 판단되는 것을 수동선택기로 선택하여 원료 장입 완료를 판단하게 된다.

이때, 중량계(8)의 경우에는 장입원료가 노정벙커(3)로부터 고로로 배출됨에 따른 중량 변화를 검출하여 노정벙커(3) 내부의 원료장입 완료여부를 판단한다.

또한, 진동계(7)는 노정벙커(3)로부터 원료가 배출되는 경우 발생되는 진동을 측정하여 원료 장입 완료를 판단하고, 타이머는 장입된 원료의 양에 따라 장입완료 시간을 임의로 설정하여 설정시간이 경과된 후에 장입 완료를 판단한다.

그러나, 이와 같은 종래의 장입완료 판단장치에 있어서, 중량계를 적용하는 경우, 노정 호퍼 부속설비의 기계적인 변형이 중량신호로 환산되어 입력되거나, 고로 내부의 온도나 압력에 의해 변동되기 때문에 중량검출의 편차가 커서 정확한 원 료장입 완료 시점을 판단하기 어려운 문제점이 있다.

또한, 진동계의 경우에도 원료장입장치에 부착된 밸브등의 기계장치의 동작에 의한 오동작 및 노정벙커에 균압제어를 위한 질소공급시의 오작동 등에 의해 정확한 원료 장입 완료시점 판단이 어려운 문제점이 있다.

그리고, 타이머의 경우에는 중량계나 진동계의 주변 설비에 의한 오검출에 비해 정확한 장입 완료 판단이 가능하나, 대부분 장입 완료 시점을 판단하기 위하여 설정입력되는 타이머 설정시간을 실제 노정 벙커내의 원료량에 따른 장입 완료 시간보다 여유를 두어 길게 설정하기 때문에 원료 장입이 지연되는 문제점이 있다.

결과적으로, 상기한 바와 같이 원료 장입 완료여부의 판단이 정확하지 못해서 원료가 노정 벙커내에 남아있는 상태에서 다음 원료가 노정 벙커로 공급되면 오버플로우되는 사고가 발생될 수 있고, 새로운 원료 장입시 남아있던 원료와 혼합되어 정상적인 장입물 층을 형성할 수 없어 노황악화를 초래하게 되는 문제점이 있다.

또한, 기 출원되어 공개된 대한민국 공개번호 제2001-0011615호에도 이러한 기술이 개시된다.

상기 출원발명에 있어서는 선회모터에 흐르는 전류의 변화를 전류검출기로 검출하여 검출된 전류변화에 따라 고로내부의 원료 장입 완료여부를 판단하는 기술이다.

그러나 상기의 선회모터에 흐르는 전류 변화를 이용한 원료장입 완료검출장치는 선회모터에 연결된 기어등 기기장치와 모터자체의 코일저항 변화 등에 따라 전류의 변화가 틀리므로 정확한 원료 장입완료 검출이 곤란한 문제점이 있다.

또한 상기한 원료 장입완료 검출장치의 문제점등으로 인하여 실제 노내에서 분배슈트가 몇 회전에서 원료의 장입이 완료 되는지를 판단 할 수 있는 실제의 선회수를 알 수 없어 고로내부의 광석 분포를 일정하게 유지 관리 할 수 없는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 노정벙커로부터 고로내부로의 원료 장입이 완료된 시점을 정확하게 검출하여 원료 장입이 완료되기 이전에 다음 원료가 장입됨에 따른 오버플로우를 방지할 수 있고, 원료장입시간 판단지연으로 인한 전체 작업의 지연을 방지할 수 있는 고로의 원료장입 검출장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 원료 장입완료 시점의 정확한 검출을 통하여 분배슈트의 회전수를 알 수 있도록 한 고로의 원료장입 검출장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 고로의 원료장입 검출장치는 노정 벙커에 공급된 원료의 레벨을 측정하고, 분배슈트의 1선회 시간과 비교하여 원료장입 선회수를 측정하는 선회수 측정부와; 상기 노정벙커로부터 고로로 장입되는 광석을 제어하는 장입 제어부와; 상기의 장입 제어부로부터 상기 분배슈트의 선회수 연산에 필요한 신호를 입력받아 처리하는 제어신호처리부와; 상기의 선회수 측정부와 제어신호 처리부의 신호을 받아 선회수를 비교 연산하는 선회수 비교연산부와; 상기의 선회수 비교연산부의 신호를 받아 메트리얼 게이트의 개도값을 산출하는 개도설정부와; 그리고 상기의 개도설정부의 신호를 입력받아 메트리얼게이트를 개폐시키는 개도제어부를 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고로의 원료장입 검출장치를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고로의 내부 구조를 도시하는 도면이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고로의 원료장입 검출장치의 구성을 도시하는 블럭도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명이 제안하는 고로의 원료장입 검출장치는 노정 벙커(10)에 공급된 원료의 레벨을 측정하고 실선회수를 측정하는 선회수 측정부(400)와, 노정벙커(10)의 장입을 제어하는 장입 제어부(200)와, 상기의 장입 제어부(200)의 신호중 선회수 연산에 필요한 신호를 처리하는 제어신호처리부(300)와, 상기의 선회수 측정부(400)와 제어신호 처리부(300)의 신호을 받아 선회수를 비교 연산하는 선회수 비교연산부(500)와, 상기의 선회수 비교연산부(500)의 신호를 받아 메트리얼게이트(MCG;22)의 개도를 설정하는 개도설정부(600)와, 상기의 개도설정부(600)의 신호를 설정값으로 받아 메트리얼게이트(MCG;22)의 개도를 제어하는 개도제어부로(700)를 포함한다.

이러한 구조를 갖는 고로의 원료장입 검출장치에 있어서, 상기 선회수 측정부(400)는 노정벙커에 구비되어 원료의 레벨을 측정하는 레벨 검출부(401)와, 측정 된 레벨값을 지시하는 레벨 지시부(402)와, 상기 분배슈트의 선회수를 측정하는 선회수 측정기(405)를 포함한다.

따라서, 상기 선회수 측정부(400)에서는 상기의 레벨검출부(401)의 신호를 레벨지시부(402)에서 처리하여 지시하고 레벨의 저점(Empty)을 검출(403)한다.

이때, 상기에서 새로운 저점이 검출되는 경우, 종래의 저점 신호를 대신하여 사용된다. 또한, 상기 레벨의 저점은 운전자가 지시계에서 설정하는 수치로써 통상 0.1M로 설정하지만 변경이 가능하다.

그리고, 상기 레벨검출부(401)가 저점이 되지 않은 상태에서 장입 제어부(200)는 작동을 하게 된다.

즉, 상기 장입 제어부(200)은 장입을 시작하면, 장입광석의 종류를 선택하고(201)하고, 로워호퍼로 광석을 장입하게 되고(202), 로워호퍼의 균압 조절을 시작하고(203), 로워호퍼의 균압조절이 완료되면(204), 하부밸브(LSV;20) 및 메트리얼 게이트(MCG;22)를 개방한다. 또한, 상기 밸브 및 게이트(20,22)를 통하여 광석을 장입하고, 다시 하부밸브(20) 및 메트리얼 게이트(22)를 폐쇄시키며, 하부밸브(20) 및 메트리얼 게이트(22) 폐쇄 후 로워호퍼를 배압시킨다.

상기에서 메트리얼 게이트(22)가 개방되어 장입이 시작되면(205) 제어신호처리부(300)로 신호가 전달되며, 이 신호에 의하여 장입시간 측정기(404)에서 장입시간 측정이 시작된다. 그리고, 상기한 바와 같이 레벨저점 신호(403)가 들어오면 장입시간측정은 완료된다.

따라서, 상기의 장입시간 측정기(404)에서 측정된 장입시간을 분배슈트의 1 회전 시간으로 나누어서 선회수 측정기(405)에서 선회수를 계산할 수 있다.

그리고, 상기 제어신호 처리부(300)는 여러 종류의 광석 선회수 설정부(301,302,303)로 이루어지며 상기 선회수 측정부(400) 및 선회수 비교 연산부(500)와 연결됨으로써 신호를 처리하게 된다.

이러한 선회수 비교연산부(500)에서는 상기 선회수 측정기(405)에서 입력된 신호와, 상기 제어신호처리부(300)에서 입력된 신호에 의하여 선회수 설정값과 선회수 측정값을 비교하여 편차를 연산하는 선회수 비교기(501)와, 상기 선회수 비교기(501)에서 산출된 편차에 의하여 상기 메트리얼 게이트(22)의 개도값을 연산하는 개도 연산부(502)를 포함한다.

또한, 상기 선회수측정기(405)에서 측정된 신호와, 상기 제어신호 처리부(300)의 광석A(303), 광석B(302), 광석C(301)중 선택된 광석의 선회수 설정부(301~303)중 하나가 장입제어부(200)의 신호에 의해 입력된다.

그리고, 선회수 설정값(B)과 상기의 선회수 측정값(C)을 선회수 비교기(501)에 의하여 비교하여 편차(D)를 계산한다.

상기 개도연산부(502)는 편차가 양의 값이면 상기 메트리얼 게이트(22)의 개도를 보다 더 개방하고, 음의 값이면 상기 메트리얼 게이트(22)의 개도를 보다 더 폐쇄하게 된다.

즉, 상기 개도연산부(502)의 동작은 선회수 비교기(501)의 편차(D)가 플러스(+)값이면 선회수 측정치(C)가 설정치(301~303)보다 크므로 메트리얼 게이트 개도(702)를 더 열어 광석의 배출량을 빠르게하고, 상기 편차(D)가 플러스(-)값이 면 선회수 측정치(C)가 설정치(301~303)보다 작으므로 메트리얼 게이트 개도(702)를 더 닫아서 광석의 배출되는 양을 줄인다.

실제로, 상기 개도연산부(502)의 연산값은 본 회로에서는 개도편차(D)가 +5 ~ -5회전에 대하여 MCG개도(702)를 +5 ~ -5도로 하였으나 이는 조업상황에 따라 조정이 가능하다.

또한, 개도설정부(600)는 상기 개도 연산부(502)의 연산신호와 기존의 메트리얼 게이트(22)의 개도값에 의하여 설정치를 가산하는 설정치 가산기(601)와, 상기 설정치를 상기 개도 제어부(700)로 출력하는 절환스위치(602)를 포함한다.

상기 설정치 가산기(601)에 의하여 가산된 설정치(H)는 절환스위치(602)에 의해 가산신호를 개도제어부(700)의 설정치로 할 것인지 가산없이 운전자가 설정한 값만을 사용할 것인지를 결정한다.

이때, 상기의 절환스위치(602)를 2번으로 설정하면 개도제어부(700)에 설정된 값은 상기의 개도연산부(502)의 연산치가 가감되어 설정되며, 메트리얼 게이트(MCG;22)의 개도 입력값(702)과 비교연산을 통하여 상기의 설정값에 해당하는 보정값이 개도제어부(700)에서 출력되어 메트리얼 게이트(22)의 개도를 제어한다.

결과적으로, 고로의 장입완료 시점을 검출하고 이를 이용하여 선회슈트의 실 회전수를 검출할 수 있고, 검출된 선회수와 설정 선회수를 비교하여 편차에 대한 제어가 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 고로의 원료장입 검출장치는 노정 벙커에 공급된 원료의 레벨을 검출하여 노정벙커의 장입완료 시점을 결정하고, 이에 이하여 분배슈트의 실회전수를 정확하게 검출할 수 있으며, 검출된 선회수와 설정 선회수를 비교하여 편차에 대한 제어가 가능한 장점이 있다.

또한, 고로의 원료장입 검출장치에 의해 광석의 노내 장입완료 시점을 정확하게 검지하므로 노내에 장입물을 균일하게 분포하여 장입할 수 있음으로 노황안정 및 생산량증대 효과가 있다.

본 발명은 당해 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않고도 다양하게 변경실시 할 수 있으므로 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니한다.

Claims (8)

1. 노정 벙커에 공급된 원료의 레벨을 측정하고, 분배슈트의 1선회 시간과 비교하여 원료장입 선회수를 측정하는 선회수 측정부와;

   상기 노정벙커로부터 고로로 장입되는 광석을 제어하는 장입 제어부와;

   상기의 장입 제어부로부터 상기 분배슈트의 선회수 연산에 필요한 신호를 입력받아 처리하는 제어신호처리부와;

   상기의 선회수 측정부와 제어신호 처리부의 신호을 받아 선회수를 비교 연산하는 선회수 비교연산부와;

   상기의 선회수 비교연산부의 신호를 받아 메트리얼 게이트의 개도값을 산출하는 개도설정부와; 그리고

   상기의 개도설정부의 신호를 입력받아 메트리얼게이트를 개폐시키는 개도제어부를 포함하는 원료 장입검출장치.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 선회수 측정부는 노정벙커에 구비되어 원료의 레벨을 측정하는 레벨 측정부와, 측정된 레벨값을 지시하는 레벨 지시부와, 상기 분배슈트의 선회수를 측정하는 선회수 측정기를 포함하는 원료 장입검출장치.
3. 제1 항에 있어서,

   상기 장입제어부는 장입광석의 종류를 선택하고, 로워호퍼로 광석을 장입하고, 로워호퍼의 균압을 완료하고, 하부밸브(LSV) 및 메트리얼 게이트(MCG)를 개폐시키고, 상기 하부밸브 및 메트리얼 게이트를 통하여 광석을 장입하고, 로워호퍼를 배압시키는 기능을 수행하는 원료 장입검출장치.
4. 제1 항에 있어서,

   상기 제어신호처리부는 적어도 하나 이상의 광석 선회수 설정부를 포함하며, 상기 선회수 측정부 및 선회수 비교 연산부에 신호를 출력하는 원료 장입검출장치.
5. 제2 항에 있어서,

   상기 선회수 비교연산부는 상기 선회수 측정기에서 입력된 신호와, 상기 제어신호처리부에서 입력된 신호에 의하여 선회수 설정값과 선회수 측정값을 비교하여 편차를 연산하는 선회수 비교기와, 상기 선회수 비교기에서 산출된 편차에 의하여 상기 메트리얼 게이트의 개도값을 연산하는 개도 연산부를 포함하는 원료 장입검출장치.
6. 제5 항에 있어서,

   상기 개도연산부는 상기 편차가 양의 값이면 상기 메트리얼 게이트의 개도를 보다 더 개방하고, 음의 값이면 상기 메트리얼 게이트의 개도를 보다 더 폐쇄하는 원료 장입검출장치.
7. 제5 항에 있어서,

   상기 개도설정부는 상기 개도 연산부의 연산신호와 기존의 메트리얼 게이트의 개도값에 의하여 설정치를 가산하는 설정치 가산기와, 상기 설정치를 상기 개도 제어부의 설정치 혹은 작업자 입력값으로 인식할 것인지를 판단하는 절환스위치를 포함하는 원료 장입검출장치.
8. 제7 항에 있어서,

   상기 개도제어부는 상기 개도연산부로부터 출력되는 보정값에 의하여 상기 메트리얼 게이트의 개도를 개폐하는 원료 장입검출장치.

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