KR101125965B1 - Apparatus for measuring level of pig iron in blast furnice and method for performing the same - Google Patents

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Abstract

고로의 용선 레벨 측정 장치 및 그 방법이 개시된다. 고로의 용선 레벨 측정 장치는 고로 내부의 온도를 측정하는 제1 온도센서와, 고로의 외피에 설치되어 고로 외피로 전달되는 응력을 측정하는 스트레인 센서와, 제1 온도센서로부터 측정된 고로 내부의 온도를 실시간으로 제공받고 제공받은 고로 내부의 온도의 변화에 상응하는 제1 주파수를 결정한 후 제1 주파수에 기초하여 차단 주파수를 결정하는 차단주파수 결정부와, 결정된 차단 주파수에 기초하여 스트레인 센서로부터 실시간으로 제공된 응력 신호에 대한 고역 통과 필터링을 수행하여 고로 내부의 용선레벨 변동에 상응하는 용선 레벨 변동 주파수 신호를 추출하는 고역통과 필터 및 추출된 용선 레벨 변동 주파수 신호에 기초하여 고로 내부의 용선 레벨을 추정하는 용선레벨 추정부를 포함한다. 따라서, 정확하게 고로 내의 용선 레벨을 측정할 수 있고, 측정된 용선 레벨에 기초하여 최적의 출선 시점을 결정할 수 있다.An apparatus and a method for measuring molten iron in a blast furnace are disclosed. The molten iron level measuring device of the blast furnace includes a first temperature sensor for measuring the temperature inside the blast furnace, a strain sensor installed in the blast furnace shell to measure the stress transmitted to the blast furnace shell, and the temperature inside the blast furnace measured from the first temperature sensor And a cutoff frequency determining unit for determining a cutoff frequency based on the first frequency after determining a first frequency corresponding to a change in temperature inside the blast furnace provided in real time, and from a strain sensor based on the determined cutoff frequency in real time. Performing a high pass filtering on the provided stress signal to estimate the molten iron level in the blast furnace based on the high pass filter extracting the molten iron level variation frequency signal corresponding to the molten iron level variation in the blast furnace and the extracted molten iron level variation frequency signal. A molten iron level estimator is included. Therefore, it is possible to accurately measure the molten iron level in the blast furnace, and determine the optimum starting point based on the measured molten iron level.

Description

고로의 용선 레벨 측정 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR MEASURING LEVEL OF PIG IRON IN BLAST FURNICE AND METHOD FOR PERFORMING THE SAME}Apparatus and method for measuring molten iron of a blast furnace {APPARATUS FOR MEASURING LEVEL OF PIG IRON IN BLAST FURNICE AND METHOD FOR PERFORMING THE SAME}

본 발명은 고로의 용선 레벨 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용선의 양을 실시간으로 정확하게 측정할 수 있는 고로의 용선 레벨 측정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for measuring molten iron level in a blast furnace, and more particularly, to an apparatus and method for measuring molten iron in a blast furnace capable of accurately measuring the amount of molten iron in real time.

고로 조업은 고로의 상부에서 철광석과 코크스를 장입하고 하부에서 고온의 공기를 송풍시켜 철을 환원하는 연속 제조 공정이다. 이때 고로 노저부에 생성된 용선과 슬라그를 출선구를 통하여 배출시켜야 하는데, 출선작업이 원활하게 이루어지지 않아 고로 내부에 용융물이 적정선 이상으로 쌓이게 되면 노내압이 상승하여 고로내 상황의 악화를 초래하며 심할 경우 고로 풍구로 송풍되는 공기 공급로로 용융물이 역류되어 조업을 중단해야 하는 치명적인 문제가 발생하게 된다.Blast furnace operation is a continuous manufacturing process of charging iron ore and coke at the top of the blast furnace and reducing the iron by blowing hot air from the bottom. At this time, the molten iron and slag generated in the blast furnace bottom part should be discharged through the tapping port. If the tapping work is not performed smoothly and the melt is accumulated above the proper level, the internal pressure increases and the deterioration of the blast furnace situation is caused. In severe cases, the melt flows back into the blast-furnace air supply passage, which leads to a fatal problem of shutting down the operation.

따라서 출선 시기를 결정하는 것은 고로 조업에서 가장 중요한 분야 중의 하나로 지속적으로 관리되고 있다. Therefore, deciding when to go out is one of the most important areas in blast furnace operation.

고로 공정에서 고로 내부의 용선의 높이를 정확하게 예측할 수 있다면, 고로 조업에서 최적의 출선시점을 선정하기 위한 중요 데이터로 활용할 수 있다. 그러나, 고로 내부의 고온, 고압 등과 같은 여러가지 환경적인 요인으로 인하여 고로 내부의 용선 레벨을 실시간으로 모니터링하기는 매우 어렵다.If the height of the molten iron inside the blast furnace can be accurately estimated in the blast furnace process, it can be used as important data for selecting the optimal starting point in the blast furnace operation. However, due to various environmental factors such as high temperature and high pressure in the blast furnace, it is very difficult to monitor the molten iron level in the blast furnace in real time.

종래에는 고로 내의 용선 레벨을 측정하기 위해 고로의 장입량 대비 출선되는 용선의 양을 측정하여 고로 내부의 용선 레벨를 추정하는 방법을 사용하였다. 그러나, 상기와 같은 용선 추정 방법은 실시간으로 정확한 원료 투입량 및 출선되는 용선의 양을 정확히 측정하는데 한계가 있기 때문에 결과적으로 고로내 용선 레벨을 정확하게 측정할 수 없는 문제가 있고, 이로 인해 최적의 출선 시점을 결정할 수 없는 단점이 있다.Conventionally, in order to measure the molten iron level in the blast furnace, a method of estimating the molten iron level in the blast furnace was measured by measuring the amount of molten iron drawn out from the charging amount of the blast furnace. However, the above-described molten iron estimation method has a problem in that it is impossible to accurately measure the molten iron level in the blast furnace because it has a limitation in accurately measuring the amount of raw materials and the amount of molten iron drawn out in real time, and thus the optimal time point of departure. There is a disadvantage that cannot be determined.

상기한 단점을 극복하기 위한 본 발명의 목적은 실시간으로 고로 내의 용선 레벨을 정확하게 측정할 수 있는 고로의 용선 레벨 측정 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention for overcoming the above disadvantages is to provide a molten iron level measuring apparatus of the blast furnace that can accurately measure the molten iron level in the blast furnace in real time.

또한, 본 발명의 다른 목적은 실시간으로 고로 내의 용선 레벨을 정확하게 측정할 수 있는 고로의 용선 레벨 측정 방법을 제공하는 것이다.
In addition, another object of the present invention is to provide a molten iron level measuring method of the blast furnace that can accurately measure the molten iron level in the blast furnace in real time.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 고로의 용선 레벨 측정 장치는, 고로 내부의 온도를 측정하는 제1 온도센서와, 고로의 외피에 설치되어 고로 외피로 전달되는 응력을 측정하는 스트레인 센서와, 상기 제1 온도센서로부터 측정된 고로 내부의 온도를 실시간으로 제공받고, 제공받은 고로 내부의 온도의 변화에 상응하는 제1 주파수를 결정한 후, 상기 제1 주파수에 기초하여 차단 주파수를 결정하는 차단주파수 결정부와, 상기 결정된 차단 주파수에 기초하여 상기 스트레인 센서로부터 실시간으로 제공된 응력 신호에 대한 고역 통과 필터링을 수행하여 고로 내부의 용선레벨 변동에 상응하는 용선 레벨 변동 주파수 신호를 추출하는 고역통과 필터 및 추출된 상기 용선 레벨 변동 주파수 신호에 기초하여 상기 고로 내부의 용선 레벨을 추정하는 용선레벨 추정부를 포함한다. The molten iron level measurement apparatus of the blast furnace according to an aspect of the present invention for achieving the above object of the present invention, the first temperature sensor for measuring the temperature of the blast furnace, and the stress installed in the outer shell of the blast furnace is delivered to the blast furnace shell After receiving the strain sensor for measuring the temperature, and the temperature inside the blast furnace measured from the first temperature sensor in real time, after determining the first frequency corresponding to the change in the temperature of the received blast furnace, based on the first frequency A cutoff frequency determining unit determining a cutoff frequency, and performing high pass filtering on a stress signal provided from the strain sensor in real time based on the cutoff frequency to generate a molten iron level variation frequency signal corresponding to a change in the molten iron level in the blast furnace. The blast furnace interior based on the extracted high pass filter and the extracted molten iron level fluctuation frequency signal It includes molten iron level estimation unit estimating a level of the molten iron.

상기 고로의 용선 레벨 측정 장치는, 고로 외피의 온도를 측정하는 제2 온도센서를 더 포함할 수 있고, 상기 차단주파수 결정부는 상기 제2 온도센서로부터 측정된 고로 외피의 온도를 실시간으로 제공받고, 제공받은 고로 외피의 온도의 변화에 상응하는 제2 주파수를 결정한 후, 결정된 상기 제2 주파수 및 상기 제1 주파수에 기초하여 상기 차단 주파수를 결정할 수 있다.The apparatus for measuring molten iron level of the blast furnace may further include a second temperature sensor for measuring the temperature of the blast furnace shell, and the cutoff frequency determining unit receives the temperature of the blast furnace shell measured in real time from the second temperature sensor. After determining a second frequency corresponding to a change in the temperature of the blast furnace shell received, the cutoff frequency may be determined based on the determined second frequency and the first frequency.

상기 차단주파수 결정부는 고로의 출선 스케쥴 정보를 외부 장치로부터 제공받고, 제공받은 출선 스케쥴 정보에 기초하여 고로 내부의 온도 변화의 파형 및 고로 외피의 온도 변화의 파형 각각에서 파형이 반복되는 구간을 각각 설정하고, 설정된 구간에서 상기 고로 내부의 온도 변화 주파수 및 상기 고로 외피의 온도 변화 주파수를 결정할 수 있다.The cutoff frequency determining unit receives the departure schedule information of the blast furnace from an external device, and sets a section in which the waveform is repeated in each of the waveforms of the temperature change of the blast furnace and the temperature change of the blast furnace shell based on the received departure schedule information. The temperature change frequency of the blast furnace and the temperature change frequency of the blast furnace shell may be determined in the set section.

상기 차단주파수 결정부는 상기 제1 주파수 및 상기 제2 주파수 중 높은 주파수에 기초하여 상기 차단 주파수를 결정할 수 있다.The cutoff frequency determiner may determine the cutoff frequency based on a higher frequency of the first frequency and the second frequency.

또한, 본 발명의 일 측면에 따른 고로의 용선 레벨 측정 방법은, 고로 내부의 온도 변화를 실시간으로 측정하는 단계와, 고로의 외피에 전달되는 응력의 변화를 실시간으로 측정하여 응력 변화 신호를 제공하는 단계와, 상기 측정된 고로 내부의 온도 변화에 상응하는 제1 주파수를 결정하는 단계와, 결정된 상기 제1 주파수에 기초하여 차단 주파수를 결정하는 단계와, 결정된 차단 주파수에 기초하여 상기 응력 변화 신호에 대한 고역 통과 필터링을 수행하여 상기 응력 변화 신호에서 고로 내의 용선 레벨의 변동에 의한 주파수 신호만을 추출하는 단계 및 추출된 상기 용선 레벨의 변동에 의한 주파수 신호에 기초하여 고로 내의 용선 레벨을 추정하는 단계를 포함한다. In addition, the molten iron level measurement method of the blast furnace according to an aspect of the present invention, the step of measuring the temperature change in the blast furnace in real time, and measuring the change in the stress transmitted to the shell of the blast furnace in real time to provide a stress change signal And determining a first frequency corresponding to the measured temperature change in the blast furnace, determining a cutoff frequency based on the determined first frequency, and determining the cutoff frequency based on the determined cutoff frequency. Performing only the high pass filtering for extracting only the frequency signal due to the variation in the molten iron level in the blast furnace from the stress change signal and estimating the molten iron level in the blast furnace based on the extracted frequency signal due to the variation in the molten iron level. Include.

고로의 용선 레벨 측정 방법은, 상기 차단 주파수를 결정하는 단계 이전에, 고로 외피의 온도 변화를 실시간으로 측정하는 단계 및 상기 측정된 고로 외피의 온도 변화에 상응하는 제2 주파수를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method for measuring the molten iron level of the blast furnace may further include measuring a change in temperature of the blast furnace shell in real time and determining a second frequency corresponding to the measured temperature change of the blast furnace shell before determining the cutoff frequency. It may include.

상기 고로의 용선 레벨 측정 방법은, 상기 차단 주파수를 결정하는 단계 이전에, 고로의 출선 스케쥴 정보를 제공받는 단계를 더 포함할 수 있다.The method for measuring the molten iron level of the blast furnace may further include receiving an outgoing schedule information of the blast furnace before determining the cutoff frequency.

상기 차단 주파수를 결정하는 단계는, 제공받은 상기 고로의 출선 스케쥴 정보에 기초하여 측정된 상기 고로 내부의 온도 변화에 대한 파형 및 측정된 상기 고로 외피의 온도 변화에 대한 파형 각각에서 파형이 반복되는 구간을 각각 설정하고, 설정된 구간에서 상기 제1 주파수 및 상기 제2 주파수를 결정할 수 있다.The determining of the cutoff frequency may include: a section in which a waveform is repeated in each of a waveform of a temperature change of the blast furnace shell and a measured waveform of temperature change of the blast furnace shell, based on the received schedule information of the blast furnace. Each may be set, and the first frequency and the second frequency may be determined in the set period.

상기 결정된 상기 제1 주파수에 기초하여 차단 주파수를 결정하는 단계는, 상기 제1 주파수 및 상기 제2 주파수 중 높은 주파수에 기초하여 상기 차단 주파수를 결정할 수 있다.In the determining of the cutoff frequency based on the determined first frequency, the cutoff frequency may be determined based on a higher frequency of the first frequency and the second frequency.

상술한 바와 같은 고로의 용선 레벨 측정 장치 및 그 방법에 따르면, 고로 내부의 온도 및 고로 외피의 온도를 실시간으로 측정하고, 측정된 온도에 상응하는 주파수에 기초하여 차단 주파수를 결정한 후, 결정된 차단 주파수를 이용하여 스트레인 센서로부터 제공된 응력 변화 신호에 대한 고역 통과 필터링을 수행하여 상기 응력 변화 신호에서 용선 레벨의 변동에 따른 주파수 신호만을 추출한 후, 추출된 상기 용선 레벨의 변동에 따른 주파수 신호에 기초하여 고로 내부의 용선 레벨을 추정한다.According to the molten iron level measurement apparatus and method thereof as described above, after measuring the temperature inside the blast furnace and the temperature of the blast furnace shell in real time, after determining the cutoff frequency based on the frequency corresponding to the measured temperature, the determined cutoff frequency After performing high pass filtering on the stress change signal provided from the strain sensor to extract only the frequency signal according to the variation of the molten iron level from the stress change signal, the blast furnace based on the extracted frequency signal according to the variation of the molten iron level Estimate the internal molten iron level.

따라서, 고로 내부의 용선 레벨을 정확하게 측정할 수 있고, 측정된 용선 레벨 정보를 이용하여 출선구의 개폐시기를 최적 시점으로 결정할 수 있다.Therefore, the molten iron level inside the blast furnace can be accurately measured, and the opening and closing timing of the exit port can be determined as the optimum time point using the measured molten iron level information.

도 1은 고로의 출선구에 설치된 복수의 스트레인 센서를 통해 측정한 응력을 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로의 용선 레벨 측정 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시한 고역통과 필터를 통해 고역통과 필터링된 신호를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로내의 용선 레벨 측정 방법을 나타내는 흐름도이다.1 is a graph showing the stress measured by a plurality of strain sensors installed in the exit of the blast furnace.
Figure 2 is a block diagram showing the configuration of the molten iron level measurement apparatus of the blast furnace according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph illustrating a high pass filtered signal through the high pass filter illustrated in FIG. 2.
4 is a flowchart illustrating a molten iron level measurement method in a blast furnace according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.As the present invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that another component may exist in between. Should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the relevant art and are to be interpreted in an ideal or overly formal sense unless explicitly defined in the present application Do not.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. In describing the present invention, in order to facilitate the overall understanding, the same reference numerals are used for the same elements in the drawings, and redundant description of the same elements is omitted.

도 1은 고로의 출선구에 설치된 복수의 스트레인 센서를 통해 측정한 응력을 나타내는 그래프로서, 4개의 출선구 각각의 시간에 대한 응력의 변화를 나타낸다.1 is a graph showing the stress measured by a plurality of strain sensors installed in the outlet of the blast furnace, showing the change in stress with respect to each of the four outlets.

도 1을 참조하면, 스트레인 센서를 통해 측정된 응력 신호에는 고로 내부의 용선의 생산량과 배출량의 차이로 인한 용선량의 증가 또는 감소에 따른 하중의 변화로 인해 고로 외피로 전달되는 응력과, 고로 내부의 온도 변화, 고로 외피의 온도 변화, 스트레인 센서 설치 부위의 장시간에 걸친 경련 변화 성분이 포함될 수 있다.Referring to FIG. 1, the stress signal measured by the strain sensor includes a stress transmitted to the blast furnace shell due to a change in load due to an increase or decrease of the amount of the molten iron due to a difference in the production and discharge of the molten iron in the blast furnace, and Temperature change, blast furnace shell temperature change, strain sensor installation site over a long period of time can be included.

도 1에 도시된 바와 같이 스트레인 센서의 출력 신호는 특정 주파수를 가지는 반복적인 파형의 모습을 나타낸다. 즉, 스트레인 센서로부터 출력된 응력 신호를 주파수에 대해 분석하면, 상기 응력 변화 신호는 고로 내의 용선 레벨의 변동에 의한 용선 레벨 변동 주파수, 고로 내부의 온도 변화에 의한 고로 내부 온도변화 주파수, 고로 외피의 온도 변화에 의한 고로 외피 온도변화 주파수 및 스트레인 센서 설치 부위의 경련 변화에 의한 경련 변화 주파수를 포함한다. 여기서, 상기 고로 내부 온도변화 주파수, 고로 외피 온도변화 주파수 및 경련 변화 주파수는 상기 용선 레벨 변동 주파수 보다 상당히 낮은 주파수를 가진다.
As shown in FIG. 1, the output signal of the strain sensor represents a repetitive waveform having a specific frequency. That is, when the stress signal output from the strain sensor is analyzed for the frequency, the stress change signal is the frequency of the molten iron level fluctuation due to the fluctuation of the molten iron level in the blast furnace, the temperature change frequency of the blast furnace due to the temperature change in the blast furnace, It includes blast furnace shell temperature change frequency due to temperature change and spasm change frequency due to spasm change in the strain sensor installation site. Here, the blast furnace internal temperature change frequency, blast furnace shell temperature change frequency and spasm change frequency have a frequency significantly lower than the molten iron level change frequency.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로의 용선 레벨 측정 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.Figure 2 is a block diagram showing the configuration of the molten iron level measurement apparatus of the blast furnace according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고로의 용선 레벨 측정 장치는 제1 온도센서(110), 제2 온도센서(120), 스트레인 센서(strain sensor)(130), 차단주파수 결정부(140), 고역통과 필터(150), 용선레벨 추정부(160)를 포함할 수 있다.2, the molten iron level measurement apparatus of the blast furnace according to an embodiment of the present invention, the first temperature sensor 110, the second temperature sensor 120, the strain sensor (strain sensor) 130, determining the cutoff frequency The unit 140 may include a high pass filter 150 and a molten iron level estimator 160.

제1 온도센서(110)는 고로 내부의 온도를 실시간으로 측정하고, 측정된 고로 내부의 온도에 상응하는 신호를 차단주파수 결정부(140)에 제공한다.The first temperature sensor 110 measures the temperature inside the blast furnace in real time, and provides a signal corresponding to the measured temperature inside the blast furnace to the cutoff frequency determiner 140.

제2 온도센서(120)는 고로 외피의 온도를 실시간으로 측정하고, 측정된 고로 외피의 온도에 상응하는 신호를 차단주파수 결정부(140)에 제공한다.The second temperature sensor 120 measures the temperature of the blast furnace shell in real time, and provides the cutoff frequency determination unit 140 with a signal corresponding to the measured temperature of the blast furnace shell.

스트레인 센서(130)는 고로 외피에 설치되어 고로 외피로 전달되는 응력을 실시간으로 측정하고, 측정된 응력 신호를 고역통과 필터(150)에 제공한다. Strain sensor 130 is installed in the blast furnace shell to measure the stress transmitted to the blast furnace shell in real time, and provides the measured stress signal to the high pass filter 150.

차단주파수 결정부(140)는 제1 온도센서(110)로부터 고로 내부의 온도에 상응하는 신호를 실시간으로 제공받고, 제공받은 고로 내부의 온도 변화에 상응하는 주파수(고로 내부 온도변화 주파수)를 획득한다. The cutoff frequency determining unit 140 receives a signal corresponding to the temperature of the blast furnace from the first temperature sensor 110 in real time and obtains a frequency (frequency of the blast furnace internal temperature) corresponding to the temperature change of the received blast furnace. do.

또한, 차단주파수 결정부(140)는 제2 온도센서(120)로부터 고로 외피의 온도에 상응하는 신호를 실시간으로 제공받고, 제공받은 고로 외피의 온도 변화에 상응하는 주파수(즉, 고로 외피 온도변화 주파수)를 획득한다. 여기서, 차단주파수 결정부(140)는 고로의 용선 레벨 측정 장치의 외부에 존재하는 장치로부터 고로의 출선 스케쥴을 제공받고, 제공받은 고로의 출선 스케쥴에 기초하여 각 고로 내부의 온도 변화 신호 파형 및 고로 외피의 온도 변화 신호 파형에서 파형이 반복되는 구간을 각각 설정하고, 설정된 구간에서 상기 고로 내부 온도변화 주파수 및 고로 외피 온도변화 주파수를 획득할 수 있다.In addition, the cutoff frequency determination unit 140 receives a signal corresponding to the temperature of the blast furnace shell from the second temperature sensor 120 in real time, the frequency corresponding to the temperature change of the received blast furnace shell (that is, the blast furnace shell temperature change) Frequency). Here, the cutoff frequency determining unit 140 is provided with a departure schedule of the blast furnace from a device existing outside the molten iron level measurement apparatus of the blast furnace, and based on the received departure schedule of the blast furnace temperature change signal waveform and blast furnace inside each blast furnace A section in which the waveform is repeated in the temperature change signal waveform of the shell may be set, respectively, and the blast furnace internal temperature change frequency and the blast furnace shell temperature change frequency may be obtained in the set section.

이후, 차단주파수 결정부(140)는 상기와 같이 산출된 고로 내부 온도변화 주파수 및 고로 외피 온도변화 주파수에 기초하여 스트레인 센서(130)로부터 출력된 응력변화 신호 중 용선 레벨 변동 주파수 신호만을 통과시키기 위한 차단 주파수를 결정한 후, 결정된 차단 주파수를 고역통과 필터(150)에 제공한다. 여기서, 차단주파수 결정부(140)는 상기 고로 내부 온도변화 주파수 및 고로 외피 온도변화 주파수 중 높은 주파수를 상기 차단 주파수로 결정할 수 있다.Thereafter, the cutoff frequency determining unit 140 passes only the molten iron level fluctuation frequency signal among the stress change signals output from the strain sensor 130 based on the blast furnace internal temperature change frequency and the blast furnace shell temperature change frequency calculated as described above. After determining the cutoff frequency, the determined cutoff frequency is provided to the high pass filter 150. Here, the cutoff frequency determining unit 140 may determine a higher frequency among the blast furnace internal temperature change frequency and the blast furnace shell temperature change frequency as the cutoff frequency.

고역통과 필터(150)는 차단주파수 결정부(140)로부터 제공된 차단 주파수에 기초하여 스트레인 센서(130)로부터 제공된 응력 변화 신호에 대해 고역통과 필터링(150)을 수행한 후, 고역통과 필터링된 신호를 용선레벨 추정부(160)에 제공한다. 여기서, 상기 고역통과 필터링된 신호는 도 3에 도시한 바와 같이 고로 내부 온도변화 주파수 및 고로 외피 온도변화 주파수가 제외된 용선 레벨 변동 주파수 신호만 포함할 수 있다. The high pass filter 150 performs the high pass filtering 150 on the stress change signal provided from the strain sensor 130 based on the cutoff frequency provided from the cutoff frequency determiner 140, and then applies the highpass filtered signal. The molten iron level is provided to the estimator 160. Here, the high pass filtered signal may include only the molten iron level fluctuating frequency signal excluding the blast furnace internal temperature change frequency and the blast furnace shell temperature change frequency as shown in FIG. 3.

용선레벨 추정부(160)는 고역통과 필터(150)로부터 제공된 고역통과 필터링(150)된 신호인 용선 레벨 변동 주파수 신호에 기초하여 고로 내의 용선의 레벨을 추정한다. 여기서, 용선레벨 추정부(160)는 룩업테이블(lookup table)에서 상기 용선 레벨 변동 주파수에 대응되는 용선 레벨 정보를 독출함으로써 고로 내의 용선 레벨을 추정하도록 구성될 수도 있고, 상기 용선 레벨 변동 주파수 신호를 분석하여 고로 내의 용선 레벨을 추정하도록 구성될 수도 있다. 또한, 상기 룩업테이블은 반복적인 실험을 통해 미리 구성될 수 있고, 다양한 용선 레벨 변동 주파수 신호에 각각 대응되는 용선 레벨 정보가 포함될 수 있다.
The molten iron level estimator 160 estimates the level of the molten iron in the blast furnace based on the molten iron level variable frequency signal, which is a signal of the high pass filtered 150 provided from the high pass filter 150. The molten iron level estimator 160 may be configured to estimate the molten iron level in the blast furnace by reading the molten iron level information corresponding to the molten iron level variation frequency in a lookup table. The analysis may be configured to estimate the molten iron level in the blast furnace. The lookup table may be preconfigured through repetitive experiments, and may include molten iron level information corresponding to various molten iron level variable frequency signals.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로내의 용선 레벨 측정 방법을 나타내는 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a molten iron level measurement method in a blast furnace according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 먼저 고로내의 용선 레벨 측정 장치는 고로 내부의 온도 변화, 고로 외피의 온도 변화 및 고로 외피로 전달되는 응력 변화를 실시간으로 측정한다(단계 210).Referring to FIG. 4, first, a molten iron level measuring device in a blast furnace measures in real time the temperature change in the blast furnace, the temperature change of the blast furnace shell and the stress change transmitted to the blast furnace shell in real time.

또한, 고로내의 용선 레벨 측정 장치는 외부 장치로부터 고로의 출선 스케줄에 대한 정보를 제공받는다(단계 220). 여기서, 단계 210 및 단계 220은 동시에 수행할 수 있다.In addition, the molten iron level measuring apparatus in the blast furnace is provided with information on the departure schedule of the blast furnace from the external device (step 220). Here, step 210 and step 220 may be performed at the same time.

이후, 고로내의 용선 레벨 측정 장치는 제공된 고로의 출선 스케줄 정보에 기초하여 고로내부 온도 변화 및 고로 외피의 온도 변화에 각각 상응하는 고로 내부의 온도변화 주파수 및 고로 외피의 온도변화 주파수를 획득한다(단계 230). 여기서, 고로내의 용선 레벨 측정 장치는 제공받은 고로의 출선 스케쥴에 기초하여 각 고로 내부의 온도 변화 신호 파형 및 고로 외피의 온도 변화 신호 파형에서 파형이 반복되는 구간을 각각 설정하고, 설정된 구간에서 상기 고로 내부 온도변화 주파수 및 고로 외피 온도변화 주파수를 획득할 수 있다.Subsequently, the molten iron level measuring device in the blast furnace acquires the temperature change frequency of the blast furnace and the temperature change frequency of the blast furnace shell respectively corresponding to the change in the temperature of the blast furnace and the temperature of the blast furnace shell, respectively, based on the departure schedule information of the blast furnace (step) 230). Here, the molten iron level measuring apparatus in the blast furnace sets the section in which the waveform is repeated in the temperature change signal waveform of each blast furnace and the temperature change signal waveform of the blast furnace shell on the basis of the received schedule of the blast furnace, and in the set section The internal temperature change frequency and the blast furnace shell temperature change frequency can be obtained.

이후, 고로내의 용선 레벨 측정 장치는 단계 220 내지 230의 수행을 통해 획득한 고로 내부의 온도변화 주파수 및 고로 외피의 온도 변화 주파수에 기초하여 스트레인 센서로부터 출력된 고로 외피의 응력 변화 신호에 포함된 성분 중 용선 레벨의 변동에 의한 주파수만을 통과시키기 위한 차단 주파수를 결정한다(단계 240).Subsequently, the molten iron level measuring device in the blast furnace is a component included in the stress change signal of the blast furnace shell output from the strain sensor based on the temperature change frequency of the blast furnace and the temperature change frequency of the blast furnace shell obtained by performing the steps 220 to 230. A cutoff frequency for passing only a frequency due to a change in the molten iron level is determined (step 240).

단계 240의 수행을 통해 차단 주파수가 결정되면, 고로내의 용선 레벨 측정 장치는 결정된 차단 주파수를 이용하여 단계 210에서 측정된 응력 변화 신호에 대한 고역 통과 필터링을 수행하여 상기 응력 변화 신호에 포함된 주파수 성분들 중 용선 레벨의 변동에 따른 주파수 신호만을 추출한다(단계 250).When the cutoff frequency is determined by performing step 240, the molten iron level measuring apparatus in the blast furnace performs high pass filtering on the stress change signal measured in step 210 using the determined cutoff frequency, thereby including the frequency component included in the stress change signal. Among them, only the frequency signal according to the change of the molten iron level is extracted (step 250).

이후, 고로내의 용선 레벨 측정 장치는 추출된 용선 레벨 변동 주파수 신호에 기초하여 고로내의 용선 레벨을 추정한다(단계 260).
Then, the molten iron level measuring apparatus in the blast furnace estimates the molten iron level in the blast furnace based on the extracted molten iron level fluctuation frequency signal (step 260).

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described with reference to the embodiments above, those skilled in the art will understand that the present invention can be variously modified and changed without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. Could be.

110 : 제1 온도센서 120 : 제2 온도센서
130 : 스트레인 센서 140 : 차단 주파수 결정부
150 : 고역통과 필터 160 : 용선레벨 추정부110: first temperature sensor 120: second temperature sensor
130: strain sensor 140: cutoff frequency determiner
150: high pass filter 160: molten iron level estimator

Claims (9)

고로 내부의 온도를 측정하는 제1 온도센서;
고로의 외피에 설치되어 고로 외피로 전달되는 응력을 측정하는 스트레인 센서;
상기 제1 온도센서로부터 측정된 고로 내부의 온도를 실시간으로 제공받고, 제공받은 고로 내부의 온도의 변화에 상응하는 제1 주파수를 결정한 후, 상기 제1 주파수에 기초하여 차단 주파수를 결정하는 차단주파수 결정부;
상기 결정된 차단 주파수에 기초하여 상기 스트레인 센서로부터 실시간으로 제공된 응력 신호에 대한 고역 통과 필터링을 수행하여 고로 내부의 용선레벨 변동에 상응하는 용선 레벨 변동 주파수 신호를 추출하는 고역통과 필터; 및
추출된 상기 용선 레벨 변동 주파수 신호에 기초하여 상기 고로 내부의 용선 레벨을 추정하는 용선레벨 추정부를 포함하는 고로의 용선 레벨 측정 장치.A first temperature sensor for measuring the temperature inside the blast furnace;
A strain sensor installed on the blast furnace shell and measuring the stress transmitted to the blast furnace shell;
A cutoff frequency for receiving a temperature inside the blast furnace measured by the first temperature sensor in real time, determining a first frequency corresponding to a change in the temperature of the received blast furnace, and then determining a cutoff frequency based on the first frequency. Decision unit;
A high pass filter for performing a high pass filtering on the stress signal provided in real time from the strain sensor based on the determined cutoff frequency to extract a molten iron level variation frequency signal corresponding to the molten iron level variation in the blast furnace; And
And a molten iron level estimating unit for estimating the molten iron level in the blast furnace based on the extracted molten iron level variation frequency signal. 제1항에 있어서, 상기 고로의 용선 레벨 측정 장치는,
고로 외피의 온도를 측정하는 제2 온도센서를 더 포함하고,
상기 차단주파수 결정부는 상기 제2 온도센서로부터 측정된 고로 외피의 온도를 실시간으로 제공받고, 제공받은 고로 외피의 온도의 변화에 상응하는 제2 주파수를 결정한 후, 결정된 상기 제2 주파수 및 상기 제1 주파수에 기초하여 상기 차단 주파수를 결정하는 것을 특징으로 하는 고로의 용선 레벨 측정 장치.The molten iron level measuring device of the blast furnace,
Further comprising a second temperature sensor for measuring the temperature of the blast furnace shell,
The cutoff frequency determining unit receives the temperature of the blast furnace shell measured in real time from the second temperature sensor in real time, determines a second frequency corresponding to a change in the temperature of the blast furnace shell, and then determines the determined second frequency and the first frequency. The molten iron level measurement apparatus of the blast furnace characterized by determining the cut-off frequency based on the frequency. 제2항에 있어서, 상기 차단주파수 결정부는
고로의 출선 스케쥴 정보를 외부 장치로부터 제공받고, 제공받은 출선 스케쥴 정보에 기초하여 고로 내부의 온도 변화의 파형 및 고로 외피의 온도 변화의 파형 각각에서 파형이 반복되는 구간을 각각 설정하고, 설정된 구간에서 상기 고로 내부의 온도 변화 주파수 및 상기 고로 외피의 온도 변화 주파수를 결정하는 것을 특징으로 하는 고로의 용선 레벨 측정 장치.The method of claim 2, wherein the cutoff frequency determining unit
Receiving schedule information of the blast furnace is provided from the external device, and based on the departure schedule information provided in each of the waveform of the temperature change of the blast furnace and the waveform of the temperature change of the blast furnace shell, each of the sections are repeated, and in the set section And a temperature change frequency of the blast furnace shell and a temperature change frequency of the blast furnace shell. 제2항에 있어서, 상기 차단주파수 결정부는
상기 제1 주파수 및 상기 제2 주파수 중 높은 주파수에 기초하여 상기 차단 주파수를 결정하는 것을 특징으로 하는 고로의 용선 레벨 측정 장치.The method of claim 2, wherein the cutoff frequency determining unit
And the cut-off frequency is determined based on a higher frequency of the first frequency and the second frequency. 고로 내부의 온도 변화를 실시간으로 측정하는 단계;
고로의 외피에 전달되는 응력의 변화를 실시간으로 측정하여 응력 변화 신호를 제공하는 단계;
상기 측정된 고로 내부의 온도 변화에 상응하는 제1 주파수를 결정하는 단계;
결정된 상기 제1 주파수에 기초하여 차단 주파수를 결정하는 단계;
결정된 차단 주파수에 기초하여 상기 응력 변화 신호에 대한 고역 통과 필터링을 수행하여 상기 응력 변화 신호에서 고로 내의 용선 레벨의 변동에 의한 주파수 신호만을 추출하는 단계; 및
추출된 상기 용선 레벨의 변동에 의한 주파수 신호에 기초하여 고로 내의 용선 레벨을 추정하는 단계를 포함하는 고로의 용선 레벨 측정 방법.Measuring the temperature change in the blast furnace in real time;
Measuring a change in stress transmitted to the blast furnace shell in real time to provide a stress change signal;
Determining a first frequency corresponding to a temperature change in the measured blast furnace;
Determining a cutoff frequency based on the determined first frequency;
Performing high pass filtering on the stress change signal based on the determined cutoff frequency to extract only a frequency signal from the stress change signal due to a change in the molten iron level in the blast furnace; And
And estimating the molten iron level in the blast furnace based on the extracted frequency signal due to the variation of the molten iron level. 제5항에 있어서, 고로의 용선 레벨 측정 방법은,
상기 차단 주파수를 결정하는 단계 이전에, 고로 외피의 온도 변화를 실시간으로 측정하는 단계; 및
상기 측정된 고로 외피의 온도 변화에 상응하는 제2 주파수를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고로의 용선 레벨 측정 방법.The method of claim 5, wherein the molten iron level measurement method of the blast furnace,
Measuring the temperature change of the blast furnace shell in real time before determining the cutoff frequency; And
And determining a second frequency corresponding to the measured temperature change of the blast furnace shell. 제6항에 있어서, 상기 고로의 용선 레벨 측정 방법은,
상기 차단 주파수를 결정하는 단계 이전에, 고로의 출선 스케쥴 정보를 제공받는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고로의 용선 레벨 측정 방법.According to claim 6, The molten iron level measurement method of the blast furnace,
Before the step of determining the cut-off frequency, the molten iron level measurement method of the blast furnace characterized in that it further comprises the step of receiving the departure schedule information of the blast furnace. 제7항에 있어서, 상기 차단 주파수를 결정하는 단계는,
제공받은 상기 고로의 출선 스케쥴 정보에 기초하여 측정된 상기 고로 내부의 온도 변화에 대한 파형 및 측정된 상기 고로 외피의 온도 변화에 대한 파형 각각에서 파형이 반복되는 구간을 각각 설정하고, 설정된 구간에서 상기 제1 주파수 및 상기 제2 주파수를 결정하는 것을 특징으로 하는 고로의 용선 레벨 측정 방법.The method of claim 7, wherein determining the cutoff frequency,
On the basis of the start schedule information of the blast furnace provided, the waveform for the temperature change of the inside of the blast furnace and the measured waveform of the temperature change of the blast furnace envelope, respectively, and set the interval of the repeating section, respectively, in the set section And a first frequency and the second frequency are determined. 제8항에 있어서, 상기 결정된 상기 제1 주파수에 기초하여 차단 주파수를 결정하는 단계는,
상기 제1 주파수 및 상기 제2 주파수 중 높은 주파수에 기초하여 상기 차단 주파수를 결정하는 것을 특징으로 하는 고로의 용선 레벨 측정 방법.The method of claim 8, wherein the determining of the cutoff frequency based on the determined first frequency comprises:
And the cutoff frequency is determined based on a higher frequency of the first frequency and the second frequency.
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