KR101277901B1 - 고로 풍구 점검 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고로 풍구 점검 장치에 관한 것이다. 본 발명은 고로(1)의 각 풍구(3)의 관측구에 설치되어, 상기 관측구(11)로부터 고로(1)에 접촉되는 풍구(3)의 단면 영상을 촬영하는 풍구 감시 카메라(21)와, 상기 각 관측구(11)에 설치된 풍구 감시 카메라(21)의 촬영 비율을 동일 비율로 설정하는 설정부(23)와, 상기 설정부(23)에 의해 동일 비율로 설정된 풍구 감시 카메라(21)에 의해 촬영된 풍구(3)의 단면 영상을 인식하여 각 풍구의 곡손 각도를 연산하는 연산부(25)와, 상기 연산부(25)가 연산한 각 풍구의 곡손 각도를 표시하는 모니터부(27)를 포함한다.
본 발명은 고로의 각 풍구마다 풍구 감시 카메라를 설치하고 풍구 상태를 감시하여 풍구 곡손 각도를 중앙운전실에서 편리하고 정확하게 파악하는 것이 가능하므로 풍구 교체시기를 정확하게 판단할 수 있는 이점이 있다.

Description

고로 풍구 점검 장치{Inspection device of bellows in furnace}

본 발명은 고로 풍구 점검 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 풍구별 곡손 정도를 나타내고 풍구의 처짐 정도를 파악하여 풍구의 교체 시기를 정확하게 예측하는 고로 풍구 점검 장치에 관한 것이다.

일반적으로 고로는 연료인 코크스와 철광석을 반복 장입하여 풍구를 통해 열풍을 불어넣어 장입된 철광석을 녹여 용선을 생산하는 설비이다.

고로는 풍구를 통해 미분탄 뿐 아니라 열풍이 고로 내부로 공급되고, 가스의 흐름이 제어된다.

이와 관련된 선행기술로는 국내특허공개 2008-0076647호가 있다.

본 발명의 목적은 풍구 감시 카메라를 활용하여 풍구별 곡손 정도를 나타내고 풍구의 처짐 정도를 파악하여 풍구의 교체 시기를 정확하게 예측할 수 있도록 한 고로 풍구 점검 장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 고로의 각 풍구의 관측구에 설치되어, 상기 관측구로부터 고로에 접촉되는 풍구의 단면 영상을 촬영하는 풍구 감시 카메라와, 상기 풍구 감시 카메라에 의해 촬영된 풍구의 단면 영상을 인식하여 각 풍구의 곡손 각도를 연산하는 연산부와, 상기 연산부가 연산한 각 풍구의 곡손 각도를 표시하는 모니터부를 포함한다.

상기 각 관측구에 설치된 풍구 감시 카메라의 촬영 비율을 동일 비율로 설정하는 설정부를 더 포함한다.

상기 연산부는 상기 풍구 감시 카메라에 의해 촬영된 풍구의 단면 영상을 인식하고 풍구 선단의 높이를 측정하여 상기 각 풍구의 곡손 각도를 연산한다.

상기 모니터부에 표시된 풍구의 곡손 각도가 설정값을 초과할 경우, 풍구 교체신호를 생성하여 풍구 교체에 대한 알림 정보를 출력하는 출력부를 더 포함한다.

상기 설정값은 4°이다.

상기 풍구 감시 카메라는 상기 관측구를 커버하는 관측구 커버에 상기 관측구와 연통되게 설치된다.

본 발명에 의하면, 고로의 각 풍구마다 풍구 감시 카메라를 설치하고 풍구 상태를 감시하여 풍구 곡손 각도를 중앙운전실에서 편리하고 정확하게 파악하는 것이 가능하다. 따라서 풍구 교체시기를 정확하게 판단할 수 있으며 풍구 상태를 관리할 수 있어, 풍구의 처짐에 따른 고로 조업의 불안정성을 사전에 방지할 수 있고 안정적으로 고로 조업을 수행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 풍구별로 기록된 데이터를 활용하여 최적의 풍구 관리가 가능하고, 고로의 연소 상태를 감시할 수 있으며, 미분 취입 랜스의 변형 유무를 감시할 수 있다. 따라서 풍구 감시 카메라가 촬영한 영상을 이용하여 고로 조업시 생산성 향상을 위한 기초 데이터로 활용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 고로 풍구 점검 장치가 고로의 풍구에 구비된 상태를를 보인 도면.
도 2는 도 1의 고로 풍구 점검 장치를 보인 확대도.
도 3은 고로 풍구의 관측구 커버에 고로 풍구 점검 장치가 설치된 상태를 보인 사시도.
도 4는 본 발명에 의한 고로 풍구 점검 장치의 작동 구성을 보인 구성도.
도 5는 고로 풍구 점검 장치를 통해 측정한 풍구 단면 영상 및 풍구별 온도 데이터가 모니터부에 표시된 상태를 보인 사진.
도 6은 풍구 단면 영상의 확대도.
도 7은 시간 흐름에 따라 측정된 풍구 곡손 각도를 나타낸 그래프.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 고로 풍구 점검 장치(20)는, 고로의 각 풍구마다 풍구 감시 카메라를 설치하고 풍구 상태를 감지하여 풍구 곡손 정도를 정확하게 파악할 수 있도록 하는 것이다.

구체적인 구성은, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 고로(1)의 각 풍구(3)의 관측구(11)에 설치되어, 관측구(11)로부터 고로(1)에 접촉되는 풍구(3)의 단면 영상을 촬영하는 풍구 감시 카메라(21)와, 각 관측구(11)에 설치된 풍구 감시 카메라(21)의 촬영 비율을 동일 비율로 설정하는 설정부(23)와, 설정부(23)에 의해 동일 비율로 설정된 풍구 감시 카메라(21)에 의해 촬영된 풍구(3)의 단면 영상을 인식하여 각 풍구(3)의 곡손 각도를 연산하는 연산부(25)와, 연산부(25)가 연산한 각 풍구(3)의 곡손 각도를 표시하는 모니터부(27)를 포함한다.

고로(1)는 측면 원주방향을 둘러 고로(1) 내부로 열풍을 공급하기 위한 복수의 풍구(3)를 구비한다. 풍구(3)에는 외부로부터 열풍을 공급하는 열풍 공급관(5)과 열풍 공급관(5)으로 열풍 및 미분탄을 공급하는 열풍 환상관(7) 및 미분탄 공급관(9)이 연결 설치된다. 열풍 공급관(5)과 풍구(3)가 연결된 일단측의 반대편에는 풍구(3)를 관측할 수 있는 관측구(11)가 형성되며, 이 관측구(11)에 풍구 감시 카메라가 설치된다.

풍구 감시 카메라(21)는 관측구(11)를 커버하는 관측구 커버(13)에 관측구(11)와 연통되게 설치되어 풍구(3)의 단면 영상을 촬영할 수 있다. 관측구 커버(13)는 관측구(11)를 차폐하고 풍구 감시 카메라(21)의 렌즈 부분만 풍구(3)로 노출되게 하여 고로 내부의 복사열에 의해 풍구 감시 카메라(21)가 손상되는 것을 방지한다.

풍구 감시 카메라(21)는 관측구 커버(13)에서 고정수단을 매개로 설치되며, 분리 가능하다. 예를 들어, 풍구(3)의 손상 및 처짐에 따라서 풍구를 교체해야할 경우 열풍 공급관(5) 전부를 교체하지 않고 풍구(3)만을 교체할 수 있다. 풍구(3)는 고로(1)의 외벽을 관통하여 내벽에 연결되어 있으며 풍구(3)를 통해 열풍 및 미분탄이 고로 내부로 취입된다.

풍구 감시 카메라(21)는 별도의 조명 장치가 설치되어 관측구(11)를 통한 풍구(3) 내부를 촬영할 수 있다. 관측구(11)를 통해 풍구(3)를 촬영하게 되면 도 5에 도시된 바와 같이, 고로(1) 내부가 보이는 영역은 밝은 색을 띄게 되고 그 외에는 검은색을 뜨게 된다. 본 발명은 밝은 색의 영역에 대해 관측하고, 관측된 영역에 근거하여 풍구의 곡손 정도를 파악하는 것이다.

풍구 감시 카메라(21)는 고온에 견딜 수 있는 영상 카메라이다.

풍구 감시 카메라(21)는 실시간으로 풍구(3)의 단면 영상을 촬영할 수 있다. 풍구(3)의 단면 영상은 열풍 공급관(5)에 형성된 풍구(3)를 통해 고로(1) 내부를 바라보는 방향으로 촬영한 영상을 의미한다. 따라서, 언급한 바와 같이 검은 색의 바탕에 고로(1) 내부의 장입물이 촬영된 밝은 색의 영역이 존재하는 영상일 수 있다.

또한, 풍구 감시 카메라(21)는 미분탄을 공급하기 위해 열풍 공급관에 설치된 랜스의 변형 유무를 감시할 수 있다. 밝은 색의 영역에 보이는 검은 선은 랜스이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 풍구 감시 카메라(21)는 설정부(23), 연산부(25), 모니터부(27)를 포함하는 중앙운전실과 연결된다. 중앙운전실은 풍구 감시 카메라(21)가 촬영한 영상을 분석하여 풍구 곡손 정도를 파악할 수 있는 프로그램이 저장된 컴퓨터일 수 있다.

설정부(23)는 고로(1)의 각 관측구(11)에 설치된 풍구 감시 카메라(21)의 비율을 동일 비율로 설정하는 역할을 한다. 풍구 감시 카메라(21)의 비율을 동일 비율로 설정함으로써 도 6에 도시된 바와 같이, 밝은 색의 영역과 검은 색의 영역 외곽선을 인식하여 고로(1) 내부가 보이는 영역의 높이(H)를 측정하여 풍구(3)의 곡손 정도를 정확하게 파악할 수 있다.

연산부(25)는 설정부(23)에 의해 동일 비율로 설정된 풍구 감시 카메라(21)에 의해 촬영된 풍구(3)의 단면 영상을 인식하고 풍구 선단의 높이(H)를 측정하여 각 풍구(3)의 곡손 각도를 연산한다.

풍구 감시 카메라(21)가 촬영한 영상은 연산부(25)로 전달되며, 연산부(25)에서는 명암을 인식하여 밝은 부분 즉, 고로 내부가 보이는 영역의 높이(H)를 측정하여 풍구(3)의 곡손 정도를 파악하게 되는 것이다.

고로 내부가 보이는 영역의 높이를 연산하는 데 있어서, 본 발명의 실시예에서는 관측구(11)로부터 풍구(3)의 단면을 촬영시 풍구가 일정 각도로 처짐에 따라서 관측될 수 있는 풍구(3)의 단면 측에 풍구 감시 카메라(21)로 인식 가능한 가시화 영역의 높이 즉 고로 내부가 보이는 영역의 높이(H)를 먼저 측정하게 되는 것이다.

고로 내부가 보이는 영역은 밝은 부분으로 인식되는 영역을 의미한다. 고로 내부가 보이는 영역은 일반적으로 원형을 띄게 되며 풍구(3)가 처짐에 따라 타원형을 띄게 된다. 연산부(25)는 고로 내부가 보이는 영역 즉, 가장 낮은 부분부터 가장 높은 부분까지의 거리를 측정하여 고로 내부가 보이는 영역의 높이(H)를 측정하게 된다.

연산부(25)는 고로 내부가 보이는 영역의 높이(H)와 풍구 곡손 각도 사이의 관계에 의해 정의된 각도 예측식을 저장할 수 있고, 저장된 각도 예측식을 이용하여 풍구 곡손 각도에 대한 정보를 모니터부(27)에 전달하여 표시한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 모니터부(27)에는 풍구 단면 영상 및 풍구별 온도 데이터, 풍구 곡손 각도 데이터 등이 표시될 수 있다. 모니터부(27)에 표시된 풍구 단면 영상은 현재 상태를 나타내며, 모니터부(27)에는 각 풍구별로 기록된 데이터로는 풍구 곡손 각도 추이를 관찰할 수 있다.

모니터부(27)에 표시된 풍구(3)의 곡손 각도가 설정값을 초과할 경우, 풍구 교체신호를 생성하여 풍구 교체에 대한 알림 정보를 출력하는 출력부(31)를 더 포함한다. 출력부(31)는 풍구 교체 신호를 생성하여 송출하게 된다.

모니터부(27)에 표시된 풍구(3)의 곡손 각도가 설정값을 초과하는지를 판단하는 판단부(29)를 더 포함한다. 판단부(29)는 모니터부(27)에 표시된 풍구(3)의 곡손 각도가 설정값을 초과한다고 판단되면 출력부(31)가 풍구 교체 신호를 송출하게 제어한다.

풍구(3)는 기본적으로 열풍 공급관에 대하여 6° 정도 처진 상태가 되므로 이를 기준으로 4°초과하여 증가시 판단부(29)는 출력부(31)가 알람 정보를 출력하도록 제어함으로써 조업자가 조치할 수 있도록 한다.

풍구 곡손 각도가 4°초과하여 증가하면 풍구(3)를 통해 미분탄을 고로(1) 내부에 공급하는 것이 불안정하게 되고 미분탄이 풍구(3)에 공급되지 않고 외부로 반출되는 사고가 발생할 수 있으며, 열풍 공급이 안정적으로 이루어지지 않아 고로 내부 온도가 저하되고 고로 조업이 불안정할 수 있다.

풍구(3)가 고로 내부의 장입물에 의하여 받는 압력으로 인하여 처지게 되면 풍구(3)의 곡손 각도가 커지게 된다. 풍구(3)의 곡손 각도가 설정값을 초과하게 되면 풍구로 열풍 및 미분탄이 정상적으로 공급되지 않게 되므로 풍구를 교체해야 한다.

따라서, 실시간으로 연산되는 풍구 곡손 각도를 이용하여 풍구의 교체 시기 등 풍구의 상태를 정확하게 파악할 수 있게 되는 것이다. 또한, 고로 내의 상황을 실시간으로 모니터링 할 수 있어 고로 조업의 불안정성을 사전에 방지할 수 있다.

도 5에는 고로 풍구 점검 장치를 통해 측정한 풍구 단면 영상 및 풍구별 온도 데이터가 모니터부에 표시된 상태를 보인 사진이 도시되어 있다.

도 5에 의하면, 각 풍구마다 촬영된 풍구의 단면 영상이 모니터에 표시되고 풍구별 온도 데이터 및 풍구별 곡손 각도가 모니터부에 표시되어 중앙운전실에서 원격으로 풍구를 관리할 수 있음이 확인된다.

또한, 모니터부에 표시된 풍구의 단면 영상 및 풍구별 온도 데이터를 통해 고로의 연소 상태를 감시할 수 있으며, 미분 취입 랜스의 변형 유무도 감시할 수 있다. 이는 풍구 감시 카메라가 촬영한 영상을 이용하여 고로 조업시 생산성 향상을 위한 기초 데이터로 활용할 수 있음을 의미한다.

도 7에는 풍구 감시 카메라에서 시간 흐름에 따라 촬영된 풍구의 단면 영상을 이용하여 측정한 풍구 곡손 각도가 그래프로 도시되어 있다.

도 7에 의하면, 5번 풍구에서 풍구 곡선 각도가 기준대비 4°이상 초과하여 급격하게 증가하였다. 이러한 풍구 곡선 각도 증가는 장입물 급강하 등의 원인으로 인해 풍구가 처진 것을 의미하므로 풍구를 교체해 주어야 한다.

이러한 그래프는 풍구 교체 시기의 판단 착오를 방지하고 안정적인 고로 조업을 수행할 수 있도록 하여 용선의 생산성 향상에 기여한다.

이를 통해, 고로의 각 풍구마다 풍구 감시 카메라를 설치하고 풍구 상태를 감시하여 풍구 곡손 각도를 중앙운전실에서 편리하고 정확하게 파악하는 것이 가능하며, 이를 통해 풍구 교체시기를 정확하게 판단할 수 있으며 풍구 상태를 관리할 수 있어 풍구의 처짐에 따른 고로 조업의 불안정성을 사전에 방지할 수 있음을 알 수 있다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

1:고로 3:풍구
5:열풍 공급관 7:열풍 환상관
9:미분탄 공급관 11:관측구
13:관측구 커버 20:고로 풍구 점검 장치
21:풍구 감시 카메라 23:설정부
25:연산부 27:모니터부
29:판단부 31:출력부

Claims (6)

1. 고로의 각 풍구의 관측구에 설치되어, 상기 관측구로부터 고로에 접촉되는 풍구의 단면 영상을 촬영하는 풍구 감시 카메라와;
   상기 풍구 감시 카메라에 의해 촬영된 풍구의 단면 영상을 인식하여 각 풍구의 곡손 각도를 연산하는 연산부와;
   상기 연산부가 연산한 각 풍구의 곡손 각도를 표시하는 모니터부를 포함하고,
   상기 모니터부에 표시된 풍구의 곡손 각도가 설정값을 초과할 경우, 풍구 교체신호를 생성하여 풍구 교체에 대한 알림 정보를 출력하는 출력부를 더 포함하며,
   상기 설정값은 4°인 것을 특징으로 하는 고로 풍구 점검 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 각 관측구에 설치된 풍구 감시 카메라의 촬영 비율을 동일 비율로 설정하는 설정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고로 풍구 점검 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 연산부는
   상기 풍구 감시 카메라에 의해 촬영된 풍구의 단면 영상을 인식하고 풍구 선단의 높이를 측정하여 상기 각 풍구의 곡손 각도를 연산하는 것을 특징으로 하는 고로 풍구 점검 장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 풍구 감시 카메라는
   상기 관측구를 커버하는 관측구 커버에 상기 관측구와 연통되게 설치된 것을 특징으로 하는 고로 풍구 점검 장치.
   
   

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