KR101300163B1

KR101300163B1 - 소결설비의 배기가스 순환장치 및 순환장치 제어방법

Info

Publication number: KR101300163B1
Application number: KR1020110120171A
Authority: KR
Inventors: 김선덕
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2011-11-17
Filing date: 2011-11-17
Publication date: 2013-08-27
Also published as: KR20130055055A

Abstract

순환 배기가스의 산소 농도를 확인하여 산소 농도를 알맞게 제어하고, 대차 상에 적재된 배합원료의 통기성에 관계없이 순환 배기가스의 흡입 유량을 일정하게 유지할 수 있도록, 호퍼로부터 배출되는 배합광을 적재하여 운반하는 대차와, 대차 하부에 연속적으로 배치되어 대차 하부로 공기를 흡입하여 배합원료를 소결시키는 복수개의 윈드박스, 일부 윈드박스에 연결되는 흡입챔버, 흡입챔버에 설치되는 메인블로워, 나머지 윈드박스에 연결되는 순환챔버, 순환챔버에 설치되는 순환팬, 순환챔버에 연결되고 상기 대차 상부로 연장되며 선단에는 배기가스를 대차 상부로 배출하는 배기가스후드가 설치된 순환라인, 상기 배기가스후드를 통해 배출되는 배기가스 내의 산소 농도를 검출하기 위한 산소농도센서, 상기 산소농도센서의 검출값에 따라 상기 순환라인을 통해 이송되는 배기가스에 산소를 공급하는 산소공급부를 포함하는 소결설비의 배기가스 순환장치 및 순환장치 제어방법을 제공한다.

Description

소결설비의 배기가스 순환장치 및 순환장치 제어방법{CIRCULATING DEVICE OF EXHAUST SINTERING GAS IN SINTERING PLANT AND METHOD FOR CONTROLLING THE DEVICE}

본 발명은 소결광을 생산하는 제철소의 소결설비에 관한 것이다. 더욱 상세하게 본 발명은 소결광 생산 중 발생되는 고열의 배기가스를 처리하는 배기가스 순환장치 및 순환장치 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 제철소 소결공정의 소결설비는 고로의 주원료인 소결광을 생산하는 소결공장의 주설비이다.

소결공정은 배합원료가 적재된 소결기 대차를 무한궤도 구조로 된 레일을 따라 이동시키는 과정에서 배합원료를 소결하여 이루어진다.

다수개로 연결된 소결기 대차는 레일을 따라 일정 속도로 진행한다. 빈 대차가 급광부에 이르면 상부광 호퍼에 저장된 상부광을 대차에 장입하여 바닥에 깔고, 연이어 서지 호퍼로부터 배합원료를 배출하여 장입하게 된다. 상기 상부광과 배합원료가 적재된 대차가 점화로 하부를 지나면서 대차 상에 적재된 배합원료 표면이 점화된다. 상기와 같이 배합원료를 착화시킨 후 대차를 배광부까지 주행시키는 동안 소결공정이 진행되며, 소결이 완료된 소결광은 파쇄기에서 파쇄하여 배출된다.

상기 소결공정은 소결기 대차의 하부에 마련된 윈드박스에 부압을 형성하여 대차에 흡입력을 가함으로써 이루어진다. 메인 블로워가 구동되면 윈드 박스에 부압이 형성되고, 이러한 부압에 의해 대차에 적재된 배합원료는 착화된 표면에서 하부로 에어가 흡입되면서 하향 소결이 진행된다. 메인 블로워에 의해서 흡입되는 가스는 윈드 박스, 가스 메인덕트를 거쳐서 전기 집진기에서 분진을 포집한 후 연돌(Main Stack)을 통하여 외부로 배출된다.

그리고 대차가 레일 후단에 이르러 배합원료 소결이 왕성해지면 배기가스 순환팬의 구동을 통해 고열의 배기가스를 대차 상부로 순환시키게 된다. 상기 배기가스는 400℃ 이상의 고열로 배기가스 순환팬에 의해 회수되어 레일을 따라 진행하는 대차의 배합원료에 복사된다. 순환된 고열의 배기가스는 배합원료 내 함유된 수분을 건조시키고 소성을 활성화하게 된다. 대차가 파쇄기에 도달하게 되면 배합원료와 상부광은 완전 소결된 상태로 배광되며, 배광 후 공 대차는 레일을 따라 다시 급광부로 진행되어 상기 과정을 반복하게 된다.

그런데, 상기 소결과정에서 대차 상부로 순환되어 배합원료에 복사되는 배기가스는 연소 후 가스이므로, 산소 농도 함유량이 충분하지 않다.

이에 상기 대차 상부로 순환된 배기가스를 통해 배합원료 소결 진행시 산소 농도 부족으로 배합원료의 소성이 지연되는 문제가 발생된다. 따라서 최종적으로 파쇄기를 거쳐 소결광 배출시 미소결광이 다량으로 발생된다.

또한, 종래의 장치는 대차에 장입된 배합원료의 통기성이 충분히 확보되지 않는 경우 대차 상부로 순환된 배기가스를 메인 블로워가 충분히 흡입하지 못하는 현상이 발생된다. 이에 배기가스를 순환시키는 라인에 설치된 댐퍼가 점점 닫혀 해당 윈드박스에서 배기가스 흡입 풍량이 감소하게 된다. 이와 같이 윈드박스를 통한 흡입 풍량이 감소함에 따라 배합 원료의 소성이 제대로 이루어지지 못하여 비소결광이 발생되며, 소결광의 품질이 저하되는 문제점이 발생된다.

이에, 순환 배기가스의 산소 농도를 확인하여 산소 농도를 알맞게 제어할 수 있도록 된 소결설비의 배기가스 순환장치 및 순환장치 제어방법을 제공한다.

또한, 대차 상에 적재된 배합원료의 통기성에 관계없이 순환 배기가스의 흡입 유량을 일정하게 유지할 수 있도록 된 소결설비의 배기가스 순환장치 및 순환장치 제어방법을 제공한다.

이를 위해 본 장치는 호퍼로부터 배출되는 배합광을 적재하여 운반하는 대차와, 대차 하부에 연속적으로 배치되어 대차 하부로 공기를 흡입하여 배합원료를 소결시키는 복수개의 윈드박스, 일부 윈드박스에 연결되는 흡입챔버, 흡입챔버에 설치되는 메인블로워, 나머지 윈드박스에 연결되는 순환챔버, 순환챔버에 설치되는 순환팬, 순환챔버에 연결되고 상기 대차 상부로 연장되며 선단에는 배기가스를 대차 상부로 배출하는 배기가스후드가 설치된 순환라인, 상기 배기가스후드를 통해 배출되는 배기가스 내의 산소 농도를 검출하기 위한 산소농도센서, 상기 산소농도센서의 검출값에 따라 상기 순환라인을 통해 이송되는 배기가스에 산소를 공급하는 산소공급부를 포함할 수 있다.

상기 산소공급부는 상기 순환라인 일측에 설치되어 대기와 연통되는 산소유입관과, 상기 산소유입관에 설치되어 산소유입관을 개폐하는 개폐밸브를 포함할 수 있다.

본 장치는 상기 순환라인를 통한 윈드 박스 흡입유량을 검출하는 유량계와, 상기 순환라인과 상기 흡입챔버를 연결하는 연결관, 상기 연결관에 설치되어 상기 유량계의 검출값에 따라 연결관을 개폐하는 조절밸브를 더 포함할 수 있다.

본 장치는 상기 연결관에 설치되어 배기가스를 순환라인에서 흡입챔버쪽으로만 흐르도록 하기 위한 체크밸브를 더 포함할 수 있다.

한편, 소결설비의 배기가스 순환장치를 제어하는 제어방법에 있어서, 본 제어방법은 순환라인을 통해 대차의 배합원료로 복사되는 순환 배기가스의 산소 농도를 검출하는 단계와, 검출된 산소 농도를 기 설정된 기준농도값과 비교하는 단계, 검출된 산소 농도가 기준농도값 미만인 경우 외기를 순환라인으로 유입하는 단계를 포함할 수 있다.

본 제어방법은 순환라인으로 유입되는 배기가스의 흡입 유량을 검출하는 단계와, 검출된 흡입 유량을 기 설정된 기준유량값과 비교하는 단계, 검출된 흡입 유량이 기준유량값 미만인 경우 순환라인과 흡입챔버를 연결하여 배기가스 일부를 흡입챔버로 유입시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 제어방법은 순환라인으로부터 흡입챔버로 배기가스 유입시 메인블로워 댐퍼 개도율을 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이상 설명한 바와 같은 본 실시예에 의하면, 배합원료로 복사되는 배기가스 내의 산소 농도를 일정하게 유지할 수 있게 되어 미 소결광의 발생을 최소화하고 소결광의 품질을 높일 수 있게 된다.

또한, 윈드 박스의 흡입 풍량 및 순환 배기가스의 흡입 유량을 일정하게 유지하여 미 소결광의 발생을 최소화하고 소결광의 품질을 높이며, 소결광 생산성을 극대화할 수 있게 된다.

도 1은 본 실시예에 따른 배기가스 순환장치를 구비한 소결 설비를 도시한 개략적인 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 소결설비의 배기가스 순환장치 제어 과정을 도시한 개략적인 순서도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.

이하에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 실시예에 따라 배기가스 순환장치가 구비된 소결 설비를 도시하고 있다.

도 1을 참조하여 먼저 소결설비를 설명하면 다음과 같다. 도시된 바와 같이, 본 소결기 대차(106)는 다수개의 대차(106)가 연속적으로 결합된 구조로, 레일을 따라 무한 궤도 형태로 진행하여 배합원료의 적재와 소결 및 배광 과정이 반복적으로 이루어지게 된다.

상기 소결기 대차(106)의 진행방향을 따라 입측에는 대차(106) 내부로 상부광을 장입하기 위한 상부광 호퍼(100)와 배합원료를 장입하기 위한 서지호퍼(102), 배합원료 상부 표면을 점화하기 위한 점화로(104)가 연속적으로 배치된다. 출측에는 소결완료된 소결광을 처리하기 위한 파쇄기(130)가 구비된다. 파쇄기(130)를 거친 소결광은 냉각기(132)로 낙하되어 후처리된다.

소결기 대차(106)의 하부에는 복수개의 윈드박스(108)가 연속적으로 배치되어 대차(106) 하부로 공기를 흡입하여 배합원료를 소결시키게 된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 윈드박스(108)는 예를 들어, 대략 11개가 구비되는 데, 입측에서부터 8번째까지는 흡입챔버(110)를 통해 메인블로워(112)에 연결된다. 이에 메인블로워(112) 구동에 따라 흡입챔버(110)에 연결된 윈드박스(108)에 부압이 걸려 대차(106)로부터 공기를 흡입하게 된다. 또한, 상기 흡입챔버(110) 일측에는 흡입된 배기가스 내의 먼지 등 이물질을 제거하는 집진기기 설치된다. 도면 부호 (116)은 메인블로워 구동시 흡입챔버를 통해 배출되는 배기가스의 배출 유량을 조절하기 위한 메인블로워 댐퍼이다.

그리고 나머지 9번째부터 11번째의 윈드박스(108)는 배기가스의 고열 회수를 위해 순환챔버(120)에 연결된다. 상기 순환챔버(120)는 배기가스를 이송하기 위한 순환라인(122)에 연결되며, 상기 순환라인(122)은 대략 입측에서 3번째부터 7번째 윈드박스(108)를 주행하는 대차(106) 상부로 연장된다. 상기 순환라인(122)은 선단에 배기가스를 배출하기 위한 배기가스후드(124)가 설치되고, 상기 배기가스후드(124)가 대차 상부를 덮어 적재된 배합원료 상으로 고온의 배기가스를 공급하게 된다. 이에 순환라인(122)에 설치된 순환팬(28)이 구동되면 소결시 발생되는 고열이 순환챔버(120)로 회수되어 순환라인(122)을 따라 대차(106) 상부로 복사된다. 따라서 대차(106)로 되돌려진 배기가스의 고열에 의해 대차(106)에 적재된 배합원료 내 함유된 수분이 건조되고 배합원료의 소성을 더 활성화할 수 있게 된다.

도면 부호 (128)은 상기 순환팬(126)의 구동에 따라 순환라인(122)을 통해 이송되는 배기가스의 유동량을 조절하기 위한 순환팬 댐퍼이다. 상기 순환팬 댐퍼(128)는 대차 상부로 배출되는 배기가스의 압력을 검출하는 압력계(129)의 검출값에 따라 조절된다. 이에 대해서는 뒤에서 다시 설명하도록 한다.

여기서 본 장치는 상기 순환챔버(120)와 연결되어 대차 상부로 순환되는 배기가스의 순환 처리장치로, 배기가스의 산소농도를 적정하게 유지하게 된다.

이를 위해 본 장치는 상기한 구조의 소결설비에 있어서, 상기 배기가스후드(124)를 통해 배출되는 배기가스 내의 산소 농도를 검출하기 위한 산소농도센서(10)와, 상기 산소농도센서(10)의 검출값에 따라 상기 순환라인(122)을 통해 이송되는 배기가스에 산소를 공급하는 산소공급부를 포함한다.

상기 산소농도센서(10)는 배기가스가 최종적으로 배출되는 배기가스후드(124) 내측에 설치될 수 있다. 상기 산소농도센서(10)는 배기가스 내의 산소 농도를 검출하기 위한 것으로, 산소 농도 검출에 관한 기술은 이미 많이 알려져 있으므로 이하 상세한 설명은 생략한다.

상기 산소공급부는 상기 순환라인(122) 일측에 설치되어 대기와 연통되는 산소유입관(12)과, 상기 산소유입관(12)에 설치되어 산소유입관(12)을 개폐하는 개폐밸브(14)를 포함한다.

본 실시예에서 상기 산소유입관(12)은 배기가스의 이동방향을 따라 상기 순환팬 댐퍼(128) 앞쪽에 위치한다. 즉, 배기가스는 산소유입관(12)을 통해 유입되는 외기와 혼합되어 순환팬 댐퍼(128)를 지나 배기가스후드(124)로 보내지게 된다.

상기 산소유입관(12)은 순환라인(122)과 연통되고 선단이 대기중으로 열려진 구조로 대기 중의 공기를 순환라인(122)으로 유입시키게 된다. 상기 산소유입관(12)의 직경이나 길이 등에 대해서는 특별히 한정되지 않는다.

상기 개폐밸브(14)는 단순히 산소유입관(12)을 개방 또는 폐쇄하는 밸브이거나, 개방량의 미세조절이 가능한 구조의 밸브일 수 있다.

한편, 본 장치는 상기 산소농도센서(10)의 검출값에 따라 상기 개폐밸브(14)를 제어작동시키기 위해 별도의 제어부를 더 구비하거나, 상기 소결설비에 구비되어 있는 제어부에서 프로그램을 수정하여 산소농도센서(10) 검출값에 따라 개폐밸브(14)를 제어작동시킬 수 있다.

이에 대차 상부로 공급되는 배기가스의 산소 농도는 산소농도센서(10)에 의해 검출되어 제어부로 인가된다. 제어부는 산소농도센서(10)의 검출값에 따라 배기가스 내의 산소 농도가 낮은 경우 개폐밸브(14)를 제어작동하여 산소유입관(12)을 통해 외기를 순환라인(122)으로 유입한다. 따라서 순환라인(122)을 통해 이송되는 배기가스 내에 공기가 혼합되면서 배기가스 내의 산소 농도가 높아지게 되는 것이다.

여기서 본 장치는 상기와 같이 외기를 순환라인(122)으로 유입함에 따라 순환챔버(120)를 통한 윈드박스(108)의 배기가스 흡입 유량이 상대적으로 줄게 된다.

이에 본 장치는 외기 유입에 따라 상기 윈드박스(108)의 배기가스 흡입 유량이 주는 것을 방지하고 흡입 유량을 일정하게 유지하기 위한 구성을 더 포함할 수 있다.

즉, 본 장치는 상기 순환라인(122)를 통한 윈드 박스 흡입유량을 검출하는 유량계(20)와, 상기 순환라인(122)과 상기 흡입챔버를 연결하는 연결관(22), 상기 연결관(22)에 설치되어 상기 유량계(20)의 검출값에 따라 연결관(22)을 개폐하는 조절밸브(24)를 더 포함한다.

본 실시예에서 상기 유량계(20)는 순환챔버쪽에 근접 설치된다. 이는 순환챔버(120)를 통해 흡입되는 배기가스의 흡입 유량을 보다 정확하게 검출하기 위함이다.

그리고 상기 연결관(22)은 순환챔버(120)와 상기 산소유입관(12) 사이에 설치되어 흡입챔버(110)와 연결된다. 이에 순환챔버(120)로 흡입된 배기가스는 산소유입관(12)을 지나기 전에 먼저 연결관(22)을 통해 일부가 흡입챔버(120)로 빠져나갈 수 있게 된다.

상기 조절밸브(24)는 단순히 연결관(22)을 개방 또는 폐쇄하는 밸브이거나, 개방량의 미세조절이 가능한 구조의 밸브일 수 있다.

본 장치는 상기 유량계(20)의 검출값에 따라 상기 조절밸브(24)를 제어작동시키기 위해 별도의 제어부를 더 구비하거나, 상기 소결설비에 구비되어 있는 제어부에서 프로그램을 수정하여 유량계(20) 검출값에 따라 조절밸브(24)를 제어작동시킬 수 있다.

이에 순환라인(122)으로 외기가 유입되더라도 순환챔버(120)를 통해 흡입된 배기가스의 일부를 흡입챔버(110)로 배출시킴으로써 순환챔버(120)를 통한 윈도박스의 배기가스 흡입량을 일정하게 유지할 수 있게 된다.

여기서 상기 배기가스 흡입 풍량은 순환팬(126)보다 메인블로워(112)가 항상 크기 때문에 연결관(22)이 개방되면 배기가스는 순환라인(122)에서 흡입챔버쪽으로 흐르게 된다.

또한, 본 장치는 상기 연결관(22)에 설치되어 배기가스를 순환라인(122)에서 흡입챔버(110)쪽으로만 흐르도록 하기 위한 체크밸브를 더욱 설치되어 배기가스 역류를 방지하는 구조로 되어 있다. 상기 체크밸브는 배기가스를 일방향으로만 흐르도록 하기 위한 것으로, 연결관(22) 선단에 설치되어 흡입챔버(110)쪽으로만 개방작동하는 구조로 되어 있다. 이에 배기가스가 순환라인(122)에서 흡입챔버(110)로 흐르는 경우 체크밸브가 개방되고 그 역방향에서?? 체크밸브가 닫혀져 흐름이 차단된다.

이하 도 2를 참조하여 소결설비의 배기가스 순환장치의 제어 과정을 살펴보면 다음과 같다.

상기한 구조의 순환장치를 통해 배기가스의 순환을 제어하는 본 제어방법은 순환라인(122)을 통해 대차의 배합원료로 복사되는 순환 배기가스의 산소 농도를 검출하는 단계와, 검출된 산소 농도를 기 설정된 기준농도값과 비교하는 단계, 검출된 산소 농도가 기준농도값 미만인 경우 외기를 순환라인(122)으로 유입하는 단계를 포함한다.(S100 ~ S130)

또한, 본 제어방법은 외기 유입에 따라 발생되는 배기가스 흡입 유량 저하를 방지하기 위해, 순환라인(122)으로 유입되는 배기가스의 흡입 유량을 검출하는 단계와, 검출된 흡입 유량을 기 설정된 기준유량값과 비교하는 단계, 검출된 흡입 유량이 기준유량값 미만인 경우 순환라인(122)과 흡입챔버(110)를 연결하여 배기가스 일부를 흡입챔버(110)로 유입시키는 단계를 더 포함한다.(S140 ~ S160)

또한, 본 제어방법은 순환라인(122)으로부터 흡입챔버(110)로 배기가스 유입시 메인블로워 댐퍼(116) 개도율을 조절하는 단계를 더 포함한다.(S170)

상기 기준농도값은 배합원료를 소성하기 위해 필요한 최소한의 산소농도로, 예를 들어 16%로 설정될 수 있으며 이는 산소농도가 최소한 16% 이상이어야 함을 의미한다.

상기 기준유량값은 대차 상으로 순환되어 배합원료를 소성하기 위해 필요한 배기가스의 적정 필요 유량으로, 예를 들어 5000㎥/min으로 설정될 수 있으며 이는 대차 상부로 순환되는 배기가스의 유량이 5000㎥/min 이상이어야 함을 의미한다.

배기가스 순환 제어를 위해 먼저, 제어부를 통해 소결설비 구동을 위한 기준값으로 기준농도값과 기준유량값을 설정한다.(S100) 상기 기준값 설정에 앞서 초기 설비 구동을 위한 각종 설비 초기값을 셋팅할 수 있다. 예를 들어, 소결 대차의 속도 등과 같은 소결조업의 운전조건에 따라 흡입챔버(110)의 메인블로워 댐퍼(116) 개도값을 셋팅한다. 또한, 배기가스 후드(124) 내에 설치되어 배기가스의 압력을 검출하는 압력계의 압력을 설정하고, 이 압력을 유지할 수 있도록 순환라인(122)의 순환팬 댐퍼(128) 개도값을 셋팅할 수 있다.

설비의 초기값이 셋팅되고 기준값이 설정되어 설비가 구동되면, 대차(106)가 레일(12)을 따라 일정한 속도로 진행되고, 윈드 박스(108)에 걸린 부압에 의해 공기는 대차(106) 상부에서 윈드박스(108)로 흡입되어 소결 공정이 진행된다. 대차 진행방향을 따라 1번에서 7번까지의 윈드박스에서 흡입된 배기가스는 흡입챔버(110)를 통해 흡입되고, 8번에서 11번까지의 윈드박스에서 흡입된 배기가스는 순환챔버(120)와 순환라인(122)을 통해 대차 상부로 순환된다.

이 과정에서 순환라인(122)의 배기가스후드(124)를 통해 배출되는 배기가스의 압력은 압력계를 통해 검출된다. 압력계의 검출값은 제어부로 인가되고 제어부는 기 설정된 압력값과 상기 검출값을 비교하게 된다. 그리고 제어부는 상기 검출값이 압력값보다 작거나 큰 경우 상기 순환라인(122)에 설치된 순환팬 댐퍼(128)를 제어작동하여 그 개방정도를 조절한다. 순환팬 댐퍼(128)의 개방 정도가 조절됨으로써, 순환라인(122)을 통해 대차 상으로 배출되는 배기가스의 배출 압력을 항상 일정하게 유지할 수 있게 된다.

이 상태에서 산소농도센서(10)는 배기가스 내의 산소 농도를 검출하게 된다. 산소농도센서(10)의 검출 신호는 제어부로 인가된다.(S110)

제어부는 상기 산소농도센서(10)로부터 검출된 배기가스 내의 산소농도값을 기 설정된 기준농도값과 비교 연산한다.(S120)

그 결과 산소농도값이 예를 들어 기 설정된 기준농도값인 16% 미만인 경우, 제어부는 산소유입관(12)에 설치된 개폐밸브(14)를 제어작동하여 산소유입관(12)을 개방한다. 여기서 상기 개폐밸브(14)를 통한 산소유입관(12)의 개방 정도는 검출된 산소농도에 따라 조절될 수 있다. 제어부는 산소농도센서(10)에 의해 검출된 산소농도값과 기준농도값의 편차에 상응하는 비율에 따라 출력신호를 인가하여 상기 개폐밸브(14)를 작동함으로써, 산소유입관(12)의 개방정도를 조절할 수 있다. 이에 산소유입관(12)을 통해 대기 중의 공기가 순환라인(122)으로 유입된다.(S130)

상기 산소유입관(12)을 통해 유입된 공기는 순환라인(122)을 통해 유통되는 배기가스와 혼합되어 순환라인(122) 선단을 통해 대차 상부로 배출된다. 상기 배기가스는 공기가 혼입되므로 배기가스 내의 산소 농도는 커지게 된다. 배기가스의 산소 농도는 다시 배기가스후드(124)에 설치된 산소농도센서(10)에 의해 검출되고 이 값은 제어부로 인가된다. 그리고 제어부는 산소농도값이 기준농도값에 도달할때가지 상기 과정을 반복하면서 개폐밸브(14)를 제어작동하게 된다.

여기서 상기와 같이 산소 농도 증가를 위해 외기를 순환라인(122)으로 유입시킴에 따라 순환챔버(120)를 통한 윈드박스의 배기가스 흡입 유량이 상대적으로 줄게 되고, 이러한 흡입 유량 저하는 상기 순환라인(122)에 설치된 유량계(20)를 통해 검출된다.(S140)

상기 유량계(20)는 순환챔버(120)를 통해 흡입되어 순환라인(122)으로 이동되는 배기가스의 유량을 검출하게 된다. 상기 유량계(20)의 검출 신호는 제어부로 인가된다.

제어부는 상기 유량계(20)로부터 검출된 배기가스 흡입 유량값을 기 설정된 기준유량값과 비교 연산한다.(S150)

그 결과 흡입 유량값이 예를 들어 기 설정된 기준유량값인 5000㎥/min 미만인 경우, 제어부는 연결관(22)에 설치된 조절밸브(24)를 제어작동하여 연결관(22)을 개방한다. 여기서 상기 조절밸브(24)를 통한 연결관(22)의 개방 정도는 검출된 흡입유량값에 따라 조절될 수 있다. 제어부는 유량계(20)에 의해 검출된 흡입유량값과 기준유량값의 편차에 상응하는 비율에 따라 출력신호를 인가하여 상기 조절밸브(24)를 작동함으로써, 연결관(22)의 개방정도를 조절할 수 있다.

이에 순환라인(122)으로 흡입된 배기가스 중 일부가 연결관(22)을 통해 흡입챔버(110)쪽으로 빠져나가게 된다. 즉, 메인블로워(112)는 흡입챔버(110)로 흡입된 배기가스와 함께 순환챔버(120)쪽 배기가스도 같이 흡입하게 된다.(S160)

이와 같이 연결관(22)을 통해 배기가스를 흡입함으로써, 순환라인(122)으로 외기가 유입되더라도 순환챔버(120)를 통한 배기가스 흡입량이 저하되지 않게 된다. 따라서 순환챔버(120)를 통한 윈드박스의 배기가스 흡입량을 일정하게 유지할 수 있게 된다.

상기 배기가스 흡입 유량은 유량계(20)를 통해 계속 검출되며, 제어부는 유량계(20)의 검출값이 기 설정된 기준유량값에 도달할때까지 상기 과정을 반복하면서 조절밸브(24)를 제어작동하게 된다.

한편, 상기와 같이 연결관(22)이 개방되어 순환라인(122)의 배기가스 일부가 흡입챔버(110)로 유입됨으로써, 흡입챔버(110)를 통한 흡입유량에 변동이 발생된다.

이에 본 제어방법은 순환라인(122)으로부터 흡입챔버(110)로 배기가스 유입시 메인블로워 댐퍼(116) 개도율을 조절하는 과정을 거치게 된다.(S170)

상기 연결관(22)의 조절밸브(24) 개방 작동 신호는 제어부로 인가되고, 제어부는 연결관(22)의 개방정도에 따라 순환라인(122)에서 흡입챔버(110)로 유입되는 배기가스 유량을 연산한다. 그리고 제어부는 배기가스 유입 유량에 따라 초기 설정된 메인블로워 댐퍼(116) 개도율을 조절한다. 예를 들어, 초기 설정된 메인블로워 댐퍼(116) 개도율이 90%인 경우 제어부는 연결관(22)을 통해 흡입챔버(110)로 유입되는 배기가스 유입 유량에 따라 메인블로워 댐퍼(116) 개도율을 90%보다 높은 비율로 조절한다. 연결관(22)이 닫혀지면 제어부는 메인블로워 댐퍼(116) 개도율을 초기 설정값이 90%로 다시 낮춘다.

이와 같이 메인블로워 댐퍼(116) 개도율이 조절됨으로써, 메인블로워(112)를 통한 흡입챔버(110)의 전체 흡입 유량이 커지게 된다. 따라서 연결관(22)을 통해 흡입챔버(110)로 순환라인(122)의 배기가스가 유입되더라도 흡입챔버(110)를 통한 윈드박스의 배기가스 흡입 유량은 일정하게 유지된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.

10 : 산소농도센서 12 : 산소유입관
14 : 개폐밸브 20 : 유량계
22 : 연결관 24 : 조절밸브
106 : 대차 108 : 윈드박스
110 : 흡입챔버 112 : 메인블로워
116 : 메인블로워 댐퍼 120 : 순환챔버
122 : 순환라인 124 : 배기가스후드
126 : 순환팬 128 : 순환팬 댐퍼
129 : 압력계

Claims

호퍼로부터 배출되는 배합광을 적재하여 운반하는 대차와, 상기 대차 하부에 연속적으로 배치되어 대차 하부로 공기를 흡입하여 배합원료를 소결시키는 복수개의 윈드박스, 상기 윈드박스 중 일부의 윈드박스에 연결되는 흡입챔버, 상기 흡입챔버에 설치되는 메인블로워, 나머지 윈드박스에 연결되는 순환챔버, 상기 순환챔버에 설치되는 순환팬, 상기 순환챔버에 연결되고 상기 대차 상부로 연장되며 선단에는 배기가스를 대차 상부로 배출하는 배기가스후드가 설치된 순환라인, 상기 배기가스후드를 통해 배출되는 배기가스 내의 산소 농도를 검출하기 위한 산소농도센서, 상기 산소농도센서의 검출값에 따라 상기 순환라인을 통해 이송되는 배기가스에 산소를 공급하는 산소공급부, 상기 순환라인를 통한 윈드 박스 흡입유량을 검출하는 유량계, 상기 순환라인과 상기 흡입챔버를 연결하는 연결관, 상기 연결관에 설치되어 상기 유량계의 검출값에 따라 연결관을 개폐하는 조절밸브를 포함하는 소결설비의 배기가스 순환장치.
제 1 항에 있어서,
상기 산소공급부는 상기 순환라인 일측에 설치되어 대기와 연통되는 산소유입관과, 상기 산소유입관에 설치되어 산소유입관을 개폐하는 개폐밸브를 포함하는 소결설비의 배기가스 순환장치.
호퍼로부터 배출되는 배합광을 적재하여 운반하는 대차와, 상기 대차 하부에 연속적으로 배치되어 대차 하부로 공기를 흡입하여 배합원료를 소결시키는 복수개의 윈드박스, 상기 윈드박스 중 일부의 윈드박스에 연결되는 흡입챔버, 상기 흡입챔버에 설치되는 메인블로워, 나머지 윈드박스에 연결되는 순환챔버, 상기 순환챔버에 설치되는 순환팬, 상기 순환챔버에 연결되고 상기 대차 상부로 연장되며 선단에는 배기가스를 대차 상부로 배출하는 배기가스후드가 설치된 순환라인, 상기 순환라인를 통한 윈드 박스 흡입유량을 검출하는 유량계, 상기 순환라인과 상기 흡입챔버를 연결하는 연결관, 상기 연결관에 설치되어 상기 유량계의 검출값에 따라 연결관을 개폐하는 조절밸브를 포함하는 소결설비의 배기가스 순환장치.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 연결관에 설치되어 배기가스를 순환라인에서 흡입챔버쪽으로만 흐르도록 하기 위한 체크밸브를 더 포함하는 소결설비의 배기가스 순환장치.
소결설비의 배기가스 순환장치를 제어하는 제어방법에 있어서,
상기 제어방법은 배기가스 순환라인을 통해 대차의 배합원료로 복사되는 순환 배기가스의 산소 농도를 검출하는 단계와, 검출된 산소 농도를 기 설정된 기준농도값과 비교하는 단계, 검출된 산소 농도가 기준농도값 미만인 경우 외기를 순환라인으로 유입하는 단계, 상기 순환라인으로 유입되는 배기가스의 흡입 유량을 검출하는 단계와, 검출된 흡입 유량을 기 설정된 기준유량값과 비교하는 단계, 검출된 흡입 유량이 기준유량값 미만인 경우 순환라인과 흡입챔버를 연결하여 배기가스 일부를 흡입챔버로 유입시키는 단계를 포함하는 소결설비의 배기가스 순환장치 제어방법.
소결설비의 배기가스 순환장치를 제어하는 제어방법에 있어서,
상기 제어방법은 배기가스 순환라인으로 유입되는 배기가스의 흡입 유량을 검출하는 단계와, 검출된 흡입 유량을 기 설정된 기준유량값과 비교하는 단계, 검출된 흡입 유량이 기준유량값 미만인 경우 순환라인과 흡입챔버를 연결하여 배기가스 일부를 흡입챔버로 유입시키는 단계를 포함하는 소결설비의 배기가스 순환장치 제어방법.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 순환라인으로부터 흡입챔버로 배기가스 유입시 흡입챔버 상의 메인블로워 댐퍼 개도율을 조절하는 단계를 더 포함하는 소결설비의 배기가스 순환장치 제어방법.