KR101325621B1 - 원료 빈의 로드셀 검사 장치 - Google Patents

Abstract

원료 빈에 설치되어 원료 하중을 검출하는 로드셀에 대한 검사가 보다 신속하고 용이하게 이루어지고, 필요시 조업중이라도 언제든지 로드셀을 검사하여 영점을 재조정할 수 있도록, 원료가 저장되는 원료 빈을 지지하는 설비프레임과, 상기 원료 빈과 설비프레임 사이에 설치되어 원료 빈에 저장되는 원료의 하중을 검출하는 로드셀, 상기 설비프레임에 설치되는 브라켓, 상기 브라켓에 고정설치되고 상기 원료 빈을 가압하여 로드셀에 측정용 하중을 인가하는 적어도 하나 이상의 구동실린더를 포함하는 원료 빈의 로드셀 검사장치를 제공한다.

Description

원료 빈의 로드셀 검사 장치{TEST DEVICE FOR ROAD CELL IN FEED BIN}

본 발명은 용융로 등에 장입되는 원료를 저장하는 원료 빈에 관한 것이다. 보다 상세하게 본 발명은 원료의 장입량을 측정하기 위해 원료 빈에 설치되는 로드셀 점검을 위한 원료 빈의 로드셀 검사 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 원료는 원료 빈에 저장되고 설정된 양만큼 불출되어 용융로 등에 장입된다.

예를 들어, 분광을 직접 사용하여 용철을 제조하는 용융환원제철설비의 경우 유동환원로와 브리켓 제조장치 및 여기에 연결된 용융가스화로를 포함한다. 상온의 분광 및 부원료는 3단의 유동환원로를 차례로 거치며 환원된다. 분환원철은 브리켓 제조장치를 거쳐 브리켓(HCI;Hot Compacted Iron)으로 압축된다. 제조된 브리켓은 원료빈에 저장되고, 원료빈 하단에 연결된 용융가스화로로 장입되어 용철로 제조된다.

상기 원료빈에는 원료의 장입량을 정확히 검출하기 위해 로드셀이 설치되어 있다. 이에 용융환원철 제조설비는 원료빈의 로드셀을 통한 브리켓 장입량에 기초하여 용융로의 멜팅 레이트(melting rate)를 자동 제어하게 된다.

그런데, 원료빈은 약 600℃로 고온인 브리켓이 저장되므로 고열에 의한 열팽창이 일어나고, 이러한 열팽창은 로드셀에 외압으로 작용하게 된다. 또한, 원료빈의 연결부위에서도 간섭이 발생할 수 있다. 이러한 간섭에 의해 로드셀의 측정 오차가 유발되고, 이는 조업이 불안정해지는 원인이 된다.

이와 같이 로드셀의 측정 오차가 나타나면 로드셀을 검사하여 영점 조정을 다시 하게 된다.

종래의 경우, 로드셀의 검사는 분동을 이용하여 이루어졌다. 즉, 상기 원료빈에 설치되어 있는 검사용 플랜지에 복수개의 분동을 올려놓고 이에 대응되는 값을 확인하여 로드셀의 영점을 재조정하였다.

그러나, 상기한 종래의 구조는 분동을 이용함에 따라 작업자가 검사용 플랜지에 해당 무게만큼의 복수개의 분동을 적재하고 또 제거해야하는 불편함이 있으며, 작업에 소요되는 시간과 노력이 많이 소요되는 문제점이 있다. 이와 같이 종래에는 로드셀 검사에 많은 작업 부하가 걸려 이를 수시로 할 수 없고, 조업 중에는 검사가 거의 불가능하여, 작업을 중지하거나 원료빈 수리 시와 같이 설비 휴지기에만 수행해야 하는 문제점이 있다.

이에, 로드셀에 대한 검사가 보다 신속하고 용이하게 이루어질 수 있도록 된 원료 빈의 로드셀 검사장치를 제공한다.

또한, 필요시 조업중이라도 언제든지 로드셀을 검사하여 영점을 재조정할 수 있도록 된 원료 빈의 로드셀 검사장치를 제공한다.

이를 위해 본 장치는 원료가 저장되는 원료 빈을 지지하는 설비프레임과, 상기 원료 빈과 설비프레임 사이에 설치되어 원료 빈에 저장되는 원료의 하중을 검출하는 로드셀, 상기 설비프레임에 설치되는 브라켓, 상기 브라켓에 고정설치되고 상기 원료 빈을 가압하여 로드셀에 측정용 하중을 인가하는 적어도 하나 이상의 구동실린더를 포함할 수 있다.

상기 원료빈은 외측면에 플랜지가 돌출 설치되고, 상기 구동실린더는 플랜지 상부에 배치되어 플랜지 상에 중력방향으로 하중을 인가하는 구조일 수 있다.

본 장치는 상기 구동실린더에 연결되는 작동유체 공급라인과, 상기 공급라인 상에 설치되어 작동유체를 구동실린더로 유통시키기 위한 공급펌프와 작동유체 공급탱크, 상기 공급라인 상에 설치되는 제어밸브, 상기 공급라인을 통해 공급되는 작동유체의 공급압을 검출하는 유압계를 더 포함할 수 있다.

본 장치는 상기 유압계의 검출값을 인가받아 제어밸브를 작동하여 구동실린더의 가압력을 제어하고, 상기 구동실린더의 가압력과 상기 로드셀의 검출값을 연산하여 로드셀의 측정 오차를 검사하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 구동실린더는 원료 빈의 외주면을 따라 설치된 로드셀의 개수에 대응되는 개수로 설치될 수 있다.

상기 구동실린더는 3개가 원료 빈에 120도 각도로 배치되어 설치될 수 있다.

이와 같이 본 실시예에 의하면, 분동을 이용하여 않고 유압실린더를 이용하여 원하는 하중을 인가하여 로드셀을 검사함으로써, 로드셀 검사에 소요되는 시간과 노력을 최소화할 수 있게 된다.

또한, 설비 휴지기는 물론 조업 중에도 로드셀을 검사하여 영점 조정을 실시할 수 있게 된다.

또한, 원료 빈의 로드셀의 지속적인 검사를 통해 원료의 장입량을 정밀하게 제어할 수 있고, 이에 원료의 효율적 이용으로 비용을 절감하고 용선의 품질을 높일 수 있게 된다.

도 1은 본 실시예에 따른 로드셀 검사장치가 구비된 원료 빈을 도시한 개략적인 측면도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 로드셀 검사장치가 구비된 원료 빈을 도시한 개략적인 평면도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 원료 빈의 로드셀 검사장치의 구성을 도시한 개략적인 도면이다.

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 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

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 1과 도 2는 본 실시예에 따른 로드셀 검사장치가 구비된 원료 빈을 도시한 측면도와 평면도이다.

이하 본 실시예에서는 본 장치가 분광을 직접 사용하여 용철을 제조하는 용융환원 제철설비에 있어서 유동환원로와 브리켓 제조설비를 거쳐 제조된 브리켓(HCI;Hot Compacted Iron)을 저장하는 원료 빈(100)에 적용된 경우를 예로서 설명한다. 본 장치는 브리켓 저장용 원료 빈(100)에 한정되지 않으며, 모든 종류의 원료를 저장하는 원료 빈에 모두 적용가능하다 할 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 원료 빈(100)은 원통형태로 이루어지며, 상부와 하부에는 각각 원료가 투입되는 투입구(110)와 원료가 배출되는 배출구(120)가 형성된다. 상기 원료 빈(100)은 용융환원 제철 설비의 뼈대를 구성하는 설비프레임(200)에 지지되어 수직으로 배치된다.

상기 원료 빈(100)의 외측면에는 설비프레임(200) 상에 놓여지도록 외주면을 따라 간격을 두고 지지대(130)가 돌출 설치된다. 그리고 상기 지지대(130)와 원료 빈(100) 사이에는 로드셀(140)이 설치된다. 도 2에 도시된 바와 같이 본 실시예에서 상기 로드셀(140)은 모두 3개가 원료 빈(100)의 외주면을 따라 120도 간격으로 배치되어 설치된다. 상기 로드셀(140)은 고정 구조물인 설비프레임(200)에 대해 유동 구조물인 원료 빈(100)을 받쳐 지지하는 상태로, 원료 빈(100)에 저장되는 원료의 하중을 검출하게 된다.

여기서, 본 장치는 상기 로드셀(140)의 측정 오차를 검사하기 위해 원료 빈(100)에 측정용 하중을 인가할 수 있는 구조로 되어 있다.

이를 위해, 본 장치는 상기 설비프레임(200)에 설치되는 브라켓(10)과, 상기 브라켓(10)에 고정설치되고 상기 원료 빈(100)을 가압하여 로드셀(140)에 측정용 하중을 인가하는 적어도 하나 이상의 구동실린더(20)를 포함한다.

상기 원료빈(100)은 외측면에 플랜지(150)가 돌출 설치되고, 상기 구동실린더(20)는 플랜지(150) 상부에 배치되어 플랜지(150) 상에 중력방향으로 하중을 인가하는 구조로 되어 있다.

여기서 상기 플랜지(150)는 종래 로드셀(140) 교정을 위해 분동을 올려 놓기 위해 설치된 구조물이다. 본 실시예에서는 구동실린더(20)의 하중을 전달하기 위해 별도의 플랜지를 구비하지 않고 종래 분동을 올려놓도록 된 플랜지(150)를 그대로 이용할 수 있다. 상기 플랜지(150)는 로드셀(140) 사이에 배치되며, 구동실린더(20)는 각 플랜지(150)에 각각 배치되어 설치될 수 있다. 상기 구동실린더(20)의 설치 위치는 특별히 한정되지 않으나, 원료 빈(100)에 균일한 하중을 인가할 수 있도록 적절히 배치될 수 있다.

상기 브라켓(10)은 고정 구조물인 설비프레임(200) 상부에 고정 설치된다. 상기 브라켓(10)은 상기 플랜지(150)와 간섭되지 않도록 이격된 상태에서 설비프레임(200)에 수직으로 연장되고 상단은 원료 빈(100)쪽으로 연장된 구조로 되어 있다. 원료 빈쪽으로 연장된 상기 브라켓(10)의 끝에 구동실린더(20)가 플랜지(150)를 향해 설치된다.

상기 구동실린더(20)는 원료 빈(100)의 외주면을 따라 설치된 로드셀(140)의 개수에 대응되는 개수로 설치될 수 있다. 본 실시예에서는 로드셀(140)의 설치 개수와 동일하게 상기 구동실린더(20)는 3개가 구비되어 원료 빈(100)에 120도 각도로 배치되어 설치된다.

이에, 상기 구동실린더(20)가 신장작동되면 플랜지(150)를 가압하게 되어 플랜지(150)가 설치된 원료 빈(100)에 하중이 인가된다. 그리고 원료 빈(100)과 설비프레임(200) 사이에 설치된 로드셀(140)은 상기와 같이 구동실린더(20)에 의해 원료 빈(100)에 걸린 하중을 검출하게 된다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이 본 장치는 제어부를 더 포함하여, 상기 구동실린더(20)의 가압력과 이에 따른 로드셀(140)의 검출값을 통해 로드셀(140)의 측정 오차를 확인할 수 있게 된다.

본 장치는 상기 구동실린더(20)를 작동하기 위하여, 구동실린더(20)와 연결되는 공급라인(30)과, 상기 공급라인(30) 상에 설치되어 작동유체를 구동실린더(20)로 유통시키기 위한 공급펌프(40)와 작동유체 공급탱크(50)를 포함한다. 그리고 상기 공급라인(30)에는 제어밸브(60)와 유압계(70)가 설치되어, 상기 공급라인(30)을 통해 공급되는 작동유체의 공급량을 제어하고 공급압을 검출하게 된다.

본 장치는 상기 제어밸브(60)를 구동하고 구동실린더(20)의 가압력과 로드셀(140)의 측정값을 비교 연산하는 제어부(80)를 더 포함한다. 상기 제어부(80)는 제어밸브(60)를 작동하여 구동실린더(20)의 가압력을 기 설정된 값에 맞춰 제어하게 되다. 구동실린더(20)의 가압력은 상기 공급라인(30) 상에 설치된 압력계를 통해 검출된다. 제어부(80)는 유압계(70)의 검출값을 확인하여 원료 빈(100)에 대한 구동실린더(20)의 가압력을 셋팅하고, 구동실린더(20) 가압에 따라 측정된 로드셀(140)의 검출값과 상기 구동실린더(20)의 가압력을 비교 연산하여 로드셀(140)의 측정 오차를 검사하게 된다.

이하, 본 장치의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

원료는 원료 빈(100)의 상단 투입구(110)를 통해 내부로 장입되고, 필요시 하단의 배출구(120)를 통해 용융로 등으로 장입된다.

원료의 장입량은 원료 빈(100)으로 투입된 원료의 하중을 통해 확인되며, 이는 원료 빈(100)과 설비프레임(200) 사이에 설치된 로드셀(140)에 의해 검출된다.

원료의 저장과 배출을 반복함에 따라 로드셀(140)에 측정 오차가 발생되거나 로드셀(140)의 검사가 필요한 경우에는 본 장치를 가동하여 간단하게 로드셀(140)을 검사할 수 있게 된다.

본 장치가 구동되면 제어부(80)는 공급펌프(40)를 구동하고 제어밸브(60)를 작동하여 공급라인(30)을 통해 각 구동실린더(20)로 작동유체를 공급하게 된다. 이에 각 구동실린더(20)는 브라켓(10)과 원료 빈(100)의 플랜지(150) 사이에서 신장작동되어 원료 빈(100)을 가압하게 된다. 구동실린더(20)의 신장작동에 따른 가압력은 공급라인(30)에 설치된 유압계(70)를 통해 확인된다.

상기 제어부(80)는 유압계(70)의 검출값을 구동실린더(20) 신장작동에 따라 원료빈(100)에 가해지는 하중으로 환산하여 설정된 하중만큼 구동실린더(20)를 신장작동한다. 이에 구동실린더(20)는 설정된 하중으로 원료 빈(100)을 가압하게 된다.

상기 구동실린더(20)에 의해 원료 빈(100)에 가해진 압력은 로드셀(140)에 하중으로 인가되어 검출된다. 따라서, 제어부(80)는 상기 구동실린더(20)의 가압력과 로드셀(140)에 의해 검출된 측정값을 비교하여 로드셀(140)의 측정 오차를 검사할 수 있게 된다.

이와 같이, 간단히 구동실린더(20)를 신장작동하는 것으로 로드셀(140)의 측정 오차를 검사할 수 있게 되어, 조업 중에도 로드셀(140)을 수시로 검??여 로드셀(140)의 영점을 재조정할 수 있게 된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

10 : 브라켓 20 : 구동실린더
30 : 공급라인 40 : 공급펌프
50 : 공급탱크 60 : 제어밸브
70 : 유압계 80 : 제어부

Claims (6)

1. 원료가 저장되는 원료 빈을 지지하는 설비프레임과, 상기 원료 빈과 설비프레임 사이에 설치되어 원료 빈에 저장되는 원료의 하중을 검출하는 로드셀, 상기 설비프레임에 설치되는 브라켓, 상기 브라켓에 고정설치되고 상기 원료 빈을 가압하여 로드셀에 측정용 하중을 인가하는 적어도 하나 이상의 구동실린더를 포함하고,
   상기 원료빈은 외측면에 플랜지가 돌출 설치되고, 상기 구동실린더는 플랜지 상부에 배치되어 플랜지 상에 중력방향으로 하중을 인가하는 구조의 원료 빈의 로드셀 검사 장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 구동실린더는 원료 빈의 외주면을 따라 설치된 로드셀의 개수에 대응되는 개수로 설치되는 원료 빈의 로드셀 검사 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 구동실린더는 3개가 원료 빈에 120도 각도로 배치되어 설치된 구조의 원료 빈의 로드셀 검사 장치.
5. 제 1 항 또는 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
   상기 구동실린더에 연결되는 작동유체 공급라인과, 상기 공급라인 상에 설치되어 작동유체를 구동실린더로 유통시키기 위한 공급펌프와 작동유체 공급탱크, 상기 공급라인 상에 설치되는 제어밸브, 상기 공급라인을 통해 공급되는 작동유체의 공급압을 검출하는 유압계를 더 포함하는 원료 빈의 로드셀 검사 장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 유압계의 검출값을 인가받아 제어밸브를 작동하여 구동실린더의 가압력을 제어하고, 상기 구동실린더의 가압력과 상기 로드셀의 검출값을 연산하여 로드셀의 측정 오차를 검사하는 제어부를 더 포함하는 원료 빈의 로드셀 검사 장치.

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