KR101528073B1 - 마그네슘 제련 공정의 조업 데이터 모니터링 장치 및 방법 - Google Patents

마그네슘 제련 공정의 조업 데이터 모니터링 장치 및 방법 Download PDF

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윤보현
이종학
공남웅
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Abstract

마그네슘 제련 공정의 조업 데이터 모니터링 장치 및 방법이 제공된다. 조업 데이터 모니터링 장치는, 복수의 환원 챔버를 구비한 마그네슘 제련 공정의 조업 데이터 모니터링 장치에 있어서, 복수의 환원 챔버에 투입되는 원료 또는 복수의 환원 챔버로부터 산출되는 산출물의 양을 측정하는 무게 측정부와, RFID 태그를 구비하며, 원료 또는 산출물을 미리 정해진 이동 경로를 따라 이동시키는 캐리어와, 이동 경로상에 구비되어, 캐리어에 구비된 RFID 태그로부터 송출되는 RFID 신호를 수신하는 RFID 리더기와, RFID 신호에 기초하여 원료 또는 산출물의 이동 경로를 모니터링함과 동시에 이동 경로를 따라 이동하는 원료 또는 산출물의 양을 모니터링하는 모니터링 서버를 포함함으로써, 조업자로 하여금 마그네슘 제련 공정의 조업 상황을 감시하고, 조업 데이터간 인과 관계를 분석하도록 할 수 있다.

Description

마그네슘 제련 공정의 조업 데이터 모니터링 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF MONITORING OPERATION DATA IN MAGNESIUM EXTRACTING PROCESS}
본 출원은, 마그네슘 제련 공정에서 원료 및 산출물의 양을 모니터링하는 것에 관한 것이다.
일반적으로, 마그네슘 제련 공정은 소성 공정, 환원 공정, 정련 공정으로 이루어지며, 소성 공정에서는 소성로를 통과한 주원료인 돌로마이트(Dolmite)를 부원료인 페로실리콘(Fe-Si)과 형석(CaF2)과 배합한 후 소결시켜 단광이라는 소결물을 생산한다. 환원 공정에서는 소성 공정에서 생산된 단광을 환원용 용기(retort)에 투입한 후 진공/고온 상태를 유지시킴으로써 마그네슘 크라운(Mg Crown)을 생산한다. 마지막으로, 정련 공정에서는 환원 공정에서 생산된 마그네슘 크라운을 용해한 후 목표로 하는 물성을 가진 마그네슘 잉곳(Mg Ingot)을 생산하게 된다.
상술한 마그네슘 제련 공정에 대해서는, 예컨대 한국공개특허 제2010-0073266호("마그네슘 제조 장치 및 이를 이용한 마그네슘 제조 방법", 공개일: 2010년 7월 1일)에 개시되어 있다.
상술한 마그네슘 제련 공정의 생산량 증대 및 이로부터 생산되는 마그네슘의 품질을 향상시키기 위해서는, 최초 원료에서 최종 산출물이 생산되기까지의 모든 조업 데이터, 예컨대, 돌로 마이트의 소성 조건, 단광 생산시의 돌로마이트와 페로실리콘(Fe-Si)과 형석(CaF2)의 배합 비율, 단광기의 압력, 환원용 용기에서 생산되는 단광의 양, 환원 조건(시간, 진공도, 온도 등), 정련시 마그네슘 크라운(Mg Crown)의 양 등을 모니터링함으로써, 조업자가 조업 상황을 감시하고, 인과 관계를 분석하는 것이 필수적이나, 이러한 시스템이 전무한 실정이다.
한국공개특허 제2010-0073266호("마그네슘 제조 장치 및 이를 이용한 마그네슘 제조 방법", 공개일: 2010년 7월 1일)
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 조업자로 하여금 마그네슘 제련 공정의 조업 상황을 감시하고, 조업 데이터간 인과 관계를 분석하도록 하는 마그네슘 제련 공정의 조업 데이터 모니터링 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 제1 실시 형태에 의하면, 복수의 환원 챔버를 구비한 마그네슘 제련 공정의 조업 데이터 모니터링 장치에 있어서, 상기 복수의 환원 챔버에 투입되는 원료 또는 상기 복수의 환원 챔버로부터 산출되는 산출물의 양을 측정하는 무게 측정부; RFID(Radio Frequency IDentification) 태그를 구비하며, 상기 원료 또는 산출물을 미리 정해진 이동 경로를 따라 이동시키는 캐리어; 상기 이동 경로상에 구비되어, 상기 캐리어에 구비된 RFID 태그로부터 송출되는 RFID 신호를 수신하는 RFID 리더기; 및 상기 RFID 신호에 기초하여 상기 원료 또는 산출물의 이동 경로를 모니터링함과 동시에 상기 이동 경로를 따라 이동하는 상기 원료 또는 산출물의 양을 모니터링하는 모니터링 서버를 포함하는 조업 데이터 모니터링 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 무게 측정부는, 로드셀(loadcell)을 이용하여 상기 원료 및 산출물의 무게를 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 조업 데이터 모니터링 장치는, 상기 이동 경로, 상기 복수의 환원 챔버 각각에 대하여 투입된 원료 및 산출물의 양을 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 복수의 환원 챔버들은, 수직 환원 리토트를 포함할 수 있다
본 발명의 제2 실시 형태에 의하면, 복수의 환원 챔버를 구비한 마그네슘 제련 공정의 조업 데이터 모니터링 방법에 있어서, 무게 측정부에서, 상기 복수의 환원 챔버에 투입되는 원료 또는 상기 복수의 환원 챔버로부터 산출되는 산출물의 양을 측정하는 제1 단계; 캐리어에서, RFID(Radio Frequency IDentification) 태그를 구비하며, 상기 원료 또는 산출물을 미리 정해진 이동 경로를 따라 이동시키는 제2 단계; 상기 이동 경로상에 구비된 RFID 리더기에서, 상기 캐리어에 구비된 RFID 태그로부터 송출되는 RFID 신호를 수신하는 제3 단계; 및 모니터링 서버에서, 상기 RFID 신호에 기초하여 상기 원료 또는 산출물의 이동 경로를 모니터링함과 동시에 상기 이동 경로를 따라 이동하는 상기 원료 또는 산출물의 양을 모니터링하는 제4 단계를 포함하는 조업 데이터 모니터링 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 제1 단계는, 로드셀(loadcell)을 이용하여 상기 원료 및 산출물의 무게를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 조업 데이터 모니터링 방법은, 상기 이동 경로, 상기 복수의 환원 챔버 각각에 대하여 투입된 원료 및 산출물의 양을 디스플레이하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 복수의 환원 챔버들은, 수직 환원 리토트를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 복수의 환원 챔버에 투입되는 원료 또는 복수의 환원 챔버로부터 산출되는 산출물의 양을 측정하는 한편, 상술한 원료 또는 산출물의 이동 경로에 배치된 다수의 RFID 리더기를 통해 원료 또는 산출물의 양의 이동을 모니터링함으로써, 조업자로 하여금 마그네슘 제련 공정의 조업 상황을 감시하고, 조업 데이터간 인과 관계를 분석하도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 마그네슘 제련 공정의 조업 데이터 모니터링 장치의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 마그네슘 제련 공정의 조업 데이터 모니터링 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 마그네슘 제련 공정의 조업 데이터 모니터링 장치의 전체 구성도로, 무게 측정부(LC0 내지 LC6), 캐리어(110), RFID 리더기(120), 모니터링 서버(130) 및 디스플레이부(140)를 포함할 수 있다.
이하, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 마그네슘 제련 공정의 조업 데이터 모니터링 장치를 상세하게 설명한다. 비록 도 1에서는 마그네슘 제련 공정 중 환원 공정에 대해서만 도시되어 있으나, 기타 다른 공정에서도 유사하게 적용될 수 있음은 물론이다.
우선, 환원 챔버(CB1 내지 CB6)는 진공/고온 상태를 유지시킴으로써 마그네슘 크라운(Mg Crown)을 생산하는 설비로, 이전 공정인 소성 공정에서 생산된 단광이 캐리어(110)를 통해 운반된 후 환원용 용기(retort)에 투입되면, 진공/고온 상태를 유지시켜 마그네슘 크라운(Mg Crown)을 생산할 수 있다. 상술한 환원 챔버는 복수개(CB1 내지 CB6, 여기서, CB는 ChamBer의 약자임)가 존재할 수 있으며, 예컨대 수직 환원 리토트가 사용될 수 있다.
한편, 무게 측정부(LC0 내지 LC6)는, 복수의 환원 챔버(CB1 내지 CB6)에 투입되는 원료 또는 복수의 환원 챔버(CB1 내지 CB6)로부터 산출되는 산출물의 양을 측정할 수 있다.
즉, 환원 공정 입구에 배치된 무게 측정부(LC0)는 이전 공정(소성 공정)에서 생산된 원료(단광) 중 캐리어(110)에 담겨지는 원료의 양을 측정한 후, 원료가 담겨지는 캐리어(110)의 식별자와 함께 측정된 원료의 양을 모니터링 서버(130)로 전달할 수 있다.
또한, 복수의 환원 챔버(CB1 내지 CB6)에 배치된 무게 측정부(LC1 내지 LC6) 각각은, 해당 환원 챔버(CB1 내지 CB6)로부터 생산되어 배출(산출)되는 산출물(마그네슘 크라운)의 양을 측정한 후, 산출물이 담겨지는 캐리어(110)의 식별자와 함께 측정된 산출물의 양을 모니터링 서버(130)로 전달할 수 있다.
원료 및 산출물의 양을 측정하는 방법으로는, 부피 측정 방법과 무게측정 방법이 있으나, 본 환원 공정의 경우 원료 및 산출물은 고체 상태이므로, 부피 측정 방법을 통해서는 정확한 양의 파악이 힘들다. 따라서, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 무게 측정 방법이 사용될 수 있다. 이를 위해 상술한 무게 측정부(LC1 내지 LC6)로는 로드셀(Load Cell, LC)이 사용될 수 있다.
한편, 캐리어(110)는, 캐리어의 식별자를 포함하는 RFID 신호를 송출하는 RFID 태그를 구비하며, 원료 또는 산출물을 미리 정해진 이동 경로를 따라 이동시킬 수 있다. 상술한 이동 경로는 다음과 같다.
즉, 이전 공정에서 생산된 원료가 캐리어(110)에 담겨지면, 캐리어(110)는 제1 승하강 수단(10)을 통해 1층(1F) - 2층(2F) - 3층(3F)으로 승강된 후 복수의 환원 챔버(CB1 내지 CB6) 중 어느 하나로 이동하여 원료를 투입한다. 이후 빈 캐리어(110)는 제2 승하강 수단(20)을 통해 3층(3F) - 2층(2F)으로 하강된 후, 2층(2F)에서 제1 승하강 수단(10)으로 이동하고, 이후 제1 승하강 수단(10)을 통해 1층(1F)으로 하강(이상은 '제1 경로'라 함)하며, 상술한 과정을 반복적으로 수행할 수 있다.
한편, 환원 챔버(CB1 내지 CB6) 중 어느 하나에서 산출된 산출물은 캐리어(110)에 담겨 제2 승하강 수단(20)으로 이동한 후, 제2 승하강 수단(20)을 통해 3층(3F) - 2층(2F) - 1층(1F)으로 하강된 후 다음 공정으로 산출물인 마그네슘 크라운을 전달할 수 있다. 이후 제2 승하강 수단(20)을 통해 2층(2F)으로 승강한 후 2층(2F)에서 제1 승하강 수단(10)으로 이동하고, 이후 제1 승하강 수단(10)을 통해 1층(1F)으로 하강(이상은 '제2 경로'라 함)할 수 있다.
그리고, RFID 리더기(120)는, 캐리어(110)의 이동 상황을 모니터링하기 위한 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 상술한 이동 경로상에 다수개 구비되어, 캐리어(110)에 구비된 RFID 태그로부터 송출되는 RFID 신호를 수신하여 모니터링 서버(130)로 전달할 수 있다.
한편, 모니터링 서버(130)는, 다수의 RFID 리더기(120)로부터 전달된 RFID 신호에 기초하여 원료 또는 산출물의 이동 경로를 모니터링함과 동시에 무게 측정부(LC0 내지 LC6)로부터 전달된 원료 또는 산출물의 양에 기초하여 이동 경로를 따라 이동하는 원료 또는 산출물의 양을 모니터링할 수 있다.
마지막으로, 디스플레이부(140)는, 모니터링 서버(130)로부터 전달된 데이터에 기초하여, 원료 또는 산출물의 이동 경로와, 복수의 환원 챔버(CB1 내지 CB6) 각각에 대하여 투입된 원료 및 산출물의 양을 디스플레이할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 복수의 환원 챔버에 투입되는 원료 또는 복수의 환원 챔버로부터 산출되는 산출물의 양을 측정하는 한편, 상술한 원료 또는 산출물의 이동 경로에 배치된 다수의 RFID 리더기를 통해 원료 또는 산출물의 양의 이동을 모니터링함으로써, 조업자로 하여금 마그네슘 제련 공정의 조업 상황을 감시하고, 조업 데이터간 인과 관계를 분석하도록 할 수 있다.
한편, 도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 마그네슘 제련 공정의 조업 데이터 모니터링 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하, 도 1 내지 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시 형태에 의한 마그네슘 제련 공정의 조업 데이터 모니터링 방법을 설명한다. 다만, 발명의 간명화를 위해 도 1에서 설명된 사항과 중복된 설명은 생략한다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 우선 무게 측정부(LC0 내지 LC6)는, 복수의 환원 챔버(CB1 내지 CB6)에 투입되는 원료 또는 복수의 환원 챔버(CB1 내지 CB6)로부터 산출되는 산출물의 양을 측정할 수 있다(S201).
다음, 캐리어(110)는, 캐리어의 식별자를 포함하는 RFID 신호를 송출하는 RFID 태그를 구비하며, 원료 또는 산출물을 미리 정해진 이동 경로를 따라 이동시킬 수 있다(S202). 상술한 이동 경로는 다음과 같다.
즉, 이전 공정에서 생산된 원료가 캐리어(110)에 담겨지면, 캐리어(110)는 제1 승하강 수단(10)을 통해 1층(1F) - 2층(2F) - 3층(3F)으로 승강된 후 복수의 환원 챔버(CB1 내지 CB6) 중 어느 하나로 이동하여 원료를 투입한다. 이후 빈 캐리어(110)는 제2 승하강 수단(20)을 통해 3층(3F) - 2층(2F)으로 하강된 후, 2층(2F)에서 제1 승하강 수단(10)으로 이동하고, 이후 제1 승하강 수단(10)을 통해 1층(1F)으로 하강(이상은 '제1 경로'라 함)하며, 상술한 과정을 반복적으로 수행할 수 있다.
한편, 환원 챔버(CB1 내지 CB6) 중 어느 하나에서 산출된 산출물은 캐리어(110)에 담겨 제2 승하강 수단(20)으로 이동한 후, 제2 승하강 수단(20)을 통해 3층(3F) - 2층(2F) - 1층(1F)으로 하강된 후 다음 공정으로 산출물인 마그네슘 크라운을 전달할 수 있다. 이후 제2 승하강 수단(20)을 통해 2층(2F)으로 승강한 후 2층(2F)에서 제1 승하강 수단(10)으로 이동하고, 이후 제1 승하강 수단(10)을 통해 1층(1F)으로 하강(이상은 '제2 경로'라 함)할 수 있다.
그리고, RFID 리더기(120)는, 캐리어(110)의 이동 상황을 모니터링하기 위한 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 상술한 이동 경로상에 다수개 구비되어, 캐리어(110)에 구비된 RFID 태그로부터 송출되는 RFID 신호를 수신하여 모니터링 서버(130)로 전달할 수 있다(S203).
마지막으로, 모니터링 서버(130)는, 다수의 RFID 리더기(120)로부터 전달된 RFID 신호에 기초하여 원료 또는 산출물의 이동 경로를 모니터링함과 동시에 무게 측정부(LC0 내지 LC6)로부터 전달된 원료 또는 산출물의 양에 기초하여 이동 경로를 따라 이동하는 원료 또는 산출물의 양을 모니터링할 수 있다(S204).
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 복수의 환원 챔버에 투입되는 원료 또는 복수의 환원 챔버로부터 산출되는 산출물의 양을 측정하는 한편, 상술한 원료 또는 산출물의 이동 경로에 배치된 다수의 RFID 리더기를 통해 원료 또는 산출물의 양의 이동을 모니터링함으로써, 조업자로 하여금 마그네슘 제련 공정의 조업 상황을 감시하고, 조업 데이터간 인과 관계를 분석하도록 할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
10: 제1 승하강 수단 20: 제2 승하강 수단
110: 캐리어 120: RFID 리더기
130: 모니터링 서버 140: 디스플레이부
LC0 내지 LC6: 무게 측정부 CB1 내지 CB6: 환원 챔버

Claims (8)

  1. 복수의 환원 챔버를 구비한 마그네슘 제련 공정의 조업 데이터 모니터링 장치에 있어서,
    상기 복수의 환원 챔버에 투입되는 원료 또는 상기 복수의 환원 챔버로부터 산출되는 산출물의 양을 측정하는 무게 측정부;
    RFID(Radio Frequency IDentification) 태그를 구비하며, 상기 원료 또는 산출물을 미리 정해진 이동 경로를 따라 이동시키는 캐리어;
    상기 이동 경로상에 구비되어, 상기 캐리어에 구비된 RFID 태그로부터 송출되는 RFID 신호를 수신하는 RFID 리더기; 및
    상기 RFID 신호에 기초하여 상기 원료 또는 산출물의 이동 경로를 모니터링함과 동시에 상기 이동 경로를 따라 이동하는 상기 원료 또는 산출물의 양을 모니터링하는 모니터링 서버를 포함하는 조업 데이터 모니터링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무게 측정부는,
    로드셀(loadcell)을 이용하여 상기 원료 및 산출물의 무게를 측정하는 조업 데이터 모니터링 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    조업 데이터 모니터링 장치는,
    상기 이동 경로, 상기 복수의 환원 챔버 각각에 대하여 투입된 원료 및 산출물의 양을 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함하는 조업 데이터 모니터링 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 환원 챔버들은,
    수직 환원 리토트를 포함하는 조업 데이터 모니터링 장치.
  5. 복수의 환원 챔버를 구비한 마그네슘 제련 공정의 조업 데이터 모니터링 방법에 있어서,
    무게 측정부에서, 상기 복수의 환원 챔버에 투입되는 원료 또는 상기 복수의 환원 챔버로부터 산출되는 산출물의 양을 측정하는 제1 단계;
    캐리어에서, RFID(Radio Frequency IDentification) 태그를 구비하며, 상기 원료 또는 산출물을 미리 정해진 이동 경로를 따라 이동시키는 제2 단계;
    상기 이동 경로상에 구비된 RFID 리더기에서, 상기 캐리어에 구비된 RFID 태그로부터 송출되는 RFID 신호를 수신하는 제3 단계; 및
    모니터링 서버에서, 상기 RFID 신호에 기초하여 상기 원료 또는 산출물의 이동 경로를 모니터링함과 동시에 상기 이동 경로를 따라 이동하는 상기 원료 또는 산출물의 양을 모니터링하는 제4 단계를 포함하는 조업 데이터 모니터링 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 단계는,
    로드셀(loadcell)을 이용하여 상기 원료 및 산출물의 무게를 측정하는 단계를 포함하는 조업 데이터 모니터링 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    조업 데이터 모니터링 방법은,
    상기 이동 경로, 상기 복수의 환원 챔버 각각에 대하여 투입된 원료 및 산출물의 양을 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 조업 데이터 모니터링 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 환원 챔버들은,
    수직 환원 리토트를 포함하는 조업 데이터 모니터링 방법.
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