KR101559687B1

KR101559687B1 - 소결 머신에서 용락점을 조절하기 위한 방법 및 조정기

Info

Publication number: KR101559687B1
Application number: KR1020147004498A
Authority: KR
Inventors: 칼 제밀러
Original assignee: 오토텍 오와이제이
Priority date: 2011-07-28
Filing date: 2012-07-19
Publication date: 2015-10-19
Also published as: AP2014007440A0; CN103717763A; ZA201309255B; MX2014000808A; EP2737094A1; EA201490075A1; EA027450B1; ES2563178T3; JP5779716B2; SI2737094T1; HUE027693T2; AU2012288972A1; MX341481B; EP2737094B1; GT201300314A; DE102011108747A1; PL2737094T3; KR20140049010A; AU2012288972B2; JP2014523971A

Abstract

소결될 재료가 운반 경로 (3) 로 장입되고, 착화되고 재료 덤프 (5) 까지 운반 방향 (F) 으로 배열된 윈드박스 (6) 를 지나 수송되는 소결 머신 (1) 에서 용락점 (D) 을 조절하기 위해, 온도는 운반 경로 (3) 를 따라 연속 배열된 적어도 3 개의 측정점 (10) 에서 측정되고 소결 머신 (1) 의 운반 속도는 운반 경로에서 선택된 용락점 (D) 의 위치에 대한 최대 측정 온도 (D(i)) 의 위치에 따라 조절된다. 3 개의 연속 배열된 측정점 (10) 의 온도 프로파일이 비교되고, 운반 방향 (F) 으로 제 1 및 제 3 측정점 (10) 이 제 2 측정점 (10) 보다 낮은 온도 값을 가질 때 온도의 최대치가 가정되고, 모든 측정점 (10) 이 일련의 오름차순의 온도 값들을 형성할 때 온도의 최대치가 가정되지 않는다. 가정된 온도의 최대치를 가질 때, 최대 온도 값 (D(i)) 을 가지는 측정점의 위치와 선택된 용락점 (D) 의 위치 사이의 편차에 따라 운반 속도가 조절되고, 반면에 가정된 온도의 최대치를 가지지 않을 때 운반 속도는 명시된 값만큼 감소된다.

Description

소결 머신에서 용락점을 조절하기 위한 방법 및 조정기 {METHOD AND REGULATOR FOR ADJUSTING THE BURN-THROUGH POINT IN A SINTERING MACHINE}

본 발명은 소결 머신에서 용락점 (burn-through point) 을 조절하기 위한 방법 및 조정기에 관한 것이다. 소결 머신에서, 예를 들어 광석을 함유한, 소결될 재료는 운반 경로, 예를 들어 이동 화격자 (grate) 또는 화격자 카트리지로 장입되고, 착화되고 운반 방향으로 배열되고 흡입 방향으로 작동되는 윈드박스 (windboxes) 를 지나 재료 덤프까지 수송된다. 소결 머신에서 수송하는 동안, 소결될 재료는 소결 케이크를 형성하도록 연소되고 소결 머신의 말단에서, 예를 들어 레이킹 오프 (raking off) 함으로써, 재료 덤프 가까이에서 배출되고, 후속 프로세스들로 공급된다. 용락점을 조절하기 위한 방법에서, 소결될 재료의 온도에 의해 결정된 온도는 운반 경로를 따라 순차적으로 배열된 적어도 3 개의 측정점에서 측정되고, 소결 머신의 운반 속도는 운반 경로에서 미리 선택된 용락점의 위치에 대하여 최대 측정 온도의 위치에 따라 조절된다.

소결하는 동안, 대부분의 과립 또는 분말 물질은 가열에 의해 서로 연결된다. 가열은 재료 인테이크 후 소결 머신에서 재료 표면을 착화함으로써 이루어진다. 그 후, 착화된 재료는 소결 머신에 운반되고, 표면이 착화된 재료는 소결될 재료의 전체 높이에 대하여 용락된다. 전체 베드가 수직 방향으로 막 용락된 용락점에서, 윈드박스의 근방에서 측정된 온도가 최대이다. 그 후, 소결된 재료는 소결 머신에 추가 운반되는 동안 이미 냉각된다.

보통 소결은 소결 머신의 말단에서 또는 소결 머신의 말단 바로 앞에서 완료되는 것이 바람직하다. 그러나, 어떤 경우에는, 재료를 덤핑할 때 소결 프로세스가 아직 완료되지 않아서, 소결하는 동안 발생되는 열에 의해 손상될 수 있는, 후속 냉각 스테이션에서 소결 프로세스가 이루어지는 것을 피해야 한다. 게다가, 더 적은 생산량을 이끌기 때문에 머신에서 너무 빠르게 용락점에 도달하는 것을 피해야 한다.

이것을 피하기 위해서, 용락점 조정은, 용락점을 결정하도록 특히 소결 머신의 마지막 네 번째에서 윈드박스에서 온도를 고려한다. 프로세스에서, 최대 온도 값은 측정된 온도로부터 결정되고 용락점은 최대 온도 값으로부터 결정된다. 비교에 의하여, 윈드박스 중 어느 것에 최대 온도 값이 존재하는지 결정된다. 이 위치는 원하는 용락점을 위해 미리 선택된 위치와 비교된다.

원하는 용락점의 선택된 위치 앞에 최대 측정 온도 값을 갖는 윈드박스가 위치한다면, 소결 머신의 운반 속도는 확실하게 정의된 인자만큼 증가된다. 용락점을 위해 선택된 위치 뒤에 최대 측정 온도 값을 갖는 윈드박스가 위치한다면, 머신 속도는 동일한, 확실하게 정의된 인자만큼 감소된다.

US 3,211,441 로부터, 소결 머신의 운반 속도를 조정하기 위한 방법 및 장치가 공지되어 있다. 이 목적으로, 폐 공기 (waste air) 의 온도와 압력은 Dwight-Lloyd 소결 머신의 복수의 연속 배열된 윈드박스들 중 하나에서 측정되고 이 측정 값들이 원하는 범위 내에 있는지 여부가 체크된다. 이것은, 원하는 시간 프레임 내에서 또는 소결 머신의 원하는 위치에서 소결 프로세스가 완료될 것이라는 것을 나타낸다. 소결 프로세스에서, 연속 배열된 윈드박스들에서 측정된 온도들의 온도 프로파일은 소결 베드의 용락점에서 최대치를 나타낸다. 소결 베드를 통하여 흡입된 폐 가스에서 측정된 압력은 용락점에 도달할 때까지 대략 일정하게 유지되고 용락점에 도달한 후 뚜렷하게 감소한다. 소결 머신과 수행되는 프로세스에 대해 알맞게 선택되는, 폐 공기의 온도 및 압력에 대한 값 범위의 적합한 조합에 의해, 소결 머신의 선택된 윈드박스에서 프로세스가 용락점 근방에 위치하는지 여부를 선택된 윈드박스에서 결정할 수 있다. 2 개의 측정 값의 무리 (constellation) 에 따라, 선택된 윈드박스의 영역 안으로 용락점을 이동시키도록, 소결 머신의 운반 속도가 증가되거나 감소될 것이다.

그러나, 이 조정은 비교적 많은 비용이 드는데, 왜냐하면 신뢰성있게 용락점을 결정할 수 있도록 2 개의 다른 측정 값들이 고려되어야 하기 때문이다. 게다가, 측정된 압력의 절대 값의 변동은 예를 들어 화격자 카트리지에서 소결 머신의 부하에 따라 발생할 수 있다. 따라서, 이 측정 값은 단지 제한된 정도로 소결 머신의 수송 속도를 조정하는데 적합하다.

비슷한 소결 머신에서, US 4,065,295 는 윈드박스의 수집기에서 측정된 온도 측정을 기반으로 운반 속도를 조정하기 위한 방법을 설명한다. 조정의 조정 변수는, 흡입 송풍기 바로 앞의 수집 라인에서 측정되는, 소결 머신에 순차적으로 배열된 모든 윈드박스들로부터의 모든 폐 가스의 온도이다. 추가 조정 변수로서, 100 ℃ 초과의 온도를 가지고 윈드박스를 이탈하는 모든 폐 가스의 평균 온도의 편차가 사용된다. 이 변수는 수집 라인에서 수집된 폐 가스의 전체 온도보다 빠르게 반응하다.

이 방법은, 윈드박스에서 온도 최대치가 검출될 수 없을 때 또는 외부 영향에 의해 국부적으로 저하되는 온도 최대치만 검출될 수 있을 때 또한 이용될 수 있다. 대안적으로, 현재 용락점에 대응하는, 캐스케이드식 조정에서 제 2 조정 변수로서 연속 배열된 윈드박스들에서 최대 온도의 결정이 제안된다. 원하는 용락점은 수집 라인에서 폐 가스의 온도를 기반으로 결정된다. 이런 식으로, 최대 온도의 결정시 부정확함은 예를 들어 마지막 윈드박스에서 보상되어야 한다. 그러나, 2 개의 조정 변수들이 결정되어야 하므로, 이 조정 또한 많은 비용이 든다. 게다가, 온도 분포에서 최대치가 또한 발견될 때 단지 용락점을 조절하기 위한 조정이 이용될 수 있다. 예를 들어, 이것은, 소결될 재료가 재료 덤프까지 아직 소결되지 않은 경우가 아니다.

US 3,399,053 은, 계속해서 운반 속도를 조정하고 원하는 용락점을 조절하도록, 운반 경로의 말단 및 소결 머신의 운반 경로의 중간에 배열된 3 개의 윈드박스 각각에서 온도가 측정되는, 소결 머신의 운반 속도를 조정하기 위한 방법 및 장치를 기술한다. 운반 경로의 말단에서 3 번의 온도 측정으로부터, 운반 경로를 따른 온도 분포의 현재 최대치는 포물선의 맞춤 (adaptation) 에 의해 결정된다. 이런 현재 최대치는 최대치의 원하는 위치 및 용락점과 각각 비교되고, 소결 머신의 운반 속도의 변화는 편차로부터 유도된다.

운반 경로의 중간에서 온도 측정으로부터 온도 최대치의 위치의 변화율 예측이 유도된다.

그 후, 소결 머신의 운반 속도는 온도의 현재 최대치 및 예측된 변화율에 따라 맞추어진다. 예측된 변화율을 고려함으로써, 예를 들어 그 후에 도입되는 재료의 소결 특징의 변화가 빠르게 고려될 수 있다. 그러나, 이 방법은 큰 불확실성을 부여받는데, 왜냐하면 개별 온도 측정은 각각 비교적 큰 오류를 포함하고, 그 외에 가능한 조직적 영향은 또한 소결 케이크의 정확히 예측할 수 없는 조성에 의해 뜻하지 않게 영향을 받는다. 이러한 잘못된 변수를 기반으로 한 포물선의 맞춤은, 맞춤 자체가 또한 잘못되었고 온도 분포의 최대치가 실제 최대치와 상당한 차이를 가지고 결정된다는 사실로 이어질 수 있다. 변화율의 예측에도 동일하게 적용되어서, 전체적으로 불안정한 조정을 얻게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 소결 머신의 운반 속도를 조정하기 위한 간단하고 견고한 (robust) 가능성을 제안하는 것이다.

본 발명에 따르면, 상기 목적은 청구항 1 에 따른 방법 및 청구항 8 에 따른 조정기로 해결된다.

따라서, 전술한 바와 같은 방법에서 3 개, 특히 정확하게 3 개의 연속 배열된 측정점의 온도 프로파일이 비교되도록 제공된다. 이 측정점은 가능하다면 바로 순차적으로 배열될 수 있고 그리고/또는 순차적으로 다른 측정점에 의해 분리될 수 있다. 3 개 측정점의 비교시, 운반 방향으로 제 1 측정점과 제 3 측정점이 제 2 측정점보다 낮은 온도 값을 가질 때 온도 최대치가 가정된다. 비록 본 발명은 정확히 3 개 측정점의 평가로 특히 유리하게 수행되지만, 또한 3 개 초과의 측정점을 평가하는 것이 가능하고, 이 경우에 예를 들어 첫 번째 측정점과 마지막 측정점은 최대치를 결정할 수 있도록 사이에 위치하는 일부 또는 모든 중간 측정점들보다 낮은 온도 값을 가져야 한다. 최대치를 결정하기 위해, 측정점들의 시퀀스에서 변화점은 특히 유리하게 본 발명에 따라 구하게 되고, 여기에서 상승 온도 값의 시퀀스는 하락 온도 값의 시퀀스로 변한다. 그러면, 이 변화점은 온도 곡선의 최대치로서 가정된다.

그러나, 본 발명에 따르면, 모든 측정점들, 즉, 특히 관련 평가 범위에서 선택된 모든 측정점들이 일련의 오름차순의 온도 값들을 형성할 때 온도 최대치가 가정되지 않아서, 특히 3 개 또는 또한 그 이상의 연속 배열된 측정점에서 최대치가 발견되지 않는다. 최대치를 가정할 수 있는지 여부에 관해 결정한 후, 운반 속도는 최대 온도 값을 갖는 측정점의 위치 및 선택된 용락점의 위치의 편차에 따라 가정된 온도의 최대치로 조절되는 반면, 가정된 온도의 최대치가 없을 때 소결 머신의 운반 속도는 명시된 값만큼 감소된다.

이것은 또한 소결될 재료의 용락점이 여전히 소결 머신에 있는지 여부를 안전하게 결정할 수 없는 이전의 최대치 고려의 문제점을 해결한다. 너무 높게 설정된 소결 머신의 운반 속도로 인해, 소결될 재료가 완전히 소결되기 전 소결 머신으로부터 이미 배출되었을 때 아직 용락점에 도달하지 못하는 일이 매우 잘 발생할 수 있다. 본 발명에 따라 제안된 용락점 인식 방법으로 인해, 이제 다양한 측정점들의 최대 온도 값이 고려될 뿐만 아니라, 특히 하나의 측정점의 측정된 온도를 선행 측정점 및 후속 측정점과 비교함으로써, 평가될 연속 배열된 측정점들의 프로파일이 분석된다. 선행 측정점과 후속 측정점 양자의 온도 값이 중간 측정점 또는 여러 중간 측정점들의 온도보다 낮을 때만, 용락점이 실제로 결정된 것으로 보장된다. 그렇지 않다면, 본 발명에 따른 조정은, 소결될 재료의 온도의 최대치를 운반 경로의 영역으로 가져가기 위해서, 마지막 측정점까지 상승하는 온도 값의 시퀀스가 있을 때 소결 머신의 운반 속도를 감소시키도록 제안한다.

본 발명에 따른 조정 방법의 유리한 추가예에서, 제 1 측정점, 제 2 측정점, 및 제 3 측정점이 일련의 내림차순의 온도 값들을 형성할 때 운반 속도는 또한 명시된 값만큼 증가될 수 있다. 이것은, 소결될 재료가 제 1 측정점에 도달하기 전 그것의 용락점에 이미 도달하였음을 나타낸다. 따라서, 이 경우에도 최대치가 가정되지 않는다.

적어도 3 개이지만, 바람직하게 더 많은 온도 값의 측정점에서, 본 발명에 따라 3 개 측정 값의 시퀀스를 구하는데, 이는 온도 프로파일에서 최대치를 인식하기 위한 전술한 기준을 밝힌다. 이러한 최대치를 인식하였다면, 본 발명에 따라 최대치의 서치 (search) 를 중단할 수 있다. 그러나, 대안적으로, 예를 들어 2 개의 최대치를 인식하였는지 여부를 알아내기 위해서, 또한 서치를 계속하여 측정 값들의 일관성 체크를 수행할 수 있다. 만약 그렇다면, 조정의 오류 메시지가 발생될 수도 있어서, 소결 프로세스는 예를 들어 다른 파라미터에 의해 체크된다. 그러나, 상기 기준을 사용하여 최대치가 발견되지 않는 한, 평가될 모든 측정점으로부터 순차적으로 평가될 3 개 측정점의 시퀀스들이 각각 형성되고 체크되므로, 3 개의 연속 배열된 측정점에서 최대치의 서치가 계속되고, 순차적으로 평가되는 정확히 3 개의 측정점 대신에, 더 많은 측정점, 예컨대 4 개 또는 5 개가 전술한 대로 평가될 수 있다. 따라서, 최대치의 서치는 3 개의 측정점에 제한되지 않고, 3 개의 연속 측정치가 항상 비교된다.

본 발명에 따르면, 측정점은 운반 경로를 따라 바로 순차적으로 배열된 측정점일 수 있다. 그러나, 본 발명에 따르면, 평가될 측정점들이 측정점들의 시퀀스를 고정 체크함으로써 정의되는 것이 또한 가능하다. 또한, 평가되지 않을 측정점들은 운반 방향으로 평가될 연속 배열된 측정점들 사이에 위치하는 것이 가능하다.

위에서 검토한 종래 기술과 비교했을 때, 제안된 방법의 본질적인 장점은 또한 운반 경로를 따라 온도 프로파일이 본 발명에 따른 단지 조정 변수로서 평가된다는데 있다. 이것은 측정점마다 단일 센서, 즉 온도 센서를 제공하도록 허용한다. 이것이 특히 유리한데, 왜냐하면 소결 플랜트와 같은 기술 플랜트에서 사용되는 센서는 견고해야 하고, 그렇지 않으면 센서는 빨리 손상될 수 있기 때문이다. 따라서, 측정점마다 복수의 다른 센서를 제공하는 것은 본 발명에 따른 조정 비용을 상당히 증가시킨다.

보통의 소결 머신에서, 원하는 선택된 용락점은 바람직하게 소결 머신에서 운반 경로의 말단 바로 앞에 있으므로, 측정점은 바람직하게 또한 재료 덤프 앞 운반 경로의 말단에, 예를 들어 소결 머신의 마지막 네 번째에, 배열된다.

바람직하게, 운반 경로의 주요 부분에 대한 온도 분포의 최대치를 결정할 수 있도록, 3 개 초과의 측정점들이 또한 본 발명에 따라 제공된다. 보통의 소결 플랜트에서, 소결 머신에서 운반 경로의 충분한 길이를 일반적으로 덮는, 4 개 ~ 6 개의 측정점 개수가 본 발명에 따르면 특히 바람직하다. 보통, 소결 머신은 균일한 섹션으로 나누어진다. 구성면에서, 3 m 의 세그먼트 폭이 유리한 것으로 발견되었다. 이 세그먼트들 각각은 윈드박스를 가지고, 용락점을 보다 정확히 정의하기 위해서 마지막 4 개의 윈드박스들은 이등분된다.

본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시형태에서, 측정점들은 윈드박스들, 바람직하게 바로 순차적으로 배열된 윈드박스들에 배열될 수 있다. 그러면, 소결 머신의 각각의 윈드박스에 또는 적어도 관심 영역으로부터 소결 머신의 각각의 윈드박스에 측정점이 배열될 때 온도 분포의 최대 로컬 해상도는 운반 방향으로 윈드박스의 직경 또는 연장부에 대응한다. 측정점은, 바람직하게, 소결될 재료를 통하여 윈드박스 뒤에서 흡입 송풍기에 의해 흡입되는 폐 가스가 수집되는 윈드박스의 흡입구 근방에 위치한다. 폐 가스의 온도는 소결될 재료의 온도에 의해 직접적으로 명확히 결정되고, 이 폐 가스의 온도 프로파일은 특히 운반 경로를 따라 소결될 재료에서의 온도를 따른다.

바로 이웃하여 배열된 측정점들을 평가하는 대신에, 복수의 연속 배열된 측정점들로부터 3 개의 측정점들이 또한 선택될 수 있고, 제 1 측정점, 제 2 측정점 및 제 3 측정점은 운반 방향으로 순차적으로 배열되지만, 고려되지 않은 측정점들이 이 측정점들 사이에 배열된다. 이런 식으로, 다른 폭의 측정 곡선이 또한 고려될 수 있다.

이것은, 특히 윈드박스가 운반 방향으로 여러 개, 즉 2 개 이상의 세그먼트로 나누어지고 각각의 세그먼트에 측정점이 배열될 때 권장된다. 이 경우에, 측정은 일반적으로 더 양호한 해상도로 수행될 수 있는데, 왜냐하면 운반 경로는 윈드박스에 제공된 해상도로 스캔될 수 있기 때문이다. 다른 온도 센서가 윈드박스의 다른 영역에 배열되므로, 세그먼트는 논리적으로 조직화될 수 있다. 가능하다면, 예를 들어 흡입구 또는 퍼넬 (funnels) 에서 적합한 배플판에 의해 세그먼트의 구성적 분리가 또한 이루어질 수 있다. 본 발명에 따르면, 선택된 용락점이 대부분 위치하는 소결 머신의 특히 마지막 세 번째 또는 네 번째에 복수의 세그먼트를 배열하는 것이 특히 유리하다.

특히 바람직한 실시형태에 따르면, 가정된 온도의 최대치인 경우에 운반 속도를 변경할 때 맞춤 높이는 가정된 온도의 최대치의 위치와 선택된 용락점의 위치 사이의 편차 값에 의존할 수 있다. 원하는 용락점으로부터 실제 용락점의 편차에 따라, 그것에 의해 원하거나 선택된 용락점의 방향으로 조절이 가속화된다. 맞춤 높이의 조절은 예를 들어 사용된 조정기, P-, PI-, PID- 또는 그 밖의 조정기의 조정 파라미터를 통하여 이루어질 수 있다. 대안적으로, 값 표는 또한 편차의 다양한 값 범위에 대해 명시될 수 있고, 그러면 이 범위로부터 운반 속도의 변화의 맞춤 높이가 판독될 것이다.

측정점들의 평가시 최대치가 발견되지 않는 경우에 대해, 맞춤 높이는 고정될 수 있고, 즉 운반 속도의 변화는 고정 값에 의해 이루어질 수 있다. 이 변화의 목적은, 소결 머신으로 또는 소결 머신에서 측정점의 영역으로 용락점을 시프팅하여서, 그 후 최대치를 발견하는 것이다. 최대치를 발견하자마자, 선택된 용락점으로 실제 용락점을 시프팅하는 전술한 프로세스가 이루어질 수 있다.

제안된 방법의 바람직한 변형예에 따르면, 최적화된 운반 속도는 플랜트 고유 용락률, 소결될 재료의 조성, 재료 장입 높이와 소결 머신의 길이, 바람직하게 소결될 재료의 착화점과 선택된 용락점 사이의 소결 머신의 길이로부터 결정될 수 있다. 이런 이론적으로 결정되고, 최적화된 운반 속도는 현재 운반 속도와 비교될 수 있고 그리고/또는 운반 속도를 변경할 때 고려될 수 있다. 최적화된 운반 속도와 현재 운반 속도의 비교는, 조절될 운반 속도를 빠르게 찾기 위해서, 프로세스에 적합한 운반 속도를 보다 빠르게 찾기 위해 이용될 수 있다. 게다가, 온도의 최대치를 찾았을 때, 제안된 비교는 용락률의 플랜트 고유 최적화를 위해 부가적으로 또는 대안적으로 이용될 수 있다. 용락률은 대부분 플랜트에 관한 이론적 고려 사항으로부터 유발되고, 이 고려 사항은 현재 작동에서 측정 값들에 의해 명시될 수 있다. 게다가, 특히 신속한 수정을 위해 제공하는, 조정의 작은 신호 동작을 발생시키고 가능한 조정 편차를 최소화하도록, 용락률은 조정의 개시 값으로서 근사 운반 속도를 명시하기 위해 사용될 수 있다.

본 발명의 이 특징의 개선예에 따르면, 한계 값을 초과했을 때 경고 메시지가 발생되면서, 현재의 실제 운반 속도와 최적 운반 속도 사이에 차이가 또한 형성될 수 있다. 특히 측정점을 체크할 때 최대치가 가정되지 않거나 발견될 수 없을 때, 유리하게도 경고 메시지는 가능하다면 또한 조절될 운반 속도에 대한 참조를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 본 발명은 또한 소결 머신에서 용락점을 조절하기 위한 조정기에 관한 것이다. 이 조정기는 계산 유닛, 개별 측정점에 연관된 온도 센서를 연결하기 위한 적어도 3 개의 포트, 및 운반 속도를 명시하기 위한 출력부를 포함한다. 그러나, 바람직하게, 더 많은 온도 센서들이 조정기에 연결될 수 있고, 측정점의 수는 포트의 수에 최적으로 대응한다. 본 발명에 따르면, 계산 유닛은 예를 들어 적합한 소프트웨어에 의하여 전술한 방법 또는 그것의 일부를 수행하도록 되어있다.

본 발명에 따른 조정기의 개선예는, 소결 머신의 운반 경로의 운반 속도를 명시하는 소결 머신의 제어 수단으로 조정기가 통합되도록 제공한다. 이 목적으로, 제어부는 운반 경로, 특히 가능하다면 순환 컨베이어 벨트 또는 트롤리의 적합한 구동 유닛을 작동할 수 있다. 구동 유닛은 특히 전기 모터에 의해 또는 유압으로 구동될 수 있다. 본 발명에 따르면, 운반 속도를 명시하기 위한 조정기의 출력부가 제어기의 제어 입력부에 연결되도록 제공된다. 이 포트는, 조정부 및 제어부가 공통 마이크로프로세서에 구현될 때, 인식 가능한 출력부 및 제어 입력부 없이 통합된 계산 유닛에 또한 실현될 수 있었다.

바람직하게, 조정기의 포트 또는 일부 포트, 적어도 3 개의 포트에 온도 센서가 연결될 수 있고, 이 온도 센서는 소결 머신의 운반 경로를 따라 연속 배열된 윈드박스, 바람직하게 흡입 방향으로 구동되는 윈드박스에 운반 방향으로 배열되고, 각각은 측정점을 형성한다.

윈드박스의 흡입 수단, 예를 들어 테이퍼링 슬롯 또는 퍼넬형 개구에 온도 센서가 배열될 때 신뢰성 있는 온도 측정이 특히 이루어질 수 있다. 결과적으로, 소결될 재료를 통하여 흡입되는 폐 가스는, 소결될 재료의 특정 용락도에 도달하는 정확히 정의된 영역으로부터 흡입된다.

온도 측정의 해상도를 추가로 증가시키기 위해서, 적어도 하나의 흡입 수단, 그러나 가능하다면 또한 여러 개 또는 모든 흡입 수단이 운반 방향으로 분할되어 형성될 수 있고, 흡입 수단의 여러 개 또는 모든 세그먼트에서 온도 센서가 각각 측정점으로서 배열된다.

본 발명의 추가 장점, 특징 및 가능한 용도는 예시적 실시형태 및 도면에 대한 하기 설명으로부터 또한 알 수 있다. 설명되고 그리고/또는 도시된 모든 특징들은, 또한 청구항이나 후참조에 포함된 바에 관계없이, 본 발명 자체 또는 임의의 조합으로 주제를 형성한다.

도 1 은 본 발명에 따라 소결 머신의 제어부에 연결되고 측정점에 연결된 조정기를 개략적으로 보여준다.
도 2 는 본 발명에 따라 제공된 방법의 절차를 개략적으로 보여준다.

도 1 은, 과립 또는 분말 물질, 예를 들어 광석이 가열에 의해 서로 연결되는 소결 머신 (1) 을 개략적으로 보여준다. 재료 인테이크 (2) 에서, 따라서 가열될 재료는 예를 들어 순환 화격자로서 형성된 운반 경로 (3) 로 장입된다. 운반 경로 (3) 는 화살표 (F) 에 의해 지정된 운반 방향으로 이동한다. 먼저, 소결될 재료는, 표면에서 소결될 재료를 착화시키는 착화기 (4) 아래로 통과한다.

운반 경로 (3) 를 따라 수송하는 동안, 표면적으로 착화된 소결될 재료는, 예를 들어 후속 프로세스로 공급되도록, 운반 경로 (3) 로부터 재료 덤프 (5) 를 통하여 소결물로서 배출되기 전 재료의 베드 높이에서 용락된다. 소결될 재료가 그것의 높이에서 용락되자마자, 소결 프로세스는 종료된다. 원하는 용락점 (D) 이 프로세스에서 선택된다. 보통, 선택된 용락점 (D) 은 운반 방향 (F) 으로 운반 경로 (3) 의 말단 및 재료 덤프 (5) 바로 앞에 놓여있다.

소결될 재료의 용락을 촉진하기 위해서, 윈드박스 (6) 는 운반 경로 (3) 아래에 제공되고, 윈드박스는 흡입 라인 (7) 을 통하여 흡입 방향으로 작동되는 송풍기 (8) 에 연결된다. 윈드박스 (6) 는, 송풍기 (8) 에 의해 발생되는 부압의 결과로서 소결될 재료를 용락하는 동안 발생되는 폐 가스를 흡입하도록, 운반 경로 (3) 를 마주보는 측에 가장 큰 개구를 가지는 종방향 슬롯으로 형성된 흡입 수단 (9) 을 포함한다. 윈드박스 (6) 는 각각 서로 인접한 흡입 수단 (9) 을 가지고 운반 경로 (3) 아래에 배열되고, 명료성을 위해 도 1 에서 모든 윈드박스 (6) 를 도시하지는 않는다. 더욱이, 더 나은 명료성을 위해 흡입 수단 (9) 을 구비한 도시된 윈드박스 모두에 도면부호를 제공하지는 않는다.

재료 덤프 (5) 앞에서 운반 방향으로 바로 이웃하여 배열되는 윈드박스 (6) 에, 또는 보다 정확히 그것의 흡입 수단 (9) 에, 측정점 (10) 이 각각 배열되고, 명료성을 위해서 측정점 전부에 도면부호를 제공하지는 않는다.

측정점 (10) 은 각각 윈드박스 (6) 의 흡입 수단 (9) 에 배열된 온도 센서를 포함하고, 이 센서는 흡입 수단 (9) 위에 배열된 영역에서 운반 베드에서의 소결될 재료로부터 흡입된 폐 가스의 온도를 측정한다.

이후 다양한 측정점들을 지칭할 수 있도록, 이것은 측정점 (M1 ~ M5) 으로서 지정된다. 그러나, 본 발명은 정확히 5 개의 측정점 (10) 을 제공하는데 제한되지 않는다는 것이 분명히 지적된다. 오히려, 본 기술분야의 당업자는 그 개수를 소결 머신 (1) 의 각각의 상황에 맞출 수 있고, 소결 머신 (1) 의 이 영역에서 용락점을 검출할 수 있도록, 운반 경로 (3) 의 특히 마지막 세 번째 내지 네 번째가 적합한 측정점 (10) 으로 덮여있다.

각각 제공된 포트 (11) 를 통하여, 측정점 (M1 ~ M5) 은, 하기 기술되는 방법이 일어나는 조정기 (12) 에 연결된다. 조정기 (12) 를 구비한 구성 유닛에, 운반 속도를 명시하기 위한 출력부 (14) 를 포함하는 제어기 (13) 가 제공된다. 이 출력부 (14) 는, 제어기 (13) 에 의해 명시된 운반 속도를 가지고 운반 방향으로 운반 경로 (3) 를 이동하도록 운반 경로 (3) 의 구동 유닛 (15) 과 연결된다. 조정기 (12) 및 제어기 (13) 는 각각 하기 기술되는 방법을 수행하고 운반 경로 (3) 를 작동하도록 되어있는 계산 유닛, 가능하다면 또한 공통 계산 유닛을 포함한다.

소결 머신 (1) 의 용락점 (D) 을 조절하기 위해 본 발명에 따라 제안된 방법은, 폐 가스의 온도가 각각 측정점 (M1 ~ M5) 에서 측정되도록 제공한다. 소결 머신에서 이 폐 가스의 전형적인 온도 프로파일은, 용락점 (D) 에 도달할 때까지, 운반 방향으로 서로 뒤따르는 측정점 (10) 에서 온도 값이 상승하도록 제공한다. 용락점 (D) 에 도달한 후, 소결된 재료는 다시 냉각되어서, 폐 가스의 온도가 감소한다. 따라서, 온도 최대치가 용락점 (D) 에서 도달된다. 본 발명에 따르면, 현재 측정점 (M1 ~ M5) 에서 측정된 온도 프로파일은 도 2 를 참조하여 하기 설명되는 것처럼 분석된다.

본원의 방법에서, 연속 배열된 측정점 (M1 ~ Mn) 전부가 평가되는 것으로 가정된다. 이 목적으로, 측정점 (M(i-1), M(i), M(i+1)) 각각의 측정된 온도 값이 서로 비교된다. 운반 방향으로 제 2 측정점 (M(i=2)) 으로 시작하고 제 1 스캔에서 측정점 (M(i-1)) 의 온도 값이 측정점 (M(i)) 의 온도 값보다 작은지 여부를 체크한다. 만일 그렇다면, 수행되는 다음 체크는 측정점 (M(i)) 과 측정점 (M(i+1)) 사이의 비교이고, 측정점 (M(i)) 에서 온도 값이 측정점 (M(i+1)) 에서 온도 값보다 클 때 위치 (i) 에서 최대치를 나타낸다. 이 경우에, 측정점 (M(i)) 의 위치가 현재 용락점 (D(i)) 으로서 정의되고 선택된 용락점 D 에 대한 차이가 형성된다. 이 조정 차이의 높이에 따라, 조정기 (12) 또는 제어기 (13) 에서 운반 속도가 맞추어지고, 맞춤은 예를 들어 조정 파라미터의 적합한 파라미터화를 기반으로 이루어진다.

측정점 (M(i)) 의 온도 값이 측정점 (M(i-1)) 의 온도 값보다 크지 않다는 것을 제 1 스캔에서 알 때, 다음 측정점 (M(i+1)) 으로 절차가 계속되고 마지막 측정점에 도달할 때까지 테스트가 반복된다. 또한 마지막 측정점에 대해 값 (M(i)) 이 측정 값 (M(i-1)) 보다 작다면, 운반 속도는 상수 K1 만큼 증가되는데, 왜냐하면 측정 값의 시퀀스는 용락점이 제 1 측정점 (M1) 앞의 운반 경로 (3) 에 있음을 나타내기 때문이다.

그러나, (다음 체킹 단계에서) 측정점을 체크할 때 후속 측정점 (M(i+1)) 이 또한 측정점 (M(i)) 보다 더 큰 온도 값을 가지는 것을 알게 되면, 모든 측정점들이 프로세싱될 때까지 절차는 다음 측정점까지 또한 계속된다. 마지막 측정점에서 이 조건이 또한 충족된다면, 일련의 오름차순의 측정 온도 값이 존재하고, 이는 용락점이 운반 경로 뒤에 있음을 나타낸다. 이 경우에, 운반 속도는 상수 값 K2 만큼 감소된다.

운반 속도를 맞추어줌으로써, 더 이상 제어 편차 (D(i)-D) 가 존재하지 않고 현재 설정된 용락점 (D(i)) 이 선택된 용락점 (D) 과 일치할 때까지, 실제 용락점 (D(i)) 은 선택된 용락점 (D) 의 방향으로 시프팅된다.

이 절차는 도 1 에 나타낸 배열에 대한 구체적인 실시예를 참조하여 하기에서 다시 설명될 것이다.

고려되는 첫 번째 경우에, 다음과 같은 온도가 측정점 (M1 ~ M5) 에서 측정된다:

M1: 240 ℃

M2: 250 ℃

M3: 260 ℃

M4: 270 ℃

M5: 280 ℃

이 경우에, 오름차순의 온도 시퀀스가 존재하고 온도 분포의 최대치가 가정될 수 없는데, 왜냐하면 온도는 각각 측정점에서 측정점으로 계속 상승하기 때문이다. 이 경우에, 소결 머신 (1) 의 운반 속도가 너무 높고 용락점은 운반 경로 (3) 뒤에 있는 것으로 가정되어야 한다. 이 경우에, 절차는 도 2 에 나타낸 것처럼 방법의 우측 분기를 거친다.

두 번째 경우에, 다음과 같은 온도 분포가 측정점 (M1 ~ M5) 에서 존재한다:

M1: 250 ℃

M2: 260 ℃

M3: 270 ℃

M4: 260 ℃

M5: 250 ℃

이 경우에, 측정점 (M3) 에서보다 측정점 (M2, M4) 에서 보다 낮은 온도가 측정된다. 따라서, 현재 용락점 (D(i)) 이 측정점 (M3) 에 위치하는 것으로 가정될 수 있다. 값 i=3 에 대해, 도 2 의 흐름도의 중간 분기를 통과하고, 측정점 (M3) 에서 온도의 최대 값을 결정한 후 측정점의 평가 프로세싱이 중단된다.

그 대신, 현재 용락점 (D(i)) 및 선택된 용락점 (D) 의 차이가 제어 편차로서 형성된다. 제어 편차를 형성하는 이 차이의 양과 부호에 따라, 이제 소결 머신 (1) 의 운반 속도가 수정된다. 이것은, 수정값이 더 클수록 선택된 용락점으로부터 실제 용락점 (D(i)) 이 더 멀리 떨어져 있음을 의미한다.

전술한 경우 2 에서, 선택된 용락점 (D) 은 도 1 에 나타난 것처럼 측정점 (M4) 에 있어야 한다. 그러나, 현재 용락점 (D(i)) 은 측정점 (M3) 에 있어서, 운반 속도는 실제 용락점 (D(i)) 을 측정점 (M4) 의 위치까지 시프팅하도록 약간 증가된다.

실제 용락점 (D(i)) 이 측정점 (M1) 의 영역에 있다면, 이 수정값은 더 클 것이다.

현재 용락점 (D(i)) 이 운반 방향으로 선택된 용락점 (D) 뒤에 있다면, 운반 속도는 대응하여 감소될 것이다.

운반 속도의 결정과 관련하여, 용락률을 결정함으로써 소결 머신의 운반 속도가 또한 최적화될 수 있다. 재료 조성에 따라 각각의 소결 머신 (1) 에 대해 고유 용락률이 얻어지고, 이 용락률로 소결 베드는 수직 방향으로 용락한다. 이 용락률을 알게 되거나 결정된다면, 이론적으로 최적의 운반 속도는, 다음 관계를 참조하여, 장입된 재료의 현재 재료 높이와 소결 머신의 길이 또는 특히 운반 경로에서 소결될 재료의 착화점과 선택된 용락점 사이의 거리로부터 계산될 수 있다:

일 실시예에서 플랜트에 대해 결정된 용락률이 15 ㎜/분이고 장입된 재료 높이가 700 ㎜ 일 때, 소결될 재료의 착화로부터 선택된 용락점까지 소결 머신의 관련 길이에 대해 4.28 m/분의 최적 운반 속도가 얻어진다. 그러나, 실시예에서 사용된 값들은 단지 설명을 위한 것이고 소결 머신, 작동 모드 및 재료 조성에 따라 적합화되어야 한다.

이런 이론적으로 결정된, 최적의 운반 속도는, 후속 프로세스를 위한 소결 머신의 구성 및 소결 요구에 의존하는, 플랜트의 원하는 작동 모드로 가능한 한 빠르게 실제 운반 속도를 맞추고 안정적인 조정을 조성할 수 있도록, 예컨대 조정기에 의해 제공된 조정과 관련해서 운반 속도를 결정할 때 사용될 수 있다. 이 파라미터들을 고려하면, 플랜트 운전자는 처음에 적합한 운반 속도를 선택할 수 있다. 선택된 운반 속도로, 소결될 재료는 재료 인테이크 (2) 로부터 재료 덤프 (5) 까지 수송되고, 소결 베드의 표면은 착화기 (4) 에서 한 번 착화되고 소결 베드의 착화층은 윈드박스 (6) 를 통하여 아래로 당겨진다.

용락점 (D) 을 선택함으로써, 플랜트 운전자는 소결 베드가 완전히 용락되어야 하는 위치를 결정한다. 제안된 조정으로 인해, 현재 용락점 (D) 의 미리 선택된 위치까지 측정된 또는 실제 용락점 (D(i)) 의 신속하고 정확한 시프팅이 이루어지고, 현재 용락점 (D) 이 소결 머신 (1) 의 측정점 (M1 ~ M5) 의 영역에 있지 않기 때문에, 현재 용락점 (D(i)) 이 결정될 수 없을 때 상기 위치에 또한 도달한다. 이 경우에, 정확한 조정이 실시될 때까지 용락점은 처음에 도 1 에 나타난 것처럼 측정점 (M1 ~ M5) 의 방향으로 시프팅된다. 이것은 확실하게 명시된 값들에 의해 운반 속도를 맞추어줌으로써 달성된다.

조정과 관련해서 그리고 통과를 가속화하기 위해서, 현재 결정된 용락점 (D(i)) 과 선택된 용락점 (D) 으로부터의 차이량이 특정 한계 값을 초과했을 때 예를 들어 최적화된 운반 속도를 플랜트 운전자에게 또한 제안할 수 있다.

1 소결 머신
2 재료 인테이크
3 운반 경로
4 착화기
5 재료 덤프
6 윈드박스
7 흡입 라인
8 송풍기
9 흡입 수단
10 측정점
11 포트
12 조정기
13 제어기
14 출력부
15 운반 경로의 구동 유닛
F 운반 방향
D 용락점
D(i) 최대 측정 온도의 가정된 용락점, 위치
M1 ~ M5 측정점

Claims

소결 머신 (1) 에서 용락점 (D; burn-through point) 을 조절하기 위한 방법으로서,
상기 소결 머신에서 소결될 재료는 운반 경로 (3) 로 장입되고, 착화되고, 재료 덤프 (5) 까지 운반 방향 (F) 으로 배열된 윈드박스들 (6; wind boxes) 을 지나 수송되며, 상기 운반 경로 (3) 를 따라 상기 운반 방향 (F) 으로 연속 배열된 적어도 3 개의 측정점들 (10) 에서 온도가 측정되고, 상기 소결 머신 (1) 의 운반 속도는 상기 운반 경로에서 선택된 용락점 (D) 의 위치에 대한 최대 측정 온도 (D(i)) 의 위치에 따라 조절되고,
3 개의 연속 배열된 측정점들 (10) 의 온도의 프로파일이 비교되고, 상기 운반 방향 (F) 으로 제 1 및 제 3 측정점들 (10) 이 제 2 측정점 (10) 보다 낮은 온도 값을 가질 때 온도의 최대치가 가정되고, 최대치가 발견되지 않는 한, 평가될 모든 측정점들 (10) 로부터 3 개 측정점들 (10) 의 시퀀스들이 형성되고 체크되어, 3 개의 연속 배열된 측정점들 (10) 에서의 최대치의 서치가 계속되고,
모든 측정점들 (10) 이 일련의 오름차순의 온도 값들을 형성할 때 온도 최대치가 가정되지 않고,
가정된 온도의 최대치를 가질 때 최대 온도 값 (D(i)) 을 가지는 측정점의 위치와 선택된 용락점 (D) 의 위치 사이의 편차에 따라 상기 운반 속도가 조절되고,
가정된 온도의 최대치를 가지지 않을 때 상기 운반 속도는 명시된 값만큼 감소되는 것을 특징으로 하는, 소결 머신에서 용락점을 조절하기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1, 제 2, 및 제 3 측정점들 (10) 이 일련의 내림차순의 온도 값들을 형성할 때 상기 운반 속도는 명시된 값만큼 증가되는 것을 특징으로 하는, 소결 머신에서 용락점을 조절하기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 측정점들 (10) 은 상기 윈드박스들 (6) 에 배열되는 것을 특징으로 하는, 소결 머신에서 용락점을 조절하기 위한 방법.
제 3 항에 있어서,
윈드박스 (6) 는 상기 운반 방향 (F) 으로 여러 개의 세그먼트들로 나누어지고 각각의 세그먼트에 측정점 (10) 이 배열되는 것을 특징으로 하는, 소결 머신에서 용락점을 조절하기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
가정된 온도의 최대치인 경우에 상기 운반 속도를 변경할 때 맞춤 높이는, 온도의 최대치 (D(i)) 의 위치와 상기 선택된 용락점 (D) 의 위치 사이의 편차 값에 의존하는 것을 특징으로 하는, 소결 머신에서 용락점을 조절하기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
플랜트 고유 용락률, 재료 장입 높이 (베드높이) 및 상기 소결 머신 (1) 의 길이로부터, 알맞은 운반 속도가 하기의 식 (1) 에 의해 결정되고, 현재 운반 속도와 비교되고, 그리고/또는 운반 속도를 변경할 때 고려되는 것을 특징으로 하는, 소결 머신에서 용락점을 조절하기 위한 방법.

····(1)
제 6 항에 있어서,
상기 운반 속도와 상기 알맞은 운반 속도 사이에 차이가 형성되고 한계 값을 초과했을 때 경고 메시지가 발생되는 것을 특징으로 하는, 소결 머신에서 용락점을 조절하기 위한 방법.
계산 유닛, 개별 측정점들 (10) 에 연관된 온도 센서들을 연결하기 위한 적어도 3 개의 포트들 (11), 및 운반 속도를 명시하기 위한 출력부를 구비한 소결 머신 (1) 에서 용락점 (burn-through point) 을 조절하기 위한 조정기로서,
상기 계산 유닛은 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 되어있는 것을 특징으로 하는, 소결 머신에서 용락점을 조절하기 위한 조정기.
제 8 항에 있어서,
상기 조정기 (12) 는, 상기 소결 머신의 운반 경로의 운반 속도를 명시하는 상기 소결 머신의 제어기 (13) 로 통합되고,
상기 운반 속도를 명시하기 위한 조정기의 출력부는 상기 제어기의 제어 입력부에 연결되는 것을 특징으로 하는, 소결 머신에서 용락점을 조절하기 위한 조정기.
제 8 항에 있어서,
상기 조정기 (12) 의 상기 포트들 (11) 에 온도 센서들이 연결되고, 상기 온도 센서들은 상기 소결 머신 (1) 의 상기 운반 경로 (3) 를 따라 운반 방향 (F) 으로 배열된 윈드박스들 (6) 에 배열되고 상기 온도 센서들 각각은 측정점 (10) 을 형성하는 것을 특징으로 하는, 소결 머신에서 용락점을 조절하기 위한 조정기.
제 10 항에 있어서,
상기 온도 센서들은 상기 윈드박스들 (6) 의 흡입 수단 (9) 에 배열되는 것을 특징으로 하는, 소결 머신에서 용락점을 조절하기 위한 조정기.
제 11 항에 있어서,
상기 흡입 수단 (9) 은 상기 운반 방향 (F) 으로 분할되고 상기 흡입 수단 (9) 의 여러 세그먼트들에 온도 센서가 배열되는 것을 특징으로 하는, 소결 머신에서 용락점을 조절하기 위한 조정기.