KR101588256B1 - 금속 차지를 녹이는 제어방법 및 그 제어방법에 이용되는 무게측정장치 - Google Patents

금속 차지를 녹이는 제어방법 및 그 제어방법에 이용되는 무게측정장치 Download PDF

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Abstract

금속 차지 및 지붕을 포함하는 적어도 화로(11)를 구비한 용광로(10)내의 금속 차지를 녹이는 제어방법. 상기 방법에서는 화로(11)의 베이스의 주변을 따라 분포된 다수의 무게측정 소자(16)에 의해 상기 화로(11)가 무게측정되며, 다수의 무게측정 소자(16)에 의해 검출된 값들은 화로(11)내의 금속 차지의 분포에 관한 정보를 얻기 위해 제어유닛에 전송된다.

Description

금속 차지를 녹이는 제어방법 및 그 제어방법에 이용되는 무게측정장치 {Control Method for melting a metal charge and weighing device used in said method}
본 발명은 상기 용광로와 관련된 무게측정장치로부터 수신되는 신호와 정보를 이용하여 금속 차지(charge)용 용광로내의 작동 변수를 제어하는 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 그 제어방법에서 이용되는 무게측정장치와 관련된 것이다.
금속 차지를 변형시켜 녹이는 공지의 용광로로서는 적재 시스템과 협동하는 데에 적절한 전기 아크 용광로로 이루어진 공장들이 있으며, 이는 컨베이어 벨트등의 연속적 타입이나 배스킷등의 불연속 타입일 수 있다. 전극들은 지붕내의 홀을 통해 도입된다.
예를 들면, 본 출원인의 국제출원 WO2005/052196는 용광로내에 있는 스틸의 양을 검출하기 위해 용광로를 주기적으로 무게 측정하는 방법을 설명한다. 이러한 방법으로 액체 용기의 온도도 대체로 연속적으로 모니터되며, 용광로내에서 언로딩되는 파편의 유동 비율은 무게측정에 의해 검출되며, 바람직한 소정의 온도가 계속 유지되도록 조절된다.
즉, 액체 용기의 온도에서 허용치를 넘어 장애를 야기하지 않도록, 언로딩되는 속도 및/또는 배스킷 내의 파편의 양을 조절하기 위해서, 각 경우에 언로딩 차지의 무게의 검출치가 이용되는 것이다. 이 시스템은 또한 용광로내의 액체 스틸의 양을 제어하는 데에 이용된다.
또한, 12월 01일 1996년에 공개된 일본 JP 080005248는 전기 용광로에서 용융과정을 제어하는 방법을 설명한다. 용광로에 도입된 차지의 무게 및 전기 용광로 시스템의 무게는 연속적으로 검출되며, 상기 무게로 검출되는 변동에 따라서 용광로내로의 차지 공급 속도가 조절된다.
러시아 출원 RU 2082763은 파편의 무게의 센서와, 제어 유닛을 통과하는 부가 재료의 무게의 센서로부터 도달하는 신호를 이용하여 용광로내의 용융과정을 제어하는 방법을 개시한다.
미국 출원 US-A-6,004,504는 용광로내의 차지의 언로딩과정을 제어하기 위해 컨베이어 벨트와 결합된, 적재속도 검출기 및 차지의 질량 검출기를 이용하는 방법 및 장치를 개시한다.
WO-A-03087688 는 적어도 3개의 파라미터를 제어하도록 되어 있는 전기 용광로내의 용융 금속의 생산방법을 개시한다. 즉, 용융 과정을 최적화하기 위해, 용광로 내에 적재되는 금속 재료의 무게와, 용광로내에 공급되는 산소를 포함하는 가스의 부피와, 용광로내에 공급되는 전기 에너지의 양을 제어하는 전기 용광로이다.
또한 국제 출원 WO-A-2006/108691는 연속 적재 시스템을 구비한 전기 용광로에서, 전기 용광로 시스템의 무게에 관한 정보를 이용하여 용융 과정을 제어하는 문제를 다룬다. 상기 국제출원 WO'691는 무게 센서가 위치하는 화로의지지 부재와 결합된 롤을 이용함으로써, 기타 관련 장치 및/또는 용광로지지 장치를 제외하고 화로와 그 내용물의 무게만을 측정하는 내용을 개시한다.
국제출원 WO' 196과 같이, 국제출원 WO'691는 파편을 언로딩하는 모든 사이클 후에 회로의 무게에 관한 신호는 용광로에 공급되는 에너지 양과 관련되어 있어서, 온도를 대체로 균일하게 유지시키고 이상적인 용융 사이클 수치 근처로 유지시킬 수 있다.
철 함유 재료을 용융 스틸로 변형시키는 분야에서도 마모와 부품 손상의 위험을 줄이고 또한 동일양의 용융금속에 대한 에너지 소모를 줄이고, 사이클 시간과 노동비 발생을 줄임과 동시에 용융 재료품질을 향상시키기 위한 계속적인 연구 조사가 있음이 알려져 있다.
본 발명의 목적은 더 신뢰할 수 있고 정확한 측정을 하는 최적의 무게측정장치를 제공함으로써, 상기 무게 측정장치에 의해 검출된 정보에 기초하여 용융과정을 훨씬 더 효율적으로 제어하는 데에 있다.
이런 점에서, 장기간의 철저한 연구 및 실험에 기초하여, 본 출원인은 상술한 자료들에서 기술된 내용을 포함하여 기존의 기술들을 완성하여 종래 기술의 불리점을 극복하고 본 발명을 이루었다.
본 발명은 주요 청구항들에서 본질적으로 특징이 설명되어 있으며, 종속항에서는 본 발명의 다른 혁신적인 특징들을 설명하고 있다.
본 발명은 전기 용광로의 화로와 결합된 무게 측정장치를 이용하는 전기 용광로에서 용융 과정을 제어하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 한 특징에 따르면, 무게측정장치는 용광로의 무게와 크기에 따라 화로의 베이스 둘레에 바람직한 위치 및 개수로 배치되는 다수의 무게측정 소자, 특히 로드셀(load cell) 또는 기타 이와 유사하거나 또는 비교되는 무게측정 소자로 이루어진다.
본 발명의 일실시예에서는 상기 무게측정 소자들이 화로의 베이스의 주변을 따라 적어도 하나의 용광로 축에 대해 대체로 대칭으로 분포된다.
본 발명에 따르면, 상기 무게 측정 소자들의 각각은 용광로의 화로의 측벽 또는 바닥에 고정된 예를 들면 여러 방식으로 용접되거나 고정된 상대적 써포트 요소와 결합된다.
화로에 고정된 상기 다수의 써포트 요소는 화로 바닥의 주변을 따라 분포하며, 용광로의 화로가 매달려지는 써포팅 플랫폼에 고정되는, 예를 들면 여러 방식으로 용접되거나 고정되는 대응 써포트 요소에 연결되어 있다.
금속 파편, 블록, 스폰지 철 또는 혼합물의 형태로 차지를 언로딩하면서 야기되는 화로의 모든 무게 변동과 함께, 감지 소자가 견인하에 로딩되고 상당한 정확도와 민감도를 가지고 무게 변동값을 기록하도록 각각의 무게측정 소자의 감지 소자가 배치되어 있다.
그러므로, 각각의 감지 소자는 써포팅 플랫폼과 화로의 상대적 운동을 결정하는 무게 변동과 관련된 유닛에 대한 견인하에 배치되는 로드(rod)로서 작용한다.
화로의 베이스 주변에 적절히 분포된, 바람직하게는 일정하면서 또는 대칭적으로 분포된 다수의 무게측정 소자들의 존재는 언로딩되는 재료의 무게에 대한 정보뿐만 아니라 화로내의 분포에 대한 정보도 얻기 위해 비교될 수 있는 대응하는 수의 값들을 얻을 수 있게 한다.
이와 같이, 화로내로 언로딩되는 재료의 비 최적 분포(non optimum distribution) 및/또는 국부적 축적(localized accumulations)을 방지하기 위해서 상기 언로딩 수단을 지시하는 것이 가능하다.
본 발명의 일실시예에서, 제어유닛은 개별 무게측정 소자에 의해 검출되는 다수의 무게값에 관한 정보를 수신하여 이를 처리하고, 컨베이어 벨트등과 같이 연속적이든 또는 불연속적이든간에 화로내의 금속 차지의 상기 언로딩 지시를 결과적으로 제어한다.
또한, 무게의 국부 변동에 대한 정보 덕분에, 용광로내에 언로딩되는 재료가 용광로에 적어도 부분적으로 존재하는 구조 및 작동 소자들, 즉 전극, 버너, 창(lances), 송풍구(tuyeres)등을 때리거나 손상시키는 등의 위험을 줄일 수 있다. 또한, 용융과정의 에너지 효율을 감소시키고 소모 및 사이클 시간을 증가시킬 수도 있는, 금속 차지의 용광로내의 부정확한 분포를 방지하는 것도 가능하다.
본 발명의 또다른 특징에 따르면, 이와 같이 구성된 상기 무게측정소자들은 화로자체, 써포트 및/또는 써포팅 플랫폼의 불균일한 열팽창으로 인해 화로의 베이스의 정렬 불량시에 자체 조정도 가능하다.
또하나의 변경에 따르면, 자동제어시스템에 의해 지배되는 동력화 조정 수단과 결합된 결합 로드(tie rod)를 이용하여 화로의 레벨 조정(leveling)을 얻을 수 있다.
본 발명의 특징들은 실시예를 설명하는 다음의 내용에서 분명해지며, 이들은 첨부 도면과 관련되어 비-제한적인 내용으로서 설명되는 것이다.
도 1은 본 발명이 적용되는 금속 차지를 녹이기 위한 전기 용광로의 개략도이며, 도 2는 본 발명에 이용되는 무게 측정 장치를 나타내며,
도 3은 도2의 상세한 부분을 나타낸다.
도1을 참고하면, 금속 차지를 용융시키는 전기 아크 용광로가 전체로 참조번호 10으로 표시되어 있으며, 금속 차지를 담고 있는 화로(10)와 커버 지붕(미도시)로 주로 이루어진다.
공지의 방식대로, 용광로(10)에는 산소창과 탄소가루 및 석회용 주입기를 구비하며, 슬래그의 형성을 촉진시킬 수 있다. 여기에 도시되어 있지는 않다.
이 경우 화로(11)는 대체로 수직인 다수의 박스형 제2 써포트(12)위에 장착되어 있다. 이 경우에는 화로(11)의 베이스 둘레에 대체로 일정하게 분포된 4개의 제2 써포트(12)가 있다. 특히, 상기 제2 써포트(12)는 화로(11)의 중앙축(13)에 대해 대체로 대칭적으로 두 개씩 배치되어 있다. 제2 써포트(12)는 써포팅 플랫폼(14)에 대해 고정 브래킷(20)에 의해서 매달려지는 방식으로 회로(11)를 지지하며, 이는 또한 고정 브래킷(20)이 고정되는 수직인 제1 써포트(15)를 구비한다. 화로(11)에 연결된 상기 각각의 제1 써포트(12)에, 상대 무게 측정 소자(16)가 연결되고, 4개의 무게측정 소자들(16)은 화로(11)의 둘레에 실질적으로 일정한 방식으로 배치되며, 균등하게 분포된다. 각각의 무게측정 소자(16)는 로드(rod)(19) 및 터미널 조정 요소(21)을 구비하는, 조정 결합 로드 수단(18)에 결합되고, 화로(11)에 고정된 상대 써포트(relative support)(12)에 연결된 로드 셀(load cell)(17)(도2 및 도3)을 구비한다.
조정 결합 로드 수단(18)는 화로(11)의 무게의 균형치를 미리 설정할 수 있게 하며, 개별 로드 셀(17)에 의해 검출될 수 있는, 불균형 무게로 인한 가능한 정렬 불량을 교정할 수 있게 한다.
달리, 조정 결합 로드 수단(18)는 또한 화로(11)의 가능한 정렬 불량을 자동으로 조정하여 교정할 수 있도록 구동수단(도시하지 않음)과 결합될 수 있다.
금속 차지의 언로딩 단계 동안 스트레스를 받을(stressed) 때, 로드(19)의 이동으로 인한 견인 하에서(under traction) 작동하는 4개의 로드 셀(17)은, 예를 들어, 파편 금속, 블록, 스폰지 철 또는 그 혼합물 형태의 어떤 양의 금속 차지의 언로딩으로 인한 화로(11)의 무게에 있어서의 모든 변화를 검출할 수 있다.
무게측정 소자(16)에 의해 검출된 무게 값들은, 화로(11)내에 언로딩된 재료의 무게의 분포에 관한 정보를 얻기 위해서, 명령 및 제어 유닛(도시되지 않음)에 전송되고, 명령 및 제어 유닛이 그들을 처리하여 화로(11)에 대한 그들의 위치에 상기 값들을 연관시킨다.
이러한 정보 때문에, 상기 명령 및 제어유닛은 출구를 지시하고 용광로 내에 언로딩된 재료의 비 최적 분포 및 국부 축적을 방지하도록 하기 위해서, 그것이 연속이건 불연속이건 언로딩 수단에 개입할 수 있다.
이와 같이, 화로(11)내의 금속 차지의 분포를 최적화할 수가 있으며, 화로내의 버너, 창, 노즐 및 송풍구등의 소자들 및 장치들에 대한 손상 위험을 줄일 뿐만 아니라 에너지 효율 및 사이클 시간에 있어서 상당한 절약을 얻을 수 있다.
상술한 바와 같은 방법 및 장치에 관해 여러 수정 및 변경들이 가능하며, 이는 모두 첨부한 청구항들에 의해 한정되는 보호 범위 내에 있을 것이다.

Claims (8)

  1. 적어도 지붕을 가지는 화로(11)와 복수의 무게측정 소자들(16)을 가지는 무게측정 장치를 구비한 용광로(10)내의 금속 차지를 용융시키는 제어방법에 있어서, 상기 방법은:
    화로(11)의 베이스의 주변을 따라 분포된 복수의 무게측정 소자들(16)에 의해 화로(11)의 무게를 측정하는 단계; 및
    화로(11)내의 금속 차지의 분포와 관련된 정보를 얻기 위하여 상기 복수의 무게측정 소자들(16)에 의해 검출된 무게 값들을 제어유닛에 전송하는 단계를 포함하는, 상기 용광로(10) 내 금속 차지의 용융 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 방법은, 상기 제어유닛이 상기 복수의 무게측정 소자들(16)에 의해 검출된 무게 값들에 따라서 화로(11)내 금속 차지의 언로딩의 지시를 제어하는 단계를 더 포함하는, 상기 용광로(10) 내 금속 차지의 용융 제어 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 무게측정 장치는 상기 화로(11)의 적어도 한 축에 대해 대칭으로 분포된 적어도 4개의 상기 무게 측정 소자들(16)를 포함하는, 상기 용광로(10) 내 금속 차지의 용융 제어 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 무게측정 소자들(16) 각각은 화로(11)의 위치의 레벨을 측정하는 적어도 레벨링 소자와 연결되어 있으며,
    상기 제어 방법은, 상대 무게 측정소자(16)에 의해 검출된 무게 값에 따라 상기 레벨링 소자를 조정하는 단계를 더 포함하는, 상기 용광로(10) 내 금속 차지의 용융 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어 방법은, 상기 각각의 무게측정 소자(16)에 의해 검출된 무게 값들을 이용하여 화로(11)의 위치를 자동으로 조정하는 단계를 더 포함하는, 상기 용광로(10) 내 금속 차지의 용융 제어 방법.
  6. 적어도 화로(11)를 포함하는 용광로(10) 내의 금속 차지의 용융 제어 방법에서 이용되는 무게측정 장치로서,
    화로(11)에는 써포팅 플랫폼(14)에 장착된 제1 써포트들(15)에 연결된 복수의 고정 브래킷(20)이 구비되고, 상기 화로(11)는 상기 써포팅 플랫폼(14)에 대해 상기 고정 브래킷(20)에 의해 제2 써포트들(12) 위에 매달려 장착되어 있는, 상기 무게 측정 장치에 있어서,
    상기 무게 측정 장치는, 상기 제2 써포트들(12) 중 하나에 견고히 장착된 로드 셀(17) 또는 기타 이와 유사하거나 비교될 수 있는 소자와 같은 감지 소자를 가지는 무게측정 소자(16)를 포함하고,
    상기 무게측정 소자(16)는, 적어도 화로(11)내의 금속 차지의 언로딩 작동 동안에 상기 화로(11)의 무게 변동들을 검출하도록 견인 하에서 로딩될 수 있는, 상기 무게측정 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    로드 셀(17) 등과 같은 상기 감지 소자는 미리 눈금매겨져 레벨 측정하는 조정 결합 로드 수단(18)과 결합된, 상기 무게측정 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 조정 결합 로드 수단(18)은 자동 조정 및 레벨 측정 수단과 결합되는, 상기 무게측정 장치.
KR1020107019201A 2008-02-01 2009-01-30 금속 차지를 녹이는 제어방법 및 그 제어방법에 이용되는 무게측정장치 KR101588256B1 (ko)

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