KR101725766B1 - 원료 공급장치 및 원료 공급방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부에 원료가 저장되는 공간이 형성되고, 하부가 개방되는 호퍼, 상기 호퍼의 개방된 하부를 개폐하도록 상기 호퍼의 하측에 배치되는 개폐부, 상기 호퍼의 중량을 측정하도록 상기 호퍼에 설치되는 중량측정부, 및 상기 호퍼의 내부로 가스를 분사하도록 상기 호퍼에 연결되는 가스분사부를 포함하여, 호퍼에 부착물이 부착되었는지를 모니터링하고, 신속하게 부착물을 제거하여 원활하게 원료를 공급할 수 있다.

Description

원료 공급장치 및 원료 공급방법{Source supply apparatus and Source supply method}

본 발명은 원료 공급장치 및 원료 공급방법에 관한 것으로, 상세하게는 호퍼에 부착물이 부착되었는지를 모니터링하고, 신속하게 부착물을 제거하여 원활하게 원료를 공급할 수 있는 원료 공급장치 및 원료 공급방법에 관한 것이다.

일반적으로 코크스 오븐은 탄화실로 투입된 원료탄을 견류시켜 코크스를 생산하는 설비이고, 장입차는 원료탄을 공급받아 탄화실로 투입하는 장치이다. 이러한 장입차에 원료탄을 공급하는 호퍼는 한 쌍의 레일 사이에 고정 설치되고, 이 한 쌍의 레일 사이에는 다수개의 플레이트가 설치되어 실린더의 작동에 의해 호퍼의 하부를 개방하거나 폐쇄한다. 즉, 호퍼의 하부가 플레이트에 의해 폐쇄되면 원료탄이 호퍼 내에 저장될 수 있고, 호퍼의 하부가 플레이트에 의해 개방되면 호퍼 내의 원료탄이 하부에 위치한 장입차로 분출될 수 있다.

그런데 수분 증가 및 기타 원인으로 일부의 원료탄이 호퍼에 부착되는 문제가 발생하였다. 호퍼에 부착된 부착물이 호퍼의 하부를 막아 장입차를 통하여 탄화실로 투입되는 원료탄의 투입량을 감소시킬 수 있다. 또한, 호퍼에 부착된 원료탄이 누적되어 일정량 이상이 되면 하부로 한꺼번에 쏟아지면서 호퍼 하측의 장비를 손상시킬 수 있다.

종래에는 호퍼에 부착탄이 부착되는 경우, 작업을 중지하고 작업자가 긴 막대, 해머 등을 이용하여 호퍼를 타격함으로 호퍼에 부착된 원료탄을 제거하였다. 그러나 작업이 중단되면서 작업이 지연될 뿐 아니라 작업자가 직접 호퍼에 접근하기 때문에 안전사고에 노출되는 문제가 있다.

KR 2015-0065333 A

본 발명은 호퍼에 부착물이 부착되었는지 모니터링할 수 있는 원료 공급장치 및 원료 공급방법을 제공한다.

본 발명은 호퍼에 부착된 부착물을 신속하게 제거할 수 있는 원료 공급장치 및 원료 공급방법을 제공한다.

본 발명의 작업의 효율을 향상시키고 안전사고를 억제하거나 방지할 수 있는 원료 공급장치 및 원료 공급방법을 제공한다.

본 발명은 내부에 원료가 저장되는 공간이 형성되고, 하부가 개방되는 호퍼, 상기 호퍼의 개방된 하부를 개폐하도록 상기 호퍼의 하측에 배치되는 개폐부, 상기 호퍼의 중량을 측정하도록 상기 호퍼에 설치되는 중량측정부, 및 상기 호퍼의 내부로 가스를 분사하도록 상기 호퍼에 연결되는 가스분사부를 포함한다.

상기 중량측정부는, 상기 호퍼의 외벽에 설치되는 연결바, 및 상기 연결바의 하측에 배치되고 상기 연결바와 접촉가능한 중량측정기를 포함한다.

상기 가스분사부는, 상기 호퍼의 내부와 연통되는 노즐, 가스가 이동하는 경로를 형성하고 상기 노즐로 가스를 공급하도록 상기 노즐과 연결되는 가스라인, 및 상기 가스가 이동하는 경로를 개폐하도록 상기 가스라인에 설치되는 제어밸브를 포함한다.

상기 노즐은 상기 호퍼의 하부와 연결되고, 복수개가 구비되어 상기 호퍼의 둘레를 따라 배치된다.

상기 중량측정부에 연결되고, 상기 가스분사부의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함한다.

상기 제어부는 시간을 측정하는 타이머를 포함한다.

본 발명은 호퍼 내부에 원료를 저장하는 과정, 상기 호퍼의 하부를 개방하는 과정, 상기 호퍼의 중량을 측정하는 과정, 및 측정된 중량값이 미리 설정된 설정 중량값 이상이면 상기 호퍼 내부로 가스를 분사를 하는 과정을 포함한다.

상기 호퍼의 하부를 개방하는 동시에 또는 후에, 미리 설정된 설정시간 동안 상기 호퍼에서 배출되는 원료의 양을 측정하는 과정을 포함하고, 측정된 배출량이 미리 설정된 설정 배출량 이하면 상기 호퍼의 중량을 측정한다.

상기 호퍼와 상기 호퍼 내부에 저장된 원료의 중량을 측정하는 과정은, 상기 호퍼의 하부가 개방되는 시점에서 미리 설정된 설정시간이 지난 후에 중량을 측정한다.

상기 설정 중량값은, 빈 호퍼의 중량과 호퍼에 저장된 원료의 중량을 합친 값 대비 70~95%이다.

본 발명은 호퍼 내부에 원료를 저장하는 과정, 상기 호퍼의 하부를 개방하는 과정, 미리 설정된 설정시간 동안 상기 호퍼에서 배출되는 원료의 양을 측정하는 과정, 측정된 배출량이 미리 설정된 설정 배출량 이하면 상기 호퍼 내부로 가스를 분사를 하는 과정을 포함한다.

상기 설정 배출량은, 정상 배출량 대비 50~90%이다.

상기 원료는 석탄을 포함하고, 상기 호퍼는 코크스 오븐으로 석탄을 장입시키는 장입차의 상측에 배치된다.

본 발명의 실시 예들에 따르면, 호퍼의 중량 또는 석탄의 배출량을 측정하여 호퍼에 부착물이 부착되었는지 모니터링할 수 있다. 따라서, 호퍼에 부착물이 부착되었는지를 사전에 미리 검출할 수 있다. 이에, 부착물이 누적되기 전에 부착물을 제거하는 작업을 수행할 수 있다.

또한, 호퍼에 부착물이 부착된 것이 확인되면, 부착물에 가스를 분사하여 부착물을 신속하게 제거할 수 있다. 이에, 부착물이 계속 누적되어 설비가 손상되거나 부착물에 의해 호퍼가 막혀 공정이 중단되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 작업의 효율이 향상되고, 작업자가 직접 부착물을 제거하지 않아 안전사고를 예방할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 코크스 오븐과 원료 공급장치를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 원료 공급장치의 구조를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 원료 공급방법을 나타내는 플로우 차트.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 발명을 상세하게 설명하기 위해 도면은 과장될 수 있고, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

본 발명의 실시 예는 코크스 오븐으로 원료를 장입시키는 장입차에 원료를 공급하는 원료 공급장치에 대해 예시적으로 서술하지만, 적용범위는 이에 한정되지 않고 내부에 원료가 부착될 수 있는 다양한 원료 공급장치들에 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 코크스 오븐과 원료 공급장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 원료 공급장치의 구조를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 원료 공급방법을 나타내는 플로우 차트이다.

본 발명의 실시 예에 따른 원료 공급장치(100)는, 내부에 원료가 저장되는 공간이 형성되고 하부가 개방되는 호퍼(110), 상기 호퍼(110)의 개방된 하부를 개폐하도록 상기 호퍼(110)의 하측에 배치되는 개폐부(120), 상기 호퍼(110)의 중량을 측정하도록 상기 호퍼(110)에 설치되는 중량측정부(130), 및 상기 호퍼(110)의 내부로 가스를 분사하도록 상기 호퍼(110)에 연결되는 가스분사부(140)를 포함한다. 이때, 원료 공급장치(100)는 코크스 오븐(10)으로 원료를 장입시키는 장입차(20)의 상측에 배치되어 장입차(20)로 원료를 공급할 수 있고, 원료 및 부착물은 석탄일 수 있다.

우선, 본 발명을 이해하기 위해 코크스 오븐(10)으로 원료가 장입되는 과정에 대해 설명하기로 한다. 도 1을 참조하면, 석탄은 컨베이어 벨트(미도시)를 통해 원료 공급장치(100)의 호퍼(110)로 이동하여 저장된다. 호퍼(110)에 일정량(코크스 오븐(10)의 탄화실(11) 체적에 맞추어진 적정량)의 석탄이 저장되면, 호퍼(110)로 석탄 공급이 중단된다.

그 다음, 개폐부(120)가 호퍼(110)의 하부를 개방하고, 호퍼(110)에 저장된 석탄은 하측의 장입차(20)로 공급된다. 코크스 오븐(10)의 탄화실(11)의 상부에는 석탄이 장입될 수 있는 장입구(15)가 형성된다. 이에, 장입차(20)가 원료 공급장치(100)로부터 공급받은 석탄을 장입구(15)를 통해 탄화실(11) 내부로 장입시킬 수 있다. 장입차(20)는 코크스 오븐(10)의 상측에서 이동하면서 복수의 탄화실(11)에 석탄을 장입시킬 수 있다. 그 다음, 코크스 오븐(10)의 탄화실(11) 내부의 석탄을 건류시켜 코크스를 제조한다.

그러나 수분 증가 및 기타 원인으로 일부의 석탄이 호퍼(110)의 내부에 부착되는 문제가 발생할 수 있다. 호퍼(110)에 부착된 부착물은 호퍼(110)의 하부를 막아 장입차(20)를 통하여 탄화실로 투입되는 석탄의 투입량을 감소시킬 수 있다. 또한, 호퍼(110)에 부착된 석탄이 누적되어 일정량 이상이 되면 하부로 한꺼번에 쏟아지면서 호퍼(110) 하측의 장비를 손상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 원료 공급장치(100)를 구비하여 호퍼(110) 내부에 석탄의 부착여부를 판단하고, 부착된 석탄을 신속하게 제거할 수 있다.

도 2를 참조하면, 원료 공급장치(100)는, 호퍼(110), 개폐부(120), 중량측정부(130), 및 가스분사부(140)를 포함하고, 상기 중량측정부(130)에 연결되어 상기 가스분사부(140)의 작동을 제어하는 제어부(150)를 더 포함할 수 있다.

호퍼(110)는 원통 형상으로 형성되어 내부에 석탄이 저장될 수 있는 공간이 형성되고, 상부와 하부가 개방될 수 있다. 이에, 컨베이어 벨트를 통해 호퍼(110)의 상부로 석탄이 유입되고, 호퍼(110) 내부의 석탄이 호퍼(110) 하부로 배출될 수 있다. 또한, 호퍼(110)는 하부로 갈수록 폭이 좁아지게 형성될 수 있다. 즉, 호퍼(110) 하부의 개구의 폭이 호퍼(110) 상부의 개구의 폭보다 작을 수 있다. 따라서, 직경이 넓은 호퍼(110)의 상부로 석탄이 쉽게 유입될 수 있고, 호퍼(110)의 하측 내부에는 경사가 형성되어 석탄이 경사를 따라 호퍼(110)의 하측 중심부로 모여질 수 있다. 그러나 호퍼(110)의 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.

이러한 호퍼(110)는 장입차(20)의 피더콘이 구비되는 개수만큼 구비되어 장입차(20)의 각 피더콘으로 석탄을 공급할 수 있다. 즉, 장입차(20)의 피더콘이 복수개가 구비되는 경우, 호퍼(110)도 복수개가 구비될 수 있다. 예를 들어, 장입차(20)가 4개의 피더콘을 구비하는 경우, 4개의 호퍼(110)가 각 피더콘 상측에 배치되어 석탄을 공급할 수 있다.

개폐부(120)는 호퍼(110)의 하측에 배치되어 호퍼(110)를 지지하고, 호퍼(110)의 개방된 하부를 개폐하는 역할을 한다. 즉, 개폐부(120)는 호퍼(110)와 장입차(20) 사이에 배치되어 호퍼(110)에서 장입차(20)로 공급되는 석탄의 양을 조절할 수 있다. 개폐부(120)는, 호퍼(110)를 지지하는 한 쌍의 레일(121), 한 쌍의 레일(121) 사이에 설치되는 플레이트(122), 및 플레이트(122)를 이동시키는 실린더(123)를 포함할 수 있다.

레일(121)은 길이방향으로 연장형성되고, 한 쌍이 평행하게 설치된다. 호퍼(110)는 한 쌍의 레일(121) 상에 또는 한 쌍의 레일(121) 사이에 고정 설치된다. 이에, 호퍼(110)는 레일(121)의 지지될 수 있다.

플레이트(122)는 사각판 형상으로 형성될 수 있고, 호퍼(110)의 하부보다 면적이 크게 형성될 수 있다. 플레이트(122)는 한 쌍의 레일(121) 사이에 설치되고 레일(121)의 연장방향을 따라 이동할 수 있다. 플레이트(122)는 호퍼(110)가 구비되는 개수만큼 구비될 수 있다. 즉, 호퍼(110)가 복수개 구비되는 경우, 플레이트(122)도 복수개가 구비될 수 있다. 예를 들어, 호퍼(110)가 4개 구비되는 경우, 플레이트(122)도 4개가 구비될 수 있다.

또한, 플레이트(122)는 호퍼(110)의 하부에 대응하여 위치할 수 있다. 즉, 복수의 플레이트(122)는 복수의 호퍼(110)의 하부가 이격되는 만큼 서로 이격되어 배치될 수 있다. 따라서, 플레이트(122)가 호퍼(110)의 하부에 위치하면 호퍼(110)의 하부가 폐쇄되어 호퍼(110) 내부에 석탄이 저장될 수 있고, 플레이트(122)가 레일을 따라 전진 또는 후진하면 호퍼(110)의 하부가 개방되어 호퍼(110)의 하부로 석탄이 배출될 수 있다. 그러나 플레이트(122)의 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.

실린더(123)는 플레이트(122)에 연결되어 플레이트(122)를 레일(121)을 따라 전후진시키는 역할을 한다. 이에, 실린더(123)의 작동에 의해 플레이트(122)가 이동하면서 호퍼(110)의 하부를 개방하거나 폐쇄할 수 있다. 그러나 개폐부(120)의 구조 및 호퍼(110)의 하부를 개폐하는 방법은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.

중량측정부(130)는 호퍼(110)에 설치되어 호퍼(110)의 중량을 측정하는 역할을 한다. 중량측정부(130)는 호퍼(110)의 외벽에 설치되는 연결바(131), 및 연결바(131) 하측에 배치되는 중량측정기(132)를 포함할 수 있다.

연결바(131)는 호퍼(110)의 외벽에 설치될 수 있고, 하나 이상이 구비될 수 있다. 예를 들어, 한 쌍의 연결바(131)가 구비되어 호퍼(110)의 양측에 설치될 수 있다. 이에, 연결바(131)는 하측에 배치되는 중량측정기(132)에 호퍼(110)의 중량을 전달할 수 있다.

중량측정기(132)는 연결바(131) 하측에 배치되어 연결바(131)와 접촉할 수 있다. 중량측정기(132)는 중량을 측정하는 센서일 수 있는데 예를 들어, 로드셀을 사용할 수 있다. 또한, 중량측정기(132)는 하나 이상이 구비될 수 있는데 예를 들어, 한 쌍의 중량측정기(132)가 구비되어 한 쌍의 연결바(131) 하측에 각각 배치될 수 있다. 이에, 중량측정기(132)는 연결바(131)를 통해 전달되는 호퍼(110)의 중량을 측정할 수 있다. 그러나 중량측정부(130)의 구조 및 호퍼(110)의 중량을 측정하는 방법은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.

호퍼(110)의 중량을 측정하면 호퍼(110) 내부에 석탄이 부착되었는지 판단할 수 있다. 즉, 호퍼(110)의 개방된 하부가 부착된 석탄에 의해 막히는 경우, 개폐부(120)가 호퍼(110)의 하부를 개방하여도 호퍼(110) 내부의 석탄이 배출되지 못할 수 있다. 따라서, 호퍼(110)의 하부를 개방하여 일정시간이 지났는데도 호퍼(110)의 중량이 감소하지 않으면 호퍼(110)에 석탄이 부착되어 석탄이 배출되지 못한다고 판단할 수 있다.

한편, 호퍼(110)의 내부에 석탄이 부착되면 석탄이 부착된 만큼 중량측정기(132)에서 측정되는 호퍼(110)의 중량값이 증가할 수 있다. 따라서, 석탄이 부착되지 않은 원래의 호퍼(110) 중량값과 중량측정기(132)에서 측정된 석탄을 저장하지 않은 호퍼(110)의 중량값을 비교하면 호퍼(110)에 석탄이 부착되었는지 판단할 수 있다. 이에, 호퍼(110)의 중량을 실시간으로 측정하면서 호퍼(110)에 석탄이 부착되었는지를 모니터링할 수 있다. 그러나 호퍼(110)의 중량을 측정하여 호퍼(110) 내부에 석탄이 부착되었는지 판단하는 방법은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.

가스분사부(140)는 호퍼(110) 내부에 부착된 석탄을 향해 가스를 분사하여 호퍼(110) 내부에 부착된 석탄을 제거하는 역할을 한다. 가스분사부(140)는, 상기 호퍼(110)의 내부와 연통되는 노즐(141), 가스가 이동하는 경로를 형성하고 상기 노즐(141)로 가스를 공급하도록 상기 노즐(141)과 연결되는 가스라인(142), 상기 가스가 이동하는 경로를 개폐하도록 상기 가스라인(142)에 설치되는 제어밸브(143), 및 내부에 가스를 저장하는 가스탱크(144)를 포함할 수 있다.

노즐(141)은 호퍼(110) 내부로 가스를 분사하도록 호퍼(110)의 외벽을 관통할 수 있다. 노즐(141)은 하나 또는 복수개가 구비될 수 있고, 복수개가 구비되는 경우 호퍼(110)의 둘레를 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다.

또한, 노즐(141)은 호퍼(110)의 하부와 연결되어 호퍼(110)의 하부에서 가스를 분사할 수 있다. 즉, 호퍼(110)의 하부가 석탄에 의해 막히면 호퍼(110) 내부의 석탄이 배출이 되지 못하기 때문에, 호퍼(110) 하부에 부착된 석탄을 제거하도록 노즐(141)이 호퍼(110)의 하부와 연결될 수 있다.

가스라인(142)은 파이프 형태로 형성되어 내부에 가스가 이동하는 경로를 형성할 수 있다. 가스라인(142)은 일단이 노즐(141)에 연결되고 타단이 가스탱크(144)에 연결될 수 있다. 따라서, 가스탱크(144) 내부에 저장된 가스가 가스라인(142)을 통해 이동할 수 있다. 또한, 노즐(141)로 공급된 가스는 호퍼(110) 내부에 부착된 석탄을 향하여 분사될 수 있다. 이때, 가스는 고압의 에어(Air)일 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고 석탄을 제거할 수 있는 다양한 가스가 사용될 수 있다.

제어밸브(143)는 가스라인(142)에 설치되어 가스탱크(144)에서 노즐(141)로 공급되는 가스의 이동경로를 개폐할 수 있다. 이에, 제어밸브(143)가 가스라인(142) 내부를 폐쇄하면 노즐(141)로 가스공급이 중단되고, 제어밸브(143)가 가스라인(142) 내부를 개방하면 노즐(141)로 가스가 공급되어 노즐(141)이 가스를 분사할 수 있다.

또한, 제어밸브(143)는 하나 또는 복수개가 구비될 수 있다. 예를 들어, 제어밸브(143)로 차단밸브 또는 다이어프램 밸브가 사용될 수 있고, 가스라인(142)에 다양하게 조합되어 가스라인(142)이 형성하는 가스의 이동경로를 개폐할 수 있다. 그러나 제어밸브(143)의 종류 및 구조는 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.

제어부(150)는 중량측정부(130)와 연결되어 가스분사부(140)의 작동을 제어하는 역할을 한다. 즉, 제어부(150)는 중량측정부(130)를 통해 호퍼(110) 내부에 석탄이 부착되었는지를 판단하고, 석탄이 부착되었다고 판단되면 가스분사부(140)를 작동시켜 호퍼(110) 내부의 석탄을 향하여 가스를 분사할 수 있다. 제어부(150)는, 시간을 측정하는 타이머(151), 중량측정기(132)와 연결되는 송수신기(152), 송수신기(152)로 전달된 정보를 통해 호퍼(110) 내부에 석탄이 부착되었는지 판단하는 판단기(153), 판단기(153)의 판단에 따라 상기 가스분사부(140)의 작동을 제어하는 제어기(154)를 포함할 수 있다.

타이머(151)는 호퍼(110)의 하부가 개방되는 순간 또는 이후부터 시간을 측정할 수 있다. 이에, 호퍼(110)의 하부가 개방되는 시간을 타이머(151)를 통해 확인할 수 있다. 타이머(151)를 이용하여 호퍼(110)가 개방된 시점부터 원하는 시간 동안 호퍼(110)에서 배출된 석탄의 양을 측정하거나, 호퍼(110)가 개방된 시점부터 원하는 시간이 지난 후에 호퍼(110)의 중량을 측정할 수 있다.

예를 들어, 원하는 설정시간을 30초로 정하는 경우, 호퍼(110)가 개방된 30초 동안 호퍼(110)에서 배출된 석탄의 양을 측정할 수 있다. 이에, 측정된 배출량을 정상 배출량과 비교하여 정상 배출량보다 작으면 호퍼(110)의 하부가 부착된 석탄에 의해 막혀 석탄이 원활하게 배출되지 못한다고 판단할 수 있다.

또는, 호퍼(110)가 개방된 후 30초가 지난 시점에서 호퍼(110)의 중량을 측정할 수 있다. 이에, 측정된 중량값을 정상 중량값과 비교하여 정상 중량값보다 크면 호퍼(110)의 하부가 부착된 석탄에 의해 막혀 석탄이 원활하게 배출되지 못한다고 판단할 수 있다. 즉, 석탄이 원활하게 배출되지 못해 호퍼(110)의 중량이 감소하지 않거나 감소 폭이 좁아 정상 중량값보다 크다고 판단할 수 있다. 그러나 설정시간은 이에 한정되지 않고 다양한 값이 선택될 수 있다.

송수신기(152)는 중량측정기(132)와 연결되어 호퍼(110)의 중량 정보를 전달받는 역할을 한다. 또한, 송수신기(152)는 호퍼(110)의 하측 또는 장입차(20)에 구비되어 호퍼(110)에서 배출되는 또는 장입차(20)로 공급되는 석탄의 양을 측정하는 센서(미도시)와 연결될 수도 있다. 이에, 송수신기(152)는 호퍼(110)의 배출량 정보를 전달받을 수 있다. 이때, 송수신기(152)는 타이머(151)와 연결되어 설정시간이 지난 후에 호퍼(110)의 중량정보를 전달받거나, 설정시간 동안만 호퍼(110)의 석탄 배출량 정보를 전달받을 수 있다.

판단기(153)는 송수신기(152)와 연결되어 송수신기(152)에서 전달되는 호퍼(110)의 중량값과 미리 설정된 설정 중량값을 비교하여 호퍼(110)에 석탄이 부착되었는지 판단하는 역할을 한다. 즉, 측정된 중량값이 설정 중량값 이하면 호퍼(110)의 하부에 석탄이 부착되었다고 판단할 수 있다.

예를 들어, 호퍼(110)의 개방된 하부가 부착된 석탄에 의해 막히는 경우, 개폐부(120)가 호퍼(110)의 하부를 개방하여도 호퍼(110) 내부의 석탄이 원활하게 배출되지 못할 수 있다. 따라서, 호퍼(110)의 하부를 개방하였는데도 호퍼(110)의 중량이 개방하기 전보다 감소하지 않거나 감소 폭이 작으면 석탄이 호퍼(110)의 하부에 부착되어 호퍼(110)의 하부가 막혔다고 판단할 수 있다.

설정 중량값은, 빈 호퍼(110)의 중량과 호퍼(110)에 저장된 원료의 중량을 합친 값 대비 70~95% 값에서 선택될 수 있다. 예를 들어, 호퍼(110)가 개방된 후 30초가 경과한 후에 정상적인 호퍼(110)의 중량이 빈 호퍼(110)와 호퍼(110)에 저장된 석탄 대비 70% 미만인 경우, 측정된 중량값이 빈 호퍼(110)와 호퍼(110)에 저장된 석탄 대비 70% 이상이면 호퍼(110)에서 석탄이 원활하게 배출되지 못해 호퍼(110)의 중량이 정상적으로 감소하지 못했다고 판단할 수 있다. 이러한 설정 중량값은, 측정오차나 기계적인 결함 등을 고려하여 오차범위를 가지도록 선택될 수 있다.

또한, 판단기(153)는 송수신기(151)에서 전달되는 호퍼(110)의 석탄 배출량과 미리 설정된 설정 배출량을 비교하여 호퍼(110)에 석탄이 부착되었는지 판단할 수도 있다. 즉, 측정된 배출량이 설정 배출량 이하이면 호퍼(110)의 하부가 막혔다고 판단할 수 있다.

설정 배출량은, 설정시간 동안 정상적으로 배출되는 배출량 대비 50~90% 값이 선택될 수 있다. 이에, 측정된 배출량이 설정 배출량보다 적게 배출되면 호퍼(110)의 하부가 부착된 석탄에 의해 막혀 원활하게 배출되지 못해 배출량이 정상 배출량보다 적다고 판단할 수 있다. 이러한 설정 배출량은, 측정오차나 기계적인 결함 등을 고려하여 오차범위를 가지도록 선택될 수 있다.

제어기(154)는 판단기(153)와 연결되어 판단기(153)의 판단에 따라 가스분사부(140)의 작동을 제어하는 역할을 한다. 즉, 판단기(153)가 호퍼(110)에 하부에 석탄이 부착되었다고 판단하는 경우, 제어밸브(143)를 개방하여 노즐(141)로 가스를 공급할 수 있다. 이에, 가스가 호퍼(110) 내부의 석탄을 향하여 분사되면서 부착된 석탄을 제거할 수 있다. 따라서, 호퍼(110)의 하부를 막았던 석탄이 가스에 의해 호퍼(110)의 표면으로부터 분리되면서 하측으로 배출될 수 있고, 다른 석탄들도 호퍼(110)의 하부로 배출되면서 장입차(20)로 공급될 수 있다.

반대로, 판단기(153)가 호퍼(110)에 석탄이 부착되지 않았다고 판단하거나 호퍼(110)의 하부로 석탄이 배출되기 시작하면 제어밸브(143)를 폐쇄하여 호퍼(110) 내부로 가스가 공급되지 않도록 조절할 수 있다.

이처럼 호퍼(110)의 중량 또는 석탄의 배출량을 측정하여 호퍼(110)에 석탄이 부착되었는지 모니터링하여 호퍼(110)에 석탄이 부착되었는지를 사전에 미리 검출할 수 있다. 이에, 석탄이 누적되기 전에 석탄을 제거하는 작업을 수행할 수 있다.

또한, 호퍼(110)에 석탄이 부착된 것이 확인되면, 석탄으로 가스를 분사하여 석탄을 신속하게 제거할 수 있다. 이에, 석탄이 계속 누적되어 설비가 손상되거나 석탄에 의해 호퍼(110)가 막혀 공정이 중단되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 작업의 효율이 향상되고, 작업자가 직접 호퍼(110)에 부착된 석탄을 제거하지 않아 안전사고를 예방할 수 있다.

하기에서는 본 발명의 실시 예에 따른 원료 공급방법에 대해 설명하기로 한다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 원료 공급방법은, 호퍼 내부에 원료를 저장하는 과정, 호퍼의 하부를 개방하는 과정, 상기 호퍼의 중량을 측정하는 과정, 및 측정된 중량값이 미리 설정된 설정 중량값 이상이면 상기 호퍼 내부로 가스를 분사를 하는 과정을 포함한다. 이때, 원료는 석탄을 포함하고, 호퍼(110)는 코크스 오븐(10)으로 석탄을 장입시키는 장입차(20)의 상측에 배치될 수 있다.

우선, 컨베이어 벨트(미도시)를 통해 석탄을 호퍼(110) 내로 이동시켜 호퍼(110) 내부에 저장한다.(S100) 호퍼(110)에 일정량(코크스 오븐(10)의 탄화실 체적에 맞추어진 적정량)의 석탄이 저장되면, 석탄 공급을 중단한다.

그 다음, 장입차(20)로 석탄을 공급하기 위해 개폐부(120)의 작동을 제어하여 호퍼(110)의 하부를 개방한다.(S200) 이때, 타이머(151)를 작동시켜 호퍼(110)의 하부가 개방되는 시점부터 시간을 측정할 수 있다.

그 다음, 타이머(151)에 입력된 설정시간이 지나면 중량측정부(130)를 통해 호퍼(110)의 중량을 측정할 수 있다.(S300) 예를 들어, 설정시간은 30초~5분 사이의 값이 선택될 수 있고, 설정시간이 지난 후에 호퍼(110)의 중량을 측정할 수 있다.(S310)

그 다음, 측정된 중량값이 미리 설정된 설정 중량값 이하인지 비교할 수 있다. 즉, 측정된 중량값이 설정 중량값 이하면 호퍼(110)의 하부에 석탄이 부착되었다고 판단할 수 있다.(S320) 예를 들어, 호퍼(110)의 개방된 하부가 부착된 석탄에 의해 막히는 경우, 개폐부(120)가 호퍼(110)의 하부를 개방하여도 호퍼(110) 내부의 석탄이 원활하게 배출되지 못할 수 있다. 따라서, 호퍼(110)의 하부를 개방하였는데도 호퍼(110)의 중량이 개방하기 전보다 감소하지 않거나 감소 폭이 작으면 석탄이 호퍼(110)의 하부에 부착되어 호퍼(110)의 하부가 막혔다고 판단할 수 있다.

설정 중량값은, 빈 호퍼(110)의 중량과 호퍼(110)에 저장된 원료의 중량을 합친 값 대비 70~95% 값에서 선택될 수 있다. 예를 들어, 호퍼(110)가 개방된 후 30초가 경과한 후에 정상적인 호퍼(110)의 중량이 빈 호퍼(110)와 호퍼(110)에 저장된 석탄 대비 70% 미만인 경우, 측정된 중량값이 빈 호퍼(110)와 호퍼(110)에 저장된 석탄 대비 70% 이상이면 호퍼(110)에서 석탄이 원활하게 배출되지 못해 호퍼(110)의 중량이 정상적으로 감소하지 못했다고 판단할 수 있다. 이러한 설정 중량값은, 측정오차나 기계적인 결함 등을 고려하여 오차범위를 가지도록 선택될 수 있다.

한편, 호퍼(110)의 하부를 개방하는 동시에 또는 후에, 미리 설정된 설정시간 동안 호퍼(110)에서 배출되는 원료의 양을 측정할 수 있다.(S410) 즉, 일정시간 동안 호퍼(110)에서 배출되는 원료의 양을 측정할 수 있다.

그 다음, 측정된 배출량이 설정 배출량 이하인지 비교할 수 있다.(S420) 예를 들어, 설정 배출량은, 설정시간 동안 정상적으로 배출되는 배출량 대비 50~90% 값이 선택될 수 있다. 이에, 측정된 배출량이 설정 배출량보다 적게 배출되면 호퍼(110)의 하부가 부착된 석탄에 의해 막혀 원활하게 배출되지 못해 배출량이 정상 배출량보다 적다고 판단할 수 있다. 이러한 설정 배출량은, 측정오차나 기계적인 결함 등을 고려하여 오차범위를 가지도록 선택될 수 있다.

측정된 배출량이 미리 설정된 설정 배출량 이하면 상기 호퍼와 상기 호퍼 내부에 저장된 원료의 중량을 측정하여 이중으로 호퍼(110)에 석탄이 부착되었는지를 모니터링할 수 있다. 또는, 호퍼(110)의 중량을 측정하지 않고 부착된 석탄을 제거하는 과정으로 넘어갈 수도 있다. 그러나 호퍼(110)에 하부를 개방한 후 호퍼(110)에 석탄이 부착되었는지 모니터링하는 과정은 이에 한정되지 않고 다양하게 조합되거나 다양한 순서로 진행될 수 있다.

호퍼(110)에 하부에 석탄이 부착되었다고 판단하는 경우, 제어밸브(143)를 개방하여 노즐(141)로 가스를 공급할 수 있다.(S600) 이에, 가스가 호퍼(110) 내부의 석탄을 향하여 분사되면서 부착된 석탄을 제거할 수 있다. 따라서, 호퍼(110)의 하부를 막았던 석탄이 가스에 의해 호퍼(110)의 표면으로부터 분리되면서 하측으로 배출될 수 있고, 다른 석탄들도 호퍼(110)의 하부로 배출되면서 장입차(20)로 공급될 수 있다. 반대로, 호퍼(110)에 석탄이 부착되지 않았다고 판단되거나 호퍼(110)의 하부로 석탄이 배출되기 시작하면 제어밸브(143)를 폐쇄하여 호퍼(110) 내부로 가스가 공급되지 않도록 조절할 수 있다.

이렇게 호퍼(110)에서 장입차(20)로 공급된 석탄은 코크스 오븐(10)의 탄화실(11) 내부로 장입된다. 이때, 장입차(20)는 코크스 오븐(10)의 상측에서 이동하면서 복수의 탄화실(11)에 석탄을 장입시킬 수 있다. 그 다음, 코크스 오븐(10)의 탄화실(11) 내부의 석탄을 건류시켜 코크스를 제조한다.

이처럼 호퍼(110)의 중량 또는 석탄의 배출량을 측정하여 호퍼(110)에 석탄이 부착되었는지 모니터링하여 호퍼(110)에 석탄이 부착되었는지를 사전에 미리 검출할 수 있다. 이에, 석탄이 누적되기 전에 석탄을 제거하는 작업을 수행할 수 있다.

또한, 호퍼(110)에 석탄이 부착된 것이 확인되면, 석탄으로 가스를 분사하여 석탄을 신속하게 제거할 수 있다. 이에, 석탄이 계속 누적되어 설비가 손상되거나 석탄에 의해 호퍼(110)가 막혀 공정이 중단되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 작업의 효율이 향상되고, 작업자가 직접 호퍼(110)에 부착된 석탄을 제거하지 않아 안전사고를 예방할 수 있다.

상기에서는 장입차로 원료를 공급하는 것에 대해 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 실시 예에 따른 원료 공급장치는 원료를 공급하는 다양한 설비들에 구비되어 사용될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 아래에 기재될 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10: 코크스 오븐 20: 장입차
100: 원료 공급장치 110: 호퍼
120: 개폐부 130: 중량측정부
140: 가스분사부 150: 제어부

Claims (13)

1. 원료인 석탄을 코크스 오븐으로 장입시키는 장입차의 상측에 배치되는 원료 공급장치로서,
   내부에 원료가 저장되는 공간이 형성되고, 하부가 개방되는 복수의 호퍼;
   상기 호퍼의 개방된 하부를 개폐하도록 상기 호퍼의 하측에 배치되는 개폐부;
   상기 호퍼의 중량을 측정하도록 상기 호퍼에 설치되는 중량측정부; 및
   상기 호퍼의 내부로 가스를 분사하도록 상기 호퍼에 연결되는 가스분사부;를 포함하고,
   상기 개폐부는, 상기 복수의 호퍼의 개방된 하부를 각각 폐쇄할 수 있는 복수의 플레이트, 및 상기 복수의 플레이트를 이동시킬 수 있는 실린더를 포함하는 원료 공급장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 중량측정부는,
   상기 호퍼의 외벽에 설치되는 연결바; 및
   상기 연결바의 하측에 배치되고 상기 연결바와 접촉가능한 중량측정기를 포함하는 원료 공급장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 가스분사부는,
   상기 호퍼의 내부와 연통되는 노즐;
   가스가 이동하는 경로를 형성하고 상기 노즐로 가스를 공급하도록 상기 노즐과 연결되는 가스라인; 및
   상기 가스가 이동하는 경로를 개폐하도록 상기 가스라인에 설치되는 제어밸브를; 포함하는 원료 공급장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 노즐은 상기 호퍼의 하부와 연결되고, 복수개가 구비되어 상기 호퍼의 둘레를 따라 배치되는 원료 공급장치.
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 중량측정부에 연결되고, 상기 가스분사부의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하는 원료 공급장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 제어부는 시간을 측정하는 타이머를 포함하는 원료 공급장치.
7. 원료인 석탄을 코크스 오븐으로 장입시키는 장입차의 상측에서 원료를 공급하는 원료 공급방법으로서,
   복수의 호퍼 내부에 원료를 저장하는 과정;
   개폐부로 상기 호퍼의 하부를 개방하는 과정;
   상기 호퍼의 중량을 측정하는 과정; 및
   측정된 중량값이 미리 설정된 설정 중량값 이상이면 상기 호퍼 내부로 가스를 분사를 하는 과정;을 포함하고,
   상기 개폐부는, 상기 복수의 호퍼의 개방된 하부를 각각 폐쇄할 수 있는 복수의 플레이트, 및 상기 복수의 플레이트를 이동시킬 수 있는 실린더를 포함하는 원료 공급방법.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 호퍼의 하부를 개방하는 동시에 또는 후에,
   미리 설정된 설정시간 동안 상기 호퍼에서 배출되는 원료의 양을 측정하는 과정을 포함하고,
   측정된 배출량이 미리 설정된 설정 배출량 이하면 상기 호퍼의 중량을 측정하는 원료 공급방법.
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 호퍼와 상기 호퍼 내부에 저장된 원료의 중량을 측정하는 과정은,
   상기 호퍼의 하부가 개방되는 시점에서 미리 설정된 설정시간이 지난 후에 중량을 측정하는 원료 공급방법.
10. 청구항 7 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 설정 중량값은, 빈 호퍼의 중량과 호퍼에 저장된 원료의 중량을 합친 값 대비 70~95%인 원료 공급방법.
11. 원료인 석탄을 코크스 오븐으로 장입시키는 장입차의 상측에서 원료를 공급하는 원료 공급방법으로서,
    복수의 호퍼 내부에 원료를 저장하는 과정;
    개폐부로 상기 호퍼의 하부를 개방하는 과정;
    미리 설정된 설정시간 동안 상기 호퍼에서 배출되는 원료의 양을 측정하는 과정;
    측정된 배출량이 미리 설정된 설정 배출량 이하면 상기 호퍼 내부로 가스를 분사를 하는 과정;을 포함하고,
    상기 개폐부는, 상기 복수의 호퍼의 개방된 하부를 각각 폐쇄할 수 있는 복수의 플레이트, 및 상기 복수의 플레이트를 이동시킬 수 있는 실린더를 포함하는 원료 공급방법.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 설정 배출량은, 정상 배출량 대비 50~90%인 원료 공급방법.
13. 삭제

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