KR101921075B1

KR101921075B1 - 원료 처리 설비 및 원료 처리 방법

Info

Publication number: KR101921075B1
Application number: KR1020170100831A
Authority: KR
Inventors: 박형수
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2017-08-09
Filing date: 2017-08-09
Publication date: 2018-11-22

Abstract

본 발명에 따른 원료 처리 설비는 일 방향으로 연장 형성되어, 원료탄을 열처리하여 건류시킬 수 있는 내부 공간을 가지는 건류 장치, 건류된 원료탄을 압출시키도록, 건류 장치 내로 장입되고, 건류 장치의 연장 방향으로 이동 가능한 압출기, 건류된 원료탄으로 소화수를 분사하여 소화시킬 수 있도록, 건류 장치의 외부에 위치되는 소화탑, 건류 장치로부터 압출되어 배출되는 원료탄의 장입이 가능하며, 상기 건류 장치와 소화탑 사이에서 이동 가능하게 배치되는 소화차 및 소화차의 무게에 따라, 상기 압출기의 이동 방향과 교차하는 방향으로의 소화차의 이동을 제어하는 소화차 이동 제어 유닛을 포함한다.
따라서, 본 발명의 실시형태에 의하면, 원료탄을 소화차로 압출시에, 소화차의 무게를 이용하여 소화차의 이동을 조절한다. 따라서 종래에 비해 소화차에 적재되는 원료탄의 평탄도를 향상시킬 수 있다. 또한, 소화탑에서 소화시에 열화상 이미지 분석을 통해 영역별 소화수 분사량을 제어한다. 이에 따라, 소화탑에서 소화시에 수분 함량이 균일하도록 소화킬 수 있으며, 과도한 수분 함량으로 인한 고로 내 에너지 효율 하락 등의 문제를 방지할 수 있다.

Description

원료 처리 설비 및 원료 처리 방법{Processing apparatus for raw material and the method thereof}

본 발명은 원료 처리 설비 및 원료 처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원료탄 내 수분 함유 편차를 감소시킬 수 있는 원료 처리 설비 및 원료 처리 방법에 관한 것이다.

일반적으로 고로 내에서 열원, 환원제 등의 역할과 함께 통기성 확보의 수단으로 이용되는 코크스는 코크스 오븐 설비에서 원료탄, 예를 들어 석탄을 건류함으로써 제조된다.

코크스 오븐에서 건류된 석탄 즉, 적열 코크스는 코크스 오븐의 외측에 대기중인 소화차 장입된 후에, 소화차에 적재된 상태로 소화탑으로 이송된다. 이후, 소화탑은 장입된 소화차를 향해 소화수를 분사시켜, 상기 소화차에 적재된 적열 코크스를 소화시킨다.

한편, 코크스 오븐은 원료탄이 장입되는 탄화실, 탄화실의 적어도 일측에 위치하여, 가스를 연소시켜 원료탄의 건류에 필요한 열원을 탄화실에 제공하는 연소실, 탄화실의 하측에 위치한 축열실을 포함한다. 여기서, 탄화실 및 연소실은 복수개로 마련되며, 탄화실과 연소실이 교번하여 교대로 나열 배치된다.

복수의 탄화실 각각에서 코크스의 건류가 완료되면, 탄화실의 일측 외측에 위치된 압출기를 탄화실 내부로 전진 이동시켜, 적열 코크스를 탄화실의 타측 외측으로 압출시킨다. 이때, 탄화실의 타측 외측에는 소화차가 대기하고 있고, 압출되는 적열 코크스가 소화차로 장입되어 적재된다.

각 탄화실의 적열 코크스를 압출시켜 소화차에 적재시키기 위해, 소화차는 복수의 탄화실 중 압출이 실시되고 있는 탄화실 앞에서 이동을 중지한 상태로 대기하면서 압출된 원료탄을 적재시키다가, 탄화실 내 압출기의 위치를 감지하여, 압출기가 일정 위치에 도달하면 다음 탄화실 방향으로 이동을 시작하고, 다시 이동을 중지하는 동작을 반복하면서 복수의 탄화실 내 모든 원료탄을 적재한다.

여기서, 이때, 소화차의 이동 시작을 결정짓는 압출기의 일정 위치 및 소화차의 이동 시점는 작업자의 경험을 토대로 한 것이다.

그런데, 각 탄화실마다 원료탄의 장입 프로파일이 각기 다를수 있기 때문에, 각 탄화실에서의 소화차의 이동을 동일한 방법으로 할 경우, 적열 코크스가 소화차에 균일한 높이로 적재되기 힘들다. 특히, 소화차 상에서 복수의 탄화실의 나열 방향과 대응하는 방향으로 균일한 높이를 갖도록 적재되기 힘들고, 이에 따라 적재된 원료탄의 평탄도가 나쁘다.

상술한 바와 같이 적열 코크스가 적재된 소화차는 소화탑으로 이동하고, 소화탑에서 분사되는 소화수에 의해 적열 코크스가 소화된다.

그런데, 소화차에 적재된 원료탄이 그 영역별로 높이 차이가 있어 평탄도가 좋지 않을 경우, 소화탑 내에서 소화수를 분사하여 습식 소화시에 적열 코크스가 균일하게 소화되지 못한다. 즉, 소화차 상측에서 균일한 양의 소화수가 분사되는데, 이때 상대적으로 높이가 높은 영역은 상대적으로 높이가 낮은 영역에 비해 소화수 분사량이 적을수 있고, 반대로 상대적으로 높이가 낮은 영역은 상대적으로 높이가 낮은 영역에 비해 소화수 분사량이 많을수 있다. 따라서, 소화차에 적재되어 소화된 적열 코크스의 수분 함량의 편차가 큰 문제가 발생된다. 그리고 과다한 수분 함량을 가지는 코크스로 인한 고로 내 에너지 효율 하락, 공급열량 편차발생에 따른 노황악화의 우려가 있으며, 이러한 사항으로 습식 소화 발생공정에는 코크스 품질 보강을 위해 저가미점탄사용비를 줄여야하는 원가적으로 열위 상황이 발생하는 문제점도 존재한다. 그리고, 소화수 분사량이 부족한 원료탄에서는 그 소화가 부족하여 불꽃 즉 잔화가 발생될 수 있는 위험이 있다.

한국공개특허 KR20020052050A

본 발명은 원료탄을 소화차 내로 균일하게 적재시킬 수 있는 원료 처리 설비를 제공한다.

본 발명은 원료탄 내 수분을 저감시키면서 균일한 수분 함량을 가지도록 소화킬 수 있는 원료 처리 설비를 제공한다.

본 발명에 따른 원료 처리 설비는 일 방향으로 연장 형성되어, 원료탄을 열처리하여 건류시킬 수 있는 내부 공간을 가지는 건류 장치; 건류된 원료탄을 압출시키도록, 상기 건류 장치 내로 장입되고, 상기 건류 장치의 연장 방향으로 이동 가능한 압출기; 건류된 원료탄으로 소화수를 분사하여 소화시킬 수 있도록, 상기 건류 장치의 외부에 위치되는 소화탑; 상기 건류 장치로부터 압출되어 배출되는 원료탄의 장입이 가능하며, 상기 건류 장치와 소화탑 사이에서 이동 가능하게 배치되는 소화차; 및 상기 소화차의 무게에 따라, 상기 압출기의 이동 방향과 교차하는 방향으로의 상기 소화차의 이동을 제어하는 소화차 이동 제어 유닛;을 포함한다.

상기 소화차는 상기 압출기의 이동 방향과 교차하는 방향으로 연장 형성되고, 상기 압출기의 이동 방향과 교차하는 방향으로 나열된 복수의 적재 공간을 포함한다.

상기 소화차 이동 제어 유닛은, 상기 건류 장치 내 압출기의 위치에 따른 상기 소화차의 무게 데이터를 도출하는 무게 데이터부; 및 상기 압출기의 위치에 따른 상기 소화차의 무게 데이터에 따라, 상기 소화차의 이동 여부 및 이동 속도를 제어하는 이동 제어부;를 포함하고,

상기 이동 제어부는 상기 건류 장치에서 압출을 실시할 때, 상기 소화차의 복수의 적재 공간 중 일측 끝의 적재 공간부터 타측 끝의 적재 공간 순으로 상기 건류 장치에 대응 위치하도록 이동시킨다.

상기 이동 제어부는 상기 무게 측정 유닛에서 측정된 상기 소화차의 무게가 기준 무게에 도달했을 때, 상기 소화차를 상기 압출기의 이동 방향과 교차하는 방향으로 이동시켜, 상기 소화차의 복수의 적재 공간 중 빈 적재 공간이 상기 건류 장치에 대응 위치하도록 한다.

상기 건류 장치는 상부에 상기 압출기의 이동 방향으로 나열 형성되며, 원료탄의 통과가 가능한 복수의 장입구를 포함하고, 상기 건류 장치의 상측에 위치되어, 상기 소화차에 장입된 원료탄의 적재 상태를 검출하는 적재 상태 검출 장치를 포함한다.

상기 소화차 이동 제어 유닛은 상기 적재 상태 검출 장치에서 측정된 시간 데이터를 이용하여, 상기 건류 장치 내에서 원료탄의 위치별 적재 높이 및 적재량을 포함하는 적재 프로파일을 산출하는 적재 상태 산출부를 포함하고, 상기 이동 제어부에 설정되는 기준 무게는 상기 적재 상태 산출부에서 검출된 상기 적재 프로파일에 따라 결정된다.

상기 적재 상태 검출 장치는, 상기 건류 장치의 상측에서 상기 장입구와 대응 위치하도록 이동 가능한 반사 부재; 및 상기 건류 장치의 상측에 위치되어, 상기 반사 부재를 향해 광을 발진하고, 상기 건류 장치 내 원료탄에 의해 반사된 후, 상기 반사 부재에 다시 반사된 광의 입사가 가능한 발진부;를 포함한다.

상기 소화차는 상측이 개방된 형상의 적재부; 상기 적재부의 하부를 지지하도록 설치되며, 상기 소화차를 이동시키는 이동부; 및 상기 적재부와 이동부 사이에 설치되어, 상기 적재부의 무게를 측정하는 무게 측정 유닛;을 포함한다.

상기 소화탑은, 건류된 원료탄이 적재된 소화차의 수용이 가능한 내부 공간을 가지는 소화 하우징; 상기 소화 하우징 내 상부에서, 상호 이격 설치되어, 상기 소화차를 향해 소화수를 분사하는 복수의 노즐; 및 상기 소화 하우징 내 상부에 설치되어, 상기 소화차 내 적재된 원료탄의 열화상 이미지를 촬상하는 촬상기;를 포함한다.

상기 촬상기로부터 열화상 이미지를 전달받아, 소화탑 내 위치별 온도를 분석하고, 위치별 온도에 따라 복수의 노즐의 소화수 분사 여부 및 분사량을 조절하는 소화 제어 유닛을 포함한다.

상기 복수의 노즐은 하측으로 갈수록 내경이 넓어지는 형상인 복수의 제 1 노즐; 및 내경에 변화가 없으며, 소화수가 분사되는 토출구가 제 1 노즐에 비해 작은 적어도 하나의 제 2 노즐;을 포함한다.

상기 제 2 노즐은 수평 이동 가능하다.

본 발명의 실시예에 따른 원료 처리 방법은 건류 장치 내부로 장입된 원료탄을 건류시키는 과정; 상기 건류 장치 내 일측으로부터 타측 방향으로 압출기를 이동시켜, 상기 건류 장치 내 원료탄을 상기 건류 장치의 타측 외부로 압출시켜, 상기 압출기의 타측 외부에 위치된 소화차로 원료탄을 적재시키는 과정; 상기 원료탄이 적재가 완료된 소화차를 소화탑으로 이동시켜, 상기 소화차 내 원료탄을 소화키는 과정;을 포함하고, 상기 소화차로 원료탄을 적재시키는 과정에 있어서, 상기 소화차의 무게 변화에 따라 상기 소화차를 상기 압출기의 이동 방향과 교차하는 방향으로의 이동을 제어한다.

상기 소화차는 상기 압출기의 이동 방향과 교차하는 방향으로 분할되어 나열된 복수의 적재 공간을 가지고, 상기 소화차로 원료탄을 적재시키는 과정은, 상기 소화차의 복수의 적재 공간 중, 일 적재 공간이 상기 건류 장치의 타측에 대응 위치하여, 상기 건류 장치로부터 압출되는 원료탄을 적재시키는 과정; 상기 소화차의 실시간 무게 변화를 검출하고, 측정된 소화차의 무게가 기준 무게에 도달하면, 상기 복수의 적재 공간 중 원료탄이 장입되지 않은 빈 적재 공간이 상기 건류 장치에 대응 위치하도록 상기 소화차를 이동시키는 과정; 및 상기 소화차의 이동을 중지시키는 과정;을 포함한다.

상기 소화차를 이동시키는데 있어서, 상기 소화차의 일측 끝의 적재 공간으로부터 타측 끝의 적재 공간 순으로 상기 건류 장치에 대응 위치하도록 이동시킨다.

상기 건류 장치 내부로 장입된 원료탄을 건류시키기 전에, 상기 건류 장치로 원료탄을 장입시키는 과정; 및 상기 원료탄의 장입이 완료된 후, 상기 건류 장치 내에서 원료탄의 위치별 적재 높이 및 적재량을 포함하는 적재 프로파일을 산출하는 과정;을 포함하며, 상기 기준 무게는 상기 적재 프로파일에 따라 결정된다.

상기 소화차 내 원료탄을 소화키는 과정은, 상기 소화차 내 적재된 원료탄에 대한 열화상 이미지를 획득하는 과정; 상기 열화상 이미지를 분석하여, 상기 소화차의 위치별 온도를 검출하는 과정; 및 분석된 위치별 온도에 따라 복수의 노즐에 대한 소화수 분사 여부 및 분사량을 조절하여 소화수를 분사하는 1차 소화 과정;을 포함한다.

상기 1차 소화 과정 후에, 열화상 이미지를 다시 획득하는 과정; 상기 열화상 이미지를 분석하여, 잔화 발생 여부 및 잔화 발생 위치를 검출하는 과정; 잔화 발생 시, 잔화 발생 위치에 소화수를 분사한다.

상기 복수의 노즐은 하측으로 갈수록 내경이 넓어지는 형상인 복수의 제 1 노즐 및 내경에 변화가 없으며, 소화수가 분사되는 토출구가 제 1 노즐에 비해 작은 적어도 하나의 제 2 노즐을 포함하고, 잔화 발생 위치에 소화수를 분사하는 과정에 있어서, 상기 제 2 노즐을 상기 잔화 발생 위치로 이동시켜 소화수를 분사한다.

본 발명의 실시형태에 의하면, 원료탄을 소화차로 압출시에, 소화차의 무게를 이용하여 소화차의 이동을 조절한다. 따라서 종래에 비해 소화차에 적재되는 원료탄의 평탄도를 향상시킬 수 있다. 또한, 소화탑에서 소화시에 열화상 이미지 분석을 통해 영역별 소화수 분사량을 제어한다. 이에 따라, 소화탑에서 소화시에 수분 함량이 균일하도록 소화킬 수 있으며, 과도한 수분 함량으로 인한 고로 내 에너지 효율 하락 등의 문제를 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 원료 처리 설비를 개념적으로 나타낸 도면
도 2 및 도 3은 도 1의 건류 장치를 Y 축 방향으로 절단하여 도시한 도면
도 4는 압출기가 탄화실 내로 장입된 상태를 도시한 도면
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 탄화실에서 압출시에, 소화차의 이동을 도시한 도면
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 소화차를 도시한 입체도이고, 도 7 및 도 8은 단면도
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 무게 데이타부에서 검출되는 압출기의 위치에 따른 소화차의 무게의 예시를 나타낸 그래프
도 10은 복수의 탄화실에서의 적재 상태를 예를 들어 도시한 도면
도 11 및 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 적재 상태 검출 장치를 설명하는 도면
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 원료 처리 방법으로 설명하는 순서도
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 소화탑을 도시한 도면
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 제 1 및 제 2 노즐을 도시한 도면
도 16은 상부벽에 제 1 및 제 2 노즐이 설치된 소화탑의 상면도
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 촬상기에서 촬상된 화상 이미지의 예시

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 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.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 원료 처리 설비를 개념적으로 나타낸 도면이다. 도 2 및 도 3은 도 1의 건류 장치를 Y 축 방향으로 절단하여 도시한 도면이다. 도 4는 압출기가 탄화실 내로 장입된 상태를 도시한 도면이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 탄화실에서 압출시에, 소화차의 이동을 도시한 도면이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 소화차를 도시한 입체도이고, 도 7 및 도 8은 단면도이다. 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 무게 데이타부에서 검출되는 압출기의 위치에 따른 소화차의 무게의 예시를 나타낸 그래프이다. 도 10은 복수의 탄화실에서의 적재 상태를 예를 들어 도시한 도면이다. 도 11 및 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 적재 상태 검출 장치를 설명하는 도면이다. 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 원료 처리 방법으로 설명하는 순서도이다. 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 소화탑을 도시한 도면이다. 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 제 1 및 제 2 노즐을 도시한 도면이다. 도 16은 상부벽에 제 1 및 제 2 노즐이 설치된 소화탑의 상면도이다. 도 17은 본 발명의 실시예에 따른 촬상기에서 촬상된 화상 이미지의 예시이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 원료 처리 설비는 원료탄인 석탄을 건류하는 건류 장치(1000), 건류 장치(1000)의 외부에 위치하며, 건류 장치(1000)에서 건류된 코크스에 소화수를 분사하여 건류된 원료탄(즉, 적열 코크스)를 소화시키는 소화탑(3000), 건류 장치(1000)에서 건류된 적열 코크스를 적재하여 소화탑(3000)으로 이동시키는 소화차(2000), 소화차(2000)의 원료탄 장입 상태에 따라 소화차(2000)의 이동을 제어하는 소화차 이동 제어 유닛(4000), 소화차(2000) 내 원료탄의 장입 상태에 따라 소화수 분사를 제어하는 소화 제어 유닛(5100)을 포함한다.

또한, 원료 처리 설비는 건류 장치(1000)로부터 소화탑(3000)까지 연장 형성되어, 소화차(2000)가 건류 장치(1000)로부터 소화탑(3000), 소화탑(3000)으로부터 건류 장치(1000)까지 이동 가능하도록 하는 이동 장치(6000)를 포함할 수 있으며, 이 이동 장치(6000)는 레일(rail)일 수 있다.

건류 장치(1000)는 원료탄인 석탄을 건류하는 코크스 오븐(1100), 코크스 오븐(1100) 상부에 구비되어 코크스 오븐(1100) 내부로 원료탄을 장입하는 원료 장입 장치, 코크스 오븐(1100)의 일측에 구비되어, 건류가 완료된 원료탄 즉, 적열 코크스를 압출하는 압출기(1300), 압출기(1300)를 전 후진 이동시키는 압출기 이동 장치(1400), 코크스 오븐(1100)의 상측에서 상기 코크스 오븐(1100) 내 원료탄의 적재 상태를 검출할 수 있는 적재 상태 측정 장치(1500)를 포함한다. 또한, 건류 장치(1000)는 압출기(1300)의 상측에 위치하며, 코크스 오븐(1100) 내부로의 전진 및 코크스 오븐 외부로의 후진 이동이 가능하여, 코크스 오븐(1100) 내부에 장입되어 쌓인 원료탄의 상부를 평탄하게 레벨링하는 레벨러를 포함할 수 있다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 코크스 오븐(1100)은 원료탄이 장입되는 탄화실(1110), 탄화실(1110)의 적어도 일측에 위치하여, 가스를 연소시켜 원료탄의 건류에 필요한 열원을 탄화실에 제공하는 연소실(1120), 탄화실(1110)의 하측에 위치한 축열실(1130)을 포함한다.

탄화실(1110)은 원료탄이 수용되는 내부 공간을 가지는 통 형상이며, 내화물로 구성되며, 압출기의 이동 방향(예컨대, Y축 방향)으로 연장 형성된다. 탄화실(1110)의 상부에는 원료 장입 장치(1200)로부터 제공되는 원료탄이 장입될 수 있도록 하는 장입구(1111)가 마련된다. 장입구(1111)는 탄화실 상부를 상하 방향으로 관통하도록 형성되고, 복수개로 마련되어 탄화실(1110)의 연장 방향 즉, Y 축 방향을 따라 따라 상호 이격 배치된다. 본 발명의 실시예에 따른 탄화실(1110)에는 예컨대 4개의 장입구가 마련되나, 이에 한정되지 않고, 4개 이하 또는 4개 이상의 장입구가 마련될 수 있다.

연소실(1120)은 연소용 가스를 공기 공급부(미도시)로부터 제공되는 공기를 이용하여 연소시키는 곳으로, 탄화실(1110)과 대응하는 방향 즉, Y 축 방향으로 연장 형성된다. 그리고, 연소실(1120)은 복수개의 소연소실(미도시)이 일 방향으로 나열 배치되도록 구성된다. 즉, 연소실(1120)의 상부에 복수의 헤어핀(hair pin)이 일 방향으로 나열되며, 그 상부의 높이가 교차하면서 변하도록 설치됨에 따라, 연소실(1120)이 복수의 헤어핀(hair pin)에 의해 복수개의 소연소실로 분할된다. 각 소연소실(1120)에서 연소용 가스와 공기가 연소되면, 이 연소 과정에서 발생된 열이 탄화실(1110)로 공급되어 석탄을 건류하며, 이에 코크스가 제조된다.

축열실(1130)은 연와로 채워져 있으며, 연소실(1120)의 배가스가 축열실(1130)을 지나면서 축열되며, 연소용 가스 및 공기가 축열실(1130)을 통과할 때 예열됨으로써, 연소 효율이 증대되는 효과가 있다.

상술한 바와 같은 탄화실(1110) 및 연소실(1120)은 도 5에 도시된 바와 같이, 복수개로 마련되며, 복수의 탄화실(1110)이 X 축 방향으로 나열 배치되고, 복수의 연소실(1120) 역시 X 축 방향으로 나열 배치된다. 그리고 탄화실(1110)과 연소실(1120)이 교번하여 나열 배치된다.

원료 장입 장치(1200)는 탄화실(1110)의 복수의 장입구(1111)를 통해 건류시키고자 하는 원료탄 예컨대 코크스(coke)를 공급한다. 이러한 원료 장입 장치(1200)는 탄화실(1110)의 연장 방향 또는 각 탄화실(1110)의 상부에 마련된 복수의 장입구(1111)가 나열된 방향과 대응하도록 연장 형성되며, 승하강 및 복수의 탄화실의 나열 방향으로 수평 이동이 가능한 장입 바디(1240), 장입 바디(1240)의 하부에 장착되어 장입 바디(1240)가 탄화실(1110) 상부에 지지될 수 있도록 지지하는 받침대(1250), 내부에 건류시키고자 하는 원료탄이 수용되며, 하부의 적어도 일부가 장입 바디(1240) 내부에 삽입되어 고정 설치된 저장부(1210), 장입 바디(1240) 내부에서 저장부(1210)와 연통되도록 마련되고, 하부가 장입 바디(1240) 외측으로 노출되도록 설치되어, 장입구(1111)로 원료탄을 공급하는 호퍼(1220), 저장부(1210)의 하부와 호퍼(1220)의 상부가 연결 또는 연통되는 위치에 설치되어, 저장부(1210)의 원료탄이 호퍼(1220)로 용이하게 공급될수 있도록 하는 공급 부재(1230)를 포함한다. 또한, 코크스 오븐 상부에서 복수의 탄화실의 나열 방향으로 대응하여 연장 형성되어, 받침대(1250)와 체결 가능하며, 받침대(1250)의 수평 이동을 돕는 이동 부재(미도시)를 포함할 수 있으며, 이동 레일 구조일 수 있다.

저장부(1210)는 적어도 호퍼(1220)와 연결되는 하부가 개방된 통 형상이고, 바람직하게는 그 하부가 하측으로 갈수록 내경이 좁아지는 형상일 수 있다. 그리고, 상술한 바와 같이 하부의 일부가 장입 바디(1240) 내부에 위치하도록 삽입 설치되어, 호퍼(1220)와 연결된다.

호퍼(1220)는 저장부(1210)로부터 제공된 원료탄을 장입구(1111)로 공급하는 것으로, 상부 및 하부 각각이 개방된 통 형상이다. 그리고, 호퍼(1220)의 상부는 장입 바디(1240) 내부에서 저장부(1210)의 하부와 연통되고, 하부는 장입 바디(1240)의 외부로 노출 또는 돌출되도록 설치된다. 그리고 탄화실(1110)의 장입구로 원료탄 장입시에, 호퍼(1220)의 하단은 장입구(1111) 주변에 해당하는 탄화실(1110)의 상부면과 접촉되거나, 호퍼(1220)의 하부가 장입구(1111) 내부로 삽입될 수 있다.

공급 부재(1230)는 저장부(1210) 하부의 내부와 호퍼(1220) 상부의 내부에 위치하도록 설치되는 것으로, 실시예에 따른 공급 부재(1230)는 회전 가능하며, 외주면에 날개가 형성된 스크류일 수 있다.

상술한 바와 같은 저장부(1210), 호퍼(1220) 및 공급 부재(1230) 각각은 복수개로 마련되어, 각 탄화실(1110)에 마련된 복수의 장입구(1111)의 나열 방향으로 대응하도록 나열 배치된다.

그리고, 탄화실(1110) 내로 원료탄 장입시에, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 호퍼(1220) 각각의 하부가 그 하측에 대응 위치하는 장입구(1111)와 연결 또는 장입구(1111) 내로 일부 삽입되도록 한 후, 원료탄을 공급하는 것이 바람직하다. 원료탄의 장입이 완료된 후에, 원료 장입 장치(1200)를 상승시켜. 도 3에 도시된 바와 같이 호퍼(1220)와 장입구(1111)가 이격되도록 한다. 이때, 호퍼(1220)와 장입구(1111) 사이의 이격 공간은 후술되는 적재 상태 측정 장치(1500)의 반사 부재(1520)가 이동되어 위치되는 공간이다.

코크스 오븐(1100)의 각 탄화실(1110)에서 원료탄의 탄화가 완료되면, 각 탄화실(1110)에서 적열 코크스를 압출시켜, 탄화실(1110) 밖에 위치한 소화차(2000)에 장입시킨다. 이를 위해, 탄화실(1110)의 일측 및 타측 개구를 오픈한다. 그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 탄화실(1110)의 일측에 위치된 압출기(1300)를 탄화실(1110) 일측 개구를 통해 내부로 장입시키고, 타측을 향해 수평 이동시킨다. 이에, 탄화실(1110) 내 적열 코크스가 타측 개구 방향으로 밀리면서 상기 타측 개구를 통해 배출된다. 배출된 적열 코크스는 탄화실(1110)의 타측 개구 외부에 대응 위치하고 있던 소화차(2000)로 장입되어 적재된다.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 소화차(2000)는 복수의 탄화실(1110)이 나열된 방향으로 대응하여 연장 형성된 적재부(2100), 적재부(2100)의 하부에 위치하도록 설치되어 소화차(2000)를 복수의 탄화실(1110)이 나열된 방향으로 이동시키는 구동부(2200), 적재부(2100)와 구동부(2200) 사이를 연결하도록 설치되며, 적재부(2100)를 지지하는 지지부(2300)를 포함한다.

적재부(2100)는 건류된 원료탄을 수용하는 내부 공간을 가지며, 상측이 개방된 통 형상의 적재 바디(21110), 적재 바디(21110)의 내부에서 상기 적재 바디(21110) 또는 복수의 탄화실이 나열된 방향으로 나열되어 상호 이격 배치된 복수의 분할 부재(2120) 및 적재 바디(21110) 중, 코크스 오븐과 마주하는 전면부와 반대면인 후면부에 마련되어, 적재 바디(21110)를 열거나 닫는 게이트(2130)를 포함한다.

적재 바디(21110)는 복수의 탄화실(1110)이 나열된 방향 예컨대, X 축 방향으로 연장 형성되며, 상측이 개방된 형상이며, 건류된 원료탄이 수용될 수 있는 내부 공간(이하, 적재 공간(P))을 가진다. 그리고, 적재 바디(21110) 상에서 복수의 탄화실(1110)의 나열 방향(X 축 방향)과 교차하는 방향(즉, Y 축 방향)의 양 측면 중, 탄화실(1110)과 바로 마주보는 측면을 일측면, 상기 일측면과 반대 측면을 타측면이라고 할 때, 타측면의 하부는 개방되어 있고, 이 개방부에 대응하도록 게이트(2130)가 설치된다. 적재 바디(21110)의 타측면 하부에 마련된 개방부는 원료탄이 배출되는 곳으로, 적재 바디(21110)의 연장 방향 또는 복수의 탄화실(1110)의 나열 방향으로 연장 형성된다. 그리고, 이러한 개방부와 대응하는 형상으로 게이트(2130)가 마련되어, 게이트(2130)에 의해 개방부가 오픈되거나 폐쇄된다.

그리고, 실시예에 따른 적재 바디(21110)의 그 하부면 또는 바닥면은 적재 바디(21110)의 연장 방향 또는 복수의 탄화실(1110)의 나열 방향(즉, X축 방향)과 교차하는 방향(Y 축 방향)으로 경사진 형상인데, 코크스 오븐(1100)이 위치된 일측면으로부터 게이트(2130)가 위치된 타측면 방향으로 하향 경사진 형상이다. 이렇게 적재 바디(21110)의 하부면을 경사지게 형성함으로써, 탄화실(1110)에서 배출된 원료탄이 경사면을 따라 게이트(2130)가 위치한 하부까지 원활하게 이동하며, 게이트(2130) 오픈시에 와프로 용이하게 배출될 수 있다.

분할 부재(2120)는 복수개로 마련되어 적재 바디(21110) 내부에서 복수의 탄화실(1110)의 나열 방향으로 상호 이격 배치된다. 이때, 분할 부재(2120)의 높이는 적재 바디(21110)의 전체 높이에 비해 낮도록 형성되는 것이 바람직하며, 이러한 분할 부재(2120)의 하부는 적재 바디(21110) 내 바닥에 연결될 수 있다. 따라서, 적재 바디(21110)의 적재 공간 중 하부는 분할 부재(2120)에 의해 복수의 공간으로 분할되나, 상부는 분할되지 않을 수 있다.

실시예에 따른 분할 부재(2120)는 3개로 마련되어, 적재 바디(21110)가 3개의 적재 공간(P1, P2, P3)으로 분할된다. 이하에서는 3개의 적재 공간(P1, P2, P3)을 순차적으로 제 1 적재 공간(P1), 제 2 적재 공간(P2) 및 제 3 적재 공간(P3)으로 명명한다.

상술한 바와 같이, 실시예에 따른 소화차(2000)는 3개의 적재 공간(P1, P2, P3)으로 분할되나, 이에 한정되지 않고 3개 이하 또는 3개 이상으로 분할될 수 있다. 물론, 분할 부재(2120)를 구비하지 않고, 적재 바디(21110)의 적재 공간이 분할형성되지 않을 수 있다.

지지부(2310)는 적재 바디(21110)와 구동부(2200)를 상호 연결하면서, 적재 바디(21110)를 지지하는 것으로, 상하 방향으로 연장 형성되어, 상단은 적재 바디(21110)의 하부에 연결되고 하단은 구동부(2200)에 연결될 수 있다. 지지부(2310)는 복수개로 마련되어, 적재 바디(21110)와 구동부(2200) 사이의 공간에서 적재 바디(21110)가 안정적으로 지지될 수 있도록 상호 이격 형성된다.

구동부(2200)는 적재부(2100)를 상부에 지지한 상태로 건류 장치(1000)로부터 소화탑(3000)까지 연장 형성된 이동 장치(6000) 예컨대 레일을 따라 활주 가능하다. 이러한 구동부(2200)는 적재부(2100) 또는 레일과 대응하는 방향으로 연장 형성된 지지 부재(2210), 지지 부재(2210)의 하부에 장착되고, 레일을 따라 활주 가능한 이동 부재(2220)를 포함한다. 실시예에 따른 이동 부재(2220)는 레일 상에서 회전 가능한 바퀴일 수 있다.

한편, 탄화실(1110)로부터 압출된 적열 코크스를 소화차(2000)에 적재시키는데 있어서, 복수의 적재 공간(P1, P2, P3)에 순차적으로 적재시킨다. 예컨대 소화차(2000)가 3개의 적재 공간을 가지고, 양 끝 중 좌측 끝의 적재 공간을 제 1 적재 공간(P1), 우측 끝의 적재 공간을 제 3 적재 공간(P3), 제 1 적재 공간(P1)과 제 3 적재 공간(P3) 사이를 제 2 적재 공간(P2)이라고 할 때, 제 1 적재 공간(P1), 제 2 적재 공간(P2), 제 3 적재 공간(P3) 순으로 원료탄을 적재시킨다. 이를 위해, 압출이 실시되는 탄화실(1110)의 타측 개구 앞에 소화차(2000)를 위치시키는데 있어서, 상기 탄화실(1110) 앞에 제 1 적재 공간(P1), 제 2 적재 공간(P2), 제 3 적재 공간(P3) 순으로 대응 위치하도록 소화차를 이동시킨다. 보다 구체적으로 설명하면 압출기(1300)를 탄화실로 장입시켜 압출을 실시하는 초반에 제 1 적재 공간(P1)이 탄화실(1110) 앞에 위치한 상태이며, 이동이 중지된 상태에서 제 1 적재 공간(P1)에 원료탄을 적재시킨다. 이후, 압출이 더 진행되면 소화차(2000)를 이동시켜 제 2 적재 공간(P2)이 탄화실(1110) 앞에 위치되도록 이동시킨 후, 이동을 중지한다. 이후 압출이 더 진행되면 소화차(2000)를 이동시켜 제 3 적재 공간(P3)이 탄화실 앞에 위치되도록 한후, 이동을 중지한다. 그리고, 소화차를 이동시키는 중에도 탄화실로부터 압출되는 원료탄을 소화차에 적재한다. 아후, 제 3 적재 공간(P3)까지 적재가 완료되면, 소화차(2000)를 소화탑(3000)으로 이동시켜 소화시킨다.

종래에는 탄화실(1110) 앞에 대응 위치하는 적재 공간(P1, P2, P3)을 교체하기 위해 소화차(2000)를 이동시키는 데 있어서, 작업자의 경험을 토대로 실시하였다. 그런데, 각 탄화실(1110)에서의 소화차(2000)의 이동을 작업자의 경험으로만 동일한 방법으로 실시할 경우, 원료탄이 소화차(2000)의 연장 방향으로 균일하게 적재되기 힘들다. 다른 말로 하면, 소화차(2000)의 복수의 적재 공간(P1, P2, P3)에 균일한 높이로 적재되기가 힘들다. 즉, 소화차(2000)의 복수의 적재 공간(P1, P2, P3)에 각각에 장입되어 적재된 원료탄의 높이 편차가 커, 복수의 적재 공간((P1, P2, P3))의 원료탄 평탄도가 좋지 않을 수 있다. 이는 각 탄화실(1110)마다 원료탄의 장입 프로파일이 다를 수 있기 때문이다.

특히, 통상적으로 건류된 원료탄(즉, 적열 코크스)는 그 온도가 1000℃에 가까워 점화가 가능하기 때문에 적재량 과다시 설비사고가 발생할 수 있는 위험이 있다. 따라서, 도 17에 도시된 바와 같이, 적재 바디(21110)의 복수의 적재 공간(P1, P2, P3) 중 외부로 넘칠 또는 쏟아질 위험이 큰 양 끝의 공간(P1, P3)의 적재량을 중간의 적재 공간(P2)의 적재량에 비해 안정적으로 적게 적재시킨다. 예컨대 3개의 공간으로 분할되는 경우, 제 1 및 제 3 적재 공간(P1, P3)의 적재량이 제 2 적재 공간(P2)의 적재량에 비해 안정적으로 적게 적재되도록 하였다. 이에, 소화차(2000) 전체에 적재된 원료탄의 상부면이 평탄하지 않고, 그 높이 편차가 크다.

이렇게 원료탄이 적재된 소화차(2000)는 소화탑(3000)으로 이동하고, 소화탑(3000)에서 분사되는 소화수에 의해 건류된 원료탄 즉, 적열 코크스가 소화된다.

그런데, 소화차(2000)에 적재된 원료탄이 적재공간 별 또는 위치별 높이 차이가 커 평탄도가 좋지 않을 경우, 소화탑(3000) 내에서 소화수를 분사하는 습식 소화시에 원료탄이 균일하게 소화되지 못한다. 즉, 소화차(2000) 상측에서 균일한 양의 소화수가 분사되는데, 이때 상대적으로 높이가 높은 원료탄 영역은 상대적으로 높이가 낮은 영역에 비해 소화수 분사량이 적을수 있고, 반대로 상대적으로 높이가 낮은 원료탄 영역은 상대적으로 높이가 낮은 영역에 비해 소화수 분사량이 많을 수 있다. 따라서, 소화차(2000)에 적재되어 소화된 원료탄의 수분 함량의 편차가 큰 문제가 발생된다. 그리고 과다한 수분 함량을 가지는 코크스로 인한 고로 내 에너지 효율 하락, 공급열량 편차발생에 따른 노황 악화의 우려가 있으며, 이러한 사항으로 습식 소화 발생공정에는 코크스 품질보강을 위해 저가미점탄사용비를 줄여야하는 원가적으로 열위 상황이 발생하는 문제점도 존재한다. 그리고, 소화수 분사량이 부족한 원료탄에서는 그 소화가 부족하여 불꽃 즉 잔화가 발생될 수 있는 위험이 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 일 탄화실에서 원료탄을 압출하여 소화차(2000)에 장입시에, 소화차(2000)의 무게 변화를 실시간으로 산출한다. 그리고, 이를 이용하여 소화차(2000)의 이동을 제어하여, 소화차(2000)에 적재되는 원료탄의 평탄도를 향상시키고, 이에 따라 균일한 소화가 이루어지도록 할 수 있다.

이를 위해, 실시예에 따른 소화차(2000)는 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이, 적재부(2100)의 하부에 설치된 무게 측정 유닛(2400)을 포함한다. 즉, 소화차(2000)는 복수의 탄화실(1110)이 나열된 방향으로 대응하여 연장 형성된 적재부(2100), 적재부(2100)의 하부에 위치하도록 설치되어 소화차(2000)를 복수의 탄화실(1110)이 나열된 방향으로 이동시키는 구동부(2200), 적재부(2100)와 구동부(2200) 사이를 연결하도록 설치되며, 적재부(2100)를 지지하는 지지부(2300), 적재부(2100)의 하부에 장착되어, 적재부(2100)의 무게를 측정하는 무게 측정 유닛(2400)을 포함한다.

무게 측정 유닛(2400)은 소화차의 무게, 보다 구체적으로는 소화차(2000)의 적재부에 무게를 측정한다. 보다 상세하게는 적재부에 적재된 원료탄의 무게를 측정한다.

실시예에 따른 무게 측정 유닛(2400)은 물리적인 변형을 전기적 신호로 변환시켜 무게로 측정하는 수단일 수 있다. 예컨대, 무게 측정 유닛(2400)은 상측이 개구된 형상이며 내부 공간을 가지는 무게 측정 하우징(2410), 무게 측정 하우징(2410)의 상측 개구에 대응 위치하며, 중앙이 개구된 중공형의 커버 부재(2420), 커버 부재(2420)의 중앙 개구로 돌출 가능하도록 설치되며, 물리적인 응력에 의해 변형 가능한 로드셀(2420), 무게 측정 하우징(2410)의 내부에서 로드셀(2420)의 주변 둘레 방향으로 연장 형성된 다이아프램(2430), 상단이 로드셀(2420)이 연결되고 하단이 무게 측정 하우징(2410) 내 바닥면에 장착되며, 물리적인 응력에 의해 변형 가능한 연성 특성을 가지는 측정 바디(2450), 측정 바디(2450)에 장착되어 측정 바디(2450)에서의 형상 변화를 감지하여 전기적 신호 예컨대 전압값으로 변환하는 스트레인 게이지(2460)를 포함한다.

그리고, 로드셀(2420)에는 별도의 전원 단자를 통해 전원이 연결되고, 스트레인 게이지(2460)와 소화차 이동 제어 유닛(4000)은 신호적으로 연결되어 있다. 이에, 소화차(2000)의 무게가 증가함에 따라 로드셀(2420)의 변형 정도가 커지고, 이에 로드셀(2420) 하부에 위치된 측정 바디(2450)가 변형한다. 이때, 측정 바디(2450)에 장착된 스트레인 게이지(2460) 역시 변형하여 그 저항값이 변화하며, 이 저항값 변화에 비례하는 전압값으로 출력되어, 후술되는 소화차 이동 제어 유닛(4000)으로 전송된다.

소화차 이동 제어 유닛(4000)은 무게 측정 유닛(2400)에서 전달된 전압값을 소화차의 무게(Ton)로 환산하며, 이때 탄화실(1110) 내 압출기(1300) 위치에 따른 소화차의 무게 변화로 도출한다. 그리고, 소화차 이동 제어 유닛(4000)은 소화차의 무게 변화에 따라 소화차의 이동 여부 및 이동 속도를 제어한다.

한편, 원료 장입 장치(1200)를 이용하여 복수의 탄화실(1110) 각각에 원료탄을 장입하였을 때, 각 탄화실(1110) 내 장입된 총 원료탄의 량 및 위치별 적재 높이가 다를 수 있다. 이는 예컨대, 원료 장입 장치의 복수의 공급 부재의 동작이 일시 멈추거나, 공급 부재(1230)의 동작 상태, 저장부에 저장된 원료탄의 량 등에 따라 달라질 수 있다.

여기서, 원료탄의 장입 상태란, 각 탄화실에 장입된 원료탄의 적재량 및 각 탄화실에 있어서 위치별 적재 높이를 의미할 수 있다. 그리고, 탄화실(1110) 내 위치 별 원료탄의 적재 높이는 다른 말로 하면, 탄화실(1110)의 일측 개구의 위치로부터 타측 개구의 위치까지 연장된 방향에서 위치별 적재된 높이 변화일 수 있으며, 이는 원료탄 적재 프로파일(profile)로 명명될 수 있다.

한편, 복수의 탄화실(1110)이 동일 형상 및 동일한 체적을 가지더라도, 각 탄화실제 적재된 적재량 및 적재 프로파일이 다를 수 있다. 각 탄화실(1110)에 적재량이 다르면, 각 탄화실(1110)의 압출시에 소화차에 장입되어 적재되는 총량도 다르다. 이에, 본 발명에서는 소화차를 이동시키는데 있어서, 상대적으로 적재량이 적은 탄화실(1110)에서 압출시에 상대적으로 적재량이 많은 탄화실에서의 압출에 비해 제 1 적재 공간(P1)에서 제 2 적재 공간(P2)으로의 이동, 제 2 적재 공간(P2)에서 제 3 적재 공간(P3)으로의 이동 시점이 빠르도록 제어한다. 다른 말로하면, 소화차(2000)를 이동시키는데 있어서, 상대적으로 적재량이 많은 탄화실(1110)에서 압출시에 상대적으로 적재량이 적은 탄화실(1110)에서의 압출에 비해 제 1 적재 공간(P1)에서 제 2 적재 공간(P2)으로의 이동, 제 2 적재 공간(P2)에서 제 3 적재 공간(P2)으로의 이동 시점이 느리도록 제어한다.

그리고, 각 탄화실의 복수의 장입구 각각을 통해 원료탄을 장입하면, 탄화실의 연장 방향(일측 개구로부터 타측 개구가 위치된 방향) 측면에서 봤을 때, 통상적으로 장입구의 바로 하측의 원료탄의 높이가 그 주변의 높이에 비해 높다. 즉, 탄화실 내에서 장입구의 위치를 기준으로 보면, 장입구와 가까워 질수록 적재 높이가 증가하다가, 장입구로부터 멀어질수록 적재 높이가 감소하는 경향이 있다. 그리고 탄화실에는 복수의 장입구가 마련되므로, 원료탄의 적재 높이가 증가하다가 감소하는 패턴으로 장입된다.

그리고, 이는 적재 패턴은 복수의 탄화실마다 다를수 있다.

도 7을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 예컨대 각 탄화실이 제 1 내지 제 4 장입구가 마련되었을 때, 제 1 탄화실은 제 1 내지 제 4 장입구와 대응하는 위치에서의 적재 높이가 거의 동일하도록 적재될 수 있다. 반면, 제 2 탄화실은 제 1 장입구와 대응하는 위치에서의 적재 높이가 제 2 내지 제 4 장입구와 대응하는 위치에서의 적재 높이에 비해 높을 수 있다. 다른 예로, 제 3 탄화실은 제 4 장입구와 대응하는 위치에서의 적재 높이가 제 1 내지 제 3 장입구와 대응하는 위치에서의 적재 높이에 비해 높을 수 있다. 또 다른 예로, 제 4 탄화실은 제 2 장입구와 대응하는 위치에서의 적재 높이가 제 1, 제 3 및 제 4 장입구와 대응하는 위치에서의 적재 높이에 비해 높을 수 있다.

만약, 각 탄화실(1110)에서의 원료탄의 적재 프로파일이 동일하다면, 탄화실 내부에서 압출기(1300)가 전진하면서 원료탄을 압출할 때, 각 탄화실(1110) 상에서 압출기(1300)의 위치가 동일할 때, 소화차(2000)로 압출된량이 동일할 것이다.

하지만, 각 탄화실(1110)의 원료탄의 적재 프로파일이 도 10에 도시된 바와 같이 상이할 수 있기 때문에, 각 탄화실(1110) 내부에서 압출기(1300)의 위치가 동일한 시점에서, 탄화실(1110) 외부로 압출된 압출량이 다르다. 즉, 도 10과 같이 제 1 내지 제 4 탄화실에 원료탄이 적재되었을 때, 제 3 탄화실의 초반의 적재량이 제 1, 제 2, 제 4 탄화실에서의 적재량에 비해 많다.

따라서, 본 발명에서는 소화차의 이동 여부를 제어하는데 있어서, 각 탄화실의 총 적재량 및 적재 프로파일을 이용하여 소화차를 이동시킨다.

이를 위해, 본 발명의 실시예에서는 각 탄화실(1110)에 원료탄의 장입이 완료되면, 적재 상태 측정 장치(1500)를 이용하여 각 탄화실(1110)의 총 적재량 및 적재 프로파일을 검출한다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 적재 상태 측정 장치(1500)는 각 탄화실(1110)에 원료탄의 장입 또는 적재가 완료된 후에, 각 탄화실(1110) 내의 원료탄의 적재량 및 적재 프로파일을 측정한다. 실시예에 따른 적재 상태 측정 장치(1500)는 광 예컨대, 마이크로웨이브 빔(microwave beam)을 탄화실(1110) 내 원료탄으로 조사하고, 상기 광이 되돌아오는 시간을 측정한다. 이러한 적재 상태 측정 장치(1500)는 탄화실(1110)의 상측으로 이동 또는 배치 가능하며, 광 예컨대, 마이크로웨이브 빔(microwave beam)을 발진하는 발진부(1510) 및 탄화실(1110)의 상측에서 장입구(1111)의 상측에 대응하도록 배치 가능하며, 발진부(1510)에서 발진된 빔 또는 탄화실(1110) 내 원료탄으로부터 반사된 빔의 반사가 가능한 반사 부재(1520)를 포함한다.

발진부(1510)는 안테나일 수 있으며, 탄화실(1110)의 상측에서 수평 이동 및 승하강이 가능하도록 구성될 수 있다. 이러한 발진부(1510)는 장입구(1111)와 대응하도록 복수개로 마련되어, 각각이 장입구(1111)의 일측에 위치하도록 배치될수 있다.

반사 부재(1520)는 발진부(1510)로부터 발진된 빔이 장입구(1111)의 상측 위치에서 반사되어 탄화실(1110) 내 원료탄을 향하고, 탄화실(1110) 내 원료탄으로부터 반사된 빔이 장입구(1111) 상측에서 반사되어 발진부(1510)를 향하도록 기울어져 배치된다. 즉, 발진부(1510)의 위치로부터 상기 발진부(1510)와 멀어지는 방향으로 하향 경사지도록 배치되며, 그 경사 각도는 예컨대 45°일 수 있다. 경사 각도는 이에 한정되지 않고, 발진부(1510)로부터 발진된 빔이 장입구(1111)의 상측 위치에서 반사되어 탄화실(1110) 내 원료탄을 향하고, 탄화실(1110) 내 원료탄으로부터 반사된 빔이 장입구(1111) 상측에서 반사되어 발진부(1510)를 향할수 있도록 다양한 각도로 변경 가능하다. 이러한 반사 부재(1520)는 원료탄의 장입이 완료된 후, 장입구(1111)의 상측에 대응 위치하도록 수평 이동 및 및 승하강하고, 적재 높이 검출이 종료된 후, 다시 장입구(1111)의 외측으로 수평 이동 가능하다. 이러한 반사 부재(1520)는 장입구(1111)와 대응하도록 복수개로 마련되어, 각각이 장입구(1111)의 타측에 위치하도록 배치될수 있다.

실시예에 따른 적재 상태 측정 장치(1500)의 발진부(1510) 및 반사 부재(1520) 각각은 원료 장입 장치(1200)의 장입 바디(1240) 또는 호퍼(1220)의 하부에 장착된 상태로 수평 이동 및 승하강 가능하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 장입구(1111)의 일측 위치에서 장입 바디(1240) 또는 호퍼(1220)와 발진부(1510) 사이에 구동부(2200)가 연결될 수 있고, 장입구(1111)의 타측 위치에서 받침대 또는 호퍼와 반사 부재(1510) 사이에 이동부(1530)가 연결될 수 있다. 그리고, 발진부(1510) 및 반사 부재(1520) 각각을 수평 이동 및 승하강시키는 이동부(1530)는 실린더 타입 또는 레일 타입 등 다양한 수단의 적용이 가능하다.

이러한 적재 상태 측정 장치(1500)는 원료 장입 장치(1200)에 의해 원료탄 장입이 완료된 후에 각 탄화실(1110) 내의 원료탄의 총 적재량 및 적재 프로파일을 검출한다. 즉,

도 3 및 도 12에 도시된 바와 같이 각 장입구(1111) 상측으로 반사 부재(1520)가 대응 위치하도록 이동시키고, 발진부(1510)로부터 마이크로 빔을 조사하면, 이 빔이 반사 부재(1520)에 반사됨에 따라 1차 굴절되어 장입구(1111)를 통과하고, 상기 장입구(1111) 하측의 원료탄으로 조사된다. 그리고 원료탄으로부터 빔이 다시 반사됨에 따라 2차 굴절되어 장입구(1111)를 통해 빠져나와 반사 부재(1520)에 다시 반사된 후 발진부(1510)로 입사된다.

이때, 발진부(1510)와 신호적으로 연결된 소화차 이동 제어 유닛(4000)의 적재 상태 산출부(4100)는 발진부(1510)로부터 발진된 후에 반사 부재(1520) 및 원료탄에 의해 반사된 후 다시 발진부(1510)로 되돌아오는 시간을 검출한다. 그리고 후술되는

소화차 이동 제어 유닛(4000)은 원료탄의 적재 높이가 높을수록 발진부(1510)로 다시 입사되는 시간이 짧음을 이용하여, 각 탄화실(1110) 내 원료탄의 적재 높이를 산출한다. 그리고 이를 이용하여 각 탄화실 내 원료탄의 총 적재량 및 위치별 적재 높이 즉, 적재 프로파일을 도출한다.

소화차 이동 제어 유닛(4000)은 적재 상태 측정 장치(1500), 압출기 이동 장치(1400) 및 무게 측정 유닛(2400)과 연동되어, 소화차(2000)의 이동을 제어한다. 이러한 소화차 이동 제어 유닛(4000)은 적재 상태 측정 장치(1500)의 발진부(1510)로 재입사된 빔의 시간 데이터를 이용하여 탄화실(1110) 별 총 적재량 및 적재 프로파일로 변환 또는 산출하는 적재 상태 산출부(4100), 압출기 이동 장치(1400)로부터 전송된 압출기(1300)의 실시간 위치와 소화차(2000)의 실시간 무게를 연동하여, 압출기(1300)의 위치에 따른 소화차(2000)의 무게 데이터로 도출하는 무게 데이터부(4200), 적재 상태 산출부(4100) 및 무게 데이터부(4200), 소화차(2000)의 구동부(2200)와 연동되어, 소화차(2000)의 무게에 따라 소화차(2000)의 이동 여부 및 이동 속도를 제어하는 이동 제어부(4300)를 포함한다.

적재 상태 산출부(4100)는 적재 상태 측정 장치(1500) 보다 구체적으로는, 발진부(1510) 및 이동 제어부(4300)와 신호적으로 연동된다. 그리고, 적재 상태 산출부(4100)는 발진부(1510)로부터 발진된 후에 반사 부재(1520) 및 원료탄에 의해 반사된 후 다시 발진부(1510)로 되돌아오는 시간 데이터를 받아, 원료탄의 적재 높이 데이터로 환산하고, 이를 이용하여 각 탄화실(1110) 내 적재된 총 적재량 및 원료탄의 적재 프로파일로 도출한다. 이때, 적재 상태 산출부(4100)는 원료탄의 적재 높이가 높을수록 발진부(1510)로 다시 입사되는 시간이 짧음을 이용하여, 탄화실(1110) 내 원료탄의 적재 높이를 산출한다. 그리고, 적재 상태 산출부(4100)는 복수의 발진부(1510)로부터 전송된 시간 데이터를 통해 탄화실 내 복수의 장입구(1111) 각각의 바로 하측의 적재 높이를 산출하고, 이로부터 각 장입구 주변의 높이를 예지 또는 예측하여, 일 탄화실 내 총 적재량 및 적재 프로 파일을 획득한다. 이러한 작업은 복수의 탄화실(1110) 각각에 대해 동일하게 진행되어, 복수의 탄화실(1110) 각각에 대해 획득한다. 그리고 이렇게 획득된 각 탄화실(1110)의 원료탄 적재 프로파일은 이동 제어부(4300)로 전송된다.

무게 데이터부(4200)는 무게 측정 유닛(2400) 및 이동 제어부(4300)와 연동되어, 각 탄화실(1110)에서 압출을 실시할 때, 소화차(2000)의 무게 데이터 변화를 실시간으로 획득한다.

이때, 실시예에 따른 무게 데이터부(4200)는 무게 데이터부(4200)는 압출기 이동 장치와 연동되어, 각 탄화실(1110)에서 압출을 실시할 때, 도 9에 도시된 바와 같이 탄화실(1110) 내에서 실시간 압출기(1300) 위치에 따른 소화차(2000)의 무게 데이터를 획득할 수 있다.

여기서 압출기(1300)의 위치란, 탄화실(1110) 내에서 압출기(1300)의 선단의 위치일 수 있다. 그리고, 탄화실(1110) 내부에서의 압출기(1300)의 위치 검출을 위해, 압출기(1300)가 장입되는 탄화실(1110)의 일측 개구의 위치를 0mm, 원료탄이 배출되는 타측 개구를 종료 위치라고 정의하고, 압출기(1300)의 선단이 탄화실(1110)의 일측 개구로부터 이격된 길이 만큼의 지점이 압출기(1300)의 위치가 된다. 예컨대, 일 탄화실(1110) 내부에서 압출기(1300)가 타측 개구를 향해 전진 이동하면서 압출 중일 때, 현 시점에서 압출기(1300)의 위치가 탄화실(1110)의 일측 개구로부터 8000mm 이격되어 있다면, 현 시점의 압출기(1300)의 위치는 8000mm 이다.

한편, 압출기(1300)가 타측 개구에 가까워질수록 소화차(2000)의 무게는 증가한다. 이에 무게 데이터부(4200)는 압출기(1300)의 실시간 위치와 소화차(2000)의 실시간 무게를 연동시켜, 압출기(1300)의 실시간 위치에 따른 소화차의 무게로 데이터화하며, 이동 제어부(4300)로 전달된다.

탄화실(1110) 내 압출기(1300)의 위치는 압출기 이동 장치(1400)로부터 전송되는데, 압출기 이동 장치(1400)에 위치 감지 센서 예컨대, 위치 감지용 엔코더(encoder)가 설치될 수 있다. 그리고, 위치 감지용 엔코더(encoder)는 압출기 이동 장치(1400)에 의한 압출기(1300)의 이동 시작 및 이동 속도를 통해, 탄화실(1110) 내 압출기 선단의 위치를 측정 또는 감지할 수 있다.

이동 제어부(4300)는 소화차(2000)의 구동부(2200) 및 무게 데이터부(4200)와 연동되어, 소화차의 실시간 무게 변화에 따라 소화차(2000)의 이동 여부를 제어한다. 즉, 이동 제어부(4300)는 각 탄화실(1110)의 총 적재량 및 원료탄 적재 프로파일을 확인하고, 압출 시에 압출기(1300) 위치에 따른 소화차(2000) 무게를 실시간으로 모니터링 하면서, 압출중인 탄화실(1110)의 실시간 소화차(2000) 무게에 따라, 압출중인 탄화실(1110) 앞의 적재 공간이 교체되도록 소화차를 이동시키거나, 이동시키지 않고, 이동시킬 시에 이동 속도를 조절한다.

이동 제어부에는 소화차의 이동 여부를 결정하는 기준 무게가 설정된다. 이때, 기준 무게는 소화차에 구비된 복수의 공간 갯수와 대응하는 갯수로 마련된다. 예컨대, 소화차가 제 1 내지 제 3 적재 공간 즉, 3개의 적재 공간이 마련되어 있을때, 제 1 적재 공간에서 제 2 적재 공간으로의 이동 여부를 제어하는 기준인 제 1 기준 무게, 제 2 적재 공간에서 제 3 적재 공간으로 이동 여부를 제어하는 기준 무게인 제 2 기준 무게, 제 3 적재 공간 또는 소화차로의 원료탄 적재를 종료하거나, 탄화실에서의 압출을 종료시킬 무게인 제 3 기준 무게가 설정된다. 그리고, 제 1 적재 공간 및 제 2 적재 공간에서 적재된 후에 제 3 적재 공간으로 이동하므로, 제 1 기준 무게에 비해 제 2 기준 무게 값이 크며, 제 2 기준 무게에 비해 제 3 기준 무게가 크다.

또한, 기준 무게는 적재 공간의 갯수에 따라 달라질 수 있는데, 예컨대, 각 탄화실 내 적재된 총 무게를 적재 공간의 갯수로 나눈 무게를 기준 무게를 설정할 수 있다. 즉, 일 탄화실에 적재된 원료탄의 적재량이 100%라고 했을 때, 3개의 적재 공간을 가지는 소화차에 장입을 위해, 100%를 3으로 나누면, 33.3%가 된다. 이에, 제 1 기준 무게는 총 적재량의 33.3%, 제 2 기준 무게는 총 적재량의 66.6%, 제 3 기준 무게는 99.9%가 될 수 있다. 이때, 기준 무게는 범위값인 것이 바람직하며, 예컨대 제 1 기준 무게는 총 적재량의 30% 내지 35%, 제 2 기준 무게는 총 적재량의 63% 내지 68%, 제 3 기준 무게는 98% 내지 100%일 수 있다.

그리고, 기준 무게는 압출을 실시할 탄화실 내 적재된 원료탄의 총 적재량에 따라 달라질 수 있다. 즉, 탄화실 내 적재량에 차이가 있더라도, 소화차의 제 1 내지 제 3 적재 공간에 균일한 높이로 원료탄을 적재시키기 위해서는, 각 탄화실 내 총 적재량에 따라 기준 무게를 다르게 한다. 이를 다른 말로 하면, 상대적으로 다량의 원료탄이 적재된 탄화에서 원료탄 압출시에, 제 1 및 제 2 기준 무게는 상대적으로 적은량의 원료탄이 적재된 탄화실에서 원료탄 압출시에 제 1 기준 무게와 제 2 기준 무게에 비해 크며, 제 2 기준 무게에 비해 제 3 기준 무게가 크다.

그리고, 이동 제어부(4300)는 소화차(2000)의 무게를 실시간으로 전송받아, 실시간 무게가 제 1 기준 무게에 도달했을 때, 소화차를 이동시켜 압출중인 탄화실에 제 2 적재 공간(P2)이 위치하도록 한다. 이후, 더 압출을 실시하여,실시간 무게가 제 2 기준 무게에 도달했을 때, 소화차(2000)를 이동시켜 압출중인 탄화실(1110)에 제 3 적재 공간(P3)이 위치하도록 한다.

또한, 이렇게 소화차(2000)를 이동시키는데 있어서, 각 탄화실의 적재 프로파일 데이터를 이용하여, 향후 압출량을 예측함으로써, 소화차의 적절한 이동 시점을 예측할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 실시예에서는 각 탄화실(1110)에서의 소화차(2000) 무게 변동을 통해 소화차(2000)의 이동 여부를 제어함으로써, 소화차(2000)에 균일한 높이로 원료탄을 적재시킬 수 있다. 다른 말로 하면, 종래에 비해 적재 높이 편차를 감소시키거나, 평탄도가 향상되도록 원료탄을 소화차에 적재시킬 수 있다. 따라서, 이렇게 원료탄의 적재 평탄도가 향상된 소화차를 소화탑(3000) 내로 장입시켜 소화를 실시함으로써, 종래에 비해 원료탄의 수분 함량 편차가 감소되도록 균일하게 소화시킬 수 있다.

이하, 도 13을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 일 탄화실에서 원료탄 압출시에 소화차를 이동시키는 방법을 설명한다. 이때, 소화차는 제 1 내지 제 3 적재 공간을 가지는 것을 예를 들어 설명한다.

먼저, 압출기를 전진이동시켜 압출을 시작하고(S100), 이때 일 탄화실 앞에 소화차의 제 1 적재 공간이 위치하도록 한다(S200). 압출된 원료탄은 소화차의 제 1 적재 공간으로 적재된다. 실시예에서는 압출을 진행하면서 소화차에 설치된 무게 측정 유닛을 통해 소화차의 실시간 무게를 측정한다. 그리고, 측정된 무게가 제 1 기준 무게에 도달했는지 여부를 실시간으로 판단한다(S300). 측정된 무게가 제 1 기준 무게에 도달하면(yes), 소화차를 이동시켜 제 2 적재 공간이 탄화실의 앞에 대응 위치하도록 한 후(S400), 이동을 중지한다. 반대로 측정된 무게가 제 1 기준 무게에 아직 도달하지 않았다면(no) 소화차를 이동시키지 않는다.

제 1 기준 무게에 도달하여 소화차(2000)를 이동시켰다면, 이어서, 제 2 적재 공간으로 원료탄을 장입하여 적재하면서, 소화차의 무게를 실시간으로 측정하고, 측정된 무게가 제 1 기준 무게에 도달했는지 여부를 실시간으로 판단한다(S500). 측정된 무게가 제 2 기준 무게에 도달하면(yes), 소화차를 이동시켜 제 3 적재 공간이 탄화실의 앞에 대응 위치하도록 한 후(S600), 이동을 중지한다. 반대로 측정된 무게가 제 2기준 무게에 아직 도달하지 않았다면(no) 소화차를 이동시키지 않는다.

제 2 기준 무게에 도달하여 소화차(2000)를 이동시켰다면, 이어서, 제 3 적재 공간으로 원료탄을 장입하여 적재하면서, 소화차의 무게를 실시간으로 측정하고, 측정된 무게가 제 3 기준 무게에 도달했는지 여부를 실시간으로 판단한다(S800). 측정된 무게가 제 3 기준 무게에 도달하면(yes), 소화차(2000)를 소화탑으로 이동시키고, 측정된 무게가 제 3 기준 무게에 아직 도달하지 않았다면(no) 이동시키지 않는다.

도 14를 참조하면, 소화탑(3000)은 소화차(2000)의 장입이 가능한 공간을 가지는 내부 공간을 가지는 소화 하우징(3100), 소화 하우징(3100) 내 상부에 설치되어, 소화차(2000) 내 원료탄을 향해 소화수를 분사하는 노즐(3300a, 3300b), 소화 하우징(3100) 내 상부에 설치되어 소화차(2000) 내 원료탄의 장입 상태를 촬상하는 촬상기(3200)를 포함한다. 여기서 촬상기(3200)는 열화상 카메라일 수 있다.

노즐(3300a, 3300b)은 복수개로 마련되어 소화 하우징(3100) 내 상부벽에 상호 이격 설치되어, 소화수 예컨대 물을 분사한다. 복수개의 노즐 중 일부는 적어도 2가지 서로 다른 타입의 제 1 및 제 2 노즐(3300a, 3300b)을 포함한다.

도 15를 참조하면, 제 1 노즐(3300a)은 그 하부가 하측으로 갈수록 내경이 넓어지는 형상으로, 넓은 범위로 균일한 살수를 위해 설계된 노즐로서, 풀 콘타입 노즐(full cone type nozzle)로 명명될 수 있다. 제 2 노즐(3300b)은 그 내경의 변화가 없는 노즐로서, 스트레이트 타입 노즐(straght type nozzle)로 명명될 수 있다.

한편, 종래의 소화탑에는 제 1 노즐(3300a)만이 복수개로 마련되었다. 그런데, 소화차에 원료탄이 평탄하지 못하게 적재되지 못하거나, 원료탄 입자의 크기에 따라 미세한 적재 높이 차이가 발생될 수 있는데, 종래에는 이런 원료탄의 적재 상태와 상관 없이 풀 콘타입 노즐(full cone type nozzle)인 제 1 노즐(3300a)만을 이용하여 소화를 하였다.

그런데, 소화차(2000) 내 일부 영역에는 원료탄의 적재 높이 대비 소화수가 과다하게 살수되거나, 다른 일부 영역에는 원료탄의 적재 높이 대비 소화수가 부족하게 살수되는 문제가 있다. 이때, 소화수가 부족한 영역에는 소화가 제대로 이루어지지 않아, 불꽃과 같은 잔화가 남아있을 수 있다. 그런데, 잔화가 발생된 이 영역의 면적이 작음에도 불구하고, 잔화 진화를 위해 제 1 노즐(3300a)을 이용하여 살수를 하는 경우, 잔화 발생구역 주변 영역에는 불필요한 소화수가 더 분사되는 것이 된다. 이에, 잔화 발생 구역 주변 영역의 원료탄 내 수분 함량이 다른 영역에 비해 높고, 이에 원료탄의 수분 편차가 커진다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 소화탑(3000)에 촬상기(3200)와 제 2 노즐(3300b)을 더 설치한다. 그리고, 여기서 촬상기(3200)는 도 14에 도시된 바와 같이 소화 하우징(3100) 내 측벽 상부에 설치되고, 제 2 노즐(3300b)은 도 14 및 도 16에 도시된 바와 같이 소화 화우징 상부벽에 설치된다. 그리고, 복수의 제 2 노즐(3300b) 각각은 소화탑(3000) 상부에 설치된 별도의 이동 수단 예컨대 레일을 통해 수평 이동이 가능하도록 구성된다.

촬상기(3200)로 소화차 내 원료탄의 적재 상태를 촬상하고, 후술되는 소화 제어 유닛(5100)에서는 촬상된 이미지의 열화상 분석을 통해(도 17 참조) 제 1 및 제 2 노즐(3300a, 3300b)의 살수 동작을 제어한다. 예컨대, 촬상기(3200)를 통해 촬상된 열화상 이미지를 분석하여, 일부 영역의 온도가 다른 영역에 비해 높고, 이 영역의 면적이 작을 경우, 스트레이트 타입 노즐(straght type nozzle)인 제 2 노즐(3300b)을 동작시켜 소화시킨다. 이에, 잔화가 발생된 영역에만 국부적으로 소화수를 분사한다. 이에 따라 잔화 발생 영역의 주변 영역에 소화수가 과도하게 분사되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 원료탄의 수분 함유 편차가 작도록 또는 수분이 균일하게 함유되도록 원료탄을 소화시킬 수 있다.

소화 제어 유닛(5100)은 촬상기 및 복수의 노즐과 연동되어, 촬상기에서 촬상된 이미지에 따라 제 1 노즐(3300a) 및 제 2 노즐(3300b)의 분사 동작을 제어한다. 이러한 소화 제어 유닛(5100)은 촬상기(3200)로부터 촬상된 열화상 이미지를 분석하는 분석부(5100) 및 분석부(5100)와 연동되어 복수의 제 1 및 제 2 노즐(3300a, 3300b)의 동작을 제어하는 분사 제어부(5200)를 포함한다.

촬상기(3200)에서 촬상된 열화상 이미지는 예컨대 도 17과 같을 수 있으며, 분석부는 이러한 열화상 이미지를 분석하여 원료탄의 위치별 온도를 분석한다. 그리고 분사 제어부(5200)는 분석부(5100)에서 분석된 위치별 온도에 따라 제 1 및 제 2 노즐(3300a, 3300b) 각각의 분사 여부, 분사량 등을 조절하여 각 위치별 분사량을 제어한다. 이에 따라 종래에 비해 수분 함량 편차가 적거나, 균일한 수분 함량을 가지도록 원료탄을 소화할 수 있다. 또한, 열화상 이미지를 분석을 통해, 잔화 발생 개소 위치를 파악할 수 있는데 분사 제어부(5200)는 분석부(5100)로부터 분석된 잔화 발생 개소 위치로 제 2 노즐을 이동시켜 잔화를 소화시킴에 따라, 잔화 위치 주변에 온도 대비 과도하게 소화수가 분사되는 것을 방지할 수 있어, 원료탄의 수분 함량 편차를 감소시키도록 또는 균일하게 소화시킬 수 있다.

이하, 도 1 내지 도 17을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 원료 처리 설비를 이용한 원료 처리 과정을 설명한다.

먼저, 원료탄 장입 장치를 이용하여 코크스 오븐(1100)의 복수의 탄화실(1110) 각각에 원료탄 예컨대, 코크스를 장입한다. 즉, 원료 장입 장치(1200)의 복수의 호퍼 및 탄화실의 복수의 장입구(1111)를 통해 원료탄을 장입한다.

원료탄 장입이 완료되면, 각 탄화실(1110)의 원료탄 총 적재량 및 원료탄 적재 프로파일을 검출한다. 이를 위해, 먼저 원료 장입 장치(1200)의 호퍼(1220)와 장입구(1111)가 이격되도록 한다. 그리고, 반사 부재(1520)가 장입구(1111) 상측에 대응 위치하도록 이동시킨 후, 발진부(1510)를 통해 마이크로 빔을 발진시키고, 이 빔이 원료탄과 반사 부재(1520)에 의해 반사되어 다시 되돌아 오는 시간을 감지한다. 적재 상태 산출부(4100)는 발진부(1510)로 빔이 되돌아온 시간 데이터를 통해 각 탄화실(1110)의 총 적재량 및 원료탄 적재 프로파일을 얻을 수 있다.

이렇게 각 탄화실(1110)의 원료탄 적재 프로파일 검출까지 종료되면, 탄화실(1110) 내 코크스를 건류한다.

건류가 종료되어 적열 코크스가 제조되면, 복수의 탄화실(1110) 각각으로부터 적열 코크스를 압출시키며, 복수의 탄화실(1110)에 대해 순차적으로 진행하는 것이 바람직하다.

적열 코크스 압출을 위해, 탄화실(1110)의 일측 개구 및 타측 개구를 오픈하고, 타측 개구 앞에 소화차를 대기시키는데, 소화차(2000)의 복수의 적재 공간 중 하나 예컨대 제 1 적재 공간(P1)이 대응 위치되도록 한다.

그리고, 압출기 이동 장치(1400)를 동작시켜 압출기(1300)를 탄화실 내로 전진 이동시키면, 탄화실(1110)의 타측 개구와 인접한 위치의 원료탄부터 탄화실(1110) 외부로 압출 배출된다. 그리고, 압출되는 원료탄을 적재하기 위해 소화차는 압출 진행에 따라 제 1 적재 공간(P1), 제 2 적재 공간(P2), 제 3 적재 공간(P3)이 순차적으로 압출중인 탄화실 앞에 대응 위치하도록 이동시킨다.

이때, 압출중인 탄화실(1110) 앞에 제 1 적재 공간(P1)이 대응 위치하도록 소화차가 위치하고 있다가, 제 2 적재 공간(P2)이 위치하도록 소화차를 이동시키거나, 제 2 적재 공간(P2)이 압출 중인 탄화실 앞에 대응 위치하도록 소화차가 위치하고 있다가 제 3 적재 공간(P3)이 위치하도록 소화차를 이동시키는데 있어서, 본 발명의 실시예에 따른 이동 제어부(4300)는 압출기의 실시간 위치에 따른 소화차(2000)의 무게 및 압출중인 탄화실(1110)의 원료탄 적재 프로파일에 따라, 이동 여부 또는 이동 시점을 결정한다.

이때, 원료탄을 적재중인 소화차(2000)의 무게가 제 1 기준 무게에 도달하면, 제 2 적재 공간(P2)이 탄화실 앞에 대응 위치하도록 소화차를 이동시키고, 소화차(2000)의 무게가 제 2 기준 무게에 도달하면, 제 3 적재 공간(P3)이 탄화실 앞에 대응 위치하도록 소화차(2000)를 이동시킨다. 그리고, 소화차(2000)의 무게가 제 3 기준 무게에 도달하면, 소화차를 소화탑(3000)으로 이동시킨다.

이러한 소화차의 이동에 의해, 소화차(2000)의 복수의 적재 공간(P1, P2, P3)에 원료탄을 적재하는데 있어서, 종래에 비해 평탄도가 향상되도록 적재시킬 수 있다. 또한, 종래에는 설비 사고 방지를 위해, 양 끝의 적재 공간(P1, P3)의 적재 높이를 중간 적재 공간(P2)에 비해 낮게 하였으나, 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 적재함에 따라, 양 끝의 적재 공간(P1, P3)의 적재 높이를 종래에 비해 증가시키면서 안전을 확보할 수 있으며, 평탄도 또한 향상시킬 수 있다.

이렇게, 소화차(2000)에 적재된 적열 코크스는 소화탑(3000)으로 이송되며, 소화탑(3000)의 복수의 노즐로부터 분사되는 소화수에 의해 소화된다. 실시예에서는 소화수를 분사하기 전에, 촬상기(3200)를 이용하여 열화상 이미지를 획득한다. 그리고, 분석부(5100)에서 열화상 이미지를 분석하여, 소화차(2000)에 적재된 원료탄의 영역 또는 위치별 온도값을 획득한다. 그리고, 영역 또는 위치별 온도값에 따라 복수의 제 1 노즐(3300a)에서의 소화수 분사 여부 및 분사량을 하여 1차 소화시킨다.

1차 소화 후, 촬상기(3200)를 통해 열화상 이미지를 다시 획득하고, 이를 분석부(5100)에서 분석하여, 잔화가 있는지 여부와, 잔화 발생 위치를 파악한다. 그리고, 잔화가 있다면, 잔화 발생 위치에 소화수를 분사하는데, 잔화 발생 영역이 넓다면 제 1 노즐(3300a)을 이용하여 소화사고, 잔화 발생 영역이 좁다면, 해당 위치로 제 2 노즐(3300b)을 이동시키고, 이동된 제 2 노즐(3300b)을 이용하여 소화시킨다.

이와 같이 본 발명의 실시예에서는 원료탄을 소화차로 압출시에, 각 탄화실의 원료탄 적재 프로파일과, 압출기(1300) 위치에 따른 소화차(2000) 무게 데이터를 이용하여 소화차(2000)의 이동 여부 및 이동 속도를 조절한다. 따라서 종래에 비해 소화차(2000)에 적재된 원료탄의 평탄도가 향상된다. 또한, 소화탑(3000)에서 소화시에 열화상 이미지 분석을 통해 영역별 소화수 분사량을 제어한다. 이에 따라, 소화탑(3000)에서 소화시에 수분 함량이 균일하도록 소화킬 수 있으며, 과도한 수분 함량으로 인한 고로 내 에너지 효율 하락 등의 문제를 방지할 수 있다.

1000: 건류 장치 2000: 소화차
3000: 소화탑 1110: 탄화실
1510: 발진부 1520: 반사 부재
2400: 무게 측정 유닛

Claims

일 방향으로 연장 형성되어, 원료탄을 열처리하여 건류시킬 수 있는 내부 공간을 가지는 건류 장치;
건류된 원료탄을 압출시키도록, 상기 건류 장치 내로 장입되고, 상기 건류 장치의 연장 방향으로 이동 가능한 압출기;
건류된 원료탄으로 소화수를 분사하여 소화시킬 수 있도록, 상기 건류 장치의 외부에 위치되는 소화탑;
상기 건류 장치로부터 압출되어 배출되는 원료탄의 장입이 가능하며, 상기 건류 장치와 소화탑 사이에서 이동 가능하게 배치되는 소화차; 및
상기 소화차의 무게에 따라, 상기 압출기의 이동 방향과 교차하는 방향으로의 상기 소화차의 이동을 제어하는 소화차 이동 제어 유닛;
을 포함하고,
상기 소화차 이동 제어 유닛은,
상기 건류 장치 내 압출기의 위치에 따른 상기 소화차의 무게 데이터를 도출하는 무게 데이터부; 및
상기 압출기의 위치에 따른 상기 소화차의 무게 데이터에 따라, 상기 소화차의 이동 여부 및 이동 속도를 제어하는 이동 제어부;
를 포함하는 원료 처리 설비.
청구항 1에 있어서,
상기 소화차는 상기 압출기의 이동 방향과 교차하는 방향으로 연장 형성되고, 상기 압출기의 이동 방향과 교차하는 방향으로 나열된 복수의 적재 공간을 포함하는 원료 처리 설비.
청구항 2에 있어서,
상기 이동 제어부는 상기 건류 장치에서 압출을 실시할 때, 상기 소화차의 복수의 적재 공간 중 일측 끝의 적재 공간부터 타측 끝의 적재 공간 순으로 상기 건류 장치에 대응 위치하도록 이동시키는 원료 처리 설비.
청구항 3에 있어서,
상기 이동 제어부는 상기 무게 데이터부에서 도출된 상기 소화차의 무게가 기준 무게에 도달했을 때, 상기 소화차를 상기 압출기의 이동 방향과 교차하는 방향으로 이동시켜, 상기 소화차의 복수의 적재 공간 중 빈 적재 공간이 상기 건류 장치에 대응 위치하도록 하는 원료 처리 설비.
청구항 4에 있어서,
상기 건류 장치는 상부에 상기 압출기의 이동 방향으로 나열 형성되며, 원료탄의 통과가 가능한 복수의 장입구를 포함하고,
상기 건류 장치의 상측에 위치되어, 상기 소화차에 장입된 원료탄의 적재 상태를 검출하는 적재 상태 검출 장치를 포함하는 원료 처리 설비.
청구항 5에 있어서,
상기 소화차 이동 제어 유닛은 상기 적재 상태 검출 장치에서 측정된 시간 데이터를 이용하여, 상기 건류 장치 내에서 원료탄의 위치별 적재 높이 및 적재량을 포함하는 적재 프로파일을 산출하는 적재 상태 산출부를 포함하고,
상기 이동 제어부에 설정되는 기준 무게는 상기 적재 상태 산출부에서 검출된 상기 적재 프로파일에 따라 결정되는 원료 처리 설비.
청구항 5에 있어서,
상기 적재 상태 검출 장치는,
상기 건류 장치의 상측에서 상기 장입구와 대응 위치하도록 이동 가능한 반사 부재; 및
상기 건류 장치의 상측에 위치되어, 상기 반사 부재를 향해 광을 발진하고, 상기 건류 장치 내 원료탄에 의해 반사된 후, 상기 반사 부재에 다시 반사된 광의 입사가 가능한 발진부;
를 포함하는 원료 처리 설비.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 소화차는 상측이 개방된 형상의 적재부;
상기 적재부의 하부를 지지하도록 설치되며, 상기 소화차를 이동시키는 이동부; 및
상기 적재부와 이동부 사이에 설치되어, 상기 적재부의 무게를 측정하는 무게 측정 유닛;
을 포함하는 원료 처리 설비.
청구항 2에 있어서,
상기 소화탑은,
건류된 원료탄이 적재된 소화차의 수용이 가능한 내부 공간을 가지는 소화 하우징;
상기 소화 하우징 내 상부에서, 상호 이격 설치되어, 상기 소화차를 향해 소화수를 분사하는 복수의 노즐; 및
상기 소화 하우징 내 상부에 설치되어, 상기 소화차 내 적재된 원료탄의 열화상 이미지를 촬상하는 촬상기;
를 포함하는 원료 처리 설비.
청구항 9에 있어서,
상기 촬상기로부터 열화상 이미지를 전달받아, 소화탑 내 위치별 온도를 분석하고, 위치별 온도에 따라 복수의 노즐의 소화수 분사 여부 및 분사량을 조절하는 소화 제어 유닛을 포함하는 원료 처리 설비.
청구항 10에 있어서,
상기 복수의 노즐은
하측으로 갈수록 내경이 넓어지는 형상인 복수의 제 1 노즐; 및
내경에 변화가 없으며, 소화수가 분사되는 토출구가 제 1 노즐에 비해 작은 적어도 하나의 제 2 노즐;
을 포함하는 원료 처리 설비.
청구항 11에 있어서,
상기 제 2 노즐은 수평 이동 가능한 원료 처리 설비.
건류 장치 내부로 장입된 원료탄을 건류시키는 과정;
상기 건류 장치 내 일측으로부터 타측 방향으로 압출기를 이동시켜, 상기 건류 장치 내 원료탄을 상기 건류 장치의 타측 외부로 압출시켜, 상기 압출기의 타측 외부에 위치된 소화차로 원료탄을 적재시키는 과정;
상기 원료탄이 적재가 완료된 소화차를 소화탑으로 이동시켜, 상기 소화차 내 원료탄을 소화키는 과정;
을 포함하고,
상기 소화차로 원료탄을 적재시키는 과정에 있어서, 상기 소화차의 무게 변화에 따라 상기 소화차를 상기 압출기의 이동 방향과 교차하는 방향으로의 이동을 제어하는 원료 처리 방법.
청구항 13에 있어서,
상기 소화차는 상기 압출기의 이동 방향과 교차하는 방향으로 분할되어 나열된 복수의 적재 공간을 가지고,
상기 소화차로 원료탄을 적재시키는 과정은,
상기 소화차의 복수의 적재 공간 중, 일 적재 공간이 상기 건류 장치의 타측에 대응 위치하여, 상기 건류 장치로부터 압출되는 원료탄을 적재시키는 과정;
상기 소화차의 실시간 무게 변화를 검출하고, 측정된 소화차의 무게가 기준 무게에 도달하면, 상기 복수의 적재 공간 중 원료탄이 장입되지 않은 빈 적재 공간이 상기 건류 장치에 대응 위치하도록 상기 소화차를 이동시키는 과정; 및
상기 소화차의 이동을 중지시키는 과정;
을 포함하는 원료 처리 방법.
청구항 14에 있어서,
상기 소화차를 이동시키는데 있어서,
상기 소화차의 일측 끝의 적재 공간으로부터 타측 끝의 적재 공간 순으로 상기 건류 장치에 대응 위치하도록 이동시키는 원료 처리 방법.
청구항 14에 있어서,
상기 건류 장치 내부로 장입된 원료탄을 건류시키기 전에, 상기 건류 장치로 원료탄을 장입시키는 과정; 및
상기 원료탄의 장입이 완료된 후, 상기 건류 장치 내에서 원료탄의 위치별 적재 높이 및 적재량을 포함하는 적재 프로파일을 산출하는 과정;
을 포함하며,
상기 기준 무게는 상기 적재 프로파일에 따라 결정되는 원료 처리 방법.
청구항 13 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 있어서,
상기 소화차 내 원료탄을 소화키는 과정은,
상기 소화차 내 적재된 원료탄에 대한 열화상 이미지를 획득하는 과정;
상기 열화상 이미지를 분석하여, 상기 소화차의 위치별 온도를 검출하는 과정; 및
분석된 위치별 온도에 따라 복수의 노즐에 대한 소화수 분사 여부 및 분사량을 조절하여 소화수를 분사하는 1차 소화 과정;
을 포함하는 원료 처리 방법.
청구항 17에 있어서,
상기 1차 소화 과정 후에, 열화상 이미지를 다시 획득하는 과정;
상기 열화상 이미지를 분석하여, 잔화 발생 여부 및 잔화 발생 위치를 검출하는 과정;
잔화 발생 시, 잔화 발생 위치에 소화수를 분사하는 원료 처리 방법.
청구항 17에 있어서,
상기 복수의 노즐은 하측으로 갈수록 내경이 넓어지는 형상인 복수의 제 1 노즐 및 내경에 변화가 없으며, 소화수가 분사되는 토출구가 제 1 노즐에 비해 작은 적어도 하나의 제 2 노즐을 포함하고,
잔화 발생 위치에 소화수를 분사하는 과정에 있어서,
상기 제 2 노즐을 상기 잔화 발생 위치로 이동시켜 소화수를 분사하는 원료 처리 방법.