KR102031432B1

KR102031432B1 - 소결기 장입선 높이 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR102031432B1
Application number: KR1020170171392A
Authority: KR
Inventors: 신남호; 배호문; 최상우; 박창현; 신기영; 전기홍
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2017-12-13
Filing date: 2017-12-13
Publication date: 2019-10-11
Also published as: KR20190070655A

Abstract

본 발명은, 폭방향으로 균일한 장입 높이를 갖도록 제어하는 소결기 장입선 높이 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 소결기 장입선 높이 제어 장치는 복수개의 분할 게이트 각각을 통해 서지 호퍼로부터 소결 원료가 공급되는 소결기 대차의 폭방향으로 배치된 복수의 라인 레이저부를 구비하고, 상기 복수의 라인 레이저부는 해당하는 분할 게이트로부터의 소결 원료에 상기 서지 호퍼로부터 상기 소결기 대차의 길이 방향으로 각각 라인 레이저를 조사하는 레이저 조사부, 상기 폭방향의 양측에 각각 배치된 적어도 둘의 카메라를 구비하고, 상기 둘의 카메라 각각은 상기 폭방향의 일측 및 타측에서 상기 라인 레이저가 조사된 소결 원료의 분포 영상을 획득하는 촬영부, 상기 촬영부의 분포 영상으로부터의 라인 레이저의 색상 정보에 기초하여 사전에 설정된 단위 영역의 장입선 높이를 계산하고, 계산된 장입선 높이 중 편차가 있는 영역에 해당하는 분할 게이트의 소결 원료의 장입량을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

소결기 장입선 높이 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING THE ENTRANCE LINE TO UNIFORMLY CHARGING IN THE SINTERING MACHINE}

본 발명은 소결기의 장입선 높이를 제어하는 소결기 장입선 높이 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 소결이란 분(粉)상태의 철광석 및 부원료와 결합재를 적당량의 수분을 첨가하여 혼합, 조립한 소결 원료를 대차에 장입하여 점화로에서 착화후, 메인 블로어(Main Blower)의 흡입에 의해 소결기가 진행되면서 괴상화하는 과정을 말하며, 소결설비는 크게 장입설비, 점화로, 소결기, 배풍장치, 핫 크래셔(Hot Crusher), 부대설비 및 고온의 소결광을 냉각하는 쿨러(Cooler)와 쿨러 팬(Cooler Fan)으로 구성되어 있다.

원료 서지 호퍼(Surge Hopper)는 조립된 소결 원료를 소결기의 펠렛 대차에 장입하기 전에 소결기의 주행속도 변경에 대응하도록 소결 원료를 일시 저장하는 저광 역할을 하게 되는데, 서지호퍼 하부에는 드럼피더(Drum Feeder)가 부착되어 있어 소결 원료를 절출한다.

드럼 피더(Drum Feeder)에 의하여 절출된 소결 원료는 장입경사면(Deflector Plate)을 따라 하부로 이동하면서 입도 및 성분 편석이 일어나 소결층의 상층부에는 가는 입자, 하층부에는 굵은 입자가 장입된다. 펠렛대차에 장입되는 소결 원료는 컷오프플레이트 (Cut-Off Plate)에서 길이방향으로 균일한 장입이 이루어지도록 높이를 조절한다.

이때 폭방향으로 장입되는 밀도의 차이에 따라 폭방향 균일 소성이 이루어 지지 못하는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1223114호

본 발명의 일 실시예에 따르면, 폭방향으로 균일한 장입 높이를 갖도록 제어하는 소결기 장입선 높이 제어 장치 및 방법이 제공된다.

상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 소결기 장입선 높이 제어 장치는 복수개의 분할 게이트 각각을 통해 서지 호퍼로부터 소결 원료가 공급되는 소결기 대차의 폭방향으로 배치된 복수의 라인 레이저부를 구비하고, 상기 복수의 라인 레이저부는 해당하는 분할 게이트로부터의 소결 원료에 상기 서지 호퍼로부터 상기 소결기 대차의 길이 방향으로 각각 라인 레이저를 조사하는 레이저 조사부, 상기 폭방향의 양측에 각각 배치된 적어도 둘의 카메라를 구비하고, 상기 둘의 카메라 각각은 상기 폭방향의 일측 및 타측에서 상기 라인 레이저가 조사된 소결 원료의 분포 영상을 획득하는 촬영부, 상기 촬영부의 분포 영상으로부터의 라인 레이저의 색상 정보에 기초하여 사전에 설정된 단위 영역의 장입선 높이를 계산하고, 계산된 장입선 높이 중 편차가 있는 영역에 해당하는 분할 게이트의 소결 원료의 장입량을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

더하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 소결기 장입선 높이 제어 방법은 복수개의 분할 게이트 각각을 통해 서지 호퍼로부터 소결 원료가 공급되는 소결기 대차의 폭방향으로 배치된 복수의 라인 레이저부가, 상기 복수의 라인 레이저부 각각에 해당하는 분할 게이트로부터의 소결 원료에 상기 서지 호퍼로부터 상기 소결기 대차의 길이 방향으로 각각 라인 레이저를 조사하는 단계, 상기 폭방향의 양측에 각각 배치된 적어도 둘의 카메라 각각이 상기 폭방향의 일측 및 타측에서 상기 라인 레이저가 조사된 소결 원료의 분포 영상을 획득하는 단계, 제어부가 상기 분포 영상으로부터의 라인 레이저의 색상 정보에 기초하여 사전에 설정된 단위 영역의 장입선 높이를 계산하고, 계산된 장입선 높이 중 편차가 있는 영역에 해당하는 분할 게이트로부터의 소결 원료의 장입량을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 정성적으로는 폭방향 균일 소성을 통한 소결 품질 향상이며, 이를 통해 고로의 통기성을 좋게 하여 고로 노황을 안정시키고, 용선 출선량을 향상의 효과가 있고, 정량적으로는 조업편차 저감으로 결합재비 감소시키고, 제선 CO2 저감시키며, 함철부산물 사용을 증대할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소결기 장입선 높이 제어 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소결기 장입선 높이 제어의 개략적인 플로우 챠트이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소결기 장입선 높이 제어 장치의 장입선 높이를 측정하는 도면이다.
도 4는 종래의 장입선 높이 분포와 본 발명의 일 실시예에 따른 소결기 장입선 높이 제어 장치에 의한 장입선 높이 분포를 나타내는 비교 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소결기 장입선 높이 제어 장치의 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소결기 장입선 높이 제어의 개략적인 플로우 챠트이다.

먼저, 도 1을 참조하면, 소결기는 서지 호퍼(Surge Hopper)(10)는 조립된 소결 원료를 펠렛 대차(60)에 장입하기 전에 소결기의 주행속도 변경에 대응하도록 소결 원료(40)를 일시 저장하는 저장 역할을 하 게되는데, 서지 호퍼(10) 하부에는 드럼피더(Drum Feeder)(30)가 부착되어 있어 소결 원료를 절출한다.

드럼 피더(30)는 소결 원료를 펠렛 대차(60)에 일정 층후로 균일하게 연속적으로 장입하기 위해 소결기 속도와 장입 층후계(70)에 의해 드럼 회전수를 자동제어하게 되는데, 절출 게이트(20)는 드럼 피더(30)으로부터 배출하는 원료를 대차 폭방향에 따라 장입량을 조정할 수 있도록 하는 장치로 분할 게이트(21,22,23,24,25)가 채용될 수 있다.

드럼 피더(30)에 의하여 절출된 소결 원료는 장입경사면(Deflector Plate)(50)을 따라 하부로 이동하면서 입도 및 성분 편석이 일어나 소결층의 상층부에는 가는 입자, 하층부에는 굵은 입자가 장입된다. 장입경사면의 경사각도에 따라 편석도가 크게 달라지는데 통상 45~60˚범위에서 조절 가능하다. 펠렛 대차(60)에 장입되는 소결 원료는 컷오프플레이트 (Cut-Off Plate)(90)에서 길이방향으로 균일한 장입이 이루어 지도록 높이를 조절한다.

이때 폭방향으로 장입되는 밀도의 차이에 따라 폭방향 균일 소성이 이루어 지지 못할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 소결기 장입선 높이 제어 장치(100)는 폭방향 균일 소성이 이루어지도록 하기 위한 과정 중에 소결 원료의 장입이 폭방향으로 균일한 밀도로 장입되도록 할 수 있다.

상술한 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 소결기 장입선 높이 제어 장치(100)는 레이저 조사부(110), 촬영부(120) 및 제어부(130)를 포함할 수 있다.

레이저 조사부(110)는 복수의 라인 레이저부(111,112,113,114,115)를 포함할 수 있고, 복수의 라인 레이저부(111,112,113,114,115) 각각은 복수의 분할 게이트(21,22,23,24,25)에 대응될 수 있다.

예를 들어, 복수의 분할 게이트(21,22,23,24,25)가 제1 내지 제5 분할 게이트(21,22,23,24,25)로 구비되는 경우, 레이저 조사부(110)는 제1 라인 레이저부(111), 제2 라인 레이저부(112), 제3 라인 레이저부(113), 제4 라인 레이저부(114) 및 제5 라인 레이저부(115)를 포함할 수 있다.

제1 내지 제5 라인 레이저부(111,112,113,114,115) 각각은 제1 내지 제5 분할 게이트(21,22,23,24,25)에 대응될 수 있다.

제1 내지 제5 라인 레이저부(111,112,113,114,115)는 상기 폭방향에 따라 해당하는 분할 게이트로부터 절출된 소결 원료에 서지 호퍼(10)로부터 펠렛 대차(60)의 길이 방향으로 라인 레이저를 조사할 수 있다.

예를 들어, 제1 라인 레이저부(111)는 제1 분할 게이트(21)로부터 절출되어 장입경사면(50)을 따라 펠렛 대차(60)에 장입되는 소결 원료의 상기 폭방향 중단부에 상기 길이 방향으로 라인 레이저(a)를 조사할 수 있다. 마찬가지로, 제2 라인 레이저부(112), 제3 라인 레이저부(113), 제4 라인 레이저부(114) 및 제5 라인 레이저부(115)는 각각 제2 분할 게이트(22), 제3 분할 게이트(23), 제4 분할 게이트(24) 및 제5 분할 게이트(25)로부터 절출되어 장입경사면(50)을 따라 펠렛 대차(60)에 장입되는 소결 원료의 상기 폭방향 중단부에 상기 길이 방향으로 라인 레이저를 조사할 수 있다(S10).

촬영부(120)는 적어도 둘의 카메라(121,122)를 포함할 수 있다.

제1 카메라(121)는 상기 폭방향 중 일측에 배치될 수 있고, 제2 카메라(122)는 상기 폭방향 중 상기 일측의 반대편인 타측에 배치될 수 있다.

제1 카메라(121)와 제2 카메라(122) 사이에는 제1 내지 제5 라인 레이저부(111,112,113,114,115) 각각으로부터 조사된 라인 레이저가 위치하도록 제1 카메라(121)와 제2 카메라(122)가 배치될 수 있다.

상기 폭방향 양측에 설치된 제1 및 제2 카메라(121,122)를 통해서 상기 라인 레이저를 포함한 영상을 획득할 수 있다. 예를 들어, 5초 간격으로 영상을 취득할 수 있다.

예를 들어, 제1 카메라(121)는 3개의 라인 레이저를 각각 포함한 영상을, 제2 카메라(122)는 2개의 라인 레이저를 각각 포함한 영상을 촬영할 수 있다(S20).

제어부(130)는 촬영부(120)의 제1 및 제2 카메라(121,122)로부터의 영상에 기초하여 장입선의 높이를 측정하여(S30) 해당 분할 게이트의 높이를 조절하여 장입량을 제어할 수 있다(S50).

제어부(130)는 측정부(131), 측정 정보 전달부(132), 데이터 관리부(133) 및 인터페이스부(134)를 포함할 수 있다.

측정부(131)는 측정한 영상을 통해서 라인 레이저의 영상 색상 정보를 추출하게 되는데, 추출된 영상을 통해서 사전에 설정된 단위 영역의 장입선 높이를 계산할 수 있다. 상기 단위 영역은 제1 내지 제5 분할 게이트(21,22,23,24,25) 각각으로부터 절출된 소결 원료를 상기 폭방향으로 균등하게 분할하고, 상기 길이 방향으로 조사된 각 라인 레이저를 포함하는 영역일 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소결기 장입선 높이 제어 장치의 장입선 높이를 측정하는 도면이다.

도 1 및 도 2와 함께, 도 3을 참조하면, 측정부(131)는 영상의 픽셀을 통해 장입선의 높이 계산을 하게 되는데, X축에는 균등간격으로 하고, Y축은 영상이미지 값의 변화값이 제일 적은 점을 장입선의 높이로 설정한다. 계산된 장입선 높이는 균등 5분할로 표기를 하며, 편차가 많이 나는 부분(S40)의 분할 게이트를 오픈하여 장입량을 늘려서 각 분할 게이트로부터 절출된 소결 원료의 장입 높이의 편차가 일정범위 안에 들어오도록 한다.

측정 정보 전달부(132)는 측정된 장입선의 높이를 데이터 관리부(133)에 전달하고, 측정부(131)에 의한 분할 게이트의 높이 조절 제어 신호를 인터페이스부(134)를 통해 해당 분할 게이트에 전송할 수 있다.

데이터 관리부(133)는 조업 신호와 연계되어 장입선의 높이를 저장 및 관리할 수 있다(S60).

도 4는 종래의 장입선 높이 분포와 본 발명의 일 실시예에 따른 소결기 장입선 높이 제어 장치에 의한 장입선 높이 분포를 나타내는 비교 그래프이다.

도 1과 함께 도 4를 참조하면, 제어부(130)는 상기 폭방향으로 배치된 5개의 라인레이저(111~115))로부터의 라인 레이저의 조사 형태를 측정하기 위한 2개의 카메라(121,122)의 영상 정보를 취득하여 장입선의 높이를 계산하며, 장입선 높이가 폭방향으로 불균일할 때에는 드럼피더(30) 상부의 분할게이트(20)의 높이를 조절하여 장입선의 높이를 조절할 수 있다.

예를 들어, 도 4와 같이 폭방향으로 불균일한 장입선을 장입선이 낮은 경우 제3 분할게이트(#3)를 오픈(open)하여 장입선의 높이를 높게 유지하는 방법을 통해 장입선의 높이를 균일하게 제어할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 정성적으로는 폭방향 균일 소성을 통한 소결 품질 향상이며, 이를 통해 고로의 통기성을 좋게 하여 고로 노황을 안정시키고, 용선 출선량을 향상의 효과가 있고, 정량적으로는 조업편차 저감으로 결합재비 감소시키고, 제선 CO2 저감시키며, 함철부산물 사용을 증대할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.

100: 소결기 장입선 높이 제어 장치
110: 레이저 조사부
111: 제1 라인 레이저부
112: 제2 라인 레이저부
113: 제3 라인 레이저부
114: 제4 라인 레이저부
115: 제5 라인 레이저부
120: 촬영부
121: 제1 카메라
122: 제2 카메라
130: 제어부
131: 측정부
132: 측정 정보 전달부
133: 데이터 관리부
134: 인터페이스부

Claims

복수개의 분할 게이트 각각을 통해 서지 호퍼로부터 소결 원료가 공급되는 소결기 대차의 폭방향으로 배치된 복수의 라인 레이저부를 구비하고, 상기 복수의 라인 레이저부는 해당하는 분할 게이트로부터의 소결 원료에 상기 서지 호퍼로부터 상기 소결기 대차의 길이 방향으로 각각 라인 레이저를 조사하는 레이저 조사부;
상기 폭방향의 양측에 각각 배치된 적어도 둘의 카메라를 구비하고, 상기 둘의 카메라 각각은 상기 폭방향의 일측 및 타측에서 상기 라인 레이저가 조사된 소결 원료의 분포 영상을 획득하는 촬영부; 및
상기 촬영부의 분포 영상으로부터의 라인 레이저의 색상 정보에 기초하여 사전에 설정된 단위 영역의 장입선 높이를 계산하고, 계산된 장입선 높이 중 편차가 있는 영역에 해당하는 분할 게이트의 소결 원료의 장입량을 제어하는 제어부
를 포함하는 소결기 장입선 높이 제어 장치.
제1항에 있어서,
상기 복수의 라인 레이저부 각각은 상기 폭 방향의 각 중단부에 위치한 소결 원료에 라인 레이저를 조사하는 소결기 장입선 높이 제어 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 촬영부로부터의 분포 영상의 픽셀들에 기초하여 상기 장입선의 높이를 계산하는 소결기 장입선 높이 제어 장치.
제3항에 있어서,
상기 제어부는 상기 분포 영상의 픽셀들을 X축으로 균등하게 분배하고, 분배된 픽셀들 중 Y축으로 영상 이미지 값의 변화가 가장 낮은 픽셀을 장입선의 높이로 계산하는 소결기 장입선 높이 제어 장치.
제4항에 있어서,
상기 제어부는 계산된 장입선 높이 중 편차가 있는 영역에 해당하는 분할 게이트를 오픈시켜 소결 원료의 장입량을 늘리는 소결기 장입선 높이 제어 장치.
복수개의 분할 게이트 각각을 통해 서지 호퍼로부터 소결 원료가 공급되는 소결기 대차의 폭방향으로 배치된 복수의 라인 레이저부가, 상기 복수의 라인 레이저부 각각에 해당하는 분할 게이트로부터의 소결 원료에 상기 서지 호퍼로부터 상기 소결기 대차의 길이 방향으로 각각 라인 레이저를 조사하는 단계;
상기 폭방향의 양측에 각각 배치된 적어도 둘의 카메라 각각이 상기 폭방향의 일측 및 타측에서 상기 라인 레이저가 조사된 소결 원료의 분포 영상을 획득하는 단계; 및
제어부가 상기 분포 영상으로부터의 라인 레이저의 색상 정보에 기초하여 사전에 설정된 단위 영역의 장입선 높이를 계산하고, 계산된 장입선 높이 중 편차가 있는 영역에 해당하는 분할 게이트로부터의 소결 원료의 장입량을 제어하는 단계
를 포함하는 소결기 장입선 높이 제어 방법.
제6항에 있어서,
상기 장입량을 제어하는 단계는
상기 제어부가 상기 적어도 둘의 카메라 각각으로부터의 분포 영상의 픽셀들을 X축으로 균등하게 분배하고, 분배된 픽셀들 중 Y축으로 영상 이미지 값의 변화가 가장 낮은 픽셀을 장입선의 높이로 계산하여 계산된 장입선 높이 중 편차가 있는 영역에 해당하는 분할 게이트를 오픈시켜 소결 원료의 장입량을 늘리는 단계인 소결기 장입선 높이 제어 방법.