KR102135820B1 - 노열 판단 장치 및 노열 판단 방법 - Google Patents
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Abstract
노열 판단 장치는 고로로부터 배출되는 용선 및 용융 슬래그를 제1 이미지로 촬영하는 제1 카메라, 상기 용선 및 용융 슬래그의 일부를 응고하는 응고부, 상기 응고부에서 응고된 용선 및 슬래그를 제2 이미지로 촬영하는 제2 카메라, 및 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지를 분석하여 상기 고로의 노열 상태를 판단하는 노열 판단부를 포함한다.
Description
본 기재는 노열 판단 장치 및 노열 판단 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 고로는 원료인 철광석과 연료인 코크스를 용융하여 출선구를 통해 용선 및 용융 슬래그를 배출한다.
고로의 안정적인 조업 관리를 위해서는 노열 상태를 판단하여 설정된 노열 유지를 위해 고로를 제어할 필요가 있다.
종래에는, 작업자가 고로에 설치된 각종 측정 장치로부터 일정 주기로 제공되는 데이터를 이용하여 노열 상태를 판단하고, 이 판단에 기초하여 설정된 노열 유지를 위해 고로를 제어하였다.
그런데, 종래의 노열 상태 판단은 작업자 개인의 경험에 의해 노열 상태를 판단함으로써, 동일한 상황에 대해서도 작업자들 간에 서로 상이한 판단을 할 수 있기 때문에, 설정된 노열 유지에 실패하는 문제점이 있었다.
일 실시예는, 설정된 노열 유지를 위해, 고로의 노열 상태를 판단하는 노열 판단 장치 및 노열 판단 방법을 제공하고자 한다.
일 측면은 고로로부터 배출되는 용선 및 용융 슬래그를 제1 이미지로 촬영하는 제1 카메라, 상기 용선 및 용융 슬래그의 일부를 응고하는 응고부, 상기 응고부에서 응고된 용선 및 슬래그를 제2 이미지로 촬영하는 제2 카메라, 및 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지를 분석하여 상기 고로의 노열 상태를 판단하 노열 판단부를 포함하는 노열 판단 장치를 제공한다.
상기 제1 카메라 및 상기 제2 카메라와 연결되어 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지를 저장하며, 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지를 상기 노열 판단부로 제공하는 데이터 저장부를 더 포함할 수 있다.
상기 노열 판단부는 상기 제1 이미지에 표시된 상기 용선 및 용융 슬래그의 휘도, 유동성, 불꽃의 형태를 기초하여 상기 고로의 노열 상태를 판단할 수 있다.
상기 노열 판단부는 상기 제2 이미지에 표시된 상기 응고된 용선 및 슬래그의 응고 표면 및 파단면을 기초하여 상기 고로의 노열 상태를 판단할 수 있다.
또한, 일 측면은 고로로부터 배출되는 용선 및 용융 슬래그를 제1 이미지로 촬영하는 단계, 상기 용선 및 용융 슬래그의 일부를 응고하는 단계, 응고된 용선 및 슬래그를 제2 이미지로 촬영하는 단계, 및 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지를 분석하여 상기 고로의 노열 상태를 판단하는 단계를 포함하는 노열 판단 방법을 제공한다.
상기 고로의 노열 상태를 판단하는 단계는 상기 제1 이미지에 표시된 상기 용선 및 용융 슬래그의 휘도, 유동성, 불꽃의 형태를 기초하여 수행할 수 있다.
상기 고로의 노열 상태를 판단하는 단계는 상기 제2 이미지에 표시된 상기 응고된 용선 및 슬래그의 응고 표면 및 파단면을 기초하여 수행할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 설정된 노열 유지를 위해, 고로의 노열 상태를 판단하는 노열 판단 장치 및 노열 판단 방법이 제공된다.
도 1은 일 실시예에 따른 노열 판단 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 다른 실시예에 따른 노열 판단 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 다른 실시예에 따른 노열 판단 방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 도 1을 참조하여 일 실시예에 따른 노열 판단 장치를 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 노열 판단 장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 노열 판단 장치(1000)는 고로(10)와 이웃하며, 고로(10)로부터 배출되는 용선 및 용융 슬래그(11)를 이용하여 고로(10)의 노열 상태를 판단한다. 고로(10)로부터 배출되는 용선 및 용융 슬래그(11)는 고로(10)의 출선구에 연결된 탕도(runner)를 통해 제강 공정으로 이동할 수 있다. 고로(10)로부터 배출되는 용선 및 용융 슬래그(11)의 일부(11a)는 노열 판단 장치(1000)의 응고부(200)로 이동되어 응고될 수 있다.
노열 판단 장치(1000)는 제1 카메라(100), 응고부(200), 제2 카메라(300), 데이터 저장부(400), 노열 판단부(500)를 포함한다.
제1 카메라(100)는 고로(10)와 연결된 탕도와 대응하여 위치할 수 있으며, 고로(10)로부터 배출되는 용선 및 용융 슬래그(11)를 제1 이미지로 촬영한다. 제1 이미지는 시간의 흐름에 따라 탕도의 일 지점에서 촬영된 용선 및 용융 슬래그(11)의 복수의 이미지들일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 제1 카메라(100)는 용선 및 용융 슬래그(11)를 제1 이미지로 촬영할 수 있다면, 공지된 다양한 형태를 가질 수 있다.
응고부(200)는 고로(10)와 연결된 탕도와 연결될 수 있다. 응고부(200)는 탕도를 통하는 용선 및 용융 슬래그(11)의 일부(11a)를 분기하여 응고한다. 응고부(200)는 용선 및 용융 슬래그(11)의 일부(11a)가 일정한 응고 속도를 유지할 수 있도록 히터 등의 응고 속도 유지 수단을 포함할 수 있다.
제2 카메라(300)는 응고부(200)와 대응하여 위치한다. 제2 카메라(300)는 고로(10)로부터 배출되어 응고부(200)로 분기된 용선 및 용융 슬래그(11)의 일부(11a)가 응고된 용선 및 슬래그를 제2 이미지로 촬영한다. 제2 이미지는 시간의 흐름에 따라 응고부(200)의 일 지점에서 촬영된 응고된 용선 및 슬래그의 복수의 이미지들일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 제2 카메라(300)는 응고부(200)에서 응고된 용선 및 슬래그를 제2 이미지로 촬영할 수 있다면, 공지된 다양한 형태를 가질 수 있다.
데이터 저장부(400)는 제1 카메라(100) 및 제2 카메라(300)와 연결된다. 데이터 저장부(400)는 제1 카메라(100) 및 제2 카메라(300) 각각으로부터 전송된 제1 이미지 및 제2 이미지를 저장한다. 데이터 저장부(400)는 제1 이미지 및 제2 이미지가 촬영된 시간에 대응하여 별도의 측정 수단에 의해 측정된 고로(10)의 노열인 온도값을 제1 이미지 및 제2 이미지와 함께 저장할 수 있다.
노열 판단부(500)는 데이터 저장부(400)와 연결된다. 노열 판단부(500)는 데이터 저장부(400)에 저장된 제1 이미지 및 제2 이미지를 분석하여 고로(10)의 노열 상태를 판단한다.
노열 판단부(500)는 시간의 흐름에 따라 탕도의 일 지점에서 촬영된 용선 및 용융 슬래그(11)의 복수의 이미지들인 제1 이미지와 제1 이미지와 함께 저장된 고로(10)의 노열인 온도값과의 상관성을 딥 러닝(deep learning)에 의해 분석하여 노열 상태를 판단할 수 있다.
일례로, 노열 판단부(500)는 제1 이미지에 표시된 용선 및 용융 슬래그(11)의 휘도, 유동성, 불꽃의 형태를 기초하여 고로(10)의 노열 상태를 판단할 수 있다.
구체적으로, 노열 판단부(500)는 용선의 유동 상태로 노열 상태를 판단한다. 노열 판단부(500)는, 용선의 휘도가 높아 백색인 상태이고, 용선의 유동성이 낮아 탕도에 부착하는 경향이 보이며, 용선의 불꽃이 흑연탄소 등이 비산하여 대형의 불꽃으로 보이는 경우, 노열 상태가 과다하다고 판단할 수 있다. 노열 판단부(500)는, 용선의 휘도가 높은 상태이고, 용선의 유동성이 높고, 용선의 불꽃이 짧고 소형의 불꽃으로 보이는 경우, 노열 상태가 적절하다고 판단할 수 있다. 노열 판단부(500)는, 용선의 휘도가 낮은 상태이고, 용선의 유동성이 양호하고, 용선의 불꽃이 담적색의 작은 불꽃으로 보이는 경우, 노열 상태가 낮다고 판단할 수 있다.
상술한 용선의 유동 상태에 따른 노열 판단부(500)의 노열 상태 판단은 판단의 일례이며, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 노열 판단부(500)는 용융 슬래그의 유동 상태로 고로(10)의 노열 상태를 판단한다. 노열 판단부(500)는, 용융 슬래그의 휘도가 높아 백색인 상태이고, 용융 슬래그의 유동성이 나쁘고, 용융 슬래그가 끓어오르는 경향을 보이는 경우, 노열 상태가 과다하다고 판단할 수 있다. 노열 판단부(500)는, 용융 슬래그의 휘도가 중간으로 황백색인 상태이고, 용융 슬래그의 유동성이 좋은 경우, 노열 상태가 적절하다고 판단할 수 있다. 노열 판단부(500)는, 용융 슬래그의 휘도가 매우 낮은 상태이고, 용융 슬래그의 유동성이 나쁘며, 용융 슬래그의 표면이 응고하여 회갈색 또는 흑갈색으로 보이는 경우, 노열 상태가 낮다고 판단할 수 있다.
상술한 용융 슬래그의 유동 상태에 따른 노열 판단부(500)의 노열 상태 판단은 판단의 일례이며, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 노열 판단부(500)는 시간의 흐름에 따라 응고부(200)의 일 지점에서 촬영된 응고된 용선 및 슬래그의 복수의 이미지들인 제2 이미지와 제2 이미지와 함께 저장된 고로(10)의 노열인 온도값과의 상관성을 딥 러닝(deep learning)에 의해 분석하여 노열 상태를 판단할 수 있다.
일례로, 노열 판단부(500)는 제2 이미지에 표시된 응고된 용선 및 슬래그의 응고 표면 및 파단면을 기초하여 고로(10)의 노열 상태를 판단할 수 있다.
구체적으로, 노열 판단부(500)는 응고된 용선의 응고 표면 및 파단면의 상태로 고로(10)의 노열 상태를 판단한다. 노열 판단부(500)는, 응고된 용선의 응고 표면 전체가 둥글게 솟아오른 상태이고, 응고된 용선의 파단면이 매끄럽게 보이는 경우, 노열 상태가 과다하다고 판단할 수 있다. 노열 판단부(500)는, 응고된 용선의 응고 표면이 거칠고 기공이 많은 상태이고, 응고된 용선의 파단면이 희고 중앙에 작은 흑연결정이 보이는 경우, 노열 상태가 적절하다고 판단할 수 있다. 노열 판단부(500)는, 응고된 용선의 응고 표면의 중앙이 오목하게 들어간 상태이고, 응고된 용선의 파단면의 외관이 거칠게 보이는 경우, 노열 상태가 낮다고 판단할 수 있다.
상술한 응고된 용선의 상태에 따른 노열 판단부(500)의 노열 상태 판단은 판단의 일례이며, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 노열 판단부(500)는 응고된 슬래그의 응고 표면 및 파단면의 상태로 고로(10)의 노열 상태를 판단한다. 노열 판단부(500)는, 응고된 슬래그의 응고 표면에 회백색의 거친 기공이 보이고, 응고된 슬래그의 파단면의 주변이 회백색이고 거친 기공이 보이는 경우, 노열 상태가 과다하다고 판단할 수 있다. 노열 판단부(500)는, 응고된 슬래그의 응고 표면이 회백색에서 담갈색으로 보이고, 응고된 슬래그의 파단면의 중앙이 회색이고 주변이 청갈색으로 보이는 경우, 노열 상태가 적절하다고 판단할 수 있다. 노열 판단부(500)는, 응고된 슬래그의 응고 표면이 암갈색 또는 흑갈색 내지 흑색으로 보이고, 응고된 슬래그의 파단면 전체가 흑갈색으로 보이는 경우, 노열 상태가 낮다고 판단할 수 있다.
상술한 응고된 슬래그의 상태에 따른 노열 판단부(500)의 노열 상태 판단은 판단의 일례이며, 이에 한정되지는 않는다.
이와 같이, 노열 판단부(500)는 제1 이미지 및 제2 이미지를 이용해 용선과 용융 슬래그 및 응고된 용선과 슬래그 각각을 개별적으로 판단 및 종합하여 고로(10)의 노열 상태를 판단할 수 있다.
이상과 같이, 일 실시예에 따른 노열 판단 장치(1000)에 의한 고로(10)의 연속적인 노열 상태 판단에 근거하여, 고로(10)의 노열 상태가 적절한 상태가 되도록 고로(10)를 제어할 수 있다.
즉, 설정된 노열 유지를 위해, 고로(10)의 노열 상태를 판단하는 노열 판단 장치(1000)가 제공된다.
이하, 도 2를 참조하여 다른 실시예에 따른 노열 판단 방법을 설명한다. 다른 실시예에 따른 노열 판단 방법은 상술한 일 실시예에 따른 노열 판단 장치를 이용해 수행할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
도 2는 다른 실시예에 따른 노열 판단 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2를 참조하면, 우선, 고로로부터 배출되는 용선 및 용융 슬래그를 제1 이미지로 촬영한다(S100).
구체적으로, 제1 카메라를 이용해 고로로부터 배출되는 용선 및 용융 슬래그를 제1 이미지로 촬영한다. 제1 이미지는 시간의 흐름에 따라 고로의 출선구와 연결된 탕도의 일 지점에서 촬영된 용선 및 용융 슬래그의 복수의 이미지들일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
다음, 용선 및 용융 슬래그의 일부를 응고한다(S200).
구체적으로, 일정한 응고 속도를 유지할 수 있는 응고부로 용선 및 용융 슬래그의 일부를 분기하여 응고한다.
다음, 응고된 용선 및 슬래그를 제2 이미지로 촬영한다(S300).
구체적으로, 제2 카메라를 이용해 응고부에서 응고된 용선 및 슬래그를 제2 이미지로 촬영한다. 제2 이미지는 시간의 흐름에 따라 응고부의 일 지점에서 촬영된 응고된 용선 및 슬래그의 복수의 이미지들일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
다음, 제1 이미지 및 제2 이미지를 분석하여 고로의 노열 상태를 판단한다(S400).
구체적으로, 노열 판단부를 이용해 제1 이미지 및 제2 이미지가 촬영된 시간에 대응하여 별도의 측정 수단에 의해 측정된 고로의 노열인 온도값이 저장된 제1 이미지 및 제2 이미지를 분석하여 고로의 노열 상태를 판단한다.
시간의 흐름에 따라 탕도의 일 지점에서 촬영된 용선 및 용융 슬래그의 복수의 이미지들인 제1 이미지와 제1 이미지와 함께 저장된 고로의 노열인 온도값과의 상관성을 군집화하거나 분류에 의해 분석하여 노열 상태를 판단할 수 있다.
일례로, 제1 이미지에 표시된 용선 및 용융 슬래그의 휘도, 유동성, 불꽃의 형태를 기초하여 고로의 노열 상태를 판단할 수 있다.
구체적으로, 용선의 유동 상태로 노열 상태를 판단한다. 용선의 휘도가 높아 백색인 상태이고, 용선의 유동성이 낮아 탕도에 부착하는 경향이 보이며, 용선의 불꽃이 흑연탄소 등이 비산하여 대형의 불꽃으로 보이는 경우, 노열 상태가 과다하다고 판단할 수 있다. 용선의 휘도가 높은 상태이고, 용선의 유동성이 높고, 용선의 불꽃이 짧고 소형의 불꽃으로 보이는 경우, 노열 상태가 적절하다고 판단할 수 있다. 용선의 휘도가 낮은 상태이고, 용선의 유동성이 양호하고, 용선의 불꽃이 담적색의 작은 불꽃으로 보이는 경우, 노열 상태가 낮다고 판단할 수 있다.
상술한 용선의 유동 상태에 따른 노열 상태 판단은 판단의 일례이며, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 용융 슬래그의 유동 상태로 고로의 노열 상태를 판단한다. 용융 슬래그의 휘도가 높아 백색인 상태이고, 용융 슬래그의 유동성이 나쁘고, 용융 슬래그가 끓어오르는 경향을 보이는 경우, 노열 상태가 과다하다고 판단할 수 있다. 용융 슬래그의 휘도가 중간으로 황백색인 상태이고, 용융 슬래그의 유동성이 좋은 경우, 노열 상태가 적절하다고 판단할 수 있다. 용융 슬래그의 휘도가 매우 낮은 상태이고, 용융 슬래그의 유동성이 나쁘며, 용융 슬래그의 표면이 응고하여 회갈색 또는 흑갈색으로 보이는 경우, 노열 상태가 낮다고 판단할 수 있다.
상술한 용융 슬래그의 유동 상태에 따른 노열 상태 판단은 판단의 일례이며, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 시간의 흐름에 따라 응고부의 일 지점에서 촬영된 응고된 용선 및 슬래그의 복수의 이미지들인 제2 이미지와 제2 이미지와 함께 저장된 고로의 노열인 온도값과의 상관성을 군집화하거나 분류에 의해 분석하여 노열 상태를 판단할 수 있다.
일례로, 제2 이미지에 표시된 응고된 용선 및 슬래그의 응고 표면 및 파단면을 기초하여 고로의 노열 상태를 판단할 수 있다.
구체적으로, 응고된 용선의 응고 표면 및 파단면의 상태로 고로의 노열 상태를 판단한다. 응고된 용선의 응고 표면 전체가 둥글게 솟아오른 상태이고, 응고된 용선의 파단면이 매끄럽게 보이는 경우, 노열 상태가 과다하다고 판단할 수 있다. 응고된 용선의 응고 표면이 거칠고 기공이 많은 상태이고, 응고된 용선의 파단면이 희고 중앙에 작은 흑연결정이 보이는 경우, 노열 상태가 적절하다고 판단할 수 있다. 응고된 용선의 응고 표면의 중앙이 오목하게 들어간 상태이고, 응고된 용선의 파단면의 외관이 거칠게 보이는 경우, 노열 상태가 낮다고 판단할 수 있다.
상술한 응고된 용선의 상태에 따른 노열 상태 판단은 판단의 일례이며, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 응고된 슬래그의 응고 표면 및 파단면의 상태로 고로의 노열 상태를 판단한다. 응고된 슬래그의 응고 표면에 회백색의 거친 기공이 보이고, 응고된 슬래그의 파단면의 주변이 회백색이고 거친 기공이 보이는 경우, 노열 상태가 과다하다고 판단할 수 있다. 응고된 슬래그의 응고 표면이 회백색에서 담갈색으로 보이고, 응고된 슬래그의 파단면의 중앙이 회색이고 주변이 청갈색으로 보이는 경우, 노열 상태가 적절하다고 판단할 수 있다. 응고된 슬래그의 응고 표면이 암갈색 또는 흑갈색 내지 흑색으로 보이고, 응고된 슬래그의 파단면 전체가 흑갈색으로 보이는 경우, 노열 상태가 낮다고 판단할 수 있다.
상술한 응고된 슬래그의 상태에 따른 노열 상태 판단은 판단의 일례이며, 이에 한정되지는 않는다.
이와 같이, 제1 이미지 및 제2 이미지를 이용해 용선과 용융 슬래그 및 응고된 용선과 슬래그 각각을 개별적으로 판단 및 종합하여 고로의 노열 상태를 판단할 수 있다.
이상과 같이, 다른 실시예에 따른 노열 판단 방법에 의한 고로의 연속적인 노열 상태 판단에 근거하여, 고로의 노열 상태가 적절한 상태가 되도록 고로를 제어할 수 있다.
즉, 설정된 노열 유지를 위해, 고로의 노열 상태를 판단하는 노열 판단 방법이 제공된다.
본 이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
고로(10), 제1 카메라(100), 응고부(200), 제2 카메라(300), 데이터 저장부(400), 노열 판단부(500)
Claims (7)
- 고로로부터 배출되는 용선 및 용융 슬래그를 제1 이미지로 촬영하는 제1 카메라;
상기 용선 및 용융 슬래그의 일부를 응고하는 응고부;
상기 응고부에서 응고된 용선 및 슬래그를 제2 이미지로 촬영하는 제2 카메라; 및
상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지를 분석하여 상기 고로의 노열 상태를 판단하는 노열 판단부
를 포함하는 노열 판단 장치. - 제1항에서,
상기 제1 카메라 및 상기 제2 카메라와 연결되어 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지를 저장하며, 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지를 상기 노열 판단부로 제공하는 데이터 저장부를 더 포함하는 노열 판단 장치. - 제1항에서,
상기 노열 판단부는 상기 제1 이미지에 표시된 상기 용선 및 용융 슬래그의 휘도, 유동성, 불꽃의 형태를 기초하여 상기 고로의 노열 상태를 판단하는 노열 판단 장치. - 제1항에서,
상기 노열 판단부는 상기 제2 이미지에 표시된 상기 응고된 용선 및 슬래그의 응고 표면 및 파단면을 기초하여 상기 고로의 노열 상태를 판단하는 노열 판단 장치. - 고로로부터 배출되는 용선 및 용융 슬래그를 제1 이미지로 촬영하는 단계;
상기 용선 및 용융 슬래그의 일부를 응고하는 단계;
응고된 용선 및 슬래그를 제2 이미지로 촬영하는 단계; 및
상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지를 분석하여 상기 고로의 노열 상태를 판단하는 단계
를 포함하는 노열 판단 방법. - 제5항에서,
상기 고로의 노열 상태를 판단하는 단계는 상기 제1 이미지에 표시된 상기 용선 및 용융 슬래그의 휘도, 유동성, 불꽃의 형태를 기초하여 수행하는 노열 판단 방법. - 제5항에서,
상기 고로의 노열 상태를 판단하는 단계는 상기 제2 이미지에 표시된 상기 응고된 용선 및 슬래그의 응고 표면 및 파단면을 기초하여 수행하는 노열 판단 방법.
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