KR102387984B1 - Electric furnace dust collecting system - Google Patents

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KR102387984B1
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이광현
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(주)에어릭스
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Abstract

An electric furnace dust collection system according to one aspect of the present invention detects combustion gas leaking inside an electric furnace during melting operation by an IoT sensor unit installed on a hood of an upper part of the electric furnace and transmits measured sensing data to an auxiliary control unit through an IoT network, so that the auxiliary control unit requests control to the main control unit to collect the gas leaking through the hood for dust collection.

Description

전기로 집진 시스템 {ELECTRIC FURNACE DUST COLLECTING SYSTEM}Electric Furnace Dust Collecting System {ELECTRIC FURNACE DUST COLLECTING SYSTEM}

본 발명은 전기로에서 발생되는 연소가스를 집진하는 기술에 관한 것이다The present invention relates to a technology for collecting combustion gas generated in an electric furnace.

전기로는 전기를 사용하여 발생시키는 열로 금속을 녹여 철강을 만들어내는 노이다. 전기로는 가열방식에 따라 저항로, 아크로, 유도로, 전자빔로 등으로 분류할 수 있다. 이중 아크로가 공업용 즉, 제강용으로 많이 사용된다. 아크로는 고전압이 걸린 전극에서 발생하는 아크방전의 열로 전기로 내부의 고철 등을 가열하여 용해한다.An electric furnace is a furnace that produces steel by melting metal with the heat generated by using electricity. Electric furnaces can be classified into resistance furnaces, arc furnaces, induction furnaces, electron beam furnaces, etc. according to the heating method. The double arc furnace is widely used for industrial purposes, that is, for steelmaking. The arc furnace heats and melts the scrap iron inside the electric furnace with the heat of arc discharge generated from the high-voltage electrode.

아크로는 고철을 장입할 때, 용해할 때, 출강할 때 연소가스를 발생시킨다. 이 연소가스는 분진과 가스를 포함하고 있다. 전기로에서 배출되는 연소가스는 다양의 유해물질을 포함하고 있어 그대로 배출하게 되면 심각한 환경 공해를 유발시킨다. 따라서, 전기로에는 집진 설비가 설치되어 있으며, 연소가스는 집진 설비를 이용하여 분진이 제거된 후 정화된 공기로 배출된다.The arc furnace generates combustion gas when scrap iron is charged, melted, and tapped. This combustion gas contains dust and gas. The combustion gas emitted from the electric furnace contains various harmful substances, and if discharged as it is, it causes serious environmental pollution. Accordingly, a dust collecting facility is installed in the electric furnace, and the combustion gas is discharged as purified air after dust is removed using the dust collecting facility.

전기로 집진 설비는 작업 상황에 따라 집진 방법을 달리 운용한다. 예를 들어, 고철을 전기로에 장입할 때는 전기로 상부에서 포집하여 집진하고, 장입 후 통전하여 고철을 용해시킬 때는 전기로로부터 직접 흡인하는 직인 집진을 수행한다.Electric furnace dust collection equipment operates differently according to the work situation. For example, when the scrap iron is charged into the electric furnace, the dust is collected by collecting it from the top of the electric furnace, and when the scrap iron is melted by energizing after charging, direct dust collection is performed by directly suctioning from the electric furnace.

하지만, 전기로 용해 작업에 대하여 직인 집진을 수행할 때 전기로 뚜껑(lid) 사이로 누출되는 경우가 발생하는 경우가 있다. 이때, 누출된 연소가스는 사람이 육안으로 확인하여 백필터 가동량을 늘리고 집진팬의 속도를 증가시켜 전기로 상부의 후드를 통해 포집한다. 따라서, 현재는 작업자가 계속하여 누출 여부를 모니터링하며 대응하여야 하는 불편함이 있으며, 작업자가 놓치는 경우 연소가스가 포집되지 않고 외부로 유출되는 위험이 있다.However, there is a case in which leakage through the lid (lid) of the electric furnace occurs when performing direct dust collection with respect to the electric furnace melting operation. At this time, the leaked combustion gas is visually inspected and collected through the hood at the top of the electric furnace by increasing the operation amount of the bag filter and increasing the speed of the dust collecting fan. Therefore, at present, there is an inconvenience in that the operator continuously monitors and responds to leakage, and if the operator misses it, there is a risk that the combustion gas is not collected and leaked to the outside.

본 발명은 전기로 내부에서 금속을 용해하는 공정에 대한 직인 집진 수행 시 전기로 뚜껑 사이로 누출되는 연소가스를 작업자의 개입 없이 자동으로 감지하여 전기로 상부의 후드를 통해 누출되는 연소가스를 포집하여 집진할 수 있는 전기로 집진 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention automatically detects the combustion gas leaking through the lid of the electric furnace without operator intervention when performing direct dust collection for the process of melting metal inside the electric furnace, and collects the combustion gas leaking through the hood at the top of the electric furnace. An object of the present invention is to provide an electric furnace dust collection system that can do this.

본 발명의 일 양상에 따르는 전기로 집진 시스템은 집진팬과, 집진 덕트부를 통해 인입되는 연소가스를 집진 하기 위해 다수의 백필터 모듈을 포함하는 집진부와, 일단이 전기로 상부의 후드와 연결되고 타단이 집진 덕트부와 연결되는 메인 덕트부와, 일단이 전기로 연소가스 배출구와 연결되고 타단이 집진 덕트부와 연결되는 직인 덕트부와, 전기로 작업 상황에 따라 각 덕트부 댐퍼의 개폐와 집진팬의 속도를 제어하는 주 제어부를 포함하고, IoT 센서부와 보조 제어부를 더 포함한다.An electric furnace dust collection system according to an aspect of the present invention includes a dust collecting fan, a dust collecting unit including a plurality of bag filter modules for collecting combustion gas introduced through a dust collecting duct, and one end is connected to the hood of the upper part of the electric furnace and the other end A main duct part connected to the dust collecting duct part, a direct duct part having one end connected to the combustion gas outlet of the electric furnace and the other end connected to the dust collecting duct part, and opening and closing of each duct damper and dust collecting fan according to the working situation of the electric furnace It includes a main control unit for controlling the speed of the IoT sensor unit and further includes an auxiliary control unit.

IoT 센서부는 전기로 상부에 위치하는 후드에 설치되어 연소가스를 감지한다.The IoT sensor unit is installed in the hood located above the electric furnace to detect combustion gas.

보조 제어부는 IoT 센서부로부터 수신되는 센싱 데이터에 따라 메인 덕트부 댐퍼의 개폐 제어와, 집진팬의 속도 제어를 주 제어부에 요청한다.The auxiliary control unit requests the main control unit to control the opening/closing of the main duct damper and speed control of the dust collecting fan according to the sensing data received from the IoT sensor unit.

발명의 양상에 따라서는 IoT 센서부는 후드로 유입되는 연소가스의 온도를 측정하는 온도 센서를 포함하거나 연소가스의 분진 농도를 측정하는 먼지 센서를 포함할 수 있으며, 온도 센서와 먼지 센서 둘 다 포함할 수 있다.According to an aspect of the invention, the IoT sensor unit may include a temperature sensor for measuring the temperature of the combustion gas flowing into the hood or a dust sensor for measuring the dust concentration of the combustion gas, and may include both a temperature sensor and a dust sensor. can

본 발명의 전기로 집진 시스템은 전기로의 용해 작업에 따라 주 제어부가 직인 덕트부 댐퍼를 개방 제어하고 집진팬을 제1 속도로 구동시키는 경우 IoT 센서부의 먼지 센서로부터 수신한 분진 농도가 설정된 기준 농도보다 크고 IoT 센서부의 온도 센서로부터 수신한 온도가 기준 온도 이하이면 보조 제어부는 주 제어부에 메인 덕트부 댐퍼가 개방되도록 제어 요청하고 집진팬의 속도가 제2 속도로 구동되도록 제어 요청할 수 있다.In the electric furnace dust collection system of the present invention, when the main control unit opens the direct duct damper according to the melting operation of the electric furnace and drives the dust collecting fan at the first speed, the dust concentration received from the dust sensor of the IoT sensor unit is higher than the set reference concentration If it is large and the temperature received from the temperature sensor of the IoT sensor unit is below the reference temperature, the auxiliary control unit may request the main control unit to control the main duct unit damper to open and control the speed of the dust collecting fan to be driven at the second speed.

본 발명의 전기로 집진 시스템은 전기로의 용해 작업에 따라 주 제어부가 직인 덕트부 댐퍼를 개방 제어하고 집진팬을 제1 속도로 구동시키는 경우 IoT 센서부의 먼지 센서로부터 수신한 분진 농도가 설정된 기준 농도보다 크고 IoT 센서부의 온도 센서로부터 수신한 온도가 기준 온도보다 크면 보조 제어부는 주 제어부에 메인 덕트부 댐퍼가 개방되도록 제어 요청하고 집진팬의 속도가 제3 속도로 구동되도록 제어 요청할 수 있다.In the electric furnace dust collection system of the present invention, when the main control unit opens the direct duct damper according to the melting operation of the electric furnace and drives the dust collecting fan at the first speed, the dust concentration received from the dust sensor of the IoT sensor unit is higher than the set reference concentration If it is large and the temperature received from the temperature sensor of the IoT sensor unit is greater than the reference temperature, the auxiliary control unit may request the main control unit to control the main duct unit damper to open and control the speed of the dust collecting fan to be driven at the third speed.

본 발명의 추가적 양상에 따르면 전기로 집진 시스템은 직인 덕트부에 하나 이상 설치되는 IoT 온도 센서와, 집진 덕트부에 하나 이상 설치되는 IoT 온도 센서를 더 포함할 수 있다.According to a further aspect of the present invention, the electric furnace dust collecting system may further include one or more IoT temperature sensors installed in the direct duct and one or more IoT temperature sensors installed in the dust collecting duct.

본 발명의 전기로 집진 시스템에 의하면 전기로 내부에서 금속을 용해하는 공정에 대한 직인 집진 수행 시 전기로 뚜껑 사이로 누출되는 연소가스를 작업자의 개입 없이 자동으로 감지하여 전기로 상부의 후드를 통해 누출되는 연소가스를 포집하여 집진할 수 있다.According to the electric furnace dust collection system of the present invention, when performing direct dust collection for the process of dissolving metal in the electric furnace, combustion gas leaking through the lid of the electric furnace is automatically detected without operator intervention and leaked through the hood at the top of the electric furnace. Combustion gas can be collected and dust collected.

도 1은 종래기술의 전기로 집진 시스템에 대한 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전기로 집진 시스템에 대한 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전기로 집진 시스템의 제어 기능에 대한 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전기로 집진 시스템의 제어 절차의 예시를 도시한 것이다.1 is a schematic configuration diagram of a prior art electric furnace dust collecting system.
2 is a schematic configuration diagram of an electric furnace dust collecting system according to the present invention.
3 is a block diagram of a control function of the electric furnace dust collecting system according to the present invention.
Figure 4 shows an example of the control procedure of the electric furnace dust collecting system according to the present invention.

전술한, 그리고 추가적인 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명하는 실시 예들을 통해 구체화된다. 각 실시 예들의 구성 요소들은 다른 언급이나 상호간에 모순이 없는 한 실시 예 내에서 다양한 조합이 가능한 것으로 이해된다. 블록도의 각 블록은 어느 경우에 있어서 물리적인 부품을 표현할 수 있으나 또 다른 경우에 있어서 하나의 물리적인 부품의 기능의 일부 혹은 복수의 물리적인 부품에 걸친 기능의 논리적인 표현일 수 있다. 때로는 블록 혹은 그 일부의 실체는 프로그램 명령어들의 집합(set)일 수 있다. 이러한 블록들은 전부 혹은 일부가 하드웨어, 소프트웨어 혹은 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다.The foregoing and additional aspects are embodied through embodiments described with reference to the accompanying drawings. It is understood that various combinations of elements of each embodiment are possible within the embodiments as long as there is no contradiction between them or other mentions. Each block in the block diagram may represent a physical part in some cases, but in other cases may be a part of the function of one physical part or a logical representation of a function across a plurality of physical parts. Sometimes a block or part of an entity may be a set of program instructions. All or a part of these blocks may be implemented by hardware, software, or a combination thereof.

도 1은 종래기술의 전기로 집진 시스템에 대한 개략적인 구성도이다. 도 1에 도시된 것과 같이 전기로 집진 시스템은 집진팬(160)과, 집진 덕트부(140)와, 집진부(150)와, 메인 덕트부(120)와, 직인 덕트부(130)와, 주 제어부(100)를 포함할 수 있다.1 is a schematic configuration diagram of a prior art electric furnace dust collecting system. As shown in FIG. 1, the electric furnace dust collection system includes a dust collecting fan 160, a dust collecting duct 140, a dust collecting unit 150, a main duct 120, a direct duct 130, and a main The control unit 100 may be included.

집진 덕트부(140)는 일단이 메인 덕트부(120) 및 직인 덕트부(130)와 모두 연결되고 타단이 집진부(150)의 인렛(inlet)에 연결되어 메인 덕트부(120) 및 직인 덕트부(130)를 통해 이동된 연소가스를 집진부(150)로 이동시키는 연결 통로이다.The dust collecting duct unit 140 has one end connected to both the main duct unit 120 and the direct duct unit 130 and the other end is connected to the inlet of the dust collecting unit 150 to the main duct unit 120 and the direct duct unit. It is a connecting passage for moving the combustion gas moved through 130 to the dust collecting unit 150 .

집진부(150)는 집진 덕트부(140)와 연결된 인렛을 통해 인입되는 연소가스를 집진하는 다수의 백필터 모듈을 포함한다.The dust collecting unit 150 includes a plurality of bag filter modules for collecting the combustion gas introduced through the inlet connected to the dust collecting duct unit 140 .

집진팬(160)은 집진부(150)와 스택(190) 사이에 위치하여 주 제어부(100)의 제어에 따라 구동속도를 달리하며 구동되며, 회전 시 전기로(110)에서 발생되는 연소가스를 흡입하여 집진부(150)를 거쳐 스택(190)을 통해 배출되도록 한다. 집진팬(160)은 전기로(110)로부터 직접 포집하는 직인덕트부를 통해 집진하는 경우에는 제1 속도로 구동되며, 전기로 상부의 후드(300)를 통해 포집하여 메인 덕트부(120)를 통해 집진하는 경우에는 제2 속도 또는 제3 속도로 구동될 수 있다. 이때, 제3 속도가 가장 빠르게 구동되는 속도이며 제1 속도가 가장 느리게 구동되는 속도이다.The dust collecting fan 160 is located between the dust collecting unit 150 and the stack 190 and driven at different driving speeds according to the control of the main controller 100 , and sucks combustion gas generated from the electric furnace 110 when rotating. to be discharged through the stack 190 through the dust collecting unit 150 . The dust collecting fan 160 is driven at the first speed when collecting dust through the direct induction duct that collects directly from the electric furnace 110 , collects it through the hood 300 at the top of the electric furnace and collects it through the main duct 120 . In the case of dust collection, it may be driven at the second speed or the third speed. In this case, the third speed is the fastest driving speed and the first speed is the slowest driving speed.

전기로 상부에는 전기로(110) 외부로 발생되는 연소가스를 포집하는 후드(300)가 위치한다. 이때의 후드(300)의 종류는 제한이 없으나 일반적으로 캐노피 후드가 사용되는 것이 바람직하다.A hood 300 for collecting combustion gas generated outside the electric furnace 110 is positioned above the electric furnace. At this time, the type of the hood 300 is not limited, but it is generally preferable to use a canopy hood.

메인 덕트부(120)는 일단이 전기로 상부의 캐노피 후드(300)와 연결되고 타단이 집진 덕트부(140)에 연결되어 캐노피 후드(300)를 통해 포집된 연소가스를 집진 덕트부(140)를 통해 집진부(150)로 이동시키는 연결 통로이다.One end of the main duct unit 120 is connected to the canopy hood 300 of the upper part of the electric furnace and the other end is connected to the dust collecting duct unit 140 to collect the combustion gas collected through the canopy hood 300. The dust collecting duct unit 140 It is a connecting passage that moves to the dust collecting unit 150 through the .

전기로(110)에 고철 등의 원료 장입 시 고철에 부착된 이물질들이 고온에 의해 분해되어 발생되는 분진 및 연소가스가 전기로 상부의 캐노피 후드(300)와 메인 덕트부(120)를 통해 집진부(150)로 이동되며, 또한 전기로(110)에서 용선 출강 시에 발생되는 분진 및 연소가스가 전기로 상부의 캐노피 후드(300)와 메인 덕트부(120)를 통해 집진부(150)로 이동된다.When raw materials such as scrap iron are charged into the electric furnace 110, dust and combustion gases generated by decomposing foreign substances attached to scrap iron by high temperature are collected through the canopy hood 300 and the main duct 120 at the top of the electric furnace through the dust collecting unit ( 150), and also the dust and combustion gas generated when the molten iron is tapped in the electric furnace 110 are moved to the dust collecting unit 150 through the canopy hood 300 and the main duct unit 120 above the electric furnace.

직인 덕트부(130)는 일단이 전기로(110)의 연소가스 배출구와 연결되고 타단이 집진 덕트부(140)와 연결되며 전기로(110)에 직접 연결된 직인라인에서 포집된 연소가스가 냉각장치를 거쳐 냉각된 후 집진 덕트부(140)를 통해 집진부(150)로 이동된다. 직인 덕트부(130)는 전기로(110)를 통전하여 고철을 녹이는 과정에서 발생되는 분진 및 연소가스를 포집하여 이동시킨다. One end of the direct duct unit 130 is connected to the combustion gas outlet of the electric furnace 110 , the other end is connected to the dust collecting duct unit 140 , and the combustion gas collected in the direct line connected directly to the electric furnace 110 is a cooling device After being cooled through the , it is moved to the dust collecting unit 150 through the dust collecting duct 140 . The direct duct 130 collects and moves the dust and combustion gas generated in the process of melting the scrap metal by energizing the electric furnace 110 .

주 제어부(100)는 전기로 집진 시스템의 운전을 제어하는 장치로 특히 전기로 작업 상황에 따라 각 덕트부 댐퍼의 개폐와 집진팬(160)의 속도를 제어한다. 주 제어부(100)는 공장과 같은 산업 현장에서 많이 사용되는 PLC(Programmable Logic Controller) 장치일 수 있다. 전기로 집진 시스템의 설치 크기에 따라 주 제어부(100)는 소형 PLC인 일체형 PLC이거나 모듈형 PLC일 수 있다.The main control unit 100 is a device for controlling the operation of the electric furnace dust collecting system, and in particular, controls the opening and closing of each duct damper and the speed of the dust collecting fan 160 according to the electric furnace work situation. The main control unit 100 may be a PLC (Programmable Logic Controller) device that is widely used in industrial sites such as factories. Depending on the installation size of the electric furnace dust collecting system, the main control unit 100 may be a small PLC, an integrated PLC, or a modular PLC.

캐노피 후드(300)를 통해 포집하여 집진하는 경우 주 제어부(100)는 백필터를 전부 가동하도록 제어하고 집진팬(160)이 제2 속도 또는 제3 속도로 구동되도록 제어시킨다. 이때, 주 제어부(100)는 메인 덕트부 댐퍼를 개방하도록 제어하고 직인 덕트부 댐퍼는 폐쇄하도록 제어한다. In the case of collecting and collecting dust through the canopy hood 300 , the main control unit 100 controls the entire bag filter to operate and controls the dust collecting fan 160 to be driven at a second speed or a third speed. At this time, the main control unit 100 controls to open the main duct damper and controls the direct duct damper to close.

직인라인을 포집하여 집진하는 경우 주 제어부(100)는 백필터를 일부만 가동하도록 제어하고 집진팬(160)이 제1 속도로 구동되도록 제어시킨다. 이때, 주 제어부(100)는 메인 덕트부 댐퍼를 폐쇄하도록 제어하고 직인 덕트부 댐퍼는 개방하도록 제어한다. 다만, 전기로 뚜껑(lid) 틈으로 연소가스가 누출되는 경우 작업자가 이를 인지하여 수동으로 메인 덕트부 댐퍼를 개방시키고 집진팬(160)의 속도를 제2 속도 또는 제3 속도로 구동시킬 수도 있다.In the case of collecting and collecting the direct line, the main control unit 100 controls the bag filter to partially operate and controls the dust collecting fan 160 to be driven at the first speed. At this time, the main control unit 100 controls to close the main duct damper and controls the direct duct damper to open. However, when the combustion gas leaks through the gap in the lid of the electric furnace, the operator recognizes this and manually opens the main duct damper and drives the dust collecting fan 160 at the second speed or the third speed. .

전기로 집진 시스템은 냉각 공기 공급부를 더 포함할 수 있다. 주 제어부(100)는 캐노피 후드(300)로 포집되는 연소가스를 냉각시키기 위하여 냉각 공기 공급부의 댐퍼를 개방 제어할 수 있다.The electric furnace dust collecting system may further include a cooling air supply. The main control unit 100 may control the opening of the damper of the cooling air supply unit to cool the combustion gas collected by the canopy hood 300 .

도 2는 본 발명에 따른 전기로 집진 시스템에 대한 개략적인 구성도이다. 본 발명의 일 양상에 따르는 전기로 집진 시스템은 집진팬(160)과, 집진 덕트부(140)와 연결된 인렛을 통해 인입되는 연소가스를 집진하는 다수의 백필터 모듈을 포함하는 집진부(150)와, 일단이 전기로 상부의 후드(300)와 연결되고 타단이 집진 덕트부(140)와 연결되는 메인 덕트부(120)와, 일단이 전기로 연소가스 배출구와 연결되고 타단이 집진 덕트부(140)와 연결되는 직인 덕트부(130)와, 전기로 작업 상황에 따라 각 덕트부 댐퍼의 개폐와 집진팬(160)의 속도를 제어하는 주 제어부(100)를 포함하고, IoT 센서부(180)와 보조 제어부(170)를 더 포함한다.2 is a schematic configuration diagram of an electric furnace dust collecting system according to the present invention. The electric furnace dust collecting system according to an aspect of the present invention includes a dust collecting fan 160 and a dust collecting unit 150 including a plurality of bag filter modules for collecting combustion gas introduced through an inlet connected to the dust collecting duct unit 140 and , one end is connected to the hood 300 of the upper part of the electric furnace and the other end is connected to the dust collecting duct unit 140, the main duct unit 120, and one end is connected to the combustion gas outlet of the electric furnace and the other end is the dust collecting duct unit 140 ) connected to the direct duct unit 130, and the main control unit 100 for controlling the opening and closing of each duct damper and the speed of the dust collecting fan 160 according to the electric furnace operation situation, and the IoT sensor unit 180. and an auxiliary control unit 170 .

본 발명에 따른 전기로 집진 시스템의 집진팬(160)과, 집진 덕트부(140)와, 집진부(150)와, 메인 덕트부(120)와, 직인 덕트부(130)와, 주 제어부(100) 등은 앞서 설명한 것과 동일하다.The dust collecting fan 160, the dust collecting duct 140, the dust collecting unit 150, the main duct unit 120, the direct duct unit 130, and the main control unit 100 of the electric furnace dust collecting system according to the present invention ) are the same as described above.

IoT 센서부(180)는 도 2에 도시된 것과 같이 전기로 상부에 위치하는 후드(300)에 설치되어 연소가스를 감지한다. IoT 센서부(180)는 센서 모듈과 IoT 통신 모듈이 결합된 장치로 센서 모듈이 측정한 데이터를 IoT 통신 모듈이 IoT 통신을 통해 전송한다.The IoT sensor unit 180 is installed in the hood 300 positioned above the electric furnace as shown in FIG. 2 to detect combustion gas. The IoT sensor unit 180 is a device in which a sensor module and an IoT communication module are combined, and the IoT communication module transmits data measured by the sensor module through IoT communication.

이때 사용되는 IoT 네트워크 유형은 제한이 없으나 저전력 광역 네트워크(LPWAN)가 사용되는 것이 바람직하다. 저전력 광역 네트워크의 예로 LoRa, 4G LTE IoT, 5G IoT, NB-IoT, LTE Cat-M, Sigfox 등이 사용될 수 있다. 전기로 집진 시스템의 설치 크기에 따라 BLE, Z-Wave, Zigbee 등의 저전력 단거리 네트워크 또한 사용될 수 있다.There is no limitation on the type of IoT network used at this time, but a low-power wide area network (LPWAN) is preferably used. Examples of low-power wide area networks may include LoRa, 4G LTE IoT, 5G IoT, NB-IoT, LTE Cat-M, Sigfox, and the like. Low-power short-range networks such as BLE, Z-Wave, and Zigbee may also be used depending on the size of the installation of the electric furnace dust collection system.

IoT 센서부(180)는 측정한 데이터를 설정된 주기로 IoT 게이트웨이 등으로 전송할 수 있다.The IoT sensor unit 180 may transmit the measured data to an IoT gateway or the like at a set period.

보조 제어부(170)는 IoT 센서부(180)로부터 직접 센싱 데이터를 수신하거나 IoT 게이트웨이를 통해 센싱 데이터를 수신한다. 보조 제어부(170)는 수신되는 센싱 데이터에 따라 메인 덕트부 댐퍼의 개폐 제어와, 집진팬(160)의 속도 제어를 주 제어부(100)에 요청한다.The auxiliary control unit 170 receives sensing data directly from the IoT sensor unit 180 or receives sensing data through an IoT gateway. The auxiliary control unit 170 requests the main control unit 100 to open/close the damper of the main duct and control the speed of the dust collecting fan 160 according to the received sensing data.

보조 제어부(170)는 프로세서와 메모리를 포함하는 컴퓨팅 장치일 수 있으며, 적어도 그 기능의 일부가 프로세서에서 실행되는 컴퓨터 프로그램 명령어 세트로 구성될 수 있다.The auxiliary control unit 170 may be a computing device including a processor and a memory, and at least a part of its functions may be configured as a set of computer program instructions executed by the processor.

본 발명의 일 양상에 따르면 IoT 센서부(180)는 온도 센서를 포함할 수 있다. 즉, IoT 센서부(180)의 센서 모듈이 캐노피 후드(300)로 유입되는 연소가스의 온도를 측정하는 온도 센서일 수 있다. 온도 센서의 종류는 제한이 없다. 전기로(110)의 용해 작업 중 전기로 뚜껑(lid)을 통해 유출되는 가스는 고온의 가스이므로 전기로 상부의 캐노피 후드(300)에 설치된 온도 센서가 이를 검출할 수 있다. 즉, 온도 센서를 통해 전기로(110)의 가스 유출을 검출할 수 있다.According to an aspect of the present invention, the IoT sensor unit 180 may include a temperature sensor. That is, the sensor module of the IoT sensor unit 180 may be a temperature sensor that measures the temperature of the combustion gas flowing into the canopy hood 300 . The type of temperature sensor is not limited. Since the gas flowing out through the electric furnace lid during the melting operation of the electric furnace 110 is a high temperature gas, a temperature sensor installed in the canopy hood 300 above the electric furnace may detect it. That is, it is possible to detect the gas outflow of the electric furnace 110 through the temperature sensor.

본 발명의 또 다른 양상에 따르면 IoT 센서부(180)는 먼지 센서를 포함할 수 있다. 즉, IoT 센서부(180)의 센서 모듈이 캐노피 후드(300)로 유입되는 연소가스 내의 먼지 농도를 측정하는 먼지 센서일 수 있다. 먼지 센서의 종류는 제한이 없다. 전기로(110)의 용해 작업 중 전기로 뚜껑(lid)을 통해 유출되는 가스에 포함된 먼지는 유출된 가스가 고온인 관계로 상부로 비산되므로 전기로 상부의 캐노피 후드(300)에 설치된 먼지 센서가 그 농도를 검출할 수 있다. 즉, 먼지 센서를 통해 전기로(110)의 가스 유출을 검출할 수 있다.According to another aspect of the present invention, the IoT sensor unit 180 may include a dust sensor. That is, the sensor module of the IoT sensor unit 180 may be a dust sensor that measures the concentration of dust in the combustion gas flowing into the canopy hood 300 . The type of dust sensor is not limited. Since the dust contained in the gas flowing out through the electric furnace lid during the melting operation of the electric furnace 110 is scattered to the upper part due to the high temperature of the leaked gas, the dust sensor installed in the canopy hood 300 at the upper part of the electric furnace can detect its concentration. That is, the gas leak from the electric furnace 110 may be detected through the dust sensor.

본 발명의 또 다른 양상에 따르면 IoT 센서부(180)는 먼지 센서와 온도 센서를 모두 포함할 수 있다. 즉, IoT 센서부(180)의 센서 모듈이 캐노피 후드(300)로 유입되는 연소가스 내의 먼지 농도를 측정하는 먼지 센서와 캐노피 후드(300)로 유입되는 연소가스의 온도를 측정하는 온도 센서를 모두 포함할 수 있다. 전기로(110)의 용해 작업 중 전기로 뚜껑(lid)을 통해 유출되는 가스는 고온이므로 먼지 센서가 오작동할 가능성이 있다. 이를 보완하여 먼지 센서와 함께 온도 센서가 사용될 수 있다. 또한, 온도 센서만 사용되는 경우 캐노피 후드(300)를 통해 포집하는 과정에서 먼지 농도는 여전히 높은데 온도만 떨어질 수 있어 이를 보완하기 위하여 먼지 센서가 함께 사용될 수 있다.According to another aspect of the present invention, the IoT sensor unit 180 may include both a dust sensor and a temperature sensor. That is, the sensor module of the IoT sensor unit 180 includes both a dust sensor for measuring the concentration of dust in the combustion gas flowing into the canopy hood 300 and a temperature sensor for measuring the temperature of the combustion gas flowing into the canopy hood 300 . may include Since the gas flowing out through the electric furnace lid during the melting operation of the electric furnace 110 is high temperature, there is a possibility that the dust sensor malfunctions. To compensate for this, a temperature sensor can be used together with a dust sensor. In addition, when only the temperature sensor is used, the dust concentration is still high in the process of collecting through the canopy hood 300 , but only the temperature may drop, so a dust sensor may be used together to compensate for this.

본 발명의 추가적 양상에 따르면 전기로 집진 시스템은 직인 덕트부(130)에 하나 이상 설치되는 IoT 온도 센서(181, 182)와, 집진 덕트부(140)에 하나 이상 설치되는 IoT 온도 센서(183)를 더 포함할 수 있다.According to an additional aspect of the present invention, the electric furnace dust collecting system includes one or more IoT temperature sensors 181 and 182 installed in the direct duct 130, and one or more IoT temperature sensors 183 installed in the dust collecting duct 140. may further include.

일 예로, 직인 덕트부(130)의 입구 측에 온도 센서(181)가 설치되고, 직인 덕트부(130)의 출구 측에 온도 센서(182)가 설치될 수 있고, 집진기 인렛 부근의 집진 덕트부(140)에 온도 센서(183)가 설치될 수 있다. 이때, 보조 제어부(170)는 캐노피 후드(300)에 설치된 온도 센서 및 먼지 센서로부터 수신한 데이터와, 직인 덕트부(130)에 설치된 온도 센서(181, 182)로부터 수신한 데이터와, 집진 덕트부(140)에 설치된 온도 센서(183)로부터 수신한 데이터로부터 전기로 집진 시스템의 작동 상황을 분석할 수 있다. 보조 제어부(170)는 해당 데이터들로부터 전기로 집진 시스템의 작동 상황을 분석하도록 미리 학습된 머신 러닝 모델일 수 있다.As an example, the temperature sensor 181 is installed on the inlet side of the straight duct 130 , the temperature sensor 182 may be installed on the outlet side of the straight duct 130 , and the dust collecting duct part near the dust collector inlet A temperature sensor 183 may be installed at 140 . At this time, the auxiliary control unit 170 includes data received from the temperature sensor and dust sensor installed in the canopy hood 300 , data received from the temperature sensors 181 and 182 installed in the seal duct unit 130 , and the dust collecting duct unit From the data received from the temperature sensor 183 installed in the 140 , the operation state of the electric furnace dust collecting system may be analyzed. The auxiliary control unit 170 may be a machine learning model trained in advance to analyze the operation state of the electric furnace dust collecting system from the corresponding data.

또한, 보조 제어부(170)는 각각의 IoT 센서들로부터 수신한 데이터를 분석하여 미리 학습된 머신 러닝 모델을 이용하여 전기로 집진 시스템이 설치된 공장 내 환경을 깨끗하게 유지하기 위해 필요한 제어값을 산출한 후 주 제어부(100)에 각 덕트부 댐퍼의 개폐 제어와, 집진팬(160)의 속도 제어와, 백필터의 가동 제어를 요청할 수 있다.In addition, the auxiliary control unit 170 analyzes the data received from each IoT sensor and calculates a control value necessary to keep the environment in the factory where the electric furnace dust collection system is installed clean using a machine learning model learned in advance. It is possible to request the main control unit 100 to control the opening and closing of each duct damper, control the speed of the dust collecting fan 160, and control the operation of the bag filter.

도 3은 본 발명에 따른 전기로 집진 시스템의 제어 기능에 대한 블록도이다. 본 발명에 따른 전기로 집진 시스템은 주 제어부(100)와 보조 제어부(170)를 포함한다. 3 is a block diagram of a control function of the electric furnace dust collecting system according to the present invention. The electric furnace dust collection system according to the present invention includes a main control unit 100 and an auxiliary control unit 170 .

주 제어부(100)는 메인 덕트부 댐퍼, 직인 덕트부 댐퍼, 집진팬(160) 등을 제어할 수 있는 PLC 제어기이다.The main controller 100 is a PLC controller capable of controlling the main duct part damper, the direct duct part damper, the dust collecting fan 160 , and the like.

보조 제어부(170)는 IoT 네트워크를 통해 캐노피 후드(300)에 설치된 온도 센서 및 먼지 센서와, 직인 덕트부(130)에 설치된 온도 센서(181, 182)와, 집진 덕트부(140)에 설치된 온도 센서(183)로부터 측정 데이터를 수신하고, 수신된 데이터를 분석하여 주 제어부(100)에 제어 요청을 전달한다.The auxiliary control unit 170 includes a temperature sensor and a dust sensor installed in the canopy hood 300 through the IoT network, temperature sensors 181 and 182 installed in the direct duct unit 130 , and a temperature installed in the dust collecting duct unit 140 . Receives measurement data from the sensor 183 , analyzes the received data, and transmits a control request to the main controller 100 .

본 발명의 전기로 집진 시스템은 전기로(110)의 용해 작업 시 주 제어부(100)가 직인 덕트부 댐퍼를 개방 제어하고 집진팬(160)을 제1 속도로 구동시키고 직인라인을 통해 직인 집진을 수행한다. 이때, 주 제어부(100)는 백필터의 일부만 가동시킬 수 있다. In the electric furnace dust collection system of the present invention, during the melting operation of the electric furnace 110, the main controller 100 controls the opening of the direct duct part damper, drives the dust collection fan 160 at the first speed, and collects the direct dust through the direct line. carry out In this case, the main controller 100 may operate only a part of the bag filter.

즉, 전기로 뚜껑(lid)을 닫고 통전하여 내부에서 고철을 용해시키는 작업을 수행할 때는 전기로(110)에 직접 연결된 직인라인에서 연소가스를 포집하여 집진하는 직인 집진이 수행되므로 원칙적으로 캐노피 후드(300)를 가동시킬 필요가 없다.That is, when the electric furnace lid is closed and energized to dissolve the scrap metal inside, the direct dust collection is performed by collecting and collecting the combustion gas in a direct line directly connected to the electric furnace 110. In principle, the canopy hood There is no need to start (300).

하지만, 전기로(110)의 용해 작업 시 전기로 뚜껑(lid)의 틈으로 연소가스가 유출되는 경우 IoT 센서부(180)의 먼지 센서 및 온도 센서가 유출을 감지할 수 있다. IoT 센서부(180)는 감지된 데이터를 보조 제어부(170)에 전달한다. 보조 제어부(170)는 IoT 센서부(180)의 먼지 센서로부터 수신한 분진 농도가 설정된 기준 농도보다 크고 IoT 센서부(180)의 온도 센서로부터 수신한 온도가 기준 온도 이하로 판단되면 주 제어부(100)에 메인 덕트부 댐퍼가 개방되도록 제어 요청하고 집진팬(160)의 속도가 제2 속도로 구동되도록 제어 요청할 수 있다.However, when the combustion gas leaks through the gap of the electric furnace lid during the melting operation of the electric furnace 110 , the dust sensor and the temperature sensor of the IoT sensor unit 180 may detect the leak. The IoT sensor unit 180 transmits the sensed data to the auxiliary control unit 170 . When the secondary control unit 170 determines that the dust concentration received from the dust sensor of the IoT sensor unit 180 is greater than the set reference concentration and the temperature received from the temperature sensor of the IoT sensor unit 180 is less than or equal to the reference temperature, the main control unit 100 ) to open the main duct damper and request control so that the speed of the dust collecting fan 160 is driven at the second speed.

또한, 본 발명의 전기로 집진 시스템은 전기로(110)의 용해 작업 시 보조 제어부(170)는 IoT 센서부(180)의 먼지 센서로부터 수신한 분진 농도가 설정된 기준 농도보다 크고 IoT 센서부(180)의 온도 센서로부터 수신한 온도가 기준 온도보다 큰 것으로 판단되면 주 제어부(100)에 메인 덕트부 댐퍼가 개방되도록 제어 요청하고 집진팬(160)의 속도가 제3 속도로 구동되도록 제어 요청할 수 있다. 이때, 보조 제어부(170)는 캐노피 후드(300)를 통해 포집되는 연소가스의 온도를 냉각시키기 위하여 냉각 공기 공급부의 댐퍼를 개방하도록 주 제어부(100)에 요청할 수 있다.In addition, in the electric furnace dust collecting system of the present invention, during the melting operation of the electric furnace 110 , the auxiliary control unit 170 has a higher concentration of the dust received from the dust sensor of the IoT sensor unit 180 than the set reference concentration and the IoT sensor unit 180 . ), when it is determined that the temperature received from the temperature sensor is greater than the reference temperature, a control request is made to the main control unit 100 to open the main duct damper, and the control request can be made so that the speed of the dust collecting fan 160 is driven at a third speed. . In this case, the auxiliary control unit 170 may request the main control unit 100 to open the damper of the cooling air supply unit in order to cool the temperature of the combustion gas collected through the canopy hood 300 .

도 4는 본 발명에 따른 전기로 집진 시스템의 제어 절차의 예시를 도시한 것이다. 도 4의 도시된 예를 참조하여 설명하면, 전기로(110) 내부로 고철이 장입된 후(S1000) 작업자의 조작반 조작에 의해 주 제어부(100)로 전기로(110) 통전을 요청한다(S1020). 주 제어부(100)는 전기로 뚜껑(lid)를 닫고 통전 후 직인 덕트부 댐퍼를 개방 제어하고 집진팬(160)을 제1 속도로 구동하여 직인 집진을 수행한다(S1040). 캐노피 후드(300)에 설치된 IoT 센서부(180)의 먼지 센서가 전기로(110)에서 유출된 연소가스의 먼지 농도를 측정하고 측정한 먼지 농도를 IoT 네트워크를 통해 보조 제어부(170)로 전달한다(S1060). 또한 IoT 센서부(180)의 온도 센서가 전기로(110)에서 유출된 연소가스의 온도를 측정하고 측정한 온도를 IoT 네트워크를 통해 보조 제어부(170)로 전달한다(S1060). 보조 제어부(170)는 IoT 센서부(180)로부터 수신한 먼지 농도 데이터와 온도 데이터를 설정된 기준 농도와 기준 온도와 비교한다(S1080, S1100). 4 shows an example of the control procedure of the electric furnace dust collecting system according to the present invention. Referring to the example shown in FIG. 4 , after the scrap metal is charged into the electric furnace 110 ( S1000 ), the electric furnace 110 is energized to the main controller 100 by the operator's operation of the operator panel ( S1020 ) ). The main control unit 100 closes the lid of the electric furnace and opens the direct duct part damper after energization, and drives the dust collecting fan 160 at the first speed to perform direct dust collection (S1040). The dust sensor of the IoT sensor unit 180 installed in the canopy hood 300 measures the dust concentration of the flue gas leaked from the electric furnace 110 and transmits the measured dust concentration to the auxiliary control unit 170 through the IoT network. (S1060). In addition, the temperature sensor of the IoT sensor unit 180 measures the temperature of the combustion gas leaked from the electric furnace 110 and transmits the measured temperature to the auxiliary control unit 170 through the IoT network (S1060). The auxiliary control unit 170 compares the dust concentration data and temperature data received from the IoT sensor unit 180 with a set reference concentration and reference temperature (S1080, S1100).

비교 결과 수신한 먼지 농도가 기준 농도보다 크고 수신한 온도가 기준 온도 이하인 경우 메인 덕트부 댐퍼 개방 제어 요청과 집진팬(160)의 구동속도를 제2 속도로 구동 제어하는 요청을 주 제어부(100)로 전달한다. 이때, 주 제어부(100)는 보조 제어부(170)의 제어 요청에 따라 메인 덕트부 댐퍼를 개방하고, 집진팬(160)을 제2 속도로 구동시킨다(S1120). As a result of the comparison, when the received dust concentration is greater than the reference concentration and the received temperature is below the reference temperature, the main control unit 100 sends a request for controlling the opening of the damper in the main duct and controlling the driving speed of the dust collecting fan 160 at the second speed. forward to At this time, the main control unit 100 opens the main duct damper according to the control request of the auxiliary control unit 170, and drives the dust collecting fan 160 at the second speed (S1120).

비교 결과 수신한 먼지 농도가 기준 농도보다 크고 수신한 온도가 기준 온도보다 큰 경우 메인 덕트부 댐퍼 개방 제어 요청과 집진팬(160)의 구동속도를 제3 속도로 구동 제어하는 요청을 주 제어부(100)로 전달한다. 이때, 주 제어부(100)는 보조 제어부(170)의 제어 요청에 따라 메인 덕트부 댐퍼를 개방하고, 집진팬(160)을 제3 속도로 구동시킨다(S1140).As a result of the comparison, when the received dust concentration is greater than the reference concentration and the received temperature is greater than the reference temperature, the main control unit 100 sends a request for controlling the opening of the damper in the main duct and controlling the driving speed of the dust collecting fan 160 to the third speed. ) to pass At this time, the main control unit 100 opens the main duct part damper according to the control request of the auxiliary control unit 170 and drives the dust collecting fan 160 at the third speed (S1140).

이상에서 본 발명을 첨부된 도면을 참조하는 실시 예들을 통해 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 이들로부터 당업자라면 자명하게 도출할 수 있는 다양한 변형 예들을 포괄하도록 해석되어야 한다. 특허청구범위는 이러한 변형 예들을 포괄하도록 의도되었다.Although the present invention has been described above with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited thereto, and it should be construed to encompass various modifications that can be apparent from those skilled in the art. The claims are intended to cover such variations.

100 : 주 제어부
110 : 전기로
120 : 메인 덕트부
130 : 직인 덕트부
140 : 집진 덕트부
150 : 집진부
160 : 집진팬
170 : 보조 제어부
180 : IoT 센서부
181 : 직인 덕트부 입구 온도 센서
182 : 직인 덕트부 출구 온도 센서
183 : 직집 덕트부 입구 온도 센서
190 : 스택
300 : 후드100: main control
110: electric furnace
120: main duct part
130: direct seal duct part
140: dust collection duct part
150: dust collector
160: dust collecting fan
170: auxiliary control
180: IoT sensor unit
181: direct duct part inlet temperature sensor
182: direct duct part outlet temperature sensor
183: direct duct part inlet temperature sensor
190 : stack
300: hood

Claims (7)

집진팬과, 집진 덕트부와 연결된 인렛을 통해 인입되는 연소가스를 집진하는 다수의 백필터 모듈을 포함하는 집진부와, 일단이 전기로 상부의 후드와 연결되고 타단이 집진 덕트부와 연결되는 메인 덕트부와, 일단이 전기로 연소가스 배출구와 연결되고 타단이 집진 덕트부와 연결되는 직인 덕트부와, 전기로 작업 상황에 따라 각 덕트부 댐퍼의 개폐와 집진팬의 속도를 제어하는 주 제어부를 포함하는 전기로 집진 시스템에 있어서,
후드에 설치되는 IoT 센서부; 및
IoT 센서부로부터 수신되는 센싱 데이터에 따라 메인 덕트부 댐퍼의 개폐 제어와, 집진팬의 속도 제어를 주 제어부에 요청하는 보조 제어부;
를 더 포함하되,
IoT 센서부는 후드로 유입되는 연소가스의 온도를 측정하는 온도 센서와 분진 농도를 측정하는 먼지 센서를 포함하고,
전기로의 용해 작업 시 IoT 센서부의 먼지 센서로부터 수신한 분진 농도가 설정된 기준 농도보다 크고 IoT 센서부의 온도 센서로부터 수신한 온도가 기준 온도 이하이면 보조 제어부는 주 제어부에 메인 덕트부 댐퍼가 개방되도록 제어 요청하고 집진팬의 속도가 제2 속도로 구동되도록 제어 요청하는 전기로 집진 시스템.
A dust collecting fan, a dust collecting unit including a plurality of bag filter modules for collecting combustion gas introduced through an inlet connected to the dust collecting duct, and a main duct having one end connected to the hood of the upper part of the electric furnace and the other end connected to the dust collecting duct unit It includes a part, a direct duct part with one end connected to the furnace combustion gas outlet and the other end connected to the dust collecting duct, and a main control unit that controls the opening and closing of each duct damper and the speed of the dust collecting fan according to the electric furnace work situation. In the electric furnace dust collection system,
IoT sensor unit installed in the hood; and
an auxiliary control unit that requests the main control unit to control the opening and closing of the main duct damper and speed control of the dust collecting fan according to the sensing data received from the IoT sensor unit;
further comprising,
The IoT sensor unit includes a temperature sensor that measures the temperature of the combustion gas flowing into the hood and a dust sensor that measures the dust concentration,
If the dust concentration received from the dust sensor of the IoT sensor unit is greater than the set reference concentration during the melting operation of the electric furnace and the temperature received from the temperature sensor of the IoT sensor unit is below the reference temperature, the auxiliary control unit requests the main control unit to control the main duct damper to open and an electric furnace dust collecting system requesting control so that the speed of the dust collecting fan is driven at the second speed.
 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
전기로의 용해 작업 시 IoT 센서부의 먼지 센서로부터 수신한 분진 농도가 설정된 기준 농도보다 크고 IoT 센서부의 온도 센서로부터 수신한 온도가 기준 온도보다 크면 보조 제어부는 주 제어부에 메인 덕트부 댐퍼가 개방되도록 제어 요청하고 집진팬의 속도가 제3 속도로 구동되도록 제어 요청하는 전기로 집진 시스템.
The method of claim 1,
During the melting operation of the electric furnace, if the dust concentration received from the dust sensor of the IoT sensor unit is greater than the set reference concentration and the temperature received from the temperature sensor of the IoT sensor unit is greater than the reference temperature, the auxiliary control unit requests the main control unit to control the main duct damper to open and an electric furnace dust collecting system that requests control so that the speed of the dust collecting fan is driven at the third speed.
 제 1 항에 있어서,
직인 덕트부에 하나 이상 설치되는 IoT 온도 센서와, 집진 덕트부에 하나 이상 설치되는 IoT 온도 센서를 더 포함하는 전기로 집진 시스템.The method of claim 1,
An electric furnace dust collecting system further comprising one or more IoT temperature sensors installed in the direct seal duct, and one or more IoT temperature sensors installed in the dust collecting duct.
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