KR19990009490A - Method and apparatus for measuring melt level by measuring voltage difference in blast furnace bar - Google Patents
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Abstract
본 발명은 신뢰성 있는 고로 용융물의 높이 측정 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이러한 본 발명의 목적은 고로의 노저 최하단부와 보쉬부에 각각 설치된 고로 철피의 기전력과 온도를 감지하는 센서와, 상기 센서로부터 신호를 받아 고로의 높이를 연산하는 연산수단으로 구성된 고로 철피에서의 전압차 측정을 통한 고로내 용융물 높이의 측정 장치로서, 상기 연산 수단의 연산은 상기 센서에서 측정된 고로 철피 온도차를 이용하여 검출된 전압차를 보정하고 이에 따라 고로 용융물의 높이를 산출함을 특징으로 하는 고로 철피에서의 전압차 측정을 통한 고로내 용융물 높이의 측정 장치를 제공함으로서 달성된다. 또한 본 발명의 목적은 고로의 용융물 높이의 측정 방법에 있어서, 고로 철피의 전압차를 측정하여 고로 용융물의 높이를 측정하는 방법으로서, 상기의 전압차는 고로 철피의 온도에 의하여 보정됨을 특징으로 하는 전압차에 따른 고로의 용융물 높이를 측정하는 방법을 제공함으로서 달성된다.An object of the present invention is to provide a device for measuring the height of a blast furnace melt and a method thereof. The object of the present invention is a voltage difference in the blast furnace bar consisting of a sensor for sensing the electromotive force and temperature of the blast furnace bark respectively installed in the lower end and the Bosch part of the blast furnace, and calculating means for calculating the height of the blast furnace by receiving a signal from the sensor An apparatus for measuring the height of the blast furnace melt through the measurement, wherein the calculation of the calculation means corrects the detected voltage difference using the blast furnace shell temperature difference measured by the sensor and thereby calculate the height of the blast furnace melt This is achieved by providing an apparatus for measuring the height of the in-blast furnace melt by measuring the voltage difference in the shell. In addition, an object of the present invention is a method for measuring the height of the blast furnace shell in the method of measuring the melt height of the blast furnace, the voltage difference is characterized in that the voltage difference is corrected by the temperature of the blast furnace shell It is achieved by providing a method for measuring the melt height of the blast furnace according to the difference.
Description
본 발명은 고로의 용융물의 높이를 측정하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 고로 철피에서의 전압차를 이용하여 고로 용융물 높이를 측정하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 특히, 고로의 출선 조업에 있어서 출선구의 개폐시기를 결정하기 위하여 필요하다.The present invention relates to an apparatus and method for measuring the height of the blast furnace melt, and more particularly to an apparatus and method for measuring the height of the blast furnace melt using the voltage difference in the blast furnace shell. This invention is especially necessary in order to determine the opening-closing time of a tap opening in the blast furnace operation.
고로 조업은 상부에서 소결광과 코크스를 장입하고 하부에서 고온의 공기를 송풍하여 철을 환원제조하는 공정으로서 이때 생성된 용융물은 노하부에 쌓이게 된다. 이렇게 노하부에 생성된 용융물은 출선구를 통하여 노 외부로 배출시켜야 하는데 이 출선 작업이 원할 하지 않을 때는 용융물 레벨이 점차 상승하여 풍구위치 까지 차게 되면 용융물이 역류되어 조업을 중단해야하는 치명적인 문제가 발생할 수 있다. 따라서 출선 작업은 고로 조업에서 가장 중요한 분야중의 하나로 지속적인 관리가 필요한 분야이다.Blast furnace operation is a process of charging sintered ore and coke at the top and blowing hot air at the bottom to reduce the production of iron, and the resulting melt is accumulated at the bottom of the furnace. The melt produced at the bottom of the furnace should be discharged to the outside of the furnace through the tap. If the tapping is not desired, the melt level will gradually rise to fill the air vent position. have. Therefore, starting work is one of the most important fields in blast furnace operation and is a field that requires continuous management.
현재 고로 용융물의 높이를 측정하는 방법으로는, 수선 용기(Torpedo ladle car)에서의 측량에 의해 출선량을 계산하고 벨트 컨베이어 모터의 부하전력에 의하여 출재량을 환산하여 이론 생성량과과의 차를 계산하여 노내에 측정된 용융물의 양을 측정하는 방법이 있다. 그러나 이 방법은 전량 수재를 배출하지 않으면 추정치를 사용하여야 하고 벨트 컨베이어 모터의 부하전력에 따른 출재량 계산식의 정확도가 떨어져 신뢰성 있는 용융물 레벨의 측정이 어렵다. 따라서 실제에 있어서는, 조업자가 직접 출선 상황을 감시하고, 출선 말기에 노내의 고압의 공기와 노내 카본의 출선구 배출시 생기는 화염에 따라서 출선 폐쇄시점을 예측하는 실정이다.The current method of measuring the height of the blast furnace melt is to calculate the output amount by surveying in a torpedo ladle car, converting the output amount by the load power of the belt conveyor motor and calculating the difference from the theoretical production amount There is a method of measuring the amount of melt measured in a furnace. However, this method requires the use of an estimate if all the discharged water is not discharged, and the yield calculation according to the load power of the belt conveyor motor is inaccurate. Therefore, in practice, the operator directly monitors the starting situation and predicts the closing time according to the flame generated when the high pressure air in the furnace and the outlet of carbon in the furnace are discharged at the end of the departure.
그러므로, 신뢰성 있는 고로의 용융물 높이의 측정 방법 및 장치가 요구된다.Therefore, there is a need for a method and apparatus for measuring melt height in a reliable blast furnace.
본 발명은 상기의 요구를 만족시키고자 하는 것으로서, 신뢰성 있는 고로 용융물의 높이 측정 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이러한 본 발명의 목적은 고로의 노저 최하단부와 보쉬부에 각각 설치된 고로 철피의 전압차 및 온도를 감지하는 센서와, 상기 센서로부터 신호를 받아 고로 철피의 전압차에 따라 고로의 높이를 연산하는 연산수단으로 구성된 고로내 용융물 높이의 측정 장치로서, 상기 연산 수단의 연산은 상기 센서에서 측정된 온도차를 이용하여 상기 센서에서 검출된 고로 철피의 전압차를 보정하고, 보정된 상기 전압차에 따라 고로 용융물의 높이를 산출하는 연산을 행함을 특징으로 하는 고로 철피에서의 전압차 측정을 통한 고로내 용융물 높이의 측정 장치를 제공함으로서 달성된다. 또한 본 발명의 목적은 고로철피의 전압차를 검출하고, 검출된 전압차를 온도의 영향에 따라 보정을 행하고, 온도의 영향이 보정된 접압차에 따라 물질 수지를 기초로 고로내 용융물의 높이를 측정하는 방법에 의하여 달성된다.An object of the present invention is to provide a device for measuring the height of a blast furnace melt and a method thereof, which are intended to satisfy the above requirements. The object of the present invention is a sensor for detecting the voltage difference and temperature of the blast furnace shells respectively installed in the lower end and the Bosch part of the blast furnace, and calculating means for calculating the height of the blast furnace in accordance with the voltage difference of the blast furnace shells received from the sensor An apparatus for measuring the height of the blast furnace melt consisting of, wherein the calculation of the calculation means corrects the voltage difference of the blast furnace shell detected by the sensor using the temperature difference measured by the sensor, and according to the corrected voltage difference An operation for calculating the height is achieved by providing an apparatus for measuring the height of the in-blast furnace melt by measuring the voltage difference in the blast furnace shell. In addition, an object of the present invention is to detect the voltage difference of the blast furnace shell, to correct the detected voltage difference according to the influence of temperature, and to adjust the height of the melt in the blast furnace based on the material resin according to the pressure difference corrected by the temperature effect It is achieved by the method of measurement.
도 1은 본 발명에 따른 고로 철피에서의 전압차 측정을 통한 고로내 용융물 높이의 측정 장치의 개략도;1 is a schematic view of the apparatus for measuring the height of the in-blast furnace melt by measuring the voltage difference in the blast furnace shell according to the present invention;
도 2는 도 1의 기전력 및 온도 측정 센서의 개략도;2 is a schematic diagram of the electromotive force and temperature measurement sensor of FIG. 1;
도 3은 본 발명에 의한 일 실시예에서 상기 도 2의 센서의 설치 위치의 예를 보이는 도면;Figure 3 shows an example of the installation position of the sensor of Figure 2 in one embodiment according to the present invention;
도 4는 센서에서 측정한 기전력 차의 변화를 시간에 따라서 나타내고 이를 용융물의 높이로 환산한 것을 보이는 그래프;4 is a graph showing a change in electromotive force difference measured by a sensor with time and converting it into a height of a melt;
도 5는 철피 온도의 영향을 나타내는 그래프;5 is a graph showing the effect of shell temperature;
도 6은 노열로 인한 철피의 온도변화와 전압차간의 관계를 보이는 도면; 그리고6 is a view showing the relationship between the temperature change and the voltage difference of the steel bar due to aging; And
도 7은 물질 수지에 기초한 전압차와 용융물 높이와의 관계를 보이는 도면.Fig. 7 shows the relationship between the voltage difference based on the material balance and the melt height.
고로 하부에서는 용선과 슬래그 경계면에서 전기 화학반응에 의하여 소량의 기전력이 발생하는데, 이 기전력에 의하여 고로 철피 상부와 하부에서 단자를 끌어내면 고로 내부로부터 철피까지 전기 회로가 구성되며 철피에서의 전압차 측정이 가능해진다. 여기서 노하부에 충진된 노심 코크스, 용선, 슬라그 및 내화물은 전기 회로상에서 저항역할을 하지만 용융물 레벨이 상승하면 노하부에는 전기 전도도가 낮은 코크스층의 상당부분을 전기 전도도가 현저히 우수한 용선과 슬라그가 차지하게 되어 전체 내부 저항이 감소하게 되며 그 결과 철피에서의 전압차는 증가하게 된다. 또한 용융물 레벨이 떨어지면 그 반대의 현상이 나타난다. 그러므로 철피의 전압차는 용융물의 높이를 암시하고 있다. 따라서 본 발명은 상기의 철피에서의 전압차 측정을 통하여 고로 용융물의 높이를 측정하는 것이다.In the lower part of the blast furnace, a small amount of electromotive force is generated by the electrochemical reaction at the interface between the molten iron and the slag. By drawing the terminal from the upper and lower parts of the blast furnace shell by this electromotive force, an electric circuit is formed from the inside of the blast furnace to the shell and measurement of the voltage difference in the shell This becomes possible. Here, the core coke, molten iron, slag and refractory filled in the furnace act as resistances in the electric circuit, but when the melt level rises, the furnace bottom has a significant portion of the coke layer with low electrical conductivity. The internal resistance decreases, resulting in an increase in the voltage difference in the shell. The opposite is also true if the melt level drops. Therefore, the voltage difference between the shells suggests the height of the melt. Therefore, the present invention is to measure the height of the blast furnace melt through the voltage difference measurement in the bark.
이하 첨부된 도면을 참고로 본 발명이 실시되는 예를 보인다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings shows an embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 고로 철피에서의 전압차 측정을 통한 고로내 용융물 높이의 측정 장치의 개략도이다. 먼저 고로 철피 전압차 및 온도 측정 센서(1, 1')가 고로(5)에 설치된 것이 보인다. 본 센서는 고로 철피의 기전력 및 온도를 감지하기 위한 것으로서, 고로 하부와 보쉬부에 각각 설치되어 있다. 상기 센서(1. 1')에서 측정된 전압차 및 온도는 케이블(2)을 통하여 증폭기(3)를 거쳐 연산 수단인 프로세스 컴퓨터(4)로 전달된다. 일반적으로 상기 센서에서 측정되는 신호는 0.2 - 0.5 mV 정도의 미약한 전압으로서 이를 증폭기(3)를 통하여 예를 들어 2- 5 V로 증폭한후 연산 수단(4)으로 전달한다. 상기 센서의 일 예가 도 2 에서 보인다. 센서는 철판(7)에 2개의 구멍을 가공하고 전압차 측정을 위한 철선(8)과 철피 온도 측정을 위한 열전대(9)를 삽입한 후 고로(5)에 용접하였고, 외부로 부터 먼지나 냉각수의 침투 방지를 위하여 보호 커버(10)를 씌울 수 있다. 또한 센서(1, 1')는 도 3 에서 보이는 것과 같이 고로 노저 하단부의 0°방향에 그리고 또 하나의 센서는 고로 보쉬부의 180 °방향에 설치되어 노저부와 보쉬부의 센서가 한쌍으로 연결되게 하였다.1 is a schematic diagram of an apparatus for measuring the height of the in-blast furnace melt by measuring the voltage difference in the blast furnace shell according to the present invention. First, the blast furnace shell voltage difference and temperature measuring sensors 1 and 1 'are installed in the blast furnace 5. This sensor is to detect the electromotive force and temperature of the blast furnace shell, and is installed in the lower part of the blast furnace and the Bosch part. The voltage difference and the temperature measured by the sensor 1.1 'are transmitted via the cable 2 via the amplifier 3 to the process computer 4, which is an arithmetic means. In general, the signal measured by the sensor is a weak voltage on the order of 0.2-0.5 mV and amplified to, for example, 2-5 V through the amplifier 3 and transmitted to the calculation means 4. An example of such a sensor is shown in FIG. 2. The sensor machined two holes in the iron plate (7), inserted the iron wire (8) for measuring the voltage difference and the thermocouple (9) for measuring the shell temperature, and then welded the blast furnace (5). In order to prevent the penetration of the protective cover 10 can be covered. In addition, as shown in FIG. 3, the sensors 1 and 1 'are installed in the 0 ° direction of the lower part of the blast furnace, and another sensor is installed in the 180 ° direction of the blast furnace Bosch part so that the sensors of the nose part and the Bosch part are connected in pairs. .
프로세스 컴퓨터(4)는 상기 센서(1, 1')로 부터 철피의 기전력차와 온도차를 받아들여 연산을 행하여 고로의 용융물의 높이를 측정한다.The process computer 4 receives the electromotive force difference of the shell and the temperature difference from the sensors 1 and 1 'and performs calculation to measure the height of the melt of the blast furnace.
도 4는 센서에서 측정한 기전력 차의 변화를 시간에 따라서 나타내고 이를 용융물의 높이로 환산한 것이다. 정상 조업시 전압치 신호는 출선구 개폐에 따라서 상승과 하강을 반복하여, 전압차의 변화와 용융물의 높이의 변화 경향이 일치하는 것이 보이며, 물질수지를 기초로 하여 이를 용융물의 높이로 환산을 하면 예를 들어 전압차가 0.7V일 때 용융물 레벨은 2.3 m, 전압차가 1.14V 일 때 2.73m 임을 알 수 있다. 그러나 전압차 신호는 용융물 높이 이외에도 노열의 변화로 인한 노내 용선, 슬라그 및 내화물의 전기 전도도의 변화에도 의존하므로 노열의 영향을 고려할 필요가 있다. 이를 위하여 본 발명에서는 기전력 센서에 설치한 열전대를 통하여 철피에서의 온도를 측정하여 그 영향을 고려하여 연산을 행한다.Figure 4 shows the change in electromotive force difference measured by the sensor over time and converted it to the height of the melt. In normal operation, the voltage value signal rises and falls repeatedly according to the opening and closing of the exit port, so that the change in voltage difference and the change in the height of the melt can be coincided with each other. For example, the melt level is 2.3 m when the voltage difference is 0.7 V and 2.73 m when the voltage difference is 1.14 V. However, in addition to the melt height, the voltage difference signal also depends on the change in the electrical conductivity of the molten iron, slag and refractory due to the change in the furnace, so the effect of the furnace needs to be considered. To this end, the present invention measures the temperature in the shell through a thermocouple installed in the electromotive force sensor and performs calculation in consideration of its effect.
도 5는 철피 온도의 영향을 나타내는 그래프이다. 도 4의 정상 조업에서는 전압차가 0.7 - 1.25V사이를 반복하지만 (도 4 참조) 보쉬부와 노저부간의 온도차(B 선도 참조)가 상승됨에 따라, A 선도에서 보이듯 전압차는 1.4V까지 상승하다가 보쉬부와 노저부간의 온도차(B 선도 참조)가 0℃근처에 근접하자 다시 떨어지는 현상을 보이고 있다. 즉 도 5의 선도 A는 도 4의 전압차 범위와는 다른 범위를 나타내는데, 이는 전극간의 온도차에 기인하는 것이다.5 is a graph showing the effect of the shell temperature. In the normal operation of FIG. 4, the voltage difference is repeated between 0.7 and 1.25V (see FIG. 4), but as the temperature difference between the Bosch part and the bottom part (see B diagram) increases, the voltage difference increases to 1.4V as shown in the A diagram. When the temperature difference between the part and the bottom part (see diagram B) approaches 0 ° C, the temperature drops again. That is, the line A of FIG. 5 shows a range different from the voltage difference range of FIG. 4, which is attributable to the temperature difference between the electrodes.
이런 전극간 온도차는 노저부의 철피의 경우, 항상 냉각수로 살수 되므로 큰 변화가 없지만 보쉬부 철피의 경우 노내 용선 온도 및 노내 가스 온도의 상승으로 인한 노열의 증가로 인해 전극간 온도차를 나타낸다. 그러므로 단순히 기전력차만에 의존한 용융물 높이를 연산하기 보다는 철피의 온도의 영향을 보정할 필요가 있다.The temperature difference between the electrodes does not change significantly because the shell of the bottom part can always be sprayed with cooling water, but in the case of the Bosch part, the temperature difference between the electrodes is due to an increase in furnace heat due to an increase in the molten iron temperature in the furnace and the gas temperature in the furnace. Therefore, it is necessary to compensate for the effect of the temperature of the shell, rather than simply calculating the melt height depending on the electromotive force difference alone.
도 6은 노열로 인한 철피의 온도변화와 전압차간의 관계를 보이는 도면이다. 여기서 알 수 있듯이 전극간 온도차와 전압차는 밀접한 상관 관계가 있다. 이를 기초로 보정을 위한 전압차를 구할 수 있다.6 is a view showing the relationship between the temperature change and the voltage difference of the steel bar due to the heat. As can be seen here, the temperature difference between the electrodes and the voltage difference are closely related. Based on this, the voltage difference for correction can be obtained.
즉 실제 용융물 높이를 측정하기 위해서는 측정된 전압차로 부터 상기의 보정 전압차를 빼주어야 하며, 그러므로서 도 5의 C 선도처럼 실제 조업의 범위로 회복 가능하게 되는 것이다. 그러므로 연산 수단(4)은 센서에서 검출된 전압차에서 상기의 식에 의하여 구해진 보정 전압차를 빼주어서 고로 용융물의 높이를 연산해낸다. 전압차에 의한 용융물의 높이는 물질 수지를 기초로 연산해낼수 있다.That is, in order to measure the actual melt height, the correction voltage difference must be subtracted from the measured voltage difference, and thus, it is possible to recover the range of actual operation as shown by the C diagram of FIG. 5. Therefore, the computing means 4 calculates the height of the blast furnace melt by subtracting the correction voltage difference obtained by the above equation from the voltage difference detected by the sensor. The height of the melt due to the voltage difference can be calculated based on the material balance.
도 7은 물질 수지에 기초한 전압차와 용융물 높이와의 관계를 보이는 도면으로서 이로 부터 전압차와 용융물 높이와의 관계는 다음의 식으로 표현됨을 알 수 있다.7 is a view showing the relationship between the voltage difference and the melt height based on the material resin from which it can be seen that the relationship between the voltage difference and the melt height is expressed by the following equation.
따라서, 고로 철피의 전압차로부터 온도에 의한 영향을 나타내는 보정 전압차를 감산하고(감산 전압차), 상기 감산 접압차를 바로 위의 식의 전압차에 대입을 하므로서 용융물의 높이를 측정할 수 있게된다.Therefore, the height of the melt can be measured by subtracting the correction voltage difference indicating the influence of temperature from the voltage difference of the blast furnace bar (subtraction voltage difference) and substituting the subtraction voltage difference into the voltage difference of the above equation. do.
즉 연산수단인 프로세스 컴퓨터(4)는 센서(1, 1')에서 측정된 고로 철피의 전압차로부터 상기의 수학식 1의 고로 철피의 온도에 따른 보정 전압차를 감산하여 감산 전압차를 구해내고, 이를 물질 수지에 기초하여 구해진 식인 상기 수학식 2의 전압차에 대입을 하므로서 고로내의 용융물의 높이를 연산해낸다.That is, the process computer 4 as a calculation means subtracts the correction voltage difference according to the temperature of the blast furnace shell of Equation 1 above from the voltage difference of the blast furnace shell measured by the sensors 1 and 1 'to obtain a subtracted voltage difference. By calculating the height difference of the melt in the blast furnace by substituting this into the voltage difference of the above formula (2), which is a formula obtained based on the material balance.
이와 같이 본 발명은 고로 철피의 전압차를 이용하여 고로 용융물의 높이를 측정할 수 있게 하며 또한 고로 보쉬부와 노저부의 철피 온도차에 따른 전압차의 변화를 보정하여 줌으로서 높은 정도의 용융물 레벨의 측정을 가능하게한다.As such, the present invention enables the measurement of the height of the blast furnace melt using the voltage difference between the blast furnace shells and the correction of the voltage difference caused by the temperature difference of the blast furnace bosch section and the bottom section. Enable measurement
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| KR100321626B1 (en) | 2002-03-08 |
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