KR19990057399A - 소결광 수축 조절 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배광부에 설치되어 소결완료된 소결광의 높이를 측정하는 소결광 높이 측정수단과, 소결광 높이 측정수단과 연결되며 소결광 높이와 장입된 원료의 높이를 비교하여 제어신호를 발생하는 제어부와, 제어부의 제어신호에 따라 작동되어 장입된 소결 원료와 접촉 또는 분리됨으로서 드럼 피더의 회전속도를 제어하는 소결 원료 장입 제어수단으로 이루어진 소결광 수축 조절장치 및 측정된 소결광의 높이는 제어부에 전달하여 소결광의 높이와 장입된 소결원료의 높이를 비교, 소결광의 수축률을 산출하는 단계와, 산출된 수축률과 기준 수축률을 비교하여 그 비교 결과에 따라 원료 장입수단의 구동부를 동작 정도를 조정하는 단계와, 원료장입 제어수단의 구동부를 구동에 따라 드럼 피더의 속도를 조절하여 소결원료의 장입속도를 조절하는 단계로 이루어지는 소결광 수축 조절방법을 제공한다.

Description

소결광 수축 조절 장치 및 그 방법

본 발명은 소결광 수축 조절장치 및 조절방법에 관한 것으로서, 특히 소결공정이 완료된 소결광의 수축정도를 측정하여 장입되는 원료의 량을 제어하여 소결광의 수축을 조절하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 소결공정은 분철광석과 부원료, 코크스를 일정량 배합하여 소결대차에 장입후 소결 점화로에서 고온의 불꽃으로 장입원료 상부를 착화시키게 된다. 착화된 장입원료는 컨베이어 벨트에 의하여 이송되는 과정에서 컨베이어 벨트 하부에 설치된 메인 덕트(main duct)와 다수의 윈드 박스(wind box)를 통하여 가스가 강제 배기되며, 이때 가스의 배기 과정에서 장입 원료의 하부까지 소결되어 소결광이 형성된다. 괴성화된 소결광을 고로에 공급함으로서 고로 조업시 로내부의 통기성을 향상시키며 조업을 용이하게 한다.

도 1은 상술한 소결공정을 도시한 구성도, 도 2는 소결 대차에 장입된 소결원료를 도시한 사시도로서, 소결 대차(1)가 기동되면 기동 신호를 받아 드럼 피더(drum feeder; 2)가 회전한다. 드럼 피더(2)에 의하여 낙하된 소결 원료는 디플렉트 플레이트(deflect plate: 3)를 거쳐 소결 대차(1)에 입도(粒度) 별로 장입된다. 소결 대차(1)의 이송에 따라 점화로(4)는 장입원료 상부를 착화시키며, 소결 대차(1)에 장입된 소결 원료는 배출기(도시되지 않음)에 흡입 압력에 의하여 하방향 연소가 이루어진다. 이때 장입 원료중 코크스의 연소 및 함유된 수분의 증발에 의하여 소결이 진행되면서 소결광의 수축이 이루어진다. 소결이 완료되면 소결기 배출부(F)에서 소결광의 수축 정도를 육안으로 관찰하여 소결원료 제어수단을 작동자가 수동 조종하게 된다.

일반적으로 소결광의 낙하강도는 물리적 성상으로 볼 때 조직의 치밀성과 깊은 관계가 깊으며 조직의 치밀도가 높으면 물리적 강도는 상승하지만 무리하게 조직의 치밀도를 상승시킬 경우, 통기성이 악화되어 생산성이 저하된다. 이러한 점을 고려하여 볼 때 소결광 제조공정에서는 다음과 같은 문제점이 발생하게 된다.

작업자의 육안으로 소결이 완료된 소결광의 상태를 관찰하게 되어 개인의 차이에 따라 소결광의 수축정도를 일정하게 측정할 수 없으며, 또한, 소결과정이 원활하지 않을 경우 작업자가 소결 원료의 장입량을 조절할 필요가 있으나 작업자가 멀리 떨어져 있을 경우 신속하게 대처할 수 없다는 문제점이 있다. 이밖에도, 소결 원료의 장입량을 조절하는 수단을 수작업으로 조정해야하는 번거로움과 오조작 문제점이 있다. 즉, 각 개인의 시각차이에 의한 수동 조작으로 소결광의 품질에 차이가 발생하는 요인이 된다.

따라서 본 발명은 소결공정에서 발생되는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 소결공정이 완료된 소결광의 높이와 소결원료의 높이를 이용하여 수축정도를 판단한 후 그 판단 결과에 따라 소결원료의 장입량을 제어할수 있는 소결광 수축 조절장치 및 그 조절 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 실현하기 위한 본 발명은 배광부에 설치되어 소결완료된 소결광의 높이를 측정하는 소결광 높이 측정수단과, 소결광 높이 측정수단과 연결되며 소결광 높이와 장입된 원료의 높이를 비교하여 제어신호를 발생하는 제어부와, 제어부의 제어신호에 따라 작동되어 장입된 소결 원료와 접촉 또는 분리됨으로서 드럼 피더의 회전속도를 제어하는 소결 원료 장입 제어수단으로 이루어진다.

이러한 장치를 이용한 소결광 수축 조절방법은 측정된 소결광의 높이를 제어부에 전달하여 소결광의 높이와 장입된 소결원료의 높이를 비교, 소결광의 수축률을 산출하는 단계와, 산출된 수축률과 기준 수축률을 비교하여 그 비교 결과에 따라 원료 장입수단의 구동부를 동작 정도를 조정하는 단계와, 원료장입 제어수단의 구동부를 구동에 따라 드럼 피더의 속도를 조절하여 소결원료의 장입속도를 조절하는 단계로 이루어진다.

도 1은 소결과정을 도시한 개략적인 구성도.

도 2는 소결 대차상에 적재된 장입원료를 도시한 사시도.

도 3은 본 발명의 전체적인 구성도.

도 4는 본 발명에 이용된 원료 장입 제어수단의 사시도.

도 5는 본 발명의 블록도.

도 6은 본 발명의 플로우 챠트도.

이하, 본 발명을 첨부한 도면을 참고하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 전체적인 구성도로서, 드럼 피더(11) 일측에 설치된 소결 원료 장입 제어수단(20) 및 배광부(12)에 설치된 소결광 높이 측정수단(30)인 레이저 센서를 도시하고 있다. 레이저 센서(30)는 제어부(40)에 연결되어 있으며, 레이저 센서(30)를 이용하여 소결이 종료된 후의 소결광의 높이를 측정하게 된다. 레이저 센서(30)에 의하여 측정된 신호를 받은 제어부(40)는 그 신호를 통하여 소결광의 높이는 계산하게 되며, 소결이 시작되는 위치의 장입 원료의 높이, 즉 원료장입이 종료된 후의 장입 원료 높이와 소결광의 높이를 비교하게 된다. 이 비교된 결과를 기초로 하여 드럼 피더(11) 일측에 설치된 소결 원료 장입 제어수단(20)을 제어하게 된다.

도 4는 소결 원료 장입 제어수단의 사시도로서, 원료 장입 제어 수단(20)은 상술한 드럼 피더(11)의 일측에 설치된다. 원료 장입 조절수단(20)은 구동부(28), 구동부(28)의 구동축에 고정된 제 1 기어(21) 및 제 1 기어(21)와 치합된 제 2 기어(22), 제 2 기어(22)의 회전축(23)에 고정된 플레이트(24) 하부에 장착된 단봉 및 장봉(25 및 26)으로 이루어진다. 제 1 기어 및 제 2 기어(21 및 22)를 구동시키는 구동부(28)는 양방향 모터를 이용한다. 제 1 기어(21)와 제 2 기어(22)의 치차비는 1:100으로서 구동부(28)의 회전력은 상당히 감속된 상태로 제 2 기어(22)에 전달되며, 따라서 단봉(25)과 장봉(26)은 세밀한 각도의 회전이 이루어진다. 제 2 기어(22)의 회전축(23) 일단에는 제 2 기어(22)의 회전각 즉, 단봉(25)과 장봉(26)의 회전각을 감지하는 포지셔너(positioner: 29)가 장착되며, 이 포지셔너(29)의 각도 검출 범위는 상향 5。, 하향 40。이다.

한편, 장봉(26)은 도 3의 디플랙트 플레이트(12)를 통하여 낙하된 장입 원료와 항상 접촉하고 있으나, 단봉(25)은 대차 위에 쌓인 장입 원료와의 선택적으로 접촉된다. 즉, 소결 대차(1)의 이송속도가 느리고 원료의 장입속도가 빠를 경우에는 소결 대차(1) 위에 많은 량의 원료가 장입되면 단봉(25)은 장입 원료와 접촉되며, 이와 반대로 소결 대차(1)의 이송속도가 빠르고 원료의 장입속도가 느릴 경우 소결 대차(1) 위에 비교적 적은 량의 원료가 장입됨으로서 단봉(25)은 장입원료와 접촉되지 않는다. 여기서 장입 원료의 낙하속도는 드럼 피더(11)의 회전속도에 비례한다. 또한 단봉(25)과 장입 원료가 접촉되는 경우 도전성 재질의 장입원료로 인하여 단봉(25)은 접지되는 결과가 된다. 따라서 접지된 단봉(25)으로 인하여 전기적인 회로가 구성됨으로서 드럼 피더(11)의 구동부(도시되지 않음)의 동작속도가 제어된다.

이하 본 발명의 작동에 대하여 각 도면을 참고하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 블록도, 도 6은 본 발명의 플로우 챠트도로서, 레이저 센서(30)에 의하여 측정된 소결광의 높이는 제어부(40)에 전달되며, 제어부(40)는 소결광의 높이와 장입된 소결원료의 높이를 비교하여 다음과 같은 식에 따라 소결광의 수축률을 산출한다.

수축률=(소결광의높이÷장입원료의높이)×100%

산출된 수축률이 기준 수축률인 90%와 비교하여 90% 이하일 경우(단계 38) 소결광이 과다하게 수축 즉, 소결원료의 장입 높이가 과다한 것으로 판단하며, 이후 장입밀도가 설정된 한정범위를 만족할 경우(단계 36) 셀렉터를 거쳐 콘트롤러로 출력된다. 출력된 값은 현재 검출 각도와 콘트롤러에서 비교되어 단봉의 조정각도를 결정하며(단계 41), 원료장입 제어수단의 구동부를 구동시켜 단봉과 장봉을 상향 회전시킨다(단계 42). 단봉과 장봉의 상승각도는 수축률 1%에 1°로 설정한다. 포지셔너에 의하여 새로운 검출 각도를 검출(단계 33)하여 목표 검출 각도와 동일하면(단계 41), 원료 장입 제어수단(20)의 구동부(28)를 정지시킨다. 이와 같이 소결광의 수축률이 높은 경우 단봉(25)이 상향 회전되어 단봉(25)과 장입 원료의 접촉이 이루지지 않게 된다. 따라서 단봉(25)에 의한 회로가 구성되지 않음으로서 드럼 피더(11)의 속도가 느려져 장입 원료의 높이가 감소되며, 따라서 수축률이 증가된다.

만일, 수축률이 기준 수축률인 90% 보다 높을 경우 즉, 장입원료의 높이가 낮을 경우 통기성이 악화되어 소성 수축이 덜된 것으로 계산하여 원료 장입 제어수단의 단봉(25)과 장봉(26)을 하향 회전시킨다. 하향 회전각은 값은 1% 편차에 1°씩 계산되어 출력되며, 장입밀도의 상하 제한 범위를 만족할 경우 셀렉터를 거쳐 콘트롤러로 출력된다. 출력된 값은 현재의 검출 각도와 콘트롤러에서 비교되어 현대 검출 각도 보다 1°낮게 되도록 원료 장입 제어수단(20)의 구동부(28)를 구동시킨다. 따라서 단봉(25)이 하향 회전되어 단봉(25)과 장입 원료의 접촉이 이루어진다. 장입연료에 의한 단봉(25)의 접지가 이루어져 회로가 구성됨으로서 드럼 피더(11)의 속도가 빨라지게 되어 장입 원료의 높이가 증가된다. 새로운 검출 각도가 목표 검출 각도와 동일하면 원료장입 제어수단으로의 구동신호를 차단한다. 그리고 구동부가 가동되어 단봉이 목표 각도에 도달되면 20분이 경과한 후 다시 수축률과 기준 수축률과의 편차를 계산하여 상기와 같은 과정을 연속적으로 진행한다. 또한 상기 설명은 전 기능이 자동적으로 진행되도록 하였으나, 종래와 같이 수동 운전도 가능하게 되어있다.

이상과 같은 본 발명을 이용함으로서 일정한 장입밀도 관리가 용이하여 조직의 치밀도를 균일하여 유지함에 따하 통기성을 향상시키고 생산성 향상 및 소결광 품질향상을 시키는 장점이 있다. 또한 레이저 센서를 이용한 소결광의 높이 측정결과를 통하여 소결광의 수축 정도를 측정하여 자동적으로서 장입되는 원료의 양을 제어함으로서 작업자 개인차가 발생하지 않아 일정한 통기성 유지 및 소성 수축이 이루어진다. 이와 아울러 소결반응 과정에서 원료 장입 제어수단과 레이저 센서를 이용함으로서 수축률 변화에 신속하게 대응할 수 있다.

Claims (5)

1. 드럼 피더 및 소결 원료가 장입되는 대차를 포함하여 이루어진 소결장치에 있어서,

   배광부에 설치되어 소결완료된 소결광의 높이를 측정하는 소결광 높이 측정수단과,

   상기 소결광 높이 측정수단과 연결되며, 소결광 높이와 장입된 원료의 높이를 비교하여 제어신호를 발생하는 제어부와,

   상기 제어부의 제어신호에 따라 작동되어 장입된 소결 원료와 접촉 또는 분리됨으로서 상기 드럼 피더의 회전속도를 제어하는 소결 원료 장입 제어수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 소결광의 수축 조정장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 원료 장입 조절수단은 구동부, 구동부의 구동축에 고정된 제 1 기어 및 제 1 기어와 치합된 제 2 기어, 제 2 기어의 회전축에 고정된 플레이트 하부에 장착된 단봉 및 장봉으로 이루어지며, 상기 제 2 기어의 회전축의 일단에는 단봉과 장봉의 회전각을 감지하는 포지셔너가 장착되는 것을 특징으로 하는 소결광의 수축 조정장치.
3. 측정된 소결광의 높이는 제어부에 전달하여 소결광의 높이와 장입된 소결원료의 높이를 비교, 소결광의 수축률을 산출하는 단계와,

   산출된 수축률과 기준 수축률을 비교하여 그 비교 결과에 따라 원료 장입수단의 구동부를 동작 정도를 조정하는 단계와,

   원료장입 제어수단의 구동부를 구동에 따라 드럼 피더의 속도를 조절하여 소결원료의 장입속도를 조절하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 소결광 수축 조절방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 원료 장입 조절수단은 구동부, 구동부의 구동축에 고정된 제 1 기어 및 제 1 기어와 치합된 제 2 기어, 제 2 기어의 회전축에 고정된 플레이트 하부에 장착된 단봉 및 장봉으로 이루어지며, 상기 제 2 기어의 회전축의 일단에는 단봉과 장봉의 회전각을 감지하는 포지셔너가 장착되는 것을 특징으로 하는 소결광의 수축 조절 방법.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,

   상기 원료 장입수단은 소결광의 수축률이 기준 수축률 보다 높은 경우 상기 구동부의 작동에 의하여 단봉을 상향 회전시켜 드럼 피더의 속도를 감소시키고, 수축률이 기준 수축률 보다 높을 경우 구동부의 작동에 의하여 단봉을 하향 회전시켜 드럼 피더의 속도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 소결광의 수축 조절방법.