KR20000009662U - 고로 장입장치의 유압설비 손상검출장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 고로의 장입장치에 부속된 유압배관의 체결부나 유압호스등의 유압설비에 대한 손상을 검출하여 경보하고, 이 검출치가 위험수치에 도달하면 유압설비를 정지시킴으로써, 유압설비의 손상을 용이하게 확인가능하도록 하여, 오일누출을 사전에 방지할 수 있도록 하는 고로 장입장치의 유압설비 손상검출장치에 관한 것으로, 본 고안에 따르면, 유압탱크(1) 하면에서 소정높이에 수평으로 차압검출기(6)를 설치하고 차압검출기(6)에서 검출된 유압 전류값을 오일레벨로 변환하고 오일레벨의 변화량을 시간당 변화속도로 변환연산하여 오일누출속도를 계산하는 연산제어기를 갖추어, 측정 데이타의 정확도를 높이기 위해 측정시간을 짧게 설정하여 연속연산처리를 수행하는 주제어기를 통해서 화면표시기를 통해 현재 유압탱크의 오일레벨과 오일누출속도를 출력하도록 되는 것이다.

Description

고로 장입장치의 유압설비 손상검출장치

본 고안은 고로 장입장치의 유압설비 손상검출장치에 관한 것으로, 특히 고로의 장입장치에 부속된 유압배관의 체결부나 유압호스등의 유압설비에 대한 손상을 검출하여 경보하고, 이 검출치가 위험수치에 도달하면 유압설비를 정지시킴으로써, 유압설비의 손상을 용이하게 확인가능하도록 하여, 오일누출을 사전에 방지할 수 있도록 하는 고로 장입장치의 유압설비 손상검출장치에 관한 것이다.

일반적으로, 용광로(고로)의 장입장치에는 평량된 원료와 연료를 노정호퍼에 수입하고, 용광로 내부의 압력과 동일하게 균압하며, 용광로 내부로 장입시키기 위해서 유압에 의해서 동작하는 유압구동밸브등과 같은 유압설비가 부속되어 있다.

도 1은 일반적인 고로 장입장치의 유압설비의 개략 구성도로서, 도 1을 참조하면, 종래 고로의 장입장치는 유압설비에 의해서 동작하게 되는데, 유압펌프의 동작으로 유압탱크(1)의 오일이 해당 밸브에 제공되어, 해당 유압구동밸브(4)가 구동된다.

이때, 원료 및 연료를 용광로 내부로 장입하기 위해서는 균압, 배압, 장입밸브등을 유압으로 작동시켜야 하는데, 각 발브들은 1일 평균 150회 이상 동작하는 관계로, 유압호스 및 유압 실린더의 접속부(체결부)등의 유압설비가 파손되어 오일이 누출(leakage)되는 경우가 빈번히 발생되고 있으며, 또한 원료 및 연료가 용광로 내부에서 환원되면서 발생되는 고로 가스(BFG)가 동반 유출되면서 상기 파손을 더욱 가중시키고 있다.

종래에 도 2에 도시된 바와같이 유압탱크(1)에 다수의 레벨스위치(5)를 설치하고, 이 레벨스위치(5)의 동작상태를 현장에서 육안감지하여 유압탱크(1)의 레벨하강에 기초해서 관계자가 유압설비의 파손여부를 판단하고 있다.

이와같은 종래의 유압설비 파손을 식별하는 방법은 유압으로 동작하는 밸브들이 위치한 개소는 중앙운전실에서 200M 이상 떨어진 먼 위치에 각각 분산처리되어 있어, 유압관등의 유압설비파손으로 인한 오일 누출발생시 유압탱크(1)에 설치된 레벨 스위치(5) 동작만으로는 알 수 없다는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라, 레벨 스위치 동작으로 유압관 파손을 식별할 경우, 이미 많은 양의 오일이 외부로 유출되어 환경오염이 발생하고 유압 구동밸브가 제어되지 않게 됨으로, 다량의 고로 가스를 대기중으로 방출되며, 이에따라 생산감산이 불가피하게 되는 문제점이 있었던 것이다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 따라서, 본 고안의 목적은 고로의 장입장치에 부속된 유압배관의 체결부나 유압호스등의 유압설비에 대한 손상을 검출하여 경보하고, 이 검출치가 위험수치에 도달하면 유압설비를 정지시킴으로써, 유압설비의 손상을 용이하게 확인가능하도록 하여, 오일누출을 사전에 방지할 수 있도록 하는 고로 장입장치의 유압설비 손상검출장치를 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 고로 장입장치의 유압설비의 개략 구성도이다.

도 2는 종래 유압탱크의 유압레벨 검출을 위해 설치된 레벨스위치에 대한 구성도이다.

도 3은 본 고안에 따라 유압탱크 하부면에 설치된 차압검출기의 상태도이다.

도 4는 본 고안에 따른 고로 장입장치의 유압설비 손상검출장치의 구성도이다.

도 5는 도 4의 화면표시기(9)의 출력화면에 대한 예시도이다.

도 6a,6b는 도 4의 연산제어기(7)의 연산과정을 설명하기 위한 검출레벨에 대한 참조도면이다.

도 7은 도 4의 유압설비 손상검출장치의 동작흐름을 보이는 플로우챠트이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 유압탱크 6 : 차압검출기

7 : 연산제어기(PLC) 8 : 주제어기

9 : 화면표시기

상기한 본 고안의 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로써, 본 고안의 장치는 고로 장입장치의 유압설비 손상검출장치에 있어서, 유압탱크의 하단으로부터 소정 높이에 설치되어, 유압탱크에 저장된 오일의 압력을 반복적으로 검출하기 위한 차압검출기; 상기 차압검출기로부터 계속적으로 입력되는 압력신호를 디지탈형태의 오일레벨로 변환시키고, 이 오일레벨을 소정시간 간격으로 샘플링하고, 임의 시점에서 샘플링한 오일레벨(Htn)과 그 전에 샘플링한 오일레벨(Htn-1)로 소정 시간당 레벨변화속도(또는 오일누출속도)를 산출하여 주제어기로 제공하고, 이 오일누출속도가 경보 설정값 이상이면 알람경보를 제어하고, 또한 오일누출속도가 정지 설정값이상이면 유량펌프의 정지를 제어하는 연산제어기; 상기 연산제어기의 제어에 따라 유압설비손상에 해당하는 경보음을 발생시키는 경보기; 상기 연산제어기로부터의 오일누출속도를 반복적으로 입력받아 이 오일누출속도변화 추이를 산출하여 현재 오일누출속도와 현재까지의 누출속도 변화추이에 대한 화면 출력을 제어하는 주제어기; 상기 주제어기의 제어에 따라 현재 오일누출속도와 현재까지의 누출속도 변화추이를 화면출력하는 화면표시기; 를 구비함을 특징으로 한다.

이하, 본 고안에 따른 고로 장입장치의 유압설비 손상검출장치에 대해서 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 고안에 따라 유압탱크 하부면에 설치된 차압검출기의 상태도로서, 도 3을 참조하면, 본 고안에 따른 차압검출기(6)는 유압탱크(1)에 저장된 오일량에 해당하는 오일의 압력을 검출하도록, 상기 오일탱크(1)의 하단에서 일정 높이에 설치하며, 오일의 압력을 검출하여 4∼20mmA범위내에서 압력에 해당하는 압력신호를 출력한다.

도 4는 본 고안에 따른 고로 장입장치의 유압설비 손상검출장치의 구성도로서, 도 4를 참조하면, 본 고안에 따른 고로 장입장치의 유압설비 손상검출장치는 유압탱크(1)의 하단으로부터 소정 높이에 설치되어, 유압탱크(1)에 저장된 오일의 압력을 반복적으로 검출하기 위한 차압검출기(6)와, 상기 차압검출기로부터 계속적으로 입력되는 압력신호를 디지탈형태의 오일레벨로 변환시키고, 이 오일레벨을 소정시간 간격으로 샘플링하고, 임의 시점에서 샘플링한 오일레벨(Htn)과 그 전에 샘플링한 오일레벨(Htn-1)로 소정 시간당 레벨변화속도(또는 오일누출속도)를 산출하여 주제어기로 제공하고, 이 오일누출속도가 경보 설정값 이상이면 알람경보를 제어하고, 또한 오일누출속도가 정지 설정값이상이면 유량펌프의 정지를 제어하는 연산제어기(7)와, 상기 연산제어기(7)의 제어에 따라 유압설비손상에 해당하는 경보음을 발생시키는 경보기(10)와, 상기 연산제어기(7)로부터의 오일누출속도를 반복적으로 입력받아 이 오일누출속도 변화추이를 산출하여 현재 오일누출속도와 현재까지의 누출속도 변화추이에 대한 화면 출력을 제어하는 주제어기(8)와, 상기 주제어기(8)의 제어에 따라 현재 오일누출속도와 현재까지의 누출속도변화추이를 화면출력하는 화면표시기(9)를 포한한다.

도 5는 도 4의 화면표시기(9)의 출력화면에 대한 예시도로서, 도 5를 참조하면, 본 고안에 따른 화면표시기(9)는 상기 컴퓨터등과 같은 주제어기(8)로부터의 현재 오일누출속도와 현재까지의 누출속도 변화추이를 출력하고 있음을 보이고 있다.

도 6a,6b는 도 4의 연산제어기(7)의 연산과정을 설명하기 위한 검출레벨에 대한 참조도면으로서, 도 6a,6b를 참조하면, 본 고안에 따른 연산제어기(7)는 프로그래머블로직컨트롤러(PLC)등으로 구성되는데, 이는 상기한 바와같이, 상기 차압검출기(6)로부터의 압력신호를 디지탈형태의 오일레벨로 변환시키고, 이 오일레벨을 소정시간 간격으로 샘플링하고, 임의 시점에 샘플링한 오일레벨(Htn)과 그 전에 샘플링한 오일레벨(Htn-1)로 소정 시간당 레벨변화속도(또는 오일누출속도)를 산출하도록 구성한다.

도 7은 도 4의 유압설비 손상검출장치의 동작흐름을 보이는 플로우챠트이다.

이와같이 구성된 본 고안의 장치에 따른 동작을 첨부도면에 의거하여 하기에 상세히 설명한다.

도 7에 도시한 바와같이, 고로 장입장치의 유압시스템이 동작함에 따라 유압펌프가 동작하는데, 이때 유압펌프의 동작에 의해서 오일탱크(1)에 저장된 오일레벨은 시간경과에 따라 점차로 낮아지게 되는데, 이때부터 본 고안에 따른 고로 장입장치의 유압설비 손상검출장치는 하기와 같은 동작을 수행하게 된다(도7의 71,72단계).

도 3 내지 도 7을 참조하여 본 고안을 설명하면, 먼저 도 3 및 도4에 도시한 차압검출기(6)는 대략, 1200mm정도의 높이를 갖는 유압탱크(1)의 하단으로부터 소정 높이(대략, 50mm)에 설치되어, 유압탱크(1)에 저장된 오일량에 대응하는 유압을 반복적으로 검출하여 4∼20mA범위내에서 현재 유압에 해당하는 유압신호를 연산제어기(7)로 출력한다.

도 4에 도시한 연산제어기(7)는 상기 차압검출기(6)로부터 계속적으로 입력되는 압력신호를 컴퓨터가 인식가능한 디지탈신호(1∼4096)로 변환시키고, 이 디지탈신호를 다시 유압탱크(1)의 높이에 대응시켜 하기 수학식1에 따라 유압탱크(1)내의 오일레벨로 변환시킨다(도7의 73단계).

그리고, 도 6a,6b에 도시한 바와같이, 상기 오일레벨을 소정시간 간격으로 샘플링하고, 임의 시점에서 샘플링한 오일레벨(Htn)과 그 전에 샘플링한 오일레벨(Htn-1)로 소정 시간당 레벨변화속도(또는 오일누출속도)를 산출하여 주제어기로 제공한다(도7의 74단계).

상기와 같이 샘플링한 오일레벨을 이용하여 하기 수학식2에 따라 오일누출속도를 구하는데, 이는 현재의 오일레벨(Htn)과 소정시간(t) 이전의 오일레벨(Htn-1)을 빼고, 이 차값을 소정시간(tn)을 나눈후, 이 값에 샘플링비율(60/샘플주기)을 곱하여 구한다.

여기서, 샘플링비율은 분당 샘플링비율(60초/샘플주기)로서, 샘플주기가 '7'인 경우, 샘플링비율은 8.5714(60초/7)이 되며, 따라서 분당 오일누출속도는 '{(Htn-1)-(Htn)}/{(tn)-(tn-1)} × 8.5714'가 된다.

상기한 바와같이, 소정시간동안의 오일누출속도가 경보 설정값(예를들어, 대략 20mm/min) 이상이면 알람경보를 제어하여(도7의 75,76단계), 이 연산제어기(7)의 제어에 따라 경보기(10)가 유압설비의 손상을 알리는 경보음을 출력하게 되고, 만일 상기한 오일누출속도가 정지 설정값(예를들어, 대략 50mm/min)이상이면 유량펌프의 정지를 제어한다(도7의 77,78단계).

그리고, 주제어기(8)는 상기 연산제어기(7)로부터 제공받은 오일누출속도를 화면출력을 제어함과 동시에, 상기 오일누출속도에 대한 변화추이도 화면출력하도록 제어하면, 상기 주제어기(8)의 제어에따라 화면표시기(9)는 도 5에 도시한 바와같이, 오일누출속도를 수자로 표시함과 동시에, 오일누출속도에 대한 변화추이를 그래프형식으로 출력하게 된다.

상술한 바와같은 본 고안에 따르면, 고로의 장입장치에 부속된 유압배관의 체결부나 유압호스등의 유압설비에 대한 손상을 검출하여 경보하고, 이 검출치가 위험수치에 도달하면 유압설비를 정지시킴으로써, 유압설비의 손상을 용이하게 확인가능하도록 하여, 오일누출을 사전에 방지할 수 있도록 하는 특별한 효과가 있는 것이다.

이상의 설명은 본 고안의 일실시예에 대한 설명에 불과하며, 본 고안은 그 구성의 범위내에서 다양한 변경 및 개조가 가능한다.

Claims (1)

1. 고로 장입장치의 유압설비 손상검출장치에 있어서,

   유압탱크(1)의 하단으로부터 소정 높이에 설치되어, 유압탱크(1)에 저장된 오일의 압력을 반복적으로 검출하기 위한 차압검출기(6);

   상기 차압검출기로부터 계속적으로 입력되는 압력신호를 디지탈형태의 오일레벨로 변환시키고, 이 오일레벨을 소정시간 간격으로 샘플링하고, 임의 시점에서 샘플링한 오일레벨(Htn)과 그 전에 샘플링한 오일레벨(Htn-1)로 소정 시간당 레벨변화속도(또는 오일누출속도)를 산출하여 주제어기로 제공하고, 이 오일누출속도가 경보 설정값 이상이면 알람경보를 제어하고, 또한 오일누출속도가 정지 설정값이상이면 유량펌프의 정지를 제어하는 연산제어기(7);

   상기 연산제어기(7)의 제어에 따라 유압설비손상에 해당하는 경보음을 발생시키는 경보기(10);

   상기 연산제어기(7)로부터의 오일누출속도를 반복적으로 입력받아 이 오일누출속도변화 추이를 산출하여 현재 오일누출속도와 현재까지의 누출속도 변화추이에 대한 화면 출력을 제어하는 주제어기(8);

   상기 주제어기(8)의 제어에 따라 현재 오일누출속도와 현재까지의 누출속도변화추이를 화면출력하는 화면표시기(9);를 구비함을 특징으로 하는 고로 장입장치의 유압설비 손상검출장치.