KR20000042889A - 슬러지 케이크 형성 공정에서의 슬러지 농도 제어 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슬러지의 원활한 이송과 케이크형성의 효율성을 높이기 위해 이송라인으로 흐르는 슬러지의 농도를 항상 일정한 농도로 유지시켜 물의 양을 자동으로 조정할 수 있게 하는 슬러지 케이크 형성 공정에서의 슬러지 농도 제어 방법 및 장치에 관한 것으로, 고로 공장등에서 발생되는 수분이 포함된 슬러지를 드럼 필터 표면에 케이크하여 물과 슬러지를 분리하는 시스템에 있어서, 상기 이송라인으로 흐르는 슬러지의 온도를 측정하는 온도 측정 센서와, 상기 측정한 온도를 디지털신호로 변환시키기 위한 A/D 변환기와, 상기 디지털신호로 변환된 온도값을 측정하고 적절한 농도를 유지시키기 위해 현재의 슬러지의 농도를 판별하여 물 조정 밸브의 개도를 자동 제어하기 위한 자동 농도 제어부와, 상기 판별한 슬러지의 농도를 아날로그신호로 변환시키기 위한 D/A 변환기를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

이상에서와 같이 본 발명은, 이송라인으로 흐르는 슬러지의 농도를 항상 일정한 농도로 유지시켜 물의 양을 자동으로 조정해 주므로써 저렴한 비용으로 제어시스템을 구현할 수 있을뿐 아니라 유지보수가 용이하고 고장이 거의 없는 시스템을 구현할 수 있게 하는 효과가 제공된다.

Description

슬러지 케이크 형성 공정에서의 슬러지 농도 제어 방법 및 장치(Sludge mixing control method in sludge cake forming process)

본 발명은 슬러지 케이크(sludge cake) 형성 공정에서의 슬러지 농도 제어 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 슬러지의 원활한 이송과 케이크형성의 효율성을 높이기 위해 이송라인으로 흐르는 슬러지의 농도를 항상 일정한 농도로 유지시켜 물의 양을 자동으로 조정할 수 있게 하는 슬러지 농도 제어 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 고로 공장등의 슬러지 이송라인에서 물과 슬러지의 양을 알맞게 혼합하여 슬러지의 농도를 일정하게 유지하는 것은 상당히 중요한 문제로 대두되고 있으며, 이송라인에서 물의 양에 비하여 슬러지의 양이 많게 되어 슬러지의 농도가 진하게 되면 이송시 관막힘 현상등이 발생하여 작업에 막대한 지장을 초래하고 있다.

이와 반대로 물의 양이 많게 되면 드럼 필터에서 케이크 형성이 잘 되지 않을뿐 아니라 이송라인에서의 슬러지의 원활한 이송과 케이크형성의 효율성을 높이기 위해서는 물과 슬러지의 농도를 일정하게 유지시키는 것이 매우 중요하다.

도 1은 본 발명에 의한 슬러지 농도 제어 시스템의 구성도로서, 도 1을 참조하여 종래의 슬러지 농도 제어 시스템의 구성을 설명하기로 한다.

종래의 슬러지 농도 제어 시스템은 도 1에서와 같이 고로 가스포집기(1)로부터 유입되는 물과 먼지를 일시 저장하는 시커너 폰드(2)와, 상기 시커너 폰드(2)에 슬러지가 일정량 이상이 되면 물 조정 밸브(4)를 일정 개도로 열어 슬러지가 적절한 농도가 되도록 제어하는 제 1 언더플로 밸브(3)와, 상기 제 1 언더플로 밸브(3)와 제 2 언더플로 밸브(5) 언더플로 펌프(6) 및 제 3 언더플로 밸브(7)의 이송라인으로 흐르는 슬러지를 필터링하는 드럼 필터(8)와, 필터 탱크(9)의 물을 빨아 들이는 진공펌프(10)로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 종래의 슬러지 농도 제어 시스템의 동작과정은 다음과 같다.

먼저, 고로 가스포집기(1)로부터 유입되는 물과 먼지를 시커너 폰드(2)에 일시 저장한다. 이때 먼지는 물보다 비중이 크므로 시커너 폰드(2)하부에 가라 앉아 슬러지 상태로 된다.

이러한 상태에서 시커너 폰드(2)에 슬러지가 일정량 이상이 모아지게 되면 제 1 언더플로 밸브(3)를 완전히 열고 물 조정 밸브(4)를 일정 개도로 열어서 슬러지가 적절한 농도가 되도록 한다.

이와 동시에 제 2 언더플로 밸브(5)를 오픈하고 언더플로 펌프(6)를 기동시킨 후 제 3 언더플로 밸브(7)를 개방함으로써 슬러지는 이송라인을 통하여 드럼 필터(8)로 공급하게 된다.

한편 드럼 필터(8)에서는 진공 펌프(10)를 통하여 필터 탱크(9)로 물을 빨아 들이게 되면 회전하는 드럼 필터(8) 표면에 수분이 제거된 슬러지가 케이크 모양으로 달라붙게 되고 이것을 압축 공기로서 블로잉(blowing)을 시키면 아래에 설치된 저장 호퍼로 떨어져서 물과 슬러지가 완전히 분리가 된다.

그러나 이런 종래의 슬러지 농도 제어 시스템은 제 1 언더플로 밸브를 통하여 유출되는 슬러지는 시커너 폰드에 침전되어 있는 슬러지의 양에 따라서 농도가 달라지게 되므로 물 조정 밸브의 개도를 적절하게 조정하여야만 한다.

또한 이송라인을 통하여 흐르는 슬러지의 농도가 진하면 이송라인이 막히거나 언더플로 밸브에 슬러지가 끼는 현상 또는 과부하로 인한 언더플로 펌프의 고장 현상등이 발생하게 되고, 심한 경우에는 조업 및 정비작업에 막대한 영향을 주게 된다.

이와 반대로 슬러지의 농도가 묽게 되면 드럼 필터 표면에 슬러지가 잘 달라 붙지 않는 문제가 발생하게 된다.

또한 작업시 언더플로 밸브들을 완전히 열어둔 상태에서 케이크의 형성상태 혹은 관의 막힘 상태를 직접 눈으로 확인해 가면서 적당한 농도가 될 때까지 물 조정 밸브의 개도를 계속해서 조정해야 한다. 이와 같이 작업자는 항상 작업 상태를 감시하고 조정을 해야하는 번거로움과 불편함이 뒤따르고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하고자 이루어진 것으로서, 그 목적은 슬러지의 원활한 이송과 케이크형성의 효율성을 높이기 위하여 이송라인으로 흐르는 슬러지의 온도를 측정하고 측정한 슬러지의 농도를 항상 일정한 농도로 유지시켜 물의 양을 자동적으로 조정할 수 있게 하는 슬러지 케이크 형성 공정에서의 슬러지 농도 제어 방법 및 그 장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하고자 본 발명의 슬러지 케이크 형성 공정에서의 슬러지 농도 제어 방법은, 주물선 고로, 고로 공장등에서 발생되는 수분이 포함된 슬러지를 드럼 필터 표면에 케이크하여 물과 슬러지를 분리하는 공정에 있어서, 상기 슬러지의 온도 편차가 ±2도의 범위안에서는 제어를 수행하지 않고 슬러지의 온도 편차가 ±2도의 범위밖에서만 제어를 수행시키는 데드 밴드 제어 단계와, 상기 온도 편차를 제로로 하기 위해 물 조정 밸브의 개도 설정값을 계산하는 비레적분 제어 단계와, 상기 물 조정 밸브 개도 측정값이 개도 설정값과 같게 되도록 위치 제어를 수행시키는 위치 제어 단계를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징을 가진 슬러지 케이크 형성 공정에서의 슬러지 농도 제어 장치는, 고로 가스포집기로부터 유입되는 물과 먼지를 일시 저장하는 시커너 폰드와, 상기 시커너 폰드에 슬러지가 일정량 이상이 되면 물 조정 밸브를 일정 개도로 열어 슬러지가 적절한 농도가 되도록 제어하는 제 1 언더플로 밸브와, 상기 제 1 언더플로 밸브와 제 2 언더플로 밸브 언더플로 펌프 및 제 3 언더플로 밸브의 이송라인으로 흐르는 슬러지를 필터링하는 드럼 필터와, 필터 탱크의 물을 빨아 들이는 진공펌프를 구성한 것에 있어서, 상기 이송라인으로 흐르는 슬러지의 온도를 측정하는 온도 측정 센서와, 상기 측정한 온도를 디지털신호로 변환시키기 위한 A/D변환기와, 상기 디지털신호로 변환된 온도값을 측정하고 적절한 농도를 유지시키기 위해 현재의 슬러지의 농도를 판별하여 물 조정 밸브의 개도를 자동 제어하기 위한 자동 농도 제어부와, 상기 판별한 슬러지의 농도를 아날로그신호로 변환시키기 위한 D/A변환기를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 슬러지 농도 제어 시스템의 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 슬러지 농도 제어 방법의 신호 흐름도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1:고로 가스 포집기 2:시커너 폰드

3:제 1 언더플로 밸브 4:물 조정 밸브

5:제 2 언더플로 밸브 6:언더플로 펌프

7:제 3 언더플로 밸브 8:드럼 필터

9:필터 탱크 10:진공 펌프

11:온도 측정 센서 12:A/D변환기

13:자동 농도 제어부 14:D/A변환기

본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

이 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점을 보다 잘 이해할 수 있게 된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 슬러지 케이크 형성 공정에서의 슬러지 농도 제어 방법 및 장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 슬러지 농도 제어 시스템의 구성도로서, 이에 도시한 바와 같이 고로 가스포집기(1)로부터 유입되는 물과 먼지를 일시 저장하는 시커너 폰드(2)와, 상기 시커너 폰드(2)에 슬러지가 일정량 이상이 되면 물 조정 밸브(4)를 일정 개도로 열어 슬러지가 적절한 농도가 되도록 제어하는 제 1 언더플로 밸브(3)와, 상기 제 1 언더플로 밸브(3)와 제 2 언더플로 밸브(5) 언더플로 펌프(6) 및 제 3 언더플로 밸브(7)의 이송라인으로 흐르는 슬러지를 필터링하는 드럼 필터(8)와, 필터 탱크(9)의 물을 빨아 들이는 진공펌프(10)와, 상기 이송라인으로 흐르는 슬러지의 온도를 측정하는 온도 측정 센서(11)와, 상기 측정한 온도를 디지털신호로 변환시키기 위한 A/D변환기(12)와, 상기 디지털신호로 변환된 온도값을 측정하고 적절한 농도를 유지시키기 위해 현재의 슬러지의 농도를 판별하여 물 조정 밸브(4)의 개도를 자동 제어하기 위한 자동 농도 제어부(13)와, 상기 판별한 슬러지의 농도를 아날로그신호로 변환시키기 위한 D/A변환기(14)로 구성된다.

도 2는 본 발명에 따른 슬러지 농도 제어 방법의 신호 흐름도로서, 이에 도시한 바와 같이 주물선 고로, 고로 공장등에서 발생되는 수분이 포함된 슬러지를 드럼 필터 표면에 케이크하여 물과 슬러지를 분리하는 공정에 있어서, 상기 슬러지의 온도 편차가 ±2도의 범위안에서는 제어를 수행하지 않고 슬러지의 온도 편차가 ±2도의 범위밖에서만 제어를 수행시키는 데드 밴드 제어 단계(ST10)와, 상기 온도 편차를 제로로 하기 위해 물 조정 밸브(ST40)의 개도 설정값을 계산하는 비레적분 제어 단계(ST20)와, 상기 물 조정 밸브 개도 측정값이 개도 설정값과 같게 되도록 위치 제어를 수행시키는 위치 제어 단계(ST30)로 이루어져 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 작용효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 고로 가스포집기(1)로부터 유입되는 물과 먼지를 시커너 폰드(2)에 일시 저장한다.

이때 먼지는 물보다 비중이 크므로 시커너 폰드(2)하부에 가라 앉아 슬러지 상태로 된다.

이러한 상태에서 시커너 폰드(2)에 슬러지가 일정량 이상이 모아지게 되면 제 1 언더플로 밸브(3)를 완전히 열고 물 조정 밸브(4)를 일정 개도로 열어서 슬러지가 적절한 농도가 되도록 한다.

이와 동시에 제 2 언더플로 밸브(5)를 오픈하고 언더플로 펌프(6)를 기동시킨 후 제 3 언더플로 밸브(7)를 개방함으로써 슬러지는 이송라인을 통해 흐르게 된다.

즉, 고로에서 발생되는 먼지는 150도 정도의 고온 입자이지만 고로 가스 포집기(1)를 통과한 이후에는 상온의 물이 혼합되어 시커너 폰드(2)에서 먼지의 온도는 대략 55도 이상이 된다.

따라서 물 조정 밸브(4)의 개도를 0％로 하여 상온의 물을 섞지 않을 경우 즉, 시커너 폰드(2)하부로부터 슬러지만 이송될 경우 이송라인의 온도는 대략 55도 정도가 된다.

그리고 물 조정 밸브(4)의 개도를 100％로하여 많은 양의 물을 섞었을 경우 슬러지의 온도는 약 30도 정도로 떨어지게 된다.

그러나 슬러지 농도가 적당한 경우, 즉 물과 슬러지가 적절하게 혼합되어 드럼 필터(8)표면에 슬러지가 효율적으로 부착이 되는 온도는 43∼46도 정도가 된다.

한편 온도 측정 센서(11)에서는 앞서 전술한 바와 같이 이송라인을 통해 흐르는 슬러지의 온도를 측정하고 측정한 온도값을 A/D변환기(12)에 공급한다.

이에 따라 A/D변환기(12)는 그 에 공급된 온도를 디지털신호로 변환시킨 후 변환된 디지털 온도값을 자동 농도 제어부(13)에 공급한다.

그럼 자동 농도 제어부(13)는 그에 공급된 온도값을 측정하고 적절한 농도를 유지시키기 위해 현재의 슬러지의 농도를 판별한다.

이렇게 판별한 적절한 농도로 D/A변환기(14)를 통해 물 조정 밸브(4)의 개도를 제어하게 된다.

한편, 도 2 는 본 발명에 따른 슬러지 농도 제어 방법의 신호 흐름도로서, 도면에 도시한 목표 온도값은 알맞는 농도를 얻기 위한 온도값을 의미한다. 즉 주물선 고로의 경우 온도는 45도 이다.

그러므로 슬러지의 온도 편차가 ±2도의 범위안에서는 제어를 수행하지 않고 슬러지의 온도 편차가 ±2도의 범위밖에서만 제어를 수행(ST10)한다.

상기 과정수행 후 온도 편차를 제로(0)로 하기 위해 물 조정 밸브(ST40)의 개도 설정값을 계산(ST20)한다.

상기 과장에서 계산한 물 조정 밸브(ST40)의 개도 측정값이 개도 설정값과 같게 되도록 위치 제어를 수행(ST30)하게 되는 것이다.

이상에서와 같이, 본 실시예에 의하면, 슬러지의 원활한 이송과 케이크형성의 효율성을 높이기 위하여 이송라인으로 흐르는 슬러지의 온도를 측정하고 측정한 슬러지의 농도를 판별한 후 적절한 농도로 개인용 컴퓨터를 통해 물 조정 밸브를 자동 제어해 주므로써 드럼 필터 표면에 슬러지가 효과적으로 부착됨에 따라 저렴한 비용으로 제어시스템을 구현할 수 있을뿐 아니라 유지보수가 용이하고 고장이 거의 없는 시스템을 구현할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 고로 공장등에서 발생되는 수분이 포함된 슬러지를 드럼 필터 표면에 케이크하여 물과 슬러지를 분리하는 공정에 있어서,

   상기 슬러지의 온도 편차가 ±2도의 범위안에서는 제어를 수행하지 않고 슬러지의 온도 편차가 ±2도의 범위밖에서만 제어를 수행시키는 데드 밴드 제어 단계와;

   상기 온도 편차를 제로로 하기 위해 물 조정 밸브의 개도 설정값을 계산하는 비레적분 제어 단계와;

   상기 물 조정 밸브 개도 측정값이 개도 설정값과 같게 되도록 위치 제어를 수행시키는 위치 제어 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지 케이크 형성 공정에서의 슬러지 농도 제어 방법.
2. 고로 가스포집기로부터 유입되는 물과 먼지를 일시 저장하는 시커너 폰드와, 상기 시커너 폰드에 슬러지가 일정량 이상이 되면 물 조정 밸브를 일정 개도로 열어 슬러지가 적절한 농도가 되도록 제어하는 제 1 언더플로 밸브와, 상기 제 1 언더플로 밸브와 제 2 언더플로 밸브 언더플로 펌프 및 제 3 언더플로 밸브의 이송라인으로 흐르는 슬러지를 필터링하는 드럼 필터와, 필터 탱크의 물을 빨아 들이는 진공펌프를 구성한 것에 있어서,

   상기 이송라인으로 흐르는 슬러지의 온도를 측정하는 온도 측정 센서와;

   상기 측정한 온도를 디지털신호로 변환시키기 위한 A/D 변환기와;

   상기 디지털신호로 변환된 온도값을 측정하고 적절한 농도를 유지시키기 위해 현재의 슬러지의 농도를 판별하여 물 조정 밸브의 개도를 자동 제어하기 위한 자동 농도 제어부와;

   상기 판별한 슬러지의 농도를 아날로그신호로 변환시키기 위한 D/A 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지 케이크 형성 공정에서의 슬러지 농도 제어 장치.