KR20010005345A - 장입물 위치 추적장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 장입벨트 콘베이어상의 장입물 수송위치를 정확히 판독하여 고로 노정부의 장입제어기로 전송하는 장입물 위치 추적장치에 관한 것으로, 장입벨트의 진행방향으로 일정 거리간격을 두고 배치되어 장입물 수송위치를 판독하는 다수의 센서장착 광석 위치 검출기 및 상기 광석 위치 검출기로부터 검출된 위치신호와 미리 설정된 트레이스 비교치를 비교하여 그 위치 편차량에 따라 장입벨트의 가동여부를 제어하는 제어수단 등을 구비하므로써, 장입물 위치 미인식 및 오인식으로 인한 장입벨트의 돌발 정지현상 및 고로 헤드부의 난상 투하현상를 방지하여 설비효율을 극대화하고 생산성의 향상을 꾀한 장입물 위치 추적장치에 관한 것이다.

Description

장입물 위치 추적장치{A device for tracking the position of a inserted material}

본 발명은 장입물 위치 추적장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 장입벨트 콘베이어상의 장입물 수송위치를 정확히 판독하여 고로 노정부의 장입제어기로 전송하도록 제어하므로써, 장입물 위치 미인식 및 오인식으로 인한 장입벨트의 돌발정지 현상 및 고로 헤드부로의 난상 투하현상을 방지하여 설비효율을 극대화하고 생산성을 향상시킨 장입물 위치 추적장치에 관한 것이다.

도 1 은 종래기술에 따른 장입물 위치 추적과정을 도시한 개략도로, 일반적인 고로(1)내 장입 패턴으로는 철광석의 입도별(대립광, 소립광 순서)장입이 이루어지며, 그 과정은 다음과 같다.

우선, 원료의 평량장치(도시되지 않음)에서 미리 고로(1)에 투입할 연·원료의 양을 결정지어 연·원료 중계조(3)내 5개의 웨잉호퍼(weighing hopper: 11a, 11b, 12a, 12b, 13)에 분산시켜 저장하게 된다.

이때, 연료로 사용되는 2개조의 코크스 웨잉호퍼(11a, 11b)와, 원료로 사용되는 2개의 패러스 서지 호퍼(12a, 12b) 및 1개의 스몰신터 웨잉호퍼(13)가 고로 장입벨트의 종동부인 테일(tail)측 상부에 설치되어지며, 연, 원료를 항상 평량하여 배출 대기상태로 있다가 고로 노정부 장입공정의 시퀀스에 따라 고로내부의 장입된 장입물의 장입 기준선이하로 되었을 때 상기 웨잉호퍼내 연, 원료의 배출이 자동으로 행해지게 된다.

다시 말해, 고로(1)내부에 장입된 장입물의 양이 장입기준선 이하로 떨어지는 경우, 고로의 노정 장입제어기(15)에서 상기 연·원료 중계조(3)로 차기 광석의 장입 호출지령을 발생시키게 되며, 이에따라 상기 연·원료 중계조(3)내 해당 웨잉호퍼(11a, 11b , 12a, 12b, 13 중 선택된 하나의 호퍼) 하단부의 게이트(14)가 개방된다.

이후, 해당 웨잉호퍼의 장입물 배출이 완료되고 나면 상기 웨잉호퍼 게이트(14)는 폐쇄되어 동일 광종의 장입물이 일정시간 후 곧 바로 배출되면서, 장입물의 위치를 판단하게 된다.

그런데, 상기한 바와 같이 장입물의 위치를 추적하는 종래기술에서는 장입벨트 콘베이어(7) 진행부의 하면에서 광석이 실려가는 중량을 일정 거리간격을 두고 배치된 벨트중량 검출기(9a, 9b, 9c)에서 순간적으로 검출하여 상기 노정 장입제어기(15)로 전송해주고 있으나, 상기 고로의 장입벨트 콘베이어(7) 자체가 매우 긴 길이의 고장력 콘베이어인 관계로 장입물이 연료가 되는 코크스인 경우 그 무게 자체가 너무 가볍기 때문에 장입벨트상의 맨처음 선단부를 제대로 인식하지 못하여 오데이타를 전송하게 되는 경우가 자주 발생된다. 이에 따라, 고압(약 6600V)으로 구동하는 모터들이 안전 인터록에 의해 장입벨트를 자주 비상정지시키게 되면서, 연속조업을 중단시키게 되는 문제점이 발생한다.

또한, 종래기술에서는 상기 장입물의 배출이 연속적으로 진행되면 장입물이 어느 위치에 수송되고 있는지를 추적하게 되는데, 상기 고로(1)에 연결된 장입벨트 콘베이어(7)의 상단부에서 헤드-풀리(head-pulley: 6)의 회전수를 엔코더(4)에서 카운트하여 어느 위치에 장입물이 도착되어 있는지를 나타내는 데이타를 상기 노정 장입 제어기(15)로 보내게 된다.

이렇게 발생된 데이타신호에 따라 노정 장입물 저장호퍼(2)내의 장입물을 완전히 비우고, 고로(1) 내부압력(2.5Kg/cm²)을 대기로 방산시켜 대기압력과 동일한 압력으로 유지시켜야만 해당 웨잉호퍼의 상단 실밸브(미도시됨)가 개방되면서 장입물의 수입(연, 원료를 호퍼로 받아들임) 준비상태로 들어가게 되는 것이다.

그런데, 상기 과정에서 우천시에는 장입벨트의 슬립현상(장입벨트가 헤드 및 테일 풀리(5, 6)를 정확하게 감지 못하고 헛도는 현상)이 발생되면서 장입물의 정확한 위치추적을 위한 데이타를 소실하게 되어 오데이타를 고로 노정부의 장입물 제어기(15)로 전송하게 되고, 이에 따라 상기 노정 장입물 저장호퍼(2)의 상단부 실밸브가 개방되지 않은 상태에서 많은 양의 장입물을 고로(1)상부에 쏟아버리게 되는 문제가 동반적으로 발생한다.

상기한 문제가 발생되었을 시, 다수의 인원이 투입되어 낙광석 수거작업에 착수해야 되기때문에, 작업부하가 가중되고, 작업공간의 비좁음으로 인해 고로의 연속조업 또한 수행되지 못하고 휴업을 단행해야 되는 문제점이 발생한다.

또한, 장입물의 위치를 환산해 내는 상기 엔코더(4)의 구동을 제어하는 헤드-풀리(6)의 연결 커플링 마모 및 이탈시에도 상호 연계작동을 하지 못하고 조업이 중단되게 되는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 장입물 수송시 장입물의 위치를 정확하게 판독하여 고로 노정부의 장입 제어기로 전송하므로써, 장입물 수송위치의 미확인 및 오확인으로 인해 발생되는 장입벨트의 돌발정지 및 장입공정상의 트러블발생을 방지하여 설비효율을 극대화하도록 한 장입물 위치 추적장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 장입물 위치 추적장치는 장입벨트의 진행방향으로 일정 거리간격을 두고 다수 배치되어 장입물 수송시 그 위치를 판독하여 인식하는 위치 검출수단과,

상기 위치 검출수단으로부터 발생된 전기신호를 모니터 화면상에 그래픽하여 장입물의 위치판단이 가능한 색상으로 표시하는 화면 표시수단과,

연·원료 중계조내 다수의 웨잉호퍼에 저장된 장입물의 배출순서와 수송 진행위치 및 트레이스 비교치를 설정하여 주메모리에 저장하는 웨잉 프로세스 측정수단과,

상기 웨잉 프로세스 측정수단으로부터의 트레이스 생성에서 소멸까지의 일련의 과정을 제어하는 제어수단과,

상기 트레이스 비교치와 상기 위치 검출수단으로부터의 연·원료 수송점 위치를 비교하는 비교수단과,

상기 비교수단으로부터 상기 연·원료 수송위치의 편차량 신호를 전송받아 고로 노정부의 장입제어 이상 발생시 장입벨트 콘베이어의 가동을 중지시키도록 제어하는 장입 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

도 1 은 종래기술에 따른 장입물 위치 추적과정을 도시한 개략도

도 2 는 본 발명에 따른 장입물 위치 추적장치의 블럭 구성도

도 3 은 본 발명에서의 장입물 위치 추적상황을 설명하기 위한 콘베이어 상부의 광석 위치 검출기 배치도

도 4 는 본 발명에서 사용되는 위치 검출수단을 나타낸 개략도

도 5 는 본 발명에서의 트레이스 생성과정을 도시한 개략도

도 6 는 본 발명에 따른 장입물의 위치 추적방법을 도시한 순서도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1: 고로 2: 장입물 저장호퍼

3: 연, 원료 중계조 4: 엔코더

5: 테일-풀리 6: 헤드-풀리

7: 장입벨트 콘베이어 8: 구동모터 하우스

9a, 9b, 9c: 벨트중량 검출기 10: 장입물

11a, 11b: 코크스 웨잉호퍼 12a, 12b: 패러스 서지호퍼

13: 스몰신터 웨잉호퍼 14: 호퍼 게이트

15: 노정 장입제어기 16: 웨잉 프로세스 컴퓨터

18a 내지 18r: 광석 위치 검출기 19a, 19b: 트레이스

20: 제어 판단부 21: 타이머

22: 피드백 제어부 23: 주 메모리

25: 조작 감시부 30: 위치 검출 제어기

상술한 목적 및 기타의 목적과 본 발명의 특징 및 이점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 는 본 발명에 따른 장입물 위치 추적장치를 개략적으로 도시한 블럭 구성도로, 크게 고로 노정부의 장입물 제어기(15)와 웨잉 프로세스 컴퓨터(16)로 나누어진다.

상기 웨잉 프로세스 컴퓨터(16)에서는 연·원료 중계조(3)내 다수의 웨잉호퍼들의 장입물 배출순서를 설정하고, 상기 연·원료의 수송 진행위치 및 트레이스(trace) 비교치를 설정하여 주 메모리(23)에 저장하게 되며, 상기 주 메모리(23)로부터 데이타값을 받아 제어·비교하는 제어 판단부(20)와 상기 웨잉호퍼에 저장된 광석의 호출시 일정 타임을 카운트하여 배출하는 타이머(21)가 서로 링크되어 구성된다.

상기 웨잉 프로세스 컴퓨터(16)내 제어 판단부(20)에서는 피드백 제어부(22)를 통해 5개의 웨잉호퍼(11a, 11b, 12a, 12b, 13)로 호퍼 게이트(14) 개방명령을 발생시켜 구동모터 제어반을 통해 현장의 각 호퍼 게이트의 개방 및 폐쇄지령을 제어값으로 전송한다.

상기 제어값은 다시 호퍼 게이트의 개방 및 폐쇄신호 및 연·원료 수송 진행위치를 나타내는 신호들이 다시 피드백 제어부(22)와 조작 감시부(25)를 거쳐 상기 제어 판단부(20)로 입력되도록 제어하게 된다.

도 3 은 본 발명에서의 장입물 추적상황을 설명하기 위한 콘베이어 상부의 광석 위치 검출기 배치도를 도시한 것으로, 노정부의 장입물 저장호퍼(2)에 광석 및 연료수송을 위한 장입벨트 콘베이어(7)의 폭방향으로 다수의 광석 위치 검출기를 설치하기 위한 고정베이스에 프레임으로 설치하고, 벨트중앙 상부 1/3지점에 광석 위치 검출기(18a 내지 18r)를 연·원료 평량 계량 중계조(3)의 종단부에 위치하는 스몰신터 웨잉호퍼(13) 중앙으로부터 기준하여 약 105M 지점에 최초 광석 위치 검출기(18a)를 설치하고, 장입벨트 진행방향에 대해 순차적으로 일정 거리간격을 두고 18개 설치된다. 이때, 상기 다수의 광석 위치 검출기에는 위치 검출을 위한 센서가 장착되어 있다.

또한, 각 광석 위치 검출기당 거리제한은 고로 장입벨트의 평면길이가 약 403미터임을 가정할 때 약 17.6M가 바람직하다. 그 이유는 고로장입 연·원료중 1베치(batch) 길이가 가장 짧은 스몰신터 광석이 배출되었을 경우의 테라스(tarrice) 길이가 평균 17.5M 이내로 한정되어 있기 때문이다.

따라서, 상기 18개의 광석 위치 검출기들(18a 내지 18r)은 장입벨트 콘베이어(7) 종단측의 스몰신터 웨잉호퍼(13) 중앙을 0M 기준으로 105M 지점에 최초 광석 위치 검출기(18a)가 설치되고, 벨트 진행방향으로 일정 거리간격(17.6M)을 유지하며순차적으로 나머지 17개의 광석 위치 검출기가 설치되어, 상기 벨트 콘베이어(7) 상부로 수송되어 진행중인 연·원료의 선단부를 시점으로 계속 센싱하다가 상기 연·원료의 각 베치(batch)가 종료 즉, 상기 벨트 콘베이어상에 수송물이 없어지게 되면 센싱하지 않고 오프값으로 존재하도록 제어한다.

도 4 는 본 발명에서 사용되는 위치 검출수단을 나타낸 개략도로, 상기 연·원료의 수송과정을 인식하기 위해 벨트 콘베이어(7) 상부에 일정 거리간격을 두고 배치된 다수의 센서장착 광석 위치 검출기(18a 내지 18r)와, 상기한 일련의 위치추적 과정을 인식하고 제어하기 위해 상기 다수의 광석 위치 검출기(18a 내지 18r)에 연결된 위치검출 제어기(30)를 구비한다.

상기 구성을 갖는 위치 검출수단을 통해 발생된 전기신호는 상기 위치검출 제어기(30)를 통해 화면 표시수단으로 전달되어 디스플레이 CRT 화면상에 그래픽하여 수송중인 연·원료의 선단과 종단을 인식할 수 있도록 각 거리별 위치 검출수단과 상호 연계하여 색상으로 표시해 주게 되는데, 이에따라 조업 운전자가 현장에 직접 가지 않고도 CRT화면상에서 장입물의 위치를 인식할 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 위치 검출수단 및 화면 표시수단과는 별도로 연·원료 중계조(3)내 다수의 웨잉호퍼(11a, 11b, 12a, 12b, 13)에 저장된 연·원료의 배출초기 게이트 개방신호에 의한 중량값에 따라 최초 트레이스 신호를 발생시켜 최종게이트의 폐쇄신호에 의해 트레이스 신호를 소멸시키는 등 상기 트레이스 신호의 생성에서 소멸까지의 일련의 과정을 제어하는 웨잉 프로세스 컴류터가 설치되어진다.

도 5 는 본 발명에서의 트레이스 생성과정을 도시한 개략도로, 연·원료 중계조(3)내 각 웨잉호퍼들(11a, 11b, 12a, 12b, 13)이 웨잉 프로세스 컴퓨터에 의해 설정된 게이트 개방신호에 의해 선택적으로 개방되어 내부에 저장된 연·원료를 배출시키고, 상기 연·원료의 중량값에 따라 그 배출속도 및 진행위치를 나타내는 최초 트레이스(trace)신호를 발생시키는 것을 나타내며, 최종 게이트의 폐쇄신호를 통해 트레이스 신호를 소멸시키게 된다.

도 6 은 본 발명에 따른 장입물 위치 추적방법을 도시한 순서도로, 이하 동 도면을 참조하며 본 발명의 동작을 자세히 살펴보기로 한다.

우선, 고로내 장입될 광종이 설정된 이후(과정 100), 노정 시스템이 정상 가동되고 있는지의 여부를 확인(과정 110)하여 정상적으로 가동되고 있다고 판단되면 상기 설정된 광종을 순차적 진행에 따라 연·원료 중계조내 웨잉호퍼에 저장시키게 된다.

이후, 웨잉 프로세스 컴퓨터에서 프로그램화하여 설정해 둔 노내 광석 장입순서에 따라 설정된 광종별 호퍼 게이트를 개방시키게 되고(과정 120), 이후 최초 광석 위치 검출기(18a)에 도달하므로써 광석위치를 CRT 화면상에 디스플레이하게 된다

그런 다음, 광석 위치 검출기와의 비교를 위한 트레이스(trace) 비교치가 상기 연·원료 중계조내 해당 웨잉호퍼가 개방되고 난 후 일정시간이 경과한 이후 생성되게 되는데(과정 130), 상기 각 웨잉호퍼당 트레이스 생성을 위한 일정 지연시간은 다음의 〈표 1〉에서와 같이 웨잉 프로세스 컴퓨터에서 설정된다.

〈표 1〉

스몰신터 W.H.	패러스 W.H.b	패러스 W.H.a	코크스 W.H.b	코크스 W.H.a
105/2초	80/2초	73/2초	55/2초	48/2초

상기 트레이스 생성을 제어하는 과정 130의 자세한 절차는 다음과 같다.

우선, 선택된 광종 웨잉호퍼가 풀(full)상태에서 하단 게이트가 개방되어지면, 설정된 일정 지연시간 이후 트레이스를 생성하게 되며, 선택된 광종 웨잉호퍼의 중량 최저값 제한신호(이때, 웨잉호퍼는 빈(empty)상태가 되어 그 무게는 0.01톤 이하가 됨) 및 웨잉호퍼의 폐쇄신호가 송신되면 CRT화면상에 트레이스신호의 생성을 종료하게 된다.

그런데, 상기 과정 130에서 웨잉호퍼의 하단부가 폐쇄되어 있는데에도 불구하고 생성된 트레이스의 위치와 연·원료 수송 위치 검출기 사이의 거리차가 1.5M 이상이 될 경우에는 연·원료 수송 진행위치 불량으로 판단되어 상기 웨잉 프로세스 컴퓨터(16)내 제어 판단부(20)를 통해 경보장치를 작동시키게 된다(과정 140).

한편, 이미 연·원료 중계조(3)내 웨잉호퍼(11a, 11b, 12a, 12b, 13)의 하단 게이트(14)를 통해 배출된 연·원료가 장입벨트 콘베이어(7) 상부에 적재되어 최초 광석 위치 검출기(18a)에 도착하게 되면, 장입물 위치를 검출하여 전송된 값에 따라 CRT 화면상에 디스플레이 하게되며, 생성된 트레이스와 비교하여 정상유무를 검출하게 된다.

상기 동작의 반복에 의해, 연·원료 수송중 최후단에 배치된 광석 위치 검출기(18r)가 작동하고 트레이스신호와의 비교값이 245.8M가 되면 노정부 광석 위치 검출기(18r)의 거리위치와 트레이스 거리값을 더하여 2로 나눈 평균값이 노정부 장입물 저장호퍼(2)와 장입벨트 콘베이어간 거리가 200M가 되는 위치까지 수송되었을 때, 노정 장입물 웨잉호퍼의 연·원료 수입을 위한 고로 내부로의 장입 후 장입물 저장호퍼(2) 내부의 압력(2.5∼2,7kg/cm²)을 대기중으로 배압하라는 명령이 노정부의 장입 제어기(15)로 전송되어 수행되고, 상기 노정부 장입불 저장호퍼(2)에서는 연·원료 수입을 위한 일련의 동작이 수행된다(과정 150).

또한, 장입벨트 콘베이어(7)에 상기 연·원료 수송점 위치의 선단부가 광석 위치 검출기 동작에 의해 트레이스 비교치와의 비교값이 351.4M가 되면 정상적인 수송운전을 행하게 되며, 비정상적인 데이타값이 출력되면 장입벨트 콘베이어를 정지시키게 된다(과정 160).

이상에서 설명한 바와같이 본 발명에 따른 장입물 위치 추적장치에 의하면, 고로 장입물의 수송시 운전자나 설비 가동자가 직접 현장에 가지 않고도 정확하게 CRT 화면을 통해 수송위치를 판독할 수 있게 되어, 수송위치 미확인 및 정확치 못한 판독으로 인해 발생되는 장입벨트의 돌발 정지현상 및 고로 상부의 장입물 저장호퍼로의 장입공정 트러블을 방지할 수 있는 매우 뛰어난 효과가 있다.

더불어, 고로 연속조업 중단현상을 방지할 수 있게 되어, 생산성 향상 및 설비효율의 극대화를 꾀할 수 있는 매우 뛰어난 효과가 있다.

아울러 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (1)

1. 장입벨트의 진행방향으로 일정 거리간격을 두고 다수 배치되어 장입물 수송시 그 위치를 판독하여 인식하는 위치 검출수단과,

   상기 위치 검출수단으로부터 발생된 전기신호를 모니터 화면상에 그래픽하여 장입물의 위치판단이 가능한 색상으로 표시하는 화면 표시수단과,

   연·원료 중계조내 다수의 웨잉호퍼에 저장된 장입물의 배출순서와 수송 진행위치 및 트레이스 비교치를 설정하여 주메모리에 저장하는 웨잉 프로세스 측정수단과,

   상기 웨잉 프로세스 측정수단으로부터의 트레이스 생성에서 소멸까지의 일련의 과정을 제어하는 제어수단과,

   상기 트레이스 비교치와 상기 위치 검출수단으로부터의 연·원료 수송점 위치를 비교하는 비교수단과,

   상기 비교수단으로부터 상기 연·원료 수송위치의 편차량 신호를 전송받아 고로 노정부의 장입제어 이상 발생시 장입벨트 콘베이어의 가동을 중지시키도록 제어하는 장입 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 장입물 위치 추적장치.