KR20010019722A

KR20010019722A - 고로 장입물 분배슈트의 장입각도 보정방법

Info

Publication number: KR20010019722A
Application number: KR1019990036292A
Authority: KR
Inventors: 김재식
Original assignee: 이구택; 포항종합제철 주식회사
Priority date: 1999-08-30
Filing date: 1999-08-30
Publication date: 2001-03-15

Abstract

본 발명은 고로 조업에서 연료와 광석을 노내로 장입함에 있어서 장입각도를 보정하는 방법에 관한 것으로서, 선회슈트의 마모량의 정도에 따른 선회슈트의 면적저항 변화를 이용하여 선회슈트에 걸리는 전류를 검출하는 단계와; 검출된 전류를 컴퓨터가 인식할 수 있도록 데이터로 변환하는 신호변환단계; 상기 데이터로 선회슈트 마모량을 검출하여 마모량 정도에 따른 선회슈트 경동각도 보상치를 구하는 경동각도 보상치 산출단계; 상기 경동각도 보상치를 선회슈트 경동각도 설정 입력에 보상하여 선회슈트를 구동하고 오차의 유무를 판별하고자 각도 검출부에서 검출된 값을 비교, 판별하여 다음 장입시 보상하는 선회슈트의 장입용 경동각도 보상단계; 선회슈트의 마모 한계치를 설정하여 한계치에 도달시를 디스플레이하여 운전자에게 통보하는 선회슈트 교체시기 판별단계로 이루어져 점검이 난이한 용광로 내부에 설치된 선회슈트의 마모량을 운전자가 손쉽게 확인할 수 있고, 선회슈트의 정비를 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라 경동각도 자동 보상으로 노내 장입물 장입분포의 균일성을 유지하여 안정된 노황을 유지할 수 있는 장점이 있는 것이다.

Description

고로 장입물 분배슈트의 장입각도 보정방법 {METHOD CORRECTING FOR CHARGING ANGLE OF FURNACE CHARGE DISTRIBUTION CHUTE}

본 발명은 고로 조업에서 연료와 광석을 노내로 장입함에 있어서 장입각도를 보정하는 방법에 관한 것으로서, 특히 선회슈트 내측에 도선을 삽입하여 선회슈트의 마모량 정도에 따른 면적저항의 변화를 이용 선회슈트에 걸리는 전압을 검출하여 선회슈트 마모량을 연산하고, 그 결과에 따라 고로 장입물 분배슈트의 경동각도 즉, 선회슈트 마모량에 따른 분배슈트의 장입각도를 보정하는 고로 장입물 분배슈트의 장입각도 보정방법에 관한 것이다.

일반적으로 고로 공정에서 용선을 생산하는 과정은 도 1에 도시한 바와 같이 고로(1) 내에 투입할 연, 원료를 평량 계량한 후 장입물 수송 컨베이어벨트(30)를 통하여 고로(1) 상부의 장입물 저장호퍼(31)에 일시 저장하고, 하부의 수직슈트 내부와 최종 고로(1) 내부의 장입물 분배슈트(이하, "선회슈트"라 함)를 통하여 고로(1) 내부에 장입을 연속적으로 실시하고 있다.

그러나, 고로(1) 내부의 정중앙부에 설치된 선회슈트(2-1)는 그 내부가 내마모성 재질로 되어 있지만 연속적으로 사용할때는 철광석이나 연료인 코크스가 흐르는 부위에 따라서 마모곡선이 불균형적으로 나타나게 된다.

이러한 영향으로 장입물(32)의 장입시 낙하 각도가 변화됨으로써 고로(1) 내부에 실제로 떨어지는 장입물(32)은 도 2와 하기 표1에 나타낸 것처럼 아주 적은 각도에서도 실제 고로(1) 내부 낙하궤적의 형상은 큰 차이를 보이게 된다.

표 1은 종래 선회슈트 마모량에 의한 장입물 경동각도 산출테이블을 나타낸 것이다.

경동 노치번호	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
마모정도에 따른 각도 편차발생	①	46.5	44.5	42.5	40.5	38.5	36.5	33.5	30.0	26.5	23.0	3
	②	47.5	45.5	43.5	41.5	39.5	37.5	34.5	31.5	26.5	24	4
	③	48.5	46.5	44.5	42.5	40.5	38.5	35.5	32.5	27.5	25	5
	④	49.5	47.5	45.5	43.5	41.5	39.5	36.5	33.5	28.5	26	6
표준경동각도(°)	46.5	44.5	42.5	40.5	38.5	36.5	33.5	30.0	26.5	23.0	3

상기한 바와 같이 됨으로서 고로(1) 내부의 장입물(32)을 원하는 위치에 투입하지 못하는 문제점이 발생하게 된다.

따라서, 종래에는 정상조업시 고로(1) 내부의 조업상황을 육안으로 관찰하기가 어렵기 때문에 장입 선회슈트(2-1)의 내부 철피 마모로 고로(1) 내부에서 장입물(32)이 어느 부위에 위치하는 지를 개념적으로 판단하여 조업자가 장입 각도를 증, 감시키게 되며, 선회슈트(2-1)의 정밀점검이나 진단시는 고로(1)의 정기수리시에 선회슈트(2-1)를 취외하여 점검결과에 따라 경동각도를 보상하거나 선회슈트(2-1)를 신품으로 교체하게 된다.

그러나 상기한 종래 고로 장입물 분배슈트의 장입각도 보정방법은 정기수리시 선회슈트(2-1)를 취외하지 않고는 선회슈트(2-1)의 마모량을 확인할 수 없어서 경동각도를 정확하게 보정할 수 없을 뿐만 아니라 정확한 선회슈트(2-1)의 교체시기를 알 수 없다고 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 실정을 감안하여 종래 고로 장입물 분배슈트의 장입각도 보정방법에서 야기되는 각종 문제점 들을 해결하고자 발명한 것으로서, 정상조업 중에도 장입물 선회슈트의 내부 마모상태의 추이를 연속적으로 감지하고 마모량 정도에 따라 장입물 낙하각도를 산출하여 보정함으로써 고로의 장입물 분포를 조업상황에 따라 정위치에 장입되도록 제어하여 안정화 하고, 선회슈트의 교체시기를 조업자에게 알려주는 고로 장입물 분배슈트의 장입각도 보정방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 고로의 단면사시도,

도 2는 종래 고로의 선회슈트 마모량에 따른 장입물 낙화궤도르 나타낸 모식

도,

도 3은 본 발명의 방법을 채용한 경동장치를 나타낸 도면,

도 4a는 본 발명에 따른 선회슈트 마모량 측정장치의 도체 설치도,

도 4b는 본 발명에 따른 선회슈트 마모량 측정장치의 유도부 슬립링의 구성

도,

도 5a는 본 발명에 따른 경동각도 보정치를 산출하는 신호처리 회로블록 구

성도,

도 6은 본 발명에 따른 고로 장입물 분배슈트의 장입각도를 보정하는 순서도

이다.

〈 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ＞

1 : 고로 2 : 경동장치

2-1 : 선회슈트 2-1a : 선회슈트 라이너

2-1b : 절연판 2-1c : 절연판

2-1d : 선회슈트커버 2-1e : 고정볼트

4-1 : 전원인가라인 4-2 : 전원인가라인

5 : 슬립링 6 : 가변저항

7 : 전류/전류변환기 8 : 아날로그/디지탈변환기

9 : 경동각도 산출부 10 : 저장부

11 : 경동각도 보상부 12 : 경보부

13 : 마모량 표시부 14 : 디스플레이

15 : 구동부 15-1 : 경동각도 설정부

15-2 : 주파수 변환부 15-3 : 경동모터

15-4 : 각도검출부 30 : 컨베이어 벨트

31 : 장입물 저장호퍼 32 : 장입물

L : 도체

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 고로 장입물 분배슈트의 장입각도 보정방법은 노정으로부터 광석, 코크스, 소립소결광을 교대로 장입하여 층을 형성시키고 환원, 용융을 거쳐 용선을 생산하는 고로조업에 있어서, 고로의 장입물 노내 배출시 선회슈트의 마모에 따른 경동각도 설정치의 동작오차 발생을 방지하고자 전원인가라인(4-1)이 연결된 선회슈트라이너(2-1a)의 하면에 절연판(2-1b)을, 하면에 전원인가라인(4-2)이 연결된 상기 절연판(2-1b) 하면상의 도체(L) 아래에 절연판(2-1c)을, 상기 절연판(2-1c)의 하면에 선회슈트커버(2-1d)를 순서대로 위치시켜 다수의 고정볼트(2-1e)로 고정하여 선회슈트 마모량의 정도에 따른 선회슈트의 면적저항 변화를 이용하여 선회슈트에 걸리는 전류를 검출하는 단계와; 검출된 전류를 컴퓨터가 인식할 수 있도록 데이터로 변환하는 신호변환단계; 상기 데이터로 선회슈트 마모량을 검출하여 마모량 정도에 따른 선회슈트 경동각도 보상치를 구하는 경동각도 보상치 산출단계; 상기 경동각도 보상치로 선회슈트 경동각도 설정입력을 보상하여 선회슈트를 구동하고 오차의 유무를 판별하고자 각도 검출부에서 검출된 값을 비교, 판별하여 다음 장입시 보상하는 장입용 선회슈트의 경동각도 보상단계; 선회슈트의 마모 한계치를 설정하여 한계치에 도달시를 디스플레이하여 운전자에게 통보하는 선회슈트 교체시기 판별단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

일반적으로 고로조업은 선회슈트(2-1)를 통하여 일정 각도를 유지하면서 고로(1) 내로 장입물(32)의 분포를 정량화하기 위한 장입방법을 통하여 관리되고 있으나, 도 2에서 보는 것처럼 선회슈트(2-1)의 마모량에 따라 장입물의 낙하위치가 변경되어 장입물(32) 분포가 균일화되지 않아 고로 운전시 환원가스의 흐름이 원활하지 못하게 된다.

그에 따라 노내 상황이 급격히 나빠지거나 취발 등 운전에 어려움이 있고, 선회슈트(2-1)의 설치위치가 용광로(1) 내부에 설치되어 있기 때문에 선회슈트(2-1)의 마모상태를 확인하지 못하는 문제점을 해결하고자 본 발명은 선회슈트(2-1) 내측에 도체(L)를 절연을 할 수 있도록 절연판(2-1b),(2-1c)를 설치하고, 절연판(2-1b),(2-1c) 내측에 전압을 걸수 있는 도체(L)를 삽입 설치하여 선회슈트(2-1)의 종단부에 결선하고, 선회슈트(2-1) 전방에 전원인가라인(4-1),(4-2)을 통해 연결되는 회로를 형성하며 설치초기 가동시 온도변화 등에 따른 문제점을 해결하고자 가변저항(6)을 전원 인가라인(4-1),(4-2)에 직렬로 연결하여 선회슈트(2-1)의 마모량 정도에 따라 면적저항의 변화를 이용하여 선회슈트(2-1)에 걸리는 전류을 검출한다.

다음에는 전류/전류 변환기와 아날로그/디지털 변환부를 통해 상기 검출된 전류신호를 컴퓨터가 인식할 수 있도록 데이터로 가공하고, 선회슈트(2-1) 마모량을 측정하여 그에 따른 경동각도 보상치를 산출하며, 상기 경동각도 보상치로 선회슈트 경동각도 설정입력부을 보상하여 선회슈트(2-1)를 구동하고, 오차유무를 판별하고자 각도 검출센서에서 검출된 값과 비교하여 그 결과로 다음 장입물 장입시 보상한다.

상기한 선회슈트(2-1)의 마모량 검출에서 검출한 마모량이 설정 한계치에 도달시에는 이를 운전자에게 통보하게 되므로 선회슈트(2-1)의 교체시기를 판별할 수 있고, 또한 마모정도의 점검이 곤란한 용광로(1) 내부에 설치된 선회슈트(2-1)의 마모량을 운전자가 손쉽게 확인할 수 있도록 마모량을 디스플레이하게 된다.

하기 표 2는 검출된 전류에 따른 경동각도 보정값을 나타낸 것이다.

	전류	전압	선회슈트저항	선로저항	단면적	길이	전류변환값	경동각도 보정값
1	4[A]	24[V]	2[Ω]	4[Ω]	100	200	20[mA]	0°
2	3[A]	24[V]	4[Ω]	4[Ω]	50	200	14.8[mA]	1°
3	2[A]	24[V]	8[Ω]	4[Ω]	25	200	9.6[mA]	2°
4	1[A]	24[V]	20[Ω]	4[Ω]	10	200	4[mA]	3°

다음에는 상기 표 2와 같이 선회슈트 마모량으로부터 경동각도 보정값을 구하는 방법에 대하여 설명한다.

일반적으로 오옴의 법칙인 {전류[I]=전압[V]/저항[R]}으로부터 공급된 전압이 일정하면 저항의 변화에 따라 검출전류가 변화하게 되고, 저항의 변화는 선회슈트의 마모량에 따른 단면적 변화에 따라 변하게 된다.

다음은 선회슈트 마모량에 따른 경동각도 보상치를 산출하는 실시예를 나타낸 것이다.

[단면적:100, 길이:200, 선로저항:0.3, 가변저항:3.7, 전압:24]일때

단면저항 = 200/100

= 2Ω

전류 = 24/(0.3+3.7+2)

= 4A

이 상태 즉, 전류가 4A 일때 전류변환값으로 20㎃가 얻어지는 상태를 선회슈트가 마모되지 않은 정상적인 상태로 인식하며, 선회슈트 마모 발생으로 단면적이 10으로 변화한 경우에는

단면저항 = 200/10

= 2Ω

전류 = 24/(0.3+3.7+20)

= 1A

따라서 전류가 1A 일때 전류변환값으로 4㎃가 얻어지면 비정상 상태로 인식하게 된다.

도 4a는 본 발명에 따른 선회슈트 마모량 측정장치의 도체 설치도, 도 4b는 본 발명에 따른 선회슈트 마모량 측정장치 유도부 슬립링의 구성도, 도 5a는 본 발명에 따른 경동각도 보정치를 산출하는 신호처리 회로블록의 구성도, 도 6은 본 발명에 따른 고로 장입물 분배슈트의 장입각도를 보정하는 순서도로서, 본 발명은 일반적인 조업중 운전자가 선회슈트(2-1)의 마모량 측정 및 보상 시스템을 동작시키면(S1단계) 전원인가라인(4-1),(4-2)을 통해 측정장치로 전원이 인가되고(S2단계), 초기설치시 온도변화에 따른 문제점을 해결하고자 가변저항(6)을 전원 인가부에 직렬로 설치하여 초기 검출전류를 세팅한다.

그후 선회슈트(2-1)의 마모정도에 따른 면적저항의 변화를 이용하여 선회슈트에 걸리는 전류를 검출하고(S3단계), 검출된 전류를 전류/전류 변환기(7)와 아날로그/디지털 변환부(8)를 이용하여 검퓨터가 인식할 수 있도록 데이터로 가공하며(S4단계), 가공된 신호 즉, 데이터를 선회슈트 마모량을 연산할 수 있도록 연산부로 인가하여 선회슈트(2-1)의 마모량을 산출한 후 마모정도의 점검이 난이한 용광로 내부에 설치된 선회슈트의 마모량을 운전자가 손쉽게 확인할 수 있도록 산출한 마모량을 디스플레이 하고 경동각도 보상치를 연산한다(S5, S6단계).

다음에는 선회슈트의 마모량 한계치(마모량 설정치)를 설정하여 마모량과 한계치를 비교하고(S7단계), 한계치에 도달시(표 1의 테이블 4번에 도달하면), 이를 운전자에게 통보하여 교체시기를 경보하며(S8단계), 한계치 보다 작으면 선회슈트 마모량에 따른 경동각도 보상치로 선회슈트 경동각도 설정입력을 보상하고(S9단계), 선회슈트(2-1)를 가동시켜 오차의 유무를 판별하고자 각도 검출부에서 검출하여(S11단계) 검출된 값을 비교, 판별하여 다음 장입시 경동각도 보상에 이용한다.

상기한 바와 같이 본 발명에 의하면 점검이 난이한 용광로 내부에 설치된 선회슈트의 마모량을 운전자가 손쉽게 확인할 수 있고, 마모 한계치에 도달시 교체시기를 정확하게 판단할 수 있으므로 선회슈트의 정비를 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라 선회슈트의 마모량에 따른 선회슈트 경동각도 설정치가 자동으로 보상되므로 노내 장입물 장입분포의 균일성을 유지하여 안정된 노황을 유지할 수 있는 장점이 있다.

Claims

전원인가라인(4-1)이 연결된 선회슈트라이너(2-1a)의 하면에 절연판(2-1b)을, 하면에 전원인가라인(4-2)이 연결된 상기 절연판(2-1b) 하면상의 도체(L) 아래에 절연판(2-1c)을, 상기 절연판(2-1c)의 하면에 선회슈트커버(2-1d)를 순서대로 위치시켜 다수의 고정볼트(2-1e)로 고정하여 선회슈트 마모량의 정도에 따른 선회슈트의 면적저항 변화를 이용하여 선회슈트에 걸리는 전류를 검출하는 단계와; 검출된 전류를 컴퓨터가 인식할 수 있도록 데이터로 변환하는 신호변환단계; 상기 데이터로 선회슈트 마모량을 검출하여 마모량 정도에 따른 선회슈트 경동각도 보상치를 구하는 경동각도 보상치 산출단계; 상기 경동각도 보상치로 선회슈트 경동각도 설정입력을 보상하여 선회슈트를 구동하고 오차의 유무를 판별하고자 각도 검출부에서 검출된 값을 비교, 판별하여 다음 장입시 보상하는 장입용 선회슈트의 경동각도 보상단계; 선회슈트의 마모 한계치를 설정하여 한계치에 도달시를 디스플레이하여 운전자에게 통보하는 선회슈트 교체시기 판별단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고로 장입물 분배슈트의 장입각도 보정방법.