KR20010038729A

KR20010038729A - 고로 내부에 장입물을 균일하게 분포시키기 위한 장입물 분배슈트의 제어방법

Info

Publication number: KR20010038729A
Application number: KR1019990046834A
Authority: KR
Inventors: 김재식
Original assignee: 이구택; 포항종합제철 주식회사
Priority date: 1999-10-27
Filing date: 1999-10-27
Publication date: 2001-05-15

Abstract

본 발명은 고로 내부에 원료 및 연료와 같은 장입물을 분배하는 분배슈트의 제어방법에 관한 것으로서, 그 목적은 각 노치별 설정 각도에 따라 경동선회슈트의 이동 시간을 검출하여 메모리에 저장하고 기준값과 비교하여 동작 오차값을 산출후 경동선회슈트의 기준값에 해당하는 주파수로 변경하여 다음 장입시 주파수 자동입력부에 입력하여 경동 속도를 보상함으로써 노내가스류의 편류를 방지하고 온도 변화에 따른 노측벽의 부하를 경감하며, 용선 품질의 변동을 억제하여 노황 안정을 도모할 수 있는 고로 장입물 분배슈트의 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명은, 고로에 장입물을 분배장입하는 경동선회슈트(2-2)의 제어방법으로서, 경동각도 설정치를 프로세스 컴퓨터(10)에 입력하고 경동장치를 다음 설정 노치로 이동시, 해당 노치에서 경동제어장치의 경동 다운을 개시후 다음 노치에의 도달 여부를 확인하여 그때까지의 경동장치의 동작시간을 산출하여 저장하는 단계(25-34)와; 가정된 경동선회슈트의 동작시간을 기준으로 5차지에 해당하는 각 호퍼 및 원료별로 구분하여 평균을 산출하여 기준값에 비교되는 오차값을 구하여 다음 차지의 VVVF 주파수를 변경하여 실제 동작값이 기준값에 도달하도록 경동장치 동작시간 연산부(37)에서 연산처리하는 단계와; 상기 연산처리 단계에서 산출된 기준에 해당되는 주파수를 전송받아 경동선회슈트 제어장치의 주파수 자동입력부(18)에 입력하는 단계(181)와; 정상 장입으로 광량조절밸브(2-1)를 정개도 개방한 경우에 경동선회슈트(2-2)가 고장으로 정지되면, 광량조절밸브(2-1)의 클로즈 각도 +2도까지 클로즈하고 경보를 발하는 단계(47-50)를 구비하는 것을 특징으로 하는 고로 내부 장입물을 균일하게 분포시키기 위한 장입물 분배슈트의 제어방법을 제공한다.

Description

고로 내부에 장입물을 균일하게 분포시키기 위한 장입물 분배슈트의 제어방법{CONTROLLING METHOD OF DISTRIBUTING CHUTE OF BLAST FURNACE FOR UNIFORMLY DISTRIBUTING CHARGING MATERIAL INTO BLAST FURNACE}

본 발명은 고로 내부에 원료 및 연료와 같은 장입물을 분배하는 공정중의 정량 분배제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고로 노내의 벽측 1노치에서 노중심의 11노치까지의 장입물 분배슈트에 의한 광종별 장입시 각 노치간 이동시나 외란적 요인에 의해 설정된 노치에 정량을 장입하지 못하고 최종 노치에 불균일하게 장입하는 량을 연산하여 정량제어하도록 한 고로 내부의 장입물 분포를 균일화하기 위한 장입물 분배슈트 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 벨레스 고로(1)에서의 장입물의 입도별 장입방법은 도 1 도시와 같이, 코크스 저장조(6-4)로부터 배출하여 코크스 중계저장조(6-1)로 중괴 코크스(7-2)를 장입하고, 광석 저장조(6-5)로부터 대립광석을 배출하여 중계저장조(6-2)에 장입하며, 소립광석 저장조로부터 소립광석을 중계저장조(6-3)에 장입하고, 중계 저장조(6-2)에는 또한 고로의 중심부에 장입할 중심장입 코크스(7-1)를 장입한후, 평량기에서 평량하여 코크스 1차지(Charge), 대립광석 1차지, 소립광석 1차지 순으로 중계저장조로부터 불출하여 고로에 반복 장입하여 장입물의 1차지 장입을 완료한다.

이때, 중계 저장조(6-1,6-2,6-3)에서 고로(1)에 투입할 량만큼 평량되어 장입 벨트 콘베어(6)를 통해 운반되어 장입슈트(2-4)와 실링밸브(2-3)를 거쳐 노정 장입호퍼(2)로 운반된 장입물은 하부의 밸브(2-1)를 개방하여 집합슈트를 거쳐 고로(1) 내부에 설치된 장입물 경동선회슈트(=분배슈트)(2-2)로 공급된다.

그리고 장입물 경동선회슈트(2-2)는 노내 반경방향으로 1 내지 11노치까지 일정하게 장입각도에 맞추어 광종별 회전수에 따라 선회회전하고 경동되도록 구동모터에 의해 작동되며 제어기(2-5)에 의해 모터 작동이 제어되며, 경동선회슈트(2-2)가 1 내지 11 노치까지 진보적으로 경동하도록 하강시 정전압정주파수제어장치(VVVF)에서 발생되는 17Hz의 주파수에 의해 운전제어되며, 장입물 추적장치(1-6)에 의해 고로 내부의 연료 및 철광석 등의 장입 위치를 확인하여 1.0-1.2M 기준으로 장입기준선(1-4)에 의하여 다음 장입을 계속한다.

그런데, 상기와 같이 정전압정주파수제어장치(VVVF)에서 발생되는 17Hz의 주파수에 의해 운전제어하는 과정에서 현재 장입하고 있는 노치 보다 그 이전 노치에 장입물이 많이 장입되는 문제가 있으며, 역으로 속도가 빨라지는 경우 광종별 최종 노치에 저장호퍼에 잔류한 량을 공검지 신호 발생시까지 전부 장입하는 문제가 발생한다. 이와 같이 장입물 분배슈트의 노치별 이동시간이 늦어지고 빨라지는 것은 VVVF의 제어용 PCB 콘트롤카드의 특성 변화에 따른 외란적인 원인에 의해 발생되기 때문이다.

따라서, 통상 고로 조업시 경동 선회슈트의 동작시간이 불규칙하여 운전자가 원하는 장입물 분포를 형성하지 못하고 불균일하게 되어 노내가스류가 편류하고 온도 변화에 따라 노측벽에 부하가 가중되며, 용선품질이 열화하는 문제가 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 설정 각도에 따라 경동선회슈트의 이동 시간을 검출하여 메모리에 저장하고 기준값과 비교하여 동작 오차값을 산출후 경동선회슈트의 기준값에 해당하는 주파수로 변경하여 다음 장입시 주파수 자동입력부에 입력하여 경동 속도를 보상함으로써 노내가스류의 편류를 방지하고 온도 변화에 따른 노측벽의 부하를 경감하며, 용선 품질의 변동을 억제하여 노황 안정을 도모할 수 있는 고로 장입물 분배슈트의 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 고로에 장입물을 장입하는 공정을 개략적으로 도시한 도면,

도 2는 본 발명의 제어방법을 실시하기 위한 장치의 구성을 도시한 블럭도,

도 3은 본 발명의 고로 장입물 분배슈트의 제어방법을 설명하는 플로우챠트이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1:고로 2-1:광량조절밸브 2-2:장입선회슈트

10:프로세스컴퓨터 17:PLC 35: 경동동작시간메모리부

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 고로에 장입물을 분배장입하는 경동선회슈트의 제어방법으로서, 경동각도 설정치를 프로세스 컴퓨터에 입력하고 경동장치를 다음 설정 노치로 이동시, 해당 노치에서 경동제어장치의 경동 다운을 개시후 다음 노치에의 도달 여부를 확인하여 그때까지의 경동장치의 동작시간을 산출하여 저장하는 단계와; 가정된 경동선회슈트의 동작시간을 기준으로 5차지에 해당하는 각 호퍼 및 원료별로 구분하여 평균을 산출하여 기준값에 비교되는 오차값을 구하여 다음 차지의 VVVF 주파수를 변경하여 실제 동작값이 기준값에 도달하도록 경동장치 동작시간 연산부에서 연산처리하는 단계와; 상기 연산처리 단계에서 산출된 기준에 해당되는 주파수를 전송받아 경동선회슈트 제어장치의 주파수 자동입력부에 입력하는 단계와; 정상 장입으로 광량조절밸브를 정개도 개방한 경우에 경동선회슈트가 고장으로 정지되면, 광량조절밸브의 클로즈 각도 +2도까지 클로즈하고 경보를 발하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 고로 내부 장입물을 균일하게 분포시키기 위한 장입물 분배슈트의 제어방법을 제공한다.

이하에서는 양호한 실시예를 도시한 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

종래에는 프로세스 컴퓨터(10)에 경동각도 설정치를 입력하면 PLC(Program-

mable Logic Controller)에서 경동제어장치(VVVF)를 제어하여 장입슈트 경동모터를 구동시키고 장입슈트의 경동각도를 검출하여 PLC에서 이를 확인하여 계속제어하였으나, 본 발명의 장입물 분배슈트 제어장치에서는 도 2 도시와 같이, PLC(10)가 경동모터의 노치별 동작시간을 비교하고 기준값에 비교되는 오차값을 산출하여 주파수를 설정하여 보상함으로써 실제 동작값이 기준값에 일치하도록 제어하게 구성한 경동장치 동작시간 연산부(17)를 구비하도록 구성한다.

그리고 상기와 같이 산출된 기준에 해당하는 주파수를 입력하기 위한 주파수 자동 입력부(18)를 설치하며, 경동동작시간 저장부(35)를 PLC(17)와 전기적인 신호를 송수신하도록 설치하는데, 경동동작시간 저장부(35)를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서 경동동작시간 저장부(35)는 경동선회슈트 이동시간, 경동선회슈트 이동시간 + 1, 경동선회슈트 이동시간 + 2, 경동선회슈트 이동시간 + 3, 경동선회슈트 이동시간 + 4, 보상상수로 이루어진 작업 테이블(Work Table)에 의거하여 경동장치의 동작시간을 검출하여 FIFO 스택 메모리(Stack Memory)에 저장하도록 되어 있다.

한편, 경동장치 동작시간 연산부(17)는 최근의 5차지(Charge)에 해당하는 각 중계저장조의 원료 호퍼 및 광종별로 구분하여 평균 동작시간을 산출하여 기준값과 비교하여 오차값을 산출하는 동작시간 비교부(17-1)와, 이를 통해 다음 차지에서 실제 동작값이 기준값에 일치할 수 있도록 VVVF의 주파수를 연산하여 설정하는 주파수 설정 연산부(17-2)를 구비한다.

이 경동장치 동작시간 연산부(17)에서 기준값에 해당하는 주파수를 연산하는 과정을 설명하면, 기준 속도(Base Speed)를 0.5도/sec로 하고 차징 평균시간, 경동이동각도, 5차지 속도, 오차값, 기준에 해당하는 주파수(Hz)를 수학식 1 내지 수학식 5에 의해 산출한다.

차징평균시간(Charging Average Time)(sec) = FIFO 스택의 첫 번째 번지(Adress)부터 다섯 번째 번지까지의 합/5

경동이동각도(Tilting Move Angle)(°) = 최후경동각도(Last Tilting Up Angle) - 최초경동각도(First Tilting Down Angle)

5차지 평균속도(sec/°) = 차징평균시간/경동이동각도(°)

오차값(Error Speed)(sec/°) = 기준값(Base Speed) - 5차지 평균속도

기준 주파수(Hz) = 기준속도 × 동작 주파수 ×오차값

본 발명의 장입물 분배제어장치는 또한, 정상장입시 광량조절밸브(2-1)가 정개도로 개방되나 경동선회슈트(2-2)가 고장으로 정지된 경우 광량조절밸브의 클로즈(Close) 각도 + 2도까지 클로즈하고 경보를 제공하는 경보부(20)를 설치한다.

다음에는 상기와 같이 이루어진 본 발명의 고로 장입물 분배슈트의 제어방법을 도 3과 관련하여 설명한다.

노내 장입물 장입준비가 완료(40)되면, 노내장입을 개시함(24)에 따라 시퀀스가 진행되어 장입개시전에 설정된 장입물의 각 노치(Notch)별 경동각도에 도달하고, 선회슈트(2-2)의 설정각도에 도달하여 광량조절밸브(2-10가 정개도 개방되면서 장입이 개시된다.

제1단계는 경동각도 설정치를 프로세스 컴퓨터(10)에 입력하고 경동장치를 다음 설정 노치로 이동시, 해당 노치에서 경동제어장치의 경동 다운을 개시후 다음 노치에의 도달 여부를 확인하여 그때까지의 경동장치의 동작시간을 산출하여 저장하는 단계(25-34)이다.

이를 상세하게 설명하면, 우선 경동선회슈트(2-2)의 1노치 도달여부를 판단하여 도달완료시 광량조절밸브(2-1)가 설정된 정개도로 개방되면서(42) 장입이 개시되며, 경동선회슈트(2-2)가 정해진 회전수에 도달하면(26) 다음 설정된 노치로 이동을 명령하여 경동 다운이 시작하면(28) 경동 다운에 소요되는 시간을 산출하고(29), 경동선회슈트가 다음 노치에 도달하면(30, 경동다운 시간의 계산을 종료하고(31) 경동다운시간을 집적하여 저장하며(32), 장입완료 여부를 판단하여(33), 완료되지 않았으면 상기 단계(26-33)를 반복 수행하며, 장입 완료된 경우에는 장입호퍼 및 원료에 해당하는 FIFO 스택 메모리부인 경동장치 동작시간 저장처리부(35)에 격납(34)한다.

다음 2단계는 경동장치 동작시간 연산부(37)에서 이루어지는데, 선회슈트의 동작시간은 고로별로 각각 상이함에 따라 가정된 동작시간을 기준으로 5차지에 해당하는 각 호퍼 및 원료별로 구분하여 평균을 산출하여 기준값에 비교되는 오차값을 구하여 다음 차지의 VVVF 주파수를 변경하여 실제 동작값이 기준값에 도달하도록 연산처리하는 단계이다.

이때, 변경된 주파수치를 연산하는 일예를 설명하면, 입력된 주파수가 17Hz인 경우, 50°경동이동하는데 소요시간이 100초이므로 기준이동속도는 2(sec/°)가 되며, 수학식 1에 의해 17Hz시 65초가 소요되면 5차지의 평균차지시간은 45초로 계산된다. 수학식 2에 의해 경동이동각도를 구하면 20°가 되며, 수학식 3에 의해 차지 속도를 구하면 2.25(sec/°)가 된다. 이를 근거로 오차값을 수학식 4에 의해 구하면 0.25(sec/°)가 되며, 다음에 수학식 5에 의해 기준에 해당하는 주파수를 구하면, 15.11Hz가 된다.

이어서, 제3단계는 상기 단계에서 산출된 기준에 해당되는 주파수를 전송받아 경동선회슈트 제어장치의 주파수 자동입력부(18)에 입력하는 단계(181)이다.

다음에, 4단계는 정상 장입으로 광량조절밸브(2-1)를 정개도 개방한 경우에 경동선회슈트(2-2)가 고장으로 정지되면(47), 광량조절밸브(2-1)의 클로즈 각도 +2도까지 클로즈하고 경보를 발하는 단계이다.

또한, 상기 제1단계에서 장입 완료하여 장입호퍼 및 원료에 해당하는 FIFO 스택 메모리부인 경동장치 동작시간 저장처리부(35)에 격납(34)한 다음에는 광량 조절밸브(2-1)를 클로즈하고(43), 경동업 개시를 지령하여(44), VVVF가 경동 업을 개시하며(45), 경동종료(46)후에 다음 장입을 준비하여 재차 장입 작업을 수행한다.

따라서, 상기 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 경동선회슈트의 동작 시간이 불규칙하여 고로 장입물의 분포가 불균일하게 되는 것을 해소하도록 설정 각도에 따라 경동선회슈트의 이동 시간을 검출하여 메모리에 저장하고 기준값과 비교하여 동작 오차값을 산출후 경동선회슈트의 기준값에 해당하는 주파수로 변경하여 다음 장입시 주파수 자동입력부에 입력하여 경동 속도를 보상함으로써 노내가스류의 편류를 방지하고 온도 변화에 따른 노측벽의 부하를 경감하며, 용선 품질의 변동을 억제하여 노황 안정을 도모할 수 있다.

Claims

고로에 장입물을 분배장입하는 경동선회슈트(2-2)의 제어방법으로서, 경동각도 설정치를 프로세스 컴퓨터(10)에 입력하고 경동장치를 다음 설정 노치로 이동시, 해당 노치에서 경동제어장치의 경동 다운을 개시후 다음 노치에의 도달 여부를 확인하여 그때까지의 경동장치의 동작시간을 산출하여 저장하는 단계(25-34)와;

가정된 경동선회슈트의 동작시간을 기준으로 5차지에 해당하는 각 호퍼 및 원료별로 구분하여 평균을 산출하여 기준값에 비교되는 오차값을 구하여 다음 차지의 VVVF 주파수를 변경하여 실제 동작값이 기준값에 도달하도록 경동장치 동작시간 연산부(37)에서 연산처리하는 단계와;

상기 연산처리 단계에서 산출된 기준에 해당되는 주파수를 전송받아 경동선회슈트 제어장치의 주파수 자동입력부(18)에 입력하는 단계(181)와;

정상 장입으로 광량조절밸브(2-1)를 정개도 개방한 경우에 경동선회슈트(2-2)가 고장으로 정지되면, 광량조절밸브(2-1)의 클로즈 각도 +2도까지 클로즈하고 경보를 발하는 단계(47-50)를 구비하는 것을 특징으로 하는 고로 내부에 장입물을 균일하게 분포시키기 위한 장입물 분배슈트의 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 제1단계에서 장입 완료하여 장입호퍼 및 원료에 해당하는 경동장치 동작시간 저장부(35)에 격납한 다음에 광량 조절밸브(2-1)를 클로즈하고, 경동업 개시를 지령하여, VVVF가 경동 업을 개시하며, 경동종료후에 다음 장입을 준비하여 재차 장입 작업을 수행하는(43-46,40) 것을 특징으로 하는 장입물 분배슈트의 제어방법.