KR20010064361A - 소결기 속도 자동제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소결기의 속도를 자동으로 제어하는 방법에 관한 것으로서, 소결기의 윈드박스에 설치된 온도계와 부압계로 측정한 온도 및 부압을 이용하여 현재 조업조건의 소결완료시간을 계산하는 단계와; 구해진 소결완료시간으로 화염속도( F.F.S)를 구하는 단계와; 실제 소결완료점을 계산하고 목표 소결완료점에 대한 편차값을 계산하는 단계와; 상기 편차값과 파라미터(소결완료점, 통기도, 배가스량, 배가스압력, 층후, 소결기속도)로 보정된 소결기속도를 구하는 단계 및; 상기 보정된 소결기속도 값으로 소결기의 속도를 제어하는 단계로 이루어져 소결광 제조시 품질 악화 없이 최대의 생산을 가져올 최적의 상태로 소결기의 속도를 제어할 수 있는 장점이 있는 것이다.

Description

소결기 속도 자동제어 방법{Automatic control method of sintering speed}

본 발명은 소결기의 속도를 자동으로 제어하는 방법에 관한 것으로서, 특히 대량생산이 가능한 D.L(DWIGHT LOYED)식 소결기에 있어서 연, 원료를 이용한 소결광 제조 과정중 소결기 베드(BED)상부에 깔린 배합원료를 소결광으로 제조하는 과정에서 최적 품질의 소결광을 최대로 생산하도록 소결기의 속도를 자동으로 제어하는 방법에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 소결조업을 나타낸 공정도, 도 2는 종래 소결기의 속도제어 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 도 2에 나타낸 바와 같이 일반적으로 소결기 속도제어의 기본개념은 소결기(30)의 레일(rail) 위에 4 ×1.5M의 팰릿(pallet)을 156대 얹어 서로 밀착시킨 상태로 4 ×4M의 윈드박스(60; wind box) 25개의 위를 지나는 동안 배합원료를 소성시키는 조업에 있어서 소결기(30)의 속도를 제어하는 것이며, 소결조업에서의 소결 유효 화상면적은 400㎡이고, 팰릿이 진행하면서 소성하는 길이는 100M이다.

이러한 소결조업의 과정중 소결기의 속도를 어떻게 제어하는가에 따라 소결광의 생산 및 품질에 많은 영향을 미치게 되며, 통상적으로 소결기의 속도를 결정하는 인자는 소결광의 진행방향으로 설치된 윈드박스(60;WIND BOX) 내부의 온도변화이다.

종래 소결기의 속도제어 방식은 정상적인 조업상태건 비정상적인 조업상태건 운전자가 24시간 설비정보인 변수인자(50b)를 유무선으로 접수하거나 PCS 모니터를 감시하여 매뉴얼(50a)로 소결기 속도를 제어하는 방법이기 때문에 다음과 같은 문제점 들이있는 것이다.

첫째, 모니터에 나타난 윈드박스의 온도변화에 의한 매뉴얼 속도조정 방법으로서, 소결기 속도를 운전자의 경험과 지식에 의한 임의 판단으로 조정하게 되므로 소결광 생산시 적기에 대처하는 것이 미흡하다고 하는 문제점이 있다.

둘째, 배풍부압등 모니터에서 지시한 일정한 수치만을 가지고 운전자가 주관으로 소결기 속도를 매뉴얼로 제어하기 때문에 경험과 지식이 미흡한 운전자는 판단 미스(miss)에 의한 설비 트러블을 야기하는 문제점이 있다.

셋째, 모니터의 감시 소홀에 의한 적기 대처가 미흡하여 생산손실 발생과 소결광의 품질저하가 야기되어 최적의 패턴으로 운전할 수 없는 단점이 있다.

넷째, 모니터에서 지시한 단순한 수치(WIND BOX 온도, 부압등)로만 판단하기 때문에 소결기 속도가 최적의 상태로 제어되지 못하고, 운전자의 단순한 판단으로 소결기 속도가 제어되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 실정을 감안하여 종래 소결기 속도제어 방법이 갖는 각종 문제점들을 해결하고자 발명한 것으로서, 소결기 속도제어를 윈드박스에서 얻어지는 온도 및 압력의 변화, 통기도 등 트래킹데이터(tracking data)를 이용하여 구한 예상 목표 소결기 속도로 자동으로 제어하여 소결광 제조시 품질 악화없이 최대의 생산을 가져올 최적의 상태로 소결기 속도를 제어하는 소결기 속도 자동제어 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 소결조업을 나타낸 공정도,

도 2는 종래 소결기의 속도제어 방법을 설명하기 위한 도면,

도 3은 본 발명 소결기 속도 자동제어 방법을 설명하기 위한 도면,

도 4는 본 발명에 따른 소결기 속도제어 순서도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 소결빈 10a : 소결기 베드

10b : 배합원료 20 : 믹서

30 : 소결기 40 : 소결광

50 : 소결완료점 50a : 매뉴얼

50b : 변수인자 60 : 윈드박스

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 소결기 속도 자동제어 방법은 소결기의 윈드박스에 설치된 온도계와 부압계로 측정한 온도 및 부압을 이용하여 현재 조업조건의 소결완료시간을 계산하는 단계와;에 의해 화염속도(F.F.S)를 구하는 단계와; 실제 소결완료점을 계산하고 목표 소결완료점에 대한 편차값을 B.T.P 편차값 = (100 - 실제 B.T.P - 목표 B.T.P)로서 구하는 단계와;에 의해 보정된 소결기속도를 구하는 단계 및; 상기 보정된 소결기속도 값으로 소결기의 속도를 제어하는 단계로 이루어진 것을 특징으로한다.

상기한 본 발명은 윈드박스(60)에서 얻어지는 온도 및 압력변화 데이터를 DCS 및 PCS에 전송 변환하여 소결완료시간(Burn Through Time)이 결정되면 운전자가 배풍량, 통기도, 소결기 속도 등을 조합하여 목표 소결완료점(Burn Through Point)을 세팅(setting)하고, 그에 따라 DCS 및 PCS에서 예상 소결기 속도가 계산되어진 후에 1분마다 실제 데이터와 비교 분석하여 소결기의 속도가 보정되어 소결기의 속도를 최적의 상태로 제어하는 것이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명 소결기 속도 자동제어 방법을 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 소결기 속도 자동제어 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 윈드박스 #20∼27까지 설치된 온도계로 부터 얻어진 온도와 윈드박스 #16∼#27까지 설치된 부압계로 부터 얻은 부압을 이용하여 소결완료시간(B.T.T;burn through time)을 계산한다(80). 즉, 운전자가 제어하고자 하는 목표치를 입력하면 현재의 조건에서 소결기 속도를 산출하여 피드백(feed back)으로 자동제어 되도록 하는 것이다.

도 3에 도시한 바와 같이 소결완료점(B.T.P), 통기도(80a.1)(80a.2), 배가스량, 배가스압력, 층후(80a.3), 소결기속도를 입력데이터로 하여 층후에 대한 소결완료시간(B.T.T)과 통기도 값을 계산하고(80a), 윈드박스로 부터 통기도(80a.1)를 계산하는 바, 통기도의 계산은 오울드(old) 소결완료시간 및 통기도편차값과 뉴(new) 소결완료시간 및 통기도 편차값을 이용한 소결완료시간 계산과 층후를 이용한 실제 소결완료시간 계산, 소결완료시간 편차계산(80a) 및 구해진 데이터로 부터 윈드박스 #14의 소결완료시간 계산을 포함 하며(80), 예상 소결기 속도계산은 실제 소결기 속도와 소결완료시간을 이용한 소결기 속도 계산과 배가스온도 하한치와 실적치 비교, 베드(bed) 소결완료점에 의한 소결기 속도 및 배가스압력에 의한 소결기 속도 계산을 포함한다(80d).

본 발명은 상기 계산된 데이터로 소결기의 속도를 제어하는 것으로 그 구체적인 작용은 다음과 같다.

제1단계로 소결기 윈드박스(60)에 설치된 온도계와 부압계로 측정한 온도 및부압을 이용하여 현재 조업조건의 소결완료시간(B.T.T;Burn Through Time)을 계산한다(80).

소결완료시간의 계산에서의 변수인자 입력 데이터는 계산 통기도와 배풍온도, 배풍부압, 윈드박스(#20∼#27) 온도이다. 즉, 현재 조업조건의 소결완료시간은 소결 스트랜드 끝에서의 소결완료시간을 층후로 나눈 값으로 된다.

윈드박스로부터 통기도의 계산은 다음과 같은 계산들이다.

① 계산 통기도(90)에서 얻어진 값과 소결 시점부에서 얻어진 통기도(80a.1)

값과의 편차 계산

② 오울드(old) 소결완료시간, 오울드(old) 통기도 편차값과 뉴(new) 소결완

료시간, 뉴(new) 통기도 편차값을 이용한 소결완료시간 계산

③ 층후(80.3)를 이용한 실제 소결완료시간 계산

④ 상기 ②의 소결완료시간과 ③의 소결완료시간의 편차 계산

⑤ PRECEDING(바로전) 온도계산

⑥ 상기 ③, ④, ⑤에서 구해진 데이터로부터 윈드박스 #4의 소결완료시간

계산

제2단계로 위에서 구한 소결완료시간을 이용하여 하기 수학식 1로부터 화염속도(F.F.S;Flame Front Speed)를 구한다(80b).

제3단계로 실제 소결완료점(B.T.P;Burn Through Pont)을 계산하고 목표 소결완료시간에 대한 편차값을 하기 수학식 2에 의해 계산하여 하기 수학식 3으로 보정된 소결기속도를 구한다.

상기 실제 소결완료점은 윈드박스 #14∼27까지의 온도를 이용해 다항 근사식 (polynomial approximation)에 대입하여 계산된다.

B.T.P 편차값 = (100 - 실제 B.T.P - 목표 B.T.P)

제4단계로 상기 보정된 소결기 속도값이 소결기 TG에 전달되어 모터회전수가 변하게 되므로 소결기dml 속도가 자동으로 제어된다. 또한 이값은 운전실 모니터에 전송되어 운전자가 감시할 수 있게 된다.

상기한 제1단계에서 4단계까지의 시스템적인 계산값이 PCS 및 DCS에서 변환되어 운전실 모니터에 전송되고, 도 4의 소결기 속도제어 순서도와 같이 소결기가 기동되면 운전실의 모니터 화면에는 10분 후 소결기의 속도가 상기한 제1에서 제4단계까지의 변수에 의해 자동으로 계산되어 나타나게 된다.

또한 기동중 소결기가 정지되어 30분 이상 경과되면 정지전 속도값을 적용받고 그렇지 않을 경우에는 계산된 속도값으로 운전하게 되어 최적의 상태로 소결기의 속도를 제어하게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명 소결기 속도 자동제어 방법에 의하면 종래 단순한 변수인자만을 입력해 실적치와 비교하여 운전자가 소결기속도를 매뉴얼로 제어하는 방법에서 탈피, 트래킹 데이터를 이용한 소결완료시간(B.T.T) 및 소결완료점(B.T.P )을 정확하게 계산하여 소결기의 속도를 제어함으로써 예상 소결기 속도를 정확하게 추적하여 피드백으로 자동제어하게 되어 최적 상태의 운전조건을 형성하게 되는 것이다.

따라서 소결광 제조시 품질 악화없이 최대의 생산을 가져올 최적의 상태로 소결기의 속도를 제어할 수 있는 장점이 있다.

Claims (1)

1. 소결기의 윈드박스(60)에 설치된 온도계와 부압계로 측정한 온도 및 부압을 이용하여 현재 조업조건의 소결완료시간을 계산하는 단계와; 상기 소결기의 화염속도 (F.F.S)를에 의해 구하는 단계와; 실제 소결완료점(B.T.P)을 계산하고 목표 소결완료점에 대한 소결완료점 편차값을 B.T.P 편차값 = (100 - 실제 B.T.P - 목표 B.T.P)로서 구하는 단계와; 보정된 소결기속도를에 의해 구하는 단계 및; 상기 보정된 소결기속도 값으로 소결기의 속도를 제어하는 단계로 이루어진 것을 특징으로하는 소결기 속도 자동제어 방법.