KR20010065370A - 용광로 청정 가스라인 자동 퍼지 방법 - Google Patents

용광로 청정 가스라인 자동 퍼지 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 풍압 하한 값을 검출하여 계장 컴퓨터에 전송하여 씨알티(CRT)에 디스플레이 하고, 청정 가스라인의 퍼지 작업을 자동으로 실시할 것인지 구간별 필요 영역만 수동으로 퍼지할 것인지를 조업자가 2차 판단하고 상기 풍압의 검출 하한 값의 경보를 1차 발신하는 단계와; 상기 계장 컴퓨터는 전기신호 통신제어기, CRT와 링크 구성을 갖고, 조업자가 퍼지 작업 모드와, 구간별 퍼지 선택, 퍼지 시간 선택 등을 설정할 수 있는 엠.엠.아이(MMI)가 연결되는 퍼지 방법 입력부의 퍼지 방법 입력 단계와; 상기 전기신호 통신제어기, CRT, 계장컴퓨터를 연결하는 퍼지 기능 선택부와 청정 PLC가 링크되는 구조에, 상기 청정 PLC에서 구간별 퍼지 시작신호를 받아 퍼지 조건을 검색하는 퍼지 조건 검색단계와; 상기 퍼지 검색단계를 거쳐 퍼지 작업을 실시한 후 퍼지 완료를 검출하는 퍼지 완료 검출부의 퍼지 완료 검출단계와; 퍼지 완료 검출부의 신호를 받아 퍼지 완료 여부와 구간별 퍼지 작업 중 밸브의 작동상태나, 수봉변의 수봉상태 등의 설비적인 이상상태의 퍼지 조건을 검색하여 MMI 화면의 퍼지 완료 여부 표시부와 시퀀스 에러 표시부에 보여주는 단계를 포함하여 이루어진 용광로 청정 가스라인 자동 퍼지 방법을 제공한다.

Description

용광로 청정 가스라인 자동 퍼지 방법{Method for automatic purge in a cleanness gas line of blast furnace}
본 발명은 고로 가스 퍼지 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용광로 정기수리 작업이나 돌발수리 작업시 용광로 가스배관 퍼지(Purge) 작업을 용이하고, 신속하게 실시할 수 있도록 한 용광로 청정 가스 라인 자동 퍼지 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 용광로 조업은 철광석과 코크스(Cokes)를 로내(爐內)에 장입하여, 산소(21％)가 포함된 고온의 열풍(6000N㎥/min)과 미분탄 연소용 옥시콜(Oxy-Coal,15000N㎥/Hr)을 불어 넣으므로써, 환원 용융 작용에 의해 용선(溶銑)을 생산하게 되는데, 이 과정에서 로내에 불어 넣어진 열풍이 환원 용융 작용을 일으킨 다음, 로의 상부로 배출되어지며, 이러한 배출가스가 바로 BFG이다. 상기 BFG는 다량의 더스트(Dust)를 함유한 고온의 가스로서, 일산화탄소 함량이 21％에 달하는 맹독성 가스이기도 하다. 로내에서 배출되어진 BFG는 먼저 가스 중에 함유된 더스트 제거를 위해 2번에 걸친 제진(除塵)과정을 거쳐 청정 BFG로 변화하게 되며, 이 청정 BFG는 노정압 발전기(50)로 유입되어 터빈(TURBIN)을 돌려 전력을 생산하는 역할과, 다시 열풍로(100) 연소가스로 사용되어 지거나, 잉여량은 BFG 홀더(60)에 저장되게 된다.
한편, BFG와 유사한 COG는 코크스 공정에서 생성되는 가스로 BFG보다 일산화탄소 함유량이 높고, 발열량 또한 높아, 용광로 열풍로(100) 연소시 BFG와 함께 혼합되어 혼합가스(Mixed Gas)로 사용되어진다. 이와 같이 용광로 기체배관은 그 내부에 BFG(40), COG(80), 혼합가스(90)와 같이 일산화탄소 함량이 높고, 발열량이 높은 기체를 수용하고 있기 때문에 정기 수리작업이나, 돌발 휴풍 작업시 정비작업을 위해서 기체배관내의 맹독성 가스를 잘 퍼지하여 가스질식에 의한 인명사고 방지와 퍼지 불충분으로 인해 가스 배관 내에 발열량이 높은 기체가 잔류하고 있을 시 대기 공기와 공존하여 불꽃 비산 등으로 인한 가스폭발의 위험을 항상 가지고 있어 퍼지 작업이 잘 이루어져야 한다.
더욱 상세하게 설명하면 본 발명을 해석하기 위해 도 1에서 도시한 바와 같이, 용광로(10)에 있어서의 가스 퍼지 작업은 가스발생지인 용광로의 열풍유량이 작아지면 로 상부로 발생되는 BFG의 유량도 적어지는 상관관계를 가지고 있기 때문에 정비작업을 위해 용광로의 열풍유량을 줄이다가 일정수준이하의 유량(통상1500N㎥/min 이하의 풍압900g/㎠)이 되면, 먼저 B-403 수봉변(45)과 C-403 수봉변(82)을 수봉하고, 기체 배관 내(BFG,COG)의 맹독성 가스를 스팀(STEAM)으로 퍼지하는 작업을 1구간(113)의 영역에서 실시하고, 열풍유량(이하 풍량이라 칭함)이 더 하락하여 BFG의 유량이 더 작아지면(통상 1200N㎥/min 이하, 풍압500g/㎠), B-401 수봉변(47)과 B-402 수봉변(43)을 수봉하고, 퍼지 작업을 2구간(114)의 영역에서 실시하며, 계속해서 용광로 상부의 노정 스팀 밸브(12)를 개방(Open)하여 스팀을 취입하고, 더스트 케츠 내부로 더스트 케츠 질소밸브(21)를 개방하여 질소를 취입한 뒤 용광로 최 상단부에 위치한 노정 브리더(11)를 개방하여 용광로(10)와 더스트 케츠(21) 내부에 있는 BFG를 대기중으로 방산하는 3구간(115)의 영역에 대한 퍼지 작업을 실시하며, 마지막으로 비숍(30)과 B-402(43) 전단 부분의 4구간(116)의 영역에 대해 스팀 퍼지 작업을 완료하면 정비작업을 위한 모든 퍼지 작업은 종료하게된다.
통상적인 용광로 휴풍 작업시 풍량이 3000N㎥/min에서 열풍압력(이하 풍압이라 칭함) 조정작업으로 절환하여 풍압을 하향 제어하면서 풍량을 낮추어 가는 작업을 실시하고 있으므로 저 풍량 조업시에는 풍량보다 풍압이 조업 시퀀스를 진행하는 중요 조업지수이다.
그러나, 종래에는 용광로에 있어서 가스 퍼지 작업은 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 방대한 지역에 수작업으로 모든 퍼지 작업을 실시함으로 신속한 퍼지 작업이 어렵다.
둘째, 퍼지 작업 진행상황을 중앙 운전실에서 알 수 없어 현장 조작자(퍼지 작업 요원)의 무전기 연락에 의존해 파악을 하면서 휴풍 작업을 실시함으로 전반적인 송, 휴풍 작업에 어려움이 있다.
셋째, 현장 조작자의 작업부하와, 퍼지 요원의 숙련도에 따라 퍼지 완료 판단 기준이 명확하지 않아 충분한 퍼지 작업이 이루어 졌는지 항상 궁금시 되는 문제와, 퍼지 불충분시 부분별 재 퍼지작업을 실시함으로 인한 정비시간의 지연 등 현실적으로 난이한 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 정기수리작업이나 돌발 휴풍 작업시 용광로의 열풍유량과 압력을 받아 기체 배관 내 퍼지 작업을 자동으로 수행할 수 있도록 하고, 구간별 작업 상황에 따라 중앙 운전실에서 운전자가 필요개소에만 선택하여 퍼지 작업을 수행할 수 있는 구간별 퍼지작업이 용이한 용광로 청정 가스라인 자동 퍼지 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 용광로 청정가스 라인 자동 퍼지 방법은 용광로의 청정가스라인 퍼지 작업에 있어서 용광로의 풍압 하한 값을 검출하여 계장 컴퓨터로 전송하여 씨알티(CRT)에 디스플레이 하고, 청정 가스라인의 퍼지 작업을 자동으로 실시할 것인지 아니면 구간별 필요 영역만 수동으로 퍼지할 것인지 조업자가 2차 판단하고 상기 풍압의 검출 하한 값의 경보를 1차 발신하는단계와, 상기 계장 컴퓨터는 전기신호 통신제어기, CRT와 링크 구성을 갖고, 조업자가 퍼지 작업 모드와 구간별 퍼지 선택, 퍼지 시간 선택 등을 설정할 수 있는 엠.엠.아이(MMI)가 연결되고, 퍼지 방법 입력부와 상기 전기신호 통신제어기, CRT, 계장컴퓨터를 연결하는 퍼지 기능 선택부와 청정PLC가 링크되는 구조에, 상기 청정 PLC에서 구간별 퍼지 시작신호를 받아 퍼지 조건을 검색하는 퍼지조건 검색단계와, 상기 퍼지 검색단계를 거쳐 퍼지 작업을 실시한 후 퍼지 완료를 검색하는 퍼지 완료 검출부와 퍼지 완료 검출부의 신호를 받아 퍼지 완료 여부와 구간별 퍼지 작업 중 밸브 작동 상태나, 수봉변의 수봉상태 등의 설비적인 이상상태의 퍼지 조건을 검색하여 MMI 화면에 퍼지 완료 여부를 표시부 및 시퀀스 에러 표시부에 보여주는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 용광로 청정 가스라인의 자동 퍼지 공정도.
도 2는 본 발명의 용광로 청정 가스라인 자동 퍼지 방법의 개략도.
도 3은 본 발명의 퍼지 단계를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 청정 가스라인 자동 퍼지 방법의 상세한 흐름도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 고로 11: 노정(爐頂) 브리더
12: 노정가스관 증기취입변(弁)
20: 건식 집진기(Dust catcher) 20a: 건식 집진기측 질소취입변
30: 습식 제진기(Bischoff) 40: 고로 가스관
40a~d: 제1~4 가스 방산변(Bleeder valve) 50a~c: 고로 가스 제1~3 수봉변
60: 고로 가스 압력 제어변(BFG Pressure control valve)
61: 노정압(爐頂壓) 발전기 62: BFG 홀더
63: COG 홀더 65: 코크스 가스관
66: 혼합가스관 70: 열풍로(熱風爐)
71: 열풍로 스팀 밸브(STEAM VALVE) 80a~d: 제1~4 영역 증기취입변
90: 제1~4 퍼지 영역 100: 계장 컴퓨터(ICC)
101: 풍압 하한 값 경보 발신장치 102: 신호 제어기
103: MMI(Man machine interface) 219: 2구간 퍼지 조건 검색부
220: 2구간 퍼지 완료 검출부 229: 3구간 퍼지 조건 검색부
230: 3구간 퍼지 완료 검출부 239: 4구간 퍼지 조건 검색부
240: 4구간 퍼지 완료 검출부
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 용광로 청정 가스라인의 자동 퍼지 공정도 이고, 도 2는 본 발명의 용광로 청정 가스라인 자동 퍼지 방법의 개략도 이며, 도 3은 본 발명의 구간별 청정 가스라인 퍼지 방법을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 청정 가스라인 자동 퍼지 방법의 상세한 흐름도 이다.
도 2는 본 발명의 용광로 청정 가스라인 자동 퍼지 방법의 개략도로서 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
용광로의 청정 가스라인 자동 퍼지 방법에 있어서, 용광로의 수리작업을 위해서 풍량을 낮추고, 나중에는 풍압을 하향 조정하다가 풍압이 일정 값 이상으로 낮아졌을 때, 풍압 검출부에서는 계장 컴퓨터(201)로 전송하고, 이를 다시 CRT에 디스플레이 되도록 한다. 풍압 검출부에는 용광로 조업표준에 명기(明記)되어 있는 청정 가스라인의 퍼지 시작 시점을 나타내주는 풍압 하한값(900g/㎠)을 검출하도록 값을 설정하여 두고, 조건에 해당하는 값에 도달했을 때 풍압 하한 값 경보(202)를 발생시키는 단계에 도달한다.
따라서, 조업자는 이를 최종적으로 판단하여 청정 가스라인의 퍼지 작업을 자동으로 1구간부터 4구간(207-1~4)까지 할 것인지, 구간별로 수동조작으로 할 것인지를 판단하여 업무를 수행하게 된다.
MMI(205)는 조업자가 풍압 하한 값 경보 발신(202)전에 퍼지 모드 선택부(211)에서 자동으로 수행할 것인지, 수동으로 수행할 것인지를 사전에 선택하도록 하는데, 조업자가 퍼지모드를 자동으로 선택하였을 시에는 구간별 퍼지 선택(212)이 기본 값으로 "온(ON)"을 선택하도록 하고, 수동으로 선택하였을 시에는 구간별 퍼지 선택(212)이 기본 값으로 "오프(OFF)"를 선택하도록 한다.
그 이유는 자동으로 퍼지 작업을 수행하기 위해서는 전 구간에 걸쳐 퍼지작업을 수행하여야 함이고, 수동으로 퍼지 작업을 수행하기 위해서는 퍼지하고자 하는 필요 구간만 선택하여 퍼지 작업을 수행하면 되기 때문이다. 또한, 상기 퍼지 방법 입력부(206)에서는 도 3에 나타낸 바와 같이 퍼지 모드와 구간별 퍼지 선택 기능을 포함하여, 퍼지 시간 설정부(213), 구간별 퍼지 경과 시간 표시부(214),CO(일산화탄소) 농도 검출 "OK" 표시부(215), 구간별 퍼지 완료 여부 표시부(216), 구간별 퍼지 진행 중 발생하는 시퀀스 에러 표시부(217)를 수용하고 있다.
퍼지 시간을 설정하는 이유는 각 구간별 CO 농도만으로도 퍼지 작업이 완료되었음을 판단할 수 있으나 CO검출기(120, 121, 122, 123) 이상으로 인한 불량 데이터 발생 등의 위험을 해소하고, 충분한 퍼지 작업을 실시하기 위한 수단으로 퍼지시간과 CO농도의 2중적인 조치를 취하기 위함이다.
그리고, CO농도는 사람이 작업을 할 수 있는 안전 수치인 법정 규정치가 0.4％이하로 규정되어 있기 때문에 CO검출기의 농도는 0.4％로 설정하여두고 0.4％이하로 검출되면 퍼지 작업이 완료되었음을 알려주기 위함이다.
이렇게 하여 상기 퍼지 방법 입력부(206)에서 입력 단계가 종료되면 MMI(205)를 통해 전기신호 제어기(204)로 전송되어 퍼지 모드 검출부(207)를 거쳐 청정 PLC(208)에 데이터를 전기신호로 처리하고, 상기 퍼지 모드 검출부(207)에서 자동 퍼지를 할 것인지, 수동퍼지를 할 것인지 각 기능을 수행할 수 있도록 조건을 맞추어 준다.
만약, 자동 퍼지로 선택되었다면 1구간 퍼지를 시작으로 4구간까지 전 영역에 걸쳐 퍼지작업을 수행하고, 수동퍼지로 선택되었을 경우에는 퍼지 방법 입력부(206)에서 구간별 퍼지 선택부(212)에서 선택된 구간만 퍼지 작업이 이루어지도록 한다.
구간별 퍼지 작업 순서를 상세하게 설명하면, 도 1과 도 4에 도시된 바와 같이, 청정 PLC(208)로부터 전기신호를 받아 1구간(250-1) 퍼지 스타트 신호를 발신부에서 발신을 하면 B-403 수봉변(45)과 C-403 수봉변(82)이 수봉되고, 수봉 완료가 검출되면 열풍변 브리더 밸브(91)가 오픈(Open)된다. 이후 열풍로 스팀 밸브(101)가 오픈되고, COG가스관(80)에 위치하고 있는 CCV(84)와 CSV(83)가 오픈되고, 계속해서 C-1 브리더(81)와 B-3 브리더(44)가 오픈된다.
1구간 스팀 밸브(110)가 오픈되어 퍼지 방법 입력부(206)에 설정된 퍼지 시간(213) 경과 후, 그리고 CO검출기(122)의 CO농도가 0.4％ 이하일 경우 1구간 퍼지완료 검출부(210)에서 검출을 하므로 1구간 퍼지 작업이 완료되었음을 퍼지 완료 여부 표시부(216)와 CO 하한 값 검출 OK 표시부(215)에 표시하고, 2구간 퍼지 스타트 신호를 발신부에 신호를 주면 2구간 퍼지 스타트 신호를 발신부에서 다시 퍼지 스타트 발신을 하게된다.
2구간(250-2) 퍼지 작업은 먼저, B-401 수봉변(47)과 B-402 수봉변(43)이 수봉되고, 수봉 완료가 검출되면 B-2 브리더(42)와 B-4브리더(46)가 오픈되고, 이어서 BPCV(48)가 오픈되고, 2구간 스팀 밸브(111)가 오픈되어 퍼지 방법 입력부(206)에 설정된 퍼지 시간(213)경과 후, 그리고 CO검출기(120)의 CO 농도가 0.4％ 이하일 경우 2구간 퍼지 완료 검출부(220)에서 검출을 하므로 2구간 퍼지 작업이 완료되었음을 퍼지 완료 여부 표시부(216)와 CO 하한 값 검출 OK 표시부(215)에 표시하고, 3구간 퍼지 스타트 신호를 발신부에 신호를 주면 3구간 퍼지 스타트 신호를 발신부에서 다시 퍼지 스타트 발신을 하게된다.
3구간(250-3) 퍼지 작업은 먼저, 용광로(10) 노정 스팀 밸브(12)와 더스트 케츠(20)에 있는 더스트 케츠 질소 밸브(21)가 오픈되고, 이어서 노정 브리더밸브(11)가 오픈되어 용광로(10) 노상부(爐上部)와 더스트 케츠(20) 내부에 잔류하고 있는 BFG를 대기중으로 방산시키게 되며, 퍼지 방법 입력부(206)에 설정된 퍼지 시간(213)경과 후, 그리고 CO 검출기(123)의 CO농도가 0.4％ 이하일 경우 3구간 퍼지 완료 검출부(230)에서 검출하므로 3구간 퍼지 작업이 완료되었음을 퍼지 완료 여부 표시부(216)와 CO 하한 값 검출 OK 표시부(215)에 표시하고, 4구간 퍼지 스타트 신호를 발신부에 신호를 주면 4구간 퍼지 스타트 신호를 발신부에서 다시 퍼지 스타트 발신을 하게된다.
4구간(250-4) 퍼지 작업은 먼저, 4구간 스팀 밸브(112)가 오픈되고, 이어서 B-1 브리더(41)가 오픈되어 퍼지 방법 입력부(206)에 설정된 퍼지 시간(213) 경과 후, 그리고 CO 검출기(121)의 CO농도가 0.4％ 이하일 경우 4구간 퍼지 완료 검출부(240)에서 검출하므로 4구간 퍼지 작업이 완료되었음을 퍼지 완료 여부 표시부(216)와 CO 하한 값 검출 OK 표시부(215)에 표시하고, 지금까지 구간별 퍼지 작업을 위해 오픈되었던 구간별 스팀 밸브(12, 110, 111, 112)와 더스트 케츠 질소 밸브(21)는 모두 폐쇄(Close) 됨으로, 용광로 수리작업을 위한 기체배관의 퍼지 작업은 완료되게 된다.
퍼지 방법 입력부(206)에 표시된 구간별 퍼지 경과시간 표시(214)는 구간별 퍼지 스타트 후 경과 시간이 표시되도록 하며, 시퀀스 에러 표시(217)는 구간별 퍼지작업 중 퍼지조건 검색부(209, 219, 229, 239)에서 검색된 에러 내용을 표시해 준다.
상술한 바와 같이 본 발명은 용광로 청정 가스라인 퍼지 작업에 있어서, 풍압 하한 값을 받아 구간별 자동퍼지 작업을 가능하게 하고, 조업자의 판단에 의해 필요 구간만 운전실에서 퍼지 작업을 수행할 수 있도록 함으로써, 신속하고, 안전한 퍼지 작업을 가능하게 하여, 가스폭발사고 및 가스 중독 등의 인명사고를 예방할 수 있으며, 수리작업을 신속하게 수행할 수 있도록하여, 용광로의 휴지시간을 단축할 수 있어 생산성 향상과 이로 인한 노황 안정을 기할 수 있는 탁월한 효과가 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함으로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.

Claims (1)

  1. 용광로 청정 가스라인 자동 퍼지 방법에 있어서,
    풍압 하한 값을 검출하여 계장 컴퓨터에 전송하여 씨알티(CRT)에 디스플레이 하고, 청정 가스라인의 퍼지 작업을 자동으로 실시할 것인지 구간별 필요 영역만 수동으로 퍼지 할 것인지를 조업자가 2차 판단하고 상기 풍압의 검출 하한 값의 경보를 1차 발신하는 단계와;
    상기 계장 컴퓨터는 전기신호 통신제어기, CRT와 링크 구성을 갖고, 조업자가 퍼지 작업 모드와, 구간별 퍼지 선택, 퍼지 시간 선택 등을 설정할 수 있는 엠.엠.아이(MMI)가 연결되는 퍼지 방법 입력부의 퍼지 방법 입력 단계와;
    상기 전기신호 통신제어기, CRT, 계장컴퓨터를 연결하는 퍼지 기능 선택부와 청정 PLC가 링크되는 구조에, 상기 청정 PLC에서 구간별 퍼지 시작신호를 받아 퍼지 조건을 검색하는 퍼지 조건 검색단계와;
    상기 퍼지 검색단계를 거쳐 퍼지 작업을 실시한 후 퍼지 완료를 검출하는 퍼지 완료 검출부의 퍼지 완료 검출단계와;
    퍼지 완료 검출부의 신호를 받아 퍼지 완료 여부와 구간별 퍼지 작업 중 밸브의 작동상태나, 수봉변의 수봉상태 등의 설비적인 이상상태의 퍼지 조건을 검색하여 MMI 화면의 퍼지 완료 여부 표시부와 시퀀스 에러 표시부에 보여주는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 용광로 청정 가스라인 자동 퍼지 방법.
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