KR20020046760A

KR20020046760A - 배광 소결광의 열조절 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20020046760A
Application number: KR1020000077088A
Authority: KR
Inventors: 이형석; 장재호; 김재형; 최혁
Original assignee: 이구택; 주식회사 포스코
Priority date: 2000-12-15
Filing date: 2000-12-15
Publication date: 2002-06-21

Abstract

본 발명은 소결광을 제조하는 소결광 제조장치에 있어서, 소결 완료점 이후 소결로(106)내 소결 상태를 진단하는 장치에 관한 것으로, 특히 소결 완료후 냉각 온도를 감지함에 의해서 소결로(106)내에서 냉각되는 상태를 진단하여 항상 균일한 배광열을 얻을 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.

소결로(106)내에서 소결광의 냉각 상태를 조절할 수 있는 소결광 제조장치에 있어서, 상기 소결로(106)하부의 좌우에 설치된 25개의 풍상중에서 마지막 제 24번 및 제 25번에 온도 센서(127,128)와 조절밸브(125,126)가 각각 삽입 설치되며, 상기 풍상(111)의 후방에 설치된 배광부 후드관(130)에도 온도 센서(129)가 설치되며, 상기 센서(127,128,129)들은 외측의 아날로그/디지털(A/D) 변환기(300) 및 개도변환 프로그램(400)과 결합된 제어기(200)와 순차적으로 연결되며, 상기 제어기(200)는 상기 개도변환 프로그램(400)에 의해 상기 조절 밸브(125,126)의 개도를 제어하는 것을 특징으로 하는 배광 소결광의 열조절 장치.

소결로내 소결광의 냉각 상태를 적절히 조절할 수 있는 소결광 제조 방법에 있어서, 소결로(106)내의 최고 온도점을 수집하는 단계(S₁)와, 소결로 하부의 풍상중 마지막에 삽입된 온도 센서(127,128)로부터 발생되는 데이터를 수집하는 단계(S₂)와, 상기 수집된 온도 데이터를 이용하여 냉각 소결광의 온도를 분석하는 냉각 온도 분석 단계(S₃)와, 배광부 후드관에 삽입된 온도 센서(129)를 포함하여 대차의 반전시 배출된 소결광의 최종 온도를 수집하는 단계(S₄)와, 상기 냉각 온도 분석 단계에서 계산 분석된 결과를 이용하여 상기 풍상의 조절밸브(125,126)를 포함하여 개도변환 프로그램에 의해 개도율을 계산하는 단계(S₅)와, 상기 개도율 계산 단계에서 계산된 개도율로 제1, 제2 조절밸브(125,126)를 제어하는 제어 단계(S₆)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 배광 소결광의 열조절 방법.

Description

배광 소결광의 열조절 장치 및 방법{EQUIPMENT AND METHOD OF HEAT-CONTROL FOR SINTER IN DISCHARGING-ORE}

도1은 종래의 소결광 제조를 위한 전체 시스템을 나타내는 도면이며, 도2에 나타난 소결기 대차(123)는 다수개의 대차를 레일로써 연결하여 상,하부 연속 진행이 가능하며 바닥에는 화상격자가 있어 공기의 흡입이 가능하다.

또한 상기 소결기 대차(123)하부에 형성된 풍상(111)은 대차(123) 상부에서 외부 공기를 흡입하여 배출하도록 만든 통로 역할을 한다.

또한 저장호퍼(103)는 분철광석과 부원료, 그리고 연료인 분코크스와 무연탄을 물을 섞어 혼합 및 조립하여 제조된 소결 원료를 저장하는 호퍼이다.

상기 저장호퍼(103) 하부에 위치한 드럼형 절출기(121)는 상기 호퍼(103)에 저장된 소결원료를 절출시키는 장치이다.

또한 경사판(150)은 상기 드럼형 절출기(121)의 하부에 위치하여 소결기 대차(123)에 편석을 유도시켜 장입하는 장치이며,

상기 경사판(150)과 일측으로 설치된 점화로(105)는 코크 오븐 가스(Coke Oven Gas)와 공기의 연소로 1200℃의 고온을 유지한다.

따라서 상기한 장치를 이용하여 미분 철광석과 부원료 그리고 열원인 분코크스와 무연탄 등이 혼합된 소결 원료를 연속적으로 공급하여 도2와 같이 점화로(105)에서 공기와 코크스 오븐 가스(Coke Oven Gas)를 공급하여 1200℃의 고온으로 대차(123) 상부 표면을 착화시키고 소결로(106) 하부 방향으로 25개의 풍상(111)을 통해 배가스관(112)으로 공기를 대차(123) 상부에서만 흡입하면서 상기 소결 원료를 용융 환원되면서 소결광을 제조하는 공정이다.

상기한 바와 같은 일반적인 소결 공정은 원료의 입도, 수분이나 성분 그리고 장입 불균형 및 편석, 연료 상태 등 여러 조업 조건에 따라 소성 불균일화가 발생되어 종래에는 소성 불균일화를 판단하기 위하여 소결로(106) 하부의 다수개의 풍상(111)내에 온도 센서를 설치하고 연속적으로 측정함으로써 간접 정보를 통해 소결 반응 상태를 추정하여 생산하는 방법을 사용하고 있다.

종래의 방법을 간략히 설명하면, 소결공정에서 배출되는 가스의 온도(150∼170℃)와 형성된 부압(185∼190mb)을 조업 경험에 의해 기준값으로 설정한 값과 비교하여 일정시간에 일정 범위로 제어기(200)에서 계산하여 소결로(106) 속도를 조정하는 방법이 있다.

상기한 종래의 방법은 최대 생산에 역점을 둔 조업 방식으로 일반제철소에 있어서 후공정의 공급량이 과잉되거나 감산시 제조 원가를 높이는 문제점이 있다.

또한 소결 반응이 완료된 이후에 필요 이상의 냉각을 가져와 품질의 저하는 물론 배열 회수량의 부족으로 경제적인 조업을 하지 못하는 문제점이 있다.

또한 냉각기(108)를 별도로 갖추고 있는 공정에 있어서 동,하절기 소결광 배광온도를 조절하기 어려운 단점 등이 있는 것이다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것이다.

따라서 본 발명의 목적은 소결기 대차내에서 반응이 완료된 소결광의 온도를 감지함에 의해서 배출 소결광의 냉각 상태를 적절히 조절할 수 있도록 하는 소결광 제조 방법에 있어서 배광 소결광의 열조절 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 소결로내에서 소결광의 냉각 상태를 조절할 수 있는 소결광 제조장치에 있어서, 상기 소결로 하부의 좌우에 설치된 25개의 풍상중에서 마지막 제 24번 및 제 25번에 온도 센서와 조절밸브가 각각 삽입 설치되며, 상기 풍상의 후방에 설치된 배광부 후드관에도 온도 센서가 설치되며, 상기 센서들은 외측의 아날로그/디지털(A/D) 변환기 및 개도변환 프로그램과 결합된 제어기와 순차적으로 연결되며, 상기 제어기는 상기 개도변환 프로그램에 의해 상기 조절밸브의 개도를 제어하는 것을 특징으로 하는 배광 소결광의 열조절 장치와;

소결로내 소결광의 냉각 상태를 적절히 조절할 수 있는 소결광 제조 방법에 있어서, 소결로내의 최고 온도점을 수집하는 단계와, 소결로 하부의 풍상중 마지막에 삽입된 온도 센서로부터 발생되는 데이터를 수집하는 단계와, 상기 수집된 온도 데이터를 이용하여 냉각 소결광의 온도를 분석하는 냉각 온도 분석 단계와, 배광부 후드관에 삽입된 온도 센서를 포함하여 대차의 반전시 배출된 소결광의 최종 온도를 수집하는 단계와, 상기 냉각 온도 분석 단계에서 계산 분석된 결과를 이용하여 상기 풍상의 조절밸브를 포함하여 개도변환 프로그램에 의해 개도율을 계산하는 단계와, 상기 개도율 계산 단계에서 계산된 개도율로 제1, 제2 조절밸브를 제어하는 제어 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 배광 소결광의 열조절 방법으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도1은 일반적인 소결광 제조장치의 개략 구성도,

도2는 본 발명의 제어구성을 나타낸 정면도,

도3은 본 발명의 요부의 측단면도,

도4는 본 발명에 따른 제어방법을 설명하기 위한 순서도.

** 도면중 주요부분에 대한 부호의 설명 **

100 : 원료저장빈 101,102: 드럼믹서 103 : 저장호파

104 : 상부광호퍼 105 : 점화로 106 :소결로

107,109: 파쇄기 108: 냉각기 110 : 선별기

111 : 풍상 112 : 배가스관 113 : 전기집진기

114 : 흡입팬 115 : 스택 121 : 드럼형절출기

123 : 소결기대차 124 : 열풍덕트 125,126: 제1,2조절밸브

127,128: 제1,2온도센서 129 : 온도센서 130 : 후드관

131 : 배광부 후드 200 : 제어기 300 : A/D변환기

400 : 개도변환 프로그램

이하 상기의 목적을 달성하기 위해 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

도2는 본 발명의 제어구성을 나타낸 정면도이고, 도3은 본 발명의 요부의 측단면도이며, 도4는 본 발명에 따른 제어방법을 설명하기 위한 순서도이다.

상기 도2 및 도3에 도시된 것과 같이 본 발명의 장치는 소결기 대차(123)의 하부 폭방향을 2등분하여 좌,우측으로 형성된 풍상(111)에 소결광 냉각 온도를 측정하고자 온도 센서(127,128)를 각각 1개씩 삽입 설치한다.

또한 상기 온도 센서(127,128)와 일측으로 적당한 간격을 유지하면서 동일한 수량으로 조절밸브(125,126)가 설치된다.

또한 상기 풍상(111)의 후방에 설치된 배광부 후드관(130)에도 상기와 같은 방법으로 온도 센서(129)를 설치한다.

상기 풍상(111)과 후드관(130)의 외측에 구비된 A/D(아날로그/디지털) 변환기(300)는 상기 온도 센서(127,128,129)에서 감지된 신호를 디지털 신호로 변환한다.

또한 제어기(200)는 개도변환 프로그램(400)과 결합되어 상기 소결광의 냉각 온도와 배광 온도를 수집하고, 소결 완료 온도를 이용하여 상기 풍상(111)에 설치된 제1, 제2 조절밸브(125,126)의 목표 개도율을 계산하여 상기 조절밸브(125,126)를 제어한다.

본 발명은 소결 원료의 장입 장치인 드럼형 절출기(121)와 소결기 대차(123), 풍상(111)과 배가스관(112) 그리고 온도 센서(127,128,129)와 조절 밸브(125,126)로 구성되며,

소성 절차는 저장 호퍼(103)로부터 절출기(121)에 의해 일정한 높이로 장입되어 이동되는 대차(123) 표면을 1200℃의 고온으로 착화하고,

착화된 소결 원료는 25개의 풍상(111)을 통해 배가스관(112)으로 대차(123)가 100m를 진행하는 가운데 소결 원료중 코크스가 연소하면서 발생하는 열에 의해 용융, 환원되면서 소결광이 제조된다.

상기 소결 진행 과정은 예열대-건조대-소성대-수분응축대-냉각대를 반복하면서 연속 소결광을 제조하게 되는데 따라서 상기 풍상(111)을 통해 흡입되는 배가스의 온도값을 그래프로 나타내면 아래 그래프1과 같다.

[그래프 1]

이하, 도4에 의거 본발명에 따른 제어 방법을 설명한다.

상기 그래프에 나타난 바와 같이 소결대에서 최고온도점 이후로 냉각이 시작되고 이 점은 보통 370℃ 이상에서 나타나며 이를 기준온도로 하여 본 발명이 적용된다.(S₁단계)

상기 조건이 성립되면 제24,25번의 좌,우 풍상(111a,111b)에 설치된 온도 센서(127,128)를 통해 온도 정보를 수집(S₂단계)하여 A/D 변환기(300)에서 아날로그 온도가 디지털 온도로 변환되고 제어기(200)에서 이를 수집 분석(S₃단계)하여 밸브(125,126)를 제어한다.

상기 기준온도(370℃) 이상에서의 최고온도점의 변화에 의한 배광시 최종 온도를 수집(S₄단계)하면 다음과 같다.

[표1]

소결로내 최고 온도점에 대한 배광온도와 품질을 비교한 표
구 분	최고온도점(℃)	배광온도(℃)	소결광품질(%)	비 고
실시예1	350	230	89.4
실시예2	360	205	90.5
실시예3	370	190	91.2
실시예4	380	170
실시예5	390	155
실시예6	400	145	92.3
실시예7	410	140
실시예8	420	130
실시예9	430	125	92.9
실시예10	440	118
실시예11	450	110
실시예12	460	105
실시예13	470	95

상기 표1에서 보는 것과 같이 소결로(106)내에서의 370℃ 이하에서는 소결광의 냉각이 불가능한 상태의 온도로 배출되며, 또한 450℃ 이상에서는 상기소결로(106)내에서 냉각이 급속하게 이루어져 배광열이 낮고 소결광 품질이 저하됨을 알 수 있다.

따라서 상기 소성 상태를 분석하는 중요한 척도로 사용되는 최고 온도점 중에서 조업에 무리가 없는 실시예를 임의로 선택하여 제1,2 조절밸브(125,126)의 개도율을 100∼40%까지 조절한 후 발생된 배광 온도와의 관계를 수학식으로 나타내면 다음 표2와 같다.

[표2]

실시예에 의한 기준온도와 제1, 제2 조절밸브의 개도에 따른 배광온도를 나타낸 표
기준온도(℃)	제1,2조절밸브개도율(%)	배광온도(℃)	비 고
400	100	145
	90	149
	80	158
	70	163
	60	179
	50	183
	40	197

이와 같이 소결로(106)내 소결 반응 최고 온도를 기준으로 하여 제1, 제2 조절밸브(125,126)를 순차적으로 조절하여 얻은 배광온도를 기초로 하여 개도율에 관한 상관식을 구할 수 있으며 그 상관식은 하기 식1과 같다.

[식 1]

y = -1.1129x ＋ 256.65

y = 조절밸브 개도율(%) x = 배광온도(℃)

이때의 상관식에 사용된 기준온도와 제1, 제2의 조절밸브(125,126)의 개도율을 계산(S₅단계)하여 상기 제1, 제2 조절밸브(125,126)의 개도를 운전자가 다양하게 변화되는 조업 조건에 맞춰 설정한 목표값에 의해 개도가 자동 제어(S₆단계)되도록 한다.

그리고 상기와 같이 구한 상관관계식을 이용하여 실제 소결광 조업중 소결광의 배광 온도를 구하는 방법은 먼저 상술한 바와 같이 소결로(106)내 최고 온도를 기준온도로 하여 소결광 제조 완료후 목표로 하는 배광열을 회수하기 위하여 상기 풍상(111)에 설치된 제1, 제2 조절밸브(125,126)의 개도를 상기 수학식에 의해 제어함으로서 본 발명이 완성된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 제어시스템은 피드백 제어시스템으로 연속 실행되어 소결로내 제조되는 소결광의 최고온도점 이후 냉각 온도를 항상 균일하게 형성시킴으로 균일한 품질의 소결광의 생산은 물론 배광열을 최대로 확보하여 제조원가를 크게 저감할 수 있는 효과가 있다.

Claims

소결로(106)내에서 소결광의 냉각 상태를 조절할 수 있는 소결광 제조장치에 있어서,

상기 소결로(106)하부의 좌우에 설치된 25개의 풍상중에서 마지막 제24번 및 제25번에 온도 센서(127,128)와 조절밸브(125,126)가 각각 삽입 설치되며,

상기 풍상(111)의 후방에 설치된 배광부 후드관(130)에도 온도 센서(129)가 설치되며,

상기 센서(127,128,129)들은 외측의 아날로그/디지털(A/D) 변환기(300) 및 개도변환 프로그램(400)과 결합된 제어기(200)와 순차적으로 연결되며,

상기 제어기(200)는 상기 개도변환 프로그램(400)에 의해 상기 조절 밸브(125,126)의 개도를 제어하는 것을 특징으로 하는 배광 소결광의 열조절 장치.
소결로내 소결광의 냉각 상태를 적절히 조절할 수 있는 소결광 제조 방법에 있어서,

소결로(106)내의 최고 온도점을 수집하는 단계(S₁)와, 소결로 하부의 풍상중 마지막에 삽입된 온도 센서(127,128)로부터 발생되는 데이터를 수집하는 단계(S₂)와,

상기 수집된 온도 데이터를 이용하여 냉각 소결광의 온도를 분석하는 냉각온도 분석 단계(S₃)와,

배광부 후드관에 삽입된 온도 센서(129)를 포함하여 대차의 반전시 배출된 소결광의 최종 온도를 수집하는 단계(S₄)와,

상기 냉각 온도 분석 단계에서 계산 분석된 결과를 이용하여 상기 풍상의 조절밸브(125,126)를 포함하여 개도변환 프로그램에 의해 개도율을 계산하는 단계(S₅)와,

상기 개도율 계산 단계에서 계산된 개도율로 제1, 제2 조절밸브(125,126)를 제어하는 제어 단계(S₆)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 배광 소결광의 열조절 방법.