KR20020048205A - 소결기 장입원료의 밀도 관리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소결원료가 소결기대차로 장입될 때의 발생되는 낙하에너지를 조정하고, 원료의 절출량을 일정화함으로서 의사입화화된 원료입도의 파소없이 소결원료의 장입밀도를 관리할 수 있는 소결기 장입원료의 밀도 관리 장치를 제공하기 위한 것으로서, 소결기 원료가 저장되는 원료호퍼의 하단부에 설치되는 드럼피더의 회전에 의해 소결기대차내에 장입되는 소결기 장입원료의 밀도 관리 장치에 있어서, 상기 드럼피더를 회전구동시키는 드럼피더구동모터와, 소결기대차의 중간위치에 설치되어 장입량의 과다 또는 부족을 검출하는 서로 다른 길이의 제1,2층후검출봉과, 원료호퍼의 하단부에 설치되어 원료배출구의 개도량을 조절하도록 원료호퍼 및 드럼피더사이에 설치된 게이트 및 게이트구동모터와, 유도슈트로 상기 드럼피더와 연결되어 절출된 원료를 회전낙하시키는 피딩롤 및 피딩롤구동모터와, 상기 제1,2층후검출봉보다 높은 곳에 설치되어 소결기대차로 절출되는 원료의 과다를 검출하는 과다장입검출봉과, 상기 제1,2층후검출봉을 체크하여 과다/과소장입에 따라 드림피더 및 피딩롤의 속도를 증감시키면서, 동시에 과다장입검출봉을 체크하여 원료의 과다절출시 상기 게이트의 개도량을 줄여 절출량을 줄이는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

소결기 장입원료의 밀도 관리 장치{APPARATUS FOR CONTROLLING DENSITY OF BURDEN MATERIAL IN SINTERING MACHINE}

본 발명은 소결광을 제조하는 원료장입설비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소결기 대차에 장입되는 원료의 장입밀도를 제어하는 소결기 장입원료의 밀도 관리 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 소결광의 제조하는 공정은 도 1에 도시한 바와 같이, 주원료인 철광석과 부원료인 석회석, 규석, 사문암 및 연료인 분코크스와 무연탄등은 원료야드로부터 실려와 각각의 원료호퍼(11)에 저장된 후, 적정량씩 배출하여 서지호퍼(12)에 저장한 후, 상기 서지호퍼(12)에 저장된 원료 및 연료는 구동부 및 배광부(14,15)에 의해서 움직이는 소결기대차(pallet)에 실리고, 상기 소결기대차에 의해 고로의 장입설비로 실려가는 도중 점화로(도시생략)에서 배합원료중 분코크스가 점화되고 하방으로 흡인되는 공기에 의해 바합원료 상부에서 하부로 소결이 진행된다. 이렇게 제조된 소결광은 스크린(16)에서 걸러지고, 냉각기(17)에서 냉각된 후 고로의 원료호퍼(22)로 이송된다.

상술한 하방식 소결기의 소결회수율은 소결원료중 분코크스의 연소속도와 크게 관련되어 있으며, 연소속도는 상기 서지호퍼(12)를 통과하는 공기량과 속도에 크게 영향을 받게 된다.

그런데, 상기 연소속도 및 통과하는 공기량은 상기 소결기대차에 장입되는 원료층의 높이와 밀도에 비례하므로, 상기 서지호퍼(12)의 하단에는 주어진 생산계획에 따라 쌓이는 원료층의 높이를 조정하여 장입밀도를 맞추는 장치가 설치된다.

도 2는 상기 소결기대차의 원료 장입 밀도를 조정하는 장치를 도시한 것으로서, 원료호퍼(12)의 하단부에 회전구동을 위한 모터(23a) 및 배출되는 원료의 가이드(23b)가 구비된 드럼피더(23)가 설치되고, 상기 드럼피더(23)의 회전속도에 맞춰 떨어지는 원료를 소결기대차(26)로 가이드하는 상부배사판(24) 및 하부배사판(25)과, 상기 소결기대차(26)에 장입된 원료층의 두께를 검출하기 위한 제1,2층후(層厚)검출봉(27,28)과, 상기 제1,2층후검출봉(27,28)의 동작신호에 따라서 상기 드럼피더(23)를 회전시키는 모터(23a)의 속도를 제어하는 제어기(29)를 구비하여 이루어진다.

이때, 상기 소결기대차(26)내에 장입되는 원료의 최종 높이관리도 중요하지만 드럼피더(23)에서 원료가 낙하되어 소결기대차(26)에 장입되는 과정에서 발생되는 밀도관리가 더 중요하다.

이를 위하여 종래에는, 상술한 바와 같이 원료가 소결기대차(26)에 장입되기 전에 원료가 쌓이는 정도를 검출하는 층후검출봉(27,28)을 설치하는데, 이 층후검출봉(27,28)은 하나는 짧게 다른 하나는 길게 서로 다른 길이로 배열되어 있으며, 정상상태에서 상기 긴 층후검출봉(27)은 항상 장입되는 원료에 묻혀 있고, 짧은 층후검출봉(28)은 원료에 닿지 않은 상태로 있게 되고, 장입량이 많은 경우에는 상기 짧은 층우검출봉(28)도 원료에 묻히게 되고, 반대로 장입량이 적은 경우에는 긴 층검출봉(27)이 원료층과 닿지 않게 된다. 이와 같이, 종래에는 서로 길이가 다른 층후검출봉(27,28)을 이용하여 장입량을 검출하고, 그에 따라 제어기(29)를 통해 드럼피더(23)의 속도를 가감하여 떨어지는 원료량을 조정하는 식으로 장입량을 조정하였다.

그러나, 실제로 소결원료는 산지의 다원화와 원료 자체가 함유하고 있는 수분량이 각각 다르고, 입도의 크기에 따라 흘러내리는 속도 또한 여러가지이다 보니, 소결광을 제조하기 위해서 원료가 소결기대차(26)에 장입될때, 밀도변화기 심해진다. 이 밀도의 변화에 의해 베드(bed)내의 통기성이 변하고 소성속도가 변하기 때문에 이는 고료원료로서 적합한 조건이 되지 못하는 원인이 된다.

또 다른 방법으로서 상기에서 검출장치로서, 층후검출봉 대신 초음파를 이용하여 좀더 미세한 측정을 하기도 한다.

일본국 특허공개공보 소60-91184호(1985년, 5월 22일 공개)는 "소결기 파레트의 소결원료 장입방법"에 관한 것으로서, 소결기 대차에 장입된 원료의 선단부분을 카메라로 촬영하여, 선단부의 장입선이 목표패턴과 일치하도록 상기 원료호퍼에 취부된 분할게이트를 각각 조정하여, 소결기대차내의 장입밀도를 균일하게 한다.

그러나, 상기에서 층후검출봉을 이용한 방식은 층후검출봉의 오동작으로 정확성이 떨어지고, 초음파를 이용한 경우는 장입시 발생되는 분진으로 인하여 초음파 동작에 방해를 받아 정확한 장입선 관리가 어려우며, 상기 일본특허공개소60-91184와 같은 경우는 분할게이트에 부착된 부착광에 의하여 절출되는 원료층 두께가 수시로 변함에 따라서 장입밀도 관리의 정확도가 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 소결원료가 소결기대차로 장입될 때의 발생되는 낙하에너지를 조정하고, 원료의 절출량을 일정화함으로서 의사입화화된 원료입도의 파소없이 소결원료의 장입밀도를 관리할 수 있는 소결기 장입원료의 밀도 관리 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 소결광을 생산하는 공정의 공정도이다.

도 2는 종래 소결기 장입원료의 밀도관리장치를 도시한 구성도이다.

도 3은 종래 소결기 장입원료의 밀도관리장치에서의 장입밀도 검출상태를 보이는 상태도이다.

도 4는 본 발명에 의한 소결기 장입원료의 밀도 관리 장치의 구성도이다.

도 5는 본 발명에 의한 장치의 속도제어부의 회로구성도이다.

도 6은 본 발명에 의한 장치의 피딩롤제어부의 회로구성도이다.

도 7은 본 발명에 의한 장치의 게이트구동제어부의 회로구성도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

23 : 드럼피더23a : 드럼피더구동모터

27, 28 : 제1,2층후검출봉40 : 원료

41 : 게이트42 : 게이트구동모터

43 : 유도슈트44 : 피딩롤(feeding roll)

45 : 피딩롤구동모터46 : 상부배사판(upper deflector)

47 : 과다장입검출봉

본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위한 구성수단으로서, 소결기 원료가 저장되는 원료호퍼의 하단부에 설치되는 드럼피더의 회전에 의해 소결기대차내에 장입되는 소결기 장입원료의 밀도 관리 장치에 있어서,

상기 드럼피더를 회전구동시키는 드럼피더구동모터;

소결기대차의 중간위치에 설치되어 장입량의 과다 또는 부족을 검출하는 서로 다른 길이의 제1,2층후검출봉;

원료호퍼의 하단부에 설치되어 원료배출구의 개도량을 조절하도록 원료호퍼 및 드럼피더사이에 설치된 게이트;

상기 게이트를 업/다운시켜 개도량을 조절하는 게이트구동모터;

유도슈트로 상기 드럼피더와 연결되어 절출된 원료를 회전낙하시키는 피딩롤;

상기 피딩롤을 회전구동시키는 피딩롤구동모터;

상기 제1,2층후검출봉보다 높은 곳에 설치되어 소결기대차로 절출되는 원료의 과다를 검출하는 과다장입검출봉; 및

상기 제1,2층후검출봉을 체크하여 과다/과소장입에 따라 드림피더 및 피딩롤의 속도를 증감시키면서, 동시에 과다장입검출봉을 체크하여 원료의 과다절출시 상기 게이트의 개도량을 줄여 절출량을 줄이는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 소결기 장입원료의 밀도 관리 장치에 대하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 소결기 장입원료의 밀도 관리 장치가 적용된 소결공정의 설비 구성도로서, 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 장치는 소결기 원료가 저장되는 원료호퍼의 하단부에 설치되어 원료배출속도를 조절하기 위한 드럼피더(23)와, 상기 드럼피더(23)의 회전구동시키면 그 회전속도를 제어하는 드럼피더구동모터(23a)와, 소결기대차의 중간위치에 설치되어 장입량의 과다 또는 부족을 검출하는 서로 다른 길이의 제1,2층후검출봉(27,28))을 포함하는 장치에 있어서, 원료호퍼(12)의 하단부에 설치되어 모터(23a) 구동에 의해 회전하는 드럼피더(23)의 원료 배출측에 설치되어 배출구의 개도조절이 가능한 게이트(41)와, 상기 게이트(41)를 업다운하여 배출구의 개도량을 조절하느 게이트구동모터(42)와, 상기 드럼피더(23)의 배출측에 소결기 폭방향으로 비스듬하게 설치되어 게이트(41)에 의해 열린 개도로 배출되는 원료를 가이드하는 유도슈트(43)와, 상기 유도슈트(43)의 배출측 바로 밑에 설치되고 상기 드럼피더(23)와 같은 방향으로 정회전하여 절출원료의 낙하거리를 길게하는 피딩롤(44)과, 상기 피딩롤(44)을 지시된 속도로 회전구동시키는 피딩롤구동모터(45)와, 상기 피딩롤(44)의 하단부에 소결기대차 진행방향의 반대쪽으로 원료를 절출하도록 비스듬하게 설치된 상부배사판(46)과, 상기 제1,2층후검출봉(27,28)보다 상부에 상부배사판(46)보다 하부에 설치되어드럼피더(23)에서 절출된 원료의 과다를 검출하기 위한 과다장입검출봉(47)과, 설정된 목표속도를 상기 제1,2층후검출봉(27,28)의 동작여부에 따라 가감하여 설정하고 설정된 속도로 상기 드럼피더구동모터(23a)가 동작하도록 제어하는 속도제어부(48)와, 상기 드럼피더구동모터(23)의 회전속도에서 설정된 소정비율로 피딩롤구동모터(45)를 회전구동시키는 피딩롤제어부(49)와, 설정된 개도량을 상기 과다장입검출봉(47)의 동작여부에 따라서 가감하여 게이트구동모터(42)를 동작시켜 게이트(41)를 단계적으로 업/다운시키는 게이트높이제어부(50)로 이루어진다.

도 5는 상기 도 4에 도시한 구성수단중, 속도제어부(48)의 구성에 대한 일실시예를 보이는 회로구성도로서, 상기 드러피더의 회전속도를 검출하는 제1속도검출부(51)와, 상기 제1속도검출부(51)로부터 검출된 속도측정값을 설정된 종류의 신호로 변환하는 제1신호변환부(52)와, 상기 드럼피더(23)의 회전속도를 설정하는 제1운전자설정부(53)와, 상기 운전자설정부(53)의 설정값과 자동계산된 보정된 속도설정값중 하나를 선택하여 출력하는 제1자동/수동선택부(54)와, 상기 제1신호변환부(52)로부터 출력된 속도측정값과 상기 제1자동/수동선택부(54)로부터 출력된 속도설정값의 차이를 계산하는 제1감산부(55)와, 상기 제1감산부(55)에서 계산된 측정치와 설정치의 속도값편차를 줄이도록 제어출력하는 제1PID제어부(56)와, 상기 제1PID제어부(56)로부터 출력된 제어신호에 따라 상기 드러피더구동모터(23a)를 속도제어구동시키는 모터구동부(57)와, 제1,2층후검출봉(27,28)이 소결기 원료층에 닿아 접지되면 상기 상태를 검출하는 제1,2검출회로부(58,59)와, 상기 제1,2검출회로부(58,59)의 동작에 따라서 해당하는 속도보정값을 출력하는 제1,2보정값출력부(60,61)와, 소결기의 폭 및 소결기 폭과 높이를 곱하여 목표장입량에 대응하는 속도값을 출력하는 승산부(62)와, 상기 승산부(62)로부터 출력된 기준장입속도에 상기 제1,2보정값출력부(60,610로부터 출력되는 보정값을 가산하여 보정된 장입속도설정값을 상기 자동/수동선택부(54)를 통해 감산부(55)에 인가하는 가산부(63)로 이루어진다.

도 6은 상기 도 4에 도시한 구성수단중, 피딩롤제어부(49)의 구성에 대한 일실시예를 보이는 회로구성도로서, 운전자가 피딩롤(44)의 회전속도를 설정하는 제2운전자설정부(64)와, 상기 피딩롤(44)의 회전속도를 검출하는 제2속도검출부(65)와, 상기 제2속도검출부(65)의 검출신호를 설정된 범위의 신호로 변환하는 제2신호변환부(66)와, 상기 속도제어부(48)로부터 출력된 드럼피더(23)의 속도설정값에 대한 소정 비율의 속도값을 설정하는 비율조절부(67)와, 상기 제2운전자설정부(64)의 수동설정값 또는 상기 비율조절부(67)의 자동산출값을 선택출력하는 제2자동/수동선택부(68)와, 상기 제2신호변환부(66)로부터 출력된 속도측정값과 상기 제2자동/수동선택부(68)로부터 출력된 속도설정값의 차를 산출하는 제2감산부(69)와, 상기 제2감산부(69)에서 산출된 속도편차를 줄이는 방향으로 제어신호를 출력하는 제2PID제어부(70)와, 제2PID제어부(70)로부터 출력된 제어신호에 따라 설정된 속도로 피딩롤구동모터(45)를 회전시키는 모터구동부(71)로 이루어진다.

도 7은 상기 도 4에 보인 구성수단중 게이트높이제어부(50)의 기능에 대한 구성의 일실시예를 보인 회로구성도로서, 게이트(41)이 열린 개도량을 검출하는 개도량검출부(72)와, 상기 개도량검출부(72)의 검출신호를 설정신호로 변환하는 제3신호변환부(73)와, 운전자에 의한 자동/수동선택하거나 제2층후검출봉(28)에 의한 과다장입검출시 자동으로 자동모드를 선택하게 하는 자동/수동선택제어부(74)와, 상기 게이트(41)의 개도량에 대하여 운전자가 수동설정하는 제3운전자설정부(75)와, 상기 제3운전자설정부(75)의 개도량설정값 또는 자동연산된 개도량설정값을 선택출력하는 제3자동/수동선택부(76)와, 상기 제3신호변환부(73)의 개도량측정값과 상기 제3자동/수동선택부(76)의 개도량설정값을 비교하여 큰 쪽을 판단하는 비교판별부(77)와, 상기 비교판별부(77)의 판단결과에 따라서 상기 게이트구동모터(42)를 단계적으로 정회전 또는 역회전시키는 제3모터구동부(78)와, 과다장입검출봉(47)이 원료와 닿아 접지된 상태를 체크하여 원료과다절출여부를 나타내는 온/오프신호를 출력하는 제3검출회로부(79)와, 상기 제3검출회로부(79)에서 원료과다절출검출시 보정유지시간을 체크하는 간격설정부(80)와, 상기 제3신호변환부(73)로붙 출력된 현재 개도량에 상기 간격설정부(80)로부터 설정된 간격만큼 보정값을 감산하여 새로운 개도량설정값으로 상기 제3자동/수동선택부(76)에 출력하는 연산제어부(81)로 이루어진다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 의한 소결기 장입원료의 밀도 관리 장치는 다음과 같이 동작한다.

도 4에서, 초기동작시, 상기 소결기대차의 폭, 높이 및 소결기 진행속도로부터 단위시간단 장입될 소결기 원료량이 계산되고, 상기 장입량에 맞춘 드럼피더(23)의 회전속도가 계산되고, 게이트(41)의 높이가 산출된다.

따라서, 상기 드럼피더(23)는 드럼피더구동모터(23a)에 의하여 상기 계산된회전속도로 회전하고, 상기 게이트(42)는 게이트구동모터(42)에 의해서 설정된 높이로 열려 있게 된다. 그리고, 피딩롤(44)은 상기 드럼피더(23)의 구동속도에 대한 소정 비율의 속도로 회전된다.

이에, 원료호퍼로부터 소정의 원료가 유도슈트(43) 및 회전하는 피딩롤(44)을 따라 절출되고, 절출된 소결 원료는 상부배사판(46)타고 흘러 소결기내에 장입된다.

이때, 상기 상부배사판(46)로부터 장입되는 원료량이 너무 많아 과다장입검출봉(47)에 닿게 되면, 도 7에 도시한 제3검출부(79)의 회로가 온되고, 상기 제3검출부(79)가 온되는 동안 간격설정부(80)에 구비된 타이머 및 릴레이가 동작하여 연산제어부(81)의 스위치(B)를 설정된 주기로 온/오프시킨다. 이에, 상기 제3신호변환부(73)로부터 출력되는 상기 게이트(41)의 개도량이 설정된 감소값만큼 감소되어 제3자동/수동선택부(76)를 통해 비교판별부(77)로 입력된다. 그리고, 상기 비교판별부(77)의 비교결과 측정된 개도량이 상기 연산제어부(81)에서 보정된 개도설정량보다 크면, 제3모터구동부(78)에 의해 게이트구동모터(42)가 정회전(또는 역회전)하여 게이트(41)를 단위높이만큼 내린다.

이에, 상기 드럼피더(23)의 속도가 조절되지 않더라도 절출되는 원료량이 줄어든다.

상기와 같은 게이트(42)의 높이조절은 과다장입검출봉(47)이 원료에 접지되어 있는 동안 반복되어, 게이트(42)의 높이는 단계적으로 작아지고, 이에 개도량이 줄어 결과적으로 원료절출량이 줄어든다.

상기에 의해, 과다장입검출봉(47)이 더이상 원료에 접지되지 않게 되면, 상기 게이트(41)의 조정은 중단되고, 상기 상태로 원료 절출이 계속된다.

이와 같이, 본 발명은 소결기대차내에 장입된 후, 그 상태를 보고 원료배출량을 조절하는 것이 아니라, 원료가 장입되기 전 절출되는 량을 보고 미리 소정의 원료배출량 보정을 행한다.

상기와 같이, 과다장입검출봉(47)의 동작에 따른 게이트(41)의 높이 조정과 동시에, 소결기대차내 중간부에 설치된 제1,2층후검출봉(27,28)도 장입된 원료층의 과다 또는 과소를 검출한다.

즉, 상기 제1,2층후검출봉(27,28)중 어느 하나 또는 둘이상이 원료에 접지되는지의 여부에 따라서 상기 속도제어부(48)는 도 5에 도시된 바와 같이, 속도검출부(51)를 통해 현재 드럼피더(23)의 회전속도를 검출하여 설정값(초기설정값)으로 회전하도록 피드백제어하면서, 상기 제1,2층후검출봉(27,28)중 제1층후검출봉(27)이 오프되면, 장입부족에 대한 보정치가 보정값출력부(61)로부터 출력되어, 상기 설정값에 더해지고, 이에 상기 드럼피더(23)의 속도가 증가한다.

반대로, 상기 제2층후검출봉(28)이 원료에 접지되어 온되면, 제1보정값출력부(60)로부터 과다장입에 대한 단위감소량이 상기 설정값에서 감소되고, 이에 상기 드럼피더(23)의 속도가 감소된다.

상기와 같은 드럼피더(23)의 속도변화에 따라서, 피딩롤제어부(49)는 도 6에 도시한 바와 같이, 그 변화된 속도의 소정 비율에 대응하는 속도로 피딩롤(44)이 회전하도록 피딩롤구동모터(45)를 제어한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 소결기 장입원료의 밀도 관리 장치는 층후검출봉보다 높은 곳에 과다장입검출봉을 설치하여, 원료에 과다절출시 그때그때 게이트의 개도량을 조정하여, 미세하게 장입량을 조정하면서, 그보다 많은 과다장입에 대해서는 드럼피더 및 피딩롤의 속도를 조정하여 장입속도를 조정함으로서, 소결기 원료의 장입밀도를 보다 더 정확하게 조정할 수 있는 것이다.

Claims (2)

1. 소결기 원료가 저장되는 원료호퍼의 하단부에 설치되는 드럼피더의 회전에 의해 소결기대차내에 장입되는 소결기 장입원료의 밀도 관리 장치에 있어서,

   상기 드럼피더를 회전구동시키는 드럼피더구동모터;

   소결기대차의 중간위치에 설치되어 장입량의 과다 또는 부족을 검출하는 서로 다른 길이의 제1,2층후검출봉;

   원료호퍼의 하단부에 설치되어 원료배출구의 개도량을 조절하도록 원료호퍼 및 드럼피더사이에 설치된 게이트;

   상기 게이트를 업/다운시켜 개도량을 조절하는 게이트구동모터;

   유도슈트로 상기 드럼피더와 연결되어 절출된 원료를 회전낙하시키는 피딩롤;

   상기 피딩롤을 회전구동시키는 피딩롤구동모터;

   상기 제1,2층후검출봉보다 높은 곳에 설치되어 소결기대차로 절출되는 원료의 과다를 검출하는 과다장입검출봉; 및

   상기 제1,2층후검출봉을 체크하여 과다/과소장입에 따라 드림피더 및 피딩롤의 속도를 증감시키면서, 동시에 과다장입검출봉을 체크하여 원료의 과다절출시 상기 게이트의 개도량을 줄여 절출량을 줄이는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 소결기 장입원료의 밀도 관리 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는

   상기 제1,2층후검출봉의 동작여부에 따라서 속도설정값을 가감하여 설정된 속도로 상기 드럼피더구동모터를 구동시키는 속도제어부;

   상기 드럼피더구동모터의 회전속도에 대한 소정 비율의 속도로 피딩롤구동모터를 회전구동시키는 피딩롤제어부; 및

   상기 과다장입검출봉의 동작여부에 따라서 게이트의 높이를 업/다운조정하는 게이트높이제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소결기 장입원료의 밀도 관리 장치.