KR200282938Y1 - 코크스오븐 탄화실 로벽 진단장치_ - Google Patents

Abstract

본 고안은 석탄을 건류시켜 코크스를 만드는 코크스 오븐의 탄화실내부의 연와상태를 측정함과 동시에, 탄화실의 로폭을 측정할 수 있도록 함으로서, 탄화실의 보수시기 및 보수방법을 알 수 있어 정밀 이력관리가 가능하게 하는 것으로, 본 고안에 의하면, 코크스 오븐 탄화실 로벽에 대한 연와 화상을 촬영함과 동시에, 또한 로폭을 측정하여 컴퓨터로 이들 데이타를 저장 및 출력하고, 또한 로벽온도와 로폭에 대한 이력을 계속적으로 관리할 수 있게 하며, 로벽의 온도가 설정온도 이상이면 경고음을 출력하여 이에 대한 조치가 이루어지게 하는 것이다.

Description

코크스 오븐 탄화실 로벽 진단장치

본 고안은 코크스 오븐 탄화실 로벽 진단장치에 관한 것으로, 특히 석탄을 건류시켜 코크스를 만드는 코크스 오븐의 탄화실내부의 연와상태를 측정함과 동시에, 탄화실의 로폭을 측정할 수 있도록 함으로서, 탄화실의 보수시기 및 보수방법을 알 수 있어 정밀 이력관리가 가능하게 하는 코크스 오븐 탄화실 로벽 진단장치에 관한 것이다.

일반적으로, 코크스 오븐의 탄화실은 주로 실리카 재질의 내화물로 이루어져 있으며, 석탄을 장입하여 건류시킨후 코크스를 제조하는 과정은 오븐 수명이 다할때까지 계속적으로 반복하여 수행된다. 이와 같은 코크스 오븐은 건설단가가 상당히 고가이기 때문에 가능한한 장시간 사용이 가능하도록 설비를 유지시켜주는 일이 중요한 사항이며, 이 코크스 오븐의 장수명화를 위해서는 최적연소관리와 진단 및 보수가 일상적으로 이루어져야 한다.

종래에는 탄화실내부의 연와 손상정도를 알아보는데 주로 육안관찰에 의해 이루어졌으며, 근래에 제철소에서 코크스 오븐의 압출기에 탄화실 내부 연와 화상 진단장치를 이용하여 연와의 손상정도를 알아보는 장치를 개발하고 있으며, 또한 압출기 탑재형 탄화실 로폭측정장치를 개발하여 실오븐에 적용한 경우도 있다.

이와같은 종래의 육안관찰에 의한 내부연와 손상상태 파악은 관찰할 수 있는 영역이 제한되어 있고, 또한 위에서 언급된 장치들은 탄화실내부 연와의 손상정도와 로폭변형 정도를 동시에 측정하는 것이 불가능하여 로체의 손상부위 및 변형정도를 상세하게 알 수 없는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 따라서, 본 고안의 목적은 코크스 오븐 탄화실 로벽 진단장치에 관한 것으로, 특히 석탄을 건류시켜 코크스를 만드는 코크스 오븐의 탄화실내부의 연와상태를 측정함과 동시에, 탄화실의 로폭을 측정할 수 있도록 함으로서, 탄화실의 보수시기 및 보수방법을 알 수 있어 정밀 이력관리가 가능하게 하는 코크스 오븐 탄화실 로벽 진단장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 고안에 따른 코크스 오븐 탄화실 로벽 진단장치의 구성도이다.

도 2는 본 고안에 적용될 이송장치의 구성도이다.

도 3은 도 2의 승하강장치의 구성도이다.

도 4는 본 고안에 따른 로벽 진단장치의 개략적인 동작흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 화상촬영기 11,12 : CCD 카메라

20 : 로폭측정기 21,22 : 레이저 거리측정계

30 : 이송장치 33 : 반사프리즘

34 : 석영판 35 : 탄화실 로벽

36 : 냉각공기 분사노즐 37 : 전후진장치

38 : 승하강장치 39 : 전후진장치헤드부

40 : 케이블호스 41 : 크램프

42 : 데크 50 : 컴퓨터

60 : 기록장치

상기한 본 고안의 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로써, 본 고안의 장치는 코크스 오븐 탄화실 로벽 진단장치에 있어서, 선단부에 헤드부를 갖추며 전후진동작을 수행하기 위한 전후진장치와, 승하강동작을 수행하기 위한 승하강장치를 포함하는 이송장치부; 상기 이송장치의 전후진장치의 헤드에 설치하여, 탄화실 내벽의 연와상태를 화상으로 촬영하는 적어도 하나의 카메라로 이루어진 화상촬영기;

상기 이송장치의 전후진장치의 헤드에 설치하여, 상기 탄화실 로폭을 측정하기 위한 적어도 하나의 레이저 거리측정계로 이루어진 로폭측정기; 상기 이송장치의 전후진장치 및 승하강장치에 대한 위치이동을 각각 제어하면서, 상기 화상촬영기와 로폭측정기로부터의 테이터에 기초해서 탄화실 내벽의 화상정보와 탄화실 로폭정보를 산출하여 저장하고, 이 저장된 정보를 출력하는 컴퓨터; 를 구비함을 특징으로 한다.

이하, 본 고안에 따른 코크스 오븐 탄화실 로벽 진단장치에 대해서 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 고안(고안)에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 코크스 오븐 탄화실 로벽 진단장치의 구성도이고, 도 2는 본 고안에 적용될 이송장치의 구성도이며, 도 3은 도 2의 승하강장치의 구성도로서, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 고안에 따른 코크스 오븐 탄화실 로벽 진단장치는 화상촬영기와 로폭측정기를 탄화실내부의 측정위치로 이송하기 위한 이송장치(30)와, 상기 이송장치(30)에 의해 탄화실내부의 촬영위치로 이송되어 탄화실내부의 로벽을 촬영하는 화상촬영기(10)와, 상기 이송장치(30)에 의해 탄화실내부로 이송되어 탄화실내부의 로폭을 측정하는 로폭측정기(20) 및 상기 이송장치의 이송을 제어하고, 상기 화상촬영기와 로폭측정기로부터의 데이타를 처리 및 저장하는 컴퓨터(50)로 이루어져 있으며, 또한 상기 컴퓨터(50)에 의한 처리데이타를 기록하는 VTR등의 기록장치(60)를 더 포함한다.

상기 이송장치(30)는 선단부에 헤드부(39)를 갖추며 상기 컴퓨터(50)의 제어에 따라 전후진동작을 수행하기 위한 전후진장치(37)와, 상기 컴퓨터(50)의 제어에 따라 승하강동작을 수행하기 위한 승하강장치(38)를 포함하며, 이 전후진장치(37)와 승하강장치(38)의 동작은 안테나가 뽑히듯이 동작하는 로드안테나와 같은 동작한다.

그리고, 상기 이송장치(30)는 고로내벽의 고온으로 인한 화상촬영기(10) 및 로폭측정기(20)의 손상을 방지하면서, 또한 탄화실내부 노벽을 화상촬영기(10)가 간접적으로 촬영하고, 또한 상기 탄화실내부 로폭을 노로폭측정기가 간접적으로 측정할 수 있도록, 전후진장치(7)의 헤드(9) 전단부에 꺽임각도가 90인 반사프리즘(3)를 설치한다.

또한, 이송장치(30)의 전후진장치(37) 헤드부(39)는 상기 화상촬영기(10) 및 로폭측정기(20)를 로벽의 고온으로부터 보호하기 위해, 내부에 화상촬영기(10) 및 로폭측정기(20)를 내장하는 고온열 내충격성의 석영판(4)을 설치하고, 상기 석영판(4)의 과열을 방지하기 위해, 상기 석영판(4)의 외각 주위로 냉각공기공급장치에 의한 냉각공기를 분사하는 분사노즐(6)을 설치한다.

상기 이송장치(30)의 전후진장치(37)와 승하강장치(38)는 컴퓨터(50)의 제어에 따라 동작하는데, 구체적으로는 컴퓨터(50)의 제어에 따라 각 해당 구동모터가 동작하고, 이 해당 구동모터의 동작으로 전후진장치(37)가 전후진동작을 수행하고, 승하강장치(39)가 승하강동작을 수행하게 되며. 상기 각각의 구동모터에는 엔코더가 설치되어 이송장치의 현재상태, 즉 전후진장치(37) 및 승하강장치(38)의 현재위치에 대한 정보를 상기 컴퓨터(50)로 전송한다.

상기 화상촬영기(10)는 상기 이송장치(30)의 전후진장치(37)의 헤드(39)에 설치하여, 탄화실 내벽의 연와상태를 화상으로 촬영하는 적어도 하나의 카메라를 포함하는데, 본 고안의 실시예에서는 두 개의 CCD카메라(11,12)를 이용하여 양측 로벽을 촬영하도록 구성하였다.

상기 로폭측정기(20)는 상기 이송장치(30)의 전후진장치(37)의 헤드(39)에 설치하여, 상기 탄화실 로폭을 측정하기 위한 적어도 하나의 레이저 거리측정계를 포함하는데, 본 고안의 실시예에서는 두 개의 레이저 거리측정계(21,22)를 이용하여 양측 로벽으로 레이저빔을 주사하여 로폭을 보다 정확하게 측정할 수 있도록 구성하였다.

상기 컴퓨터(50)는 상기 이송장치(30)의 전후진장치(37) 및 승하강장치(38)에 대한 위치이동을 각각 제어하면서, 상기 화상촬영기(10)와 로폭측정기(20)로부터의 테이터에 기초해서 탄화실 내벽의 화상정보와 탄화실 로폭정보를 산출하여 저장하고, 이 저장된 정보를 출력할수 있는데, 보다 구체적으로는 도 4에 도시된 로벽 진단장치의 개략적인 동작흐름도를 참조하면, 상기 컴퓨터(50)는 4개의 소프트웨어를 포함하고 있는데, 첬번째는 상기 화상측정기로부터의 로벽화상인 영상입력 데이터를 처리하는 프로그램, 두번째는 로폭측정기인 레이저거리계로부터의 로폭데이터를 처리하는 레이저 거리데이타 실시간 처리프로그램, 이 데이터를 이용하여 로벽의 상태를 3차원 입체영상으로 처리하는 프로그램 및 이송장치의 이동상태를 알 수 있는 엔코더신호를 처리하는 프로그램으로 이루어져있다.

이와같이 구성된 본 고안의 장치에 따른 동작을 첨부도면에 의거하여 하기에 상세히 설명한다.

본 고안에 관련되는 코크스 오븐(COKE OVEN)에 대해 간단히 설명하면, 이는 연소실과 탄화실이 한쌍이 되고, 이것이 여러개 합쳐저서 한개의 노단으로 구성되며, 상기 연소실은 홀수번 연소실과 짝수번 연소실이 약 20분 주기로 교대로 연료가스를 공급하여 이를 연소시켜 탄화실내의 석탄을 건류하여 코크스를 생산하고 있다. 이와같이 석탄을 태워 코크스를 생산하기 때문에 상기 코크스 오븐 탄화실의 로벽온도는 온도는 통상 1000-1300℃정도의 고온이다.

도 1 내지 도 4를 참조하여 본 고안을 설명하면, 도 2에 도시한 이송장치(30)의 전후진장치(37)의 헤드부(39)에, 상기 본 고안의 구성에서 설명한 바와같이 화상촬영기(10)와 로폭측정기(20)가 각각 설치된 상태에서, 본 고안의 컴퓨터(50)가 이송장치(30)의 전후진장치(37)를 제어하여, 해당 탄화실의 상부에 정확히 위치시킨후, 승하강장치(38)를 제어하여 해당 탄화실의 로내부의 측정위치로 이동시키후, 상기 화상촬영기(10)와 로폭측정기(20)로부터 데이타를 받아서 탄화실의 로벽화상을 해당 소프트웨어로 처리하고, 로폭을 해당 소프트웨어로 처리하여 각각 저장 및 출력을 가능하게 한다.

즉, 통상 탄화실 하부입구에서 이송장치(30)의 전후진장치(37)를 움직인후 그 위치에서 승하강장치(38)가 작동되면서 진단작업을 수행하고, 최상부에 다다르면 내부로 약간 움직인후 하강하면서 측정하며, 최하부위치에서 다시 탄화실 내부로 약간 전진시킨다음 승강을 하면서 로벽화상 촬영과 로폭측정을 수행하게 된다.

이와 같은 동작을 반복하면서 원하는 탄화실 로벽전체를 스케닝하면서 로벽화상 및 로폭을 측정하게 되는데, 이 진단동작에 대해 하기에서 구체적으로 설명한다.

상기 화상촬영기(10)의 두 개의 CCD카메라(11,12)는 반사프리즘(33)을 통해 반사된 탄화실의 로벽에 대한 화상을 촬영하여 상기 컴퓨터(50)로 전송하는데, 이 촬영동작은 이송장치(30)에 의해 로벽의 최상단부에서 최하단부까지 이동하면서 수행되는 코크스 오븐 탄화실 로벽 전체에 대한 화상을 스캐닝한다.

또한, 상기 로폭측정기(20)의 양측 두 개의 레이저거리측정계(21,22)가 제이저빔을 반사프로즘(33)을 통해 양측 각 로벽으로 주사한후 상기 반사프로즘(33)을 경유한 로벽에 의해 반사된후 레이저빔이 검출되는 시간과, 이 로폭측정기의 두 레이저 거리측정계(21,22)의 설치거리에 기초해서 로폭을 계산하여 이 데이타를 상기 컴퓨터로 전송하는데, 이 로폭측정동작은 이송장치(30)에 의해 로벽의 최상단부에서 최하단부까지 이동하면서 수행되는 코크스 오븐 탄화실 로폭을 측정한다.

상기 컴퓨터(50)는 상기 화상촬영기(10)로부터의 로벽에 대한 화상데이타를 받아 화상처리 소프트웨어에 따라 처리하여, 로벽 높이별 화상데이타를 내장 메모리에 저장하고, 또한 상기 로폭측정기로부터의 로폭데이타를 입력받아 로폭처리 소프트웨어에 따라 실시간처리를 수행하여 로벽 높이별 로폭 데이타를 내장 메모리에 저장한다. 또한, 상기 컴퓨터(50)는 VTR등의 기록장치(60)로 상기 화상데이타 및 로폭데이타를 기록하게 할 수 있다.

이와같은 진단작업중, 상기 화상촬영기(10)와 로폭측정기(20)의 각 센서를 보호하기 위해, 센서가 내장되어 있는 전후진장치(37)의 헤드부(39)의 온도가 사전에 설정한 온도 이상이 되면, 컴퓨터(50)가 경고음을 울린다.

상기 설명한 컴퓨터가 처리하는 개략적인 동작흐름은 도 4에 도시되어 있으며, 이와같이 동작하는 코크스 오븐 탄화실 로벽 진단장치는, 또한 실 사용시에 코크스 오븐의 압출기에 연결시켜서 측정을 원하는 해당 탄화실에 대한 로벽진단을 행하게 된다. 그리고, 상기 이송장치의 전후진장치 헤드에 장착된 석영판을 냉각시키는 분사노즐(6)은 냉각공기공급장치에 의한 냉각공기를 석영판 주위로 분사하는데, 이 냉각공기공급장치는 압출기에 탑재되어 있다.

상술한 바와같은 본 고안에 의하면, 코크스 오븐 탄화실 로벽 진단장치에 관한 것으로, 특히 석탄을 건류시켜 코크스를 만드는 코크스 오븐의 탄화실내부의 연와상태를 측정함과 동시에, 탄화실의 로폭을 측정할 수 있도록 함으로서, 탄화실의 보수시기 및 보수방법을 알 수 있어 정밀 이력관리가 가능하게 하는 효과가 있다.

또한, 본 고안의 효과는 탄화실 로벽의 연와상태 및 로폭측정을 통하여 탄화실의 보수시기 및 보수방법을 알 수 있는 관계로, 정밀 이력관리를 할 수 있기 때문에 코크스 오븐의 장수명화에 크게 기여할 수 있는 유익한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 코크스 오븐 탄화실 로벽 진단장치에 있어서,

   선단부에 헤드부(9)를 갖추며 전후진동작을 수행하기 위한 전후진장치(7)와, 승하강동작을 수행하기 위한 승하강장치(8)를 포함하는 이송장치부;

   상기 이송장치의 전후진장치(7)의 헤드(9)에 설치하여, 탄화실 내벽의 연와상태를 화상으로 촬영하는 적어도 하나의 카메라로 이루어진 화상촬영기;

   상기 이송장치의 전후진장치(7)의 헤드(9)에 설치하여, 상기 탄화실 로폭을 측정하기 위한 적어도 하나의 레이저 거리측정계로 이루어진 로폭측정기;

   상기 이송장치의 전후진장치 및 승하강장치에 대한 위치이동을 각각 제어하면서, 상기 화상촬영기와 로폭측정기로부터의 테이터에 기초해서 탄화실 내벽의 화상정보와 탄화실 로폭정보를 산출하여 저장하고, 이 저장된 정보를 출력하는 컴퓨터; 를 구비함을 특징으로 하는 코크스 오븐 탄화실 로벽 진단장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 이송장치는 고로내벽의 고온으로 인한 화상촬영기 및 로폭측정기의 손상를 방지하기 위해, 전후진장치(7) 헤드(9) 전단부에, 노벽을 반사시켜 화상촬영기가 촬영하고 노로폭측정기가 로폭을 측정하도록 꺽임각도가 90인 반사프리즘(3)을 설치함을 특징으로 하는 코크스 오븐 탄화실 로벽 진단장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 이송장치의 전후진장치 헤드부는 화상촬영기 및 로폭측정기를 로벽의 고온으로부터 보호하기 위해, 내부에 화상촬영기 및 로폭측정기를 내장하기 위한 고온열 내충격성의 석영판(4)을 설치하고,

   상기 석영판의 과열을 방지하기 위해, 상기 석영판(4)의 외각 주위로 냉각공기공급장치에 의해 냉각공기를 분사하도로 설치한 분사노즐(6)을 설치하여 구성함을 특징으로 하는 코크스 오븐 탄화실 로벽 진단장치.