KR20030026020A - 시디큐 챰버내 코크스 장입장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시디큐 챰버내 코크스 장입장치에 관한 것으로서 특히, 코크스 오븐에서 일정시간 고온 건류하여 압출한 적열 코크스를 순차적으로 시디큐 챰버에 장입시켜 바켓트의 적체현상이 없애 적열 코크스의 자연연소를 방지하고 설비의 운전효율을 향상시키고 안정된 조업을 유지하여 생산효율을 증대시키는 시디큐 챰버내 코크스 장입장치에 관한 것이다. 본 발명의 장치는, 상기 적열 코크스를 적재한 바켓트를 권상하고 상기 권상된 바켓트를 상기 시디큐 챰버로 이동시키는 크레인과, 상기 적열 코크스를 적재한 바켓트가 상기 크레인에 의해 완전히 권상됨을 검출하여 검출신호를 출력하는 상승위치검출기과, 상기 상승위치검출기로부터 출력된 검출신호를 수신하여 설정된 시간을 카운트한 후 상기 카운트의 완료신호를 출력하는 제어부와, 상기 제어부로부터 출력된 상기 카운트 완료신호를 수신하여 각 탄화실별로 소정의 시간을 카운트 한 후 다음 작업할 순번의 탄화실 작업을 지시하는 이동기기 제어부를 구비한다.

Description

시디큐 챰버내 코크스 장입장치{APPARATUS FOR INSERTING COKES TO CDQ(COAL DRY QUENCHING) CHAMBER}

본 발명은 시디큐 챰버내 코크스 장입장치에 관한 것으로서 보다 상세하게는, 코크스 오븐에서 석탄을 탄화실 내에 장입하고 일정시간 고온 건류하여 압출한 적열 코크스를 일정한 시간간격과 순차적으로 시디큐 챰버에 장입시키는 시디큐 챰버내 코크스 장입장치에 관한 것이다.

일반적으로 코크스 공장은 고로에서 선철의 생산시 열원환원제로 필요한 괴 코크스 및 소결공장에서 필요한 분코크스를 생산하여 공급하는 공장으로서 주요설비의 구성은 석탄설비, 코크스 오븐설비, 코크스 이동기기 설비, 코크스 수송설비 및 코크스 오븐가스를 처리하기 위한 화성설비로 이루어진다. 이들 설비중에서 코크스 오븐설비에서 장입되는 석탄은 가열벽으로부터의 전열에 의해 열분해되어 코크스를 생산한다. 상기 코크스 오븐에서는 석탄을 탄화실 내로 장입시켜 일정시간동안 고온건류하여 적열 코크스를 생산한다.

도 1은 종래의 적열 코크스의 압출하는 일반적인 코크스 오븐의 모식도이다. 도 1을 참조하면, 코크스 오븐(1;COKE OVEN)에 석탄을 장입하여 일정량의 열을 가해 코크스를 생산하고 또한, 이를 일정시간 건류시켜 적열 코크스를 생산한다. 상기 코크스 오븐(1)의 전면을 왕복하는 압출기(4)가 상기 코크스의 건류가 완료되면 압출기 랩(RAM)을 오븐설비 속으로 전진시켜 적열 코크스를 밀어낸다. 이 때, 상기 코크스 오븐(1) 후면에서 상기 압출기(4)에 의해 압출되어지는 적열 코크스(2)를바켓트(3)에서 적재하고 상기 적열 코크스(2)가 적재된 상기 바켓트(3)를 이동차(미도시)를 이용해서 다른 곳을 이동시킨다.

도 2는 종래의 시디큐(CDQ;Coke Dry Quenching) 챰버(Chamber)에 적열 코크스의 장입과정을 도시한 것으로서 코크스 오븐에서 압출한 적열 코크스를 시디큐(CDQ) 챰버내에 장입시키는 과정을 도시한 것이다. 도면에는 미도시 되었으나, 상기 코크스 오븐(1)은 석탄을 장입하여 코크스를 생산하는 탄화실과 석탄을 건류시키는데 필요한 열을 공급하는 연소실로 크게 나눌 수 있는데 이것이 여러 개(약 66문) 모여서 하나의 오븐이 구성된다. 각 연소실에서 압출된 적열 코크스를 이동시켜 시디큐 챰버에 장입하게 된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1,2 코크스 오븐에서 압출된 적열 코크스를 바켓트(3)에 적재하고 이동차(5)를 이용하여 시디큐 챰버(9)에 장입시키는 위치로 이동시키고 크레인(미도시) 등을 이용하여 상기 이동된 적열 코크스를 시디큐 챰버(9)에 장입시킨다.

종래의 코크스 공장에서 시디큐 챰버(9)에 적열 코크스(2)를 장입하는 작업은, 두 개의 코크스 오븐에서부터 이동된 적열 코크스를 하나의 시디큐 챰버(9)에 장입하고 있으며 제1 코크스 오븐에서 출발한 첫번째 바켓트가 이동하여 상기 바켓트내의 적열 코크스를 시디큐 챰버내로 장입한는 동안 제2 코크스 오븐에서 출발한 다른 바켓트는 소정의 장소에서 대기하고 있다가 상기 첫번째 바켓트(3)에서 적열 코크스의 장입이 완료되어 완전히 빠0져 나오면 상기 다른 바켓트(4)가 이동하여 상기 시디큐 챰버에 적열 코크스를 장입 작업을 실시하였다. 상기와 같은 과정은 이동차의 운전자가 눈으로 앞선 바켓트의 위치를 확인하여 대기 및 이동을 판단하고 상기 사용자의 판단에 따라 이동차를 이동시켜 장입을 실행하였다.

상기와 같이, 종래의 시디큐의 장입작업은 이동 또는 장입에 대한 시스템이 정착되지 않고 이동차 운전자가 눈으로 확인하고 임의로 판단하여 작업함으로써 적열 코크스를 적재한 채 장시간 대기 상태로 있는 경우가 있었다. 이로 인해, 적열 코크스의 연소에 의한 생산 수율 하락과 대기중 지연에 의한 함지 가스로 주위의 환경을 오염 시킬 뿐만 아니라 바켓트의 열화 마모현상을 유발하였다.

따라서, 일정한 간격으로 시디큐 챰버에 상기 적열 코크스를 장입하기 위하여 적열 코크스를 적재한 바켓트들의 상호 이동간격(시간)을 적정하게 유지하도록 하는 장치가 필요하게 되었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 본 발명은, 코크스 오븐에서 압출된 적열 코크스를 적재한 바켓트들이 시디큐 챰버로 이동할 때 상기 바켓트들의 이동간격을 일정하게 유지하게 하여 상기 시디큐 챰버에 상기 적열 코크스를 일정한 간격으로 원활하게 장입할 수 있도록 하는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 적열 코크스의 압출하는 일반적인 코크스 오븐의 모식도이다.

도 2는 종래의 시디큐(CDQ) 챰버(Chamber)에 적열 코크스의 장입과정을 도시한 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 적열 코크스의 시디큐내 장입과정에 따른 장치의 개략적인 구성도이다.

도 4는 도 3의 신호흐름을 개략적으로 도시한 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 탄화실의 구성도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100,200 : 코크스 오븐 11,21 : 이동차

12,22 : 바켓트 14 : 고리

15 : 크레인 16 : 시디큐 챰버

17 : 고정위치검출기 24 : 하강위치검출기

25 : 상승위치검출기 26 : 이동완료검출기

27 : 커버개폐검출기

상기 목적을 달성하기 위한 구성수단으로서의 본 발명은, 각각 복수개의 탄화실을 구비하고 각각 분리된 두 개의 코크스 오븐에서 적열 코크스를 바켓트로 압출하고 상기 바켓트내에 적재된 상기 적열 코크스를 시디큐 챰버로 장입하기 위한 시디큐 챰버 적열 코크스 장입장치에 있어서,

상기 적열 코크스를 적재한 바켓트를 권상하고 상기 권상된 바켓트를 상기 시디큐 챰버로 이동시키는 크레인;

상기 적열 코크스를 적재한 바켓트가 상기 크레인에 의해 완전히 권상됨을 검출하여 검출신호를 출력하는 상승위치검출기;

상기 상승위치검출기로부터 출력된 검출신호를 수신하여 설정된 시간을 카운트한 후 상기 카운트의 완료신호를 출력하는 제어부;

상기 제어부로부터 출력된 상기 카운트 완료신호를 수신하여 각 탄화실별로 소정의 시간을 카운트 한 후 다음 작업할 순번의 탄화실 작업을 지시하는 이동기기 제어부를 포함한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 적열 코크스의 시디큐내 장입과정에 따른 장치를 보이는 것으로서 본 발명의 상기 장입플로우에서 적용되는 각 검출기에 위치 및 작용에 대해 도시한 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 장치는, 제1 코크스 오븐(100) 및 제2 코크스 오븐(200)으로부터 압출한 적열 코크스를 적재한 바켓트(12,22)를 이동시키는 이동차(11,21)가 시디큐 크레인(15)이 작업할 수 있는 위치에 도착했음을 검출하는 고정위치검출기(17)와, 상기 시디큐 크레인(15)을 이용하여 상기 바켓트(12,22)를 위로 이동시키기 위해 상기 크레인(15)에는 상기 바켓트(12,22)를 걸 수 있는 고리(14)가 구비되고 상기 고리(14)에 의해 상기 바켓트(12,22))를 걸게되면 장력이 발생하고 상기 발생된 장력을 감지하여 상기 바켓트가 권상되는 시점을 검출하는 바켓트 하강위치검출기(24)와, 상기 크레인(15)으로 상기 바켓트(12,22)를 완전히 상승하였을 경우 상기 바켓트의 완전 상승을 검출하는 바켓트 상승위치검출기(25)와, 상기 상승된 바켓트(12,22)를 시디큐 챰버로 이동시키는데 상기 이동이 완료되었음을 검출하는 이동완료검출기(26)와, 상기 바켓트(12,22)내에 적재된 적열 코크스를 상기 시디큐 챰버(16)내로 장입하기 위해 상기 시디큐 챰버(16)의 상부에서 상기 시디큐 챰버(16)의 커버를 개폐하는데 상기 커버의 개폐를 감지하는 커버개폐검출기(27)와, 상기 검출기들(24,25,26,27)의 신호를 수신하고 이동기기의 작업을 지시하는 제어부(18)와, 상기 제어부(18)로부터의 신호를 받아 이동기기인 이동차(11,21)의 작동을 지시하는 이동기기 제어부(19)를 구비한다.

상기 제1 코크스 오븐(100)으로부터 압출된 적열 코크스를 적재한 바켓트(12)의 이동차(11)의 하부에 고정빔(13)을 설치한다. 또한, 시디큐 크레인 작업을 실행할 수 있는 위치에 상기 고정빔(13)을 감지하여 상기 이동차의 위치를 검출하는 고정위치검출기(17)를 설치한다. 이로써 상기 고정위치검출기(17)는 상기 적열 코크스 적재용 바켓트(12)를 이동시키는 이동차(11)가 상기 시디큐 크레인 작업위치에 도달하였는지를 검출하게 된다. 상기 바켓트(12)가 상기 시디큐 크레인 작업위치에 도달하게 되면 상기 크레인은 자체 후크를 상기 바켓트(12)의 고리(14)에 건다. 이때, 바켓트 하강위치검출기(24)는 상기 바켓트(12)의 고리에 발생된 장력을 감지하여 상기 바켓트(12)가 권상되는 시점을 검출하여 제어부(18)로 그 신호를 송신한다. 계속하여, 상기 바켓트(12)는 상기 크레인(15)에 의해 권상되고 완전히 권상되었을 경우 상기 크레인(15)의 하부에 설치된 바켓트 상승위치검출기(25)에서 상기 바켓트(12)의 권상을 검출하여 그 신호를 상기 제어부(18)로 송신한다. 또한, 상기 바켓트(12)가 시디큐 챰버(16)의 상부로 이동하게 되는데 이동이 완료되면 이동완료검출기(26)에서 이를 감지하여 상기 제어부(18)로 그 신호를 전송한다. 나아가, 상기 이동완료검출기(26)에서 신호가 검출되면 제어부(18)에서는 상기 시디큐 챰버(16)의 커버를 개폐하게 되는데 커버개폐검출기(27)에서 상기 커버의 개폐를 감지하여 그 신호를 상기 제어부(18)로 송신하게 된다. 상기 바켓트(12)내에 적재된 적열 코크스를 상기 시디큐 챰버(16)내로 장입한 후 다시 역순으로 진행하여 다음 순번의 코크스 오븐(200)으로 진행하여 대기한다. 이때, 상기와 같이 역순으로 진행할 경우에도 상기한 다섯 개의 검출기(17,24,25,26,27)는 그 위치를 검출하여 상기 제어부(18)로 그 신호를 송신하게 된다.

한편, 상기 제어부(18)는 상기 다섯 개의 검출신호를 수신하면서 작업중인 바켓트(12,22)의 위치를 인식하게 되고 한 싸이클을 진행하는 동안 설정된 시간내에 작업이 진행되는지를 판단하게 된다. 또한, 제1 코크스 오븐(100)의 임의의 순번의 탄화실에서 적열 코크스를 제1 바켓트(12)에 압출하여 상기 제1 바켓트(12)가 크레인(15)에 의해 완전히 권상되면 바켓트 상승위치검출기(25)에서 이를 감지하여 그 신호를 제어부(18)로 전송하게 되는데 이때, 상기 제어부(18)는 그 신호를 수신한 후, 설정된 시간동안을 카운트하게 되고 상기 설정된 시간의 카운트가 종료되면 상기 제어부(18)는 다음에 작업할 제2 코크스 오븐(200)의 다음 작업 순번의 탄화실에 대한 압출지시를 이동기기 제어부(19)에 내린다. 상기 이동기기 제어부(19)는 바람직한 일실시예로서 피엘시(PLC;Programmable Logic Controller)로 구성된다.상기 제어부(18)로부터 압출지시를 받은 이동기기 제어부(19)는 해당 탄화실에서 적열 코크스를 제2 바켓트(22)로 압출하고 상기 제2 바켓트(22)는 크레인이 권상할 수 있는 위치로 이동하도록 이동차에게 신호를 지시한다. 상기 제2 바켓트(22)는 상기한 제1 바켓트(12)가 실행한 동작을 반복하게 된다. 이로써, 제1 코크스 오븐(100)과 제2 코크스 오븐(200)에서의 작업이 제어부(18)에 의한 일련의 제어에 의해 진행되고 작업순서 또한 상기한 방법으로 설정된다.

도 4는 상기한 신호의 흐름에 대한 상세도를 도시한 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 검출기(17,24,25,26,27)에서 검출된 검출신호는 상기 제어부(18)로 전송되고 상기 제어부(18)에서는 상기 상승위치검출기(25)에서의 검출신호를 수신한 후 설정된 시간동안을 카운트하고 상기 카운트가 종료되면 후단의 이동기기 제어부(19)로 신호를 전송한다. 이어, 상기 이동기기 제어부(19)는 이동차의 동작을 지시하여 다음 순번의 탄화실에서 적열 코크스를 압출하여 이동차에 실어 이동하도록 한다.

상기 탄화실의 작업순서는 미리 설정되어 있으며 임의로 설정이 가능하다. 그러나, 제1 코크스 오븐(100)의 경우 바람직하게는 1번-6번-11번-16번-21번... 순서로 설정하고 제2 코크스 오븐(200)의 경우 바람직하게는 67번-72번-77번-82번... 순서로 설정한다. 상기와 같은 순서대로 상기 제어부(18)에서 압출작업 지시를 내리는 것이 바람직할 것이다.

이때, 주의해야 할 것은, 상기와 같이 제어부(18)에서 이동기기 제어부(19)로 압출작업 지시를 내리는 경우에 있어서, 도 5에 도시된 바와 같이 제1 코크스오븐(100)의 경우에는 제1 탄화실에서부터 제66 탄화실까지 일렬로 정렬되고 제2 코크스 오븐(200)의 경우에는 제67 탄화실에서부터 제132 탄화실까지 일렬로 정렬된다. 도 5는 본 발명에 따른 코크스 오븐의 탄화실 배치도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 코크스 오븐(100)의 경우 제1 탄화실에서 바켓트(12)로 적열 코크스를 압출한 후 고정위치검출기(17)까지 이동하는 시간과 제66 탄화실에서 바켓트(12)로 적열 코크스를 압출한 후 상기 고정위치검출기(17)까지 이동하는 시간은 다르다. 따라서, 상기 고정위치검출기(17)로부터 각 탄화실까지의 거리를 각각 계산하고 이동기기의 이동속도를 계산하여 각 탄화실에서 상기 고정위치검출기(17)까지의 이동시간을 각각 계산한 후 이를 미리 제어부(18)에서 인식하여 설정하도록 한다. 상기 바켓트 상승위치검출기(25)에서 바켓트(12)의 완전상승을 감지하고 그 신호를 제어부(18)에서 수신하고 상기 제어부(18)는 상기 수신한 시각으로부터 설정된 시간을 카운트한 후 다음 순번의 탄화실 압출작업을 지시하게 되는데 이때, 상기 인식된 각 탄화실에서부터 상기 고정위치검출기(17)까지의 이동기기의 이동시간을 고려하여 작업지시를 내리게 된다.

다시 말하면, 상기 제어부(18)는 바켓트 상승위치검출기(17)에서 상기 바켓트(12)의 상승을 감지한 후 설정된 시간을 카운트하고 상기 카운트 후, 이동기기 제어부(19)로 다음 순번의 탄화실 작업을 지시한다. 이때, 탄화실의 위치가 상기 고정위치검출기(17)로부터 멀리 떨어져 있는 경우는 상기 이동기기 제어부(19)는 상기 제어부(18)에서 카운트된 상기 시간보다 적은 시간을 더한 후, 작업지시를 하게 되고 상기 탄화실의 위치가 상기 고정위치검출기(17)로부터 가까이 있는 경우는상기 이동기기 제어부(19)는 상기 제어부(18)에서 카운트된 상기 시간보다 많은 시간을 더한 후, 작업지시를 하게 된다. 왜냐 하면, 이동차(11,21)가 각 탄화실에서부터 고정위치검출기(17)까지 이동하는 시간이 각각 다르기 때문이다. 이는, 각 이동차끼리(11와 21)가 서로 시간적으로 겹치는 것을 방지하기 위한 것이다.

일실시예를 들어 이를 상세하게 설명한다. 제1 코크스 오븐(100)의 제1 탄화실에서 적열 코크스를 제1 이동차(11)의 바켓트(12)가 크레인(15)에 의해 완전히 권상되면 상승위치검출기(25)에서 상기 바켓트(12)가 완전히 상승했음을 인식하여 검출신호를 제어부(18)로 전송한다. 상기 제어부(18)는 설정된 시간을 카운트하기 시작하고 상기 바켓트(12)는 계속 시디큐 챰버(16)로 진행한다. 여기서, 상기 설정된 시간은 임의로 설정할 수 있다. 바람직하게는 25초 내지 45로 설정하며 더욱 바람직하게는 35초로 설정한다. 한편, 상기 제어부(18)에서 35초의 카운트가 완료되면 제2 코크스 오븐(200)의 제67 탄화실의 작업을 지시한다. 상기 카운트한 35초는 바켓트의 작업시간을 고려하여 임의로 설정할 수 있다.

이어, 상기 제67 탄화실의 작업을 실행하는 제2 바켓트(22)가 크레인(15)에 의해 완전히 상승되면 검출신호를 상기 제어부(18)로 전송하고 상기 제어부(18)는 다시 35초를 카운트 한 후, 이동기기 제어부(19)로 카운트 완료신호를 전송하고 상기 이동기기 제어부(19)는 제1 코크스 오븐(100)의 제6 탄화실의 작업을 지시한다. 이때, 상기 이동기기 제어부(19)에서 상기 제6 탄화실 작업을 지시할 때, 설정된 3초를 더 카운트한 후 작업을 지시한다. 왜냐하면, 상기 제6 탄화실은 상기 제1 탄화실보다 상기 고정위치검출기(17)로부터 더 가까운 곳에 위치하므로 이동차가 상기 제6 탄화실에서 상기 고정위치검출기(17)로 이동하는 시간이 더 짧기 때문이다. 따라서, 상기 이동기기 제어부(19)는 고정위치검출기(17)에 가까운 탄화실의 작업일수록 더 많은 시간을 카운트 한 후, 작업지시를 내리게 된다.

상기 더 많은 시간의 카운트는 각 탄화실 간의 거리와 이동차의 이동속도를 고려하여, 시간 = 거리/속도의 계산식으로부터 구할 수 있고 상기 요소를 고려하여 적절히 설정될 수 있다.

상기한 일실시예에서의 각 수치는 본 발명을 설명하기 위한 것에 불과하며 본 발명을 한정하지는 않는다. 또한, 각 탄화실의 정렬 위치와 작업순번도 임의로 설정될 수 있으며 이에 따라 카운트되는 시간을 적절히 설정할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 첨부한 청구범위에 의해 결정되어야 할 것이다.

본 발명에 따르면, 코크스 오븐의 적열 코크스 압출작업이 순차적으로 이루어지고 상기 적열 코크스의 시디큐 챰버내로의 장입이 순차적으로 이루어짐으로써, 바켓트의 적체현상이 없어지고 이로 인해 적열 코크스의 자연연소를 방지한다.

또한, 대기 중 공해 발생을 최소화하여 환경개선과 설비의 운전효율을 향상시키고 안정된 조업을 유지하여 생산효율을 증대시키는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 각각 복수개의 탄화실을 구비하고 각각 분리된 두 개의 코크스 오븐에서 적열 코크스를 바켓트로 압출하고 상기 바켓트내에 적재된 상기 적열 코크스를 시디큐 챰버로 장입하기 위한 시디큐 챰버 적열 코크스 장입장치에 있어서,

   상기 적열 코크스를 적재한 바켓트를 권상하고 상기 권상된 바켓트를 상기 시디큐 챰버로 이동시키는 크레인;

   상기 적열 코크스를 적재한 바켓트가 상기 크레인에 의해 완전히 권상됨을 검출하여 검출신호를 출력하는 상승위치검출기;

   상기 상승위치검출기로부터 출력된 검출신호를 수신하여 설정된 시간을 카운트한 후 상기 카운트의 완료신호를 출력하는 제어부;

   상기 제어부로부터 출력된 상기 카운트 완료신호를 수신하여 각 탄화실별로 소정의 시간을 카운트 한 후 다음 작업할 순번의 탄화실 작업을 지시하는 이동기기 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시디큐 챰버 적열 코크스 장입장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 설정된 카운트 기간은 25~45초인 것을 특징으로 하는 시디큐 챰버 적열 코크스 장입장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 이동기기 제어부에 의해 작업지시 되는 탄화실의 작업순번은 미리 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 시디큐 챰버 적열 코크스 장입장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 이동기기 제어부는 상기 크레인의 권상위치으로부터 가까운 탄화실일 수록 더 많은 시간을 카운트하는 것을 특징으로 하는 시디큐 챰버 적열 코크스 장입장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 크레인의 권상위치으로부터 가장 먼 탄화실의 작업시 상기 이동기기 제어부의 카운트시간은 0이고 상기 탄화실이 상기 크레인의 권상위치와 가까워질수록 상기 이동기기 제어부에 의해 카운트되는 시간은 3초씩 증가하는 것을 특징으로 하는 시디큐 챰버 적열 코크스 장입장치.
6. 제 4항에 있어서,

   상기 이동기기 제어부에 의해 카운트되는 시간은 상기 크레인 권상위치와 각 탄화실과의 거리 및 상기 바켓트의 이동시간을 이용하여 계산되는 것을 특징으로 하는 시디큐 챰버 적열 코크스 장입장치.