KR20030048236A - 고로 장입 원료 운반장치의 광석 통과 기점 검출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광석의 통과기점에 실제 광석을 통과를 검출하는 물리적인 장치를 더 구비하여 펄스제너레이터의 정상여부를 확인할 수 있으며 광석검출의 오동작발생시 이를 조기에 발견하여 운전자에게 알려줌으로서, 큰 사고나 장시간의 작업중단을 방지할 수 있도록 하는 고로 장입 원료 운반장치의 광석 통과 기점 검출장치를 제공하기 위한 것으로, 본 장치는 중계조호퍼의 게이트 오픈시간과 장입벨트컨베어벨트의 진행속도로부터 광석의 기준기점 통과여부를 판단하는 고로 장입 원료 운반장치의 광석 통과 기점 검출장치에 있어서, 광석검출기점의 벨트컨베어에 상부에 회전하는 롤러를 설치하고 벨트진행방향으로 운반되는 광석에 의한 롤러의 물리적인 위치변화를 통해 광석통과여부를 검출하는 롤러광석검출부를 구비하고, 상기 롤러광석검출부의 광석검출신호와 상기 게이트 오픈시간 및 장입벨트컨베어벨트의 진행속도로부터 예측된 통과시점을 비교하여, 소정 범위 이상의 오차발생시 에러로 판단하여 운전자에게 알려주어, 설비고장으로 인한 고로설비의 휴풍을 방지하고자 한 것이다.

Description

고로 장입 원료 운반장치의 광석 통과 기점 검출장치{APPARATUS FOR DETECTING METERIAL PASSING POINT IN BELT CONVEYOR OF FURNACE}

본 발명은 고로설비의 노정에 원료를 장입하는 설비에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 고로공장의 중계조 호퍼에서 평량된 광석을 벨크컨베어로 고로상부의 장입호퍼에 운반시 장입제어를 위한 광석 통과 기점을 정확하게 검출하여 안정된 장입제어를 이루고자 하는 고로 장입 원료 운반장치의 광석 통과 기점 검출장치에 관한 것이다.

일반적으로, 고로공장은 철광석과 코크스를 고로내부에 함께 장입시킨 후, 열품으로 코크스를 산화시켜, 코크스의 산화열을 이용해 용선을 생산해내는 설비로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 연원료를 각각 설정된 양만큼 평량하여 운반하는 평량설비(도시생략)로부터 제공된 연료 및 원료를 각각 일시 저장하는 중계조호퍼(1),(2)와, 상기 중계조호퍼(1),(2)로부터 장입시퀀스에 따라서 배출되는 연료 및 원료를 고로의 상부까지 운반하는 장입벨트컨베어(5)와, 상기 장입벨트컨베어(5)로 운반되어 온 연료 및 원료를 일정량씩 저장한 후 내부 압력조정을 통해 장입하기 위한 장입호퍼(10),(11)와, 상기 장입호퍼(10),(11)로부터 일정 비율의 연료 및 원료를 입력받아 외부에서 가해진 열풍을 통해 용선으로 생산하는 고로(15)로 이루어진다.

이러한 고로공장에서의 원료 광석을 고로로 수입하는 과정을 간단히 설명하면, 일정하게 계량된 연료(코크스) 및 원료(소결광)를 각각의 중계조호퍼(1),(2)에 저장된다. 그리고 중계조호퍼(1),(2)에 저장된 코크스나 소결광은 장입벨트컨베어(5)로 운송되어 장입호퍼(10),(11)에 일시 저장한 후, 고로(15)의 내부에 장입된다.

이러한 설비에 있어서, 종래에는 광석 통과 기점을 검출하기 위하여, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 펄스제너레이터(6)와, 입력부(A1)와, 펄스필터부(A2)와, 연산부(A3)와, 설정부(A4)와, 카운터부(A5)와, 기억부(A6)와, 데이타쉬프팅부(A7)와, 감시부(A8)와, 비교부(A9)와, 출력부(A10)를 구비한다.

상기에서, 입력부(A1)는 펄스제너레이터(6)의 펄스신호 및 게이트(3),(4)의 오픈/클로즈신호를 입력받아 후단에 제공한다.

그리고, 상기 펄스필터부(A2), 연산부(A3), 카운터부(A5), 기억부(A6), 데이타쉬프팅부(A7), 비교부(A9), 출력부(A10)는 게이트(3) 및 게이트(4)의 온/오프에 따른 광석이동위치를 각각 검출하도록 두개씩 구비되며, 그 동작은 동일하다.

즉, 장입벨트컨베어(5)가 기동하면, 장입벨트컨베어(5)의 벤드풀리(5-4)에 장착된 펄스제너레이터(6)가 동작하고, 상기 펄스제너레이터(6)로부터 출력된 펄스신호는 입력부(A1)로 입력되며, 상기 중계조호퍼(1),(2)의 하부에 구비된 게이트(3),(4)가 열리면, 소결광이나 코크스가 장입벨트컨베어(5) 위에 실리면서 고로 상부로 이동을 시작하고, 상기 펄스신호 및 중계조호퍼의 게이트(3),(4)의 열림신호는 각각 입력부(A1)로 입력되어 펄스필터부(A2)를 통해 연산부(A3)로 입력된다. 상기 연산부(A3)에서는 기설정된 장입벨트컨베어(5)의 이동미터당 발생되는 펄스수의 기준값을 통해 상기 펄스필터부(A2)를 통해 입력된 펄스값을 미터로 연산하고, 카운터(A5)에서 10진수로 변환된 후 기억부(A6)에 저장된다. 그리고, 상기와 같이 실시간으로 계산되어 기억부(A6)에 기억된 이동거리는 상기 펄스필터부(A2)의 출력신호를 카운팅하여 일정 값마다 쉬프팅을 행하는 데이타쉬프팅부(A7)를 통해 감시부(A8)로 출력되어 표시된다. 또한, 비교부(A9)에서 장입제어를 위한 동작의 기준시점이 되는 상기 광석이 P점에 도착할때의 기준값과 비교되어 광석 도착여부가 판단되고, 두 값이 일치하면, 출력부(A10)이 동작하여 광석 도착을 알리는 신호가 출력된다. 예를 들어, 상기 시점부터 시간값을 카운팅하여 장입제어가 시작되어 도 1에 도시한 설비에서 수입밸브(7) 및 수입댐퍼(8,9)가 열려 장입호퍼(10,11)에 저장가능하게 된다.

그리고, 상기 장입호퍼(10,11)에 저장된 광석은 사운딩레벨러(14)의 계측신호에 의하여 로내에 장입된다.

이때, 상기와 같이 중계조호퍼(1),(2)에 저장된 코크스나 소결광이 장입호퍼(10),(11)에 저장된 후, 고로(15)의 내부로 장입되는 횟수는 1일 400여회에 달하는 것으로, 평균 4~5분마다 1회씩 진행된다고 볼 수 있다.

이렇게 빈번한 노정의 작업에 필요한 기준신호는 상기와 같이 펄스제너레이터(6)에서 출력되는 펄스제어신호에 의해서 이루어지는데, 상기 펄스제너레이터(6)는 보통 펄스제너레이터(6)와 벤드풀리(5-4)를 연결하는 커플링(6-1)의 열화 또는 돌발적인 파손 또는 주위진동에 의해 불안전하게 동작하여 비정상적인 펄스를 종종발생시키고, 이 경우, 광석의 동작기점에 대한 정확한 검출이 불가능하게 되며, 그 결과, 고로 상부 설비의 작동이 제대로 이루어지지 않게 된다.

즉, 정확한 시점에서 수입밸브(7)가 열려야 하는데, 제때에 수입밸브(7)가 열리지 않으면 컨베어밸크(5)의 헤드풀리(5-1)까지 운송된 광석이 그대로 떨어져 고로설비를 중단시키고 낙광을 제거하여야 하는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 광석의 통과기점에 실제 광석을 통과를 검출하는 물리적인 장치를 더 구비하여 펄스제너레이터의 정상여부를 확인할 수 있으며 광석검출의 오동작발생시 이를 조기에 발견하여 운전자에게 알려줌으로서, 큰 사고나 장시간의 작업중단을 방지할 수 있도록 하는 고로 장입 원료 운반장치의 광석 통과 기점 검출장치를 제공하는데 있다.

도 1은 고로공장의 원료 수입공정을 보인 공정도이다.

도 2는 종래의 광석통과기점 검출장치를 도시한 구성도이다.

도 3은 종래 광석 통과기점 검출장치를 이용한 장입제어과정을 보인 플로우챠트이다.

도 4는 본 발명에 따른 광석 통과 기점 검출장치의 설치위치를 보인 고로설비의 공정도이다.

도 5의 (a)는 본 발명에 따른 광석 통과 기점 검출장치의 설치예를 보인 사시도이고, (b)의 광석 통과 기점 검출시의 동작상태를 보인 사시도이다.

도 6은 본 발명에 따른 광석 통과기점 검출장치의 회로구성도이다.

도 7은 본 발명에 따른 광석 통과기점 검출장치를 이용한 장입제어방법을 보인 플로우챠트이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

21 : 롤러22 : 롤러지지부

23 : 회전축25 : 스프링

26 : 켐28 : 터치바

30, 31 : 베이스42 ; 센서

A11 : 비교부A12 : 알람부

상술한 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명은 중계조호퍼의 게이트 오픈시간과 장입벨트컨베어벨트의 진행속도로부터 광석의 기준기점 통과여부를 판단하는 고로 장입 원료 운반장치의 광석 통과 기점 검출장치에 있어서,

광석검출기점의 벨트컨베어에 상부에 회전하는 롤러를 설치하고 벨트진행방향으로 운반되는 광석에 의한 롤러의 물리적인 위치변화를 통해 광석통과여부를 검출하는 롤러광석검출부;

상기 롤러광석검출부의 광석검출신호와 상기 게이트 오픈시간 및 장입벨트컨베어벨트의 진행속도로부터 예측된 통과시점을 비교하여, 소정 범위내에 오차발생시 에러신호를 출력하는 비교부; 및

상기 비교부로부터 에러신호에 의하여 동작하여 설비이상을 경보해주는 알람부를 포함하여 구성된다.

상기 롤러광석검출부는 상기 장입벨트컨베어의 진행방향과 그 회전축이 수직하게 배치되어 운반되는 광석에 밀려 회전하는 원통형의 롤러와, 상기 롤러가 회전하도록 지지하는 롤러베이스와, 상기 롤러베이스와 고정연결되는 회전축과 상기 회전축이 벨트진행방향으로 소정 각도이내에서 회전하도록 좌,우에서 회전축을 지지하는 베이스로 이루어진 회전베이스와, 상기 회전베이스의 회전축에 고정연결되는 터치바와 상기 터치바의 회전시 이를 검지하는 근접센서로 이루어진 감지부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 롤러광석검출부는 상기 회전베이스에 있어서 회전축의 일단에 삽입고정된 켐과, 상기 켐과 베이스에 연결된 스프링을 더 포함하여, 상기 회전축이 소정 각도 이상 회전하지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 터치바는 반원형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명에 의한 롤러광석검출부의 설치위치를 설명하기 위한 고로설비의 공정도로서, 상기 롤러광석검출부는 제어신호에 의한 광석도착시 장입공정의 동작기점이 되는 위치 P에, 물리적으로 광석의 실제 통과여부를 검출하는 롤러광석검출부를 설치한다.

도 5의 (A)는 상기 광석검출기점 P에 설치되어 운반되는 광석의 접촉에 의해 광석도착을 검출하는 롤러광석검출부는 장입벨트(5)와, 상기 장입벨트(5)를 일정방향으로 진행시키는 캐리어롤러(5-7 ~ 5-10)와, 끝단의 헤드풀리(5-1)에서 리턴된 장입벨트(5)를 테일풀리(5-2)로 진행시키는 리턴롤러(5-11, 5-12)와, 상기 캐리어롤러(5-7 ~ 5-10)와 리턴롤러(5-12)를 지지하는 벨트프레임(5-13, 5-14)으로 이루어진 장입벨트컨베이어에 있어서, 상기 장입벨트(5)의 진행방향과 그 회전축이 수직하게 배치되는 원통형의 롤러(21)와 상기 롤러(21)를 지지하는 롤러지지부(22)로 이루어지는 롤러베이스와, 상기 롤러베이스의 롤러지지부(22)에 고정연결되는 회전축(23)과 상기 회전축(23)이 벨트진행방향으로 회전하도록 좌,우에서 회전축(23)을 지지하는 베이스(30,31)로 이루어진 회전베이스와, 상기 회전베이스의 회전축(23)에 고정연결되어 회전축(23)의 회전에 따라 상하로 움직이는 터치바(28)와 상기 터치바(28)가 하부로 이동시 이를 검지하는 근접센서(42)로 이루어진 감지부로 구성된다.

상기 롤러(21)는 회전축(23)과 일정 길이로 고정되어, 장입벨트(5) 상부에 광석이 위치할 경우, 도 5의 (B)에 도시한 바와 같이 광석진행방향으로 밀려 이동하고, 이에 롤러지지부(22)에 고정된 회전축(23)이 회전하면서 터치바(28)를 하부로 이동시킨다. 상기에서, 터치바(28)는 센서(42)에 근접하게 되고, 센서(42)는 상기 터치바(28)의 근접에 따라 소정의 감지신호를 출력한다.

상기에서, 회전축(23)에는 수직방향으로 당기는 힘을 갖는 스프링(25)을 연결되어 있어, 회전축(23)이 회전시 그 회전력에 의해 스프링(25)이 늘어나고, 광석이 모두 통과한 후, 상기 롤러(21)를 미는 힘이 없어지면, 스프링(25)의 탄성에 의해 회전축(23)이 반대로 회전하면서 롤러(21)가 기준위치로 되돌아온다. 즉, 상기 스프링(25)에 의해 롤러(21)에 힘을 받아 롤러지지부(22)로 전달되는 힘은 장입벨트(5)의 진행방향측으로 축(23)이 회전하려 할때 일정한 접촉 장력을 유지시켜 헌팅을 방지하기 위한 것이다.

상기에서, 롤러(21)는 장입벨트 상부에 실려 이동되는 광석과의 접촉시, 받는 마찰력을 최소화시키도록 기능한다.

그리고, 상기 터치바(28)는 축(23)이 회전시에 센서(420에서 검출이 용이하도록 반원형상으로 구현한다.

도 7은 본 발명에 따른 광석 통과기점 검출장치를 도시한 회로도로서, 앞서 설명한 종래의 장치에, 상기 롤러광석검출부의 센서(42)의 신호를 잡음없이 전달하기 위한 포토커플러(ISO6)를 더 포함하는 입력부(A1)와, 상기 입력부(A1)로부터 센서(42)의 감지신호를 입력받아 각각 게이트(3),(4)의 오픈신호 및 장입벨트의 진행속도로부터 계산된 광석의 P 점 도착시간을 비교하여 센서(42)의 검출시점과 계산된 도착시점이 소정 시간이상 차이가 나면 에러신호를 발생시키는 비교부(A11)와, 상기 비교부(A11)로부터 에러신호 발생시 소정의 경보를 발생시키는 알람부(A12)를 더 포함한다.

상기 도 6에 도시된 광석 도착 기점 검출장치의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

앞서 설명한 바와 마찬가지로, 코크스와 소결광을 각각 저장하는 중계조호퍼(1),(2)의 게이트(3),(4)에 대한 오픈신호가 인가되면, 이 시점부터 각각의 펄스필터부(A2)가 상기 장입컨베어벨트(5)의 벤드풀리(5-4)에 설치된 펄스제너레이터(6)으로부터 출력되는 펄스에서 잡음을 제거하고 일정 시간간격을 갖는 펄스로 출력하고, 연산기(A3)는 상기와 같이 펄스필터부(A2)로부터 출력된 펄스신호를 입력받아, 기준 길이당 발생되는 펄스수입력시마다 펄스를 출력하고, 카운터(A5)는 상기 연산기(A3)로부터 인가되는 펄스를 카운터하여 이동길이에 대응하는 코드값을 출력하고, 기억부(A6)는 상기 게이트(3),(4)가 오픈되어 있는동안 카운터(A5)로부터 출력되는 이동길이에 대응하는 코드를 광석길이로서 저장한다. 상기 기억부(A6)에 저장된 값은 즉, 광석의 량에 대응된다.

상기 기억부(A6)에서 출력된 데이타는 데이타쉬프트부(A7)로 입력되며, 상기 데이타쉬프트부(A7)에서 펄스제너레이터(6)로부터 출력되고 펄스필터부(A2)를 통해 제공되는 펄스를 기준으로 이동거리가 일정값(예를 들어, 4미터)에 해당될 때마다 데이타를 1비트씨 우측으로 쉬프트시켜 CRT(A8)에 디스플레이시킨다. 즉, 상기 CRT(A8)에는 중계조호퍼(1),(2)에서 노정까지의 장입벨트를 일정 단위(예를 들어, 4미터)나누어 LED를 구비시키고, 상기 데이타쉬프트(A7)의 출력에 따라 해당하는 LED가 점등되어 현재 광석의 위치를 알리게 된다.

또한, 상기 데이타쉬프트부(A7)로부터 출력되는 현재 광석위치를 나타내는 코드는 비교기(A9)로 입력되어, 광석검출기점 P에 해당하는 코드값과 비교하여, 상기 데이타쉬프트부(A7)로부터 연산된 현재 광석위치에 대응하는 코드가 상기 광석검출기점 P에 해당하는 코드와 일치할때, 신호를 출력하고, 더하여 상기 입력부(A1)를 통해 센서(42)로부터 감지신호가 출력될 때, 출력부(A10)를 통해 노정설비(예를 들어, 수입밸브(7), 수입담퍼(8,9))를 동작시키기 위하 기준신호를 출력하도록 한다.

상기 과정은 게이트(3)와, 게이트(4)의 오픈에 대해서 각각 이루어진다.

이와 함께, 상기 오픈된 게이트(3) 또는 게이트(4)를 통해 장입벨트컨베어(5)의 위에 놓인 광석이, 장입벨트컨베어(5)의 이동에 따라서 전진하여 상기 광석검출기점 P에 도달하여 롤러(21)와 접촉하면서 장입벨트컨베이어(5)의 진향방향측으로 밀면, 상기 롤러(21)는 장입벨트(5)의 진행방향으로 회전을 시작하고, 이 전달힘에 의해 상기 롤러(21)를 고정하고 있는 롤러지지부(22)와 회전축(23)도 시계반대방향으로 회전을 시작한다.

상기 축(23)이 시계반대방향으로 회전시, 축(23)에 고정삽입되어 있는 스프링(25)과 결합된 켐(26)이 시계반대방향으로 회전하는 켐(26)에 일정한 장력을 가하고, 이에 시계반대방향으로 회전중인 축(23)은 일정위치에 멈추게 된다. 또한, 상기 회전축(23)의 좌측 일정 부위에 결합된 터치바(28)도 회전하여 센서(42)를 동작시킨다.

상기 센서(42)로부터 출력된 감지신호는 입력부(A1)를 통해 필터링된 후 비교부(A11)로 입력되고, 비교부(A11)는 상기 비교부(A9)의 출력신호와 비교하여, 산출된 광석도착시점에 실제 센서(42)의 감지신호가 없는 경우, 소정 시간 지연판단후, 에러신호를 출력하고, 상기 비교부(A11)의 에러신호는 알람부(A12)를 동작시켜, 운전자에게 설비이상을 알려준다.

도 7은 본 발명에 따른 광석통과기점검출장치를 이용하여 고로설비를 제어하는 과정을 보인 플로우챠트로서, 장입벨트컨베어(5)가 구동하여 펄스제너레이터(6)가 동작하고, 중계조호퍼(1),(2)의 게이트(3),(4)가 오픈되면(S701, S702), 게이트가(3),(4)의 오픈시간에 따른 광석량(광석길이)을 연산하고(S703), 상기 연산된 광석길이를 저장한다(S704). 그 다음 상기 광석의 위치값을 비트쉬프트시켜 변경되는 이동위치를 산출한다(S705).

상기와 같이 이동되는 광석위치는 CRT에 디스플레이됨과 동시에(S706), 노정설비제어를 기준 지점(P)의 통과시 대응값과 비교되고(S707),

상기에서, 이동위치가 기준지점(P)의 코드값과 일치하면, 다시 상기 롤러광석검출부의 센서(42)가 동작하였는지를 체크한다(S708).

상기에서, 통과예상시간에 센서(42)가 동작하지 않았다면, 장입벨트컨베어(5)의 이상으로 광석이 운반되지 못한 것이므로, 소정 시간 대기후(S710), 알람을 출력하여 운전자에게 알려준다(S711).

반대로, 통과예상시간에 센서(42)가 동작하였다면, 정상상태이므로, 제어시퀀스에 따라서 노정의 수입밸브(7)를 오픈시킨다(S709).

따라서, 본 발명은 장입벨트컨베어로 운송되는 코크스나 소결광의 운송진행상태를 실제 통과 기준지점에 설치된 물리적 광석 검출장치에서 검출하여 중계조 호퍼의 게이트 오픈시간과 장입벨트컨베어의 진행속도로부터 산출된 예상 시기를비교하여, 장치의 이상여부를 정확하게 알 수 있으며, 이로써, 사고발생전 작업자가 적절한 조취를 취할 수 있게 됨으로서, 고로설비의 휴풍을 방지하여 생산성을 향상시킬 수 있는 우수한 효과가 있는 것이다.

Claims (4)

1. 중계조호퍼의 게이트 오픈시간과 장입벨트컨베어벨트의 진행속도로부터 광석의 기준기점 통과여부를 판단하는 고로 장입 원료 운반장치의 광석 통과 기점 검출장치에 있어서,

   광석검출기점의 벨트컨베어에 상부에 회전하는 롤러를 설치하고 벨트진행방향으로 운반되는 광석에 의한 롤러의 물리적인 위치변화를 통해 광석통과여부를 검출하는 롤러광석검출부;

   상기 롤러광석검출부의 광석검출신호와 상기 게이트 오픈시간 및 장입벨트컨베어벨트의 진행속도로부터 예측된 통과시점을 비교하여, 소정 범위내에 오차발생시 에러신호를 출력하는 비교부; 및

   상기 비교부로부터 에러신호에 의하여 동작하여 설비이상을 경보해주는 알람부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로 장입 원료 운반장치의 광석 통과 기점 검출장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 롤러광석검출부는

   상기 장입벨트컨베어의 진행방향과 그 회전축이 수직하게 배치되어 운반되는 광석에 밀려 회전하는 원통형의 롤러와,

   상기 롤러가 회전하도록 지지하는 롤러베이스와,

   상기 롤러베이스와 고정연결되는 회전축과 상기 회전축이 벨트진행방향으로소정 각도이내에서 회전하도록 좌,우에서 회전축을 지지하는 베이스로 이루어진 회전베이스와,

   상기 회전베이스의 회전축에 고정연결되는 터치바와 상기 터치바의 회전시 이를 검지하는 근접센서로 이루어진 감지부로 구성되는 것을 특징으로 하는 고로 장입 원료 운반장치의 광석 통과 기점 검출장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 회전베이스에는 회전축의 일단에 삽입고정된 켐과, 상기 켐과 베이스에 연결된 스프링을 더 포함하여,

   상기 회전축이 소정 각도 이상 회전하지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 고로 장입 원료 운반장치의 광석 통과 기점 검출장치.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 터치바는 반원형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 고로 장입 원료 운반장치의 광석 통과 기점 검출장치.