KR20030052414A - A system for drilling a blocked pressure detection hole by using an air motor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 에어모타를 이용한 고로 압력 검출단 개공 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에어모타 드릴을 이용하여 도압관의 막힘을 방지하고 상시 조업 중 개공 작업이 가능하도록 한 압력 검출단 개공 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a blast furnace pressure detection stage opening system using an air motor, and more particularly, to a pressure detection stage opening system using an air motor drill to prevent clogging of the pressure guiding pipe and to allow opening during normal operation. will be.
일반적으로 용광로 조업은 용광로 상부에서 철광석과 코크스를 장입하고 용광로 하부에서 고온, 고압의 바람을 불어넣어 코크스를 연소시켜 발생하는 열과 환원가스로 철광석을 환원 용융하여 선철을 제조하는 공정이다.In general, blast furnace operation is a process of manufacturing pig iron by reducing and melting iron ore with heat and reducing gas generated by burning coke by charging iron ore and coke at the top of the furnace and blowing high-temperature and high pressure air from the bottom of the furnace.
용광로는 압력을 측정하기 위하여 많은 압력검출 발신기를 설치하여 사용하고 있는데 특히,고로 본체의 압력을 감시하기 위하여 고로를 몇 개의 단으로 분리하여 단별로 복수의 압력 검출단을 설치하여 압력을 측정하여 노황의 감시자료로 활용하고 있다.In order to monitor the pressure, many furnaces have been installed and used. In particular, in order to monitor the pressure of the blast furnace, the furnace is divided into several stages, and a plurality of pressure detection stages are installed for each stage to measure the pressure. It is used as surveillance data of.
고로의 노체 압력 검출단은 고로 내부 개스의 압력을 검출하여 고로 내부 상태를 파악하기 위한 것으로 고로 철피와 내화물을 도압관 형식으로 관통하여 압력을 검출하고 있으며, 고로 내부에서 발생되는 분진의 역류 및 수분의 침투를 방지하기위해 압력검출단(2)의 단관에 고로 내부의 압력이 역류 되는 것을 방지하기위해 도압관(4)에 질소 퍼지를 위한 질소 퍼지라인을 연결하여 고로 내로 질소가 퍼지 되도록 하고 있으며 퍼지되는 질소의 유량을 조절하기 위해 유량 조절계(8)를 설치하여 적당한 퍼지가 되도록 구성되어 있다.The furnace pressure detection stage of the blast furnace detects the pressure of the gas inside the blast furnace to detect the internal condition of the blast furnace and detects the pressure by penetrating the blast furnace shell and the refractory in the form of a guiding pipe. In order to prevent backflow of the pressure inside the blast furnace to the short pipe of the pressure detection stage (2) in order to prevent the penetration of the nitrogen purge line for connecting the nitrogen purge to the pressure pipe (4) to purge the nitrogen into the blast furnace. In order to control the flow rate of nitrogen to be purged, a flow rate controller 8 is provided so as to be a suitable purge.
그러나, 압력검출단은 고로에 장입되는 광석과 연와와의 마찰, 고로 풍구로 유입되는 고압의 열풍에 의해 고로 상부로 상승되는 개스 속의 더스트, 고로 내부 고온에 의한 광석 용융 발생으로 인한 압력검출단의 더스트 고착현상 등으로 압력검출단이 막히는 문제가 있다.However, the pressure detection stage is composed of dust in the gas which rises to the upper part of the blast furnace due to friction between ore and ducts charged into the blast furnace, and high pressure hot air flowing into the blast furnace vent, and the ore melting caused by high temperature inside the blast furnace. There is a problem that the pressure detection stage is clogged due to dust sticking phenomenon.
종래에는 도2에 도시한 바와 같이, 고로의 휴지완료 후 압력 검출단의 프렌지(11)를 해체한 후, 작업자가 에어 함머 드릴(12)에 의해서 압력검출단을 개공하며, 개공작업이 완료되면 검출단의 프렌지(11)를 재조립하는 방식으로 압력검출단 개공작업을 수행하였다.Conventionally, as shown in FIG. 2, after disassembling the flange 11 of the pressure detection stage after the completion of the blast furnace stop, the worker opens the pressure detection stage by the air hammer drill 12, and when the opening work is completed. The pressure detection stage opening work was performed by reassembling the flange 11 of the detection stage.
그러나, 종래의 고로 샤프트 압력검출방법에 있어서는 검출공을 개공하기 위해 상시 조업중 작업을 수행하게 되면 노내 개스의 역류로 인한 용선 및 개스의 누출로 인적 물적 피해가 발생할 위험이 있기 때문에 주기적인 고로설비의 수리일 까지 대기하여 개공작업을 수행하여야 하며 장기간의 막힘으로 인한 고착현상이 발생되어수리작업시 작업자가 개공을 한다 해도 개공이 안되는 문제점이 있다.However, in the conventional blast furnace shaft pressure detection method, if the operation is performed during regular operation to open the detection hole, there is a risk of human physical damage due to the leakage of the molten iron and the gas due to the backflow of the furnace gas. There is a problem that the opening is not possible even if the worker opens the hole during repair work due to sticking phenomenon due to long-term blockage.
또한, 개공 작업시에도 고열,고소 지역에 의한 작업과 작업시 개스에 의한 중독의 위험이 있다는 문제점이 있다.In addition, there is a problem that there is a risk of poisoning by the gas at the time of work and work by the high temperature, high altitude area during opening work.
따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 기존의 압력검출 장치에 퍼지유량을 측정할 수 있는 유량검출장치를 설치하여 배압관의 퍼지유량 저하시 압력검출단이 막힌 것으로 판단하여 상시에 개공작업을 할 수 있도록 한 것을 목적으로 한다.Therefore, the present invention is to solve the above problems, and installed in the existing pressure detection device to measure the flow rate of the purge flow rate to determine that the pressure detection stage is blocked when the purge flow rate of the back pressure pipe is opened at all times The purpose is to make it work.
또한, 고로에 에어 모타로 구동되는 드릴을 장착한 개공장치를 압력검출단에 고정 설치하여 고로의 작업 중에도 개공작업을 할 수 있도록 한 것을 목적으로 한다.In addition, the purpose of the opening of the blast furnace is installed in the pressure detection stage fixed to the open end equipped with a drill driven by an air motor to enable the opening work even during the operation of the blast furnace.
제 1 도는 종래기술에 따른 도압관 퍼지식 압력검출방법의 고로 샤프트 압력검출1 is a blast furnace shaft pressure detection method of the pressure guide fuzzy pressure detection method according to the prior art
장치의 구성도Configuration diagram of the device
제 2 도는 종래기술에 따른 도압관 퍼지식 압력검출단의 개공에 관련된 작업구성도2 is a working configuration related to the opening of the pressure vessel purge pressure detection stage according to the prior art
제 3 도는 본 발명에 따른 도압관 퍼지식 압력검출단 개공시스템의 전체 구성도3 is an overall configuration diagram of a pressure vessel purge pressure detection stage opening system according to the present invention
제 4 도는 본 발명에 따른 도압관 퍼지식 압력검출단 개공시스템의 세부 구성도Figure 4 is a detailed configuration of the pressure vessel purge pressure detection stage opening system according to the present invention
제 5 도는 본 발명에 따른 압력신호 제어부 및 개공 장치 제어부의 세부 구성도5 is a detailed configuration diagram of the pressure signal control unit and the opening device control unit according to the present invention
제 6 도는 본 발명에 따른 압력 검출단 개공시스템의 동작 플로우 도6 is an operation flow diagram of the pressure detection stage opening system according to the present invention
* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1:고로 2:샤프트 압력검출장치1: Blast furnace 2: Shaft pressure detector
4:압력검출도압관 5:압력검출단4: pressure detecting pressure gauge 5: pressure detecting end
12:압력 검출단 개공용 이동형 에어드릴 13: 도압관 차단변12: Mobile air drill for opening the pressure detection stage 13: Pressure pipe cutoff valve
14:개공시 도압관 퍼지변 15:질소퍼지 유량저하 검출장치14: Pressure vessel purge valve when opening 15: Nitrogen purge flow rate detection device
17: 압력신호 제어부 18:개공장치제어부17: pressure signal control unit 18: opening device control unit
20:에어모터 21:전후진용 에어실린더20: Air motor 21: Air cylinder for forward and backward
22:에어실린더 전후진용 전자변 24:개공용 에어모터 드릴날22: Electronic cylinder for forward and backward air cylinder 24: Air motor drill blade for opening
상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 에어모터를 이용한 고로 압력검출단 개공시스템은, 고로 본체의 샤프트 압력 검출단에 도압관으로 연결된 퍼지 질소유량조계로부터의 도압관 내부의 유량을 검출하는 유량검출부; 상기 유량검출부에서 검출된 유량이 설정값 이하로 저하되면 검출단 막힘 신호를 발생하는 압력신호제어부; 사프트 압력 검출단 막힘을 에어모터에 의해 구동하는 드릴로 개공시키기 위한, 상기 샤프트 압력 검출단에 고정된 개공장치; 및 상기 검출단 막힘 신호에 의해서 상기 개공장치의 구동을 제어하는 개공 장치 제어부로 구성된다.In order to achieve the above object, The blast furnace pressure detection stage opening system using an air motor includes a flow rate detection unit for detecting a flow rate inside the pressure vessel from a purge nitrogen flow regulator connected to the shaft pressure detection stage of the blast furnace body by a pressure vessel; A pressure signal control unit for generating a detection blockage signal when the flow rate detected by the flow rate detection unit drops below a set value; An opening device fixed to the shaft pressure detection end for opening the shaft of the shaft pressure detection end to a drill driven by an air motor; And an opening device control unit for controlling the driving of the opening device by the detection end clogging signal.
이하 본 발명의 구체적인 구성 및 작용을 도면에 참조하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the specific configuration and operation of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 3은 본 발명에 따른 도압관 퍼지식 압력검출단의 개공시스템의 전체 구성도이다. 압력 검출단의 퍼지 질소 유량조계(8)에 유량저하검출장치(15)를 설치하여 도압관의 유량저하를 검출한다. 도압관의 유량저하가 검출되면 압력신호 제어부(17)는 개공장치 제어부(18)에 개공장치의 가동 신호를 출력하고, 개공장치의 가동시 압력 신호값을 도압관의 유량저하가 검출된 시점의 값으로 고정시키는 구성을 갖는다.3 is an overall configuration diagram of the opening system of the pressure vessel purge pressure detection stage according to the present invention. The flow rate drop detection device 15 is provided in the purge nitrogen flow meter 8 at the pressure detection stage to detect the flow rate drop in the pressure guiding tube. When the flow rate decrease of the pressure guiding tube is detected, the pressure signal control unit 17 outputs an operation signal of the opening unit to the opening unit control unit 18, and the pressure signal value at the time of the operation of the opening unit is detected at the time when the flow rate decrease of the pressure guiding tube is detected. It has a configuration of fixing to a value.
또한 유량저하검출장치(15)가 압력 검출단의 유량저하를 검출한 후에 개공 장치가 가동되면, 개공 장치로부터의 에어가 유량저하검출장치(15)방향으로 배압관으로 역류되는 것을 방지하기 위해서 차단밸브(13)을 설치하고 또한 개공장치의 가동시 차단밸브(13)까지의 도압관 막힘을 방지하기 위하여 도압관 퍼지밸브(14)을 설치한다.In addition, if the opening device is operated after the flow rate detection device 15 detects the flow rate drop at the pressure detection stage, the air flow from the opening device is blocked to prevent the flow back to the back pressure pipe in the direction of the flow rate detection device 15. In order to install the valve 13 and to prevent the plugging of the pressure pipe to the shutoff valve 13 when the opening device is in operation, a pressure pipe purge valve 14 is provided.
도 4는 본 고안의 도압관 퍼지식 압력검출단 개공시스템의 바람직한 일 실시예의 구성도를 도시하고 있다.Figure 4 shows the configuration of a preferred embodiment of the pressure vessel purge pressure detection stage opening system of the present invention.
본 발명의 개공장치는 드릴의 회전을 위한 에어모터(20), 에어모터의 개공 전후진 동작을 위한 에어 실린더(21), 개공장치의 동작을 위한 에어 공급용 전자밸브(22,13,14)을 갖는다. 또한, 개공장치를 압력검출단에 취부하는 고정 볼트(23), 에어모터의 전,후진 동작시에 드릴날(24)이 일정한 방향으로 전,후진 할 수 있는 에어모터의 본체에 가이드레일(25) 및 사이드 바(26)를 갖는다.The open factory of the present invention, the air motor 20 for the rotation of the drill, the air cylinder 21 for the forward and backward movement of the air motor, the air supply solenoid valves 22, 13, 14 for the operation of the opening device Has In addition, a guide bolt (25) is provided on the main body of the fixed bolt (23) for attaching the opening factory to the pressure detecting end, and the main body of the air motor that the drill blade (24) can move forward and backward in a constant direction during the forward and backward movement of the air motor. ) And side bar 26.
유량저하검출장치(15)가 유량 저하를 검출하여 개공장치가 동작개시되면, 개공장치의 에어모터(20)을 가동시켜 드릴을 회전시키고, 에어 실린더(21)를 가동하여 에어모터(20)가 전진 또는 후진할 수 있도록 한다. 또한, 리미트(27, 28)를 설치하여 개공완료 시점 및 후진완료 시점을 감지할 수 있도록 구성한다.When the flow rate lowering detection device 15 detects the flow rate drop and the opening device starts to operate, the air motor 20 of the opening device is operated to rotate the drill, and the air cylinder 21 is operated to operate the air motor 20. Allow you to move forward or backward. In addition, by installing the limit (27, 28) is configured to detect the completion point of opening and completion of the reverse.
도 5는 본 발명의 개공시스템의 압력신호 제어부 및 개공장치 제어부의 일 실시예의 세부 구성도를 도시하고 있다.Figure 5 shows a detailed configuration of an embodiment of the pressure signal control unit and the opening device control unit of the opening system of the present invention.
압력계(5)로부터의 신호는 압력신호 변환부(30)에서 전기적 신호로 변환되고, 신호제어부(32)에 입력되고, 압력계의 변화는 압력신호지시부(16)에 표시된다. 유량검출장치(15)로부터의 신호가 설정된 값 이하로 저하된 것으로 검출되면 유량신호검출단(31)는 개공장치 제어부(18)에 개공장치 가동 신호를 발생한다. 또한, 유량검출장치(15)로부터의 신호가 설정된 값 이하로 저하된 것으로 검출되면 신호제어부(32)에서는 압력 신호 지시부(16)에 압력검출단이 폐쇄되었다는 경고신호를 보내고, 폐쇄신호를 검출한 시점의 압력신호값으로 고정된 값을 압력 검출단의 개공이 완료 될 때까지 압력신호지시부에 표시하도록 한다.The signal from the pressure gauge 5 is converted into an electrical signal in the pressure signal converter 30, input into the signal controller 32, and the change of the pressure gauge is displayed in the pressure signal indicator 16. When it is detected that the signal from the flow rate detecting device 15 has fallen below the set value, the flow rate signal detecting end 31 generates the opening device operating signal to the opening device control unit 18. When the signal from the flow rate detection device 15 is detected to have fallen below the set value, the signal control unit 32 sends a warning signal to the pressure signal indicating unit 16 that the pressure detecting end is closed, and detects the closing signal. The value fixed to the pressure signal value at the time point is displayed on the pressure signal indicating section until the opening of the pressure detection stage is completed.
개공장치 제어부는, 도5에 도시된 바와 같이 개공장치 동작시 작동되는 전자밸브(13,14,21) 및 개공용 에어모터(20)를 제어한다. 유량신호검출단(31)로 부터 개공개시신호(33)을 받아 제어부(37)에 의해서 도압 관부의 전자밸브(13,14)을 동작시키도록 한다. 타이머(34)에 설정된 시간 후 에어모터(20)와 에어실린더(21)을 가동시켜 개공작업을 실시하며, 에어실린더(21)의 전진완료 검출 리미트 스위치(27)로부터 신호를 받아 개공이 완료 되었음을 검출하면 에어 실린더(21)를 후퇴시키고, 에어 실린더 후퇴 완료 검출 리미트(28)로 부터 신호를 받아 도압관의 전자밸브(13,14)을 동작시키어 정상적인 압력 검출을 하도록 한다.As shown in FIG. 5, the opening device control unit controls the solenoid valves 13, 14, 21 and the air motor 20 for opening that are operated during the opening device operation. The opening-opening start signal 33 is received from the flow rate signal detecting end 31 so as to operate the solenoid valves 13 and 14 of the pressure guiding pipe part by the control part 37. After the time set in the timer 34, the air motor 20 and the air cylinder 21 are operated to carry out the opening work, and the opening is completed by receiving a signal from the advance completion detection limit switch 27 of the air cylinder 21. Upon detection, the air cylinder 21 is retracted, the signal is received from the air cylinder retraction complete detection limit 28, and the solenoid valves 13 and 14 of the pressure guiding tube are operated to perform normal pressure detection.
도 6은 본 고안의 실시예에 따른 압력계 개공시스템의 동작 순서도이다.6 is an operation flowchart of the pressure gauge opening system according to an embodiment of the present invention.
일상적인 동작 중에는 노체압력계(5)에서는 도압관에서 질소 퍼지(41)를 행하고 있는 곳의 압력을 검출하고(S100), 유량검출장치(15)에서는 퍼지 유량을 측정한다(S110). 제어부(32)에서는 퍼지 유량이 기준값 이상인 경우에는 정상으로 판단하여 압력 및 유량검출을 반복적으로 수행하고, 기준값 이하로 저하된 경우에는 압력값을 검출시의 측정된 압력값을 고정시켜서 압력신호지시부(16)에 표시하고(S130), 압력계 개공 장치의 가동을 운전원에게 알릴수 있는 경고신호를발생시키도록 한다(S140).During the routine operation, the pressure in the furnace pressure gauge 5 detects the pressure where the nitrogen purge 41 is being performed in the pressure guiding tube (S100), and the flow rate detecting device 15 measures the purge flow rate (S110). When the purge flow rate is higher than or equal to the reference value, the control unit 32 determines that the pressure is normal and repeatedly performs pressure and flow rate detection. When the control unit 32 decreases below the reference value, the control unit 32 fixes the measured pressure value at the time of detecting the pressure value. 16) (S130), to generate a warning signal to inform the operator of the operation of the pressure gauge opening device (S140).
개공장치의 작동 개시명령이 내려지면 개공 작업시 에어모터를 구동하기 위한 고압의 유체가 도압관에 역류되는 것을 방지하기 위해 도압관 차단 밸브(13)를 폐쇄하고, 도압관 퍼지밸브(14)가 개방되도록 한다. 이와 동시에 개공 장치의 에어 모타가 가동되고, 에어 모터를 회전시키고 나오는 드레인 에어는 개공장치의 내부에서 노체내부로 퍼지되는 에어로 사용되므로 에어 모타 가동시 발생되는 더스트가 개공 장치내부로 유입되는 것을 방지 할 수 있다. 또한 에어모타의 가동시 에어 모타를 전진하기 위한 실린더 전진(49) 동작이 동시에 작동되어 에어 모타의 드릴 작동이 되도록 한다.When the opening operation command of the opening device is issued, the pressure pipe shutoff valve 13 is closed to prevent the high pressure fluid for driving the air motor during the opening work back to the pressure pipe, and the pressure pipe purge valve 14 is closed. Make it open. At the same time, the air motor of the opening device is operated, and the drain air that rotates the air motor is used as the air that is purged into the furnace body from the inside of the opening device, so that dust generated during the operation of the air motor can be prevented from entering the opening device. Can be. In addition, when the air motor is operated, the cylinder forward 49 operation for advancing the air motor is operated at the same time to allow the drill operation of the air motor.
실린더 전진의 완료를 감지하기위한 리미트가 동작시에는 개공작업이 완료된 것으로 판단하여 에어 실린더를 후퇴시킨다. 실린더 후퇴의 완료를 감지하는 리미트가 동작시에는 에어 실린더의 후퇴가 완료된 것으로 판단하여 에어 실린더를 정지시키도록 한다(S160).When the limit for detecting the completion of the cylinder advance is in operation, it is determined that the opening work is completed and the air cylinder is retracted. When the limit for detecting the completion of the cylinder retraction is in operation, it is determined that the retraction of the air cylinder is completed to stop the air cylinder (S160).
개공작업 완료후 압력 검출단을 정상 위치로 하기 위해서 도압관 퍼지밸브(14)를 먼저 차단한 후에 도압관 차단밸브(13)을 개방하여 압력 검출이 재개되도록 한다(54). 정상상태에서 질소퍼지 도압관의 압력을 검출하고, 유량을 측정하는 단계를 재개한다.After completion of the opening work, in order to return the pressure detecting stage to the normal position, the pressure pipe purge valve 14 is first shut off, and then the pressure pipe shutoff valve 13 is opened to resume the pressure detection (54). In the steady state, the pressure of the nitrogen purge pressure vessel is detected and the flow rate measurement is resumed.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 고로 샤프트 압력 검출단 개공 시스템은 압력 검출단의 막힘 또는 고착을 막힘 현상 발생 전에 검지하여 압력 검출단의 막힘 또는 고착현상을 방지 할 수 있으며, 고로 내부 개스 흐름을 보다 정확히 검지하여 이를 운전자에게 제공함으로 고로 설비의 노황 관리 효율을 극대화 할 수 있는 효과가 있다.As described above, the blast furnace shaft pressure detecting stage opening system according to the present invention can detect the blockage or sticking of the pressure detecting stage and prevent the blockage or sticking of the pressure detecting stage. By accurately detecting and providing this to the driver, there is an effect that can maximize the efficiency of management of blast furnace facilities.
또한, 고로 휴지 때가 아닌 상시 조업 중에도 개공작업을 할 수 있으며, 열악한 장소의 작업을 자동화 함으로 인권보호 및 안전사고 예방, 작업비 절감, 및 원가절감에도 유익한 효과가 있다.In addition, the openwork can be carried out during regular operation, not at the time of shelter, and by automating the work in poor places, it has a beneficial effect on the protection of human rights, prevention of safety accidents, reduction of work costs, and cost reduction.
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