KR20040026168A - 미분탄 취입호퍼의 공정 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수개(일반적으로 3개)의 취입호퍼의 가·배압공정 시간을 제어하여 대기공정의 시간을 확보함으로써 하나의 취입 호퍼에서 미분탄의 취입이 완료된 후, 다음 취입 호퍼가 즉시 미분탄을 취입할 수 있도록 하여 고로 내로 미분탄의 취입이 중단되는 사태를 미연에 방지할 수 있으며, 또한 미분탄의 취입량의 과다 설정에 의한 취입공정 시간의 증가로 인해 발생하는 비분탄 취입중단 사태를 미연에 방지할 수 있는 미분탄 취입 호퍼의 공정 제어장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 제어어장치는,

복수개의 미분탄 취입호퍼를 통해 연속적으로 고로 내에 미분탄을 취입하기 위해, 상기 복수개의 미분탄 취입호퍼를 취입단계, 배압단계, 충진단계, 가압단계 및 대기단계순으로 제어하는 장치에 있어서, 상기 복수개의 미분탄 취입호퍼에서 현재 진행되는 단계를 식별하고, 상기 식별된 단계별 공정시간을 측정하는 공정시간측정기(60)와, 상기 공정시간측정기(60)에 의해 측정된 상기 단계별 공정시간을 상기 각 미분탄 취입호퍼로 구분하여 저장하는 공정시간저장기(61)와, 상기 공정시간저장기(61)에 저장된 각 단계별 공정시간을 기초하여, 상기 복수개의 미분탄 취입호퍼 각각에 대해, 전체 취입공정시간 및, 배압단계, 충진단계 및 가압단계에 해당하는 시간을 산출하고, 상기 두 산출된 시간을 비교하고, 상기 전체 취입공정시간이 클 경우에는 사전에 설정된 가압단계 및/또는 배압단계의 시간을 소정의 시간만큼 감소시키는 가압/배압시간 조절기(63)를 포함하는 것을 요지로 한다.

Description

미분탄 취입호퍼의 공정 제어장치{APPARATUS FOR CONTROLLING FEED HOPPERS}

본 발명은 미분탄을 고로 내로 취입하기 위한 취입 호퍼의 취입공정-배압공정-충진공정-가압공정-대기공정의 각 공정을 제어하는 장치에 관한 것으로, 특히 복수개(일반적으로 3개)의 취입호퍼의 가·배압공정 시간을 제어하여 대기공정의 시간을 확보함으로써 하나의 취입 호퍼에서 미분탄의 취입이 완료된 후, 다음 취입 호퍼가 즉시 미분탄을 취입할 수 있도록 하여 고로 내로 미분탄의 취입이 중단되는 사태를 미연에 방지할 수 있으며, 또한 미분탄의 취입량의 과다 설정에 의한 취입공정 시간의 증가로 인해 발생하는 비분탄 취입중단 사태를 미연에 방지할 수 있는 미분탄 취입 호퍼의 공정 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로, 고로 내로 미분탄을 취입하기 위한 설비는 미분탄을 저장하는 한 대의 미분탄 저장호퍼와, 상기 미분탄 저장호퍼의 하부에 연결된 3대의 미분탄 취입호퍼와, 상기 미분탄 취입호퍼에서 취입되는 미분탄을 이동시키는 취입라인과, 상기 취입라인 사이에 위치하며 고압의 에어(air)를 이용하여 고로 내로 미분탄을 취입하는 픽업(pick-up)취입호퍼를 포함한다. 상기 3대의 미분탄 취입호퍼는 통상 충진공정-가압공정-대기공정-취입공정-배압공정의 다섯 공정을 각각 반복하여 수행하며, 고로 내로 미분탄의 취입이 중단없이 계속되기 위해서는, 한대의 호퍼에서 취입공정이 이루어지는 동안 나머지 두 대의 호퍼에서는 나머지 공정을 진행하여 취입공정이 진행 중인 호퍼가 취입공정을 마치기 전에 최소 한 대의 호퍼는 대기공정에 들어가 있어야 한다.

도 1은 이러한 종래의 미분탄 취입 호퍼의 공정을 간략하게 보이는 구성도로서, 이하, 도 1을 참조하여 미분탄 취입호퍼의 공정을 취입공정-배압공정-충진공정-가압공정-대기공정의 순서로 설명한다. 상기한 바와 같이 미분탄 취입호퍼는 일반적으로 3개(41, 42, 43)를 함께 사용하며 각 미분탄 취입호퍼의 공정 제어는 이하에 설명되는 제1 취입호퍼(41)의 공정과 동일한 작동을 하므로 제2 취입호퍼(42)와 제3 취입호퍼(43)의 공정에 대한 설명은 생략한다.

3대의 취입호퍼(41, 42, 43)의 공정을 전체적으로 제어하는 공정제어기(10)는 제3 취입호퍼(43)의 취입이 완료됨과 동시에 제1 취입호퍼의 취입(41)을 개시하기 위해 제1 취입호퍼의 취입개시 신호를 취입차단밸브(53)로 전송하여 상기 취입차단밸브(53)를 열어 취입을 시작한다. 상기 공정제어기(10)의 작동은 도 1에서 보이는 바와 같이 로직회로의 형태로 표현될 수 있으며, 상기 공정제어기(10)는 각각의 취입호퍼의 공정을 제어하기 위한 각 취입호퍼의 공정진행부(110, 120, 130)와 다른 취입호퍼로의 취입을 절환하기 위한 각 취입호퍼의 취입절환부(140, 150, 160)를 포함할 수 있다.

취입 중(111)에는 로드셀(30)에서 취입호퍼 내의 미분탄의 중량을 검출하며, 취입량 계산기(14)에서는 상기 로드셀(30)에서 검출되는 미분탄의 중량의 변화를 계산하여 시간당 미분탄의 취입량을 계산하게 된다. 취입량 조절기(12)는 계산된 시간당 미분탄 취입량과, 취입량 설정기(13)에 의해 사전에 설정된 설정 취입량을 입력받아 그 오차를 계산하여 이 오차를 감소시키기 위해 현재 취입량을 조절하는 신호를 압력제어기(11)로 출력한다. 압력제어기(11)는 취입량 조절신호에 따라 취입량을 조절하기 위해 가압밸브와 배압밸브를 이용하여 취입속도를 조정한다. 즉, 상기 압력제어기(11)는 현재 취입량이 설정 취입량보다 많으면 배압밸브를 열어 호퍼 내의 압력을 감소시켜 취입속도를 감소시키고, 현재 취입량이 설정 취입량보다 적으로 가압밸브를 열어 호퍼 내의 압력을 증가시켜 취입속도를 증가시킨다.

취입 중(111)에 제1 취입호퍼에서 픽업(45)까지는 고로 내의 압력에 의해 미분탄이 이동되며, 픽업(45)에서 고로(46)까지는 반송에어에 의해 이동한다. 반송에어 컴프레셔(48)에 의해 공급되는 반송에어는 반송에어 유량검출기(49)에 의해 그 유량이 검출되고 상기 검출 유량은 반송에어 제어기(15)에 입력된다. 상기 반송에어 제어기(15)는 취입량 설정기(13)에서 설정 취입량을 입력받아 설정 취입량 만큼 고로 내로 미분탄을 취입할 수 있도록 반송에어차단밸브(54)를 조절하여 유량을 제어한다.

취입 중(111)에 제1 취입호퍼 내의 미분탄 중량이 점점 감소하여, 로드셀(30)에서 검출되는 중량신호를 계속 입력받던 중량LOW설정기(32)가 사전 설정한 최소 중량에 미분탄의 중량이 이르면 중량LOW신호를 발생시키며, 이 중량LOW신호를 입력받은 공정제어기(10)의 공정진행부(110)는 취입완료(112)를 위해 취입완료신호를 발생시키고, 이 취입완료신호에 의해 취입차단밸브(53)가 잠김으로써 취입공정이 완료된다. 상기 취입완료신호는 가압밸브(51)와 배압 밸브(50)를 제어하는 압력제어기(11)에 입력되고 압력제어기(11)는 이 취입완료신호에 따라 배압공정에 들어가기 위해 배압밸브(50)를 열어 배압공정을 시작한다. 이 때 취입절환부(140)에서는 대기중(119)신호와 취입중(111)신호를 입력받고 있다가, 대기중(119)신호와 취입중(111)신호가 끝나면 취입절환(141)에 들어간다. 이어, 제2 취입호퍼에 취입요구(142)를 하게 되고 취입요구(142)신호와 제2 취입호퍼의 대기신호를 동시에 입력받게 되면, 제2 취입호퍼의 취입개시(143)신호를 발생시켜 제1 취입호퍼의 취입이 끝남과 동시에 제2 취입호퍼의 취입을 시작하게 된다.

호퍼 내의 압력을 감소시키는 배압공정의 진행시간은 사전에 수동으로 배압시간설정기(23)를 이용하여 설정되며, 이러한 설정 시간동안 배압이 이루어 질수 있도록 압력제어기(11)는 배압밸브(50)의 개패량을 조절한다. 배압중(113)에 들어간 제1 취입호퍼에서는, 배압이 점점 진행되어 호퍼 내의 압력이 점점 감소하게 되고, 압력검출기(20)에서 검출되는 호퍼 내의 압력을 입력받던 압력LOW설정기(22)가 사전에 설정된 최소 압력에 호퍼 내의 압력이 이르면 압력LOW신호를 발생시키게 된다. 상기 압력LOW신호를 입력받은 공정제어기(10)의 공정진행부(110)는 배압완료(114)에 들어가 배압완료신호를 압력제어기(11)로 전송한다. 배압완료신호를 입력받은 압력제어기(11)는 배압밸브(50)를 완전히 열어 다음 공정인 충진공정을 준비함으로써 배압공정이 완료된다.

상기 배압완료신호는 충진차단밸브(52)에 입력되어 충진차단밸브(52)를 열어 충진공정을 시작한다. 미분탄 저장호퍼(44)에 저장되어 있던 미분탄은 충진차단밸브(52)가 열리면서 제1 취입호퍼(41)로 이동하여 제1 취입호퍼(41)에 충진된다. 충진중(115)에 제1 취입호퍼(41) 내의 미분탄의 중량은 점점 증가하게 되고, 로드셀(30)에서 검출된 제1 취입호퍼(41) 내의 미분탄의 중량을 계속 입력받던 중량HIGH설정기(31)가 사전에 설정한 최대 중량에 호퍼 내의 미분탄 중량이 도달하면 중량HIGH신호를 발생시킨다. 이 중량HIGH신호를 입력받은 공정진행부는 충진완료(116)신호를 발생시키고 상기 충진완료신호는 충진차단밸브(52)에 입력되어 충진차단밸브(52)를 잠궈 충진공정을 완료하게 된다.

동시에, 상기 충진완료신호를 입력받은 압력제어기(11)는 가압밸브(51)를 열어 가압공정을 시작한다. 가압중(117)에는 가압 컴프레서(47)가 고압의 질소를 제1 취입호퍼 내로 공급하여 호퍼 내의 압력을 점점 높이게 된다. 이러한 가압공정의 진행시간은 사전에 수동으로 가압시간설정기(23)를 이용하여 설정되며, 압력제어기(11)는 설정시간 동안 가압이 모두 완료될 수 있게 가압밸브(51)의 개폐량을 조절한다. 압력 검출기(20)에 의해 검출되는 압력을 입력받던 압력HIGH설정기(21)가 사전에 설정한 최대 압력에 호퍼 내의 압력이 이르면 압력HIGH신호를 발생시킨다. 상기 압력HIGH신호는 공정진행부(110)로 입력되어 가압완료(118)신호를 발생시키고, 압력제어기(11)는 상기 가압완료신호를 입력받아 가압밸브(51)을 잠궈 고압 질소를 차단함으로써 가압공정을 완료하고 대기공정에 들어가게 된다.

대기중(119)에 제1 취입호퍼의 공정진행부(110)에서 발생되는 대기중신호는 제1 취입호퍼의 취입절환부(140)에 입력되어 제2 취입호퍼로의 취입절환을 위한 신호로 사용되며, 또한 제3 취입호퍼의 취입절환부(160)에 입력되어, 제3 취입호퍼에서 제1 취입호퍼로의 취입절환을 위해 사용된다. 대기중(119)에 취입호퍼 내의 압력이 조금씩 변화할 수도 있으므로 압력제어기(11)는 취입호퍼 내의 압력을 일정하게 유지하기 위해 가압밸브(51)와 배압밸브(50)의 개폐량을 제어할 수도 있다.

도 2는 각 밸브의 동작을 통해 3대의 취입호퍼 공정 제어의 실시예를 상호연동시켜 보이는 타이밍도로서 제1 취입호퍼가 취입중(P1)에는 제1 취입호퍼의 취입밸브는 완전히 열려있으며 제1 취입호퍼의 충진밸브는 완전히 닫힌 상태이고 제1 취입호퍼의 가압밸브와 배압밸브는 취입량의 조절을 위해 제1 취입호퍼의 압력제어부(11)에 의해 제어된다. 이 때, 제2 취입호퍼는 대기중에 있는 것이 바람직하며 이 때 제2 취입호퍼의 충진밸브는 완전히 잠긴 상태이고, 제2 취입호퍼의 가압밸브와 배압밸브는 호퍼 내의 압력을 일정하게 유지하기 위해 제2 취입호퍼의 압력제어부에 의해 개폐가 반복되면서 제어된다. 이 때, 제3 취입호퍼는 배압중일 수 있으며 제3 취입호퍼의 취입차단밸브, 충진차단밸브, 가압밸브는 닫힌 상태이고 배압밸브만 제3 취입호퍼의 배압시간 설정기에 의해 설정되는 배압시간을 지킬 수 있게 제3 취입호퍼의 압력제어부에 의해 제어되면서 배압이 실시된다.

도 2에서 제2 취입호퍼가 취입공정이 끝나고 배압공정에 들어간 경우(P2), 바람직하게는 제2 취입호퍼가 취입공정을 마친 후 곧바로 제3 취입호퍼가 취입공정에 들어가야 하지만, 제3 취입호퍼는 아직 가압공정 중에 있으므로 취입이 중단되는 사태가 발생한다. 이러한 취입 중단사태는 미분탄 취입량 설정이 과다하거나 가압시간 설정 및 배압시간 설정이 잘못 되는 경우 발생할 수 있다.

이와 같이, 종래의 미분탄 취입호퍼의 공정은 미분탄 취입량의 과다 설정이나 가압시간 및 배압시간의 설정 오류에 의해 고로 내로 미분탄의 취입이 중단될 수 있으며, 이러한 미분탄의 취입 중단 사고는 전체 설비를 비상 중지 시켜야 하는문제점이 있으며, 미분탄 취입 중단 기간 동안 원로를 고가의 코크스로 대체하여야 하기 때문에, 비용이 상승하고 원료교체에 따른 노열의 변화에 의한 노황악화로 생산량의 저하를 일으키는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명에 따른 미분탄 취입 호퍼의 공정시간 제어장치는 미분탄 취입호퍼의 가·배압공정 시간을 제어하여 대기공정의 시간을 확보함으로써 하나의 취입 호퍼에서 미분탄의 취입이 완료된 후, 다음 취입 호퍼가 즉시 미분탄을 취입할 수 있도록 하여 고로 내로 미분탄의 취입이 중단되는 사태를 미연에 방지할 수 있으며, 또한 미분탄의 취입량의 과다 설정에 의한 취입공정 시간의 증가로 인해 대기공정 시간을 확보하지 못함으로써 발생하는 비분탄 취입중단 사태를 미연에 방지할 수 있는 우수한 효과가 있다.

도 1은 종래의 미분탄 취입호퍼의 공정을 도시한 구성도이다.

도 2는 종래의 미분탄 취입호퍼의 각 공정별 작동을 도시한 타이밍도이다.

도 3은 본 발명에 따른 미분탄 취입호퍼의 공정 제어장치를 도시한 구성도이다.

도 4는 본 발명에 따른 미분탄 취입호퍼의 공정 제어장치를 보다 상세히 도시한 상세 구성도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 공정제어기11 : 압력제어기

12 : 취입량 조절기13 : 취입량 설정기

14 : 취입량 계산기15 : 반송에어 제어기

20 : 압력 검출기21 : 압력HIGH설정기

22 : 압력LOW설정기23 : 가압시간 설정기

24 : 배압시간 설정기30 : 로드셀(load cell)

31 : 중량HIGH설정기32 : 중량LOW설정기

41, 42, 43 : 취입호퍼44 : 저장호퍼

45 : 픽업46 : 고로

47 : 가압 컴프레셔48 : 반송에어 컴프레셔

49 : 반송에어 유량검출기50 : 배압 밸브

51 : 가압밸브52 : 충진차단밸브

53 : 취입차단밸브53s : 리미트 스위치

54 : 반송에어차단밸브60 : 공정시간측정기

61 : 공정시간저장기62 : 한계취입량 계산기

63 : 가압/배압시간 조절기

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서, 본 발명은,

복수개의 미분탄 취입호퍼를 통해 연속적으로 고로 내에 미분탄을 취입하기 위해, 상기 복수개의 미분탄 취입호퍼를 취입단계, 배압단계, 충진단계, 가압단계 및 대기단계순으로 제어하는 장치에 있어서, 상기 복수개의 미분탄 취입호퍼에서 현재 진행되는 단계를 식별하고, 상기 식별된 단계별 공정시간을 측정하는 공정시간측정기와, 상기 공정시간측정기에 의해 측정된 상기 단계별 공정시간을 상기 각 미분탄 취입호퍼로 구분하여 저장하는 공정시간저장기와, 상기 공정시간저장기에 저장된 각 단계별 공정시간을 기초하여, 상기 복수개의 미분탄 취입호퍼 각각에 대해, 전체 취입공정시간 및, 배압단계, 충진단계 및 가압단계에 해당하는 시간을 산출하고, 상기 두 산출된 시간을 비교하고, 상기 전체 취입공정시간이 클 경우에는 사전에 설정된 가압단계 및/또는 배압단계의 시간을 소정의 시간만큼 감소시키는 가압/배압시간 조절기를 포함하는 미분탄 취입호퍼 공정제어장치를 제공하는 것을 특징으로 한다.

더하여 상기 본 발명에 따른 미분탄 취입호퍼 공정제어장치는,

취입호퍼 내의 미분탄의 중량의 변화를 계산하여 시간당 미분탄의 취입량을 계산하는 취입량계산기와, 상기 공정시간저장기에 저장된 대기시간을 기초하여, 상기 취입호퍼 전체의 평균대기시간을 산출하고, 상기 각 취입호퍼별로 상기 산출된 평균대기시간과 상기 취입량계산기에서 계산된 각 시간당 취입량의 곱을 이용하여 증가가능한 취입량을 산출하고, 상기 증가가능한 취입량과 실제 취입량을 합산하여 한계취입량을 산출하는 한계취입량 계산기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 미분탄 취입호퍼의 공정시간 제어장치에 대한 바람직한 실시예의 동작 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 미분탄 취입호퍼의 공정시간 제어장치의 구성도로서,도3을 참조하면, 먼저, 공정시간측정기(60)는 취입차단밸브(53)에 설치된 리미트스위치(limit switch; 53s)의 신호와, 중량HIGH설정기(32)의 중량HIGH신호와, 중량LOW설정기(33)의 중량LOW신호와, 압력HIGH설정기(21)의 압력HIGH신호와, 압력LOW설정기(22)의 압력LOW신호를 입력받아 취입호퍼의 각 공정을 검출한다. 상기 리미트스위치(53s)는 취입차단밸브(53)가 개방되면 온(on)되어 공정시간측정기(60)로 전기적 신호를 발생시키고 상기 공정시간측정기(60)는 이 신호를 입력받아 취입공정의 시작을 인식한다. 취입공정이 진행되어 점점 취입호퍼(41) 내의 미분탄 중량이 감소하여 중량LOW설정기(33)에 의해 사전에 설정된 최소중량에 이르면 상기 중량LOW설정기(33)는 중량LOW신호를 발생시키며, 상기 공정시간측정기(60)는 상기 중량LOW신호를 입력받아 취입공정이 끝나고 배압공정이 시작됨을 인식한다. 이와 같이 공정시간측정기(60)는 리미트스위치(53s)의 온신호와 중량LOW신호에 의해 취입공정을 검출할 수 있다. 이어, 취입공정이 종료되고 배압공정이 진행되어 취입호퍼 내의 압력이 압력LOW설정기에서 설정된 최소압력이 되면 상기 압력LOW설정기는 이를 인식하여 압력LOW신호를 발생시키고, 공정시간측정기(60)은 상기 압력LOW신호를 입력받아 배압공정이 끝나고 충진공정이 시작됨을 인식한다. 이로써 공정시간측정기(60)는 상기 중량LOW신호와 상기 압력LOW신호를 이용하여 배압공정을 검출할 수 있다. 이어, 충진공정에서 미분탄이 저장호퍼(44)에서 취입호퍼(41)로 충진되어 취입호퍼(41) 내의 미분탄의 중량은 점점 증가하게 되며, 취입호퍼(41) 내의 미분탄의 중량이 중량HIHG설정기(32)에 의해 사전에 설정된 최대중량에 이르면, 상기 중량HIGH설정기(32)는 중량HIGH신호를 발생시킨다. 상기중량HIGH신호는 상기 공정시간측정기(60)에 입력되고, 이로써 공정시간측정기(60)는 충진공정이 끝나고 대기공정이 시작됨을 인식할 수 있다. 즉, 상기 공정시간측정기(60)는 상기 압력LOW신호와 상기 중량HIGH신호에 의해 충진공정을 검출할 수 있다. 일정시간의 대기공정을 거친 후, 취입이 시작되어 취입차단밸브(53)이 개방되면 상기 리미트스위치(53s)가 온되어 전기적 신호를 발생시키고, 상기 공정시간측정기는 상기 중량HIGH신호와 상기 리미트스위치(53s)의 온신호에 의해 대기공정을 검출할 수 있다.

이와 같이, 복수개(일반적으로 3대)의 취입호퍼에 각각 설치되는 취입호퍼공정시간측정기(60)에서 검출된 각 공정은 하나의 공정시간저장기(61)에서 그 진행시간이 각각 저장된다. 즉, 상기 공정시간저장기(61)는 취입 공정에 사용되는 모든 취입호퍼의 각 공정의 진행시간을 저장한다. 이어, 상기 공정시간저장기(61)에 저장된 모든 취입호퍼의 취입공정 시간이 가압/배압시간 조절기(63) 내의 취입시간 합산부(631)에서 합산되고, 상기 공정시간저장기(61)에 저장된 모든 취입호퍼의 배압·충진·가압공정 시간이 배압·충진·가압시간 합산부(632)에서 합산된다. 상기한 바와 같이 합산된 취입공정 시간과 배압·충진·가압공정 시간이 공정시간 비교부(633)에서 비교된다. 이 때, 합산된 취입공정 시간이 합산된 배압·충진·가압공정 시간보다 작으면 대기시간이 확보되지 못하게 되어 미분탄 취입이 중지되는 경우가 발생한다. 이와 같이 합산된 취입공정 시간이 합산된 배압·충진·가압공정 시간보다 작은 경우 상기 공정시간 비교부(633)에서는 가압공정 시간 및 배압공정시간 조절신호를 발생시키고 상기 조절신호에 따라 가압시간 조절부(634)에서는 가압시간 설정기(23)에 의해 사전에 설정된 가압공정 시간을 감소시키고 또한 상기 조절신호에 따라 배압시간 조절부(635)에서는 배압시간 설정기(24)에 의해 사전에 설정된 배압공정 시간을 감소시켜 대기시간을 확보하게 한다. 상기 가압시간 조절부(634) 및 배압시간 조절부(635)에 의해 감소 수정된 가압시간과 배압시간에 따라 압력제어기(11)는 가압밸브(51) 및 배압밸브(50)를 더 개방하여 가압과 배압이 빨리 이루어지게 함으로써 가압공정 시간과 배압공정 시간을 단축시켜 대기공정 시간을 확보할 수 있다.

또한 상기한 바와 같이 가·배압공정의 시간을 조절하여 대기공정의 시간을 확보하는 것과 동시에, 한계취입량계산기(62) 내의 평균대기시간 계산부(621)에서는, 상기한 바와 같이 공정시간저장기(61)에 저장된 모든 취입호퍼의 각 공정 진행시간 중 대기시간을 모두 합산하고 상기 합산된 대기시간을 전체 호퍼의 수로 나누어 평균대기 시간을 계산한다. 상기 평균대기시간 계산부(621)에서 계산된 평균 대기시간과 취입량계산기(14)에서 계산된 시간당 취입량이 한계취입량 계산부(622)에 입력되고, 상기 한계취입량 계산부(622)는 시간당 취입량과 평균 대기시간을 곱하여 대기 시간동안 취입할 수 있는 미분탄량, 즉 이전 취입량에서 증가시킬 수 있는 미분탄량을 계산하며, 상기 증가시킬 수 있는 미분탄량과 이전 취입량을 합산하여 한계취입량을 계산한다. 그리하여 상기 한계취입량은 취입량 설정기(13)에 입력되어 수동으로 취입량을 설정할 때, 설정취입량이 상기 한계취입량을 초과하지 못하게 함으로써 취입량 과다설정에 의해 대기시간이 확보되지 못하여 미분탄취입호퍼의 공정이 중단하는 사태를 미연에 방지할 수 있게한다.

도 4는 도 3에 나타낸 제어장치를 보다 상세하게 도시한 상세 구성도로서, 본 발명의 동작 및 작용을 도 4를 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 공정시간측정기(60)는 복수개의 A접점과, 복수개의 B접점과, 복수개의 릴레이와, 복수개의 타이머로 구성될 수 있다. 취입공정이 시작되어, 상기 취입차단밸브(53)가 개방되면 상기 리미트스위치(53s)가 온(on)되어 신호를 발생시키고, 이 신호는 상기 공정시간측정기(60)에 입력되어 공정시간측정기(60) 내의 제1 A접점(A1)를 단락시킨다. 상기 제1 A접점(A1)이 단락되면, 제1 B접점(B1)을 지나 제1 릴레이(R11)와 제1 타이머(T1)에 전원이 공급되어 상기 제1 릴레이(R11)와 제1 타이머(T1)가 작동한다. 상기 제1 타이머(T1)는 취입공정의 시간을 측정하기 위한 것으로 이 후 취입공정이 끝나면 정지하게 되는데 이에 대해서는 이 후에 보다 상세히 설명한다. 상기 제1 릴레이(R11)의 작동은 대기공정이 끝났음을 지시하는 것으로, 제1 릴레이(R11)의 작동은 제5 B접점(B5)을 개방시켜 제5 타이머(T5)의 작동을 중지시킨다. 제5 타이머(T5)의 가동시간은 공정시간저장기(61) 내의 대기공정시간저장기(615)에 저장된다. 상기 제5 타이머(T5)는 대기공정이 시작할 때에 작동을 시작한 것으로 상기 제5 타이머(T5)의 작동의 시작에 대해서는 이후에 설명된다.

취입공정이 진행되면서 취입호퍼 내의 미분탄의 중량은 점점 감소하고 상기 취입호퍼 내의 미분탄의 중량은 로드셀(30)에 의해 검출된다. 상기 로드셀(30)에 의해 검출되는 미분탄의 중량이 사전에 설정된 최소중량에 이르면 중량LOW설정기(33)에서 중량LOW신호를 발생시킨다. 상기 중량LOW설정기는 도 4에 도시된 바와 같이 오피엠프와, 가변저항(33v)과, 트랜지스터와, 중량LOW신호발생 릴레이(R33)를 포함할 수 있다. 상기 가변저항(33v)에서 사전에 최소중량을 설정할 수 있고, 상기 로드셀(30)에서 검출되는 중량과 상기 가변저항(33v)에서 설정된 중량이 비교되어 검출되는 중량이 설정된 중량 이하가 되면 오피엠프에서 전류가 발생하여 트랜지스터를 작동시키고 이로 인해 중량LOW신호발생 릴레이(R33)가 작동한다. 상기 중량LOW신호발생 릴레이(R33)가 작동하면 공정시간측정기(60) 내의 제1 B접점(B1)을 개방시켜 상기 제1 타이머(T1)의 작동을 중지시키게 된다. 이로써, 상기 제1 타이머(T1)는 취입공정이 시작할 때 작동을 시작하여 취입공정이 종료되면 작동을 정지하여 취입공정의 시간을 측정하게 되며, 상기 제1 타이머(T1)에 의해 측정된 취입공정의 시간은 공정시간저장기(61) 내의 취입공정 시간저장기(611)에 저장된다.

상기 중량LOW신호발생 릴레이(R33)의 작동은 취입공정의 종료 뿐만 아니라 배압공정의 시작을 지시하는 것으로, 상기 중량LOW신호발생 릴레이(R33)의 작동에 의해서 제2 A접점(A2)이 단락되고 이로인해 제2 릴레이(R12)와 제2 타이머(T2)가 작동된다. 이 후 취입호퍼 내의 압력이 점점 감소하여 사전에 설정된 최소압력에이르면 압력LOW설정기(22)에서 압력LOW신호를 발생시킨다. 상기 압력LOW설정기(22)는 상기 중량LOW설정기(33)와 같이 오피엠프와, 가변저항(22v)과, 트랜지스터와, 중량LOW신호발생 릴레이(R22)를 포함할 수 있으며, 상기 압력LOW설정기(22)의 작동 역시 상기 중량LOW설정기의 작동과 동일하다. 상기 가변저항(22v)에서 사전에 최소압력을 설정할 수 있고, 압력검출기(20)에서 검출되는 압력과 상기 가변저항(22v)에서 설정된 압력이 비교되어, 검출되는 압력이 설정된 압력 이하가 되면 오피엠프에서 전류가 발생하여 트랜지스터를 작동시키고 이로 인해 압력LOW신호발생 릴레이(R22)가 작동한다. 상기 압력LOW신호발생 릴레이(R22)가 작동하면 공정시간측정기(60) 내의 제2 B접점(B2)을 개방시켜 상기 제2 타이머(T2)의 작동을 중지시키게 된다. 이로써, 상기 제2 타이머(T2)는 배압공정이 시작할 때 작동을 시작하여 배압공정이 종료되면 작동을 정지하여 배압공정의 시간을 측정하게 되며, 상기 제2 타이머(T2)에 의해 측정된 배압공정의 시간은 공정시간저장기(61) 내의 취입공정 시간저장기(612)에 저장된다.

또한, 상기 압력LOW신호발생 릴레이(R22)의 작동은 배압공정의 종료 뿐만 아니라 충진공정의 시작을 지시하는 것으로, 상기 압력LOW신호발생 릴레이(R22)의 작동에 의해 제3 A접점(A3)이 단락되고 이로 인해 제3 릴레이(R13)와 제3 타이머(T3)가 작동된다. 이 후 취입호퍼 내의 중량이 충진되는 미분탄량이 점점 증가하여 사전에 설정된 최대중량에 이르면 중량HIGH설정기(32)에서 중량HIGH신호를 발생시킨다. 상기 중량HIGH설정기(32)는 상기 중량LOW설정기(33) 또는 압력LOW설정기(22)와같이 오피엠프와, 가변저항(32v)과, 트랜지스터와, 중량HIGH신호발생 릴레이(R32)를 포함할 수 있으며, 상기 중량HIGH설정기(32)의 작동 역시 상기 중량LOW설정기(33) 또는 압력LOW설정기(22)의 작동과 동일하다. 상기 가변저항(32v)에서 사전에 최대중량을 설정할 수 있고, 로드셀(30)에서 검출되는 중량과 상기 가변저항(32v)에서 설정된 중량이 비교되어, 검출되는 중량이 설정된 중량 이상이 되면 오피엠프에서 전류가 발생하여 트랜지스터를 작동시키고 이로 인해 중량HIGH신호발생 릴레이(R32)가 작동한다. 상기 중량HIGH신호발생 릴레이(R32)가 작동하면 공정시간측정기(60) 내의 제3 B접점(B3)을 개방시켜 상기 제3 타이머(T3)의 작동을 중지시키게 된다. 이로써, 상기 제3 타이머(T3)는 충진공정이 시작할 때 작동을 시작하여 충진공정이 종료되면 작동을 정지하여 충진공정의 시간을 측정하게 되며, 상기 제3 타이머(T3)에 의해 측정된 충진공정의 시간은 공정시간저장기(61) 내의 취입공정 시간저장기(613)에 저장된다.

또한, 상기 중량HIGH신호발생 릴레이(R32)의 작동은 충진공정의 종료 뿐만 아니라 가압공정의 시작을 지시하는 것으로, 상기 중량HIGH신호발생 릴레이(R32)의 작동에 의해 제4 A접점(A4)이 단락되고 이로 인해 제4 릴레이(R14)와 제4 타이머(T4)가 작동된다. 이 후 취입호퍼 내의 압력이 점점 증가하여 사전에 설정된 최대압력에 이르면 압력HIGH설정기(21)에서 압력HIGH신호를 발생시킨다. 상기 압력HIGH설정기(21)는 상기 중량LOW설정기(33) 또는 압력LOW설정기(22) 또는 중량HIGH설정기(32)와 같이 오피엠프와, 가변저항(21v)과, 트랜지스터와, 압력HIGH신호발생 릴레이(R21)를 포함할 수 있으며, 상기 압력HIGH설정기(21)의 작동 역시 상기 중량LOW설정기(33) 또는 압력LOW설정기(22) 또는 중량HIGH설정기(32)의 작동과 동일하다. 상기 가변저항(21v)에서 사전에 최대중량을 설정할 수 있고, 압력검출기(20)에서 검출되는 압력과 상기 가변저항(21v)에서 설정된 압력이 비교되어, 검출되는 압력이 설정된 압력 이상이 되면 오피엠프에서 전류가 발생하여 트랜지스터를 작동시키고 이로 인해 압력HIGH신호발생 릴레이(R21)가 작동한다. 또한, 상기 압력HIGH신호발생 릴레이(R21)가 작동하면 공정시간측정기(60) 내의 제4 B접점(B4)을 개방시켜 상기 제4 타이머(T4)의 작동을 중지시키게 된다. 이로써, 상기 제4 타이머(T4)는 가압공정이 시작할 때 작동을 시작하여 가압공정이 종료되면 작동을 정지하여 가압공정의 시간을 측정하게 되며, 상기 제4 타이머(T4)에 의해 측정된 가압공정의 시간은 공정시간저장기(61) 내의 가압공정 시간저장기(613)에 저장된다.

또한, 상기 압력HIGH신호발생 릴레이(R21)의 작동은 가압공정의 종료 뿐만 아니라 대기공정의 시작을 지시하는 것으로, 상기 압력HIGH신호발생 릴레이(R21)의 작동에 의해 제5 A접점(A5)이 단락되고 이로 인해 제5 릴레이(R15)와 제5 타이머(T5)가 작동된다. 이어, 상기에서 설명한 바와 같이 취입공정이 시작되면 제1 릴레이(R11)가 작동하여 제5 B접점(B5)을 개방시켜 제5 타이머(T5)의 작동을 중지시키고 상기 제5 타이머(T5)의 작동시간이 공정시간저장기(61) 내의 대기공정 시간저장기(615)에 저장된다.

상기와 같은 작동에 의해 공정시간저장기(61)에 저장된 모든 취입호퍼의 취입공정 시간이 취입시간 합산부(631)에서 합산되고, 상기 공정시간저장기(61)에 저장된 모든 취입호퍼의 배압·충진·가압공정 시간이 배압·충진·가압시간 합산부(632)에서 합산된다. 이와 같이 합산된 취입공정 시간과 배압·충진·가압공정 시간이 공정시간 비교부(633)에서 비교된다. 상기 공정시간 비교부(633)는 오피엠프를 포함하여 구성될 수 있고, 상기 합산된 취입공정 시간은 오피엠프의 양(+)단자에 입력되고 상기 합산된 배압·충진·가압공정 시간은 오피엠프의 음(-)단자에 입력된다. 앞서 설명한 바와 같이, 합산된 취입공정 시간이 합산된 배압·충진·가압공정 시간보다 작으면 대기시간이 확보되지 못하게 되어 미분탄 취입이 중지되는 경우가 발생한다. 즉, 합산된 취입공정 시간이 합산된 배압·충진·가압공정 시간보다 작으면 상기 공정시간 비교부(633) 내의 오피엠프에서는 음(-)의 신호가 발생하게 되고, 이 음(-)의 신호는 가압시간 조절부(634)와 배압시간 조절부(635)로 입력된다. 상기 가압시간 조절부(634)와 배압시간 조절부(635)는 오피엠프를 포함할 수 있는데, 상기 공정시간 비교부(633)에서 생성된 음(-)의 신호가 상기 가압시간 조절부(634)와 배압시간 조절부(635)에 입력되어, 가압시간 설정부(23) 및 배압시간 설정부(24)에서 사전에 설정된 가압시간 및 배압시간을 각각 감소시켜 상기 가압시간 조절부(634)와 배압시간 조절부(635) 내의 오피엠프로 출력시킴으로써 대기시간을 확보할 수 있게 한다. 상기 가압시간 조절부(634) 및 배압시간 조절부(635)에서 감소 수정된 가압시간과 배압시간에 따라 압력제어기(11)는 가압밸브(51) 및 배압밸브(50)를 더 개방하여 가압과 배압이 빨리 이루어지게 함으로써가압공정 시간과 배압공정 시간을 단축시켜 대기공정 시간을 확보할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 미분탄 취입호퍼의 공정시간 제어장치에 의하면, 미분탄 취입호퍼의 취입공정 시간이 배압·충진·가압공정 시간보다 작은 경우, 가·배압공정 시간을 제어하여 대기공정의 시간을 확보함으로써 하나의 취입 호퍼에서 미분탄의 취입이 완료된 후, 다음 취입 호퍼가 즉시 미분탄을 취입할 수 있도록 함으로써 고로 내로 미분탄의 취입이 중단되는 사태를 미연에 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 취입호퍼의 한계취입량을 계산하여 취입량 설정 시 설정취입량이 한계취입량을 초과하지 못하게 함으로써, 미분탄의 취입량의 과다 설정에 의한 취입공정 시간의 증가로 인해 대기공정 시간을 확보하지 못하여 발생하는 미분탄 취입중단 사태를 미연에 방지할 수 있는 우수한 효과가 있다.

이상의 설명은 본 발명의 구체적인 실시 예에 대한 설명에 불과하고, 본 발명은 이러한 구체적인 실시 예에 한정되지 않으며, 또한, 본 발명에 대한 상술한 구체적인 실시 예로부터 그 구성의 다양한 변경 및 개조가 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.

Claims (4)

1. 복수개의 미분탄 취입호퍼를 통해 연속적으로 고로 내에 미분탄을 취입하기 위해, 상기 복수개의 미분탄 취입호퍼를 취입단계, 배압단계, 충진단계, 가압단계 및 대기단계순으로 제어하는 장치에 있어서,

   상기 복수개의 미분탄 취입호퍼에서 현재 진행되는 단계를 식별하고, 상기 식별된 단계별 공정시간을 측정하는 공정시간측정기(60);

   상기 공정시간측정기(60)에 의해 측정된 상기 단계별 공정시간을 상기 각 미분탄 취입호퍼로 구분하여 저장하는 공정시간저장기(61); 및,

   상기 공정시간저장기(61)에 저장된 각 단계별 공정시간을 기초하여, 상기 복수개의 미분탄 취입호퍼 각각에 대해, 전체 취입공정시간 및, 배압단계, 충진단계 및 가압단계에 해당하는 시간을 산출하고, 상기 두 산출된 시간을 비교하고, 상기 전체 취입공정시간이 클 경우에는 사전에 설정된 가압단계 및/또는 배압단계의 시간을 소정의 시간만큼 감소시키는 가압/배압시간 조절기(63)를 포함하는 미분탄 취입호퍼 공정제어장치.
2. 제1항에 있어서,

   취입호퍼 내의 미분탄의 중량의 변화를 계산하여 시간당 미분탄의 취입량을 계산하는 취입량계산기(14); 및

   상기 공정시간저장기에 저장된 대기시간을 기초하여, 상기 취입호퍼 전체의평균대기시간을 산출하고, 상기 각 취입호퍼별로 상기 산출된 평균대기시간과 상기 취입량계산기(14)에서 계산된 각 시간당 취입량의 곱을 이용하여 증가가능한 취입량을 산출하고, 상기 증가가능한 취입량과 실제 취입량을 합산하여 한계취입량을 산출하는 한계취입량 계산기(62);를 더 포함하는 미분탄 취입호퍼 공정제어장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 가압/배압시간 조절기(63)는

   상기 공정시간저장기(61)에 저장된 취입공정 시간을 합산하는 취입시간 합산부(631);

   상기 공정시간저장기(61)에 저장된 배압공정 시간과 충진공정 시간과 가압공정 시간을 합산하는 배압·충진·가입시간 합산부(632);

   상기 취입시간 합산부(631) 및 상기 배압·충진·가입시간 합산부(632)에서 각각 합산된 취입공정 시간과 배압·충진·가입공정 시간을 비교하는 공정시간 비교부(663);

   상기 공정시간 비교부(663)에서 공정시간을 비교한 결과 합산된 취입공정 시간이 합산된 배압·충진·가입공정 시간보다 작으면 사전 설정된 가압시간을 감소시키는 가압시간 조절부(634); 및

   상기 공정시간 비교부(663)에서 공정시간을 비교한 결과 합산된 취입공정 시간이 합산된 배압·충진·가입공정 시간보다 작으면 사전 설정된 배압시간을 감소시키는 배압시간 조절부(634);를 포함하는 것을 특징으로 하는 미분탄 취입호퍼의 공정 제어장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 한계취입량 계산기(62)는,

   상기 공정시간저장기(61)에 저장된 대기공정 시간을 모두 합산하고, 합산된 대기공정 시간을 전체 호퍼의 개수로 나누어 평균 대기시간을 계산하는 평균대기시간 계산부(621); 및

   상기 평균대기시간 계산부(621)에서 계산된 평균 대기시간과 시간당 취입량을 이용하여 이전 취입량에서 증가시킬 수 있는 취입량을 계산하고, 상기 증가시킬 수 있는 취입량과 현재 취입량을 합산하여 한계취입량을 계산하는 한계취입량 계산부(622)를 포함하는 것을 특징으로 하는 미분탄 취입호퍼의 공정 제어장치.