KR20040089217A - 고로의 노정압력 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고로의 노정호퍼 1차 균압시 비숍상부에서 고로가스가 노정호퍼로 유입될 때 상기 비숍상부의 압력변동을 미리 검출하여 보상제어를 수행함으로써 상기 비숍상부의 압력변동에 따른 노정압력의 변동을 최소화하여 노정압력을 안정시키는 고로의 노정압력 제어장치에 관한 것이다.

본 발명은, 비숍의 콘밸브를 이용하여 고로 상부의 노정압력을 가압 및 배압하는 고로의 노정압력 제어장치에 있어서, 상기 고로 상부의 노정압력을 검출하는 다수의 노정압력검출부; 상기 비숍 상부의 압력을 검출하는 비숍상부압력검출부; 상기 다수의 노정압력검출부에서 검출된 노정압력 중 최고치와 상기 비숍상부압력검출부에서 검출된 비숍상부압력의 편차를 연산하는 제1연산부; 상기 제1연산부의 출력값과 상기 다수개로 검출된 노정압력 중 최고치의 편차를 연산하는 제2연산부; 및 상기 제2연산부의 출력값과 기설정된 고로의 노정압력 설정값의 편차에 따라 상기 비숍의 콘밸브의 개폐를 제어하는 노정압력조절부를 포함한다.

본 발명에 의하면, 1차균압시 비숍상부압력이 낮아지는 것을 미리 감지하여 편차제어를 미리 행함으로써 노정압력의 큰 하락을 줄일 수 있고, 1차균압종료시 상기 비숍상부압력이 높아지는 것을 미리 감지하여 비숍후단에서 배압함으로써 노정압력의 상승을 크게 줄일 수 있어 빠르게 노정압력을 안정시킬 수 있다.

Description

고로의 노정압력 제어장치{AN APPARATUS FOR CONTROLLING THE PRESSURE OF TOP HOPPER IN A BLAST FURNACE}

본 발명은 고로 노정압력 안정화 제어방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는, 고로의 노정호퍼 1차 균압시 비숍상부에서 고로가스가 노정호퍼로 유입될 때 상기 비숍상부의 압력변동을 미리 검출하여 보상제어를 수행함으로써 상기 비숍상부의 압력변동에 따른 노정압력의 변동을 최소화하여 노정압력을 안정시키는 고로 노정압력 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 고로에서는 자연산의 철광석을 코크스와 산소의 반응으로 만든 일산화탄소를 이용하여 환원시켜 용선을 만든다. 고로의 하부에서 발생한 환원가스는 노내를 상승하면서 장입된 원료와 접촉하여 열을 전달하고 철광석을 환원시키게 된다. 고로의 하부에는 필요한 용선이 굳어짐을 방지하기 위해 탄산칼슘과 같은 부원료를 사용하여 슬래그(slag)를 만들어낸다. 상승한 가스는 밖으로 배출되고 하부에 모인 용선은 출선구로 해서 출선된다.

도 1은 종래의 노정압력 제어장치 구성도이다. 고로(1)에서는 송풍기(12)로부터 공급된 바람을 열풍로(19)에서 뜨거운 열풍으로 만들고, 상기 열풍이 풍구(2)를 통하여 고로(1) 내부를 통과하면서 내부의 광석을 녹여서 용선을 만든다. 또한, 고로(1) 내부를 통과한 가스는 상승관(4), 더스트포집부(5), 비숍(10), 발전기(17) 및 바이패스밸브(Bcv)를 통과하여, 일부는 다시 상기 열풍로(19)의 연소 가스로 재할용되고 일부는 수봉장치(18)를 통하여 가스 홀더로 보내진다. 상기 비숍(10)을통과한 가스를 노정압 발전기(17)에서 가버너밸브(16), 바이패스 밸브(15), 메인 바이패스밸브(14)를 이용하여 2차로 압력을 제어하면서 전력을 생산한다.

1차균압용 EV1 밸브(9)가 열리면 비숍 상부 콘밸브(11) 전단에서 고로가스가 노정벙커로 유입되고 12~15초 후 1차균압이 종료되며, 질소를 유입시켜 2차균압을 행하여 고로(1) 내부와 압력이 동일하게 되면 2차균압을 종료한다. 2차 균압이 완료되면, 노정호퍼(3) 하부 밸브를 열어 노정호퍼(3) 내부의 연료 혹은 원료를 고로내부로 장입하는데 미리 설정해 놓은 분배슈터의 각도와 회전수에 의해 분포제어가 정확히 이루어지도록 하고 있다. 이때의 분포제어는 고로 내부의 원료층과 연료층의 형상을 결정하여 용선 생산량과 쇳물품질을 좌우하게 되는데, 이러한 형상결정에 있어 고로 상부의 노정압력의 변동량이 가장 큰 영향을 이치는 요인으로 작용하기 때문에 이러한 고로의 노정압력을 안정적으로 제어하는 것이 중요하다.

종래의 고로작업시, 노정호퍼 1차 균압시에 비숍(10)상부로부터 노정호퍼(3)로 고로가스가 유입될 때, 노정압력 제어계의 구성적인 문제로 인하여 노정압력이 큰 폭으로 낮아지고 이를 보상하기 위한 제어연산으로 인하여 노정압력이 반대로 큰 폭으로 상승하게 되는 문제가 반복적으로 발생되어 장입중인 연료,원료의 분포제어가 불량해지고 고로 내부의 장입물 형상이 노정압력의 충격으로 흐트러지게 되었다. 이로써 결국은 고로 조업에서 수용할 수 있는 범위로 노정압력 변동량으로 낮추기 위하여 노정압력 설정값을 높게 유지할 수 없게 되고 그로 인하여 노정압력이 낮아지는 만큼 쇳물 생산량이 감소되어 조업효율이 떨어지는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위한 종래의 노정압력 제어장치는, 도 1에 도시된바와 같이, 1차 압력 제어계(20)와 2차 압력 제어계(26)로 나뉘어 연동제어가 행하였다. 1차 압력 제어계(20)에서는 고로(1)의 상부 상승관(4)의 2개소에서 제1,2노정압검출부(6,7)로 노정압력을 각각 검출하고, 그리고 더스트포집부(5)의 상부의 1개소에서 제3노정압검출부(8)로 노정압력을 검출한다. 상기 검출된 노정압력 중 최고값이 신호선택부(21)에 의해 선택되어 제1압력조절부(22)로 입력된다. 상기 제1압력조절부(22)는 노정압력설정값과 상기 최고값을 비교하여 그 편차에 따라 청정설비인 상기 비숍(10)에 3개가 병렬로 설치된 콘밸브(11)를 조절하여 노정압력 제어를 행한다.

2차 압력 제어계(26)는 상기 1차 압력 제어계(20)에 영향이 미치지 않는 범위내(1차 압력값 -0.32㎏/㎠이상)에서 상기 비숍(10) 후단의 압력을 비숍후단압력검출부(13)에서 검출하고, 제2압력조절부(24)에서 상기 검출된 비숍후단압력과 상기 노정압력설정값을 비교하여 그 편차에 따라 비율기(25)의 설정된 비율로 메인바이패스밸브(MBV;Main Bypass Valve)(14), 바이패스제어밸브(BCV;Bypass Control Valve)(15), 가버너밸브(GV;Governor Valve)(16)를 제어한다. GV(16)의 후단에는 발전기(17)가 설치되어 전력생산이 가능토록 되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 노정압력 제어장치는 하기와 같은 문제점이 있다. 먼저, 1차 압력 제어계(20)의 구성상의 문제점을 상세히 설명하면. 연료 및 원료의 장입을 위하여 노정호퍼의 1차균압이 시작되면, 비숍(10) 상부의 고로가스가 노정호퍼로 유입되기 시작하고 콘밸브(11)는 열린 상태이기 때문에 비숍(10) 상부의 압력이 급속히 낮아지기 시작하지만 노정압력 검출신호는 가장 높은 신호가 선택되기 때문에 구조상 이를 즉시 감지할 수 없고, 약 7초가 경과된 후에야 고로 상부의 압력이 낮아지기 시작할 때 감지가 되며, 이를 수신한 제1압력조절부(22)에서 압력설정치와 비교하여 편차제어 하는데, 이미 비숍 상부의 압력이 크게 낮아진 상태이기 때문에 결국은 고로 상부의 압력이 큰 폭으로 낮아 질 수 밖에 없게 된다.

이후 약 7초가 더 경과되면 1차균압이 종료하게 되고 상기 콘밸브(11)가 닫힌 상태이기 때문에 비숍 상부의 압력은 상승되기 시작하지만 고로 상부에서는 약 7초가 더 경과되어야만 압력이 상승되는 것을 감지하고 상기 제1압력조절부(22)에서 편차제어를 시작하지만 이미 비숍 상부의 압력은 상당히 높아진 상태이기 때문에 결국 고로 노정압력도 큰 폭으로 상승하게 된다.

또한, 비숍(10) 후단의 2차 압력 제어계(26)도 상기 1차 압력 제어계(20)의 압력변동에 의해 약 4초의 시간 차를 두고 압력제어를 행하기 때문에 상기 1차 압력 제어계(20)의 노정압력 제어에 나쁜 영향을 미쳐 변동폭을 크게 하게 되고 그로 인해 2차 압력 변동폭도 더욱 커지게 되어 2차 압력 제어의 목적인 전력생산량이 줄어들게 되는 문제가 발생된다.

이러한 문제는 도 2에 도시된 종래의 노정압력 제어에 따른 노정압력 변화도에서도 알 수 있다. 즉, 도 2를 참조하면, 1차 균압 시작시 비숍 전단의 압력이 낮아져도 약 7초 후에야 노정압력 검출신호가 낮아지기 시작하고, 이때 노정압력을 보상하더라도 이미 비숍 전단의 압력이 매우 낮아졌기 때문에 노정압력을 더 감소되어 노정압력 변동폭이 제한범위를 벗어나는 문제가 발생됨을 알 수 있다. 또한, 이후 약 7초가 더 경과되어 1차균압이 종료시 비숍의 전단 압력은 상승하게 되나노정압력은 계속 하락하게 되고, 약 7초가 더 경과되어야 비로소 노정압력이 상승된다. 이때, 노정압력이 상승됨을 감지하여 보상제어를 수행하더라도 이미 비숍 상부의 압력은 상당히 높아진 상태이기 때문에 결국 고로 노정압력도 큰 폭으로 상승하게 되어 제한범위를 벗어나는 문제가 발생됨을 알 수 있다.

본 발명은, 상기한 바와 같이 고로의 1차 균압의 시작 및 종료시점에 비숍 상부의 압력변동에 따른 노정압력의 변동을 즉시 감지하지 못하여 노정압력의 변동폭이 고로 조업에서 수용할 수 있는 범위를 벗어나는 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 비숍 상부의 압력과 고로의 노정압력의 편차를 이용하여 1차균압시점에서 비숍상부의 압력감소에 따른 노정압력의 감소를 미리 감지하여 이에 따른 편차제어를 수행하고, 1차 균압 종료시점에서 비숍상부의 압력증가에 따른 노정압력의 증가를 미리 감지하여 이에 따른 편차제어를 수행함으로써 노정압력을 빠르게 안정시킬 수 있는 고로 노정압력 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 노정압력 제어장치 구성도이다.

도 2는 종래의 노정압력 제어장치에 따른 노정압력 변화도이다.

도 3은 본 발명에 따른 노정압력 제어장치 구성도이다.

도 4는 본 발명의 노정압력 제어장치를 적용한 후의 노정압력 변화도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 고로 2 : 풍구

3 : 노정호퍼 4 : 상승관

5 : 더스터캐쳐 6,7,8 : 노정압력검출기

10 : 비숍 11 : 콘밸브

13 : 비숍후단압력검출부 14 : 메인바이패스밸브(MBV)

15 : 바이패스밸브(BCV) 16 : 가버너밸브(GV)

31 : 선호선택부 32 : 노정압력조절부

33 : 신호제어부 34 : 비숍상부압력검출부

35 : 제1연산부 36 : 제2연산부

37 : 제3연산부 38 : 비숍후단압력조절부

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고로 노정압력 제어장치는, 비숍의 콘밸브를 이용하여 고로 상부의 노정압력을 가압 및 배압하는 고로의 노정압력 제어장치에 있어서, 상기 고로 상부의 노정압력을 검출하는 다수의 노정압력검출부; 상기 비숍 상부의 압력을 검출하는 비숍상부압력검출부; 상기 다수의 노정압력검출부에서 검출된 노정압력 중 최고치(a)와 상기 비숍상부압력검출부에서 검출된 비숍상부압력(b)의 편차를 연산하는 제1연산부; 상기 제1연산부의 출력값(c)과상기 다수개로 검출된 노정압력 중 최고치(a)의 편차를 연산하는 제2연산부; 및 상기 제2연산부의 출력값(d)과 기설정된 고로의 노정압력 설정값(SV)의 편차에 따라 상기 비숍의 콘밸브의 개폐를 제어하는 노정압력조절부를 포함한다.

여기서, 상기한 고로의 노정압력 제어장치는, 상기 비숍의 후단압력(e)을 검출하는 비숍후단압력검출부; 상기 검출되는 후단압력(e)과 상기 제1연산부의 출력값(c)의 합을 연산하는 제3연산부; 및 상기 제3연산부의 결과값(f)과 상기 기설정된 고로의 노정압력 설정값(SV)의 편차에 따라 상기 비숍상부압력을 배압하는 비숍후단압력조절부를 추가로 포함할 수 있다. 또한, 상기 고로의 노정압력 제어장치는 상기 비숍 상부의 압력이 상기 고로 상부의 노정압력보다 큰 경우에만 상기 제1연산부의 출력값(c)을 상기 제2연산부로 전달하는 신호제어부를 추가로 포함할 수도 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 노정압력 제어장치 구성도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 고로 노정압력 제어장치는, 비숍(10)의 상부 압력(b)을 검출하는 비숍상부압력검출부(34), 상기 검출된 비숍(10)의 상부압력(b)과 다수의 노정압력검출기(6,7,8)에서 검출된 고로(1)의 노정압력 중 최고치(a)와의 편차를 연산하는 제1연산부(35), 상기 제1연산부(35)의 출력값(c)과 상기 고로의 노정압력의 최고치(a)와의 편차를 연산하는 제2연산부(36), 상기 제2연산부(36)의 출력값(d)을수신하고, 상기 출력값(d)과 기설정된 고로(1)의 노정압력 설정값(SV)의 편차를 이용하여 상기 비숍(10)의 콘밸브(11)를 제어하는 노정압력조절부(32), 상기 제1연산부(35)의 출력값(c)과 비숍후단압력(e)과의 합산을 연산하는 제3연산부(37), 상기 제3연산부(37)의 출력값(f)을 수신하고 상기 출력값(f)과 상기 기설정된 노정압력 설정값(SV)의 편차를 이용하여 상기 비숍(10) 후단의 밸브(14,15,16)를 제어하는 비숍후단압력조절부(38) 및 상기 비숍상부압력(e)이 상기 노정압력 설정값(SV)보다 높으면 상기 제1연산부(35)의 출력값(c)의 상기 제2연산부(36)로 입력을 차단하고 반대로 낮으면 입력을 유지하는 신호제어부(33)를 포함한다.

이와 같이 구성을 갖는 발명에 따른 고로의 노정압력 제어장치는, 고로(1)의 노정압력을 직접적으로 제어하기 위한 제1압력제어계(30)와 비숍(10) 후단의 압력을 제어하여 상기 고로(1)의 노정압력을 제어하기 위한 제2차압력제어계(40)로 구분된다.

상기 제1압력제어계(30)에서는, 고로(1)의 상승관(4)에 설치된 두 개의 노정압력검출기(6,7)에서 고로(1)의 노정압력을 검출한다. 또한, 더스트포집부(5)의 상부에 설치된 하나의 포집부압력검출기(8)에서 상기 포집부(5)의 상부압력을 검출한다. 일반적으로 고로(1) 작업시 상기 고로의 노정압력과 상기 포집부의 상부 압력은 균압을 이루는 것이 바람직하다. 상기 각 검출기(6,7,8)에서 검출된 노정압력 검출값은 신호선택부(31)로 입력된다. 상기 신호선택부(31)는 상기 입력된 세 개의 노정압력 검출값 중 최고치(a)를 출력한다.

한편, 상기 비숍상부압력검출부(34)는 상기 비숍(10)의 상부압력(b)을 검출하고 상기 검출된 비숍의 상부압력(b)은 상기 제1연산부(35)로 입력된다. 상기 제1연산부(35)는 상기 신호선택부(31)에서 출력되는 고로(1)의 노정압력 최고치(a)에서 상기 비숍상부압력검출부(34)로부터 입력되는 비숍(10)의 상부압력(b)을 감산한다. 상기 제1연산부(35)에 의해 연산된 결과값(c = a-b)은 상기 제2연산부(36)로 입력된다. 이때, 신호제어부(33)는 상기 비숍상부압력검출부(34)에서 검출한 비숍 상부압력(b)이 상기 노정압력 설정값(SV)보다 낮으면 상기 제1연산부(35)에 의해 연산된 결과값(c)이 상기 제2제어부(36)로 입력되도록 제어하고, 반대로 상기 비숍 상부압력(b)이 상기 노정압력 설정값(SV)보다 높으면 상기 제1연산부(35)에 의해 연산된 결과값(c)이 상기 제2제어부(36)로 입력되지 않도록 제어한다.

상기 제1제어부(35)의 출력값(c)이 상기 제2연산부(36)로 입력되는 경우, 상기 제2연산부(36)는 상기 신호선택부(31)로부터 입력되는 고로(1)의 노정압력 최고치(a)에서 상기 제1연산부(35)에서 출력되는 결과값(c)을 감산한다. 이와 같이 감산된 제2연산부(36)의 출력값(d = a-c)은 노정압력조절부(32)로 입력된다. 반대로 상기 제1제어부(35)의 출력값(c)이 상기 제2연산부(36)로 입력되지 않는 경우, 상기 제2연산부(36)는 상기 노정압력 최고치(a)가 상기 노정압력조절부(32)로 입력된다. 이후, 상기 노정압력조절부(32)는 노정압력설정값(SV)과 상기 제2연산부(36)의 출력값(d)의 편차를 계산하고 상기 편차에 따라 비숍(10)의 콘밸브(11)를 제어한다.

따라서, 상기 노정압력조절부(32)로 입력되는 제2연산부(36)의 출력값(d)은 상기 고로(1)의 노정압력과 상기 비숍(10)의 후단 압력(b)과의 편차범위를 감안한고로(1)의 노정압력 측정값을 나타내는 것으로서, 비숍상부압력(b)이 변동함에 따른 고로(1)의 노정압력 측정값과 상기 비숍상부압력의 차이가 발생하게 되고 그 차이값을 상기 고로(1)의 노정압력 측정값(PV)으로 입력하는 것이다. 보다 구체적으로는, 상기 제1연산부(35)의 출력값(c)은 상기 고로(1)의 노정압력 최고치(a)와 상기 비숍(10) 후단의 압력(b)과의 편차를 나타내며, 상기 편차만큼 상기 비숍상부압력(b)의 변동에 따라 이후에 상기 고로의 노정압력이 변동함을 의미한다. 따라서, 상기 비숍상부압력(b)의 변동에 따른 상기 고로(1)의 노정압력을 미리 감지하기 위하여 상기 제2연산부(36)에서는 상기 고로(1)의 노정압력 검출값의 최고치(a)에서 고로 노정압력 검출값의 최고치(a)와 상기 비숍후단압력(b)의 차이(편차)를 뺀 결과값을 그 노정압력 측정값으로 설정하는 것이다. 이는 결국 상기 비숍상부압력(b)의 변동이 발생하면, 미리 그 변동을 감안하여 상기 출력값(d)을 상기 고로(1)의 노정압력 측정값(PV)으로 입력하는 것이다.

이와 같이, 제1차압력제어계(30)에서는 비숍상부압력의 변동을 감지하여 그 변동에 따른 노정압력 측정값을 노정압력 설정치와 비교한 후, 그 비교결과(MV)에 따라 상기 비숍(10)의 콘밸브(11)를 조절하게 되며, 이로써 노정압력 제어가 수행되는 것이다. 따라서, 장입공정의 진행으로 1차균압이 시작되고, 먼저 비숍(10) 상부의 압력이 낮아지기 시작하면 제1연산부(35)에서 노정압력 최고치(a)와 비숍상부압력(b)과의 편차값이 발생되고, 이를 제2연산부(36)에서 노정압력 최고치(a)에서 감산한 결과값을 노정압력조절부(32)의 노정압력 실측치가 되도록 하기 때문에 1차균압 시작시점에 비숍상부압력이 저하됨에 따라 고로상부의 노정압력이 낮아지지않아도 상기 노정압력조절부(32)에서는 이를 감지할 수 있게 되고, 상기 노정압력 감소에 따른 편차제어를 미리 행함으로써 노정압력이 큰 폭으로 감소되는 방지할 수 있다.

한편, 제2압력제어계(40)에서는, 제3연산부(37)가 상기 제1연산부(35)의 출력값(c)과 비숍의 후단압력 검출값(e)을 더하고, 상기 더해진 결과값(f)은 비숍후단압력조절부(38)로 입력된다. 상기 비숍후단압력조절부(38)는 상기 결과값(f)과 상기 노정압력 설정값(SV)을 합산하여 출력하고, 비율기(39)의 설정된 비율에 따라 상기 밸브(14,15,16)를 제어한다. 이를 보다 구체적으로 설명하면, 비숍후단압력검출기(13)에서 비숍(10) 후단의 압력(e)을 검출한다. 상기 검출된 비숍후단압력(e)은 상기 제3연산부(37)로 입력된다. 상기 제3연산부(37)는 상기 제1연산부(35)의 출력값(c), 즉 상기 고로(1)의 노정압력 최고치(a)에서 상기 비숍상부압력(b)을 감산한 차이값을 수신하고, 상기 수신한 출력값(c)과 상기 비숍후단압력(e)을 합산한다. 상기 제3연산부(37)의 출력값(f)은 비숍후단압력조절부(38)로 입력된다. 상기 비숍후단압력조절부(38)는 기설정된 노정압력 설정값(SV)과 상기 제3연산부(37)로부터의 출력값(f)과의 편차에 따라 상기 비숍(10) 후단의 밸브를 제어한다. 이때, 상기 비숍후단압력조절부(38)의 출력값은 비율기(39)에 설정된 비율에 따라 상기 비숍(10) 후단에 있는 메인 바이패스 밸브(14), 바이패스 제어밸브(15) 및 가버너밸브(16)를 제어한다.

상기 비숍후단압력조절부(38)로 입력되는 제3연산부(37)의 출력값(f)은 상기 고로(1)의 노정압력과 상기 비숍(10)의 후단압력(e)과 편차를 감안한 상기 비숍후단압력의 측정값을 나타내는 것으로서, 1차균압 완료시점에서 비숍상부압력이 변동함에 따라 상기 고로(1)의 노정압력과 상기 비숍상부압력의 편차가 발생하게 되고 상기 편차만큼 미리 고려하여 상기 비숍후단압력(e)을 상기 고로(1)의 노정압력의 측정값으로 설정하는 것이다. 따라서, 상기 비숍상부압력(b)의 변동에 따른 상기 고로(1)의 노정압력의 변동을 비숍(10)의 후단에서 미리 감지하기 위하여 상기 제3연산부(37)에서는 상기 고로(1)의 노정압력 검출값의 최고치(a)에서 상기 비숍상부압력(b)을 뺀 차이값과 상기 비숍후단압력(e)을 합산한 결과값을 상기 고로(1)의 노정압력 측정값으로 설정하는 것이다. 이는 결국 상기 비숍상부압력(b)의 변동이 발생하면, 미리 그 변동을 감안하여 상기 출력값(f)을 상기 고로(1)의 노정압력 측정값(PV)으로 입력하는 것이다.

이와 같이, 제2차압력제어계(40)에서는, 장입공정의 계속 진행으로 1차균압이 종료되면 콘밸브(11)는 상당히 닫힌 상태이기 때문에 비숍(10)의 상부압력(b)은 고로(1) 상부의 노정압력(a)보다 상승되기 시작하지만, 상기 제1연산부(35)에서 연산된 마이너스편차(c)가 상기 제3연산부(37)에 입력되어 그 출력값(f)은 비숍후단압력(e) + 제1연산부(35)의 출력값(c)으로 연산되어 노정압력 측정값을 미리 증가시킴으로써, 비숍(10)의 후단압력(e)을 제어하는 비숍후단압력조절부(38)의 노정압력 실측치(PV)를 증가시키고 상기 노정압력설정값과의 비교결과 바이패스 제어 밸브(BCV,15)와 가버너밸브(GV,16)를 더 열도록 제어한다. 이로써, 상기 비숍(10)의 상부에서 높아지기 시작하는 압력을 빠르게 배압 되도록 함으로써 결국은 노정압력이 상승되는 것을 줄일 수 있게 된다.

만약, 상기 비숍(10) 상부압력(b)이 고로(1)의 노정압력의 최고치(a)보다 상승되면, 상기 신호제어부(33)는 이를 감지하여 내부 릴레이(R1)의 접점을 열어 상기 제1연산부(35)의 출력값(c)이 상기 제2연산부(36)로 입력되는 것을 차단하고, 이 경우 상기 제2연산부(36)로 입력되는 노정압력의 최고치(a)가 상기 노정압력조절부(32)의 노정압력 실측치(PV)가 되도록 함으로써, 상기 비숍(10)의 상부압력의 상승을 막기 위해 콘 밸브가 과다하게 열어 결국 노정압력을 하락을 초래하는 문제를 막을 수 있도록 한다.

이후, 비숍(10)의 상부압력(b)이 상기 고로(1)의 노정압력 최고치(a)보다 낮아지게 되면 상기 신호제어부(33)는 내부의 릴레이(R1)의 접점은 폐되도록 하여 상기 제1연산부(35)의 출력값(c)이 상기 제2연산부(36)로 입력되도록 한다.

도 4는 본 발명에 따른 고로 노정압력 제어장치를 적용한 후의 노정압력 변화도를 도시한 것이다. 도 4를 참조하면, 1차 균압 시작시 비숍(10) 전단의 압력이 낮아져도 노정압력은 크게 감소하지 않고 비숍 전단압력이 최저로 되어도 노정압력은 제한 범위 내에서 검출됨을 알 수 있다. 또한, 1차 균압 종료시점에서 콘 밸브는 닫힌 상태이기 때문에 비숍 전단압력이 노정압력보다 상승되기 시작하지만 비숍후단압력조절부(38)에 의해 비숍후단의 압력을 미리 배압하기 때문에 결국 노정압력이 크게 증가하지 않음을 알 수 있으며, 특히 1차균압 종료시 상기 비숍 전단 압력과 노정압력이 동일하게 상승함을 알 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 제1차압력제어계(30)에서는 고로(1)의 노정호퍼(3)의 1차균압 시작시점에 비숍(10)상부에서 반 청정된 고로 가스가 상기 노정호퍼(3)로 유입될 때 상기 비숍(10)의 상부압력은 낮아지지만 고로 상부의 노정압력이 낮아지기 전에 노정압력조절부(32)에서 이를 미리 감지하여 편차제어를 미리 수행함으로써 노정압력이 하락하는 것을 방지할 수 있고, 또한 본 발명의 제2차압력제어계(40)에서는 상기 1차균압 완료시점에도 상기 비숍(10) 상부의 압력이 높아지는 것을 상기 비숍(10)의 콘 밸브(11)의 조작량을 추가로 증,감시키지 않고 상기 비숍후단의 바이패스밸브(15)와 가버너밸브(16)를 증감시켜 노정압력이 상승하는 것을 방지할 수 있다. 이로써, 노정압력을 빠르게 안정화시킬 수 있게 된다.

본 발명에 의하면, 고로 노정호퍼의 1차균압 시작시점에 비숍상부에서 고로가스가 상기 노정호퍼로 유입될 때 상기 비숍상부의 압력은 낮아지지만 고로의 노정압력이 낮아지지 않아도 이를 감지할 수 있게 되어 편차제어를 미리 행함으로써 노정압력의 하락을 크게 줄일 수 있게 되고, 또한 1차균압 종료시점에도 상기 비숍상부의 압력이 높아지는 것을 미리 감지하여 비숍후단에서 배압함으로써 노정압력의 상승을 크게 줄일 수 있어 가장 빠르게 노정압력을 안정시킬 수 있다.

나아가, 노정호퍼의 1차 균압 시작 및 종료시 노정압력 변동폭을 고로 조업에서 수용할 수 있는 범위로 최소화시켜 용선생산량 증대와 고로 조업의 안정을 이루고, 전력생산량 증대를 이룰 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 비숍의 콘밸브를 이용하여 고로 상부의 노정압력을 가압 및 배압하는 고로의 노정압력 제어장치에 있어서,

   상기 고로 상부의 노정압력을 검출하는 다수의 노정압력검출부;

   상기 비숍 상부의 압력을 검출하는 비숍상부압력검출부;

   상기 다수의 노정압력검출부에서 검출된 노정압력 중 최고치(a)와 상기 비숍상부압력검출부에서 검출된 비숍상부압력(b)의 편차를 연산하는 제1연산부;

   상기 제1연산부의 출력값(c)과 상기 다수개로 검출된 노정압력 중 최고치(a)의 편차를 연산하는 제2연산부; 및

   상기 제2연산부의 출력값(d)과 기설정된 고로의 노정압력 설정값(SV)의 편차에 따라 상기 비숍의 콘밸브의 개폐를 제어하는 노정압력조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로의 노정압력 제어장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 비숍의 후단압력(e)을 검출하는 비숍후단압력검출부;

   상기 검출되는 후단압력(e)과 상기 제1연산부의 출력값(c)의 합을 연산하는 제3연산부; 및

   상기 제3연산부의 결과값(f)과 상기 기설정된 고로의 노정압력 설정값(SV)의 편차에 따라 상기 비숍상부압력을 배압하는 비숍후단압력조절부를 추가로 포함하는것을 특징으로 하는 고로의 노정압력 제어장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 비숍 상부의 압력이 상기 고로 상부의 노정압력보다 큰 경우에만 상기 제1연산부의 출력값(c)을 상기 제2연산부로 전달하는 신호제어부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 고로의 노정압력 제어장치.