KR20100011681A - 가탄제 투입노즐 제어장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

래들 내부의 용강높이에 따라 가탄제 투입노즐의 가탄제 투입높이를 제어하도록 한 가탄제 투입노즐 제어장치 및 방법을 제시한다. 제시된 가탄제 투입노즐 제어장치는, 래들 내부의 용강높이를 감지하고, 이를 용강높이 측정값으로 전송하는 감지부; 및 감지부로부터의 용강높이 측정값 및 래들의 내부에 가탄제를 투입하는 가탄제 투입노즐의 현재 높이값에 근거하여 가탄제 투입노즐이 상승 또는 하강하도록 제어하는 제어부를 포함한다. 이러한 본 발명에 따르면, 래들 내부의 용강높이에 따라 가탄제 투입노즐의 가탄제 투입높이를 제어함으로써, 가탄제가 래들의 외부로 이탈하는 것을 방지할 수 있다.

Description

가탄제 투입노즐 제어장치 및 방법{Apparatus and method for controlling a carburetting nozzle}
본 발명은 가탄제 투입노즐 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가탄제가 래들의 외부로 이탈하는 것을 방지하는 가탄제 투입노즐 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전기로는 전기양도체인 전극에 전류를 통함으로써 전극과 철 스크랩 사이에 발생하는 아크(ARC) 열에 의하여 고철을 용해하여 용강을 제조하는 설비이다. 전기로에서 용해된 용강은 래들로 배출되어 정련공정으로 이송된다.
정련공정에는 래들의 내부에 담긴 용강에 가탄제를 투입하는 가탄제 투입노즐이 설치된다. 가탄제 투입노즐은 고철의 용해 촉진과 산화 방지를 위한 가탄제를 래들의 내부로 투입하는 장치이다. 여기서, 통상적인 전기로 조업에서는 용강의 과산화를 방지하기 위하여 코크스, 무연탄, 유연탄 등이 가탄제 투입노즐에 의해 래들의 내부로 투입된다.
그런데 종래의 가탄제 투입노즐은 래들 내부의 용강높이와는 관계없이 작업자(또는 운전자)가 설정한 고정된 높이에서 가탄제를 투입한다. 그리하면, 작업자 가 가탄제의 투입 높이를 잘못 설정한 경우에는 래들의 외부로 가탄제가 이탈하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 감안하여 제안된 것으로서, 그 목적은 래들 내부의 용강높이에 따라 가탄제 투입노즐의 가탄제 투입높이를 제어하도록 한 가탄제 투입노즐 제어장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 가탄제 투입노즐 제어장치는, 래들 내부의 용강높이를 감지하고, 이를 용강높이 측정값으로 전송하는 감지부; 용강높이에 따른 가탄제 투입노즐의 투입높이 설정값을 저장하는 저장부; 및 저장부로부터 감지부로부터의 용강높이 측정값에 해당하는 투입높이 설정값을 검출하고, 래들의 내부에 가탄제를 투입하는 가탄제 투입노즐의 현재 높이값 및 기검출한 투입높이 설정값에 근거하여 가탄제 투입노즐이 상승 또는 하강하도록 제어하는 제어부를 포함한다.
제어부는, 가탄제 투입노즐의 현재 높이값이 용강높이 측정값에 해당하는 가탄제 투입노즐의 투입높이 설정값을 초과하면 가탄제 투입노즐이 하강하도록 제어하고, 가탄제 투입노즐의 현재 높이값이 용강높이 측정값에 해당하는 가탄제 투입노즐의 투입높이 설정값 미만이면 가탄제 투입노즐이 상승하도록 제어한다.
제어부는, 가탄제 투입노즐의 상승 또는 하강이 완료되면 기검출한 투입높이 설정값을 현재 높이값으로 하여 저장부에 저장한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 가탄제 투입노즐 제어방법은, 래들 내부의 용강높이를 감지하고, 이를 용강높이 측정값으로 전송하는 감지단계; 및 감지단계에서의 용강높이 측정값에 해당하는 투입높이 설정값을 검출하고, 래들의 내부에 가탄제를 투입하는 가탄제 투입노즐의 현재 높이값 및 기검출한 투입높이 설정값에 근거하여 가탄제 투입노즐이 상승 또는 하강하도록 제어하는 제어단계를 포함한다.
제어단계에서는, 가탄제 투입노즐의 현재 높이값이 용강높이 측정값에 해당하는 가탄제 투입노즐의 투입높이 설정값을 초과하면 가탄제 투입노즐이 하강하도록 제어하고, 가탄제 투입노즐의 현재 높이값이 용강높이 측정값에 해당하는 가탄제 투입노즐의 투입높이 설정값 미만이면 가탄제 투입노즐이 상승하도록 제어한다.
본 발명에 의하면, 가탄제 투입노즐 제어장치 및 방법은 래들 내부의 용강높이에 따라 가탄제 투입노즐의 가탄제 투입높이를 제어함으로써, 가탄제가 래들의 외부로 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 가탄제 투입노즐 제어장치를 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가탄제 투입노즐 제어장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 가탄제 투입노즐(600) 제어장치는 감지부(100), 제어부(200), 저장부(300), 가탄제 투입노즐 구동부(700)를 포함한다.
감지부(100)는 래들(400) 내부의 용강높이를 감지하고, 이를 용강높이 측정값으로 전송한다. 즉, 감지부(100)는 감지한 레들(400)의 바닥면에서 용강(500)의 최상단 위치까지의 높이(예컨대, 도 1의 h)인 용강높이를 용강높이 측정값으로 하여 제어부(200)로 전송한다. 여기서, 감지부(100)는 용강(500)의 높이를 측정하는 와전류 센서(ECLM(Eddy Current Level Meter))가 사용된다.
제어부(200)는 감지부(100)로부터의 용강높이 측정값 및 레들(400)의 내부에 가탄제를 투입하는 가탄제 투입노즐(600)의 현재 높이값에 근거하여 가탄제 투입노즐(600)이 상승 또는 하강하도록 제어한다. 즉, 제어부(200)는 감지부(100)로부터의 용강높이 측정값에 해당하는 투입높이 설정값을 검출한다. 제어부(200)는 기검 출한 투입높이 설정값과 가탄제 투입노즐(600)의 현재 높이값을 비교하여 가탄제 투입노즐(600)의 상승인지 하강인지를 판단하고, 판단결과에 따라 가탄제 투입노즐(600)이 상승 또는 하강하도록 제어하기 위한 제어신호를 발생한다. 여기서, 제어부(200)는 가탄제 투입노즐(600)의 현재 높이값이 용강높이 측정값에 해당하는 가탄제 투입노즐(600)의 투입높이 설정값을 초과하면 가탄제 투입노즐(600)이 하강하도록 제어하고, 가탄제 투입노즐(600)의 현재 높이값이 용강높이 측정값에 해당하는 가탄제 투입노즐(600)의 투입높이 설정값 미만이면 가탄제 투입노즐(600)이 상승하도록 제어한다. 이처럼, 가탄제 투입노즐(600) 제어장치 및 방법은 래들(400) 내부의 용강높이에 따라 가탄제 투입노즐(600)의 가탄제 투입높이를 제어함으로써, 가탄제가 레들(400)의 외부로 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
제어부(200)는 가탄제 저장장치(800)가 가탄제 투입노즐(600)을 통해 레들(400)의 내부로 가탄제를 투입하도록 제어한다. 여기서, 가탄제 저장장치(800)가 가탄제를 가탄제 투입노즐(600)을 통해 레들(400)의 내부로 투입하는 내용은 동종업계에 종사하는 자라면 쉽게 이해할 수 있는 내용이므로 상세한 설명을 생략한다.
저장부(300)는 용강높이에 따른 가탄제 투입노즐(600)의 투입높이 설정값을 저장한다. 즉, 저장부(300)는 래들(400) 내부의 용강높이에 따라 가탄제 투입노즐(600)이 가탄제를 투입하는 높이인 투입높이 설정값을 저장한다.
저장부(300)는 기검출된 투입높이 설정값을 가탄제 투입노즐(600)의 현재 높이값으로 하여 저장한다. 즉, 저장부(300)는 가탄제 투입노즐(600)의 상승 또는 하 강이 완료된 후에 제어부(200)에서 기검출한 투입높이 설정값을 가탄제 투입노즐(600)의 현재 높이값으로 하여 저장한다.
가탄제 투입노즐 구동부(700)는 제어부(200)로부터의 제어신호에 근거하여 가탄제 투입노즐(600)이 상승 또는 하강하도록 한다. 가탄제 투입노즐 구동부(700)는 제어부(200)로부터의 제어신호에 근거하여 모터(미도시)에 전압(또는 전류)을 인가시켜 피니언 기어(640; Pinion Gear)를 회전시키고, 피니언 기어(640)가 회전함에 따라 가탄제 투입노즐(600)의 한 부분에 형성된 렉 기어(620; Rack Gear)가 회전하게 되어 가탄제 투입노즐(600)이 상승 또는 하강하도록 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 롤러테이블 제어방법을 설명하면 아래와 같다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가탄제 투입노즐 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 전기로에서 출강한 용강(500)을 담은 레들(400)이 대차에 실려 이송되어 오면, 감지부(100)는 레들(400)에 담긴 용강(500)의 용강높이를 감지한다(S100). 여기서, 감지부(100)는 감지한 레들(400)의 바닥면에서 용강(500)의 최상단 위치까지의 높이(예컨대, 도 1의 h)인 용강높이를 용강높이 측정값으로 하여 제어부(200)로 전송한다.
다음으로, 제어부(200)는 감지부(100)로부터의 용강높이 측정값에 해당하는 투입높이 설정값과 가탄제 투입노즐(600)의 현재 높이값을 비교하여 가탄제 투입노즐(600)의 상승인지 하강인지를 판단한다(S200). 제어부(200)는 가탄제 투입노즐(600)의 현재 높이값이 용강높이 측정값에 해당하는 가탄제 투입노즐(600)의 투입높이 설정값을 초과하면 가탄제 투입노즐(600)의 하강으로 판단하고, 가탄제 투입노즐(600)의 현재 높이값이 용강높이 측정값에 해당하는 가탄제 투입노즐(600)의 투입높이 설정값 미만이면 가탄제 투입노즐(600)의 하강으로 판단한다. 이처럼, 가탄제 투입노즐(600) 제어장치 및 방법은 래들(400) 내부의 용강높이에 따라 가탄제 투입노즐(600)의 가탄제 투입높이를 제어함으로써, 가탄제가 레들(400)의 외부로 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
가탄제 투입노즐(600)의 상승으로 판단하면(S200; YES), 제어부(200)는 가탄제 투입노즐(600)이 상승하도록 제어하기 위한 제어신호를 발생한다(S300). 가탄제 투입노즐 구동부(700)는 제어부(200)로부터의 제어신호에 따라 가탄제 투입노즐(600)의 한 부분에 형성된 렉 기어(620; Rack Gear)와 연결된 피니언 기어(640; Pinion Gear)를 정회전시켜 가탄제 투입노즐(600)이 상승하도록 한다.
가탄제 투입노즐(600)의 하강으로 판단하면, 제어부(200)는 가탄제 투입노즐(600)이 하강하도록 제어하기 위한 제어신호를 발생한다(S400). 가탄제 투입노즐 구동부(700)는 제어부(200)로부터의 제어신호에 따라 가탄제 투입노즐(600)의 한 부분에 형성된 렉 기어(620; Rack Gear)와 연결된 피니언 기어(640; Pinion Gear)를 역회전시켜 가탄제 투입노즐(600)이 하강하도록 한다.
가탄제 투입노즐(600)이 투입높이 설정값까지의 이동하면, 제어부(200)는 가탄제 저장장치(800)가 레들(400)의 내부로 가탄제를 투입하도록 제어하기 위한 제어신호를 발생한다(S500). 가탄제 저장장치(800)는 제어부(200)로부터의 제어신호에 따라 가탄제 투입노즐(600)을 통해 레들(400)의 내부로 가탄제를 투입한다.
본 실시예에서는 가탄제 투입노즐(600)의 상승구동 및 하강구동을 설명하기 위해서 렉 기어(620) 및 피니언 기어(640)를 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 웜기어 등과 같이 가탄제 투입노즐(600)의 상승구동 및 하강구동이 가능한 장치라면 사용이 가능하다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가탄제 투입노즐 제어장치의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가탄제 투입노즐 제어방법을 설명하기 위한 흐름도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 감지부 200: 제어부
300: 저장부 400: 래들
500: 용강 600: 가탄제 투입노즐
700: 가탄제 투입노즐 구동부 800: 가탄제 저장장치

Claims (5)

  1. 래들 내부의 용강높이를 감지하고, 이를 용강높이 측정값으로 전송하는 감지부;
    상기 용강높이에 따른 가탄제 투입노즐의 투입높이 설정값을 저장하는 저장부; 및
    상기 저장부로부터 상기 감지부로부터의 용강높이 측정값에 해당하는 투입높이 설정값을 검출하고, 상기 래들의 내부에 가탄제를 투입하는 가탄제 투입노즐의 현재 높이값 및 기검출한 상기 투입높이 설정값에 근거하여 상기 가탄제 투입노즐이 상승 또는 하강하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가탄제 투입노즐 제어장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 가탄제 투입노즐의 현재 높이값이 상기 용강높이 측정값에 해당하는 가탄제 투입노즐의 투입높이 설정값을 초과하면 상기 가탄제 투입노즐이 하강하도록 제어하고,
    상기 가탄제 투입노즐의 현재 높이값이 상기 용강높이 측정값에 해당하는 가탄제 투입노즐의 투입높이 설정값 미만이면 상기 가탄제 투입노즐이 상승하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가탄제 투입노즐 제어장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 가탄제 투입노즐의 상승 또는 하강이 완료되면 기검출한 상기 투입높이 설정값을 상기 현재 높이값으로 하여 상기 저장부에 저장하는 것을 특징으로 하는 가탄제 투입노즐 제어장치.
  4. 래들 내부의 용강높이를 감지하고, 이를 용강높이 측정값으로 전송하는 감지단계; 및
    상기 감지단계에서의 상기 용강높이 측정값에 해당하는 투입높이 설정값을 검출하고, 상기 래들의 내부에 가탄제를 투입하는 가탄제 투입노즐의 현재 높이값 및 기검출한 상기 투입높이 설정값에 근거하여 상기 가탄제 투입노즐이 상승 또는 하강하도록 제어하는 제어단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가탄제 투입노즐 제어방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제어단계에서는,
    상기 가탄제 투입노즐의 현재 높이값이 상기 용강높이 측정값에 해당하는 가탄제 투입노즐의 투입높이 설정값을 초과하면 상기 가탄제 투입노즐이 하강하도록 제어하고,
    상기 가탄제 투입노즐의 현재 높이값이 상기 용강높이 측정값에 해당하는 가탄제 투입노즐의 투입높이 설정값 미만이면 상기 가탄제 투입노즐이 상승하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가탄제 투입노즐 제어방법.
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