KR20120010381A - 소결 쿨러 팬 제어 시스템 및 이를 이용한 소결 쿨러 팬 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소결 쿨러 팬 제어 시스템 및 이를 이용한 소결 쿨러 팬 제어 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 본 발명의 소결 쿨러 팬 제어 시스템은 다수의 팬 블레이드, 상기 팬 블레이드의 일측면과 연결되고 상기 팬 블레이드를 회전시키는 구동 장치, 상기 팬 블레이드의 경사 각도를 조절하는 조절 장치, 쿨러 메인 덕트(cooler main duct)의 압력을 측정하는 압력 센서 및 상기 압력 센서에서 수집된 쿨러 메인 덕트의 내부 압력 정보에 따라 상기 조절 장치에 상기 팬 블레이드의 경사 각도 조절을 위한 제어 신호를 전송하는 제어 장치를 포함한다.

Description

소결 쿨러 팬 제어 시스템 및 이를 이용한 소결 쿨러 팬 제어 방법{Sintering cooler fan control system and sintering cooler fan control method using the same}

본 발명은 소결 쿨러 팬 제어 시스템 및 이를 이용한 소결 쿨러 팬 제어 방법에 관한 것으로서, 특히 소결광 생산에 사용되는 소결기의 소결 쿨러 팬 제어를 통해서 소결 쿨러 내부의 압력을 일정 범위로 유지시키는 소결 쿨러 팬 제어 시스템 및 소결 쿨러 팬 제어 방법에 관한 것이다.

도 1은 종래의 쿨러 팬 설비를 이용한 소결광 조업 공정을 개괄적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 소결광 조업 공정은 원료 혼합, 장입, 점화, 소결, 배풍, 냉각, 선별 및 고로 장입 과정을 통해 이루어진다.

원료 혼합 과정에서는 원료, 코크스(Cokes) 공장에서 공급받은 코크스 및 부원료를 각 후퍼(hooper)에 입조 후 컴퓨터에서 계산된 설정값에 따라 CFW(Constant Feeding Weigher: 정량 불출 장치)에서 정량 불출 후 믹서에서 약 6%의 수분첨가 후 서지 후퍼(surge hooper)에 입조된다.

장입 과정에서는 서지 후퍼에 입조된 혼합 원료는 소결기로 장입된다.

점화 및 소결 과정에서는 소결기에 장입된 배합원료는 점화로에서 약 1200?로 표면 착화 후 메인 블로워(main blower)에서 강제흡입에 의해 소성된 후 약 800도 소결광이 소결 쿨러에 장입된다.

배풍 및 냉각 과정에서는 소결 쿨러에 공급된 소결광을 냉각시키기 위해 쿨러 팬 1.2를 이용하여 대기를 강제 흡입해서 쿨러 덕트 하부에 공급함으로써 소결광을 약 110도이하로 냉각시킨다.

선별 및 고로 장입 과정에서는 냉각된 소결광을 파쇄하여 선별한 후 고로로 장입시킨다.

5고로 4소결 체제하에서 병목 설비인 1.2 소결 쿨러 팬의 설비 고장은 소결기 정지에 따른 조업 불안정 및 소결광 생산 감소를 초래한다. 또한, 후공정인 고로 공정의 품질 및 원가경쟁력의 지표인 S/R(Sinter Ratio)비율을 낮추게 되며, 고로 노황 불안정으로 인한 용선의 생산성 저하의 원인이 된다.

특히, 종래의 쿨러 팬 설비에는 우천에 의한 불량 또는 조업 상황 불량 등의 통기성 불량이 발생할 수 있다. 통기성 불량이 발생하게 되면, 쿨러 메인 덕트 내의 압력이 순간적으로 상승하여 스톨 현상(소용돌이)이 발생하여 쿨러 팬 블레이드를 파손시킨다.

스톨 현상 발생에 따른 쿨러 팬 블레이드 파손은 연간 4회 이상 발생한다. 또한, 진동 상승에 따른 임펠러(impeller)측 커플링의 파손도 발생한다. 상기와 같은 문제가 발생하는 경우 40% 감산 조업 또는 공장 정지가 불가피하며 이는 연간 11,880톤의 생산 감소를 가져온다.

또한, 파손된 팬 블레이드에 의해서 전체 팬 블레이드 손상이 발생할 수 있으며, 이에 따른 팬 블레이드 전량 교체로 과다한 정비비(자재비 3억원 및 수선비 1400만원) 및 정비 시간(39.6시간/4회)이 소요된다.

따라서, 1.2 소결 쿨러 팬 1.2의 설비 고장은 소결광 최대 생산체제 구축을 위하여 최우선으로 해결해야 되는 문제점으로 대두 되고 있다.

상기 문제를 해결하기 위한 본 발명의 소결 쿨러 팬 제어 시스템 및 이를 이용한 소결 쿨러 팬 제어 방법은 쿨러 덕트의 압력 상승에 따라 쿨러 동작을 제어하여, 팬 블레이드의 파손을 방지하는 소결 쿨러 제어 시스템 및 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 소결 쿨러 팬 제어 시스템은 다수의 팬 블레이드, 상기 팬 블레이드의 일측면과 연결되고 상기 팬 블레이드를 회전시키는 구동 장치 및 상기 팬 블레이드의 경사 각도를 조절하는 조절 장치를 가지며, 쿨러 메인 덕트로 공기를 공급하는 소결 쿨러 팬, 상기 쿨러 메인 덕트(cooler main duct)의 압력을 측정하는 압력 센서 및 상기 압력 센서에서 수집된 쿨러 메인 덕트의 내부 압력 정보에 따라 상기 조절 장치에 상기 팬 블레이드의 경사 각도 조절을 위한 제어 신호를 전송하는 제어 장치를 포함한다.

상기 팬 블레이드의 경사 각도를 측정하는 위치 센서를 더 포함하고, 상기 제어 장치는 상기 위치 센서에서 상기 팬 블레이드의 경사 각도 정보를 전송받아 상기 조절 장치에 상기 팬 블레이드의 경사 각도 조절을 위한 제어 신호를 전송한다.

상기 구동 장치는 상기 팬 블레이드의 일 측면과 연결되고 회전의 축이 되는 팬 샤프트(fan shaft) 및 상기 팬 샤프트를 회전시키는 모터를 포함한다.

상기 조절 장치는 유압 펌프을 이용하여 상기 팬 블레이드의 경사 각도를 조절한다.

상기 제어부는 상기 쿨러 메인 덕트의 내부 압력이 제1 설정 압력 이상으로 기설정된 시간 이상 지속되면 상기 소결 쿨러 팬의 개도를 줄이기 위해 상기 팬 블레이드의 경사 각도를 변경하는 제어 신호를 전송하여 쿨러 메인 덕트의 내부 압력을 감압시킨다.

상기 제어부는 상기 쿨러 메인 덕트의 내부 압력이 감압되어 제2 설정 압력 이하가 되면 상기 소결 쿨러 팬의 개도를 늘리기 위해 상기 팬 블레이드의 경사 각도를 변경하는 제어 신호를 전송한다.

상기 제어부는 PID(Proportional Integral Differential) 제어 모듈을 이용하여 압력 센서에서 측정한 압력 정보와 상기 제1 설정 압력 또는 제2 설정 압력을 비교하여 상기 제어 신호를 생성한다.

상기 소결 쿨러가 1.2 소결 공정에 사용되는 경우 상기 제1 설정 압력은 42mbar이고, 상기 제2 설정 압력은 36mbar이며, 상기 기설정된 시간은 1분이다.

상기 소결 쿨러 팬으로 흡입이 되는 대기의 온도를 측정하는 입구측 온도계, 상기 소결 쿨러 팬 룸의 대기압을 측정하는 제1 압력계, 상기 소결 쿨러 팬 입구측 공기 압력을 측정을 위한 제2 압력계 및 상기 소결 쿨러 팬 출구측 공기 압력을 측정하기 위한 제3 압력계를 갖는 쿨러 팬 스톨 압력 검출 장치를 더 포함한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 소결 쿨러 팬 제어 방법은 팬 블레이드의 경사 각도를 조절하는 조절 장치를 가지며 쿨러 메인 덕트로 공기를 공급하는 소결 쿨러 팬 및 상기 쿨러 메인 덕트의 내부 압력을 측정하는 압력 센서를 포함하는 소결 쿨러 팬 제어 시스템을 이용한 소결 쿨러 팬 제어 방법에 있어서, 상기 소결 쿨러 팬을 회전시켜 소결광을 냉각하는 소결 쿨러 구동 과정, 상기 압력 센서를 이용하여 쿨러 메인 덕트의 내부 압력을 측정하는 압력 측정 과정, 상기 쿨러 메인 덕트의 내부 압력이 제1 설정 압력 이상으로 기설정된 시간 동안 지속되면 상기 조절 장치를 이용하여 상기 팬 블레이드의 경사 각도롤 조절하여 상기 소결 쿨러 팬의 개도를 줄이기 위해 감압 과정 및 상기 쿨러 메인 덕트의 내부 압력이 제2 설정 압력 이하인 경우 상기 조절 장치를 이용하여 상기 팬 블레이드의 경사 각도를 조절하여 상기 소결 쿨러 팬의 개도를 늘리는 승압 과정를 포함한다.

상기 팬 블레이드의 경사 각도를 측정하는 위치 센서를 이용하여 상기 팬 블레이드의 경사 각도 정보를 전송받아 상기 조절 장치에 상기 팬 블레이드의 경사 각도 변경을 위한 제어 신호를 전송한다.

상기 제1 설정 압력은 42mbar이고, 상기 제2 설정 압력은 36mbar이며, 상기 기설정된 시간은 1분이다.

상기 해결 수단에 의한 본 발명의 소결 쿨러 팬 제어 시스템 및 이를 이용한 소결 쿨러 팬 제어 방법에 따르면, 쿨러 팬 팬 블레이드의 파손을 방지할 수 있어 소결광 생산 증대 및 품질 안정화를 꾀할 수 있다.

또한, 상기 해결 수단에 의한 본 발명의 소결 쿨러 팬 제어 시스템 및 이를 이용한 소결 쿨러 팬 제어 방법에 따르면, 고로빈 소결광 입조 지연에 따른 감풍을 방지할 수 있고, 쿨러 팬 정지 예방으로 공해 물질 배출을 줄일 수 있으며, 쿨러 팬 정지를 방지할 수 있어, 냉각 능력의 안정화를 꾀할 수 있다.

그리고, 상기 해결 수단에 의한 본 발명의 소결 쿨러 팬 제어 시스템 및 이를 이용한 소결 쿨러 팬 제어 방법에 따르면, 적열광 발생을 방지할 수 있어 수송 벨트 조기 열화를 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 쿨러 팬 설비를 이용한 소결광 조업 공정을 개괄적으로 도시한 도면이다.
도 2는 1.2 소결 쿨러에서 스톨 발생 시의 쿨러 덕트 내의 압력 및 쿨러 팬 진동을 도시한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 소결 쿨러 팬 제어 시스템의 구성의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 소결 쿨러 팬 제어 방법의 흐름을 도시한 흐름도이다.
도 5a는 1.2 소결 쿨러에 본 발명의 소결 쿨러 팬 제어 시스템이 적용된 쿨러 팬의 구조를 개략적으로 도시한 구조도이다.
도 5b는 본 발명의 소결 쿨러 팬 제어 시스템의 압력 센서의 배치를 도시한 배치도이다.
도 5c는 본 발명의 소결 쿨러 팬 제어 시스템에 적용되는 쿨러 팬 스톨 압력 검출 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 6는 본 발명의 소결 쿨러 팬 제어 시스템의 제어 장치의 기능 블록을 도시한 기능 블록도이다.
도 7은 본 발명의 소결 쿨러 팬 제어 시스템을 적용한 1.2 소결 공정에서 쿨러 메인 덕트의 내부 압력 및 팬 블레이드의 경사 각도를 도시한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 소결 쿨러 팬 제어 시스템을 적용한 1.2 소결 공정에서 각 쿨러 팬의 모터 및 팬의 진동 크기를 도시한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 소결 쿨러 팬 제어 시스템을 적용한 1.2 소결 공정에서 쿨러 메인 덕트의 내부 압력 및 팬 블레이드의 경사 각도를 2일 동안 관측한 그래프이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명의 설명에 앞서 종래의 소결 쿨러에서 팬을 이루는 팬 블레이드가 파손되는 상황에 대해 간단히 설명한다.

도 2는 1.2 소결 쿨러에서 스톨 발생 시의 쿨러 덕트 내의 압력 및 쿨러 팬 진동을 도시한 그래프이다.

도 2(a)를 참조하면, 스톨 발생 시 쿨러 덕트 내의 압력이 45mbar 이상으로 반복적으로 상승한다.

도 2(b)를 참조하면, 쿨러 덕트 내 압력이 45mbar 이상으로 상승할 때 쿨러 팬 및 모터의 진동도 상승한다.

쿨러의 진동이 상승하면, 쿨러 팬 블레이드, 블레이드 고정을 위한 팬 샤프트 및 커플링 등에 반복적인 손상이 가해져 팬 블레이드가 파손된다.

스톨 현상이란, 2대의 팬 이동시에 가동되는 경우, 입력되는 공기의 압력 불균형에 의해 한쪽 팬의 풍량이 감소하고, 압력이 증가하면서 일종의 서징(surging) 또는 소용돌이가 발생하는 것을 말한다.

따라서, 스톨이 발생하는 경우에는 쿨러 덕트 내의 압력이 상승하므로, 이를 감지하여 압력 상승시 압력 상승을 방지할 수 있게 쿨러의 팬 블레이드의 팬 샤프트에 대한 경사각을 조절하여 스톨을 방지할 수 있다.

도 3은 본 발명의 소결 쿨러 팬 제어 시스템의 구성의 일 예를 도시한 구성도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 소결 쿨러 팬 제어 시스템은 팬 블레이드(100), 구동 장치(200), 압력 센서(300), 조절 장치(400) 및 제어 장치(500)를 포함하여 구성될 수 있고, 위치 센서(600)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

팬 블레이드(100)는 외부의 공기가 쿨러를 통해서 소결기로 유입되도록 하는 공기의 흐름을 발생시키기 위한 팬 날개 역할을 한다. 다수의 팬 블레이드(100)가 구동 장치(200)에 부착될 수 있다.

구동 장치(200)는 상기 팬 블레이드(100)를 회전시킨다. 구동 장치(200)는 팬 블레이드(100)가 부착되며 회전축이 되는 팬 샤프트(210) 및 상기 팬 샤프트(210)를 회전시키는 모터(220)를 포함하여 구성될 수 있다.

압력 센서(300)는 쿨러 메인 덕트의 내부 압력을 측정한다. 압력 센서(300)는 측정한 쿨러 메인 덕트의 내부 압력 정보를 제어 장치(500)로 전송한다.

조절 장치(400)는 팬 블레이드(100)의 경사 각도를 조절한다. 팬 샤프트(210)의 회전축과 팬 블레이드(100) 면이 이루는 경사 각도를 조절하여 팬 블레이드(100)를 열거나 닫는 동작을 수행할 수 있다. 필요에 따라서 조절 장치(400)는 유압 펌프를 이용하여 팬 블레이드(100)의 경사 각도를 조절할 수 있다.

위치 센서(600)는 팬 블레이드(100)의 경사 각도를 측정하고 측정된 경사 각도 정보를 제어 장치(500)로 전송한다. 팬 블레이드(100) 경사 각도를 제어의 정확성을 높이기 위해서 피드백 시스템으로 소결 쿨러 팬 제어 시스템을 구성하기 위한 장치이다.

제어 장치(500)는 압력 센서(300)에서 수집한 쿨러 메인 덕트의 내부 압력 정보에 따라 조절 장치(400)에 팬 블레이드(100)의 경사 각도 조절을 위한 제어 신호를 전송한다. 조절 장치(400)는 제어 장치(500)에서 전송된 제어 신호에 따라서 팬 블레이드(100)의 경사 각도를 조절한다.

또한, 제어 장치(500)는 상기 측정 장치에서 수집된 경사 각도 정보를 참조하여 팬 블레이드(100)의 경사 각도가 목적한 경사 각도에 도달하지 못한 경우 추가적인 제어 신호를 조절 장치(400)로 전송하여 팬 블레이드(100)의 경사 각도를 조절한다.

제어 장치(500)는 PLC(programmable logic controller) 시스템을 이용하여 구현할 수 있고, HMI(human machine interface) 시스템을 더 구비할 수 있다.

또한, 제어 장치(500)는 압력 센서(300)에서 수집한 쿨러 메인 덕트의 내부 압력이 허용치를 넘는 경우 사용자에게 이를 알릴 수 있다.

제어 장치(500)의 소결 쿨러 팬 제어 방법에 대해서는 하기한다.

도 4는 본 발명의 소결 쿨러 팬 제어 방법의 흐름을 도시한 흐름도이다.

본 발명의 소결 쿨러 팬 제어 방법은 팬 블레이드(100)의 경사 각도를 조절하는 조절 장치(400) 및 쿨러 메인 덕트의 내부 압력을 측정하는 압력 센서(300)를 포함하는 소결 쿨러 팬 제어 시스템을 이용하여 수행된다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 소결 쿨러 팬 제어 방법은 소결 쿨러 구동 과정(S10), 압력 측정 과정(S20), 감압 과정(S30) 및 승압 과정(S40)을 포함하여 수행될 수 있다.

소결 쿨러 구동 과정(S10)에서는 소결 쿨러의 팬을 회전시켜 소결기로 외부 공기를 공급하여 소결광은 냉각시킨다.

압력 측정 과정(S20)에서는 상기 소결 쿨러 구동 과정 수행 중 압력 센서(300)를 이용하여 쿨러 메인 덕트의 내부 압력을 측정한다. 이를 통해서 쿨러 메인 덕트 내의 압력이 조절이 필요한지 여부를 결정할 수 있다.

감압 과정(S30)에서는 쿨러 메인 덕트의 내부 압력이 제1 설정 압력 이상으로 기설정된 시간 동안 지속되면, 스톨 발생 우려가 있는 것으로 판단하고 쿨러 메인 덕트 내의 압력을 낮추기 위해서 팬 블레이드(100)의 경사 각도를 조절한다. 바람직하게는 팬 블레이드(100)의 경사 각도를 조절하여 소결 쿨러 팬을 닫아 쿨러 메인 덕트로 유입되는 공기를 줄여서 감압한다.

승압 과정(S40)에서는 쿨러 메인 덕트의 내부 압력이 제2 설정 압력 이하가 된 경우 쿨러의 정상 동작을 위해서 팬 블레이드(100)를 조절함으써 쿨러 메인 덕트의 내부 압력이 상승한다. 바람직하게는 팬 블레이드(100)의 경사 각도를 조절하여 소결 쿨러 팬을 열어 쿨러 메인 덕트로 유입되는 공기를 늘려서 승압시킨다. 쿨러 메인 덕트의 내부 압력이 낮은 상태로 유지되면 정상적인 소결광 조업 공정이 이루어지기 힘들기 때문이다.

도 2를 참조하면, 1.2 소결 쿨러에서는 쿨러 메인 덕트의 내부 압력이 45mbar를 넘으면 진동이 발생하여 팬 블레이드(100)의 파손이 발생하므로, 1.2 소결 쿨러에서는 제1 설정 압력은 마진을 두어 42mbar로 설정할 수 있다. 제1 설정 압력을 너무 낮게 설정하면 잦은 쿨러의 닫힘으로 인해서 소결광의 품질이 떨어질 우려가 있고 팬 샤프트(210) 및 조절 장치(400)에 무리를 줄 수도 있다. 제1 설정 압력은 소결 과정에 사용되는 쿨러에 따라 변경될 수 있다.

도 2를 참조하면, 스톨 발생시 쿨러 메인 덕트의 내부 압력이 45mbar에 도달하는 피크도 있지만 평균적인 쿨러 메인 덕트의 내부 압력보다 높은 압력 상태를 일정시간 유지하는 것도 확인할 수 있다. 따라서, 쿨러 메인 덕트의 내부 압력이 높은 압력 상태를 일정 시간 이상 유지되면 스톨이 발생할 우려가 있는 것으로 판단하고 팬 블레이드(100)의 경사 각도를 조절해야한다. 1.2 소결 쿨러에서는 제1 설정 압력 이상으로 1분간 유지되면 팬 블레이드(100)를 조절할 필요가 있다 판단할 수 있다.

또한, 도 2를 참조하면, 쿨러 메인 덕트의 내부 압력이 36mbar이하로 형성되는 경우는 드문 것을 확인할 수 있다. 따라서, 1.2 소결 쿨러에서는 36mbar이하가 되면 팬 블레이드(100)를 조절하여 쿨러가 정상 동작 모드가 되도록 할 수 있다. 즉, 제2 설정 압력은 36mbar로 설정할 수 있다. 제2 설정 압력도 쿨러에 따라 변경될 수 있다.

상기와 같은 소결 쿨러 팬 제어 장치(500) 및 이를 이용한 소결 쿨러 팬 제어 방법을 이용하면, 쿨러 메인 덕트 내의 압력을 일정 범위 내로 조절할 수 있다. 따라서, 우천 또는 비정상적인 조업 요인에 의해서 쿨러 메인 덕트 내의 압력이 순간적으로 상승하여 팬 블레이드(100)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.

이하에서는 1.2 소결 쿨러에 본 발명의 소결 쿨러 팬 제어 시스템을 적용한 실시예를 설명한다.

도 5a는 1.2 소결 쿨러에 본 발명의 소결 쿨러 팬 제어 시스템이 적용된 쿨러 팬의 구조를 개략적으로 도시한 구조도이다.

도 5a를 참조하면, 본 발명의 소결 쿨러 팬 제어 시스템은 오일 펌프(410)와 개도 조정 장치(420)를 포함하는 조절 장치(400)를 이용하여 쿨러 팬을 열거나 닫을 수 있어 쿨러 메인 덕트의 내부 압력을 조절할 수 있다.

도 5b는 본 발명의 소결 쿨러 팬 제어 시스템의 압력 센서(300)의 배치를 도시한 배치도이다.

도 5b를 참조하면, 본 발명의 압력 센서(300)는 쿨러 메인 덕트의 내부 압력을 측정하기 위해 쿨러 메인 덕트의 내주면 또는 외주면에 압력을 감지할 수 있는 센서를 배치한다.

도 5c는 본 발명의 소결 쿨러 팬 제어 시스템에 적용되는 쿨러 팬 스톨 압력 검출 장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 5c를 참조하면, 본 발명의 쿨러 팬 스톨 압력 검출 장치는 쿨러 팬으로 흡입되는 외기의 온도를 측정하는 온도계, 쿨러 팬 내의 대기압을 측정하는 제1 압력계, 쿨러 팬의 입구측 압력을 측정하는 제2 압력계 및 쿨러 팬 출구측의 압력을 측정하는 제3 압력계를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 도시하지는 않았으나 압력을 검출하는 환선관을 더 포함할 수 있다.

쿨러 팬 스톨 압력 검출 장치는 상기 소결 팬 쿨러의 풍량을 측정하여 제어 장치로 전송한다.

제어 장치는 소결 팬 쿨러의 풍량 정보를 이용하여 스톨 발생 여부를 결정하고 스톨이 발생하면 소결 쿨러 팬의 개도를 줄이기 위해 팬 블레이드의 경사 각도를 변경하는 제어 신호를 전송하여 쿨러 메인 덕트의 내부 압력을 감압시킨다.

도 6는 본 발명의 소결 쿨러 팬 제어 시스템의 제어 장치(500)의 기능 블록을 도시한 기능 블록도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제어 장치(500)는 쿨러 메인 덕트의 내부 압력을 팬 블레이드(100)의 경사 각도를 변경하여 조절하기 위해, 압력 최대값 설정 블록, 압력 설정값 변경 블록, 타이머 블록, 쿨러 팬 블레이드 제어값 블록, 압력 제어 PID 블록 및 팬 블레이드 제어 블록을 포함하여 구성될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 소결 쿨러 팬 제어 시스템을 1.2 소결 공정에 적용한 경우의 효과를 그래프로 설명한다.

도 7은 본 발명의 소결 쿨러 팬 제어 시스템을 적용한 1.2 소결 공정에서 쿨러 메인 덕트의 내부 압력 및 팬 블레이드(100)의 경사 각도를 도시한 그래프이다.

도 7(a) 및 7(b)를 참조하면, 쿨러 메인 덕트의 내부 압력이 42mbar로 상승시 팬 블레이드(100)의 경사 각도를 조절하여 쿨러 메인 덕트의 내부 압력을 감압하는 것을 볼 수 있다.

또한, 도 7(a) 및 7(b)를 참조하면, 쿨러 메인 덕트의 내부 압력이 36mbar로 하락시 팬 블레이드(100)의 경사 각도를 조절하여 쿨러 메인 덕트의 내부 압력을 승압하는 것을 볼 수 있다.

또한, 도 7(b)를 참조하면, 쿨러 메인 덕트의 내부 압력을 감압할 때는 쿨러를 닫고, 쿨러 메인 덕트의 내부 압력을 승압할 때는 쿨러를 여는 것을 확인할 수 있다.

도 8은 본 발명의 소결 쿨러 팬 제어 시스템을 적용한 1.2 소결 공정에서 각 쿨러 팬의 모터(220) 및 팬의 진동 크기를 도시한 그래프이다.

도 8(a) 및 8(b)를 참조하면, 쿨러 메인 덕트의 내부 압력을 42mbar 이하로 관리함으로써, 모터(220) 및 팬의 진동이 일정 크기 이상으로 상승하지는 않는 것을 확인할 수 있다.

도 9는 본 발명의 소결 쿨러 팬 제어 시스템을 적용한 1.2 소결 공정에서 쿨러 메인 덕트의 내부 압력 및 팬 블레이드(100)의 경사 각도를 2일 동안 관측한 그래프이다.

도 9를 참조하면, 장시간의 소결 쿨러 팬을 가동하더라도 쿨러 메인 덕트의 내부 압력이 42mbar를 초과하면 이에 대응하여 팬 블레이드(100)의 경사 각도가 조절되면서 쿨러 메인 덕트의 내부 압력을 감압시키는 것을 확인할 수 있다.

따라서, 본 발명의 소결 쿨러 팬 제어 시스템 및 이를 이용한 소결 쿨러 팬 제어 방법은 장시간의 소결 쿨러 팬 가동에도 불구하고 쿨러 메인 덕트의 내부 압력을 안정 범위로 유지시킨다. 쿨러 메인 덕트의 내부 압력이 안정 범위로 유지됨에 따라 소결 쿨러에 스톨 현상을 방지할 수 있어 팬 블레이드(100)의 손상을 방지할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 당업자에게 있어 명백할 것이다.

Claims (13)

1. 다수의 팬 블레이드, 상기 팬 블레이드의 일측면과 연결되고 상기 팬 블레이드를 회전시키는 구동 장치 및 상기 팬 블레이드의 경사 각도를 조절하는 조절 장치를 가지며, 쿨러 메인 덕트로 공기를 공급하는 소결 쿨러 팬;
   상기 쿨러 메인 덕트(cooler main duct)의 압력을 측정하는 압력 센서; 및
   상기 압력 센서에서 수집된 쿨러 메인 덕트의 내부 압력 정보에 따라 상기 조절 장치에 상기 팬 블레이드의 경사 각도 조절을 위한 제어 신호를 전송하는 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 소결 쿨러 팬 제어 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 팬 블레이드의 경사 각도를 측정하는 위치 센서를 더 포함하고,
   상기 제어 장치는 상기 위치 센서에서 상기 팬 블레이드의 경사 각도 정보를 전송받아 상기 조절 장치에 상기 팬 블레이드의 경사 각도 조절을 위한 제어 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 소결 쿨러 팬 제어 시스템.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 구동 장치는
   상기 팬 블레이드의 일 측면과 연결되고 회전의 축이 되는 팬 샤프트(fan shaft); 및
   상기 팬 샤프트를 회전시키는 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 소결 쿨러 팬 제어 시스템.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 조절 장치는 유압 펌프을 이용하여 상기 팬 블레이드의 경사 각도를 조절하는 것을 특징으로 하는 소결 쿨러 팬 제어 시스템.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 제어 장치는
   상기 쿨러 메인 덕트의 내부 압력이 제1 설정 압력 이상으로 기설정된 시간 이상 지속되면 상기 소결 쿨러 팬의 개도를 줄이기 위해 상기 팬 블레이드의 경사 각도를 변경하는 제어 신호를 전송하여 상기 쿨러 메인 덕트의 내부 압력을 감압시키는 것을 특징으로 하는 소결 쿨러 팬 제어 시스템.
   
6. 제5항에 있어서, 상기 제어 장치는
   상기 쿨러 메인 덕트의 내부 압력이 감압되어 제2 설정 압력 이하가 되면 상기 소결 쿨러 팬의 개도를 늘리기 위해 상기 팬 블레이드의 경사 각도를 변경하는 제어 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 소결 쿨러 팬 제어 시스템.
   
7. 제6항에 있어서, 상기 제어부는
   PID(Proportional Integral Differential) 제어 모듈을 이용하여 압력 센서에서 측정한 압력 정보와 상기 제1 설정 압력 또는 제2 설정 압력을 비교하여 상기 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 소결 쿨러 팬 제어 시스템.
   
8. 제6항에 있어서,
   상기 소결 쿨러가 1.2 소결 공정에 사용되는 경우 상기 제1 설정 압력은 42mbar이고, 상기 제2 설정 압력은 36mbar이며, 상기 기설정된 시간은 1분인 것을 특징으로 하는 소결 쿨러 팬 제어 시스템.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 소결 쿨러 팬으로 흡입이 되는 대기의 온도를 측정하는 입구측 온도계;
   상기 소결 쿨러 팬 룸의 대기압을 측정하는 제1 압력계;
   상기 소결 쿨러 팬 입구측 공기 압력을 측정을 위한 제2 압력계; 및
   상기 소결 쿨러 팬 출구측 공기 압력을 측정하기 위한 제3 압력계를 갖는 쿨러 팬 스톨 압력 검출 장치를 더 포함하며,
   상기 쿨러 팬 스톨 압력 검출 장치는 상기 소결 쿨러 팬의 풍량을 측정하여 상기 제어 장치로 전송하며,
   상기 제어 장치는 상기 소결 팬 쿨러의 풍량 정보를 이용하여 스톨 발생 여부를 결정하고 스톨이 발생하면 상기 소결 쿨러 팬의 개도를 줄이기 위해 상기 팬 블레이드의 경사 각도를 변경하는 제어 신호를 전송하여 쿨러 메인 덕트의 내부 압력을 감압시키는 것을 특징으로 하는 소결 쿨러 팬 제어 시스템.
   
10. 팬 블레이드의 경사 각도를 조절하는 조절 장치를 가지며 쿨러 메인 덕트로 공기를 공급하는 소결 쿨러 팬 및 상기 쿨러 메인 덕트의 내부 압력을 측정하는 압력 센서를 포함하는 소결 쿨러 팬 제어 시스템을 이용한 소결 쿨러 팬 제어 방법에 있어서,
    상기 소결 쿨러 팬을 회전시켜 소결광을 냉각하는 소결 쿨러 구동 과정;
    상기 압력 센서를 이용하여 쿨러 메인 덕트의 내부 압력을 측정하는 압력 측정 과정;
    상기 쿨러 메인 덕트의 내부 압력이 제1 설정 압력 이상으로 기설정된 시간 동안 지속되면 상기 조절 장치를 이용하여 상기 팬 블레이드의 경사 각도롤 조절하여 상기 소결 쿨러 팬의 개도를 줄이는 감압 과정; 및
    상기 쿨러 메인 덕트의 내부 압력이 제2 설정 압력 이하인 경우 상기 조절 장치를 이용하여 상기 팬 블레이드의 경사 각도를 조절하여 상기 소결 쿨러 팬의 개도를 늘리는 승압 과정를 포함하는 것을 특징으로 하는 소결 쿨러 팬 제어 방법.
    
11. 제10항에 있어서, 상기 팬 블레이드의 경사 각도를 측정하는 위치 센서를 이용하여 상기 팬 블레이드의 경사 각도 정보를 전송받아 상기 조절 장치에 상기 팬 블레이드의 경사 각도 변경을 위한 제어 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 소결 쿨러 팬 제어 방법.
    
12. 제10항에 있어서, 상기 제1 설정 압력은 42mbar이고, 상기 제2 설정 압력은 36mbar이며, 상기 기설정된 시간은 1분인 것을 특징으로 하는 소결 쿨러 팬 제어 방법.
    
13. 제10항에 있어서,
    상기 압력 측정 과정은 상기 소결 쿨러 팬의 풍량을 측정하여 스톨 발생 여부를 판정하며,
    상기 감압 과정은 상기 압력 측정 과정에서 스톨 발생한 것으로 판정한 경우에도 상기 조절 장치를 이용하여 상기 팬 블레이드의 경사 각도롤 조절하여 상기 소결 쿨러 팬의 개도를 줄이는 것을 특징으로 하는 소결 쿨러 팬 제어 방법.

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