KR20120033103A - 탈황제 투입 노즐 제어장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

용선을 교반하는 교반기의 임펠러 교반조건에 따른 볼텍스 형상을 고려하여 탈황제를 투입하도록 탈황제 투입 노즐을 제어하는 탈황제 투입 노즐 제어장치 및 방법이 제시된다. 제시된 탈황제 투입 노즐 제어장치는, 교반기의 교반 상태에서 측정된 탕면 측정값과 탕면 기준값을 근거로 탈황제 투입 여부를 판단하는 판단부; 및 교반기의 미교반 상태에서 측정된 탕면 측정값을 탕면 기준값으로 설정하고, 판단부의 판단결과에 따라 용선의 수직방향운동이 활발한 수직방향운동부에 탈황제를 투입하도록 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

탈황제 투입 노즐 제어장치 및 방법{Apparatus and method for controlling a nozzle used for injecting desulfurizer}
본 발명은 탈황제 투입 노즐 제어장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 용선예비처리과정에서 탈황제 투입 노즐의 탈황제 투입 위치를 제어하여 탈황 효율을 최대화하는 탈황제 투입 노즐 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
전로 제강법에서 저류강을 생산하기 위해서는 용선에 포함된 불순물인 황(S)을 일정 수준 이하까지 제거하는 용선예비처리공정을 거친다.
탈황이 일어나기 위해서는 산소 포텐셜이 낮아야 하기 때문에, 산소 포텐셜이 낮은 용선단계(즉, 산화성 분위기인 전로조업 이전)에서 용선예비처리공정을 거친다.
일반적으로, 용선예비처리공정에서는 분체 취입법, 기계적 교반법 등을 이용하여 용선에 포함된 황을 제거한다.
본 발명은 용선을 교반하는 교반기의 임펠러 교반조건에 따른 볼텍스 형상을 고려하여 탈황제를 투입하도록 탈황제 투입 노즐을 제어하는 탈황제 투입 노즐 제어장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 탈황제 투입 노즐 제어장치는, 교반기의 교반 상태에서 측정된 탕면 측정값과 탕면 기준값을 근거로 탈황제 투입 여부를 판단하는 판단부; 및 교반기의 미교반 상태에서 측정된 탕면 측정값을 탕면 기준값으로 설정하고, 판단부의 판단결과에 따라 용선의 수직방향운동이 활발한 수직방향운동부에 탈황제를 투입하도록 제어하는 제어부를 포함한다.
판단부는, 탕면 측정값이 측정된 위치정보와 동일한 위치정보에 대응되는 탕면 기준값과 탕면 측정값을 비교하여 탈황제 투입 여부를 판단한다.
판단부는, 탕면 측정값과 탕면 기준값과 동일하면 탈황제 투입으로 판단한다.
교반기에서 교반되는 용선의 탕면까지의 거리인 탕면 측정값을 측정하는 탕면 측정부를 더 포함한다.
탕면 측정부는, 탕면 측정값이 측정된 탈황제 투입 노즐의 위치정보를 탕면 측정값과 함께 제어부로 전송한다.
탕면 측정부는 탈황제 투입 노즐에 설치된다.
탕면 측정부는, 하우징; 하우징의 내부에 설치되어 하우징의 내부를 냉각하는 냉각부; 냉각부가 내장된 하우징의 내부에 설치되어 용선의 탕면까지의 거리인 탕면 측정값을 측정하는 거리 측정부; 및 하우징의 용선측 방향면에 설치되어 거리 측정부를 용선의 고온으로부터 보호하는 고온 강화 유리로 구성된다.
제어부로부터의 탕면 기준값을 탈황제 투입 노즐의 위치정보와 연계하여 저장하는 저장부를 포함한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 탈황제 투입 노즐 제어장치는, 제어부에 의해, 교반기의 미교반 상태에서 측정되는 용선의 탕면 측정값을 탕면 기준값으로 설정하는 단계; 판단부에 의해, 교반기의 교반 상태에서 측정되는 용선의 탕면 측정값과 탕면 기준값을 근거로 탈황제 투입 여부를 판단하는 단계; 및 제어에 의해, 판단 단계의 판단결과에 따라 용선의 수직방향운동이 활발한 수직방향운동부에 탈황제를 투입하도록 탈황제 투입 노즐을 제어하는 단계를 포함한다.
판단하는 단계에서는 탕면 측정값이 측정된 위치정보와 동일한 위치정보에 대응되는 탕면 기준값과 탕면 측정값을 비교하여 탈황제 투입 여부를 판단한다.
판단하는 단계에서는 탕면 측정값과 탕면 기준값과 동일하면 탈황제 투입으로 판단한다.
탕면 측정부에 의해, 탈황제 투입 노즐에서 교반기에 투입된 용선의 탕면까지의 거리인 탕면 측정값을 측정하는 단계를 더 포함한다.
측정하는 단계에서는 탕면 측정값이 측정된 탈황제 투입 노즐의 위치정보를 측정한다.
저장부에 의해, 설정하는 단계에서 설정된 탕면 기준값을 탈황제 투입 노즐의 위치정보와 연계하여 저장하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따른 탈황제 투입 노즐 제어장치 및 방법은 용선을 교반하는 교반기의 임펠러 교반조건에 따른 볼텍스 형상을 고려하여 탈황제를 투입하도록 탈황제 투입 노즐을 제어함으로써, 탈황제를 용선의 수직운동부에 투입하여 용선의 탈황 효율을 최대화할 수 있다.
부수적으로, 탈황제 투입 노즐 제어장치 및 방법은 탈황제를 용선의 수직운동부에 투입함으로써, 탈황제가 투입과 동시에 즉시 용선 내로 분산되므로 교반류에 의한 비산을 방지하고, 투입 실수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있습니다.
또한, 탈황제 투입 노즐 제어장치 및 방법은 탈황제를 용선의 수직운동부에 투입함으로써, 투입된 대부분의 탈황제가 용선 내로 분산되어 이동 반응에 포함되어 탈황제 효율을 최대화할 수 있다.
부수적으로, 탈황제 투입 노즐 제어장치 및 방법은 탈황제 효율을 최대화함으로써, 종래에 비해 탈황제 투입량을 줄여 제품의 생산 원가를 절감할 수 있다.
부수적으로, 탈황제 투입 노즐 제어장치 및 방법에 의하면 처리 후 10 ppm 이하의 극저류강을 생산할 수 있는 효과가 있다.
도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 용선예비처리공정을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 탈황제 투입 노즐 제어장치를 설명하기 위한 도면.
도 7 내지 도 10은 도 6의 탕면 측정부를 설명하기 위한 도면.
도 11 및 도 12는 도 6의 판단부를 설명하기 위한 도면.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 탈황제 투입 노즐 제어장치를 설명하기 위한 도면.
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 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 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. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 용선예비처리공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 기계적 교반법을 이용한 용선예비처리공정에 사용되는 교반기(100)는 용선(10)이 투입되어 교반이 이루어지는 교반 하우징(110)과 교반 하우징(110)에 투입된 용선(10)을 회전시켜 볼텍스를 발생시키는 임펠러(120), 용선(10)에 포함된 황을 제거하는 탈황제(20)를 교반 하우징(110)으로 투입하는 탈황제 투입 노즐(140)을 구비하는 랜스(150)로 구성된다.
용선예비처리공정에서는 교반 하우징(110) 내부의 용선(10)에 볼텍스를 발생시키기 위해 임펠러(120)를 회전시키고, 랜스(150)의 탈황제 투입 노즐(140)을 통해 볼텍스의 상부에 탈황제(20)를 투입한다. 이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 임펠러(120)의 회전에 의해 발생하는 용선(10)의 볼텍스는 미교반시 용선(10)의 탕면(A)을 기준으로 볼텍스 높이부(B)와 볼텍스 깊이부(C)로 구분된다.
용선예비처리공정에서 볼텍스에 의한 용선(10) 유동의 운동 방향은 수직방향으로 유동하는 수직방향부과 수평방향으로 유동하는 수평방향부가 있다. 이때, 볼텍스에 의한 수직방향운동부와 수평방향운동부의 위치는 임펠러(120)의 교반조건(즉, 회전속도)과 침적 깊이에 따라 변화하며, 그 기준점은 미교반시 탕면의 위치(A)가 된다. 즉, 미교반시 탕면의 상부(즉, 볼텍스 높이부(B))에서는 수평방향운동이 발생하고, 미교반시 탕면의 하부(볼텍스 깊이부)에서는 수직 방향 운동이 발생한다.
그에 따라, 도 3에 도시된 바와 같이, 용선(10) 상부에서 자유낙하에 의해 투입되는 탈황제(20) 중 일부는 볼텍스의 수직방향운동(도 3의 'D')에 의해 용선(10) 내로 분산되고, 일부는 수평방향운동(도 3의 'E')에 의해 용선(10) 상부에 표류하게 된다.
이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 탈황제 투입 노즐(140)을 통해 교반 하우징(110)으로 투입된 탈황제(20) 중에서 용선(10) 내로 분산된 탈황제(20)는 이동(Transitory) 반응에 의해 용선(10) 내의 황을 제거한다. 즉, 이동 반응에서는 임펠러(120)의 회전에 의해 생성되는 용선(10)의 흐름에 따라 탈황제(20)가 용선(10) 내부에서 이동하여 용선(10)내의 황을 제거하는 반응이다. 이때, 탈황제(20)는 용선(10)의 흐름에 따라 용선(10) 내로 하강 및 부상을 반복하며 용선(10)내의 황을 제거한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 탈황제 투입 노즐(140)을 통해 교반 하우징(110)으로 투입된 탈황제(20) 중에서 용선(10) 상부에 표류한 탈황제(20)는 정지(Permanent) 반응에 의해 용선(10)에 포함된 황을 제거한다. 즉, 정지 반응에서는 용선(10)의 흐름과는 관계없이 탈황제(20)가 용선(10)의 상부(즉, 용선(10)과 공기층이 접하는 부분)에 표류한 상태에서 황을 제거하는 반응이다.
여기서, 이동 반응의 경우 탈황 효율을 향상시키는 반면, 정지 반응은 이동 반응에 비해 낮은 탈황 효율을 갖는다. 즉, 정지 반응의 경우 용선(10)의 상부에 표류하는 탈황제(20) 사이에 응집이 발생하여 용선(10)과 탈황제(20)의 반응 표면적을 감소시켜 이동 반응에 비해 탈황 효율이 저하된다. 이때, 용선(10)과 탈황제(20) 간의 이동 반응과 정지 반응의 총 탈황 반응 기여율은 70 : 30으로 이동 반응이 주된 반응이 된다.
따라서, 본 발명에서는 용선(10)을 교반하는 교반기(100)의 임펠러(120) 교반조건에 따른 볼텍스 형상을 고려하여 탈황제(20)를 투입하도록 탈황제 투입 노즐(140)을 제어하는 탈황제 투입 노즐 제어장치 및 방법을 제공하고자 한다. 즉, 본 발명에서는 탈황제 효율을 향상시키기 위해서 임펠러(120)의 회전속도, 침적 깊이에 따라 볼텍스의 수직 방향 운동부 상부에 탈황제(20)를 투입시키도록 탈황제 투입 노즐(140)을 제어한다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 탈황제 투입 노즐 제어장치를 첨부된 도면을 참조하여 자세하게 설명하면 아래와 같다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 탈황제 투입 노즐 제어장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 7 내지 도 10은 도 6의 탕면 측정부를 설명하기 위한 도면이고, 도 11 및 도 12는 도 6의 판단부를 설명하기 위한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 탈황제 투입 노즐 제어장치(200)는 탕면 측정부(210), 판단부(220), 제어부(230), 노즐 구동부(240), 저장부(250)를 포함하여 구성된다.
탕면 측정부(210)는 탈황제 투입 노즐(140)에 설치되어 용선(10)의 탕면까지의 거리를 측정한다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 탕면 측정부(210)는 탈황제 투입 노즐(140)의 일측부에 용선(10)의 탕면과 평행이되도록 설치되어 탕면까지의 거리(F)를 측정한다. 이를 위해, 도 8에 도시된 바와 같이, 탕면 측정부(210)는 하우징(211)과, 하우징(211)의 내부에 설치되어 하우징(211)의 내부를 냉각하는 냉각부(212)와, 하우징(211)의 내부에 설치되어 용선(10)의 탕면까지의 거리인 탕면 측정값을 측정하는 거리 측정부(213), 및 하우징(211)의 용선(10)측 방향면에 설치되어 거리 측정부(213)를 용선(10)의 고온 또는 탈황 처리시 임펠러 회전에 의한 비산 용선(10)으로부터 보호하는 고온 강화 유리(214)로 구성된다. 여기서, 냉각부(212)는 용선(10)으로부터 발생하는 고온의 복사열로부터 거리 측정부(213)를 보호하기 위한 수냉챔버로 구성되고, 거리 측정부(213)는 용선(10) 온도인 대략 1300 ~ 1450℃ 정도의 고온 용융물에 대한 원거리 측정이 가능한 적외선 거리 측정기가 사용된다. 이때, 탕면 측정값의 정확한 측정을 위해서는 거리 측정부(213; 즉, 적외선 거리 측정기)가 미교반시의 용선(10) 탕면과 평행을 유지하도록 설치한다.
탕면 측정부(210)는 미교반시 용선(10)의 탕면까지의 거리인 탕면 측정값을 측정하여 제어부(230)로 전송한다. 즉, 도 9에 도시된 바와 같이, 임펠러(120)가 정지되어 용선(10)의 교반이 이루어지지 않는 상태에서, 탕면 측정부(210)는 임펠러(120) 방향(즉, 도 9의 G 방향)으로 이동하는 탈황제 투입 노즐(140)에서 용선(10)의 탕면까지의 거리를 측정한다. 이때, 탕면 측정부(210)는 측정된 거리를 탕면 측정값으로 하여 제어부(230)로 전송한다. 탕면 측정부(210)는 탈황제 투입 노즐(140)의 위치정보를 탕면 측정값과 함께 제어부(230)로 전송한다. 이는, 탈황제 투입 노즐(140)의 위치에 따라 탕면까지의 거리에 차이가 발생하기 때문에 노즐의 위치에 따라 다른 탕면 기준값이 설정하기 위한 것이다.
탕면 측정부(210)는 교반기(100)에서 교반되는 용선(10)의 탕면까지의 거리인 탕면 측정값을 측정한다. 즉, 도 10에 도시된 바와 같이, 임펠러(120)가 회전함에 따라 교반기(100)에 투입된 용선(10)에는 볼텍스가 생성된다. 탕면 측정부(210)는 제어부(230)에 의해 탈황제 투입 노즐(140)이 임펠러(120) 방향(즉, 도 10의 G 방향)으로 이동하면, 교반되는 용선(10)의 탕면(즉, 볼텍스 표면)까지의 거리를 측정하고, 측정된 거리를 탕면 측정값으로 하여 제어부(230)로 전송한다. 이때, 탕면 측정부(210)는 탕면 측정값과 탕면 기준값의 정확한 비교를 위해 탕면 측정값과 탈황제 투입 노즐(140)의 위치정보를 함께 제어부(230)로 전송한다.
판단부(220)는 탕면 측정부(210)에서 측정된 탕면 측정값과 탕면 기준값을 근거로 탈황제(20)의 투입 여부를 판단한다. 즉, 판단부(220)는 탕면 측정값이 측정된 탈황제 투입 노즐(140)의 위치에 해당하는 탕면 기준값과 해당 탕면 측정값을 비교하여 탈황제(20) 투입 여부를 판단한다. 이때, 판단부(220)는 탕면 측정값이 탕면 기준값과 동일해지면(즉, 미교반시 용선(10)의 탕면까지의 거리와 교반시 볼텍스 탕면까지의 거리가 동일해지는 시점, 도 11의 H 지점)이면 탈황제(20) 투입으로 판단한다. 여기서, 판단부(220)에서 탈황제(20) 투입으로 판단하는 위치(즉, 탕면 측정값이 탕면 기준값과 동일해지는 위치)는 미교반시 용선(10)의 탕면을 기준으로 볼텍스 높이부(즉, 도 2의 'A')에서 볼텍스 깊이부(즉, 도 2의 'B')로 전환되는 지점으로 볼텍스에 의한 용선(10) 수직방향운동이 활발하여 상부에서 투입된 탈황제(20)는 탕면 도달 즉시 용선(10) 내로 분산되는 위치이다.
이때, 임펠러(120) 회전에 의해 형성된 볼텍스는 임펠러(120) 방향으로 이동할수록 볼텍스 깊이가 증가한다. 그에 따라, 임펠러(120) 상단면은 임펠러(120) 샤프트(130) 근처(즉, 도 11의 I 위치)에서 용선(10) 외부로 노출된다. 탈황제 투입 노즐(140)이 용선(10) 외부로 노출된 임펠러(120)의 상단에 위치하여 탈황제(20)를 투입시키면 임펠러(120)의 강한 회전력에 의해 탈황제(20)가 비산되어 투입 실수율이 저하되고, 투입된 탈황제(20)가 임펠러(120) 샤프트(130)에 부착되어 지금 발생의 원인이 된다. 따라서, 판단부(220)는 탈황제 투입 노즐(140)이 H 위치와 I 위치 사이에 위치하면 탈황제(20) 투입으로 판단하는 것이 바람직하다.
여기서, 탈황제 투입 노즐(140)이 임펠러(120)의 상단에 위치함을 검출하기 위해서는 탕면 측정값(즉, 교반시 탕면까지의 거리)과 탕면 기준값(즉, 미교반시 탕면까지의 거리)을 그래프를 이용한다. 도 12에 도시된 그래프에서 탕면 측정부(210)가 임펠러(120) 상단면을 이동하면 탕면 측정값과 탕면 기준값이 평행한 구간이 나타남을 알 수 있다. 즉, 탕면 측정값과 탕면 기준값의 그래프가 동일한 기울기, 즉 평행한 구간이 용선(10) 외부로 노출된 임펠러(120)의 상단임을 의미한다.
제어부(230)는 탕면 기준값을 설정하기 위해 미교반시 탕면 측정값을 측정하도록 탕면 측정부(210)를 제어한다. 즉, 제어부(230)는 교반기(100)에서 용선(10)의 교반이 이루어지지 않는 미교반 상태에서 노즐 구동부(240)를 제어하여 탈황제 투입 노즐(140)을 임펠러(120) 방향으로 이동시킨다. 이와 함께, 제어부(230)는 탈황제 투입 노즐(140)의 이동에 따른 탕면까지의 거리를 측정하도록 탕면 측정부(210)를 제어한다. 여기서, 교반기(100)는 용선(10) 비산에 의한 탕면 측정부(210)의 손상을 방지하기 위해 탕면 기준값의 측정이 완료되어 탈황제 투입 노즐(140)이 초기위치(대기위치)에 위치하면 임펠러(120)가 회전하여 용선(10)의 교반을 실시한다.
제어부(230)는 탕면 측정부(210)로부터 탕면 측정값 및 탈황제 투입 노즐(140)의 위치정보를 수신하여 탕면 기준값을 설정한다. 즉, 제어부(230)는 탕면 측정부(210)로부터 탕면 측정값을 탕면 설정값으로 설정하고, 함께 수신한 탈황제 투입 노즐(140)의 위치정보와 연계하여 저장부(250)에 저장한다.
제어부(230)는 탕면 측정값을 측정하도록 탕면 측정부(210)를 제어한다. 즉, 제어부(230)는 노즐 구동부(240)를 제어하여 탈황제 투입 노즐(140)을 임펠러(120) 방향으로 이동시킨다. 이와 함께, 제어부(230)는 교반기(100)에서 교반되는 용선(10)의 탕면까지의 거리인 탕면 측정값을 측정하도록 탕면 측정부(210)를 제어한다. 여기서, 용선(10)에 볼텍스가 형성되기까지 대략 1분 정도가 소요되므로, 제어부(230)는 교반 시작 시점으로부터 대략 1분 정도 후에 노즐 구동부(240)를 제어하여 탈황제 투입 노즐(140)을 임펠러(120) 방향으로 이동시킨다. 이때, 교반기(100)는 탈황제(20) 투입간 교반류에 의한 탈황제(20) 비산 및 비산 용선(10)에 의한 탕면 측정부(210)의 손상을 방지하기 위해 탈황을 위한 고속 처리시의 회전속도의 70%로 임펠러(120)를 회전시켜 용선(10)의 교반을 수행한다.
제어부(230)는 판단부(220)의 판단결과에 따라 용선(10)의 수직방향운동부에 탈황제(20)를 투입하도록 제어한다. 즉, 제어부(230)는 판단부(220)에서 탈황제(20) 투입으로 판단하면 노즐 구동부(240)를 제어하여 탈황제 투입 노즐(140)을 정지시킨다. 제어부(230)는 노즐 구동부(240)를 제어하여 탈황제(20)를 교반기(100)로 투입하도록 제어한다.
저장부(250)는 판단부(220)에서 탈황제(20)의 투입위치를 판단하는 기준인 탕면 기준값을 저장한다. 여기서, 저장부(250)는 탈황제 투입 노즐(140)의 위치정보와 연계하여 탕면 기준값을 저장한다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 탈황제 투입 노즐(140) 제어방법을 첨부된 도면을 참조하여 자세하게 설명하면 아래와 같다. 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 탈황제 투입 노즐(140) 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 교반기(100)는 용선(10)의 교반이 이루어지지 않는 미교반 상태이다. 제어기는 미교반시 용선(10)의 탕면까지의 거리를 측정하도록 탕면 측정부(210)를 제어한다(S110). 즉, 제어부(230)는 교반기(100)의 미교반 상태에서 노즐 구동부(240)를 제어하여 탈황제 투입 노즐(140)을 임펠러(120) 방향으로 이동시킨다. 제어부(230)는 탈황제 투입 노즐(140)의 이동에 따른 탕면까지의 거리를 측정하도록 탕면 측정부(210)를 제어한다. 그에 따라, 탕면 측정부(210)는 탈황제 투입 노즐(140)에 설치되어 용선(10)의 탕면까지의 거리를 측정한다. 탕면 측정부(210)는 측정된 거리를 탕면 측정값으로 하여 제어부(230)로 전송한다. 이때, 탕면 측정부(210)는 탈황제 투입 노즐(140)의 위치정보를 탕면 측정값과 함께 제어부(230)로 전송한다.
제어부(230)는 탕면 측정부(210)로부터 수신되는 탕면 측정값을 탕면 기준값으로 설정한다(S120). 이때, 제어부(230)는 탕면 측정부(210)로부터 탕면 측정값을 탕면 설정값으로 설정하고, 함께 수신한 탈황제 투입 노즐(140)의 위치정보와 연계하여 저장부(250)에 저장한다.
교반기(100)는 탕면 기준값의 설정이 완료되면 용선(10) 비산에 의한 탕면 측정부(210)의 손상을 방지하기 위하여 탕면 측정부(210)가 대기위치로 이동한 후에 임펠러(120)를 회전시켜 용선(10)의 교반을 실시한다(S130). 이때, 교반기(100)는 탈황제(20) 투입간 교반류에 의한 탈황제(20) 비산 및 비산 용선(10)에 의한 탕면 측정부(210)의 손상을 방지하기 위해 탈황을 위한 고속 처리시의 회전 속도의 70%로 임펠러(120)를 회전시켜 교반을 실시한다.
제어부(230)는 교반기(100)에서 용선(10)의 교반이 시작되면 탕면 측정값을 측정하도록 탕면 측정부(210)를 제어한다(S140). 즉, 제어부(230)는 노즐 구동부(240)를 제어하여 탈황제 투입 노즐(140)을 임펠러(120) 방향으로 이동시킨다. 이와 함께, 제어부(230)는 교반기(100)에서 교반되는 용선(10)의 탕면까지의 거리인 탕면 측정값을 측정하도록 탕면 측정부(210)를 제어한다. 여기서, 제어부(230)는 용선(10)의 볼텍스가 형성되기까지 대략 1분 정도가 소요되므로 교반 개시 1분 후에 볼텍스 탕면까지의 거리를 측정하기 위해 탈황제 투입 노즐(140)를 이동시킨다.
그에 따라, 탕면 측정부(210)는 교반기(100)에서 교반되는 용선(10)의 탕면까지의 거리인 탕면 측정값을 측정한다. 즉, 제어부(230)에 의해 탈황제 투입 노즐(140)이 임펠러(120) 방향으로 이동하면, 탕면 측정부(210)는 교반되는 용선(10)의 탕면(즉, 볼텍스 표면)까지의 거리를 측정하고, 측정된 거리를 탕면 측정값으로 하여 제어부(230)로 전송한다. 이때, 탕면 측정부(210)는 탕면 측정값과 탈황제 투입 노즐(140)의 위치정보를 함께 제어부(230)로 전송한다.
판단부(220)는 저장부(250)에 저장된 탕면 기준값과 탕면 측정값을 근거로 탈황제(20) 투입 여부를 판단한다(S150). 즉, 판단부(220)는 탕면 측정값과 함께 수신된 탈황제 투입 노즐(140)의 위치정보와 동일한 위치정보와 연계된 탕면 기준값을 저장부(250)로부터 검출한다. 판단부(220)는 탕면 측정값과 검출한 탕면 기준값과 동일하면 탈황제(20) 투입으로 판단한다.
판단부(220)에서 탈황제(20) 투입으로 판단하면(S150; YES), 제어부(230)는 노즐 구동부(240)를 제어하여 탈황제(20)를 교반기(100)로 투입한다(S160). 즉, 제어부(230)는 판단부(220)에서 탈황제(20) 투입으로 판단하면 노즐 구동부(240)를 제어하여 탈황제 투입 노즐(140)을 정지시킨다. 제어부(230)는 노즐 구동부(240)를 제어하여 탈황제(20)를 교반기(100)로 투입하도록 제어한다. 이때, 제어부(230)는 판단부(220)의 판단결과에 따라 용선(10)의 수직방향운동부에 탈황제(20)를 투입하도록 제어한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 탈황제 투입 노즐 제어장치 및 방법은 용선(10)을 교반하는 교반기(100)의 임펠러(120) 교반조건에 따른 볼텍스 형상을 고려하여 탈황제(20)를 투입하도록 탈황제 투입 노즐(140)을 제어함으로써, 탈황제(20)를 용선(10)의 수직운동부에 투입하여 용선(10)의 탈황 효율을 최대화할 수 있다.
부수적으로, 탈황제 투입 노즐 제어장치 및 방법은 탈황제(20)를 용선(10)의 수직운동부에 투입함으로써, 탈황제(20)가 투입과 동시에 즉시 용선(10) 내로 분산되므로 교반류에 의한 비산을 방지하고, 투입 실수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있습니다.
또한, 탈황제 투입 노즐 제어장치 및 방법은 탈황제(20)를 용선(10)의 수직운동부에 투입함으로써, 투입된 대부분의 탈황제(20)가 용선(10) 내로 분산되어 이동 반응에 포함되어 탈황제(20) 효율을 최대화할 수 있다.
부수적으로, 탈황제 투입 노즐 제어장치 및 방법은 탈황제(20) 효율을 최대화함으로써, 종래에 비해 탈황제(20) 투입량을 줄여 제품의 생산 원가를 절감할 수 있다.
부수적으로, 탈황제 투입 노즐(140) 제어장치 및 방법에 의하면 처리 후 10 ppm 이하의 극저류강을 생산할 수 있는 효과가 있다.
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.
10: 용선 20: 탈황제
100: 교반기 110: 교반 하우징
120: 임펠러 130: 샤프트
140: 탈황제 투입 노즐 150: 랜스
200: 탈황제 투입 노즐 제어장치 210: 탕면 측정부
211: 하우징 212: 냉각부
213: 거리 측정부 214: 고온 강화 유리
220: 판단부 230: 제어부
240: 노즐 구동부 250: 저장부

Claims (14)

  1. 교반기의 교반 상태에서 측정된 탕면 측정값과 탕면 기준값을 근거로 탈황제 투입 여부를 판단하는 판단부; 및
    상기 교반기의 미교반 상태에서 측정된 탕면 측정값을 상기 탕면 기준값으로 설정하고, 상기 판단부의 판단결과에 따라 용선의 수직방향운동이 활발한 수직방향운동부에 상기 탈황제를 투입하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈황제 투입 노즐 제어장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 탕면 측정값이 측정된 위치정보와 동일한 위치정보에 대응되는 탕면 기준값과 상기 탕면 측정값을 비교하여 탈황제 투입 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 탈황제 투입 노즐 제어장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 탕면 측정값과 탕면 기준값과 동일하면 탈황제 투입으로 판단하는 것을 특징으로 하는 탈황제 투입 노즐 제어장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    교반기에서 교반되는 용선의 탕면까지의 거리인 탕면 측정값을 측정하는 탕면 측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탈황제 투입 노즐 제어장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 탕면 측정부는,
    상기 탕면 측정값이 측정된 탈황제 투입 노즐의 위치정보를 상기 탕면 측정값과 함께 상기 제어부로 전송하는 것을 특징으로 하는 탈황제 투입 노즐 제어장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 탕면 측정부는 탈황제 투입 노즐에 설치되는 것을 특징으로 하는 탈황제 투입 노즐 제어장치.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 탕면 측정부는,
    하우징;
    상기 하우징의 내부에 설치되어 상기 하우징의 내부를 냉각하는 냉각부;
    냉각부가 내장된 하우징의 내부에 설치되어 용선의 탕면까지의 거리인 탕면 측정값을 측정하는 거리 측정부; 및
    상기 하우징의 용선측 방향면에 설치되어 상기 거리 측정부를 용선의 고온으로부터 보호하는 고온 강화 유리로 구성되는 것을 특징으로 하는 탈황제 투입 노즐 제어장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부로부터의 탕면 기준값을 탈황제 투입 노즐의 위치정보와 연계하여 저장하는 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈황제 투입 노즐 제어장치.
  9. 제어부에 의해, 교반기의 미교반 상태에서 측정되는 용선의 탕면 측정값을 탕면 기준값으로 설정하는 단계;
    판단부에 의해, 상기 교반기의 교반 상태에서 측정되는 용선의 탕면 측정값과 상기 탕면 기준값을 근거로 탈황제 투입 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 제어에 의해, 상기 판단 단계의 판단결과에 따라 용선의 수직방향운동이 활발한 수직방향운동부에 상기 탈황제를 투입하도록 탈황제 투입 노즐을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈황제 투입 노즐 제어방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 판단하는 단계에서는 상기 탕면 측정값이 측정된 위치정보와 동일한 위치정보에 대응되는 탕면 기준값과 상기 탕면 측정값을 비교하여 탈황제 투입 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 탈황제 투입 노즐 제어방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 판단하는 단계에서는 상기 탕면 측정값과 탕면 기준값과 동일하면 탈황제 투입으로 판단하는 것을 특징으로 하는 탈황제 투입 노즐 제어방법.
  12. 청구항 9에 있어서,
    탕면 측정부에 의해, 탈황제 투입 노즐에서 교반기에 투입된 용선의 탕면까지의 거리인 탕면 측정값을 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탈황제 투입 노즐 제어방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 측정하는 단계에서는 상기 탕면 측정값이 측정된 탈황제 투입 노즐의 위치정보를 측정하는 것을 특징으로 하는 탈황제 투입 노즐 제어방법.
  14. 청구항 9에 있어서,
    저장부에 의해, 상기 설정하는 단계에서 설정된 탕면 기준값을 탈황제 투입 노즐의 위치정보와 연계하여 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탈황제 투입 노즐 제어방법.
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