KR20120072461A - 전로 출강시 합금철 투입 제어방법 및 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전로 합금철 투입 제어방법에 관한 것으로, 전로의 출강개시 경동각도를 산출하는 단계와; 전로의 경동 각도를 측정하는 단계; 및 전로의 경동 각도를 출강개시 경동각도와 비교하여 전로가 출강개시 경동각도만큼 경동된 것으로 판단되면 합금철을 전로의 출강류와 일치되도록 수강대차의 래들에 투입하는 단계;를 포함하여 이루어지는 전로 합금철 투입 제어방법, 및 전로의 경동 각도를 측정하는 경동 각도계와; 전로의 출강개시 경동각도를 산출하고, 상기 경동 각도계에 의해 측정된 전로의 경동 각도를 전로의 출강개시 경동각도와 비교하여 전로가 출강개시 경동각도로 경동된 것으로 판단되면 합금철이 투입되도록 제어하는 신호를 출력하는 컨트롤러와; 상기 컨트롤러로부터 출력되는 신호에 따라 전로의 경동, 및 전로 출강측 슈벨슈트에 의한 합금철의 투입을 제어하는 제어기;를 포함하여 구성되는 전로 합금철 투입 제어장치를 제공한다. 따라서 본 발명에 의하면 전로에서 출강되는 용강의 출강류에 따른 합금철의 투입 시점을 전로의 용선 장입량과 전로 내화물의 소손량에 따라 최적화함으로써 합금철의 용강에 고르게 풀리게 하고, 분진 발생을 최소화하고 슬래그의 판정을 명확히 하여 슬래그의 유출을 방지하여 고품질의 제품을 안정적으로 생산할 수 있다.

Description

전로 출강시 합금철 투입 제어방법 및 제어장치{Apparatus and method for controlling injection of metal iron during tapping of converter}

본 발명은 전로 출강시 합금철의 투입을 자동으로 제어하기 위한 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용강의 출강류에 따른 합금철의 투입 시점을 전로의 용선 장입량과 전로 내화물의 소손량에 따라 최적화함으로써 슬래그의 유출을 방지하고 합금철이 용강에 고르게 풀리도록 함과 동시에 분진의 발생이 최소화되도록 하는 전로 출강시 합금철 투입 제어방법 및 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 용선을 정련하는 제강공정에서 용강의 성질을 개선하고 원하는 성분을 얻기 위하여 전로 출강과정에서 용강에 합금철을 투입한다. 전로에서 취련이 완료된 용강은 전로의 경동에 따라 출강되어 수강대차의 래들로 투입되는데, 이때 전로의 출강 시점에 맞춰 슈벨슈트를 통해 평량된 합금철을 출강류의 투입위치에 투입하고 있다.

이와 같은 합금철의 투입을 위하여 전로 운전자는 전로에서 사전 작업으로 용강 취련 완료후 출강개시에 앞서 수강대차를 밥(BAP; Bubbling, Al-wire feeding, Powder injection)장의 보열 위치에서 전로의 출강측으로 이동시켜 출강 조건을 확보하도록 하고 있으며, 합금철을 투입하기 위한 슈벨슈트 역시 취련사가 현장에 와서 합금철 투입시 출강류에 일치할 수 있는 위치로 옮겨둔 상태에서 취련 완료가 끝나는 동시에 합금철을 투입할 수 있도록 준비하게 된다.

전로 출강 조건이 되면 취련사는 출강개시를 한 후 출강측 감시구에 와서 전로의 경동에 맞추어 육안으로 확인하면서 출강류의 흐름에 맞도록 합금철 투입 완료 시점까지 합금철 투입 시기를 조정하고 있다.

그러나 많은 합금철의 투입을 요하는 강종일 경우에는 용강의 출강류와 슈벨슈트의 투입 위치가 맞지 않거나 출강류와 합금철의 투입 시점이 정확하게 일치되지 않게 되면 다량의 분진이 발생하게 되고, 이에 따라 출강완료 시점까지 슬래그의 판정에 어려움이 발생되어 슬래그의 유출로 인한 품질 이상으로 이어지며 후공정 처리에 어려움을 가져오게 한다. 또한 출강중의 가시분진 발생이 심해져 시야의 확보마저 어려워져 합금철의 풀림 정도를 예측할 수 없게 되고, 이로 인해 합금철이 출강류에 완전하게 풀리지 않은 상태로 후공정으로 가게 되면 BAP장 성분과 후공정 도착 성분의 성분편차가 심해져 후공정 처리에 대한 시간이 지연되고 최종 생산된 제품의 성분 정확도에 대한 신뢰도가 낮아져 고품질의 제품을 안정적으로 생산하지 못하는 문제가 발생된다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 감안하여 이를 해소하고자 안출된 것으로, 그 목적은 전로의 용강량과 내화물 소손량으로부터 전로의 출강개시 경동각도를 산출하고 전로가 출강개시 경동각도로 경동되면 평량된 합금철을 자동으로 투입함으로써 전로 출강시 합금철 투입 과정에서 분진의 발생을 억제하여 시야를 확보하도록 하고 합금철의 풀림이 원활하게 이루어지도록 하여 용강의 품질을 향상시키도록 하는 전로 출강시 합금철 투입 제어방법 및 제어장치를 제공하고자 함에 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 전로 합금철 투입 제어방법은 전로의 출강개시 경동각도를 산출하는 단계와; 전로의 경동 각도를 측정하는 단계; 및 전로의 경동 각도를 출강개시 경동각도와 비교하여 전로가 출강개시 경동각도만큼 경동된 것으로 판단되면 합금철을 전로의 출강류와 일치되도록 수강대차의 래들에 투입하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 전로의 출강개시 경동각도는 전로에 장입된 용강량과 전로의 노체횟수 혹은 전로 내화물의 용손량으로부터 산출되는 것을 특징으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 전로 합금철 투입 제어장치는 전로의 경동 각도를 측정하는 경동 각도계와, 전로의 출강개시 경동각도를 산출하고 상기 경동 각도계에 의해 측정된 전로의 경동 각도를 산출된 출강개시 경동각도와 비교하여 전로가 출강개시 경동각도로 경동된 것으로 판단되면 합금철이 투입되도록 제어하는 신호를 출력하는 컨트롤러와, 상기 컨트롤러로부터 출력되는 신호에 따라 전로의 경동, 및 전로 출강측 슈벨슈트에 의한 합금철의 투입을 제어하는 제어기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 컨트롤러는 전로에 장입된 용강량과 전로의 노체횟수로부터 전로의 출강개시 경동각도를 산출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 전로에서 출강되는 용강의 출강류에 따른 합금철의 투입 시점을 전로의 용선 장입량과 전로 내화물의 소손량에 따라 최적화함으로써 합금철의 용강에 고르게 풀리게 하고, 분진 발생을 최소화하고 슬래그의 판정을 명확히 하여 슬래그의 유출을 방지함으로써 제품 품질을 향상하고, BAP장 성분과 후공정 도착 성분의 성분차를 줄여 후공정 처리에 대한 부담을 줄이며, 일정한 품질의 제품을 안정적으로 생산할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전로 출강시 합금철 투입 제어장치를 나타낸 개략도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전로 출강시 합금철 투입 제어장치를 구성하는 합금철 투입기의 개략도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전로 출강시 합금철 투입 제어방법을 나타낸 순서도,
도 4는 합금철 투입후 전로 및 슈벨슈트 제어 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 본 발명의 기술분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 제공되는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전로 출강시 합금철 투입 제어장치를 나타낸 개략도이다. 도시와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전로 출강시 합금철 투입 제어장치는 경동 각도계(4)와 컨트롤러, 그리고 전로(1) 및 전로 출강측 슈벨슈트(6)를 제어하는 제어기(13)를 포함하여 구성된다. 도 1에서 컨트롤러는 에이치엠아이(14)로 구성되는 것으로 예시적으로 도시되어 있다.

전로(1)에는 경동기어 박스(2)와 경동모터(3)가 설치되어 있어 전로(1)를 경동 구동할 수 있도록 되어 있으며, 전로(1)에 인접된 위치에는 경동 각도계(4)가 설치되어 있어 조작실에서 육안으로 전로(1)의 경동 각도를 확인할 수 있도록 되어 있다.

전로(1)의 출강측에는 다수개의 호퍼들(12a,12b,12c)로 이루진 합금철 호퍼(12)가 구비되어 있고, 합금철 호퍼(12)내에는 합금철이 장입되어 있다. 합금철 게이트(9)는 실린더(10)에 의해 조작되어 평량된 합금철이 조건에 맞게 투입되도록 한다.

합금철 투입호퍼(8)는 평량된 합금철을 담아두어 투입하도록 구비되며, 합금철 투입호퍼(8)에 평량된 합금철을 수강대차(5)의 래들에 투입하도록 슈벨슈트(6)가 하부측에 연통 설치되어 있다. 슈벨슈트 리미트(7)는 슈벨슈트(6)의 위치를 감지하여 슈벨슈트(6)가 적절한 위치에 배치되도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전로 출강시 합금철 투입 제어장치를 구성하는 합금철 투입기의 개략도이다. 도시와 같이, 합금철 투입 호퍼(8)의 하부측에는 투입호퍼피더(16)가 설치되어 있으며, 투입호퍼피더(16)에 의해 투입된 원료가 공급되는 투입호퍼(15)가 투입호퍼피더(16)의 하부측에 설치되어 있다. 투입호퍼(15)의 하부측에는 슈벨슈트(6)가 연통 설치되어 있다.

본 발명을 구성하는 컨트롤러는 전로의 출강개시 경동각도를 산출하고, 전로의 경동 각도를 출강개시 경동각도와 비교하여 전로가 출강개시 경동각도로 경동된 것으로 판단되면 합금철이 투입되도록 제어하는 신호를 출력하는 기능이 부가된 것에 특징이 있다. 컨트롤러인 에이치엠아이(14)는 전로(1)에 장입된 용강량과 전로(1)의 노체횟수로부터 전로의 출강개시 경동각도를 산출할 수 있다. 에이치엠아이(14)는 산출된 전로의 출강개시 경동각도를 전로의 경동 각도와 비교하여 전로(1)가 출강개시 경동각도로 경동된 것으로 판단되면 합금철이 투입되도록 제어하는 신호를 제어기(13)로 출력한다.

제어기(13)는 상기 에이치엠아이(14)로부터 출력된 제어 신호에 따라 전로 출강측 슈벨슈트(6)를 제어하여 평량된 합금철이 슈벨슈트(6)를 통해 용강 출강류로 공급될 수 있도록 한다.

엠이에스(15)는 상기 에이치엠아이(14)의 연산을 위하여 필요한 전로의 노체횟수와 용강량 등의 정보를 입력하기 위한 인터페이스를 구비하며, 전반적인 생산 및 조업 시스템의 관리를 가능하게 하는 기능을 수행하는 것이다.

이하에서는 상기의 구조로 이루어진 합금철 투입 제어장치에 의해 수행되는 본 발명의 일 실시예에 따른 전로 출강시 합금철 투입 제어방법에 대해 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전로 출강시 합금철 투입 제어방법을 나타낸 순서도이다. 도시를 참조하면, 본 발명의 전로 출강시 합금철 투입 제어방법은 전로의 출강개시 경동각도를 산출하는 단계(S10)와, 전로의 경동 각도를 측정하는 단계(S30) 및 전로의 경동 각도를 출강개시 경동각도와 비교하여(S40) 전로가 출강개시 경동각도만큼 경동된 것으로 판단되면 합금철을 전로의 출강류와 일치되도록 수강대차의 래들에 투입하는 단계(S50)를 포함하여 이루어진다.

우선, 전로의 취련에 앞서 운전자는 엠이에스(MES; Manufacture Excution Systems)의 입력부를 이용하여 전로에 장입된 용강량 및 전로의 노체횟수를 입력한다(S11). 그러면, 컨트롤러인 에이치엠아이(HMI; Human Machine Interface)는 전로에 장입된 용강량 및 전로의 노체횟수로부터 전로의 출강개시 경동각도를 산출한다(S12). 전로의 출강개시 경동각도는, 예컨대 전로의 용강량과 노체횟수에 따라 출강개시 경동 각도가 설정된 테이블을 미리 저장부에 입력해둔 상태에서 전로의 용강량과 노체횟수가 입력되면 그로부터 에이치엠아이(14)에 의하여 저장부에 저장된 테이블로부터 해당 값이 자동으로 출력됨으로써 산출되거나, 혹은 적어도 전로 용강량과 전로의 노체횟수를 입력으로 하는 함수를 정의해두고 전로의 용강량과 노체횟수가 입력되면 그에 따라 에이치엠아이(14)에 의하여 함수값이 자동으로 출력됨으로써 산출될 수 있다.

이어서 전로에서 용강의 취련이 개시된 후(S20), 전로에서 용강의 취련이 완료되면, 엠이에스(15)의 입력부를 이용하여 출강개시를 입력하게 되는데(S21), 이에 따라 엠이에스(15)는 에이치엠아이(14)에 출강개시에 따른 출강개시 경동 각도의 산출을 요청함과 동시에 제어기(13)의 제어에 의해 경동모터(3)가 가동되어 전로(1)의 경동이 시작된다(S22). 아울러 슈벨슈트(6)는 전로의 출강류와 일치될 수 있는 투입 위치로 이동 제어된다(S23).

다음으로 전로의 경동 각도를 지속적으로 측정하는 과정을 수행하고(S30), 경동 각도계에서 측정된 전로의 경동 각도가 에이치엠아이(14)로 실시간 전송되면 에이치엠아이(14)에서는 산출된 전로의 출강개시 경동각도를 전로의 경동 각도와 비교하는 과정을 수행한다(S40). 전로의 경동 각도가 출강개시 경동각도(일예로 85°)에 도달된 것으로 판단되면 제어기(13)의 제어신호에 의하여 슈벨슈트(6)를 통해 합금철을 전로의 출강류와 일치되도록 수강대차 래들에 투입한다(S50).

상기한 바와 같은 과정에 의하여 수행되는 본 발명의 전로 합금철 투입 제어방법은 전로에 장입된 용강량과 전로의 노체횟수을 반영하여 전로의 출강개시 경동 각도를 산출하고, 전로의 출강개시 경동 각도에 맞추어 합금철의 투입시점을 제어하는 것에 특징이 있다. 이는 전로의 노체횟수에 비례하여 전로 내화물 용손량이 증가되므로, 전로에서 출강이 개시되는 경동 각도가 변화되는 것을 고려하도록 한 것이다.

도 4는 합금철 투입후 전로 및 슈벨슈트 제어 흐름도이다. 도시와 같이, 합금철의 투입이 완료되면, 전로의 경동 각도를 측정하고(S51), 전로의 경동 각도가 조업전 설정된 출강종료 경동각도에 도달되었는지 판단하여(S52), 전로 경동 각도가 출강종료 경동각도(일 예로, 100°)에 도달된 것으로 판단되면, 전로가 정립 및 배재위치가 되도록 고속으로 정립 경동시키고 배재 위치로 조정된다(S53). 이어서 전로의 경동 각도를 측정하여(S54) 전로의 경동 각도가 설정각도에 도달되었는지 판단하여(S55), 전로의 경동 각도가 설정각도(예컨대 45°)에 도달된 것으로 판단되면 슈벨슈트를 대기 위치로 이동시킨다(S56).

상술한 과정에 의하여 수행되는 본 발명의 합금철 투입 제어방법은 전로의 용강량과 내화물 소손량으로부터 전로의 출강개시 경동각도를 산출하고 전로가 출강개시 경동각도로 경동되면 평량된 합금철을 자동으로 투입함으로써 전로 출강시 합금철 투입 과정에서 분진의 발생을 억제하여 시야를 확보함은 물론 합금철의 풀림이 원활하게 이루어지도록 하여 용강의 품질을 향상시키는데 기여하는 것이다.

1: 전로 2: 경동기어 박스 3: 경동모터
4: 경동 각도계 5: 수강대차 6: 슈벨슈트
7: 슈벨슈트 리미트 8: 합금철 투입호퍼 9: 합금철 게이트
12: 합금철 호퍼 13: 제어기 14: 에이치엠아이
15: 엠이에스

Claims (5)

1. 전로의 출강개시 경동각도를 산출하는 단계와;
   전로의 경동 각도를 측정하는 단계; 및
   전로의 경동 각도를 출강개시 경동각도와 비교하여 전로가 출강개시 경동각도만큼 경동된 것으로 판단되면 합금철을 전로의 출강류와 일치되도록 수강대차의 래들에 투입하는 단계;
   를 포함하여 이루어지는 전로 합금철 투입 제어방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 전로의 출강개시 경동각도는
   전로에 장입된 용강량과 전로의 노체횟수로부터 산출되는 것을 특징으로 하는 전로 합금철 투입 제어방법.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 전로의 출강개시 경동각도는
   전로에 장입된 용강량과 전로 내화물의 용손량으로부터 산출되는 것을 특징으로 하는 전로 합금철 투입 제어방법.
4. 전로의 경동 각도를 측정하는 경동 각도계와;
   전로의 출강개시 경동각도를 산출하고, 상기 경동 각도계에 의해 측정된 전로의 경동 각도를 전로의 출강개시 경동각도와 비교하여 전로가 출강개시 경동각도로 경동된 것으로 판단되면 합금철이 투입되도록 제어하는 신호를 출력하는 컨트롤러와;
   상기 컨트롤러로부터 출력되는 신호에 따라 전로의 경동, 및 전로 출강측 슈벨슈트에 의한 합금철의 투입을 제어하는 제어기;
   를 포함하여 구성되는 전로 합금철 투입 제어장치.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 컨트롤러는,
   전로에 장입된 용강량과 전로의 노체횟수로부터 전로의 출강개시 경동각도를 산출하는 것을 특징으로 하는 전로 합금철 투입 제어장치.
   

Images