KR20120075284A - Coke core temperature measuring apparatus of coke oven and method of the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for measuring carbonizing temperature of a cokes oven is provided to measure the dry distillation temperature of coals by consecutively measuring the temperature at an intermediate height of coal seams charged in a carbonizing chamber and to control the dry distillation conditions or estimate the dry distillation states. CONSTITUTION: A method for measuring carbonizing temperature of a cokes oven comprises a lead, a guide pipe, a height adjusting part, and a temperature sensor. The lead is installed in a charging port of a carbonizing chamber in a cokes oven. The guide pipe is inserted to an intermediate height of coal seams charged through a charging port. The height adjusting unit can adjust to the insertion depth of the guide pipe. The temperature sensor is inserted in the guide pipe to measure the temperature of the intermediate height of the coal seams.

Description

코크스 오븐의 탄중온도 측정장치 및 그 방법 {COKE CORE TEMPERATURE MEASURING APPARATUS OF COKE OVEN AND METHOD OF THE SAME}Coke oven temperature measuring device and its method {COKE CORE TEMPERATURE MEASURING APPARATUS OF COKE OVEN AND METHOD OF THE SAME}

본 발명은 코크스 오븐에서 석탄의 건류시 변동되는 탄중온도를 측정하여 건류과정을 예측할 수 있도록 한 코스 오븐의 탄중온도 측정장치 및 그 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a coal oven temperature measuring apparatus and method of the coke oven to measure the coal temperature during the drying of coal in the coke oven to predict the drying process.

일반적으로 코크스 오븐은 코얼(coal) 등 상태로 공급되는 원료를 고로가스를 주연료로 하여 석탄(coal)을 건류시켜 코크스를 제조한다.In general, a coke oven manufactures coke by distilling coal from a raw material supplied in a state such as a coal, using blast furnace gas as a main fuel.

코크스 오븐은 제철공장에서 연료 및 환원제로 사용되는 코크스를 건류하여 생산하는 설비로서, 장입차로부터 장입되는 석탄(coal)을 탄화실 내에서 고온으로 건류하여 코크스(cokes)를 생산한다.Coke oven is a facility to dry the coke used as fuel and reducing agent in the steel mill to produce cokes (coal) by charging the coal charged from the charging car at a high temperature in the carbonization chamber.

탄화실에 장입된 석탄은 고체상태로 공급되며 승온에 따라 연화/용융되어 액체상태로 변화된 후, 휘발성분이 기화되어 고화되는 과정을 거치게 된다. 이러한 상의 변화는 탄중온도와 밀접한 관계가 있다.Coal charged in the carbonization chamber is supplied in a solid state, softened / melted to an elevated temperature, changed to a liquid state, and then undergoes a process in which volatiles are vaporized and solidified. This phase change is closely related to the coal temperature.

건류 중 석탄의 연화/용융은 300° 내지 400°에서 500° 내지 600°사이에서 일어나는데, 이때 대부분의 휘발물질이 기화하고 석탄은 부피가 팽창하여 벽압(Wall Pressure)현상을 유발한다.Softening / melting of coal in dry distillation occurs between 300 ° and 400 ° and between 500 ° and 600 °, in which most volatiles vaporize and coal expands in volume, causing wall pressure.

한편, 탄화실에 장입된 석탄은 연소실과 가까운 외곽부터 탄화가 일어나며 중심부로 갈수록 늦게 연소되며, 이에 따라 중심부로 갈수록 온도 분포가 낮게 발생한다. 그리고, 석탄의 온도 분포를 측정하면, 석탄의 현재 상변화상태를 알 수 있으며, 건류가 완료되는 시점 등을 예측할 수 있다.On the other hand, the coal charged in the carbonization chamber is carbonized from the outside close to the combustion chamber and is burned later toward the center, and thus the temperature distribution is lowered toward the center. And, by measuring the temperature distribution of the coal, it is possible to know the current phase change state of the coal, it is possible to predict when the dry distillation is completed.

그러나, 종래에는 코크스 오븐의 탄화실에 장입된 석탄의 온도를 측정하기가 어려웠으며, 더욱이 탄중온도의 측정이 이루어지지 않고 있는 상황이다. 종래에는 코크스 오븐의 탄화실 온도를 측정하기 위해 상승관의 내측에 온도센서를 설치하고 있으나, 이에 따라 탄중온도를 정확하게 측정할 수 없었고, 이에 따라 탄화실에 장입된 석탄의 위치에 따른 온도구배의 예측이 불가능하여 건류 정도 등을 예측하기 어려운 상황이다.
However, in the related art, it is difficult to measure the temperature of the coal charged into the carbonization chamber of the coke oven, and furthermore, the situation is not measured. Conventionally, the temperature sensor is installed inside the riser to measure the carbonization chamber temperature of the coke oven, and thus, it is not possible to accurately measure the carbonization temperature, and accordingly the temperature gradient according to the position of the coal charged in the carbonization chamber. It is difficult to predict the degree of dryness due to the unpredictability.

본 발명의 일 실시예는 탄화실에 장입된 석탄의 중앙부에 온도센서가 위치되도록 하여 석탄의 탄화과정에서 발생하는 온도변화를 측정할 수 있도록 한 코크스 오븐의 탄중온도 측정장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
One embodiment of the present invention is to provide a temperature measuring apparatus and method of the coke oven in which the temperature sensor is located in the center of the coal charged in the carbonization chamber to measure the temperature change generated during the carbonization process of coal For the purpose of

본 발명의 일 측면에 따른 코크스 오븐의 탄중온도 측정장치는 코크스 오븐의 탄화실 장입구에 설치되는 리드; 장입구를 통해 장입된 석탄층의 중간 높이까지 삽입되는 가이드 파이프; 가이드 파이프의 삽입 깊이를 조절하도록 제공된 높이조절부; 및 가이드 파이프의 내부에 설치되어 석탄층의 중간높이의 온도를 측정하는 온도센서;를 포함한다.Apparatus for measuring the bombardment temperature of the coke oven according to an aspect of the present invention is a lead installed in the carbonization chamber charging of the coke oven; A guide pipe inserted through the charging hole to a middle height of the charged coal seam; A height adjuster provided to adjust the insertion depth of the guide pipe; And a temperature sensor installed inside the guide pipe to measure the temperature of the middle height of the coal seam.

가이드 파이프는 석탄층에 삽입되는 단부에 설치되어 끝이 뾰족하게 형성되는 쐐기를 포함할 수 있다.The guide pipe may include a wedge installed at an end inserted into the coal seam and having a sharp end.

높이조절부는 가이드 파이프에 설치되고 리드를 통해 연속적으로 공급되며 연결되는 복수의 연결부재를 포함할 수 있다.The height adjusting part may include a plurality of connecting members installed in the guide pipe and continuously supplied and connected through the lead.

연결부재의 외측에는 나선기어부가 형성되고, 높이조절부는 나선기어부와 치합되는 기어가 구비된 모터를 더 포함할 수 있다.The outer side of the connecting member is formed with a spiral gear portion, the height adjustment portion may further include a motor having a gear meshed with the spiral gear portion.

연결부재는 온도센서와 전기적으로 연결되는 내부회로가 구비될 수 있다.The connection member may be provided with an internal circuit electrically connected to the temperature sensor.

본 발명의 다른 측면에 따른 코크스 오븐의 탄중온도 측정방법은 탄화실에 형성된 복수의 장입구를 통해 석탄을 장입하는 단계; 복수의 장입구에 전술된 코크스 오븐의 탄중온도 측정장치를 각각 설치하고, 각각의 가이드 파이프의 단부가 석탄층의 중간 높이에 위치하도록 가압하여 삽입하는 단계; 가이드 파이프 내부에 설치된 온도센서로부터 석탄층의 건류초기부터 건류완료시까지의 온도분포를 연속적으로 측정하는 단계; 및 석탄층의 측정된 온도분포를 이용하여 석탄층의 건류정도를 판단하여 탄화실의 건류조건을 조절하는 단계;를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a method for measuring a coal temperature of a coke oven includes: charging coal through a plurality of charging holes formed in a carbonization chamber; Installing each of the above-mentioned coke oven temperature measuring apparatuses of the coke oven, and pressing and inserting the end portions of the respective guide pipes so as to be positioned at the intermediate height of the coal bed; Continuously measuring a temperature distribution from the initial dry distillation of the coal bed to the completion of dry distillation from a temperature sensor installed in the guide pipe; And determining the degree of dryness of the coal seam using the measured temperature distribution of the coal seam to adjust the dry condition of the carbonization chamber.

석탄층이 건류정도를 판단하는 단계에서 각각의 장입구에 설치된 온도센서가 모두 동일한 온도로 유지될 경우, 건류가 완료되었다고 판단할 수 있다.
In the step of determining the degree of dry distillation of the coal seam, if all the temperature sensors installed in each charging hole are maintained at the same temperature, it may be determined that dry distillation is completed.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 탄화실에 장입된 석탄층의 중간높이의 온도를 연속적으로 측정할 수 있으며, 이로 인해 석탄의 건류온도를 측정할 수 있고, 이를 데이터화하여 건류조건을 조절하거나, 건류상태를 예측할 수 있다. 따라서, 석탄의 건류온도에 따라 건류의 종료시간 등을 미리 판단할 수 있다. 또한, 건류 온도 또는 시간 등의 조건을 조절하여 최적 품질의 코크스를 생산할 수 있다.
According to one embodiment of the present invention, it is possible to continuously measure the temperature of the middle height of the coal bed charged in the carbonization chamber, and thus it is possible to measure the dry water temperature of the coal, and to control the dry distillation conditions by making data The state can be predicted. Therefore, the end time of dry distillation, etc. can be previously determined according to the dry distillation temperature of coal. In addition, coke of optimum quality may be produced by adjusting conditions such as dry temperature or time.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 댐퍼장치가 적용된 코크스 오븐의 전체 구성을 도시한 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐의 건류공정을 설명하기 위하여 도시한 개념도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐의 탄중온도 측정장치의 간략도.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐의 탄중온도 측정장치의 설치위치에 따른 온도그래프.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐의 탄중온도 측정장치에 측정된 탄중온도의 온도와 시간에 대한 상관관계를 도시한 그래프.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐의 탄중온도 측정장치에 의해 측정된 탄화실의 횡방향 거리에 따른 석탄의 온도분포를 도시한 그래프.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐의 탄중온도 측정장치에 의해 측정된 탄화실의 횡방향 거리에 따른 저수분함유 석탄의 온도분포를 도시한 그래프.
1 is a block diagram showing the overall configuration of a coke oven to which a damper device according to an embodiment of the present invention is applied.
Figure 2 is a conceptual diagram illustrating to explain the drying process of the coke oven according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a simplified view of the coal temperature measuring apparatus of the coke oven according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a temperature graph according to the installation position of the coal temperature measuring apparatus of the coke oven according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a graph showing the correlation between the temperature and time of the coal temperature measured in the coal temperature measuring apparatus of the coke oven according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a graph showing the temperature distribution of coal according to the lateral distance of the carbonization chamber measured by the coal temperature measuring apparatus of the coke oven according to an embodiment of the present invention.
7 is a graph showing the temperature distribution of the low moisture-containing coal according to the lateral distance of the carbonization chamber measured by the coal temperature measuring apparatus of the coke oven according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The shape and the size of the elements in the drawings may be exaggerated for clarity and the same elements are denoted by the same reference numerals in the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 댐퍼장치가 적용된 코크스 오븐의 전체 구성을 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐의 건류공정을 설명하기 위하여 도시한 개념도이다.1 is a block diagram showing the overall configuration of a coke oven to which a damper device according to an embodiment of the present invention is applied, Figure 2 is a conceptual diagram showing to explain the drying process of the coke oven according to an embodiment of the present invention to be.

도 1과 도 2를 참고하면, 코크스 오븐(100)은 다수개의 탄화실(110)을 구비하며, 이 탄화실(110)에 장입된 석탄을 약 1240℃ 이상의 온도로 약 19시간 동안 외부 공기를 차단시키고 건류함으로써 석탄에 함유된 휘발성분이 제거된 코크스를 생산할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, the coke oven 100 includes a plurality of carbonization chambers 110, and the coal charged in the carbonization chambers 110 may be supplied with external air for about 19 hours at a temperature of about 1240 ° C. or more. Blocking and distilling can produce coke free of volatiles in coal.

이러한 코크스 제조공정을 살펴보면, 먼저 코크스 오븐(100)의 탄화실 도어(112)를 인출하고, 압출기(130)의 램(132)에 의해 탄화실(110)로부터 건류가 완료된 코크스를 배출하여 트랜스퍼 카(140)의 코크스 가이드를 통해 소화차(150)에 적재한 후, 소화탑으로 이동시켜 건류된 코크스를 소화시켜 최종적인 제품의 코크스를 생산하게 된다.Looking at such a coke manufacturing process, first withdraw the carbonization chamber door 112 of the coke oven 100, and by the ram 132 of the extruder 130 to discharge the coke after dry carbonization from the carbonization chamber 110, transfer car After loading to the fire truck 150 through the coke guide of 140, it is moved to the digestion tower to digest the dried coke to produce the coke of the final product.

코크스 오븐(100)은 연소실에서 가스를 연소시켜 열을 가하면, 탄화실(110)에 장입된 석탄이 건류되며, 이과정에서 열분해 작용에 의해 코크스 오븐가스(Cokes Oven Gas ; 이하 COG)가 발생한다. 이와 같이 발생된 COG는 코크스 오븐(100)에 구비된 상승관(200)과 이에 연결된 가스 수집관(210)을 통해 화성공장으로 보내질 수 있다.When the coke oven 100 burns gas in a combustion chamber and heats it, coal charged in the carbonization chamber 110 is carbonized, and coke oven gas (COG) is generated by thermal decomposition in this process. . The COG generated as described above may be sent to the Hwaseong plant through the rising pipe 200 provided in the coke oven 100 and the gas collection pipe 210 connected thereto.

본 실시예서 코크스 오븐(100)의 상부에는 석탄을 장입하기 위한 장입구(114)가 구비될 수 있다.In the present embodiment, an upper portion of the coke oven 100 may be provided with a charging hole 114 for charging coal.

이 장입구(114)로는 코크스 오븐(100)의 상부를 따라 이동하는 장입차(120)가 설치될 수 있으며, 이 장입차(120)를 이용하여 장입구(114)를 통해 탄화실(110)에 석탄을 장입할 수 있다.The charging port 114 may be provided with a charging vehicle 120 that moves along the upper portion of the coke oven 100, and the carbonization chamber 110 through the charging opening 114 using the charging vehicle 120. Coal can be charged.

장입구(114)에는 덮개가 설치될 수 있으며, 이 덮개를 열고 석탄을 장입하며, 석탄의 건류과정에서는 덮개를 덮어 장입구(114)를 밀폐하고 있다.The charging hole 114 may be provided with a cover, and the cover is opened and the coal is charged. In the drying process of coal, the cover is closed to cover the charging hole 114.

한편, 이러한 장입구(114)에는 코크스 오븐(100)의 탄중온도를 측정하기 위한 탄중온도 측정장치(220)가 설치될 수 있다.On the other hand, the charging hole 114 may be installed in the coal temperature measuring apparatus 220 for measuring the coal temperature of the coke oven (100).

일례로, 탄화실(110)의 장입구(114)는 약 4개로 제공될 수 있고, 본 실시예에서 탄중온도 측정장치(220)는 적어도 하나의 장입구(114)에 설치될 수 있으며, 모든 장입구(114)에 설치되어 코크스 오븐(100)의 탄중온도를 측정하는 것도 가능하다.For example, four charging holes 114 of the carbonization chamber 110 may be provided as about four, and in the present embodiment, the coal temperature measuring apparatus 220 may be installed in at least one charging hole 114. It is also possible to measure the bombardment temperature of the coke oven 100 is installed in the charging hole 114.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐의 탄중온도 측정장치의 간략도이다.Figure 3 is a simplified diagram of the coal temperature measuring apparatus of the coke oven according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참고하면, 본 실시예의 코크스 오븐(100)의 탄중온도 측정장치(220)는 장입구(114)에 설치되는 리드(222)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the coal temperature measuring apparatus 220 of the coke oven 100 of the present exemplary embodiment may include a lead 222 installed at the charging hole 114.

리드(222)는 장입구(114)의 덮개를 개방한 상태에서 석탄이 장입된 후, 장입구(114)에 설치될 수 있으며, 리드(222)가 삽입된 상태에서 덮개를 밀폐한 후 석탄을 건류할 수 있다.The lid 222 may be installed in the charging port 114 after the coal is charged in the state in which the lid of the charging inlet 114 is opened, and the coal is sealed after the lid is sealed in the state in which the lid 222 is inserted. Can be carbonized.

이러한 리드(222)에는 장입된 석탄층으로 삽입되는 가이드 파이프(224)가 설치될 수 있다.The lead 222 may be provided with a guide pipe 224 inserted into the charged coal seam.

가이드 파이프(224)는 높이조절부에 의해 탄화실에 삽입된 깊이를 조절할 수 있다.The guide pipe 224 may adjust the depth inserted into the carbonization chamber by the height adjusting unit.

이를 위해 높이조절부는 가이드 파이프(224)에 연속적으로 결합되는 복수의 연결부재를 포함할 수 있다.To this end, the height adjustment part may include a plurality of connecting members continuously coupled to the guide pipe 224.

이 연결부재는 리드(222)를 통해 연속적으로 공급되며 연결되도록 제공될 수 있다.The connecting member may be provided to be continuously supplied and connected through the lid 222.

연결부재는 가이드 파이프(224)와 동일한 구조로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 외측에 나선기어부가 형성될 수 있다.The connecting member may have the same structure as that of the guide pipe 224, and preferably, a spiral gear portion may be formed on the outer side.

또한, 높이조절부는 연결부재의 나선기어부와 치합되는 기어가 구비된 모터를 더 포함할 수 있다.The height adjusting part may further include a motor having a gear meshed with the spiral gear part of the connecting member.

이 모터는 제어부와 연결될 수 있으며, 미리 설정된 탄화실(110)의 높이 및 탄화실(110)에 장입되는 석탄층의 높이에 따라 연결부재를 하강시켜 가이드 파이프(224)의 삽입위치를 조절할 수 있다.The motor may be connected to the control unit, and the insertion position of the guide pipe 224 may be adjusted by lowering the connection member according to the height of the preset carbonization chamber 110 and the height of the coal bed charged in the carbonization chamber 110.

이와 같이, 본 실시예의 가이드 파이프(224)는 연결부재의 연결 등에 의해 석탄층의 중간 높이에 일단이 위치될 수 있다.In this way, one end of the guide pipe 224 of the present embodiment may be located at the intermediate height of the coal bed by the connection of the connection member.

본 실시에에서 가이드 파이프(224)는 연결부재에 의해 길이 조절이 가능한 것으로 설명하고 있으나, 가이드 파이프(224)의 설치위치를 조절하기 위한 구조는 한정되지 않으며 다양하게 변형될 수 있다.Although the guide pipe 224 has been described as being adjustable in length by the connecting member in the present embodiment, the structure for adjusting the installation position of the guide pipe 224 is not limited and may be variously modified.

이례로, 가이드 파이프(224)는 석탄층의 중간 높이에 일단이 위치할 수 있는 길이로 제공될 수 있으며, 복수의 중첩되어 접혀지는 다수의 가이드 파이프로 이루어지고, 가이드 파이프의 내측에 중첩되어 접혀진 가이드 파이프드들을 접거나 펼치기 위한 지지구조가 구비되는 것도 가능하다.As an example, the guide pipe 224 may be provided in a length at which one end can be positioned at the middle height of the coal seam, and consists of a plurality of overlapping guide pipes, and a guide folded and folded inside the guide pipe. It is also possible to be provided with a support structure for folding or unfolding the pipeds.

본 실시예에서, 가이드 파이프(224)의 단부에는 쐐기(226)가 설치될 수 있다. 이 쐐기(226)는 끝이 뾰족하게 모아지는 형상으로 형성될 수 있으며, 이에 따라 가이드 파이프(224)의 삽입시 쐐기(226)에 의해 석탄층을 쉽게 뚫고 진입될 수 있다.In this embodiment, the wedge 226 may be installed at the end of the guide pipe 224. The wedge 226 may be formed in a shape in which the ends are pointed, and thus may be easily penetrated through the coal layer by the wedge 226 when the guide pipe 224 is inserted.

한편, 가이드 파이프(224)에는 건류시 석탄층의 온도변화를 측정하기 위한 온도센서(228)가 설치될 수 있다.On the other hand, the guide pipe 224 may be provided with a temperature sensor 228 for measuring the temperature change of the coal seam when dry.

온도센서(228)는 열전대(thermocouple)로 제공될 수 있으며, 일례로 고온에서 사용할 수 있는 K-type의 열전대가 제공될 수 있다.The temperature sensor 228 may be provided as a thermocouple. For example, a K-type thermocouple that may be used at a high temperature may be provided.

이러한 온도센서(228)는 (도시되지 않은) 제어부와 연결될 수 있으며, 제어부는 온도센서(228)인 열전대에서 측정되는 온도에 따른 전류차이에 의해 탄중온도를 측정할 수 있다.The temperature sensor 228 may be connected to a control unit (not shown), and the control unit may measure the bombardment temperature by the current difference according to the temperature measured by the thermocouple which is the temperature sensor 228.

이를 위해, 온도센서(228)는 열전대와 연결된 전선을 통해 제어부와 연결될 수 있으며, 바람직하게는 연결부재의 내부에 온도센서(228)와 연결되는 내부회로가 구비되고, 이 내부회로를 통해 제어부와 연결될 수 있다.To this end, the temperature sensor 228 may be connected to the control unit through a wire connected to the thermocouple, preferably an internal circuit connected to the temperature sensor 228 is provided inside the connection member, and through the internal circuit Can be connected.

일례로 탄화실(110)의 높이가 약 7.6m인 경우, 상부층의 두께는 약 1.5m로 형성될 수 있다. 이러한 탄화실(110)에는 약 7m정도로 석탄층이 장입될 수 있다.For example, when the carbonization chamber 110 has a height of about 7.6 m, the thickness of the upper layer may be about 1.5 m. In the carbonization chamber 110, a coal layer may be charged to about 7 m.

따라서, 리드(222) 및 가이드 파이프(224)의 길이를 5.5미터로 하면, 가이드 파이프(224) 일단의 높이가 약 3.6m 지점에 위치하게 되며, 석탄층의 건류시 부피 감소되는 부피 등을 감안하면 가이드 파이프(224)가 석탄층의 중간 높이에 위치하게 될 수 있다.Therefore, when the length of the lead 222 and the guide pipe 224 is 5.5 meters, the height of one end of the guide pipe 224 is located at a point of about 3.6 m, in consideration of the volume and the like volume reduced during the drying of the coal seam Guide pipe 224 may be located at the middle height of the coal seam.

한편, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐의 탄중온도 측정장치에 의해 측정된 온도 그래프이다.On the other hand, Figure 4 is a temperature graph measured by the coal temperature measuring apparatus of the coke oven according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참고하여, 탄화실의 석탄 건류과정을 살펴보면 다음과 같다.Referring to Figure 4, look at the coal distillation process of the carbonization chamber as follows.

탄화실(110)에 장입된 석탄은 승온에 따라 고체(coal)에 연화/용융되어 액체상태로 변화된 후, 휘발성분이 기화되어 고화되는 과정을 거치게 된다. 이러한 상의 변화는 탄중온도와 밀접한 관계가 있다.Coal charged in the carbonization chamber 110 is softened / melted in a solid (coal) according to the elevated temperature is changed to a liquid state, and then undergoes a process of volatile matter is vaporized and solidified. This phase change is closely related to the coal temperature.

이때, 석탄의 연화/용융은 300° 내지 400°에서 500° 내지 600°사이에서 일어나는데, 이때 대부분의 휘발물질이 기화하고 석탄은 부피가 팽창하여 벽압(Wall Pressure)현상을 유발한다.At this time, the softening / melting of coal occurs between 300 ° to 400 ° to 500 ° to 600 °, where most volatiles vaporize and coal expands in volume to cause wall pressure phenomenon.

한편, 본 실시예에서 탄중온도 측정장치(220)에 의해 측정되는 온도를 알 수 있으며, 이러한 온도그래프를 보면 탄중온도를 측정하는 위치에 따라 온도구배의 차이가 크게 발생함을 알 수 있다.On the other hand, in the present embodiment it can be seen the temperature measured by the bombardment temperature measuring device 220, looking at such a temperature graph it can be seen that the difference in the temperature gradient is large depending on the position to measure the bombardment temperature.

즉, 도 4에서 x축은 탄화실(220)의 벽면으로부터 이격된 거리로서, 탄화실의 벽면과 근접하는 위치에서는 온도구배가 크게 발생할 수 있으며, 중앙부분에서 나타나는 평균적인 온도구배와 큰 차이가 발생함을 알 수 있다.That is, in FIG. 4, the x-axis is a distance spaced from the wall surface of the carbonization chamber 220, and a temperature gradient may occur at a position close to the wall surface of the carbonization chamber. It can be seen.

따라서, 석탄의 건류과정에서 발생하는 탄중온도의 평균적인 온도변화를 측정하기 위해서는 온도센서가 석탄층의 중간위치에 위치되어야 한다.Therefore, in order to measure the average temperature change of the coal temperature generated during the coal distillation process, the temperature sensor should be located in the middle of the coal seam.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐의 탄중온도 측정장치에 측정된 탄중온도의 온도와 시간에 대한 상관관계를 도시한 그래프이다.FIG. 5 is a graph illustrating a correlation between a temperature and a time of a coal temperature measured in a coal temperature measuring apparatus of a coke oven according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참고하면, 탄중심의 온도가 400°에 도달하는 시간을 알 수 있다.Referring to Figure 5, it can be seen that the time when the temperature of the coal center reaches 400 °.

일례로, 탄중온도 측정장치(220)의 온도센서(228)가 탄화실(110)에 장입된 석탄층의 높이가 약 8m이고, 탄화실(110)의 벽면으로부터 중심지점인 230mm위치에 설치된 경우 온도를 측정하면, 탄중심부의 온도가 400°가 되기 위해서는 약 14시간이 소요됨을 알 수 있으며, 시간당 진행거리는 16.3mm 임을 알 수 있다.For example, when the temperature sensor 228 of the coal temperature measuring apparatus 220 has a height of about 8 m of the coal layer charged in the carbonization chamber 110 and is installed at a center point 230 mm from the wall surface of the carbonization chamber 110, the temperature is increased. When measured, it can be seen that it takes about 14 hours for the temperature of the coal center to be 400 °, and the progression distance per hour is 16.3 mm.

탄중심부의 온도가 일정온도에 도달하기 까지 소요되는 시간을 정리하면, 표 1과 같다. 여기서, 표 1은 탄화실(110)의 벽면에서 중심지점까지의 길이가 230mm인 탄화실(110)의 TR온도에 따른 시간이다. 또한, 온도센서(228)가 일정온도에 도달하는 시간을 TR온도로 표시할 수 있다. 즉, 온도센서가 200℃에 도달하는 시간은 TR200으로 표시할 수 있고, 온도센서가 400℃에 도달하는 시간은 TR400으로 표시할 수 있다.
To summarize the time it takes for the temperature of the coal center to reach a certain temperature, it is shown in Table 1. Here, Table 1 shows the time according to the TR temperature of the carbonization chamber 110 whose length from the wall surface of the carbonization chamber 110 to the center point is 230 mm. In addition, the temperature at which the temperature sensor 228 reaches a predetermined temperature may be displayed as TR temperature. That is, the time at which the temperature sensor reaches 200 ° C. may be indicated by TR200, and the time when the temperature sensor reaches 400 ° C. may be indicated by TR400.

Figure pat00001
Figure pat00001

한편, 연화층에서의 수분함량과도 관계가 있으며, 이러한 관계는 표 2와 같다. 더불어, 승온속도가 증가하면 석탄의 연화용융성(plasticity)와 팽창성(Swelling)이 증가하며, 이는 마모강도를 의미하는 Micum 강도를 증가시킬 수 있다.On the other hand, there is also a relationship with the water content in the softening layer, this relationship is shown in Table 2. In addition, increasing the heating rate increases the plasticity and swelling of coal, which can increase the strength of the micum, which means wear strength.

Figure pat00002
Figure pat00002

한편, 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐의 탄중온도 측정장치에 의해 측정된 탄화실의 횡방향 거리에 따른 석탄의 온도분포를 도시한 그래프이다.On the other hand, Figure 6 is a graph showing the temperature distribution of coal according to the lateral distance of the carbonization chamber measured by the coal temperature measuring apparatus of the coke oven according to an embodiment of the present invention.

본 실시예의 코크스 오븐(100)의 탄중온도 측정장치(220)를 이용하여 탄화실(110)의 횡방향 거리를 변화시키며 온도를 측정하면, 도 6와 같은 온도분포 그래프를 얻을 수 있다.When the temperature is measured while varying the lateral distance of the carbonization chamber 110 using the coal temperature measuring apparatus 220 of the coke oven 100 of the present embodiment, a temperature distribution graph as shown in FIG. 6 can be obtained.

도 6를 참고하면, 탄화실(110)의 중앙으로 갈수록 승온속도가 느림을 알 수 있다. 한편, 도 6에서 급격한 온도변화는 석탄에 포함된 이물질 등에 의해 발생할 수 있다.Referring to FIG. 6, it can be seen that the temperature increase rate is slower toward the center of the carbonization chamber 110. On the other hand, the sudden temperature change in FIG. 6 may occur due to foreign matter contained in coal.

한편, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐의 탄중온도 측정장치에 의해 측정된 탄화실의 횡방향 거리에 따른 저수분함유 석탄의 온도분포를 도시한 그래프이다. 도 7은, 석탄의 목표수분 5.5%로 조업시의 온도분포로서, 수분이 높은 석탄 대비 승온속도가 전반적으로 느리게 나타남을 알 수 있다.On the other hand, Figure 7 is a graph showing the temperature distribution of the low moisture-containing coal according to the transverse distance of the carbonization chamber measured by the coal temperature measuring apparatus of the coke oven according to an embodiment of the present invention. 7 is a temperature distribution during the operation at 5.5% of the target moisture of coal, it can be seen that the temperature increase rate compared to the coal with a high moisture is generally slow.

이와 같이 본 실시예의 코크스 오븐의 탄중온도 측정장치(220)를 이용하여 탄화실의 횡방향 온도분포를 얻을 수 있다.Thus, the lateral temperature distribution of a carbonization chamber can be obtained using the coaling-temperature temperature measuring apparatus 220 of the coke oven of a present Example.

일례로, 탄중심 온도가 400℃에 도달하는 속도는 16.3mm/H정도이며, 연화용융층에서의 승온속도는 2.6~3.4℃/min임을 알 수 있다. 또한, 수분감소로 연화용융층에서의 승온속도가 하락함을 알 수 있다.For example, the speed at which the coal center temperature reaches 400 ° C. is about 16.3 mm / H, and the temperature increase rate in the softened molten layer is 2.6˜3.4 ° C./min. In addition, it can be seen that the temperature increase rate in the soft melted layer decreases due to moisture decrease.

한편, 코크스 오븐(100)에서 건류가 완료 시점에서 탄화실(110)의 각 장입구(114)에 설치된 탄중온도 측정장치(220)는 모두 동일한 온도로 측정될 수 있다.On the other hand, in the coke oven 100 when the dry distillation is complete, the carbon temperature measuring apparatus 220 installed in each charging hole 114 of the carbonization chamber 110 may be measured at the same temperature.

이와 같이, 본 실시예에 따른 코크스 오븐(100)의 탄중온도 측정장치(220)를 이용하면 석탄의 건류완료 시점을 적절하게 선정할 수 있다.As such, when the coal temperature measuring apparatus 220 of the coke oven 100 according to the present embodiment is used, it is possible to appropriately select the time point at which the coal is dried.

즉, 각각의 장입구(114)에 설치된 온도센서(228)가 모두 동일한 온도로 유지될 경우, 석탄의 건류가 완료되어 코크스가 생산되었음을 판단할 수 있으며, 이를 통해 건류에 소요되는 에너지를 절감할 수 있고, 과건류에 따른 코크스의 균열 증가로 인한 품질하락 등을 방지할 수 있다.
That is, when the temperature sensors 228 installed at each charging port 114 are all maintained at the same temperature, it is possible to determine that coking has been produced by the drying of coal is completed, thereby reducing the energy required for drying. It can be prevented, such as quality degradation due to increased cracking of coke due to overdrying.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
The present invention is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, and it is possible to substitute, modify, and change various forms within the scope of the technical spirit of the present invention described in the claims. It will be self-evident to those who have knowledge.

100 : 코크스 오븐 110 : 탄화실
112 : 도어 114 : 장입구
120 : 장입차 130 : 압출기
132 : 램 140 : 트랜스퍼 카
150 : 소화차 200 : 상승관
210 : 가스 수집관 220 : 탄중온도 측정장치
222 : 리드 224 : 가이드 파이프
226 : 쐐기 228 : 온도센서
100: coke oven 110: carbonization chamber
112: door 114: charging opening
120: charging car 130: extruder
132: ram 140: transfer car
150: fire truck 200: riser
210: gas collection pipe 220: coal temperature measuring device
222: lead 224: guide pipe
226: wedge 228: temperature sensor

Claims (7)

코크스 오븐의 탄화실 장입구에 설치되는 리드;
상기 장입구를 통해 장입된 석탄층의 중간 높이까지 삽입되는 가이드 파이프;
상기 가이드 파이프의 삽입 깊이를 조절하도록 제공된 높이조절부; 및
상기 가이드 파이프의 내부에 설치되어 상기 석탄층의 중간높이의 온도를 측정하는 온도센서;
를 포함하는 코크스 오븐의 탄중온도 측정장치.
A lead installed in the carbonization chamber charging of the coke oven;
A guide pipe inserted into the middle height of the coal seam charged through the charging hole;
A height adjusting part provided to adjust the insertion depth of the guide pipe; And
A temperature sensor installed inside the guide pipe and measuring a temperature of a middle height of the coal bed;
Coal oven temperature measuring apparatus comprising a.
청구항 1에 있어서,
상기 가이드 파이프는 상기 석탄층에 삽입되는 단부에 설치되어 끝이 뾰족하게 형성되는 쐐기를 포함하는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐의 탄중온도 측정장치.
The method according to claim 1,
The guide pipe is installed at the end is inserted into the coal layer is a coal temperature measuring apparatus of the coke oven, characterized in that it comprises a wedge is formed with a sharp point.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 높이조절부는 상기 가이드 파이프에 설치되고 상기 리드를 통해 연속적으로 공급되며 연결되는 복수의 연결부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐의 탄중온도 측정장치.
The method according to claim 1 or 2,
The height adjustment unit is installed in the guide pipe, the coalescing temperature measuring apparatus of the coke oven, characterized in that it comprises a plurality of connecting members which are continuously supplied and connected through the lead.
청구항 3에 있어서,
상기 연결부재의 외측에는 나선기어부가 형성되고,
상기 높이조절부는 상기 나선기어부와 치합되는 기어가 구비된 모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐의 탄중온도 측정장치.
The method according to claim 3,
On the outside of the connecting member is formed a spiral gear,
The height adjusting unit further comprises a motor having a gear meshed with the spiral gear portion, the coke oven temperature measuring apparatus of the coke oven.
청구항 3에 있어서,
상기 연결부재는 상기 온도센서와 전기적으로 연결되는 내부회로가 구비된 것을 특징으로 하는 코크스 오븐의 탄중온도 측정장치.
The method according to claim 3,
The connecting member is a coal temperature measuring apparatus of the coke oven, characterized in that the internal circuit is electrically connected to the temperature sensor.
탄화실에 형성된 복수의 장입구를 통해 석탄을 장입하는 단계;
상기 복수의 장입구에 청구항 1 또는 청구항 2에 따른 코크스 오븐의 탄중온도 측정장치를 각각 설치하고, 각각의 가이드 파이프의 단부가 상기 석탄층의 중간 높이에 위치하도록 상기 가이드 파이프를 가압하여 삽입하는 단계;
상기 가이드 파이프 내부에 설치된 온도센서로부터 상기 석탄층의 건류초기부터 건류완료시까지의 온도분포를 연속적으로 측정하는 단계; 및
상기 석탄층의 측정된 온도분포를 이용하여 상기 석탄층의 건류정도를 판단하여 상기 탄화실의 건류조건을 조절하는 단계;
를 포함하는 코크스 오븐의 탄중온도 측정방법.
Charging coal through a plurality of charging holes formed in the carbonization chamber;
Installing a coal temperature measuring apparatus of the coke oven according to claim 1 or 2 in the plurality of charging holes, and pressing and inserting the guide pipes so that the ends of each guide pipe are positioned at the middle height of the coal bed;
Continuously measuring a temperature distribution from the initial dry distillation of the coal bed to the completion of dry distillation from a temperature sensor installed in the guide pipe; And
Adjusting the drying condition of the carbonization chamber by determining the degree of dryness of the coal bed using the measured temperature distribution of the coal bed;
Coal oven temperature measurement method of the coke oven comprising a.
청구항 6에서,
상기 석탄층이 건류정도를 판단하는 단계에서 각각의 장입구에 설치된 상기 온도센서가 모두 동일한 온도로 유지될 경우, 건류가 완료되었다고 판단하는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐의 탄중온도 측정방법.
In claim 6,
In the step of determining the degree of dry distillation of the coal seam, if all the temperature sensors installed in each charging hole is maintained at the same temperature, it is determined that the dry distillation is completed, characterized in that the coke oven coal-fired temperature measuring method.
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