KR20120097734A - 미분탄 유동성 검사 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미분탄 유동성 검사 장치에 관한 것으로, 미분탄 기체이송장치(10)를 이용하여 투명튜브(30)로 미분탄 유동을 공급하고, 상기 투명튜브(30)의 일측에 디지털카메라(60)를 설치하고, 이미지입자분석기(70)를 구비하여, 상기 디지털카메라(60)에서 촬영된 영상을 분석하여 미분탄 유동의 입자밀도, 입도분포, 개별 입자의 입경 등을 측정한다.
따라서, 상기 측정값을 이용하여 탄종 및 배합비를 적절히 설정함으로써 미분탄의 수송성을 향상시킬 수 있게 된다.

Description

미분탄 유동성 검사 장치{apparatus for inspecting liquidity of powdered coal}
본 발명은 미분탄 유동성 검사 장치에 관한 것으로, 특히 실제 부유 상태의 미분탄 입자의 거동을 실시간으로 관찰할 수 있는 미분탄 유동성 검사 장치에 관한 것이다.
고로 조업은 고로에 철광석과 코크스를 순차 적층하고, 고로 하부에서 열풍을 공급하여 상기 코크스를 연소시킴으로써 철광석을 용융시켜 용선을 제조하는 것이다.
고로의 통기성을 위해 상기 코크스는 적당한 입경을 가지는 괴상으로 조립되어 사용된다.
고로 조업 중에는 풍구를 통해 미분탄을 취입하는 미분탄 취입조업을 실시하고 있다.
본 발명은 부유 이송중인 미분탄의 실제 유동 상태를 실시간으로 직접 관찰할 수 있을 뿐만 아니라 실제 미분탄 유동의 입자 상태를 용이하고 정확하게 측정할 수 있도록 된 미분탄 유동성 검사 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
미분탄을 기체로 압송하는 미분탄 기체이송장치와,
상기 미분탄 기체이송장치에 일단이 연결된 투명튜브와,
상기 투명튜브의 타단에 연결된 집진장치와,
상기 투명튜브의 일측부에 배치된 디지털카메라와,
상기 디지털카메라의 촬영 영상을 전달받아 미분탄 유동의 입자 상태를 분석하는 이미지입자분석기 및,
상기 이미지입자분석기에서 분석된 결과와 상기 디지털카메라에서 촬영된 영상을 표시하는 모니터
를 포함한다.
또한, 상기 투명튜브는 유리, 석영, 플라스틱 중 어느 하나의 재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 투명튜브의 내주면에 계면활성제가 도포된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 투명튜브에서 미분탄 유동이 유입되는 단부에 균압챔버와 감압튜브가 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이미지입자분석기는 촬영면적내에서 미분탄 입자가 차지하는 면적, 미분탄 입자의 총 개수, 입자밀도, 입도분포, 개별 미분탄 입자의 입경을 측정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 투명튜브의 외측면에 스케일바가 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 투명튜브를 중심으로 상기 디지털카메라 설치 위치의 반대쪽에 백라이트가 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 디지털카메라와 상기 백라이트는 위치를 변경할 수 있도록 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 미분탄이 기체이송되는 투명튜브와,
상기 투명튜브내 미분탄 유동을 촬영하는 디지털카메라와,
상기 디지털카메라의 촬영 영상을 전달받아 미분탄 유동의 입자 상태를 분석하는 이미지입자분석기
를 포함한다.
이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면, 미분탄의 기체수송시 발생하는 실제 거동을 육안 및 확대 영상으로 관찰할 수 있게 된다.
또한, 실제 부유 유동하는 미분탄의 입자 상태 즉, 유동내에서의 입자밀도, 입도분포, 개별 입자의 입경 등을 정확히 알 수 있게 됨으로써 수송성을 향상시킬 수 있도록 탄종 및 배합비 등을 설정할 수 있게 된다.
따라서, 미분탄 수송성을 향상시킬 수 있으며, 이에 원활한 미분탄 수송을 통해 미분탄 취입 조업이 원활히 이루어지게 되고, 미분탄의 사용량을 늘려 코크스 사용량을 감소시킴으로써 조업비용을 감소시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 미분탄 유동성 검사 장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 일 구성인 투명튜브의 부분확대도로서, 미분탄 이송 상태의 확대도이다.
이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.
고로에서 미분탄은 수송배관을 통해서 기체수송되는데, 미분탄의 탄종, 입경, 수분량 등의 물성차에 의해 유동성이 변화되며, 이는 미분탄의 수송성 변화의 직접 요인이 된다.
상기 미분탄의 유동성은 수송성 변화의 요인이 된다.
미분탄의 유동성 검사는 미분탄의 탄종 선정, 배합비 결정 등에 이용될 수 있고, 미분탄의 수송성을 향상시키는데 이용될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 미분탄 기체이송장치(10)와, 상기 미분탄 기체이송장치(10)에 일단이 연결된 투명튜브(30)와, 상기 투명튜브(30)의 타단에 연결된 집진장치(50)와, 상기 투명튜브(30)의 일측부에 배치된 디지털카메라(60)와, 상기 디지털카메라(60)의 촬영 영상을 전달받아 미분탄 유동의 입자 상태를 분석하는 이미지입자분석기(70) 및, 상기 이미지입자분석기(70)에서 분석된 결과와 상기 디지털카메라(60)에서 촬영된 영상을 표시하는 모니터(80)를 포함한다.
상기 미분탄 기체이송장치(10)는 미분탄의 기체이송을 위한 장치로서 미분탄을 저장하는 호퍼, 상기 호퍼의 출구와 연결된 이송관, 상기 이송관으로 고압의 공기 또는 질소가스를 공급하는 고압기체공급수단을 포함하며, 상기 고압기체공급수단으로서는 펌프, 블로워, 압축기, 고압탱크 등이 이용될 수 있다.
상기 투명튜브(30)는 내부를 통과하는 미분탄 입자가 외부에서 보일 수 있도록 투명한 재질로 제작된 관체이다. 즉, 유리, 석영(수정), 투명 아크릴 등의 재질로 제작된다. 따라서, 내부를 통과하는 미분탄 유동을 육안으로 직접 관찰할 수 있음은 물론 상기 디지털카메라(60)로 촬영하기가 용이하다. 특히, 상기 재질중 석영(수정)의 경우에는 그 표면이 매우 매끄럽기 때문에 상기와 같이 사용할 경우 미분탄이 관체의 내측 표면에 달라붙는 현상을 방지할 수 있는 장점이 있다.
상기 미분탄 기체이송장치(10)와 상기 투명튜브(30)의 일단은 연결관(20)으로 연결되며, 상기 연결관(20)에는 유량계(22)가 설치된다. 상기 유량계(22)로서는 예를 들어 볼플로우미터(ball flow meter)를 사용할 수 있다.
또한, 상기 연결관(20)이 연결되는 상기 투명튜브(30)의 단부에는 균압챔버(24)와 감압튜브(26)가 설치된다. 즉, 상기 연결관(20), 균압챔버(24), 감압튜브(26), 투명튜브(30) 순으로 연결된다.
상기 균압챔버(24)는 유동경로상의 확장된 빈 공간으로서 연결관(20)을 통해 유입된 미분탄 유동(정확히는 기체+미분탄 유동이다)이 공간내에 머물면서 맥동이 감쇄되어 균일한 압력으로 투명튜브(30)쪽으로 공급될 수 있도록 하는 기능을 한다.
상기 감압튜브(26)는 상기 균압챔버(24)의 배출구에 연결된 부분으로부터 서서히 확관되어 상기 투명튜브(30)에 연결된 것으로 일종의 디퓨저이다. 따라서, 미분탄 유동은 상기 감압튜브(26)를 통과하면서 압력이 감압됨으로써 적절한 속도로 투명튜브(30)를 통과할 수 있게 된다. 즉, 상기 미분탄 유동이 지나치게 고속으로 투명튜브(30)를 통과하지 않게 됨으로써 육안 관찰 및 상기 디지털카메라(60)로 촬영하는 것이 가능해진다.
한편, 상기 투명튜브(30)의 타단에는 연결관(40)을 매개로 상기 집진장치(50)가 연결된다.
상기 연결관(40)의 일단은 상기 투명튜브(30)의 타단에 장착된 캡(42)을 관통하여 투명튜브(30)의 내부와 연결되어 있으며, 타단은 상기 집진장치(50)의 흡입구와 연결된다.
따라서, 본 발명에 따른 검사 장치 작동시 상기 투명튜브(30)를 통과한 미분탄 유동 중 기체는 상기 집진장치(50)의 배출구를 통해 배출되고, 미분탄은 집진장치(50)에 수거된다.
한편, 상기 디지털카메라(60)는 상기 투명튜브(30)의 측방에 설치된다.
상기 디지털카메라(60)는 투명튜브(30)의 중간 부분을 촬영할 수 있도록 투명튜브(30)의 중간 부분 측부에 설치되는 것이 바람직하다. 그러나, 필요에 따라서 다른 위치를 촬영할 수 있도록 슬라이딩레일을 적용하여 촬영 위치를 변경할 수 있도록 할 수도 있다.
상기 이미지입자분석기(70)는 상기 디지털카메라(60)에서 촬영된 영상 정보를 근거로 내장된 프로그램에 의해 촬영 면적내의 전체 입자가 차지하는 면적, 입자의 총 개수, 입자밀도(입자밀도=입자개수(EA)/측정면적(㎠)), 입도 분포, 각 개별 입자의 입경(입자지름) 등을 측정할 수 있는 입자분석장치로서 상용 제품으로 제작 및 판매되고 있는 것이다.
상기 모니터(80)는 상기 이미지입자분석기(70)의 검사 결과를 수치로서 표시하고, 또한 상기 디지털카메라(60)에서 촬영된 영상을 표시하여, 검사자가 미분탄 유동의 실제 입자 상태를 실시간으로 관찰할 수 있음은 물론 입자밀도, 입도분포, 입경 등을 알 수 있도록 한다.
한편, 상기 투명튜브(30)의 외측면에는 스케일바(32)가 설치되어, 튜명튜브(30) 상에서의 촬영 위치를 정확히 알 수 있게 되고, 또한 촬영 영상에서 입자의 크기를 가늠하는데 도움이 되도록 한다.
또한, 상기 투명튜브(30)의 내측면에는 계면활성제가 도포되어 미분탄이 투명튜브의 내측면에 부착되는 것을 최소화하고 있다.
또한, 상기 투명튜브(30)를 중심으로서 상기 디지털카메라(60) 설치 위치의 반대쪽에는 백라이트(62)가 설치된다. 따라서 촬영부위로 광선을 조사할 수 있게 됨으로써 미분탄 입자 유동을 보다 명확하게 촬영할 수 있다. 상기 디지털카메라(60)가 이동식인 경우에는 상기 백라이트(62) 역시 디지털카메라(60)를 따라 이동할 수 있도록 이동식으로 설치하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 구성에 의하여 본 발명은, 상기 미분탄 기체이송장치(10)가 작동되면 공기 또는 질소가스의 흐름에 실려 미분탄이 연결관(20)을 통해 투명튜브(30)로 흐르게 된다.
이때 미분탄 유동은 상기 균압챔버(24)와 감압튜브(26)를 거치면서 맥동없는 일정한 압력으로 감압되어 촬영에 적합한 속도로 상기 투명튜브(30)로 유입된다.
따라서, 검사자는 먼저 상기 튜명튜브(30)를 통해 실제 미분탄 유동을 육안으로 관찰할 수 있다.
또한, 동시에 상기 디지털카메라(60)에서 촬영된 영상정보가 상기 이미지입자분석기(70)로 전달되고, 상기 이미지입자분석기(70)는 상기 영상정보를 해석하여 촬영면적(A)내의 전체 미분탄 입자가 차지하는 면적, 입자의 총 개수, 입자밀도(입자밀도=입자개수(EA)/측정면적(㎠)), 입도 분포, 각 개별 입자의 입경 등을 산출해낸다. 도 2에서 A는 촬영면적이고, B는 유동 흐름 방향이며, P는 미분탄 입자를 나타낸다.
상기 산출값들은 상기 모니터(80)에 실시간으로 표시되고, 또한, 상기 디지털카메라(60)에서 촬영된 영상은 상기 모니터(80)에 확대된 영상으로 나타나게 되므로, 검사자는 미분탄 유동의 입자 상태를 영상 및 측정값으로 정확하게 파악할 수 있게 된다.
상기와 같이 촬영된 영상과 측정값들은 입자분석기(70) 자체의 메모리 또는 연결된 컴퓨터의 기억장치에 기억될 수 있다.
상기 투명튜브(30)를 통과한 미분탄 유동은 상기 타측의 연결관(40)을 통해 집진장치(50)로 흡입되며, 유동 중 기체성분은 집진장치(50)의 외부로 배출되고 미분탄은 집진장치(50)에 수거된다.
한편, 상기와 같은 시험은 다양한 종류의 미분탄 각각 및 이들의 혼합물에 대해 실시될 수 있다.
따라서, 다양한 조건의 미분탄에 대해 시험을 반복하고 그 결과를 데이터베이스화할 수 있으며, 이에 따라 유동성이 우수한 즉, 수송성이 우수한 탄종과 그 물리적 상태(실제 유동에서의 입자밀도, 입도분포, 입경 등) 및 탄종별 적정 배합비 등을 알아낼 수 있게 된다.
따라서, 고로의 미분탄 취입 조업시 미분탄 수송을 원활히 할 수 있게 됨으로써 미분탄의 코크스 대체율을 향상시켜 조업비용을 절감할 수 있게 된다.
10 : 미분탄 기체이송장치 20 : 연결관
22 : 유량계 24 : 균압챔버
26 : 감압튜브 30 : 투명튜브
32 : 스케일바 40 : 연결관
42 : 캡 50 : 집진장치
60 : 디지털카메라 70 : 이미지입자분석기
80 : 모니터

Claims (9)

  1. 미분탄을 기체로 압송하는 미분탄 기체이송장치와,
    상기 미분탄 기체이송장치에 일단이 연결된 투명튜브와,
    상기 투명튜브의 타단에 연결된 집진장치와,
    상기 투명튜브의 일측부에 배치된 디지털카메라와,
    상기 디지털카메라의 촬영 영상을 전달받아 미분탄 유동의 입자 상태를 분석하는 이미지입자분석기 및,
    상기 이미지입자분석기에서 분석된 결과와 상기 디지털카메라에서 촬영된 영상을 표시하는 모니터
    를 포함하는 미분탄 유동성 검사 장치.
  2. 청구항1에 있어서,
    상기 투명튜브는 유리, 석영, 플라스틱 중 어느 하나의 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 미분탄 유동성 검사 장치.
  3. 청구항1에 있어서,
    상기 투명튜브의 내주면에 계면활성제가 도포된 것을 특징으로 하는 미분탄 유동성 검사장치.
  4. 청구항1에 있어서,
    상기 투명튜브에서 미분탄 유동이 유입되는 단부에 균압챔버와 감압튜브가 설치된 것을 특징으로 하는 미분탄 유동성 검사장치.
  5. 청구항1에 있어서,
    상기 이미지입자분석기는 촬영면적내에서 미분탄 입자가 차지하는 면적, 미분탄 입자의 총 개수, 입자밀도, 입도분포, 개별 미분탄 입자의 입경을 측정하는 것을 특징으로 하는 미분탄 유동성 검사장치.
  6. 청구항1에 있어서,
    상기 투명튜브의 외측면에 스케일바가 설치된 것을 특징으로 하는 미분탄 유동성 검사장치.
  7. 청구항1에 있어서,
    상기 투명튜브를 중심으로 상기 디지털카메라 설치 위치의 반대쪽에 백라이트가 설치된 것을 특징으로 하는 미분탄 유동성 검사장치.
  8. 청구항7에 있어서,
    상기 디지털카메라와 상기 백라이트는 위치를 변경할 수 있도록 설치된 것을 특징으로 하는 미분탄 유동성 검사장치.
  9. 미분탄이 기체이송되는 투명튜브와,
    상기 투명튜브내 미분탄 유동을 촬영하는 디지털카메라와,
    상기 디지털카메라의 촬영 영상을 전달받아 미분탄 유동의 입자 상태를 분석하는 이미지입자분석기
    를 포함하는 미분탄 유동성 검사 장치.

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