KR20130023889A - Probe for blast furnace - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고로용 프로브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고로 내부의 가스 조성 및 온도 프로파일을 실시간으로 측정할 수 있도록 된 고로용 프로브에 관한 것이다.The present invention relates to a blast furnace probe, and more particularly, to a blast furnace probe capable of measuring in real time the gas composition and temperature profile inside the blast furnace.
고로 조업은 고로의 상부로 장입된 철광석이 풍구를 통해 공급된 열풍에 의해 용융되어 용융물(용선과 슬래그)을 생성하게 되고, 이 용융물이 노하부에 축적된 후 출선구를 통해 연속적으로 배출되는 공정이다.Blast furnace operation is a process in which the iron ore charged into the upper part of the blast furnace is melted by hot air supplied through the tuyere to produce a melt (melting and slag), and the melt is accumulated at the bottom of the furnace and continuously discharged through the outlet. to be.
이와 관련된 선행기술로는 국내등록특허 10-0424814호가 있다.As a related art, there is a Korean Patent No. 10-0424814.
본 발명의 목적은 고로 내부의 조업 상태의 정확한 판단이 가능하도록 고로 내부의 가스 조성 및 온도 프로파일을 실시간으로 측정할 수 있도록 된 볼(ball) 타입의 고로용 프로브에 관한 것이다.An object of the present invention relates to a ball-type blast furnace probe capable of measuring in real time the gas composition and temperature profile inside the blast furnace to enable accurate determination of the operating conditions inside the blast furnace.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 내열 재질로 형성된 구형상의 구본체와, 상기 구본체에 삽입된 열전대와, 상기 구본체 내부에 구비되고 상기 열전대와 연결되어 상기 열전대에서 측정된 온도정보 및 상기 구본체의 위치정보를 외부의 수신기에 송신하는 송신부를 포함한다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, the present invention is a spherical sphere body formed of a heat-resistant material, a thermocouple inserted into the sphere body, and provided inside the sphere body and connected to the thermocouple It includes a transmitter for transmitting the temperature information measured by the thermocouple and the position information of the old body to an external receiver.
상기 구본체는 상기 구본체의 외피를 형성하는 제1구체와, 내피를 형성하는 제2구체를 구비한다.The sphere has a first sphere forming an outer shell of the sphere and a second sphere forming an endothelial.
상기 외피와 내피는 인코넬 재질로 이루어진다.The outer shell and the inner shell are made of Inconel material.
상기 제1구체와 상기 제2구체의 사이 및, 상기 제2구체의 내부는 내화재로 충진된다.Between the first sphere and the second sphere, and the inside of the second sphere is filled with a refractory material.
상기 내화재는 글라스울(glass wool) 소재이다.The refractory material is glass wool material.
상기 제2구체의 내부에 배터리가 구비되고, 상기 배터리는 상기 열전대 및 송신부에 연결된다.A battery is provided inside the second sphere, and the battery is connected to the thermocouple and the transmitter.
상기 송신부는 RF(radio frequency)안테나이다.The transmitter is a radio frequency (RF) antenna.
본 발명은 고로 내부 위치별 정확한 온도를 측정할 수 있고 이를 통해, 고로 내부의 가스 조성 및 온도 프로파일을 실시간으로 확인할 수 있어 노내 상황 판단이 가능하다. The present invention can measure the accurate temperature for each location of the blast furnace, and through this, it is possible to determine the gas composition and the temperature profile in the blast furnace in real time it is possible to determine the situation in the furnace.
따라서, 실시간으로 적절한 고로 조업 대응이 가능하고 노황과 조업을 안정화시킬 수 있으며 용선의 생산성 향상을 가져올 수 있는 효과가 있다.Therefore, it is possible to respond to the appropriate blast furnace operation in real time, stabilize the aging and the operation and there is an effect that can bring the productivity of the charter.
또한, 본 발명은 프로브가 구 형상으로 형성됨에 따라 장입물과 함께 하강하여 장입물의 강하 속도를 확인할 수 있게 하며, 고로 내부 위치별 온도 측정으로 샤프트 내부 장입물 분포를 예측할 수 있도록 하는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, as the probe is formed in a spherical shape, the probe descends with the charge to check the dropping speed of the charge, and thus the distribution of the charge inside the shaft can be predicted by measuring the temperature according to the internal position of the blast furnace.
도 1은 본 발명에 의한 고로용 프로브가 고로에 장입물과 함께 장입된 상태를 보인 개략도.
도 2는 본 발명에 의한 고로용 프르브의 바람직한 실시예를 보인 단면도.1 is a schematic view showing a state in which the probe for blast furnace according to the present invention is loaded with a charge in the blast furnace.
Figure 2 is a cross-sectional view showing a preferred embodiment of the blast furnace probe according to the present invention.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 고로용 프로브는, 볼(ball) 타입으로 노내 장입물과 함께 고로에 장입되며 고로 내부 온도를 직접 측정하는 장치이다. The blast furnace probe of the present invention is a ball type device which is charged into a blast furnace together with the furnace contents and measures the blast furnace internal temperature directly.
노내 장입물은 코크스와 철광석을 포함한다. 고로 조업은 용선의 생산성 및 품질 향상을 위해 고로 내부의 가스 조성 및 온도 프로파일의 판단과 이를 통한 적절한 조업 대응이 필요하다. 프로브를 이용한 고로 내부 온도 측정은 노내 상황 판단과 적절한 조업 대응을 위한 것이다.Furnace loads contain coke and iron ore. Blast furnace operation requires the determination of the gas composition and temperature profile inside the blast furnace and proper response to improve the productivity and quality of the molten iron. Temperature measurements in the blast furnace using probes are for the purpose of determining furnace conditions and for proper operation.
구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 프로브(10)는 내열 재질로 형성된 구형상의 구본체(10)와, 구본체(10)의 외주면에서 중심을 향해 형성된 열전대 삽입부(15)와, 열전대 삽입부(15)에 삽입된 열전대(17)와, 구본체(10)의 내부에 구비되고 열전대(17)와 연결되어 열전대(17)에서 측정된 온도정보 및 구본체(10)의 위치정보를 외부의 수신기(23)에 송신하는 송신부(19)를 포함한다.Specifically, as shown in FIG. 2, the
구본체(10)는 구본체(10)의 외피를 형성하는 제1구체(11)와, 제1구체(11)와 이격되어 내피를 형성하는 제2구체(13)를 구비한다.The
구 형상의 프로브(10)는 프로브(10)가 노내 장입물과 함께 장입시 일정한 흐름 방향이 유지되도록 하여 수집된 온도 프로파일의 신뢰성을 확보한다.The
길이가 긴 형상의 프로브의 채용시, 프로브가 노내 장입물과 함께 이동하면서 회전하고 방향이 일정하지 않아 수집된 데이터의 신뢰성을 확보하기 어렵다. When employing a long shape of the probe, the probe rotates with the furnace contents and the direction is not constant, it is difficult to ensure the reliability of the collected data.
또한, 긴 형상의 특성상 프로브 위치에 대한 정확한 정보를 확보하기 어렵거나, 노 내부에서 장입물의 움직임에 대한 정보를 습득하기 어렵다. 따라서, 구 형상의 프로브(10)를 채용하여 노내 위치 및 온도의 정확한 정보 획득이 가능하도록 한다.In addition, it is difficult to obtain accurate information about the probe position due to the long shape, or to acquire information about the movement of the charge in the furnace. Therefore, by employing the
구 형상의 프로브(10)는 장입물과 함께 하강하여 장입물의 강하 속도를 확인할 수 있게 하며, 고로 내부 위치별 온도 측정으로 샤프트 내부 장입물 분포를 예측할 수 있도록 한다.The
프로브(10)를 이루는 외피인 제1구체(11)와, 내피인 제2구체(13)는 프로브(10)의 내열성 확보를 위해 인코넬(Inconel) 재질로 된다. 인코넬 재질은 철(Fe)-니켈(Ni)-크롬(Cr)의 주조 합금 금속으로 내열성, 내산성이 우수하고 고온 강도가 우수하다. The
본 실시예의 경우 Ni 60wt%, Cr 30wt%, Fe 9.5wt%, 나머지 불순물로 된 인코넬 재질을 사용한다. 이는 상기한 성분으로 된 인코넬 재질의 경우 산화성 환경과 유황을 함유한 가스에 대해 우수한 내식성을 갖기 때문이다.In this embodiment, Ni 60wt%, Cr 30wt%, Fe 9.5wt%, Inconel material of the remaining impurities are used. This is because the Inconel material having the above-described components has excellent corrosion resistance against an oxidizing environment and a gas containing sulfur.
고로 내부는 코크스가 연소되고 CO가 발생하면서 온도가 2000℃ 이상의 고온으로 상승하게 되고 장입물이 가열됨과 동시에 철광석이 환원되어 용융물이 생성된다. In the blast furnace, as the coke is burned and CO is generated, the temperature rises to a high temperature of 2000 ° C. or higher, and as the charge is heated, iron ore is reduced to form a melt.
따라서 산화성 고온 환경에 견딜 수 있도록 상술한 성분을 갖는 인코넬 재질을 사용한다. 이러한 인코넬 재질은 샤프트 부위 하단까지 프로브(10)의 내열성을 확보한다. 그리고, 프로브(10)는 융착대 부근에서 용융된다. 이러한 프로브(10)는 용선 성분에 영향을 미치지 않는다.Therefore, Inconel material having the above-described components is used to withstand oxidative high temperature environments. This Inconel material ensures the heat resistance of the
프로브(10)의 제1구체(11) 및 제2구체(13)의 두께는 프로브의 전체적인 강성을 확보할 수 있는 두께로 형성된다. 본 실시예의 경우 제1구체(11)의 두께는 2t, 제2구체(13)의 두께는 1t로 형성된다. 여기서, 1t는 1mm를 의미한다.The thickness of the
열전대 삽입부(15)는 열전대(17)의 삽입 및 설치를 위한 것이다. 열전대 삽입부(15)는 프로브(10)의 제1구체(11)의 외주면에서 중심을 향해 형성되며 외부로 개구된 형상이다.The
열전대(17)는 서로 다른 2종의 금속선으로 폐회로를 만든 것으로, 그 접합점에 온도를 가하면 금속선 단부의 온도차에 대응하는 기전력이 발생하여 폐회로에 전류가 흐르고, 기전력은 온도에 비례하므로 금속선 양단에 걸리는 전압을 측정하여 온도를 알 수 있도록 된 것이다. 이러한, 열전대는 고로 내부 온도 측정을 위한 온도센서이다. The
송신부(19)는 프로브(10)에 내장되어 열전대(17)와 연결되고 선단이 제1구체(11)의 외주면으로 노출된다. 송신부(19)는 고로 내부 프로브(10)의 위치 파악을 위한 위치센서이다. 송신부(19)는 열전대(17)에서 측정된 온도정보 및 프로브(10)의 위치정보를 외부의 수신기(23)에 송부하는 역할을 한다. The
송신부(19)는 RF(radio frequency)안테나를 사용할 수 있다. RF안테나는 저장된 데이터를 무선주파수를 이용하여 비접촉식으로 읽어내는 인식시스템이다.The
프로브(10)의 내부에 배터리(25)가 구비된다. 배터리(25)는 열전대(17) 및 송신부(19)에 연결된다. 배터리(25)는 열전대(17) 및 송신부(19)의 작동을 위한 것이다. The
프로브(10)의 제1구체(11)와 제2구체(13) 사이 및, 제2구체(13)의 내부는 글라스울(glass wool) 소재의 내화재(21)가 충진된다. 내화재(21)는 고온 환경에 장입되는 프로브(10)의 특성상 샤프트 부위 하단까지 프로브(10) 내부의 열전대(17)와 송신부(19)의 손상을 방지하기 위한 것이다. Between the
글라스울은 용해된 유리를 고압의 수증기나 공기로 날려서 짧은 섬유 모양으로 만든 것을 말하며, 유리섬유라고도 한다. 글라스울은 내열성과 높은 인장강도를 가지며 전기적 성질도 가지고 있다. 따라서 글라스울은 송신부와 배터리, 열전대를 서로 전기적으로 연결하는 역할도 한다.
Glass wool is a glass fiber made by melting molten glass with high pressure steam or air. Glass wool has heat resistance, high tensile strength and electrical properties. Therefore, the glass wool also serves to electrically connect the transmitter, the battery and the thermocouple to each other.
이하 본 발명의 작용을 설명한다.Hereinafter, the operation of the present invention.
장입물은 원료장입장치(3)의 장입호퍼(5)를 통해 고로(1) 내에 코크스, 대립 철광석(너트 코크스 포함), 중심 코크스, 소립 철광석 순으로 장입된다.The charge is charged into the blast furnace 1 through the
도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 장입물에 하나 이상의 프로브(10)를 포함시켜 고로(1) 내에 함께 장입시킨다. As shown in FIG. 1, one or
장입물과 함께 고로(1) 내에 장입된 프로브(10)는 구 형상으로 형성됨에 따라 장입물과 함께 하강하면서 열전대(17)에서 측정된 온도를 RF안테나(19)를 통해 외부 수신기(23)에 위치정보와 함께 송신하게 된다.The
그러면, 외부 수신기(23)는 수신받은 온도정보와 위치정보를 함께 기록하여 고로(1) 내부 위치별 온도 프로파일을 만들게 된다. Then, the
이 과정에서 프로브(10)는 장입물과 함께 장입되어 철광석 및 코크스층에 따른 각기 다른 온도 프로파일을 측정하며, 이러한 온도 측정으로 샤프트(A) 내부 장입물 분포를 예측할 수 있도록 한다.In this process, the
또한, 프로브(10)가 장입물과 함께 하강하므로 장입물의 강하 속도를 확인할 수 있게 한다. 고로 조업시 장입물이 장입되는 속도와 장입물이 강하하는 속도가 균일해야 원주방향 통기성이 확보되고 생산성이 증대되므로 장입물의 강하 속도를 확인하는 것은 중요하다.In addition, since the
또한, 프로브(10)가 장입물과 함께 고로(1) 내에서 하강하는 과정에서 제1구체(11) 및 제2구체(13)의 재질이 인코넬 재질로 이루어지므로 샤프트(A) 부위 하단까지 프로브(10)의 내열성이 확보되며, 위치센서로 RF안테나(19)를 이용하므로 외부에서 프로브(10)의 위치정보를 확인할 수 있으며, 확인이 불가능한 고로(1) 내부의 온도 프로파일을 정확히 유추할 수 있다. In addition, since the material of the
또한, 프로브(10)는 융착대(7) 부근에서 용융되어 소실되나 그 성분이 용선 성분에 포함되는 성분이므로 용선 성분에 영향을 미치지 않는다. In addition, the
따라서, 수집된 고로(1) 내 온도정보와 위치정보의 신뢰성이 확보되고 이를 이용하여 실시간으로 적절한 고로 조업 대응이 가능하므로 노황과 조업을 안정화시킬 수 있으며 용선의 생산성 향상을 가져올 수 있게 되는 것이다.Therefore, the reliability of the temperature information and location information collected in the blast furnace (1) is secured by using the appropriate blast furnace operation in real time can be used to stabilize the aging and operation and to bring the productivity of the charter.
본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.The scope of the present invention is not limited to the embodiments described above, but may be defined by the scope of the claims, and those skilled in the art may make various modifications and alterations within the scope of the claims It is self-evident.
1:고로 3:원료장입장치
5:장입호퍼 7:융착대
10:프로브(구본체) 11:제1구체
13:제2구체 15:열전대 삽입부
17:열전대 19:송신부
21:내화재 23:수신기
25:배터리 A:샤프트1: blast furnace 3: raw material charging device
5: charging hopper 7: fusion zone
10: probe (old body) 11: first sphere
13: Second sphere 15: Thermocouple insert
17: Thermocouple 19: Transmitter
21: Refractory 23: Receiver
25: Battery A: shaft
Claims (8)
상기 구본체에 삽입된 열전대와,
상기 구본체 내부에 구비되고 상기 열전대와 연결되어 상기 열전대에서 측정된 온도정보 및 상기 구본체의 위치정보를 외부의 수신기에 송신하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로용 프로브.Spherical spherical body formed of heat-resistant material,
A thermocouple inserted into the sphere body,
And a transmitter provided inside the sphere body and connected to the thermocouple to transmit temperature information measured by the thermocouple and position information of the sphere body to an external receiver.
상기 구본체에는 외주면에서 중심을 향해 상기 열전대가 삽입되는 열전대 삽입부가 형성되는 것을 특징으로 하는 고로용 프로브.The method according to claim 1,
The sphere body is a blast furnace probe, characterized in that the thermocouple insertion portion is formed to be inserted into the center from the outer peripheral surface toward the center.
상기 구본체는 상기 구본체의 외피를 형성하는 제1구체와, 상기 제1구체와 이격된 내피를 형성하는 제2구체를 구비하는 것을 특징으로 하는 고로용 프로브.The method according to claim 1,
The sphere is a blast furnace probe, characterized in that it comprises a first sphere to form the outer shell of the sphere and the second sphere to form an inner shell spaced from the first sphere.
상기 제1구체와 상기 제2구체는 인코넬 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 고로용 프로브.The method according to claim 3,
The first sphere and the second sphere is a blast furnace probe, characterized in that made of Inconel material.
상기 제1구체와 상기 제2구체의 사이 및, 상기 제2구체의 내부는 내화재로 충진된 것을 특징으로 하는 고로용 프로브.The method according to claim 3,
Between the first sphere and the second sphere, and the inside of the second sphere is a blast furnace probe, characterized in that filled with a refractory material.
상기 내화재는 글라스울(glass wool) 소재인 것을 특징으로 하는 고로용 프로브.The method according to claim 5,
The refractory material is a blast furnace probe, characterized in that the glass wool (glass wool) material.
상기 제2구체의 내부에 배터리가 구비되고, 상기 배터리는 상기 열전대 및 송신부에 연결된 것을 특징으로 하는 고로용 프로브.The method according to claim 3,
A battery is provided inside the second sphere, and the battery is connected to the thermocouple and the transmitter.
상기 송신부는 RF(radio frequency)안테나인 것을 특징으로 하는 고로용 프로브.The method according to claim 1,
The transmitter is a blast furnace probe, characterized in that the RF (radio frequency) antenna.
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