KR20130050550A

KR20130050550A - 용광로용 미분탄의 입도 분석장치

Info

Publication number: KR20130050550A
Application number: KR1020110115675A
Authority: KR
Inventors: 오길석; 박용권
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2011-11-08
Filing date: 2011-11-08
Publication date: 2013-05-16
Also published as: KR101268341B1

Abstract

본 발명은 용광로용 미분탄의 입도 측정장치를 개시한다. 본 발명은 파쇄기로부터 파쇄된 미분탄을 용광로로 이송하는 미분 이송관에 샘플 채취관으로 연결되며, 정량절출기가 구비된 샘플호퍼; 상기 샘플호퍼의 하측에 연결되어 정량절출기로부터 정량의 샘플용 미분탄을 공급받는 샘플 공급관; 상기 샘플 공급관의 하측에 연결되는 회수호퍼; 상기 회수호퍼 내로 유입된 미분탄을 설정치에 따라 분류하는 분류기; 상기 분류기에 의해 설정치 미만의 입도를 갖는 미분탄을 제공받아 그 질량을 측정하는 미분측정기; 상기 정량절출기로부터 공급된 미분탄과 미분측정기에서 측정된 미분탄의 비율을 비교 연산하여 파쇄기에서 파쇄된 미분탄의 입도량을 산출하는 제어부;를 포함한다.

Description

용광로용 미분탄의 입도 분석장치{Apparatus for mearsuring cokes of blast furnace}

본 발명은 무연탄을 파쇄하여 생성되는 미분탄의 입도를 측정하는 장치에 관한 것으로, 특히 공정 진행 중에 파쇄기로부터 미분탄을 공급받아 그 입도를 자동으로 측정할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 용광로에서 용선의 생산 공정을 진행함에 있어 연료로서 무연탄을 파쇄한 미분탄이 사용된다. 용광로에 투입되는 미분탄의 입도는 용광로의 노열 조정과 상관관계가 있으므로 미분탄의 입도 관리는 매우 중요하다.

예컨대, 용광로에 취입되는 미분탄은 그 입도가 규정치보다 초과시 노열의 저하를 초래하게 되고, 또한 미분의 입도가 커서 완전연소가 어려워 노열 저하 및 미분 취입배관의 마모를 가중시켜 설비사고의 요인이 된다.

반대로, 미분탄의 입도가 규정치보다 작을 경우에는 용광로의 송풍 유량에 의해 용광로 내부에서 미분이 연소되기 전 이미 연소대를 벗어나 노열의 저하를 가져오는 요인이 되고 있다.

이에 따라 종래에는 도 1에 도시된 바와 같이, 조업 중 무연탄을 미분탄으로 파쇄하는 파쇄기(10)로부터 미분탄의 입도를 측정하기 위해 파쇄기의 미분 이송관(20)에 수동밸브가 장착된 입도 측정관(30)을 연결하고, 입도 측정관(30)의 후단에 미분 포집용 백(Bag)(40)을 설치하여 작업자가 직접 미분탄을 입도 측정이 가능한 양만큼 포집한 후 이 일정량의 미분을 입도 측정실로 이송하여 미분탄의 입도를 측정하는 등 그 작업을 수작업에 의존하고 있다.

그러나, 이와 같은 미분탄의 입도 측정방법은 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 미분탄의 입도 측정을 하기 위해서는 수동으로 미분탄을 포집하여 멀리 떨어진 입도 측정실까지 입도 측정의뢰를 해야 하는 번거로움과 수작업에 따른 입도 측정 시간의 장기화를 초래하고 있다. 이와 같이 입도 측정에 시간이 많이 소요되면 될수록, 파쇄기(10)의 계속적인 작동으로 인해 적절치 않은 입도의 미분탄이 용광로로 유입되는 양이 증가하게 되고, 이로 말미암아 조업 불량을 초래할 수 있게 된다.

둘째, 미분탄 포집이 수작업에 의해 진행되므로 작업 중 미분탄의 누출로 인한 작업자의 안면부 특히, 눈에 손상을 입힐 수 있는 등 안전사고의 발생 위험이 있다.

셋째, 미분탄 입도 측정 작업이 수작업에 의해 이루어지기 때문에 결국은 작업자의 작업 부하의 증가를 초래하여 효과적인 입도 측정작업이 이루어질 수가 없게 된다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 과제는 용광로 조업 중 무연탄을 미분탄으로 파쇄하는 파쇄기의 작업을 정지하지 않은 상태에서 미분탄의 입도를 실시간으로 측정하여 용광로 내에 공급되는 미분탄의 완전연소를 도모할 수 있도록 한 미분탄의 입도 측정장치를 제공하는 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 파쇄기로부터 파쇄된 미분탄을 용광로로 이송하는 미분 이송관에 샘플 채취관을 통해 연결되며, 정량절출기가 구비된 샘플호퍼; 상기 샘플호퍼의 하측에 연결되어 정량절출기로부터 정량의 샘플용 미분탄을 공급받는 샘플 공급관; 상기 샘플 공급관의 하측에 연결되는 회수호퍼; 상기 회수호퍼로 유입된 미분탄을 설정치에 따라 분류하는 분류기; 상기 분류기에 의해 설정치 미만의 입도를 갖는 미분탄을 제공받아 그 질량을 측정하는 미분측정기; 상기 정량절출기로부터 공급된 미분탄과 미분측정기에서 측정된 미분탄의 비율을 비교 연산하여 파쇄기에서 파쇄된 미분탄의 입도를 측정하는 제어부;를 포함하는 용광로용 미분탄의 입도 측정장치를 제공한다.

상기 샘플호퍼는 그 내부에 잔존하는 미분탄을 흡입하는 집진기를 포함하며, 상기 집진기에는 퍼지가스를 공급하기 위한 퍼지가스 공급관이 연결되고, 또한 상기 집진기에는 흡입된 미분탄을 외부로 배출할 수 있도록 미분탄 벤트관이 연결된다.

상기 샘플 공급관의 상단에는 샘플호퍼와의 연결시 그 내부를 밀폐시킬 수 있도록 상부 실링캡이 결합되고, 상기 샘플 공급관의 하단에는 회수호퍼와의 연결시 그 내부를 밀폐시킬 수 있도록 하부 실링캡이 결합된다.

상기 샘플 공급관은 충격을 부여하는 진동기를 더 포함한다.

상기 회수호퍼는 미분측정기에 잔존하는 미분탄을 흡입하는 집진관을 포함한다.

상기 회수호퍼에는 입도 측정이 완료된 미분탄을 샘플 채취관 측으로 회수하기 위한 미분 회수관이 연결되고, 또한 상기 회수호퍼에는 그 내부의 미분탄을 외부로 배출할 수 있도록 벤트관이 연결된다.

상기 분류기는 상면과 하면이 개방되며 상기 샘플 공급관의 하측에 대응 위치되는 제1 안착대, 상기 제1 안착대의 내부에 설치되어 미분탄을 분류하는 스크린을 포함한다.

상기 제1 안착대의 상면에는 샘플 공급관의 하면과 밀착되도록 제1 실링부재가 구비된다.

또한, 상기 회수호퍼에 고정 결합되는 고정대, 상기 제1 안착대에 일단이 결합되며 상기 고정대에 힌지 결합되는 연결대, 상기 연결대의 타단에 결합되어 분류기를 설정된 각도로 회전시키는 분류기실린더를 더 포함할 수 있다.

상기 미분측정기는 상면은 개방되고 하면은 폐쇄된 제2 안착대, 상기 제2 안착대의 내부에 수용되어 분류기로부터 낙하된 미분을 저장하는 미분용기, 상기 미분용기에 저장된 미분의 질량을 측정하는 질량감지기를 포함한다.

상기 미분용기의 상면에는 분류기와 밀착되도록 제2 실링부재가 구비된다.

또한, 상기 회수호퍼에 회전 가능하게 결합되는 베어링블록, 상기 베어링블록의 중심에 삽입되며 하단은 제2 안착대에 고정되는 지지봉, 상기 지지봉의 상단에 고정되는 고정패널, 상기 회수호퍼 상에 고정되며 링크를 매개로 상기 고정패널과 연결되어 지지봉을 설정된 각도로 회전시키는 측정기실린더를 더 포함할 수 있다.

상기 베어링블록의 외주면에는 회수호퍼가 결합되도록 베어링홈이 내측 방향으로 함몰 형성되고, 상기 베어링홈에는 적어도 하나 이상의 베어링이 구비된다.

상기 고정패널과 베어링블록의 사이에는 지지봉을 승강시키기 위한 적어도 하나 이상의 상하실린더가 설치된다.

상기 지지봉의 외측에는 지지봉의 승강을 안내하는 지지봉캡이 더 구비되고, 상기 지지봉캡의 상면에는 고정패널과의 접촉에 따른 충격을 완화시켜 주는 완충부재가 구비된다.

본 발명은 실시간으로 미분탄의 정밀한 입도 측정이 가능하므로, 정확한 입도 분석을 통해 용광로 내에 미분탄을 투입시 균일한 입도로 투입함으로써 연소대의 열적 균형을 유지할 수 있다.

또한, 본 발명은 입도 측정장치가 완전 밀폐된 상태에서 작업을 진행하게 되므로 작업 도중 미분의 누출을 방지하여 작업자의 안전성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 미분탄 입도 측정 방법을 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명에 의한 미분탄의 입도 측정장치를 도시한 개략도이다.
도 3은 도 2에 따른 샘플 공급관을 상세히 도시한 확대도이다.
도 4는 도 2에 따른 회전안내유닛을 상세히 도시한 확대도이다.
도 5는 도 2에 따른 분류기를 상세히 도시한 확대도이다.
도 6은 도 2에 따른 미분측정기를 상세히 도시한 확대도이다.
도 7a 내지 도 7c는 각각 본 발명에 의한 미분탄 입도 측정장치를 이용하여 공정 진행을 순차적으로 진행하는 상태를 도시한 개략도이다.

이하에서는, 본 발명에 의한 미분탄의 입도 측정장치의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참고하여 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 미분탄의 입도 측정장치를 도시한 개략도이고, 도 3은 도 2에 따른 샘플 공급관을 상세히 도시한 확대도이며, 도 4는 도 2에 따른 회전안내유닛을 상세히 도시한 확대도이고, 도 5는 도 2에 따른 분류기(400)를 상세히 도시한 확대도이며, 도 6은 도 2에 따른 미분측정기를 상세히 도시한 확대도이다.

본 발명에 의한 입도 측정장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 샘플호퍼(100), 샘플 공급관(200), 회수호퍼(300), 분류기(400), 미분측정기(500), 제어부(도시 생략)를 포함한다.

샘플호퍼(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 파쇄기의 미분 이송관(20)과 샘플 채취관(110)으로 연결된다. 샘플 채취관(110)은 미분탄 입도를 측정하기 위해 파쇄기에서 무연탄을 파쇄한 미분탄을 샘플호퍼(100)로 전달하는 통로의 역할을 하는 것으로, 그 일단이 샘플호퍼(100)의 내부까지 유입되도록 설치된다.

샘플 채취관(110)에는 샘플용 미분탄의 공급을 제어하기 위한 미분탄 자동밸브(111)와 공급자동밸브(112)가 장착되고, 또한 샘플 채취관(110)의 대략 중간 부분에는 후술하는 미분 회수관(310)이 연결된다.

샘플호퍼(100)는 대략 원통형으로 이루어지며, 채취한 샘플용 미분탄을 충분히 수용할 수 있는 내용적을 갖는다.

샘플호퍼(100)의 하부에는 상부에 비해 직경이 감소되는 축관부(130)가 형성되고, 이 축관부(130)는 샘플 공급관(200)의 상부와 연결된다.

축관부(130)에는 정량의 미분탄을 절출하여 공급관(200)으로 보낼 수 있는 정량절출기(140) 및 절출된 미분탄의 유통을 제어하는 정량절출밸브(131)가 설치된다. 정량절출기(140)는 예컨대, 한 쌍의 회전롤러 및 이 한 쌍의 회전롤러 중 어느 하나에 연결 설치되는 회전모터를 포함할 수 있다. 따라서, 도시하지 않은 제어유닛의 신호에 의해 회전모터에 전원을 인가하면 한 쌍의 회전롤러가 회전하면서 그 사이로 샘플용 미분탄들이 통과되고, 정량절출밸브(131)에 의해 입도 측정에 필요한 양만큼의 미분탄이 공급관(200)으로 이송되도록 한다.

한편, 샘플호퍼(100)는 그 내부에 집진기(120)를 구비할 수 있다. 집진기(120)는 샘플호퍼(100)로 유입되어 공급관(200)으로 이송된 미분탄의 입도 측정이 완료된 이후에도 샘플호퍼(100) 내에 미분탄이 잔존할 경우 잔존하는 미분탄을 흡입함으로써 새로운 미분탄의 입도 측정을 위한 준비 과정을 제공한다.

이때, 샘플호퍼(100)에 잔류하는 미분탄 및 그로 인해 파생된 기타 가스들이 산화 또는 반응폭주를 일으키지 않도록 샘플호퍼(100) 내로 퍼지가스를 공급하기 위해 집진기(120)의 일측에는 퍼지밸브(122)가 설치된 퍼지가스 공급관(121)이 연결된다. 퍼지가스는 예컨대, 질소, 이산화탄소, 수증기 등이 적절하게 선택되어 사용될 수 있다.

또한, 퍼지가스에 의해 퍼지된 후 집진기(120)에 의해 흡입된 미분탄 잔존량을 설비 외부로 배출할 수 있도록 집진기(120)의 타측에는 벤트밸브(124)가 설치된 미분탄 벤트관(123)이 연결된다.

샘플 공급관(200)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상측 및 하측이 개방된 원통형으로 이루어지며, 샘플호퍼(100)의 하부에 형성된 축관부(130)와 연결된다. 이때 샘플 공급관(200)은 축관부(130)의 외경보다 큰 직경으로 이루어진다.

샘플 공급관(200)의 상단에는 축관부(130)와의 연결시 그 내부를 밀폐시킬 수 있도록 상부 실링캡(210)이 결합된다. 상부 실링캡(210)은 내부에 소정의 공간이 형성되도록 단면상 대략 "┏┓"자의 형상을 가지며, 상부 실링캡(210)의 대략 중앙에는 축관부(130)의 외경과 대응되는 크기의 직경을 갖는 관통홀이 형성되고, 이 관통홀 내부로 샘플호퍼(100)의 축관부(130)가 삽입된다.

상부 실링캡(210)의 내부 공간에는 축관부(130)와 샘플 공급관(200)과의 결합시 상호 간에 이격이 발생하지 않도록 예컨대, 고무재질로 이루어진 상부 실링재(220)가 밀착 구비되며, 이 상부 실링재(220)는 상부 실링캡(210)과 용접 등으로 견고하게 고정된 실링 지지대(230)에 의해 지지된다.

또한, 샘플 공급관(200)의 하단에는 회수호퍼(300)와의 연결시 그 내부를 밀폐시킬 수 있도록 하부 실링캡(240)이 결합된다. 하부 실링캡(240)은 내부에 소정의 공간이 형성되도록 단면상 대략 "┏┓"자의 형상을 가지며, 그 하단부는 회수호퍼(300)의 상면에 용접 등으로 고정 결합된다.

하부 실링캡(240)의 내부 공간에는 샘플 공급관(200)과 회수호퍼(300)와의 결합시 상호 간에 이격이 발생하지 않도록 예컨대 고무재질로 이루어진 하부 실링재(250)가 밀착 구비된다.

한편, 샘플 공급관(200)은 공급관(200)을 통해 회수호퍼(300)로 공급되는 미분탄이 공급관(200) 내에 잔존하지 않도록 공급관(200)을 타격하는 진동기(250)를 포함할 수 있다. 진동기(250)는 예컨대, 회수호퍼(300)의 상면에 고정 결합되는 진동모터 및 회전자를 포함하며, 진동모터의 회전에 따른 원심력의 발생시 편심 결합된 회전자가 원심력에 의해 바깥쪽으로 튕겨 나가려는 원리를 이용하여 공급관(200)에 진동을 부여할 수 있다.

회수호퍼(300)는 도 2에 도시된 바와 같이, 샘플 공급관(200)으로부터 공급된 샘플용 미분탄의 입도를 측정하기 위한 분류기(400) 및 미분측정기(500)를 수용할 수 있도록 충분한 내용적을 갖는다.

회수호퍼(300)는 대략 원통형으로 이루어지며, 그 상면 중앙에는 샘플 공급관(200)이 연결된다.

회수호퍼(300)의 하측에는 입도 측정이 완료된 미분탄을 샘플 채취관(110) 측으로 회수하기 위한 미분 회수관(310)이 연결되고, 이 미분 회수관(310)은 샘플 채취관(110)의 일부분에 연결된다. 미분 회수관(310)에는 미분탄의 회수를 제어하기 위한 배출밸브(311) 및 회수밸브(312)가 장착된다.

또한, 필요에 따라 회수호퍼(300) 내의 미분탄을 설비 외부로 배출할 수 있도록 회수호퍼(300)에는 벤트밸브(321)가 설치된 벤트관(320)이 연결될 수 있다.

한편, 회수호퍼(300)는 집진관(330)을 더 포함할 수 있다. 집진관(330)은 대기상태의 미분측정기(500)와 대응되는 위치에 설치되어 미분탄의 입도 측정이 완료된 이후 미분측정기(500)에 잔존하는 미분탄을 흡입하는 역할을 한다.

분류기(400)는 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 샘플 공급관(200)으로부터 공급된 미분탄 중 작업자가 원하는 입도 미만의 미분탄을 걸러주는 것으로, 상면과 하면이 개방된 원통형의 제1 안착대(410)를 포함한다.

제1 안착대(410)의 직경은 공급관(200)의 직경과 반드시 일치할 필요는 없으나, 공급관(200)으로부터 낙하되는 미분탄이 안정적으로 제1 안착대(410)를 통과할 수 있도록 양자는 대응되는 직경을 갖는 것이 바람직하다.

제1 안착대(410)의 내부에는 설정된 입도 이상의 미분탄은 걸러내고 그 미만의 입도를 갖는 미분탄은 낙하할 수 있는 메쉬의 스크린(420)이 설치된다. 스크린(420)은 제1 안착대(410)의 내측으로 소정량 돌출된 스크린 지지대(421)에 의해 지지된다.

제1 안착대(410)의 상면에는 제1 실링부재(430)가 구비된다. 제1 실링부재(430)는 공급관(200)의 하면과 제1 안착대(410)의 상면 간에 밀착력을 부여하도록 고무재질이 적용될 수 있다.

한편, 분류기(400)는 필요에 따라 샘플 공급관(200)의 하측에 위치할 수 있으나, 유지보수 등을 위해 그 위치를 변경할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 제1 안착대(410)의 일측에는 소정 길이의 연결대(440)가 결합되고, 회수호퍼(300)에는 고정대(450)가 고정 결합되며, 이 고정대(450)에는 연결대(440)가 힌지축에 의해 회전 가능하게 결합되며, 연결대(440)의 끝단에는 분류기실린더(460)가 위치된다.

이와 같은 분류기(400)는 샘플호퍼(100)로 샘플용 미분탄이 유입되면 제어부의 신호에 의해 분류기실린더(460)가 작동하여 고정대(450)에 힌지 결합된 연결대(440)를 가압하게 되고, 연결대(440)는 힌지축을 중심으로 일측 방향(도면상 시계 방향)으로 회전하여 분류기(400)가 공급관(200)의 하측에 정확하게 위치되도록 한다. 이때, 제1 실링부재(430)는 분류기(400)와 공급관(200)이 상호 밀착되도록 한다.

미분측정기(500)는 도 2 및 도 6에 도시된 바와 같이, 분류기(400)의 스크린(420)을 통과하여 낙하된 설정치보다 작은 입도를 갖는 미분탄을 적재하는 것으로, 상면은 개방되고 하면은 폐쇄된 원통형의 제2 안착대(510)를 포함한다.

제2 안착대(510)의 내부에는 제2 안착대(510)의 내경과 대응되는 외경을 가지며, 제2 안착대(510)와 마찬가지로 상면은 개방되고 하면은 폐쇄된 원통형의 미분용기(530)가 수용된다.

제2 안착대(510)의 하면과 미분용기(530)의 하면 사이에는 미분용기(530)에 적재되는 미분탄의 질량을 측정하는 질량감지기(520)가 개재된다.

질량감지기(520)는 미분탄의 질량을 감지할 수 있는 것이라면 그 종류에 제한은 없지만, 보다 정밀한 측정을 위해서 전자저울이 사용될 수 있다. 전자저울은 하중(荷重)에 의한 저울대의 미묘한 변위를 전기적으로 검출하여 저울대가 수평이 되도록 전자기력(電磁氣力)을 가감하는 영위식(零位式:zero method)과, 탄성체 블록에 스트레인게이지(strain gauge)를 달아 탄성체의 변형에 비례한 전기신호를 내는 로드셀(load cell)에 하중을 직접 가하여 하중에 비례된 전기신호를 검출하는 로드셀식이 있으며, 본 발명에서는 어느 방식이 적용되더라도 무방하다.

미분용기(530)의 직경은 제1 안착대(410)의 직경과 반드시 일치할 필요는 없으나, 제1 안착대(410)로부터 낙하되는 미분탄이 안정적으로 낙하하여 미분용기(530)에 적재될 수 있도록 양자는 대응되는 직경을 갖는 것이 바람직하다.

미분용기(530)의 상면에는 제1 안착대(410)와 밀착되도록 제2 실링부재(540)가 구비된다. 제2 실링부재(540)는 제1 안착대(410)의 하면과 미분용기(530)의 상면 간에 밀착력을 부여하도록 고무재질이 적용될 수 있다.

한편, 미분측정기(500)는 필요에 따라 분류기(400)의 하측에 위치할 수 있으나, 유지보수 등을 위해 그 위치를 변경할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 미분측정기(500)가 임의로 회전할 수 있도록 그 일측에는 회전안내유닛(600)이 결합된다.

회전안내유닛(600)은 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 베어링블록(630), 지지봉(610), 고정패널(620), 측정기실린더(670)를 포함한다.

베어링블록(640)은 측정기실린더(670)의 작동에 의해 설정 각도만큼 회전 가능하도록 회수호퍼(300)의 상면에 결합된다. 이때, 베어링블록(640)은 공급관(200)과 간섭이 일어나지 않는 위치에 구비된다. 베어링블록(640)은 소정의 두께를 갖는 원판으로 이루어지고, 그 중앙에는 지지봉(610)이 삽입되도록 관통홀이 형성되며, 그 외주면에는 회수호퍼(300)가 결합되도록 베어링홈이 내측 방향으로 소정량 함몰 형성된다. 베어링홈(641)에는 적어도 하나 이상의 베어링(642)이 구비되어 베어링블록(640)의 원활한 회전을 유도한다. 즉, 베어링(642)은 베어링블록(640)의 회전시 베어링블록(640)을 회수호퍼(300)의 일정한 위치에 고정하고 베어링블록(640)의 자중 및 하중을 지지하면서 베어링블록(640)을 회전시키는 역할을 하는 것으로, 예컨대 볼베어링이 사용될 수 있다.

지지봉(610)은 그 일단이 제2 안착대(510)의 일측에 고정 결합되고, 타단은 베어링블록(640)의 관통홀을 관통하여 상방으로 소정량 돌출된다.

고정패널(620)은 대략 원판 형태로 이루어지며, 지지봉(610)의 상측에 고정된다. 이때, 고정패널(620)은 베어링블록(640)과 소정의 간격을 두고 설치되고, 그 사이에는 적어도 하나 이상의 상하실린더(630)가 설치되어 지지봉(610)을 상승 또는 하강시킨다. 각 상하실린더(630)는 고정패널(620)의 저면에 고정 결합되고, 실린더로드의 끝단은 베어링블록(640)의 상면에 고정 결합된다. 따라서, 제어부의 신호에 따라 상하실린더(630)에 전원이 인가되면 실린더로드가 신축되고, 회수호퍼(300)에 결합된 베어링블록(640)에 지지된 상태로 고정패널(620)이 상승 또는 하강하게 되며, 고정패널(620)에 결합된 지지봉(610) 역시 승강하게 된다. 이에 따라 지지봉(610)의 끝단에 고정된 제2 안착대(510)는 제1 안착대(410)의 하측에 대응 위치된 상태에서 역시 승강하여 제1 안착대(410)의 저면에 밀착되거나 분리되는 것이다.

측정기실린더(670)는 회수호퍼(300)의 상면에 고정되며, 측정기실린더(670)의 실린더로드는 고정패널(620)과 일단이 고정 결합된 링크(680)의 타단에 결합된다. 따라서, 제어부의 신호에 따라 측정기실린더(670)에 전원이 인가되면, 실린더로드가 신축하여 고정패널(620)을 설정 각도만큼 회전시키고, 이에 따라 제2 안착대(510)는 대기위치에서 제1 안착대(410)의 하측에 대응되는 위치로 회전되거나 또는 대기위치로 회전되는 것이다.

한편, 지지봉(610)의 외측 즉, 지지봉(610)과 베어링블록(640)의 관통홀 사이에는 지지봉캡(650)이 더 구비될 수 있다. 지지봉캡(650)은 지지봉(610)의 직경보다 큰 내경을 갖는 원통형으로 이루어지며, 지지봉(610)의 상승 또는 하강을 가이드하여 베어링블록(640)과의 마찰을 방지하는 역할을 한다.

또한, 지지봉캡(650)의 상면에는 고정패널(620)과의 접촉에 따른 충격을 완화시켜 주는 완충부재(660)가 구비될 수 있다. 완충부재(660)는 충분한 완충력을 갖고 있다면 그 재질에 제한은 없으며, 예컨대 고무 또는 합성수지재가 적용될 수 있다.

제어부는 본 발명에 적용되는 입도 측정장치의 전반적인 동작을 제어한다. 예컨대, 필요에 따라 각종 밸브들의 동작 유무, 분류기(400)와 미분측정기(500)의 동작 등을 제어한다.

또한, 제어부는 정량절출기(140)와 미분측정기(500)에서 측정된 데이터를 토대로 미분탄의 입도량을 연산 및 연산된 데이터를 디지털 신호로 표시하는 컴퓨터를 포함할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 미분탄의 입도 측정장치의 작용을 도 7a 내지 도 7c를 참고하여 설명하면 다음과 같다.

도 7a는 입도 측정장치의 대기 상태를 보여준다.

이 상태에서는 분류기(400) 및 미분측정기(500)는 각각 대기 상태에 있게 된다. 또한, 입도 측정장치에 포함되는 모든 밸브는 폐쇄 상태를 형성하고, 정량검출기도 동작이 정지된 상태를 유지한다.

도 7b 및 도 7c는 각각 대기 상태에 있던 분류기(400)와 미분측정기(500)가 가동하여 공정 준비 상태를 보여준다.

도 7b와 같이 대기상태에 있던 분류기(400)는 공급관(200) 방향으로 회전하여 공급관(200)의 출구 측에 대응 결합된다. 즉, 분류기(400)실린더가 작동하면 분류기지지대를 가압하게 되고, 분류기지지대의 일단에 결합된 분류기(400)는 분류기지지대의 힌지축을 중심으로 설정 각도만큼 회전하여 공급관(200)의 저면에 위치하게 된다. 이에 따라, 분류기(400)에 설치된 스크린(420)은 공급관(200)의 직경과 대응되도록 공급관(200) 하측에 위치된다.

이때, 스크린(420)의 상측에 위치한 실링재에 의해 분류기(400)는 공급관(200)과 이격되지 않고 견고하게 밀착 상태를 형성하게 된다.

도 7c와 같이, 분류기(400)가 공급관(200)의 저면에 밀착되면, 측정기실린더(670)를 구동시켜 분류기(400)의 아래에 미분측정기(500)를 위치시킨다. 즉, 측정기실린더(670)에 전원을 인가하면 구동기가 도면상 좌측 방향으로 회전하게 되고, 이에 따라 구동기와 연결된 미분측정기(500) 역시 대기상태에서 좌측으로 회전하여 분류기(400)의 하측에 위치되는 것이다.

이때, 질량감지기(520)의 상단에 구비된 제2 실링부재(540)에 의해 미분측정기(500)는 분류기(400)의 하측에 밀착되어 상호 간에 밀폐 상태를 유지할 수 있게 된다.

이때, 제어부의 신호에 따라 공급밸브 및 미분탄 밸브를 개방하여 샘플호퍼(100)에 구비된 레벨계(도시 생략)를 토대로 상승관을 통해 이동하는 미분탄 중 일정량이 샘플 채취관(110)을 통해 샘플호퍼(100)로 유입되면, 정량절출밸브(131)를 개방한 후 정량정출기(140)를 기동시킨다.

이에 따라 샘플 채취관(110)을 통해 채취된 소정량의 미분탄 샘플은 정량절출기(140)에 의해 적정한 양이 배출되어 분류기(400)의 스크린(420)을 통과하게 되고, 스크린(420)의 메쉬보다 큰 입자는 걸러지고 그보다 작은 입자들만 하측으로 낙하하게 된다.

이때, 진동기(260)는 미분탄이 절출되는 순간부터 작동을 시작하여 공급관(200)에 진동을 부여하고, 그 여진이 분류기(400)에도 전달되도록 하여 미분탄이 스크린(420)에 걸러지거나 통과할 때까지 작동을 지속한다. 스크린(420)을 통과한 미분탄들은 미분측정기(500)의 미분용기(530)에 적재된다.

그 후, 진동기의 작동이 정지되면 상하실린더(630)를 기동하여 미분측정기(500)를 분류기(400)에서 분리한다. 분류기(400)와 미분측정기(500) 간에 분리가 완료되면 측정기실린더(670)를 후진하여 미분측정기(500)를 대기위치까지 이동한 후 전자저울에 의해 미분용기(530) 내에 있는 미분탄의 무게를 측정하여 제어부로 전송하고, 제어부는 정량절출기(140)를 통해 배출된 미분탄의 양과 전자저울에 측정된 미분탄의 양을 이용하여 각각의 비율을 연산해 적정 미분탄 입도량을 컴퓨터로 디스플레이함으로써 작업자는 적정 미분탄 입도량을 실시간으로 확인 또는 조정할 수 있게 된다.

한편, 미분탄의 입도 확인이 완료되면 대기상태의 미분측정기(500) 상측에 위치한 집진관(330)을 이용하여 미분용기(530)에 있는 미분탄을 흡입하여 청소한다.

또한, 분류기(400)실린더는 후진하여 분류기(400)를 대기위치로 이동하여 스크린(420)에 잔존하고 있는 미분탄을 회수호퍼(300)의 하측으로 낙하시킨다.

그 후, 퍼지밸브(122)를 개방하여 회수호퍼(300) 내에 있는 미분탄을 퍼지한 후 집진관(330)으로 전량 흡입하고, 흡입이 완료되면 퍼지밸브(122)를 폐쇄한다.

이때, 집진관(330)에 이상이 있을 경우 미분 회수관(310)에 장착된 배출자동밸브 및 회수자동밸브를 개방하여 미분탄을 회수할 수 있다. 또는, 회수호퍼(300)의 일측에 연결된 벤트관을 개방하여 회수호퍼(300) 내에 잔존하는 미분탄을 외부로 배출할 수도 있다.

100 ; 샘플호퍼 110 ; 샘플 채취관
120 ; 집진기 130 ; 축관부
140 ; 정량절출기
200 ; 샘플 공급관 210 ; 상부 실링캡
220 ; 상부 실링재 230 ; 실링 지지대
240 ; 하부 실링재 250 ; 하부 실링캡
260 ; 진동기
300 ; 회수호퍼 310 ; 미분 회수관
320 ; 벤트관 330 ; 집진관
400 ; 분류기 410 ; 제1 안착대
420 ; 스크린 430 ; 제1 실링부재
440 ; 연결바 450 ; 고정대
460 ; 분류기실린더
500 ; 미분측정기 510 ; 제2 안착대
520 ; 질량감지기 530 ; 미분용기
540 ; 제2 실링부재
600 ; 회전안내유닛 610 ; 지지봉
620 ; 고정패널 630 ; 상하실린더
640 ; 베어링블록 650 ; 지지봉캡
660 ; 완충부재 670 ; 측정기실린더
680 ; 링크

Claims

파쇄기로부터 파쇄된 미분탄을 용광로로 이송하는 미분 이송관에 의해 샘플 채취관으로 연결되며, 정량절출기가 구비된 샘플호퍼;
상기 샘플호퍼의 하측에 연결되어 정량절출기로부터 정량의 샘플용 미분탄을 공급받는 샘플 공급관;
상기 샘플 공급관의 하측에 연결되는 회수호퍼;
상기 회수호퍼 내로 유입된 미분탄을 설정치에 따라 분류하는 분류기;
상기 분류기에 의해 설정치 미만의 입도를 갖는 미분탄을 제공받아 그 질량을 측정하는 미분측정기;
상기 정량절출기로부터 공급된 미분탄과 미분측정기에서 측정된 미분탄의 비율을 비교 연산하여 파쇄기에서 파쇄된 미분탄의 입도량을 산출하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 용광로용 미분탄의 입도 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 샘플호퍼는 그 내부에 잔존하는 미분탄을 흡입하는 집진기를 포함하는 것을 특징으로 하는 용광료용 미분탄의 입도 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 집진기에는 퍼지가스를 공급하기 위한 퍼지가스 공급관 및 흡입된 미분탄을 외부로 배출할 수 있도록 미분탄 벤트관이 연결되는 것을 특징으로 하는 용광료용 미분탄의 입도 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 샘플 공급관의 상단에는 샘플호퍼와의 연결시 그 내부를 밀폐시킬 수 있도록 상부 실링캡이 결합되고, 상기 샘플 공급관의 하단에는 회수호퍼와의 연결시 그 내부를 밀폐시킬 수 있도록 하부 실링캡이 결합되는 것을 특징으로 하는 용광료용 미분탄의 입도 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 샘플 공급관에 충격을 부여하는 진동기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미분탄 입도 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 회수호퍼는 미분측정기에 잔존하는 미분탄을 흡입하는 집진관을 포함하는 것을 특징으로 하는 용광료용 미분탄의 입도 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 회수호퍼에는 입도 측정이 완료된 미분탄을 샘플 채취관 측으로 회수하기 위한 미분 회수관 및 내부의 미분탄을 외부로 배출할 수 있도록 벤트관이 연결되는 것을 특징으로 하는 용광료용 미분탄의 입도 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 분류기는 상면과 하면이 개방되며 상기 샘플 공급관의 하측에 대응 위치되는 제1 안착대, 상기 제1 안착대의 내부에 설치되어 미분탄을 분류하는 스크린을 포함하는 것을 특징으로 하는 용광로용 미분탄의 입도 측정장치.
제8항에 있어서,
상기 회수호퍼에 고정 결합되는 고정대, 상기 제1 안착대에 일단이 결합되며 상기 고정대에 힌지 결합되는 연결대, 상기 연결대의 타단에 결합되어 분류기를 설정 각도 회전시키는 분류기실린더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용광로용 미분탄의 입도 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 미분측정기는 상면은 개방되고 하면은 폐쇄된 제2 안착대, 상기 제2 안착대의 내부에 수용되어 분류기로부터 낙하된 미분을 저장하는 미분용기, 상기 미분용기에 저장된 미분의 질량을 측정하는 질량감지기를 포함하는 것을 특징으로 하는 용광로용 미분탄의 입도 측정장치.
제10항에 있어서,
상기 회수호퍼에 회전 가능하게 결합되는 베어링블록, 상기 베어링블록의 중심에 삽입되며 하단은 제2 안착대에 고정되는 지지봉, 상기 지지봉의 상단에 고정되는 고정패널, 상기 회수호퍼 상에 고정되며 링크를 매개로 상기 고정패널과 연결되어 지지봉을 설정된 각도로 회전시키는 측정기실린더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용광로용 미분탄의 입도 측정장치.
제11항에 있어서,
상기 베어링블록의 외주면에는 회수호퍼가 결합되도록 베어링홈이 내측 방향으로 함몰 형성되고, 상기 베어링홈에는 적어도 하나 이상의 베어링이 구비되는 것을 특징으로 하는 용광로용 미분탄의 입도 측정장치.
제11항에 있어서,
상기 고정패널과 베어링블록의 사이에는 지지봉을 승강시키기 위한 적어도 하나 이상의 상하실린더가 설치되는 것을 특징으로 하는 용광로용 미분탄의 입도 측정장치.