KR20130066723A - Scrap detection apparatus in an electric furnace using induction coil impedance change - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전기로 조업 중에 내부의 고철 잔존량을 측정하기 위한 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 전기로 외부에 유도코일을 감아서 전기로 내부 고철의 잔존량에 따르는 임피던스의 변화를 관측하여 전기로의 아킹(Arcking) 조업중에도 내부 고철의 잔존량을 실시간으로 정확히 측정할 수 있고, 이를 조업의 중요한 데이터로서 활용할 수 있도록 된 유도코일을 이용한 전기로 내 고철량 실시간 측정장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a device for measuring the amount of scrap metal remaining during the operation of the furnace, more specifically, by winding an induction coil outside the furnace to observe the change in impedance according to the remaining amount of scrap metal in the electric furnace The present invention relates to a real-time measuring device of scrap metal in an electric furnace using an induction coil, which can accurately measure the amount of remaining scrap in an internal scrap metal during arcing operation and can use it as an important data for the operation.
일반적으로 전기로 조업은 우선 전기로 내부에 고철을 장입하고난 후, 전류 인가를 통한 아킹(arcking) 작용을 통하여 고철을 용해시킨다. In general, the furnace operation first loads scrap metal into the furnace, and then dissolves the scrap metal by arcing through the application of current.
그러나 이와 같은 전기로 조업에서 아킹 작업중에는 전기로 내부를 정확히 관측을 할 수 없기 때문에, 장입 고철이 얼마나 용해되었는지를 정확히 판단할 수 없다. However, during the arcing operation in such an electric furnace operation, the inside of the electric furnace cannot be accurately observed, so it is not possible to accurately determine how much the charged scrap metal is dissolved.
이와 같은 전기로 조업에서 장입된 고철의 용해 정도를 정확히 알 수 있다는 것은 매우 중요한데, 이와 같은 고철의 용해 정도는 추가 장입의 시점판단, 출강시점 판단 및 부가 조업 판단에 있어서 중요한 데이터로 활용될 수 있다. It is very important to know exactly the degree of melting of scrap metal charged in the electric furnace operation, and this degree of melting of scrap metal can be used as important data in judging the timing of additional charging, starting point judgment and additional operation judgment. .
종래에는 전기로 내부의 고철의 용해 정도를 정확하게 측정할 수 있는 방안이 전무(全無)한 상태이다. Conventionally, there is no way to accurately measure the degree of melting of scrap metal in an electric furnace.
종래에는 전기로의 벽체 구멍에 퍼징(purging) 기능이 구비된 카메라를 이용하여 내부 상태를 관측하는 기술이 시도되었으나, 이와 같은 종래의 기술은 장시간 사용 시 카메라 표면의 오염으로 인하여 지속적으로 사용할 수 없는 문제점을 갖는다.
Conventionally, a technique of observing an internal state using a camera equipped with a purging function in a wall hole of an electric furnace has been attempted, but such a conventional technique cannot be continuously used due to contamination of the camera surface when used for a long time. Has
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소시키기 위한 것으로서, 전기로의 아킹 작업중에도 내부 고철의 잔존량을 실시간으로 정확히 측정할 수 있고, 이를 조업의 중요한 데이터로 활용할 수 있도록 된 유도코일을 이용한 전기로 내 고철량 실시간 측정장치를 제공함에 있다.
An object of the present invention is to solve the conventional problems as described above, it is possible to accurately measure the residual amount of the internal scrap in real time during arcing work in the electric furnace, using an induction coil that can be used as important data of the operation It is to provide a real-time measuring device of high iron in an electric furnace.
본 발명의 일 실시형태에 따른 유도코일을 이용한 전기로 내 고철량 실시간 측정장치는 전기로 조업 중에 내부의 고철 잔존량을 측정하기 위한 장치에 있어서, 전기로의 본체 둘레에 상하 일정 간격으로 감겨진 내열도선으로 이루어진 유도코일과; 상기 유도코일에 전기적으로 연결되어 특정 주파수의 교류 전원을 인가하는 교류전원 발생기와; 상기 전기로에 감긴 유도코일의 입출력단에서 전류와 전압을 측정하는 측정유닛과; 상기 측정유닛에서 측정된 전류 데이터 및 전압 데이터를 포함하는 상기 유도코일의 전력 데이터를 이용하여 상기 유도코일의 임피던스 변화를 연산하고, 연산된 임피던스 변화량에 의해 전기로 내부의 고철 잔존량을 검출하는 분석 시스템을 포함한다.The apparatus for measuring the amount of scrap iron in an electric furnace using an induction coil according to an embodiment of the present invention is a device for measuring the amount of scrapping iron scrap remaining in an electric furnace during operation, wherein the heat-resistant wound around the main body of the furnace at regular intervals An induction coil consisting of a conducting wire; An AC power generator electrically connected to the induction coil to apply AC power of a specific frequency; A measuring unit measuring current and voltage at an input / output terminal of the induction coil wound on the electric furnace; Analyzes the impedance change of the induction coil using the power data of the induction coil including the current data and the voltage data measured by the measuring unit, and detects the amount of residual scrap in the furnace by the calculated impedance change amount. It includes a system.
이때 상기 측정유닛은 상기 전기로에 감긴 유도코일에서 전류를 측정하는 전류 측정기와; 상기 전기로에 감긴 유도코일에서 전압을 측정하는 전압 측정기와; 상기 전류 측정기 및 전압 측정기로부터 측정된 전류 데이터 및 전압 데이터를 포함하는 전력 데이터를 디지탈 신호로 변환시키는 A/D 변환기를 포함한다.At this time, the measuring unit includes a current measuring device for measuring the current in the coil wound in the electric furnace; A voltage meter for measuring a voltage in the induction coil wound around the electric furnace; And an A / D converter for converting power data including current data and voltage data measured from the current meter and the voltage meter into a digital signal.
그리고, 상기 분석 시스템은 상기 측정유닛에서 측정된 전류 데이터 및 전압 데이터에 따라서 전기로 내의 고철 잔존량을 설정하도록 실험을 통해 구축된 테이블이 내장되고, 상기 교류전원 발생기를 통해 상기 유도코일에 교류 전원을 인가한 후, 전기로 내의 고철 잔존량의 변화에 기인한 상기 유도코일 내부의 임피던스 변화를 입력 전류의 변화로 나타내어 전기로 내부 고철량을 검출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the analysis system has a table built through an experiment to set the amount of scrap metal remaining in the electric furnace in accordance with the current data and the voltage data measured in the measuring unit, the AC power to the induction coil through the AC power generator After applying, the change in the impedance of the inside of the induction coil due to the change in the amount of scrap metal remaining in the electric furnace is characterized in that the amount of scrap metal in the furnace is detected.
한편, 상기 유도코일은 전기로에 장입되는 고철의 최고 위치에서 시작하여 전기로의 노저부 위치까지 내열도선을 일정 간격으로 감아서 형성한 것이 바람직하다.
On the other hand, the induction coil is preferably formed by winding the heat-resistant wire at regular intervals starting from the highest position of the scrap metal charged into the electric furnace to the bottom of the electric furnace.
본 발명에 따른 유도코일을 이용한 전기로 내 고철량 실시간 측정장치는, 전기로의 본체 둘레에 상하 일정 간격으로 내열도선으로 이루어진 유도코일을 감고, 이러한 유도코일에 특정 주파수의 교류 전원을 인가하며, 유도코일 내부의 코어 재질로서 작용하는 고철 잔존량의 변화에 따라서 유도코일의 임피던스가 변화한다는 사실을 이용한다. The apparatus for measuring high iron mass in an electric furnace using an induction coil according to the present invention winds an induction coil made of a heat resistant conductor at regular intervals up and down around the main body of the electric furnace, and applies an AC power source having a specific frequency to the induction coil, and induction. The fact that the impedance of the induction coil changes according to the change in the amount of scrap metal remaining as a core material inside the coil is used.
따라서 전기로 내부의 고철량의 변화는 내열도선으로 이루어진 유도코일 내부의 코어의 변화로 인식할 수 있고 결국 유도코일의 입장에서는 임피던스 또는 인덕턴스의 변화로 나타난다. Therefore, the change in the amount of scrap metal in the electric furnace can be recognized as the change in the core inside the induction coil made of heat-resistant wire, and in the end, the change in impedance or inductance appears in the induction coil position.
결과적으로 본 발명에 의하면 이와 같은 유도코일의 임피던스 또는 인덕턴스의 변화를 통하여 전기로 설비에 있어서 아크 조업 중 내부 고철의 잔존량을 실시간으로 정확히 측정할 수 있다.
As a result, according to the present invention, it is possible to accurately measure the remaining amount of the internal scrap during arc operation in the electric furnace equipment through the change of the impedance or inductance of the induction coil.
도 1은 본 발명에 따른 유도코일을 이용한 전기로 내 고철량 실시간 측정장치를 전체적으로 도시한 구성도이다.1 is a block diagram showing an overall high-altitude measurement device in an electric furnace using an induction coil according to the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
본 발명에 따른 유도코일을 이용한 전기로 내 고철량 실시간 측정장치(200)의 구성도가 제 1도에 나타나 있다. 1 is a block diagram of an apparatus for measuring high iron mass in real time using an induction coil according to the present invention.
본 발명이 적용되는 전기로(100)는 내화물 벽돌로 구축된 본체(110)의 하부측에 하부 전극(120)이 설치되고, 상기 본체(110)의 내부로는 용해시키고자 하는 고철(scrap)(S)이 장입되며, 전극봉(130)을 통해서 통전(通電)이 이루어져서 아크를 발생시키고, 그 아크 열을 이용하여 고철(S)을 용탕(Sa)으로 용해시킨다. In the
본 발명에 따른 유도코일을 이용한 전기로 내 고철량 실시간 측정장치(200)는 이와 같은 전기로(100)의 본체(110) 둘레에 상하 일정 간격으로 감겨진 내열도선(211)으로 이루어진 유도코일(210)을 갖는다.Induction coil high-temperature real-time measuring device 200 using an induction coil according to the present invention is an induction coil consisting of a heat-resistant wire (211) wound around the
이와 같은 유도코일(210)은 전기로(100)의 본체(110) 둘레에 내열도선(211)을 일정 간격으로 감아서 형성한 것으로, 유도코일(210)의 감는 범위는 전기로(100)에 장입되는 고철(S)의 최고 위치에서 시작하여 전기로(100)의 노저부(111) 위치까지 내열도선(211)을 감는다. 결국, 상기 전기로(100)에 감은 내열도선(211)은 하나의 유도코일(210)로 구현된다. The
그리고 본 발명은 상기 내열도선(211)의 유도코일(210)에 전기적으로 연결되어 특정 주파수의 교류 전원을 인가하는 교류전원 발생기(220)를 구비한다.The present invention includes an AC power generator 220 that is electrically connected to the
이와 같은 교류전원 발생기(220)는 특정 주파수의 전원을 발생시켜서 유도코일(210)에 교류 전원을 인가한다.The AC power generator 220 generates AC power at a specific frequency and applies AC power to the
또한, 본 발명은 상기 전기로(100)에 감긴 유도코일(210)의 전류와 전압을 측정하는 측정유닛(230)을 구비한다.In addition, the present invention includes a measuring unit 230 for measuring the current and voltage of the
상기 측정유닛(230)은 상기 전기로(100)에 감긴 유도코일(210)에서 전류를 측정하는 전류 측정기(231)와, 상기 전기로(100)에 감긴 유도코일(210)에서 전압을 측정하는 전압 측정기(232)를 구비한다. 또한, 상기 전류 측정기(231) 및 전압 측정기(232)로부터 측정된 전류 데이터 및 전압 데이터를 포함하는 전력 데이터를 디지탈 신호로 변환시키는 A/D 변환기(233)를 포함한다.The measuring unit 230 is a
상기 전류 측정기(Current Transducer)(231) 및 전압 측정기(Voltage Transducer)(232)는 바람직하게는 상기 유도코일(210)의 입출력단에서 발생되는 전류 및 전압을 실시간으로 측정한다.The
그리고 상기 전류 측정기(231) 및 전압 측정기(232)는 상기 A/D 변환기(A/D Convertor)(233)에 전기적으로 연결되는데, 이에 따라 상기 전류 측정기(231) 및 전압 측정기(232)로부터 측정된 아날로그의 전류 및 전압 등의 전력 데이터를 상기 A/D 변환기(233)에서 디지탈 신호로 변환시키게 된다.The
또한, 본 발명은 상기 A/D 변환기(233)에 전기적으로 연결되어 상기 유도코일(210)의 입출력단에서 측정된 전류 및 전압등의 전력 데이터를 받고, 이를 이용하여 유도코일(210)의 임피던스의 변화를 측정하고, 전기로(100) 내부의 고철의 잔존량을 추정하는 분석 시스템(240)을 포함한다.In addition, the present invention is electrically connected to the A /
이와 같은 분석 시스템(240)은 연장의 제어 컴퓨터 등으로 이루어지는 것으로서, 이와 같은 분석 시스템(240)에는 교류전원 발생기(220)의 주파수 및 전압 크기에 따르는 전기로(100) 내의 고철(S)의 잔존량을 설정하는 테이블(241)을 실험을 통해 구축하고 이를 내장한 것이다. The
따라서 이와 같은 분석 시스템(240)은 이와 같은 테이블(241)을 이용하여 전기로(100) 내부 고철량에 비례하는 실시간 출력 신호를 전류값으로 얻을 수 있다.
Accordingly, the
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 유도코일을 이용한 전기로 내 고철량 실시간 측정장치(200)는, 먼저 전기로(100) 내부의 고철량을 측정하기 위해서 교류전원 발생기(220)에서 특정 주파수의 전원을 발생시켜 유도코일(210)에 전원을 인가한다. In the electric furnace high iron amount real-time measuring device 200 using the induction coil according to the present invention configured as described above, the power source of a specific frequency in the AC power generator 220 in order to measure the high iron amount inside the
따라서 유도코일(210)은 내부 고철량의 변화에 따라서 유도 전압에 변화가 발생되고, 상기 유도코일(210)에서 인식하는 등가 임피던스 성분은 이에 비례해서 변화하게 된다.Therefore, the
즉, 본 발명은 상기 유도코일(210) 내부의 코어 재질에 해당하는 고철 잔존량의 변화에 따라서 유도코일(210)의 임피던스가 변화한다는 사실을 이용한다. That is, the present invention uses the fact that the impedance of the
이와 같은 전기로(100) 내부의 고철량의 변화는 전기로(100) 둘레에 감긴 유도코일(210) 내부의 코어의 변화로 인식할 수 있고, 결국 유도코일(210)의 입장에서는 전기로(100) 내부의 고철량의 변화에 따라서 그 임피던스 또는 인덕턴스의 변화를 발생시킨다.Such a change in the amount of scrap metal in the
상기 유도코일(210)의 임피던스는 아래의 수식과 같이 유도 전압에 의해서 비례하여 변화된다.The impedance of the
Z = V/IZ = V / I
여기서, Z: 임피던스, V: 전압, I: 전류Where Z: impedance, V: voltage, I: current
또한, 이와 같은 임피던스의 변화는 유도코일(210)의 인덕턴스의 변화와도 비례한다. 즉, 유도코일(210)의 임피던스는 아래의 수식과 같이 나타내어진다.In addition, the change in impedance is also proportional to the change in inductance of the
Z = 2×원주율×주파수×인덕턴스Z = 2 × circumference × frequency × inductance
여기서, Z: 임피던스Where Z is the impedance
결국, 본 발명은 상기 교류전원 발생기(220)에서 교류 전원을 유도코일(210)에 인가하게 되면, 전기로(100) 내부의 고철량에 따라 변화하는 등가 임피던스 또는 인덕턴스의 영향으로 유도코일(210)의 내부로 인가되는 전류는 영향을 받게 되고, 이러한 변화를 측정하여 전기로(100) 내부의 고철의 잔존량을 측정할 수 있는 것이다.As a result, when the AC power is applied to the
또한 본 발명은 특정 전기로(100)를 대상으로 하여 상기 실험을 반복적으로 수행하고, 고철량의 변화에 따르는 입력전류의 변화를 도표화하여 테이블(241)을 구축하고 이를 분석 시스템(240)에 저장하고 있다.In addition, the present invention repeatedly performs the experiment for a specific
따라서 향후 동일 전기로(100) 내부의 고철량의 변화에 따르는 전류를 인지하여 이를 상기 테이블(241)에 반영하면 정확하게 잔존 고철의 잔존량을 찾아서 예측할 수 있다.Therefore, in the future, by recognizing the current according to the change in the amount of scrap metal in the
상기와 같이 본 발명에 따른 유도코일을 이용한 전기로 내 고철량 실시간 측정장치(200)에 의하면, 이와 같은 유도코일(210)의 임피던스 또는 인덕턴스의 변화를 통하여 전기로(100) 설비에 있어서 조업 중 내부 고철의 잔존량을 실시간으로 정확히 측정할 수 있는 것이다.
As described above, according to the high iron mass real-time measuring apparatus 200 using the induction coil according to the present invention, the operation of the
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings and the preferred embodiments described above, the present invention is not limited thereto but is limited by the following claims. Accordingly, those skilled in the art will appreciate that various modifications and changes may be made thereto without departing from the spirit of the following claims.
S: 고철(scrap) Sa: 용탕
100: 전기로 110: 본체
111: 노저부 120: 하부 전극
130: 전극봉
200: 유도코일을 이용한 전기로 내 고철량 실시간 측정장치
210: 유도코일 211: 내열도선
220: 교류전원 발생기 230: 측정유닛
231: 전류 측정기(Current Transducer)
232: 전압 측정기(Voltage Transducer)
233: A/D 변환기(A/D Convertor)
240: 분석 시스템 241: 테이블S: scrap metal Sa: molten metal
100: electric furnace 110: main body
111: bottom part 120: lower electrode
130: electrode
200: real-time measurement of high iron amount in the electric furnace using an induction coil
210: induction coil 211: heat resistant wire
220: AC power generator 230: measuring unit
231: Current Transducer
232: Voltage Transducer
233: A / D Convertor
240: analysis system 241: table
Claims (4)
전기로의 본체 둘레에 상하 일정 간격으로 감겨진 내열도선으로 이루어진 유도코일과;
상기 유도코일에 전기적으로 연결되어 특정 주파수의 교류 전원을 인가하는 교류전원 발생기와;
상기 전기로에 감긴 유도코일의 입출력단에서 전류와 전압을 측정하는 측정유닛과;
상기 측정유닛에서 측정된 전류 데이터 및 전압 데이터를 포함하는 상기 유도코일의 전력 데이터를 이용하여 상기 유도코일의 임피던스 변화를 연산하고, 연산된 임피던스 변화량에 의해 전기로 내부의 고철 잔존량을 검출하는 분석 시스템을 포함하는 유도코일을 이용한 전기로 내 고철량 실시간 측정장치.
In the apparatus for measuring the amount of scrap metal remaining in the furnace operation,
Induction coil made of a heat-resistant wire wound around the main body of the electric furnace at regular intervals up and down;
An AC power generator electrically connected to the induction coil to apply AC power of a specific frequency;
A measuring unit measuring current and voltage at an input / output terminal of the induction coil wound on the electric furnace;
Analyzes the impedance change of the induction coil using the power data of the induction coil including the current data and the voltage data measured by the measuring unit, and detects the amount of residual scrap in the furnace by the calculated impedance change amount. High iron real-time measuring device in an electric furnace using an induction coil including a system.
상기 전기로에 감긴 유도코일에서 전류를 측정하는 전류 측정기와;
상기 전기로에 감긴 유도코일에서 전압을 측정하는 전압 측정기와;
상기 전류 측정기 및 전압 측정기로부터 측정된 전류 데이터 및 전압 데이터를 포함하는 전력 데이터를 디지탈 신호로 변환시키는 A/D 변환기를 포함하는 유도코일을 이용한 전기로 내 고철량 실시간 측정장치.
The method of claim 1, wherein the measuring unit
A current meter for measuring a current from the induction coil wound around the electric furnace;
A voltage meter for measuring a voltage in the induction coil wound around the electric furnace;
The apparatus for measuring high iron mass in an electric furnace using an induction coil including an A / D converter converting power data including current data and voltage data measured by the current meter and the voltage meter into a digital signal.
상기 분석 시스템은 상기 측정유닛에서 측정된 전류 데이터 및 전압 데이터에 따라서 전기로 내의 고철 잔존량을 설정하도록 실험을 통해 구축된 테이블이 내장되고,
상기 교류전원 발생기를 통해 상기 유도코일에 교류 전원을 인가한 후, 전기로 내의 고철 잔존량의 변화에 기인한 상기 유도코일 내부의 임피던스 변화를 입력 전류의 변화로 나타내어 전기로 내부 고철량을 검출하는 것을 특징으로 하는 유도코일을 이용한 전기로 내 고철량 실시간 측정장치.
The method according to claim 1,
The analysis system has a table built through experiments to set the amount of scrap metal remaining in the furnace in accordance with the current data and the voltage data measured in the measuring unit,
After the AC power is applied to the induction coil through the AC power generator, the impedance change in the induction coil caused by the change in the amount of scrap metal remaining in the electric furnace is represented as a change in input current to detect the amount of scrap metal in the electric furnace. High iron amount real-time measuring device in the electric furnace using an induction coil, characterized in that.
상기 유도코일은 전기로에 장입되는 고철의 최고 위치에서 시작하여 전기로의 노저부 위치까지 내열도선을 일정 간격으로 감아서 형성한 것을 특징으로 하는 유도코일을 이용한 전기로 내 고철량 실시간 측정장치.
The method according to claim 1,
The induction coil is a real-time measuring amount of scrap iron in an electric furnace using an induction coil, characterized in that formed by winding a heat-resistant wire at a predetermined interval starting from the highest position of the scrap metal charged into the electric furnace to the bottom of the electric furnace.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020130458A1 (en) * | 2018-12-19 | 2020-06-25 | 주식회사 포스코 | Apparatus and method for controlling coating layer in pvd plating processs |
CN114045386A (en) * | 2021-10-20 | 2022-02-15 | 秦河新材股份有限公司 | Environment-friendly heat treatment device for high-ductility and high-strength steel bars |
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- 2011-12-13 KR KR1020110133324A patent/KR20130066723A/en not_active Application Discontinuation
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