KR20140002212A - 고로의 가스 분포 판단 방법 - Google Patents

고로의 가스 분포 판단 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고로의 가스 분포 판단 방법에 관한 것으로, 온도 측정 지점에서 감지된 온도값 추출하는 온도값 추출 단계 및 상기 온도값 추출 단계에서 추출된 온도값과, 온도 측정 높이점 별로 기설정된 정상 온도 범위를 비교하여 상기 정상 온도 범위를 벗어나는 온도값의 개수로 고로의 가스 분포의 이상 여부를 판단하여, 조업 시 고로 내의 통기성을 진단하고, 노황을 정량적으로 예측할 수 있고, 이로써, 조업 시 고로 내 통기성 관리를 안내하며, 고로 조업 시 통기성 관리가 안정적으로 이루어지고, 조업자의 오판을 방지한다.

Description

고로의 가스 분포 판단 방법{JUDGMENT METHOD OF GAS DISTRIBUTION OF BLAST FURNACE}
본 발명은 고로의 가스 분포 판단 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 고로의 가스 분포를 원주별로 판단하고, 예측할 수 있는 고로의 가스 분포 판단 방법에 관한 것이다.
일반적으로 고로는 연료인 코크스와 철광석을 반복 장입하면서 풍구를 통해 열풍을 불어넣어 장입된 철광석을 녹여 용선을 생산하는 설비이다.
고로는 풍구를 통해 미분탄 뿐 아니라 열풍이 고로 내부로 공급되고, 가스의 흐름이 제어된다.
본 발명과 관련 선행 기술로는 국내 특허공개 제10-2012-0023057호(2012.03.12, 고로 조업 방법)가 있다.
본 발명의 목적은 고로의 높이 구간 별로 원주 방향별 온도를 감지하고, 상기 원주 방향별 온도 변화로 고로의 가스류 분포를 확인함으로써 고로 조업 시 고로의 가스 분포를 판단하고, 이에 따라 고로 조업 시 노황의 이상 상태를 미리 예측하여 대응할 수 있는 고로의 가스 분포 판단 방법을 제공하는 데 있다.
이러한 본 발명의 과제는 고로의 높이 방향으로 이격된 복수의 온도 측정 높이점이 있고, 각 높이 지점에 원주 방향으로 이격되고, 온도 감지부가 장착되어 온도를 감지하는 복수의 온도 측정 지점이 구비된 고로에서,
상기 온도 측정 지점에서 감지된 온도값 추출하는 온도값 추출 단계;
상기 온도값 추출 단계에서 추출된 온도값과, 온도 측정 높이점 별로 기설정된 정상 온도 범위를 비교하여 상기 정상 온도 범위를 벗어나는 온도값의 개수로 고로의 가스 분포의 이상 여부를 판단하는 가스 분포 이상 판단 단계를 포함한 고로의 가스 분포 판단 방법을 제공함으로써 해결된다.
본 발명은 고로 조업 시 고로 내의 통기성을 진단하고, 노황을 정량적으로 예측하여 조업 시 고로 내 통기성 관리를 안내하며, 고로 조업 시 통기성 관리가 안정적으로 이루어지고, 조업자의 오판을 방지하는 효과가 있다.
본 발명은 고로 내부의 이상 발생을 정확하게 예측하여 대응할 수 있게 함으로써 고로 조업 중 사고 발생을 방지하고, 용선의 안정적인 생산이 가능하도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에서 온도 측정 높이점별 온도 측정 지점을 나타낸 개략도
도 2는 본 발명에 따른 고로의 가스 분포 판단 방법을 도시한 블록도
도 3은 고로의 시간별 압력 손실 변화를 나타낸 그래프
도 4는 도 2의 A부에서 각 높이 구간별 온도값을 나타낸 그래프
도 5는 도 2의 B부에서 각 높이 구간별 온도값을 나타낸 그래프
도 6은 도 3의 C부에서 각 높이 구간별 온도값을 나타낸 그래프
본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명이 적용되는 고로는 내부가 높이에 따른 복수의 온도 측정 높이점이 있다. 고로는 풍구의 상부 측에 구비되는 보쉬부, 상기 보쉬부의 상부에 구비되는 벨리부, 상기 벨리부의 상부에 구비되는 샤프트부, 상기 보쉬부의 하부에 구비되며 용선과 슬래그가 고이는 노상부 등으로 구분된다.
본 발명은 고로의 높이 방향으로 이격된 복수의 온도 측정 높이점이 있고, 각 높이 지점에 원주 방향으로 이격되게 복수의 온도 감지부가 구비된다.
도 1을 참고하면, 상기 온도 측정 높이점은 고로의 밸리부에 위치되는 제 1 온도 측정 높이점(a), 상기 제 1 온도 측정 높이점(a)의 상부 측에 이격되게 배치되며 샤프트부에 위치되는 제 2 온도 측정 높이점(b), 상기 제 2 온도 측정 높이점(b)의 상부 측에 이격되게 배치되며 샤프트부에 위치하는 제 3 온도 측정 높이점(c), 상기 제 3 온도 측정 높이점(c)의 상부 측에 이격되게 배치되며 샤프트부에 위치하는 제 4 온도 측정 높이점(d)을 포함한다.
상기 제 2 온도 측정 높이점(b)은 샤프트부의 하부에 위치되고, 상기 제 3 온도 측정 높이점(c)은 샤프트부의 중간부분에 위치되고, 제 4 온도 측정 높이점(d)은 샤프트부의 상부측에 위치된다. 상기 제 1 온도 측정 높이점(a), 상기 제 2 온도 측정 높이점(b), 상기 제 3 온도 측정 높이점(c), 상기 제 4 온도 측정 높이점(d)은 각각 원주 방향으로 이격딘 복수의 온도 감지점이 구비되고, 상기 온도 감지점에는 온도 감지부가 설치된다. 상기 제 1 온도 측정 높이점(a)에는 원주 방향 별로 이격된 20개의 온도 측정 지점(Ta1 ~ Ta20)이 구비되고, 상기 제 2 온도 측정 높이점(b)에는 원주 방향 별로 이격된 20개의 온도 측정 지점(Tb1 ~ Tb20)이 구비되고, 상기 제 3 온도 측정 높이점(c)에는 원주 방향별로 이격된 18개의 온도 측정 지점(TC1 ~ Tc18)이 구비되고, 상기 제 4 온도 측정 높이점(d)에는 원주 방향별로 이격된 8개의 온도 측정 지점(Td1 ~ Td8)이 구비된 것을 일 예로 한다. 상기 각 온도 측정 지점에는 각 온도 감지부가 장착되고, 상기 온도 감지부는 냉각수가 순환되어 고로를 냉각하는데 사용되는 스테이브의 온도를 감지하여 측정하는 것이다.
본 발명은 상기 온도 감지부에서 감지된 온도값 추출하는 온도값 추출 단계(100)를 포함한다. 상기 각 온도 측정 높이점에는 스테이브가 설치되어 있고, 온도값 추출 단계는 상기 온도 감지부에서 상기 스테이브 내의 냉각수 온도를 측정하고, 그 온도값을 추출한다. 상기 온도 측정 높이점에는 별도로 기설정된 정상 온도 범위가 있다. 상기 제 1 온도 측정 높이점 및 상기 제 2 온도 측정 높이점에서 정상 온도 범위는 40℃ ~ 45℃이고, 상기 제 3 온도 측정 높이점 및 상기 제 4 온도 측정 높이점에서 에서 150℃ ~ 250℃인 것을 일 예로 한다.
본 발명에 따른 상기 온도값 추출 단계(100)에서 추출된 온도값을 통해 고로의 가스 분포의 이상 여부를 판단하는 가스 분포 이상 판단 단계(200)를 포함한다. 상기 가스 분포 이상 판단 단계(200)는 상기 추출된 온도값과, 온도 측정 높이점 별로 기설정된 정상 온도 범위를 비교하는 비교 과정(210); 및 상기 비교 과정(210)에서 상기 정상 온도 범위를 벗어나는 온도값의 개수를 확인하는 확인 과정(220)을 포함하여 고로의 가스 분포의 이상 여부를 판단한다.
상기 가스 분포 이상 판단 단계는 정상 온도 범위를 벗어나는 온도값의 개수를 통해 고로의 가스 분포 이상 여부를 알림하는 알림 과정(240)을 포함한다.
또한, 상기 가스 분포 이상 판단 단계는 상기 온도 측정 높이점에서 각 원주 방향별 온도분포를 그래프로 표시하는 그래프 표시 과정(230)을 더 포함한다.
상기 그래프 표시 과정(230)은 중심에서 반경별로 구분된 온도선이 있는 평면의 원형 그래프에서 원주 방향 별로 각 온도 측정 지점을 상기 원형 그래프의 중심을 지나는 직선으로 표시하고, 상기 온도 측정 지점을 나타나는 직선에 각 온도 측정 지점의 온도값을 표시하고, 상기 온도값을 직선으로 연결하여 화면으로 출력한다.
상기 그래프 표시 과정(230)은 상기 온도 측정 높이점을 각각 구분하여 화면으로 출력하여 각 온도 측정 높이점에서의 온도 변화 상태를 조업자가 용이하게 확인할 수 있도록 한다.
상기 알림 과정(240)은 모든 상기 온도 측정 높이점의 온도값이 기설정된 상기 정상 온도 범위에서 벗어난 범위를 구분하고, 각 온도 측정 높이점에서 각 구분된 범위에 포함되는 온도값의 평균 개수로 구분되는 복수의 알림 단계로 각각 구분하여 알림하는 것이 바람직하다.
상기 알림 단계는 주의, 경고, 위험을 포함하며, 상기 알림 과정(240)은 기설정된 상기 정상 온도 범위보다 10%이상 20%미만으로 벗어난 범위에서 각 온도 측정 높이점의 원주 방향별 각 온도값 중 상기 벗어난 범위 내의 온도값이 평균 1개 이상인 경우 주의로 알림한다.
또한, 상기 알림 과정(240)은 기설정된 상기 정상 온도 범위보다 20%이상 30%미만으로 벗어난 범위에서 각 온도 측정 높이점의 원주 방향별 각 온도값 중 상기 벗어난 범위 내의 온도값이 평균 2개 이상인 경우 주의로 알림한다.
또한, 상기 알림 과정(240)은 기설정된 상기 정상 온도 범위보다 30%이상으로 벗어난 범위에서 각 온도 측정 높이점의 원주 방향별 각 온도값 중 상기 벗어난 범위 내의 온도값이 평균 3개 이상인 경우 주의로 알림한다.
상기한 바와 같이 상기 알림 과정(240)에서 고로의 노황에 대한 이상 감지를 알림하면 풍구를 통해 고로 내로 유입되는 열풍의 감풍 또는 고로 내로 코크스의 추가 장입 등을 통한 조업 조치를 취해 고로의 노황을 정상 상태로 안정적으로 유지할 수 있는 것이다.
본 발명은 상기한 바와 같이 고로의 높이 구간 별로 원주 방향별 온도를 감지하고, 이를 통해 상기 원주 방향별 온도 변화로 고로의 가스류 분포를 정량화하는 것이다.
도 2 내지 도 5를 참고하여, 본 발명에 따른 고로의 가스 분포 판단 방법의 일 예를 설명하면 하기와 같다.
도 2를 참고하면 본 발명이 실시되는 고로에서 시간별 압력 손실을 나타낸 그래프이며, A부는 정상 조업, B부는 본 발명에 따른 노황의 이상 상태 감지 지점 즉, 최초 이상 상태를 알림한 것이며, C부는 B부에서 이상 상태를 감지하고, 추가조업 조치를 취하지 않은 상태에서 노황 불안정 상태가 나타낸 것을 나타내고 있다.
도 3 내지 도 5를 참고하면, 도 3은 도 2의 A부에서 각 높이 구간별 온도값을 나타낸 그래프이고, 도 4는 도 2의 B부에서 각 높이 구간별 온도값을 나타낸 그래프이고, 도 5는 도 3의 C부에서 각 높이 구간별 온도값을 나타낸 그래프이다.
도 2 및 도 4에서 확인되는 바와 같이 각 온도 측정 높이점에서 원주 방향별 각 온도값 중 각 온도 측정 높이점의 정상 온도 범위보다 10%이상 20%미만으로 벗어난 범위에 위치하는 온도값이 각 온도 측정 높이점 별로 평균 1개 이상인 경우 주의로 알림한다. 상기한 바와 같이 주의로 알림한 후 2시간 후에 고로의 상태는 도 2에서 확인되는 바와 같이 노황의 이상 상태가 발생하고, 노황의 이상 상태에서의 각 온도 측정 높이점 별 온도 분포는 도 5에서 나타난 바와 같이 각 온도 측정 높이점에서 원주 방향별 각 온도값 중 각 온도 측정 높이점의 정상 온도 범위보다 30%이상으로 벗어난 범위에 위치하는 온도값이 각 온도 측정 높이점 별로 평균 3개 이상인 경우 위험으로 알림한다.
본 발명은 상기한 바와 같이 최초 노황 이상으로 판단한 후 2시간 후 점차 노황 상태가 악화되고 있음을 확인할 수 있다. 즉, 본 발명은 상기한 바와 같이 노황의 이상을 예측하고, 이상 유무를 판단할 수 있는 것이다.
본 발명은 고로 조업 시 고로 내의 통기성을 진단하고, 노황을 정량적으로 예측하여 조업 시 고로 내 통기성 관리를 안내하여 고로 조업 시 통기성 관리가 안정적으로 이루어지고, 조업자의 오판을 방지한다.
본 발명은 고로 내부의 이상 발생을 정확하게 예측하여 대응할 수 있게 함으로써 고로 조업 중 사고 발생을 방지하고, 용선의 안정적인 생산이 가능하도록 한다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.
100 : 온도값 추출 단계 200 : 가스 분포 이상 판단 단계
210 : 비교 과정 220 : 확인 과정
230 : 그래프 표시 과정 240 : 알림 과정

Claims (6)

  1. 고로의 높이 방향으로 이격된 복수의 온도 측정 높이점이 있고, 각 높이 지점에 원주 방향으로 이격되고, 온도 감지부가 장착되어 온도를 감지하는 복수의 온도 측정 지점이 구비된 고로에서,
    상기 온도 측정 지점에서 감지된 온도값 추출하는 온도값 추출 단계;
    상기 온도값 추출 단계에서 추출된 온도값과, 온도 측정 높이점 별로 기설정된 정상 온도 범위를 비교하여 상기 정상 온도 범위를 벗어나는 온도값의 개수로 고로의 가스 분포의 이상 여부를 판단하는 가스 분포 이상 판단 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 고로의 가스 분포 판단 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 온도 감지부는 냉각수가 순환되어 고로를 냉각하는데 사용되는 스테이브의 온도를 감지하여 측정하는 것을 특징으로 하는 고로의 가스 분포 판단 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스 분포 이상 판단 단계는,
    상기 추출된 온도값과, 온도 측정 높이점 별로 기설정된 정상 온도 범위를 비교하는 비교 과정; 및
    상기 비교 과정에서 상기 정상 온도 범위를 벗어나는 온도값의 개수를 확인하는 확인 과정을 포함한 것을 특징으로 하는 고로의 가스 분포 판단 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 가스 분포 이상 판단 단계는,
    정상 온도 범위를 벗어나는 온도값의 개수를 통해 고로의 가스 분포 이상 여부를 알림하는 알림 과정을 포함한 것을 특징으로 하는 고로의 가스 분포 판단 방법.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 가스 분포 이상 판단 단계는,
    상기 온도 측정 높이점에서 각 원주 방향별 온도분포를 그래프로 표시하는 그래프 표시 과정을 더 포함한 것을 특징으로 하는 고로의 가스 분포 판단 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 그래프 표시 과정은,
    중심에서 반경별로 구분된 온도선이 있는 평면의 원형 그래프에서 원주 방향 별로 각 온도 측정 지점을 상기 원형 그래프의 중심을 지나는 직선으로 표시하고, 상기 온도 측정 지점을 나타나는 직선에 각 온도 측정 지점의 온도값을 표시하고, 상기 온도값을 직선으로 연결하여 화면으로 출력한 것을 특징으로 하는 고로의 가스 분포 판단 방법.
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