KR20150027855A - 턴디쉬 예열기의 제어장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 턴디쉬 예열기의 제어장치 및 그 제어방법이 개시된다. 본 발명의 예열기 제어장치는 턴디쉬의 예열버너로 공급되는 공기의 유량을 조절하는 공기밸브; 상기 턴디쉬 내의 일산화탄소 농도를 검출하는 CO검출부; 및 상기 턴디쉬의 내부온도가 목표온도에 도달하도록 공기밸브 개도량을 산출하여 상기 공기밸브를 구동하고, 상기 CO검출부로부터 입력된 CO검출값에 따라 상기 공기밸브 개도량을 조정하여 상기 공기밸브를 구동하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

턴디쉬 예열기의 제어장치 및 그 제어방법{APPARATUS FOR PREHEATING TUNDISH AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 턴디쉬 예열기의 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 턴디쉬 예열기의 작동시 불완전 연소로 인해 발생되는 일산화탄소를 검출하여 공기밸브의 개도량을 조정함으로써 완전연소가 이루어질 수 있도록 하는 턴디쉬 예열기의 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 연속주조기는 래들(Ladle)로 이송된 용강을 턴디쉬(Tundish)에 받았다가 침지노즐을 통해 주형(Mold)으로 공급하여 주형 내부를 흐르는 냉각수에 의해 초기 응고쉘을 형성한다. 이러한 응고쉘은 주형 하부에 설치된 다수의 롤에 의해 인발되어 일정 속도로 주형을 빠져나오게 된다.

이때 주형 하부에 설치된 롤은 응고쉘을 인발하는 인발롤(Pinch Roll)과 안내역할을 수행하는 다수의 가이드롤(Guide Roll)로 이루어지며, 롤들은 각각의 롤들을 지지해 주는 다수개의 세그먼트(Segment)에 내설된다.

그리고, 턴디쉬에는 용강의 온도저하를 방지하기 위해 예열버너가 설치되어 턴디쉬를 높은 온도로 예열한다.

이후 주형을 빠져나온 응고쉘은 롤을 통해 이송되는 중에 세그먼트에 설치된 2차 냉각장치에서 분사되는 냉각수에 의해 내부 용강이 점차 응고되어 슬라브(Slab)로 제조된다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2012-0033056호(2012. 04. 06. 공개, 발명의 명칭 : 턴디쉬 가열장치)에 개시되어 있다.

본 발명은 턴디쉬 예열기의 작동시 불완전 연소로 인해 발생되는 일산화탄소를 검출하여 공기밸브의 개도량을 조정함으로써 완전연소가 이루어질 수 있도록 하는 턴디쉬 예열기의 제어장치 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 턴디쉬 예열기의 제어장치는, 턴디쉬의 예열버너로 공급되는 공기의 유량을 조절하는 공기밸브; 턴디쉬 내의 일산화탄소 농도를 검출하는 CO검출부; 및 턴디쉬의 내부온도가 목표온도에 도달하도록 공기밸브 개도량을 산출하여 공기밸브를 구동하고, CO검출부로부터 입력된 CO검출값에 따라 공기밸브 개도량을 조정하여 공기밸브를 구동하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 CO검출값에 따라 공기밸브의 개도조정량이 단계별로 설정된 저장부를 더 포함하며, 제어부는 저장부에 저장된 CO검출값에 따라 공기밸브의 개도조정량을 결정하고 개도조정량에 따라 공기밸브 개도량을 조정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 제어부가 CO검출값에 따라 공기밸브 개도량을 조정하여 공기밸브를 구동시키고 있음을 알리기 위한 경고부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제어부는 설정주기 단위로 CO검출값에 따라 공기밸브 개도량을 조정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 턴디쉬 예열기의 제어방법은, 제어부가 턴디쉬를 목표온도로 가열하기 위한 목표 공기유량에 따라 공기밸브 개도량을 산출하는 단계; 공기밸브 개도량에 따라 공기밸브를 구동하는 단계; CO검출부로부터 턴디쉬 내부의 일산화탄소 농도를 검출한 CO검출값을 입력받는 단계; 및 CO검출값에 따라 공기밸브 개도량을 조정하여 공기밸브를 구동하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 공기밸브 개도량을 조정하는 단계는 CO검출값에 따라 공기밸브의 개도조정량을 결정하고, 개도조정량에 따라 공기밸브 개도량을 조정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 제어부가 CO검출값에 따라 공기밸브 개도량을 조정하여 공기밸브를 구동시키는 경우 경고를 발생시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 제어부가 CO검출값에 따라 공기밸브 개도량을 조정하는 단계는 서 설정주기 단위로 수행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 턴디쉬 예열기의 제어장치 및 그 제어방법은 턴디쉬 예열기의 작동시 불완전 연소로 인해 발생되는 일산화탄소를 검출하여 공기밸브의 개도량을 조정함으로써 불완전 연소로 인한 일산화탄소의 발생을 억제할 뿐만 아니라 자동으로 제거할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 일산화탄소의 발생을 억제함으로써 공장 내 조업자가 안전하게 조업할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명에 따르면, 턴디쉬의 예열시 불완전 연소를 방지하여 최적의 연소가 이루어질 수 있도록 함으로써 연소효율을 향상시켜 에너지를 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 턴디쉬 예열기의 제어장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 턴디쉬 예열기의 설치상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 턴디쉬 예열기의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 턴디쉬 예열기의 제어장치 및 그 제어방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 턴디쉬 예열기의 제어장치를 나타낸 블록구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 턴디쉬 예열기의 설치상태를 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 턴디쉬 예열기의 제어장치는 공기밸브(60), CO검출부(40) 및 제어부(50)를 비롯하여 공기유량계(10), 가스유량계(20), 온도감지부(30), 가스밸브(70), 경고부(80) 및 저장부(90)를 포함한다.

턴디쉬 예열기는 래들(미도시)로부터 용강을 받을 때 용강의 온도하락을 방지하기 위해 도 2에 도시된 바와 같이 턴디쉬(100)의 덮개(110)에 형성된 홀(115)에 삽입된 예열버너(120)를 통해 턴디쉬(100)의 내부를 1000℃~1400℃로 예열한다.

이때 400℃까지는 천천히 승온시켜 턴디쉬(100)의 급격한 온도상승으로 인한 내화물과 코팅재에 포함된 수분의 폭열현상에 의한 용강 품질의 저하 및 내화물과 코팅재의 손상을 방지하도록 한다.

턴디쉬 예열기의 제어장치는 이와 같이 턴디쉬(100)의 내부온도를 목표 온도패턴에 따라 승온시키기 위해 예열버너(120)로 공급되는 공기유량 및 가스유량을 조절하여 급격한 온도상승 및 온도변화가 이루어지지 않도록 예열을 진행한다.

공기유량계(10)는 턴디쉬(100)의 예열버너(120)로 공급되는 공기유량을 측정하여 제어부(50)에 제공한다.

그리고, 가스유량계(20)는 턴디쉬(100)의 예열버너(120)로 공급되는 가스유량을 측정하여 제어부(50)에 제공한다.

온도감지부(30)는 턴디쉬(100)의 내벽에 설치되어 턴디쉬(100)의 내부온도를 측정하여 제어부(50)에 제공한다.

공기밸브(60)는 예열버너(120)로 공급되는 공기유량을 조절한다.

가스밸브(70)는 예열버너(120)로 공급되는 가스유량을 조절한다.

CO검출부(40)는 턴디쉬(100) 내의 일산화탄소 농도를 검출하여 CO검출값을 제어부(50)에 제공한다.

제어부(50)는 턴디쉬(100)의 내부온도가 목표온도에 도달하도록, 온도감지부(30)로부터 내부온도를 입력받아 목표 공기유량을 결정한 후, 공기유량계(10)로부터의 현재 공기유량 및 목표 공기유량에 기초하여 공기밸브 개도량을 산출하여 공기밸브(60)를 구동한다.

그리고, 제어부(50)는 설정된 공연비에 따라 목표 공기유량을 나누어 목표 가스유량을 결정한 후, 가스유량계(20)로부터의 현재 가스유량 및 목표 가스유량에 기초하여 가스밸브 개도량을 산출하여 가스밸브(70)를 구동한다.

또한, 제어부(50)는 CO검출부(40)로부터 입력된 CO검출값에 따라 공기밸브 개도량을 조정하여 공기밸브(60)를 구동한다.

이때 제어부(50)는, 저장부(90)에 저장된 CO검출값에 따른 공기밸브(60)의 개도조정량을 참조하여 공기밸브(60)의 개도조정량을 결정하고, 개도조정량에 따라 공기밸브 개도량을 조정할 수 있다.

즉, 현재 공기밸브 개도량에 결정된 개도조정량을 합산하여 공기밸브 개도량을 산출함으로써 현재 공기유량보다 많은 공기가 유입되도록 하여 완전연소가 이루어질 수 있도록 한다.

저장부(90)에는 표 1에 나타낸 바와 같이 CO검출값을 단계별로 구분하여 각 단계에 따라 공기밸브(60)의 개도조정량이 설정되어 저장된다.

CO검출값(레벨)	개도조정량
0	공기밸브 개도량 * 0%
1	공기밸브 개도량 * 0.5%
2	공기밸브 개도량 * 1%
3	공기밸브 개도량 * 1.5%
4	공기밸브 개도량 * 2%

또한, 제어부(50)는 이와 같이 CO검출값에 따라 공기밸브 개도량을 조정하는 과정을 설정주기 단위, 약 30초 단위로 반복함으로써 공기밸브 개도량을 무리하게 조정하지 않도록 한다.

본 발명은 경고부(80)를 구비하여 운전실의 조업자가 제어부(50)에서 CO검출값에 따라 공기밸브 개도량을 조정하여 공기밸브(60)를 구동시키고 있음을 알 수 있도록 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 턴디쉬 예열기의 제어장치에 따르면, 턴디쉬 예열기의 작동시 불완전 연소로 인해 발생되는 일산화탄소를 검출하여 공기밸브의 개도량을 조정함으로써 불완전 연소로 인한 일산화탄소의 발생을 억제할 뿐만 아니라 자동으로 제거하여 공장 내 조업자가 안전하게 조업할 수 있도록 하며, 최적의 연소가 이루어질 수 있도록 함으로써 연소효율을 향상시켜 에너지를 절감할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 턴디쉬 예열기의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 턴디쉬 예열기의 제어방법에서는, 먼저 제어부(50)가 온도감지부(30)로부터 턴디쉬(100)의 내부온도를 입력받아 턴디쉬(100)를 예열하기 위한 목표 공기유량을 목표온도와 내부온도의 온도차에 근거하여 결정한다(S10).

그런 다음 제어부(50)는 목표 공기유량에 따라 공기밸브 개도량을 산출한다(S12).

또한, 제어부(50)는 설정된 공연비에 따라 목표 공기유량을 나누어 목표 가스유량을 결정한다(S14).

그리고, 제어부(50)는 목표 가스유량에 따라 가스밸브 개도량을 산출한다(S16).

이후 제어부(50)는 이렇게 산출된 공기밸브 개도량에 따라 공기밸브(60)를 구동시키고, 가스밸브 개도량에 따라 가스밸브(70)를 구동시켜 턴디쉬 예열기를 작동시켜 턴디쉬(100)를 예열한다(S18).

제어부(50)는 이와 같이 턴디쉬를 예열하면서 CO검출부(40)로부터 턴디쉬(100) 내부의 일산화탄소 농도를 검출한 CO검출값을 입력받는다(S20).

제어부(50)는 이렇게 입력된 CO검출값에 대응하여 저장부(90)에 저장된 공기밸브(60)의 개도조정량을 읽어와 개도조정량을 결정한다(S22).

즉, 표 1에 나타낸 바와 같이 CO검출값의 레벨이 4레벨일 경우에는 현재 공기밸브 개도량의 2%를 개도조정량으로 결정한다.

그런 다음, 제어부(50)는 개도조정량을 현재 공기밸브 개도량에 합산하여 공기밸브(60)를 구동함으로써 불완전 연소로 인해 발생되는 일산화탄소의 발생을 억제한다(S24).

이때 경고부(80)를 통해 제어부(50)가 CO검출값에 따라 공기밸브 개도량을 조정하여 공기밸브(60)를 구동시키고 있음을 조업자가 인식할 수 있도록 한다.

한편, 제어부(50)는 턴디쉬(100)를 예열하면서 CO검출값에 따라 공기밸브 개도량을 조정하는 과정을 설정주기 단위, 약 30초 단위로 반복 수행함으로써 무리하게 공기밸브 개도량을 조정하지 않도록 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 턴디쉬 예열기의 제어방법에 따르면, 턴디쉬 예열기의 작동시 불완전 연소로 인해 발생되는 일산화탄소를 검출하여 공기밸브의 개도량을 조정함으로써 불완전 연소로 인한 일산화탄소의 발생을 억제할 뿐만 아니라 자동으로 제거하여 공장 내 조업자가 안전하게 조업할 수 있도록 하며, 최적의 연소가 이루어질 수 있도록 함으로써 연소효율을 향상시켜 에너지를 절감할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 공기유량계 20 : 가스유량계
30 : 온도감지부 40 : CO검출부
50 : 제어부 60 : 공기밸브
70 : 가스밸브 80 : 경고부
90 : 저장부 100 : 턴디쉬
110 : 덮개 115 : 홀
120 : 예열버너

Claims (8)

1. 턴디쉬의 예열버너로 공급되는 공기의 유량을 조절하는 공기밸브;
   상기 턴디쉬 내의 일산화탄소 농도를 검출하는 CO검출부; 및
   상기 턴디쉬의 내부온도가 목표온도에 도달하도록 공기밸브 개도량을 산출하여 상기 공기밸브를 구동하고, 상기 CO검출부로부터 입력된 CO검출값에 따라 상기 공기밸브 개도량을 조정하여 상기 공기밸브를 구동하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 턴디쉬 예열기의 제어장치.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 CO검출값에 따라 상기 공기밸브의 개도조정량이 단계별로 설정된 저장부를 더 포함하며,
   상기 제어부는 상기 저장부에 저장된 상기 CO검출값에 따라 상기 공기밸브의 상기 개도조정량을 결정하고 상기 개도조정량에 따라 상기 공기밸브 개도량을 조정하는 것을 특징으로 하는 턴디쉬 예열기의 제어장치.
   
3. 제 1항에 있어서, 상기 제어부가 상기 CO검출값에 따라 상기 공기밸브 개도량을 조정하여 상기 공기밸브를 구동시키고 있음을 알리기 위한 경고부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 턴디쉬 예열기의 제어장치.
   
4. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는 설정주기 단위로 상기 CO검출값에 따라 상기 공기밸브 개도량을 조정하는 것을 특징으로 하는 턴디쉬 예열기의 제어장치.
   
5. 제어부가 턴디쉬를 목표온도로 가열하기 위한 목표 공기유량에 따라 공기밸브 개도량을 산출하는 단계;
   상기 공기밸브 개도량에 따라 공기밸브를 구동하는 단계;
   CO검출부로부터 상기 턴디쉬 내부의 일산화탄소 농도를 검출한 CO검출값을 입력받는 단계; 및
   상기 CO검출값에 따라 상기 공기밸브 개도량을 조정하여 상기 공기밸브를 구동하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 턴디쉬 예열기의 제어방법.
   
6. 제 5항에 있어서, 상기 공기밸브 개도량을 조정하는 단계는 상기 CO검출값에 따라 상기 공기밸브의 개도조정량을 결정하고, 상기 개도조정량에 따라 상기 공기밸브 개도량을 조정하는 것을 특징으로 하는 턴디쉬 예열기의 제어방법.
   
7. 제 5항에 있어서, 상기 제어부가 상기 CO검출값에 따라 상기 공기밸브 개도량을 조정하여 상기 공기밸브를 구동시키는 경우 경고를 발생시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 턴디쉬 예열기의 제어방법.
   
8. 제 5항에 있어서, 상기 제어부가 상기 CO검출값에 따라 상기 공기밸브 개도량을 조정하는 단계는 설정주기 단위로 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 턴디쉬 예열기의 제어방법.

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