KR20150061481A - 분광 수송 벨트의 편기 자동 조정 시스템 - Google Patents

분광 수송 벨트의 편기 자동 조정 시스템 Download PDF

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Abstract

분광 수송 벨트의 편기 자동 조정 시스템이 개시된다. 상기 시스템은, 영상 판독을 통해 분광 수송 벨트의 편기 상태를 인식하는 편기 검출부; 상기 편기 검출부로부터 전달받은 신호를 기초로 상기 분광 수송 벨트의 편기 제어를 수행하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어에 따라 편기를 조정하는 편기 조정부를 포함하여 구성될 수 있다.

Description

분광 수송 벨트의 편기 자동 조정 시스템 {SYSTEM FOR AUTOMATIC CONTROL OF DEVIATION OF FINE ORE CONVEYOR BELT}
본 출원은 분광 수송 벨트의 편기를 자동으로 조절하는 기술에 관한 것으로서, 특히 고로 원료수송설비 공정에서 마모와 고착 발생이 심한 분광 수송 설비에서 빈번하게 발생하는 분광 편적으로 인한 벨트 편기현상을 실시간으로 자동으로 조정하기 위한 분광 수송 벨트의 편기 자동 조정 시스템에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 고로 원료수송설비의 흐름을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 신타설비(10)는 고로의 주원료인 신타(Sinter; 소결광)를 공급하는 장비로서, 소결공장에서 이송되어 저장된 신타빈(Sinter Bin)(11)에서 신타스크린(Sinter Screen)(12) 가동에 의해 괴광은 오어웨잉호퍼 (Ore Weighting Hopper)(14)로 평량후 O-1 벨트(Ore #1 Belt)(16)를 통해 고로(BF; Blast Furnace)(1) 측으로 이송되고 분광은 신타분슈트(Sinter Fine Chute)(13)로 떨어져 SF-1 벨트(Sinter Fine #1 Belt)(15)를 통해 스몰신타설비(20)의 스몰신타빈(Small Sinter Bin)(21)으로 이송되어 저장된다.
이는 다시 스몰신타스크린(Small Sinter Screen)(22)의 가동으로 일정 크기 이상의 스몰광은 스몰신타 괴슈트(Small Sinter Lump Chute)(24)에 떨어져 O-2 벨트(Ore #2 Belt)(26)를 통해 고로(1) 측으로 이송되고 나머지 미세분광은 스몰신타 분슈트(Small Sinter Fine Chute)(23)로 떨어져 SF-2 벨트(Sinter Fine #2 Belt)(25)를 통해 반광설비로 이송되어 소결공장으로 반송하게 된다.
이와 같은 과정에서 분광을 수송하는 SF-1 벨트(15) 및 SF-2 벨트(25)의 편기 현상이 빈번하게 나타나는데, 그 원인은 분광 형태의 소결광이 배출 처리되는 신타분슈트(13)와 스몰신타분슈트(23)에서 심한 마모와 더불어 수분 및 점착성에 의한 고착 현상이 발생되어 광석의 낙하괘적이 수시로 변함에 따라, 편적에 의한 편기 현상이 발생되는 것으로 파악되었다.
도 2는 종래의 고로 원료수송설비의 분광 수송 설비에서 분광 편적에 의한 벨트 편기 발생 상태를 도시한 도면으로, 도 2의 (a)는 정상 상태를, (b)는 벨트 편기 발생 상태를 도시한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 소결광이 갖는 자체적인 경도에 의해 슈트(13, 23) 끝단부는 마모에 취약할 뿐만 아니라, 분광 형태의 소결광이 소결공장 냉각공정 및 수송중 우천에 의한 습기 유입시 자체적인 점결성에 의해 슈트(13, 23) 내에서 비상중 상부 및 광석의 비접촉부에 붙어 고착되고 종유석처럼 성장됨으로 인하여 광석의 낙하괘적이 점차 변화될 수 있다.
이처럼 변화된 낙하괘적으로 인해 편적이 발생하면 적하된 광석의 비중이 이송중 벨트(40)를 측면부로 미는 작용이 발생되는 편기 현상이 되는 것이다. 편기현상이 발생되면 벨트(40)의 측면 이송에 따라 편적이 더욱 가중되고 편기는 극한에 치닫게 된다. 극한적인 편기는 벨트(40)의 측면부 손상뿐만 아니라 측면부에 설치된 카바 및 주변기기를 손상시키게 된다.
도 3은 분광 수송 벨트의 편기를 방지하기 위한 종래 기술을 설명하기 위한 도면이다.
종래에는 상술한 바와 같은 분광 수송 벨트의 편기 현상을 방지하기 위하여 자동조심롤러장치(60) 또는 편기방지롤러(70)를 설치하는 방법이 사용되었다.
자동조심롤러장치(60)는 벨트(40) 하부의 리턴롤러 측에 설치되는 것으로, 측면부에 세로로 세워진 수직롤러(61)에 벨트(40) 측면이 닿을 경우 자동조심롤러장치(60)를 경사시켜 수평롤러(62)와 닿는 벨트(40)의 이송 흐름을 반대측으로 밀리게 하는 작용으로 널리 활용되고 있다. 그러나, 이는 어느 정도의 부하를 받을 경우에 한하여 유용하나, 자체적인 고착현상이 빈번하고 수직롤러(61)가 손상되거나 과도한 편적시에는 그 기능을 상실하고 오히려 편기에 가중적인 역할을 한다는 한계가 있다.
주기적인 점검에 따라 분슈트(13, 23)의 상부 및 측면부의 부착광을 제거하고 분슈트(13, 23) 끝단부의 마모된 부분의 라이너(50)를 보강하면, 편기가 반대 위치로 발생하기도 한다.
또한, 과도한 변기를 방지하기 위해, 복수의 위치에 수직형의 편기방지롤러(70)를 설치하는 방법이 있으나, 장시간 한쪽으로 밀린 벨트(40)에 의해 좌측 편기방지롤러(71) 또는 우측 편기방지롤러(72)가 마모 및 파손되는 사례가 빈번히 발생한다.
따라서, 당해 기술분야에서는 분광 수송 설비에서 벨트 편기현상을 실시간으로 자동으로 조정하기 위한 방안이 요구되고 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일 실시형태는 분광 수송 벨트의 편기 자동 조정 시스템을 제공한다. 상기 시스템은, 영상 판독을 통해 분광 수송 벨트의 편기 상태를 인식하는 편기 검출부; 상기 편기 검출부로부터 전달받은 신호를 기초로 상기 분광 수송 벨트의 편기 제어를 수행하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어에 따라 편기를 조정하는 편기 조정부를 포함할 수 있다.
상기 편기 검출부는, 상기 분광 수송 벨트의 헤드부에 설치되어 상기 분광 수송 벨트의 영상을 획득하여 상기 제어부로 전달하는 영상 판독기; 상기 분광 수송 벨트의 헤드부의 양측에 각각 설치되어 상기 분광 수송 벨트의 편기를 검지하는 좌우측 편기검출기; 상기 분광 수송 벨트의 테일부의 양측에 각각 설치되어 상기 분광 수송 벨트의 편기를 검지하는 테일부 좌우측 편기검출기; 및 상기 분광 수송 벨트의 광석 적재 여부를 검출하는 광석 검출기를 포함할 수 있다.
상기 좌우측 편기검출기 및 상기 테일부 좌우측 편기검출기는 스프링이 장착되어 탄성을 갖는 롤러에 리미트 스위치가 부착되어 변위값의 변화를 검지하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는 상기 영상 판독기로부터 전달받은 영상을 정상 상태를 나타내는 기준 영상과 비교하여 편기의 방향 및 정도를 판단하고, 판단된 편기의 방향 및 정도가 기 설정된 비정상 상태에 해당하는 경우 편기 제어를 수행할 수 있다.
상기 편기 조정부는 분슈트의 배출구의 양측에 위치하며, 라이너를 파워실린더와 결합한 형태로 구성되어 상기 파워실린더의 전후진에 의해 편기를 조정하는 좌우측 낙하조정 장치; 및 수평롤러에 실린더가 결합한 형태로 구성되어 상기 실린더의 전후진에 의해 편기를 조정하는 편기 조정장치를 포함할 수 있다.
상기 라이너는 "ㄴ"자형으로 구성될 수 있다.
상기 제어부는 상기 분광 수송 벨트에 광석이 적재된 경우 상기 영상 판독기에 의한 영상 판독을 통해 편기 제어를 수행하고, 광석이 적재되지 않은 경우 주기적으로 편기 보정 작업을 수행할 수 있다.
상기 분광 수송 벨트에 광석이 적재된 경우, 상기 제어부는 판독된 영상을 정상 상태를 나타내는 기준 영상과 비교하여 편기의 방향 및 정도를 판단하고, 판단된 편기의 방향 및 정도가 기 설정된 비정상 상태에 해당하는 경우 상기 편기 조정부를 제어하여 편기 조정을 수행할 수 있다.
상기 제어부는 편기 조정을 수행하고 기 정해진 시간 경과 후 재차 편기 검출을 수행할 수 있다.
상기 분광 수송 벨트에 광석이 적재되지 않은 경우, 상기 제어부는 상기 좌우측 편기검출부 또는 상기 테일부 좌우측 편기검출부에 의해 편기가 검출되면 상기 편기 조정부를 제어하여 편기 조정을 수행할 수 있다.
덧붙여 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것이 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
고로 원료수송설비 공정에서 마모와 고착 발생이 심한 분광 수송 설비에서 빈번하게 발생하는 분광 편적으로 인한 벨트 편기현상을 실시간으로 자동으로 조정할 수 있는 분광 수송 벨트의 편기 자동 조정 시스템이 제공될 수 있다.
도 1은 일반적인 고로 원료수송설비의 흐름을 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 종래의 고로 원료수송설비의 분광 수송 설비에서 분광 편적에 의한 벨트 편기 발생 상태를 도시한 도면,
도 3은 분광 수송 벨트의 편기를 방지하기 위한 종래 기술을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 수송 벨트의 편기 자동 조정 시스템의 개략도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 수송 벨트의 편기 자동 조정 시스템의 상세 구성도, 그리고
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 수송 벨트의 편기 자동 조정 시스템의 작동 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 수송 벨트의 편기 자동 조정 시스템의 개략도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 수송 벨트의 편기 자동 조정 시스템의 상세 구성도이다.
도 4 및 도 5를 병행하여 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 편기 자동 조정 시스템(100)은 편기 상태를 인식하기 위한 편기 검출부(110), 편기 검출부(110)로부터 전달받은 신호를 기초로 편기 제어를 수행하는 제어부(120), 그리고 제어부(120)의 제어에 따라 편기를 조정하기 위한 편기 조정부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
편기 검출부(110)는 영상판독기(111), 좌측 편기검출기(112), 우측 편기검출기(113), 광석 검출기(114), 테일부 좌측 편기검출기(115) 및 테일부 우측 편기검출기(116)를 포함하여 구성될 수 있다.
영상 판독기(111)는 벨트(40) 진행방향에서 헤드부에 설치되어 벨트(40)의 영상을 획득하여 제어부(120)로 전달한다.
좌우측 편기검출기(112, 113) 및 테일부 좌우측 편기검출기(115, 116)는 기존의 고정된 편기방지롤러(70) 대신 스프링이 장착된 형태의 탄성을 갖는 롤러에 리미트 스위치를 부착하여 변위값의 변화를 검지하도록 구성되는 것으로, 좌우측 편기검출기(112, 113)는 벨트(40) 진행방향에서 헤드부의 양측에 설치되고, 테일부 좌우측 편기검출기(115, 116)는 벨트(40) 진행방향에서 테일부의 양측에 설치된다.
광석 검출기(114)는 벨트(40)에 광석이 적재되어 있는지 여부를 검출하기 위한 것으로, 중량 편차 등을 이용하여 광석 적재 여부를 검출할 수 있다.
제어부(120)는 편기 검출부(110)로부터 전달받은 신호를 기초로 편기 조정부(130)를 제어하여 편기를 조정한다. 구체적으로, 제어부(120)는 편기 검출부(110)의 영상 판독기(111)로부터 전달받은 영상을 정상 상태를 나타내는 기준 영상과 비교하여 편기의 방향 및 정도를 판단하고, 편기의 방향 및 정도가 기 설정된 비정상 상태에 해당하는 경우 편기 제어를 수행하는 것으로, PLC(Programmable Logic Controller) 형태로 구현될 수 있다.
편기 조정부(130)는 좌측 낙하조정 장치(131), 우측 낙하조정 장치(132) 및 편기 조정장치(133)를 포함하여 구성될 수 있다.
좌우측 낙하조정 장치(131, 132)는 기존의 고정식 라이너(50)를 대신하는 것으로, 분슈트의 배출구의 양측에 위치하며, "ㄴ"자형의 라이너를 파워실린더와 결합한 형태로서, 라이너의 교체 및 거리 간격의 미세조정이 가능하도록 구성될 수 있다.
편기 조장장치(133)는 수평롤러에 실린더가 결합한 형태로서, 실린더의 전후진에 의해 편기를 조정한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 수송 벨트의 편기 자동 조정 시스템의 작동 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 벨트가 가동하면(S201), 광석 검출기에 의해 광석 적재 여부를 검출한다(S202, S203).
광석 적재 여부 검출 결과, 광석이 적재되어 있으면 배출되는 광석의 편적현상으로 판단하여 영상 판독을 통해 처리하고, 적재되어 있지 않으면 기본적인 편기가 조정된 상태이나 시간이 지남에 따라 롤러, 풀리의 설치 상황 및 벨트 장력에 따라 미세한 변화가 있을 수 있으므로 이에 대해 주기적인 보정작업을 수행한다.
구체적으로, 광석 적재시에는 영상판독기에 의해 영상을 촬영 및 판독하고(S211, S212), 판독된 영상을 정상 상태를 나타내는 기준 영상과 비교한다(S213).
비교 결과, 비정상인 경우, 좌측 편기검출부에 의해 편기를 검출하여 (S214) 편기가 검출되면 이에 따른 편기 조절 동작(좌측 낙하조정 장치의 후진, 우측 낙하조정 장치의 전진 등)을 수행한다(S217). 좌측 편기검출부에 의해 편기가 검출되지 않으면, 우측 편기검출부에 의해 편기를 검출하고(S215) 편기가 검출되면 이에 따른 편기 조절 동작(좌측 낙하조정 장치의 전진, 우측 낙하조정 장치의 후진 등)을 수행한다(S216).
이 후, 기 정해진 시간(예를 들어, 벨트 전장 1회전에 해당하는 시간 등)만큼 지난 후(S218) 재차 편기 검출을 수행하여(S219, S220) 상술한 편기 조정 과정을 반복하여 수행한다.
반면, 정상 상태인 경우 벨트가 정지될 때까지(S241), 주기적으로 편기 조정 과정을 반복하여 수행한다.
한편, 광석 비적재시에는 편기 검출 여부를 판단하여(S231), 좌측 편기검출부에 의해 편기가 검출되면(S232) 이에 따른 편기 조절 동작(편기 조정장치의 후진 등)을 수행한다(S235). 좌측 편기검출부에 의해 편기가 검출되지 않고 우측 편기검출부에 의해 편기가 검출되면(S233) 이에 따른 편기 조절 동작(편기 조정장치의 전진 등)을 수행한다(S234).
이 후, 기 정해진 시간(예를 들어, 벨트 전장 1회전에 해당하는 시간 등)만큼 지난 후(S236) 재차 편기 검출을 수행하여(S237, S238) 상술한 편기 조정 과정을 반복하여 수행한다.
상술한 본 발명의 실시형태에 따르면, 영상 판독에 의해 실시간으로 편기 자동 제어를 수행함으로써 벨트 편기 현상을 방지할 수 있고, 이로써 분광 수송 벨트 및 주변기기의 손상을 방지하여 고로조업 안정화에 기여할 수 있다.
또한, 편기 조정 조치를 위해 사람이 임의 접근할 필요가 없어 회전체에 의한 협착 위험을 미연에 방지하고, 낙광된 광석을 제거하기 위한 별도의 장비나 인력이 요구되지 않으며, 즉시적인 조치가 가능하게 된다.
더 나아가, 편적에 의한 편기를 최소화함으로써 설비수명에 영향을 주지 않는 상태에서 자체적인 설비 보호와 동시에 낙광이 발생치 않아 설비수명 향상과 원가 절감에 기여할 수 있다.
본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에 따른 구성요소를 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 명백할 것이다.
1: 고로
10: 신타설비 11: 신타빈
12: 신타스크린 13: 신타분슈트
14: 오어웨잉호퍼 15: SF-1 벨트
16: O-1 벨트
20: 스몰신타설비 21: 스몰신타빈
22: 스몰신타스크린 23: 스몰신타분슈트
24: 스몰신타괴슈트 25: SF-2 벨트
26: O-2 벨트
30: 풀리 40: 벨트
50: 라이너
60: 자동조심롤러장치
61: 수직롤러 62: 수평롤러
70: 편기방지롤러
71: 좌측 편기방지롤러 72: 우측 편기방지롤러
100: 편기 자동조정 시스템
110: 편기 검출부 111: 영상판독기
112: 좌측 편기검출기 113: 우측 편기검출기
114: 광석 검출기 115: 테일부 좌측 편기검출기
116: 테일부 우측 편기검출기 120: 제어부
130: 편기 조정부 131: 좌측 낙하조정 장치
132: 우측 낙하조정 장치 133: 편기 조정장치

Claims (10)

  1. 영상 판독을 통해 분광 수송 벨트의 편기 상태를 인식하는 편기 검출부;
    상기 편기 검출부로부터 전달받은 신호를 기초로 상기 분광 수송 벨트의 편기 제어를 수행하는 제어부; 및
    상기 제어부의 제어에 따라 편기를 조정하는 편기 조정부를 포함하는 분광 수송 벨트의 편기 자동 조정 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 편기 검출부는
    상기 분광 수송 벨트의 헤드부에 설치되어 상기 분광 수송 벨트의 영상을 획득하여 상기 제어부로 전달하는 영상 판독기;
    상기 분광 수송 벨트의 헤드부의 양측에 각각 설치되어 상기 분광 수송 벨트의 편기를 검지하는 좌우측 편기검출기;
    상기 분광 수송 벨트의 테일부의 양측에 각각 설치되어 상기 분광 수송 벨트의 편기를 검지하는 테일부 좌우측 편기검출기; 및
    상기 분광 수송 벨트의 광석 적재 여부를 검출하는 광석 검출기를 포함하는 분광 수송 벨트의 편기 자동 조정 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 좌우측 편기검출기 및 상기 테일부 좌우측 편기검출기는 스프링이 장착되어 탄성을 갖는 롤러에 리미트 스위치가 부착되어 변위값의 변화를 검지하도록 구성되는 분광 수송 벨트의 편기 자동 조정 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 영상 판독기로부터 전달받은 영상을 정상 상태를 나타내는 기준 영상과 비교하여 편기의 방향 및 정도를 판단하고, 판단된 편기의 방향 및 정도가 기 설정된 비정상 상태에 해당하는 경우 편기 제어를 수행하는 분광 수송 벨트의 편기 자동 조정 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 편기 조정부는
    분슈트의 배출구의 양측에 위치하며, 라이너를 파워실린더와 결합한 형태로 구성되어 상기 파워실린더의 전후진에 의해 편기를 조정하는 좌우측 낙하조정 장치; 및
    수평롤러에 실린더가 결합한 형태로 구성되어 상기 실린더의 전후진에 의해 편기를 조정하는 편기 조정장치를 포함하는 분광 수송 벨트의 편기 자동 조정 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 라이너는 "ㄴ"자형으로 구성되는 분광 수송 벨트의 편기 자동 조정 시스템.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 분광 수송 벨트에 광석이 적재된 경우 상기 영상 판독기에 의한 영상 판독을 통해 편기 제어를 수행하고, 광석이 적재되지 않은 경우 주기적으로 편기 보정 작업을 수행하는 분광 수송 벨트의 편기 자동 조정 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 분광 수송 벨트에 광석이 적재된 경우,
    상기 제어부는 판독된 영상을 정상 상태를 나타내는 기준 영상과 비교하여 편기의 방향 및 정도를 판단하고, 판단된 편기의 방향 및 정도가 기 설정된 비정상 상태에 해당하는 경우 상기 편기 조정부를 제어하여 편기 조정을 수행하는 분광 수송 벨트의 편기 자동 조정 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는 편기 조정을 수행하고 기 정해진 시간 경과 후 재차 편기 검출을 수행하는 분광 수송 벨트의 편기 자동 조정 시스템.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 분광 수송 벨트에 광석이 적재되지 않은 경우,
    상기 제어부는 상기 좌우측 편기검출부 또는 상기 테일부 좌우측 편기검출부에 의해 편기가 검출되면 상기 편기 조정부를 제어하여 편기 조정을 수행하는 분광 수송 벨트의 편기 자동 조정 시스템.
KR1020130145677A 2013-11-27 2013-11-27 분광 수송 벨트의 편기 자동 조정 시스템 KR20150061481A (ko)

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