KR20150143588A - 야금 용기의 탭의 상태를 결정하기 위한 방법 - Google Patents

야금 용기의 탭의 상태를 결정하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 용융된 금속을 수용하는 용기(10)의 탭의 상태를 결정하기 위한 방법에 관한 것이다. 공정 중에, 재료, 벽 두께, 설비 타입 등과 같은 탭(20)의 내화 라이닝의 데이터가 감지 또는 측정 및 평가된다. 상기 데이터는 그 뒤에 데이터 구조물 내에 수집 및 저장된다. 계산 모델은 적어도 일부 측정된 또는 확인된 데이터 또는 파라미터를 기초로 데이터 구조물로부터 생성되고, 상기 데이터 또는 파라미터가 계산 및 후속 분석을 사용하여 계산 모델에 의해 평가된다. 따라서, 측정에 추가로, 관련된 또는 통합 확인 공정 및 후속 분석이 또한 용기가 사용된 후에 용기의 탭의 내화 라이닝의 현 상태를 확인하기 위하여 야금 용기에 대해 수행될 수 있다.

Description

야금 용기의 탭의 상태를 결정하기 위한 방법{METHOD FOR DETERMINING THE STATE OF THE TAP OF A METALLURGICAL VESSEL IN PARTICULAR}
본 발명은 특히 청구항 제1항에 따른 야금 용기의 탭의 상태를 결정하기 위한 방법에 관한 것이다.
용기, 특히, 야금 도가니의 탭의 내화 라이닝의 구조물에 대한 계산 방법이 존재하며, 확인된 데이터 또는 경험적 값이 수학적 모델로 변환된다. 이들 수학적 모델에 따라, 야금 용기의 사용을 위한 효과적인 마모 메커니즘이 충분히 정확하게 감지되지 못할 수 있거나 또는 고려되지 못할 수 있으며, 라이닝을 위한 보수 작업 및 탭의 내화 라이닝의 상태를 수학적으로 결정하는 가능성이 매우 제한되고, 즉 예를 들어, 컨버터와 같은 용기 또는 이의 탭의 내화 라이닝의 사용 기간에 대한 결정이 수작업으로 수행되어야 한다.
야금 용기, 예를 들어 아크 로의 벽 및/또는 기저 영역에서 내화 라이닝의 잔여 두께를 측정하기 위한 공보 제WO-A-03/081157호에 따른 방법에 있어서, 확인된 측정 데이터가 식별되는 마모 영역의 후속 보수를 위해 사용된다. 야금 용기 위에 또는 이 내에서 측정 위치 내에서 라이닝을 보수하기 위해 제공되는 조종기 상에는 측정 유닛이 제공되며, 라이닝의 잔여 두께는 그 뒤에 이의 벽 및/또는 기저 영역에서 측정된다. 마모가 확인된 노 작업의 개시할 때 측정된 라이닝의 현재의 프로파일과 비교함으로써, 이를 기초로 내화 라이닝이 그 뒤에 보수될 수 있다. 이 방법을 이용하여, 용기 라이닝의 광범위한 확인이 가능하지 않다.
공보 제WO-A-2007/107242호에 따라서, 공간적으로 고정된 기준 지점을 감지함으로써 도가니의 위치로 할당되고 스캐너 시스템의 위치와 배향의 결정에 따라 라이닝 표면의 무접촉 감지를 위한 스캐너 시스템을 이용하여 야금 도가니의 라이닝의 마모 또는 벽 두께를 결정하기 위한 방법이 개시된다. 여기서 수직 기준 시스템이 사용되며, 수평면에 대한 2개의 축의 기울기가 틸트 센서에 의해 측정된다. 스캐너에 의해 측정된 데이터는 수직 좌표계 내에서 변환될 수 있고, 도가니의 라이닝의 각각의 현 상태의 자동화 측정이 또한 가능하다.
이들 공지된 계산 방법 또는 측정 방법을 기초로, 본 발명의 목적은 공정 및 야금 용기의 탭의 내화 라이닝의 수명이 최적화될 수 있고 이의 목적으로 수동 결정이 감소 또는 실질적으로 배제되는, 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따라서, 이 목적은 청구항 제1항의 특징에 의해 구현된다.
본 발명에 따른 방법에 있어서, 각각의 용기의 데이터가 데이터 구조 내에 수집 및 저장되며, 특히 탭의 내화 라이닝의 확인된 데이터 또는 파라미터 모두로부터 계산 모델이 생성되며, 이 계산 모델에 의해 이들 데이터 또는 파라미터가 계산 및 후속 분석에 의해 평가된다.
본 발명에 따른 방법을 이용하여, 야금 용기의 경우, 용기가 사용 이후에 용기의 탭의 내화 라이닝의 현 상태를 식별하기 위한 측정을 확인할 수 있을뿐만 아니라 관련 또는 일체 확인 공정 및 후속 분석이 수행될 수 있으며, 이로부터 용기 내에서 처리되고 용기 내로 주입된 용융된 매스의 전체 공정 순서와 탭의 내화 라이닝과 관련된 최적화가 구현된다.
본 발명의 범위 내에 있는 이 방법의 추가 선호되는 세부사항이 종속항에 정의된다.
본 발명의 예시적인 실시 형태뿐만 아니라 추가 이점이 도면에 의해 더욱 상세히 기재된다.
도 1은 탭을 갖는 야금 용기의 도식적 종방향 단면도.
방법은 특히 야금 용기(metallurgical vessel)에 관한 것으로, 이러한 일 용기(10)는 예시적인 실시 형태로서 도 1에서 단면이 도시된다. 이 경우에, 용기(10)는 스틸의 제조를 위한 컨버터(converter)이다. 이 컨버터(10)는 본질적으로 금속 하우징(15), 내화 라이닝(refractory lining, 12), 탭(20) 및 가스 공급부(상세히 설명되지 않음)에 결합될 수 있는 가스 퍼징 플러그(gas purging plug, 17, 18)로 구성된다.
작업 중에 이 컨버터(10) 내로 주입되는 용융된 금속은 예를 들어, 하기에서 상세히 설명되지 않은 블로잉 공정(blowing process)에 의해 야금 처리된다. 일반적으로 이들 다수의 컨버터(10)가 스틸을 제조하기 위한 스틸 작업에서 동시에 사용되고 데이터는 각각의 이들 컨버터에 대해 기록된다.
이 탭(20)은 컨버터(10)의 상부 측면 영역에 할당되고 처리 이후에 용융된 금속을 배출하기 위하여 사용된다. 이 탭(20)은 탭 채널(21), 상기 탭 채널을 형성하는 슬리브-형 탭 블록(22) 및 금속 배출 포트(24)로 구성된다. 이 탭은 또한 도시된 것과 상이하게 구성될 수 있다.
대체로, 방법은 다양한 야금 용기, 예를 들어, 전기로, 용광로, 스틸 레이들(steel ladle), 알루미늄 용융 로와 같은 비-철 금속 분야의 노, 구리 양극 노 등에 대해 사용될 수 있다.
방법은 또한 다양한 용기에 대해 사용될 수 있는 것을 특징으로 한다. 따라서, 예를 들어 작업 시에 모든 컨버터 및 선택적으로 레이들의 탭의 내화 라이닝이 결정될 수 있고, 우선 동일한 용융된 매스가 컨버터 내에서 처리되고, 그 뒤에 스틸 레이들 내로 주입된다.
우선, 그룹(group)으로 분할된 컨버터(10)의 각각의 탭(20)에 대한 데이터 모두가 데이터 구조 내에 수집 및 저장된다.
그룹으로서 마모를 측정하기 위하여, 이는 초기에 탭 블록(22)의 특정 치수가 알려진 새로운 내화 라이닝에 대해 수행된다. 추가로, 사용된 탭 블록(22) 및 사용된 임의의 모르타르(mortar) 등의 재료 및 재료 특성이 기록된다.
제조 데이터로서 식별된 추가 그룹의 경우, 용융된 매스의 양, 온도, 용융된 매스 또는 슬래그의 조성 또는 슬래그 및 이의 두께, 탭핑 횟수, 온도 프로파일, 처리 시간 및/또는 용융된 매스에 대한 특정 첨가물과 같은 야금 파라미터와 같은 기록이 각각의 컨버터(10)의 사용 중에 수행된다. 컨버터 타입에 따라, 전술된 제조 데이터의 단지 일부 또는 모두가 기록된다.
특히, 본 발명은 탭핑 횟수가 주요하게는 계산 모델에 의해 수행되는 분석 및 되풀이되는 계산(recurring calculation)에 대해 사용된다. 이 탭핑 횟수 측정에 따라 내화 탭 블록의 사용 시간이 증가됨에 따른 변경과 같은 추가 인자 및 마모와 관련하여 매우 신뢰성 있는 결과를 도출할 수 있다.
컨버터(10)를 사용하여 탭(20) 내에서 내화 라이닝의 내측 직경의 측정한 후에 바람직하게는 단면이 취해진다. 라이닝(12)의 벽 두께는 다수회의 태핑(tapping) 이후에 측정된다.
다른 공정 파라미터, 예컨대 도가니(crucible) 내로 또는 이로부터 외부로 용융된 금속의 주입 또는 탭핑 방법이 그 뒤에 확인될 수 있다.
본 발명에 따라서, 적어도 일부 측정된 및 확인된 데이터 또는 파라미터로부터 계산 모델이 생성되고, 이러한 계산 모델에 의해 이들 데이터 또는 파라미터가 계산 및 후속 분석에 의해 평가된다.
본 발명에 따라 생성된 이 계산 모델에 의해, 탭(20)의 내화 라이닝(12)의 최대 사용 기간, 벽 두께, 재료 및/또는 관리 데이터 또는 역으로 용융된 매스를 처리하기 위한 공정 순서가 최적화될 수 있다. 이들 분석으로부터, 수리에 따라 또는 수리 없이 탭(20)의 내화 라이닝의 추가 사용에 관한 결정이 수행될 수 있다. 예컨대, 벽 두께, 재료 선택 등과 같은 결정되는 다른 값 및 탭(20)의 내화 라이닝의 사용 중에 수동 경험적 해석이 더 이상 요구되지 않거나 또는 단지 제한된 정도로만 요구된다.
바람직하게는, 탭(20)이 다수의 섹션, 에를 들어, 용기 내부의 입구 내로, 탭 채널(21) 내의 다수의 섹션, 및 배출 포트(24) 상의 출구 내로 분할될 수 있다.
탭(20) 내의 섹션은 계산 모델에 따라 서로 독립적으로 또는 개별적으로 평가된다. 이의 이점은 라이닝의 라이닝의 상이한 로드가 이에 따라 고려될 수 있는데 있다.
계산 모델의 생성 이전에 또는 생성 중에, 데이터는 하나 이상의 값의 변형 또는 부족한 경우 그리고 기록 이후에 타당성에 대해 체크되고, 이러한 값은 각각 수정 또는 삭제된다. 바람직하게는 데이터를 개별적으로 체크한 후에, 이 데이터는 유효 세트의 데이터로서 저장된다.
바람직하게는, 감소 개수가 되풀이되는 계산(recurring calculation) 또는 분석에 대해 측정되거나 또는 확인된 데이터 또는 파라미터로부터 선택되고, 이는 계산 방법에 의해 또는 경험적 값에 따라 종속적으로 수행된다. 되풀이되는 계산 또는 분석에 대해 측정되거나 또는 확인된 데이터 또는 파라미터의 이 선택이 알고리즘, 예를 들어 무작위 특징 선택(random feature selection)에 의해 수행된다.
데이터는 제조 오차 등의 복원을 위한 후속 기록을 위해 또는 통계적 목적으로 사용된다.
본 발명의 또 다른 이점으로서, 계산 모델이 분석, 예를 들어 회귀 분석(regression analysis)에 의해 다수회의 탭핑 이후에 탭(20)의 내화 라이닝의 측정으로부터 적용되고, 이에 의해 마모가 수집되고 구조화된 데이터를 고려하여 계산 또는 시뮬레이팅될 수 있다. 특히, 또한 이 적용된 계산 모델은 특정 변경을 구성하거나 또는 공정 순서를 시험 또는 시뮬레이팅하기 위하여 시험의 목적으로 사용하기에 적합하다.
본 발명은 전술된 예시적인 실시 형태에 의해 충분히 제시된다. 본 발명은 또한 다른 변형에 의해 구현될 수 있다.

Claims (11)

  1. 야금 용기의 탭의 상태를 결정하기 위한 방법으로서,
    탭(20)의 내화 라이닝의 데이터인 재료, 벽 두께, 설비 타입 등이 감지 또는 측정 및 평가되며, 각각의 용기(10)의 하기 측정되거나 또는 규정된 데이터,
    -관리 데이터로서 주입된 재료 및/또는 탭 블록(22)의 재료, 재료 특성, 벽 두께와 같은 탭(20)의 내화 라이닝의 초기 내화 구조,
    -사용 중의 제조 데이터, 예컨대 용융된 매스의 양, 용융된 매스 또는 슬래그의 온도, 조성 및 이의 두께, 탭핑 횟수, 온도 프로파일, 처리 횟수 및/또는 야금 파라미터,
    -용기 내로 또는 이로부터 외부로 용융된 금속의 주입 또는 탭핑 방식과 같은 추가 공정 파라미터가 데이터 구조 내에 수집 및 저장되며,
    적어도 일부 측정된 또는 확인된 데이터 또는 파라미터로부터 계산 모델이 생성되고, 이러한 계산 모델에 의해 이들 데이터 또는 파라미터가 계산 및 후속 분석에 의해 평가되는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 탭핑 횟수는 계산 모델에 의해 되풀이되는 계산(recurring calculation) 또는 분석에 대해 고려되고, 이는 계산 방법에 의해 또는 경험적 값에 따라 종속적으로 수행되는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 데이터는 기록된 이후에 타당성에 대해 체크되고, 하나 이상의 값의 변형 또는 부족한 경우 이 값은 각각 수정 및 삭제되는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 바람직하게는 데이터를 개별적으로 체크한 후에 이 데이터는 유효 세트의 데이터로서 저장되는 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 감소 개수가 되풀이되는 계산(recurring calculation) 또는 분석에 대해 측정되거나 또는 확인된 데이터 또는 파라미터로부터 선택되고, 이는 계산 방법에 의해 또는 경험적 값에 따라 종속적으로 수행되는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 되풀이되는 계산 또는 분석에 대해 측정되거나 또는 확인된 데이터 또는 파라미터의 이 선택이 알고리즘, 예를 들어 무작위 특징 선택(random feature selection)에 의해 수행되는 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 데이터는 통계적 목적으로 또는 데이터의 후속 기록을 위해 사용되는 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 생성된 계산 모델에 의해 탭(20)의 내화 라이닝의 수리에 따라 또는 수리 없이 추가 사용에 관한 결정이 수행되는 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 계산 모델이 분석, 예를 들어 회귀 분석(regression analysis)에 의해 용기로부터 용융된 매스의 탭핑 횟수의 측정으로부터 적용되고, 이에 의해 마모가 수집되고 구조화된 데이터를 고려하여 계산될 수 있는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 계산 모델이 시험의 목적으로 공정 순서를 시험 또는 시뮬레이팅하고 이를 기초로 기초로 실제 작업의 특정 변화를 구성하기 위해 사용되는 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 탭(20)은 탭 채널(21) 및 상기 탭 채널을 형성하는 슬리브-형 탭 블록(22)으로 구성되며, 내화 재료로 제조되는 방법.
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