KR20160126531A

KR20160126531A - 승온 계수 보정값 산출 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20160126531A
Application number: KR1020150057696A
Authority: KR
Inventors: 이창오; 조종오; 홍진명
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2015-04-24
Filing date: 2015-04-24
Publication date: 2016-11-02

Abstract

본 발명은 승온 계수 보정값 산출 장치 및 방법에 관한 것으로, 전로의 총 중량을 측정하는 전로 중량 측정부, 상기 전로에서 수강 래들 대차로 배출된 용강량을 측정하는 수강 래들 대차 중량 측정부, 상기 전로에서 슬래그 포트 대차로 배출된 슬래그량을 측정하는 슬래그 포트 대차 중량 측정부, 상기 전로 중량 측정부를 통해 측정된 총 중량에서 상기 수강 래들 대차 중량 측정부에서 측정된 용량 중량 및 상기 슬래그 포트 대차 중량 측정부에서 측정된 슬래그 중량을 차감하여 상기 전로 내 잔류 슬래그 중량을 산출하는 전로 내 잔류 슬래그 산출부, 및 상기 산출된 전로 내 잔류 슬래그 중량에 대응하는 승온 계수 보정값을 산출하는 승온 계수 보정값 산출부를 포함한다.

Description

승온 계수 보정값 산출 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CALCULATING CORRECTION VALUE OF TEMPERATURE INCREASING COEFFICIENT}

본 발명은 승온 계수 보정값 산출 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전로 내 잔류하고 있는 슬래그의 중량을 보다 정확하게 산출함으로써 전로에서 온도를 보다 정확히 제어할 수 있도록 하는 승온 계수 보정값 산출 장치 및 방법에 관한 것이다.

통상적으로 철강 조업을 수행할 때 고로에서 철광석을 용해한 후 나온 용선은 제강 공장으로 이송되어 여러 가지 불순 성분(예 : C, Si, Mn, P, S 등)이 제거되거나 또는 합금 성분이 첨가 된다.

이때 전로 공정에서는 상기 여러 가지 불순 성분(예 : C, Si, Mn, P 등)을 산화 제거한다. 상기 전로 공정에서는 성분 제거뿐만 아니라 후공정(예 : 이차 정련, 연주 등)에서의 원활한 작업을 위해 요구하는 온도로 승온하는 역할도 있다.

상기 전로 공정에서 승온을 할 때 목표로 하는 온도가 있으며 그 목표 온도에 적중하는 것이 상당히 중요하다.

만약 상기 목표 온도 대비 높게 제어 되었을 경우 온도를 낮추기 위해 냉각재를 투입할 경우에는 원가가 상승되고 후공정 처리 시간을 증가시키게 된다. 반대로 상기 목표 온도 대비 부족한 경우 전로에서 추가로 산소를 취입하여 승온을 하게 되는데 이때 철원을 산화시켜 용강 회수율을 떨어뜨리게 된다.

이러한 승온 작업을 수행하는 전로에서 산소 사용량과 승온되는 양은 비례관계에 있지만 전로 조업 조건 및 설비 조건에 따라 비례 계수값은 차이가 발생하게 되며 그 차이에 의해 목표 온도의 적중이 쉽지 않다.

이때 상기 비례 계수값에 가장 큰 영향을 주는 인자는 전로 내 슬래그 양이며 슬래그 양이 많을수록 취입되는 산소의 효율이 떨어져 동일한 양의 산소를 취입하더라도 승온되는 값은 차이가 발생하게 된다.

따라서 통상적으로는 조업자의 육안 및 경험에 의해 슬래그의 양을 판단하여 조업이 실시되고 있으나, 상기 목표 온도의 적중을 위해서는 이전 조업에서 작업하고 난 이후 전로 내에 잔류하고 있는 슬래그의 중량을 보다 정확하게 측정하는 것이 중요하다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 제10-2014-0018491호(2014.02.13.공개, 용강의 처리방법)에 개시되어 있다.

본 발명의 일 측면에 의하면 전로 내 잔류하고 있는 슬래그의 중량을 보다 정확하게 산출함으로써 전로에서 온도를 보다 정확히 제어할 수 있도록 하는 승온 계수 보정값 산출 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 승온 계수 보정값 산출 장치는, 전로의 총 중량을 측정하는 전로 중량 측정부; 상기 전로에서 수강 래들 대차로 배출된 용강량을 측정하는 수강 래들 대차 중량 측정부; 상기 전로에서 슬래그 포트 대차로 배출된 슬래그량을 측정하는 슬래그 포트 대차 중량 측정부; 상기 전로 중량 측정부를 통해 측정된 총 중량에서 상기 수강 래들 대차 중량 측정부에서 측정된 용량 중량 및 상기 슬래그 포트 대차 중량 측정부에서 측정된 슬래그 중량을 차감하여 상기 전로 내 잔류 슬래그 중량을 산출하는 전로 내 잔류 슬래그 산출부; 및 상기 산출된 전로 내 잔류 슬래그 중량에 대응하는 승온 계수 보정값을 산출하는 승온 계수 보정값 산출부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 승온 계수 보정값 산출부는, "승온 계수(y)=-86.836(≒-86.84)*(잔류 슬래그 중량(x))+6.0591(≒6.06)"에 잔류 슬래그 중량(x)을 대입하여 승온 계수 보정값을 산출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 총 중량은, 용강 중량과 슬래그 중량이 합산된 중량인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 전로에서 배출된 용강의 중량은, 상기 전로 내 잔류 슬래그 산출부가 수강 래들 대차의 전체 중량에서 미리 알고 있는 수강 대차 및 래들의 중량을 차감하여 상기 수강 래들 대차에 배출된 용강의 중량을 산출할 수 있음을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 전로 내 잔류 슬래그 산출부가 슬래그 포트 대차의 전체 중량에서 미리 알고 있는 슬래그 포트 및 슬래그 포트 대차의 중량을 차감하여 상기 슬래그 포트 대차에 배출된 슬래그의 중량을 산출할 수 있음을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 승온 계수 보정값 산출 방법은, 전로 내 잔류 슬래그 산출부가 전로 중량 측정부를 통해 전로의 총 중량을 측정하는 단계; 상기 전로 내 잔류 슬래그 산출부가 수강 래들 대차 중량 측정부를 통해 상기 전로에서 수강 래들 대차로 배출된 용강량을 측정하는 단계; 상기 전로 내 잔류 슬래그 산출부가 슬래그 포트 대차 중량 측정부를 통해 상기 전로에서 슬래그 포트 대차로 배출된 슬래그량을 측정하는 단계; 상기 전로 내 잔류 슬래그 산출부가 상기 전로 중량 측정부를 통해 측정된 총 중량에서 상기 수강 래들 대차 중량 측정부에서 측정된 용량 중량 및 상기 슬래그 포트 대차 중량 측정부에서 측정된 슬래그 중량을 차감하여 상기 전로 내 잔류 슬래그 중량을 산출하는 단계; 및 승온 계수 보정값 산출부가 상기 산출된 전로 내 잔류 슬래그 중량에 대응하는 승온 계수 보정값을 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 승온 계수 보정값 산출부는,"승온 계수(y)=-86.836(≒-86.84)*(잔류 슬래그 중량(x))+6.0591(≒6.06)"에 잔류 슬래그 중량(x)을 대입하여 승온 계수 보정값을 산출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 전로 내 잔류 슬래그 산출부는, 수강 래들 대차의 전체 중량에서 미리 알고 있는 수강 대차 및 래들의 중량을 차감하여 상기 전로에서 상기 수강 래들 대차에 배출된 용강의 중량을 산출하고, 또한 슬래그 포트 대차의 전체 중량에서 미리 알고 있는 슬래그 포트 및 슬래그 포트 대차의 중량을 차감하여 상기 전로에서 상기 슬래그 포트 대차에 배출된 슬래그의 중량을 산출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 전로 내 잔류하고 있는 슬래그의 중량을 보다 정확하게 산출함으로써 전로에서 온도를 보다 정확히 제어할 수 있도록 하는 효과가 있다. 또한 기존에 전로 내 잔류 슬래그 양을 육안 및 경험에 의해 확인 하던 작업대신 직접 중량을 측정하여 보다 정밀하게 용강 온도를 제어할 수 있도록 하는 효과가 있다. 또한 전로에서 온도 적중률을 향상시켜 전로 공정 및 후속 공정에서 불필요한 원료를 사용하거나 불필요한 작업을 수행하지 않아도 되므로 원가 절감 및 작업 효율을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 승온 계수 보정값 산출 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 산출한 전로 내 잔류 슬래그 중량과 승온 계수의 관계를 나타내는 그래프를 보인 예시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 승온 계수 보정값 산출 방법을 설명하기 위한 흐름도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 승온 계수 보정값 산출 장치 및 방법의 일 실시예를 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.

통상적으로 철강 조업을 수행할 때 전로에서 용강을 제조하고 난 후, 상기 용강은 래들(Ladle)로 출강하게 되고, 이후 상기 전로 내의 슬래그는 배재되게 된다. 이때 상기 전로에서 슬래그를 배재한 이후 상기 전로 내에는 일부 슬래그가 잔류하게 된다.

따라서 본 실시예에서는 상기 전로에서 슬래그를 배제한 후 상기 전로 내에 잔류하고 있는 슬래그의 양을 보다 정확하게 산출하여 상기 전로에서의 온도를 보다 정확하게 제어할 수 있도록 하기 위한 승온 계수 보정값 산출 장치 및 방법을 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 승온 계수 보정값 산출 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 승온 계수 보정값 산출 장치는, 전로 중량 측정부(110), 수강 래들 대차 중량 측정부(120), 슬래그 포트 대차 중량 측정부(130), 전로 내 잔류 슬래그 산출부(140), 및 승온 계수 보정값 산출부(150)를 포함한다.

상기 전로는 용강을 생산하는 설비로서, 고로에서 만들어진 용선을 주입받고, 주입된 용선에 산소 등의 산화성 가스를 불어넣어 용선에 포함된 불순물을 단시간 내에 산화 제거함으로써 양질의 용강을 생산하는 설비이다.

상기 전로의 일 측에는 출탕구가 형성되어 용강을 상기 출탕구를 통해 배출시키며, 상기 출탕구를 통해 배출된 용강은 수강대차 상에 안착되어 있는 래들(Ladle)에 저장된다. 여기서 상기 수강대차는 상기 래들을 싣고 일정경로를 따라 주행하는 대차이다.

한편 상기 출탕구의 반대 측에는 슬래그를 배출시키기 위한 슬래그 홀(Slag hole)이 형성되어 용강을 배출시키고 난 후 남아있는 슬래그를 상기 슬래그 홀을 통해 배출(또는 배제)시킨다. 그러나 상기와 같이 슬래그 홀을 통해 슬래그를 배출 시키더라도 완전히 배출되지 않고 상기 전로 내에는 일부 슬래그가 남아있게 된다.

상기 전로 중량 측정부(110)는 상기 전로의 총 중량을 측정한다.

즉 상기 전로 중량 측정부(110)는 전로 조업이 끝난 직후(즉, 용강 출강 직전) 전로 내 총 중량(즉, 용강 중량 + 슬래그 중량)을 측정한다.

상기 수강 래들 대차 중량 측정부(120)는 상기 전로에서 배출된 용강량을 측정한다.

즉 상기 수강 래들 대차 중량 측정부(120)는 상기 전로 조업이 끝난 후 수강 대차에 안착되어 있는 래들에 용강이 배출되면 상기 수강 래들 대차에 배출된 용강의 중량을 측정한다.

예컨대 상기 수강 대차 및 래들의 중량은 이미 알고 있는 정보이므로, 상기 래들에 용강이 배출될 경우 수강 래들 대차의 전체 중량에서 미리 알고 있는 수강 대차 및 래들의 중량을 차감하여 상기 수강 래들 대차에 배출된 용강의 중량을 측정할 수 있다.

상기 슬래그 포트 대차 중량 측정부(130)는 상기 전로에서 배출된 슬래그량을 측정한다.

즉 상기 슬래그 포트 대차 중량 측정부(130)는 상기 전로에서 용강의 출강 이후 슬래그 포트 대차에 설치된 중량 측정 장치(또는 센서)를 이용하여 상기 전로에서 상기 슬래그 포트로 배출된 슬래그 중량을 측정한다.

예컨대 상기 슬래그 포트 대차의 중량은 이미 알고 있는 정보이므로, 상기 슬래프 포트에 슬래그가 배출될 경우 슬래그 포트 대차의 전체 중량에서 미리 알고 있는 슬래그 포트 및 슬래그 포트 대차의 중량을 차감하여 상기 슬래그 포트 대차에 배출된 슬래그의 중량을 측정할 수 있다.

상기 전로 내 잔류 슬래그 산출부(140)는 상기 전로 중량 측정부(110)를 통해 측정된 총 중량(즉, 용강 중량 + 슬래그 중량)에서 상기 수강 래들 대차 중량 측정부(120)에서 측정된 용량 중량 및 상기 슬래그 포트 대차 중량 측정부(130)에서 측정된 슬래그 중량을 차감하여 상기 전로 내 잔류 슬래그 중량을 산출한다.

물론 상기 중량 측정부(110)에서 측정된 중량, 즉, "용강 출강 직전 중량 - 슬래그 배재 후 중량"을 통해 전로 내 잔류 슬래그 중량을 측정할 수도 있지만, 전로가 출강과 슬래그 배재를 위해 경동(흔들리거나 움직임)하는 동안 중량 측정에 오차가 발생하여 신뢰성이 떨어지는 단점이 있다. 따라서 본 실시예에서는 상기 중량 측정부(110)에서 측정된 중량만을 이용하여 잔류 슬래그 중량을 산출하는 방법을 배제한다.

상기 승온 계수 보정값 산출부(150)는 상기 산출된 전로 내 잔류 슬래그 중량에 기초하여 아래의 승온 계수 산출 식을 통해 승온 계수 보정값을 산출한다(도 2 참조).

즉 "승온 계수(y)=-86.836(≒-86.84)*(잔류 슬래그 중량(x))+6.0591(≒6.06)"에 대입하여 승온 계수 보정값을 산출할 수 있다.

상기 승온 계수 산출 식은 반복 실험을 통해 산출된 식이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 산출한 전로 내 잔류 슬래그 중량과 승온 계수의 관계를 나타내는 그래프를 보인 예시도이다.

상기와 같은 방법으로 전로 내 잔류 슬래그 중량을 측정하여 그 때 전로 취련 시 승온 계수 및 탈탄 계수를 측정하여 조업에 반영함으로써 보다 정밀한 온도 제어가 가능한 효과가 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 승온 계수 보정값 산출 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 전로 내 잔류 슬래그 산출부(140)는 전로 중량 측정부(110)를 통해 전로의 총 중량을 측정한다(S101).

상기 전로 중량 측정부(110)에서 측정하는 전로의 총 중량은 전로 조업이 끝난 직후(즉, 용강 출강 직전)의 용강 중량와 슬래그 중량이 합산된 중량이다.

상기 전로 내 잔류 슬래그 산출부(140)는 수강 래들 대차 중량 측정부(120)를 통해 상기 전로 조업이 끝난 후 수강 대차에 안착되어 있는 래들에 용강이 배출되면 상기 수강 래들 대차의 중량을 측정하여 상기 래들에 배출된 용강의 중량만을 산출한다(S102).

즉 상기 수강 대차 및 래들의 중량은 이미 알고 있는 정보이므로, 상기 래들에 용강이 배출될 경우 수강 래들 대차의 전체 중량에서 미리 알고 있는 수강 대차 및 래들의 중량을 차감하여 상기 수강 래들 대차에 배출된 용강의 중량을 산출할 수 있다.

상기 전로 내 잔류 슬래그 산출부(140)는 상기 슬래그 포트 대차 중량 측정부(130)를 통해 상기 전로에서 배출된 슬래그량을 측정한다(S103).

즉 상기 슬래그 포트 대차의 중량은 이미 알고 있는 정보이므로, 상기 슬래프 포트에 슬래그가 배출될 경우 슬래그 포트 대차의 전체 중량에서 미리 알고 있는 슬래그 포트 및 슬래그 포트 대차의 중량을 차감하여 상기 슬래그 포트 대차에 배출된 슬래그의 중량을 산출할 수 있다.

상기 전로 내 잔류 슬래그 산출부(140)는 상기 전로 중량 측정부(110)를 통해 측정된 총 중량(즉, 용강 중량 + 슬래그 중량)에서 상기 수강 래들 대차 중량 측정부(120)에서 측정된 용량 중량 및 상기 슬래그 포트 대차 중량 측정부(130)에서 측정된 슬래그 중량을 차감하여 상기 전로 내 잔류 슬래그 중량을 산출한다(S104).

상기 승온 계수 보정값 산출부(150)는 상기 산출된 전로 내 잔류 슬래그 중량에 기초하여 아래의 승온 계수 산출식을 통해 승온 계수 보정값을 산출한다(S105).

즉 "승온 계수(y)=-86.836(≒-86.84)*(잔류 슬래그 중량(x))+6.0591(≒6.06)"에 대입하여 승온 계수 보정값를 산출할 수 있다.

상기 승온 계수 산출식은 반복 실험을 통해 산출된 식이다.

상기와 같이 본 실시예는 전로 내 잔류하고 있는 슬래그의 중량을 보다 정확하게 산출함으로써 전로에서 온도를 보다 정확히 제어할 수 있도록 하는 효과가 있다. 또한 기존에 전로 내 잔류 슬래그 양을 육안 및 경험에 의해 확인하던 작업 대신에 직접 중량을 측정하여 보다 정밀하게 용강 온도를 제어할 수 있도록 하는 효과가 있다. 또한 전로에서 온도 적중률을 향상시켜 전로 공정 및 후속 공정에서 불필요한 원료를 사용하거나 불필요한 작업을 수행하지 않아도 되므로 원가 절감 및 작업 효율을 향상시키는 효과가 있다.

이상으로 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.

110 : 전로 중량 측정부
120 : 수강 래들 대차 중량 측정부
130 : 슬래그 포트 대차 중량 측정부
140 : 전로 내 잔류 슬래그 산출부
150 : 승온 계수 보정값 산출부

Claims

전로의 총 중량을 측정하는 전로 중량 측정부;
상기 전로에서 수강 래들 대차로 배출된 용강량을 측정하는 수강 래들 대차 중량 측정부;
상기 전로에서 슬래그 포트 대차로 배출된 슬래그량을 측정하는 슬래그 포트 대차 중량 측정부;
상기 전로 중량 측정부를 통해 측정된 총 중량에서 상기 수강 래들 대차 중량 측정부에서 측정된 용량 중량 및 상기 슬래그 포트 대차 중량 측정부에서 측정된 슬래그 중량을 차감하여 상기 전로 내 잔류 슬래그 중량을 산출하는 전로 내 잔류 슬래그 산출부; 및
상기 산출된 전로 내 잔류 슬래그 중량에 대응하는 승온 계수 보정값을 산출하는 승온 계수 보정값 산출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 승온 계수 보정값 산출 장치.
제 1항에 있어서,
상기 승온 계수 보정값 산출부는,
"승온 계수(y)=-86.836(≒-86.84)*(잔류 슬래그 중량(x))+6.0591(≒6.06)"에 잔류 슬래그 중량(x)을 대입하여 승온 계수 보정값을 산출하는 것을 특징으로 하는 승온 계수 보정값 산출 장치.
제 1항에 있어서,
상기 총 중량은,
용강 중량과 슬래그 중량이 합산된 중량인 것을 특징으로 하는 승온 계수 보정값 산출 장치.
제 1항에 있어서,
상기 전로에서 배출된 용강의 중량은,
상기 전로 내 잔류 슬래그 산출부가 수강 래들 대차의 전체 중량에서 미리 알고 있는 수강 대차 및 래들의 중량을 차감하여 상기 수강 래들 대차에 배출된 용강의 중량을 산출할 수 있음을 특징으로 하는 승온 계수 보정값 산출 장치.
제 1항에 있어서,
상기 전로 내 잔류 슬래그 산출부는 슬래그 포트 대차의 전체 중량에서 미리 알고 있는 슬래그 포트 및 슬래그 포트 대차의 중량을 차감하여 상기 슬래그 포트 대차에 배출된 슬래그의 중량을 산출할 수 있음을 특징으로 하는 승온 계수 보정값 산출 장치.
전로 내 잔류 슬래그 산출부가 전로 중량 측정부를 통해 전로의 총 중량을 측정하는 단계;
상기 전로 내 잔류 슬래그 산출부가 수강 래들 대차 중량 측정부를 통해 상기 전로에서 수강 래들 대차로 배출된 용강량을 측정하는 단계;
상기 전로 내 잔류 슬래그 산출부가 슬래그 포트 대차 중량 측정부를 통해 상기 전로에서 슬래그 포트 대차로 배출된 슬래그량을 측정하는 단계;
상기 전로 내 잔류 슬래그 산출부가 상기 전로 중량 측정부를 통해 측정된 총 중량에서 상기 수강 래들 대차 중량 측정부에서 측정된 용량 중량 및 상기 슬래그 포트 대차 중량 측정부에서 측정된 슬래그 중량을 차감하여 상기 전로 내 잔류 슬래그 중량을 산출하는 단계; 및
승온 계수 보정값 산출부가 상기 산출된 전로 내 잔류 슬래그 중량에 대응하는 승온 계수 보정값을 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 승온 계수 보정값 산출 방법.
제 6항에 있어서,
상기 승온 계수 보정값 산출부는,
"승온 계수(y)=-86.836(≒-86.84)*(잔류 슬래그 중량(x))+6.0591(≒6.06)"에 잔류 슬래그 중량(x)을 대입하여 승온 계수 보정값을 산출하는 것을 특징으로 하는 승온 계수 보정값 산출 방법.
제 6항에 있어서,
상기 전로 내 잔류 슬래그 산출부는,
수강 래들 대차의 전체 중량에서 미리 알고 있는 수강 대차 및 래들의 중량을 차감하여 상기 전로에서 상기 수강 래들 대차에 배출된 용강의 중량을 산출하고, 또한 슬래그 포트 대차의 전체 중량에서 미리 알고 있는 슬래그 포트 및 슬래그 포트 대차의 중량을 차감하여 상기 전로에서 상기 슬래그 포트 대차에 배출된 슬래그의 중량을 산출하는 것을 특징으로 하는 승온 계수 보정값 산출 방법.