KR20190041337A

KR20190041337A - 소결설비 및 소결설비 제어 방법

Info

Publication number: KR20190041337A
Application number: KR1020170132792A
Authority: KR
Inventors: 김재형
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2017-10-12
Filing date: 2017-10-12
Publication date: 2019-04-22
Also published as: KR101990449B1

Abstract

소결기 대차에 적재된 원료의 내부 압력을 균일하게 유지하여 원료를 균일하게 소성할 수 있도록, 호퍼로부터 배출되는 배합광을 적재하여 운반하는 소결기 대차, 상기 소결기 대차 상부에 배치되어 배합원료 상부 표면을 점화하기 위한 점화로, 상기 소결기 대차 하부에 연속적으로 배치되어 소결기 대차 하부로 공기를 흡입하여 배합원료를 소결시키는 복수개의 윈드박스, 상기 소결기 대차에 장입되는 배합원료의 장입 높이를 조절하는 컷플레이트, 상기 소결기 대차의 배합원료 내부의 실제 압력을 검출하기 위한 검출부, 상기 검출부에서 검출된 실제 압력값과 기 설정되어 있는 목표 압력값의 차이에 따라 상기 컷플레이트를 제어하여 배합원료 장입 높이를 조절하는 제어부를 포함하는 소결설비를 제공한다.

Description

소결설비 및 소결설비 제어 방법{SINTERING PLANT AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}

본 발명은 소결광을 생산하는 제철소의 소결설비와 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 제철소의 소결설비는 고로의 주원료인 소결광을 생산하는 소결공정의 주설비이다.

소결공정은 배합원료가 적재된 소결기 대차를 무한궤도 구조로 된 레일을 따라 이동시키는 과정에서 배합원료를 소결하여 이루어진다.

다수개가 일체로 연결된 소결기 대차는 레일을 따라 이동한다. 소결기 대차의 빈 곳이 급광부에 이르면 서지 호퍼로부터 배합원료를 배출하여 장입하게 된다. 배합원료가 적재된 대차가 점화로 하부를 지나면서 대차 상에 적재된 배합원료 표면이 점화된다.

대차 하부에는 복수개의 윈드박스가 연속적으로 배치된다. 윈드박스에 부압을 형성하여 대차에 흡입력을 가함으로써 소결이 이루어진다. 부압에 의해, 대차에 적재된 배합원료는 착화된 표면에서 하부로 에어가 흡입되면서 하향 소결이 진행된다. 배합원료를 착화시킨 후 대차를 배광부까지 주행시키는 동안 소결공정이 진행되며, 소결이 완료된 소결광은 파쇄기에서 파쇄하여 배출된다.

이러한 소결 공정에서 제품 생산성을 보다 높이기 위해서, 소결기 대차에 적재된 원료의 균일 소성이 요구된다.

소결기 대차에 적재된 원료의 내부 압력을 균일하게 유지하여 원료를 균일하게 소성할 수 있도록 된 소결설비 및 소결설비 제어 방법을 제공한다.

소결기 대차에 적재된 원료의 내부 압력 변화에 적절히 대처할 수 있고, 압력이 불균일한 경우 이를 보다 용이하게 해소할 수 있도록 된 소결설비 및 소결설비 제어 방법을 제공한다.

본 구현예의 소결 설비는, 호퍼로부터 배출되는 배합광을 적재하여 운반하는 소결기 대차, 상기 소결기 대차 상부에 배치되어 배합원료 상부 표면을 점화하기 위한 점화로, 상기 소결기 대차 하부에 연속적으로 배치되어 소결기 대차 하부로 공기를 흡입하여 배합원료를 소결시키는 복수개의 윈드박스, 상기 소결기 대차에 장입되는 배합원료의 장입 높이를 조절하는 컷플레이트, 상기 소결기 대차의 배합원료 내부의 실제 압력을 검출하기 위한 검출부, 상기 검출부에서 검출된 실제 압력값과 기 설정되어 있는 목표 압력값의 차이에 따라 상기 컷플레이트를 제어하여 배합원료 장입 높이를 조절하는 제어부를 포함할 수 있다.

상기 검출부는 상기 점화로로 공급되는 연소용 가스의 유량을 검출하는 유량계, 상기 점화로에 설치되어 점화로 내부 압력을 검출하는 점화로 압력계, 상기 점화로 하부에 위치하는 윈드박스에 설치되어 윈드박스 내부 압력을 검출하는 윈드박스 압력계, 상기 유량계와 점화로 압력계 및 윈드박스압력계의 검출값으로부터 소결기 대차 내부 압력을 연산하는 연산부를 포함할 수 있다.

상기 연산부는 내부에 저장된 하기 연산식으로부터 소결기 대차 내부 압력을 연산하는 구조일 수 있다.

연산식은, 소결기 대차 배합원료 내부 압력 = {(COG 유량/((16×(0.76+0.79×공연비×4.1)+(0.2×공연비×4.1×(공연비-1))}×{√((소결기 대차 배합원료 높이)/(윈드박스 압력×0.5 + 점화로 압력))} 일 수 있다.

상기 제어부는 소결기 대차 배합원료의 내부 실제 압력값에 따른 소결기 대차 배합원료 높이값과 기 설정된 목표 압력값에 따른 소결기 대차 배합원료 높이값을 비교하여 그 차이에 따른 소결기 대차 배합원료의 교정높이값을 계산하는 비교부, 상기 비교부의 신호에 따라 컷플레이트 상하 이동을 위한 구동신호를 인가하는 구동제어부를 포함할 수 있다.

상기 소결 설비는 소결기 대차 이동방향을 따라 상기 점화로 출측에 배치되어 배합원료의 내부 압력을 감소시키는 압력 해소부를 더 포함하고, 상기 제어부는 소결기 대차 이동 방향을 따라 전후 소결기 대차 간 내부 압력 차이에 따라 상기 압력 해소부를 구동하여 소결기 대차 내부 압력을 낮추는 구조일 수 있다.

상기 압력 해소부는 소결기 대차에 적재된 배합원료 표면에서 내부로 삽입되어 홈을 형성하는 구조일 수 있다.

상기 점화로는 소결기 대차 이동방향을 따라 입측과 출측의 점화로 하단에 상하로 이동가능하게 설치되어 배합원료 높이차에 따른 틈새를 보상하는 방열게이트를 더 포함할 수 있다.

상기 소결기 대차의 위치를 검출하여, 상기 점화로에 각 소결기 대차를 정위치시키기 위한 위치 검출센서를 더 포함할 수 있다.

본 구현예는 연속적으로 이동하는 소결기 대차에 배합원료를 장입하고, 점화로를 통해 배합원료를 점화하고, 소결기 대차 하부의 윈드박스를 통해 공기를 흡입하여 배합원료를 소결하는 과정을 포함하는 소결 설비 제어 방법으로, 소결기 대차의 이동 속도와 소결기 대차 배합원료의 내부 압력에 대한 목표 압력값을 설정하는 단계, 점화로에 대한 소결기 대차의 위치를 확인하여 소결기 대차 배합원료의 내부 실제 압력값을 연산하는 연산 단계, 연산된 실제 압력값과 목표 압력값을 비교하여 배합원료 장입 높이를 조절하는 제어 단계를 포함할 수 있다.

상기 연산 단계는, 점화로로 공급되는 연소용 가스의 유량을 검출하는 단계, 점화로 내부 압력을 검출하는 점화로 압력 검출 단계, 점화로 하부에 위치하는 윈드박스 내부 압력을 검출하는 윈드박스 압력 검출 단계, 검출된 연소용 가스 공급 유량과 점화로 내부 압력 및 윈드박스 내부 압력으로부터 소결기 대차 배합원료의 내부 압력을 연산하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 연산 단계는, 하기 연산식으로부터 소결기 대차 배합원료의 내부 압력을 연산하는 구조일 수 있다.

상기 연산식은, 소결기 대차 배합원료 내부 압력 = {(COG 유량/((16×(0.76+0.79×공연비×4.1)+(0.2×공연비×4.1×(공연비-1))}×{√((소결기 대차 배합원료 높이)/(윈드박스 압력×0.5 + 점화로 압력))}일 수 있다.

상기 제어 단계는, 소결기 대차 배합원료의 내부 실제 압력값에 따른 소결기 대차 배합원료의 현재 높이값과 기 설정된 목표 압력값에 따른 소결기 대차 배합원료 목표 높이값을 연산하여 두 값을 비교하는 단계, 현재 높이값과 목표 높이값이 상이한 경우 배합원료 장입높이를 조절을 위한 제어 신호를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제어 단계는, 소결기 대차 이동 방향을 따라 전후 소결기 대차간의 배합원료 내부 압력값을 비교하여 압력값 편차를 연산하는 단계, 연산된 편차에 따라 소결기 대차 배합원료의 내부 압력을 감소시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 제어 방법은, 각 소결기 대차의 배합원료 높이차에 따라 점화로 하단에 설치된 방열게이트를 상하로 이동시켜, 점화로 하단과 배합원료 사이 틈새를 차단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이상 설명한 바와 같은 본 구현예에 의하면, 소결기 대차에 적재된 배합원료의 내부 압력 변화에 빠르게 대처하여 각 소결기 대차의 배합원료 내부 압력을 균일하게 유지함으로써, 원료를 균일하게 소성할 수 있게 된다.

이에, 미 소결광의 발생을 최소화하고, 소결광을 항상 고 품질로 일정하게 유지하여 제조함으로써, 제품 생산성을 극대화할 수 있게 된다.

도 1은 본 실시예에 따른 소결설비의 구성을 도시한 개략적인 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 소결설비의 제어 과정을 개략적으로 나타낸 순서도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.

이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함하는”의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

이하에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 실시예에 따른 소결설비의 구성을 개략적으로 나타내고 있다.

도 1을 참조하여 먼저 소결설비를 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 소결설비는 복수의 소결기 대차(10), 배합원료를 점화하기 위한 점화로(20), 윈드박스(30), 배합원료의 장입 높이를 조절하는 컷플레이트(40)를 포함할 수 있다. 또한, 소결기 대차(10)의 배합원료 내부의 실제 압력을 검출하기 위한 검출부, 검출부에서 검출된 실제 압력값에 따라 컷플레이트(40)를 구동하여 배합원료 장입 높이를 조절하는 제어부(60)를 포함할 수 있다.

이에, 각 소결기 대차(10)에 있어 배합원료의 장입 밀도가 균일하게 유지되어, 소결기 대차(10) 이동속도를 일정하게 유지할 수 있고, 균일한 고품질의 소결광을 대량 생산할 수 있게 된다.

소결기 대차(10)는 다수개가 연속적으로 연결되어 레일(12)을 따라 무한 궤도 형태로 진행한다. 소결기 대차(10)가 이동되면서 배합원료의 적재와 소결 및 배광 과정이 연속적으로 이루어지게 된다.

소결기 대차(10)의 진행방향을 따라 입측에는 소결기 대차(10) 내부로 배합원료를 장입하기 위한 서지호퍼(14), 배합원료 상부 표면을 점화하기 위한 점화로(20)가 연속적으로 배치된다. 출측에는 소결완료된 소결광을 처리하기 위한 파쇄기(도시되지 않음) 등이 더 구비될 수 있다.

이하 설명에서 특별한 설명이 없는 경우, 진행방향이라 함은 도 1에서 x축을 따라 좌측에서 우측으로 향하는 방향을 의미하고, 전, 앞 입측은 진행방향을 따라 좌측을 의미하고, 후, 뒤, 출측은 우측을 의미하며, 상, 상부라 함은 y축을 따라 위쪽을 의미하고, 하, 하부라 함은 아래쪽을 의미할 수 있다.

레일(12)을 따라 소결기 대차(10)의 하부에는 복수개의 윈드박스(30)가 연속적으로 배치된다. 윈드박스(30)는 소결기 대차(10) 하부로 공기를 흡입하여 배합원료를 소결시킨다. 예를 들어, 윈드박스(30)는 대략 25개가 구비될 수 있으며, 대략 입측에서부터 18번째까지는 메인덕트(32)를 통해 메인블로워에 연결될 수 있다. 이에 메인블로워 구동에 따라 윈드박스(30)에 부압이 걸려 소결기 대차(10)로부터 공기를 흡입하게 된다. 그리고 나머지 윈드박스(30)는 배가스의 고열 회수를 위해 배가스덕트에 연결될 수 있다.

점화로(20)는 소결기 대차(10) 상부에 위치하여 소결기 대차(10)를 덮는다. 점화로(20)는 내부에 화염을 발생하는 버너(22)를 구비한다. 버너(22)에는 연소용 가스와 에어를 공급하기 위한 가스라인(24)과 에어라인(26)이 연결된다. 이에, 가스라인(22)과 에어라인(26)을 통해 버너(22)에 일정 유량의 가스와 에어를 공급하여 화염을 발생할 수 있다. 점화로(20)는 개방된 하단을 통해 소결기 대차(10)에 장입된 배합원료 표면에 화염을 가하여 배합원료를 점화한다. 이동하는 각 소결기 대차(10)는 차례로 점화로(20)를 거치면서 배합원료의 점화가 이루어진다.

점화로(20)의 입측 하단과 출측 하단에는 각각 점화로(20)와 소결기 대차(10)의 배합원료 표면 사이 틈새를 차단하는 방열게이트(28)가 설치된다. 방열게이트(28)는 상하로 이동가능한 구조로, 소결기 대차(10)에 채워진 배합원료 높이에 따라 상하 이동되어 배합원료 표면과 일정간격을 유지한다. 본 실시예는 소결기 대차(10)의 배합원료 내부 압력에 따라 배합원료의 높이가 계속 변동된다. 점화로(20) 하단에 설치된 방열게이트(28)는 배합원료의 높이 변동에 맞춰 상하로 이동함으로써, 배합원료와 점화로(20) 사이의 틈새가 커지거나 배합원료와 간섭이 발생되는 것을 방지한다. 이에, 점화로(20)와 배합원료 사이 틈새를 통해 외부 공기가 점화로(20) 내로 유입되는 것을 방지하고 점화로(20) 내부 압력을 일정하게 유지할 수 있게 된다.

서지호퍼(14)의 후단에는 서지호퍼(14)로부터 소결기 대차(10)에 장입된 배합원료의 장입 높이를 조절하는 컷플레이트(40)가 배치된다.

컷플레이트(40)는 예를 들어, 소결기 대차(10)의 폭방향으로 연장된 판 구조물이다. 컷플레이트(40)는, 예를 들어 구동실린더에 연결되어 상하로 이동가능한 구조로 되어 있다. 구동실린더 외에 컷플레이트(40)를 상하로 이동하기 위한 다양한 구조가 적용될 수 있다. 컷플레이트(40)는 배합원료를 컷팅하여 배합원료 높이를 조절한다. 소결기 대차(10)에 적재된 배합원료는 컷플레이트(40)에 의해 차단되어 높이가 제한된다. 여기서 배합원료 높이라 함은 소결기 대차(10) 바닥에서 배합원료 상부 표면까지의 높이로 이해할 수 있다. 컷플레이트(40)가 하강하게 되면 해당 소결기 대차(10)에 대한 배합원료 높이가 낮아지게 된다. 반대로 컷플레이트(40)가 상승하게 되면 해당 소결기 대차(10)에 대한 배합원료 높이가 높아지게 된다. 컷플레이트(40)는 배합원료 높이를 조절할 수 있는 구조면 모두 적용가능하다.

또한, 본 실시예의 소결 설비는 소결기 대차(10) 이동방향을 따라 점화로(20) 후단에 배치되어 배합원료의 내부 압력을 감소시키는 압력 해소부(42)를 더 포함할 수 있다. 압력 해소부(42)는 소결기 대차(10)에 적재된 배합원료 표면에서 내부로 삽입되어 배합원료에 홈을 형성하는 구조일 수 있다. 예를 들어, 압력 해소부는 원통의 롤에 소정 길이의 스파이크가 복수개 설치되고, 롤 단부를 지지하는 프레임에는 홈 깊이 조절을 위한 스프링과 공압실린더가 구비된 구조일 수 있다. 압력 해소부(42)에 의해 배합원료 내부로 홈이 깊게 형성되고, 이 홈을 통해 배합원료 내부로 공기가 유통되면서 배합원료 통기성이 확보된다. 압력 해소부(42)는 배합원료 내부로 통기성 확보를 위한 홈을 형성할 수 있는 구조면 모두 적용 가능하다. 압력 해소부(42)는 제어부(60)에 연결된다. 제어부(60)는 필요시 압력 해소부(42)를 구동하여 해당 소결기 대차(10)의 배합원료에 홈을 형성할 수 있다.

이와 같이, 압력 해소부(42)에 의해 소결기 대차(10)에 적재된 배합원료에 홈이 형성되어 통기성이 확보됨으로써, 해당 소결기 대차(10)에 대한 배합원료 내부 압력을 감소시킬 수 있게 된다.

본 실시예의 소결 설비는 검출부와 제어부(60)를 통해 각 소결기 대차(10)에 장입되는 배합원료의 내부 압력을 균일화할 수 있도록 되어 있다.

이를 위해, 검출부는 점화로(20)로 공급되는 연소용 가스의 유량을 검출하는 유량계(50), 점화로(20)에 설치되어 점화로(20) 내부 압력을 검출하는 점화로 압력계(52), 점화로(20) 하부에 위치하는 윈드박스(30)에 설치되어 윈드박스(30) 내부 압력을 검출하는 윈드박스 압력계(54), 유량계(50)와 점화로 압력계(52) 및 윈드박스 압력계(54)의 검출값으로부터 소결기 대차(10) 내부 압력을 연산하는 연산부(56)를 포함할 수 있다.

유량계(50)는 점화로(20)의 버너에 가스를 공급하는 가스라인(24)과 에어를 공급하는 에어라인(26) 일측에 각각 설치된다. 유량계(50)는 점화로(20) 내부로 공급되는 유체의 유량값을 검출하여 연산부(56)로 인가한다.

점화로 압력계(52)는 점화로(20) 일측에 설치되어 점화로(20) 내부 압력을 검출한다. 점화로 압력계(52)는 연산부(56)와 연결되어 검출된 점화로(20) 내부 압력값을 연산부(56)로 인가한다.

윈드박스 압력계(54)는 점화로(20) 바로 하방에 위치한 윈드박스(30) 일측에 설치되어 윈드박스(30) 내부 압력을 검출한다. 윈드박스(30)가 내부에서 복수개의 구역으로 구획된 구조의 경우 각 구역마다 윈드박스 압력계(54)가 설치될 수 있다.

윈드박스 압력계(54)는 연산부(56)와 연결되어 검출된 윈드박스(30) 내부 압력값을 연산부(56)로 인가한다.

점화로 일측에는 내부 온도를 검출하기 위한 온도센서(58)가 더 설치될 수 있다. 윈드박스 일측에도 역시 온도센서가 설치될 수 있다.

연산부(56)는 유량계(50)와 점화로 압력계(52) 및 윈드박스(30)압력계의 실제 검출값으로부터 소결기 대차(10) 내부의 실제 압력을 연산한다. 연산부(56)는 소결기 대차(10) 내부 압력을 연산하하기 위한 연산식을 내부에 저장한다.

연산식은 다음과 같다.

소결기 대차 배합원료 내부 압력 = {(COG 유량/((16×(0.76+0.79×공연비×4.1)+(0.2×공연비×4.1×(공연비-1))}×{√((소결기 대차 배합원료 높이)/(윈드박스 압력×0.5 + 점화로 압력))}

여기서, COG 유량은 점화로(20)로 공급되는 연소용 가스의 유량으로 유량계(50)를 통해 검출된다. 윈드박스(30) 압력은 점화로(20) 직하단에 위치한 윈드박스(30)의 내부 압력값으로 윈드박스 압력계(54)를 통해 검출된다. 점화로(20) 압력은 점화로(20) 내부 압력값으로 점화로 압력계(52)를 통해 검출된다. 그리고 소결기 대차(10) 배합원료 높이값은 현재 설정되어 있는 컷플레이트(40)의 하단 위치에 따른 배합원료 높이를 적용할 수 있다.

검출부는 연산부(56)의 연산식을 통해 현재 점화로(20)에 위치한 소결기 대차(10)의 배합원료 내부 압력값이 구해질 수 있다. 점화로(20)에 소결기 대차가 위치한 상태는 위치 검출센서(66)를 통해 확인할 수 있다. 위치 검출센서에 대해서는 뒤에서 다시 설명한다.

제어부(60)는 검출부에서 구해진 실제 소결기 대차(10) 배합원료 내부의 실제 압력값에 따라 컷플레이트(40)를 구동하여 배합원료 장입 높이를 조절한다.

이를 위해 제어부(60)는, 소결기 대차(10) 배합원료의 내부 실제 압력값에 따른 소결기 대차(10) 배합원료의 실제 높이값과 기 설정된 목표 압력값에 따른 소결기 대차(10) 배합원료 목표 높이값을 비교하여 그 차이에 따른 소결기 대차(10) 배합원료의 교정높이값을 계산하는 비교부(62), 상기 비교부(62)의 신호에 따라 컷플레이트(40) 상하 이동을 위한 구동신호를 인가하는 구동제어부(64)를 포함할 수 있다.

비교부(62)는 내부 데이터에 목표 압력에 대한 값을 미리 설정할 수 있다. 목표 압력값은 최상 조업 조건에 맞춰 최적화된 압력값으로 이해할 수 있다. 예를 들어, 목표 압력값은 고품질의 소결광을 균일하게 대량 생산하는 데 최적화된 값이다. 이에, 소결기 대차(10)의 배합원료 내부 압력이 목표 압력값에 맞춰지게 되면 균일한 품질의 소결광을 대량으로 생산할 수 있다.

비교부(62)는 실제 검출된 해당 소결기 대차(10)의 배합원료 내부 압력값에 따른 배합원료 실제 높이값과 목표 압력값에 따른 목표 높이값의 편차를 연산한다.

비교부(62)는 이 연산 결과에 따라 다음 소결기 대차(10)의 배합원료 교정 높이값을 계산한다. 교정 높이값은 배합원료 현재 높이값과 목표 압력값에 따른 배합원료 높이의 차이로 이해할 수 있다. 교정 높이값에 따라 제어부(60)는 구동제어부(64)를 통해 컷플레이트(40)를 상하로 이동시켜 배합원료 높이를 목표 높이값에 맞춘다.

비교부(62)는 연산부(56)에 저장되어 있는 연산식을 이용하여 소결기 대차(10)의 배합원료 목표 높이값을 계산할 수 있다. 연산부(56)의 연산식은 소결기 대차(10)의 배합원료 내부 압력값과 배합원료 높이에 대한 관계식으로, 배합원료 내부 압력값을 입력하여 배합원료 높이를 연산할 수 있다. 이에, 연산식에 목표 압력값을 대입하게 되면 목표로 하는 배합원료 높이를 구할 수 있다. 따라서, 현재 소결기 대차(10)의 배합원료 의 실제 높이값과 목표 압력값에 따른 배합원료의 목표 높이값을 비교하여 교정 높이값을 얻을 수 있다.

제어부(60)는 비교부(62)의 출력신호에 따라 구동제어부(64)를 제어 구동한다.

구동제어부(64)는 컷플레이트(40)에 구동신호를 인가하여 컷플레이트(40)를 상하로 이동시킨다. 컷플레이트(40)가 상하로 이동함에 따라 소결기 대차(10)의 배합원료 높이가 조정된다.

이와 같이, 현재 점화로(20)에 위치한 소결기 대차(10)의 배합원료 내부 압력값에 따라 다음 소결기 대차(10)의 배합원료 높이를 목표 압력값에 맞춰 조절함으로써, 연속적으로 이동되는 각 소결기 대차(10)의 배합원료 내부 압력을 목표 압력으로 균일하게 유지할 수 있게 된다.

또한, 본 실시예의 소결설비는 점화로(20)를 지난 소결기 대차(10)에 대해서도 배합원료 내부 압력을 추후 교정하는 구조일 수 있다.

이를 위해, 제어부(60)는 소결기 대차(10) 이동 방향을 따라 전후 소결기 대차(10) 간 내부 압력 차이에 따라 점화로(20) 후단에 배치된 압력 해소부(42)를 구동하여 소결기 대차(10) 내부 압력을 낮추는 구조일 수 있다.

전후 소결기 대차(10)는 이동방향을 따라 앞뒤에 연속된 소결기 대차(10)를 의미한다. 즉, 후 소결기 대차(10)는 점화로(20)에 위치하여 배합원료 내부 압력이 검출되는 현재 소결기 대차(10)이고, 전 소결기 대차(10)는 현재 소결기 대차(10) 바로 이전에 점화로(20)를 거친 소결기 대차(10)를 의미한다. 이와 같이 전후 소결기 대차(10)간의 압력 비교를 통해 점화로(20)를 이미 지난 바로 이전의 소결기 대차(10) 배합원료 내부 압력을 교정할 수 있게 된다.

압력해소부(42)가 구동되면 배합원료 내부로 공기 유통을 위한 홈이 형성되어 통기성이 확보된다. 소결기 대차(10)의 배합원료 내부 압력이 줄게 된다. 각 소결기 대차(10)의 배합원료 내부 압력은 점화로(20)를 지나면서 검출된다. 이에 제어부(60)는 점화로(20)를 지난 전단의 소결기 대차(10)와 점화로(20)에 위치한 현재 소결기 대차(10)의 배합원료 내부 압력값을 비교하여 그 편차에 따라 압력 해소부(42)를 구동할 수 있다.

예를 들어, 점화로(20)를 지난 앞쪽 소결기 대차(10) 배합원료 내부 압력값이 현재 점화로(20)에 위치하고 있는 뒤쪽 소결기 대차(10)의 배합원료 내부 압력값보다 큰 경우, 제어부(60)는 압력해소부(42)를 구동하여 앞쪽 소결기 대차(10) 배합원료의 내부 압력을 줄인다.

이와 같이, 점화로(20)를 거친 앞쪽 소결기 대차(10)에 대해서도 후속조치를 취해 배합원료 내부 압력값을 조정할 수 있게 된다.

점화로(20)에 위치한 뒤쪽 소결기 대차(10)는 배합원료 내부 압력이 목표 압력에 맞춰 조정되어 있으므로, 이에 맞춰 점화로(20)를 지난 앞쪽 소결기 대차(10)의 배합원료 내부 압력을 조정함으로써, 모든 소결기 대차(10)의 배합원료 내부 압력을 목표에 맞춰 보다 균일하게 유지할 수 있게 된다.

또한, 본 실시예의 소결설비는 연속된 각 소결기 대차(10) 별로 정확한 배합원료 내부 압력을 검출할 수 있도록, 점화로(20)에 각 소결기 대차(10)를 정위치시키기 위한 위치 검출센서(66)를 더 포함할 수 있다.

연속적으로 이어져 이동되는 각 소결기 대차(10)별로 정확한 압력값 측정을 위해서는 해당 소결기 대차(10)가 정확히 점화로(20) 하부에 위치한 상태에서 측정이 이루어져야 한다. 소결설비는 연속적으로 이어진 복수개의 소결기 대차(10)가 레일을 따라 계속 이동하므로, 측정 대상 소결기 대차(10)가 정확히 점화로(20)에 위치했는지 여부를 확인할 필요가 있다.

이에, 위치 검출센서(66)를 통해 점화로(20) 밑에 소결기 대차(10)가 정위치한 상태를 용이하게 검출할 수 있게 된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 위치 검출센서(66)는 예를 들어 레일(12) 하부에 설치되어 레일을 따라 이동되는 각 소결기 대차(10)의 위치를 검출할 수 있다. 위치 검출센서(66)는 제어부(60)와 연결되어 제어부(60)로 출력신호를 인가한다. 제어부(60)는 위치 검출센서(66)의 출력신호에 따라 검출부로부터 각 소결기 대차(10) 별로 정확한 배합원료 내부 압력값을 구할 수 있다.

이하, 도 2를 참고하여 본 실시예에 따른 소결설비의 제어 과정에 대해 설명한다.

본 실시예의 소결설비는 각 소결기 대차의 배합원료 내부 압력을 목표에 맞춰 일정하게 유지할 수 있도록, 점화로로 이동되는 소결기 대차의 배합원료 장입 높이를 제어한다. 또한, 본 소결 설비는 점화로를 거친 소결기 대차에 대한 후속 조치를 통해 배합원료 내부 압력을 보다 균일화 시키게 된다.

소결기 대차의 이동 속도와 소결기 대차 배합원료의 내부 압력에 대한 목표 압력값이 설정되면, 소결기 대차가 이동되면서 배합원료 장입, 점화, 소결 과정이 연속적으로 진행된다.

소결기 대차가 점화로 하부로 이동하게 되면 소결기 대차의 위치를 확인하여, 소결기 대차 배합원료의 내부 실제 압력값을 연산한다. 이에, 현재 점화로에 위치한 소결기 대차에 적재된 배합원료의 내부 실제 압력값이 검출된다.

연산부에 저장되어 있는 연산식에 점화로 내부 압력, 연소용 가스 유량, 윈드박스 내부 압력 및 배합원료 현재 높이를 대입하여 현재 점화로에 위치한 소결기 대차의 배합원료 내부 실제 압력값이 검출된다.

검출된 소결기 대차 배합원료의 내부 실제 압력값에 따른 소결기 대차 배합원료의 현재 높이값과 기 설정된 목표 압력값에 따른 소결기 대차 배합원료 목표 높이값을 연산하여 두 값을 비교한다. 목표 높이값은 연산부의 연산식에 목표 압력값을 대입하여 구해질 수 있다.

그리고, 현재 높이값과 목표 높이값이 상이한 경우 컷플레이트로 배합원료 장입높이를 조절을 위한 제어 신호를 출력하여 컷플레이트를 상하 구동한다. 현재 높이값과 목표 높이값이 동일한 경우에는 컷플레이트는 현재 위치에 고정되어 배합원료 장입 높이를 그대로 유지한다.

컷플레이트가 상하로 위치 이동됨으로써, 소결기 대차에 장입되는 배합원료 상단 높이가 조정된다. 예를 들어, 배합원료 현재 높이값이 목표로 하는 배합원료 목표 높이값보다 큰 경우에는 교정될 높이차 만큼 컷플레이트가 하강하여 다음 소결기 대차의 배합원료 장입 높이를 목표치에 맞춰 조정한다.

상기 과정을 거쳐 각 소결기 대차의 배합원료 장입 높이가 달라짐에 따라 점화로 하단과 배합원료 상단 사이 간격 또한 줄거나 커지게 된다. 이에, 점화로 하단에 설치된 방열게이트가 상하로 이동되어 점화로 하단과 배합원료 사이 틈새를 적절히 차단할 수 있게 된다.

또한, 본 실시예의 소결설비는 점화로를 지난 소결기 대차에 대한 배합원료 내부 압력을 조정하는 공정을 진행할 수 있다.

제어부는 소결기 대차 이동 방향을 따라 전후 소결기 대차간의 배합원료 내부 압력값을 비교하여 압력값 편차를 연산한다. 그리고 연산된 편차에 따라 필요한 경우 압력해소부를 구동하여 소결기 대차 배합원료의 내부 압력을 감소시킨다.

이와 같이, 점화로로 이동되는 소결기 대차의 배합원료 장입 높이를 제어하고 점화로를 거친 소결기 대차에 대한 배합원료 내부 통기성을 제어할 수 있게 된다. 따라서 모든 소결기 대차의 배합원료 내부 압력을 목표에 맞춰 공정을 진행할 수 있고, 압력 변동시 신속하게 대처함으로써, 소결기 대차의 배합원료 내부 압력을 보다 균일하게 유지할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.

10 : 소결기 대차 12 : 레일
20 : 점화로 22 : 버너
24 : 가스라인 26 : 에어라인
28 : 방열게이트 30 : 윈드박스
40 : 컷플레이트 42 : 압력해소부
50 : 유량계 52 : 점화로 압력계
54 : 윈드박스 압력계 56 : 연산부
60 : 제어부 62 : 비교부
64 : 구동제어부 66 : 위치 검출센서

Claims

호퍼로부터 배출되는 배합광을 적재하여 운반하는 소결기 대차,
상기 소결기 대차 상부에 배치되어 배합원료 상부 표면을 점화하기 위한 점화로,
상기 소결기 대차 하부에 연속적으로 배치되어 소결기 대차 하부로 공기를 흡입하여 배합원료를 소결시키는 복수개의 윈드박스,
상기 소결기 대차에 장입되는 배합원료의 장입 높이를 조절하는 컷플레이트,
상기 소결기 대차의 배합원료 내부의 실제 압력을 검출하기 위한 검출부, 및
상기 검출부에서 검출된 실제 압력값과 기 설정되어 있는 목표 압력값의 차이에 따라 상기 컷플레이트를 제어하여 배합원료 장입 높이를 조절하는 제어부
를 포함하는 소결 설비.
제 1 항에 있어서,
상기 검출부는 상기 점화로로 공급되는 연소용 가스의 유량을 검출하는 유량계, 상기 점화로에 설치되어 점화로 내부 압력을 검출하는 점화로 압력계, 상기 점화로 하부에 위치하는 윈드박스에 설치되어 윈드박스 내부 압력을 검출하는 윈드박스 압력계, 및 상기 유량계와 점화로 압력계 및 윈드박스압력계의 검출값으로부터 소결기 대차 내부 압력을 연산하는 연산부를 포함하는 소결 설비.
제 2 항에 있어서,
상기 연산부는 내부에 저장된 하기 연산식으로부터 소결기 대차 내부 압력을 연산하는 구조의 소결 설비.
연산식은, 소결기 대차 배합원료 내부 압력 = {(COG 유량/((16×(0.76+0.79×공연비×4.1)+(0.2×공연비×4.1×(공연비-1))}×{√((소결기 대차 배합원료 높이)/(윈드박스 압력×0.5 + 점화로 압력))}
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 제어부는 소결기 대차 배합원료의 내부 실제 압력값에 따른 소결기 대차 배합원료 높이값과 기 설정된 목표 압력값에 따른 소결기 대차 배합원료 높이값을 비교하여 그 차이에 따른 소결기 대차 배합원료의 교정높이값을 계산하는 비교부, 및 상기 비교부의 신호에 따라 컷플레이트 상하 이동을 위한 구동신호를 인가하는 구동제어부를 포함하는 소결 설비.
제 4 항에 있어서,
상기 소결 설비는 소결기 대차 이동방향을 따라 상기 점화로 출측에 배치되어 배합원료의 내부 압력을 감소시키는 압력 해소부를 더 포함하고,
상기 제어부는 소결기 대차 이동 방향을 따라 전후 소결기 대차 간 내부 압력 차이에 따라 상기 압력 해소부를 구동하여 소결기 대차 내부 압력을 낮추는 구조의 소결 설비.
제 5 항에 있어서,
상기 압력 해소부는 소결기 대차에 적재된 배합원료 표면에서 내부로 삽입되어 홈을 형성하는 구조의 소결 설비.
제 4 항에 있어서,
상기 점화로는 소결기 대차 이동방향을 따라 입측과 출측의 점화로 하단에 상하로 이동가능하게 설치되어 배합원료 높이차에 따른 틈새를 보상하는 방열게이트를 더 포함하는 소결 설비.
제 4 항에 있어서,
상기 소결기 대차의 위치를 검출하여, 상기 점화로에 각 소결기 대차를 정위치시키기 위한 위치 검출센서를 더 포함하는 소결 설비.
연속적으로 이동하는 소결기 대차에 배합원료를 장입하고, 점화로를 통해 배합원료를 점화하고, 소결기 대차 하부의 윈드박스를 통해 공기를 흡입하여 배합원료를 소결하는 과정을 포함하는 소결 설비 제어 방법으로,
상기 소결기 대차의 이동 속도와 소결기 대차 배합원료의 내부 압력에 대한 목표 압력값을 설정하는 단계, 상기 점화로에 대한 소결기 대차의 위치를 확인하여 소결기 대차 배합원료의 내부 실제 압력값을 연산하는 연산 단계, 및 연산된 실제 압력값과 목표 압력값을 비교하여 배합원료 장입 높이를 조절하는 제어 단계
를 포함하는 소결 설비 제어 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 연산 단계는, 점화로로 공급되는 연소용 가스의 유량을 검출하는 단계, 점화로 내부 압력을 검출하는 점화로 압력 검출 단계, 점화로 하부에 위치하는 윈드박스 내부 압력을 검출하는 윈드박스 압력 검출 단계, 및 검출된 연소용 가스 공급 유량과 점화로 내부 압력과 윈드박스 내부 압력으로부터 소결기 대차 배합원료의 내부 압력을 연산하는 단계를 포함하는 소결 설비 제어 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 연산 단계는, 하기 연산식으로부터 소결기 대차 배합원료의 내부 압력을 연산하는 소결 설비 제어 방법.
연산식은, 소결기 대차 배합원료 내부 압력 = {(COG 유량/((16×(0.76+0.79×공연비×4.1)+(0.2×공연비×4.1×(공연비-1))}×{√((소결기 대차 배합원료 높이)/(윈드박스 압력×0.5 + 점화로 압력))}
제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
상기 제어 단계는, 소결기 대차 배합원료의 내부 실제 압력값에 따른 소결기 대차 배합원료의 현재 높이값과 기 설정된 목표 압력값에 따른 소결기 대차 배합원료 목표 높이값을 연산하여 두 값을 비교하는 단계, 및 현재 높이값과 목표 높이값이 상이한 경우 배합원료 장입높이를 조절을 위한 제어 신호를 출력하는 단계를 포함하는 소결 설비 제어 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 제어 단계는, 소결기 대차 이동 방향을 따라 전후 소결기 대차간의 배합원료 내부 압력값을 비교하여 압력값 편차를 연산하는 단계, 및 연산된 편차에 따라 소결기 대차 배합원료의 내부 압력을 감소시키는 단계를 더 포함하는 소결 설비 제어 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 제어 방법은, 각 소결기 대차의 배합원료 높이차에 따라 점화로 하단에 설치된 방열게이트를 상하로 이동시켜, 점화로 하단과 배합원료 사이 틈새를 차단하는 단계를 더 포함하는 소결 설비 제어 방법.