KR20200052554A - 스크랩 밀도를 이용한 전기로 조업방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 전기로 조업방법에 관한 것으로, (a) 장입되는 스크랩의 밀도를 측정하는 단계와; (b) 상기 밀도를 기준으로 장입된 상기 스크랩의 조업시 조업변수와, 조업결과에 따른 결과데이터를 누적하여 저장하는 단계와; (c) 상기 결과데이터를 평가하여 상기 스크랩의 밀도에 따라 최적의 조업변수를 도출하는 단계와; (d) 장입될 스크랩의 밀도에 대응하여 상기 최적의 조업변수로 조업을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 요지로 한다.
이에 의해, 스크랩 밀도를 새로운 변수로 하여 이에 따른 조업변수와 조업 결과데이터와의 상관관계를 빅데이터화하고 이를 활용함으로써, 스크랩 전처리 비용의 증가 없이 동일한 조업조건에서 실수율 및 전력제어 등 조업결과를 극대화할 수 있다.

Description

스크랩 밀도를 이용한 전기로 조업방법{OPERATING METHOD OF ELECTRIC ARC FURNACE USING DENSITY OF SCRAB}
본 발명은 전기로 조업방법에 관한 것으로서, 특히, 스크랩 밀도라는 새로운 변수를 이용하여 이에 따른 조업변수와 조업 결과데이터와의 상관관계를 빅데이터화하고 이를 활용함으로써, 스크랩 전처리 비용의 증가 없이 동일한 조업조건에서 실수율 및 전력제어 등 조업결과를 극대화할 수 있는 스크랩 밀도를 이용한 전기로 조업방법에 관한 것이다.
전기로 조업시에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 스크랩(Scrab)을 1회 또는 2회 이상 전기로 내에 선택적으로 장입하여 작업하고 있다.
통상 상기 스크랩은 다양한 폐기물에서 회수하여 그 종류, 물량 등 상세한 이력을 알지 못한 상태로 스크랩 야드(yard)에 적재하여 사용하는데, 공급 업체별로 스크랩을 관리하고 있기는 하나, 관리수준이 일정치 않고, 일부의 경우에는 중량에 따라 과금하는 것을 악용하여 스크랩 사이에 다른 이물질을 압착하여 무게를 늘리는 경우도 빈번한 실정이다.
전기로 조업시에도 스크랩 관리의 필요성은 인지하고 있으나, 원가 절감을 이유로 전처리 과정 없이 전기로 내에 장입하고 있는데, 이러한 이유로 대부분의 전기로 조업에서는 마그네틱이나 집게로 일정 무게를 측정하여 전기로 직접 장입하거나 중간 버킷(bucket 또는 바스켓)에 부어 전기로에 투입하고 있다.
전기로 조업시 스크랩 관리가 특히 중요한 이유는, 장입되는 스크랩의 질에 따라 동일한 전력, 부원료, 산소량을 투입하여도 용탕온도, 출강온도 및 실수율에 큰 차이가 있기 때문이다.
그러나, 실정상 스크랩을 정밀하게 관리할수록 실수율 증가보다는 원가 증가에 따른 조업 효율성이 오히려 저하되기 때문에, 중량만을 이용한 종래 스크랩 관리를 보완하면서도 전기로 조업의 효율성을 극대화할 수 있는 방법이 절실히 필요한 실정이다.
대한민국 특허공개 제10-2009-0059925호
따라서, 본 발명의 목적은, 스크랩 밀도를 새로운 변수로 하여 이에 따른 조업변수와 조업 결과데이터와의 상관관계를 빅데이터화하고 이를 활용함으로써, 스크랩 전처리 비용의 증가 없이 동일한 조업조건에서 실수율 및 전력제어 등 조업결과를 극대화할 수 있는 스크랩 밀도를 이용한 전기로 조업방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적은, 본 발명의 일실시예에 따라, 전기로 조업방법에 있어서, (a) 장입되는 스크랩의 밀도를 측정하는 단계와; (b) 상기 밀도를 기준으로 장입된 상기 스크랩의 조업시 조업변수와, 조업결과에 따른 결과데이터를 누적하여 저장하는 단계와; (c) 상기 결과데이터를 평가하여 상기 스크랩의 밀도에 따라 최적의 조업변수를 도출하는 단계와; (d) 장입될 스크랩의 밀도에 대응하여 상기 최적의 조업변수로 조업을 수행하는 단계;를 포함하는 스크랩 밀도를 이용한 전기로 조업방법에 의해 달성된다.
여기서, 상기 (a)단계는, 전기로 내에 장입되는 스크랩의 무게를 측정하는 단계와; 상기 스크랩의 부피를 측정하는 단계와; 상기 스크랩의 무게 및 부피로부터 상기 스크랩의 밀도를 계산하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 스크랩의 무게는 상기 스크랩을 로딩하는 로더 또는 바스켓(basket)을 측정하고, 상기 스크랩의 부피는 상기 로더 또는 바스켓이나, 전기로 내부에 설치된 3차원 스캐너 또는 3차원 거리측정기를 이용하여 측정할 수 있다.
상기 조업변수는 상기 전기로 조업시 투입되는 전력량, 부원료량 또는 산소투입량 중 하나 이상을 포함하며, 상기 결과데이터는 용탕온도, 출강온도 또는 실수율 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 (c)단계는, 상기 결과데이터의 각 변수에 미리 설정된 가중치를 부여하여 합산한 최고값에 대응하는 결과데이터에 대응하는 상기 조업변수를 상기 최적의 조업변수로 도출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 (c) 단계는 설정된 범위 내의 상기 스크랩의 밀도 중에서 최적의 결과데이터를 나타내는 상기 최적의 조업변수에 대응하는 상기 스크랩 밀도를 대표밀도로 하는 단계를 더 포함하고, 상기 (d) 단계는 상기 대표밀도에 대응하는 상기 최적의 조업변수를 적용하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
상기 (d)단계는, 상기 스크랩의 밀도에 대응하는 최적의 조업변수(opt1)로 조업을 수행하는 단계와, 수행한 조업변수와 결과데이터를 상기 스크랩 밀도에 대응하여 업데이트하여 저장하는 단계와, 업데이트된 상기 결과데이터에 대하여 업데이트된 조업변수(opt2)를 도출하는 단계와, 업데이트된 조업변수(opt2)와 최적의 조업변수(opt1)를 대비하여 최적의 조업변수를 업데이트하는 단계와, 업데이트된 최적의 조업변수(opt1)로 조업을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 스크랩 밀도를 이용한 전기로 조업방법에 따르면, 스크랩 밀도를 새로운 변수로 하여 이에 따른 조업변수와 조업 결과데이터와의 상관관계를 빅데이터화하고 이를 활용함으로써, 스크랩 전처리 비용의 증가 없이 동일한 조업조건에서 실수율 및 전력제어 등 조업결과를 극대화할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일실시예에 따른 스크랩 밀도를 이용한 전기로 조업방법의 흐름도,
도 2는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크랩 밀도를 이용한 전기로 조업방법의 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 스크랩 밀도를 이용한 전기로 조업방법은, (a) 장입되는 스크랩의 밀도를 측정하는 단계와, (b) 상기 밀도를 기준으로 장입된 상기 스크랩의 조업시 조업변수와, 조업결과에 따른 결과데이터를 누적하여 저장하는 단계와; (c) 상기 결과데이터를 평가하여 상기 밀도에 따라 최적의 조업변수를 도출하는 단계와; (d) 장입될 스크랩의 밀도에 대응하여 상기 최적의 조업변수로 조업을 수행하는 단계;를 포함한다.
이하, 각 단계별로 상세히 설명한다.
(a) 장입되는 스크랩의 밀도를 측정하는 단계는, 일반적으로 전기로 내에 장입된 스크랩의 무게와 부피를 각각 측정하여 이로부터 밀도를 계산 (밀도= 무게/부피)할 수도 있고, 기타 밀도를 비교에 의해 직접 계산 또는 추정할 수 있는 등 다양한 방법이 제한없이 사용될 수 있다.
전자의 경우, 스크랩의 무게(중량)은 예를 들어, 스크랩 야드에 적재된 스크랩을 들어올리는 마그네틱(또는 집게)을 이용하여 측정할 수도 있고, 이러한 스크랩을 전기로로 이송하는 바스켓(Basket, 또는 래들)의 무게를 이용하여 측정할 수 있다.
또한, 스크랩의 부피는 예를 들어, 상기 스크랩이 바스켓에 담긴 상태 또는 이송되는 상태에서 3차원 스캐너 또는 3차원 거리측정기 등의 측정장치를 이용하여 측정할 수도 있고, 전기로 내에 장입된 상태에서 전기로 상부에 장착된 측정장치를 이용하여 측정할 수도 있다.
이 경우, 전기로 조업 중간에 스크랩을 추가하여 조업이 수행되는 경우에는 추가되는 스크랩의 무게 및 부피는 전기로에 장입되기 전에 측정되는 것이 바람직하다.
(b) 단계는 측정된 상기 스크랩의 밀도를 기준으로 장입된 상기 스크랩의 조업시 조업변수와, 조업결과에 따른 결과데이터를 누적하여 저장하는 단계이다.
여기서, 후술할 (c)단계의 최적의 조업변수가 도출되기 까지는 다수의 조업데이터를 적용하고 이에 대한 결과데이터를 누적한 다음, (c)단계를 수행할 수 있다.
여기서, 상기 조업변수는 예를 들어, 전기로 조업시 투입되는 전력량, 부원료량 또는 산소투입량으로 마련될 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 2이상을 포함할 수 있으며, 필요에 따라 다양한 조업변수를 추가할 수 있음은 물론이다.
또한, 상기 결과데이터는 예를 들어, 용탕온도, 출강온도 또는 실수율로 마련될 수 있으며, 마찬가지로 이들 중 어느 하나 또는 2 이상을 포함할 수 있으며, 필요에 따라 다양한 결과데이터를 추가할 수 있다.
(c) 단계는 상기 결과데이터를 평가하여 상기 스크랩의 밀도에 따라 최적의 조업변수를 도출한다.
상기 최적의 조업변수를 도출하는 단계는, 예를 들어, 상기 결과데이터의 각 변수에 미리 설정된 가중치를 부여하여 합산한 최고값에 대응하는 상기 결과데이터에 대응하는 상기 조업변수를 상기 최적의 조업변수로 도출할 수 있다.
여기서, 전술한 도출방법 이외에도 다양한 도출방법이 사용될 수 있음은 물론이다.
(d) 단계는, 장입될 스크랩의 밀도에 대응하여 상기 최적의 조업변수로 조업을 수행하는 단계이다.
여기서, 장입될 스크랩의 측정된 밀도가 데이터베이스에 없는 경우에는, 기존 데이터베이스에 있는 근접한 스크랩 밀도에 대한 결과데이터 중에서 가장 최고의 결과데이터에 대응하는 상기 스크랩의 밀도의 조업변수를 적용하여 조업을 수행할 수 있다.
또는, (c) 단계에서 설정된 범위 내의 상기 스크랩의 밀도 중에서 최적의 결과데이터를 나타내는 상기 최적의 조업변수에 대응하는 상기 스크랩 밀도를 대표밀도로 하는 단계를 더 포함하고, 이 경우, (d) 단계는 상기 대표밀도에 대응하는 상기 최적의 조업변수를 적용할 수 있다.
여기서, 상기 (d)단계는, 도 2를 참조하면, 상기 스크랩의 밀도에 대응하는 최적의 조업변수(opt1)로 조업을 수행하는 단계(d-1)와, 수행한 조업변수와 결과데이터를 상기 스크랩 밀도에 대응하여 업데이트하여 저장하는 단계(d-2)와, 업데이트된 상기 결과데이터에 대하여 업데이트된 조업변수(opt2)를 도출하는 단계(d-3)와, 업데이트된 조업변수(opt2)와 최적의 조업변수(opt1)를 대비하여 최적의 조업변수를 업데이트하는 단계(d-4, d-5)와, 업데이트된 최적의 조업변수(opt1)로 조업을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
즉, 최적의 조업변수를 적용하여 전기로 조업을 수행하는 과정에서, 최고값에 대응하는 결과데이터를 추가 저장하여 최적의 조업변수를 지속적으로 업데이트 하는 것이다.
따라서, 본 발명에 따른 스크랩 밀도를 이용한 전기로 조업방법에 따르면, 스크랩 밀도를 새로운 변수로 하여 이에 따른 조업변수와 조업 결과데이터와의 상관관계를 빅데이터화하고 이를 활용함으로써, 스크랩 전처리 비용의 증가 없이 동일한 조업조건에서 실수율 및 전력제어 등 조업결과를 극대화할 수 있다.
(a)단계 : 스크랩 밀도 측정 단계
(b)단계 : 밀도를 기준으로 조업변수와 결과데이터 누적 저장단계
(c)단계 : 최적의 조업변수 도출단계
(d)단계 : 최적의 조업변수로 조업 수행 단계

Claims (7)

  1. 전기로 조업방법에 있어서,
    (a) 장입되는 스크랩의 밀도를 측정하는 단계와;
    (b) 상기 밀도를 기준으로 장입된 상기 스크랩의 조업시 조업변수와, 조업결과에 따른 결과데이터를 누적하여 저장하는 단계와;
    (c) 상기 결과데이터를 평가하여 상기 스크랩의 밀도에 따라 최적의 조업변수를 도출하는 단계와;
    (d) 장입될 스크랩의 밀도에 대응하여 상기 최적의 조업변수로 조업을 수행하는 단계;를 포함하는 스크랩 밀도를 이용한 전기로 조업방법
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (a)단계는,
    전기로 내에 장입되는 스크랩의 무게를 측정하는 단계와;
    상기 스크랩의 부피를 측정하는 단계와;
    상기 스크랩의 무게 및 부피로부터 상기 스크랩의 밀도를 계산하는 단계;를 포함하는 스크랩 밀도를 이용한 전기로 조업방법.
  3. 제2항에서,
    상기 스크랩의 무게는 상기 스크랩을 로딩하는 로더 또는 바스켓(basket)을 측정하고, 상기 스크랩의 부피는 상기 로더 또는 바스켓이나, 전기로 내부에 설치된 3차원 스캐너 또는 3차원 거리측정기를 이용하여 측정하는 스크랩 밀도를 이용한 전기로 조업방법.
  4. 제1항에서,
    상기 조업변수는 상기 전기로 조업시 투입되는 전력량, 부원료량 또는 산소투입량 중 하나 이상을 포함하며, 상기 결과데이터는 용탕온도, 출강온도 또는 실수율 중 하나 이상을 포함하는 스크랩 밀도를 이용한 전기로 조업방법.
  5. 제2항에서,
    상기 (c)단계는, 상기 결과데이터의 각 변수에 미리 설정된 가중치를 부여하여 합산한 최고값에 대응하는 결과데이터에 대응하는 상기 조업변수를 상기 최적의 조업변수로 도출하는 단계를 포함하는 스크랩 밀도를 이용한 전기로 조업방법.
  6. 제5항에서,
    상기 (c) 단계는 설정된 범위 내의 상기 스크랩의 밀도 중에서 최적의 결과데이터를 나타내는 상기 최적의 조업변수에 대응하는 상기 스크랩 밀도를 대표밀도로 하는 단계를 더 포함하고,
    상기 (d) 단계는 상기 대표밀도에 대응하는 상기 최적의 조업변수를 적용하는 단계를 더 포함하는 스크랩 밀도를 이용한 전기로 조업방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 (d)단계는,
    상기 스크랩의 밀도에 대응하는 최적의 조업변수(opt1)로 조업을 수행하는 단계와, 수행한 조업변수와 결과데이터를 상기 스크랩 밀도에 대응하여 업데이트하여 저장하는 단계와, 업데이트된 상기 결과데이터에 대하여 업데이트된 조업변수(opt2)를 도출하는 단계와, 업데이트된 조업변수(opt2)와 최적의 조업변수(opt1)를 대비하여 최적의 조업변수를 업데이트하는 단계와, 업데이트된 최적의 조업변수(opt1)로 조업을 수행하는 단계를 더 포함하는 스크랩 밀도를 이용한 전기로 조업방법.
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