KR20200134847A - 고로의 풍구 파손 감지 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고로의 풍구 파손 감지 장치 및 그 제어 방법이 개시된다. 본 발명의 고로의 풍구 파손 감지 장치는, 풍구의 냉각수 급수관 및 냉각수 배수관에서 냉각수의 급수유량 및 배수유량을 측정하는 유량 감지부; 냉각수 배수관에서 냉각수에 포함된 가스를 측정하는 가스 측정부; 풍구로 공급되는 냉각수의 급수압력을 조절하는 유로 전환부; 유량 감지부로부터 급수유량과 배수유량을 입력받아 유량편차를 판단하고, 가스 측정부로부터 입력된 냉각수에 포함된 가스량을 판단하여 풍구의 파손이 감지된 경우 유로 전환부를 통해 냉각수의 급수압력을 조절하는 제어부; 및 제어부로부터 풍구의 파손이 감지된 경우 경고하는 경고부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

고로의 풍구 파손 감지 장치 및 그 제어 방법{APPARATUS FOR DETECTING BREAKAGE OF BELLOWS IN BLAST FURNACE AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 고로의 풍구 파손 감지 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고로의 풍구 파손을 인한 냉각수 누수 및 가스 유출을 감지하여 누수를 완화시켜 노황 악화를 최소화할 있도록 하는 고로의 풍구 파손 감지 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 제철공정의 하나인 고로 조업은 철광석과 코크스(cokes)를 고로 내부에 장입시키고 열풍로에서 생성된 고온의 열풍을 고로 일측에 형성된 풍구를 통하여 고로 내부에 불어넣음으로써 용융환원 과정을 통하여 용선을 생산하는 공정이다.
고로는 거대한 반응용기로써 원료인 철광석과 연료인 코크스가 노정에 장입되면 고온의 공기가 풍구로 유입되어 코크스를 연소시키며, 이로부터 발생되는 환원가스에 의해 장입물이 가열, 환원 및 용해되어 선철과 슬래그로 출선구를 통해 배출되며 반응 가스는 노정에서 회수된다.
고로 설비 중에는, 고로에 열풍을 공급하는 풍구가 있다. 풍구에서는, 미분탄 뿐 아니라 열풍을 고로 내부로 공급하여 가스의 흐름을 제어하는 기능이 수행된다. 풍구에서의 열풍의 공급은, 고로 내부의 통기성을 제어한다는 점에서 고로 내부의 공정에 있어서 매우 중요하다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제1175452호(2012.08.20. 공고, 풍구 점검 장치 및 방법)에 개시되어 있다.
일 측면에 따른 본 발명의 목적은 고로의 풍구 파손을 인한 냉각수 누수 및 가스 유출을 감지하여 누수를 완화시켜 노황 악화를 최소화할 수 있도록 하는 고로의 풍구 파손 감지 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 고로의 풍구 파손 감지 장치는, 풍구의 냉각수 급수관 및 냉각수 배수관에서 냉각수의 급수유량 및 배수유량을 측정하는 유량 감지부; 냉각수 배수관에서 냉각수에 포함된 가스를 측정하는 가스 측정부; 풍구로 공급되는 냉각수의 급수압력을 조절하는 유로 전환부; 유량 감지부로부터 급수유량과 배수유량을 입력받아 유량편차를 판단하고, 가스 측정부로부터 입력된 냉각수에 포함된 가스량을 판단하여 풍구의 파손이 감지된 경우 유로 전환부를 통해 냉각수의 급수압력을 조절하는 제어부; 및 제어부로부터 풍구의 파손이 감지된 경우 경고하는 경고부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 가스 측정부는, 냉각수에 포함된 CO가스를 측정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 유로 전환부는, 냉각수 급수관에 설치되어 고압펌프를 통해 공급되는 고압의 냉각수나, 저압펌프를 통해 공급되는 저압의 냉각수를 선택적으로 풍구로 공급하는 삼방밸브인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제어부는, 유량편차가 설정편차를 초과한 경우 경고한 후 가스량이 설정량을 초과한 경우 냉각수의 급수압력을 조절하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제어부는, 유로 전환부를 통해 냉각수의 급수압력을 고압에서 저압으로 전환하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 고로의 풍구 파손 감지 장치의 제어 방법은, 제어부가 유량 감지부로부터 풍구를 냉각하기 위한 냉각수의 급수유량과 배수유량을 입력받는 단계; 제어부가 급수유량과 배수유량에 기초하여 유량편차를 판단하는 단계; 제어부가 유량편차를 판단하여 경고부를 통해 경고한 후 가스 측정부로부터 냉각수에 포함된 가스량을 입력받는 단계; 및 제어부가 입력된 가스량을 기반으로 풍구의 파손을 감지하여 유로 전환부를 통해 냉각수의 급수압력을 조절하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 가스량을 입력받는 단계는, 제어부가 냉각수에 포함된 CO 가스량을 입력받는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 급수압력을 조절하는 단계는, 제어부가 유로 전환부를 통해 냉각수의 급수압력을 고압에서 저압으로 전환하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 고로의 풍구 파손 감지 장치 및 그 제어 방법은 고로의 풍구 파손을 인한 냉각수 누수 및 가스 유출을 감지하여 경고함으로써, 운전자의 빠른 대처를 유도할 수 있으며, 냉각수의 압력을 조절하여 냉각수의 누수를 완화시킴으로써, 노황 악화를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로의 풍구 파손 감지 장치를 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로의 풍구 파손 감지 장치의 설치상태를 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로의 풍구 파손 감지 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 고로의 풍구 파손 감지 장치 및 그 제어 방법을 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로의 풍구 파손 감지 장치를 나타낸 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로의 풍구 파손 감지 장치의 설치상태를 나타낸 예시도이다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 고로의 풍구 파손 감지 장치는, 유량 감지부(10), 가스 측정부(20), 유로 전환부(50), 제어부(30) 및 경고부(40)를 포함할 수 있다.
고로(100)의 풍구(110) 내부에는 냉각수가 흐를 수 있는 냉각수 유로가 형성되어 냉각수가 저수조(70)에서 냉각된 후, 냉각된 냉각수는 고압펌프(62)나 저압펌프(64)를 이용해 냉각수 급수관(74)을 통해 풍구(110)까지 공급되며, 풍구(110)로 유입된 냉각수는 풍구(100) 내부에 형성된 냉각수 유로를 지나 풍구(110)로부터 배수되어 냉각수 배수관(72)을 통해 냉각수를 저장하는 저수조(70)에 저장된 후 다시 이동하여 반복적으로 풍구냉각에 사용된다.
따라서 유량 감지부(10)는 풍구(110)로 냉각수를 공급하는 냉각수 급수관(74)에 설치된 급수유량계(12)와 풍구(110)에서 배수되는 냉각수 배수관(72)에 설치된 배수유량계(14)를 통해 냉각수의 급수유량 및 배수유량을 측정하여 제어부(30)에 제공한다.
즉, 이렇게 측정된 급수유량과 배수유량을 통해 유량의 변화를 감지할 뿐만 아니라 급수유량 및 배수유량간의 편차인 유량편차를 기반으로 냉각수의 누수상태를 판단할 수 있도록 한다.
가스 측정부(20)는 냉각수 배수관(72)에서 냉각수에 포함된 가스를 측정하여 제어부(30)에 제공한다.
즉, 풍구(110)가 파손될 경우 고로(100) 내부의 가스가 풍구(110) 내부에 형성된 냉각수 유로를 통해 냉각수에 포함되어 유출되기 때문에 냉각수 배수관(72)에서 가스 측정부(10)를 통해 가스의 유출을 측정할 수 있다.
여기서, 가스 측정부(10)가 측정하는 가스는 CO 가스를 포함할 수 있다.
유로 전환부(50)는 풍구(110)로 공급되는 냉각수의 급수압력을 조절하여 냉각수의 누수를 완화시킬 수 있다.
여기서, 유로 전환부(50)는 냉각수 급수관(74)에 설치된 삼방밸브로써, 고압펌프(62)를 통해 공급되는 고압의 냉각수나, 저압펌프(64)를 통해 공급되는 저압의 냉각수를 선택적으로 풍구(110)로 공급할 수 있다.
따라서 정상상태에서는 고압펌프(62)를 통해 고압의 냉각수를 공급할 수 있도록 하고, 풍구(110)가 파손되어 냉각수가 누수되고 가스가 누출될 경우에는 저압펌프(64)를 통해 저압의 냉각수를 공급하여 풍구(110)의 냉각은 유지하면서 냉각수의 누수로 인한 노황 악화를 최소화할 수 있다.
제어부(30)는 유량 감지부(10)로부터 급수유량과 배수유량을 입력받아 유량편차를 감지하여 설정편차를 초과하는 경우 알람을 발생시켜 경고한다.
이후 제어부(30)는 가스 측정부(20)로부터 입력된 냉각수에 포함된 가스량이 설정량을 초과한 경우 유로 전환부(50)를 제어하여 고압펌프(62)에 의해 고압의 냉각수가 공급되던 상태에서 저압펌프(64)에 의한 저압의 냉각수가 공급될 수 있도록 급수압력을 조절함으로써, 냉각수가 고로(100)로 누수되는 양을 최소화하여 노황의 악화를 줄일 수 있다.
여기서, 제어부(30)는 유량편차가 설정편차를 초과한 경우에는 알람을 발생시켜 경고함으로써, 운전자가 집중 감시할 수 있도록 경고한 후 가스량이 설정량을 초과하게 되면 냉각수의 급수압력을 조절하여 노황의 악화를 줄일 수 있도록 한다.
경고부(40)는 제어부(30)로부터 풍구(110)의 파손이 감지된 경우 경고하여 운전자가 집중 감시할 수 있도록 한다.
여기서, 경고부(40)는 풍구(110) 별로 설치되어 파손된 풍구(110)를 현장에서 집중 감시하도록 할 수 있을 뿐만 아니라 중앙 운전실에도 설치되어 풍구(110)의 파손을 인지하도록 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 고로의 풍구 파손 감지 장치에 따르면, 고로의 풍구 파손을 인한 냉각수 누수 및 가스 유출을 감지하여 경고함으로써, 운전자의 빠른 대처를 유도할 수 있으며, 냉각수의 압력을 조절하여 냉각수의 누수를 완화시킴으로써, 노황 악화를 최소화할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로의 풍구 파손 감지 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 고로의 풍구 파손 감지 장치의 제어 방법에서는 먼저, 제어부(30)가 유량 감지부(10)로부터 풍구를 냉각하기 위한 냉각수의 급수유량과 배수유량을 입력받는다(S10).
S10 단계에서 풍구(110)로 공급되는 냉각수의 급수유량과 배수유량을 입력받은 후 제어부(30)는 급수유량과 배수유량의 유량편차를 계산하여 설정편차와 비교한다(S20).
S20 단계에서 유량편차와 설정편차를 비교하여 유량편차가 설정편차 이하인 경우, 제어부(30)는 S10 단계로 리턴하여 냉각수의 유량을 입력받는다.
반면에, S20 단계에서 유량편차와 설정편차를 비교하여 유량편차가 설정편차를 초과하는 경우, 제어부(30)는 경고부(40)를 통해 알람을 발생시킨다(S30).
여기서, 경고부(40)는 풍구(110) 별로 설치되어 파손된 풍구(110)를 현장에서 집중 감시하도록 할 수 있을 뿐만 아니라 중앙 운전실에도 설치되어 풍구(110)의 파손을 인지하도록 할 수 있다.
S30 단계에서 알람을 발생시킨 후 제어부(30)는 가스 측정부(20)로부터 냉각수 배수관(72)에서 측정한 가스량을 입력받는다(S40).
여기서 가스 측정부(20)로부터 입력되는 가스는 냉각수에 포함된 CO 가스를 포함한다.
S40 단계에서 가스량을 입력받은 후 제어부(30)는 가스량이 설정량 예를 들어, 3 ppm을 초과하는지 판단한다(S50).
S50 단계에서 가스량이 설정량을 초과하지 않는 경우, 제어부(30)는 S30 단계로 리턴하여 알람의 발생상태를 유지하여 지속적으로 해당 풍구(110)를 집중 감시할 수 있도록 한다.
반면, 가스량이 설정량을 초과한 경우, 제어부(30)는 유로 전환부(50)를 제어하여 고압펌프(62)에 의해 고압의 냉각수가 공급되던 상태에서 저압펌프(64)에 의한 저압의 냉각수가 공급될 수 있도록 급수압력을 조절함으로써, 냉각수가 고로(100)로 누수되는 양을 최소화하여 노황의 악화를 줄일 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 고로의 풍구 파손 감지 장치의 제어 방법에 따르면, 고로의 풍구 파손을 인한 냉각수 누수 및 가스 유출을 감지하여 경고함으로써, 운전자의 빠른 대처를 유도할 수 있으며, 냉각수의 압력을 조절하여 냉각수의 누수를 완화시킴으로써, 노황 악화를 최소화할 수 있다.
본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍 가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.
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 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 유량 감지부 12 : 급수유량계
14 : 배수유량계 20 : 가스 측정부
30 : 제어부 40 : 경고부
50 : 유로 전환부 62 : 고압펌프
64 : 저압펌프 70 : 저수조
72 : 냉각수 배수관 74 : 냉각수 급수관
100 : 고로 110 : 풍구

Claims (8)

  1. 풍구의 냉각수 급수관 및 냉각수 배수관에서 냉각수의 급수유량 및 배수유량을 측정하는 유량 감지부;
    상기 냉각수 배수관에서 상기 냉각수에 포함된 가스를 측정하는 가스 측정부;
    상기 풍구로 공급되는 상기 냉각수의 급수압력을 조절하는 유로 전환부;
    상기 유량 감지부로부터 상기 급수유량과 상기 배수유량을 입력받아 유량편차를 판단하고, 상기 가스 측정부로부터 입력된 상기 냉각수에 포함된 가스량을 판단하여 상기 풍구의 파손이 감지된 경우, 상기 유로 전환부를 통해 상기 냉각수의 급수압력을 조절하는 제어부; 및
    상기 제어부로부터 상기 풍구의 파손이 감지된 경우 경고하는 경고부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로의 풍구 파손 감지 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 가스 측정부는, 상기 냉각수에 포함된 CO가스를 측정하는 것을 특징으로 하는 고로의 풍구 파손 감지 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 유로 전환부는, 상기 냉각수 급수관에 설치되어 고압펌프를 통해 공급되는 고압의 냉각수나, 저압펌프를 통해 공급되는 저압의 냉각수를 선택적으로 상기 풍구로 공급하는 삼방밸브인 것을 특징으로 하는 고로의 풍구 파손 감지 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 유량편차가 설정편차를 초과한 경우 경고한 후 상기 가스량이 설정량을 초과한 경우 상기 냉각수의 급수압력을 조절하는 것을 특징으로 하는 고로의 풍구 파손 감지 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 유로 전환부를 통해 상기 냉각수의 급수압력을 고압에서 저압으로 전환하는 것을 특징으로 하는 고로의 풍구 파손 감지 장치.
  6. 제어부가 유량 감지부로부터 풍구를 냉각하기 위한 냉각수의 급수유량과 배수유량을 입력받는 단계;
    상기 제어부가 상기 급수유량과 상기 배수유량에 기초하여 유량편차를 판단하는 단계;
    상기 제어부가 상기 유량편차를 판단하여 경고부를 통해 경고한 후 가스 측정부로부터 상기 냉각수에 포함된 가스량을 입력받는 단계; 및
    상기 제어부가 입력된 상기 가스량을 기반으로 상기 풍구의 파손을 감지하여 유로 전환부를 통해 상기 냉각수의 급수압력을 조절하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로의 풍구 파손 감지 장치의 제어 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 가스량을 입력받는 단계는, 상기 제어부가 상기 냉각수에 포함된 CO 가스량을 입력받는 것을 특징으로 하는 고로의 풍구 파손 감지 장치의 제어 방법.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 급수압력을 조절하는 단계는, 상기 제어부가 상기 유로 전환부를 통해 상기 냉각수의 상기 급수압력을 고압에서 저압으로 전환하는 것을 특징으로 하는 고로의 풍구 파손 감지 장치의 제어 방법.
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