KR20240030002A - 환원철 저장장치 - Google Patents

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KR20240030002A
KR20240030002A KR1020220108470A KR20220108470A KR20240030002A KR 20240030002 A KR20240030002 A KR 20240030002A KR 1020220108470 A KR1020220108470 A KR 1020220108470A KR 20220108470 A KR20220108470 A KR 20220108470A KR 20240030002 A KR20240030002 A KR 20240030002A
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main housing
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gas supply
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KR1020220108470A
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이재랑
김균태
박영주
신대훈
신명철
엄준용
이재민
조종오
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현대제철 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 환원철 저장장치의 일 실시예는, 전기로에 공급하기 위한 환원철이 저장되는 저장공간이 내부에 형성된 메인하우징, 상기 저장공간 내에 환원철의 산화 방지를 위한 불활성가스를 공급하는 가스공급유닛, 상기 메인하우징의 외측에 구비되고, 상기 메인하우징 측으로 X선을 투과시킴에 따라 상기 저장공간 내에 저장된 환원철의 산화도를 측정하여 산화도데이터를 생성하는 금속분석유닛 및 상기 산화도데이터를 통해 상기 저장공간 내에 저장된 환원철의 산화도를 모니터링하는 제어부를 포함한다.

Description

환원철 저장장치{Reduced Iron Storage Device}
본 발명은 환원철 저장장치에 관한 것이다.
일반적으로 제철 산업의 철강 소재 생산 공정은 크게 광석을 주원료로 사용하는 고로-전로 생산 체계와, 생산된 철강소재를 활용하여 제품화한 후 회수/재활용되는 스크랩(Scrap)을 주원료로 사용하는 전기로 생산 체계로 구분할 수 있다.
그리고 최근에는 탄소 중립이 세계적인 이슈가 됨에 따라, 전로 공정에 비해 CO2 발생량이 ≤20% 수준인 전기로 공정이 미래 철강생산의 대안으로 부각되고 있다.
또한 이와 함께, 직접환원철(DRI, Direct Reduced Iron)로 대표되는 대체 철원 시장 역시 꾸준히 성장하고 있으며, 직접환원철은 고체 상태의 철광석을 환원가스(CO, H)를 사용하여 환원시켜 제조된 철원으로서, 이와 같이 생산된 직접환원철은 불순물이 적어 고급 고철의 대용으로 사용된다.
또한 직접환원철은 크게 DRI(Direct Reduction Iron), HBI(Hot Briquetted Iron), Iron Carbide의 세가지로 구분되는데, 이 중 가장 많이 사용되는 DRI는 천연가스를 변성하여 환원가스화하거나, 석탄을 직접 투입하여 철광석을 환원하여 제조한다. 하지만, DRI는 수분과 반응하여 산화하기 쉬운 형태이기 때문에 보관이나 운반이 용이하지 못하다는 단점을 지니고 있다.
기존 DRI 보관설비는 단순하게 보관공간의 내부에 질소를 주입하여 DRI 산화를 방지하는 시스템으로 구성되어 있으며, 이는 단순히 철원의 저장 자체에만 목적을 가지고 있어 DRI의 산화도와 관계없이 많은 양의 불활성 가스를 필요로 하는 문제가 있다.
뿐만 아니라 종래 DRI 보관설비에 화재가 발생할 경우에는 보관공간 내부의 DRI를 외부로 꺼내 노면에 방치하여 발열반응 발생이 멈추게 하는 방식을 사용하고 있었으며, 이는 초기 진압 타이밍을 놓치게 될 경우 철원 자체가 전소할 수 있을 뿐만 아니라 화재 진압 작업을 수행하는 작업자의 위험도가 높아 인명피해가 발생할 가능성이 있다.
따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.
한국공개특허 제10-0840265호 한국공개특허 제10-2020-0120116호
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 전기로에 공급하기 위한 환원철의 보관 상태를 지속적으로 모니터링할 수 있도록 하여 산화를 효과적으로 방지할 수 있도록 하기 위한 목적을 가진다.
또한 본 발명은 환원철의 저장공간 내에 화재가 발생할 경우 이를 신속하게 진압하여 피해를 최소화시킬 수 있도록 하기 위한 목적을 가진다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 환원철 저장장치는, 전기로에 공급하기 위한 환원철이 저장되는 저장공간이 내부에 형성된 메인하우징, 상기 저장공간 내에 환원철의 산화 방지를 위한 불활성가스를 공급하는 가스공급유닛, 상기 메인하우징의 외측에 구비되고, 상기 메인하우징 측으로 X선을 투과시킴에 따라 상기 저장공간 내에 저장된 환원철의 산화도를 측정하여 산화도데이터를 생성하는 금속분석유닛 및 상기 산화도데이터를 통해 상기 저장공간 내에 저장된 환원철의 산화도를 모니터링하는 제어부를 포함한다.
그리고 본 발명은 상기 저장공간 내에 환원철을 투입할 수 있도록 상기 메인하우징의 상부에 연결되는 원료투입구, 상기 저장공간 내에 저장된 환원철을 상기 메인하우징의 외부로 배출시키도록 상기 메인하우징의 하부에 연결되는 원료배출구, 상기 가스공급유닛에 의해 상기 저장공간 내에 불활성가스를 공급하도록 상기 메인하우징의 일측에 연결되는 가스공급구 및 상기 가스공급유닛에 의해 상기 저장공간 내에 공급된 불활성가스를 상기 메인하우징의 외부로 배출시키도록 상기 메인하우징의 상부에 연결되는 가스배출구를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 메인하우징은, 상부에 상기 원료투입구 및 상기 가스배출구가 연결되며, 상기 저장공간의 상부 일부를 형성하는 제1바디부 및 상기 제1바디부의 하부에 연결되어 상기 저장공간의 하부 일부를 형성하며, 하부에 상기 상기 원료배출구가 구비되는 제2바디부를 포함할 수 있다.
이때 상기 제2바디부는 상부에서 하부로 갈수록 횡 단면적이 점차 감소하는 형태로 형성될 수 있다.
그리고 상기 금속분석유닛은 상기 메인하우징의 외면에 접촉된 상태로 구비될 수 있다.
여기서 상기 금속분석유닛은 복수 개가 상기 메인하우징의 둘레를 따라 배치되어, 각 금속분석유닛은 서로 다른 각도에서 상기 메인하우징 측으로 X선을 방사하도록 형성될 수 있다.
한편 상기 제어부는, 환원철의 산화도에 따라 상기 가스공급유닛에 의한 불활성가스의 공급량을 가변 제어할 수 있다.
더불어 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 환원철 저장장치의 또 다른 형태는, 전기로에 공급하기 위한 환원철이 저장되는 저장공간이 내부에 형성된 메인하우징, 상기 저장공간 내에 환원철의 산화 방지를 위한 불활성가스를 공급하는 가스공급유닛, 상기 저장공간 내의 온도를 측정하여 온도데이터를 생성하는 온도센서, 상기 저장공간 내의 공기를 흡입하여 상기 저장공간을 아진공 상태로 형성하는 진공펌프 및 상기 온도데이터를 통해 상기 저장공간 내 화재 발생 여부를 모니터링하는 제어부를 포함한다.
그리고 본 발명은 상기 저장공간 내에 환원철을 투입할 수 있도록 상기 메인하우징의 상부에 연결되는 원료투입구, 상기 저장공간 내에 저장된 환원철을 상기 메인하우징의 외부로 배출시키도록 상기 메인하우징의 하부에 연결되는 원료배출구, 상기 가스공급유닛에 의해 상기 저장공간 내에 불활성가스를 공급하도록 상기 메인하우징의 일측에 연결되는 가스공급구 및 상기 가스공급유닛에 의해 상기 저장공간 내에 공급된 불활성가스를 상기 메인하우징의 외부로 배출시키도록 상기 메인하우징의 상부에 연결되는 가스배출구를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 메인하우징은, 상부에 상기 원료투입구 및 상기 가스배출구가 연결되며, 상기 저장공간의 상부 일부를 형성하는 제1바디부 및 상기 제1바디부의 하부에 연결되어 상기 저장공간의 하부 일부를 형성하며, 하부에 상기 상기 원료배출구가 구비되는 제2바디부를 포함할 수 있다.
이때 상기 제2바디부는 상부에서 하부로 갈수록 횡 단면적이 점차 감소하는 형태로 형성될 수 있다.
한편 상기 제어부는, 상기 온도데이터를 통해 상기 저장공간 내에 화재가 발생한 것으로 판단된 경우, 상기 가스공급유닛이 불활성가스 공급량을 증가시키도록 제어하여 상기 저장공간 내 산소를 제거할 수 있다.
또한 상기 제어부는, 상기 온도데이터를 통해 상기 저장공간 내에 화재가 발생하였으며, 동시에 상기 가스공급유닛에 의한 불활성가스의 공급량이 제한된 것으로 판단된 경우, 상기 진공펌프가 저장공간 내의 공기를 흡입하여 상기 저장공간을 아진공 상태로 형성하도록 제어할 수 있다.
더불어 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 환원철 저장장치의 또 다른 형태는 전기로에 공급하기 위한 환원철이 저장되는 저장공간이 내부에 형성된 메인하우징, 상기 저장공간 내에 환원철의 산화 방지를 위한 불활성가스를 공급하는 가스공급유닛, 상기 메인하우징의 외측에 구비되고, 상기 메인하우징 측으로 X선을 투과시킴에 따라 상기 저장공간 내에 저장된 환원철의 산화도를 측정하여 산화도데이터를 생성하는 금속분석유닛, 상기 저장공간 내의 온도를 측정하여 온도데이터를 생성하는 온도센서, 상기 저장공간 내의 공기를 흡입하여 상기 저장공간을 아진공 상태로 형성하는 진공펌프 및 상기 산화도데이터를 통해 상기 저장공간 내의 상태를 모니터링하는 제어부를 포함한다.
그리고 본 발명은 상기 저장공간 내에 환원철을 투입할 수 있도록 상기 메인하우징의 상부에 연결되는 원료투입구, 상기 저장공간 내에 저장된 환원철을 상기 메인하우징의 외부로 배출시키도록 상기 메인하우징의 하부에 연결되는 원료배출구, 상기 가스공급유닛에 의해 상기 저장공간 내에 불활성가스를 공급하도록 상기 메인하우징의 일측에 연결되는 가스공급구 및 상기 가스공급유닛에 의해 상기 저장공간 내에 공급된 불활성가스를 상기 메인하우징의 외부로 배출시키도록 상기 메인하우징의 상부에 연결되는 가스배출구를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 메인하우징은, 상부에 상기 원료투입구 및 상기 가스배출구가 연결되며, 상기 저장공간의 상부 일부를 형성하는 제1바디부 및 상기 제1바디부의 하부에 연결되어 상기 저장공간의 하부 일부를 형성하며, 하부에 상기 상기 원료배출구가 구비되는 제2바디부를 포함할 수 있다.
이때 상기 제2바디부는 상부에서 하부로 갈수록 횡 단면적이 점차 감소하는 형태로 형성될 수 있다.
그리고 상기 금속분석유닛은 상기 메인하우징의 외면에 접촉된 상태로 구비될 수 있다.
여기서 상기 금속분석유닛은 복수 개가 상기 메인하우징의 둘레를 따라 배치되어, 각 금속분석유닛은 서로 다른 각도에서 상기 메인하우징 측으로 X선을 방사하도록 형성될 수 있다.
한편 상기 제어부는, 환원철의 산화도에 따라 상기 가스공급유닛에 의한 불활성가스의 공급량을 가변 제어할 수 있다.
한편 상기 제어부는, 상기 온도데이터를 통해 상기 저장공간 내에 화재가 발생한 것으로 판단된 경우, 상기 가스공급유닛이 불활성가스 공급량을 증가시키도록 제어하여 상기 저장공간 내 산소를 제거할 수 있다.
또한 상기 제어부는, 상기 온도데이터를 통해 상기 저장공간 내에 화재가 발생하였으며, 동시에 상기 가스공급유닛에 의한 불활성가스의 공급량이 제한된 것으로 판단된 경우, 상기 진공펌프가 저장공간 내의 공기를 흡입하여 상기 저장공간을 아진공 상태로 형성하도록 제어할 수 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 환원철 저장장치는, 환원철을 보관하기 위한 저장공간이 형성된 메인하우징의 내부를 X선을 통해 투과하여 보관 상태를 모니터링할 수 있도록 하는 금속분석유닛을 포함함에 따라, 환원철의 산화도에 대응되도록 불활성가스의 공급량을 가변 제어할 수 있어 불활성가스의 낭비를 방지할 수 있으며, 환원철을 효과적으로 보관할 수 있다는 장점을 가진다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면 온도센서를 통해 환원철을 보관하기 위한 저장공간이 형성된 메인하우징의 내부 온도를 모니터링하여 화재가 발생할 경우 이를 즉시 인지하여 대응할 수 있으며, 불활성가스의 공급 방식을 통한 화재 진압 방식과 더불어 진공펌프를 통해 저장공간을 아진공 상태로 형성하여 화재를 진압하는 방식을 함께 구현할 수 있어 화재를 신속하게 진압하고, 피해를 최소화시킬 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 환원철 저장장치의 각 구성요소를 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 환원철 저장장치에 있어서, 메인하우징과 메인하우징에 구비되는 부가적인 구성요소들의 구조를 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 환원철 저장장치에 있어서, 제어부가 불활성가스의 공급량을 제어하기 위한 알고리즘을 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 환원철 저장장치를 나타낸 도면;
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 환원철 저장장치의 각 구성요소를 나타낸 도면;
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 환원철 저장장치에 있어서, 제어부가 저장공간에 발생한 화재를 진압하기 위한 알고리즘을 나타낸 도면; 및
도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 환원철 저장장치의 각 구성요소를 나타낸 도면이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결된다", 또는 "결합된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
"및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어 (기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 이상적인 또는 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않는 한, 명시적으로 여기에서 정의된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 환원철 저장장치의 각 구성요소를 나타낸 도면이며, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 환원철 저장장치에 있어서, 메인하우징(100)과 메인하우징(100)에 구비되는 부가적인 구성요소들의 구조를 나타낸 도면이다.
이와 같은 본 발명의 제1실시예는 환원철을 효과적으로 저장할 수 있도록 하는 구성요소들을 포함한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 환원철 저장장치는 메인하우징(100), 가스공급유닛(200), 금속분석유닛(300) 및 제어부(10)를 포함한다.
메인하우징(100)은 내부에 전기로에 공급하기 위한 환원철이 저장되는 저장공간(101)이 형성된다.
이때 본 발명의 저장 대상이 되는 환원철은 DRI(Direct Reduction Iron), HBI(Hot Briquetted Iron), Iron Carbide 등일 수 있으며, 본 실시예에서는 DRI를 저장하는 것으로 예시하였다. 이는 본 실시예에 의해 제한되는 것이 아님은 물론이다.
본 실시예에서 메인하우징(100)은, 저장공간(101)의 상부 일부를 형성하는 제1바디부(100a)와, 제1바디부(100a)의 하부에 연결되어 저장공간(101)의 하부 일부를 형성하는 제2바디부(100b)와, 제1바디부(100a)의 개구된 상부를 차폐하는 커버부(100c)를 포함한다.
그리고 제2바디부(100b)는 상부에서 하부로 갈수록 횡 단면적이 점차 감소하는 형태로 형성될 수 있다. 이와 같이 하는 이유는 저장공간(101) 내부의 환원철이 하부에 위치된 원료배출구(120) 측으로 보다 원활하게 유동될 수 있도록 하기 위한 것이다,
또한 이와 같은 메인하우징(100)에는, 원료투입구(110), 원료배출구(120), 가스공급구(140) 및 가스배출구(130) 가 각각 구비될 수 있다.
원료투입구(110)는 저장공간(101) 내에 환원철을 투입할 수 있도록 메인하우징(110)의 상부, 구체적으로 커버부(100c)에 연결된다. 원료투입구(110)에는 원료투입구(110)의 내부 유로를 개폐할 수 있는 제1개폐밸브(111)가 더 구비될 수 있다.
원료배출구(120)는 저장공간(101) 내에 저장된 환원철을 메인하우징(100)의 외부로 배출시키도록 메인하우징(100)의 하부, 구체적으로 제2바디부(100b)에 연결된다. 이와 같은 원료배출구(120)는 메인하우징(100)의 하부에서 수직하게 하부로 연장되어 환원철을 효과적으로 배출시킬 수 있도록 형성된다.
또한 원료배출구(120)에는 원료배출구(120)의 내부 유로를 개폐할 수 있는 제2개폐밸브(121)가 더 구비될 수 있다.
가스공급구(140)는 후술할 가스공급유닛(200)에 의해 저장공간(101) 내에 불활성가스를 공급하도록 메인하우징(100)의 일측에 연결된다, 본 실시예에서 가스공급구(140)는 메인하우징(100)의 제2바디부(100b)의 측면에 구비되며, 이는 불활성가스가 하부에서 상부로 원활하게 유동될 수 있도록 하기 위한 것이다.
가스배출구(130)는 가스공급유닛(200)에 의해 저장공간(101) 내에 공급된 불활성가스를 메인하우징(100)의 외부로 배출시키도록 메인하우징의 상부, 구체적으로 커버부(100c)에 연결된다.
가스배출구(130)에는 가스배출구(130)의 내부 유로를 개폐할 수 있는 제3개폐밸브(131)가 더 구비될 수 있다.
그리고 가스공급유닛(200)은 메인하우징(100)의 저장공간(101) 내에 환원철의 산화 방지를 위한 불활성가스를 공급하는 구성요소이다. 이때 가스공급유닛(200)에 의해 공급될 수 있는 불활성가스는 아르곤(Ar) 가스 또는 질소(N2) 가스 등일 수 있다.
금속분석유닛(300)은 메인하우징(100)의 외측에 구비되고, 메인하우징(100) 측으로 X선을 투과시킴에 따라 저장공간(101) 내에 저장된 환원철의 산화도를 측정하여 산화도데이터를 생성하는 구성요소이다.
이와 같은 금속분석유닛(300)은 X선 카메라일 수 있으며, 또한 금속분석유닛(300)을 통해 저장공간(101) 내부를 촬영할 수 있도록 메인하우징(100)은 X선이 투과할 수 있는 소재로 이루어질 수 있다.
또한 산화도를 측정하는 방식은 X선 카메라를 통해 획득한 이미지로부터 환원철의 각 부분 별 채도/명도 변화를 통해 이루어질 수 있다. 이외에도 산화도의 측정 방식은 다양하게 구현될 수 있다.
그리고 효과적인 산화도데이터 생성을 위해, 금속분석유닛(300)은 메인하우징(100)의 제2바디부(100b) 외면에 접촉된 상태로 구비되어, 저장공간(101) 내부를 촬영할 수 있다.
제어부(10)는 금속분석유닛(300)에 의해 생성된 산화도데이터를 통해 메인하우징(100)의 저장공간(101) 내에 저장된 환원철의 산화도를 모니터링하도록 구비된다. 또한 제어부(10)는 환원철의 산화도에 따라 가스공급유닛(200)에 의한 불활성가스의 공급량을 가변 제어할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 환원철 저장장치에 있어서, 제어부(10)가 불활성가스의 공급량을 제어하기 위한 알고리즘을 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 메인하우징(100)의 저장공간(101) 내에 환원철이 투입되어 저장된 상태에서, 금속분석유닛(300)은 저장공간(101)의 내부를 촬영하여 산화도데이터를 생성한다.
이후 금속분석유닛(300)은 제어부(10)에 산화도데이터를 송신하고, 제어부(10)는 이를 수신하여 모니터링한다.
그리고 제어부(10)는 금속분석유닛(300)의 X선 카메라를 통해 획득한 이미지로부터 환원철의 각 부분 별 채도/명도 변화를 감지하고, 환원철의 산화도가 기 설정된 가스공급기준을 만족하는 경우, 환원철의 산화도에 따라 가스공급유닛(200)에 의한 불활성가스의 공급량을 가변 제어하게 된다.
즉 제어부(10)는 미리 입력된 환원철의 산화도와 불활성가스의 공급량 간의 함수에 따라 가스공급유닛(200)에 의한 불활성가스의 공급량을 제어할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 다른 실시예들에 대해 설명하도록 한다. 이때 이하 설명될 각 실시예에 있어서, 전술한 제1실시예와 동일하게 구비되는 구성요소에 대한 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 환원철 저장장치를 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 본 발명의 제2실시예의 경우, 전술한 제1실시예와 전체적으로 동일한 구성요소를 가지도록 형성되나, 금속분석유닛(300)이 복수 개가 구비된다는 특징을 가진다.
특히 본 실시예에서 각 금속분석유닛(300)은 메인하우징(100)의 제2바디부(100b) 외면에 접촉된 상태로 메인하우징(100)의 둘레를 따라 배치되어, 각 금속분석유닛(300)은 서로 다른 각도에서 메인하우징(100) 측으로 X선을 방사하도록 형성된다.
이에 따라 본 실시예는 메인하우징(100)의 전방위 각도에서 환원철의 X선 이미지를 획득할 수 있으며, 환원철의 산화도를 보다 정밀하게 분석할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 환원철 저장장치의 각 구성요소를 나타낸 도면이다.
도 5에 도시된 본 발명의 제3실시예의 경우, 전술한 제1실시예 및 제2실시예와 같이 메인하우징(100), 가스공급유닛(200), 제어부(10)를 동일하게 포함하고 있으며, 이와 더불어 메인하우징(100)의 저장공간(101) 내의 온도를 측정하여 온도데이터를 생성하는 온도센서(410)와, 저장공간(101) 내의 공기를 흡입하여 저장공간(101)을 아진공 상태로 형성하는 진공펌프(400)를 더 포함하는 형태를 가진다.
이때 온도센서(410)는 메인하우징(100)의 저장공간(101) 내에 구비될 수 있으며, 진공펌프(400)는 메인하우징(100)의 외측에 구비된다.
또한 메인하우징(100)에는 진공펌프(400)와의 연결을 위해 저장공간(101)과 연통되는 펌프연결구(150)가 더 구비될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 제3실시예는 메인하우징(100)의 저장공간(101) 내부에 화재가 발생할 경우, 이를 신속하고 효과적으로 진압하기 위한 구성요소들을 포함한다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 환원철 저장장치에 있어서, 제어부(10)가 저장공간(101)에 발생한 화재를 진압하기 위한 알고리즘을 나타낸 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 메인하우징(100)의 저장공간(101) 내에 환원철이 투입되어 저장된 상태에서, 온도센서(410)는 저장공간(101) 내부에서 기 설정된 시간 간격으로 온도를 측정하여 온도데이터를 생성한다.
이후 온도센서(410)는 제어부(10)에 온도데이터를 송신하고, 제어부(10)는 이를 수신하여 모니터링한다.
그리고 제어부(10)는 온도데이터를 통해 저장공간(101) 내부의 온도가 화재가 발생한 것으로 간주할 수 있는 기 설정된 화재발생온도에 도달하였음을 감지할 경우, 먼저 가스공급유닛(200)을 제어하여 저장공간(101) 내부로 공급되는 불활성가스의 공급량을 증가시키도록 한다.
이와 같이 하는 이유는, 저장공간(101) 내부를 불활성가스로 채워 불활성가스의 농도를 높임에 따라 산소를 제거하여 화재 진압을 수행하기 위한 것이다.
본 과정으로 화재가 진압될 경우 상황은 종료되나, 불활성가스의 재고량이 충분하지 않은 상태에서 화재가 진압되지 않을 경우에는 후속 조치를 수행하게 된다.
이에 따라 제어부(10)는. 가스공급유닛(200)에 의해 공급되는 불활성가스의 재고량이 충분한 상태인지를 체크하게 되며, 가스공급유닛(200)은 불활성가스의 잔여 재고량 데이터를 제어부(10)에 송신한다.
불활성가스의 재고량이 충분한 것으로 판단된 경우에는 불활성가스 공급을 통한 화재 진압 과정을 지속적으로 수행할 수 있으나, 불활성가스의 재고량이 충분하지 않은 것으로 판단된 경우에는 후속 조치로서 진공펌프(400)를 통한 화재 진압을 수행하게 된다.
구체적으로 제어부(10)는 본 과정에서 진공펌프(400)가 저장공간(101) 내의 공기를 흡입하도록 제어하여, 저장공간(101)을 아진공 상태로 형성하도록 한다.
이와 같은 후속 조치 과정 역시 저장공간(101) 내부를 아진공 상태로 형성함에 따라 저장공간(101)으로부터 산소를 제거하여 화재 진압을 수행하도록 하기 위한 것이다.
이상과 같이 본 실시예는 가스공급유닛(200) 및 진공펌프(400)를 통해 이중의 화재 진압 메커니즘을 마련할 수 있으며, 효과적이고 신속한 화재 진압이 가능하다.
도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 환원철 저장장치의 각 구성요소를 나타낸 도면이다.
도 7에 도시된 본 발명의 제4실시예의 경우, 전술한 제1실시예 및 제2실시예와 같이 메인하우징(100), 가스공급유닛(200), 금속분석유닛(300) 및 제어부(10)를 동일하게 포함하고 있으며, 이와 더불어 제3실시예의 온도센서(410) 및 진공펌프(400)를 함께 포함하는 형태를 가진다.
따라서 본 실시예는 금속분석유닛(300)을 통해 환원철의 산화 및 불활성가스의 소모량을 최소화할 수 있는 동시에, 온도센서(410) 및 진공펌프(400)를 이용하여 메인하우징(100)의 저장공간(101) 내부에서 발생한 화재를 효과적으로 진압할 수 있도록 형성된다.
즉 본 실시예는 메인하우징(100)의 저장공간(101) 내에 환원철이 투입되어 저장된 상태에서, 금속분석유닛(300)은 저장공간(101)의 내부를 촬영하여 산화도데이터를 생성한다.
이후 금속분석유닛(300)은 제어부(10)에 산화도데이터를 송신하고, 제어부(10)는 이를 수신하여 모니터링한다.
또한 이와 함께 온도센서(410)는 저장공간(101) 내부에서 기 설정된 시간 간격으로 온도를 측정하여 온도데이터를 생성하고, 이후 온도센서(410)는 제어부(10)에 온도데이터를 송신하게 되며, 제어부(10)는 이를 수신하여 모니터링한다.
이 과정에서 제어부(10)는 금속분석유닛(300)의 X선 카메라를 통해 획득한 이미지로부터 환원철의 각 부분 별 채도/명도 변화를 감지하고, 환원철의 산화도가 기 설정된 가스공급기준을 만족하는 경우, 환원철의 산화도에 따라 가스공급유닛(200)에 의한 불활성가스의 공급량을 가변 제어한다.
이와 같은 저장 과정에서 제어부(10)는 온도데이터를 통해 저장공간(101) 내부의 온도가 화재가 발생한 것으로 간주할 수 있는 기 설정된 화재발생온도에 도달하였음을 감지할 경우, 가스공급유닛(200)을 제어하여 저장공간(101) 내부로 공급되는 불활성가스의 공급량을 증가시키도록 한다.
다만, 불활성가스의 재고량이 충분하지 않은 것으로 판단된 경우에는 후속 조치로서 진공펌프(400)가 저장공간(101) 내의 공기를 흡입하도록 제어하여, 저장공간(101)을 아진공 상태로 형성하함에 따라 저장공간(101)으로부터 산소를 제거하여 화재 진압을 수행할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
10: 제어부
100: 메인하우징
100a: 제1바디부
100b: 제2바디부
100c: 커버부
101: 저장공간
110: 원료투입구
111: 제1개폐밸브
120: 원료배출구
121: 제2개폐밸브
130: 가스배출구
131: 제3개폐밸브
140: 가스공급부
150: 펌프연결구
200: 가스공급유닛
300: 금속분석유닛
400: 진공펌프
410: 온도센서

Claims (22)

  1. 전기로에 공급하기 위한 환원철이 저장되는 저장공간이 내부에 형성된 메인하우징;
    상기 저장공간 내에 환원철의 산화 방지를 위한 불활성가스를 공급하는 가스공급유닛;
    상기 메인하우징의 외측에 구비되고, 상기 메인하우징 측으로 X선을 투과시킴에 따라 상기 저장공간 내에 저장된 환원철의 산화도를 측정하여 산화도데이터를 생성하는 금속분석유닛; 및
    상기 산화도데이터를 통해 상기 저장공간 내에 저장된 환원철의 산화도를 모니터링하는 제어부;
    를 포함하는,
    환원철 저장장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 저장공간 내에 환원철을 투입할 수 있도록 상기 메인하우징의 상부에 연결되는 원료투입구;
    상기 저장공간 내에 저장된 환원철을 상기 메인하우징의 외부로 배출시키도록 상기 메인하우징의 하부에 연결되는 원료배출구;
    상기 가스공급유닛에 의해 상기 저장공간 내에 불활성가스를 공급하도록 상기 메인하우징의 일측에 연결되는 가스공급구; 및
    상기 가스공급유닛에 의해 상기 저장공간 내에 공급된 불활성가스를 상기 메인하우징의 외부로 배출시키도록 상기 메인하우징의 상부에 연결되는 가스배출구;
    를 더 포함하는,
    환원철 저장장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 메인하우징은,
    상부에 상기 원료투입구 및 상기 가스배출구가 연결되며, 상기 저장공간의 상부 일부를 형성하는 제1바디부; 및
    상기 제1바디부의 하부에 연결되어 상기 저장공간의 하부 일부를 형성하며, 하부에 상기 상기 원료배출구가 구비되는 제2바디부;
    를 포함하는,
    환원철 저장장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2바디부는 상부에서 하부로 갈수록 횡 단면적이 점차 감소하는 형태로 형성되는,
    환원철 저장장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 금속분석유닛은 상기 메인하우징의 외면에 접촉된 상태로 구비되는,
    환원철 저장장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 금속분석유닛은 복수 개가 상기 메인하우징의 둘레를 따라 배치되어, 각 금속분석유닛은 서로 다른 각도에서 상기 메인하우징 측으로 X선을 방사하도록 형성되는,
    환원철 저장장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    환원철의 산화도에 따라 상기 가스공급유닛에 의한 불활성가스의 공급량을 가변 제어하는,
    환원철 저장장치.
  8. 전기로에 공급하기 위한 환원철이 저장되는 저장공간이 내부에 형성된 메인하우징;
    상기 저장공간 내에 환원철의 산화 방지를 위한 불활성가스를 공급하는 가스공급유닛;
    상기 저장공간 내의 온도를 측정하여 온도데이터를 생성하는 온도센서;
    상기 저장공간 내의 공기를 흡입하여 상기 저장공간을 아진공 상태로 형성하는 진공펌프; 및
    상기 온도데이터를 통해 상기 저장공간 내 화재 발생 여부를 모니터링하는 제어부;
    를 포함하는,
    환원철 저장장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 저장공간 내에 환원철을 투입할 수 있도록 상기 메인하우징의 상부에 연결되는 원료투입구;
    상기 저장공간 내에 저장된 환원철을 상기 메인하우징의 외부로 배출시키도록 상기 메인하우징의 하부에 연결되는 원료배출구;;
    상기 가스공급유닛에 의해 상기 저장공간 내에 불활성가스를 공급하도록 상기 메인하우징의 일측에 연결되는 가스공급구; 및
    상기 가스공급유닛에 의해 상기 저장공간 내에 공급된 불활성가스를 상기 메인하우징의 외부로 배출시키도록 상기 메인하우징의 상부에 연결되는 가스배출구;
    를 더 포함하는,
    환원철 저장장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 메인하우징은,
    상부에 상기 원료투입구 및 상기 가스배출구가 연결되며, 상기 저장공간의 상부 일부를 형성하는 제1바디부; 및
    상기 제1바디부의 하부에 연결되어 상기 저장공간의 하부 일부를 형성하며, 하부에 상기 상기 원료배출구가 구비되는 제2바디부;
    를 포함하는,
    환원철 저장장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2바디부는 상부에서 하부로 갈수록 횡 단면적이 점차 감소하는 형태로 형성되는,
    환원철 저장장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 온도데이터를 통해 상기 저장공간 내에 화재가 발생한 것으로 판단된 경우, 상기 가스공급유닛이 불활성가스 공급량을 증가시키도록 제어하여 상기 저장공간 내 산소를 제거하는,
    환원철 저장장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 온도데이터를 통해 상기 저장공간 내에 화재가 발생하였으며, 동시에 상기 가스공급유닛에 의한 불활성가스의 공급량이 제한된 것으로 판단된 경우, 상기 진공펌프가 저장공간 내의 공기를 흡입하여 상기 저장공간을 아진공 상태로 형성하도록 제어하는,
    환원철 저장장치.
  14. 전기로에 공급하기 위한 환원철이 저장되는 저장공간이 내부에 형성된 메인하우징;
    상기 저장공간 내에 환원철의 산화 방지를 위한 불활성가스를 공급하는 가스공급유닛;
    상기 메인하우징의 외측에 구비되고, 상기 메인하우징 측으로 X선을 투과시킴에 따라 상기 저장공간 내에 저장된 환원철의 산화도를 측정하여 산화도데이터를 생성하는 금속분석유닛;
    상기 저장공간 내의 온도를 측정하여 온도데이터를 생성하는 온도센서;
    상기 저장공간 내의 공기를 흡입하여 상기 저장공간을 아진공 상태로 형성하는 진공펌프; 및
    상기 산화도데이터를 통해 상기 저장공간 내의 상태를 모니터링하는 제어부;
    를 포함하는,
    환원철 저장장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 저장공간 내에 환원철을 투입할 수 있도록 상기 메인하우징의 상부에 연결되는 원료투입구;
    상기 저장공간 내에 저장된 환원철을 상기 메인하우징의 외부로 배출시키도록 상기 메인하우징의 하부에 연결되는 원료배출구;
    상기 가스공급유닛에 의해 상기 저장공간 내에 불활성가스를 공급하도록 상기 메인하우징의 일측에 연결되는 가스공급구; 및
    상기 가스공급유닛에 의해 상기 저장공간 내에 공급된 불활성가스를 상기 메인하우징의 외부로 배출시키도록 상기 메인하우징의 상부에 연결되는 가스배출구;
    를 더 포함하는,
    환원철 저장장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 메인하우징은,
    상부에 상기 원료투입구 및 상기 가스배출구가 연결되며, 상기 저장공간의 상부 일부를 형성하는 제1바디부; 및
    상기 제1바디부의 하부에 연결되어 상기 저장공간의 하부 일부를 형성하며, 하부에 상기 상기 원료배출구가 구비되는 제2바디부;
    를 포함하는,
    환원철 저장장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제2바디부는 상부에서 하부로 갈수록 횡 단면적이 점차 감소하는 형태로 형성되는,
    환원철 저장장치.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 금속분석유닛은 상기 메인하우징의 외면에 접촉된 상태로 구비되는,
    환원철 저장장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 금속분석유닛은 복수 개가 상기 메인하우징의 둘레를 따라 배치되어, 각 금속분석유닛은 서로 다른 각도에서 상기 메인하우징 측으로 X선을 방사하도록 형성되는,
    환원철 저장장치.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는,
    환원철의 산화도에 따라 상기 가스공급유닛에 의한 불활성가스의 공급량을 가변 제어하는,
    환원철 저장장치.
  21. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 온도데이터를 통해 상기 저장공간 내에 화재가 발생한 것으로 판단된 경우, 상기 가스공급유닛이 불활성가스 공급량을 증가시키도록 제어하여 상기 저장공간 내 산소를 제거하는,
    환원철 저장장치.
  22. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 온도데이터를 통해 상기 저장공간 내에 화재가 발생하였으며, 동시에 상기 가스공급유닛에 의한 불활성가스의 공급량이 제한된 것으로 판단된 경우, 상기 진공펌프가 저장공간 내의 공기를 흡입하여 상기 저장공간을 아진공 상태로 형성하도록 제어하는,
    환원철 저장장치.
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KR100840265B1 (ko) 2006-12-27 2008-06-20 주식회사 포스코 분철 저장 장치 및 이를 구비한 용철 제조 장치
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