KR860000020B1 - Measuring device of velocity and thickness - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 본 발명을 적용한 고로와 측정장치 개략도.1 is a schematic view of the blast furnace and measuring apparatus to which the present invention is applied.
제2도는 본 발명의 검출기 원리 및 구조를 나타낸 구성도.2 is a block diagram showing the principle and structure of the detector of the present invention.
제3(a)도 제3(b)도는 본 발명의 장치를 사용하여 측정한 결과를 나타내는 도면.3 (a) and 3 (b) are diagrams showing the results measured using the apparatus of the present invention.
제4도는 여자코일(13)의 장입물 투자율에 따른 출력전압 변화분(△E)을 측정하는 브릿지회로.4 is a bridge circuit for measuring an output voltage change ΔE depending on the permeability of the charge of the
제5도는 위상 변별회로.5 is a phase discrimination circuit.
제6도는 위상 변별회로의 동작파형을 나타낸 그래프.6 is a graph showing an operation waveform of a phase discrimination circuit.
제7도는 전자측정장치(10)를 상세히 나타낸 블록도.7 is a block diagram showing the
제8도는 본 발명의 장치에 의한 측정결과 에장입물의 두께 및 강하속도를 측정하는 원리를 나타낸 도면.8 is a view showing the principle of measuring the thickness and descent speed of the inclusion in the measurement result by the apparatus of the present invention.
제9도는 연산회로(19)를 기능별로 나타낸 블록도.9 is a block diagram showing the
본 발명의 고로의 장입원료인 철광석(소결광), 코크스 및 혼합층의 두께, 그리로 이러한 장입물의 강하속도를 측정하기 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for measuring the thickness of iron ore (sintered ore), coke and mixed layers, and thus the rate of descent of such charges, which is the charging material of the blast furnace of the present invention.
고로는 장입물의 분포상태에 따라 로(爐)내 가스분포가 결정되고 설비의 열부하와 로황이 좌우되므로 장입물의 적정분포를 유지하기 위하여, 장입물의 분포상태를 정확하게 파악하는 일은 중요한 문제가 되고있다. 따라서 각종의 자력계(MAGNETIC SENSOR)를 로벽에 매설하거나 로내 수직관내에 설치하여 측정을 시도하고 있으나, 혼합층의 검지 및 정략적인 해석, 장입물의 동적인 강하 속도측타은 하지 못하고 있었다.Since the gas distribution in the furnace is determined according to the distribution state of the charges, and the heat load and furnace sulfur of the equipment are determined, it is important to accurately grasp the distribution state of the charges in order to maintain the proper distribution of the charges. Therefore, various magnetometers (MAGNETIC SENSOR) are embedded in the furnace wall or installed in the vertical tube of the furnace, but the measurement was attempted, but the detection of the mixed layer, the quantitative analysis, and the dynamic drop speed measurement of the charges were not performed.
본 발명의 이러한 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것이며 측정원리는 고로에 장입되는 철광석(소결광)은 자철광이 함유된 강자성체이고, 코크스는 반자성체라는 점을 이용한 투자율 검출방식이며, 특별하게 고안된 검출기에 의해 철광석층과 코크스층을 명확히 구분하고, 혼합층의 정량적인 해석 및 장입물 강하속도를 측정하는 것을 본 발명의 목적으로 한다.It was developed to solve this problem of the present invention and the measuring principle is iron ore (sintered ore) is charged to the blast furnace is a ferromagnetic material containing magnetite, coke is a magnetic permeability detection method using a semi-magnetic material, iron ore by a specially designed detector It is an object of the present invention to clearly distinguish between layers and coke layers, to quantitatively interpret the mixed layer and to measure the charge drop rate.
이하 도면을 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through the drawings.
제1도는 본 발명의 측정장치를 적용한 고로(1)의 개략도를 나타낸 것이다.1 shows a schematic diagram of the
고로(1)내에는 장입물인 철광석(2)과 코크스(3)가 층상으로 장입되고 있고 이들 철광석(2)과 코크스(3)의 경계면에는 혼합층(4)이 형성되어 있다.In the
본 발명의 장치는 V자형 지지대(5)를 장입물 내부와 외부에 각각 평행하게 설치하게 지지대(5)사이에 수직방향으로 브자성 특수강관(6)을 연결하였으며, 각각의 특수강관(6)내부의 상하에는 검출기(7)(8)를 배치하고 이들 검출기(7)(8)는 지지대(5) 및 특수강관(6) 내부에 배설된 케이블(9)로 고로의 외부에 설치된 전자측정장치(10)에 연결되어 있으며, 전자측정장치(10)는 다점기록장치(11)에 연결되어 있는 구조로 되어있다. 지지대(5) 및 특수강관(6)의 내부로는 냉각가스가 흐르고 특수강관(6)은 상. 하의 지지대(5)에 고정됨으로써 특수강관(6)이 장입물의 유동방향으로 밀리는 현상을 방지한다. 상부 검출기(7)은 항상 장입물속에 묻히는 위치에 설치하며, 특수강판(6)내에는 2개이상의 검출기를 설치할 수도 있다.The device of the present invention connected the V-shaped support (5) in the vertical direction between the support (5) between the support (5) to be installed in parallel to the inside and outside of the charge, respectively, each special steel pipe (6)
한편 제2도는 검출기(7)(8)의 원리 및 구조를 나타낸 것으로서, 원방향 페라이트 코아(12)측면부 중앙에 원주방향으로 "ㄷ"자형 홈을 파서 여자코일(13)을 감고 페라이트 코아(12)의 중앙은 수직으로 관통되어 케이블(9)에 고정, 연결되어 있으며 페라이트 코아(12) 내부에서 발생된 자력선이 원주 끝부근에서 밀도가 높고 지향성이 큰 자장을 형성할 수 있도록 페라이트 코아(12)의 원주부근은 중앙부에 비해서 얇아지도록 되어 있다.On the other hand, Figure 2 shows the principle and structure of the detector (7) (8), digging a "c" shaped groove in the circumferential direction in the center of the side of the
여자코일(13)에 교번전류(Ei)를 흘리면 여자코일(13)에서 발생된 자속은 페라이트 코아(12)의 원주 끝부분에 접속되어 주위공간에 자장을 형성한다.When the alternating current Ei flows through the
이 자장내에 어떤 물질이 놓이게되면, 그 물질의 투자율(μ)에 따라 자장의 세기가 변화하고 자장의 세기가 변화하면, 여자코일(13)의 자기 인덕턴스(L)가 변하게 된다.When a substance is placed in this magnetic field, the magnetic inductance L of the
고로(1)에 장입되는 철광석(2)은 강자성체이며 코크스(3)는 약자성체로 이들이 층상으로 장입되고 있다. 이들 장입물(2)(3)은 고로(1) 상부에서 하부로 이동하므로 수직으로 고정된 비자성 특수강관(6) 내부에 설치된 검출기(12)(13)의 수평방향으로 형성된 자장을 스쳐가게 된다.Iron ore (2) charged in the blast furnace (1) is a ferromagnetic material, coke (3) is a weak magnetic material they are charged in a layered. These charges (2) and (3) move from the upper part of the blast furnace (1) to the lower part so as to pass through the magnetic field formed in the horizontal direction of the detector (12) (13) installed inside the vertically fixed nonmagnetic special steel pipe (6). do.
이때 페라이트 코아(12)에 감겨있는 여자코일(13)의 인덕턴스(L)는At this time, the inductance (L) of the
의 관계가 있다.There is a relationship.
여기서,here,
K : 계수K: coefficient
N : 코일(13)의 권수N: number of turns of
A : 페라이트 코아(12)의 단면적[m2]A: cross sectional area of the ferrite core 12 [m 2 ]
l : 평균자로(m)l: mean (m)
μ : 투자율(μo, μs)μ: Permeability (μo, μs)
또한 K, A, N, l은 일정하므로 이들을 묶어서 K로 표시하면,Also, K, A, N, and l are constant, so if you group them together and mark them as K,
L=K (2)L = K (2)
로 나타낼 수 있다.It can be represented as.
이것은 코일(13)의 인덕탄스(L)의 변화는 장입물(2)(3)의 투자율 변화를 의미한다.This means that the change in the inductance L of the
따라서 여자코일(13)의 인덕탄스(L)변화량이 케이블(9)를 통해 전자측정장치(10)로 전송된 후 이곳에서 전압 또는 전류로 변환되어 출력되어 다점기록장치(11)에서 출력이 기록된다.Therefore, the amount of change in inductance (L) of the
한편 상기한 바와같이 페라이트 코아(12)는 원주끝 부분이 점점 얇아지는 구조로 되어 있으므로 원주 끝부분이 높은 자속밀도를 갖게되고 페라이트 코아(12) 주위의 수평방향으로 지향성이 큰 자장을 형성하게 된다.Meanwhile, as described above, the
실제로 페라이트 코아(12) 원주 끝부분의 높이를 10mm로 했을경우 수직관(6)의 두께 등으로 장입물에 유효하게 작용하는 자장의 폭은 5mm정도가 된다.In fact, when the height of the circumferential end of the
따라서 유효장치속에 놓이게 된 물질만이 코일(13)에 영향을 주게되므로 철광석(2)과 코크스(3)가 층별 됐을때 이들의 분해능을 5mm 이하로 낮출수 있게 된다.Therefore, only the material placed in the effective device affects the
제3도는 본 발명의 장치를 사용하여 측정한 결과의 예로서, 제3(a)도면의 좌측그래프는 상부 검출기(7)에 의한 검출결과를, 우측그래프는 하부 검출기(8)에 의한 검출결과를 나타내고 있으며, 장입물의 강하속도를 구할 수 있음을 보여주고 이는 아래에서 설명키로 한다.3 is an example of the results measured using the apparatus of the present invention, in which the left graph in FIG. 3 (a) shows the detection result by the
한편 제3(b)도면은 철광석층(2), 혼합층(4), 코크스층(3)을 보이고 있는데 혼합층의 피이크 높이(Peak height)는 혼합정도에 비례하는데 이 역시 아래에서 설명키로 한다.Meanwhile, the third (b) drawing shows the
제4도에서 제9도까지 전자장치(10)의 상세설명도이며 각부 기능은 다음과 같다. 제4도는 여자코일(13)의 장입물 투자율에 따른 출력전압변화분(△E)은 아래식의 관계가 있다.4 to 9 illustrate the
(3) (3)
△E : 코일(13)의 임피던스 변화에 의한 출력전압[V]ΔE: Output voltage [V] due to change in impedance of
Ei : 교번전류[A]Ei: Alternating current [A]
X : DUMMY COIL 임피던스[Ω]X: DUMMY COIL Impedance [Ω]
R : 코일(13)의 저항성분 변화분[Ω]R: change in resistance component of the coil 13 [Ω]
X : 코일(13)의 임피던스 변화분[Ω]X: change in impedance of coil 13 [Ω]
따라서 출력전압(△E)는 허수부의 변화에 대해서는 와동상(同相)이 되고, 실수부 변화에 대해서는 와 90위상이 다르다.Therefore, the output voltage DELTA E changes in the imaginary part Becomes the vortex phase and changes in the real part For, the phases of and 90 are different.
이상으로부타 허수의 변화에 의한 신호를 취출하기 위해 제5도와 같은 위상 변별회로를 쓰고 있다.The change of the imaginary number above A phase discriminating circuit as shown in FIG.
위상 변별회로의 동작파형은 제6도와 같다.The operation waveform of the phase discrimination circuit is shown in FIG.
위상 변별회로의 출력전압(E)는 허수부의 변화에 대해서는 DC분이 생기지만 실수부의 변화에 대해서는 DC분이 생기지 않는다. 따라서 코일(13)의 저항이나 케이블(9)의 저항이 온도 등에 의해 변하더라도 온도에 의한 영향(DRIFT)을 방지하게 되고 유효성부(△X)만 얻게 된다.The output voltage E of the phase discrimination circuit changes in the imaginary part DC portion is generated but the change of real part DC does not occur for. Therefore, even if the resistance of the
제7도는 본 발명의 전자측정장치(10)의 상세한 구성을 보인 것이며 그 동작은 다음과 같다. 장입물의 투자율(μ)을 측정하기 위한 검출코일(7)(8)등은 브릿지회로(14)에 각각 연결된다.7 shows a detailed configuration of the
이 브릿지회로(14)는 검출코일(7)(8)이 임피던스변화(R, X)를 전압신호로 변환하기 위해, 발진기(15)로부터 교번전류(Ei)를 공급받고, 검출코일(13)주위에 코크스(3)가 놓일때 평형이 되도록 브릿지저항(R, X')을 조정한다. 임피던스 변화분전압(E)은 위상 변별회로(17)로 들어가 발진기(15)에 동기된 이상기(16) 출력(ψ1)에 의해 검출코일의 인덕탄스 변화분(X)만 전압(E)으로 취출된다. (제5도, 제6도)이 출력(E)은 증폭기(18)에서 증폭, 평활되어 DC 전압형태(Sn)로 출력되어 기록장치(11)에 입력되거나 연산회로(19)들어가 장입물의 두께(광석층=Tc, 코크스=Tc) 및 장입물의 강하속도(V)를 계산하게 되는데 구체적인 계산원리는 다음과 같다.The
제8도는 본 발명의 장치를 사용하여 측정한 결과의 예이다.8 is an example of the results measured using the apparatus of the present invention.
상부 검출기(7)와 하부 검출기(8)는 일정한 거리(L)를 두고 동일한 특수강관(6)에 고정되어 있기 때문에 상부 검출기(7)에서 검출된 출력(SI)은 장입물 강하의 속도변화에 다른 시간차(t)후에 하부 검출기(8)의 출력(S2)으로 나타난다.Since the
이러한 검출기 출력(S1), (S2)들은 연산회로(19)에 입력되어 장입물의 두께(To, Tc) 및 장입물 강하속도(V)를 계산하게 된다.These detector outputs S1 and S2 are input to the
제9도는 연산회로(19)를 기능별로 나타낸 것인데 그 작용은 다음과 같다.9 shows the
신호판별기(21)에 들어온 검출기출력(S1), (S2)은 상승() 또는 하강()상태가 판별되어, 상태가 변화는 시점의 펄스(D1, D2, D1, D2')을 만든다. 상부 검출기출력(S1)이 코크스→철광석으로 바뀔때()발생하는 상태펄스(D1)는 스케일러 카운터(22)(26)을 개시(START)시키고(23)을 리셋(RESET)시킨다. 그리고 철광석→코크스로 바뀔때( )발생되는 펄스(D2)는 스케일러 카운터(22)을 정지시키고 (26)을 개시시킨다. 그리고 하부 검출기출력(S2)이 코크스→철광석 상태펄스(D1'에 의해 스케일러카운터(26)을 리셋시킨다.Detector outputs S1 and S2 entering the
이상과 같은 과정으로 장입물의 두께(To, Tc)가 측정되며, (26)의 스케일러 카운터 값(t)은 장입물 강하속도 계산회로(27)에 입력되어 상, 하부 검출기(7)(8)의 거리(L)를 (26)의 값(t)로 나누어 장입물 강하속도(V)를 계산한다.Through the above process, the thickness of the charges (To, Tc) is measured, the scale counter value (t) of (26) is input to the charge
한편 장입물(2), (3)의 투자율(μ)에 따른 코일(13)의 인덕탄스변화(L)를 취출, 증폭해서 DC전압(S1, S2등)으로 측정하고 있다. 100% 철광석일 경우 최대가 되며, 100% 코크스인 경우 최소가 된다. 따라서 혼합비를 알고있는 철광석/코크스를 이용하여 검출기출력(S1),(S2)등과 혼합비와의 상광계수를 미리 구해놓음으로서 측정된 검출기출력(S1),(S2)등으로부터 혼합비를 구할 수 있게 된다.On the other hand, the inductance change (L) of the
이상과 같은 본 발명의 측정장치에 의하여, 고로 장입물의 상층의 분포상태를 명확히 진단할 수 있기 때문에 고로조업시에 적절한 조치가 가능하다. 예를들면 퐁량제어, 장입물제어 등을 할수 있어 안정된 고로조업이 가능하다. 예를들어 노벽에 광석층 두께가 두껍게 나타나든지 강하속도가 느리게되면 다음 광석을 장입할때 광석층두께를 상대적으로 로중심이 두껍게하고 코크스는 상대적으로 벽쪽이 두껍게 장입물 분포제어를 하거나 로하부의 풍구에서 로벽쪽으로 풍량이 많게하여 로벽쪽의 광석환원을 촉진함으로써 노벽의 강하속도를 촉진하여 장입물의 강하거동을 조정하게 된다.According to the measuring apparatus of the present invention as described above, since the distribution state of the upper layer of the blast furnace charge can be clearly diagnosed, appropriate measures are possible in the operation of the blast furnace. For example, it is possible to control the amount of follicles and to control the charging, so that stable blast furnace operation is possible. For example, if the thickness of the ore layer is thick on the furnace wall, or if the descent speed is slow, the ore thickness is relatively thick when the next ore is charged, and the coke is relatively thick on the wall. By increasing the air volume toward the furnace wall to promote ore reduction on the furnace wall, the descent speed of the furnace wall is accelerated to adjust the descent behavior of the charge.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019830005139A KR860000020B1 (en) | 1983-10-29 | 1983-10-29 | Measuring device of velocity and thickness |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1019830005139A KR860000020B1 (en) | 1983-10-29 | 1983-10-29 | Measuring device of velocity and thickness |
Publications (2)
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KR850003234A KR850003234A (en) | 1985-06-13 |
KR860000020B1 true KR860000020B1 (en) | 1986-01-30 |
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Family Applications (1)
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- 1983-10-29 KR KR1019830005139A patent/KR860000020B1/en not_active IP Right Cessation
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