WO2020096158A1 - 스크랩 밀도를 이용한 전기로 조업방법 - Google Patents

스크랩 밀도를 이용한 전기로 조업방법 Download PDF

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WO2020096158A1
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WO
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scrap
density
electric furnace
variable
result data
Prior art date
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PCT/KR2019/007702
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이왕하
박정혁
심정연
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에이블맥스(주)
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    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
    • C21C5/527—Charging of the electric furnace
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Definitions

  • the present invention relates to a method for operating an electric furnace, and, in particular, by using a new variable called scrap density to big data and utilizing the correlation between the operation variable and the operation result data, the same operation conditions without increasing the scrap pre-processing cost. It relates to a method of operating an electric furnace using scrap density that can maximize operation results such as real-time rate and power control.
  • scraps are selectively loaded into the electric furnace once or twice or more to work.
  • the scrap is recovered from various wastes, and is loaded and used in a scrap yard without knowing the detailed history of its type, quantity, etc.
  • the management level is not constant.
  • the use of charging according to weight is also frequently used to increase the weight by compressing other foreign substances between scraps.
  • scrap management is particularly important when operating an electric furnace is that there is a large difference in the molten metal temperature, the temperature at which the steel is fed, and the real rate even when the same amount of power, auxiliary materials, and oxygen are added depending on the quality of the scrap.
  • the object of the present invention is to use the scrap density as a new variable, and make big data of the correlation between the operation variable and the operation result data accordingly, and utilize the same, real rate and power control in the same operation condition without increasing the scrap pre-processing cost.
  • the object of the present invention is to provide a method for operating an electric furnace using scrap density capable of maximizing operation results.
  • the above object in an electric furnace operating method, (a) measuring the density of the charged scrap; (b) accumulating and storing operation variables and operation result data according to operation results when the scrap is charged based on the density; (c) evaluating the result data to derive an optimal operation variable according to the density of the scrap; (d) performing an operation with the optimum operation variable corresponding to the density of the scrap to be loaded; it is achieved by an electric furnace operation method using the scrap density comprising a.
  • the weight of the scrap is measured by a loader or a basket for loading the scrap, and the volume of the scrap can be measured by using the loader or basket, or a 3D scanner or a 3D range finder installed inside the furnace. have.
  • the operation variable includes one or more of the amount of power, the amount of auxiliary materials, or the amount of oxygen input during operation of the electric furnace, and the result data may include one or more of the molten metal temperature, the temperature at which the steel is discharged, or the real rate.
  • step (c) includes the step of deriving the operation variable corresponding to the result data corresponding to the summed value by assigning a preset weight to each variable of the result data as the optimum operation variable can do.
  • the step (c) further includes the step of making the scrap density corresponding to the optimal operation variable representing the optimum result data among the density of the scraps within a set range as a representative density, and the step (d) is the representative.
  • the method may further include applying the optimal operation parameter corresponding to density.
  • the operation is performed with the optimal operation variable opt1 corresponding to the density of the scrap, and the updated operation variable and result data are updated and stored in correspondence with the scrap density, Deriving an updated operation variable (opt2) with respect to the updated result data, updating an optimum operation variable in preparation for the updated operation variable (opt2) and the optimum operation variable (opt1), and It may further include the step of performing the operation with the optimal operation variable (opt1).
  • the scrap density as a new variable, the correlation between the operation variable and the operation result data according to the big data and utilizing it, the same operation without increasing the scrap pre-processing cost Under conditions, operation results such as real rate and power control can be maximized.
  • FIG. 2 is a flowchart of a method for operating an electric furnace using scrap density according to another embodiment of the present invention.
  • the electric furnace operating method using a scrap density (a) measuring the density of the charged scrap, and (b) the charged scrap based on the density Accumulating and storing the operation variable and the result data according to the operation result during operation of the operation; (c) evaluating the result data to derive an optimal operation variable according to the density; (d) performing the operation with the optimal operation variable in response to the density of the scrap to be loaded.
  • the weight (weight) of the scrap may be measured, for example, using a magnetic (or forceps) lifting the scrap loaded in the scrap yard, and a basket (or ladle) that transports the scrap by electricity. ).
  • the volume of the scrap may be measured, for example, using a measuring device such as a 3D scanner or a 3D range finder in a state in which the scrap is placed in a basket or transported, and electricity is charged in a state charged in an electric furnace. It can also be measured using a measuring device mounted on the top of the furnace.
  • a measuring device such as a 3D scanner or a 3D range finder in a state in which the scrap is placed in a basket or transported, and electricity is charged in a state charged in an electric furnace. It can also be measured using a measuring device mounted on the top of the furnace.
  • the weight and volume of the added scrap are measured before being charged to the electric furnace.
  • the step (b) is a step of accumulating and storing operation variables and result data according to the operation result when operating the scrap, which is loaded based on the measured density of the scrap.
  • step (c) may be performed.
  • the operation variable may be provided, for example, as an amount of power input, an amount of auxiliary raw material, or oxygen input when operating electricity, and may include any one or more of these, and add various operation variables as necessary. Of course you can.
  • result data may be provided, for example, at a molten metal temperature, a temperature at which the steel is exposed, or a real rate. Similarly, any one or two or more of these may be included, and various result data may be added as necessary.
  • Step (c) evaluates the result data to derive an optimal operation variable according to the density of the scrap.
  • the step of deriving the optimal operation variable may include, for example, the operation variable corresponding to the result data corresponding to the highest value summed by assigning a preset weight to each variable of the result data, and the optimum operation variable.
  • the optimal operation variable may include, for example, the operation variable corresponding to the result data corresponding to the highest value summed by assigning a preset weight to each variable of the result data, and the optimum operation variable.
  • Step (d) is a step of performing the operation with the optimal operation variable in correspondence with the density of the scrap to be loaded.
  • the operation can be performed by applying an operation parameter of the density of the scrap corresponding to the highest result data among the result data for the adjacent scrap density in the existing database.
  • step (c) further includes the step of making the scrap density corresponding to the optimal operation variable representing the optimum result data among the density of the scraps within the range set in step as a representative density, in this case, step (d). May apply the optimal operation variable corresponding to the representative density.
  • step (d) referring to FIG. 2, the step (d-1) of performing the operation with the optimal operation variable (opt1) corresponding to the density of the scrap, and the performed operation variable and result data Updating and storing in response to the scrap density (d-2), deriving an updated operation variable (opt2) for the updated result data (d-3), and an updated operation variable (opt2) And updating the optimal operation variable in preparation for the optimal operation variable (opt1) (d-4, d-5), and further performing the operation with the updated optimal operation variable (opt1). have.
  • the optimal operation variable is continuously updated by additionally storing result data corresponding to the highest value.
  • the electric furnace operating method using the scrap density according to the present invention by using the scrap density as a new variable, the correlation between the operation variable and the operation result data according to the big data and utilizing it, without increasing the pre-scrap cost Under the same operating conditions, it is possible to maximize the operation result such as real rate and power control.

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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
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.
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.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

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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