KR100340571B1 - 벨-레스 고로 장입차지의 거동예측장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 벨-레스 고로의 장입에 있어서 고로 내부에 투입된 140여 차지수에 대한 장입물의 강하하는 추이를 예측하고 고로내부에 체류하고 있는 장입물의 강하위치 및 장입차지의 풍구 도달시간을 정량적으로 예측하여 화면표시함으로써, 조업자의 오장입과 외란요인에 의한 조업 액션시기를 정확하게 결정할 수 있도록 한 벨-레스 고로 장입차지의 거동예측장치 및 그방법에 관한 것으로, 종래에는 정확한 장입물의 추적관리가 불가하여 조업자 경험에 의한 감각적 판단에 의존하였으나, 본 발명의 수식모델 6단계를 통하여 산출된 데이터를 시스템화를 통하여 장입물의 강하 위치 판단, 노내 체류 차지수, 장입차지의 풍구 도달시간 예측등을 정량화하여 조업자 인식할수 있도록함으로서, 장입물의 정확한 진행 및 추적관리 용이, 노열 발란스(BALANCE)조정 액션(ACTION)을 위한 증,감광판단 용이, 노황 변화의 예측, 장입물강하 속도 판단, 오장입시의 연, 원료 수급 발란스(BALANCE)관리 용이함등으로 고로 조업시 조업자에게 다수의 효과를 가져다주는 잇점이 있는 것이다.

Description

벨-레스 고로 장입차지의 거동예측장치 및 그방법
본 발명은 벨-레스 고로 장입차지의 거동예측장치 및 그방법에 관한 것으로, 특히 벨-레스 고로의 장입에 있어서 고로 내부에 투입된 140여 차지수에 대한 장입물의 강하하는 추이를 예측하고 고로내부에 체류하고 있는 장입물의 강하위치 및 장입차지의 풍구 도달시간을 정량적으로 예측하여 화면표시함으로써, 조업자의 오장입과 외란요인에 의한 조업 액션시기를 정확하게 결정할 수 있도록 한 벨-레스 고로 장입차지의 거동예측장치 및 그방법에 관한 것이다.
일반적으로, 종래 벨-레스 고로의 입도별 장입방법에 대해서 간단히 설명하면, 코크스(coke)1차지(charge),대립광석 1차지, 소립광석 1차지를 모두합쳐 전체 1차지하고 하며, 이 전체1차지를 고로내부로 반복 장입하는데, 이와같은 장입과정은 원료 준비조에서 고로에 투입할 량만큼 평량과정을 통해 계측한후, 이 계측량에 따라 장입량을 노정 장입호퍼로 수입하여 장입준비를 하고, 용광로 내부의 연료 및 철광석이 존재하는 위치에서 장입물축적장치로부터 위치를 인식하여 1.0~1.2M기준으로 다음 장입을 반복수행하여 장입된 량이 장입기준선(12)에 도달하면, 이를 리사이클링(RECYCLING)하여 1일 140여회 장입을 수행하고 있다.
상기한 코크스와 대립광석 및 소립광석으로 이루어진 장입된 장입물에 있어서, 고로 하부에 원주방향으로 설치된 다수의 풍구(대략, 34개)를 통해 고온의 열풍(1200℃)을 불어 넣음으로서 환원반응을 통해 상기 장입물인 철광석이 용해되어 작업자가 출선구를 개방시킴으로서 고로 외부로 배출된다.
이와같은 종래 벨-레스 고로의 입도별 장입방법에 있어서, 140여 차지를 장입하는 과정에서는 생산공정, 고로내부에 연, 원료를 투입하는 원료의 수송공정, 장입공정등의 이상으로 인하여, 고로에서 원하는 연, 원료의 량보다 적게 투입되거나 과다하게 투입되었을 경우에는 부족한 량만큼의 원료, 즉 코크스(COKE)를 더 보상하여 투입하여야 하고, 또한 광석이 적게 오장입 되었을 경우에는 용선량이 적어지므로 오장입 된만큼의 량을 추가로 보상하여야 하는 등과 같이, 종래에는 조업액션(ACTION)을 실시함에 있어 객관적으로 판단하기 어려운 문제점이 있었던 것이다.
또한, 장입차지수가 고로내부에서 어느부위에 위치하고 있으며, 용선으로 배출이 어느시점에 되는지등과 같은 고로내부의 조업상황을 직접 육안으로 관찰할 수 있는 정량적이면서 객관적인 방법이 없는 관계로, 이와같은 조업상의 조건들로 인하여 특정 장입차지(charge)수가 어느시점에 풍구에 도달하여서 용선화 되는지와 조업의 이상변화시 예측적인 해석하는데 어려움이 많았으며, 또한 장입물의 정량적인 추적관리가 불가능함으로서 오직 조업자의 경험에 의한 감각적인 판단에 의존할수 밖에 없는 문제점이 있었다.
또한, 고로내부에 투입된 장입물의 특정 차지(charge)가 어느위치에 도달했는지를 판단하는 방법으로는 개략적으로 1일 140여회의 장입 차지수가 결정되어 장입하게 되는데, 여기에서 장입시 오장입이라든가, 장입을 저해하는 외란요인들이 고려되지 않은 장입차지(charge)간 시간간격을 단순히 10분으로 일정하게 설정하고 1일 동안의 차지(charge)번호(NO)당 예상 차지(charge)시간을 수계산하는 것이기 때문에, 차지 속도가 빨라지고 있는지, 아니면 느려지고 있는지에 대해서만 대략적으로 판단하였으며, 이는 개략적으로 10분이라는 시간설정이 1일 연, 원료의 철광석이 노내부에 투입되어 노내 체류하여 있는 장입차지(charge)수, 풍구의 도달시간, 특정장입물의 강하위치등과 같은 변수들에 대한 판단이 전혀 고려되지 않은 개략적인 수작업에 의존하고 있는 문제점이 있었던 것이다..
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 따라서, 본 발명의 목적은 고로 내부에 투입된 140여 차지수에 대한 장입물의 강하하는 추이를 예측한후, 이에 따른 고로내부에 체류하고 있는 장입물의 강하위치 및 장입차지의 풍구 도달시간을 정량적으로 예측하여 화면표시하도록 한 벨-레스 고로 장입차지의 거동예측장치 및 그방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른목적은 조업자의 오장입과 외란요인에 의한 조업 액션시기를 정확하게 결정할 수 있도록 함으로서, 조업자의 오장입과 외란요인에 의한 조업액션시기를 정확하게 결정가능하여 노황안정을 도모하고 조업자의 조업감시를 보다 효과적으로 할수있어 생산성 향상을 꾀할 수 있는 벨-레스 고로 장입차지의 거동예측장치 및 그방법을 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 벨-레스 고로내부의 장입물 유효 내용적을 산출하기 위한 고로의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 고로내부에 장입된 장입물의 차지(charge)가 쌓여 강하되는 고로내부에 대한 모식 단면도이다.
도 3은 도 2의 장입물 장입순서에 의한 장입 1차지(charge)에 대한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 벨-레스 고로 장입차지의 거동예측장치에 대한 구성도이다.
도 5는 도 4의 화면표시장치에 표시되는 화면표시상태로서, 도 5A는 본 발명에 따라 1/110 고로 축소모형에 대해 장입물 차지(charge)의 전체 강하위치 표시도이고, 도 5B는 도 4의 노내장입 광석위치 예측방법을 통한 실시데이타 테이블이며, 도 5C는 본 발명에 따라 산출된 풍구도달 장입차지(charge)수와 노내 체류장입물 차지(charge)수를 보이는 테이블이다.
도 6은 본 발명에 따른 벨-레스 고로 장입차지의 거동예측방법을 보이는 플로우챠트이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
9 : 연화 융착대(連化 融着臺) 10 : 고로(高爐)
10-1 : 용선층(溶銑層) 10-2 : 슬라그(slag)층
11 : 풍구(風口) 12 : 장입기준선
13 : 장입물추적장치(SOUNDING) 13-1 : 추(weight)
16 : 출선구(tap hole) 20 : 대립 소결광층
21 : 코우크스 층 22 : 소결광석층
25 : 중심 코크스(coke) 26 : 장입물 1차지(charge)
30 : 장입물 강하방향 표시선 50 : 차지 이벤트 발생부
51 : 하위 레벨 컴퓨터 ECC : 전기신호 통신제어기
ICC : 계장컴퓨터 52 : 호스트 컴퓨터(HOST COMPUTER)
53 : 프로세스 컴퓨터(PROCESS COMPUTER) 54 : 화면출력장치
55 : 로깅 프린터(LOGGING PRINTER)
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로써, 본 발명의 장치는 고로 상부에 설치되어 장입물레벨을 측정하는 장입물추적장치를 포함하는 벨-레스 고로 장입차지의 거동예측장치에 있어서, 차지이벤트 발생시점데이타 및 장입물에 대한 평량데이타와, 고로데이타, 연,원료에 대한 데이타를 포함하는 조업데이타를 하위레벨컴퓨터로 제공하는 차지 이벤트 발생부; 상기 차지 이벤트 발생부로부터의 각종데이타를 프로세스 컴퓨터로 전송함과 동시에, 상기 장입물추적장치(13)로부터의 장입물레벨 검출신호를 디지탈데이타로 변환시켜 프로세스 컴퓨터로 전송하는 하위레벨컴퓨터; 소결공정(고로공정의 전(前)공정)의 장입 연, 원료의 성상 데이타를 프로세스 컴퓨터로 전송하는 호스트컴퓨터; 상기 하위레벨컴퓨터로부터 전송된 차지 이벤트(EVENT) 발생시점부터 동작을 수행하여, 사전에 내장된 고로 장입차지에 대한 거동예측방법에 따라, 고로내부의 총 체적, 기준 유효 내용적, 각 장입차지별 체적, 기준 유효 장입물 내용적에서의 각 차지 길이, 차지장입시 풍구까지의 도달시간을 각각 순차로 구한후, 이후 축소된 고로모형에 장입물 차지의 전체 차지에 대한 강하위치를 표시하여 디스플레이되도록 제어함과 동시에, 고로내 장입 광석위치 예측데이타, 풍구도달 장입차지수와 노내 체류장입물 차지수를 디스플레이하도록 제어하는 프로세스 컴퓨터; 상기 프로세스 컴퓨터의 제어에 따라 고로 장입차지의 거동예측한 데이타를 화면출력하는 화면출력장치; 를 구비함을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 다른 기술적인 수단으로써, 본 발명의 방법은 벨-레스 고로 장입차지의 거동예측방법에 있어서, 고로상부의 장입기준선에서 고로의 풍구 상부까지의 사전에 설정한 각 구간별 체적으로 상기 고로내부의 총 체적을 구하는 제1단계; 상기 총 체적에서 장입물 추적장치에 의해 측정된 범위의 공간을 제외하여 고로내부의 장입물에 대한 기준 유효 내용적을 구하는 제2단계; 상기 고로내부의 기준 유효 내용적내에 존재가능한 각 장입차지별 체적을 구하는 제3단계; 상기 각 장입차지별의 체적에 따른 기준 유효 내용적에서의 길이를 산출하고, 장입 차지번호에 대해 장입 기준선으로부터 해당 차지길이 만큼의 간격으로 차지의 위치를 구분하여 상기 장입물 기준 유효 내용적에서의 각 차지의 길이를 산출하는 제4단계; 상기 고로내부의 상부에 장입된 광석에 대해 최근 3차지 장입물의 평균강하시간을 정량적으로 산출한후, 장입물의 가장 최근차지가 장입되었을시 반용융상태로의 풍구상부까지 도달하는 시간을 산출하는 제5단계; 상기 제1단계에서 제5단계를 통해서, 고로내부에 체류하는 장입물의 차지수와, 차지별 장입물 강하 위치와, 풍구선까지의 시간예측을 각각 연산한후에, 고로 축소모형에 대해 장입물 차지의 전체 강하위치, 노내장입 광석위치 예측방법을 통한 실시데이타, 풍구도달 장입차지수와 노내 체류장입물 차지수를 보이는 데이타등의 예측데이타를 화면출력장치로 최종 디스플레이하는 제6단계; 로 이루어짐을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 벨-레스 고로 장입차지의 거동예측장치에 대해서 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 벨-레스 고로내부의 장입물 유효 내용적을 산출하기 위한 고로의 단면도이고, 도 1에서는 하기에 설명될 고로내부의 장입물 유효 내용적(RVV)을 설명하기 위해 고로(10)내부를 상부에 도시된 장입기준선(12)에서부터 풍구(11)까지를 구분함에 대한 도면이며, 또한 도 1의 고로(10)의 상부 소정부위에는 장입물 추적장치(13)가 설치되어 있다.
도 2는 본 발명의 고로내부에 장입된 장입물의 차지(charge)가 쌓여 강하되는 고로내부에 대한 모식 단면도이고, 도 3은 도 2의 장입물 장입순서에 의한 장입 1차지(charge)에 대한 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 벨-레스 고로 장입차지의 거동예측장치에 대한 구성도이다.
도 1에서 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 벨-레스 고로 장입차지의 거동예측장치는 고로(10) 상부에 설치되어 장입물레벨을 측정하는 장입물추적장치(13)와, 차지이벤트 발생시점데이타 및 장입물에 대한 평량데이타와, 고로데이타, 연,원료에 대한 데이타를 포함하는 조업데이타를 하위레벨컴퓨터(15)로 제공하는 차지 이벤트 발생부(50)와, 상기 차지 이벤트 발생부(50)로부터의 각종데이타를 프로세스 컴퓨터로 전송함과 동시에, 상기 장입물추적장치(13)로부터의 장입물레벨 검출신호를 디지탈데이타로 변환시켜 프로세스 컴퓨터로 전송하는 하위레벨컴퓨터(15)와, 소결공정(고로공정의 전(前)공정)의 장입 연, 원료의 성상 데이타를 프로세스 컴퓨터로 전송하는 호스트컴퓨터(52)와, 상기 하위레벨컴퓨터(15)로부터 전송된 차지 이벤트(EVENT) 발생시점부터 동작을 수행하여, 사전에 내장된 고로 장입차지에 대한 거동예측방법에 따라, 고로내부의 총 체적(VVV), 기준 유효 내용적(RVV), 각 장입차지별 체적(CV), 기준 유효 장입물 내용적에서의 각 차지 길이(CL), 차지장입시 풍구까지의 도달시간(RT)을 각각 순차로 구한후, 이후 축소된 고로모형에 장입물 차지의 전체 차지에 대한 강하위치를 표시하여 디스플레이되도록 제어함과 동시에, 고로내 장입 광석위치 예측데이타, 풍구도달 장입차지(charge)수와 노내 체류장입물 차지(charge)수를 디스플레이하도록 제어하는 프로세스 컴퓨터(53), 그리고 상기 프로세스 컴퓨터(53)의 제어에 따라 고로 장입차지의 거동예측한 데이타를 화면출력하는 화면출력장치(54)로 구성한다.
상기 하위레벨컴퓨터(15)는 상기 차지 이벤트 발생부(50)로부터의 평량과정을 통한 평량데이타를 상기 프로세스 컴퓨터(53)로 전송하는 전기신호 통신제어기(ECC)와, 상기 차지 이벤트 발생부(50)로부터의 고로데이타, 연,원료에 대한 데이타를 포함하는 조업데이타를 상기 프로세스 컴퓨터(53)로 전송함과 동시에, 상기 장입물추적장치(13)로부터의 장입물레벨 검출신호를 디지탈데이타로 변환시켜 프로세스 컴퓨터(53)로 전송하는 계장컴퓨터(ICC)를 포함한다.
상기 화면출력장치(54)는 CRT와 같은 화상을 출력할 수 있는 장치이며, 상기한 벨-레스 고로 장입차지의 거동예측장치는 또한 상기 화면출력장치(54)에 출력된 내용을 프린팅할 수 있는 로깅프린터(logging printer)를 더 포함한다.
도 5는 도 4의 화면표시장치에 표시되는 화면표시상태로서, 도 5A는 본 발명에 따라 1/110 고로 축소모형에 대해 장입물 차지(charge)의 전체 강하위치 표시도이고, 도 5B는 도 4의 노내장입 광석위치 예측방법을 통한 실시데이타 테이블이며, 도 5C는 본 발명에 따라 산출된 풍구도달 장입차지(charge)수와 노내 체류장입물 차지(charge)수를 보이는 테이블이다. 그리고, 도 6은 본 발명에 따른 벨-레스 고로 장입차지의 거동예측방법을 보이는 플로우챠트이다.
이와같이 구성된 본 발명에 따른 동작을 첨부도면에 의거하여 하기에 상세히 설명한다.
도 1에서 도 6을 참조하여 본 발명을 설명함에 있어서, 먼저, 도 1을 참조하면, 도 1에서는 하기에 설명될 고로내부의 장입물 유효 내용적(RVV)을 설명하기 위해 고로(10)내부를 상부에 도시된 장입기준선(12)에서부터 풍구(11)까지를 각각 구분하고 있으며, 또한 도 1의 고로(10)의 상부 소정부위에 설치된 장입물 추적장치(13)는 고로(10)에 장입되는 장입물에 대한 장입레벨을 검출하여 하위레벨컴퓨터(15)로 제공한다.
도 2를 참조하면, 고로(10)내부에 대략 연화융착대(9)에서 장입기준선(12)까지 장입차지가 장입된후 이 장입 차지가 연화융착대(9)에서의 연소반응에 의해서 용선으로 생성됨에 따라, 장입차지가 아랫방향으로 강하되는 모습을 보이는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 고로(10)내부에 장입되는 차지(CHARGE)에 대해 설명하기 위한 도면으로, 각 하나의 원료층을 1차지 원료라 할때, 코크스(coke) 1차지, 대립광석 1차지, 소립광석 1차지가 반복해서 고로(10)내부로 장입되는데, 이때 상기 코크스(coke) 1차지, 대립광석 1차지, 소립광석 1차지를 합쳐 1차지하고 한다. 이 전체1차지를 고로(10) 내부로 반복 장입하는데, 이와같은 장입과정은 원료 준비조에서 고로에 투입할 량만큼 평량과정을 통해 계측한후, 이 계측량에 따라 장입량을 노정 장입호퍼로 수입하여 장입준비를 하고, 용광로 내부의 연료 및 철광석이 존재하는 위치에서 장입물축적장치(13)에서 장입위치를 인식하여 1.0~1.2M기준으로 다음 장입을 반복수행하여 장입된 량이 장입기준선(12)에 도달하면, 이를 리사이클링(RECYCLING)하여 1일 140여회 장입을 수행하고 있다.
상기한 코크스와 대립광석 및 소립광석으로 이루어진 장입된 장입물에 있어서, 고로 하부에 원주방향으로 설치된 다수의 풍구(대략, 34개)를 통해 고온의 열풍(1200℃)을 불어 넣음으로서 환원반응(또는 연소반응)을 통해 상기 장입물인 철광석이 용해되어 작업자가 출선구를 개방시킴으로서 생산되는 용선이 고로 외부로 배출된다.
이와같은 고로공정 과정에서, 본 발명에 따른 벨-레스 고로 장입차지에 대한 거동 예측에 대해서 본 발명에 따른 장치의 동작에 대해 설명한후 프로세스 컴퓨터에 의해 수행되는 장입차지 거동예측에 대해 제1단계에서 제6단계까지를 하기에 구체적으로 설명한다.
먼저, 도 4를 참조하면, 차지 이벤트 발생부(50)에서는 평량과정을 통한 평량데이타와, 고로상부의 반지름(γ)을 포함하는 고로데이타, 연,원료에 관한 데이타를 포함하는 조업데이타를 하위레벨컴퓨터(15)로 제공하고, 하위레벨컴퓨터(15)의 계장컴퓨터(ICC)는 차지 이벤트 발생부(50)로부터의 조업데이타를 프로세스 컴퓨터(53)로 전송함과 동시에, 상기 장입물추적장치(13)로부터의 장입신호를 디지탈데이타로 변환시킨후 프로세스 컴퓨터(53)로 전송한다. 또한 상기 하위레벨컴퓨터(15)의 전기신호통신제어기(ECC)는 상기 차지 이벤트 발생부(50)로부터의 평량데이타를 프로세스 컴퓨터(53)로 전송한다.
그리고, 호스트 컴퓨터(52)는 소결공정(고로공정의 전(前)공정)의 장입 연, 원료의 성상 데이타(입도;-10mm, Sl, RDI, W-DI)를 프로세스 컴퓨터(53)로 전송한다.
상기 프로세스 컴퓨터(53)는 상기 하위레벨컴퓨터(15)와 호스트 컴퓨터(52)로부터 전송받은 데이타를 참조하고, 사전에 내장된 프로그램에 따라 하기와 같은 장입차지 거동을 예측하고, 예측결과를 도 5에 도시한 바와같이 화면출력한다. 이에따라, 조압자가 화면출력장치(54)에서 장입된 연, 원료를 중심으로 고로 노황의 이상 징후시 비교할수 있도록 하였다.
상기 프로세스 컴퓨터(53)는 전송된 차지 이벤트 발생시점으로부터 가장 가까운 3차지의 평균 강하속도를 산출하고, 하위 레벨 컴퓨터(51)로부터 수집되어진 장입레벨(STOCK LEVEL)위치 까지의 체적을 계산후, 총 체적에서 뺀(-) 나머지 기준 유효 내용적(RVV)을 산출하고, 상기 하위 레벨 컴퓨터(51)로부터 수집된 장입이 실시된 연, 원료의 무게치를 통해 각 장입 차지의 길이(CL)를 산출한다.
특히, 상기 프로세스 컴퓨터(53)는 총 40 차지 이벤트 발생시점, 차지당 체적 산출분을 보관하고, 기준 유효내용적에 들어갈수 있는 장입된 차지체적들의 합을 통하여 고로내 체류 차지수를 판정하여 도 5C에 도시한 바와같이 도표에 나타낸다.
또한, 이전 장입된 3차지를 평균 장입물 강하 속도 산출을 통해 장입 차지의 풍구(11)도달시간을 산출하고, 장입된 차지번호별 체적에 의한 노내 직하 방향으로의 길이를 계산하여 강하위치를 순서에 의해 도 5A에 도시한 바와같이 화면출력장치(54)로 고로 축소 모형에 디스플레이하고, 도 5B에 도시한 바와같이 각 데이타를 테이블형태로 나타날 수 있도록하여 조업자가 노황의 이상징후시를 판단할 수 있게 된다.
도 6을 참조하면, 제1단계(61)에서는 고로내 장입광석 차지의 강하된 위치 인식을 위하여, 고로내에 장입된 장입 차지의 이벤트 발생시에 노열의 액션(Action)의 시간결정 및 조업중 노열을 예측하기 위해서 장입 차지의 노내 정확한 위치, 노내 체류 차지수, 고로 상부에서 장입되는 차지의 풍구까지 도달하기 위한 체공 시간 예측을 하기 위해서는 도 1에서 도시한 바와 같이 고로의 내부 구간별 체적이 일정하지 않기 때문에, 고로상부의 장입 기준선(12)에서 고로하부의 풍구(11)상부까지(광석이 반용융상태로 위치한곳)의 각 구간별(15-1~15-5) 정확한 총 체적(VVV)을 구하는데, 이는 하기 수학식1을 이용하며, 상기 15-1에서 15-5는 장입물 유효 체적(V1∼V5)에 해당하는 구간이다.
VVV(고로내부의총체적)=(V1+V2+V3+V4+V5)≒(3225m3)
제2단계(62)에서는 상기의 고로 내부 총 체적(working volum)에서 노 내부로 장입하기 위한 장입 차지의 기준이 되는 장입 기준선(12)(노내부의 장입물 최상단 표면)에서 장입물 추적장치(13)까지의 장입물위치 측정 공간부의 체적이 장입 특성에 따라 수시변화함으로서 이를 조건별로 구하여 총 체적(VVV)에서 장입물 추적장치(13)가 측정하는 범위의 공간을 제외한 노내 장입물 기준 유효 내용적(RVV)을 구하는EP, 이는 하기 수학식 2a,2b 및 2c를 이용한다.
하기 수학식2a는 현재 장입 기준선이 1.56M이하인 조건에 해당한다.
RVV=VVV-(πγ2SL)
여기서, -γ;고로 상부의 반지름(4.8M)
-SL;장입물 측정장치(sounging)에 의해 측정된 장입레벨(stock level)
하기 수학식2b는 현재 장입 기준선이 1.57~19.2M인 조건에 해당한다.
RVV=VVV-V1-(πγ2HX)
여기서, V1 : 고로 상부체적
γ : 고로상부의 반지름(4.8M)xX
(현재 장입 기준선이 1,57을 초과하는 경우 "V1"에서의 반지름 4.8M를 넘는 부분에 대한 반지름(12))
HX : "A"에서부터 직하 방향으로 Depth(12)
제3단계(63)에서는 상기 고로의 장입물 기준 유효 내용적(RVV)내에 존재할수 있는 장입 차지수를 산출하기 위해서, 각 장입 차지별 체적을 구하고 기준 유효 내용적(RVV)을 벗어날때까지 적산하게 되면 적산된 숫자가 노내 체류하고 있는 차지수가되는 노내에 장입된 각 장입 차지의 체적(CV)을 하기 수학식3에 의해 구한다.
여기서, CV : 차지체적(Charge Volume)
CB : 코크스 총량(Coke Total Base)
CG : 코크스 비중(Coke Gravity)
OB : 철광석 총량(Ore Total Base)
SR : 철광석중 SINTER가 차지하는 비율(Sinter Ratio)
SG : Sinter비중(Sinter Gravity)
OG : Ore비중(Ore Gravity)
100-SR : 철광석중 ORE가 차지하는 비율
다음으로, 제4단계(64)에서는 장입물 차지의 강하 위치 판단을 위해서 각 차지의 체적에 따라 기준유효 내용적에서 차지하는 범위가 각기 상이함으로서 각 차지의 체적에 따른 기준 유효 장입물의 내용적에의 길이를 산출하고 장입된 차지번호(31)에 대해 장입 기준선(12)으로부터 해당 차지길이 만큼의 간격으로 차지의 위치를 구분함으로서, 장입물의 강하위치를 판단하도록 하기위한 기준 유효 장입물 내용적(RVV)에서 각 차지의 길이(CL)를 하기 수학식4에 의해 산출한다.
여기서, CL : 각 차지의 길이(M)
BFL : 고로 상부에서 풍구까지의 거리(26.27M)
SL : 장입기준선(Stock level)(m)
CV : 각 차지 체적(m3)
제5단계(65)에서는 고로내부의 상부에 장입된 광석의 차지가 고로의 하단부인 풍구(11)(바람을 불어넣는 곳)에 도달하는 시간을 하기 수학식5에 의해 정량적으로 산출하고, 도 2에 도시한 장입물의 차지(T1)가 장입되었을시 반용융상태로의 풍구(11)상부까지 도달하는 시간(RT)을 하기 수학식6에 의해 산출한다.
여기서, T : 현재점을 기준으로 최근 3차지 장입물의 강하 평균속도
T1, T2, T3 : 최근 3차지 장입시간
여기서, T : 최근 3 차지 장입물 강하 평균속도
BFL : 고로 상부에서 풍구까지의 거리(26.27M)
SL : 장입기준선(m)
CL : 각 차지(charge)의 길이(M)
제6단계(66)에서는 상기 제1단계(61)에서 제5단계(65)를 통해서, 고로내부에 체류하는 장입물의 차지수와, 차지별 장입물 강하 위치와, 풍구선까지의 시간예측을 각각 연산한후에, 고로 축소모형에 대해 장입물 차지의 전체 강하위치, 노내장입 광석위치 예측방법을 통한 실시데이타, 풍구도달 장입차지수와 노내 체류장입물 차지수를 보이는 데이타등의 예측데이타를 도 5A,5B 및 5C에 도시한 바와같이 화면출력장치(54)로 최종 디스플레이(Display)한다.
상술한 바와같은 본 발명에 따르면, 판정된 장입물이 강하위치, 노내 장입물의 체류 차지수 및 장입 차지의 풍구 도달시간 예측결과는 도 5A에 도시된 바와같이 고로 축소 모형에 나타낼수 있게 하여 장입물의 강하위치와 장입물 성상에 따른 노황변화를 확인하고 예측할수 있는 특별한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 종래 정확한 장입물의 추적관리가 불가하여 조업자 경험에 의한 감각적 판단에 의존하였으나, 본 발명의 수식모델 6단계를 통하여 산출된 데이터를 시스템화를 통하여 장입물의 강하 위치 판단, 노내 체류 차지수, 장입차지의 풍구 도달시간 예측등을 정량화하여 조업자 인식할수 있도록함으로서, 장입물의 정확한 진행 및 추적관리 용이, 노열 발란스(BALANCE)조정 액션(ACTION)을 위한 증,감광판단 용이, 노황 변화의 예측, 장입물강하 속도 판단, 오장입시의 연, 원료 수급 발란스(BALANCE)관리 용이함등으로 고로 조업시 조업자에게 다수의 효과를 가져다주는 잇점이 있는 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 일실시예에 대한 설명에 불과하며, 본 발명은 그 구성의 범위내에서 다양한 변경 및 개조가 가능한다.

Claims (3)

  1. 고로(10) 상부에 설치되어 장입물레벨을 측정하는 장입물추적장치(13)를 포함하는 벨-레스 고로 장입차지의 거동예측장치에 있어서,
    차지이벤트 발생시점데이타 및 장입물에 대한 평량데이타와, 고로데이타, 연,원료에 대한 데이타를 포함하는 조업데이타를 하위레벨컴퓨터(15)로 제공하는 차지 이벤트 발생부(50);
    상기 차지 이벤트 발생부(50)로부터의 각종데이타를 프로세스 컴퓨터로 전송함과 동시에, 상기 장입물추적장치(13)로부터의 장입물레벨 검출신호를 디지탈데이타로 변환시켜 프로세스 컴퓨터로 전송하는 하위레벨컴퓨터(15);
    소결공정(고로공정의 전(前)공정)의 장입 연, 원료의 성상 데이타를 프로세스 컴퓨터로 전송하는 호스트컴퓨터(52);
    상기 하위레벨컴퓨터(15)로부터 전송된 차지 이벤트(EVENT) 발생시점부터 동작을 수행하여, 사전에 내장된 고로 장입차지에 대한 거동예측방법에 따라, 고로내부의 총 체적(VVV), 기분유효 내용적(RVV), 각 장입차지별 체적(CV), 기준 유효 장입물 내용적에서의 각 차지 길이(CL), 차지장입시 풍구까지의 도달시간(RT)을 각각 순차로 구한후, 이후 축소된 고로모형에 장입물 차지의 전체 차지에 대한 강하위치를 표시하여 디스플레이되도록 제어함과 동시에, 고로내 장입 광석위치 예측데이타, 풍구도달 장입차지(charge)수와 노내 체류장입물 차지(charge)수를 디스플레이하도록 제어하는 프로세스 컴퓨터(53);
    상기 프로세스 컴퓨터(53)의 제어에 따라 고로 장입차지의 거동예측한 데이타를 화면출력하는 화면출력장치(54); 를 구비함을 특징으로 하는 벨-레스 고로 장입차지의 거동예측장치.
  2. 벨-레스 고로 장입차지의 거동예측방법에 있어서,
    고로상부의 장입기준선(12)에서 고로(10)의 풍구(11) 상부까지의 사전에 설정한 각 구간(15-1~15-5)별 체적으로 상기 고로(10)내부의 총 체적(VVV)을 구하는 제1단계(61);
    상기 총 체적(VVV)에서 장입물 추적장치(13)에 의해 측정된 범위의 공간을 제외하여 고로내부의 장입물에 대한 기준 유효 내용적(RVV)을 구하는 제2단계(62);
    상기 고로내부의 기준 유효 내용적(RVV)내에 존재가능한 각 장입차지별 체적(CV)을 구하는 제3단계(63);
    상기 각 장입차지별의 체적(CV)에 따른 기준 유효 내용적(RVV)에서의 길이를 산출하고, 장입 차지번호(31)에 대해 장입 기준선(12)으로부터 해당 차지길이 만큼의 간격으로 차지의 위치를 구분하여 상기 장입물 기준 유효 내용적(RVV)에서의 각 차지의 길이(CL)를 산출하는 제4단계(64);
    상기 고로내부의 상부에 장입된 광석에 대해 최근 3차지 장입물의 평균강하시간(T)을 정량적으로 산출한후, 장입물의 가장 최근차지(T1)가 장입되었을시 반용융상태로의 풍구(11)상부까지 도달하는 시간(RT)을 산출하는 제5단계(65);
    상기 제1단계에서 제5단계를 통해서, 고로내부에 체류하는 장입물의 차지수와, 차지별 장입물 강하 위치와, 풍구선까지의 시간예측을 각각 연산한후에, 고로 축소모형에 대해 장입물 차지의 전체 강하위치, 노내장입 광석위치 예측방법을 통한 실시데이타, 풍구도달 장입차지수와 노내 체류장입물 차지수를 보이는 데이타등의 예측데이타를 화면출력장치(54)로 최종 디스플레이(Display)하는 제6단계(66); 로 이루어짐을 특징으로 하는 벨-레스 고로 장입차지의 거동예측방법.
  3. 제2항에 있어서, 벨-레스 고로 장입차지의 거동예측방법에서 제5단계(65)는 반용융상태로의 풍구(11)상부까지 도달하는 시간(RT)을 하기 수학식, 즉
    ( 여기서, T : 최근 3 차지 장입물 강하 평균속도
    BFL : 고로 상부에서 풍구까지의 거리(26.27M)
    SL : 장입기준선(m)
    CL : 각 차지의 길이(M) )
    에 의해 산출하는 것을 특징으로 하는 벨-레스 고로 장입차지의 거동예측방법.
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