KR100428834B1

KR100428834B1 - 원료 불출기의 불출량 측정방법

Info

Publication number: KR100428834B1
Application number: KR10-2001-0083037A
Authority: KR
Inventors: 정희돈; 이관희
Original assignee: 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2004-04-29
Also published as: KR20030052901A

Abstract

본 발명은 원료 불출기의 불출량 측정방법에 관한 것으로서,

주행부(11), 선회부(12), 부앙부(13), 불출부(14) 및 이들의 운전을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된 원료 불출기(10)의 원료 불출시 원료 불출량을 측정하는 방법에 있어서, 상기 부앙부(13) 하단 좌우측에 설치되어 상기 불출부(14) 좌측과 우측에서의 원료파일(30)까지의 거리(dlx)(drx)를 각각 측정하는 왼쪽 및 오른쪽 거리 측정센서(48a)(48b)와, 상기 불출부(14) 상단 좌우측에 설치되어 원료파일(30)의 불출 전후 높이를 각각 측정하는 왼쪽 및 오른쪽 높이 측정센서(49a)(49b)와, 상기 각 측정센서(48a)(48b)(49a)(49b)의 측정값을 전송받아 연산하는 제어부로 구성된 제어시스템을 이용하되, 상기 왼쪽 및 오른쪽 거리 측정센서(48a)(48b)의 측정값(dlx)(drx)의 차이로써 원료파일(30)의 불출 깊이(d)를 구하는 단계; 상기 왼쪽 및 오른쪽 높이 측정센서(49a)(49b)의 측정값의 차이로써 원료파일(30)의 불출 높이(h)를 구하는 단계; 상기 왼쪽 및 오른쪽 거리 측정센서(48a)(48b)의 측정값(dlx)(drx)을 이용하여 상기 선회부(12)의 불출 시작각과 끝각을 인지하고, 그 차이값의 절대값인 선회각(θ)을 구하는 단계; 상기 원료파일(30)의 불출 깊이(d)와 불출 높이(h), 상기 선회각(θ)을 이용하여 한번 선회시 불출되는 원료의 체적(V)을 구하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하며,

불출되는 원료의 불출량을 정확하게 계산하여 적정량의 불출이 이뤄지도록함으로써, 불출량의 과다 또는 과소에 의해 발생하는 각종 기구적 결함의 발생 또는 조업의 비효율성을 방지하는 효과를 제공한다.

Description

원료 불출기의 불출량 측정방법{RECLAIMING AMOUNT MEASURING METHOD OF RECLAIMER}

본 발명은 원료 불출기의 불출량 측정방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 철광석, 소결광, 석회석 등의 원료야적 파일(pile)로부터 원료를 불출하는 장치인 원료 불출기의 조업시에, 불출되는 원료의 불출량을 정확하게 구할 수 있도록 하는 불출량 측정방법에 관한 것이다.

도 1은 원료 불출기가 원료를 불출하는 모양을 나타내는 개략도이다.

철광석, 소결광, 석회석 등의 원료를 다량으로 사용하는 제철소와 같은 조업 현장에서는, 원료 야적 파일에서 원하는 조업장으로 야적된 원료를 이송시키기 위하여 원료 불출기(Reclaimer/Stacker)가 사용되고 있다.

상기 원료 불출기(10)는 크게 주행부(11)와 선회부(12), 부앙부(13), 불출부(14)등 4부분으로 구성된다. 상기 주행부(11)는 철도 레일(15)상에 위치해 있으며 레일을 따라 전후 양방향으로만 주행이 가능하다. 상기 불출부(14)는 버킷(14a)을 구비하여 회전을 하면서 원료를 직접 퍼올리는 부분이며, 이때의 불출부 중심점은 부앙부(13)의 끝단에 위치한 불출부(14)의 회전 중심점이 된다.

도 1을 참조하여 보다 상세하게 설명하면, 원료 불출기의 주행부(11)는 X축방향(도면상의 지면과 수직의 방향)의 레일(15)위를 주행하며, 선회부(12)는 Z축을 회전중심으로 하여 상기 주행부(11) 위에서 회전운동을 한다. 부앙부(13)는 유압실린더(17)의 길이 조정에 따라 부앙 중심점(16)을 회전중심으로 하여 상하 회전운동을 한다. 불출부(14)는 원료파일(30)로부터 원료를 퍼내는 버킷(14a)과 그 반대로 원료를 적치하는 부분으로 구성되어 있다.

원료 불출기에서 행해지는 각종 제어는 크게 X축 방향의 주행거리 제어, Z축 방향의 선회 제어, 유압 실린더(17)에 의한 부앙각도 조절 제어, 원료를 적치 혹은 불출할 때의 이송을 위한 컨베이어 벨트 제어 그리고 버킷의 회전 제어 등으로 나뉘는데, 이러한 제어를 위한 제어 신호는 원료 불출기측 제어용 PLC(도면 미도시)와 연결된 중앙운전실측 제어용 PLC(도면 미도시)에서 종합적으로 처리된다.

원료 불출시 운전자는 먼저 원료 불출기(10)를 원료파일(30)이 위치한 곳으로 주행을 해서 이동을 한 뒤, 선회 조작을 하여 불출부(14)를 원료파일(30)이 위치한 방향으로 위치시킨 다음, 불출부(14)가 원료파일(30)에 닿도록 불출단의 높이를 미세 조정하여 불출점에 착지시킨다. 그 다음 불출부(14)의 버킷(14a)을 회전시키고 선회 회전축(Z)을 중심으로 좌 혹은 우로 선회한 후 약간의 주행을 하면서 원료를 불출하게 된다.

종래에는 원료 불출기(10)가 불출하는 원료의 양을 측정하기 위해서 부앙부(13) 하단에 무게 측정용 로드 셀(21)을 설치하고, 컨베이어 벨트에 의해 이송되는 원료의 무게를 적분함으로써 불출량을 계산하였다.

그런데, 이러한 방식은 컨베이어 벨트가 공 벨트일 때 로드 셀(21)의 영점을맞추어야 하는 번거로움도 있고, 로드 셀(21)에서 측정되는 아날로그 값이 정밀하지 않으며, 적분값도 상당한 오차를 가지고 있어 신뢰할 만한 불출량값을 얻을 수 없다는 문제점이 있었다. 또한 원료별 수분 함량이 많은 편차를 보이기 때문에 불출된 부피(체적)를 정확하게 계산할 수 없다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 원료야적 파일로부터 원료를 불출하는 장치인 원료 불출기의 조업시에, 불출되는 원료의 불출량을 정확하게 구할 수 있도록 하는 원료 불출기의 불출량 측정방법을 제공함을 그 목적으로 한다.

도 1은 원료 불출기가 원료를 불출하는 모양을 나타내는 개략도,

도 2는 본 발명에 의한 불출량 측정시스템을 설명하기 위한 개략 평면도,

도 3은 본 발명에 의한 불출량 측정시스템을 설명하기 위한 개략 측면도,

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 의한 불출량 측정방법에 사용되는 변수를 설명하기 위한 도면으로서, 도 4a는 원료파일의 개략 평면도, 도 4b는 원료파일 중 불출되는 부분의 개략 정면도,

도 5는 본 발명에 의한 불출량 측정방법에 있어서 선회시의 각도 측정을 설명하기 위한 개략 평면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10: 원료 불출기 11: 주행부

12: 선회부 12a: 조종실

13: 부앙부 14: 불출부

14a: 버킷 15: 레일

16: 부앙 중심점 17: 부앙부 유압 실린더

21: 로드 셀 30: 원료파일

48a: 왼쪽 거리 측정센서 48b: 오른쪽 거리 측정센서

49a: 왼쪽 높이 측정센서 49b: 오른쪽 높이 측정센서

50: 지지대

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 주행부(11), 선회부(12), 부앙부(13), 불출부(14) 및 이들의 운전을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된 원료 불출기(10)의 원료 불출시 원료 불출량을 측정하는 방법에 있어서, 상기 부앙부(13) 하단 좌우측에 설치되어 상기 불출부(14) 좌측과 우측에서의 원료파일(30)까지의 거리(dlx)(drx)를 각각 측정하는 왼쪽 및 오른쪽 거리 측정센서(48a)(48b)와, 상기 불출부(14) 상단 좌우측에 설치되어 원료파일(30)의 불출 전후 높이를 각각 측정하는 왼쪽 및 오른쪽 높이 측정센서(49a)(49b)와, 상기 각 측정센서(48a)(48b)(49a)(49b)의 측정값을 전송받아 연산하는 제어부로 구성된 제어시스템을 이용하되, 상기 왼쪽 및 오른쪽 거리 측정센서(48a)(48b)의 측정값(dlx)(drx)의 차이로써 원료파일(30)의 불출 깊이(d)를 구하는 단계; 상기왼쪽 및 오른쪽 높이 측정센서(49a)(49b)의 측정값의 차이로써 원료파일(30)의 불출 높이(h)를 구하는 단계; 상기 왼쪽 및 오른쪽 거리 측정센서(48a)(48b)의 측정값(dlx)(drx)을 이용하여 상기 선회부(12)의 불출 시작각과 끝각을 인지하고, 그 차이값의 절대값인 선회각(θ)을 구하는 단계; 상기 원료파일(30)의 불출 깊이(d)와 불출 높이(h), 상기 선회각(θ)을 이용하여 한번 선회시 불출되는 원료의 체적(V)을 구하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기와 같이 구해진 불출 원료의 체적(V)에 기 측정된 원료의 밀도(D)를 곱하여, 불출된 원료의 무게(M)를 계산하는 단계를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 불출량 측정시스템을 설명하기 위한 개략 평면도, 도 3은 본 발명에 의한 불출량 측정시스템을 설명하기 위한 개략 측면도, 도 4a 및 도 4b는 본 발명에 의한 불출량 측정방법에 사용되는 변수를 설명하기 위한 도면으로서, 도 4a는 원료파일의 개략 평면도, 도 4b는 원료파일 중 불출되는 부분의 개략 정면도, 도 5는 본 발명에 의한 불출량 측정방법에 있어서 선회시의 각도 측정을 설명하기 위한 개략 평면도이다.

통상의 원료 불출기(10)는 상술한 바와 같이, 크게 주행부(11)와 선회부(12), 부앙부(13), 불출부(14) 등 4부분으로 구성된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 부앙부(13) 하단 좌우측에는 왼쪽 및 오른쪽 거리 측정센서(48a)(48b)를 각각 설치하고, 불출부(14) 상단 좌우측에는 왼쪽 및 오른쪽높이 측정센서(49a)(49b)를 설치하고, 각 측정센서(48a)(48b)(49a)(49b)는 원료 불출기(10)의 제어부(도면 미도시)로 그 측정값을 전송할 수 있도록 연결 구성한다.

부앙부(13) 좌우에 각각 설치되는 왼쪽 및 오른쪽 거리 측정센서(48a)(48b)는 불출부(14)의 불출단이 원료를 불출할 때 불출 깊이(원료파일에서의 전후 방향의 깊이: d)를 측정하는 거리 측정센서로서, 좌측 및 우측에서 측정된 거리값(dlx)(drx)을 제어부로 전송하여 그 차인 불출 깊이(d)가 구해지도록 한다.

불출부(14) 상단 좌우측에는 불출단까지 연장 형성된 지지대(50)의 단부에 왼쪽 및 오른쪽 높이 측정센서(49a)(49b)를 하향 설치하는데, 상기 왼쪽 및 오른쪽 높이 측정센서(49a)(49b)는 불출단이 불출하는 원료의 높이(h)를 측정하기 위한 것으로서, 불출 전후의 높이를 각각 측정하여 그 값을 제어부로 전송하여 그 차가 구해지도록 한다.

원료 불출기(10)의 선회 중심점에서 버킷(14a) 끝까지의 길이를 l이라 할 때, R2는 l과 같은 값을 갖는 반경값이고, R1은 l-d와 같은 값을 갖는 반경값이라고 하며, θ는 당해 선회시의 선회각이라고 정의한다.

그러면, 원료파일(30)을 위에서 보았을 때, 한번의 선회시 불출이 이뤄지는 빗금친 부분의 면적(A)은 다음의 수학식1에 의해 구해진다.

A = (π x R2 x R2 - π x R1 x R1) x (θ / 360)

그 다음 원료파일(30)중 한번의 선회시 실제 불출량인 체적(V)은 상기에서구한 면적(A)에 불출되는 단의 높이(h)를 곱하면 되므로, 다음과 같은 수학식2에 의해 구해지게 된다.

V = (π x R2 x R2 - π x R1 x R1) x (θ / 360) x h

한번의 선회시 불출되는 원료의 무게(M)는 상기에서 구한 체적(V)에 원료의 밀도(D)를 곱하면 되므로, 다음과 같은 수학식3에 의해 구해지게 된다.

M = (π x R2 x R2 - π x R1 x R1) x (θ / 360) x h x D

상기에서 사용된 원료의 밀도(D)는 원료파일(30)로서 야적된 원료에 대하여 불출전에 측정된 값을 사용하게 된다.

한편, 상기 θ 는 선회 시작각과 끝각의 차이값의 절대값, 즉 당해 선회시의 선회각인데, 도 5를 참조하여 선회각 θ를 구하는 과정에 대하여 설명한다.

부앙부(13)의 불출단측 양쪽에 부착되는 왼쪽 및 오른쪽 거리 측정센서(48a)(48b)는 불출 깊이(d)를 측정하는 데에 이용되는 한편, 선회부(12)가 원료파일(30)의 양단에서 자동으로 선회 변경을 하는 제어에도 사용된다.

선회부(12)의 선회 제어는 수동 조작에 의할 수도 있지만, 제어부에 의해 조업자가 관여하지 않고 자동으로 선회 변경을 하는 방식으로 이뤄질 수도 있는데, 본 발명에서는 이러한 방식을 사용한다.

상기와 같은 제어가 이뤄지는 경우에는 부앙부(13)의 불출단측에 설치되어 양쪽의 원료파일(30)까지의 거리를 측정할 수 있는 근거리 센서를 이용하여 선회 제어를 하게 된다.

즉, 원료 불출기(10)의 운전시에, 왼쪽 근거리 센서에서 측정되는 거리(dlx)와 오른쪽 근거리 센서에서 측정되는 거리(drx)를 비교하여, dlx > drx 이고, (dlx - drx) > 20 cm 의 조건(20 cm라는 값은 현장에서 일반적으로 적용되는 값이며, 원료파일 및 원료 불출기의 크기 등을 고려하여 변경될 수 있음)이 될 때에는 불출부(14)의 위치가 왼쪽으로 원료파일(30)로부터 벗어난 것으로 판단하고, 그 반대의 경우는 오른쪽으로 벗어난 것으로 판단하여, 역방향으로 선회방향이 변경되도록 제어하게 된다.

이때, 원료 불출기(10)가 왼쪽으로 선회하는 경우, 정상 불출시 dlx는 불출전의 깊이이므로 drx보다 작은 값을 갖겠지만, 계속 선회가 진행되어 원료파일(30)의 끝단에 이른 경우에는 dlx가 drx보다 큰 값을 갖게 되므로, 제어부에서 이때에 선회 변경이 이뤄지도록 하게 되고 반대방향으로의 선회 변경이 이뤄질 때까지의 선회각을 측정하면 된다.

본 발명에서는 상기의 왼쪽 근거리 센서로서 왼쪽 거리 측정센서(48a)를 사용하고, 오른쪽 근거리 센서로서 오른쪽 거리 측정센서(48b)를 사용하여 상기와 같은 선회 제어를 하게 되며, 이를 통해 한번의 선회시 선회 방향에 따른 시작각과 끝각을 잡아 그 차이값의 절대값인 선회각(θ)을 구할 수 있게 된다.

이와 같은 본 발명 원료 불출기의 불출량 측정방법은, 원료야적 파일로부터 원료를 불출하는 장치인 원료 불출기의 조업시에, 불출되는 원료의 불출량 및 체적을 정확하게 계산하여 적정량의 불출이 이뤄지도록 함으로써, 불출량의 과다 또는 과소에 의해 발생하는 각종 기구적 결함의 발생 또는 조업의 비효율성을 방지하는 효과를 제공한다.

Claims

주행부(11), 선회부(12), 부앙부(13), 불출부(14) 및 이들의 운전을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된 원료 불출기(10)의 원료 불출시 원료 불출량을 측정하는 방법에 있어서,

상기 부앙부(13) 하단 좌우측에 설치되어 상기 불출부(14) 좌측과 우측에서의 원료파일(30)까지의 거리(dlx)(drx)를 각각 측정하는 왼쪽 및 오른쪽 거리 측정센서(48a)(48b)와, 상기 불출부(14) 상단 좌우측에 설치되어 원료파일(30)의 불출 전후 높이를 각각 측정하는 왼쪽 및 오른쪽 높이 측정센서(49a)(49b)와, 상기 각 측정센서(48a)(48b)(49a)(49b)의 측정값을 전송받아 연산하는 제어부로 구성된 제어시스템을 이용하되,

상기 왼쪽 및 오른쪽 거리 측정센서(48a)(48b)의 측정값(dlx)(drx)의 차이로써 원료파일(30)의 불출 깊이(d)를 구하는 단계;

상기 왼쪽 및 오른쪽 높이 측정센서(49a)(49b)의 측정값의 차이로써 원료파일(30)의 불출 높이(h)를 구하는 단계;

상기 왼쪽 및 오른쪽 거리 측정센서(48a)(48b)의 측정값(dlx)(drx)을 이용하여 상기 선회부(12)의 불출 시작각과 끝각을 인지하고, 그 차이값의 절대값인 선회각(θ)을 구하는 단계;

상기 원료파일(30)의 불출 깊이(d)와 불출 높이(h), 상기 선회각(θ)을 이용하여 한번 선회시 불출되는 원료의 체적(V)을 구하는 단계를 포함하여 구성된 것을특징으로 하는 원료 불출기의 불출량 측정방법.
제1항에 있어서,

상기와 같이 구해진 불출 원료의 체적(V)에 기 측정된 원료의 밀도(D)를 곱하여, 불출된 원료의 무게(M)를 계산하는 단계를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 원료 불출기의 불출량 측정방법.