KR100797342B1 - Method for judging a boiling of an electric furnace - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기로 보일링 판정방법에 관한 것으로서 특히, 전기로의 조업시 발생되는 배가스의 CO성분과 전기로 내에 발생되는 아크(Arc) 길이에 대한 데이터를 수집하고 상기 두 데이터의 차이를 기설정된 기준값과 비교하여 상기 기준값보다 클 경우에 보일링 발생을 판정하는 전기로 보일링 판정방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electric furnace boiling determination method, and in particular, to collect data on the CO component of the flue gas generated in the operation of the electric furnace and the arc length generated in the electric furnace, and the difference between the two data is a predetermined reference value Compared with the above, the present invention relates to an electric furnace judging method for judging occurrence of boiling when it is larger than the reference value.

본 발명은, 전기에너지를 열에너지로 변환하여 고철을 용해하는 전기로의 보일링 판정방법에 있어서, 조업중 발생되는 배가스의 CO 성분 및 아크 길이에 대한 데이터를 수집하는 단계와, 상기 수집된 두 데이터를 동일한 범위내의 동일한 단위의 값으로 각각 변환하는 단계와, 상기 변환된 두 데이터의 차를 계산하는 단계 및 상기 계산된 값과 기설정된 기준값의 크기를 비교하는 단계를 포함하며, 전기로의 보일링 시점을 사전에 판정가능하고 이로써 안정적인 조업이 가능하다.The present invention relates to a method of judging a furnace for melting scrap metal by converting electrical energy into thermal energy, the method comprising: collecting data on CO component and arc length of exhaust gas generated during operation, and collecting the collected data. Converting each of the values of the same unit within the same range, calculating a difference between the two converted data, and comparing the calculated value with a predetermined reference value. It can be judged in advance and this allows stable operation.

전기로, 보일링, 배가스, CO, 아크(Arc), 기준값Furnace, Boiling, Flue Gas, CO, Arc, Reference Value

Description

전기로 보일링 판정방법{METHOD FOR JUDGING A BOILING OF AN ELECTRIC FURNACE}METHOD FOR JUDGING A BOILING OF AN ELECTRIC FURNACE}

도 1은 종래의 전기로 설비의 전체적인 구성도이다1 is an overall configuration diagram of a conventional electric furnace equipment.

도 2는 본 발명이 적용되는 장치의 구성 블럭도이다.2 is a block diagram of a device to which the present invention is applied.

도 3은 본 발명이 적용되는 상기 장치의 일실시예에 대한 회로구성도이다.3 is a circuit diagram of an embodiment of the apparatus to which the present invention is applied.

도 4는 본 발명에 따른 보일링 발생시점에 대한 조업중의 배가스 성분 및 아크 길이 변화율에 대한 그래프의 일실시예이다.Figure 4 is an embodiment of a graph of the flue gas component and the rate of change in arc length during operation for the occurrence of boiling according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 보일링 판정시점에 대한 그래프의 다른 실시예이다.5 is another embodiment of a graph for the timing of boiling determination according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 보일링 판정방법을 보이는 플로우차트이다.6 is a flowchart showing a boiling determination method according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *  Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1 : 노상호퍼 2 : 전극암(Arm)1: hearth hopper 2: electrode arm (Arm)

3 : 전극봉 5 : 배가스 분석기3: electrode 5: flue gas analyzer

6 : 아크(Arc) 7 : O2/카본 취입랜스6: Arc 7: O2 / Carbon Blow Lance

9 : 변압기 13 : 전기로9: transformer 13: electric furnace

21 : 데이터 입력부 22 : 데이터 저장부21: data input unit 22: data storage unit

23 : 데이터 변환부 24 : 편차계산부23: data converter 24: deviation calculator

25 : 편차비교부 26 : 설정량 제어부25: deviation comparison unit 26: set amount control unit

본 발명은 전기로 보일링 판정방법에 관한 것으로서 특히, 전기로에서 전기에너지를 열에너지로 변환하여 고철을 용해할때 슬래그 포밍의 상태를 정확히 계산해 냄으로써 보일링 개시시점을 판정하는 전기로 보일링 판정방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electric furnace boiling determination method, and more particularly, to an electric furnace boiling determination method for determining the starting point of boiling by accurately calculating the state of slag forming when melting scrap metal by converting electrical energy into thermal energy in an electric furnace. It is about.

일반적으로, 제철공정에서 전기로에 원료인 고철을 장입하고 용해할때 고전류 및 고전압을 인가하여 전기 에너지를 생성하고 상기 생성된 전기에너지를 열 에너지로 변환하여 상기 장입된 고철을 용해한다. 상기와 같은 용해 작업이 원활하게 이루어지기 위해서는 상기 전기 에너지가 계속해서 용융된 고철에 적절히 통전되어야 한다. 즉, 상기 전기에너지가 고철에 잘 전달되기 위해서는 용해된 고철의 슬래그 포밍, 즉 용해된 고철의 유동성 정도가 적절하게 이루어져야 한다.In general, when charging and dissolving scrap iron as a raw material in an iron making process, high current and high voltage are applied to generate electrical energy, and the generated electrical energy is converted into thermal energy to dissolve the charged scrap. In order for the melting operation to be performed smoothly, the electrical energy must be properly energized to the molten scrap metal. That is, in order to transfer the electrical energy to the scrap metal well, the slag forming of the molten scrap metal, that is, the degree of fluidity of the molten scrap should be appropriately made.

상기 용해작업을 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 종래의 전기로 설비 구성도를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 변압기(9)로부터 전원이 전극아암(2)를 통하여 전극봉(3)으로 전달되면 상기 전극봉(3)의 하단에서 아크(6;Arc 이하, Arc로 표기함)가 발생되며 상기 Arc(6)로 인해 발생되는 Arc열을 이용하여 전기로(13)내에서 고철을 용해한다.The melting operation will be described with reference to FIG. 1. 1 illustrates a conventional electric furnace installation diagram. As shown in FIG. 1, when power is transmitted from the transformer 9 to the electrode 3 through the electrode arm 2, an arc 6 (hereinafter referred to as Arc, denoted as Arc) is formed at the bottom of the electrode 3. It is generated using the Arc heat generated by the Arc (6) to melt the scrap metal in the electric furnace (13).

또한, 용탕의 교반과 용탕중의 C(탄소)를 제거하기 위해 O2를 취입한다. 여기서, 상기 O2가 다른 유가원소와 반응하는 것을 억제하기 위하여 O2/카본(Carbon) 랜스(7)를 통해 카본을 함께 취입한다. 정상적으로 슬래그 포밍(슬래그의 유동성)이 일어나고 통전이 되면 조업이 안정되어 주어진 시간내에 조업이 종료된다.In addition, O 2 is blown in order to stir the molten metal and to remove C (carbon) in the molten metal. Here, the O 2 to the blown with carbon via the O 2 / carbon (Carbon) the lance (7) in order to suppress the reaction with the other oil element. Normally slag forming (slag fluidity) occurs and when energized, the operation is stabilized and the operation ends within a given time.

그러나, 슬래그 포밍, 즉 슬래그의 유동성이 불량해지면 통전이 불안정해지며 슬래그가 끈끈하게 되어 용탕상면(12)을 덮는다. 상기와 같이 불안정한 슬래그 층이 상기 용탕상면(12)을 덮게되면 용탕의 열발산을 차단하여 상기 용탕의 내부온도를 상승시키며 용탕 속으로 취입된 O2와 카본은 서로 반응하여 CO가스를 발생시킨다. 상기 발생된 CO가스는 계속해서 증가하게 되고 상기 용탕상면(12)의 슬래그층을 뚫고 나가지 못하기 때문에 슬래그층 하단에 모이게 된다.However, when slag forming, that is, the flowability of the slag becomes poor, energization becomes unstable and the slag becomes sticky to cover the molten metal upper surface 12. When the unstable slag layer covers the molten metal upper surface 12 as described above, the heat dissipation of the molten metal is blocked to increase the internal temperature of the molten metal, and the O 2 and carbon blown into the molten metal react with each other to generate CO gas. The generated CO gas continues to increase and collects at the bottom of the slag layer because it cannot penetrate the slag layer of the molten metal upper surface 12.

상기와 같은 과정이 반복되면 급격히 증가한 CO가스가 O2와 반응하여 용탕내의 온도는 급상승하고 폭발 및 화염을 동반한 대형화재 발생의 위험이 있었다. 이를 보일링이라 하며 상기와 같은 경우 종래에는 작업자(11)가 이를 눈으로 확인하여 변압기(9)에 연결된 통전중단 수위치(10)를 통해 통전을 즉시 중단하였고 화염이 완전히 없어질 때까지 조업을 중단하여야 했었다. 보일링 현상이 발생하면 설비의 화재 위험 뿐만아니라 연소가스의 다량 발생으로 인해 외부로 가스배출이 많아지고 조업중단이라는 엄청난 손실이 발생하였다.When the above process is repeated, the rapidly increasing CO gas reacts with O 2, and the temperature in the molten metal rapidly rises, and there is a risk of a large fire accompanied by an explosion and a flame. This is called boiling and in the case of the above, the worker 11 visually checks this and immediately stops supplying power through the power interruption stop position 10 connected to the transformer 9 and operates until the flame disappears completely. Had to stop. When the boiler occurs, not only the fire risk of the facility but also the large amount of combustion gas causes the gas to be discharged to the outside and enormous loss of operation stoppage.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 전기로의 보일링의 원인이 되는 슬래그 포밍(유동성 정도)의 상태를 파악하여 보일링 개시시점을 정확히 판정하는데 그 목적이 있다. Accordingly, an object of the present invention is to accurately determine the starting point of boiling by grasping the state of slag forming (degree of fluidity) that is the cause of boiling in an electric furnace.                         

나아가, 상기와 같이 보일링의 개시시점을 정확히 판단하여 보일링 현상의 발생을 사전에 방지하여 화재 및 가스 배출오염을 방지하고 안정적인 조업이 가능하도록 하는데 그 목적이 있다.Furthermore, it is an object of the present invention to accurately determine the starting point of the boiling as described above to prevent the occurrence of the boiling phenomenon in advance to prevent fire and gas emission pollution and to enable stable operation.

상기 목적을 달성하기 위한 구성수단으로서 본 발명은, 전기로의 보일링 판정방법에 있어서,The present invention as a constituent means for achieving the above object, in the boiling determination method of the electric furnace,

배가스에 포함된 CO 성분 및 전기로내의 Arc 길이에 대한 데이터를 수집하는 단계,Collecting data about the CO component included in the flue gas and the arc length in the electric furnace,

상기 수집된 CO성분의 데이터를 다른 차원의 설정된 범위내의 값으로 변환하는 단계,Converting the collected CO component data into a value within a predetermined range of another dimension,

상기 수집된 Arc길이의 데이터를 상기 변환된 CO성분값과 비교가능하도록 상기 차원의 상기 범위내의 값으로 변환하는 단계,Converting the collected Arc length data into a value within the range of the dimension to be comparable with the converted CO component value,

상기 변환된 두 데이터의 차를 계산하는 단계, 및Calculating a difference between the converted two data, and

상기 계산된 값과 기설정된 기준값의 크기를 비교하는 단계를 포함한다.And comparing the calculated value with a preset reference value.

여기서, 상기 수집된 두 데이터는 0~1사이의 값으로 변환되고 상기 기준값은 0.5으로 하며, 상기 변환된 두 데이터의 차가 기설정된 기준값보다 큰 경우에 전기로의 보일링이 발생한 것으로 판정한다.
Here, the collected two data is converted into a value between 0 and 1, and the reference value is 0.5, and it is determined that the boiling of the electric furnace occurs when the difference between the two converted data is larger than a predetermined reference value.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

도 2는 본 발명이 적용되는 장치의 구성 블럭도이다. 도 2에 도시된 바와 같 이 상기 장치는, 데이터 입력부(21)와, 데이터 저장부(22)와, 데이터 변환부(23), 편차계산부(24), 편차비교부(25), 설정량 제어부(26) 및 출력부(26)로 구성된다. 도 2를 참조하여 상기 장치의 작용을 설명하면, 상기 데이터 입력부(21)는 배가스 분석기(16)으로부터 10초 주기로 CO가스 성분값에 대한 데이터를 수집하고 전기로용 변압기로부터 Arc 길이값에 대한 데이터를 수집하며 또한, 전기로 제어시스템으로부터 O2 및 카본량에 대한 데이터와 O2 및 카본 조절 밸브의 온/오프 상태의 데이터를 수집한다. 상기 데이터 입력부(21)에서 수집한 상기 데이터들은 상기 데이터 저장부(22)에 저장된다. 상기 저장된 데이터들을 근거하여 상기 입력 데이터의 표본화 및 정도율의 향상을 위해 데이터 변환부(23)에서 데이터 전처리 과정인 필터링 및 표본화 과정을 거친다. 다시 말해면, 상기 수집된 CO성분값 및 Arc 길이값은 그 단위가 각각 [%]와 [mm]로서 서로 다르고 수집되는 값도 달라 상호 비교하는 것은 불가능하다. 그래서, AMP를 구비한 상기 데이터 변환부(23)에서 상기 수집된 CO성분값과 Arc 길이값에 대해 바람직하게는 0~1사이의 수치로 변환하여 상호 비교 및 연산을 가능하게 한다. 또한, 필터링과정에서는 입력된 상기 데이터에서 기준치에서 일정값 이상 벗어나서 데이터로서의 효용가치가 떨어지는 것을 가려낸다. 결과적으로 상기 데이터 변환부(23)에서는 입력된 CO성분값과 Arc길이값을 각각 0~1사이의 소정의 값으로 변환하여 출력한다.2 is a block diagram of a device to which the present invention is applied. As shown in FIG. 2, the apparatus includes a data input unit 21, a data storage unit 22, a data conversion unit 23, a deviation calculator 24, a deviation comparison unit 25, and a set amount. It consists of the control part 26 and the output part 26. Referring to FIG. 2, the data input unit 21 collects data on CO gas component values from the flue gas analyzer 16 at intervals of 10 seconds and collects data on arc length values from a transformer for an electric furnace. collection, and also, the data collection and O 2 and the on / off data on the state of the carbon for the O 2 control valves and the carbon amount from the control system into electricity. The data collected by the data input unit 21 are stored in the data storage unit 22. In order to improve the sampling and accuracy rate of the input data based on the stored data, the data conversion unit 23 undergoes a filtering and sampling process, which is a data preprocessing process. In other words, the collected CO component value and the Arc length value are different from each other in units of [%] and [mm] and the collected values are different, and thus it is impossible to compare them. Thus, the data converter 23 having the AMP converts the collected CO component value and the Arc length value into a value between 0 and 1, thereby enabling mutual comparison and calculation. In addition, the filtering process selects that the utility value as data falls off from the input data by more than a predetermined value from the reference value. As a result, the data converter 23 converts the input CO component value and the Arc length value into predetermined values between 0 and 1, respectively, and outputs the converted values.

이어, 상기 입력된 데이터를 이용하여 편차 계산부(24)에서 CO가스 성분값과 Arc 길이값의 변화율에 대한 편차값을 계산한다. 이어 편차비교부(25)에서 상기 계 산된 편차값과 기설정된 편차기준값을 비교한다. 상기 비교결과 상기 계산된 편차값이 상기 기설정된 편차기준값보다 높으면 슬래그 포밍이 불안정하여 보일링 현상이 진행된 것으로 판단하여, O2/카본 취입 밸브를 닫고 슬래그 포밍을 좋게 하기 위해 설정량 제어부(26)에서 환원제, 즉 Fe-Si의 투입량을 계산하고 상기 계산된 값을 출력부(27)에서 출력한다. 상기 출력부(27)에서 출력된 양의 환원제, Fe-Si를 투입하면 슬래그 물성이 안정되어 보일링 현상을 사전에 예방된다. 상기한 바와 같이 입력된 CO성분값과 Arc 길이값의 변화량을 이용하여 슬래그 포밍 상태를 판단하여 보일링을 판정할 수 있다.Subsequently, the deviation calculation unit 24 calculates a deviation value for the rate of change of the CO gas component value and the Arc length value using the input data. Subsequently, the deviation comparison unit 25 compares the calculated deviation value with a predetermined deviation reference value. As a result of the comparison, when the calculated deviation value is higher than the predetermined deviation reference value, it is determined that the slag forming is unstable and the boiling phenomenon is progressed, and the set amount controller 26 closes the O2 / carbon injection valve and improves the slag forming. The input amount of the reducing agent, ie, Fe-Si, is calculated and the calculated value is output from the output unit 27. When the amount of reducing agent, Fe-Si, output from the output unit 27 is added, the slag physical properties are stabilized to prevent the boiling phenomenon in advance. As described above, the boiling state may be determined by determining the slag forming state by using the change amount of the input CO component value and the Arc length value.

도 3은 본 발명이 적용되는 상기 장치의 일실시예에 대한 회로구성도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 데이터 입력부(21)에서 배가스 분석기로부터 CO가스 성분값(S1)과 전기로용 변압기로부터 Arc 길이값(S2)을 입력 받는다. 상기 입력된 데이터들은 데이터 저장부(미도시)에 저장한다. 이어, 데이터 변환부(23)는 입력 데이터의 표본화 및 정도율 향상을 위해 데이터 전처리 과정인 필터링 및 표준화 과정을 거친다. 상기 과정은 입력된 CO성분값(S1)과 Arc 길이값(S2)이 기준값에서 많이 벗어나 데이터로서의 효용가치가 없는 값을 필터링하고 또한, 두 데이터간의 편차비교를 위해 동일 단위의 값으로 출력한다. 따라서, 상기 과정은 상기 입력된 CO성분값(S1)과 상기 Arc 길이값(S2)을 0~1사이의 값으로 변환하여 출력한다.3 is a circuit diagram of an embodiment of the apparatus to which the present invention is applied. As shown in FIG. 3, the data input unit 21 receives a CO gas component value S1 from an exhaust gas analyzer and an arc length value S2 from an electric furnace transformer. The input data is stored in a data storage (not shown). Subsequently, the data conversion unit 23 undergoes a filtering and standardization process, which is a data preprocessing process, in order to sample input data and improve accuracy rates. In the above process, the input CO component value S1 and the arc length value S2 deviate much from the reference value, and filter out values having no useful value as data, and output the same unit values for comparing the deviation between the two data. Therefore, the process converts the input CO component value S1 and the arc length value S2 into a value between 0 and 1 and outputs the converted value.

여기서, 상기 입력 데이터(S1,S2)를 각각 소정의 함수를 구비하는 AMP1 및 AMP2를 통과시켜 각각 0~1 사이의 값을 가지는 CO 성분값(S3)과 Arc 길이값(S4)을 얻게된다. 상기 두 데이터(S3,S4)를 편차계산부(24)의 AMP3을 통과시키면 입력데이 터 편차값(S5)가 구해진다. 편차비교부(25)에서 상기 편차값(S5)을 기설정된 기준편차값(S6) VR-1과 비교하기 위해 AMP4를 통과시킨다. 상기 통과결과 상기 입력데이터 편차값(S5)이 상기 기준편차값(S6)보다 크면 보일링 방지신호(S7)가 출력된다. 만약, 상기 입력 데이터 편차값(S5)이 상기 기준편차값(S6)보다 작으면 보일링 방지신호(S7)는 출력되지 않는다.Here, the input data (S1, S2) is passed through AMP1 and AMP2 each having a predetermined function to obtain a CO component value (S3) and an arc length value (S4) having a value between 0 and 1, respectively. When the two data S3 and S4 pass the AMP3 of the deviation calculator 24, the input data deviation value S5 is obtained. The deviation comparison unit 25 passes the AMP4 to compare the deviation value S5 with the preset reference deviation value S6 VR-1. If the input data deviation value S5 is larger than the reference deviation value S6 as a result of the passage, the anti-boiling signal S7 is output. If the input data deviation value S5 is smaller than the reference deviation value S6, the boiling prevention signal S7 is not output.

상기 보일링 방지신호(S7)가 출력하게 되면 전기로 노내에서는 Arc가 불안정하고 슬래그 포밍이 불안정하여 보일링 발생의 사전단계에 이르렀음을 나타내며, 상기 보일링 방지신호(S7)가 출력되지 않으면 정상조업 상태를 나타낸다. 상기 보일링 방지신호(S7)가 출력되어 보일링 발생의 사전단계로 검출되면 상기 보일링 방지신호(S7)는 설정량 제어부(26)으로 전달된다. 상기 설정량 제어부(26)에서는 상기 방지신호(S7)가 TR1과 R1을 동작시켜 온신호레벨(S8)을 출력하고 상기 온신호레벨(S8)은 노내로 O2/카본취입 밸브가 닫히도록 CB1(Circuit Break) 및 CB2의 전원스위치를 온시켜 모터를 구동한다. 이로써 상기 O2/카본취입 밸브를 닫게한다. 또한, 상기 설정량 제어부(26)에서는 적절한 슬래그 포밍 상태를 만들기 위하여 환원제인 Fe-Si의 투입량을 설정한다. 상기 출력된 온신호레벨(S8)은 가변저항 VR2를 통과하면서 Fe-Si 투입 증가량(S12)이 설정되고 여기에 작업자가 기설정한 Fe-Si설정 투입량(S11)을 AMP5에 전가하면 최종적으로 투입될 Fe-Si 설정량이 호퍼 시스템으로 인가되어 노내로 환원제가 투입된다. When the anti-boiling signal S7 is output, it indicates that the arc is unstable and slag forming is unstable in the furnace, and thus the preliminary stage of the occurrence of the boiling is reached. If the anti-boiling signal S7 is not output, the normal state is normal. Indicates the operating state. When the anti-boiling signal S7 is output and detected as a preliminary step of the occurrence of the boiling, the anti-boiling signal S7 is transmitted to the set amount controller 26. In the set amount control unit 26, the prevention signal S7 operates TR1 and R1 to output the on signal level S8, and the on signal level S8 is set to CB1 so that the O 2 / carbon injection valve is closed into the furnace. (Circuit Break) and turn on the power switch of CB2 to drive the motor. This closes the O 2 / carbon injection valve. In addition, the set amount control unit 26 sets the input amount of Fe-Si as a reducing agent in order to make an appropriate slag forming state. The output on-signal level S8 passes through the variable resistor VR2, and the Fe-Si input increase amount S12 is set, and the operator finally puts the Fe-Si set input amount S11 into the AMP5. The amount of Fe-Si to be set is applied to the hopper system and the reducing agent is introduced into the furnace.

따라서, O2 및 카본의 취입이 중단되고 환원제가 투입되어 노내는 CO 가스 생성이 억제되고 용존산소의 산화반응도 억제되며, 슬래그 물성이 안정되어 보일링 현상을 사전에 예방이 가능하다.Therefore, the blowing of O 2 and carbon is stopped and the reducing agent is added to suppress the generation of CO gas in the furnace, the oxidation reaction of dissolved oxygen, and the slag property is stabilized to prevent the boiling phenomenon in advance.

도 4는 본 발명에 따른 보일링 발생시점을 보이는 조업중의 배가스 성분 및 Arc 길이 변화율에 대한 그래프이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 전기로 용해작업이 진행되면서 노황이 안정적인 정상조업(A)구간은 Arc가 안정하여 Arc 길이 변화율 그래프가 거의 일정하게 진행된다. 그리고 배가스 중 CO 성분도 일정한 값을 보이다가 O2/카본 취입개시 시점부터 조금씩 증가 추세를 보이지만 대체적으로 완만한 증가량을 보인다. 즉, (A)구간은 Arc가 안정되고 또한, O2와 카본의 취입으로 인한 반응식( C + ½O2 -> CO ↑)으로 CO가스가 발생되고 다른 배가스와 함께 배가스 라인으로 배출되면서 배가스 분석기로부터 CO 가스 성분이 검출된다. 상기 검출되는 CO 가스 성분 검출량은 상기 O2 및 카본 취입량과 반응속도에 따라서 서서히 증가한다. Figure 4 is a graph of the flue gas component and the rate of change in arc length during operation showing the time of boiling occurs according to the present invention. As shown in FIG. 4, the normal operation (A) section in which the yellowing is stable while the melting operation is performed in the electric furnace is stable in the arc and the change in the arc length change rate is almost constant. The CO component of the flue gas also showed a constant value and gradually increased from the beginning of O 2 / carbon injection, but showed a modest increase. In other words, the section (A) is stable in the arc, and the CO gas is generated in the reaction formula (C + ½O2-> CO ↑) due to the blowing of O 2 and carbon and is discharged to the exhaust gas line along with the other flue gas. The gas component is detected. The amount of CO gas component detected is gradually increased in accordance with the amount of O 2 and carbon blowing and the reaction rate.

그리고, (B)구간은 슬래그 포밍 상태가 불량해지는 과정을 보이는 것으로서, 전기로 용해작업 중 슬래그 조성을 양호하게 하기 위하여 생석회 및 돌로마이트를 투입하여 노황의 상태 변화로 슬래그 포밍이 불안정하게 되면 슬래그가 두꺼운 층을 형성하여 유동성이 저하되고 전극봉과 쇳물 사이의 전기적인 통전을 불량하게 만들어 부도체 층이 형성되며 Arc가 불안정하여 Arc 길이 변화량이 증가하게 된다. 한편, 두꺼운 슬래그층 하단에는 쇳물 속으로 O2와 카본이 취입되고 탈탄반응의 결과로 CO가스가 계속 발생된다. 상기 발생된 가스는 두꺼운 슬래그층을 뚫고 나가지 못하여 슬래그층 밑에 쌓이게 되어 배가스중의 CO성분은 하락하게 된다. Section (B) shows a process in which the slag forming state is deteriorated, and when slag forming becomes unstable due to the change in the state of yellowing by inputting quicklime and dolomite to improve the slag composition during the electric melting operation, the slag is thick. This results in a decrease in fluidity and poor electrical conduction between the electrode and the metal, resulting in the formation of a non-conductor layer. On the other hand, O 2 and carbon are blown into the water at the bottom of the thick slag layer and CO gas continues to be generated as a result of the decarburization reaction. The generated gas is not able to penetrate the thick slag layer and is accumulated under the slag layer, so that the CO component in the exhaust gas falls.

상기 과정이 어느 정도 진행되면 (C)구간에서는 Arc 길이값과 CO성분값은 거의 일정하게 나타난다. 상기 (C)구간의 말기에는 슬래그층 아래의 CO 가스가 거의 포화상태에 가까워지고 용존산소의 에너지도 엄청나게 증가된 상태에 이른다. 상기와 같은 상태가 되면 CO가스와 용존산소가 급격하게 산화 연소반응을 일으켜 엄청난 폭발 및 화염이 발생한다. 이른바, 보일링 현상이 일어난다. When the above process is carried out to some extent, the arc length value and the CO component value appear substantially constant in the section (C). At the end of the section (C), the CO gas under the slag layer is almost saturated, and the energy of dissolved oxygen is greatly increased. In such a state, the CO gas and the dissolved oxygen suddenly undergo an oxidative combustion reaction, resulting in a huge explosion and flame. The so-called boiling phenomenon occurs.

도 4에 도시한 바와 같이 조업(C)구간의 말기에서 보일링 현상이 발생하면 (D)구간은 화염, 폭발 등으로 조업이 불가능하며, Arc가 불안정하며 두꺼운 슬래그층이 깨져 배가스중 CO성분이 급격히 증가한다.As shown in FIG. 4, when the boiling phenomenon occurs at the end of the operation (C) section, the operation (D) section is impossible to operate due to a flame, explosion, etc. Increase sharply

여기서, 도 4에 보이듯이 두꺼운 슬래그층이 형성되고 보일링 현상의 발생전 상황을 보면 Arc길이 변화율과 CO성분과의 관계가 서로 반비례로 변화하다가 일정하게 유지되는 것을 알 수 있다. 상기와 같은 변화특성을 감지하여 보일링 발생의 사전단계를 판단하게 된다.Here, as shown in FIG. 4, when the thick slag layer is formed and the occurrence of the boiling phenomenon, the relationship between the Arc length change rate and the CO component changes in inverse proportion to each other and remains constant. The above-described change characteristics are sensed to determine a preliminary stage of the occurrence of boiling.

도 5는 본 발명에 따른 보일링 판정과정을 보이는 것으로서 상기 도 4의 보일링 사전 단계인 (B),(C) 구간의 Arc 길이값과 CO성분값의 데이터를 필터링하고 상기 각각의 데이터를 0~1사이의 값으로 변환하여 보일링 발생개시 시점을 판정하는 과정을 보이는 것이다. 5 is a view illustrating a boiling determination process according to the present invention. The data of arc length values and CO component values of (B) and (C) sections, which are the preliminary boiling steps of FIG. 4, are filtered, and the respective data is zero. The process of determining the starting point of the occurrence of boiling by converting it to a value between ˜1 is shown.

먼저, 시간에 따른 Arc 길이 및 CO성분에 대한 데이터값을 0~1사이의 값으로 변환한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 상기에서 시간에 따라 0~1사이의 값으로 변환되는 Arc길이값을 Yarc(t)라 하고 또한, 시간에 따라 0~1사이의 값으로 변환되는 CO성분값을 Yco(t)라 표시한다. 또한, Ydev(t)는 시간에 다른 상기 변환된 두 입력 데이터의 편차값을 나타내며, Ymax(t)는 기준편차값을 나타낸다.First, the data value of the arc length and CO component over time is converted into a value between 0 and 1. As shown in FIG. 5, the Arc length value converted into a value between 0 and 1 according to time is referred to as Yarc (t), and the CO component value converted into a value between 0 and 1 according to time is represented. It is expressed as Yco (t). Further, Ydev (t) represents a deviation value of the two input data which are different in time, and Ymax (t) represents a reference deviation value.

따라서, Arc길이 변화율에 대해서는,Therefore, for the Arc length change rate,

0 < Yarc(t) < +1 로,0 <Yarc (t) <+1

CO성분 변화율에 대해서는,About CO component change rate,

0 < Yco(t) < +1 로 표시된다.0 <Yco (t) <+1.

상기 입력 데이터 편차값 Ydev(t)는The input data deviation value Ydev (t) is

Ydev(t) = Yarc(t) - Yco(t)가 되며, 상기 입력데이터 편차값 Ydev(t) 이 상기 기준편차값 Ymax(t) 보다 크면 보일링을 판정한다.Ydev (t) = Yarc (t)-Yco (t), and boiling is judged if the input data deviation value Ydev (t) is larger than the reference deviation value Ymax (t).

상기 Arc 길이 변화율(a)과 CO성분값(b)의 편차값 YDev를 구해보면 대부분의 조업구간에서는 기준편차값 YMax(=0.5)값 이하인 것을 알 수 있다. 즉, 슬래그 포밍이 불안정하여 보일링 현상이 일어날 확률이 높으면 입력 데이터 편차값(YDev)이 기준 편차값(YMax)보다 크다는 것을 알 수 있다. 그러므로 보일링 발생의 판정은 상기 데이터 편차값(YDev)이 기준편차값(YMax)보다 큰 시점이 그 기준점이 된다.When the deviation value Y Dev of the arc length change rate (a) and the CO component value (b) is obtained, it can be seen that the reference deviation value Y Max (= 0.5) value or less is found in most operation sections. That is, if the slag forming is unstable and the probability of the occurrence of the boiling phenomenon is high, it can be seen that the input data deviation value Y Dev is greater than the reference deviation value Y Max . Therefore, in the determination of the occurrence of boiling, the point of time when the data deviation value Y Dev is larger than the reference deviation value Y Max becomes the reference point.

도 6은 본 발명에 따른 보일링 판정방법의 과정을 보이는 플로우차트이다. 먼저, 배가스 분석기로부터 CO성분값에 대한 데이터를 수집하고 변압기 시스템으로부터 Arc의 길이값에 대한 데이터를 수집한다(S601). 상기 수집된 데이터를 각각 0~1사이의 값으로 변환한다(S602). 상기 변환과정을 살펴보면, 상기 수집된 CO성분 값과 Arc 길이값은 서로 단위가 다르로 수집되는 양도 서로 다르다. 그러나, 상기 변환과정을 통해 각각 0~1사이의 수치로 환산함으로써 같은 단위의 양으로 변환한다. 이로써 상기 입력 데이터에 대한 비교가 가능하게 된다.6 is a flowchart showing the process of the boiling determination method according to the present invention. First, collect data on the CO component value from the exhaust gas analyzer and collect data on the length value of Arc from the transformer system (S601). Each of the collected data is converted into a value between 0 and 1 (S602). Looking at the conversion process, the collected CO component value and the arc length value is different from each other in the amount collected is also different. However, the conversion process converts the values into the same units by converting them into values between 0 and 1, respectively. This makes it possible to compare the input data.

계속하여, 상기 변환된 각각의 데이터의 차로 입력 데이터 편차값을 계산한다(S603). 이어, 상기 계산된 입력데이터 편차값과 기준편차값(0.5)을 서로 비교한다(S604). 상기 비교결과 상기 입력데이터 편차값이 상기 기준편차값(0.5)보다 클 경우, 보일링 발생을 판정한다(S605). 그러나 상기 비교결과 상기 입력데이터 편차값이 상기 기준편차값(0.5)보다 작을 경우 다시 입력 데이터를 수집하여 상기 과정을 재차 반복한다.Subsequently, an input data deviation value is calculated based on the difference of each converted data (S603). Subsequently, the calculated input data deviation value and the reference deviation value 0.5 are compared with each other (S604). As a result of the comparison, when the input data deviation value is larger than the reference deviation value (0.5), it is determined that boiling occurs (S605). However, when the input data deviation value is smaller than the reference deviation value (0.5), the input data is collected again and the process is repeated again.

따라서, 배가스 중에서 CO성분값과 변압기에서의 Arc 길이값을 이용하여 전기로의 보일링 발생을 사전에 판정할 수 있다.Therefore, the occurrence of boiling in the electric furnace can be determined in advance using the CO component value and the arc length value in the transformer in the exhaust gas.

나아가, 상기와 같이 보일링의 개시시점을 정확히 판단하여 보일링 현상의 발생을 사전에 방지하여 화재 및 가스 배출오염을 방지하고 안정적인 조업이 가능하다.Further, by accurately determining the starting point of the boiling as described above to prevent the occurrence of the boiling phenomenon in advance to prevent fire and gas emissions pollution and stable operation is possible.

상기한 본 발명에 따른 전기로 보일링 판정방법을 바람직한 실시예를 통해 설명하였는바, 본 발명에 속하는 기술분야의 당업자라면 본 발명의 정신에서 벗어나지 않는 범위에서 변경이 가능하다 할 것이다.The above-described method for determining the boiling by the electric furnace according to the present invention has been described through a preferred embodiment, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make changes within the scope without departing from the spirit of the present invention.

Claims (4)

전기로의 보일링 판정방법에 있어서,In the boiling determination method of an electric furnace, 배가스에 포함된 CO 성분 및 전기로내의 Arc 길이에 대한 데이터를 수집하는 단계;Collecting data on the CO component included in the flue gas and the arc length in the electric furnace; 상기 수집된 CO성분의 데이터를 다른 차원의 설정된 범위내의 값으로 변환하는 단계;Converting the collected CO component data into a value within a predetermined range of another dimension; 상기 수집된 Arc길이의 데이터를 상기 변환된 CO성분값과 비교가능하도록 상기 차원의 상기 범위내의 값으로 변환하는 단계;Converting the collected Arc length data into a value within the range of the dimension to be comparable with the converted CO component value; 상기 변환된 두 데이터의 차를 계산하는 단계; 및Calculating a difference between the two converted data; And 상기 계산된 값과 기설정된 기준값의 크기를 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기로 보일링 판정방법.And comparing the magnitude of the calculated value with a predetermined reference value. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 수집된 배가스에 포함된 CO 성분 및 전기로 내의 Arc 길이에 대한 데이터는 0~1사이의 값 중에서 어느 하나의 값으로 변환되는 것을 특징으로 하는 전기로 보일링 판정방법.Electric furnace boiling determination method, characterized in that the CO component contained in the collected exhaust gas and the data about the arc length in the electric furnace is converted into any one value between 0 and 1. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 기준값은 0.5인 것을 특징으로 하는 전기로 보일링 판정방법.And said reference value is 0.5. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 배가스에 포함된 CO 성분이 0% 이면 0으로 변환되고 100%이면 1로 변환되며, 상기 전기로의 Arc 길이가 최소이면 0으로 최대이면 1로 변환되는 것을 특징으로 하는 전기로 보일링 판정방법.If the CO component contained in the exhaust gas is 0% is converted to 0, if 100% is converted to 1, if the arc length of the electric furnace is minimum, it is converted to 0 if the maximum.
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