KR20100076394A

KR20100076394A - 고로 장입물 레벨 측정 장치

Info

Publication number: KR20100076394A
Application number: KR1020080134420A
Authority: KR
Inventors: 정연호; 송성관
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2008-12-26
Filing date: 2008-12-26
Publication date: 2010-07-06
Also published as: KR101031079B1

Abstract

고로 내부로 장입물의 장입이 이루어지는 동안에도 고로 장입물 레벨을 연속적으로 측정할 수 있고, 측정 포인트가 다수 개인 고로 장입물 레벨 측정 장치가 소개된다.

이러한 고로 장입물 레벨 측정 장치는 고로(1)의 상부에 설치되어 고로(1)의 내부와 외부를 연결하는 하우징(100)과, 상기 하우징(100)의 상부에 설치되는 실링 플레이트(200)와, 상기 실링 플레이트(200)에 설치되며, 고로(1) 내부의 외측에서 중심부 방향으로 회동하면서 고로(1) 내부의 장입물(G)의 분포 레벨을 순차적으로 측정하는 레벨 센서(300)와, 상기 레벨 센서(300)에 연결되어 상기 레벨 센서(300)를 회동시키는 구동 부재(500)와, 상기 구동 부재(500)가 일정 속도로 움직일 수 있도록 구동 부재(500)의 속도를 제어하고, 상기 레벨 센서(300)로부터 측정된 장입물(G)의 분포 레벨에 대한 측정 신호를 검출하여 변환하는 제어기(600)와, 상기 제어기(600)에 연결 설치되어 상기 제어기(600)에 의해 변환된 신호를 보정하는 레벨 보정기(700)를 포함하는 구성을 갖는다.

장입물, 레벨, 측정, 레벨 보정

Description

고로 장입물 레벨 측정 장치{APPARATUS FOR MEASURING LEVEL OF BLAST FURNACE BUCKET MATERIAL}

본 발명은 고로 장입물 레벨 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고로 내부로 장입되는 장입물의 분포 레벨을 연속적으로 측정할 수 있는 고로 장입물 레벨 측정 장치에 관한 것이다.

도 1을 참조하면, 일반적으로 제철소의 제선 공정은 고로 내부에 원료인 철광석과 열원인 코크스를 장입하여 송풍구를 통해 열풍을 불어넣어 철광석을 환원시키는 공정이다. 철광석과 코크스는 노정 호퍼(H)에 저장된 후 노정 기어박스(B)에 의해 가동되는 선회 슈트(S)를 통해 3~4분 주기로 고로(1) 내부로 장입된다.

한편, 원활할 고로(1) 내부의 용융, 환원 작용을 통한 최적의 제선 공정을 이루기 위해서는 고로(1) 내부로 장입되는 장입물(G)의 분포 레벨을 정확히 아는 것이 매우 중요하다. 현재까지 고로 장입물(G)의 분포 레벨을 측정할 수 있는 방법으로는 두가지 방법이 있으며, 그 중 하나는 사운딩 레벨계(L)를 이용한 방법이다. 이 방법은 추(W)를 장입물(G) 표면에 직접 접촉시켜 장입물(G)이 하강하는 거리를 계측하는 것으로 정확도는 있지만 다음과 같은 문제점이 있었다. 즉, 열악한 고로 (1)내부의 상황에 의해 추가 떨어질 수 있었고, 측정 포인트가 한 곳에 국한되어 고로(1) 내부의 전체적인 장입물(G)의 분포를 파악할 수 없었으며, 고로(1) 내부로 장입물(G)의 장입이 이루어지는 동안에는 측정이 불가능하여 장입물(G)의 분포 레벨을 연속적으로 측정할 수 없었다. 또 다른 방법은 프로파일메터(M)를 이용한 방법으로서, 이 방법은 측정 프로브(P)의 끝지점에 계측장치를 장착하여 이것을 고로 (1)내부로 삽입하여 길이 방향으로 장입물(G)의 분포를 측정하는 것이다. 이 방법의 경우 거대한 측정 프로브(P)를 고로(1) 내부로 삽입하기 위해 다수의 기계장치와 큰 공간이 소요되었고, 잦은 유지보수가 필요하였으며, 고로(1) 내부로 장입물(G)의 장입이 이루어지는 동안에는 측정이 불가능하여 장입물(G)의 분포 레벨을연속적으로 측정할 수 없었다.

상기와 같은 종래의 고로 장입물(G)의 분포 레벨을 측정 방법을 사용할 경우 주기적으로 장입되는 장입물(G)의 분포 레벨을 연속적으로 측정할 수 없었기에 풍압상승 및 노체 가스 급변동시 신속한 대응이 어려웠으며, 이로 인해 취발 등의 대형사고가 발생될 수 있는 불안정한 조업 환경에 놓이게 되었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로 고로 내부로 장입물의 장입이 이루어지는 동안에도 고로 장입물 레벨을 연속적으로 측정할 수 있고, 고로 내부의 전체적인 장입물의 분포가 파악될 수 있도록 측정 포인트가 다수 개인 장입물 레벨 측정 장치를 제공함을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고로 장입물 레벨 측정 장치는, 고로의 상부에 설치되어 고로의 내부와 외부를 연결하는 하우징과, 상기 하우징의 상부에 설치되는 실링 플레이트와, 상기 실링 플레이트에 설치되며, 고로 내부의 외측에서 중심부 방향으로 회동하면서 고로 내부의 장입물의 분포 레벨을 순차적으로 측정하는 레벨 센서와, 상기 레벨 센서에 연결되어 상기 레벨 센서를 회동시키는 구동 부재와, 상기 구동 부재가 일정 속도로 움직일 수 있도록 구동 부재의 속도를 제어하고, 상기 레벨 센서로부터 측정된 장입물의 분포 레벨에 대한 측정 신호를 검출하여 변환하는 제어기와, 상기 제어기에 연결 설치되어 상기 제어기에 의해 변환된 신호를 보정하는 레벨 보정기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 레벨 보정기는 상기 장입물의 분포 레벨이 실시간으로 디스플레이될 수 있도록 상기 레벨 센서에 의해서 측정된 각 측정 포인트에서의 장입물의 분포 레벨을 시간 경과에 따른 장입물의 강하 속도를 고려하여 보정하는 것이 바람직하다.

상기 하우징에는 상기 레벨 센서 고장시 정상 조업중에도 수리 작업이 이루 어질 수 있도록 차단기가 설치되는 것이 바람직하다.

상기 실링 플레이트에는 상기 레벨 센서와 구동 부재의 보호를 위한 보호 커버가 설치되는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 고로 장입물 레벨 측정 장치에 따르면, 고로 내부로 장입물의 장입이 이루어지는 동안에도 고로 장입물 레벨의 연속적 측정을 통한 고로 내부 상황에 대한 수시 감시가 이루어질 수 있게 됨으로써, 고로 연화 융착대 추정의 정확도가 향상되고 용선 품질 및 생산성이 향상될 수 있게 되며, 풍압상승 및 노체 가스 급변동시 신속한 대응이 이루어질 수 있게 되어 취발 등의 대형사고가 미연에 방지될 수 있게 되는 등 고로 조업의 안정화가 이루어질 수 있게 된다.

또한, 측정 포인트가 다수 개 존재하기 때문에 고로 내부의 전체적인 장입물의 분포를 파악할 수 있게 됨으로써, 고로 내부 상황에 대한 정확한 감시가 이루어질 수 있게 된다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고로 장입물 레벨 측정 장치에 대하여 살펴본다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 고로 장입물 레벨 측정 장치(10)는 하우징(100)과, 실링 플레이트(200)와, 레벨 센서(300)와, 구동 부재(500)와, 제어기(600)와, 레벨 보정기(700)를 포함하고, 이러한 구성들은 도 1에 도시된 바와 같이, 고로(1)의 상부에 설치된다.

상기 하우징(100)은 고로(1)의 상부에 설치되어 고로(1)의 내부와 외부를 연결하는 것으로서, 원통 형상으로 이루어지며, 고로(1)와의 연결 부분에서는 기밀이 유지되도록 설치된다.

상기 실링 플레이트(200)는 상기 하우징(100)의 상부에 설치되되, 상기 하우징(100)과의 연결 부분에서는 기밀이 유지되도록 설치된다.

상기 레벨 센서(300)는 고로(1) 내부의 장입물(G)의 분포 레벨을 측정하기 위한 것으로서, 상기 실링 플레이트(200)에 관통되어 회동 가능하도록 설치된다. 즉, 상기 레벨 센서(300)는 도 3에 도시된 바와 같이, 회동하면서 고로(1) 내부에 장입된 장입물(G)의 분포 레벨을 측정하되, 고로(1)의 외측에서 중심부 방향으로 일정 주기로 회동하면서 측정한다.

상기 구동 부재(500)는 상기 레벨 센서(300)를 회동시키기 위한 것으로서, 상기 레벨 센서(300)와 연결되어 상기 실링 플레이트(200) 상에 설치된다. 여기서, 상기 구동 부재(500)는 상기 레벨 센서(300)에 직접 연결될 수도 있으나, 감속기(400)를 매개로 연결되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 감속기(400)가 사용되는 것은 상기 레벨 센서(300)가 고로(1) 내부의 장입물의 분포 레벨을 천천히 회동하면서 측정할 수 있도록 하기 위함이다. 한편, 상기 구동 부재(500)로는 구동 모터가 사용될 수 있다.

상기 제어기(600)는 상기 구동 부재(500)가 일정 속도로 움직일 수 있도록 상기 구동 부재(500)의 속도를 제어하기 위한 것일 뿐만 아니라 상기 레벨 센서(300)로부터 측정된 장입물(G, 도 3참조)의 분포 레벨에 대한 측정 신호를 검출 하여 변환하기 위한 것으로서, 상기 구동 부재(500) 및 레벨 센서(300)에 연결된다.

상기 레벨 보정기(700)는 상기 제어기(600)에 연결 설치되어 상기 제어기(600)에 의해 변환된 신호를 장입물(G)의 강하 속도를 고려하여 보정하는 것으로서, 종래의 사운딩 레벨계(L, 도 1참조)를 이용하여 장입물(G, 도 1 참조)의 강하 속도 및 고정 위치의 레벨 변화를 측정하여 계산함으로써, 장입물(G)의 레벨을 보정한다.

한편, 상기 하우징(100)에는 상기 레벨 센서(300) 고장시 정상 조업중에도 수리 작업이 이루어질 수 있도록 차단기(800)가 설치될 수 있는데, 이 차단기(800)는 상기 하우징(100)과 고로(1)의 연결 부분 위쪽에 설치되며, 수동 또는 자동으로 개폐될 수 있도록 이루어진다.

한편, 상기 실링 플레이트(200)에는 상기 레벨 센서(300)와 구동 부재(400)의 보호를 위한 보호 커버(900)가 설치될 수 있다.

이하에서는, 도 3 내지 도 5를 참조하여, 상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 고로 장입물 레벨 측정 장치의 작동에 대하여 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 고로 장입물 레벨 측정 장치를 이용하여 고로(1) 내부의 장입물(G)의 레벨을 측정할 경우 도 3에 도시된 바와 같이, 레벨 센서(300)가 일정 각도로 회동하면서, 화살표(D₁ 내지 D₆) 방향으로 순서대로 회동하면서 도 4에 도시된 측정 포인트(P₁ 내지 P₆)에서의 장입물(G)의 분포 레벨을 순서대로 측정 한다. 정확한 장입물(G)의 분포 레벨을 파악하기 위해서는 본 발명의 실시예에 따른 고로 장입물 레벨 측정 장치를 고로(1) 상부에 여러개 설치하여, 도 4에 도시된 바와 같이 고로(1) 내부의 여러 곳에서의 장입물(G)의 분포 레벨을 측정하는 것이 바람직하다.

한편, 상기와 같이 레벨 센서(300)에 의해 측정되는 고로(1) 내부의 장입물(G)의 분포 레벨은 4~20mA의 측정 신호로 측정되고, 이 측정 신호는 상기 제어기(600)에서 디지털 신호로 변환된다. 이후, 상기 레벨 보정기(700)는 상기 제어기(600)로부터 인가된 디지털 신호를 장입물(G)의 하강 속도를 고려하여 보정한다. 이러한 보정은 상기 구동 부재(500)의 회전 속도를 이용하여 장입물(G)에 대한 측정 포인트를 추적함으로써 이루어지며, 여기서 측정 포인트에 대한 추적은 상기 구동 부재(500)의 회전 속도를 적분하여 계산된다. 이 후, 사운딩 레벨계(L, 도 1참조)를 이용하여 장입물(G)의 강하 속도 및 고정 위치의 레벨 변화를 측정하여 계산함으로써, 장입물(G)의 레벨 변화가 보정될 수 있게 되고, 도 5는 이러한 레벨 보정을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 5를 참조하면, 레벨 센서(300)에 의해서 실제 측정된 각 측정 포인트(P₁ 내지 P₆)에서의 장입물(G)의 실제 레벨(R)은 장입물(G)의 강하 폭(F)을 보정하여 현재 레벨(C)로 디스플레이 장치(미도시)를 통해 표시되게 된다.

상술한 바와 같은 고로 장입물 레벨 측정 장치에 따르면, 고로(1) 내부로 장입물(G)의 장입이 이루어지는 동안에도 고로(1) 장입물(G) 레벨의 연속적 측정이 이루어질 수 있게 됨으로써, 고로 내부 상황에 대한 수시 감시가 가능케 되어 고로 연화 융착대 추정의 정확도가 향상되고 용선 품질 및 생산성이 향상될 수 있게 된다. 또한, 풍압상승 및 노체 가스 급변동시 신속한 대응이 이루어질 수 있게 되어 취발 등의 대형사고가 미연에 방지될 수 있게 되는 등 고로 조업의 안정화가 이루어질 수 있게 된다.

또한, 측정 포인트가 여러 곳에 걸쳐 존재하기 때문에 고로 내부의 전체적인 장입물의 분포를 파악할 수 있게 됨으로써, 고로 내부 상황에 대한 정확한 감시가 이루어질 수 있게 된다.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음이 이해될 필요가 있다.

도 1은 종래의 고로 장입물 레벨 측정 장치 및 본 발명의 실시예에 따른 고로 장입물 레벨 측정 장치의 설치 위치를 개략적으로 나타낸 도면.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고로 장입물 레벨 측정 장치를 나타낸 개략도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고로 장입물 레벨 측정 장치에 의해 장입물의 분포 레벨을 측정하는 모습을 나타낸 개략도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 고로 장입물 레벨 측정 장치에 의해 측정되는 고로 내부의 측정 포인트를 나타낸 도면.

도 5는 본 발명의 실시예에 적용된 레벨 보정기에 의한 레벨 보정을 설명하기 위한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 하우징 200 : 실링 플레이트

300 : 레벨 센서 400 : 감속기

500 : 구동 부재 600 : 제어기

700 : 레벨 보정기 800 : 차단기

Claims

고로(1)의 상부에 설치되어 고로(1)의 내부와 외부를 연결하는 하우징(100);

상기 하우징(100)의 상부에 설치되는 실링 플레이트(200);

상기 실링 플레이트(200)에 설치되며, 고로(1) 내부의 외측에서 중심부 방향으로 회동하면서 고로(1) 내부의 장입물(G)의 분포 레벨을 순차적으로 측정하는 레벨 센서(300);

상기 레벨 센서(300)에 연결되어 상기 레벨 센서(300)를 회동시키는 구동 부재(500);

상기 구동 부재(500)가 일정 속도로 움직일 수 있도록 구동 부재(500)의 속도를 제어하고, 상기 레벨 센서(300)로부터 측정된 장입물(G)의 분포 레벨에 대한 측정 신호를 검출하여 변환하는 제어기(600); 및

상기 제어기(600)에 연결 설치되어 상기 제어기(600)에 의해 변환된 신호를 보정하는 레벨 보정기(700)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로 장입물 레벨 측정 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 레벨 보정기(700)는 상기 장입물(G)의 분포 레벨이 실시간으로 디스플레이될 수 있도록 상기 레벨 센서(300)에 의해서 측정된 각 측정 포인트(P₁ 내지 P₆)에서의 장입물(G)의 분포 레벨을 시간 경과에 따른 장입물(G)의 강하 속도를 고려하여 보정하는 것을 특징으로 하는 고로 장입물 레벨 측정 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 하우징(100)에는 상기 레벨 센서(300) 고장시 정상 조업중에도 수리 작업이 이루어질 수 있도록 차단기(800)가 설치되는 것을 특징으로 하는 고로 장입물 레벨 측정 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 실링 플레이트(200)에는 상기 레벨 센서(300)와 구동 부재(400)의 보호를 위한 보호 커버(900)가 설치되는 것을 특징으로 하는 고로 장입물 레벨 측정 장치.