KR20230082191A - Processing method and processing apparatus for raw material - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 원료 처리 방법 및 원료 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 작업자를 위험에 노출시키지 않고 코크스의 높이 및 온도를 검출할 수 있는 원료 처리 방법 및 원료 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a raw material processing method and raw material processing apparatus, and more particularly, to a raw material processing method and raw material processing apparatus capable of detecting the height and temperature of coke without exposing workers to danger.
석탄을 건류하여 코크스를 제조하는 코크스 오븐은 탄화실과 연소실을 포함한다. 탄화실로는 코크스의 원료가 되는 석탄 즉, 원료탄이 장입되며, 연소실에서는 탄화실을 가열하기 위한 연료가스가 공급되어 연소된다. 그리고 탄화실과 연소실 각각은 복수개로 구비되며, 탄화실과 연소실이 교대로 배치된다.A coke oven for producing coke by carbonizing coal includes a carbonization chamber and a combustion chamber. Coal, that is, raw coal, which is a raw material for coke, is charged into the carbonization chamber, and fuel gas for heating the carbonization chamber is supplied and combusted in the combustion chamber. In addition, each of the carbonization chamber and the combustion chamber is provided in plurality, and the carbonization chamber and the combustion chamber are alternately arranged.
탄화실의 원료탄은 연소실로부터 제공되는 열원에 의해 가열되어 코크스가 된다. 이때 코크스의 품질을 위하여 원료탄을 충분히 건류시켜야할 필요가 있으며, 건류 상태에 따라 건류 종료 후 코크스의 온도가 다를 수 있다. 이때, 코크스의 온도는 연소실로 공급되는 연료가스의 공급량 뿐만 아니라, 탄화실로 장입되는 원료탄의 장입량 즉, 장입 높이에 따라 달라질 수 있다. 즉, 탄화실로 일정량 이상의 높이로 원료탄이 장입되는 경우, 적재된 원료탄의 상부는 충분히 건류되지 않는 문제가 발생될 수 있다. 또한, 탄화실로 일정량 미만의 높이로 원료탄이 장입되는 경우 탄화실의 상부에는 건류될 원료탄이 없기 때문에 탄화실로 공급되는 열량 대비 원료탄의 양이 작아 에너지 소비 측면에 효율적이지 않은 문제가 있다.The raw coal in the carbonization chamber is heated by a heat source supplied from the combustion chamber to become coke. At this time, it is necessary to sufficiently carbonize the raw coal for the quality of the coke, and the temperature of the coke after completion of the carbonization may be different depending on the carbonization state. At this time, the temperature of the coke may vary according to the charging amount of the raw coal charged to the carbonization chamber, that is, the charging height, as well as the supply amount of the fuel gas supplied to the combustion chamber. That is, when raw coal is loaded into the carbonization chamber at a height higher than a certain amount, a problem may occur in that the upper part of the loaded raw coal is not sufficiently carbonized. In addition, when raw coal is charged at a height less than a certain amount into the carbonization chamber, since there is no raw coal to be carbonized at the top of the carbonization chamber, the amount of raw coal relative to the amount of heat supplied to the carbonization chamber is small, resulting in inefficient energy consumption.
이에, 건류가 종료된 후 코크스의 높이를 측정하는데, 이때 작업자가 탄화실의 상측에서 탄화실로 측정기를 삽입하여 측정한다. 이때 작업자가 고온의 열에 노출되어 안전 상에 문제가 발생될 수 있다.Accordingly, after dry distillation is completed, the height of coke is measured. At this time, a worker inserts a measuring instrument into the carbonization chamber from the upper side of the carbonization chamber to measure it. At this time, a worker may be exposed to high-temperature heat, which may cause a safety problem.
본 발명은 원료탄의 장입량 불량 및 건류 부족에 의해 코크스의 수율이 저하되거나 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있는 원료 처리 방법 및 원료 처리 장치를 제공한다.The present invention provides a raw material processing method and a raw material processing apparatus capable of preventing a decrease in the yield or quality of coke due to a defective loading amount of raw coal and insufficient dry distillation.
본 발명은 코크스의 높이 및 온도를 검출하는데 있어서, 작업자를 고온의 열에 노출시키지 않고 안전하게 검출할 수 있는 원료 처리 방법 및 원료 처리 장치를 제공한다.The present invention provides a raw material processing method and raw material processing apparatus capable of safely detecting the height and temperature of coke without exposing workers to high temperature heat.
본 발명의 실시예에 따른 원료 처리 방법은 탄화실로 원료탄을 장입하고, 원료탄을 건류시켜 코크스를 제조하는 과정; 상기 탄화실을 촬상하여 온도에 따라 색상이 다르게 나타나는 화상 이미지를 획득하는 과정; 온도에 따른 색상을 이용하여 상기 화상 이미지 상에서 코크스가 차지하는 코크스 영역(Sc)을 식별하는 과정; 다음 조업에서 상기 탄화실로 원료탄 장입시에, 상기 코크스 영역(Sc)의 면적 비율(Ra)에 따라 원료탄의 장입량을 조절하는 과정;을 포함할 수 있다.A raw material processing method according to an embodiment of the present invention includes the steps of charging raw coal into a carbonization chamber and carbonizing the raw coal to produce coke; capturing an image of the carbonization chamber to obtain an image having different colors according to temperature; Identifying a coke area (S c ) occupied by coke on the video image using a color according to temperature; It may include a process of adjusting the charging amount of raw coal according to the area ratio (R a ) of the coke area (S c ) when the raw coal is charged into the carbonization chamber in the next operation.
상기 화상 이미지를 획득하는 과정은, 상기 탄화실 밖으로 코크스를 배출시키기 전에 코크스가 장입되어 있는 탄화실을 촬상하여 제1화상 이미지를 획득하는 과정을 포함하고, 상기 코크스 영역(Sc)을 식별하는데 있어서, 상기 제1화상 이미지 상에서 온도에 따른 색상을 이용하여 상기 코크스 영역(Sc)을 식별할 수 있다.The process of acquiring the burn image includes a process of acquiring a first burn image by imaging a carbonization chamber in which coke is charged before discharging coke out of the carbonization chamber, and identifying the coke area S c In the first image, the coke area S c can be identified using a color according to temperature.
상기 제1화상 이미지 상에서 빈 공간의 영역인 탄화실 영역(Se)을 식별하는 과정을 포함하고, 상기 면적 비율(Ra)을 산출하는 과정은, 상기 제1화상 이미지 상에서 상기 코크스 영역의 면적(Ac) 및 탄화실 영역의 면적(Ae)을 산출하는 과정; 상기 코크스 영역의 면적(Ac)과 탄화실 영역의 면적(Ae)을 합산하여 합산 면적(Ace)을 산출하는 과정; 상기 합산 면적(Ace)에 대한 상기 코크스 영역 면적(Ac)의 비율(Ra)을 산출하는 과정;을 포함할 수 있다.A process of identifying a carbonization chamber area (S e ), which is an area of an empty space, on the first image image, and the process of calculating the area ratio (R a ) includes the area of the coke area on the first image image. (A c ) and the process of calculating the area (A e ) of the carbonization chamber region; Calculating a summed area (A ce ) by summing the area (A c ) of the coke region and the area (A e ) of the carbonization chamber region; Calculating a ratio (R a ) of the coke area area (A c ) to the total area (A ce ); may include.
코크스를 상기 탄화실 밖으로 배출시키는 과정을 포함하고, 상기 화상 이미지를 획득하는 과정은, 코크스가 배출된 상기 탄화실을 촬상하여 제2화상 이미지를 획득하는 과정을 포함하며, 상기 제2화상 이미지 상에서 온도에 따른 색상을 이용하여 빈 공간의 영역인 탄화실 영역(Se)을 식별하는 과정; 상기 면적 비율(Ra)을 산출하는 과정은, 상기 제1화상 이미지 상에서 상기 코크스 영역의 면적(Ac)을 산출하는 과정; 상기 제2화상 이미지 상에서 상기 탄화실 영역의 면적(Ae)을 산출하는 과정; 상기 탄화실 영역의 면적(Ae)에 대한 상기 코크스 영역의 면적(As)의 비율(Ra)을 산출하는 과정;을 포함할 수 있다.A process of discharging coke out of the carbonization chamber, and the process of acquiring the image image includes a process of acquiring a second image by capturing the carbonization chamber from which coke is discharged, and on the second image image A process of identifying a carbonization chamber area (S e ), which is an area of an empty space, using a color according to temperature; The process of calculating the area ratio (R a ) may include: calculating an area (A c ) of the coke region on the first image; calculating an area (A e ) of the carbonization chamber region on the second image; Calculating a ratio (R a ) of the area (A s ) of the coke region to the area (A e ) of the carbonization chamber region; may include.
상기 면적 비율(Ra)을 이용하여 코크스의 높이를 예측하는 과정; 및 상기 면적 비율(Ra)을 이용하여 상기 탄화실로 장입된 원료탄의 장입량에 대해 정상 여부를 판단하는 과정; 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Predicting the height of coke using the area ratio (R a ); and determining whether an amount of raw coal charged into the carbonization chamber is normal by using the area ratio (R a ). may include at least one of them.
상기 면적 비율(Ra)을 이용하여 코크스의 높이를 예측하는 과정은, 상기 면적 비율(Ra)을 제1기준비율(Rs1) 및 상기 제1기준비율(Rs1)에 비해 큰 제2기준비율(Rs2)과 비교하는 과정; 상기 면적 비율(Ra)이 제1기준비율(Rs1) 이상 제2기준비율(Rs2) 이하인 경우, 상기 코크스의 높이가 기준 높이 범위 내인 것으로 판단하는 과정; 상기 면적 비율(Ra)이 제1기준비율(Rs1) 미만인 경우 상기 코크스의 높이가 기준 높이 범위의 최하한치 높이 미만인 것으로 판단하는 과정; 상기 면적 비율(Ra)이 제2기준비율(Rs2)을 초과하는 경우, 상기 코크스의 높이가 기준 높이 범위의 최상한치 높이를 초과하는 것으로 판단하는 과정;을 포함할 수 있다.In the process of predicting the height of coke using the area ratio (R a ), the area ratio (R a ) is set to a first reference ratio (R s1 ) and a second greater than the first reference ratio (R s1 ). The process of comparing with the standard ratio (R s2 ); When the area ratio (R a ) is greater than or equal to a first reference ratio (R s1 ) and less than or equal to a second reference ratio (R s2 ), determining that the height of the coke is within a reference height range; When the area ratio (R a ) is less than the first reference ratio (R s1 ), determining that the height of the coke is less than the lowest height of the reference height range; When the area ratio (R a ) exceeds the second reference ratio (R s2 ), the step of determining that the height of the coke exceeds the uppermost height of the reference height range; may include.
상기 탄화실로 장입된 원료탄의 장입량에 대해 정상 여부를 판단하는 과정은, 상기 면적 비율(Ra)을 제1기준비율(Rs1) 및 상기 제1기준비율(Rs1)에 비해 큰 제2기준비율(Rs2)과 비교하는 과정; 상기 면적 비율(Ra)이 제1기준비율(Rs1) 이상 제2기준비율(Rs2) 이하인 경우, 상기 원료탄의 장입량을 정상으로 판단하는 과정; 및 상기 면적 비율(Ra)이 제1기준비율(Rs1) 미만이거나, 제2기준비율(Rs2)을 초과하는 경우, 상기 원료탄의 장입량을 비정상으로 판단하는 과정;을 포함할 수 있다.In the process of determining whether the loading amount of the raw coal charged into the carbonization chamber is normal, the area ratio (R a ) is set to the first reference ratio (R s1 ) and the second criterion greater than the first reference ratio (R s1 ) The process of comparing with the ratio (R s2 ); determining that the charging amount of the coking coal is normal when the area ratio (R a ) is greater than or equal to a first reference ratio (R s1 ) and less than or equal to a second reference ratio (R s2 ); and determining that the loading amount of the coking coal is abnormal when the area ratio (R a ) is less than the first reference ratio (R s1 ) or exceeds the second reference ratio (R s2 ).
상기 면적 비율(Ra)이 제1기준비율(Rs1) 미만이 되어 상기 원료탄의 장입량이 비정상으로 판단되는 경우, 다음 조업에서 상기 탄화실로 공급되는 원료탄의 장입량을 증가시키는 과정; 및 상기 면적 비율(Ra)이 제2기준비율(Rs2)을 초과하여 상기 원료탄의 장입량이 비정상으로 판단되는 경우, 다음 조업에서 상기 탄화실로 공급되는 원료탄의 장입량을 감소시키는 과정;을 포함할 수 있다.increasing the charging amount of the raw coal supplied to the carbonization chamber in the next operation when the area ratio (R a ) is less than the first reference ratio (R s1 ) and the charging amount of the raw coal is determined to be abnormal; and reducing the charging amount of the raw coal supplied to the carbonization chamber in the next operation when the area ratio (R a ) exceeds the second reference ratio (R s2 ) and the charging amount of the raw coal is determined to be abnormal. can
상기 제1화상 이미지 상에서 상기 코크스 영역(Sc)의 색상을 이용하여 코크스의 온도(Tp)를 검출하는 과정; 및 검출된 상기 코크스의 온도(Tp)를 이용하여 코크스가 정상적으로 건류되었는지 여부를 판단하는 과정;을 포함할 수 있다.detecting a temperature (T p ) of coke using the color of the coke region (S c ) on the first image; and determining whether or not the coke is normally carbonized using the detected temperature (T p ) of the coke.
상기 코크스의 온도(Tp)를 검출하는 과정은, 상기 코크스 영역(Sc)에 포함된 복수의 픽셀(pixel)의 색상에 따라 상기 복수의 픽셀 각각에 대한 온도를 획득하는 과정; 획득된 상기 복수의 픽셀 온도들의 평균 온도를 산출하는 과정; 산출된 상기 평균 온도를 코크스의 온도로 결정하는 과정;을 포함할 수 있다.The process of detecting the temperature (T p ) of the coke may include obtaining a temperature of each of the plurality of pixels according to the color of the plurality of pixels included in the coke area (S c ); calculating an average temperature of the obtained plurality of pixel temperatures; A process of determining the calculated average temperature as the temperature of coke; may include.
상기 코크스가 정상적으로 건류되었는지 여부를 판단하는 과정은, 검출된 상기 코크스의 온도(Tp)가 미리 설정된 기준온도(Ts) 이상인 경우 코크스가 정상적으로 건류된 것으로 판단하는 과정; 및 검출된 상기 코크스의 온도(Tp)가 상기 기준온도(Ts) 미만인 경우 코크스가 비정상적으로 건류된 것으로 판단하는 과정;을 포함할 수 있다.The process of determining whether the coke is normally carbonized or not, the process of determining that the coke is normally carbonized when the detected temperature (T p ) of the coke is equal to or higher than a preset reference temperature (T s ); and determining that the coke is abnormally carbonized when the detected temperature (T p ) of the coke is less than the reference temperature (T s ).
상기 코크스가 비정상적으로 건류된 것으로 판단되는 경우, 다음 조업에서 상기 탄화실로 공급되는 열원을 증가시키는 과정을 포함할 수 있다.When it is determined that the coke is abnormally carbonized, a process of increasing a heat source supplied to the carbonization chamber in the next operation may be included.
상기 코크스가 정상적으로 건류된 것으로 판단된 경우에, 상기 코크스의 높이를 예측하는 과정 및 상기 원료탄의 장입량에 대해 정상 여부를 판단하는 과정 중 적어도 하나를 실시할 수 있다.When it is determined that the coke is normally carbonized, at least one of a process of predicting the height of the coke and a process of determining whether or not the charged amount of the coking coal is normal may be performed.
본 발명의 실시예에 따른 원료 처리 장치는 내부로 원료탄이 장입될 수 있는 탄화실을 구비하는 코크스 오븐; 상기 탄화실을 향해 전진 및 상기 탄화실과 반대쪽으로 후진할 수 있는 압출기를 구비하고, 상기 코크스 오븐과 마주보게 배치될 수 있는 압출부; 및 상기 탄화실을 촬상하여 화상 이미지를 획득할 수 있도록 상기 압출부에 설치되는 촬상부를 구비하며, 상기 탄화실로 장입되는 원료탄의 장입량을 조절하는 제어기;를 포함할 수 있다. A raw material processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a coke oven having a carbonization chamber into which raw coal can be charged; An extruder having an extruder capable of moving forward toward the carbonization chamber and backward toward the opposite side of the carbonization chamber, and disposed facing the coke oven; and a controller having an imaging unit installed in the extruding unit so as to capture an image of the carbonization chamber and adjusting the amount of raw coal charged into the carbonization chamber.
상기 촬상부는, 상기 압출기가 전진 및 후진하는 방향과 교차하는 방향을 기준으로 상기 압출기의 일측에 위치하도록 설치될 수 있다.The imaging unit may be installed to be located on one side of the extruder based on a direction crossing the forward and backward directions of the extruder.
상기 압출기의 하측에 위치하도록 설치된 바디; 및 상기 압출기를 지지하도록 상기 바디 상부에 설치된 지지대;를 포함하고, 상기 촬상부는 상기 지지대에 설치될 수 있다.Body installed to be located on the lower side of the extruder; and a support installed above the body to support the extruder, and the imaging unit may be installed on the support.
상기 제어기는, 상기 화상 이미지 상에서 코크스가 차지하는 코크스 영역(Sc)의 면적 비율(Ra)을 이용하여 상기 탄화실로 장입되는 원료탄의 장입량을 조절할 수 있다.The controller may adjust the charging amount of the raw coal charged into the carbonization chamber by using an area ratio (R a ) of the coke area (S c ) occupied by the coke on the image image.
상기 촬상부는 온도에 따라 색상이 다르게 나타나는 화상 이미지를 획득하고, 상기 제어기는, 온도에 따른 색상을 이용하여 상기 화상 이미지 상에서 코크스가 차지하는 코크스 영역(Sc) 및 빈 공간의 영역인 탄화실 영역(Se)을 식별하고, 상기 탄화실 영역의 면적(Ae)에 대한 상기 코크스 영역의 면적(Ac) 비율(Ra)을 산출하는 처리부; 상기 처리부에서 산출된 면적 비율(Ra)을 이용하여 상기 탄화실로 장입된 원료탄의 장입량에 대해 정상 여부를 판단하는 판단부; 및 상기 판단부에서의 판단 결과에 따라, 상기 코크스 오븐의 일측에 위치되어 상기 탄화실로 원료탄을 장입시키는 장입부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.The imaging unit acquires an image image in which colors appear differently according to temperature, and the controller uses the color according to temperature to form a coke area (S c ) occupied by coke on the image image and a carbonization chamber area (which is an area of empty space) a processing unit that identifies S e ) and calculates a ratio (R a ) of the area (A c ) of the coke region to the area (A e ) of the carbonization chamber region; a determination unit that determines whether the charging amount of raw coal charged into the carbonization chamber is normal by using the area ratio (R a ) calculated by the processing unit; and a control unit located at one side of the coke oven and controlling an operation of an charging unit for charging raw coal into the carbonization chamber according to a result of the determination by the determination unit.
상기 처리부는, 상기 코크스 영역(Sc)의 색상을 이용하여 코크스의 온도를 검출하고, 상기 판단부는, 상기 처리부에서 검출된 상기 코크스의 온도를 이용하여 코크스가 정상적으로 건류되었는지 여부를 판단할 수 있다.The processing unit detects the temperature of coke using the color of the coke region S c , and the determination unit determines whether or not the coke is normally carbonized using the temperature of the coke detected by the processing unit. .
상기 제어부는, 상기 판단부에서 코크스가 비정상적으로 건류된 것으로 판단된 경우, 상기 탄화실로 열량을 제공하도록 상기 탄화실의 일측에 설치된 연소실과 연결된 연료 공급부의 동작을 제어할 수 있다.The control unit may control an operation of a fuel supply unit connected to a combustion chamber installed at one side of the carbonization chamber to provide heat to the carbonization chamber when the determination unit determines that the coke is abnormally carbonized.
본 발명의 실시예들에 의하면, 탄화실을 촬상한 화상 이미지를 이용하여 코크스의 높이를 검출할 수 있다. 따라서, 작업자가 고열에 노출되지 않고도 안전하게 코크스의 높이를 검출할 수 있다.According to the embodiments of the present invention, the height of coke can be detected using an image of a carbonization chamber. Therefore, the operator can safely detect the height of the coke without being exposed to high heat.
또한, 화상 이미지를 이용하여 코크스의 건류 상태가 정상인지 여부를 알 수 있고, 건류 전 원료탄이 기준 높이로 장입되었는지 여부를 알 수 있다. 그리고, 파악된 코크스의 건류 상태 및 원료탄 장입량에 따라서 다음 조업에서 연소실로 공급되는 연료가스의 공급량 및 탄화실로의 원료탄 장입량을 조절할 수 있다. 이에 따라, 코크스의 건류가 부족하여 불량이 발생되는 것을 방지할 수 있고, 원료탄 장입량 부족에 따라 생산량이 감소하는 것을 방지할 수 있다.In addition, it is possible to know whether or not the carbonization state of coke is normal using the image image, and it is possible to know whether or not raw coal is charged at a standard height before carbonization. In addition, the supply amount of fuel gas supplied to the combustion chamber and the amount of raw coal charged to the carbonization chamber may be adjusted according to the identified carbonization state of coke and the amount of raw coal charged. Accordingly, it is possible to prevent defects from occurring due to insufficient dry distillation of coke, and it is possible to prevent production from being reduced due to insufficient loading of coke.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 원료 처리 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제어기의 촬상부가 건류장치의 코크스 오븐과 마주보고 있는 상태를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 3은 탄화실 및 연소실을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제어기의 촬상부에서 획득된 화상 이미지의 예시이다.
도 5의 (a)는 코크스가 충분이 건류된 경우의 복수의 탄화실에 대한 화상 이미지이다.
도 5의 (b)는 코크스가 충분이 건류되지 않은 경우의 복수의 탄화실에 대한 화상 이미지이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 처리부에서 검출된 코크스의 온도에 따른 코크스 영역의 면적 비율(Ra)을 나타낸 그래프이다.
도 7의 (a)는 탄화실로 원료탄이 부족하게 장입된 경우, 도 7의 (b)는 탄화실로 원료탄이 과다하게 장입된 경우 각각에서 건류가 종료된 후에 코크스의 높이를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 판단부에서 코크스의 건류 상태를 정상 또는 비정상으로 판단하는 방법 및 원료탄 장입량에 대해 정상 또는 비정상으로 판단하는 방법과, 판단 결과에 따라 제어부의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.1 is a diagram showing a raw material processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a view conceptually showing a state in which the imaging unit of the controller faces the coke oven of the carbonization apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a view conceptually showing a carbonization chamber and a combustion chamber.
4 is an example of a picture image acquired by an imaging unit of a controller according to an embodiment of the present invention.
5(a) is an image image of a plurality of carbonization chambers when coke is carbonized sufficiently.
5(b) is an image image of a plurality of carbonization chambers when coke is not carbonized sufficiently.
6 is a graph showing the area ratio (R a ) of the coke region according to the temperature of the coke detected by the processing unit according to an embodiment of the present invention.
7(a) is a view for explaining the height of coke after dry distillation is completed in each case where raw coal is insufficiently charged into the carbonization chamber, and FIG.
8 is for explaining a method of determining whether the dry distillation state of coke is normal or abnormal, a method of determining whether the coking coal loading amount is normal or abnormal, and the operation of the control unit according to the determination result according to an embodiment of the present invention. It is a flow chart.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명의 실시예를 설명하기 위하여 도면은 과장될 수 있고, 도면상의 동일한 부호는 동일한 구성요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, only these embodiments will complete the disclosure of the present invention, and will fully cover the scope of the invention to those skilled in the art. It is provided to inform you. In order to explain the embodiments of the present invention, the drawings may be exaggerated, and the same reference numerals in the drawings refer to the same components.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 원료 처리 장치를 도시한 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제어기의 촬상부가 건류장치의 코크스 오븐과 마주보고 있는 상태를 개념적으로 도시한 도면이다.1 is a diagram showing a raw material processing apparatus according to an embodiment of the present invention. 2 is a view conceptually showing a state in which the imaging unit of the controller faces the coke oven of the carbonization apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 원료 처리 장치는 원료탄을 열처리하여 건류시킴으로써 코크스를 제조하는 탄화실(1110)이 구비된 건류장치(1000) 및 탄화실(1110)을 촬상하여 얻어진 화상 이미지를 이용하여 코크스(C)의 건류 상태 및 원료탄 장입량의 불량 여부를 판단하고, 이를 이용하여 다음 조업에서 건류장치(1000)의 동작을 제어하는 제어기(2000)를 포함한다.Referring to FIGS. 1 and 2 , the raw material processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a
여기서 원료탄은 석탄(coal) 또는 석탄을 포함하는 원료일 수 있다.Here, the raw coal may be coal or a raw material containing coal.
탄화실(1110)에서의 일 조업이란, 탄화실(1110)로 원료탄을 장입하는 과정(제1과정), 탄화실(1110)의 원료탄을 건류하여 코크스(C)를 제조하는 과정(제2과정), 건류가 종료된 코크스(C)를 탄화실(1110) 밖으로 배출 즉 압출시키는 과정(제3과정) 등의 일련의 과정을 포함한다. 그리고, 다음 조업이란 상기 일 조업을 실시한 후 다시 일 조업을 실시할 때 그 후의 조업을 의미할 수 있다. 즉, 다음 조업이란, 제1과정, 제2과정, 제3과정을 실시한 후에, 다음 시점에 제1과정, 제2과정, 제3과정을 실시하는 것을 의미할 수 있다.The daily operation in the
건류장치(1000)는 원료탄을 열처리 즉, 건류시켜 코크스(C)를 제조하는 장치로서, 제철 분야에서 널리 알려진 장치이다. 이에, 건류장치(1000)에 대해서는 간략히 설명한다.The
도 1을 참조하면, 건류장치(1000)는 원료탄이 장입되어 열처리되는 탄화실(1110)을 구비하는 코크스 오븐(1100), 코크스 오븐(1100)의 상측에 구비되어 탄화실(1110) 내부로 원료탄을 장입하는 장입부(1200), 탄화실(1110)의 입구와 마주보도록 위치되며, 상기 탄화실(1110)쪽으로 전진하는 동작에 의해 건류가 종료된 원료탄 즉, 코크스(C)를 탄화실 밖으로 압출하는 압출기(1310)가 구비된 압출부(1300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the
또한, 건류장치(1000)는 탄화실(1110)의 입구와 마주보도록 위치되며, 탄화실(1110)을 기준으로 전진 또는 후진하는 동작에 의해 탄화실(1110)에 장입된 원료탄의 상부를 평탄하게 레벨링하는 레벨러를 포함할 수 있다.In addition, the
도 2를 참조하면, 코크스 오븐(1100)은 원료탄이 장입되는 탄화실(1110), 탄화실(1110)의 적어도 일측에 위치하여 연료가스를 연소시켜 원료탄의 건류에 필요한 열원을 탄화실(1110)에 제공하는 연소실(1120), 연소실(1120)로 열원 발생을 위한 연료가스를 공급하는 연료 공급부(1130)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the
탄화실(1110)과 연소실(1120) 각각은 복수개로 구비되며, 도 2와 같이 탄화실(1110)과 연소실(1120)이 일 방향 예를 들어 제1방향(X축 방향)으로 나열되게 배치된다. 이때 탄화실(1110)과 연소실(1120)이 교대로 배치된다.Each of the
도 3은 탄화실 및 연소실을 개념적으로 나타낸 도면이다. 여기서 도 3의 (a)는 건류가 종료된 원료탄(이하, 코크스)가 탄화실 밖으로 압출되기 전 상태이고, 도 3의 (b)는 코크스가 압출된 후를 나타낸 도면이다.3 is a view conceptually showing a carbonization chamber and a combustion chamber. Here, (a) of FIG. 3 is a state before the raw coal (hereinafter referred to as coke) after completion of dry distillation is extruded out of the carbonization chamber, and (b) of FIG. 3 is a view showing after the coke is extruded.
탄화실(1110)은 내부공간을 가지는 통 형상이며, 탄화실(1110)과 연소실(1120)이 나열 배치된 제1방향(X축 방향)과 교차하는 제2방향(Y축 방향)으로 연장 형성된다. 그리고, 탄화실(1110)의 제2방향(Y축 방향)의 양 끝단에는 도어(door)가 설치된다. The
연소실(1120)은 연료 공급부(1130)에서 제공되는 연료가스를 연소시켜 화염을 발생시킨다. 이러한 연소실(1120)은 탄화실(1110)이 연장된 방향 즉, 제2방향(Y축 방향)으로 연장 형성된다.The
탄화실(1110)과 연소실(1120)은 그 높이가 다르도록 마련될 수 있다. 즉, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 탄화실(1110)의 높이(H1)가 연소실의 높이(H2)에 비해 높게 마련될 수 있다. 이때 탄화실(1110)은 그 바닥면의 높이가 연소실(1120)과 동일하고, 상부면의 높이가 연소실(1120)에 비해 높게 마련될 수 있다.The
탄화실(1110) 내부로 원료탄을 장입시키는데 있어서, 탄화실(1110)의 원료탄의 높이가 연소실(1120) 높이가 되도록 장입하는 것이 바람직하다. 이에, 탄화실(1110)로 원료탄을 장입하는 높이를 설정하는데 있어서, 연소실(1120)의 높이(H2)를 이용하여 기준 높이(Hs)를 설정할 수 있다. 여기서 기준 높이(Hs)는 범위값일 수 있다. 이 기준 높이(Hs)에 대해서는 이후에 제어기(2000) 설명시에 다시 설명한다.In charging the raw coal into the
탄화실(1110) 및 연소실(1120) 각각은 도 3의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이, 내화물로 이루어진 벽체(1140)로 둘러싸이도록 마련될 수 있다. 또한, 내화물 벽체(1140)의 외측에는 철피(1150)가 설치될 수 있다.As shown in (a) and (b) of FIG. 3 , each of the
연료 공급부(1130)는 연소실(1120)로 연료가스를 제공하도록 상기 연소실(1120)에 연결된다. 이러한 연료 공급부(1130)는 복수의 연소실(1120) 각각에 연결된 배관(1131), 연소실(1120)과의 연통 및 연료가스 공급량을 조절하도록 배관(1131)에 설치된 밸브(1132), 배관(1131)으로 연료가스를 공급하는 가스 저장부(1133)를 포함할 수 있다.A
배관(1131)을 통해 연소실(1120)로 공급되는 연료가스는 제1가스와 상기 제1가스를 연소시키는 제2가스를 포함할 수 있다. 제1가스는 예를 들어 탄화실로부터 배출된 배가스(COG: Coke Oven Gas) 및 고로에서 용선 제조시에 발생된 배가스(BFG: Blast Furnace)를 재활용할 수 있다. 또한, 제2가스는 예를 들어 공기(air)일 수 있다. 이때, 배관(1131)은 각 연소실(1120)에 제1가스를 공급하는 제1배관과, 제2가스를 공급하는 제2배관을 포함할 수 있고, 제1 및 제2배관 각각에 밸브(1132)가 설치될 수 있다.The fuel gas supplied to the
압출부(1300)는 탄화실(1110)의 연장방향 즉, 제2방향(Y축 방향)으로 전후진이 가능한 압출기(1310) 및 압출기(1310)를 전후진시키는 구동력을 제공하도록 상기 압출기(1310)와 연결된 압출 구동기(1320)를 포함한다.The extrusion unit 1300 is an
또한, 압출부(1300)는 압출기(1310) 및 압출 구동기(1320)의 하측에 위치되며 복수의 탄화실(1110)이 나열된 방향 즉, 제1방향(X축 방향)으로 이동 가능한 바디(1340), 압출기(1310) 및 압출 구동기(1320)를 지지하도록 바디(1340)의 상부에 설치된 지지대(1330)를 포함할 수 있다.In addition, the extruder 1300 is located below the
그리고 압출부(1300)는 바디(1340)의 하부를 지지하도록 상기 바디(1340)에 장착되며, 지면 또는 조업장 바닥에 설치된 레일(rail)(R)을 따라 활주할 수 있는 휠(wheel)을 구비하는 이동부(1350)를 포함할 수 있다. 이때 레일(R)은 복수의 탄화실(1110)이 나열된 제1방향(X축 방향)으로 연장되게 설치된다. 이에, 이동부(1350)의 휠(wheel)이 레일(R)을 활주하는 동작에 의해, 압출부(1300) 전체가 복수의 탄화실(1110)이 나열된 방향으로 수평 이동할 수 있다.And the extrusion part 1300 is mounted on the
압출기(1310)는 탄화실(1110)의 코크스(C)를 밀어 압출하는 헤드(1311) 및 탄화실(1110)의 연장방향인 제2방향(Y축 방향)으로 연장 형성되어 헤드(1311)의 후단에 연결된 빔(1312)을 포함한다.The
헤드(1311)는 탄화실(1110)과 대응하는 판 형상으로 마련될 수 있다. 예를 들어 탄화실(1110)의 단면이 사각형의 형상인 경우, 헤드(1311)는 사각형의 판 형상으로 마련되는 것이 바람직하다.The
빔(1312)은 압출 구동기(1320)와 연결되어, 압출 구동기(1320)의 동작에 의해 탄화실(1110)을 향해 전진 및 상기 탄화실(1110)과 반대 방향으로 후진할 수 있다. 이에 빔(1312)에 연결된 헤드가 탄화실(1110)을 기준으로 전후진할 수 있다.The
이하, 도 3의 (a)를 참조하여 탄화실(1110), 코크스(C), 내화물 벽체(1140), 철피(1150)의 온도에 대해 설명한다.Hereinafter, the temperatures of the
앞에서 설명한 바와 같이, 코크스(C)는 탄화실(1110) 내부로 장입된 원료탄을 건류시켜 제조된다. 이때 건류가 종료된 원료탄 즉, 코크스(C)의 온도 및 탄화실(1110)의 온도는 연소실(1120)로 공급된 연료가스의 공급량에 따라 달라질 수 있다. 그리고, 철피(1150)는 외기 또는 외부에 노출되어 있기 때문에 탄화실(1110) 또는 코크스(C)에 비해 그 온도가 낮다. 또한, 내화물 벽체(1140)는 철피(1150)와 탄화실(1110) 사이에 위치하고 있기 때문에, 내화물 벽체(1140)의 온도는 철피(1150)에 비해 높고 탄화실(1110) 및 코크스(C)의 온도에 비해 낮다.As described above, coke (C) is produced by carbonizing the raw coal charged into the
이하, 코크스(C), 탄화실(1110), 내화물 벽체(1140) 및 철피(1150) 각각의 온도에 대해 예를 들어 설명한다.Hereinafter, the respective temperatures of the coke (C), the
예를 들어, 탄화실(1110)에서 건류가 종료되었을 때, 상기 탄화실(1110)에 있는 코크스(C)의 온도는 예를 들어 400℃ 내지 600℃일 수 있다. 그리고 탄화실(1110)에 원료탄을 장입할 때, 원료탄의 높이가 탄화실(1110)의 높이에 비해 낮도록 장입하기 때문에, 적재되어 있는 코크스(C)의 상측에 빈 공간이 존재하게 된다. 즉, 탄화실(1110)에 있어서 적재되어 있는 코크스(C)의 상부면의 상측에 빈 공간이 있으며, 이 공간의 온도는 600℃ 초과 1000℃ 이하 보다 구체적으로는 700℃ 내지 1000℃일 수 있다.For example, when carbonization is completed in the
탄화실(1110)을 둘러싸고 있는 내화물 벽체(1140)의 온도는 코크스(C) 및 탄화실(1110)에 비해 낮을 수 있다. 즉, 코크스(C)의 온도가 400℃ 내지 600℃일 때, 내화물 벽체(1140)의 온도는 300℃ 이상, 400℃ 미만일 수 있다. 이때, 내화물 벽체(1140)는 두께방향으로 탄화실(1110)과 가까울수록 온도가 높고, 철피(1150)와 가까울수록 온도가 낮다. 즉, 내화물 벽체(1140)는 탄화실(1110)과의 경계면으로부터 철피(1150)와의 경계면으로 갈수록 온도가 낮아질 수 있다.The temperature of the
또한, 내화물 벽체(1140)는 철피(1150)에 의해 둘러싸여 있으며, 철피(1150)는 외기에 노출되어 있기 때문에, 철피(1150)는 내화물 벽체(1140)에 비해 온도가 낮다. 즉, 철피(1150)의 온도는 300℃ 미만일 수 있고, 내화물 벽체(1140)와의 경계면으로부터 외측으로 갈수록 온도가 낮아질 수 있다.In addition, the
이와 같이, 코크스 오븐(1100)의 탄화실(1110), 탄화실(1110)에 장입되어 있는 코크스(C) 및 탄화실(1110) 주위의 온도가 상이하다. 따라서, 탄화실(1110) 및 그 주위를 촬상하여, 촬상 위치의 온도(또는 열)에 따라서 다른 색으로 나타나도록 화상 이미지를 생성할 수 있는 촬상부(2110)를 구비하는 제어기(2000)를 마련하였다.In this way, the temperatures around the
다시 도 1 및 도 2로 돌아가 제어기(2000)에 대해 설명한다.Returning to FIGS. 1 and 2 again, the controller 2000 will be described.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제어기(2000)는 탄화실(1110)을 촬상하여 획득된 화상 이미지를 이용하여 코크스(C)의 온도 및 코크스(C)의 면적 비율을 검출하는 검출부(2100), 검출부(2100)에서 검출된 코크스(C)의 온도 및 면적 비율을 이용하여 장입부(1200) 및 연료 공급부(1130) 중 적어도 하나의 동작을 제어하는 제어부(2200)를 포함할 수 있다.1 and 2, the controller 2000 detects the temperature of the coke (C) and the area ratio of the coke (C) using an image image obtained by imaging the
또한, 제어기(2000)는 검출부(2100)에서 검출된 코크스의 온도 및 코크스의 면적 비율을 작업자가 확인할 수 있도록 표시하는 표시부(2300)를 더 포함할 수 있다.In addition, the controller 2000 may further include a
검출부(2100)는 탄화실(1110)을 촬상하여 탄화실(1110)의 위치별 온도 데이터를 포함하는 화상 이미지를 획득하는 촬상부(2110), 화상 이미지를 이용하여 탄화실(1110)에 있는 코크스(C)의 온도를 검출 또는 예측하고, 화상 이미지 상에서 코크스(C)가 차지하는 영역의 면적 비율을 산출하는 처리부(2120)를 포함할 수 있다. 또한, 검출부(2100)는 처리부(2120)에서 검출된 코크스(C)의 온도 및 면적 비율을 이용하여 코크스(C)가 정상적으로 건류되었는지 여부와, 원료탄의 정상 장입 여부를 판단하는 판단부(2130)를 포함할 수 있다.The detection unit 2100 captures an image of the
촬상부(2110)는 도 1 및 도 2와 같이 코크스 오븐(1100)의 전방에 위치하도록 설치될 수 있다. 예를 들어 촬상부(2110)는 압출기(1310)를 지지하고 있는 지지대(1330)에 장착될 수 있다. 보다 구체적으로는, 도 2와 같이 바디(1340)의 제2방향(Y축 방향)의 일단 및 타단 중, 코크스 오븐(1100)을 향하는 일단과 상대적으로 인접하게 위치하도록 지지대(1330)에 고정되게 설치될 수 있다. 또한, 촬상부(2110)는 압출기(1310)가 탄화실(1110)을 향해 이동하는 방향 즉, 제2방향(Y축 방향)으로 이동하는 데 간섭되지 않도록, 도 2와 같이 압출기(1310)의 제1방향(X축 방향)의 일측에 위치하도록 설치될 수 있다.The
촬상부(2110)를 이용하여 탄화실(1110)을 촬상하는데 있어서, 일 탄화실(1110)에 있어서, 압출기(1310)를 이용하여 코크스(C)를 탄화실(1110) 밖으로 압출하기 전에 촬상하고, 코크스(C)를 탄화실(1110) 밖으로 압출한 후에 촬상한다. 즉, 코크스(C) 압출 전, 후에 각각 촬상한다. 이렇게 코크스(C)의 압출 전, 후에 탄화실(1110)을 촬상하는데 있어서, 압출기(1310)를 후진시켜 헤드(1311)가 촬상부(2110)의 후방에 위치하도록 하는 것이 바람직하다. 이는 압출기(1310)의 헤드(1311)가 촬상부(2110)의 전방에 위치되는 경우, 상기 헤드(1310)가 촬상부(2110)의 시야의 적어도 일부를 가리는 것을 방지하기 위함이다.In imaging the
그리고, 압출부(1300)는 제1방향(X축 방향)으로 이동하면서 복수의 탄화실(1110) 각각의 코크스(C)를 순차적으로 압출한다. 이때 압출부(1300)에 설치된 촬상부(2110)는 상기 압출부(1300)와 함께 제1방향으로 이동하면서, 복수의 탄화실(1110) 각각에 대해 압출 전과 후를 촬상한다.Then, the extrusion unit 1300 sequentially extrudes the coke C of each of the plurality of
촬상부(2110)의 설치 위치는 상술한 예에 한정되지 않으며, 복수의 탄화실(1110)이 나열된 방향으로 이동하면서 탄화실(1110)을 촬상할 수 있다면 어떠한 위치, 어떠한 장치에 설치되어도 무방하다.The installation position of the
상술한 바와 같이 일 탄화실(1110)에 있어서 코크스(C)의 압출 전과 후에 각각 촬상을 하는데, 이는 후술되는 처리부에서 탄화실(1110) 전체에 대한 코크스의 면적 비율을 산출하기 위함이다. 이때, 코크스(C) 압출 전에 촬상된 화상 이미지는 탄화실(1110) 내 코크스의 면적을 산출하는데 사용될 수 있고, 코크스(C) 압출 후에 촬상된 화상 이미지는 탄화실(1110) 전체에 대한 면적을 산출하는데 사용될 수 있다.As described above, in one
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제어기의 촬상부에서 획득된 화상 이미지의 예시이다. 여기서 도 4의 (a) 내지 (c)는 건류가 종료된 코크스를 탄화실 밖으로 압출하기 전 상태의 화상 이미지이며, 도 4의 (d)는 코크스를 탄화실 밖으로 압출한 후의 화상 이미지이다.4 is an example of a picture image acquired by an imaging unit of a controller according to an embodiment of the present invention. Here, (a) to (c) of FIG. 4 are image images of a state before extruding the carbonized coke out of the carbonization chamber, and FIG. 4 (d) is an image image after extruding the coke out of the carbonization chamber.
화상 이미지는 복수의 픽셀(pixel)로 이루어지며, 복수의 픽셀 각각은 동일한 크기를 가질 수 있다. 그리고 촬상부(2110)는 복수의 픽셀 각각에 해당하는 촬상 위치의 온도에 따라 서로 다른 색깔로 나타나도록 구현하여 화상 이미지를 마련하는 수단일 수 있다. 이러한 촬상부(2110)는 열 화상 카메라를 포함하는 수단일 수 있다.A video image is composed of a plurality of pixels, and each of the plurality of pixels may have the same size. Also, the
예를 들어, 촬상부(2110)는 400℃ 내지 600℃의 온도를 주황색 계열, 자주색 계열, 빨강색 계열로 나타낸다. 그리고 촬상부(2110)는 400℃ 내지 600℃의 온도 구간에서 온도가 높을수록 주황색 계열, 자주색 계열, 빨강색 계열 순서로 변화되도록 이미지를 생성할 수 있다. 그리고 촬상부(2110)는 600℃ 초과 1000℃ 이하의 온도를 노랑색 계열로 나타내어 이미지를 생성할 수 있다. 또한, 촬상부(2110)는 300℃ 이상, 400℃ 미만의 온도를 보라색 계열의 색으로 나타내며, 300℃ 미만의 온도를 남색 계열 및 검은색 계열의 색으로 나타내어 이미지를 생성할 수 있다.For example, the
처리부(2120)는 화상 이미지 상에서 색을 식별함으로써, 화상 이미지 상에서 코크스가 존재하는 영역(코크스 영역(Sc)), 빈 공간의 영역인 탄화실 영역(Se), 내화물 벽체(1140)와 탄화실(1110) 간의 경계 영역(Sb), 철피 영역(Sm) 등을 식별 또는 구분할 수 있다.The
이하, 도 4의 (a) 내지 (d)를 참조하여, 처리부(2120)에서 화상 이미지 상에서 코크스 영역(Sc), 탄화실 영역(Se), 경계 영역(Sb), 철피 영역(Sm)을 식별 또는 구분하는 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, referring to (a) to (d) of FIG. 4 , a coke area (S c ), a carbonization chamber area (S e ), a boundary area (S b ), and a shell area (S m ) describes how to identify or distinguish them.
도 4의 (a)를 참조하면, 화상 이미지 상에서 하측에서부터 상측으로 연속된 영역이며 주황색 계열, 자주색 계열 및 빨강색 계열 중 적어도 하나로 나타난 영역이 존재한다. 그리고 건류가 종료된 코크스의 온도는 400℃ 내지 600℃이며, 400℃ 내지 600℃의 온도는 주황색 계열, 자주색 계열 및 빨강색 계열의 색으로 나타난다. 따라서, 처리부(2120)는 화상 이미지 상에서 주황색 계열, 자주색 계열 및 빨강색 계열로 나타난 영역이 코크스 또는 코크스가 적재된 코크스 영역(Sc)으로 식별한다.Referring to (a) of FIG. 4 , there is a continuous area from the lower side to the upper side on the image image, and there is an area represented by at least one of orange, purple, and red colors. And the temperature of the coke at which dry distillation is completed is 400 ° C to 600 ° C, and the temperature of 400 ° C to 600 ° C is represented by orange-based, purple-based and red-based colors. Accordingly, the
또한, 도 4의 (b), (c)에서도 화상 이미지의 하측에서부터 상측으로 연속된 영역이며 주황색 계열, 자주색 계열 및 빨강색 계열로 나타낸 영역이 존재한다. 이에 처리부(2120)는 이 영역을 코크스 영역(Sc)으로 식별한다.Also, in (b) and (c) of FIG. 4 , there are areas that are continuous from the lower side to the upper side of the image image and are indicated by orange, purple, and red colors. Accordingly, the
이때, 도 4의 (a) 내지 (c)를 비교하면, 코크스 영역(Sc)의 상부 높이가 다른데, 이는 원료탄의 장입량에 의해 달라질 수 있다. 즉, 탄화실(1110)로 장입된 원료탄의 장입량이 많을수록 화상 이미지 상에서 식별된 코크스 영역(Sc)의 상부 높이가 높다.At this time, comparing (a) to (c) of FIG. 4 , the upper height of the coke area S c is different, which may vary depending on the loading amount of raw coal. That is, as the amount of raw coal charged into the
도 4의 (d)를 참조하면, 화상 이미지의 하측에서부터 상측으로 연속되게 노랑색으로 나타난 영역이 존재한다. 노랑색 계열의 온도는 600℃ 초과, 1000℃ 이하이고, 이 온도는 코크스가 적재되지 않은 상태에서의 탄화실의 온도이다. 따라서, 처리부는 화상 이미지 상에서 노랑색으로 나타난 영역을 코크스가 채워지지 않은 빈 공간 영역 즉, 탄화실 영역(Se)으로 식별한다.Referring to (d) of FIG. 4 , there is a continuous yellow area from the lower side to the upper side of the image. The temperature of the yellow series is above 600 ° C and below 1000 ° C, and this temperature is the temperature of the carbonization chamber in a state where no coke is loaded. Accordingly, the processing unit identifies the area shown in yellow on the image as an empty space area not filled with coke, that is, a carbonization chamber area (S e ).
그리고, 탄화실(1110) 내에 코크스(C)가 적재되어 있는 상태(압출 전)에서도 도 3의 (a)와 같이 코크스(C)의 상측에 빈 공간이 존재한다. 이에, 도 4의 (d)에서 설명한 노랑색으로 표시된 탄화실 영역(Se) 즉, 빈 공간 영역(Se)은 코크스 영역(Sc)이 존재하는 도 4의 (a) 내지 (c)의 화상 이미지 상에서도 나타날 수 있다. 즉, 도 4의 (a) 내지 (c)를 참조하면, 화상 이미지 상에서 코크스 영역(Sc)의 상측 영역이며, 노랑색 계열로 나타낸 영역이 존재한다. 이 영역은 코크스의 온도가 400℃ 내지 600℃일 때 상기 코크스가 적재되지 않은 빈 공간 영역 온도가 600℃ 초과, 1000℃ 이하이기 때문에 노랑색 계열의 색으로 이미지화 된다. 따라서, 처리부(2120)는 화상 이미지 상에서 코크스 영역(Sc)의 상측 영역이며 노랑색 계열의 색으로 나타난 영역을 탄화실에서 코크스가 채워지지 않은 빈 공간의 영역(Se) 즉, 탄화실 영역(Se)으로 식별할 수 있다.And, even in a state where coke (C) is loaded in the carbonization chamber 1110 (before extrusion), an empty space exists above the coke (C) as shown in FIG. 3 (a). Accordingly, the carbonization chamber region (S e ), that is, the empty space region (S e ), indicated in yellow as described in ( d ) of FIG. It can also appear on visual images. That is, referring to (a) to (c) of FIG. 4 , there is an area above the coke area S c on the picture image, and an area indicated by a yellow color system exists. This region is imaged in a yellow-based color because the temperature of the empty space region where the coke is not loaded exceeds 600 °C and is less than 1000 °C when the temperature of the coke is 400 °C to 600 °C. Therefore, the
도 4의 (d)를 참조하면, 노랑색 계열의 색으로 나타난 영역의 외측 둘레를 따라 보라색 계열로 나타난 영역이 존재한다. 이는 300℃ 이상 400℃ 미만의 온도를 가지는 영역으로서, 내화물 벽체(1140)와 탄화실(1110) 간의 경계 영역(Sb)이다. 또한, 내화물 벽체(1140)는 탄화실(1110)의 둘레를 따라 형성되기 때문에, 경계 영역(Sb)이 이루는 형상은 탄화실(1110)의 형상과 대응될 수 있다. 따라서, 처리부(2120)는 화상 이미지 상에서 탄화실(1110)과 대응하는 형상으로 또는 둘레방향으로 연장되게 보라색 계열의 색으로 나타난 영역을 내화물 벽체(1140)와 탄화실(1110) 간의 경계 영역(Sb)으로 식별한다.Referring to (d) of FIG. 4 , a purple-based region exists along the outer circumference of the yellow-based region. This is a region having a temperature of 300 ° C. or more and less than 400 ° C., and is a boundary region S b between the
또한, 탄화실(1110)은 내화물 벽체(1140)에 의해 둘러싸여 있기 때문에, 화상 이미지 상에서 경계 영역(Sb)이 식별되면, 상기 경계 영역(AB)의 내측 영역을 탄화실 영역(Se)으로 식별할 수 있다. 즉, 탄화실 영역(Se)을 식별하는데 있어서, 처리부(2120)는 노랑색 영역으로 나타난 영역을 탄화실 영역(Se)으로 식별하거나, 경계 영역(Sb)의 내측 영역을 탄화실 영역(Se)으로 식별할 수 있다.In addition, since the
이러한 경계영역(Sb)은 코크스 영역(Sc)이 존재하는 도 4의 (a) 내지 (c)에서도 나타날 수 있다. 즉, 도 4의 (a) 내지 (c)를 참조하면, 화상 이미지 상에서 코크스 영역(Sc) 및 빈 공간 영역(Se)의 외측 둘레를 따라 보라색 계열로 나타난 영역이 존재한다. 따라서, 처리부(2120)는 도 4의 (a) 내지 (c)와 같이 코크스 영역(Sc)이 있는 화상 이미지 상에서도, 탄화실(1110)과 대응하는 형상으로 또는 둘레방향으로 연장되게 보라색 계열의 색으로 나타난 영역이 내화물 벽체(1140)와 탄화실(1110) 간의 경계 영역(Sb)임을 식별할 수 있다.This boundary region S b may also appear in (a) to (c) of FIG. 4 where a coke region S c exists. That is, referring to (a) to (c) of FIG. 4 , a purple-colored area exists along the outer circumference of the coke area S c and the empty space area S e on the image. Therefore, the
도 4의 (a) 내지 (d)를 참조하면, 경계영역의 외측에 남색 계열 또는 검은색 계열로 나타난 영역이 존재한다. 이는 300℃ 미만의 온도를 가지는 영역으로서, 철피 영역(Sm)에 해당한다. 따라서, 처리부(2120)는 화상 이미지 상에서 남색 계열 또는 검은색 계열로 나타난 영역을 철피 영역(Sm)으로 식별한다.Referring to (a) to (d) of FIG. 4 , a blue-based or black-based region exists outside the boundary region. This is a region having a temperature of less than 300 °C and corresponds to the shell region (S m ). Accordingly, the
처리부(2120)는 상술한 바와 같은 방법으로 화상 이미지 상에서 코크스 영역(Sc), 탄화실 영역(Se), 경계 영역(Se), 철피 영역(Sm)을 식별한다. 그리고 처리부(2120)는 식별된 코크스 영역(Sc)에서의 복수의 픽셀 각각의 색을 이용하여, 건류가 종료된 코크스의 온도(Tp)를 예측 또는 검출한다. 보다 구체적으로 설명하면, 화상 이미지 상에서 코크스 영역(Sc)을 형성하는 복수의 픽셀 각각은 온도에 따른 색을 가지고 있다. 이에, 복수의 픽셀 각각에 대한 온도를 알 수 있고, 복수의 픽셀 각각의 온도의 평균을 산출한다. 그리고 산출된 평균 온도를 코크스의 온도(Tp)로 예측 또는 검출한다. 이렇게 검출된 코크스의 온도(Tp)는, 이후 판단부(2130)에서 코크스가 충분히 건류되었는지 여부를 판단하는데 사용된다.The
또한, 처리부(2120)는 압출 전 촬상된 화상 이미지(제1화상 이미지) 예를 들어 도 4의 (a) 내지 (c) 중 어느 하나와 같은 화상 이미지 상에서 코크스 영역(Sc)의 면적(Ac)을 산출한다. 그리고 처리부(2120)는 압출된 후 촬상된 화상 이미지(제2화상 이미지) 예를 들어 도 4의 (d)와 같은 화상 이미지 상에서 탄화실 영역(Se)의 면적(Ae)을 산출한다. 보다 구체적으로 설명하면, 압출 전 촬상된 화상 이미지 상에서 코크스 영역(Sc)에 있는 픽셀의 수와 일 픽셀의 면적을 이용하여 코크스 영역(Sc)의 면적(Ac)을 산출할 수 있다. 또한, 압출 후 촬상된 화상 이미지 상에서 탄화실 영역(Se)에 있는 픽셀의 수와 일 픽셀의 면적을 이용하여 탄화실 영역(Se)의 면적(Ac)을 산출한다.In addition, the
또한, 처리부(2120)는 탄화실 영역(Se)의 면적(Ae)에 대한 코크스 영역(Se)의 면적(Ae)이 비율(Ra)을 산출한다(수식 1 참조).In addition, the
[수식 1][Equation 1]
이와 같이, 면적 비율을 산출하는데 있어서, 탄화실(1110)의 코크스(C)를 압출한 후에 빈 공간을 촬상하고, 이때 촬상된 화상 이미지(제2화상 이미지) 상에서 탄화실 영역(Sc)의 면적(Ac)을 이용하여 면적 비율(Ra)을 산출한다. 다시 말해, 빈 공간의 영역인 탄화실 영역(Se)의 면적(Ae) 산출을 위해, 탄화실(1110)의 코크스(C)를 압출한 후에 화상 이미지를 별도로 촬상한다. 이는 복수의 탄화실(1110) 마다 각기 크기 또는 부피가 다를 수 있고, 조업 싸이클(원료탄의 장입-건류-압출)의 반복 횟수에 따라서 크기 또는 부피가 다를 수 있기 때문이다.In this way, in calculating the area ratio, after extruding the coke (C) of the
그리고, 산출된 면적 비율(Ra)이 높을수록 코크스(C)의 높이(Hc)가 높고, 산출된 면적 비율(Ra)이 작을수록 코크스(C)의 높이(Hc)가 낮은 것으로 판단할 수 있다. 즉, 산출된 면적 비율(Ra)을 이용하여 코크스(C)의 높이(Hc)를 간접적으로 검출할 수 있다.And, the higher the calculated area ratio (R a ), the higher the height (H c ) of the coke (C), and the smaller the calculated area ratio (R a ), the lower the height (H c ) of the coke (C). can judge That is, the height H c of the coke C may be indirectly detected using the calculated area ratio R a .
또한, 처리부(2120)는 산출된 면적 비율(Ra)을 이용하여 코크스의 높이(Hc)를 정량적으로 검출할 수도 있다. 이때 처리부(2120)는 면적 비율(Ra)에 따른 코크스의 높이(Hc)를 가지는 회귀식을 이용하거나, 면적 비율(Ra)에 따른 코크스의 높이(Hc)를 가지는 데이터 테이블(date table)을 이용하여, 코크스의 높이(Hc) 값을 정량적으로 예측 또는 검출할 수 있다.In addition, the
상기에서는 압출 전 촬상된 탄화실의 화상 이미지(제1화상 이미지) 상에서 코크스 영역의 면적을 산출하고, 탄화실을 압출한 후에 촬상된 탄화실의 화상 이미지(제2화상 이미지) 상에서 빈 공간인 탄화실 영역의 면적을 산출하여, 면적 비율을 산출하는 것을 설명하였다. 하지만, 이에 한정되지 않고 압출 전에 촬상된 화상 이미지(제1화상 이미지) 하나를 이용하여 면적 비율을 산출할 수도 있다.In the above, the area of the coke region is calculated on the image image (first image) of the carbonization chamber captured before extrusion, and carbonization, which is an empty space, on the image image (second image) of the carbonization chamber captured after extrusion of the carbonization chamber It has been described that the area ratio is calculated by calculating the area of the real region. However, it is not limited thereto, and the area ratio may be calculated using one image image (first image) taken before extrusion.
보다 구체적으로 설명하면, 먼저 압출 전에 촬상한 화상 이미지(제1화상 이미지) 상에서 코크스가 차지하고 있는 코크스 영역(Sc) 및 코크스 상측의 빈 공간의 영역인 탄화실 영역(Se)을 식별한다. 그리고 식별된 코크스 영역(Sc)의 면적(Ac) 및 탄화실 영역(Se)의 면적(Ae)을 산출한다. 또한, 코크스 영역(Sc)의 면적(Ac)과 탄화실 영역(Se)의 면적(Ae)을 합산하여 합산 면적(Ace)을 산출한다. 다음으로, 합산 면적(Ace)에 대한 코크스 영역(Sc)의 면적(Ac)의 비율(Ra)을 산출한다(수식 2 참조).More specifically, first, the coke area S c occupied by coke on the image captured before extrusion (first image image) and the carbonization chamber area S e , which is the area of the empty space above the coke, are identified. Then, the area (A c ) of the identified coke region (S c ) and the area (A e ) of the carbonization chamber region (S e ) are calculated. In addition, the sum area (A ce ) is calculated by summing the area (A c ) of the coke region (S c ) and the area (A e ) of the carbonization chamber region (S e ). Next, the ratio (R a ) of the area (A c ) of the coke region (S c ) to the total area (A ce ) is calculated (see Equation 2).
[수식 2][Equation 2]
도 5의 (a)는 코크스가 충분이 건류된 경우의 복수의 탄화실에 대한 화상 이미지이며, 도 5의 (b)는 코크스가 충분이 건류되지 않은 경우의 복수의 탄화실에 대한 화상 이미지이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 처리부에서 검출된 코크스의 온도에 따른 코크스 영역의 면적 비율(Ra)을 나타낸 그래프이다. 도 7의 (a)는 탄화실로 원료탄이 부족하게 장입된 경우, 도 7의 (b)는 탄화실로 원료탄이 과다하게 장입된 경우 각각에서 건류가 종료된 후에 코크스의 높이를 설명하기 위한 도면이다.Figure 5 (a) is an image image of a plurality of carbonization chambers when coke is sufficiently carbonized, and Figure 5 (b) is an image image of a plurality of carbonization chambers when coke is not sufficiently carbonized. . 6 is a graph showing the area ratio (R a ) of the coke region according to the temperature of the coke detected by the processing unit according to an embodiment of the present invention. 7(a) is a view for explaining the height of coke after dry distillation is completed in each case where raw coal is insufficiently charged into the carbonization chamber, and FIG.
한편, 코크스(C)는 원료탄을 건류시켜 제조하는 것으로, 건류 과정에서 원료탄의 수축이 일어난다. 즉, 열처리에 의해 원료탄이 코크스로 변환되는 과정에서 수축이 일어난다. 이에, 도 5의 (a)와 (b)를 비교하면, 코크스의 온도를 나타내는 색 즉, 주황색, 자주색 및 빨강색 등으로 나타낸 영역의 면적이 코크스가 충분히 건류된 경우(a)가 그렇지 않은 경우(b)에 비해 작다. 그리고, 도 5에 나타난 바와 같이, 화상 이미지 상에서 코크스가 충분히 건류된 경우(a)가 그렇지 않은 경우(b)에 비해 코크스의 높이가 낮으며, 이는 실제 탄화실(1110) 내부에서도 동일한 경향성을 가진다.On the other hand, coke (C) is manufactured by carbonizing raw coal, and contraction of the raw coal occurs during the carbonization process. That is, shrinkage occurs in the process of converting raw coal into coke by heat treatment. Accordingly, comparing (a) and (b) of FIG. 5 , the color representing the temperature of coke, that is, the area of the region indicated by orange, purple, and red, etc., is the case when the coke is sufficiently carbonized (a) and when it is not smaller than in (b). And, as shown in FIG. 5, the height of coke is lower in the case where coke is sufficiently carbonized on the image image (a) than in the case where it is not (b), which has the same tendency even inside the
또한, 도 6을 참조하면, 코크스의 온도가 증가할 수록 코크스 영역(Sc)의 면적 비율(Ra)이 감소하는 경향을 보인다. 이는 앞서 설명한 바와 같이 열처리에 의해 원료탄이 코크스로 변환되는 과정에서 수축이 일어나기 때문이며, 코크스의 온도가 높을수록 수축량이 크기 때문이다.In addition, referring to FIG. 6 , as the temperature of the coke increases, the area ratio R a of the coke region S c tends to decrease. This is because, as described above, shrinkage occurs in the process of converting raw coal into coke by heat treatment, and the higher the temperature of the coke, the larger the shrinkage.
한편, 도 6에서 보는 바와 같이, 코크스의 온도가 동일하더라도, 코크스 영역의 면적 비율(Ra)이 다를 수 있다. 예를 들어, 도 6에 'F'로 표시된 영역을 보면, 코크스의 온도가 500℃로 동일하지만, 산출된 코크스의 면적 비율(Ra)이 약 0.64 내지 0.75 사이로 다양하다. 이는 탄화실(1110)로의 원료탄 장입량에 따른 것일 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 6 , even if the coke temperature is the same, the area ratio (R a ) of the coke region may be different. For example, looking at the region marked 'F' in FIG. 6, the coke temperature is the same as 500 ° C, but the calculated coke area ratio (R a ) varies between about 0.64 and 0.75. This may be according to the amount of raw coal charged into the
도 3 및 도 7을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 탄화실(1110)의 높이(H1)는 상술한 바와 같이 연소실(1120)에 비해 높다. 그리고 탄화실(1110) 내부로 원료탄을 장입시키는데 있어서, 탄화실(1110) 내 원료탄의 높이가 연소실(1120) 높이가 되도록 장입하는 것이 적정 높이이다. 그리고 상기 적정 높이를 이용하여 기준 높이(Hs)를 설정할 수 있고, 기준 높이(Hs)는 범위값으로 설정될 수 있다. 즉, 기준 높이(Hs)는 연소실의 높이(H2), 연소실(1120)의 높이(H2)에 비해 낮은 높이인 최하한치의 높이, 연소실(1120)의 높이(H2)에 비해 높은 높이인 최상한치의 높이를 포함하고, 최하한치의 높이 이상, 최상한치의 높이 이하의 범위를 가지도록 설정될 수 있다.Referring to FIGS. 3 and 7 in more detail, the height H 1 of the
그런데 상술한 바와 같이 원료탄이 코크스가 되는 과정에서 수축이 일어나므로, 건류 전 원료탄의 높이에 비해 코크스의 높이(Hc)가 낮다. 이에, 원료탄이 탄화실로 기준 높이(Hs)로 장입되었더라도, 도 3의 (a)와 같이 건류가 종료되었을 때 코크스의 높이(Hc)는 기준 높이(Hs)에 비해 낮다. However, as described above, since shrinkage occurs in the process of converting coking coal into coke, the height (H c ) of coke is lower than the height of coking coal before dry distillation. Accordingly, even if raw coal is charged into the carbonization chamber at a standard height (H s ), the height (H c ) of coke is lower than the standard height (H s ) when dry distillation is completed as shown in FIG. 3 (a).
이때, 기준 높이(Hs)와 코크스 높이(Hc) 간의 차이가 기준 높이(Hs)의 10% 이하인 경우, 건류 전에 원료탄이 기준 높이(Hs)로 장입된 것으로 판단할 수 있다. 즉, 원료탄이 기준 높이(Hs) 범위 내로 장입된 것으로 판단할 수 있다. 그런데, 탄화실(1110)로 장입된 원료탄의 높이가 기준 높이(Hs)의 최하한치 높이 미만이거나, 최상한치 높이를 초과하는 경우, 건류가 종료되었을 때 코크스의 높이(Hc)는 도 7의 (a) 및 (b)와 같이 기준 높이(Hs)와 코크스 높이(Hc) 간의 차이가 기준 높이(Hs)의 10%를 초과할 수 있다. 이처럼 기준 높이(Hs)와 코크스 높이(Hc) 간의 차이가 기준 높이(Hs)의 10%를 초과하는 경우, 건류 전에 원료탄이 기준 높이(Hs) 범위를 벗어나도록 장입된 것으로 판단할 수 있다.At this time, when the difference between the standard height (H s ) and the coke height (H c ) is 10% or less of the standard height (H s ), it can be determined that the raw coal is charged at the standard height (H s ) before carbonization. That is, it can be determined that the raw coal is charged within the range of the standard height (H s ). By the way, when the height of the raw coal charged into the
이로부터 건류가 종료된 코크스의 온도가 동일하더라도, 탄화실(1110)로 장입된 원료탄의 장입량에 따라, 건류가 종료되었을 때 코크스의 높이(Hc)가 다를 수 있음을 알 수 있다. 또한, 이에 따라 검출부(2100)에서 검출된 코크스의 온도(Tp)가 동일하더라도, 검출부(2100)에서 산출되는 코크스 영역(Sc)의 면적 비율(Ra)이 다를 수 있음을 알 수 있다.From this, it can be seen that even if the temperature of the coke at which dry distillation is completed is the same, the height (H c ) of coke when dry distillation is completed may be different according to the charged amount of raw coal charged into the
따라서, 판단부(2130)에서는 처리부(2120)에서 검출된 코크스의 온도(Tp)를 이용하여 코크스(C)가 충분히 건류되었는지 먼저 판단한다. 이때, 판단 결과 코크스(C)가 충분히 건류된 것으로 판단된 경우, 코크스 영역의 면적 비율(Ra)을 이용하여 원료탄 장입량이 정상 또는 비정상인지 판단한다. 그러나, 코크스(C)가 충분히 건류되지 않은 것으로 판단되면, 코크스 영역의 면적 비율(Ra)을 이용한 판단 단계 즉, 장입량 판단 단계로 넘어가지 않고 그 판단을 종료한다.Therefore, the
판단부(2130)에서 코크스의 온도(Tp)를 이용하여 코크스의 건류 상태를 판단하고, 코크스 영역의 면적 비율(Ra)을 이용하여 원료탄 장입량에 대해 판단하는 방법에 대해서는 이후 도 8을 이용한 설명시에 구체적으로 설명한다.The
제어부(2200)는 판단부(2130)에서의 판단 결과에 따라서 연료 공급부(1130) 및 장입부(1200) 중 적어도 하나의 동작을 제어한다. 즉, 판단부(2130)에서 코크스(C)가 충분히 건류되지 않은 것으로 판단되면, 제어부(2200)는 다음 조업에 해당 탄화실(1110)의 적어도 일측에 있는 탄화실(1110)로 공급되는 연소가스의 량이 증가되도록 연료 공급부(1130)의 동작을 제어한다. 그리고, 판단부(2130)에서 원료탄 장입량이 부족하거나, 과다한 것으로 판단되면, 제어부(2200)는 다음 조업에 해당 탄화실(1110)로 공급되는 원료탄의 량이 증가되도록 장입부(1200)의 동작을 제어한다.The
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 판단부에서 코크스의 건류 상태를 정상 또는 비정상으로 판단하는 방법 및 원료탄 장입량에 대해 정상 또는 비정상으로 판단하는 방법과, 판단 결과에 따라 제어부의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.8 is for explaining a method of determining whether the dry distillation state of coke is normal or abnormal, a method of determining whether the coking coal loading amount is normal or abnormal, and the operation of the control unit according to the determination result according to an embodiment of the present invention. It is a flow chart.
처리부(2120)에서 코크스의 온도(Tp)가 검출되고(S10), 코크스 영역의 면적 비율(Ra)이 산출되면(S20), 판단부(2130)는 먼저 코크스(C)가 충분히 건류되었는지 즉, 정상적으로 건류되었는지 판단한다. 이를 위해, 판단부(2130)는 처리부(2120)에서 검출된 코크스의 온도(Tp)와 미리 설정된 기준온도(Ts)를 비교한다(S100). 여기서 기준온도(Ts)는 예를 들어 450℃ 내지 500℃ 일 수 있다. 물론 기준온도(Ts)는450℃의 미만의 온도, 500℃를 초과하는 온도 범위에서 다양하게 변경될 수 있다.When the coke temperature (T p ) is detected in the processing unit 2120 (S10) and the area ratio (R a ) of the coke region is calculated (S20), the
판단부(2130)는 예측된 코크스의 온도(Tp)가 기준온도(Ts) 이상인 경우(Tp ≥ Ts)(예), 탄화실(1110)에서 코크스가 충분히 건류된 것으로 판단한다(S111). 이러한 코크스의 건류 상태 판단 결과는 제어부(2200)로 전달되며, 제어부(2200)는 다음 조업에 연소실(1120)로 연료가스 공급할 때, 현 차지에 연소실(1120)로 공급된 연료가스의 공급 조건이 유지되도록 연료 공급부(1130)의 동작을 제어한다(S112).The
그러나, 예측된 코크스의 온도(Tp)가 기준온도(Ts) 미만인 경우(Tp < Ts)(아니오), 코크스가 충분히 건류되지 않은 것으로 판단한다(S121). 이는, 연소실(1120)로 공급된 연료가스 량이 부족하기 때문일 수 있다. 이에, 이러한 코크스 건류 상태 판단 결과가 제어부(2200)로 전달되면, 제어부(2200)는 다음 조업에 연소실(1120)로 공급되는 연료가스의 공급량이 증가되도록 연료 공급부(1130)의 동작을 조절한다(S122).However, when the predicted coke temperature (T p ) is less than the reference temperature (T s ) (T p < T s ) (No), it is determined that the coke is not carbonized sufficiently (S121). This may be because the amount of fuel gas supplied to the
코크스(C)가 정상적으로 즉, 충분히 건류된 것으로 판단되면, 판단부(2130)는 코크스 영역의 면적 비율(Ra)을 이용하여 코크스(C)가 정상적으로 건류되었는지 판단한다. 이를 위해 판단부(2130)는 제1기준비율(Rs1) 및 상기 제1기준비율(Rs1)에 비해 큰 값을 가지는 제2기준비율(Rs2)과 산출된 면적 비율(Ra)을 비교한다(S200).If it is determined that the coke (C) is normally carbonized, that is, sufficiently carbonized, the
이때, 산출된 면적 비율(Ra)이 제1기준비율(Rs1) 이상, 제2기준비율(Rs1) 이하인 경우, 판단부(2130)는 탄화실(1110)로 원료탄을 장입할 때, 상기 원료탄이 정상 높이로 장입된 것으로 판단한다(S211). 즉, 원료탄의 장입량이 정상인 것으로 판단한다(S211). 그리고, 장입량 정상 판단 신호는 제어부(2200)로 전달되며, 제어부(2200)는 다음 조업에 탄화실(1110)로 원료탄을 공급할 때, 현 조업에서 공급된 장입량으로 공급될 수 있도록 장입부(1200)의 동작 조건을 유지한다(S212).At this time, when the calculated area ratio (R a ) is greater than or equal to the first reference ratio (R s1 ) and less than or equal to the second reference ratio (R s1 ), the
하지만, 산출된 면적 비율(Ra)이 제1기준비율(Rs1) 미만인 경우, 판단부(2130)는 탄화실(1110)로 원료탄을 장입할 때, 상기 원료탄의 장입량이 부족한 것으로 판단한다(비정상)(S221). 즉, 원료탄이 정상높이(Hs)에 비해 낮은 높이로 장입된 것으로 판단한다. 이러한 장입량 부족 판단 신호는 제어부(2200)로 전달되며, 제어부(2200)는 다음 조업에 탄화실(1110)로 원료탄을 공급할 때 장입량이 증가되도록 장입부(1200)의 동작을 제어한다(S222).However, when the calculated area ratio (R a ) is less than the first reference ratio (R s1 ), the
다른 예로, 산출된 면적 비율(Ra)이 제2기준비율(Rs1)을 초과하는 경우, 판단부(2130)는 탄화실(1110)로 원료탄을 장입할 때, 상기 원료탄의 장입량이 과다한 것으로 판단한다(비정상)(S231). 즉, 원료탄이 정상높이(Hs)에 비해 높게 장입된 것으로 판단한다. 이러한 장입량 과다 판단 신호는 제어부(2200)로 전달되며, 제어부(2200)는 다음 조업에 탄화실(1110)로 원료탄을 공급할 때 장입량이 감소되도록 장입부(1200)의 동작을 제어한다(S232).As another example, when the calculated area ratio (R a ) exceeds the second reference ratio (R s1 ), the
상기에서는 코크스의 온도(Tp)와 기준 온도(Ts)를 비교하여(S100) 코크스 건류 상태에 대해 판단하는 과정을 수행하기 전에, 코크스의 온도(Tp)를 검출하고 코크스 영역의 면적 비율(Ra)을 산출하는 과정이 선행되는 것으로 설명하였다.In the above, the coke temperature (T p ) and the reference temperature (T s ) are compared (S100), and before performing the process of determining the coke carbonization state, the coke temperature (T p ) is detected and the area ratio of the coke area It was explained that the process of calculating (R a ) was preceded.
하지만, 코크스 영역의 면적 비율(Ra)을 산출하는 과정은, 코크스의 온도(Tp)와 기준 온도(Ts)를 비교하여(S100) 코크스 건류 상태가 정상으로 판단(S111)되면, 그 이후에 실시될 수도 있다.However, in the process of calculating the area ratio (R a ) of the coke region, the coke temperature (T p ) and the reference temperature (T s ) are compared (S100), and when the coke carbonization state is determined to be normal (S111), the may be performed later.
이하, 도 1 내지 도 4, 도 8을 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 원료 처리 장치의 동작을 설명한다. 이때, 면적 비율을 산출하는데 있어서 압출 전 촬상된 화상 이미지와 압출 후 촬상된 화상 이미지를 이용하는 것을 예를 들어 설명한다.Hereinafter, the operation of the raw material processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described using FIGS. 1 to 4 and FIG. 8 . At this time, in calculating the area ratio, using an image captured before extrusion and a captured image after extrusion will be described as an example.
먼저, 장입부(1200)를 이용하여 복수의 탄화실(1110) 각각에 원료탄을 장입한다. 이때, 복수의 탄화실(1110)에 대해 순차적으로 원료탄을 장입하거나, 동시에 장입할 수 있다.First, raw coal is charged into each of the plurality of
이후, 연료 공급부(1130)를 동작시켜 각 탄화실(1110)의 일측 또는 양측에 위치된 연소실(1120)로 연료가스를 공급한다. 이에, 연소실(1120) 내부에서 화염이 발생되며, 화염의 열에 의해 연소실(1120)이 가열된다. 이에 따라 탄화실(1110)의 원료탄이 가열 즉, 건류되며, 이에 코크스(C)가 제조된다.Then, the fuel gas is supplied to the
이렇게 연소실(1120)로 연료가스를 공급하여 탄화실(1110)의 원료탄을 건류시키는데 있어서, 일 방향으로 나열 배치된 복수의 탄화실(1110)에서 순차적으로 건류가 실시되도록 하거나, 동시에 실시되도록 할 수 있다.In this way, in carbonizing the raw coal in the
원료탄을 건류시키기 시작한 시점부터 기 설정된 시간이 경과되면, 탄화실(1110)로부터 코크스(C)를 압출시킨다. 이를 위해, 압출시키고자 하는 탄화실(1110) 예를 들어 첫 번째 탄화실(이하, 제1탄화실(1110))의 전방으로 압출부(1300)를 이동시킨다. 그리고 제1탄화실(1110)의 일단 및 타단 각각에 마련된 도어를 개방한다.When a predetermined time elapses from the point at which carbonization of the raw coal is started, coke (C) is extruded from the
제1탄화실(1110)의 도어가 개방되면, 코크스를 압출시키기 전에 촬상부(2110)를 이용하여 제1탄화실(1110)을 촬상한다. 이에, 예를 들어 도 4의 (a) 내지 (c) 중 어느 하나와 같은 화상 이미지가 획득되며, 이는 처리부(2120)로 전달된다.When the door of the
제1탄화실(1110)에 대한 촬상이 완료되면, 제1탄화실(1110)의 코크스(C)를 압출한다. 이를 위해 압출 구동기(1320)를 동작시켜 압출기(1310)를 제1탄화실(1110)을 향해 전진시킨다. 이에, 압출기(1310)의 헤드(1311)가 제1탄화실(1110)의 입구를 통과하여 전진 이동하며, 이에 따라 제1탄화실(1110)의 코크스가 입구 반대쪽의 출구를 향해 밀려나간다. 그리고 압출기(1310)의 헤드(1311)가 계속 전진 이동하면 제1탄화실(1110)의 코크스(C)가 출구를 통해 밖으로 배출 즉, 압출되며, 이는 출구 외측에 위치된 버켓(bucket)으로 장입된다.When the imaging of the
제1탄화실(1110) 코크스(C)의 압출이 완료되면, 촬상부(2110)를 이용하여 제1탄화실(1110)을 촬상한다. 이에, 예를 들어 도 4의 (d)와 같은 화상 이미지가 획득되며, 이는 처리부(2120)로 전달된다.When the extrusion of coke (C) in the
처리부(2120)는 제1탄화실(1110)을 촬상한 화상 이미지 즉, 압출 전 화상 이미지 상에서 탄화실 영역(Se)을 식별하고, 압출 후 화상 이미지 상에서 코크스 영역(Sc)을 식별한다.The
그리고 처리부(2120)는 압출 후 화상 이미지 상에서 식별된 코크스 영역(Sc)을 이용하여 코크스의 온도를 검출한다. 즉, 식별된 코크스 영역(Sc)에 포함된 복수의 픽셀이 가지는 온도값들의 평균을 산출하고, 이를 코크스의 온도값으로 출력한다. 검출된 코크스 온도(Tp)는 판단부로 전달된다.And the
또한, 처리부(2120)는 압출 전 화상 이미지 상에서 식별된 탄화실 영역(Se)의 면적(Ae)과 압출 후 화상 이미지 상에서 식별된 코크스 영역(Sc)의 면적(Ac)을 산출한다. 그리고, 탄화실 영역(Se)에 대한 코크스 영역(Sc)의 면적 비율(Ra)(수식 1 참조)을 산출한다. 이렇게 산출된 코크스 영역(Sc)의 면적 비율(Ra)은 판단부(2130)로 전달된다.In addition, the
판단부(2130)는 처리부(2120)에서 검출된 코크스의 온도(Tp)를 이용하여 제1탄화실(1110)의 코크스가 정상적으로 즉 충분히 건류되었는지 여부를 판단한다. 이를 위해 판단부(2130)는 검출된 코크스의 온도(Tp)와 기준온도(Ts)를 비교한다(S100).The
이때, 검출된 코크스의 온도(Tp)가 기준온도(Ts) 미만인 경우(Tp < Ts)(아니오), 코크스(C)가 충분히 건류되지 않은 것으로 판단한다(S121). 그리고 원료탄 장입량 정상 여부를 판단하는 단계를 실시하지 않고, 현 단계에서 판단을 종료한다. 또한, 제어부(2200)는 이러한 판단 결과에 따라, 다음 조업에서 연소실(1120)로 연료가스를 공급할 때, 연료가스의 공급량이 증가되도록 연료 공급부(1130)의 동작을 조절한다(S122).At this time, when the detected temperature (T p ) of the coke is less than the reference temperature (T s ) (T p < T s ) (No), it is determined that the coke (C) is not carbonized sufficiently (S121). In addition, the determination is terminated at the current stage without performing a step of determining whether the loading amount of coking coal is normal. In addition, the
다른 예로, 검출된 코크스의 온도(Tp)가 기준온도(Ts) 이상인 경우(Tp ≥ Ts)(예), 탄화실(1110)에서 코크스가 충분히 건류된 것으로 판단한다(S111). 이러한 판단 신호는 제어부(2200)로 전달되고, 제어부(2200)는 다음 조업에서 연소실(1120)로 연료가스를 공급할 때, 현 조업에서 제1탄화실(1110)의 일측 또는 양측의 연소실(1120)로 공급된 연료가스의 공급량이 유지되도록 연료 공급부(1130)의 동작을 제어한다(S111).As another example, when the temperature of the detected coke (T p ) is greater than or equal to the reference temperature (T s ) (T p ≥ T s ) (Yes), it is determined that the coke is sufficiently carbonized in the carbonization chamber 1110 (S111). This determination signal is transmitted to the
그리고, 이렇게 코크스(C)가 정상적으로 즉, 충분히 건류된 것으로 판단되면, 판단부(2130)는 코크스 영역의 면적 비율(Ra)을 이용하여 탄화실(1110)로 공급된 원료탄의 장입량에 대해 정상 여부를 판단한다. 즉, 건류 전 탄화실(1110)로 공급된 원료탄의 높이가 기준 높이(Hs) 범위로 장입되었는지 여부를 판단한다. 이를 위해 판단부(2130)는 제1기준비율(Rs1) 및 상기 제1기준비율(Rs1)에 비해 큰 값을 가지는 제2기준비율(Rs2)과 산출된 면적 비율(Ra)을 비교한다(S200).And, when it is determined that the coke (C) is normal, that is, sufficiently carbonized, the
이때, 산출된 면적 비율(Ra)이 제1기준비율(Rs1) 이상, 제2기준비율(Rs1) 이하인 경우, 판단부(2130)는 탄화실(1110)로 원료탄을 장입할 때, 상기 원료탄이 정상적인 량으로 장입된 것으로 판단한다(S211). 다른 말로 설명하면, 원료탄의 높이가 기준 높이(Hs) 범위 내가 되도록 장입된 것으로 판단한다. 그리고 제어부(2200)는 이러한 판단 결과에 따라, 다음 조업에서 제1탄화실(1110)로 원료탄을 공급할 때, 현 자치에서 공급된 장입량으로 공급될 수 있도록 장입부(1200)의 동작 조건을 유지한다(S212).At this time, when the calculated area ratio (R a ) is greater than or equal to the first reference ratio (R s1 ) and less than or equal to the second reference ratio (R s1 ), the
하지만, 산출된 면적 비율(Ra)이 제1기준비율(Rs1) 미만이거나, 제2기준비율(Rs1)을 초과하는 경우, 상기 원료탄의 장입량이 부족하거나, 과다한 것으로 판단한다(S221, S231). 즉, 건류 전 탄화실(1110)로 공급된 원료탄의 높이가 기준 높이(Hs)의 최하한치 높이 미만의 높이로 장입되거나, 최상한치 높이를 초과하도록 장입된 것으로 판단한다. 이에 따라, 제어부(2200)는 다음 조업에서 제1탄화실(1110)로 원료탄을 공급할 때, 그 장입량이 증가되거나(S222) 감소하도록(S232) 장입부(1200)의 동작을 제어한다.However, when the calculated area ratio (R a ) is less than the first reference ratio (R s1 ) or exceeds the second reference ratio (R s1 ), it is determined that the charging amount of the coking coal is insufficient or excessive (S221, S231). That is, it is determined that the height of the raw coal supplied to the
이와 같이 제1탄화실(1110)을 촬영한 화상 이미지를 이용하여 제1탄화실(1110)에서 건류된 코크스의 건류 상태 및 제1탄화실(1110)로의 원료탄 장입 상태를 판단하는 동안, 압출부(1300)는 다른 탄화실 예를들어 제1탄화실(1110)의 바로 일측에 위치된 제2탄화실(1110)의 전방으로 이동한다.While determining the carbonization state of the coke carbonized in the
그리고 상술한 방법과 동일한 방법으로, 제2탄화실(1110)을 촬상하고 코크스를 압출한다. 즉, 코크스(C)를 압출하기 전에 촬상부(2110)는 제2탄화실(1110)을 촬상하고, 이후 압출기(1310)가 제2탄화실(1110)의 코크스(C)를 압출하며, 이후 촬상부(2110)가 압출된 제2탄화실(1110)을 촬상한다. 이어서 상술한 방법과 동일한 방법으로 제2탄화실(1110)에 대한 화상 이미지를 이용하여 코크스 온도(Tp) 및 코크스 영역(Sc)의 면적 비율(Ra)을 산출하고, 이를 이용하여 코크스(C)의 건류 상태 및 원료탄 장입 상태에 대해 판단한다.Then, in the same way as the above-described method, the
이러한 과정은 나머지 복수의 탄화실(1110) 각각에 대해 실시되며, 일 방향으로 나열된 탄화실(1110)에 대해 순차적으로 실시할 수 있다.This process is performed for each of the remaining
이와 같이 실시예들에 의하면, 탄화실(1110)을 촬상한 화상 이미지를 이용하여 코크스의 높이(Hc)를 검출할 수 있다. 즉, 화상 이미지 상에서의 코크스 영역(Sc)의 면적 비율(Ra)을 이용하여 코크스의 높이(Hc)를 간접적으로 검출할 수 있다. 따라서, 작업자가 고열에 노출되지 않고도 안전하게 코크스의 높이를 검출할 수 있다.In this way, according to the embodiments, the height H c of coke can be detected using an image of the
또한, 화상 이미지를 이용하여 검출된 코크스의 온도(Tp) 및 코크스 영역(Sc)의 면적 비율(Ra)을 이용하여, 코크스의 건류 상태가 정상인지 여부를 알 수 있고, 원료탄이 기준 높이(Hs)로 장입되었는지 여부를 알 수 있다. 그리고, 파악된 코크스의 건류 상태 및 원료탄 장입량에 따라서, 다음 조업에 연소실(1120)로 공급되는 연료가스의 공급량 및 탄화실(1110)로의 원료탄 장입량을 조절할 수 있다. 이에 따라, 코크스(C)의 건류가 부족하여 불량이 발생되는 것을 방지할 수 있고, 원료탄 장입량 부족에 따라 생산량이 감소하는 것을 방지할 수 있다.In addition, it is possible to know whether the carbonization state of the coke is normal or not, using the coke temperature (T p ) and the area ratio (R a ) of the coke region (S c ) detected using the image image, and the raw coal is the standard. It can be known whether or not it is loaded at the height (H s ). In addition, the amount of fuel gas supplied to the
1100: 코크스 오븐
1110: 탄화실
1120: 연소실
1130: 연료 공급부
1140: 내화물 벽체
1200: 장입부
1300: 압출부
1310: 압출기
1330: 지지대
1340: 바디
2110: 촬상부1100: coke oven 1110: carbonization chamber
1120: combustion chamber 1130: fuel supply unit
1140: refractory wall 1200: charging part
1300: extrusion unit 1310: extruder
1330: support 1340: body
2110: imaging unit
Claims (20)
상기 탄화실을 촬상하여 온도에 따라 색상이 다르게 나타나는 화상 이미지를 획득하는 과정;
온도에 따른 색상을 이용하여 상기 화상 이미지 상에서 코크스가 차지하는 코크스 영역(Sc)을 식별하는 과정;
다음 조업에서 상기 탄화실로 원료탄 장입시에, 상기 코크스 영역(Sc)의 면적 비율(Ra)에 따라 원료탄의 장입량을 조절하는 과정;을 포함하는 원료 처리 방법.A process of charging raw coal into a carbonization chamber and carbonizing the raw coal to produce coke;
capturing an image of the carbonization chamber to obtain an image having different colors according to temperature;
Identifying a coke area (S c ) occupied by coke on the video image using a color according to temperature;
Raw material processing method comprising: adjusting the charging amount of raw coal according to the area ratio (R a ) of the coke area (S c ) when the raw coal is charged into the carbonization chamber in the next operation.
상기 화상 이미지를 획득하는 과정은, 상기 탄화실 밖으로 코크스를 배출시키기 전에 코크스가 장입되어 있는 탄화실을 촬상하여 제1화상 이미지를 획득하는 과정을 포함하고,
상기 코크스 영역(Sc)을 식별하는데 있어서, 상기 제1화상 이미지 상에서 온도에 따른 색상을 이용하여 상기 코크스 영역(Sc)을 식별하는 원료 처리 방법.The method of claim 1,
The process of acquiring the burn image includes a process of acquiring a first burn image by capturing a carbonization chamber in which coke is charged before discharging coke out of the carbonization chamber,
In identifying the coke area (S c ), the raw material processing method of identifying the coke area (S c ) using a color according to temperature on the first image.
상기 제1화상 이미지 상에서 빈 공간의 영역인 탄화실 영역(Se)을 식별하는 과정을 포함하고,
상기 면적 비율(Ra)을 산출하는 과정은,
상기 제1화상 이미지 상에서 상기 코크스 영역의 면적(Ac) 및 탄화실 영역의 면적(Ae)을 산출하는 과정;
상기 코크스 영역의 면적(Ac)과 탄화실 영역의 면적(Ae)을 합산하여 합산 면적(Ace)을 산출하는 과정;
상기 합산 면적(Ace)에 대한 상기 코크스 영역 면적(Ac)의 비율(Ra)을 산출하는 과정;을 포함하는 원료 처리 방법.The method of claim 2,
A process of identifying a carbonization chamber area (S e ), which is an area of an empty space on the first image,
The process of calculating the area ratio (R a ) is,
calculating an area (A c ) of the coke area and an area (A e ) of the carbonization chamber area on the first image;
Calculating a summed area (A ce ) by summing the area (A c ) of the coke region and the area (A e ) of the carbonization chamber region;
and calculating a ratio (R a ) of the coke area area (A c ) to the total area (A ce ).
코크스를 상기 탄화실 밖으로 배출시키는 과정을 포함하고,
상기 화상 이미지를 획득하는 과정은, 코크스가 배출된 상기 탄화실을 촬상하여 제2화상 이미지를 획득하는 과정을 포함하며,
상기 제2화상 이미지 상에서 온도에 따른 색상을 이용하여 빈 공간의 영역인 탄화실 영역(Se)을 식별하는 과정;
상기 면적 비율(Ra)을 산출하는 과정은,
상기 제1화상 이미지 상에서 상기 코크스 영역의 면적(Ac)을 산출하는 과정;
상기 제2화상 이미지 상에서 상기 탄화실 영역의 면적(Ae)을 산출하는 과정;
상기 탄화실 영역의 면적(Ae)에 대한 상기 코크스 영역의 면적(As)의 비율(Ra)을 산출하는 과정;을 포함하는 원료 처리 방법.The method of claim 2,
Including the process of discharging coke out of the carbonization chamber,
The process of acquiring the burn image includes a process of acquiring a second burn image by capturing the carbonization chamber in which coke is discharged,
identifying a carbonization chamber area (S e ), which is an area of an empty space, using a color according to temperature on the second image;
The process of calculating the area ratio (R a ) is,
calculating an area (A c ) of the coke region on the first image;
calculating an area (A e ) of the carbonization chamber region on the second image;
and calculating a ratio (R a ) of the area (A s ) of the coke region to the area (A e ) of the carbonization chamber region.
상기 면적 비율(Ra)을 이용하여 코크스의 높이를 예측하는 과정; 및
상기 면적 비율(Ra)을 이용하여 상기 탄화실로 장입된 원료탄의 장입량에 대해 정상 여부를 판단하는 과정; 중 적어도 하나를 포함하는 원료 처리 방법.According to claim 3 or claim 4,
Predicting the height of coke using the area ratio (R a ); and
determining whether the loading amount of raw coal charged into the carbonization chamber is normal using the area ratio (R a ); Raw material processing method comprising at least one of.
상기 면적 비율(Ra)을 이용하여 코크스의 높이를 예측하는 과정은,
상기 면적 비율(Ra)을 제1기준비율(Rs1) 및 상기 제1기준비율(Rs1)에 비해 큰 제2기준비율(Rs2)과 비교하는 과정;
상기 면적 비율(Ra)이 제1기준비율(Rs1) 이상 제2기준비율(Rs2) 이하인 경우, 상기 코크스의 높이가 기준 높이 범위 내인 것으로 판단하는 과정;
상기 면적 비율(Ra)이 제1기준비율(Rs1) 미만인 경우 상기 코크스의 높이가 기준 높이 범위의 최하한치 높이 미만인 것으로 판단하는 과정;
상기 면적 비율(Ra)이 제2기준비율(Rs2)을 초과하는 경우, 상기 코크스의 높이가 기준 높이 범위의 최상한치 높이를 초과하는 것으로 판단하는 과정;을 포함하는 원료 처리 방법.The method of claim 5,
The process of predicting the height of coke using the area ratio (R a ),
comparing the area ratio (R a ) with a first reference ratio (R s1 ) and a second reference ratio (R s2 ) greater than the first reference ratio (R s1 );
When the area ratio (R a ) is greater than or equal to a first reference ratio (R s1 ) and less than or equal to a second reference ratio (R s2 ), determining that the height of the coke is within a reference height range;
When the area ratio (R a ) is less than the first reference ratio (R s1 ), determining that the height of the coke is less than the lowest height of the reference height range;
When the area ratio (R a ) exceeds the second reference ratio (R s2 ), determining that the height of the coke exceeds the uppermost height of the reference height range; raw material processing method comprising.
상기 탄화실로 장입된 원료탄의 장입량에 대해 정상 여부를 판단하는 과정은,
상기 면적 비율(Ra)을 제1기준비율(Rs1) 및 상기 제1기준비율(Rs1)에 비해 큰 제2기준비율(Rs2)과 비교하는 과정;
상기 면적 비율(Ra)이 제1기준비율(Rs1) 이상 제2기준비율(Rs2) 이하인 경우, 상기 원료탄의 장입량을 정상으로 판단하는 과정; 및
상기 면적 비율(Ra)이 제1기준비율(Rs1) 미만이거나, 제2기준비율(Rs2)을 초과하는 경우, 상기 원료탄의 장입량을 비정상으로 판단하는 과정;을 포함하는 원료 처리 방법.The method of claim 5,
The process of determining whether the charging amount of the raw coal charged into the carbonization chamber is normal,
comparing the area ratio (R a ) with a first reference ratio (R s1 ) and a second reference ratio (R s2 ) greater than the first reference ratio (R s1 );
determining that the charging amount of the coking coal is normal when the area ratio (R a ) is greater than or equal to a first reference ratio (R s1 ) and less than or equal to a second reference ratio (R s2 ); and
When the area ratio (R a ) is less than the first reference ratio (R s1 ) or exceeds the second reference ratio (R s2 ), determining that the charging amount of the coking coal is abnormal; raw material processing method comprising.
상기 면적 비율(Ra)이 제1기준비율(Rs1) 미만이 되어 상기 원료탄의 장입량이 비정상으로 판단되는 경우, 다음 조업에서 상기 탄화실로 공급되는 원료탄의 장입량을 증가시키는 과정; 및
상기 면적 비율(Ra)이 제2기준비율(Rs2)을 초과하여 상기 원료탄의 장입량이 비정상으로 판단되는 경우, 다음 조업에서 상기 탄화실로 공급되는 원료탄의 장입량을 감소시키는 과정;을 포함하는 원료 처리 방법.The method of claim 7,
increasing the charging amount of the raw coal supplied to the carbonization chamber in the next operation when the area ratio (R a ) is less than the first reference ratio (R s1 ) and the charging amount of the raw coal is determined to be abnormal; and
A process of reducing the charging amount of the raw coal supplied to the carbonization chamber in the next operation when the area ratio (R a ) exceeds the second reference ratio (R s2 ) and the loading amount of the raw coal is determined to be abnormal; processing method.
상기 제1화상 이미지 상에서 상기 코크스 영역(Sc)의 색상을 이용하여 코크스의 온도(Tp)를 검출하는 과정; 및
검출된 상기 코크스의 온도(Tp)를 이용하여 코크스가 정상적으로 건류되었는지 여부를 판단하는 과정;을 포함하는 원료 처리 방법.The method of claim 5,
detecting a temperature (T p ) of coke using the color of the coke region (S c ) on the first image; and
Raw material processing method comprising the; step of determining whether the coke is normally carbonized using the detected temperature (T p ) of the coke.
상기 코크스의 온도(Tp)를 검출하는 과정은,
상기 코크스 영역(Sc)에 포함된 복수의 픽셀(pixel)의 색상에 따라 상기 복수의 픽셀 각각에 대한 온도를 획득하는 과정;
획득된 상기 복수의 픽셀 온도들의 평균 온도를 산출하는 과정;
산출된 상기 평균 온도를 코크스의 온도로 결정하는 과정;을 포함하는 원료 처리 방법.The method of claim 9,
The process of detecting the temperature (T p ) of the coke,
Acquiring a temperature of each of the plurality of pixels according to the color of the plurality of pixels included in the coke area (S c );
calculating an average temperature of the obtained plurality of pixel temperatures;
Raw material processing method comprising a; step of determining the calculated average temperature as the temperature of the coke.
상기 코크스가 정상적으로 건류되었는지 여부를 판단하는 과정은,
검출된 상기 코크스의 온도(Tp)가 미리 설정된 기준온도(Ts) 이상인 경우 코크스가 정상적으로 건류된 것으로 판단하는 과정; 및
검출된 상기 코크스의 온도(Tp)가 상기 기준온도(Ts) 미만인 경우 코크스가 비정상적으로 건류된 것으로 판단하는 과정;을 포함하는 원료 처리 방법.The method of claim 9,
The process of determining whether the coke is normally carbonized,
When the detected temperature of the coke (T p ) is greater than or equal to a preset reference temperature (T s ), it is determined that the coke is normally carbonized; and
When the detected temperature (T p ) of the coke is less than the reference temperature (T s ), determining that the coke is abnormally carbonized; Raw material processing method comprising the.
상기 코크스가 비정상적으로 건류된 것으로 판단되는 경우, 다음 조업에서 상기 탄화실로 공급되는 열원을 증가시키는 과정을 포함하는 원료 처리 방법.The method of claim 11,
Raw material processing method comprising the step of increasing the heat source supplied to the carbonization chamber in the next operation when it is determined that the coke has been abnormally carbonized.
상기 코크스가 정상적으로 건류된 것으로 판단된 경우에, 상기 코크스의 높이를 예측하는 과정 및 상기 원료탄의 장입량에 대해 정상 여부를 판단하는 과정 중 적어도 하나를 실시하는 원료 처리 방법.The method of claim 9,
Raw material processing method of performing at least one of a process of estimating the height of the coke and a process of determining whether the charged amount of the coking coal is normal when it is determined that the coke is normally carbonized.
상기 탄화실을 향해 전진 및 상기 탄화실과 반대쪽으로 후진할 수 있는 압출기를 구비하고, 상기 코크스 오븐과 마주보게 배치될 수 있는 압출부; 및
상기 탄화실을 촬상하여 화상 이미지를 획득할 수 있도록 상기 압출부에 설치되는 촬상부를 구비하며, 상기 탄화실로 장입되는 원료탄의 장입량을 조절하는 제어기;를 포함하는 원료 처리 장치.A coke oven having a carbonization chamber into which raw coal can be charged;
An extruder having an extruder capable of moving forward toward the carbonization chamber and backward toward the opposite side of the carbonization chamber, and disposed facing the coke oven; and
A raw material processing apparatus comprising: an imaging unit installed in the extruding unit so as to capture an image of the carbonization chamber and a controller configured to adjust the charging amount of the raw coal charged into the carbonization chamber.
상기 촬상부는, 상기 압출기가 전진 및 후진하는 방향과 교차하는 방향을 기준으로 상기 압출기의 일측에 위치하도록 설치된 원료 처리 장치.The method of claim 14,
The imaging unit is installed to be located on one side of the extruder based on a direction crossing the forward and backward directions of the extruder.
상기 압출기의 하측에 위치하도록 설치된 바디; 및
상기 압출기를 지지하도록 상기 바디 상부에 설치된 지지대;를 포함하고,
상기 촬상부는 상기 지지대에 설치된 원료 처리 장치.The method of claim 15
Body installed to be located on the lower side of the extruder; and
Including; a support installed on the upper part of the body to support the extruder,
The imaging unit is a raw material processing device installed on the support.
상기 제어기는, 상기 화상 이미지 상에서 코크스가 차지하는 코크스 영역(Sc)의 면적 비율(Ra)을 이용하여 상기 탄화실로 장입되는 원료탄의 장입량을 조절하는 원료 처리 장치.The method of claim 14,
The controller controls the loading amount of raw coal charged into the carbonization chamber by using an area ratio (R a ) of a coke area (S c ) occupied by coke on the image image.
상기 촬상부는 온도에 따라 색상이 다르게 나타나는 화상 이미지를 획득하고,
상기 제어기는,
온도에 따른 색상을 이용하여 상기 화상 이미지 상에서 코크스가 차지하는 코크스 영역(Sc) 및 빈 공간의 영역인 탄화실 영역(Se)을 식별하고, 상기 탄화실 영역의 면적(Ae)에 대한 상기 코크스 영역의 면적(Ac) 비율(Ra)을 산출하는 처리부;
상기 처리부에서 산출된 면적 비율(Ra)을 이용하여 상기 탄화실로 장입된 원료탄의 장입량에 대해 정상 여부를 판단하는 판단부; 및
상기 판단부에서의 판단 결과에 따라, 상기 코크스 오븐의 일측에 위치되어 상기 탄화실로 원료탄을 장입시키는 장입부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하는 원료 처리 장치.The method of claim 17
The image pickup unit obtains an image of a different color depending on the temperature,
The controller,
A coke area (S c ) occupied by coke on the image image using a color according to temperature and a carbonization chamber area (S e ), which is an area of an empty space, are identified, and the area (A e ) of the carbonization chamber area is identified. a processing unit that calculates a ratio (R a ) to an area (A c ) of the coke region;
a determination unit that determines whether the charging amount of raw coal charged into the carbonization chamber is normal by using the area ratio (R a ) calculated by the processing unit; and
A raw material processing apparatus comprising a; control unit located on one side of the coke oven and controlling an operation of an charging unit for charging raw coal into the carbonization chamber according to a result of the determination by the determination unit.
상기 처리부는, 상기 코크스 영역(Sc)의 색상을 이용하여 코크스의 온도를 검출하고,
상기 판단부는, 상기 처리부에서 검출된 상기 코크스의 온도를 이용하여 코크스가 정상적으로 건류되었는지 여부를 판단하는 원료 처리 장치.The method of claim 18
The processing unit detects the temperature of the coke using the color of the coke region (S c ),
Wherein the determination unit determines whether the coke is normally carbonized using the temperature of the coke detected by the processing unit.
상기 제어부는, 상기 판단부에서 코크스가 비정상적으로 건류된 것으로 판단된 경우, 상기 탄화실로 열량을 제공하도록 상기 탄화실의 일측에 설치된 연소실과 연결된 연료 공급부의 동작을 제어하는 원료 처리 장치.The method of claim 19
The control unit controls the operation of a fuel supply unit connected to a combustion chamber installed at one side of the carbonization chamber to provide heat to the carbonization chamber when it is determined that the coke is abnormally carbonized by the determination unit.
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KR101114930B1 (en) | 2009-12-22 | 2012-03-06 | 주식회사 포스코아이씨티 | Apparatus of measuring height of coal deposited in cokes oven |
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