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May 08, 2023

세계 최고의 철강 생산업체를 위한 안전한 버너 관리

최신 생산 기술은 철강 대기업의 초점입니다.

최신 생산 기술은 세계 최고의 철강 제조업체인 철강 대기업 ArcelorMittal의 초점입니다.

목표: 자체 생산 공정을 더욱 안전하고 효율적으로 만드는 것입니다. 이것이 바로 벨기에 겐트 시의 다운파이프 냉간 압연 공장에서 용광로의 버너 모니터링이 최적화된 이유입니다.

초점은 보다 효율적인 진단을 포함한 효율적이고 안전한 자동화입니다. ArcelorMittal은 플랜트를 전환할 때 자동화 전문업체인 Pilz의 종합적인 서비스 패키지를 선택했습니다. 자동화 시스템 PSS 4000이 사용되었지만 이것이 전부는 아닙니다. Pilz도 전환 구현에 대한 책임을 맡았습니다.

겐트에 있는 ArcelorMittal의 냉간 압연 공장은 고객의 요구 사항에 따라 강철 코일(스트립 강철 롤)을 정제하는 데 사용됩니다.

냉간 압연기의 다운파이프 생산 공정은 산세, 냉간 압연, 어닐링, 템퍼링, 마감의 총 5단계로 구분됩니다.

산세척 전에 열간 압연 공정이 진행되며, 이 과정에서 강판에 산화물 층이 형성됩니다. 그런 다음 강판을 추가로 처리하기 전에 산세척 중에 냉간 압연기에서 이를 제거해야 합니다.

다음 단계인 냉간 압연에서는 산세된 열간 압연 판을 냉각한 후 압력과 인장력을 통해 필요한 두께로 감소시킵니다.

강철 스트립을 냉간 성형하려면 먼저 열처리를 거쳐야 합니다. 이 공정은 두 개의 벨 어닐링 영역, 즉 강철 스트립이 폐쇄된 노에서 한동안 유지되는 강철 코일용 어닐링로와 강철 코일이 상대적으로 빠르게 통과하는 연속 어닐링 및 정련 공장에서 수행됩니다. 닫힌 어닐링 챔버와는 대조적입니다.

벨 어닐링 영역을 벗어난 강철 코일은 템퍼링(강의 특수 열처리)되어 강판의 기계적 표면 특성이 향상됩니다. 마지막 단계에서 스트립 스틸 롤은 포장되어 고객에게 배송될 준비가 됩니다.

Yves De Sloover는 ArcelorMittal 냉간 압연 공장의 엔지니어입니다.

"우리 부서는 이 분야의 공정을 유지하는 일을 담당합니다. 연속 어닐링 플랜트에서는 PLC 컨트롤러와 버너 설정도 관리합니다. 우리의 목표는 생산을 지속적으로 유지하는 것입니다. 여기에는 용광로의 지속적인 최적화도 포함됩니다." 말했다.

한 가지 문제는 주 버너를 점화시키는 시동 버너를 자주 정지시키는 것이었습니다. 따라서 프로세스의 이 단계는 최적화와 관련하여 초점을 맞춘 영역 중 하나였습니다.

De Sloover는 다음과 같이 설명합니다. "공정 시작 시 용광로는 개방형 화염으로 최대 1200°C까지 가열됩니다. 총 50개의 주 버너가 있으며 이는 30개의 시동 버너에 의해 공급됩니다. 용광로의 온도가 정지 후 온도가 760C 아래로 떨어지면 이 메인 버너는 항상 용광로를 다시 시작하는 데 사용됩니다."

표준에도 명시되어 있습니다. 엔지니어는 DIN EN 746에 따라 필수라고 덧붙였습니다.

과거에는 시동 버너가 모듈을 통해 제어되는 반면 화염 모니터링은 점화 시 UV 셀을 통해 이루어졌습니다. 하나의 UV 셀에 결함이 있으면 전체 공장이 중단되고 다시 시작해야 합니다.

질소를 함유한 미연소 가스를 먼저 배출해야 하므로 다시 시작할 때마다 최소 40분이 소요됩니다. 결함이 있는 UV 셀도 매번 교체해야 했습니다. 어떤 UV 램프가 고장 났는지 전혀 알 수 없기 때문에 그것은 진정한 숨바꼭질 게임이었습니다. 그 결과 다운타임이 상당했습니다.

문제 해결도 비효율적이었습니다. 버너 제어 모듈이 가스 및 공기 공급과 UV 감지기에 대한 정보를 PLC에 전달했지만 분석 기회는 제한적이고 시간이 많이 걸렸습니다.

"그리고 컨트롤러는 블랙박스 역할만 했기 때문에 컨트롤러를 변경할 수 없었습니다. 따라서 컨트롤러는 PLC 신호의 데이터 기록만 담당했습니다."라고 De Sloover는 설명합니다.

따라서 다운타임을 대폭 줄여야 했습니다.