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철강공장의 계측, 제어 및 시스템 기술

전문가 제언: ○ 철광석 원료로부터 철강제품을 생산하는 일관제철소에서는 하루에 수 만 톤의 원료와 제품이 처리되고 있으며 그 종류와 사양도 매우 다양하다. 또한 제선, 제강 및 압연에서는 많은 설비요인과 조업요인이 복잡하게 작용하므로 설비 및 조업의 안정성과 제품의 품질에는 예측하기 어려운 불확실성이 항상 존재한다. 이를 극복하는 기술로 대량의 데이터를 수집하여 처리하는 계측, 제어, 시스템기술이 발전하여 왔다.
○ 전자기술, 센서기술, 컴퓨터 기술, 정보처리 기술의 발전을 배경으로 철강을 위시한 제조업 분야에서는 「계측」과 「제어」를 주축으로 하는 자동화기술이 고도화 하고 있다. 특히 기체/고체 반응, 기체/액체(용철) 반응, 액체(용철)/액체(슬래그) 반응이 복잡하게 관여하는 철강제조공정에서는 반응계의 온도, 압력, 가스분포, 성분조성 등이 각종 센서로 계측되고, 계측정보를 기초로 하는 feed back제어, feed forward제어 및 조업의 자동화가 생산성과 품질의 향상에 기여하고 있다.
○ 철강공장에서는 제선, 제강, 압연 공정에 걸쳐 각종 계측에 의한 설비진단과 조업제어가 이루어지고 있다. 특징적인 기술사례로는 마이크로파에 의한 비접촉식 탕면레벨 계측기술, 온도센서와 산소센서를 이용하는 제강조업의 종점제어(dynamic control), 어레이 센서에 의한 제품결함의 초음파 탐상기술, 강판형상교정 모델예측제어, 야금학적 상변태를 이용하는 재질제어 기술 등을 들 수 있다. 또 고온에서 운전되는 설비의 안정성과 장수명화를 위하여 설비 내부의 열화상을 촬영하는 광학장치도 이용되고 있다.

○ 2010년도 우리나라의 철강생산량은 약 5,900만 톤으로 이중 약 60%는 고로를 보유한 POSCO와 현대제철(주)의 일관제철소에서 생산되었다. 국내에서도 설비 및 조업관리를 위한 계측제어와 자동화 기술은 선진국 수준에 있다. 철강공장에서 계측, 제어, 시스템기술은 조업관리나 품질관리뿐만 아니라 경영전략, 판매시스템, 제품 및 원료의 물류시스템에도 적용하는 추세에 있으므로 국내에서도 이에 관한 연구개발이 필요하다.

저자: Toshiharu Sugie
자료유형: 학술정보