적용분야

클링커 생산 공정은 특히 냉각 단계에서 매우 높은 수준의 온도 모니터링 정확도를 요구합니다. 회전식 소성로에서 최대 1450 °C의 고온으로 소성된 클링커는 이후 공정을 진행하기 전에 200 °C 이하로 충분히 냉각되어야 합니다. 그러나 이 과정을 모니터링하는 것은 많은 클링커 제조업체들에게 오랜 과제로 남아 왔습니다. 기존의 육안 기반 시스템으로는 소재의 실제 온도를 정확하게 파악할 수 없기 때문입니다. 과거에는 많은 제조 현장에서 클링커 상태를 육안으로만 확인했으며, 이로 인해 공정이 비효율적이고 많은 시간이 소요되는 경우가 잦았습니다. 실제 소재 온도에 대한 피드백 없이 장시간 냉각이 진행되면서 공정 지연과 비최적화된 공정 운영이 발생했습니다. 그 결과, 숙련된 작업자가 직접 온도를 확인한 뒤에야 다음 공정 단계를 시작하는 방식이 일반적이었습니다.

냉각 공정을 보다 정밀하게 제어해야 하는 필요성은 클링커가 최적의 온도에 도달했을 때만 다음 공정 단계로 넘어갈 수 있기 때문입니다. 정확한 온도 데이터가 없을 경우, 클링커가 너무 이르게 또는 지나치게 늦게 다음 단계로 이송될 위험이 있으며, 이는 추가 비용과 시간 손실로 이어집니다. 이러한 상황에서 과제는 분진이 많고 극도로 고온인 클링커 쿨러 환경에서도 정확한 온도 측정을 가능하게 하는 솔루션을 찾는 것이었습니다. 따라서 정밀한 온도 측정을 통해 냉각 공정을 모니터링하는 것은 공정을 최적화하고 효율성을 높이기 위한 필수 요소입니다.

Optris는 클링커 냉각 공정의 온도 모니터링을 위해 측정 범위가 450 °C에서 1800 °C에 이르는 최첨단 적외선 카메라 PI 1M을 적용하여 기술적 구현을 완료했습니다. 이 고정 설치형 적외선 카메라는 클링커 냉각과 같은 고온 공정에 특히 적합한 솔루션입니다. 특수 CMOS 검출기와 최대 764 × 480 픽셀의 고해상도(32 Hz)를 갖춘 이 카메라는 까다로운 환경에서도 정밀한 열화상 이미지를 제공합니다. 또한 최대 1 kHz에 이르는 높은 프레임 속도를 지원해 매우 빠르게 진행되는 공정까지 효과적으로 모니터링할 수 있습니다. 컴팩트한 설계와 견고한 냉각 하우징(Cooling Jacket Advanced)을 적용함으로써, 이 열화상 카메라는 최대 70 °C의 주변 온도에서도 안정적이고 신뢰성 있게 운용될 수 있습니다.

PI 1M의 핵심적인 장점 중 하나는 0.85~1.1 µm의 단파장 영역을 사용한다는 점으로, 이를 통해 보로실리케이트 관측창을 통과하여 클링커 쿨러 내부를 안정적으로 관측할 수 있습니다. 이로써 소재의 냉각 과정을 지속적으로 모니터링하는 것이 가능합니다. 이 적외선 열화상 카메라는 여러 측정 지점에서 클링커의 온도를 동시에 측정할 수 있으며, 포함된 PIX Connect 소프트웨어를 사용하면 최대 8개 이상의 측정 영역을 설정할 수 있습니다. 각 영역의 온도 데이터는 실시간으로 수집되어 아날로그 출력 신호를 통해 제어 시스템으로 전송됩니다. 이를 통해 ±1%의 측정 정확도를 기반으로 냉각 공정을 정밀하게 제어할 수 있습니다.

또한 이 열화상 카메라는 응답 시간이 단 1ms에 불과한 실시간 아날로그 출력을 제공하여, 필요 시 공정 조건을 신속하게 조정할 수 있도록 지원합니다. 중앙 모니터링 시스템과의 연결은 이더넷을 통해 이루어지며, 안정적이고 빠른 데이터 전송을 보장합니다. 이러한 정밀한 온도 모니터링을 통해 클링커 냉각 공정 전반의 효율과 최적화 수준이 크게 향상됩니다.

PI 1M 적외선 카메라의 도입으로 클링커 냉각 공정은 크게 개선되었으며, 클링커 제조업체에 중요한 이점을 제공합니다. 정밀한 온도 측정을 통해 공정을 정확하게 모니터링하고 필요 시 즉각적인 조정이 가능해졌습니다. 그 결과, 불필요한 지연 없이 클링커를 최적의 시점에 다음 공정으로 이송할 수 있어 상당한 시간 절감 효과를 얻을 수 있습니다. 실시간 모니터링과 최대 1 kHz에 달하는 높은 프레임 속도 덕분에 급격한 온도 변화도 즉시 감지할 수 있습니다. 이는 단순히 이미지만 제공하고 정확한 온도 데이터는 제공하지 못했던 기존의 육안 기반 시스템으로는 불가능했던 부분입니다.

이 카메라는 900 °C 이하에서는 2 K 미만, 1400 °C 이하에서는 4 K 미만의 열 감도(NETD)를 갖추고 있어 매우 높은 감도를 제공합니다. 이러한 고감도 성능을 통해 분진이 많고 환경이 까다로운 클링커 쿨러 내부에서도 미세한 온도 차이를 정확하게 감지할 수 있습니다. 또한 보호 하우징과 렌즈를 지속적으로 깨끗하게 유지해주는 라미나 에어 퍼지(laminar air purge) 시스템 덕분에 외부 환경의 영향을 효과적으로 차단하여, 안정적이고 신뢰성 높은 운용이 가능합니다.

이 솔루션의 또 다른 장점은 PI 1M 적외선 카메라를 도입함으로써 클링커 제조업체가 뛰어난 가격 대비 성능을 확보할 수 있다는 점입니다. 높은 측정 정밀도와 견고한 설계, 그리고 기존 공정에 대한 용이한 통합성 덕분에 이 적외선 카메라는 클링커 냉각 공정에 이상적인 솔루션으로 평가됩니다. 여러 개의 측정 영역을 설정하고 이를 실시간으로 모니터링하며 데이터를 전송할 수 있는 기능은 공정 제어를 최적화하는 데 핵심적인 역할을 합니다. 이를 통해 공정이 더욱 효율적으로 운영되어 불필요한 단계를 제거할 수 있으며, 결과적으로 운영 비용 절감으로 이어집니다. 이러한 이유로 이 열화상 카메라는 클링커 냉각 공정을 최적화하는 데 있어 신뢰할 수 있는 솔루션으로 입증되었습니다.