KR100361739B1 - 가열로내 피가열 소재의 선단부 온도과열 방지장치 - Google Patents

가열로내 피가열 소재의 선단부 온도과열 방지장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 피가열 소재의 선단부 온도과열 방지장치에 관한 것으로서, 송풍기(21)와 절환밸브(22),(23),(24),(25),(26),(27),(43),(44),(47),(48),(49),(50), 축열기(28),(29),(45),(46), 버너(30),(31),(41),(42), 흡입팬(32), 로(33), 고정빔(35) 및 이동빔(36)로 이루어진 가열로에 있어서, 상기 버너(30),(31) 사이 로 (33)의 내측벽에 상하로 선단부 온도과열 방지용 다공판(37),(38)을 설치함과 더불어 버너(41),(42) 사이 로(33)의 내측벽에 상하로 선단부 온도과열 방지용 다공판( 39),(40)을 설치한 구성으로 본 발명은 가열로에 채용된 축열연소장치에 있어서 피가열소재 가열시 발생하는 피가열소재의 선단부 과열을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 소재의 균일가열 효과에 의해 제품의 실수율을 높일 수 있는 장점이 있는 것이다.

Description

가열로내 피가열 소재의 선단부 온도과열 방지장치{Overheating protection apparatus of the slab edge in reheating furnace}
본 발명은 피가열 소재의 선단부 온도과열 방지장치에 관한 것으로서, 특히축열식 연소시스템이 적용된 가열로 및 각종 공업로등에 있어서 피가열 소재의 선단부(양끝단) 온도과열을 방지하는 장치에 관한 것이다.
도 1은 종래 축열식버너 연소장치를 채용한 가열로의 구성도로서 도 1에 도시한 바와 같이 우측버너(2),(3)가 연소모드이고 좌측버너(8),(9)가 배기모드인 경우를 나타낸 것으로서, 피가열 소재(14)의 우측 선단부는 화염에 가장 근접한 부위에 항상 노출되어 있어서 피가열 소재(14)의 중심부와 온도편차가 심하게 발생하는 문제점이 발생한다.
또한 일정한 주기(30초∼3분)후 우측버너(2),(3)가 배기모드 상태로 되고, 좌측버너(8),(9)가 연소모드 상태로 절환되어 연소가 이루어 지면 피가열소재(14)의 좌측선단부가 화염에 가장 근접한 위치로 노출되어 피가열소재(14)의 중심부와의 온도편차(50∼100℃)가 발생하는 문제점이 발생한다.
도 5는 종래 가열로에서의 소재의 중앙부와 선단부의 온도편차를 나타낸 것으로서, 최종 가열로에서 추출되는 소재의 온도편차는 대략 50℃의 편차를 나타내고 있음을 알 수 있다. 이와 같이 일정주기(30초∼3분)를 가지고 절환연소를 행하면서 피가열소재(14)의 좌, 우측 선단부의 온도는 중심부의 온도에 비하여 과열되는 현상이 발생하게 됨으로 인하여 가열로(1)에서 고정빔(15)에 의해 지지되어 있다가 이동빔(16)에 의해 추출된 피가열소재(14)는 후 공정인 압연공정에서 제대로 압연이 이루어 지지 않아 소재에 벤딩 현상이 발생하게 됨으로써 제품의 실수율이 떨어지는 심각한 문제점이 야기된다.
본 발명은 상기한 실정을 감안하여 종래 축열식버너 연소장치를 채용한 가열로에서 야기되는 각종 문제점들을 해결하고자 발명한 것으로서, 가열로등에 채용되는 축열식버너 연소장치에 있어서 절환연소시 피가열소재의 선단부가 과열되는 것을 방지하는 가열로내 피가열 소재의 선단부 온도과열 방지장치를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 종래 축열식버너 연소장치를 채용한 가열로의 구성도,
도 2는 본 발명 가열로내 피가열 소재의 선단부 온도과열 방지장치의 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 선단부 온도과열 방지용 다공판의 단면도,
도 4는 본 발명의 일실시예를 나타낸 도면,
도 5는 종래 가열로에서의 소재의 온도분포도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 소재온도 분포도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 로 2,3 : 우측버너
4,5 : 우측연료노즐 6,7 : 우측축열기
8,9 : 좌측버너 10,11 : 좌측연료노즐
12,13 : 좌측축열기 14 : 소재
15 : 고정빔 16 : 이동빔
21 : 송풍기
22,23,24,25,26,27,43,44,47,48,49,50 : 절환밸브
28,29,45,46 : 축열기 30,31,41,42 : 버너
32 : 흡입팬 33 : 로
34 : 소재 35 : 고정빔
36 : 이동빔
37, 38, 39, 40 : 선단부 온도과열 방지용 다공판
60 : 반원통형 판
61 : 오탁입자 낙하용 홈 62 - 연소가스 흡입용 홈
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 가열로내 피가열 소재의 선단부 온도과열 방지장치는 송풍기(21)와 절환밸브(22),(23),(24),(25),(26),(27),(43),(44),(47),(48),(49),(50),축열기(28),(29),(45),(46), 버너(30),(31),(41),(42), 흡입팬(32), 로(33), 고정빔(35) 및 이동빔(36)로 이루어진 가열로에 있어서, 상기 버너(30),(31) 사이 로(33)의 내측벽에 상하로 선단부 온도과열 방지용 다공판(37),(38)을 설치함과 더불어 버너(41),(42) 사이 로(33)의 내측벽에 상하로 선단부 온도과열 방지용 다공판(39),(40)을 설치한 것을 특징으로 한다.
상기 선단부 온도과열 방지용 다공판(37),(38),(39),(40) 각각은 반원통형 판(60)으로서 오탁입자 낙하용 홈(61)과 연소가스 흡입용 홈(62)이 형성되어 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명 가열로내 피가열 소재의 선단부 온도과열 방지장치의 작용을 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명 가열로내 피가열 소재의 선단부 온도과열 방지장치의 구성도, 도 3은 본 발명에 따른 선단부 온도과열 방지용 다공판의 단면도, 도 4는 본 발명의 일실시예를 나타낸 도면으로서, 버너(30),(31)의 연소모드시 송풍팬(21)에 의해서 공급되는 상온의 연소용 공기는 연소용 공기 절환밸브(23),(23)의 오픈에 의하여 축열기(28),(29)를 통과하여 버너(30),(31)로 공급되는 고온의 연소용 공기(800℃이상)는 연료 절환밸브(24),(25)의 오픈에 의해 공급되어 연료노즐을 통하여 분사되는 연료와의 혼합되어 연소가 이루어 지게 된다.
로(33) 내의 연소가스는 고정빔(35)과 이동빔(36) 상부에 놓여 있는 피가열 소재(34)를 가열하고 이때 흡입팬(32)에 의하여 배기모드인 버너(41),(42)로 빠져 나와 축열기(45),(46)을 지나면서 방열되어 저온(200℃이하)의 상태로 된후 연소 배가스 절환밸브(47),(48)를 지나 흡입팬(32)을 통해 대기로 배기된다.
이때 피가열 소재(34)의 우측 선단부의 과열을 방지하기 위하여 버너(30), (31)의 사이에 우측버너(30),(31)와 피가열소재(34) 사이의 거리만큼에 해당하는 길이의 과열방지용 다공판(37),(38)을 상하로 설치함으로서 우측버너(30),(31)에서 발생하는 고온의 화염영역 및 연소가스가 직접 피가열 소재(34)의 우측 선단부에 닿지 않게 되어 피가열소재(34) 우측선단의 상하부가 과열되는 것을 방지할 수 있는 효과를 가져오게 된다.
또한 피가열 소재(34)의 좌측 선단부의 과열을 방지하기 위하여 버너(41), (42)의 사이에 죄측버너(41),(42)와 피가열소재(34) 사이의 거리만큼에 해당하는 길이의 과열방지용 다공판(39),(40)을 상하로 설치함으로서 좌측버너(41),(42)에서 발생하는 고온의 화염영역 및 연소가스가 직접 피가열 소재(34)의 좌측 선단부에 닿지 않게 되어 피가열소재(34) 좌측선단의 상하부가 과열되는 것을 방지할 수 있는 효과를 가져오게 된다.
그리고 축열식 연소의 특징은 고속분사이기 때문에 과열방지판(37),(38), (39),(40)의 상세도인 도 3에 나타낸 바와 같이 연소가스 흡입용 홈(62)을 통하여 로(33) 내 연소가스가 연소영역으로 흡입되어 산소농도의 저하로 최대 화염온도의 저하 억제 및 질소산화물의 생성 억제 효과를 얻을 수 있다.
또 도 3의 오탁입자 낙하용 홈(61)에 의해 과열방지판에 쌓이는 오탁입자의 퇴적물들이 자유낙하할 수 있도록 과열방지판은 반원형의 단면적의 형상을 갖는 반원통형판(60)이며, 과열방지판은 고온의 최대 로온 1,300℃에 견딜 수 있는 알루미나로 제작하게 된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 소재온도 분포도로서, 예열대(13M),가열대(11M) 및 균열대(9M)의 세개의 대로 이루어진 가열로에 로온이 각각 1050℃, 1100℃, 1080℃인 경우 내열데이타 측정시스템을 피가열소재(250mmH×2000mmW×4000mmL)에 장착하여 재로시간 약 248분간의 저온조업을 실시하였을 때의 중앙부와 선단부의 온도이력을 나타낸 것이다.
도 6으로부터 최종 가열로에서 소재 추출시 피가열소재의 중앙부와 선단부의 온도편차가 10℃이내로 균일하게 되었음을 알 수 있다.
상기한 바와 같이 작용하는 본 발명은 가열로에 채용된 축열연소장치에 있어소 피가열소재 가열시 발생하는 피가열소재의 선단부 과열을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 소재의 균일가열 효과에 의해 제품의 실수율을 높일 수 있는 장점이 있다.

Claims (2)

  1. 송풍기(21)와 다수의 절환밸브, 축열기(28),(29),(45),(46), 버너(30),(31),(41),(42), 흡입팬(32), 로(33), 고정빔(35) 및 이동빔(36)로 이루어진 가열로에 있어서, 상기 버너(30),(31) 사이 로(33)의 내측벽에 상하로 선단부 온도과열 방지용 다공판(37),(38)을 설치함과 더불어 버너(41),(42) 사이 로(33)의 내측벽에 상하로 선단부 온도과열 방지용 다공판(39),(40)을 설치한 것을 특징으로 하는 가열로내 피가열 소재의 선단부 온도과열 방지장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 선단부 온도과열 방지용 다공판(37),(38),(39),(40) 각각은 반원통형 판(60)으로서 오탁입자 낙하용 홈(61)과 연소가스 흡입용 홈(62)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가열로내 피가열 소재의 선단부 온도과열 방지장치.
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