KR100424812B1 - 열손실 방지를 위한 턴디쉬 가열장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 버너에 공급되는 연소용 공기와 턴디쉬의 외부로 배출되는 배기가스의 열교환을 통해 턴디쉬의 열손실을 방지하고, 동시에 턴디쉬의 길이방향의 온도편차를 줄이며, 연료의 절감을 도모할 수 있는 열손실 방지를 위한 턴디쉬 가열장치를 제공하는 데 목적이 있다

본 발명은 턴디쉬의 내부를 가열하도록 턴디쉬 커버에 설치된 복수개의 버너; 복수개의 버너를 연통시키는 연통관; 연통관의 내부에 설치되는 축열체; 연통관 상에 설치되는 다수개의 절환밸브; 및 연통관에 설치된 댐퍼와 배기팬으로 이루어지고, 버너의 하단 외주면에 상하로 이동이 가능하도록 미끄럼결합되어 턴디쉬 커버의 상부면에 안착되는 방열판을 더 포함하는 열손실 방지를 위한 턴디쉬 가열장치를 제공한다.

Description

열손실 방지를 위한 턴디쉬 가열장치{Heating apparatus of tundish for anti heat leak}

본 발명은 열손실 방지를 위한 턴디쉬 가열장치에 관한 것으로서, 특히 제강공장에서 턴디쉬(Tundish)커버의 상부에 복수개의 버너를 설치하여 턴디쉬의 내부로 고온의 배기가스를 통과시키므로 턴디쉬를 균일하게 가열함과 동시에 배기가스가 가진 현열을 연소용 공기에 전달하여 열손실을 방지할 수 있도록 한 열손실 방지를 위한 턴디쉬 가열장치에 관한 것이다.

일반적으로 턴디쉬는 도 1에 도시된 바와 같이 상온상태에서 내화물을 시공한 뒤 건조과정을 거친 후, 턴디쉬 프리히터(preheater)를 이용하여 1200℃ 이상까지 승온시킨다. 이 때 가열방법은 4개의 버너(103)를 턴디쉬커버(102)의 길이방향을 따라 형성된 구멍에 위치시킨 뒤, 버너(103)를 작동시켜 화염과 연소된 배기가스가 턴디쉬(101) 내부에 유입되도록 하여 내화물을 가열한다.

이 때, 턴디쉬(101) 내부에서 연소된 배기가스는 별도의 폐열회수장치를 거치지 않고 고온상태 그대로 턴디쉬커버(102)와 턴디쉬(101)사이의 틈새 및 턴디쉬커버(102)와 버너(103)사이의 틈새를 통해 외부로 방출되므로 에너지 손실이 크며, 특히 턴디쉬(101)의 내부에는 용강중의 불순물을 분리하기 위해 내화물 재질의 댐(106)이 설치되어 있는데, 이 댐이 연소된 배기가스와 내화물사이의 원활한 열전달을 방해하여 결국 턴디쉬(101)가 길이방향으로 온도편차가 큰 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 버너에 공급되는 연소용 공기와 턴디쉬의 외부로 배출되는 배기가스의 열교환을 통해 턴디쉬의 열손실을 방지하고, 동시에 턴디쉬의 길이방향의 온도편차를 줄이며, 연료의 절감을 도모할 수 있는 열손실 방지를 위한 턴디쉬 가열장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 버너를 이용한 턴디쉬 가열의 일예를 도시한 정면도.

도 2는 본 발명에 따른 열손실 방지를 위한 턴디쉬 가열장치의 설치상태를 도시한 정면도.

도 3은 도 2에 도시된 턴디쉬 가열장치에 따른 버너의 사시도.

도 4는 도 2에 도시된 턴디쉬 가열장치에 따른 버너의 측면도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 턴디쉬 2 : 턴디쉬커버

4 : 본체

5 : 축열체 6 : 댐(Dam)

7 : 절환밸브 8 : 방열판

9 : 댐퍼 10 : 배기팬(fan)

11 : 용수철 12 : 내화물

13 : 점화용 버너 14 : 고정플레이트

15 : 바(bar)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 턴디쉬의 내부를 가열하도록 턴디쉬 커버에 설치된 복수개의 버너; 복수개의 버너를 연통시키는 연통관; 연통관의 내부에 설치되는 축열체; 연통관 상에 설치되는 다수개의 절환밸브; 및 연통관에 설치된 댐퍼와 배기팬으로 이루어지고, 버너의 하단 외주면에 상하로 이동이 가능하도록 미끄럼결합되어 턴디쉬 커버의 상부면에 안착되는 방열판을 더 포함하는 열손실 방지를 위한 턴디쉬 가열장치를 제공한다.

여기서 방열판 하부에 시공된 세라믹 파이버 재질의 내화물과, 본체의 중앙부 둘레에 90°간격으로 설치되는 고정플레이트와, 고정플레이트를 관통하고 방열판의 상부에 고정설치되는 바와, 바의 외주면에 삽입된 용수철을 더욱 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 열손실 방지를 위한 턴디쉬 가열장치의 설치상태를 도시한 정면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 턴디쉬 가열장치에 따른 버너의 사시도이며, 도 4는 도 2에 도시된 턴디쉬 가열장치에 따른 버너의 측면도이다.

본 발명에 따른 열손실 방지를 위한 턴디쉬 가열장치는 턴디쉬 커버(2)의 길이방향을 따라 형성된 구멍에 턴디쉬(1)의 내부를 가열하도록 턴디쉬 커버(2)에 설치된 복수개의 버너(A, B, C, D)와, 복수개의 버너(A, B, C, D)를 연통시키는 연통관(4-3)과, 연통관(4-3)의 내부에 설치되는 축열체(5)와, 연통관(4-3) 상에 설치되는 다수개의 절환밸브(7) 및 연통관(4-3)에 설치된 댐퍼(9)와 배기팬(10)으로 이루어진다.버너(A, B, C, D)의 원통형 본체(4) 상부에는 점화용버너(13)가 결합된다. 또한 본체(4)의 하단 외주면에는 캡(cap) 형상을 갖는 방열판(8)이 상하로 이동이 가능하도록 미끄럼결합되어 턴디시 커버(2)의 상부면에 안착된다. 한편 본체(4)의 상부에는 공급관(4-1)이 연통설치되어 연소용 공기를 공급하고, 본체(4)의 하부에는 배출관(4-1)이 연통설치되어 배기가스를 배출하게 된다. 여기서 배출관(4-1)과 공급관(4-1)은 연통관(4-3)에 의해서 서로 연통된다.

또한, 방열판(8)의 하부에는 세라믹 파이버(ceramic fiber)재질을 갖는 내화물(12)이 시공되고, 버너(A, B, C, D) 본체(4)의 중앙부 둘레에 90°간격으로 고정플레이트(14)가 부착되며, 방열판(8)과 고정플레이트(14) 사이에 고정플레이트(14)를 관통하는 바(bar; 15)가 설치되고, 이 바(15)의 외주면에 용수철(11)이 삽입설치된다. 아울러, 배기가스의 배출시 열을 축열해 놓고, 연소용 공기의 공급시 이 열을 이용하는 축열체(5)가 연통관(4-3)의 내부에 삽입 설치된다. 이러한 축열체(5)는 직경 2~5㎜ 크기의 구(球) 형상으로서, 연통관(4-3) 내에 다수개 삽입 설치된다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 턴디쉬 가열장치에는 각 버너(A, B, C, D)로 분지되는 연통관(4-3)이 2개씩 합쳐져서 설치되고, 합쳐진 각 연통관(4-3)에는 축열체(5)가 삽입된다. 따라서 일측의 축열체(5)로 배기가스가 배출되면 타측의 축열체(5)로 연소용 공기가 유입된다. 이 때 배기가스가 배출되는 연통관(4-3)의 축열체(5)는 배기가스의 열에너지를 축열하고, 연소용 공기가 유입되는 연통관(4-3)의 축열체(5)는 축열된 열에너지를 연소용 공기에 공급하므로 연소용 공기의 온도가 상승된다. 또한 축열체(5)가 설치된 연통관(4-3)에는 절환밸브(7)가 연결되어, 절환밸브(7)의 작동에 의해 배기가스와 연소용 공기의 통로가 절환된다. 또한 연통관(4-3)에는 배기팬(10)과 댐퍼(9)가 설치된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 열손실 방지를 위한 턴디쉬 가열장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 버너(A, B, C, D)를 턴디쉬 커버(2)의 구멍 상부에 위치시키고 버너(A, B, C, D)의 본체(4)를 하부로 구동시키면 방열판(8) 하부에 시공된 세라믹 파이버 재질의 내화물(12)이 턴디쉬커버(2)의 상부에 안착되어 기밀이 유지된다. 이 때 버너(A, B, C, D)의 본체(4)가 턴디쉬커버(2)의 구멍속으로 약 50 ∼100mm 정도 삽입되도록 하는 것이 바람직하다.

이후, 점화용버너(13)를 이용하여 A 및 C측 버너(A, C)를 착화시킨다. 이 때 연소모드에 있는 버너(A, C)는 연료가 노즐(미도시)을 통해 분사되고, 공급관(4-1)을 통하여 연소용 공기가 공급된다. 이 때 연소된 배기가스는 턴디쉬(1)의 내부를 통과하여 턴디쉬(1)를 가열시킨 후 대류에 의해 상승하여 B 및 D측의 버너(B, D)의 배출관(4-1)을 통하여 연통관(4-3)으로 배출된다. 이 연통관(4-3)으로 배출된 배기가스는 축열체(5)와 열교환되어 약 300℃이하로 냉각된 후 절환밸브(7)를 거쳐 배기팬(10)을 통해 대기중으로 방출된다. 이 때 절환밸브(7)의 V1, V3는 오픈(open)된 상태이고, V2, V4는 클로즈(close)된 상태이다.

이러한 과정을 통해 고온의 배기가스가 보유한 현열(顯熱)은 축열체(5)를 통해 연소용 공기에 전달되어 턴디쉬(1)의 가열시 이용되므로 종래의 배기가스를 통한 열량손실을 크게 줄일 수 있다. 따라서 그 만큼의 연료사용량이 절감된다.

또한, 버너(A, C)에서 연소된 고온의 배기가스는 턴디쉬(1) 내부의 댐(6) 사이를 통과하여 다른 쪽의 버너(B, D)로 흐르면서 턴디쉬(1)의 내부를 균일하게 가열시키게 되고, 이러한 작용이 일정한 주기로 흐름방향이 바뀌면서 이루어지므로 턴디쉬(1)를 균일하게 가열할 수 있다.

한편, 일정시간이 흐른 다음 절환밸브(7)의 절환시켜 배기모드에 있던 버너(B, D)를 연소모드로 바꾸면 배기가스가 반대방향으로 턴디쉬(1)의 내부를 흐르면서 턴디쉬(1)를 가열시키고 당초 연소모드에 있던 버너(A, C)는 연통관(4-3)을 통하여 연소용 공기가 공급되고, 공급된 연소용 공기는 축열체(5)에 의하여 예열되고, 예열된 공기는 버너(A, C)에 공급관(4-1)을 통하여 공급된다. 버너(B, D)에 공급된 연소용 공기는 버너(B, D)의 연료를 연소시킨다. 동시에 이 버너(B, D)에서 연소된 배기가스는 배출관(4-1)과 연통관(4-3)을 통하여 배출되며 이 때 배출되는 배기가스는 축열체(5)와 열교환 후 절환밸브(7)를 거쳐 외부로 배출된다. 이 때 절환밸브(7)의 V2, V4는 오픈된 상태이고, V1, V3는 클로즈된 상태이다.

이와 같은 과정에서 댐퍼(9)를 이용하여 턴디쉬(1)의 내부 압력을 ±0 ㎜Aq가 되도록 조절하여 버너(A, B, C, D)의 본체(4)와, 턴디쉬 커버(2)사이의 틈새를 통해 차가운 공기가 침입하거나, 고온의 노내 배기가스나 화염이 턴디쉬(1)의 밖으로 분출되는 것을 방지할 수 있다.

즉, 본 발명에서는 일측 버너(A, C)가 일정시간 동안 연소모드로 설정된 후 타측 버너(B, D)가 연소될 때 배기모드로 전환되는 것을 반복하고, 배기된 고온의 배기가스와 연소용 공기가 축열체(5)를 교대로 흐르면서 서로 열교환이 되고, 절환밸브(7)를 통해 일정 주기로 연소모드와 배기모드가 반복된다. 또한 댐퍼(9)를 통해 턴디쉬(1)의 기밀이 유지될 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 열손실 방지를 위한 턴디쉬 가열장치를 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않으며 그 발명의 기술사상 범위내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

상기한 바와 같은 본 발명의 열손실 방지를 위한 턴디쉬 가열장치는 종래 대기중으로 배출되던 배기가스가 턴디쉬 커버와 버너의 사이로 방출시키지 않고 배기가스를 연소용 공기의 예열에 활용함으로서 배기가스로 인한 열손실을 줄임으로 턴디쉬를 가열하는데 필요한 연료의 사용량을 절감할 수 있다. 또한 고온의 배기가스가 일정 주기로 방향을 전환하면서 턴디쉬 내부를 흐르므로 내화물을 가열시켜 턴디쉬 길이방향의 온도편차를 감소시키는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 턴디쉬의 내부를 가열하도록 턴디쉬 커버에 설치된 복수개의 버너;

   상기 복수개의 버너를 연통시키는 연통관;

   상기 연통관의 내부에 설치되는 축열체;

   상기 연통관 상에 설치되는 다수개의 절환밸브; 및

   상기 연통관에 설치된 댐퍼와 배기팬으로 이루어지고,

   상기 버너의 하단 외주면에 상하로 이동이 가능하도록 미끄럼결합되어 상기 턴디쉬 커버의 상부면에 안착되는 방열판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열손실 방지를 위한 턴디쉬 가열장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 방열판 하부에 시공된 세라믹 파이버 재질의 내화물과, 상기 본체의 중앙부 둘레에 90°간격으로 설치되는 고정플레이트와, 상기 고정플레이트를 관통하고 상기 방열판의 상부에 고정설치되는 바와, 상기 바의 외주면에 삽입된 용수철을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 열손실 방지를 위한 턴디쉬 가열장치.