KR100465900B1 - 수직로 열교환기의 백분 필터장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스테인레스 광휘 소둔 라인에서의 수직로 열교환기의 백분 필터장치에 관한 것으로서, 상기 분위기 가스가 지나가는 통로에 대해 가로지르는 방향으로 이동할 수 있는 스타펙스 필터(10)와; 상기 필터(10)를 감기위해 상기 흡입구(11) 또는 배출구(12)의 직경방향 양단 외측에 각각 설치되는 감김측 스풀(spool)(18) 및 풀림측 스풀(13)과; 상기 스타펙스 필터(10)를 지지하기 위해 필터(10)의 후면에 대면하여 설치되고, 다수의 구멍이 형성되어 있는 플레이트(25)와; 상기 필터(10), 감김측 스풀(18), 플림측 스풀(13), 플레이트(25)를 모두 감싸면서 지지하는 박스(box)(77)와; 상기 박스(77)내의 산소를 배제하기 위한 가스를 공급하기 위한 질소 공급라인(15) 및 배출시키기 위한 벤트 라인(6)으로 구성되어 있어,

백분이 열교환기로 유입되는 것을 사전에 차단함으로써 청결한 상태를 장기간 유지시킬 수 있고, 라인을 휴지하지 않은 상태(온-라인 상태)에서도 필터링 작업이 가능하므로 생산성이 향상되며, 필터로의 접근 및 탈착이 용이하므로 유지/보수가 쉽다는 이점이 있다.

Description

수직로 열교환기의 백분 필터장치{Device for Filtering White Powder of Heat Exchanger for Vertical Furnace}

본 발명은 수직로 열교환기의 백분 필터장치에 관한 것으로서, 특히 스테인레스 냉연공장의 광휘 소둔라인 중에 설치된 수직로 열교환기에 백분(백색가루)이부착되지 않도록 사전에 필터링하는 장치에 관한 것이다.

도 4에 통상의 스테인레스 냉연공장에 있는 광휘 소둔라인 중에 설치된 수직로 및 열교환기가 도시되어 있다. 도면에서와 같이, 수직로를 통과한 후 이송되는 스트립(30)은 열교환기(여기서는 6대)(42)를 통과하면서 냉각된다. 한편, 수직로(44)(45)로부터 나온 환원성 분위기 가스(여기서는 수소(H₂))는 흡입구(A)로 들어가 열교환기(42)를 거쳐 배출라인(B)으로 빠져나오게 된다.

이 때, 수소 분위기 하에서 스테인레스 강이 소둔되는 과정에서 스틸(강) 내부의 개재물(백분)이 석출되어, 수소 가스의 순환 중에 열교환기(42)의 파이프(37) 등에 부착되므로, 주기적으로 열교환기 내부 케이스(41) 및 냉각라인 파이프(37)로부터 이를 제거할 필요가 있다.

이를 위해, 종래에는 도 5에서와 같이 라인을 휴지(stop)시킨 후, 냉각라인 조립체(80)를 케이스(41)로부터 분리시킬 수 밖에 없었다. 즉, 라인을 휴지시킨 후 열교환기의 차단밸브(38)(40)를 닫고, 냉각라인 조립체(80)의 체결볼트를 해체한 후, 열교환기 케이스(41)로부터 냉각라인 조립체(80)를 빼내야 했다. 이 상태에서, 냉각라인 조립체(80)의 냉각라인 파이프(37) 및 케이스(41) 내부 등을 물로 청소하여 백분을 제거하고 건조시킨 후, 열교환 라인 조립체(80)를 재조립하여 다시 가동하게 되어 있었다.

그러나, 이 경우 해체 →건조 →조립에 이르는 시간이 많이 소요되기 때문에 라인의 휴지시간도 이에 따라 과다해져 생산성이 떨어지게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 발명의 목적은 백분이 열교환기로 유입되는 것을 사전에 필터링함으로써 청결한 상태를 장기간 유지시킬 수 있고, 라인을 휴지하지 않은 상태(온-라인 상태)에서도 필터링 작업이 가능하며, 접근 및 탈착이 용이한 장치를 제공하는데 있다.

도 1은, 본 발명에 따른 백분(white powder) 필터장치가 포함된 수직로 열교환기의 전체구성을 나타내는 사시도이고,

도 2는, 본 발명에 따른 백분 필터장치의 분해 사시도이고,

도 3은, 본 발명에 따른 백분 필터 장치 중 필터 및 필터 받침 플레이트의 구성을 도시하는 상세 사시도이고,

도 4는, 통상의 냉연공장의 광휘 소둔라인을 개략적으로 도시하는 측면도이고,

도 5는, 종래의 수직로 열교환기를 도시하는 사시도이다.

<도면부호의 설명>

1... 출구 차압기 2... 피지(PLG)

3... 모터 4... 감김축

5... 배출 밸브 6... 벤트 라인

7... 풀림축 8... 텐션조정 손잡이

9... 입구 차압기 10... 스타텍스 필터

11... 분위기 가스 흡입구 12... 분위기 가스 배출구

13... 플림 스풀(spool) 14... 질소 공급 밸브

15... 질소 공급 라인 16... 컨트롤 패널(control panel)

17... O₂분석기 18... 감김 스풀

19... 커버 손잡이 20... 커버

23... 텐션 조정 패드 25... 필터 받침 플레이트

26... 팬 베이스 27... 모터

28... 팬 29... 감속기

30... 스트립 31... 스트립 케이스

33, 34... 밸브 35... 냉각수 탱크

36... 배출 라인 37... 열교환기 라인

38, 40... 밸브 41... 열교환기 케이스

42... 열교환기 44... 머플(muffle)

45... 가열대 77... 박스(box)

80... 냉각라인 조립체 90... 텐션조정장치

100... 백분 필터 장치

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 수직로용 열교환기의 백분 필터장치는, 상기 분위기 가스가 흡입되는 통로를 가로지르며 이동할 수 있는 스타펙스 필터와; 상기 필터를 감기위해 상기 흡입구 또는 배출구의 직경방향 양단 외측에 각각 설치되는 감김측 스풀(spool) 및 풀림측 스풀과; 상기 스타펙스 필터를 지지하기 위해 상기 필터의 후면에 대면하여 설치되고, 다수의 구멍이 형성되어 있는 플레이트와; 상기 필터, 감김측 스풀, 플림측 스풀, 플레이트를 모두 감싸는 동시에 지지하기 위한 박스(box)와; 상기 박스내의 산소를 배제하기 위한 가스를 공급하기 위한 질소 공급라인 및 배출시키기 위한 벤트 라인으로 구성되는 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 흡입구 쪽 및 상기 배출구 쪽에는 분위기 가스를 차단하기 위한 차단용 밸브가 각각 설치되어 있다.

여기서, 상기 흡입구 쪽에는 입구 차압기가, 상기 배출구 쪽에는 출구 차압기가 각각 설치되어 있어 압력이 측정되고, 이 때 압력 편차의 신호는 컨트롤 패널에 전달되게 되어 있다. 또한, 상기 컨트롤 패널의 조절신호에 따라 모터가 상기 감김 스풀을 피지를 통해 일정량 회전시키게 되어 있다. 이 때, 텐션조정장치에 의해 상기 필터의 감김이 원활하게 조정되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 질소 공급라인과 벤트 라인에는 각각의 유동량을 조절하기 위한 조절 밸브들이 각각 설치되어 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명한다.

도 1에는 본 발명에 의한 백분 필터장치가 설치된 열교환기의 전체구성이 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명에 의한 백분 필터장치의 상세한 구성이 도시되어 있으며, 도 3에는 본 발명에 따른 백분 필터장치의 필터 및 지지 플레이트의 구성이 도시되어 있다.

도 1에서와 같이, 본 발명에 따른 백분 필터장치(100)는 열교환기(42) 내부로 분위기 가스가 지나가는 흡입구(11)와 배출구(12) 사이에 설치된다. 이 장치(100)는 하나의 박스(box)(77) 내에 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 이 박스(77)는 직육면체 모양을 가지는 것이 바람직하다. 그리고, 박스(100)의 넓은 면은 상기 흡입구(11)와 배출구(12)에 대하여 가로지르는 방향으로 설치되고, 거의 수직으로 배치되는 것이 바람직하다.

도 2에서와 같이, 상기 박스(77)는 커버(20)가 탈착이 가능하게 설치되어 있어, 스타펙스 필터(10) 등 내부 부품들의 교체나 유지/보수가 용이하게 되어 있다. 상기 박스(77)의 내부에는 스타펙스 필터(10)가 상기 박스(77)의 넓은 면과 거의 평행하게 설치되어 있다. 특히, 상기 흡입구(11)와 배출구(12)의 방향과 거의 수직으로 설치되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 흡입구(11) 또는 배출구(12)의 직경방향 양단 외측에는 각각 상기 필터(10)를 감아주기 위한 감김측 스풀(spool)(18) 및 풀림측 스풀(13)이 설치되어 있다. 이 감김측 스풀(18) 및 풀림측 스풀(13)은 각각 감김축(4) 및 풀림축(7)에 그 회전중심이 고정지지되어 있다. 따라서, 감김축(4)을 돌리면 상기 스타펙스 필터(10)가 감김측 스풀(18)에 감겨지는 동시에 풀림측 스풀(13)에서는 풀리게 되는 것이다. 여기서, 상기 풀림축(7)에는 텐션을 조정할 수 있는 텐션 조정장치(90)가 설치되어 있어, 이 장치(90)를 조정함에 따라 용이하게 작동시킬 수 있게 되어 있다. 상기 감김측 스풀(18)은 수동으로도 회전될 수 있지만, 통상은 모터(3)의 회전력을 이용하여 회전시킨다.

한편, 도 2 또는 도 3에서와 같이, 분위기 가스가 지나갈 때 상기 스타펙스 필터(10)가 배출구(12) 쪽으로 끌려들어가지 않도록 지지하기 위해, 지지 플레이트(25)가 상기 스타펙스 필터(10)의 후면에 대면하여 설치되어 있다. 분위기 가스의 흡입이 용이하도록, 이 플레이트 (25)에는 다수의 구멍이 형성될 필요가 있다.

한편, 도 2에서와 같이, 상기 박스(77) 내의 산소(O₂)를 제거하는 질소 퍼지(purge) 작업을 위해 질소 공급라인(15)과 벤트 라인(6)이 형성되어 있다. 또한, 이 라인들(15)(6)에서 질소 가스의 유동량을 조절하기 위한 밸브(14)(5)도 각각 설치되어 있다. 이와 같은 퍼지 작업시, 박스(77) 내의 잔류 산소량을 측정하기 위한 O₂분석기가 부가적으로 설치 구성된다.

또한, 도 2 및 도 3에서와 같이 흡입구(11)와 배출기(12)에는 입구 차압기(9)와 출구 차압기(1)가 각각 설치되어 있어, 상기 필터(10)의 상태에 따라 양측의 압력 편차가 측정되게 되어 있다.

이하, 본 발명에 의한 백분 필터장치의 작용 기능을 설명한다.

도 1에서와 같이, 열교환기(42)의 모터(27)가 구동되어 팬(도 5 참조)이 회전하면, "A"부분을 통하여 분위기 가스가 흡입된다. 이 가스는 열교환기 냉각라인 조립체(도 5 참조)를 거쳐 "B"부분으로 배출된다.

이 때, 스타펙스 필터(10)(도 2 참조)에 의해 스트립(30)을 거쳐온 분위기 가스 중의 백분(더스트)이 걸러져 서서히 막히게 되면, 흡입구(11)와 배출구(12) 사이의 압력 편차가 커지게 된다. 이 편차를, 입구 차압기(9)와 출구 차압기(1)에 의해 검출하고, 이 검출 신호를 컨트롤 패널(16)에 전달한다. 이에 따라, 일정한 한계치를 초과했을 경우, 상기 컨트롤 패널(16)에 의해 모터(3) 및 감속기(29)가 작동된다. 이 때, 피지(2)에 의해 이동량이 측정되고, 일정량 만큼만 감김측 스풀(18)에 감기게 된다.

도 2에서와 같이, 일정량 만큼 감김측 스풀(18)이 회전되면 스타펙스 필터(10)가 역시 일정한 거리만큼 회전되어 깨끗한 필터면이 흡입구(11)에 면하게 되는 것이다.

이러한 방식으로 여러 회 사용하면 결국 필터(10)는 모두 감김측 스풀(18)에 감기게 되어, 교환할 필요가 있게 된다. 이 때는 박스(77) 측면에 착탈 가능하게부착되어 있는 커버(20)를 분리하여 개방하여 사용된 필터(10)를 새로운 필터(10)로 용이하게 교체할 수 있다. 이 경우, 스트립의 광휘 소둔을 위하여는 박스(77) 내의 산소를 완전히 제거할 필요가 있다. 이와 같은 퍼지 작업은 통상 질소 가스를 공급함으로써 이루어진다. 즉, 질소 공급라인(15)에 설치된 질소 공급 밸브(14)와 밴트 라인(6)에 설치된 배출 밸브(5)를 개방함으로써 산소를 제거하고, 충분히 제거되었다고 생각될 때는 밸브(5)(14)를 차단한 후, O₂분석기(17)로 잔류량을 측정한다. 산소량이 0.05% 이하가 될 때는, 도 1의 분위기 가스 밸브(33)(34)를 열어, 정상적인 분위기 가스 공급과 필터링이 이루어지게 되어 있다.

상기한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 백분이 열교환기로 유입되는 것을 사전에 차단함으로써 청결한 상태를 장기간 유지시킬 수 있다는 이점이 있다.

또, 라인을 휴지하지 않은 상태(온-라인 상태)에서도 필터링 작업이 가능하므로 생산성이 향상된다는 이점이 있다.

또, 필터로의 접근 및 탈착이 용이하므로 유지/보수가 쉽다는 장점도 아울러 가지고 있다.

Claims (1)

1. 스테인레스 광휘 소둔 라인의 수직로용 열교환기의 백분 필터장치에 있어서,

   상기 열교환기로 분위기 가스가 지나가는 흡입구(11)와 배출구(12) 사이에서 이들(11)(12)에 대해 가로지르는 한 방향으로 이동할 수 있는 스타펙스 필터(10)와;

   상기 필터(10)를 감기위해 상기 흡입구(11) 또는 배출구(12)의 직경방향 양단 외측에 각각 설치되는 감김측 스풀(spool)(18) 및 풀림측 스풀(13)과;

   상기 스타펙스 필터(10)를 지지하기 위해 필터(10)의 후면에 대면하여 설치되고, 다수의 구멍이 형성되어 있는 플레이트(25)와;

   상기 필터(10), 감김측 스풀(18), 플림측 스풀(13), 플레이트(25)를 모두 수용하면서 지지하기 위한 박스(box)(77)와;

   상기 박스(77) 내의 산소를 배제하기 위한 가스를 공급하기 위한 질소 공급라인(15) 및 배출시키기 위한 벤트 라인(6)과;

   입구차압기(9)와 출구 차압기(1)에서 상기 흡입구(11) 쪽과 상기 배출구(12) 쪽 사이의 압력을 각각 측정한 후, 그 편차신호를 신호로서 받아들여 상기 감김측 스풀(18)의 구동장치(3)를 작동시키는 컨트롤 패널(16);

   을 구비하는 것을 특징으로 하는 수직로 열교환기의 백분 필터장치.