KR100474816B1 - 연속용융아연도금라인의 가열로 외기 차단용 노즐장치 및그것을 이용한 외기 차단방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속용융아연도금라인의 가열로 외기 차단용 노즐장치 및 그것을 이용한 외기 차단방법에 관한 것으로, 도금대상 강판이 복사예열대, 직화가열대, 간접가열대, 가스젯냉각대, 스나우트 및 용융아연포트를 순차 통과하도록 구성된 연속용융아연도금라인의 가열로 외기 차단용 노즐장치에 있어서, 상기 복사예열대의 선단 내측에 상기 강판을 사이에 두고 이를 향해 고압분사 가능하게 배치된 노즐과; 상기 복사예열대를 통하여 배출되는 배기가스가 일시 체류되게 배관되며 그 사이를 거쳐 외부공기가 상기 노즐로 공급되도록 설치된 열교환기와; 상기 열교환기에 연결설치되고 상기 외부공기를 강제 송풍시키도록 구비된 송풍기를 포함하여 구성된 노즐장치 및 그것을 이용한 외기 차단방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 가열로 내부와 외부의 유체의 유동을 방지시키고, 가열대 내부의 미연소가스를 자연착화에 의해 연소시켜 제거하며, 복사예열대에서 분위기가스의 온도상승 효과가 기대되고, 분위기가스의 온도상승에 따라 강판을 가열하는데 열효율 향상을 도모할 수 있게 된다.

Description

연속용융아연도금라인의 가열로 외기 차단용 노즐장치 및 그것을 이용한 외기 차단방법{AIR INSULATING NOZZLE EQUIPMENT FOR THE ANNEALING FURNACE OF CONTINUOUS GALVANIZING LINE AND USING THEREBY AIR INSUALTING METHOD}

본 발명은 아연도금강판을 가열하는 가열로의 입측 내부에 설치되어 강판에 고온의 공기를 분사하여 가열로 외부 공기가 가열로 내부로 침투하는 것을 방지하고, 가열로 내부의 분위기가스가 가열로 외부로 빠져나가는 것을 막아줌과 동시에 가열로 내의 미연소가스를 제거해 주어 가열로의 폭발을 방지할 수 있도록 개선된 연속용융아연도금라인의 가열로 외기 차단용 노즐장치 및 그것을 이용한 외기 차단방법에 관한 것이다.

이러한 가열로는 도 1과 같이, 복사예열대(1), 직화가열대(2), 간접가열대(3), 가스젯냉각대(4), 스나우트(SNOUT)(5)로 구성된다.

복사예열대(1)는 직화가열대(2)에서 강판(7)을 가열한 버너의 배기가스가 가열로 내의 압력차이로 인하여 이동하면서 그 복사열에 의해 강판(7)을 약 300℃까지 예열하는 부분이며, 직화가열대(2)는 버너를 이용하여 강판(7)을 약 620℃까지 직접가열하는 부분이고, 간접가열대(3)는 내부에 복사관(radiant tube)을 구비하고 버너를 통해 이를 가열함으로써 유발되는 복사관의 복사열을 이용하여 강판(7)을 소둔온도까지 간접가열하는 부분이며, 가스젯냉각대(4)는 수소와 질소를 혼합한 HN 냉각가스를 노즐을 통해 강판 표면에 분사하여 가열된 강판(7)을 약 480℃까지 냉각시키는 부분이고, 스나우트(5)는 강판(7)을 용융아연포트(6)로 보내기 위한 부분이며, 용융아연포트(6)는 강판(7)의 표면에 용융아연을 부착시켜서 아연 도금을 수행하는 부분이다.

특히, 직화가열대(2)에서는 제품의 표면 품질을 확보하기 위해 강판에 산화반응이 발생하지 않도록 버너의 연소비를 0.95 정도로 불완전연소시키고 있으며, 이로 인해 직화가열대(2)로부터 가열로 입구까지는 미연소가스가 포함되어 있는 환원성 분위기가 유지되게 된다.

그런데, 이 상태에서 만일 산소가 포함되어 있는 외부공기가 가열대 내부로 침투하게 되면 어느 순간 폭발조건이 형성되면서 미연소가스와 공기중의 산소가 반응하여 가열로가 폭발하게 되는 커다란 설비사고를 유발하게 된다.

따라서, 가열로에서는 일반적으로 외부의 공기가 침투하는 것을 방지하도록 주의하여 조업하고 있으며, 외부 공기가 침투하는 것을 방지하는 장치가 마련된다.

외부의 공기가 침투하는 것을 방지하도록 가열로를 조업하기 위해서 통상 스나우트 부분의 압력이 제일 높게 유지하고 강판의 진행과 반대방향으로 압력이 저하되도록 하여 대략 가열로 입구에서는 약 5~6mmAq 정도의 압력이 유지되도록 함으로써 가열로 내의 압력을 대기압보다 높게 하면 외부의 공기가 가열로 내부로 침투하는 것을 방지할 수 있게 된다.

한편, 외부의 공기가 침투하는 것을 방지하는 장치로는 도 2와 같이, 가열로 입구 바깥쪽에 노즐(8)을 설치하여 가열로에 들어가는 강판(7)의 표면에 질소가스를 분사토록 함으로써 외부의 공기가 강판(7)의 진행방향을 따라 가열로 내부로 침투하는 것을 방지함과 동시에 가열로 내부의 분위기가스가 외부로 빠져 나오는 것을 방지하도록 하고 있다.

그러나, 가열로 내에는 아직 미연소가스가 존재하고 있기 때문에 폭발의 위험성이 여전히 남아 있으므로 조업상 작업자의 안전을 상시 위협하는 수단이 되었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, 아연도금강판을 제조하는 연속용융아연도금라인에서 강판을 가열하는 가열로의 외부가 아닌 입측 내부에 설치되어 외부 공기가 가열로 내부로 침투하는 것을 방지하고, 가열로 내부의 분위기가스가 가열로 외부로 빠져나가는 것을 막아주는 동시에 질소 가스가 아닌 고온의 공기를 이용하여 가열로 내의 미연소가스를 제거해 주기 때문에 가열로 폭발의 위험성을 제거하고 복사예열대에서의 분위기가스의 온도상승 효과도 기대할 수 있어 강판 가열에 따른 열효율 향상도 도모할 수 있는 연속용융아연도금라인의 가열로 외기 차단용 노즐장치 및 그것을 이용한 외기 차단방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 도금대상 강판이 복사예열대, 직화가열대, 간접가열대, 가스젯냉각대, 스나우트 및 용융아연포트를 순차 통과하도록 구성된 연속용융아연도금라인의 가열로 외기 차단용 노즐장치에 있어서, 상기 복사예열대의 선단 내측에 상기 강판을 사이에 두고 이를 향해 고압분사 가능하게 배치된 노즐과; 상기 복사예열대를 통하여 배출되는 배기가스가 일시 체류되게 배관되며 그 사이를 거쳐 외부공기가 상기 노즐로 공급되도록 설치된 열교환기와; 상기 열교환기에 연결설치되고 상기 외부공기를 강제 송풍시키도록 구비된 송풍기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연속용융아연도금라인의 가열로 외기 차단용 노즐장치를 제공함에 의해 달성된다.

또한, 본 발명은 가열로에서 배기되는 고온의 가스를 유도하여 열교환기를 통해 일시 정체시킨 후 배기되도록 하는 과정과; 외기를 상기 열교환기로 도입하여 상기 배기가스와 열교환시키면서 도입된 외기의 온도를 상승시키는 과정과; 온도상승된 외기를 송풍기로 강제 송풍시키는 과정과; 강제 송풍된 고온의 외기를 가열로의 복사예열대 선단 내측에 배설된 노즐로 유도하여 진행되는 강판의 상하측에서 그 표면을 향해 에어커튼형태로 고압분사하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 연속용융아연도금라인의 가열로 외기 차단용 노즐장치를 이용한 외기 차단방법을 제공함에 의해 달성된다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 용융도금라인에서 사용되는 가열로의 직화가열대(2)에서는 제품의 표면 품질 향상을 위해 강판(7)에 산화반응이 발생하지 않도록 버너의 연소비를 0.95 정도로 유지하여 불완전연소시킨다.

따라서, 상술하였듯이 직화가열대(2)로부터 가열로 입구까지는 미연소가스가 포함되어 있는 환원성 분위기가 유지되게 된다.

그러나, 만일 산소가 포함되어 있는 외부공기가 가열대 내부로 침투하면 가열로 내에 공기가 존재하다가 폭발조건이 형성되면 미연소가스와 공기 중의 산소가 반응하여 가열로가 폭발하게 되므로 가열로에서는 일반적으로 외부의 공기가 침투하는 것을 방지해야 한다.

또한, 가열로 내부의 분위기가스가 외부로 빠져나가면 작업 환경이나 유틸리티 소모량이 증가하기 때문에 가열로에서는 내부의 분위기가스가 외부로 방출되는 것을 방지해야 한다.

본 발명에서는 이러한 조건에 부합될 수 있도록 도시와 같은 노즐(9)을 가열대 입측 내부에 설치하여서 이루어진다.

이러한 노즐(9)은 고온의 공기를 강판(7)에 분사하여 순간적으로 강판(7)을 사이에 두고 가열로의 내부와 외부를 차단시키는 차단막(에어커튼)을 형성함으로써 유체의 유동을 방지시킨다.

노즐(9)에서 분사되는 고온의 공기는 가열로의 배기가스를 이용하여 상온의 공기를 가열할 수 있도록 구성함이 바람직하다.

상온의 공기를 가열하기 위하여 가열로의 배기가스를 인출하여 상온의 공기와 열교환기(10)를 통해 접촉되도록 함으로써 열교환가능한 상태가 유지되도록 구성할 수 있다.

열교환기(10)에 의해 열교환된 고온의 공기는 송풍기(11)를 통해 강판(7)에 고압으로 분사되게 되며, 이때 사용되는 노즐(9)은 도 5와 같이, 파이프 형태의 부재에 다수의 구멍이 일렬로 천공된 형태를 취함이 바람직하다.

공급된 고온의 산소를 함유한 외기는 가열로 내부에 잔존하는 미연소가스와 반응하면서 지엽적인 작은 폭발을 일으켜 가열로 내부의 미연소가스를 완전히 제거시켜 주게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 가열로 내부와 외부의 유체의 유동을 방지시킨다.

둘째, 가열대 내부의 미연소가스를 자연착화에 의해 연소시켜 제거하게 된다.

세째, 복사예열대에서 분위기가스의 온도상승 효과가 기대된다.

네째, 분위기가스의 온도상승에 따라 강판을 가열하는데 열효율 향상을 도모할 수 있다.

도 1은 일반적인 연속용융아연도금라인 가열로의 구성도,

도 2는 종래 가열로 노즐장치의 개략도,

도 3은 본 발명 노즐장치의 개략적인 구성도,

도 4는 본 발명 노즐장치의 요부를 보인 개략적인 내부구조도,

도 5는 본 발명 노즐장치에 사용되는 노즐을 보인 예시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1....복사예열대 2....직화가열대

3....간접가열대 4....가스젯냉각대

5....스나우트 6....용융아연포트

7....강판 8,9....노즐

10....열교환기 11....송풍기

Claims (2)

1. 도금대상 강판(7)이 복사예열대(1), 직화가열대(2), 간접가열대(3), 가스젯냉각대(4), 스나우트(5) 및 용융아연포트(6)를 순차 통과하도록 구성된 연속용융아연도금라인의 가열로 외기 차단용 노즐장치에 있어서,

   상기 복사예열대(1)의 선단 내측에 상기 강판(7)을 사이에 두고 이를 향해 고압분사 가능하게 배치된 노즐(9)과;

   상기 복사예열대(1)를 통하여 배출되는 배기가스가 일시 체류되게 배관되며 그 사이를 거쳐 외부공기가 상기 노즐(9)로 공급되도록 설치된 열교환기(10)와;

   상기 열교환기(10)에 연결설치되고 상기 외부공기를 강제 송풍시키도록 구비된 송풍기(11)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연속용융아연도금라인의 가열로 외기 차단용 노즐장치.
2. 가열로에서 배기되는 고온의 가스를 유도하여 열교환기(10)를 통해 일시 정체시킨 후 배기되도록 하는 과정과;

   외기를 상기 열교환기(10)로 도입하여 상기 배기가스와 열교환시키면서 도입된 외기의 온도를 상승시키는 과정과;

   온도상승된 외기를 송풍기(11)로 강제 송풍시키는 과정과;

   강제 송풍된 고온의 외기를 가열로의 복사예열대(1) 선단 내측에 배설된 노즐(9)로 유도하여 진행되는 강판(7)의 상하측에서 그 표면을 향해 에어커튼형태로 고압분사하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 연속용융아연도금라인의 가열로 외기 차단용 노즐장치를 이용한 외기 차단방법.