KR100939249B1 - 가변형 사절벽에 의한 가열로내 가열소재 가열조건 제어및 외부공기 침입 방지방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상하부를 동시에 가열하는 푸셔형 혹은 워킹빔형 가열로에서 슬라브 혹은 빌레트를 가열하는 경우에 장입소재를 균일하게 가열함은 물론 추출목표온도를 소재단위별로 별도 관리가능하고, 외부 침입공기의 발생을 최소화시킬 수 있도록 한 가변형 사절벽에 의한 가열로내 가열소재 가열조건 제어 및 외부공기 침입 방지방법에 관한 것이다.

본 발명은 압연대상 소재인 슬라브 혹은 빌레트가 압연에 적당한 온도로 예열되는 가열로의 예열대 상부 및 하부에 회전구동가능한 사절벽을 설치하고, 가열로내 연소가스의 발생량에 따라 상기 사절벽을 유동시켜 예열대의 입구측 상하부의 내용적을 가변시키는 것에 의해 연소가스의 유동속도를 증대시키거나 감소시키도록 한 것을 특징으로 하는 가변형 사절벽에 의한 가열로내 가열소재 가열조건 제어 및 외부공기 침입 방지방법을 제공한다.

본 발명은 사절벽의 회전구동 제어에 의해 가열로내 연소가스량의 변화를 적절히 제어할 수 있어 외부공기의 침입을 효과있게 막을 수 있고, 소재의 균일한 가열이 가능하며, 설비를 효율적으로 운용할 수 있다.

Description

가변형 사절벽에 의한 가열로내 가열소재 가열조건 제어 및 외부공기 침입 방지방법{THE METHOD FOR EFFECTIVE OPERATION USING MOVABLE INNER DAM IN REHEATING FURNACE}

도 1은 일반적인 가열로의 형태를 보인 개략적인 구성도,

도 2는 본 발명을 설명하기 위해 외부공기 침입가능 구역을 예측한 모식도 및 표,

도 3은 본 발명에 따른 가열로내 예열대의 모식도,

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1....가열로 2....버너

3....소재 4....예열대

5....가변형 사절벽

본 발명은 상하부를 동시에 가열하는 푸셔형 혹은 워킹빔형 가열로에서 슬라브 혹은 빌레트를 가열하는 경우에 장입소재를 균일하게 가열함은 물론 추출목표온도를 소재단위별로 별도 관리가능하고, 외부 침입공기의 발생을 최소화시킬 수 있 도록 한 가변형 사절벽에 의한 가열로내 가열소재 가열조건 제어 및 외부공기 침입 방지방법에 관한 것이다.

압연 대상소재인 슬라브 혹은 빌레트를 가열하는 가열로는 통상 수요가의 요구조건에 의해 엔지니어링이 이루어지는데 수요가의 요구조건은 특수한 조건에 한정된 경우보다는 가장 일반적으로 생각되는 조건을 제시하게 된다.

그러나, 설비가 한번 고정된 형태로 주어지는 것에 비하여 가열로를 사용하는 수요가 즉, 철강회사는 변화하는 철강 수요가의 요구조건, 즉 전체생산 라인의 변화, 생산 프로세스의 변화, 생산강종의 변화 및 가열로 운전조건의 변화를 지속적으로 행하게 되고 이로 인하여 초기에 설치된 가열로의 운전조건과는 상이한 운전을 하는 경우가 발생되게 된다.

예컨대, 장입조건이 초기에는 동일한 장입온도를 가정하고 있으나, 생산에 투입되는 연료량 즉, 열에너지를 감소시키기 위해 장입온도를 점차 상향시키는 방향으로 변화하며, 추출온도의 경우도 초기에는 동일한 추출온도를 가정하고 있으나 대상소재의 강종별로 추출온도를 달리하고, 또한 초기에는 고려치 않았던 외부공기의 침입현상을 최소화하기 위한 방안과 같은 것들이 점차 요구되고 있는 상황이다.

도 1에 도시된 가열로의 형태는 항상 동일한 것이 아니고, 수요가의 요구사양에 의해 변화하기는 하나 상당히 범용적인 것이다.

도시와 같이, 가열로(1)에 설치되는 버너(2)의 경우 수요가의 생산량변화, 가열온도의 변화 등을 수용하기 위해 기본적인 수요가의 요구사양에 요구되는 버너(2)의 용량보다 2.5~3배 정도 더 여유있게 설계된다.

그런데, 설비의 초기 요구조건은 생산에 투입되는 열원단위가 예컨대 35만 Kcal/ Ton 의 열효율을 갖는 가열로(1)로 설계되고, 이에 근거한 버너(2)를 설치하였으나 실제 운용되는 조건은 생산량의 변화, 장입과 추출온도의 변화로 인하여 23만 ~ 28만 Kcal/ Ton의 열효율을 갖는 것으로 나타나게 될 경우 결국 버너(2) 용량대비 사용량이 40~ 50 % 정도만을 사용하는 것으로 나타나게 되는데 특히, 각 가열존 별로 볼 때 30 % 이하의 가동율을 나타나게 되는 상황도 발생하게 된다.

이처럼 설비의 구성조건과는 상이한 운용을 하게 되면 초기에 엔지니어링 당시에 고려되었던 가열로(1)내의 열적조건이 변화하게 되어 가열로(1)를 운용하는 측면에서 큰 장애요인으로 작용하게 되고, 이러한 장애 요인중 가장 큰 사항들은 노내 연소가스 발생량과 유동의 저하로 가열소재의 균일가열이 곤란하게 되며, 상온상태의 온도를 갖는 소재와 고온상태의 온도를 갖는 소재를 동시에 가열하는 경우에는 목표로 한 추출온도를 확보하기 어렵게 된다.

뿐만 아니라, 가열로(1)내의 운전조건은 가능한 한 소재의 표면에서 발생되는 고온 스케일의 발생을 억제 혹은 제어하기 위해 가열로(1)내의 산소농도제어가 요구되는데 가열로(1)내의 연소가스의 유동량의 저하로 노내 노압조절이 어려워져서 소재를 장입, 추출하는 경우에 발생하는 차거운 외부공기의 침입을 억제하는데 큰 어려움을 발생시키게 된다.

최근에는 가열로내의 연소가스의 유동을 촉진하고, 균일가열을 실시하며, 외부공기의 침입을 억제하기 위한 방안으로 사절벽을 가열로 내부에 설치하고 있다.

그러나, 이렇게 설치된 가열로내 사절벽은 어느 정도 효과를 발휘할 수는 있 으나 해당되는 운전조건보다 더 많은 연료량을 사용하거나 더 적은 연료량을 사용하는 경우에는 역시 큰 효과를 발휘할 수 없거나 오히려 노내 연소가스의 흐름에 악영향을 줄 가능성이 있어 운전조건변화에 따른 대응에 한계가 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, 노내 운전조건변화에 따른 가열로내 연소가스의 흐름을 제어하고, 노내 장입된 소재에 온도상승에 큰 영향을 미치는 전열항목인 노벽에 의한 전열량을 제어하여 가열로를 효율적인 관리가 가능토록 한 가변형 사절벽에 의한 가열로내 가열소재 가열조건 제어 및 외부공기 침입 방지방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 상기한 목적은, 압연대상 소재인 슬라브 혹은 빌레트가 압연에 적당한 온도로 예열되는 가열로의 예열대 상부 및 하부에 회전구동가능한 사절벽을 설치하고, 가열로내 연소가스의 발생량에 따라 상기 사절벽을 유동시켜 예열대의 입구측 상하부의 내용적을 가변시키는 것에 의해 연소가스의 유동속도를 증대시키거나 감소시키도록 한 것을 특징으로 하는 가변형 사절벽에 의한 가열로내 가열소재 가열조건 제어 및 외부공기 침입 방지방법을 제공함에 의해 달성된다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 2에서와 같이, 본 발명은 장입소재의 온도가 상온이냐, 아니면 고온이냐 에 따라 버너(2)의 가동율이 달리 나타나며, 특히 다른 가열존에 비하여 예열대존에서의 변화가 가장 크게 나타나게 된다는 점에 착안하여 예열대에서의 연소가스 유동을 제어하고, 예열대에서의 장입온도차이에 따른 전열계수의 변화를 제어할 수 있도록 한 것이다.

또한, 외부공기의 침입경로는 장입도어의 하부가 주된 경로이고, 가열로내의 압력을 일정하게 유지한다고 하더라도 장입도어의 상부에서는 연소가스가 방출되고, 하부에서는 찬 외부공기가 침입하는 현상을 피할 수 없으므로 본 발명에서는 도 3에서와 같이 소재(3)를 가열하는 가열로(1)내 예열대(4)의 상부와 하부에 적절한 구동수단을 갖는 가변형 사절벽(5,6)을 설치하여 연소가스의 유동제어와 외부 침입공기의 방지 및 노벽에 의한 전열량을 적절히 제어할 수 있도록 한 것이다.

즉, 노내의 연소가스량이 충분히 유지되고 있는 상태에서는 예열대의 상부와 하부에 설치된 가변형 사절벽(5,6)이 회전없이 위치하고 있다가, 노내 연소가스의 발생량이 일정기준을 하회하는 경우에는 예열대(4)의 상부 및 하부에 설치된 사절벽(5,6)이 그 축을 중심으로 회전하여 노내의 내용적을 줄임에 의해 연소가스의 유동속도 증대와 이로 인한 외부공기의 침입을 방지할 수 있게 된다.

또한, 통상적으로 가열소재의 불균일한 가열이 나타나는 상태가 연소가스의 발생량이 적은 경우이므로 가변형 사절벽(5,6)의 이동으로 인하여 해당되는 가열소재들의 노벽에 대한 뷰팩터(View Factor) 증대와 거리감소로 인하여 연소가스에 의한 노벽에서의 전열량 흡수가 감소되어져 슬라브로 전열되는 노벽에서 전열량이 증대되는 결과를 가져오게 된다.

따라서, 본 발명을 적용하는 경우에는 운전조건변화에 따른 가열로내의 연소가스량변화를 적절히 제어할 수 있고, 이로 인하여 외부공기의 침입방지를 기할 수 있으며, 그와 동시에 가열소재의 불균일한 가열을 제어하여 균일한 가열을 기할 수 있는 혹은 이와는 반대로 가열소재별로 가열온도를 차별화하여 가열할 수 있는 방안을 제시할 수 있다.

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

첫째, 사절벽의 회전구동 제어에 의해 가열로내 연소가스량의 변화를 적절히 제어할 수 있어 외부공기의 침입을 효과있게 막을 수 있다.

둘째, 소재의 균일한 가열이 가능하다.

세째, 설비를 효율적으로 운용할 수 있다.

Claims (2)

1. 압연대상 소재인 슬라브 혹은 빌레트가 압연에 적당한 온도로 예열되는 가열로의 예열대 상부 및 하부에 회전구동가능한 사절벽을 설치하고, 가열로내 연소가스의 발생량에 따라 상기 사절벽을 유동시켜 예열대의 입구측 상하부의 내용적을 가변시키는 것에 의해 연소가스의 유동속도를 증대시키거나 감소시키도록 하되,

   버너의 연료사용량이 용량대비 낮게 가동될 경우, 상기 예열대의 상부 및 하부에 설치된 사절벽이 상기 예열대의 내부 공간으로 돌출되도록 회전되어 노내 내용적을 줄이는 것을 특징으로 하는 가변형 사절벽에 의한 가열로내 가열소재 가열조건 제어 및 외부공기 침입 방지방법.
2. 삭제

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