상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로써, 본 발명은,
장입구를 개폐하는 도어와 배가스가 배기되는 연도를 갖추고, 상기 장입구내로 진입된 슬라브를 수평이동시키는 고정, 이동빔과 간섭되지 않도록 상기 장입구근방에 수직하게 설치되는 사절벽을 폭방향으로 갖추어 슬라브를 열처리하는 가열로에 있어서,
상기 장입구를 통하여 내부침입되는 외기를 연도측으로 배출하도록 고온 배가스를 상향분사하는 분사하는 경사노즐립을 갖추고, 내부유입되는 배가스와 열교환이 이루어지는 축열부재를 내부공간에 갖추어 상기 사절벽의 내부에 배치되는 제1축열체 ;
상기 연도와 배관부재를 매개로 연통되고, 내부유입되는 배가스와 열교환이 이루어지는 축열부재가 내부공간에 채워진 제 2축열체; 및
상기 제 1축열체와 제 1연결관을 매개로 연결되고, 상기 제 2축열체와 제 2연결관을 매개로 연결되어 상기 도어닫힘시 상기 제 1축열체로부터 제 2축열체로 고온 배가스의 정방향 흐름을 형성하고, 상기 도어개방시 상기 제 2축열체로부터 제 1축열체로의 고온 배가스의 역방향흐름을 형성하도록 배가스를 선택적으로 공급하는 송풍기;를 포함함을 특징으로 하는 가열로의 외부침입공기 차단장치를 마련함에 의한다.
이하, 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 가열로의 외부침입공기 차단장치를 측방에서 바라본 종단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 가열로의 외부침입공기 차단장치를 전방에서 바라본 종단면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 가열로의 외부침입공기 차단장치에 채용되는 축열체를 도시한 구성도이다.
본 발명의 장치(1)는 도 4 내지 6에 도시한 바와같이, 도어(120)의 열림시 개방되는 장입구(110)를 통하여 가열로(100)내로 침입되는 차가운 외부공기를 연도(140)측으로 유도배출하도록 고온의 배가스를 경사지게 배출하는 것으로서, 이러한 장치(1)는 제 1,2 축열체(10)(20) 및 송풍기(30)로 구성된다.
즉, 상기 가열로(100)의 내부공간에 배치되는 사절벽(150)내에 갖추어지는 제 1축열체(10)는 상기 장입구(110)를 통하여 내부침입되는 외기를 연도(140)측으로 배출하도록 고온 배가스를 상향분사하는 분사하는 경사노즐립(10b)을 본체케이스(10a)의 상단 모서리부에 경사지게 장착한다.
그리고, 상기 본체케이스(10a)의 내부공간에는 도어(120)닫힘시 가열로(110)내부로부터 내측으로 유입되는 고온의 배가스와 열교환이 이루어지면서 열에너지를 흡수하여 축열하고, 상기 도어(120)열림시 연도(140)로부터 내측으로 유입되는 차가운 배가스와 열교환이 이루어지면서 축열된 열에너지로서 배가스를 가온시키도록 축열부재(15)(16)를 갖추어 구성한다.
이러한 제 1축열부재(10)는 전후면, 좌우양측면 및 바닥면에 다수개의 철판부재(11a)(11b)(11c)를 조립하여 직육면체의 내부공간을 형성하고, 수평철망(13)에 의해서 상하로 분할된 하부공간에 복수개의 축열용 세라믹볼(14)를 채워고, 상기 상하로 분할된 나머지 상부공간을 복수개 수직철판(11d)으로서 수직분할하여 이에 복수개의 축열용 허니컴(15)을 적재한 본체케이스(10a)와, 상기 본체케이스(10a)내외부로 배가스를 흡기, 배기하도록 상기 본체케이스(10a)의 상부단 일측모서리에 경사지게 장착되는 경사노즐립(10b)으로 구성되어 연와내화물로서 축조되는 사절벽(150)의 내부공간에 배치되어 연와내화물로서 에워싸여지게 된다.
그리고, 상기 제 2축열체(20)는 상기 가열로(100)내에 슬라브를 가열한후 배가스가 외부로 배기되는 연도(140)와 배관부재(29)를 매개로 연통되는 본체케이스(20a)를 갖추고, 상기 본체케이스(20)의 내부공간에는 상기 도어(120)의 닫힘시 상기 제 1축열체(10)에서 열에너지를 방출하면서 냉각된 배가스를 승온시킨후 상기 연도(140)내로 고온의 배가스를 배출하도록 상기 제 1축열체(10)로부터 방출되는 배가스와 열교환되고, 상기 도어(120)의 열림시 상기 연도(140)내부로부터 고온의 배가스와 열교환되면서 열에너지를 흡수하는 세라믹볼(21)과 같은 축열부재 가 충분히 채워져 있다.
이때, 상기 제 2축열체(20)의 외형을 구성하는 본체케이스(10a)의 하부에는 축열용 세라믹볼(21)을 하부로 낙하시키지 않으면서 배가스의 통기성이 용이한 철망부재를 설치한다.
한편, 상기 도어(120)의 닫힘 및 열림시마다 상기 제 1,2축열체(10)(20)측으로 배가스흐름을 전환시키면서 배가스를 강제송풍하는 송풍기(30)는 상기 가열로(100)의 사절벽(150)에 설치되는 제 1축열체(10)의 본체케이스(10a)와 제 1연결관(31)을 매개로 연결되어 상기 도어(120)의 열림시 상기 연도(140)의 배가스를 제 2축열체(20)를 거쳐 상기 제 1축열체(10)내로 강제공급하는 역방향 배가스공급흐름을 형성함으로서, 상기 제 1축열체(10)에서 승온된 배가스를 연도(140)측으로 경사지게 분사하여 개방된 장입구(110)를 통하여 침입되는 찬공기를 차단하도록 한다.
또한, 상기 송풍기(30)는 상기 제 2축열체(20)와 제 2연결관(32)을 매개로 연결되어 상기 도어(120)닫힘시 상기 가열로(100)내의 배가스를 제 1축열체(10)로부터 제 2축열체(20)내로 강제공급하는 정방향 배가스공급흐름을 형성함으로서, 제 1축열체(10)를 통과하며서 온도저하된 배가스를 가온시켜 연도측으로 배출한다.
이러한 경우, 상기 연도(140)후단에 설치된 복열기(미도시)에 의해서 가열로의 버너로 공급되는 연소용 공기를 온도저하 없이 항상 고온으로 상승시켜 가열로 전체시스템의 에너지효율을 높일 수 있는 것이다.
또한, 상기 제 2축열체와 송풍기(30)사이를 연결하는 제 2연결관(32)에는 상 기 송풍기(30)의 과열시 외부의 찬공기를 흡입할 수 있도록 흡입관(33)을 갖추고, 상기 흡입관(33)에는 상기 송풍기(30)의 임계온도에 맞추어 개폐작동되는 자동밸브(34)를 갖추어 구성된다.
여기서, 상기 송풍기(30)는 750 내지 900℃의 온도를 갖는 배가스가 원활하게 송풍되는 송풍수단이며, 그 임계온도값은 950℃이다.
상기한 구성을 갖는 본 발명의 작용에 대해서 설명한다.
먼저, 상기 가열로(100)의 전단에서 슬라브가 장입되는 장입구(110)를 하강된 도어(110)로서 닫은 상태에서는 가열로(100), 제 1축열체(10), 송풍기(30), 제 2축열체(20) 및 연도(140)로 이어지는 배가스의 흡기가 이루어진다.
즉, 상기 도어(120)가 닫힘상태에서 상기 송풍기(30)는 제 1축열체(10)로부터 체 2축열체(20)로 배가스가 진행되는 정방향흐름을 형성하도록 운전되면, 상기 가열로(100)내 고온 배가스는 상기 제 1축열체(10)의 경사노즐립(10b)을 통하여 본체케이스(10a)의 내부로 흡입한다.
그리고, 상기 제 1축열체(10)내부로 흡입된 배가스는 상기 본체케이스(10a)내에 수용된 축열부재인 허니컴(15)과 축열용 세락믹볼(14)을 통과하면서 이에 열에너지를 제공하기 때문에, 고온상태의 배가스는 저온상태로 자체온도가 하강된다. 이때, 상기 배가스는 상기 송풍기(30)의 운전이 정상적으로 이루어질 정도의 온도까지 낮아지도록 상기 배가스가 가지고 있는 열에너지를 제 1축열체(10)에 의해서 흡수된다.
연속하여, 상기 제 1축열체(10)에서 열에너지가 흡수되어 온도가 낮아진 배 가스는 제 2축열체(20)내로 진입되어 통과하면서 상기 제 2축열체(20)내에 수용된 축열부재인 세라믹볼(21)과 열교환되면서 고온으로 승온되고, 승온된 배가스는 상기 가열로(100)의 연도(140)측으로 배출된다.
여기서, 상기 제 2축열체(20)로부터 연도(140)내로 배기되는 배가스의 온도를 다시 상승시키는 이유는 상기 연도(120)후단에 위치한 복열기(Recuperator)(미도시)에서 가열로내부에 열원을 제공하는 버너로 공급되는 연소용 공기의 온도를 높이는데 상기 연도(140)내의 배가스를 이용하기 때문이다. 이에 따라 차가운 배가스가 상기 연도(140)를 통하여 배출되는 경우 상기 버너로 공급되는 연소용 공기의 온도가 낮아져 가열로시스템 전체의 에너지 효율을 저하시킬 수 있다.
한편, 상기 가열로(100)내로 슬라브를 장입하기 위해 상기 가열로(100)의 장입구(110)를 상승작동된 도어(120)로서 닫은 상태에서는 상기와 반대로 연도(140), 제 2축열체(20), 송풍기(30), 제 1축열체(10) 및 가열로(100)로 이루어지는 배가스의분사가 이루어진다.
즉, 상기 도어(120)의 열림시 상기 송풍기(30)는 제 2축열체(20)로부터 체 1축열체(10)로 배가스가 진행되는 역방향흐름을 형성하도록 운전되면, 상기 연도(140)내의 고온 배가스는 상기 제 2축열체(20)의 본체케이스(20a)의 내부로 흡입된다.
그리고, 상기 제 2축열체(20)내부로 흡입된 배가스는 상기 본체케이스(20a)내에 수용된 축열용 세락믹볼(21)을 통과하면서 이에 열에너지를 제공하면서 고온상태의 배가스는 저온상태로 자체온도가 하강된다.
연속하여, 상기 제 2축열체(20)에서 열에너지가 흡수되어 온도가 낮아진 배가스는 제 1축열체(10)내로 진입되어 통과하면서 상기 제 1축열체(10)내에 수용된 세라믹볼(14), 허니컴(15)과 열교환되면서 고온으로 승온되고, 승온된 배가스는 상기 제 1축열체(10)의 상단모서리에 경사지게 설치된 경사노즐립(10a)을 통하여 상향으로 분사된다.
이러한 경우, 상기 개방된 장입구(110)를 통하여 가열로 내부로 진입되려고 하던 외부의 찬공기는 상기 경사노즐립(10a)으로부터 상향분사되는 고온 배가스에 의해서 상기 연도(140)측으로 공급된다.
여기서, 상기 장입구(110)를 통하여 가열로(100)내로 진입되는 슬라브는 도어열림시 상향 분사되는 고온배가스의 상향흐름을 막지 않도록 상기 사절벽(150)에 슬라브후단이 위치되는 최소깊이로 장입되는 것이 바람직하다.
한편, 상기와 같이, 상기 송풍기가 배가스의 공급흐름을 상기 도어의 닫힘,열림작동시마다 정,역방향으로 반복하면, 상기 송풍기(30)의 내부온도가 점차 상승되는바, 상기 송풍기의 온도가 운전 임계온도에 도달할 때, 상기 제 2연결관(32)에 설치된 흡입관(33)의 자동밸브(34)를 개방하여 외부의 찬공기를 송풍기(30)내로 공급함으로서 송풍기의 온도를 저하시킨다.