KR101047195B1 - 상자 소둔 설비의 인너 커버 실링 장치 - Google Patents

Abstract

코일링 된 냉연강판이 안착되는 상자소둔 퍼니스 베이스(Furnace Base)의 가장자리에 인너 커버(Inner Cover) 장착시, 인너 커버 내부의 분위기 가스의 누설 방지 및 외부공기 인입을 방지하기 위한 실링 링(Sealing Ring)을 포함하여, 우수한 표면 품질을 갖는 냉연강판을 제공할 수 있는 상자 소둔 설비(Batch Annealing Furnace)의 인너 커버 실링 장치에 대하여 개시한다.

본 발명에 따른 상자 소둔 설비의 인너 커버 실링 장치는 실링 링을 포함하되, 상기 실링 링은 상부가 직사각형의 형태로 이루어져 상부면 전체가 상기 인너 커버의 하부 테두리면에 접촉하여 접촉면적을 증대시키고, 하부가 반원 형태로 이루어져 상기 퍼니스 베이스에 마련된 홈에 삽입되며, 상기 상부 및 하부가 일체로 되어 있으며, 내부 홀이 마련된 튜브 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

상자 소둔 설비의 인너 커버 실링 장치{Device for sealing inner cover of batch annealing furnace}

본 발명은 상자 소둔 설비(Batch Annealing Furnace, BAF)의 인너 커버(Inner Cover) 실링 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 코일링(Coiling)된 냉연강판(Cold Steel Sheet)이 안착되는 퍼니스 베이스(Furnace Base)의 가장자리에 인너 커버 장착시, 인너 커버 내부에 있는 분위기 가스의 누설 방지 및 외부 공기의 인입을 최대한 방지할 수 있는 독특한 구조를 가진 실링 링(Sealing Ring)을 포함하는 상자 소둔 설비의 인너 커버 실링 장치에 관한 것이다.

일반적으로 냉연 강판의 가공성 향상, 최종 제품의 기계적 특성 향상 등을 위해서 냉연 공정 후 필수적으로 소둔 공정이 진행된다. 이러한 소둔 공정은 연속 소둔 라인(Continuous Annealing Line) 또는 상자 소둔 설비(Batch Annealing Furnace, BAF)에서 이루어진다.

이 중 상자 소둔 설비에서의 소둔 공정은, 냉연강판을 코일 단위로 상자 소둔 설비 내부에 투입하여 처리하게 되는데, 가열, 유지, 냉각으로 구성되는 소둔 공정 진행시, 온도와 시간 및 소재 특성에 맞게 소둔 조건을 최적으로 정립하여 실시할 수 있어서, 연속 소둔 라인에서의 소둔 공정에 비하여 경제적인 이점이 뛰어난 장점을 가지고 있다.

상자 소둔 설비에서의 소둔 공정을 진행하기 위해서는 코일화된 냉연강판을 상자 소둔 설비 하부의 퍼니스 베이스에 안착시킨 후, 인너 커버를 퍼니스 베이스 가장자리를 따라서 덮게 된다.

이때, 인너 커버의 실링이 제대로 이루어지지 않을 경우, 소둔 공정 중 인너 커버 내부의 분위기 가스가 외부로 유출되거나, 외부의 공기가 인너 커버 내부로 유입되어 냉연강판 표면에 산화현상이 진행되어 표면 색차, 즉 템퍼 컬러(Temper Color)가 발생하게 된다. 이러한 문제점을 방지하기 위하여 상자 소둔 설비에는 일반적으로 인너 커버 실링 장치를 마련하고 있다.

도 1은 공지된 상자 소둔 설비의 인너 커버 실링 장치의 수직단면을 개략적으로 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 퍼니스 베이스(101)의 가장자리에는 홈이 마련되어 있고, 홈에는 냉각수 압력 튜브(103) 및 실링 링(104)의 일부가 삽입된다. 퍼니스 베이스(101) 가장자리에 인너 커버(102) 장착시, 냉각수 압력 튜브(103)를 통해 실링 링(104)이 부상하여 인너 커버(102)를 실링하게 된다.

일반적인 실링 링(104)은, 도 2에 도시된 수직단면에서 볼 수 있듯이, 원형의 튜브형태(200)로 되어 있다. 따라서, 퍼니스 베이스(101) 가장자리에 인너 커 버(102) 장착시, 인너 커버(102)의 하부 테두리면에 실링 링(104)의 접촉 면적이 그리 넓지 못하게 된다. 이는 인너 커버(102)의 완전한 실링이 이루어지지 않게 되어, 상자 소둔 설비에서 소둔 공정 중, 인너 커버(102) 내부의 분위기 가스가 외부로 유출되거나, 외부의 가스가 인너 커버(102) 내부로 유입되어 소둔 후의 냉연강판의 표면에 템퍼 컬러가 발생할 수 있는 문제점이 있다.

따라서, 상자 소둔 설비에서 소둔 공정 중, 인너 커버의 완전한 실링을 이룰 수 있는 개선된 실링 링이 요구된다.

본 발명의 목적은 냉연강판의 표면 품질을 개선할 수 있도록, 상자 소둔 설비에서 진행되는 소둔 공정 중 독특한 구조의 실링 링을 통하여 인너 커버의 실링 효율을 최대한의 실링이 이루어질 수 있는 상자 소둔 설비의 인너 커버 실링 장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시 예에 따른 상자 소둔 설비(Batch Annealing Furnace)의 인너 커버(Inner Cover) 실링 장치는, 코일링(Coiling)된 냉연강판이 안착되는 퍼니스 베이스(Furnace Base)의 가장자리에 인너 커버 장착시, 인너 커버 내부의 분위기 가스의 누설 방지 및 외부 공기 인입을 방지하기 위한 실링 링(Sealing Ring)을 포함하고, 상기 실링 링은, 상부가 직사각형의 형태로 이루어져, 상부면 전체가 상기 인너 커버의 하부 테두리면에 접촉하여 접촉면적을 증대시키고, 하부가 반원 형태로 이루어져, 상기 퍼니스 베이스에 마련된 홈에 삽입되며, 상기 상부 및 하부가 일체로 되어 있으며, 내부 홀이 마련된 튜브 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일실시 예에 따른 상자 소둔 설비의 인너 커버 실링 장치는 제1 실링 링 및 외경이 상기 제1 실링 링의 내경보다 상대적으로 작은 제2 실링 링을 포함하되, 상기 제1 실링 링 및 제2 실링 링은, 상부가 직사각형의 형태로 이루어져, 각각의 상부면 전체가 상기 인너 커버의 하부 테두리면에 접촉하여 접촉면적을 증대시키고, 하부가 반원 형태로 이루어져, 상기 퍼니스 베이스에 마련된 홈에 각각 삽입되며, 상기 상부 및 하부가 일체로 되어 있으며, 내부 홀이 마련된 튜브 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상자 소둔 설비의 인너 커버 실링 장치는 상부가 직사각형 형태로 이루어지고, 하부가 반원 형태로 이루어진 독특한 구조를 갖는 실링 링을 통하여, 실링 링의 상부면과 인너 커버의 하부 테두리면의 접촉 면적을 최대한 넓힘으로써, 소둔 공정 중에 인너 커버 내부의 분위기 가스가 외부로 누설되거나 외부의 공기가 인너 커버 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있어서, 템퍼 칼라가 발생되는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라 우수한 표면 품질을 갖는 냉연강판을 제공할 수 있는 효과가 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상자 소둔 설비(Batch Annealing Furnace)의 인너 커버(Inner Cover) 실링 장치에 관하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에서는 상자 소둔 설비의 인너 커버 실링 장치에 적용되는 구성 중 실링 링을 제외한 사항은 종래부터 일반적으로 이용되는 것을 특별한 기술의 가감없이 이용한다. 따라서, 본 발명에 따른 상자 소둔 설비의 인너 커버 실링 장치는 중심부에 코일링된 냉연강판이 안착되는 퍼니스 베이스(Furnace Base)의 가장자리에 인너 커버 장착시, 인너 커버 내부의 분위기 가스의 누설 방지 및 외부 공기의 인입을 방지하기 위한 실링 링(Sealing Ring)을 포함한다. 또한, 실링 링의 하부에는 수압을 이용하여 실링 링을 부상시키기 위한 기능 및 냉각 기능을 갖춘 냉각수 압력 튜브(도 1의 103)가 배치될 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 인너 커버 실링 장치에 적용되는 실링 링의 수직단면 구조를 도시한 것이다.

도 3에 도시된 본 발명에 적용되는 독특한 구조를 갖는 실링 링의 수직단면구조를 참조하면, 실링 링(300)은 상부(310) 및 하부(320)가 일체로 되어 있으며, 내부 홀(330)이 마련된 튜브 구조를 이루고 있다.

상부(310)는 직사각형의 형태로 이루어져 있다. 이러한 실링 링(300)의 직 사각형의 상부 형태는 상부면 전체가 인너 커버의 하부 테두리면에 접촉하도록 할 수 있다. 따라서, 퍼니스 베이스의 가장자리에 인너 커버 장착시, 인너 커버의 하부 테두리면과 실링 링(300)의 접촉면적을 증대시킬 수 있게 되어서, 인너 커버의 실링 효율을 높일 수 있게 된다.

이러한 인너 커버의 하부 테두리면과의 접촉면적을 극대화화기 위한 실링 링(300)의 직사각형의 상부 형태를 통해, 상자 소둔 설비에서 소둔 공정이 이루어질 경우, 인너 커버 내부의 분위기 가스가 외부로 누설(leak)되는 것을 방지할 수 있고, 또한 외부로부터 인너 커버 내부로 공기가 유입되는 것도 방지할 수 있게 되어, 냉연강판의 표면의 내부산화에 따른 템퍼 칼라 발생을 방지할 수 있게 되므로 우수한 표면 품질을 갖는 냉연강판을 제공할 수 있게 된다.

실링 링(300)의 하부(320)는 반원 형태로 이루어져, 퍼니스 베이스에 마련된 홈에 삽입된다. 여기서, 반원 형태는 반지름이 정확히 일정한 완전한 반원일 수도 있으나, 경우에 따라서는 반원에 가까운 곡면을 가지는 형태가 될 수도 있다.

도 3에서는 실링 링(300)의 상부(310)의 수평방향 직경과 하부(320)의 수평방향 직경이 일치하는 것을 도시하였으나, 상부(310)의 수평방향 직경이 하부(320)의 수평방향 직경보다 더 클 수도 있다.

또한, 종래와는 달리 본 발명에 적용되는 실링 링(300)은 실링 효율을 보다 상승시키기 위하여, 상부(310)의 수직방향 길이를 하부(320)의 수직방향 길이보다 상대적으로 더 길게 할 수 있다.

예를 들어 실링 링(300) 하부(320)의 길이가 14mm라면, 상부(310)의 길이 를 16mm로 할 수 있다. 이 경우, 실링 링(300)의 전체적인 수직방향의 길이가 현재 상자 소둔 설비에서 일반적으로 이용되고 있는 28mm보다 2mm 더 길어진 30mm가 되어, 종래보다 실링이 더 많이 이루어질 수 있게 된다. 이때, 내부 홀(330)의 직경은 10mm로 할 수 있다.

실링 링(300)은 고온에 상대적으로 강한 실리콘을 기본으로 하는 재질을 선택할 수 있다.

도 4는 일반적인 실링 링을 이용할 경우와 본 발명에서 적용되는 실링 링을 이용할 경우의 인너 커버의 실링 과정을 도시한 것이다.

도 4의 (a)를 참조하면, 일반적인 실링 링(200)을 이용할 경우, 실링 링(200)이 원형의 튜브형태로 되어 있어, 인너 커버 실링시에 인너 커버 하부 테두리면과 실링 링(200)의 접촉면적이 그다지 넓지 않다. 따라서, 인너 커버 실링시에 미세한 틈이 발생할 우려가 있다.

반면, 도 4의 (b)를 참조하면, 본 발명에 적용되는 실링 링을 이용할 경우, 실링 링(300)의 상부가 직사각형 형태이고 하부가 원형의 튜브형태로 되어 있어, 이러한 독특한 구조를 갖는 실링 링(300)을 통하여, 인너 커버 실링시에 실링 링(300)의 상부면 전체가 인너 커버 하부 테두리면에 접촉되어 접촉면적이 상대적으로 매우 넓게 된다.

따라서, 이러한 인너 커버 하부 테두리면과 실링 링(300)의 넓은 접촉면적으로 인하여 인너 커버 하부 테두리면 및 실링 링(300) 상호 간에 밀착력을 강화할 수 있으므로, 인너 커버 실링 효율을 높일 수 있고, 내부 분위기 가스의 누설이나 외부 공기의 유입을 방지할 수 있게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 상자 소둔 설비의 인너 커버 실링 장치에서 2개의 실링 링이 배치되는 형태를 도시한 평면단면도이다.

도 5를 참조하면, 본 실시예에서 상자 소둔 설비의 인너 커버 실링 장치는 제1 실링 링(510) 및 외경이 제1 실링 링(510)의 내경보다 상대적으로 작은 제2 실링 링(520)을 포함한다.

도 6은 본 발명에 따른 상자 소둔 설비의 인너 커버 실링 장치에서 2개의 실링 링이 배치되는 형태를 도시한 사시도 및 부분단면도이다.

도 6을 참조하면, 퍼니스 베이스(500)의 가장자리에 제1 홈(501a) 및 제2 홈(501b)이 외측에서부터 내측으로 순차적으로 마련되어 있고, 각 홈의 내측에는 제1 실링 링(510) 및 제2 실링 링(520)이 삽입된다.

여기서, 제1 실링 링(510) 및 제2 실링 링(520)은 도 3에 도시된 실링 링(300)과 마찬가지의 상부가 독특한 구조를 갖는다. 즉, 제1 실링 링(510) 및 제2 실링 링(520)은 상부 및 하부가 일체로 되어 있으며, 내부 홀이 마련된 튜브 구조로 이루어진다.

제1 실링 링(510) 및 제2 실링 링(520)은, 상부가 직사각형의 형태로 이루어져, 각각의 상부면 전체가 인너 커버의 하부 테두리면에 접촉하여 접촉면적을 더욱 증대시킨다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 제1 실링 링(510) 및 제2 실링 링(520) 각각의 하부는 퍼니스 베이스에 마련된 홈에 삽입되며, 제1 실링 링(510)이 제2 실링 링(520)을 둘러싸는 형태로 배치된다.

도 5 또는 도 6에 도시된 제1 실링 링(510) 및 제2 실링 링(520)을 통하여, 인너 커버의 하부 테두리면과의 접촉면적을 하나의 실링 링만이 배치된 경우보다 더욱 넓힐 수 있게 되어, 인너 커버의 실링 효율을 더욱 더 높일 수 있다.

따라서, 상자 소둔 설비에서 코일화된 냉연강판의 소둔 공정이 진행될 경우, 인너 커버 내부의 분위기 가스가 누설되거나, 외부의 가스가 인너 커버 내부로 유입될 수 있는 문제를 최소화할 수 있다.

따라서, 상자 소둔 설비에서 소둔 공정이 이루어질 경우, 기존에 문제시되는 냉연강판 표면의 템퍼 컬러 발생 문제를 완전히 해결할 수 있게 되어 우수한 표면 품질을 갖는 냉연강판을 제공할 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명의 일 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.

도 1은 공지된 인너 커버 실링 장치의 단면을 도시한 것이다.

도 2는 공지된 실링 링의 수직단면을 도시한 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 상자 소둔 장치의 인너 커버 실링 장치에 적용되는 실링 링의 수직단면 구조를 도시한 것이다.

도 4는 일반적인 실링 링을 이용할 경우와 본 발명에서 적용되는 실링 링을 이용할 경우의 인너 커버의 실링 과정을 도시한 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 상자 소둔 설비의 인너 커버 실링 장치에서 2개의 실링 링이 배치되는 형태를 도시한 평면단면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 상자 소둔 설비의 인너 커버 실링 장치에서 2개의 실링 링이 배치되는 형태를 도시한 사시도 및 부분단면도이다.

Claims (6)

1. 코일링된 냉연강판이 안착되는 퍼니스 베이스의 가장자리에 인너 커버 장착시, 인너 커버 내부의 분위기 가스의 누설을 방지하기 위한 실링 링을 포함하는 인너 커버 실링 장치에 있어서,

   제1 실링 링 및 외경이 상기 제1 실링 링의 내경보다 상대적으로 작은 제2 실링 링을 포함하되,

   상기 제1 실링 링 및 제2 실링 링은,

   상부가 직사각형의 형태로 이루어져, 각각의 상부면 전체가 상기 인너 커버의 하부 테두리면에 접촉하여 접촉면적을 증대시키고,

   하부가 반원 형태로 이루어져, 상기 퍼니스 베이스에 마련된 홈에 각각 삽입되며,

   상기 상부 및 하부가 일체로 되어 있으며, 내부 홀이 마련된 튜브 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 상자 소둔 설비의 인너 커버 실링 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 실링 링 및 제2 실링 링은

   실리콘을 포함하는 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 상자 소둔 설비의 인너 커버 실링 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1 실링 링 및 제2 실링 링은

   상기 상부의 수직방향 길이가 상기 하부의 수직방향 길이보다 상대적으로 긴 것을 특징으로 하는 상자 소둔 설비의 인너 커버 실링 장치.
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