KR101225785B1 - 가열로의 온도 조절 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가열로의 온도 조절 방법에 관한 것으로서, 가열로에서 슬라브를 가열할 때 압연기의 치입시 슬라브에 발생되는 온도편차를 보상하기 위해 슬라브의 길이방향에 대해 균열대에서 제어존에 따라 개별적으로 온도를 제어하여 경사가열이 이루어질 수 있도록 하여 가열로에 균일한 온도분포의 슬라브를 공급할 수 있어 조업의 안정화에 조기에 기여할 수 있다.

Description

가열로의 온도 조절 방법{TEMPERATURE CONTROL METHOD OF HEATING FURNACE}

본 발명은 가열로의 온도 조절 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가열로에서 슬라브를 가열할 때 영역별로 온도를 제어하여 경사가열이 이루어질 수 있도록 하는 가열로의 온도 조절 방법에 관한 것이다.

일반적으로 가열로는 가열대 및 균열대로 이루어져 제철공장 등에서 슬라브, 빌레트 등과 같이 열간 압연되는 가열소재를 가스, 기름 등의 연료를 사용하여 대략 섭씨 1200~1300도의 적정온도로 가열하기 위한 설비이다.

이러한 가열로는 열간 압연공정에서 판재, 선재 등의 제품으로 가공하기 위한 열간 압연공정의 전공정에 위치하며 가열소재에 따른 추출목표온도와 가열로내의 체류시간을 고려하여 분위기 온도를 설정하고 있다.

위에서 설명한 기술은 본 발명이 속하는 기술분야의 배경기술을 의미하며, 종래기술을 의미하는 것은 아니다.

본 발명은 가열로에서 슬라브를 가열할 때 압연기의 치입시 슬라브에 발생되는 온도편차를 보상하기 위해 슬라브의 길이방향에 대해 균열대에서 제어존에 따라 개별적으로 온도를 제어하여 경사가열이 이루어질 수 있도록 하는 가열로의 온도조절 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 가열로의 온도 조절 방법은 압연기 치입전 슬라브의 길이방향에 대한 온도분포를 측정하는 단계; 온도분포에 따른 길이방향 편차량을 산출하는 단계; 길이방향 편차량을 보상하기 위한 온도 보상량을 산출하는 단계; 온도 보상량에 따라 균열대의 제어존별 가열조건을 설정하는 단계; 제어존별 가열조건에 따라 가열되는 슬라브의 실보상량을 계산하는 단계; 및 슬라브의 실보상량과 온도 보상량을 비교하여 제어존별 가열조건을 변경하여 제어존별 가열조건을 도출하는 단계;를 포함하되, 제어존별 가열조건을 설정하는 단계에서 초기설정시 상기 슬라브의 목표온도보다 낮은 가열조건으로 설정하고, 제어존별 가열조건을 도출하는 단계는 슬라브의 실보상량과 온도 보상량을 비교하여 허용범위 이내인가 판단하는 단계; 허용범위 이내인 경우 제어존별 가열조건을 도출하는 단계; 및 허용범위를 벗어날 경우 제어존별 가열조건을 변경한 후 슬라브의 실보상량을 계산하는 단계로 리턴하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 온도 보상량은 슬라브의 평균온도를 기준으로 산출하는 것을 특징으로 한다.

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상기한 바와 같이 본 발명은 가열로에서 슬라브를 가열할 때 압연기의 치입시 슬라브에 발생되는 온도편차를 보상하기 위해 슬라브의 길이방향에 대해 균열대에서 제어존에 따라 개별적으로 온도를 제어하여 경사가열이 이루어질 수 있도록 하여 가열로에 균일한 온도분포의 슬라브를 공급할 수 있어 조업의 안정화에 조기에 기여할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로를 나타낸 측면도와 균열대의 제어존을 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로에서 배출된 슬라브의 온도분포를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로의 온도 조절 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로의 온도 조절 방법에서 압연기 치입전 슬라브의 온도분포를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로의 온도 조절 방법에 의해 보상된 슬라브의 온도분포를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 가열로의 온도 제어 방법의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로를 나타낸 측면도와 균열대의 제어존을 나타낸 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로에서 배출된 슬라브의 온도분포를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이 가열로는 가열로 내부에서 슬라브(10)를 받치면서 이동시키기 위한 스키드 장치(30)와 열원을 제공하는 다수의 버너(20)를 구비하고 있다.

스키드 장치(30)는 슬라브(10)를 이동시키기 위한 장치로써 고정빔(32)과 이동빔(34)을 통해 고정빔(32)이 슬라브(10)를 지지하는 상태에서 이동빔(34)이 상승, 전진, 하강, 후퇴 등의 이송 싸이클로 동작하여 슬라브(10)를 가열로 내부에서 예열대(40) → 1가열대(50) → 2가열대(60) → 3가열대(70) → 균열대(80)로 이동시켜 배출시킨다.

이때 가열로에서 배출된 슬라브(10)의 온도분포는 도 2에 도시된 바와 같이 고정빔(32)과 접촉된 부분의 온도가 상대적으로 낮은 형태로 균일하게 분포된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로의 온도 조절 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로의 온도 조절 방법에서 압연기 치입전 슬라브의 온도분포를 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로의 온도 조절 방법에 의해 보상된 슬라브의 온도분포를 나타낸 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로의 온도 조절 방법은 먼저, 슬라브(10)를 압연기(미도시)에 치입하기 전에 슬라브(10)의 길이방향에 대한 온도분포를 측정한다(S10).

이때 측정된 슬라브(10)의 온도분포는 도 4에 도시된 바와 같이 슬라브(10)의 선단부 온도는 후단부의 온도보다 상대적으로 낮은 경사진 형태를 갖는다.

이와 같이 압연기 치입전 슬라브(10)의 길이방향에 대한 온도분포가 경사지게 됨에 따라 슬라브(10)의 평균온도에 대한 길이방향 편차량을 산출한다(S20).

즉, 길이방향에 대해 슬라브(10)의 평균온도로부터 선단부의 온도는 얼마나 낮고, 후단부의 온도는 얼마나 높은지의 길이방향 편차량을 산출한다.

그런다음 길이방향 편차량을 보상하기 위한 온도 보상량을 산출한다(S30).

즉, 도 2와 같이 균일한 온도분포를 갖도록 슬라브(10)를 가열하더라도 압연기 치입전에는 도 4와 같이 경사진 온도분포를 갖게 됨에 따라 길이방향 편차량을 보상하여 가열로에서 배출될 때 도 5와 같이 보상된 온도분포를 갖도록 온도 보상량을 산출한다.

즉, 온도 보상량은 도 4와 같이 슬라브(10)의 선단부 온도가 후단부의 온도보다 상대적으로 낮은 경사진 형태를 갖는 온도분포를 도 2와 같이 균일한 온도분포를 갖도록 선단부 온도를 상대적으로 높이고 후단부의 온도를 낮추기 위한 값이다.

이렇게 산출된 온도 보상량에 따라 균열대의 제어존별 가열조건을 설정한다(S40).

균열대(80)는 도 1에 도시된 바와 같이 슬라브(10)의 길이방향에 대해 균열대 상(북)(81), 균열대 상(중)(82), 균열대 상(남)(83)의 제어존을 구비하므로, 각각 개별적으로 가열조건을 설정하여 길이방향에 대해 경사가열을 실시할 수 있다.

본 실시예에서는 균열대(80)에 3개의 제어존이 형성된 경우를 예시로 설명하였으나 가열로의 구조에 따라 다양한 제어존을 형성할 수도 있다.

이때 제어존별 가열조건을 초기설정할 경우에는 슬라브(10)의 목표온도보다 낮은 가열조건으로 설정하여 순차적으로 변경하면서 목표한 목표온도 및 온도 보상량을 맞추어 나가는 것이 바람직하다.

이후 설정된 제어존별 가열조건에 따라 가열되는 슬라브(10)의 실보상량을 계산한다(S50).

즉, 온도 보상량을 맞추기 위해 제어존별 가열조건에 따라 가열하더라도 실질적으로 슬라브(10)에서 변하는 온도는 상이할 수 있기 때문에 실질적으로 변하는 슬라브(10)의 실보상량을 계산한다.

그런다음 슬라브(10)의 실보상량과 온도 보상량을 비교하여 허용범위 이내인가 판단한다(S60).

이때 슬라브(10)의 실보상량과 온도 보상량의 차이가 허용범위 이내인 경우 현재 설정된 제어존별 가열조건으로 가열조건을 도출한다(S70).

그러나, 슬라브(10)의 실보상량과 온도 보상량의 차이가 허용범위를 벗어날 경우 제어존별 가열조건을 변경한(S80) 후 다시 슬라브(10)의 실보상량을 계산한다(S50).

그런다음 슬라브(10)의 실보상량과 온도 보상량을 비교하여 허용범위 이내인가 판단하는 과정을 반복하면서 제어존별 가열조건을 도출한다(S80)(S90).

이와 같은 과정을 통해 도출된 제어존별 가열조건을 기반으로 가열로를 운전하여 슬라브(10)를 가열함으로써 압연기 치입전의 온도분포가 균일한 상태로 후속 공정을 진행할 수 있도록 한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 슬라브 20 : 버너
30 : 스키드 장치 32 : 고정빔
34 : 이동빔 40 : 예열대
50 : 1가열대 60 : 2가열대
70 : 3가열대 80 : 균열대

Claims (4)

1. 압연기 치입전 슬라브의 길이방향에 대한 온도분포를 측정하는 단계; 상기 온도분포에 따른 길이방향 편차량을 산출하는 단계; 상기 길이방향 편차량을 보상하기 위한 온도 보상량을 산출하는 단계; 상기 온도 보상량에 따라 균열대의 제어존별 가열조건을 설정하는 단계; 상기 제어존별 가열조건에 따라 가열되는 상기 슬라브의 실보상량을 계산하는 단계; 및 상기 슬라브의 실보상량과 상기 온도 보상량을 비교하여 상기 제어존별 가열조건을 변경하여 상기 제어존별 가열조건을 도출하는 단계;를 포함하되,
   상기 제어존별 가열조건을 설정하는 단계에서 초기설정시 상기 슬라브의 목표온도보다 낮은 가열조건으로 설정하고,
   상기 제어존별 가열조건을 도출하는 단계는
   상기 슬라브의 실보상량과 상기 온도 보상량을 비교하여 허용범위 이내인가 판단하는 단계;
   상기 허용범위 이내인 경우 상기 제어존별 가열조건을 도출하는 단계; 및
   상기 허용범위를 벗어날 경우 상기 제어존별 가열조건을 변경한 후 상기 슬라브의 실보상량을 계산하는 단계로 리턴하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가열로의 온도 조절 방법.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 온도 보상량은 상기 슬라브의 평균온도를 기준으로 산출하는 것을 특징으로 하는 가열로의 온도 조절 방법.
   
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