KR101242948B1 - 스트립 금속 소재의 고온 급속 열처리를 위한 직접 화염 충돌식 버너 조립체 - Google Patents

스트립 금속 소재의 고온 급속 열처리를 위한 직접 화염 충돌식 버너 조립체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스트립 금속 소재의 고온 급속 열처리를 위한 직접 화염 충돌식 버너에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스트립 금속 소재의 고온 급속 열처리를 위한 직접 화염 충돌식 버너는 버너몸체와; 버너몸체의 어느 일측 면으로 개구된 일 단부가 외부에 노출되게 구성되고, 다른 일 단부는 버너몸체의 내부에 위치되게 구성되는 복수의 연료분사노즐 및 산소분사노즐과; 각 연료분사노즐로 동일한 압력의 연료가 공급되어 배출되도록, 버너몸체의 내부에 위치되는 복수의 연료분사노즐의 다른 일 단부가 어느 일 영역에 연결되고, 다른 일 영역에는 연료공급관으로부터 연료가 공급되도록 연료투입관이 구비되는 하나의 연료챔버와; 각 산소분사노즐로 동일한 압력의 산소가 공급되어 배출되도록, 버너몸체의 내부에 위치되는 복수의 산소분사노즐의 다른 일 단부가 어느 일 영역에 연결되고, 다른 일 영역에는 산소공급관으로부터 산소가 공급되도록 산소투입관이 구비되는 하나의 산소챔버;를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기와 같은 구성에 의해 본 발명은 열처리가 요구되는 스트립의 폭 방향에 대하여 가열을 위한 화염폭이 최대한 균일하게 형성될 수 있고, 스트립의 양단부 영역과 중앙부 영역간의 온도편차가 최대한 억제될 수 있다.

Description

스트립 금속 소재의 고온 급속 열처리를 위한 직접 화염 충돌식 버너 조립체{DIRECT FLAME IMPINGEMENT BURNER ASSEMBLY FOR RAPID HEAT TREATMENTS OF STRIP-TYPE METAL MATERIALS}
본 발명은 스트립 금속 소재의 고온 급속 열처리를 위한 직접 화염 충돌식 버너 및 그의 조립체에 관한 것이다.
일반적으로, 직접 화염 충돌식 버너(DFI 버너:Direct Flame Impingement 버너)는 제철공정에서 생산성을 향상시키는 방법의 하나로 투입되는 스트립, 판 또는 슬라브 등과 같은 강판의 온도를 높이기 위해 사용된다.
즉, 상기 DFI버너는 강판의 길이방향(이송방향) 및 폭방향으로 급속 가열을 하기 위해 산업용 노에 장착되어 열처리가 이루어지도록 하고 있다. 이와 같은 DFI 방식은 화염을 금속 소재 표면에 직접 충돌시켜 재료를 가열하는 방식으로 간접 가열 방식이나 유도 가열 방식에 비해 열전달율이 높다. 그리고, 산화제로 산소를 사용하므로 화염온도가 높으며 강판의 빠른 승온이 가능하다.
그러나, DFI 버너와 강판 사이의 거리가 증가할수록 열전달은 감소하는 특징이 있다. 이로 인해, 경우에 따라서는 DFI 버너가 상하로 일정 거리만큼 이동하도록 제작되기도 한다.
종래의 DFI 버너는 연료분사구 및 산소분사구가 슬릿형 구조이거나 연료 분사구 주변에 산소분사구가 방사상으로 위치한 구조로 되어있다. 슬릿형 버너는 타원형 화염을 형성하며, 방사형 버너는 원형 화염을 형성한다.
이 경우, 슬릿형 버너는 하나의 연료 투입구와 두개의 산소투입구가 존재하며 이는 다수의 버너를 폭 방향으로 연결하여 유닛으로 설치할 경우 산소배관이 너무 많아 복잡하고 압력의 제어를 어렵게 하는 문제를 발생시키고 있다. 그리고, 방사형 버너의 경우 다수의 버너를 폭 방향으로 연결하여 유닛으로 사용할 때 강판의 중심부와 양 끝부분의 온도편차가 나타나는 문제점이 존재한다.
한편, 금속 소재의 열처리 방식에 있어서는 강판의 이송방향에 대한 길이 방향의 가열보다 폭 방향으로 급속 가열이 상대적으로 문제가 된다. 이는 강판 폭 방향으로 불균일한 온도분포가 발생하면 장력차에 의해 강판의 이송에 영향을 주기도 하며, 강판 표면에 손상이 발생한다.
강판의 폭 방향 가열을 위해서는 폭 방향으로 연속적으로 연결된 버너들이 DFI 내부 상면과 하면에 수직방향으로 대칭적으로 장착되는데, 연속적으로 연결된 버너들이 강판의 폭 방향 길이보다 넓게 점화될 경우 강판이 없는 부분의 화염은 대칭 수직분사로 인해 상대편의 버너를 손상시키는 문제점를 야기시킨다. 그리고, 강판의 선단과 후단 영역에서 강판이 진입되기 전 또는 후에도 강판이 없는 부분의 화염은 대칭 수직분사로 인해 상대편의 버너를 손상시키는 문제점을 야기시킨다. 결과적으로, 상대편 버너에 대한 열적손상이 발생하는 경우, 설비의 유지 및 보수에 비용이 증가하는 문제가 발생한다.
다른 한편, 폭 방향으로 균일한 가열을 위해서는 연료 및 산소의 배분이 중요한데, 이는 각 버너의 균등한 압력 배분으로 달성될 수 있다.
그러나, 종래의 DFI 버너는 하나 이상의 연료 투입구 또는 산소투입구가 존재하며 이는 다수의 버너를 폭 방향으로 연결하여 유닛으로 설치할 경우 배관이 너무 많아 복잡하고 압력의 제어를 어렵게 하는 문제점을 발생시킨다. 또한 복수의 버너를 폭 방향으로 연결하여 유닛으로 사용할 때 스트립 단위 폭당 버너가 집중되는 강판의 중심부와 상대적으로 단위 폭당 버너의 수 또는 가열 용량이 적은 스트립의 양 끝부분에서 온도편차가 나타나는 문제점이 발생한다.
기존의 DFI 버너의 경우 노즐이 하나 이상(통상적으로는 두 개)이 존재하며 각 노즐에서 발생된 화염이 일정 범위의 폭을 가열하도록 되어있다. 그러나 버너와 스트립 사이의 간격에 따라 가열되는 폭이 달라지고 가열되는 폭이 항상 일정하다고 할 수 없으므로 기존 DFI용 버너의 사용이 제한된다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 직접 화염 충돌식 버너에서 발생하는 요구 또는 문제들 중 적어도 어느 하나를 인식하여 이루어진 것이다.
본 발명의 일 목적은 열처리가 요구되는 스트립의 폭 방향에 대하여 가열을 위한 화염폭이 최대한 균일하게 형성될 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은 스트립의 열처리시 폭 방향의 양단부 영역과 중앙부 영역간의 온도편차가 최대한 억제될 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 일 목적은 복수의 버너를 스트립의 폭 방향으로 배치되도록 하는 경우에도 연료와 산소를 각 버너로 공급하기 위한 배관을 최소화 하면서도 압력의 제어가 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 일 목적은 스트립의 상,하부에 대칭되는 상태로 배치되는 경우에도 버너로부터 분사되는 화염에 의해 상대편 버너에 열적 손상이 최소화 될 수 있도록 하는 것이다.
상기 과제들 중 적어도 하나의 과제를 실현하기 위한 일 실시 형태와 관련된
스트립 금속 소재의 고온 급속 열처리를 위한 직접 화염 충돌식 버너 및 그의 조립체는 다음과 같은 특징을 포함할 수 있다.
본 발명은 기본적으로 열처리가 요구되는 스트립의 폭 방향에 대하여 가열을 위한 화염폭이 최대한 균일하게 형성될 수 있도록 이루어지는 것을 기초로 한다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 스트립 금속 소재의 고온 급속 열처리를 위한 직접 화염 충돌식 버너는 버너몸체와; 버너몸체의 어느 일측 면으로 개구된 일 단부가 외부에 노출되게 구성되고, 다른 일 단부는 버너몸체의 내부에 위치되게 구성되는 복수의 연료분사노즐 및 산소분사노즐과; 각 연료분사노즐로 동일한 압력의 연료가 공급되어 배출되도록, 버너몸체의 내부에 위치되는 복수의 연료분사노즐의 다른 일 단부가 어느 일 영역에 연결되고, 다른 일 영역에는 연료공급관으로부터 연료가 공급되도록 연료투입관이 구비되는 하나의 연료챔버와; 각 산소분사노즐로 동일한 압력의 산소가 공급되어 배출되도록, 버너몸체의 내부에 위치되는 복수의 산소분사노즐의 다른 일 단부가 어느 일 영역에 연결되고, 다른 일 영역에는 산소공급관으로부터 산소가 공급되도록 산소투입관이 구비되는 하나의 산소챔버;를 포함하여 이루어질 수 있다.
이 경우, 연료챔버 및 산소챔버는 동일압력의 연료 및 산소가 복수의 연료분사노즐 및 산소분사노즐을 통해 각각 배출될 수 있도록 각 연료분사노즐 및 산소분사노즐 전체 단면적을 기초로 그 용량이 결정될 수도 있다. 그리고, 연료분사노즐은 산소분사노즐을 사이에 두고 서로 대칭되게 배치될 수도 있다. 한편, 복수의 산소분사노즐이 적어도 하나 이상이 연료분사노즐의 분사 방향으로 산소의 분사가 되도록 구성될 수도 있다.
그리고, 연료분사노즐과 산소분사노즐은 스트립이 이송되는 길이방향에 대하여 어느 일 측 방향으로 분사되도록 그 단부가 기울어진 각으로 형성될 수도 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 직접 화염 충돌식 버너 조립체는 버너몸체와; 버너몸체의 어느 일측 면으로 개구된 일 단부가 외부에 노출되게 구성되고, 다른 일 단부는 버너몸체의 내부에 위치되게 구성되는 복수의 연료분사노즐 및 산소분사노즐과; 각 연료분사노즐로 동일한 압력의 연료가 공급되어 배출되도록, 버너몸체의 내부에 위치되는 복수의 연료분사노즐의 다른 일 단부가 어느 일 영역에 연결되고, 다른 일 영역에는 연료공급관으로부터 연료가 공급되도록 연료투입관이 구비되는 하나의 연료챔버와; 각 산소분사노즐로 동일한 압력의 산소가 공급되어 배출되도록, 버너몸체의 내부에 위치되는 복수의 산소분사노즐의 다른 일 단부가 어느 일 영역에 연결되고, 다른 일 영역에는 산소공급관으로부터 산소가 공급되도록 산소투입관이 구비되는 하나의 산소챔버;를 포함하여 이루어지는 버너가 복수개로 스트립의 폭 방향을 따라 스트립의 상부와 하부에 서로 마주하도록 배치되게 구성될 수도 있다.
이 경우, 스트립의 폭방향의 양단부 영역와 인접한 위치에 서로 마주하도록 하나 이상의 버너가 더 배치되어 스트립의 양단부에 화염이 분사되게 구성될 수도 있다. 또한, 버너들은 스트립에 수직한 방향을 기준으로 서로 엇갈리는 방향으로 화염을 분사하도록 배치되거나, 또는 서로 동일한 스트립의 상,하부 영역에 화염을 분사도록 스트립에 수직한 방향을 기준으로 비스듬한 각도로 배치될 수도 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 열처리가 요구되는 스트립의 폭 방향에 대하여 가열을 위한 화염폭이 최대한 균일하게 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 스트립의 열처리시 폭 방향의 양단부 영역과 중앙부 영역간의 온도편차가 최대한 억제될 수 있다.
그리고 또한, 본 발명에 따르면, 복수의 버너를 스트립의 폭 방향으로 배치되도록 하는 경우에도 연료와 산소를 각 버너로 공급하기 위한 배관을 최소화 하면서도 압력의 제어가 용이하게 이루어질 수 있다.
그리고 또한, 본 발명에 따르면, 스트립의 상,하부에 대칭되는 상태로 배치되는 경우에도 버너로부터 분사되는 화염에 의해 상대편 버너에 열적 손상이 최소화 될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스트립 금속 소재의 고온 급속 열처리를 위한 직접 화염 충돌식 버너의 구성을 분리하여 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 스트립 금속 소재의 고온 급속 열처리를 위한 직접 화염 충돌식 버너의 정면도, 측면도 및 저면도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트립 금속 소재의 고온 급속 열처리를 위한 직접 화염 충돌식 버너가 상대 버너에 화염에 의한 손상을 주지 않도록 스트립의 열처리를 위해 적용된 상태를 나타내는 각 예들을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 스트립의 열처리를 위해 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 스트립 금속 소재의 고온 급속 열처리를 위한 직접 화염 충돌식 버너 조립체가 적용된 상태를 나타내는 각 예들을 설명하기 위한 도면이다.
상기와 같은 본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 스트립 금속 소재의 고온 급속 열처리를 위한 직접 화염 충돌식 버너 및 그의 조립체에 대하여 상세하게 설명하도록 하겠다.
이하, 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적인 특징을 이해시키기에 가장 적합한 실시예들을 기초로 하여 설명될 것이며, 설명되는 실시예들에 의해 본 발명의 기술적인 특징이 제한되는 것이 아니라, 이하, 설명되는 실시예들과 같이 본 발명이 구현될 수 있다는 것을 예시하는 것이다. 따라서, 본 발명은 아래 설명된 실시예들을 통해 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하며, 이러한 변형 실시예는 본 발명의 기술 범위 내에 속한다 할 것이다.
그리고, 이하, 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 기재된 부호에 있어서, 각 실시예에서 동일한 작용을 하게 되는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다.
본 발명과 관련된 실시예들은 기본적으로 열처리가 요구되는 스트립의 폭 방향에 대하여 가열을 위한 화염폭이 최대한 균일하게 형성될 수 있도록 이루어지는 것을 기초로 한다.
도 1 및 2에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스트립 금속 소재의 고온 급속 열처리를 위한 직접 화염 충돌식 버너(100)는 버너몸체(110), 연료분사부(120) 및 산소분사부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
좀더 구체적인 예를 들어 설명하면, 상기 버너몸체(110)의 내부에는 상기 연료분사부(120)와 산소분사부(130)가 내장 또는 내부에 일체로 형성될 수도 있다.
이 경우, 상기 연료분사부(120)는 연료챔버(121)와 연료투입관(122) 및 연료분사노즐(123)을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 연료챔버(121)는 상기 버너몸체(110)의 내부에 단일구성으로 이루어질 수 있다. 이 경우, 연료챔버(121)는 버너몸체(110)가 가공되어 형성되거나, 또는 별도의 부재가 버너몸체(110)에 내장되도록 구성될 수 있다.
그리고, 연료투입관(122)은 상기 연료챔버(121)의 어느 일 영역에 연결되도록 구비되어 이하 설명되는 것과 같이, 연료공급관(124)으로부터 연료가 상기 연료챔버(121)로 공급이 이루어지도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 연료분사노즐(123)은 일 단부가 상기 버너몸체(110)의 어느 일측 면으로 노출되도록 구성되고, 다른 일 단부는 상기 연료챔버(121)에 연결되게 구성될 수 있다. 한편, 상기 연료분사노즐(123)은 복수개가 상기 버너몸체(110)의 어느 일측 면의 길이 방향으로 배치되도록 구성될 수 있다.
상기와 같은 구성에 의해 버너몸체(110)의 내부에 단일 구성으로 이루어진 연료챔버(121)로부터 복수개의 연료분사노즐(123)로 연료가 분사되도록 구성될 수 있다. 상기 복수개의 연료분사노즐(123)로 분사되는 연료는 동일 또는 거의 동일한 압력으로 분사가 이루어질 수 있다. 즉, 연료투입관(122)을 통해 연료챔버(121)로 공급된 연료는 상기 연료챔버(121) 내부 전체에 동일한 압력으로 저장될 수 있다. 이 경우, 상기 연료챔버(121)의 길이 방향을 따라 배치되는 복수개의 연료분사노즐(123)을 통해 분사되는 연료 또한 동일하거나 거의 동일한 압력으로 분사가 이루어질 수 있게 된다.
상기와 같이 분사되는 연료가 동일하거나 거의 동일한 압력으로 분사가 이루어지도록 하기 위하여 상기 연료챔버(121)는 일정압력이 유지될 수 있다. 압력을 유지하기 위한 일 방안으로 연료분사노즐(123) 전체의 단면적 보다 충분히 큰 용적으로 상기 연료챔버(121)를 구성하는 경우, 배출되는 연료량에 의해 연료챔버(121)에 충진된 연료의 양이 충분하게 되기 때문에 연료챔버(121) 내부의 압력이 최대한 동일하게 유지될 수 있도록 할 수 있다. 즉, 압력의 제어가 용이하게 이루어 질 수 있다. 따라서, 상기 연료챔버(121)의 용량은 각 연료분사노즐(123) 전체 단면적을 기초로 결정될 수도 있다.
다른 한편으로, 연료투입관(122)을 통해 공급되는 연료의 양이 분사(배출)되는 연료의 양에 비례하여 공급이 이루어지도록 하는 것이다. 이 경우에도 상기 연료챔버(122)의 용량이 충분한 경우 그 제어가 용이하게 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 산소분사부(130)는 산소챔버(131)와 산소투입관(132) 및 산소분사노즐(133)을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 산소챔버(131)도 연료챔버(121)의 경우와 같이 상기 버너몸체(110)의 내부에 단일 구성으로 이루어질 수 있다. 이 경우, 산소챔버(131)도 버너몸체(110)가 가공되어 형성되거나, 또는 별도의 부재가 버너몸체(110)에 내장되도록 구성될 수 있다.
그리고, 산소투입관(132)은 상기 산소챔버(131)의 어느 일 영역에 연결되도록 구비되어 이하 설명되는 것과 같이, 산소공급관(134)으로부터 산소가 상기 산소챔버(131)로 공급이 이루어지도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 산소분사노즐(133)은 일 단부가 상기 버너몸체(110)의 어느 일측 면으로 노출되도록 구성되고, 다른 일 단부는 상기 산소챔버(131)에 연결되게 구성될 수 있다. 한편, 상기 산소분사노즐(133)은 복수개가 상기 버너몸체(110)의 어느 일측 면의 길이 방향으로 배치되도록 구성될 수 있다. 상기와 같은 구성에 의해 버너몸체(110)의 내부에 단일 구성으로 이루어진 산소챔버(131)로부터 복수개의 산소분사노즐(133)로 산소가 분사되도록 구성될 수 있다.
이 경우, 복수의 산소분사노즐(133)이 버너몸체(110)의 어느 일측 면의 길이 방향을 따라 일렬로 배치되는 경우 상기 복수의 연료분사노즐(123)은 산소분사노즐(133)을 사이에 두고 서로 대칭되는 상태로 상기 버너몸체(110)의 일측 면의 길이 방향을 따라 이열로 배치될 수도 있다.
상기 복수개의 산소분사노즐(133)로 분사되는 산소는 산화제로 작용할 수 있도록 동일 또는 거의 동일한 압력으로 분사가 이루어질 수 있다. 즉, 산소투입관(132)을 통해 산소챔버(131)로 공급된 산소는 상기 산소챔버(131) 내부 전체에 동일한 압력으로 저장될 수 있다. 이 경우, 상기 산소챔버(131)의 길이 방향을 따라 배치되는 복수개의 산소분사노즐(133)을 통해 분사되는 연료 또한 동일하거나 거의 동일한 압력으로 분사가 이루어질 수 있게 된다. 한편, 상기 복수의 산소분사노즐(133)은 적어도 하나 이상이 연료분사노즐(123)의 분사 방향으로 산소의 분사가 이루어지도록 구성될 수도 있다.
상기와 같이 분사되는 산소가 동일하거나 거의 동일한 압력으로 분사가 이루어지도록 하기 위하여 상기 산소챔버(121)는 일정압력이 유지될 수 있다. 압력을 유지하기 위한 일 방안으로 산소분사노즐(133) 전체의 단면적 보다 충분히 큰 용적으로 상기 산소챔버(131)를 구성하는 경우, 배출되는 산소량에 의해 산소챔버(131)에 충진된 산소의 양이 충분하게 되기 때문에 산소챔버(131) 내부의 압력이 최대한 동일하게 유지될 수 있도록 할 수 있다. 즉, 압력의 제어가 용이하게 이루어 질 수 있다. 따라서, 상기 산소챔버(131)의 용량은 각 산소분사노즐(133) 전체 단면적을 기초로 결정될 수도 있다.
다른 한편으로, 산소투입관(132)을 통해 공급되는 산소의 양이 분사(배출)되는 산소의 양에 비례하여 공급이 이루어지도록 하는 것이다. 이 경우에도 상기 산소챔버(132)의 용량이 충분한 경우 그 제어가 용이하게 이루어질 수 있다.
즉, 본원발명에 따른 스트립 금속 소재의 고온 급속 열처리를 위한 직접 화염 충돌식 버너(100)는 직경이 작은 복수의 연료분사노즐(123)과 산소분사노즐(133)이 길이방향으로 배열되기 때문에 동일 유량이 흐르게 하고 또한 동일한 압력이 걸리도록 하기 위하여 독립된 연료챔버(121)와 산소챔버(131)가 구비된다. 또한, 본원발명은 스트립(10)의 폭 방향으로 배치될 수 있도록 복수의 연료분사노즐(123)과 산소분사노즐(133)이 구비되므로, 각각의 버너(100)를 통해 가열되는 스트립(10)의 폭을 일정하게 유지할 수 있게 되어 스트립(10)의 양단부 영역과 중앙부 영역 간의 온도차를 감소시킬 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 것과 같이, 화염에 의한 버너의 파손을 감소시키기 위하여 각 직접 화염 충돌식 버너(100)는 스트립(10)의 표면과 수직을 이루도록 배치되지 않고, 수직축으로부터 비스듬한 각도로 분사가 이루어지도록 배치될 수 있다.
이 경우, 도 3에 도시된 것과 같이, 스트립(10)의 상부와 하부에 배치되는 각 직접 화염 충돌식 버너(100)들은 스트립(10)에 수직한 방향을 기준으로 서로 엇갈리는 방향으로 화염을 분사하도록 배치될 수 있다.
한편, 도 4에 도시된 것과 같이, 스트립(10)의 상부와 하부에 배치되는 각 직접 화염 충돌식 버너(100)들은 스트립(10)에 수직한 방향을 기준으로 서로 동일한 위치를 향해 비스듬한 각도로 배치되어 동일한 스트립(10)의 상,하부 영역에 화염을 분사하도록 배치될 수도 있다. 이 경우 경사각은 약 10도 이하의 각으로 상기 직접 화염 충돌식 버너(100)가 비스듬하게 배치될 수도 있다.
상기와 같은 구성에 의해, 스트립(10)의 상부와 하부에 배치되는 각 직접 화염 충돌식 버너(100)들은 분사되는 상대편 직접 화염 충돌식 버너(100)의 화염에 의한 손상이 발생하지 않도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 직접 화염 충돌식 버너 조립체는 도 5의 (a)에 도시된 것과 같이, 적어도 하나 이상의 직접 화염 충돌식 버너(100)가 스트립의 상부와 하부에 배치되어 스트립(10)의 전체 폭 방향의 온도편차가 발생하지 않도록 할 수 있다. 이 경우, 스트립(10)의 양단부 방향에 각각 직접 화염 충돌식 버너(100)가 더 구비될 수도 있다.
다른 한편, 도 5의 (b)에 도시된 것과 같이, 상기 스트립(10)의 상부와 하부에 배치되는 직접 화염 충돌식 버너(100)는 서로 정확한 대칭을 이루지 않고, 폭 방향으로 일정 거리만큼 엇갈리게 배치될 수도 있다. 예를 들어, 상부에 배치되는 직접 화염 충돌식 버너(100)는 도시상 좌측이 스트립(10)의 단부와 일치하고 우측이 스트립(10)의 단부를 넘어서까지 배치되면, 하부에 배치되는 직접 화염 충돌식 버너(100)는 도시상 우측이 스트립(10)의 단부와 일치하고 좌측이 스트립(10)의 단부를 넘어서까지 배치될 수도 있다. 이와 같은 구성에 의해 스트립(10)의 각 단부 영역에서도 상대편 직접 화염 충돌식 버너(100)에서 분사되는 화염의 영향을 서로 받지 않게 될 수 있다.
이와 같이 스트립(10)의 폭 방향으로 복수개의 직접 화염 충돌식 버너(100)들이 배치되는 경우에도 도 5의 (b)에 도시된 것과 같이, 각 직접 화염 충돌식 버너(100)은 각각의 연료투입관(122)과 산소투입관(132)을 통해 단일의 연료공급관(124) 및 산소공급관(134)으로부터 연료과 산소의 공급이 가능하도록 구성될 수 있다. 이와 같은 구성은 연료배관 및 산소배관이 보다 단순하게 이루어질 수 있도록 하므로, 각 연료과 산소의 공급을 위한 압력의 제거가 용이하게 이루어질 수 있다.
도시되지는 않았지만, 상대방의 화염으로부터 서로 영향을 받지 않도록 하기 위하여 연료분사노즐(123)과 산소분사노즐(133)은 스트립(10)이 이송되는 길이방향에 대하여 어느 일 측 방향으로 비스듬하게 분사되도록 연료분사노즐(123)과 산소분사노즐(133)의 단부가 기울어진 각으로 형성될 수도 있다.
상기 직접 화염 충돌식 버너(100)는 스트립(10)의 폭에 따라 각 직접 화염 충돌식 버너(100)는 점화가 제어될 수도 있다. 즉, 스트립(10)의 폭이 큰 경우는 전체 직접 화염 충돌식 버너(100)가 점화되어 열처리를 수행하고, 스트립(10)의 폭이 작은 경우 그에 대면하는 직접 화염 충돌식 버너(100)들만 점화되어 열처리가 수행되도록 구성될 수도 있다.
상기와 같이 설명된 스트립 금속 소재의 고온 급속 열처리를 위한 직접 화염 충돌식 버너 및 그의 조립체는 상기 설명된 실시예에 한하여 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
10 ... 스트립 100 ... 직접 화염 충돌식 버너
110 ... 버너몸체 120 ... 연료분사부
121 ... 연료챔버 122 ... 연료투입관
124 ... 연료공급관 130 ... 산소분사부
131 ... 산소챔버 132 ... 산소투입관
134 ... 산소공급관

Claims (8)

  1. 버너몸체와;
    상기 버너몸체의 어느 일측 면으로 개구된 일 단부가 외부에 노출되게 구성되고, 다른 일 단부는 버너몸체의 내부에 위치되게 구성되는 복수의 연료분사노즐 및 산소분사노즐과;
    상기 각 연료분사노즐로 동일한 압력의 연료가 공급되어 배출되도록, 상기 버너몸체의 내부에 위치되는 상기 복수의 연료분사노즐의 다른 일 단부가 어느 일 영역에 연결되고, 다른 일 영역에는 연료공급관으로부터 연료가 공급되도록 연료투입관이 구비되는 하나의 연료챔버와;
    상기 각 산소분사노즐로 동일한 압력의 산소가 공급되어 배출되도록, 상기 버너몸체의 내부에 위치되는 상기 복수의 산소분사노즐의 다른 일 단부가 어느 일 영역에 연결되고, 다른 일 영역에는 산소공급관으로부터 산소가 공급되도록 산소투입관이 구비되는 하나의 산소챔버;
    를 포함하는 버너가 복수개로 스트립의 폭 방향을 따라 스트립의 상부와 하부에 서로 마주하도록 배치되고, 상기 스트립의 폭방향의 양단부 영역와 인접한 위치에 서로 마주하도록 하나 이상의 상기 버너가 더 배치되어 스트립의 양단부에 화염이 분사되게 구성되는 것을 특징으로 하는 스트립 금속 소재의 고온 급속 열처리를 위한 직접 화염 충돌식 버너 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 연료챔버 및 산소챔버는 동일압력의 연료 및 산소가 복수의 연료분사노즐 및 산소분사노즐을 통해 각각 배출될 수 있도록 각 연료분사노즐 및 산소분사노즐 전체 단면적을 기초로 그 용량이 결정되는 것을 특징으로 하는 스트립 금속 소재의 고온 급속 열처리를 위한 직접 화염 충돌식 버너 조립체.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 연료분사노즐은 산소분사노즐을 사이에 두고 서로 대칭되게 배치되는 것을 특징으로 하는 스트립 금속 소재의 고온 급속 열처리를 위한 직접 화염 충돌식 버너 조립체.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 산소분사노즐은 적어도 하나 이상이 연료분사노즐의 분사 방향으로 산소의 분사가 되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 스트립 금속 소재의 고온 급속 열처리를 위한 직접 화염 충돌식 버너 조립체.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 연료분사노즐과 산소분사노즐은 스트립이 이송되는 길이방향에 대하여 어느 일 측 방향으로 분사되도록 그 단부가 기울어진 각으로 형성되는 것을 특징으로 하는 스트립 금속 소재의 고온 급속 열처리를 위한 직접 화염 충돌식 버너 조립체.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 버너들은 스트립에 수직한 방향을 기준으로 서로 엇갈리는 방향으로 화염을 분사하도록 배치되거나, 또는 서로 동일한 스트립의 상,하부 영역에 화염을 분하도록 스트립에 수직한 방향을 기준으로 비스듬한 각도로 배치되는 것을 특징으로 하는 스트립 금속 소재의 고온 급속 열처리를 위한 직접 화염 충돌식 버너 조립체.
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