KR101310650B1 - 외부공기 유입에 의한 가열로의 온도강하 방지장치 - Google Patents

Abstract

외부공기 유입에 의한 가열로의 온도강하 방지장치가 제공된다.

상기 외부공기 유입에 의한 가열로의 온도강하 방지장치는, 가열로의 소재 장입시 외부공기 유입에 의한 가열로의 온도강하를 방지하기 위한 장치에 있어서, 상기 가열로의 로입구와 장입대를 구획하는 사절벽 및, 상기 사절벽에 구비되어 외부공기의 가열로내 유입을 억제하는 외부공기 차단부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 외부공기에 의한 가열로내 온도 저하를 방지하여 가열로의 운전 안정성을 향상시키고 온도강하를 감소시키어 가열로의 에너지 효율을 보다 향상시키는 개선된 효과를 얻을 수 있다.

가열로, 장입대, 사절벽, 외부공기, 외부공기 차단장치

Description

외부공기 유입에 의한 가열로의 온도강하 방지장치{Apparatus for Preventing Temperature of Furnace Dropping by Air Intake in Reheating Furnace}

도 1은 가열로에서 로입구와 장입대 및,예열대를 구획하고, 외부공기의 유입 을 차단하는 사절벽을 도시한 개략도

도 2는 가열로의 소재 장입상태를 가열로 도어를 기준으로 도시한 사시도

도 3은 가열로의 소재 장입시 외부공기의 가열로내 유입상태를 단계적으로 설명하기 위하여 도시된 것으로,

(a)는 소재의 장입 대기 상태를 도시한 평면 구성도

(b)는 도 3a의 측면도

(c) 및 (d)는 소재 장입 전후 장입장치의 가열로 이탈상태를 도시한 평면도

(e)는 소재 장입을 위한 가열로의 도어 개방시 외부공기의 유입상태를 도시한 측면도

(f)는 도 3e의 평면도

도 4는 본 발명에 따른 외부공기 유입에 의한 가열로의 온도강하 방지장치를 도시한 평면도

도 5는 도 4의 측면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1.... 외부공기 유입에 의한 가열로의 온도강하 방지장치

10.... 외부공기 차단부재 30.... 외부공기 승온부재

50.... 보조 외부공기 차단부재 100.... 가열로

110.... 스키드빔 112.... 이동빔

114.... 고정빔 120.... 사절벽

122.... 장입장치 통과구멍 130.... 장입장치

본 발명은 외부공기 유입에 의한 가열로의 온도강하 방지장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 슬래브의 가열로 장입시 외부 공기가 장입장치 통과구멍이나 도어 개방에 의한 가열로 장입구를 통하여 가열로내에 유입되어도 적어도 사절벽 근처에서 외부공기의 가열로내 유입을 억제함으로서, 외부공기에 의한 가열로내 온도 강하를 방지하여 가열로의 운전 안정성을 향상시키고, 이에 따라 가열로의 에너지 효율을 향상시키는 외부공기 유입에 의한 가열로의 온도강하 방지장치에 관한 것이다.

일반적으로, 제철소의 열간압연 공정에는 연주 공정에서 생산된 슬래브 등의 압연소재를 가열하기 위하여 가열로가 사용되고 있다.

즉, 압연소재의 해당 규격에 대한 야금학적인 조건과 치수 및 외관에 대한 관리는 실제로는 압연라인에서 이루어지지만, 보다 정확한 관리를 위해서는 상기 가열로가 해당 소재를 원하는 가열 온도까지 가열하는 것은 물론, 소재의 길이 및 폭 방향으로 균일하게 가열하는 것이 중요한 품질 관리 요소임은 당연하다.

이와 같은 균일 가열은 야금학적으로 재질의 편차를 감소시키고 치수관리 측면에서 두께편차를 감소시켜주기 때문이다.

한편, 도 1에서는 알려진 가열로의 전체 구조를 도시하고 있다.

즉, 도 1에서 도시한 바와 같이, 가열로(100)는 노체의 내부에 장입측에서 추출측까지 연속적으로 배열되고 그 위에 가열하고자 하는 장입 슬래브(S)가 안착되어 이송되는 스키드 빔(110)이 설치된다.

상기 스키드 빔(110)은 크게 장입 슬래브를 지지하기 위한 고정빔(도 3의 114)과 장입 슬래브를 전진시키기 위한 이동빔(도 3의 112)으로 구성된다.

따라서, 가열로(100)내에서 장입된 슬래브(S)가 가열되는 동안 상기 이동빔은 장입 슬래브를 상승, 전진, 하강 및 후진의 일련의 작동으로 가열로 장입측에서 추출측까지 점진적으로 이동시킨다.

한편, 가열로(100)의 내부공간은 상기 스키트 빔(110)이 지나가는 방향을 따라 크게 로입구, 장입대(charging zone), 예열대(preheating zone), 가열대(heating zone), 균열대(soaking zone)로 구분된다.

이에 따라, 장입 슬래브(S)의 초기 온도, 추출시에 요구되는 최종 온도에 따라 상기 장입대, 예열대, 가열대 내에서의 승온 속도 및 체류 시간과 상기 균열대 내에서의 체류 시간 등이 각각 제어된다.

한편, 도 1 및 도 2에서 도시한 바와 같이, 슬래브(S)의 가열로(100)내 장입시에는, 도어(104)로서 개폐되는 가열로 장입구(106)와 장입장치(130)가 통과하는 가열로 전면(102)의 장입장치 통과구멍(102a)을 통하여 진입되는 장입장치(130)로서 슬래브(S)가 가열로 내부로 장입된다.

한편, 도 1에서 도시한 바와 같이, 주기적으로 개폐되는 도어(104)를 통해 슬래브(S)가 장입되는 로입구와 장입 슬래브(S)를 승온시키는 장입대 및 예열대에는 노체의 내벽에 설치된 사절벽(120)이 배치되고, 이 사절벽(120)에 의하여 가열로의 로입구, 장입대, 예열대가 구획된다.

이와 같은 가열로내의 사절벽(120)은 각 영역 내에서의 보열 및 균일한 노온을 확보할 수 있도록 해준다.

한편, 도 1과 같이, 상기 장입대와 예열대, 가열대, 균열대에는 소재 가열을 위한 버너(B)들이 구비되어 있음은 물론이다.

그런데, 이와 같이 슬래브(S)의 가열로 장입시에는 내부 온도보다 낮은 온도의 외부공기가 가열로 즉, 도어 작동시 개방되는 장입구(106)와, 장입장치가 통과하기 위한 로 전면의 장입장치 통과구멍(102a)을 통하여 유입된다.

이때, 가열로내부로 유입되는 외부공기는 가열로내 온도강하의 원인이 되므로, 외부공기의 가열로내 유입을 차단하기 위한 기능을 상기 사절벽(120)이 제공하 기도 한다.

한편, 본 건의 출원인이 출원한 대한민국 공개특허공보 제2004-0056271호 및 동공보 제2005-0064471호에서는 가열로의 온도 강하의 원인이 되는 외부공기의 강열로내 유입을 억제하기 위한 기술들이 개시되고 있다.

그러나, 상기 공개특허들에서 개시된 종래의 가열로의 외부공기 유입 차단기술들중 상기 전자의 공개특허에서 개시된 기술(도 4의 도면부호 50 참조)은 외부공기의 가열로내 유입을 완전하게 차단하는 것에는 한계가 있고, 따라서 외부공기의 가열로 내 유입을 효과적으로 차단하는 것은 어려웠다.

또한, 후자의 공개특허에서 개시된 기술은 핫-가스를 도어 개방측이나 사절벽 전방측에서 장입구측으로 분사시키어 외부 공기의 유입을 억제하는 핫-가스 커튼을 구현하는 것으로, 외부공기의 가열로내 유입을 억제하는 효과는 어느 정도 제공되지만, 구조가 복잡한 문제가 있었다.

따라서, 상기 종래의 공개 특허들을 출원한 본 건의 출원인은 상기 공개특허들을 보다 개선하여 구조는 간단하면서 외부공기의 가열로 내 유입을 최대한 억제하여 가열로의 온도 강하를 효과적으로 방지하는 본 발명을 제안하게 되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 여러 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서 그 목적 측면은, 외부공기에 의한 가열로내 온도 저하를 방지하여 가열로의 운전 안정성을 향상시키고, 유입공기의 승온을 통하여 온도강하를 감소시키어, 궁극적으로 가열로의 에너지 효율을 향상시키는 외부공기 유입에 의한 가열로의 온도강하 방지장치를 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서 본 발명은, 가열로의 소재 장입시 외부공기 유입에 의한 가열로의 온도강하를 방지하기 위한 장치에 있어서, 상기 가열로의 로입구와 장입대를 구획하는 사절벽; 및, 상기 사절벽에 구비되어 외부공기의 가열로내 유입을 억제하는 외부공기 차단부재;를 포함하여 구성되되,
상기 외부공기 차단부재는, 상기 사절벽의 상단부에 가열로 장입구측을 향하여 수평 설치된 내화블록으로 제공되어 사절벽을 넘어서 유입되는 외부공기를 차단토록 구성되고,
상기 사절벽의 장입장치 통과구멍 주변에 구비되어 상기 통과구멍을 통과하여 유입되는 외부공기를 승온시키어 가열로의 온도강하를 억제하는 유입공기 승온부재를 더 포함하되, 상기 유입공기 승온부재는, 사절벽의 장입장치 통과구멍 하류면에서 통과구멍의 양측으로 하방으로 신장되고 가열로내에서 가열되는 내화블록으로 제공된 외부공기 유입에 의한 가열로의 온도강하 방지장치를 제공한다.

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이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

다만, 이하에서 가열로 자체의 종래 구성과 동일한 구성은 100단위의 도면부호로 나타내고, 본 발명에 따른 외부공기 유입에 의한 가열로의 온도강하 방지장치(1)의 구성은 도면부호를 10단위로 나타낸다.

먼저, 도 3을 통하여 가열로의 슬래브 장입시 외부 공기가 유입되는 경로에 대하여 살펴본다.

도 3a 내지 도 3d에서는 외부 공기가 가열로 로입구에 유입되는 가열로의 구조적인 배경에 대하여 도시하고 있다.

즉, 도 1 및, 도 3a 내지 3d에서 도시한 바와 같이, 슬래브(S)가 가열로 장입장치(130)에 안착되고 도어(104)가 개방되면, 장입장치(130)는 도 2와 같이 로 전면의 장입장치 통과구멍(102a)과 도어(104)가 개방된 로 장입구(106)를 통하여 가열로(100)에 진입된다.

그리고, 상기 슬래브 장입장치(130)는 도 1과 같이 로입구와 장입대를 구획하는 사절벽(120)의 길이방향으로 소정간격 형성된 장입장치 통과구멍(122)을 통과하여 소재인 슬래브(S)를 스키드빔(110)의 이동빔(112)과 고정빔(114)상에 안착시키면 이동빔의(114)의 가동으로 슬래브(S)는 가열로의 장입대, 예열대, 가열대, 균열대의 순으로 이동하게 된다.

즉, 장입장치(130)는 사절벽을 지나 장입대의 고정빔(114)에 슬래브(S)를 안착시키면, 그 양측의 이동빔(112)이 가동되어 슬래브의 이동이 이루어 지는 것이다.

그리고, 장입장치(130)는 다시 후진하여 가열로에서 이탈되게 된다.

한편, 도 3e 및 도 3f에서는 이와 같은 슬래브의 가열로내 장입초기 외부공기의 가열로내 유입상태에 대하여 도시하고 있다.

즉, 앞에서 설명한 바와 같이, 슬래브(S)를 가열로내에 장입하고 장입장치(130)가 가열로에서 이탈되는 가열로의 도어 개방중에는 외부공기(도 3e의 W)가 가열로내에 유입되게 된다.

도 3e 및 도 3f에서 도시한 바와 같이, 로 전면의 장입장치 통과구멍(도 2의 102a)과 도어 개방에 의한 장입구(도 2의 106)을 통하여 유입되는 외부공기를 구체적으로 구분하면 다음과 같다.

예를 들어, 'w2'로 표시한 장입구(106) 상단을 통하여 유입되는 외부공기와, 'w1'으로 표시한 가열로 전면 장입장치 통과구멍(102a)을 통하여 유입되고, 그 중 일부가 사절벽(120)의 장입장치 통과구멍(122)을 통과하는 외부 공기와, 'w4'로 표시한 사절벽(120)에 부딛힌 후 사절벽의 장입장치 통과구멍(122)을 통과하는 외부공기 및, 'w3'로 표시한 사절벽을 타고 넘는 외부공기의 흐름으로 구분될 수 있다.

따라서, 상기와 같이 가열로의 슬래브 장입시에는 로입구에서 장입대로 'w1' ∼'w4'의 경로로 외부 공기가 유입될 수 있는데, 실제 로 전면의 장입장치 통과구멍(102a)보다는 가열도어 장입구(106)가 그 공간이 크기 때문에, 'w3'의 경로인 사절벽을 넘어서 유입되는 외부공기의 양이 가장 크다 할 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 외부공기 유입에 의한 가열로의 온도강하 방지장치(1)는 다음에 상세하게 설명하듯이, 상기 'w3'의 경로로 가열로내로 유입되는 외부 공기를 집중적으로 차단하기 위한 것이다.

물론, 다른 경로의 외부 공기 유입도 차단하는 부가적인 부재들을 포함한다.

예를 들어, 도 4 및 도 5에서는 본 발명에 따른 외부공기 유입에 의한 가열로의 온도강하 방지장치(1)를 도시하고 있다.

즉, 본 발명의 외부공기 유입에 의한 가열로의 온도강하 방지장치(1)는, 크게 가열로의 로입구와 장입대를 구획하는 사절벽(120) 및, 상기 사절벽(120)에 구비되어 외부공기의 가열로내 유입을 억제하는 외부공기 차단부재(10)를 포함하여 구성된 것에 특징이 있다.

이때, 상기 외부공기 차단부재(10)는, 상기 사절벽(120)의 상단부에 가열로 장입구(106)측을 향하여 수평 설치된 내화블록으로 제공되어 사절벽을 넘어서 유입되는 외부공기 'w3'를 집중적으로 차단토록 구성되어 있다.

따라서, 도 4 및 도 5에서 도시한 바와 같이, 도어 장입구를 통하여 유입되어 사절벽(120)을 넘어서 유입되는 대부분의 외부공기 'w3'는 상기 사절벽(120)의 상단에 수평하게 장입구측으로 돌출 설치된 본 발명의 외부공기 차단부재(10)에 의하여 막히게 된다.

결국, 유입되는 외부공기의 대부분에 해당하는 외부공기 'w3'는 가열로 내부로의 유입이 차단된다.

다름, 도 4 및 도 5에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 외부공기 유입에 의한 가열로의 온도강하 방지장치(1)는, 상기 사절벽(120)의 장입장치 통과구멍(122) 주변에 구비되어 상기 통과구멍을 통과하여 유입되는 외부공기를 승온시키는 유입공기 승온부재(30)를 더 포함할 수 있다.

따라서, 본 발명의 상기 유입공기 승온부재(30)는, 사절벽(120)의 장입장치 통과구멍(122)을 통하여 외부공기(도 3e의 w1,w2)가 유입되어도 상기 승온부재를 통과하는 과정에서 외부공기가 승온되어 가열로내의 장입대측으로 외부공기가 유입되어도 가능한 그 영향을 적게한다.(도 4의 승온부재(30)의 화살표 참조)

이때, 이와 같은 본 발명의 유입공기 승온부재(30)는, 사절벽의 장입장치 통과구멍(122)의 하류면에서 통과구멍의 양측으로 하방으로 길게 신장되고 가열로내 열로 가열되는 내화블록으로 제공될 수 있다.

이와 같은, 유입공기 승온부재(30)는 가능한 이동빔의 가동에 간섭되지 않는 범위에서 길게 신장되는 것이 바람직하다.

다음, 앞에서 설명한 본 발명의 외부공기 유입 차단부재(10)와 외부 공기승 온부재(30)에 더하여, 본 발명의 외부공기 유입에 의한 가열로의 온도강하 방지장치(1)는, 상기 사절벽(120)의 외부공기 차단부재(10)의 하방으로 사절벽의 장입장치 통과구멍(122) 입구측에는 보조 외부공기 차단부재(50)를 더 포함할 수 있다.

따라서, 상기 보조 외부공기 차단부재(50)는, 가열로 장입장치의 전면 통과구멍을 통하여 유입되는 외부공기 'w4'이 사절벽의 장입장치 통과구멍을 통하여 유입되는 것을 추가적으로 차단한다.

그런데, 이와 같은 상기 보조 외부공기 차단부재(50)는, 앞에서 설명한 바와 같은 국내 공개특허공보 2005-0064471호에서 알려진 것이다.

이와 같은 보조 외부공기 차단부재(50)도 사절벽의 전면에서 장입장치 통과구멍 양측으로 하방으로 길게 신장된 내화불록으로 제공될 수 있다.

이에 따라서, 본 발명의 외부공기 유입에 의한 가열로의 온도강하 방지장치(1)는, 가열로 장입구와 장입장치 통과구멍을 통하여 유입되는 외부공기의 가열로내 유입을 최대한 억제하고, 사절벽의 장입장치 통과구멍을 통과하는 유입공기는 추가적으로 승온시키어 가열로의 온도 강하를 최대한 억제시키는 것을 가능하게 ㅎ한다.

이와 같은 본 발명의 외부공기 유입에 의한 가열로의 온도강하 방지장치에 의하면, 슬래브 등의 소재의 가열로 장입시 외부 공기가 장입장치 통과공간이나 도 어 개방에 따른 공간을 통하여 가열로내에 유입되어도 적어도 사절벽 근처에서 외부공기의 가열로내 유입을 최대한 억제시킨다.

더하여, 사절벽 후방으로 장입장치 통과공간의 포위하면서 가열로 내부 온도에 따라 가열된 내화체를 갖추어 상기 사절벽의 장입장치 통과공간을 통과하는 외부공기가 가열되면서 유입되도록 하여 가능한 가열로내 온도 강하를 억제하는 이점도 제공한다.

따라서, 외부공기에 의한 가열로내 온도 저하를 방지하여 가열로의 운전 안정성을 향상시키고 온도강하를 감소시키어 가열로의 에너지 효율을 향상시키는 우수한 효과를 제공하는 것이다.

본 발명은 지금까지 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (5)

1. 가열로의 소재 장입시 외부공기 유입에 의한 가열로의 온도강하를 방지하기 위한 장치에 있어서, 상기 가열로의 로입구와 장입대를 구획하는 사절벽(120); 및, 상기 사절벽(120)에 구비되어 외부공기의 가열로내 유입을 억제하는 외부공기 차단부재(10);를 포함하여 구성되되,

   상기 외부공기 차단부재(10)는, 상기 사절벽(120)의 상단부에 가열로 장입구측을 향하여 수평 설치된 내화블록으로 제공되어 사절벽을 넘어서 유입되는 외부공기를 차단토록 구성되고,

   상기 사절벽(120)의 장입장치 통과구멍(122) 주변에 구비되어 상기 통과구멍을 통과하여 유입되는 외부공기를 승온시키어 가열로의 온도강하를 억제하는 유입공기 승온부재(30)를 더 포함하되, 상기 유입공기 승온부재(30)는, 사절벽의 장입장치 통과구멍 하류면에서 통과구멍의 양측으로 하방으로 신장되고 가열로내에서 가열되는 내화블록으로 제공되는 외부공기 유입에 의한 가열로의 온도강하 방지장치.
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