KR101320129B1 - 추출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 추출장치에 관한 것으로서, 추출프레임과, 추출프레임에 결합되고 가열로 내부로 진입하여 가열로 내부에서 가열되는 소재를 외부로 추출하는 추출포크부와, 추출포크부에 결합되고 소재에 접촉되어 소재를 가열하는 가열부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

추출장치{EXTRACTOR FOR HEATING FURNACE}

본 발명은 추출장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소재에 온도 편차가 발생하는 것을 억제하여 소재의 품질을 향상시킬 수 있는 추출장치에 관한 것이다.

일반적으로 가열로는 제철소의 열연공장 등에서 슬라브(Slab) 등의 소재를 가스, 기름 등의 연료를 사용하여 대략 1200∼1300℃의 적정 온도로 가열하기 위한 장치로서, 소재를 판재 등의 제품으로 가공하기 위한 열간압연공정의 전 공정에 배치된다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 2004-0036450호(2004. 04. 30 공개, 발명의 명칭 : 가열로의 추출도어 장치)에 개시되어 있다.

본 발명은 소재에 온도 편차가 발생하는 것을 억제하여 소재의 품질을 향상시킬 수 있는 추출장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 추출장치는: 추출프레임; 상기 추출프레임에 결합되고, 가열로 내부로 진입하여 상기 가열로 내부에서 가열되는 소재를 외부로 추출하는 추출포크부; 및 상기 추출포크부에 결합되고, 상기 소재에 접촉되어 상기 소재를 가열하는 가열부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 추출포크부는, 상기 소재를 적재하는 지지대; 상기 지지대를 관통하여 상기 지지대를 지지하고, 상기 추출프레임에 회전 가능하게 결합되는 회동부; 및 상기 회동부에 회전력을 제공하는 회전구동부를 포함한다.

더 바람직하게는, 상기 가열부는, 상기 회동부의 회전에 연동하여 회전되도록 상기 회동부에 연결되는 연결프레임; 및 상기 연결프레임에 결합되고, 상기 회동부의 회전에 의해 상기 소재에 접촉되어 상기 소재에 열을 가하는 발열부를 포함한다.

더 바람직하게는, 상기 발열부가 상기 소재와 접촉되는 부위는, 상기 가열로 내부에서 상기 소재를 이송시키는 스키드빔이 상기 소재와 접촉된 부위이다.

본 발명에 따르면, 소재를 가열로에서 추출한 후 스키트 마크 부위를 가열함으로써 소재에 온도 편차가 발생하는 것을 억제할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 스키드 마크 부위와 타 부위와의 온도 편차가 줄어들므로, 소재의 품질 및 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 추출장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 추출장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 추출포크부와 가열부를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 추출장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 추출장치와 스키드빔의 위치 관계를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 추출장치에서 가열부가 소재에 접촉하게 된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 추출장치에서 가열부가 소재에 접촉하게 된 상태를 나타낸 측면도이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 추출장치의 일 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 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 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 추출장치를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 추출장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 추출포크부와 가열부를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 추출장치를 개략적으로 나타낸 사시도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 추출장치와 스키드빔의 위치 관계를 나타낸 도면이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 추출장치에서 가열부가 소재에 접촉하게 된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 추출장치에서 가열부가 소재에 접촉하게 된 상태를 나타낸 측면도이다.

도 1 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로(1)는 몸체(10), 추출도어(20), 추출도어구동부(미도시)를 포함한다.

몸체(10)는 소재(S)가 장입되는 장입홀부(16)와, 소재(S)가 추출되는 추출홀부(11)를 구비한다. 장입홀부(16)는 장입도어(17)에 의해 개폐된다.

몸체(10)에는 그 위에 가열하고자 하는 소재(S)가 안착되어 이송되는 스키드빔(15)이 구비된다. 스키드빔(15)은 크게 소재(S)를 지지하기 위한 고정빔과 소재(S)를 전진시키기 위한 워킹빔으로 이루어진다.

워킹빔은 가열로(1) 내에서 소재(S)가 가열되는 동안 소재(S)를 상승, 전진, 하강 및 후진시킴으로써 장입홀부(16)측에서 추출홀부(11)측으로 소재(S)를 점진적으로 이송시킨다.

몸체(10)는 스키드빔(15)이 지나가는 방향을 따라 예열대(2), 가열대(3) 및 균열대(4)로 구분된다.

소재(S)의 초기 온도, 추출 시에 요구되는 최종 온도에 따라 예열대(2), 가열대(3) 내에서의 승온 속도 및 체류 시간과 균열대(4) 내에서의 체류 시간 등이 제어된다.

예열대(2), 가열대(3) 및 균열대(4)에는 소재(S)를 가열하는 버너(B)가 각각 구비된다.

추출도어(20)는 몸체(10)의 추출단(12)에 슬라이드 이동 가능하게 설치되어 추출홀부(11)를 개폐한다.

추출도어(20)는 소재(S)가 몸체(10)에서 외부로 추출될 때는 상측으로 이동되어 추출홀부(11)를 개방하고, 소재(S)의 추출이 이루어진 후에는 하측으로 이동되어 추출홀부(11)를 폐쇄한다.

이로써 추출도어(20)는 외부의 공기가 몸체(10) 내부로 유입되는 것과, 몸체(10) 내부의 열기가 외부로 누출되는 것을 억제한다.

추출도어구동부는 추출도어(20)를 상측 또는 하측으로 이동시킨다. 추출도어구동부의 작동에 의해 추출도어(20)는 상측 또는 하측으로 이동되면서 추출홀부(11)를 개방하거나 폐쇄한다.

본 실시예에서 추출도어구동부는 추출도어(20)와 연결되는 체인부와, 체인부에 동력을 제공하는 모터부를 포함하여 이루어진다. 이러한 추출도어구동부는 당업자라면 용이하게 실시할 수 있는 기술내용이므로 추출도어구동부에 대한 구체적인 설명 및 도면은 생략하기로 한다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 추출장치(100)는 가열로(1)의 추출단(12)측의 외부에 배치된다.

추출장치(100)는 상하구동부(110), 전후구동부(120), 추출프레임(130), 추출포크부(140), 가열부(150), 제어부(160)를 포함하여 이루어진다.

상하구동부(110)는 추출프레임(130)을 상측 또는 하측으로 이동시켜, 추출프레임(130)에 연결되는 추출포크부(140)의 상하 위치를 가변한다.

상하구동부(110)는 하측으로 길이가 연장되거나 상측으로 길이가 단축되는 상하구동대(112)와, 상하구동대(112)의 길이 변화를 위한 구동력을 생성하는 상하구동기(111)를 구비한다.

전후구동부(120)는 추출프레임(130)을 전측 또는 후측으로 이동시켜, 추출프레임(130)에 연결되는 추출포크부(140)의 전후 위치를 가변한다.

전후구동부(120)는 가열로(1)의 추출단(12)측으로 길이가 연장되거나 추출단(12)으로부터 이격되도록 길이가 단축되는 전후구동대(122)와, 전후구동대(122)의 길이 변화를 위한 구동력을 생성하는 전후구동기(121)를 구비한다.

한편, 상하구동부(110)와 전후구동부(120)는 길이가 상하측으로 또는 전후측으로 변화되는 것을 특징으로 하므로, 이러한 작동을 행할 수 있다면 다른 구성으로 대체되더라도 무방하다.

추출프레임(130)은 전후구동부(120)에 연결되고, 추출포크부(140)는 추출프레임(130)에 결합된다.

추출포크부(140)는 상하구동부(110)와 전후구동부(120)의 작동에 따라 가열로(1)의 내부로 진입하여 가열로(1) 내부에서 가열되는 소재(S)를 가열로(1)의 외부로 추출한다.

추출포크부(140)는 지지대(141), 회동부(142), 회전구동부(143)를 포함하여 이루어진다.

소재(S)는 지지대(141) 상에 적재되어 가열로(1)의 외부로 추출된다. 지지대(141)의 상면은 소재(S)의 적재 시 소재(S)가 유동되지 않도록 평평한 형상으로 형성된다.

본 실시예에서 지지대(141)는 가열로(1)를 향해 연장되는 사각 기둥 형상으로 형성된다. 지지대(141)의 내부에는 회동부(142)가 관통될 수 있도록 공간부가 구비된다.

회동부(142)는 지지대(141)를 지지할 수 있도록 지지대(141)를 관통하여 설치된다. 회동부(142)는 후술하는 바와 같이 회전구동부(143)에 의해 회전이 이루어지며, 회동부(142)의 원활한 회전을 위해 지지대(141)와 회동부(142)의 접촉 부위에는 베어링이 설치될 수 있다.

본 실시예에서, 회동부(142)는 원기둥 형상으로 형성되며, 회동부(142)의 외주면에는 연결프레임(151)이 연결된다. 따라서 회동부(142)가 회전되면, 연결프레임(151)도 회동부(142)와 동일한 방향으로 회전이 이루어지게 된다.

회동부(142)의 일측(도 2 기준 좌측)은 추출프레임(130)에 회전 가능하게 결합된다. 추출프레임(130)에 결합되는 회동부(142)의 외주면에는 베어링이 설치될 수 있다. 이로써 회동부(142)의 회전은 보다 원활하게 이루어질 수 있게 된다.

회전구동부(143)는 회동부(142)에 회전력을 제공한다. 따라서 회전구동부(143)의 작동에 의해 회동부(142)는 회전하게 된다.

회동부(142)가 회전될 때 지지대(141)는 회전되지 않도록 구성된다. 이로써 회동부(142)가 회전되더라도 지지대(141)에 적재되어 있는 소재(S)가 지지대(141)에서 이탈되어 하측으로 낙하되는 것을 방지할 수 있다.

본 실시예에서 회전구동부(143)는 추출프레임(130) 내부에 설치되나, 이에 한정될 것은 아니다. 따라서 회동부(142)에 동력을 제공할 수 있다면 회전구동부(143)는 다른 위치에 설치될 수 있음은 물론이다.

추출포크부(140)는 지지브라켓(144)을 더 포함할 수 있다. 지지브라켓(144)에 결합되는 회동부(142)의 타측(도 2 기준 우측) 외주면에는 베어링부가 설치되므로, 지지브라켓(144)에 대한 회동부(142)의 회전은 원활하게 이루어질 수 있다.

도 3 및 도 5를 참조하면, 복수개의 지지대(141)가 회동부(142)에 의해 각각 추출프레임(130)에 갈고리 형상처럼 설치되므로, 추출포크부(140)는 스키드빔(15) 상에 놓인 소재(S)를 스키드빔(15)과 접촉하지 않으면서 들어올릴 수 있게 된다.

가열부(150)는 스키드빔(15)에 의해 국부적으로 온도가 하강한 소재(S)의 특정 부위(스키드 마크 부위)에 접촉하여 소재(S)에 열을 가한다. 이로써, 스키드 마크 부위의 소재(S) 온도가 상승하게 되므로, 스키드 마크 부위와 다른 부위와의 온도 차이가 점차적으로 줄어들게 된다.

본 실시예에서 가열부(150)는 연결프레임(151), 발열부(152)를 포함하여 이루어진다.

연결프레임(151)은 일단이 회동부(142)에 연결되고, 타단이 회동부(142)의 외주면에서 외측으로 연장 형성된다. 본 실시예에 따르면 연결프레임(151)은 한 쌍이 서로 이격되게 배치된다.

연결프레임(151)이 회동부(142)에 연결 설치됨에 따라, 회동부(142)의 회전 시 연결프레임(151)도 연동하여 회전된다.

연결프레임(151)의 타단 측에는 발열부(152)가 설치된다. 본 실시예에 따르면, 발열부(152)는 한 쌍의 연결프레임(151)의 타단을 지지대(141)에 평행한 상태로 잇도록 설치된다.

회동부(142)와 연결프레임(151)이 연결 설치되고, 발열부(152)가 한 쌍의 연결프레임(151)의 타단을 서로 잇도록 설치됨에 따라, 회동부(142)가 회전되면 연결프레임(151)과 발열부(152) 모두 회동부(142)를 중심축으로 하여 회전이 이루어진다.

이와 같이, 회동부(142)의 회전에 의해 발열부(152)가 회전되면서, 발열부(152)는 가열로(1) 내부에서 스키드빔(15)과의 접촉에 의해 스키드 마크가 생성된 소재(S)의 부위와 접촉하게 된다. 발열부(152)에서 발생되는 열에 의해 발열부(152)와 접촉되는 소재(S)의 부위는 온도가 점차적으로 상승하게 된다.

도 6과 도 8에서 소재(S)의 중앙부에 굵은 실선으로 표시된 부분은 소재(S)의 길이 방향 온도 구배를 개략적으로 나타낸 것이다. 이를 보면, 도 6에 비해 도 8에서 스키드 마크 부위와 타 부위와의 온도 편차가 감소됨을 알 수 있다.

발열부(152)는 전력공급원과 연결되어, 이로부터 제공되는 전력을 이용하여 열을 생성한다. 이러한 발열부(152)는 니켈 크롬 열선으로 이루어질 수 있다.

도 1 및, 도 5 내지 도 8을 중심으로 본 발명의 일 실시예에 따른 추출장치가 가열로 내의 소재를 추출하는 과정을 설명한다.

추출장치(100)의 작동이 개시되면 추출도어(20)는 상측으로 이동되어 추출홀부(11)를 개방한다. 추출포크부(140)는 개방된 추출홀부(11)를 통해 가열로(1)의 몸체(10) 내부로 진입한다.

가열로(1) 내부로 진입된 추출포크부(140)는 상측으로 이동되어 소재(S)를 들어올리고, 이후 추출포크부(140)가 몸체(10)의 외부로 퇴거하면서 소재(S)는 가열로(1) 외부로 추출된다.

이때 제어부(160)는 추출도어구동부를 작동시켜 추출도어(20)로 추출홀부(11)를 폐쇄한다. 추출장치(100)에 의해 외부로 추출된 소재(S)는 가열로(1)의 추출단(12) 측에 배열되는 이송롤러(미도시)에 안착되어 후공정으로 이송된다.

도 5 내지 도 8을 중심으로 가열로 내의 소재를 추출하는 과정에서 본 발명의 일 실시예에 따른 추출장치의 작동원리를 설명한다.

소재(S)와 스키드빔(15)의 접촉이 장시간 지속되는 경우 소재(S)에 스키드 마크가 생성된다. 따라서 추출장치(140)를 이용하여 소재(S)를 가열로(1)에서 추출한 시점부터 가열부(150)를 작동시켜 스키드 마크가 생성된 소재(S)의 부위를 가열한다.

구체적으로, 추출장치(140)에 의해 소재(S)가 가열로(1)에서 추출되면, 제어부(160)는 회전구동부(143)를 작동시켜 회동부(142)를 회전시킨다. 회동부(142)의 회전에 의해 이와 연동되는 연결프레임(151)과 발열부(152)는 회동부(142)와 동일한 방향으로 회전된다.

발열부(152)는 가열로(1)에서 소재(S)를 추출할 당시 지지대(141)의 수직 하방에 위치하다가(도 5 참조), 회동부(142)의 회전에 의해 지지대(141)에 대략 수평하게 위치되면서 소재(S)에 접촉하게 된다(도 7 참조).

소재(S)가 가열로(1)에서 추출된 후 이송롤러에 의해 후공정으로 이송되기 전에 발열부(152)에 의해 스키드 마크가 생성된 소재(S)의 부위에 열이 공급되므로, 스키드 마크는 점차 사라지게 되면서 소재(S)의 온도 편차를 감소할 수 있게 된다.

따라서, 스키드 마크 부위와 타 부위와의 온도 편차가 줄어들므로, 소재(S)의 품질 및 생산성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시되는 일 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 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

100 : 추출장치 110 : 상하구동부
120 : 전후구동부 130 : 추출프레임
140 : 추출포크부 141 : 지지대
142 : 회동부 143 : 회전구동부
150 : 가열부 151 : 연결프레임
152 : 발열부 160 : 제어부

Claims (4)

1. 추출프레임;
   상기 추출프레임에 결합되고, 가열로 내부로 진입하여 상기 가열로 내부에서 가열되는 소재를 외부로 추출하는 추출포크부; 및
   상기 추출포크부에 결합되고, 상기 소재에 접촉되어 상기 소재를 가열하는 가열부를 포함하는 것을 특징으로 하는 추출장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 추출포크부는, 상기 소재를 적재하는 지지대;
   상기 지지대를 관통하여 상기 지지대를 지지하고, 상기 추출프레임에 회전 가능하게 결합되는 회동부; 및
   상기 회동부에 회전력을 제공하는 회전구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 추출장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 가열부는, 상기 회동부의 회전에 연동하여 회전되도록 상기 회동부에 연결되는 연결프레임; 및
   상기 연결프레임에 결합되고, 상기 회동부의 회전에 의해 상기 소재에 접촉되어 상기 소재에 열을 가하는 발열부를 포함하는 것을 특징으로 하는 추출장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 발열부가 상기 소재와 접촉되는 부위는, 상기 가열로 내부에서 상기 소재를 이송시키는 스키드빔이 상기 소재와 접촉된 부위인 것을 특징으로 하는 추출장치.

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