KR101328241B1 - 분위기 가열장치 - Google Patents

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분위기 가열장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 분위기 가열장치는 고온의 분위기 가스를 이용하여 소재를 가열하는 분위기 가열부; 분위기 가열부의 일측에 제공되어 분위기 가스를 공급하는 분위기 가스 공급부; 및 분위기 가열부의 타측 상부 측면에 제공되어 소재를 가열한 분위기 가스를 배출하는 분위기 가스 배출부;를 포함한다.

Description

분위기 가열장치 {ATMOSPHERE HEATING APPARATUS}
본 발명은 분위기 가열시 발생한 습식 증기가 응축되지 않고 원활하게 배출되도록 하여 습식 증기의 응축물에 의한 소재의 손상을 방지할 수 있는 분위기 가열장치에 관한 것이다.
일반적으로 전기강판은 자기적 특성이 우수한 연자성 재료로서, 주로 변압기 또는 모터와 같은 회전기기 등의 철심재료로서 사용된다.
이러한 전기강판은 제강공정에서 슬라브 형태로 제조된 후, 열간 압연을 거치면서 1차로 두께가 조정되고, 표면의 스케일을 제거하는 약소둔, 산세 과정을 거쳐 냉간 압연에서 최종제품의 두께를 생산하여 소둔, 탈탄 및 질화과정을 거쳐 절연코팅(장력코팅) 후 최종제품으로 생산된다.
그런데, 종래에는 절연코팅에 사용된 용액이 건조가 덜 된 상태에서 소둔로와 같은 분위기 가열장치를 통과하는 과정에서, 미 건조된 용액으로부터 습식 증기(흄 : fume)이 증발되고 있다.
그러나, 종래의 분위기 가열장치(1)에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 강판 스트립(S)이 가열대(30)를 통과하는 과정에서 절연코팅용액 등으로부터 발생한 습식 증기(32)를 제거하기 위한 배출설비가 없어 습식 증기(32)의 배출이 제한되고 있다.
이와 같이 분위기 가열장치(1) 내에서 증발된 습식 증기(32)는 분위기 가열장치(1), 일례로 가열대(30)의 천정에서 응축물(34)로 응고된 후, 진행중인 강판 스트립(S)으로 응축물(34)이 떨어져 표면에 돌기(dent) 또는 이로 인한 흠집 등의 결함을 일으키는 현상이 빈번하게 발생하고 있다.
더욱이, 이와 같이 강판으로부터 발생한 습식 증기(32)는 가열대(30)의 출구측으로부터 공급되어 입구측으로 흐르는 분위기 가스의 흐름(A)에 의해 입구측 상부에 집중되고 있으며, 이에 따라 입구측 상부에서 응축물(34)로 응고된 후, 강판 스트립(S)으로 떨어져 표면에 돌기(dent) 또는 이로 인한 흠집 등의 결함을 일으키고 있다.
본 발명의 일 실시예는 소둔로의 입구와 인접한 곳에 습식 증기를 배출할 수 있도록 구조를 개선하여 습식 증기를 배출할 수 있도록 하여, 습식 증기의 응축물이 소재의 표면으로 떨어지며 발생하는 돌기(dent) 또는 이로 인한 흠집 등의 결함을 방지할 수 있도록 한 분위기 가열장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 분위기 가열장치는 고온의 분위기 가스를 이용하여 소재를 가열하는 분위기 가열부; 분위기 가열부의 일측에 제공되어 분위기 가스를 공급하는 분위기 가스 공급부; 및 분위기 가열부의 타측 상부 측면에 제공되어 소재를 가열한 분위기 가스를 배출하는 분위기 가스 배출부;를 포함하고, 분위기 가스 배출부는 분위기 가열부 상부의 타측 측면에 제공되어 소재를 가열한 분위기 가스 또는 소재의 가열시 발생한 습식 증기를 배출하는 과정에서 습식 증기의 응축물이 분위기 가스 배출부 내에 떨어지거나 분위기 가열부의 측면에 인접하여 낙하되도록 분위기 가스를 측면으로 배출한다.
삭제
또한, 분위기 가스 공급부는 분위기 가열부의 출구측에 인접하여 제공되고, 분위기 가스 배출부는 분위기 가열부의 입구측에 인접하여 제공될 수 있다.
또한, 분위기 가스 배출부는 분위기 가열부의 상부에 측방으로 연통하는 배기덕트와, 배기덕트에 제공되어 분위기 가스의 연소성 물질을 태워 배출하는 연소부를 포함할 수 있다.
또한, 분위기 가스 배출부는 연소부의 전단부에 제공되어 배기덕트를 통과하는 분위기 가스를 냉각하는 냉각부를 더 포함할 수 있다.
또한, 배기덕트의 일측에 제공되어 분위기 가스의 응축물을 회수하는 드레인부를 더 포함할 수 있다.
또한, 분위기 가열장치는 소둔로를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 소재의 가열시 발생한 습식 증기가 분위기 가열장치의 상부에 응축되지 않고 배출되도록 하여, 습식 증기의 응축물에 의한 돌기(dent) 또는 이로 인한 흠집 등의 결함을 방지할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 분위기 가열장치의 입구측을 확대하여 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분위기 가열장치를 개략적으로 도시한 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분위기 가열장치에 적용된 분위기 가스 배출부를 확대하여 도시한 단면도.
이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분위기 가열장치를 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분위기 가열장치에 적용된 분위기 가스 배출부를 확대하여 도시한 구성도이다.
도 2와 도 3을 참고하면, 본 실시예에 따른 분위기 가열장치(100)는 소재가 연속적으로 공급되는 라인에 적용되며, 일례로 본 실시예에서 분위기 가열장치(100)는 강판 스트립(S)을 포함하는 소재를 최종 제품 제조 과정인 코팅 정정시 표면 품질 향상을 위해 소재를 열처리하는 소둔로를 포함할 수 있다.
또한, 본 실시예에서 강판 스트립(S)은 방향성 전기강판을 포함하며, 품질 향상을 위해 절연코팅이 이루어질 수 있다.
또한, 본 실시예에서 코팅 정정 공정은 고온 소둔을 거친 강판 스트립(S)에 잔류된 산화마그네슘(MgO) 등을 제거하고, 그 표면에 절연 코팅 용액을 코팅한다. 또한, 이와 같이 절연 코팅된 강판 스트립(S)은 사용자가 요구하는 최종 제품의 형상과 폭 등으로 가공된 후, 코일 형태로 공급될 수 있다.
여기서, 강판 스트립(S)은 최종 제품으로 제조되는 과정에서 표면에 이물질 등에 의한 요철 흠이나 돌기 등이 발생할 수 있으며, 이러한 요철 흠이나 돌기는 코일로 권취되는 과정에서 강판 스트립(S)을 이송시키는 (도시되지 않은) 이물질 제거용 블레이드에 의해 제거될 수 있다.
또한, 본 실시예에서 강판 스트립(S)은 절연 코팅 후 코팅 용액의 건조가 덜 된 상태에서 분위기 가열장치(100), 일례로 소둔로로 진입될 수 있다.
한편, 본 실시예에서 강판 스트립(S)에 제공된 절연 코팅 용액은 성분내 물이 90% 이상 포함될 수 있으며, 강판 스트립(S)이 분위기 가열장치(100)를 통과하는 과정에서 코팅 용액의 일부가 증발되면서 습식 가스(흄 : fume)(132)를 발생시킨다.
본 실시예에서 분위기 가열장치(100)는 예열대(110), 가열대(130), 냉각대(160)로 이루어지며, 이러한 일련의 공정이 연속적으로 진행되도록 제공될 수 있다.
이러한 분위기 가열장치(100)는 내부에 다수의 롤러(R)가 서로 이격되어 설치되며, 이들 롤러(R)에 의해 강판 스트립(S)이 지지되며 연속적으로 이동할 수 있다.
한편, 본 실시예에서 분위기 가열부는 고온의 분위기 가스를 이용하여 소재를 가열하는 가열대(130)를 포함하며, 가열대(130)에는 강판 스트립(S)의 온도를 균일화하는 균열대(140)가 연계될 수 있다.
가열대(130)에는 가열원으로 다수의 (도시되지 않은) 히터가 구비될 수 있으며, 이러한 히터를 가동시켜 분위기 가스의 온도를 상승시킬 수 있다.
이때, 가열대(130)의 히터는 천연가스(LNG)를 원료로 내부를 가열할 수 있으며, 균열대(140)는 전기를 열원으로 하여 내부 온도를 조절할 수 있다.
또한, 가열대(130)의 후단에는 고온의 분위기 가스에 의해 가열된 강판 스트립(S)을 냉각하기 위한 냉각대(160)가 구비될 수 있다.
또한, 본 실시예에 분위기 가열부, 일례로 가열대(130)에서 냉각대(160)로 진입되기 전의 일측에는 내부로 분위기 가스를 공급하는 분위기 가스 공급부(200)가 인접되어 제공될 수 있다. 또한, 분위기 가스 공급부(200)는 균열대((140)에 연계될 수도 있다.
바람직하게는 분위기 가스 공급부(200)는 가열대(130)의 출구측에 인접하게 제공될 수 있다. 또한, 분위기 가스 공급부(200)는 가열대(130)의 출구측에 인접하여 분위기 가스를 공급하며, 이와 같이 공급된 분위기 가스는 가열대(130)의 입구측으로 흐를 수 있다.
따라서, 분위기 가열장치(100)에서 강판 스트립(S)이 가열대(130)를 통과하는 과정에서 발생한 습식 증기(132)는 분위기 가스의 흐름(A)에 의해 가열대(130)의 입구측으로 이동할 수 있다.
즉, 분위기 가열장치(100)는 가열대(130)의 출구측으로부터 공급된 분위기 가스가 히터 등에 의해 가열되어 상승되고, 내부에서 입구측으로 순환하는 흐름(A)이 형성됨에 따라 가열대(130)의 입구측으로 이동할 수 있다.
본 실시예에서 분위기 가열부, 일례로 가열대(130)의 일측에는 입구측으로 이동한 분위기 가스를 배출하는 분위기 가스 배출부(210)가 제공될 수 있다.
본 실시예에서 분위기 가스 배출부(210)는 가열대(130)의 상부에 측방으로 연통하도록 제공될 수 있으며, 습식 증기(132)와 함께 가열대(130)의 입구측으로 이동한 분위기 가스를 배출할 수 있다.
분위기 가스 배출부(210)는 가열대(130)의 상부에 측방으로 연통하는 배기덕트(212)를 포함할 수 있다.
따라서, 습식 증기(132)와 함께 가열대(130)의 입구측으로 이동한 분위기 가스는 배기덕트(212)로 유입된 후 배출될 수 있으며, 이 과정에서 배기덕트(212)에 습식 증기(132)의 응축물(134)이 발생하더라도 배기덕트(212)의 내부나 로 옆면으로 낙하되므로 응축물이 강판 스트립(S)으로 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시예에서 분위기 가스는 질소(N2) 등의 불활성 가스를 포함할 수 있으며, 강판 스트립(S)의 표면이 고온의 분위기 가스에 의해 산화되는 것을 방지하기 위해 5 내지 10%의 수소를 포함할 수 있다.
따라서, 분위기 가스 배출부(210)는 분위기 가스에 포함된 수소와 같은 연소성 물질을 연소하여 배출할 필요가 있으며, 이를 위해 배기덕트(212)의 일측에 제공된 연소부(216)를 포함할 수 있다.
연소부(216)는 버너(217)를 포함할 수 있으며, 분위기 가스에 포함된 수소를 태운 후 공기중으로 배출할 수 있다. 이러한 장치로는 번 오프(Burn-off) 설비 또는 가스 블리더(Gas Bleeder) 설비가 적용될 수 있다.
또한, 분위기 가스 배출부(210)는 연소부(216)의 전단부에 제공되어 배기덕트(212)를 통과한 분위기 가스의 온도를 낮추는 냉각부(218)를 더 포함할 수 있다.
또한, 냉각부(218)는 고온의 분위기 가스를 열교환에 의해 냉각하는 열교환기를 포함할 수 있으며, 이와 같이 냉각과정에서 흡수한 열을 후속공정 등으로 전달하도록 제공될 수 있다.
또한, 본 실시예에서 연소부(216)는 냉각부(218)로부터 소정 거리 이격되어 배치될 수 있으며, 일례로 연소부(216)는 냉각부(218)로부터 약 600mm 정도 이격되어 배치될 수 있다.
이와 같이 본 실시예의 분위기 가스 배출부(210)는 배기덕트(212)가 가열대(130)의 측면으로 연장됨에 따라 적절한 내부 부압을 유지할 수 있고, 연소부(216)가 냉각부(218)로 소정 거리 이격되어 적절한 온도로 유지됨에 따라 분위기 가스에 포함된 수소를 연소효율을 높일 수 있으며, 이에 따라 배출가스의 안전성 및 환경오염을 줄일 수 있다.
또한, 본 실시예에서 배기덕트(212)의 일측에는 하측으로 낙하되는 습식 증기(132)의 응축물(134)을 제거하기 위한 드레인부(drain)(214)를 더 포함할 수 있다.
드레인부(214)는 배기덕트(212)의 하부 일측에 제공된 드레인 홀을 포함할 수 있으며, 드레인 홀을 통해 배출된 응축물(134)을 저장하거나 배관 등을 통해 별도의 처리시설로 모아서 폐처리할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
100: 분위기 가열장치 110: 예열대
130: 가열대 132: 습식 가스
134: 응축물 140: 균열대
160: 냉각대 200: 분위기 가스 공급부
210: 분위기 가스 배출부 212: 배기덕트
214: 드레인부 216: 연소부
217: 버너 218: 냉각부
A: 분위기 가스의 흐름

Claims (7)

  1. 고온의 분위기 가스를 이용하여 소재를 가열하는 분위기 가열부; 상기 분위기 가열부의 일측에 제공되어 분위기 가스를 공급하는 분위기 가스 공급부; 및
    상기 소재를 가열한 분위기 가스를 배출하는 분위기 가스 배출부;를 포함하고,
    상기 분위기 가스 배출부는 상기 분위기 가열부 상부의 타측 측면에 제공되어 상기 소재를 가열한 분위기 가스 또는 상기 소재의 가열시 발생한 습식 증기를 배출하는 과정에서 상기 습식 증기의 응축물이 상기 분위기 가스 배출부 내에 떨어지거나 상기 분위기 가열부의 측면에 인접하여 낙하되도록 분위기 가스를 측면으로 배출하는 분위기 가열장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 분위기 가스 공급부는 상기 분위기 가열부의 출구측에 인접하여 제공되고,
    상기 분위기 가스 배출부는 상기 분위기 가열부의 입구측에 인접하여 제공된 것을 특징으로 하는 분위기 가열장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 분위기 가스 배출부는
    상기 분위기 가열부 상부의 측방으로 연통하는 배기덕트와,
    상기 배기덕트에 제공되어 상기 분위기 가스의 연소성 물질을 태워 배출하는 연소부를 포함하는 것을 특징으로 하는 분위기 가열장치.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 분위기 가스 배출부는
    상기 연소부의 전단부에 제공되어 상기 배기덕트를 통과하는 분위기 가스를 냉각하는 냉각부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분위기 가열장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 배기덕트의 일측에 제공되어 상기 분위기 가스의 응축물을 회수하는 드레인부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분위기 가열장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 분위기 가열장치는 소둔로를 포함하는 것을 특징으로 하는 분위기 가열장치.
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