KR101330536B1 - 제철소용 연주설비 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 주형과 냉각부를 통과하여 공급되는 슬래브가 안착되는 이송롤러와, 이송롤러를 따라 이동되는 슬래브로부터 배출되는 열에너지에 의해 일측이 가열되는 온도편차부와, 온도편차부의 타측을 냉각시켜 온도편차부의 일측과 타측의 온도 편차를 가중시키는 과열방지부와, 온도편차부에서 발생되는 전기에너지를 저장하는 충전부를 포함한다.

Description

제철소용 연주설비 {CONTINUOUS CASTING FACILITY FOR IRONWORKS}
본 발명은 제철소용 연주설비에 관한 것으로서, 특히, 연주공정에 의해 생산되는 슬래브로부터 배출되는 폐열을 회수하여 전기에너지를 생산할 수 있도록 하는 제철소용 연주설비에 관한 것이다.
일반적인 철강제조는 용선을 생산하는 제선공정, 용선에서 불순물을 제거하는 제강공정, 액체 상태인 철이 고체가 되는 연주공정, 철을 강판이나 선재로 만드는 압연공정으로 이루어진다.
연주공정은 액체 상태인 용강을 주형(Mold)에 주입한 후 연속 주조기를 통과시키면서 냉각, 응고시켜 연속적으로 슬래브(Slab)나 블룸(Bloom) 등의 중간 소재로 만들어내는 공정이다.
이 과정에서 블룸은 다시 강편 압연기를 거쳐 빌릿(Billet)으로 변하며 선재 압연기를 통해 선재로 가공된다.
또한, 슬래브는 후판 압연기를 거쳐 후판으로 생산되거나 열간 압연장치를 통과하면서 열연코일이나 열연강판 등으로 만들어진다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 10-2002-0040435호(2002년 5월 30일 공개, 발명의 명칭 : 해수 강관용 스테인레스강의 표층결함 저감을 위한 연속주조방법)에 개시되어 있다.
본 발명은 연주공정에 의해 생산되는 슬래브로부터 배출되는 폐열을 회수하여 전기에너지를 생산할 수 있도록 하는 제철소용 연주설비를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은, 주형과 냉각부를 통과하여 공급되는 슬래브가 안착되는 이송롤러; 상기 이송롤러를 따라 이동되는 슬래브로부터 배출되는 열에너지에 의해 일측이 가열되는 온도편차부; 상기 온도편차부의 타측을 냉각시켜 상기 온도편차부의 일측과 타측의 온도 편차를 가중시키는 과열방지부; 및 상기 온도편차부에서 발생되는 전기에너지를 저장하는 충전부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 온도편차부는, 상기 이송롤러에 대향되게 배치되는 가열금속부; 및 상기 가열금속부와 간격을 유지하도록 배치되고 상기 과열방지부에 밀착되는 냉각금속부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 과열방지부는, 상기 냉각금속부에 밀착되게 설치되고 냉각수가 담수되는 챔버; 상기 챔버로부터 공급되는 냉각수가 담수되는 수조; 및 상기 수조에 담수된 냉각수를 상기 챔버로 순환시키는 급수펌프를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 과열방지부는, 상기 수조의 급수관에 설치되는 급수밸브; 상기 수조의 배수관에 설치되는 배수밸브; 상기 수조에 담수되는 냉각수의 온도를 감지하는 제1온도감지센서; 및 상기 제1온도감지센서로부터 송신되는 온도신호가 설정온도를 초과하면 상기 급수밸브 및 상기 배수밸브에 작동신호를 송신하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 온도편차부를 지지하는 지지대에는 슬래브의 통과여부를 판단하도록 제2온도감지센서가 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 제철소용 연주설비는, 연주공정이 완료되어 상온에서 냉각되는 슬래브로부터 배출되는 폐열을 활용하여 전기에너지를 생산할 수 있어 제철소의 에너지 효율이 향상되는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제철소용 연주설비가 도시된 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제철소용 연주설비의 온도편차부 장차구조가 도시된 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제철소용 연주설비가 도시된 블록도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 제철소용 연주설비의 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 제철소용 연주설비가 도시된 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제철소용 연주설비의 온도편차부 장차구조가 도시된 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제철소용 연주설비가 도시된 블록도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제철소용 연주설비는, 주형(16)과 냉각부(18)를 통과하여 공급되는 슬래브(100)가 안착되는 이송롤러(30)와, 이송롤러(30)를 따라 이동되는 슬래브(100)로부터 배출되는 열에너지에 의해 일측이 가열되는 온도편차부(50)와, 온도편차부(50)의 타측을 냉각시켜 온도편차부(50)의 온도 편차를 가중시키는 과열방지부(70)와, 온도편차부(50)에서 발생되는 전기에너지를 저장하는 충전부(80)를 포함한다.
연주공정이 진행되면 래들(12)로부터 공급되는 용선이 턴디쉬(14)를 지나 주형(16)에 공급되어 용선이 슬래브(100) 모양으로 성형되고, 냉각부(18)를 통과하면서 슬래브(100)의 모양이 완성된다.
냉각부(18)를 통과한 슬래브(100)는 이송롤러(30)를 통해 다음 공정으로 이동되는데, 이송롤러(30)의 상면에 안착된 상태에서 상온에 노출되어 설정시간 동안 냉각된다.
이때, 슬래브(100)로부터 배출되는 열에너지에 의해 온도편차부(50)의 일측이 가열되고, 온도편차부(50)의 타측은 과열방지부(70)에 의해 과열이 방지되므로 온도편차부(50)의 일측과 타측 사이에 온도 편차가 발생된다.
온도편차부(50)는 온도 편차에 의해 전기에너지를 발생시키는 열전쌍을 포함하여 이루어지므로 온도편차부(50)의 일측과 타측 사이의 온도 편차가 설정치 이상으로 커지면 온도편차부(50)에서 발생되는 전기에너지를 충전부(80)에 저장할 수 있게 된다.
따라서 연주설비에서 소모되는 폐열을 활용하여 제철소에서 요구되는 전기에너지를 생산할 수 있게 된다.
온도편차부(50)는, 이송롤러(30)에 대향되게 배치되는 가열금속부(52)와, 가열금속부(52)와 간격을 유지하도록 배치되고 과열방지부(70)에 밀착되는 냉각금속부(54)를 포함한다.
열전쌍을 이루는 가열금속부(52)는 구리, 철, 크로멜(Chromel) 및 텅스텐을 포함하고, 냉각금속부(54)는 콘스탄탄(Constantan), 알루멜(Alumel) 및 백금을 포함한다.
가열금속부(52)는 지지대(86)에 의해 이송롤러(30)의 상부에 배치되도록 설치되고, 가열금속부(52)의 상부에 냉각금속부(54)가 간격을 유지하며 설치된다.
따라서 이송롤러(30)를 따라 이동되는 슬래브(100)로부터 발생되는 열에너지에 의해 가열금속부(52)가 가열되고, 가열금속부(52)와 비교하여 상측에 배치되는 냉각금속부(54)는 과열방지부(70)에 의해 가열되는 정도가 낮다.
과열방지부(70)는, 냉각금속부(54)에 밀착되게 설치되고 냉각수가 담수되는 챔버(72)와, 챔버(72)로부터 공급되는 냉각수가 담수되는 수조(74)와, 수조(74)에 담수된 냉각수를 챔버(72)로 순환시키는 급수펌프(76)를 포함한다.
급수펌프(76)가 구동되면 수조(74)에 담수된 냉각수가 챔버(72)로 순환되므로, 챔버(72)에 밀착되게 설치되는 냉각금속부(54)로부터 열에너지를 흡수한 냉각수가 수조(74)로 순환된다.
따라서 냉각금속부(54)는 섭씨온도 약 1200도까지 가열되는 슬래브(100)로부터 발생되는 열에너지에 의해 과열되는 것이 방지되므로 가열금속부(52)와 냉각금속부(54)는 섭씨온도 500도 이상까지 온도 차이가 발생하게 된다.
과열방지부(70)는, 수조(74)의 급수관(77)에 설치되는 급수밸브(77a)와, 수조(74)의 배수관(78)에 설치되는 배수밸브(78a)와, 수조(74)에 담수되는 냉각수의 온도를 감지하여 온도신호를 송신하는 제1온도감지센서(82)와, 제1온도감지센서(82)로부터 송신되는 온도신호가 제1설정온도를 초과하면 급수밸브(77a) 및 배수밸브(78a)에 작동신호를 송신하는 제어부(90)를 포함한다.
수조(74)와 챔버(72)를 순환하는 냉각수의 온도가 제1설정온도를 초과하면 제1온도감지센서(82)로부터 송신되는 온도신호에 따라 제어부(90)에서 급수밸브(77a) 및 배수밸브(78a)에 작동신호를 송신하게 된다.
제어부(90)에서 송신되는 작동신호에 따라 배수밸브(78a)가 개방되면 수조(74)에 담겨진 냉각수가 배수관(78)을 따라 배수되고, 배수밸브(78a)가 폐쇄된 후에 급수밸브(77a)가 개방되면 급수원으로부터 공급되는 제1설정온도 미만의 냉각수가 공급된다.
따라서 수조(74)에 담수되는 냉각수의 온도가 제1설정온도를 넘지 않게 되므로 냉각수에 의해 냉각금속부(54)의 가열이 억제된다.
또한, 온도편차부(50)를 지지하는 지지대(86)에는 슬래브(100)의 통과여부를 판단하도록 제2온도감지센서(84)가 설치된다.
따라서 제2온도감지센서(84)로부터 송신되는 온도신호가 제2설정온도를 초과하면 제어부(90)에서 슬래브(100)가 통과되는 것으로 판단하여 급수펌프(76)에 구동신호를 송신하게 된다.
제2온도감지센서(84)로부터 송신되는 온도신호가 제2설정온도 이하이면 슬래브(100)의 공급이 중단된 것으로 판단하여 제어부(90)로부터 급수펌프(76)에 정지신호를 송신하게 된다.
따라서 슬래브(100)가 통과하지 않는 동안에는 급수펌프(76)가 구동되지 않게 되므로 전기에너지를 절약할 수 있게 된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 제철소용 연주설비의 작동을 살펴보면 다음과 같다.
연주공정이 개시되면 래들(12)로부터 떨어지는 용선이 턴디쉬(14)를 통과하여 주형(16)에 공급되므로 슬래브(100)의 모양을 이루게 되고, 주형(16)으로부터 배출되는 용선이 냉각부(18)를 통과하면서 용선이 냉각되어 슬래브(100)를 이루게 된다.
냉각부(18)로부터 배출되는 슬래브(100)는 이송롤러(30)의 상면에 안착된 상태로 상온에 노출되어 냉각되는데, 이때, 슬래브(100)로부터 배출되는 열에너지는 가열금속부(52)를 가열시키게 된다.
또한, 제2온도감지센서(84)로부터 송신되는 온도신호가 제2설정온도를 초과하면 제어부(90)에서 슬래브(100)의 공급을 판단하고, 급수펌프(76)에 작동신호를 송신하므로 수조(74)에 담수된 냉각수가 챔버(72)로 순환되면서 냉각금속부(54)의 냉각작동을 행하게 된다.
따라서 가열금속부(52)와 냉각금속부(54) 사이에 온도차가 발생되면서 열전쌍으로 이루어지는 가열금속부(52)와 냉각금속부(54) 사이에서 제백효과에 의한 전기에너지가 발생된다.
상기한 바와 같은 작동에 의해 발생되는 전기에너지는 충전지에 저장되고, 과열방지부(70)의 냉각작동이 장시간 지속되어 냉각수의 온도가 제1설정온도 이상으로 상승되면 제어부(90)로부터 송신되는 작동신호에 따라 배수밸브(78a) 및 급수밸브(77a)가 개폐된다.
배수밸브(78a)가 먼저 개방되면 수조(74) 내부에 담수되는 냉각수가 배수관(78)을 따라 수조(74) 외부로 배수되고, 배수밸브(78a)가 폐쇄된 후에 급수밸브(77a)가 개방되면 급수원으로부터 공급되는 냉각수가 수조(74)에 담수된다.
상기한 작동에 의해 연주공정이 완료되어 상온에서 냉각되는 슬래브(100)로부터 배출되는 폐열을 활용하여 전기에너지를 생산할 수 있어 제철소의 에너지 효율이 향상된다.
이로써, 연주공정에 의해 생산되는 슬래브(100)로부터 배출되는 폐열을 회수하여 전기에너지를 생산할 수 있도록 하는 제철소용 연주설비를 제공할 수 있게 된다.
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.
또한, 제철소용 연주설비를 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 제철소용 연주설비가 아닌 다른 제품에도 본 발명의 연주설비가 사용될 수 있다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
12 : 래들 14 : 턴디쉬
16 : 주형 18 : 냉각부
30 : 이송롤러 50 : 온도편차부
52 : 가열금속부 54 : 냉각금속부
70 : 과열방지부 72 : 챔버
74 : 수조 76 : 급수펌프
77 : 급수관 77a : 급수밸브
78 : 배수관 78a : 배수밸브
80 : 충전부 82 : 제1온도감지센서
84 : 제2온도감지센서 86 : 지지대
90 : 제어부 100 : 슬래브

Claims (5)

  1. 주형과 냉각부를 통과하여 공급되는 슬래브가 안착되는 이송롤러;
    상기 이송롤러를 따라 이동되는 슬래브로부터 배출되는 열에너지에 의해 일측이 가열되는 온도편차부;
    상기 온도편차부의 타측을 냉각시켜 상기 온도편차부의 일측과 타측의 온도 편차를 가중시키는 과열방지부; 및
    상기 온도편차부에서 발생되는 전기에너지를 저장하는 충전부를 포함하고,
    상기 온도편차부는, 상기 이송롤러에 대향되게 배치되는 가열금속부; 및
    상기 가열금속부와 간격을 유지하도록 배치되고 상기 과열방지부에 밀착되는 냉각금속부를 포함하는 것을 특징으로 하는 제철소용 연주설비.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 과열방지부는,
    상기 냉각금속부에 밀착되게 설치되고 냉각수가 담수되는 챔버;
    상기 챔버로부터 공급되는 냉각수가 담수되는 수조; 및
    상기 수조에 담수된 냉각수를 상기 챔버로 순환시키는 급수펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 제철소용 연주설비.
  4. 제3항에 있어서, 상기 과열방지부는,
    상기 수조의 급수관에 설치되는 급수밸브;
    상기 수조의 배수관에 설치되는 배수밸브;
    상기 수조에 담수되는 냉각수의 온도를 감지하는 제1온도감지센서; 및
    상기 제1온도감지센서로부터 송신되는 온도신호가 설정온도를 초과하면 상기 급수밸브 및 상기 배수밸브에 작동신호를 송신하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 제철소용 연주설비.
  5. 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온도편차부를 지지하는 지지대에는 슬래브의 통과여부를 판단하도록 제2온도감지센서가 설치되는 것을 특징으로 하는 제철소용 연주설비.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0899158A (ja) * 1994-09-30 1996-04-16 Hitachi Ltd 薄スラブ連続鋳造機及び薄スラブ連続鋳造方法
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