KR101360669B1 - 가열로 및 이를 이용한 가열소재의 선택적 추출방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 투입된 소재를 가열하고 배출토록 제공된 장치하우징과 상기 장치하우징의 내부에 설치되고, 가열된 소재의 온도를 측정토록 제공되는 온도측정센서 및 상기 장치하우징의 내부에 배치되고, 상기 온도측정센서에 의해 측정된 소재의 온도 중 목표온도에 도달된 소재만을 선택적으로 추출토록 제공된 선택추출수단을 포함하는 가열로 및 이를 이용한 가열소재의 선택적 추출방법에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 가열로의 균열대에서 가열 목표 온도에 먼저 도달된 소재를 장입된 순서에 관계없이 선택적으로 추출 가능하도록 하여 소재의 과가열 방지, 산화층 저감 및 가열로의 열효율 향상에 기여하는 효과가 있다.

Description

가열로 및 이를 이용한 가열소재의 선택적 추출방법{Heating furnace and method for selective extractment of slab using the same}

본 발명은 가열로 및 이를 이용한 가열소재의 선택적 추출방법에 관한 것으로, 구체적으로 가열로의 균열대에서 가열 목표온도에 먼저 도달된 소재를 선택적으로 추출할 수 있도록 구성된 가열로 및 이를 이용한 가열소재의 선택적 추출방법에 관한 것이다.

일반적으로 열간 압연을 수행하기 위해서는 슬라브 등의 소재 온도를 열간 압연 가능온도까지 상승시켜야 한다. 이를 수행하기 위해 가열로가 이용되는데, 도 1에는 가열로의 대략적인 구성이 도시되어 있다.

도 1를 참고하면, 통상 가열로(1)는 예열대, 가열대 및 균열대로 구성된다. 먼저 소재(10)가 가열로(1)의 장입구(2)를 통해 투입되면 먼저 예열대로 진입하게 된다. 예열대에서는 소재(10)를 본격적으로 가열하기 전에 사전에 서서히 소재(10)의 온도를 상승시킴으로써 급격한 가열로 인한 소재(10)의 변형을 방지하게 된다.

예열대에서 온도가 상승된 소재(10)는 이제 가열대로 진입하게 되고 본격적으로 열간 압연이 가능한 온도까지 가열이 시작되게 된다. 그리고 가열대에서 가열이 완료된 소재(10)는 마지막으로 균열대로 이동하게 된다.

균열대에서는 소재(10)의 각 부분의 온도가 전체적으로 균일한 온도를 유지할 수 있도록 하는 역할을 수행한다. 가열대에서는 소재(10)를 열간 압연 가능온도까지 상승시키기 위한 것이므로 소재(10)의 각 부분의 온도가 전체적으로 균일하지 않을 수 있기 때문에 균열대에서는 이를 보완하는 것이다.

이때 소재(10)의 원활한 가열을 위해 가열로(1) 내부로 산소 등의 분위기 가스를 유동시켜 가열한 다음 배기덕트(5)를 통해 외부로 배출되도록 하고 있다.

여기서, 예열대에서 균열대까지 소재(10)의 이동은 스키드 부재(20)에 의해 이뤄진다. 도 2에는 고정빔(21)과 이동빔(25)으로 이뤄진 스키드 부재(20)를 확인할 수 있는데, 중앙부에 위치하는 두 개의 지지빔이 이동빔(25)이고 이동빔(25) 외측으로 배치된 지지빔이 고정빔(21)이 된다. 물론 상기와 같은 스키드부재(20)의 배치는 가열로마다 차이는 있다.

고정빔(21)과 이동빔(25)은 가열로(1)내에서 예열대부터 균열대까지 하나의 라인으로 길게 이어져 있다. 소재(10)의 이동은 이동빔(25)이 가열로(1)의 하단에 배치된 별도의 구동수단에 의해 상승→전진→하강→후진을 반복하며 장입방향에서 추출방향으로 이동시키게 된다.

이 경우 고정빔(21)은 소재(10)가 이동빔(25)에 의해 이동되는 중간 중간 소재(10)를 지지하는 역할을 하게 된다. 그리고 스키드부재(20)의 상단측에는 냉각수로(22,26)가 형성되어 있어 고온의 소재(10)에 의해 스키드부재(20)의 상단이 변형되는 것을 방지하도록 하고 있다.

그런데 위와 같은 구조로 이뤄진 종래 가열로의 경우 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 장입된 순서에 따라 소재가 가열로 외부로 추출되게 된다. 즉 소재 A 가 추출되기 위해서는 소재 C 와 B 가 추출되어야만 한다.

이는 나중에 장입된 소재가 먼저 열간 압연 가능온도에 도달하였지만, 먼저 장입된 소재가 아직 열간 압연 가능온도에 도달하지 못한 경우에 계속 대기되어야만 하는 결과가 발생된다.

여기서, 가열로내에서는 연소반응을 돕기 위해 산소 등의 분위기 가스가 투입되는데, 이는 산화반응을 통해 소재의 표면에 산화층을 발생시킨다. 그런데 장시간 대기되며 가열되는 소재의 표면은 가열되는 시간이 길어짐에 따라 산화반응이 일어나는 시간이 길어지게 되고 그에 따라 산화층은 한층 두꺼워지게 된다.

이미 열간 압연 가능온도에 도달되었지만, 추출되지 못하고 대기하고 있는 소재의 경우에는 상기 산화층의 두께는 더 두꺼워질 수 밖에 없다. 상기 산화층은 완제품을 생산하게 전에 제거되어야 하는 부분이고 회수가 불가능하므로 상기 산화층이 두꺼워 질수록 실수율은 저하되게 된다.

또한, 이미 열간 압연 가능온도에 도달된 소재에 대한 지속적인 가열은 가열로 전체적인 열효율에도 좋지 않은 영향을 미치게 된다.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위해서 제안된 것으로서, 가열로의 균열대에서 가열 목표 온도에 먼저 도달된 소재를 장입된 순서에 관계없이 선택적으로 추출 가능하도록 하여 소재의 과가열 방지, 산화층 저감 및 가열로의 열효율 향상에 기여할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 실시예는 다음과 같은 가열로 및 이를 이용한 가열소재의 선택적 추출방법을 제공한다.

본 발명인 가열로는 투입된 소재를 가열하고 배출토록 제공된 장치하우징과 상기 장치하우징의 내부에 설치되고, 가열된 소재의 온도를 측정토록 제공되는 하나 이상의 온도측정센서 및 상기 장치하우징의 내부에 배치되고, 상기 온도측정센서에 의해 측정된 소재의 온도 중 목표온도에 도달된 소재만을 선택적으로 추출토록 제공된 선택추출수단를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 선택추출수단은 상기 장치하우징의 내부 일측에 소재의 이동방향에 수직하게 설치되고, 소재를 밀도록 제공되는 하나 이상의 푸쉬부재 및 상기 장치하우징의 내부에서 상기 푸쉬부재의 반대측에 설치되고, 상기 푸쉬부재에 의해 밀려진 소재를 추출방향측으로 이동토록 제공되는 이동부재를 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 상기 이동부재는 소재를 안착토록 제공된 지지프레임 및 상기 장치하우징의 하단에서 소재의 추출방향측으로 설치되고 상기 지지프레임과 연결되며, 상기 지지프레임을 이동토록 제공되는 이동레일를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 이동부재는 상기 지지프레임을 승강토록 유압실린더를 더 포함하되, 상기 이동레일과 유압실린더에 의해 상기 지지프레임은 상승→전진→하강→후진 이동하며 소재가 추출되도록 구성될 수 있다.

더하여, 상기 장치하우징은 예열대, 가열대 및 균열대를 포함하되, 상기 선택추출수단은 상기 균열대에 설치될 수 있다.

여기서, 상기 장치하우징은 상기 장치하우징의 일측에 설치되고 소재가 투입되는 장입구와 상기 장치하우징의 내부에 배치되고, 상기 장입구를 통해 투입된 소재를 이동시키는 이동빔과 상기 이동빔에 의해 이동되는 동안 소재를 지지하는 고정빔이 구비된 소재이동수단과 상기 소재이동수단에 의해 이동되는 소재를 가열시키는 복수의 버너 및 상기 장치하우징에서 상기 장입구의 반대측에 배치되고 가열된 소재가 배출되는 추출구를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명인 가열소재의 선택적 추출방법은 가열된 소재의 온도를 측정하는 단계와 상기 온도측정 결과에 따라 가열된 소재 중 목표온도에 도달된 소재를 선택하고 상기 선택된 소재의 위치를 판단하는 단계 및 상기 선택된 소재를 우선 추출하는 단계를 포함하며, 상기 가열로는 예열대, 가열대 및 균열대로 구성되고, 상기 선택된 소재의 추출은 균열대에서 이뤄지되, 상기 선택된 소재를 우선 추출하는 단계는, 상기 선택된 소재를 상기 가열로의 균열대에서 소재의 추출방향에 수직하게 일측으로 미는 단계 및 상기 선택된 소재를 상기 가열로의 소재 추출방향으로 이동시켜 추출하는 단계를 더 포함하며, 상기 가열로는 추출롤을 구동하여 소재를 추출하도록 구성되되, 상기 선택된 소재를 상기 가열로의 소재 추출방향으로 이동시켜 추출하는 단계는, 상기 선택된 소재를 상승시키는 단계와 상기 상승된 소재를 소재 추출방향으로 이동시켜 상기 추출롤 상부에 위치시키는 단계 및 상기 추출롤 상부에 위치한 소재를 하강시켜 상기 추출롤에 안착시키는 단계 및 상기 추출롤의 구동에 의해 상기 선택된 소재를 추출하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

삭제

삭제

본 발명인 가열로 및 이를 이용한 가열소재의 선택적 추출방법은 위와 같은 구성을 통해 균열대에서 추출대기 중인 가열소재 중에서 먼저 가열 목표온도에 도달된 소재를 장입순서에 관계없이 추출하여 다음 공정으로 이송할 수 있는 효과가 있다.

또한, 가열 목표온도에 도달된 특정소재를 우선 추출하게 됨으로써, 이미 목표온도에 도달된 소재가 과가열되는 것을 방지할 수 있으며, 소재의 표면에 산소 등의 분위기 가스에 의한 산화층 형성을 저감시키는 효과를 기대할 수 있다.

그리고, 이는 불필요한 열공급을 제한할 수 있어 가열로 전체적으로 열효율이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 가열로 전체 개략도이다.
도 2는 종래 가열로에서 스키드부재에 의해 소재가 장입순서에 따라 추출되는 상태를 나타낸 정면도이다.
도 3a은 도 2에 도시된 가열로의 평면도이다.
도 3b는 도 3a에 도시된 가열로에서 소재가 추출되는 순서를 도시한 개념도이다.
도 4a는 본 발명인 가열로의 평면도이다.
도 4b는 도 4a에 도시된 가열로에서 소재가 선택적으로 추출되는 모습을 도시한 개념도이다.
도 5a는 본 발명에서 추출대상 소재의 위치에 배치된 푸쉬부재를 선택하는 단계가 도시된 정면도이다.
도 5b는 도 5a에서 선택된 푸쉬부재가 추출대상 소재를 이동부재로 미는 단계가 도시된 정면도이다.
도 6a는 본 발명의 이동부재에 추출대상 소재가 안착토록 이동된 모습을 나타낸 측면도이다.
도 6b는 도 6a에 도시된 이동부재가 구동부의 구동에 따라 상승하는 단계가 도시된 측면도이다.
도 6c는 도 6b에 도시된 이동부재가 구동부의 구동에 따라 추출롤 방향으로 이동하는 단계가 도시된 측면도이다.
도 6d는 도 6c에 도시된 이동부재가 구동부의 구동에 따라 하강하며 추출대상 소재를 추출롤 상단에 안착시키고 추출되도록 하는 단계가 도시된 측면도이다.
도 7a는 도 4a에 도시된 지지프레임(A)의 제2 냉각수로에 관한 단면도이다.
도 7b는 도 7a에 도시된 이동부재의 C-C' 단면도이다.
도 7c는 도 4a에 도시된 푸쉬부재(B)의 제1 냉각수로에 관한 단면도이다.

상기와 같은 본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 가열로 및 이를 이용한 가열소재의 선택적 추출방법에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 하겠다.

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, 가열로의 균열대에서 가열 목표 온도에 먼저 도달된 소재를 장입된 순서에 관계없이 선택적으로 추출 가능토록 하는 것을 기초로 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명하도록 한다.

도 4a는 본 발명인 가열로의 평면도이며, 도 4b는 도 4a에 도시된 가열로에서 소재가 선택적으로 추출되는 모습을 도시한 개념도이다.

도 4a 및 도 4b를 참고하면, 본 발명인 가열로의 구성은 투입된 소재를 가열하고 배출토록 제공된 장치하우징(110)과 상기 장치하우징(110)의 내부에 설치되고, 가열된 소재의 온도를 측정토록 제공되는 온도측정센서(130) 및 상기 장치하우징(110)의 내부에 배치되고, 상기 온도측정센서(130)에 의해 측정된 소재의 온도 중 목표온도(엄밀하게는 열간 압연 가능온도임)에 도달된 소재만을 선택적으로 추출토록 제공된 선택추출수단(200)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 장치하우징(110)은 열간 압연 공정에서 슬라브 등의 소재를 열간 압연 가능온도까지 상승시키는 가열로의 벽체로 제공될 수 있다. 상기 장치하우징(110)은 외측둘레에 따라서는 철피(115)로 구성되며, 내측둘레에 따라서는 내화재(116)로 구성된다. 이는 상기 장치하우징(110)의 내부에는 복수의 버너가 설치되고, 상기 버너로부터 발생되는 고열로부터 상기 장치하우징(110)을 보호하기 위함이다.

여기서, 상기 내화재(116)는 노벽, 연도벽 등을 형성하는 것으로서, 고온의 연소 가스, 화학작용 등에도 충분히 견딜 수 있는 재료이며, 내화재(116)의 원료로는 점토질, 고알루미나질, 크롬질 등이 사용될 수 있고, 정형 내화물인 내화벽돌과 부정형 내화물이 존재한다. 본 발명의 실시예에서는 가열로의 형상에 대응하는 내화벽돌로 구현된다.

상기 장치하우징(110)의 일측에는 장입구(111)가 배치된다. 상기 장입구(111)로는 제선, 제강공정을 거친 소재가 투입되게 된다.

상기 장입구(111)로 투입된 소재는 상기 장입구(111)측에 설치되어 있는 복수의 장입롤(120)에 의해 장치하우징(110) 내부로 이동하게 된다. 다만 상기 장입롤(120) 방식외에도 푸숴기(Pusher)를 통해 소재를 상기 장치하우징(110) 내부로 밀어주는 방식도 고려될 수 있으며, 따라서 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 장치하우징(110) 내부로 이동된 소재는 예열대, 가열대 및 균열대를 거친 후 상기 장치하우징(110)에서 상기 장입구(111)의 반대측에 설치된 추출구(113)를 통해 배출되게 된다. 상기 추출구(113)측에는 복수의 추출롤(140)이 설치되어 있고, 이는 이동된 소재를 외부로 배출하도록 하는 역할을 하며, 역시 푸숴기(Pusher)를 이용한 방식으로도 구현될 수 있고, 따라서 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 예열대, 가열대 및 균열대 부분에는 상기 장치하우징(110) 내부의 상,하단 또는 측단에도 복수의 버너가 구비되어 이동하는 소재를 가열토록 할 수 있다. 다만 상기 버너의 위치는 가열로에 따라 다르게 구현될 수 있을 것이다.

그리고 상기 장치하우징(110) 내부에서 소재의 이동은 소재이동수단(150)에 의해 이뤄진다. 상기 소재이동수단(150)은 푸숴타입(Push type)의 가열로에서는 푸숴기(Pusher)를 통해 장입구(111)측에서 추출구(113)측으로 밀어주는 방식으로도 구현될 수 있다. 다만, 본 발명의 실시예에서는 스키드부재(Skid beam)에 의해 구현된다.

여기서, 스키드부재 타입(Skid beam type)인 상기 소재이동수단(150)은, 상기 장치하우징(110)의 내부에서 소재 추출방향으로 설치되고, 소재를 이동토록 제공된 이동빔(151) 및 상기 장치하우징(110)의 내부에서 소재 추출방향으로 설치되고, 상기 이동빔(151)에 의해 이동되는 소재를 일시 지지토록 제공된 고정빔(155)를 포함하여 구성될 수 있다.

구체적으로 상기 이동빔(151)은 상기 장입구(111)측에서 상기 추출구(113)측까지 일직선으로 길게 이어져 있다. 그리고 도 5a를 참고하면, 상기 이동빔(151)은 소재가 안착되는 부분인 상단은 내화재로 이뤄진 스키드버튼(153)이 장착되어 있으며, 상기 스키드버튼(153)의 하단에는 고온소재로 인해 상기 이동빔(151)의 상단이 가열되어 변형되는 것을 방지하게 위해 냉각수로(152)가 형성되어 있다.

상기 이동빔(151)의 하단에는 이동빔 구동부(159)가 설치된다. 상기 이동빔 구동부(159)가 구동되면 상기 이동빔(151)은 상승→전진→하강→후진하게 되고, 이에 따라 상기 이동빔(151)의 상단에 안착되어 있던 소재가 서서히 상기 장입구(111)측에서 추출구(113)측으로 이동하게 된다. 여기서 상기 이동빔 구동부(159)는 종래 방식이 사용될 수 있다.

그리고, 상기 고정빔(155)은 상기 이동빔(151)이 이동됨에 따라 소재가 상기 장입구(111)측에서 추출구(113)측으로 전진할 때 중간 중간 소재를 지지하는 역할을 하게 된다. 상기 이동빔(151)이 상승하고 전진한 후 하강시 소재는 상기 이동빔(151)에서 고정빔(155)측에 걸쳐지게 되면서 일시적으로 상기 고정빔(155)에 의해 지지되게 된다. 이후 다시 상기 이동빔(151)이 구동하면서 다시 한번 상승하고 전진한 후 하강을 반복하면서 이동하게 되는 것이사.

상기 고정빔(155) 역시 상단에는 스키드버튼(157)이 설치되어 있고, 상기 스키드버튼(157)의 하단에는 냉각수로(156)가 구비되어 고온소재로 인한 변형으로부터 상기 고정빔(155)을 보호하게 된다.

물론 소재는 상기 이동빔(151)에 의해 서서히 이동하고, 상기 고정빔(155)에 의해 지지되면 상기 장치하우징(110) 내부에 설치된 복수의 버너에 의해 열간 압연 가능온도까지 가열되게 된다. 여기서 도 3a에 도시된 상기 이동빔(151)과 고정빔(155)의 구성은 한 실시예에 불과하며, 상기 이동빔(151)과 고정빔(155)의 설치 개수, 배열 순서, 등은 가열로에 따라 변경될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

다음으로, 상기 온도측정센서(130)는 구체적으로 상기 장치하우징(110)내에서 소재가 이동하는 방향의 측벽에 설치될 수 있다. 종래의 가열로에도 써머커플( thermo couple)이 설치되어 가열로 내부 온도를 측정하였다. 다만 이는 소재의 온도보다는 가열로 내부에 존재하는 산소 등의 분위기 가스의 온도를 통해 가열로 내부 상황을 파악하는 것이다.

본 발명의 실시예에서 사용되는 온도측정센서(130)는 기존의 써머커플과는 달리 소재의 온도를 파악하기 위해서 설치된다. 물론 상기 온도측정센서(130)는 써머커플로 구현될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 내열성을 갖추고 고온소재의 온도를 측정할 수 있다면 다른 온도측정기구도 포함될 수 있다.

상기 온도측정센서(130)는 상기 장치하우징(110)의 균열대 부분에서 소재가 이동하는 방향측 내부 측벽에 설치될 수 있다. 이는 고온소재의 측면에서 소재마다의 온도를 측정함으로써, 보다 분명하게 어떤 소재가 가열 목표 온도에 도달하였는지 여부를 판단하기 위함이다.

도 4a에는 상기 온도측정센서(130)가 상기 장치하우징(110)의 균열대 부분에 설치된 모습을 확인할 수 있다. 도 5a를 참고하면, 상기 온도측정센서(130)는 상기 선택추출수단(200)의 상단에 장착되어 있다. 다만, 상기 위치에 한정되는 것은 아니며, 소재의 온도를 적절히 측정할 수 있다면 다른 위치에도 설치될 수 있다. 예컨대 소재의 하단에서 지지대를 통해 소재 방향으로 돌출되고 상기 지지대의 단부에 상기온도측정센서(130)를 설치하여 소재의 근접한 상태에서 측정할 수도 있을 것이다(미도시).

상기 온도측정센서(130)는 상기 장치하우징(110)내에서 복수로 구비될 수 있으며, 상기 온도측정센서(130)는 소재마다의 온도를 측정하고, 특정 소재가 목표 가열온도에 도달된 경우 이를 제어부에서 인식하게 되면, 상기 선택추출수단(200)이 구동되어 해당 소재만을 상기 장치하우징(110)내에서 추출하게 되는 것이다.

한편, 상기 온도측정센서(130)에 의해 감지된 목표 가열온도에 도달된 특정 소재를 추출하는 상기 선택추출수단(200)은, 상기 장치하우징(110)의 내부 일측에 소재의 이동방향에 수직하게 설치되고, 소재를 밀도록 제공되는 하나 이상의 푸쉬부재(210) 및 상기 장치하우징(110)의 내부에서 상기 푸쉬부재(210)의 반대측에 설치되고, 상기 푸쉬부재(210)에 의해 밀려진 소재를 추출방향측으로 이동토록 제공되는 이동부재(250)를 포함하여 구성될 수 있다.

다시 도 4a를 참고하면, 상기 장치하우징(110)내의 균열대 부분에 상기 푸쉬부재(210)가 설치되어 있는 모습을 볼 수 있다. 상기 푸쉬부재(210)는 소재에 접촉하며 소재를 측방향으로 미는 헤드부(211)와 상기 헤드부(211)와 연결되고 상기 헤드부(211)를 소재의 측방향으로 전진 또는 후진토록 하는 로드부(213) 및 상기 로드부(213)를 구동하는 푸쉬부재 구동부(217)로 구성될 수 있다. 여기서 상기 푸쉬부재 구동부(217)는 유압실린더, 크랭크부재 등의 구동수단으로 제공될 수 있다.

도 7c를 참고하면, 상기 푸쉬부재(210)의 단면도를 볼 수 있는데, 상기 푸쉬부재(210)의 전단은 상기 헤드부(211)로 구성된다. 상기 헤드부(211)는 중앙부은 스틸 등의 재질로 구성되며, 외측부는 내화재(212)로 감싸져 있다. 여기서 상기 내화재는 상기 장치하우징(110)을 구성하는 내화재와 동일한 재질로 구성될 수 있다.

상기 헤드부(211)는 상기 로드부(213)와 연결되며, 상기 로드부(213)는 상기 장치하우징(110) 내부에서 외부로 형성된 로드홀(219)을 따라 배치된다. 상기 로드부(213) 역시 열손상을 방지하기 위해 내부는 스틸 등의 재질로 구성되며, 외측부는 내화재(212)로 감싸져 있다.

상기 로드홀(219)을 따라서 상기 로드부(213)가 이동하며 소재를 측방향으로 밀어주는 역할을 하게 된다.

여기서, 상기 로드부(213)를 통해 상기 장치하우징(110)내의 열이 외부로 전달되어 설비 파손이나 화재 위험을 방지하기 위해 상기 로드홀(219) 둘레에 따라 제1 냉각수로(215)가 구비될 수 있다.

상기 제1 냉각수로(215)는 내화재(216) 내부로 원주형으로 배치될 수 있으며, 일측에서 냉각수가 유입되면 원주형 라인을 따라 상기 로드부(213)의 외측 둘레를 따라 흐른 뒤 타측으로 배출되게 된다. 이때 상기 로드부(213)를 타고 외부로 흐르는 열을 식혀주게 된다. 상기 제1 냉각수로(215)의 형성은 두 개의 내화재(엄밀하게는 내화벽돌임) 일측에 수로를 가공한 후 두 개의 내화재(216)를 수로가 서로 맞닿게 결합시켜 형성시킬 수 있다. 다만 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 강관 파이프를 삽입하는 방식으로도 제작될 수 있다.

다음으로 상기 이동부재(250)는 도 4a를 참고하면, 상기 장치하우징(110)의 균열대 부분에서 상기 푸쉬부재(210)의 반대측에 설치될 수 있다. 상기 푸쉬부재(210)에 의해 밀려진 특정 소재를 추출방향으로 이동시키기 위함이다.

상기 이동부재(250)는, 소재를 안착토록 제공된 지지프레임(251) 및 상기 장치하우징(110)의 하단에서 소재의 추출방향측으로 설치되고 상기 지지프레임(251)과 연결되며, 상기 지지프레임(251)을 이동토록 제공되는 이동레일(256)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한 상기 이동부재(250)는 상기 지지프레임(251)을 승강토록 유압실린더(253)를 더 포함하되, 상기 이동레일(256)과 유압실린더(253)에 의해 상기 지지프레임(251)은 상승→전진→하강→후진 이동하며 소재가 추출되도록 구성될 수 있다.

도 7a 및 도 7b를 참고하면, 상기 이동부재(250)의 상단은 소재가 안착되는 지지프레임(251)으로 제공된다. 상기 지지프레임(251)의 상부는 소재에 접촉하는 부분으로서 내화재로 이뤄진다. 여기서 상기 내화재는 상기 장치하우징(110)과 동일한 재질로 구현될 수 있다.

그리고 상기 지지프레임(251)의 하부를 이루는 지지빔의 내부로는 제2 냉각수로(252)가 형성된다. 상기 제2 냉각수로(252)는 고온소재로 인해 상기 지지프레임(251)이 받는 열을 식혀주어 상기 지지프레임(251)의 변형을 방지하는 역할을 한다.

상기 지지프레임(251)의 하단에는 상기 유압실린더(253)가 설치된다. 상기 유압실린더(253)는 상기 지지프레임(251)을 승강시키는 역할을 하게 된다. 이때 상기 유압실린더(253)는 하나의 지지프레임(251)당 2개가 설치되며, 한쌍의 지지프레임(251)으로 구성되는 상기 이동부재(250)에서는 총 4개가 설치되므로 소재의 하중을 지탱할 수 있을 것이다. 물론 상기 유압실린더(253)의 개수에는 제한이 없으며, 소재의 하중이 무거울수록 구현되는 유압실린더(253)의 개수도 늘어날 수 있다.

그리고 도 6a에서와 같이 상기 유압실린더(253)의 하단은 상기 지지프레임(251)을 전진 또는 후진할 수 있도록 하는 이동레일이 배치된다. 그리고 상기 이동레일은 열손상을 방지하기 위해 상기 장치하우징(110)의 하단에 위치할 수 있다. 상기 장치하우징(110)의 하단에는 관통홀(117)이 형성되고 상기 관통홀(117)을 통해 열이 전달되는 것을 방지하기 위해 상기 제1 냉각수로(215)와 같이 내화벽돌 내부로 강관 파이프 등의 냉각수로가 배치될 수 있다(미도시).

상기 이동부재(250)는 상기 푸쉬부재(210)가 특정 소재를 밀어주고 상기 지지프레임(251)에 안착되게 되면, 상기 유압실린더(253)가 구동하여 상기 지지프레임(251)이 상승하고 상기 이동레일을 따라 상기 추출롤(140)까지 전진하며, 상기 추출롤(140) 상단으로 특정 소재가 이동하면 다시 유압실린더(253)를 구동하여 상기 지지프레임(251)을 하강시켜 특정 소재를 상기 추출롤(140)에 안착시키게 된다. 이후 다시 상기 이동레일을 구동하여 상기 지지프레임(251)을 후진시키게 되며, 이때 특정소재는 상기 추출롤(140)을 따라 배출되게 된다.

이상에서는 본 발명인 가열로의 구성에 대해 살펴보았으며, 이하에서는 본 발명인 가열로의 작동과정 및 이를 이용한 가열소재의 선택적 추출방법에 대해 살펴보기로 한다.

도 5a는 본 발명에서 추출대상 소재의 위치에 배치된 푸쉬부재를 선택하는 단계, 도 5b는 도 5a에서 선택된 푸쉬부재가 추출대상 소재를 이동부재로 미는 단계가 도시된 정면도이다.

도 6a는 본 발명의 이동부재에 추출대상 소재가 안착토록 이동된 단계, 도 6b는 도 6a에 도시된 이동부재가 구동부의 구동에 따라 상승하는 단계, 도 6c는 도 6b에 도시된 이동부재가 구동부의 구동에 따라 추출롤 방향으로 이동하는 단계, 도 6d는 도 6c에 도시된 이동부재가 구동부의 구동에 따라 하강하며 추출대상 소재를 추출롤 상단에 안착시키고 추출되도록 하는 단계가 도시된 측면도이다.

도 5a 내지 도 6d를 참고하면, 우선 상기 장치하우징(110) 내부에 설치된 상기 온도측정센서(130)에서 소재마다의 온도를 측정한다. 상기 장치하우징(110)의 균열대에 존재하는 가열된 소재 중 가열 목표온도에 도달된 소재가 상기 온도측정센서(130)에 의해 감지되면, 이 정보가 제어부(C)로 전달된다.

제어부(C)는 상기 정보를 바탕으로 특정 소재(엄밀하게는 가열 목표온도에 도달된 소재임)을 선택하고, 특정 소재의 위치를 판단하게 된다. 그 후 제어부(C)는 상기 이동부재(250)를 특정 소재의 측면으로 이동시킨다. 즉 상기 이동레일을 구동하여 상기 지지프레임(251)을 특정 소재의 측면으로 이동시키는 것이다.

다음 상기 복수의 푸쉬부재(210) 중 특정 소재의 측면에 위치하는 푸쉬부재(210)를 선정하고, 상기 푸쉬부재 구동부(217)를 구동하여 특정 소재를 상기 지지프레임(251) 방향으로 밀게 된다.

도 5a에서는 상기 온도측정센서(130)에서 가열 목표온도에 도달된 소재를 감지하고 제어부(C)에 정보를 주고(①), 제어부(C)가 정보에 따라 특정 소재의 위치를 판단하고 상기 지지프레임(251)을 특정 소재의 측면으로 위치시키기 위해 상기 이동부재 구동부(258)에 신호를 주어 상기 이동레일을 작동시키는 모습이 도시되어 있다(②). 또한 특정 소재의 측면에 위치하는 푸쉬부재(210)를 선정하는 상태도 볼 수 있다(③).

그리고 도 5b에서는 제어부(C)가 상기 푸쉬부재 구동부(217)에 신호를 주어 해당 푸쉬부재(210)가 작동함으로써 소재가 상기 고정빔(155)과 이동빔(151) 상단에서 상기 지지프레임(251) 상단으로 이동한 상태를 볼 수 있다(④).

다음으로 도 6a에서와 같이 상기 푸쉬부재(210)에 의해 밀린 특정 소재가 상기 지지프레임(251)에 안착되면, 도 6b에서와 같이 제어부(C)의 신호에 의해 상기 이동부재 구동부(258)가 구동하여 상기 유압실린더(253)가 작동하게 된다. 즉 상기 유압실린더(253)에 유압이 공급되고 상기 유압실린더(253)의 로드가 상승한다. 이에 따라 상기 유압실린더(253)의 로드단부에 연결된 상기 지지프레임(251)이 함께 상승되게 된다(⑤).

이와 같은 상승운동은 상기 지지프레임(251)의 위치를 상기 추출롤(140)보다 상부에 위치하게 함으로써, 차후 상기 추출롤(140) 상단에 특정 소재를 부드럽게 내려놓기 위함이다. 이는 특정 소재가 상기 추출롤(140)의 엔드부에 간섭되어 안착이 방해되는 현상을 방지할 수 있다.

상기 상승된 지지프레임(251)은 다시 제어부(C)의 신호에 의해 상기 이동부재 구동부(258)가 구동하면 상기 이동레일이 구동하게 되고, 이에 따라 상기 추출롤(140) 방향측으로 이동하게 된다(⑥). 상기 지지프레임(251)이 상기 추출롤(140) 상단까지 이동하게 되면, 이제 상기 이동레일의 구동이 잠시 정지되고 제어부(C)의 신호에 의해 다시 상기 유압실린더(253)가 구동하게 된다. 이에 따라 상기 지지프레임(251)은 다시 하강하게 된다(⑦).

상기 지지프레임(251)이 하강함에 따라, 특정 소재는 상기 지지프레임(251)에서 상기 추출롤(140) 방향으로 이동하게 되고 상기 추출롤(140)을 따라 상기 장치하우징(110) 외부로 배출되게 된다.

상기와 같은 과정을 통해 도 4b에 도시된 것과 같이 A,B,C 소재 중에 먼저 가열 목표온도에 도달된 B 소재만을 신속히 추출할 수 있는 것이다. 이와 같은 구성과 작동과정을 통해 가열로의 균열대에서 가열 목표 온도에 먼저 도달된 소재를 장입된 순서에 관계없이 선택적으로 추출 가능하도록 하여 소재의 과가열 방지, 산화층 저감 및 가열로의 열효율 향상에 기여할 수 있는 것이다.

이상의 사항은 가열로 및 이를 이용한 가열소재의 선택적 추출방법의 특정한 실시예를 나타낸 것에 불과하다.

따라서 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양한 형태로 치환, 변형될 수 있음을 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 파악할 수 있다는 점을 밝혀 두고자 한다.

110...장치하우징 130...온도측정센서
200...선택추출수단 210...푸쉬부재
211...헤드부 213...로드부
215...제1 냉각수로 217...푸쉬부재 구동부
250...이동부재 251...지지프레임
252...제2 냉각수로 253...유압실린더
254...냉각수 공급부 255...구동축
256...이동레일 258...이동부재 구동부

Claims (9)

1. 삭제
2. 삭제
3. 투입된 소재를 가열하고 배출토록 제공된 장치하우징(110);
   상기 장치하우징(110)의 내부에 설치되고, 가열된 소재의 온도를 측정토록 제공되는 하나 이상의 온도측정센서(130); 및
   상기 장치하우징(110)의 내부에 배치되고, 상기 온도측정센서(130)에 의해 측정된 소재의 온도 중 목표온도에 도달된 소재만을 선택적으로 추출토록 제공된 선택추출수단(200);
   를 포함하며,
   상기 선택추출수단(200)은,
   상기 장치하우징(110)의 내부 일측에 소재의 이동방향에 수직하게 설치되고, 소재를 밀도록 제공되는 하나 이상의 푸쉬부재(210); 및
   상기 장치하우징(110)의 내부에서 상기 푸쉬부재(210)의 반대측에 설치되고, 상기 푸쉬부재(210)에 의해 밀려진 소재를 추출방향측으로 이동토록 제공되는 이동부재(250);
   를 포함하고,
   상기 이동부재(250)는,
   소재를 안착토록 제공된 지지프레임(251); 및
   상기 장치하우징(110)의 하단에서 소재의 추출방향측으로 설치되고 상기 지지프레임(251)과 연결되며, 상기 지지프레임(251)을 이동토록 제공되는 이동레일(256);
   를 포함하는 가열로.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 이동부재(250)는 상기 지지프레임(251)을 승강토록 유압실린더(253)를 더 포함하되,
   상기 이동레일(256)과 유압실린더(253)에 의해 상기 지지프레임(251)은 상승→전진→하강→후진 이동하며 소재가 추출되도록 하는 것을 특징으로 하는 가열로.
   
5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
   상기 장치하우징(110)은 예열대, 가열대 및 균열대를 포함하되, 상기 선택추출수단(200)은 상기 균열대에 설치되는 것을 특징으로 하는 가열로.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 장치하우징(110)은,
   상기 장치하우징(110)의 일측에 설치되고 소재가 투입되는 장입구(111);
   상기 장치하우징(110)의 내부에 배치되고, 상기 장입구(111)를 통해 투입된 소재를 이동시키는 이동빔(151)과 상기 이동빔(151)에 의해 이동되는 동안 소재를 지지하는 고정빔(155)이 구비된 소재이동수단(150);
   상기 소재이동수단(150)에 의해 이동되는 소재를 가열시키는 복수의 버너(170); 및
   상기 장치하우징(110)에서 상기 장입구(111)의 반대측에 배치되고 가열된 소재가 배출되는 추출구(113);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 가열로.
   
7. 삭제
8. 삭제
9. 가열로에서의 가열소재 추출방법 중,
   가열된 소재의 온도를 측정하는 단계;
   상기 온도측정 결과에 따라 가열된 소재 중 목표온도에 도달된 소재를 선택하고 상기 선택된 소재의 위치를 판단하는 단계;및
   상기 선택된 소재를 우선 추출하는 단계;를 포함하는 가열소재의 선택적 추출방법에 있어서,
   상기 가열로는 예열대, 가열대 및 균열대로 구성되고, 상기 선택된 소재의 추출은 균열대에서 이뤄지되,
   상기 선택된 소재를 우선 추출하는 단계는,
   상기 선택된 소재를 상기 가열로의 균열대에서 소재의 추출방향에 수직하게 일측으로 미는 단계;및
   상기 선택된 소재를 상기 가열로의 소재 추출방향으로 이동시켜 추출하는 단계;
   를 포함하며,
   상기 가열로는 추출롤을 구동하여 소재를 추출하도록 구성되되,
   상기 선택된 소재를 상기 가열로의 소재 추출방향으로 이동시켜 추출하는 단계는,
   상기 선택된 소재를 상승시키는 단계;
   상기 상승된 소재를 소재 추출방향으로 이동시켜 상기 추출롤 상부에 위치시키는 단계;
   상기 추출롤 상부에 위치한 소재를 하강시켜 상기 추출롤에 안착시키는 단계;및
   상기 추출롤의 구동에 의해 상기 선택된 소재를 추출하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 가열소재의 선택적 추출방법.

Images