KR101412136B1 - 가열로 열 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 가열로내 열공급을 위한 연료를 공급하는 연료공급부; 상기 연료공급부의 연료의 연소를 위한 연소공기를 공급하는 연소공기공급부; 및 상기 연료의 연소에 의한 화염에 산소를 공급하는 산소 랜스를 포함하고, 상기 산소 랜스는 상기 화염에 공급되는 산소의 공급위치가 조절가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 가열로 열 공급장치가 제공된다.

Description

가열로 열 공급장치{HEAT SUPPLY APPARATUS OF HEATING FURNACE}

본 발명은 가열로 열 공급장치에 관한 것이다.

제철공정에서의 제강 후 생산된 소재를 압연공정에 투입하기 위해서는 가열로, 균열로 등의 열설비를 이용하여 1,000 ~ 1200℃의 균일한 온도로 재가열한다.

재가열을 위해 부생가스, 엘엔지(LNG) 등을 연료로 사용하는 버너가 가열로, 균열로에 설치되며, 가열과정에서 많은 양의 연료가 사용 된다.

전통적으로 소재의 재가열 과정에 사용되는 버너는 도1 (a)와 같이 공기를 산화재로 하는 일반공기연소방식을 채택하지만, 최근 에너지 절감 방안으로 산화재 일부를 순산소로 대체하는 산소부화 방식이 채택되고 있다. 엘엔지를 연료로 사용할 경우, 일반공기연소의 단열화염온도는 1,900℃인데 비해 순산소연소의 단열화염온도는 2,700℃로 급격히 화염온도가 증가하고, 공기중에 포함된 질소의 양을 줄일 수 있기 때문에 20% 이하의 연소효율 개선 효과를 기대할 수 있다.

특히 최근 가열로 버너 주위에 순산소 투입을 위해 랜스를 설치하여 순산소를 기존 화염에 흘러주어 화염온도를 높이는 방식의 산소랜싱 연소기술이 적용되고 있다.

이때 랜스 노즐의 위치, 산소 유속 등에 따라 그 효율성의 차이가 크게 나타나게 된다.

실제적으로 가열로의 부하에 따라 랜스로 주입되는 산소의 유량이 변하게 되므로 그 위치 또한 지속적으로 변해야 한다. 특히 산소의 설계유량보다 적을 경우 산소가 화염에 분사가 안되어 직접적으로 연소에 관여하지 못할 경우 연소되지 않은 산소는 소재를 산화시키는 역할을 하기 때문에 주의를 요하게 된다. 기존에는 가열로 존(Zone)에 따라 버너의 부하가 결정되고 그 과정에서 산소유량이 결정되어 버너별로 랜스 노즐의 위치를 고정적으로 사용하게 된다.

이와 관련한 기술로는 대한민국 특허공개공보 제10-2010-0074799호(2010.07.02 공개, 가열로 연소 제어 시스템 및 방법)가 있다.

본 발명의 실시예에 따라, 화염에 산소를 공급하기 위한 산소랜스의 위치를 조절하여 가열로 내 화염 공급의 최적화를 이룰 수 있는 가열로 열 공급장치에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 가열로내 열공급을 위한 연료를 공급하는 연료공급부; 상기 연료공급부의 연료의 연소를 위한 연소공기를 공급하는 연소공기공급부; 및 상기 연료의 연소에 의한 화염에 산소를 공급하는 산소 랜스를 포함하고, 상기 산소 랜스는 상기 화염에 공급되는 산소의 공급위치가 조절가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 가열로 열 공급장치가 제공된다.

본 발명에 따른 가열로 열 공급장치는 상기 산소 랜스의 일단에 결합하여 상기 화염에 공급되는 상기 산소의 공급위치가 조절되도록 상기 산소 랜스의 위치를 조절하는 위치조절부를 더 포함할 수 있다.

상기 위치조절부는 공압실린더인 것을 특징으로 하는 가열로 열 공급장치.

본 발명에 따른 가열로 열 공급장치는 상기 산소 랜스의 단부에 온도 센서를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 가열로 열 공급장치는 상기 온도 센서에서 측정된 온도에 따라 상기 화염에 공급되는 산소의 공급위치가 조절되도록, 상기 산소 랜스를 이동시켜 상기 화염에서의 상기 산소 랜스의 위치를 조절하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 산소 랜스는 복수개가 구비될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 가열로 열 공급 장치를 이용하여 화염에 산소를 공급하기 위한 산소랜스의 위치를 조절하여 가열로 내 화염 공급의 최적화를 이룰 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로 열 공급장치를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 온도 센서 및 제어부를 더 포함하는 가열로 열 공급장치를 나타낸 단면도.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명에 따른 가열로 열 공급장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로 열 공급장치는 연료공급부(100), 연소공기공급부(200), 산소 랜스(300)를 포함한다.

가열로 열 공급장치의 중앙부에는 연료공급부(100)가 형성되고, 연료공급부(100)는 가열로내 열공급을 위하여 연료를 연료노즐을 통하여 분사한다.

연료공급부(100)의 연소를 위하여 연소공기공급부(200)는 연소를 위한 공기를 공기노즐을 통하여 연료노즐에 분사한다.

연료공급부(100)에 의하여 공급된 연료와 연소공기공급부(200)에 의하여 공급된 연소공기는 일정 발화점 이상에서 연소하여 화염(F)을 형성한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가열로 열 공급장치는 연료의 연소에 의하여 형성된 화염(F)에 산소를 공급하는 산소 랜스(300)를 포함하고, 이때 산소 랜스(300)는 화염(F)에 공급되는 산소의 공급위치가 조절가능하도록 형성된다.

이때, 산소 랜스(300)의 위치조절은 위치조절부(400)에 의하여 이루어 질 수 있다.

위치조절부(400)는 산소 랜스(300)의 일단에 결합하여 화염(F)에 공급되는 산소의 공급위치가 조절되도록 산소 랜스(300)의 위치를 조절할 수 있다.

이때, 위치조절부(400)는 압축공기에 의하여 산소 랜스(300)를 움직일 수 있는 공압실린더(400) 일 수 있다.

즉, 공압실린더(400)의 압력을 조절하여, 공압실린더(400)에 결합된 산소 랜스(300)를 전진 또는 후퇴시킬 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 가열로 열 공급장치는 온도 센서(500) 및 제어부(600)를 더 포함한다.

본 발명에 따르면, 온도 센서(500)를 구비하여 지속적으로 유량변화를 감시하게 되며, 제어부(600)는 가열로에서 필요로 하는 열량의 변화로 인해 가열로에 공급되는 연료의 부하가 변하게 되었을 때 이에 상응하는 산소유량이 변화게 되고, 산소유량의 변화를 인식하여 산소 랜스(300) 위치를 조절하는 것이다.

산소 랜스(300) 위치를 설계위치에 초기화를 시킨 뒤, 산소 랜스(300) 후단에 설치된 온도 센서(500)에서 측정된 온도가 증가하는 범위 내에서 실린더를 설계시 제시된 압력 차이만큼 점진적으로 전진시켜 최적의 지점에 산소 랜스(300)가 위치하도록 하는 것이다.

이때, 산소 랜스(300)는 복수개가 구비되어 화염(F)에 산소를 공급할 수 있다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

F: 화염
100: 연료공급부
200: 연료공기공급부
300: 산소 랜스
400: 위치조절부(공압실린더)
500: 온도 센서
600: 제어부

Claims (6)

1. 가열로내 열공급을 위한 연료를 공급하는 연료공급부;
   상기 연료공급부의 연료의 연소를 위한 연소공기를 공급하는 연소공기공급부; 및
   상기 연료의 연소에 의한 화염에 산소를 공급하는 산소 랜스를 포함하고,
   상기 산소 랜스는 상기 화염에 공급되는 산소의 공급위치가 조절가능하도록 형성되고,
   상기 산소 랜스의 일단에 결합하여 상기 화염에 공급되는 상기 산소의 공급위치가 조절되도록 상기 산소 랜스의 위치를 조절하는 위치조절부를 더 포함하며,
   상기 위치조절부는 공압실린더이며,
   상기 산소 랜스의 단부에 온도 센서를 더 포함하는 가열로 열 공급장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 온도 센서에서 측정된 온도에 따라 상기 화염에 공급되는 산소의 공급위치가 조절되도록, 상기 산소 랜스를 이동시켜 상기 화염에서의 상기 산소 랜스의 위치를 조절하는 제어부를 더 포함하는 가열로 열 공급장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 산소 랜스는 복수개가 구비되는 것을 특징으로 하는 가열로 열 공급장치.

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