KR101429641B1 - 가열로의 스키드레일 - Google Patents

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Abstract

가열로의 스키드레일을 제공한다. 본 발명에 따르면, 가열로 내에 슬래브(Slab) 또는 빌렛(Billet)과 같은 소재들의 이동을 위한 스키드 파이프(Skid pipe)의 상부에 설치되고 상기 소재들을 받쳐주기 위한 가열로의 스키드레일에 있어서, 상기 스키드레일에는 상기 스키드레일의 열전달을 적게 하기 위한 구멍(hole)이 형성되고, 상기 구멍에는 상기 스키드레일이 고온 고하중을 받아 상기 구멍에 열응력과 변형이 발생될 때 상기 스키드레일의 변형을 억제하기 위한 환봉이 삽입된다.

Description

가열로의 스키드레일{SKID RAIL OF HEATING FURNACE}
본 발명은 가열로의 스키드레일에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스키드레일에 형성된 구멍에 고온 강도가 뛰어나고 열전달이 적은 재질의 환봉을 삽입함으로써 스키드레일의 변형을 방지할 수 있는 가열로의 스키드레일에 관한 것이다.
일반적으로, 슬래브(Slab) 또는 빌렛(Billet)과 같이 연주공정을 거쳐 제조된 소재들은 압연전에 다시 열처리를 수행한다.
이 때, 가열로 내에는 상기 소재들의 이동을 위한 스키드 파이프(Skid pipe)가 설치되고, 상기 스키드 파이프의 상부에는 상기 소재들을 받쳐주기 위한 스키드레일이 용접된다.
이러한 스키드레일에는 스키드마크(Skid mark) 해소를 위하여 스키드레일의 열전달을 적게 하기 위한 방안으로 구멍(hole)을 형성하는 구조 개선이 시도되고 있다.
그런데, 상기와 같이 스키드레일에 구멍을 형성하는 방안의 경우 고온과 고하중 슬래브의 영향으로 구멍에 응력이 집중되고 고온에서 강도가 저하됨으로 인하여 형상이 변화되어 스키드레일의 길이가 짧아지게 되는 문제점이 발생하였다.
본 발명은 스키드레일에 형성된 구멍에 고온 강도가 뛰어나고 열전달이 적은 재질의 환봉을 삽입함으로써 스키드레일의 변형을 방지할 수 있는 가열로의 스키드레일을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 가열로 내에 슬래브(Slab) 또는 빌렛(Billet)과 같은 소재들의 이동을 위한 스키드 파이프(Skid pipe)의 상부에 설치되고 상기 소재들을 받쳐주기 위한 가열로의 스키드레일에 있어서,
상기 스키드레일에는 상기 스키드레일의 열전달을 적게 하기 위한 구멍(hole)이 형성되고,
상기 구멍에는 상기 스키드레일이 고온 고하중을 받아 상기 구멍에 열응력과 변형이 발생될 때 상기 스키드레일의 변형을 억제하기 위한 환봉이 삽입되는 가열로의 스키드레일이 제공될 수 있다.
상기 환봉은 일정한 크기의 직경을 갖는 원통형상으로 형성될 수 있다.
상기 환봉에는 상기 스키드레일의 구멍에서 발생되는 열변형을 방지하기 위한 관통구멍이 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.
상기 환봉에는 상기 환봉의 길이 방향을 따라 홈이 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.
상기 환봉은 고온 강도가 뛰어나고 열전달이 적은 세라믹계 재질로서 제작될 수 있다.
상기 환봉은 순도 99.8% 이상의 알루미나(Al2O3) 또는 순도 99.9% 이상의 지르코니아(ZrO2)를 포함할 수 있다.
상기 구멍과 상기 환봉의 크기는 상기 스키드레일의 상부 폭의 1/2~1/3로 형성될 수 있다.
상기 환봉은 상온에서 상기 스키드레일의 구멍에 헐거운 끼워맞춤으로 결합될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 스키드레일(Skid Rail)의 구멍에서 발생하는 열변형을 구멍에 끼워진 환봉이 방지함으로써 스키드레일의 변형을 방지할 수 있고, 환봉의 낮은 열전달로 인하여 냉각수의 저온에 의한 스키드레일 상부의 온도 하락을 방지할 수 있으며, 또한, 구멍(Hole)의 크기를 크게 형성할 수 있어서 열전달 차단 효과 극대화가 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로의 스키드레일의 설치 상태를 도시한 개략적인 일부 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로의 스키드레일의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가열로의 스키드레일의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가열로의 스키드레일의 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.
이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함하는” 의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
이하에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로의 스키드레일의 설치 상태를 도시한 개략적인 일부 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로의 스키드레일의 측면도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 가열로 내에는 슬래브(Slab) 또는 빌렛(Billet)과 같은 소재(100)들의 이동을 위한 스키드 파이프(Skid pipe)(110)가 설치되고, 상기 스키드 파이프(110)의 상부에는 상기 소재(100)들을 받쳐주기 위한 스키드레일(200)이 설치된다.
상기 스키드레일(200)에는 상기 스키드레일(200)의 열전달을 적게 하기 위한 구멍(hole)(210)이 형성되고,
상기 구멍(210)에는 상기 스키드레일(200)이 고온 고하중을 받아 상기 구멍에 열응력과 변형이 발생되어서 상기 스키드레일의 변형을 억제하기 위한 환봉(220)이 삽입된다.
상기 환봉(220)은 도 1에 도시된 바와 같이 일정한 크기의 직경(d)을 갖는 원통형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 환봉(320)에는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 스키드레일(200)의 구멍(210)에서 발생되는 열변형을 방지하기 위한 관통구멍(321)이 적어도 하나 이상 형성되거나, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 환봉(420)의 길이 방향을 따라 홈(421)이 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.
상기 홈(421)의 형상은 상기 스키드레일(200)의 구멍(210)에서 발생되는 열변형을 효과적으로 방지할 수 있도록 반원형상으로 형성될 수 있다.
상기 환봉(220)은 고온 강도가 뛰어나고 열전달이 적은 세라믹계 재질로서 제작되고, 순도 99.8% 이상의 알루미나(Al2O3) 또는 순도 99.9% 이상의 지르코니아(ZrO2)를 포함할 수 있다.
상기 알루미나와 상기 지르코니아 재료의 물리적 성질은 다음과 같다.
재료 순도
(%)		 밀도
(g/cc)		 압축강도
(Mpa)		 열전도도
(W/mK)		 열팽창계수
(10-6㎝/㎝/℃)		 사용온도
(℃)
알루미나
(Al2O3)		 99.8 3.9이상 2,350
~2,400		 30 7.8 1,400
~1,800
지르코니아
(ZrO2)		 99.9 5.5~6.0 5,100
~5,400		 2.9~3.1 9~11 1,400
상기 구멍(210)과 상기 환봉(220)의 크기는 상기 스키드레일(200)의 구멍(210)에서 발생되는 열변형을 효과적으로 방지할 수 있도록 상기 스키드레일(200)의 상부 폭(W)의 1/2~1/3로 형성될 수 있다.
상기 환봉(220)은 상기 스키드레일(200)의 온도가 상승되면 열팽창 정도의 차이에 의하여 상기 환봉(220)이 상기 구멍에 밀착될 수 있도록 상온에서 상기 스키드레일(200)의 구멍(210)에 헐거운 끼워맞춤으로 결합될 수 있다.
상기 환봉(220)과 상기 구멍(210)의 헐거운 끼워맞춤의 간격은 상기 스키드레일(200)의 온도가 상승되면 열팽창 정도의 차이에 의하여 상기 환봉(220)이 상기 구멍(210)과 간격이 적어질 수 있도록 예컨대, 0.050~0.89mm 일 수 있다.
상기 환봉의 직경(d)은 상기 스키드레일의 상부 폭(w)의 1/2일 수 있다.
이하에서, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로의의 스키드레일의 작용에 대해서 설명한다.
상기 스키드레일(200)에는 상기 스키드레일(200)의 열전달을 적게 하기 위한 구멍(hole)(210)이 형성되고, 상기 구멍(210)에는 상기 스키드레일(200)이 고온 고하중을 받아 상기 구멍에 열응력과 변형이 발생되어서 상기 스키드레일의 변형을 억제하기 위한 환봉(220)이 삽입되며, 상기 환봉(220)은 도 1에 도시된 바와 같이 일정한 크기의 직경(d)을 갖는 원통형상으로 형성될 수 있다.
상기 스키드 파이프(110)에는 그 일방향에서 타방향으로 상기 소재(100)를 냉각하기 위한 냉각수가 화살표 방향으로 흐른다.
이에 따라, 상온에서 스키드레일(200)의 구멍(210)에 삽입된 환봉(220)은 간격을 갖고 헐거운 끼워맞춤으로 결합되어 있으므로, 가열로 내 고열의 슬래브와 같은 소재(100)와 밀착되어 고온이 되면 상기 환봉(220)은 열팽창을 하게 되며, 상기 스키드레일(200)도 온도가 상승되면 열팽창 정도의 차이에 따라 간격이 적어지거나 밀착하게 된다.
또한, 상기 상태에서 고온 슬래브와 같은 소재에 의해 스키드레일(200) 상부로부터 열전달을 받게 되면 열전달율이 현저하게 적은 환봉(220)으로 인하여 열전달이 억제되며, 상기 스키드레일(200)의 상부가 변형되어 상기 환봉(200)을 압박하게 되어도 상기 환봉(200)의 고온 압축강도가 우수하여 상기 스키드레일(200) 전체의 모양을 유지하게 될 수 있다.
따라서, 스키드레일(200)의 구멍(210)에서 발생하는 열변형을 구멍(200)에 끼워진 환봉(220)이 방지함으로써 스키드레일(200)의 변형을 방지할 수 있고, 상기 환봉의 낮은 열전달로 인하여 냉각수의 저온에 의한 스키드레일(200) 상부의 온도 하락을 방지할 수 있으며, 상기 구멍(210)의 크기를 크게 할 수 있어서 열전단 차단 효과의 극대화가 가능하다.
100: 소재 110: 스키드 파이프
200: 스키드레일 210: 구멍
220, 320, 420: 환봉 321: 관통구멍
421: 홈

Claims (8)

  1. 가열로 내에 슬래브(Slab) 또는 빌렛(Billet)과 같은 소재들의 이동을 위한 스키드 파이프(Skid pipe)의 상부에 설치되고 상기 소재들을 받쳐주기 위한 가열로의 스키드레일에 있어서,
    상기 스키드레일에는 상기 스키드레일의 열전달을 적게 하기 위한 구멍(hole)이 형성되고,
    상기 구멍에는 상기 스키드레일이 고온 고하중을 받아 상기 구멍에 열응력과 변형이 발생될 때 상기 스키드레일의 변형을 억제하기 위한 환봉이 삽입되고,
    상기 환봉은 일정한 크기의 직경을 갖는 원통형상으로 형성되고,
    상기 환봉에는 상기 스키드레일의 구멍에서 발생되는 열변형을 방지하기 위한 관통구멍이 적어도 하나 이상 형성되는 가열로의 스키드레일.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 가열로 내에 슬래브(Slab) 또는 빌렛(Billet)과 같은 소재들의 이동을 위한 스키드 파이프(Skid pipe)의 상부에 설치되고 상기 소재들을 받쳐주기 위한 가열로의 스키드레일에 있어서,
    상기 스키드레일에는 상기 스키드레일의 열전달을 적게 하기 위한 구멍(hole)이 형성되고,
    상기 구멍에는 상기 스키드레일이 고온 고하중을 받아 상기 구멍에 열응력과 변형이 발생될 때 상기 스키드레일의 변형을 억제하기 위한 환봉이 삽입되고,
    상기 환봉은 일정한 크기의 직경을 갖는 원통형상으로 형성되고,
    상기 환봉에는 상기 환봉의 길이 방향을 따라 홈이 적어도 하나 이상 형성되는 가열로의 스키드레일.
  5. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 환봉은 고온 강도가 뛰어나고 열전달이 적은 세라믹계 재질로서 제작되는 가열로의 스키드레일.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 환봉은 순도 99.8% 이상의 알루미나(Al2O3) 또는 순도 99.9% 이상의 지르코니아(ZrO2)를 포함하는 가열로의 스키드레일.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 구멍과 상기 환봉의 크기는 상기 스키드레일의 상부 폭의 1/2~1/3로 형성되는 가열로의 스키드레일.
  8. 제1항 또는 제7항에 있어서,
    상기 환봉은 상온에서 상기 스키드레일의 구멍에 헐거운 끼워맞춤으로 결합되는 가열로의 스키드레일.
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