KR101450870B1 - Heating apparatus for billet - Google Patents

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KR101450870B1
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구니오 후지이
기미오 다니야마
겐이치 도모자와
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쥬가이로 고교 가부시키가이샤
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Abstract

전자(電磁) 유도 가열 방식 이상의 가열 능력과 열효율을 달성한다. 노벽(爐壁)을 설치하지 않고 내외를 연통시킨 프레임(frame)(3)으로 이루어지는 본체 케이스(case)(2)와, 본체 케이스(2) 내에 장입(裝入)된 빌릿(billet)(W)을 대기(大氣) 개방 상태로 지지하는 스키드 레일(skid rail)(5)과, 본체 케이스(2)에 부착되어서, 빌릿(W)의 전장(全長) 및 전주(全周)에 걸치는 외부 표면에 연소 화염(火焰)을 충돌시켜서 빌릿(W)을 가열하는 복수의 순(純)산소 또는 산소 부화(富化) 버너(4)로 이루어진다. 빌릿(W)의 외부 표면으로부터 버너(4)의 노즐(12)까지의 거리 L에 대한 노즐(12)의 직경 D의 비(比) D/L을 0.02로부터 0.04로 하고, 노즐(12)의 피치(pitch) P를 노즐(12)의 직경 D의 30∼50배로 한다.Achieves the heating ability and the thermal efficiency equal to or higher than the electromagnetic induction heating method. A main body case 2 made of a frame 3 in which a furnace wall is not provided but communicated inside and outside and a billet W A skid rail 5 attached to the body case 2 for supporting the billet W in its entirety and an outer surface extending over the entire circumference of the billet W, And a plurality of pure oxygen or oxygen enrichment burners 4 for heating the billet W by colliding with a combustion flame. The ratio D / L of the diameter D of the nozzle 12 to the distance L from the outer surface of the billet W to the nozzle 12 of the burner 4 is 0.02 to 0.04, The pitch P is set to 30 to 50 times the diameter D of the nozzle 12.

Description

빌릿 가열 장치{HEATING APPARATUS FOR BILLET}{HEATING APPARATUS FOR BILLET}

본 발명은 알루미늄 합금이나 동(銅) 합금 등의 압출 성형용 빌릿 가열 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a billet heating apparatus for extrusion molding such as an aluminum alloy or a copper alloy.

연속 주조(鑄造)로 생산된 알루미늄 합금이나 동 합금 빌릿 등의 환봉(丸棒)으로 이루어지는 압출 성형용 빌릿(이하에, 빌릿이라고 함)은, 빌릿 가열 장치로 빌릿 전체를 압출 성형 온도로 가열한 후, 하류측의 공정에서 압출 성형기에 의해 소정의 형상으로 성형된다.A billet for extrusion molding (hereinafter referred to as a billet) made of a round bar such as an aluminum alloy or a copper alloy billet produced by continuous casting is heated by a billet heating apparatus to the entire billet at an extrusion molding temperature And then molded into a predetermined shape by an extrusion molding machine in the process on the downstream side.

종래에, 빌릿의 가열 방법으로서는, 전자 유도 가열 방식과 버너에 의한 연소 가열 방식이 있다. 전자 유도 가열 방식은 가열 능력이 높은 반면, 전력 소비에 따른 운전 비용이 높다고 하는 결점이 있다. 버너에 의한 연소 가열 방식은 전자 유도 가열 방식과 비교해서 운전 비용이 저렴하지만, 가열 능력이 낮기 때문에, 노(爐)의 길이를 길게 해서 가열 시간을 확보할 필요가 있어, 설비비가 고가로 되는 결점이 있다.Conventionally, as a method for heating a billet, there are an electromagnetic induction heating method and a burner-based combustion heating method. The electromagnetic induction heating method has a drawback that the heating ability is high, but the operation cost is high due to the power consumption. The combustion heating method using a burner has a lower operating cost than the electromagnetic induction heating method. However, since the heating capability is low, it is necessary to lengthen the length of the furnace to secure the heating time, .

특허 문헌 1이나 특허 문헌 2에는, 빌릿을 노 내에 장입하고, 버너를 빌릿의 외주(外周)면을 향해서 가열하는 방법이 개시되어 있다. 이 전열(傳熱) 형태는, 노벽으로부터의 방사(放射) 전열과 화염으로부터의 대류 전열이다.Patent Literature 1 and Patent Literature 2 disclose a method of charging a billet into a furnace and heating the burner toward the outer peripheral surface of the billet. This type of heat transfer is the heat transfer from the furnace wall and convection heat from the flame.

알루미늄 합금이나 동 합금으로 이루어지는 빌릿은 방사율이 낮으므로, 노벽으로부터의 방사열의 양이 적고, 이것을 보충하기 위해서 화염을 빌릿의 외주면을 향해서 가열하도록 하고 있다. 그러나, 버너로부터의 화염은 공기에 의한 연소 방식이기 때문에, 대류 열량이 적고, 전자 유도 가열 방식과 같이 단시간에 가열할 수 없다.Since the billet made of an aluminum alloy or a copper alloy has a low emissivity, the amount of radiant heat from the furnace wall is small, and the flame is heated toward the outer peripheral surface of the billet in order to compensate for this. However, since the flame from the burner is a combustion type by air, the amount of convective heat is small and it can not be heated in a short time like the electromagnetic induction heating system.

(특허 문헌 1)(Patent Document 1)

일본국 실원소57-2613호(실개소57-147256호)의 마이크로필름Microfilm of element 57-2613, Japan (Room 57-147256)

(특허 문헌 2)(Patent Document 2)

일본국 특허3085620호 공보Japanese Patent No. 3085620

본 발명은, 상기 종래의 문제점을 감안해서 이루어진 것으로, 전자 유도 가열 방식 이상의 가열 능력과 열효율을 달성할 수 있는 빌릿 가열 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a billet heating apparatus capable of achieving a heating capability and a thermal efficiency equal to or higher than an electromagnetic induction heating system.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 의한 빌릿 가열 장치는,In order to solve the above problems, a billet heating apparatus according to the present invention comprises:

노벽을 설치하지 않고 내외를 연통시킨 프레임으로 이루어지는 본체 케이스와,A main body case made of a frame in which a furnace wall is not installed but which is communicated with the inside and outside,

상기 본체 케이스 내에 장입된 빌릿을 대기 개방 상태로 지지하는 스키드 레일과,A skid rail for supporting the billet loaded in the main body case to an atmospheric release state,

상기 본체 케이스에 부착되어서, 상기 빌릿의 전장 및 전주에 걸치는 외부 표면에 연소 화염을 충돌시켜서 빌릿을 가열하는 복수의 순산소 또는 산소 부화 버너로 이루어지고,And a plurality of pure oxygen or oxygen enriching burners attached to the main body case for heating the billets by colliding with a combustion flame on the entire surface and the outer surface of the billet,

상기 빌릿의 외부 표면으로부터 상기 버너의 노즐까지의 거리 L에 대한 상기 노즐의 직경 D의 비 D/L을 0.02로부터 0.04로 하고, 상기 노즐의 피치 P를 상기 노즐의 직경 D의 30∼50배로 하고,
상기 스키드 레일은, 중공(中空)으로, 내부에 길이 방향을 따라 복수의 분사 구멍을 갖는 파이프가 삽입되고, 그 파이프에 공급한 물을 상기 분사 구멍으로부터 상기 빌릿을 지지하는 부분의 내면을 향해서 분사하는 것이 바람직하다.
The ratio D / L of the diameter D of the nozzle to the distance L from the outer surface of the billet to the nozzle of the burner is 0.04 to 0.04, the pitch P of the nozzle is 30 to 50 times the diameter D of the nozzle ,
Wherein the skid rail is hollow and has a plurality of injection holes along its longitudinal direction inserted therein and injects water supplied to the pipe from the injection hole toward an inner surface of a portion supporting the billet, .

상기 순산소 또는 산소 부화 버너는, 수랭(水冷) 구조인 것이 바람직하다.The pure oxygen or oxygen enrichment burner is preferably a water-cooled structure.

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상기 스키드 레일은 횡단면이 삼각형인 것이 바람직하다.The skid rail preferably has a triangular cross-section.

상기 빌릿은 알루미늄 합금 또는 동 합금인 것이 바람직하다.The billet is preferably an aluminum alloy or a copper alloy.

본 발명에 의하면, 대기 개방 상태로 빌릿을 지지함으로써 노벽으로부터의 방사 전열을 없애고, 순산소 또는 산소 부화 버너에 의해 순산소 또는 부화 산소로 연소시킨 화염을 빌릿의 전장 및 전주에 걸치는 외부 표면에 충돌시킴으로써 화염으로부터의 대류 전열에 의해서만 빌릿을 가열하므로, 전자 유도 가열 방식 이상의 가열 능력과 열효율을 달성할 수 있다.According to the present invention, the billet is supported in the atmospheric release state to eliminate the radiated heat from the furnace wall, and the flame burned with pure oxygen or oxygen-enriched burner by pure oxygen or oxygen-enriched burner is applied to the entire surface of the billet and the outer surface The billet is heated only by the convection heat from the flame, so that the heating ability and thermal efficiency over the electromagnetic induction heating system can be achieved.

버너를 수랭 구조로 하였으므로, 가열 시의 열 충격으로부터 보호할 수 있다.Since the burner has a water-cooled structure, it can be protected from thermal shock during heating.

스키드 레일을 수랭 구조로 하였으므로, 열 충격에 대한 내구성이 좋고, 내화물(耐火物)의 경우에 있어서의 스폴링(spalling)이나 금속의 경우에 있어서의 용손(溶損)의 우려가 없다.Since the skid rail has a water-cooled structure, it has good durability against thermal shock, and there is no fear of spalling in the case of refractories or melting loss in the case of metal.

이하에, 본 발명의 실시형태를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1, 도 2는 본 발명에 의한 빌릿(W)의 가열 장치를 나타낸다.1 and 2 show a heating apparatus for a billet W according to the present invention.

이 가열 장치는, 가대(架臺)(1) 상에 설치된 본체 케이스(2)를 갖는다. 본체 케이스(2)는, 빌릿(W)의 장입측과 추출(抽出)측에 역 U자 형상의 강철제 프레임(3)을 갖는다. 이들 프레임(3)의 내측에는, 수랭 구조의 복수(실시예에서는 6대)의 산소 또는 산소 부화 버너 유닛(4)(이하, 간단히 버너 유닛이라고 함)이 양단이 지지되어서 부착되어 있다. 버너 유닛(4)은, 주위 방향으로 등간격(等間隔)으로 배치되어, 본체 케이스(2)의 길이 방향, 즉 장입측으로부터 추출측을 향해서 연장되어 있다. 본체 케이스(2)에는 노벽이 없고, 내외가 연통한 상태로 되어 있어, 버너 유닛(4)이 대기 개방 상태로 부착되어 있다. 최하위치에 있는 버너 유닛(4)의 양측에는, 빌릿(W)을 지지하는 1쌍의 스키드 레일(5)이 장입측으로부터 추출측을 향해서 연장 설치되어 있다.This heating apparatus has a main body case 2 provided on a mount 1. The main body case 2 has a steel frame 3 having an inverted U-shape on the loading side of the billet W and on the extraction side. A plurality of (in the embodiment, six) oxygen or oxygen-enriched burner units 4 (hereinafter, simply referred to as burner units) having a water-cooled structure are attached to the inside of these frames 3 with both ends supported. The burner units 4 are arranged at equal intervals (equidistant intervals) in the circumferential direction and extend in the longitudinal direction of the main body case 2, that is, toward the extraction side from the charging side. There is no furnace wall in the main body case 2, and the inside and outside are communicated, and the burner unit 4 is attached in an atmospheric release state. On both sides of the burner unit 4 at the lowermost position, a pair of skid rails 5 for supporting the billet W is provided extending from the loading side to the extraction side.

본체 케이스(2)의 장입측에는, 장입 문(6)과 푸셔(pusher)(7)가 설치되어 있다. 장입 문(6)은, 승강(昇降) 실린더(8)에 의해 승강 가능하게 되어 있다. 푸셔(7)는, 빌릿(W)을 스키드 레일(5)을 통해서 본체 케이스(2) 내에 장입하고, 추출측의 도시하지 않은 압출기를 향해서 반송할 수 있다. 본체 케이스(2)의 추출측에는, 추출 문(9)이 승강 실린더(10)에 의해 승강 가능하게 설치되어 있다. 추출 문(9)에는 본체 케이스(2) 내와 연통하는 배기구(11)가 형성되어 있다.A loading door 6 and a pusher 7 are provided on the loading side of the main body case 2. The loading door 6 can be raised and lowered by a lifting cylinder 8. The pusher 7 can load the billet W into the main body case 2 through the skid rail 5 and transport it toward an extruder (not shown) on the extraction side. On the extraction side of the main body case 2, an extracting door 9 is provided so as to be movable up and down by an elevating cylinder 10. An exhaust port (11) communicating with the inside of the main body case (2) is formed in the extraction door (9).

상기 버너 유닛(4)은, 도 3(a)에 나타낸 바와 같이, 다수의 화염 분사 노즐(12)이 소정의 배치 및 피치로 형성되어 있다. 노즐(12)의 배치는 정삼각형이지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 각각의 버너 유닛(4)은, 길이 방향으로 복수의 가열 영역(실시예에서는 A∼D의 4영역)으로 구획되고, 각각의 가열 영역마다 독립해서 연소 용량을 조정 가능하게 되어 있다.As shown in Fig. 3 (a), the burner unit 4 is formed with a plurality of flame spray nozzles 12 in a predetermined arrangement and pitch. The arrangement of the nozzles 12 is an equilateral triangle, but is not limited thereto. Each burner unit 4 is divided into a plurality of heating zones (four zones A to D in the embodiment) in the longitudinal direction, and the combustion capacity can be adjusted independently for each heating zone.

상기 복수의 버너 유닛(4)으로부터의 연소 화염에 의한 대류 평균 열전달률 Hcm은, 노즐(12)의 토출(吐出) 유속이 일정한 경우, 노즐 피치를 P(m), 노즐 직경을 D(m), 빌릿의 외주면으로부터 버너 유닛(4)의 노즐(12)까지의 거리를 L(m), 정수를 k로 하면, 식 1로 나타내진다.The convective average heat transfer coefficient Hcm of the combustion flame from the plurality of burner units 4 is set to P (m), the nozzle diameter D (m) when the discharge flow rate of the nozzle 12 is constant, , L (m) is the distance from the outer peripheral surface of the billet to the nozzle 12 of the burner unit 4, and k is an integer.

(식 1)(Equation 1)

Hcm=k×1/P0 .375×D/LHcm = k × 1 / P 0 .375 × D / L

발명자들은 식 1을 기초로 최적의 노즐 피치 P, 노즐 직경 D, 빌릿의 외주면으로부터 노즐(12)까지의 거리 L을 결정하기 위해서, 실험을 실행하였다. 그 결과, 빌릿(W)의 외부 표면으로부터 노즐(12)까지의 거리 L에 대한 노즐 직경 D의 비 D/L은, 0.02로부터 0.04로 한다. D/L이 0.02 이하에서는 가열 부족이 되어, 전자 유도 가열 상당의 가열 능력을 얻을 수 없다. 또한, D/L이 0.04 이상이면, 빌릿(W)의 화염이 직접 닿는 부분이 용손(溶損)된다. 한편, 노즐 피치 P는, 노즐 직경 D의 30∼50배로 한다. 이것은, 전자 유도 가열 방식에 상당하는 가열 시간과 열효율의 양쪽을 만족시키기 위해서 결정된 것이며, 40배가 가장 바람직하다. 예를 들면, 노즐 직경 D가 1mm일 때는, 노즐 피치 P는 40mm이고, 노즐 직경 D가 0.5mm일 때는, 노즐 피치 P는 20mm이다. 노즐 직경 D는, 1.0mm로부터 0.5mm의 범위이다. 1.0mm 이상에서는 열효율이 37.1% 이하로 되어서 전자 유도 가열 방식에 상당하는 열효율을 확보할 수 없고, 0.5mm 이하에서는 드릴링 가공이 곤란하게 된다. 상기 노즐(12)로부터의 화염의 유속은, 빠르면 빠를수록 대류 열전달률을 높일 수 있지만, 200m/s 이하로 한다. 200m/s 이상으로 하면, 연소음(燃燒音)이 높고, 작업 환경에 지장이 생기기 때문이다.The inventors carried out experiments to determine the optimal nozzle pitch P, the nozzle diameter D, and the distance L from the outer circumferential surface of the billet to the nozzle 12 based on Equation (1). As a result, the ratio D / L of the nozzle diameter D to the distance L from the outer surface of the billet W to the nozzle 12 is 0.02 to 0.04. When the D / L is 0.02 or less, the heating is insufficient and the heating ability equivalent to the electromagnetic induction heating can not be obtained. When D / L is 0.04 or more, the portion of the billet W directly contacting the flame is subjected to melting loss. On the other hand, the nozzle pitch P is set to 30 to 50 times the nozzle diameter D This is determined in order to satisfy both of the heating time and the thermal efficiency corresponding to the electromagnetic induction heating system, and is most preferably 40 times. For example, when the nozzle diameter D is 1 mm, the nozzle pitch P is 40 mm, and when the nozzle diameter D is 0.5 mm, the nozzle pitch P is 20 mm. The nozzle diameter D ranges from 1.0 mm to 0.5 mm. If it is 1.0 mm or more, the thermal efficiency becomes 37.1% or less, and the thermal efficiency equivalent to the electromagnetic induction heating system can not be secured. When the diameter is 0.5 mm or less, drilling becomes difficult. The flow rate of the flame from the nozzle 12 can increase the convective heat transfer rate as fast as possible, but it is 200 m / s or less. When it is more than 200 m / s, the combustion noise is high and the working environment is hindered.

상기 스키드 레일(5)은, 도 4에 나타낸 바와 같이, 단면이 삼각형의 중공으로, 내부에는 파이프(13)가 삽입되어 있다. 파이프(13)에는, 길이 방향으로 복수의 분사 구멍(14)이 형성되어, 파이프에 공급한 물이 분사 구멍(14)으로부터 상기 빌릿(W)을 지지하는 가장 열(熱) 부하가 큰 정각부(頂角部)의 내면을 향해서 분사될 수 있게 되어 있다. 파이프(13)로부터 분사된 물은, 스키드 레일(5)의 추출측의 단면(端面)에 설치한 배출구(15)로부터 배출된다. 또한, 스키드 레일(5)의 단면(斷面)은 삼각형에 한정되지 않고, 원형, 구형(矩形), 반원형, 타원형이라도 좋지만, 어느 형상이라도 분사 구멍(14)은, 빌릿(W)을 지지하는 부분의 내면을 향해서 분사하도록 한다.As shown in Fig. 4, the skid rail 5 has a triangular hollow section in cross section and a pipe 13 inserted therein. The pipe 13 is provided with a plurality of injection holes 14 in the longitudinal direction so that the water supplied to the pipe is discharged from the injection hole 14 to the right corner portion (The vertex portion) of the nozzle. The water jetted from the pipe 13 is discharged from the discharge port 15 provided on the end face of the extraction side of the skid rail 5. The skirt rail 5 is not limited to a triangular shape but may be circular, rectangular, semicircular, or elliptical. In any shape, however, the injection hole 14 may be formed in a shape that supports the billet W To the inner surface of the part.

이어서, 상기 구성으로 이루어지는 가열 장치의 동작을 설명한다.Next, the operation of the heating apparatus constructed as described above will be described.

장입 문(6)을 승강 실린더(8)로 개방하고, 빌릿(W)을 스키드 레일(5)을 통해서 푸셔(7)에 의해 본체 케이스(2) 내에 장입한 후 장입 문(6)을 닫는다. 그리고, 상기 복수의 버너 유닛(4)을 도시하지 않은 점화 수단으로 점화함과 더불어, 상기 버너 유닛(4)의 장입단(端)측 연소 유역의 연소 용량을 추출단측(다음 공정의 압출 성형기측) 연소 영역의 연소 용량보다도 낮게 제어해서 빌릿(W)의 장입단측 연소 영역의 온도를 예를 들면, 400℃, 추출단측 연소 영역의 온도를 예를 들면, 500℃가 되도록 경사 가열을 실행한다.The charging door 6 is opened to the lifting cylinder 8 and the billet W is charged into the main body case 2 by the pusher 7 through the skid rail 5 and then the charging door 6 is closed. The burning unit 4 is ignited by an ignition means (not shown), and the combustion capacity of the burning waterside of the burner unit 4 on the long- For example, 400 占 폚 and the temperature of the extracted single-side combustion zone is set to 500 占 폚, for example, by controlling the temperature of the inlet / outlet-side combustion zone of the billet W to be lower than the combustion capacity of the combustion zone .

여기서, 빌릿(W)은 노벽이 없는 대기 개방 상태로 스키드 레일(5) 상에 지지되어 있으므로, 노벽으로부터의 방사 전열이 없다. 그러나, 공기에 의한 연소가 아니고, 버너 유닛(4)에 의한 순산소 또는 부화 산소로 연소시킨 화염을 빌릿(W)의 전장 및 전주에 걸치는 외부 표면에 충돌시킴으로써 화염으로부터의 대류 전열에 의해서만 빌릿(W)을 가열하므로, 전자 유도 가열 방식 이상의 가열 능력과 열효율을 달성할 수 있다.Here, since the billet W is supported on the skid rail 5 in an atmospheric release state without a furnace wall, there is no radiated heat from the furnace wall. However, instead of combustion by air, a flame burned with pure oxygen or oxygen-enriched oxygen by the burner unit 4 is caused to collide with the entire surface of the billet W and the outer surface of the billet W, W), it is possible to achieve heating capability and thermal efficiency equal to or higher than that of the electromagnetic induction heating system.

버너 유닛(4)은, 수랭 구조이므로, 가열 시의 열 충격으로부터 보호된다. 또한, 스키드 레일(5)도, 내부의 파이프(13)로부터 빌릿(W)을 지지하는 정각부의 내면에 물을 공급하는 수랭 구조로 하였으므로, 열 충격에 대한 내구성이 좋고, 내화물의 경우에 있어서의 스폴링이나 금속의 경우에 있어서의 용손의 염려가 없다.Since the burner unit 4 is a water-cooled structure, it is protected from thermal shock during heating. The skid rail 5 also has a water cooling structure for supplying water to the inner surface of the right angle portion for supporting the billet W from the pipe 13 therein so that the durability against thermal shock is good, There is no fear of spoilage in the case of spalling or metal.

상기 빌릿(W)의 가열을 종료하면, 상기 각각의 버너 유닛(4)을 소화(消火)하고, 추출 문(9)을 승강 실린더(10)로 개방해서, 가열 완료된 빌릿(W)을 푸셔(7)에 의해 하류측에 배치된 압출기에 반송한다. 이후, 전술(前述)한 처리를 간헐적으로 실행한다.When the heating of the billet W is finished, the burner unit 4 is exhausted and the extracting door 9 is opened to the elevating cylinder 10 to push the heated billet W to the pusher 7 to the extruder disposed on the downstream side. Thereafter, the above described processing is intermittently executed.

이어서, 본 발명의 빌릿(W)의 가열 장치에 관한 실험예를 설명한다.Next, an experimental example relating to a heating apparatus for a billet (W) of the present invention will be described.

길이 방향이 A∼D의 4개소의 가열 영역으로 구획된 6대의 버너 유닛(4)(4a∼4f)을 φ156×400L의 빌릿(W)의 외주면에서 45mm 이격(離隔)시켜서 원주 방향으로 배치하였다.Six burner units 4 (4a to 4f) divided into four heating zones in the longitudinal direction A to D are arranged in the circumferential direction by 45 mm apart from the outer peripheral surface of the billet W of? 156 × 400 L Respectively.

상기 버너 유닛(4)의 규격 및 가열 영역마다의 연소 용량은 표 1 및 표 2에 나타내는 바와 같다.The specifications of the burner unit 4 and the combustion capacity for each heating area are shown in Tables 1 and 2.

(표 1)(Table 1)

순산소 혹은 산소 부화 버너 유닛 규격Oxygen or oxygen enrichment burner unit specification

버너 길이  Burner length 490mm   490mm 노즐 수  Number of nozzles 28구멍   28 holes 버너 개수  Number of burners 6개   6 연료  fuel LPG   LPG 저위 발열량  Low calorific value 91MJ/m3[nor] (21800kcal/m3[nor])91 MJ / m 3 [nor] (21800 kcal / m 3 [nor]) 이론 산소량  Theoretical oxygen content 5.0m3/m3[nor]5.0 m 3 / m 3 [nor] 산화제  Oxidant 순산소(봄베로부터 공급)   Pure oxygen (supplied from bomb) 산소 비  Oxygen ratio 1.0 또는 1.1   1.0 or 1.1 냉각수 유량  Cooling water flow rate 5m3/h[nor] at 0.2MPa5 m 3 / h [nor] at 0.2 MPa

(표 2)(Table 2)

상기 버너 유닛의 가열 영역마다의 연소 용량The combustion capacity for each heating region of the burner unit

존(zone)Zone A     A B     B C     C D     D 합계    Sum 노즐 수Number of nozzles 4구멍×6대4 holes × 6 units 8구멍×6대8 holes × 6 units 8구멍×6대8 holes × 6 units 8구멍×6대8 holes × 6 units 28구멍×6대28 holes × 6 units 연소 용량
MJ/h
Combustion capacity
MJ / h
209    209 418    418 418    418 418    418 1463    1463

표 3의 실험예(1)은, 상온(30℃)의 빌릿(W)을 500℃까지 가열하고, 그 때의 가열 능력과 열효율을 확인하는 실험예이다. 다음 표에 나타내는 바와 같이, 본 발명에서는, 상기 버너 유닛(4)으로부터 분사되는 고온의 연소 화염을 빌릿(W)의 전장 및 전주에 걸치는 외부 표면에 충돌(impinge) 가열하는 방법이기 때문에 37.1%라고 하는 높은 열효율(수열량(受熱量)/투입 열량)로 빌릿(W)을 79초에 500℃로 가열할 수 있다.Experimental example (1) in Table 3 is an example of heating the billet (W) at room temperature (30 占 폚) to 500 占 폚 and confirming the heating ability and thermal efficiency at that time. As shown in the following table, in the present invention, 37.1% is the method of impinging the high-temperature combustion flame injected from the burner unit 4 on the entire surface of the billet W and the outer surface of the billet W The billet W can be heated to 500 占 폚 in 79 seconds with a high thermal efficiency (heat reception amount / heat input amount).

(표 3)(Table 3)

가열 능력시험1Heating capacity test 1



연소 용량
(MJ/h)
Combustion capacity
(MJ / h)
가열
시간
heating
time
투입
열량
input
calorie
승온량Heating rate 수열량Calories 열효율Thermal efficiency
A A B B C C D D 합계Sum  second MJ MJ   ℃ MJ MJ   % 실험예(1)Experimental Example (1) 209209 418418 418418 418418 14631463 79 79 32.132.1 470  470 11.911.9 37.1  37.1

투입 열량=연소 용량×가열 시간Heat input = combustion capacity × heating time

수열량=승온량×평균비열×빌릿 중량Heat quantity of water = temperature increase × average specific heat × billet weight

표 4에 나타내는 실험예(2)는, 미리 250℃로 가열된 빌릿(W)에 경사 가열을 실행하는 실험예를 나타낸 것이다. 이것은, 예를 들면, 연속 주조기에 의해 반송된 빌릿(W)을 경사 가열하는 것을 상정한 실험이며, 상기 버너 유닛(4)의 4개의 가열 영역 A∼D 중, B∼D를 점화하고 A만 점화하지 않고 가열한 결과, 가열 시간 43초에 빌릿(W) 전단부(前端部)와 후단부(後端部)의 온도차 △T=73℃/400mm가 되고, 1000mm의 빌릿(W)으로 환산하면, 이상(理想) 온도 구배(100℃/1000mm) 이상의 경사 가열이 된 것으로 된다.Experimental example (2) shown in Table 4 shows an experimental example in which oblique heating is performed on billet (W) preliminarily heated to 250 占 폚. This is an experiment in which it is assumed that the billet W carried by the continuous casting machine is to be obliquely heated. In the four heating zones A to D of the burner unit 4, B to D are ignited and only A As a result of heating without ignition, the temperature difference? T = 73 占 폚 / 400 mm between the front end portion and the rear end portion of the billet W at a heating time of 43 seconds and converted into a billet W of 1000 mm , The inclined heating is performed at an ideal temperature gradient (100 DEG C / 1000 mm) or more.

(표 4)(Table 4)

경사 가열 시험 2Gradient heating test 2


연소 용량
(MJ/h)
Combustion capacity
(MJ / h)
가열
시간
heating
time
초기
온도
Early
Temperature
후단부
온도
Rear end
Temperature
전단부
온도
Front end portion
Temperature
온도차Temperature difference
A A B B C C D D 합계Sum  second  ℃   ℃   ℃   ℃ 실험예(2)Experimental Example (2) 0 0 418418 418418 418418 12541254 43 43 255 255 419  419 492  492 73   73 실험예(3)Experimental Example (3) 0 0 418418 418418 418418 12541254 76 76 30  30 343  343 449  449 106  106

표 4의 실험예(3)은, 상온의 빌릿(W)에 경사 가열을 실행하는 실험예를 나타낸 것이다. 연소 조건은 상기 실험예(2)와 동일 조건으로 하고, 그 결과, 상온의 빌릿(W)이 가열시간 76초에서 전단부와 후단부의 온도차 △T=106℃/400mm가 되고, 1000mm의 빌릿(W)으로 환산하면, 이 실험에서도 이상 온도 구배(100℃/1000mm) 이상의 경사 가열이 된 것으로 된다.Experimental example (3) in Table 4 shows experimental examples in which the billet W at room temperature is subjected to oblique heating. As a result, the temperature difference DELTA T between the front end portion and the rear end portion of the billet W at room temperature was 76 seconds and the temperature difference DELTA T was 106 DEG C / 400 mm. As a result, W), this test also shows that the temperature is obliquely heated by an abnormal temperature gradient (100 DEG C / 1000 mm) or more.

이렇게, 본 발명의 가열 장치에 의하면, 순산소 혹은 산소 부화 공기를 이용한 고온의 연소 화염을 대기 개방 상태로 지지된 빌릿(W)의 전장 및 전주에 걸치는 외부 표면에 충돌시켜서 가열하므로, 냉간재(冷間材)로부터도 단시간에 빌릿을 압출 성형 온도까지 가열하는 것이 가능하고, 또한, 빌릿(W)의 길이 방향에 대한 버너 유닛의 연소 용량을 제어하는 것만으로 용이하게 경사 가열을 실행할 수 있는 것이 판명되었다.Thus, according to the heating apparatus of the present invention, since the high temperature combustion flame using pure oxygen or oxygen-enriched air collides with the outer surface of the billet (W) It is possible to heat the billet to the extrusion molding temperature in a short period of time from the cold material) and to easily perform the inclined heating only by controlling the burning capacity of the burner unit in the longitudinal direction of the billet W Proved.

도 1은 본 발명에 의한 빌릿 가열 장치의 단면도.1 is a sectional view of a billet heating apparatus according to the present invention;

도 2는 도 1의 II-II선 단면도.2 is a sectional view taken along the line II-II in Fig.

도 3은 버너 유닛의 노즐 배치를 나타내는 정면도(a), 버너 유닛 및 스키드 레일의 배치를 나타내는 횡단면도.Fig. 3 is a front view (a) showing the nozzle arrangement of the burner unit, and Fig. 3 is a cross-sectional view showing the arrangement of the burner unit and the skid rail.

도 4는 스키드 레일의 횡단면도(a) 및 종단면도(b).4 is a cross-sectional view (a) and a longitudinal section view (b) of the skid rail.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS

2: 본체 케이스2: Body case

3: 프레임3: Frame

4: 버너 유닛4: Burner unit

5: 스키드 레일5: Skid rail

12: 노즐12: Nozzle

13: 파이프13: Pipe

14: 분사구14:

W: 빌릿W: billet

Claims (5)

노벽(爐壁)을 설치하지 않고 내외를 연통시킨 프레임으로 이루어지는 본체 케이스와,A main body case made of a frame in which a furnace wall is not provided but which is communicated with the inside and outside, 상기 본체 케이스 내에 장입(裝入)된 빌릿(billet)을 대기 개방 상태로 지지하는 스키드 레일(skid rail)과,A skid rail for supporting a billet charged in the main body case to an atmospheric release state, 상기 본체 케이스에 부착되어서, 상기 빌릿의 전장(全長) 및 전주(全周)에 걸치는 외부 표면에 연소 화염을 충돌시켜서 빌릿을 가열하는 복수의 순(純)산소 또는 산소 부화(富化) 버너로 이루어지고,A plurality of pure oxygen or oxygen enrichment burners attached to the body case for heating the billets by colliding a combustion flame against an outer surface extending over the entire length and the entire circumference of the billet, Lt; / RTI & 상기 빌릿의 외부 표면으로부터 상기 버너의 노즐까지의 거리 L에 대한 상기 노즐의 직경 D의 비(比) D/L을 0.02로부터 0.04로 하고, 상기 노즐의 피치(pitch) P를 상기 노즐의 직경 D의 30∼50배로 하고, Wherein the ratio D / L of the diameter D of the nozzle to the distance L from the outer surface of the billet to the nozzle of the burner is 0.02 to 0.04 and the pitch P of the nozzle is D To 30 times, 상기 스키드 레일은, 중공(中空)으로, 내부에 길이 방향을 따라 복수의 분사 구멍을 갖는 파이프가 삽입되고, 상기 파이프에 공급한 물을 상기 분사 구멍으로부터 상기 빌릿을 지지하는 부분의 내면을 향해서 분사하고, 상기 스키드 레일의 단면에 설치된 배출구로부터 배출하는 것을 특징으로 하는 빌릿 가열 장치.Wherein the skid rail is hollow and has a plurality of injection holes along the longitudinal direction thereof inserted therein and injects water supplied to the pipe from the injection hole toward the inner surface of the portion supporting the billet, And discharging the billet from an outlet provided in an end surface of the skid rail. 제1항에 있어서, 상기 순산소 또는 산소 부화 버너는, 수랭(水冷) 구조인 것을 특징으로 하는 빌릿 가열 장치.The billet heating apparatus according to claim 1, wherein the pure oxygen or oxygen enriched burner has a water-cooled structure. 제1항에 있어서, 상기 스키드 레일은 횡단면이 삼각형인 것을 특징으로 하는 빌릿 가열 장치.2. The billet heating apparatus according to claim 1, wherein the skid rail has a triangular cross-section. 제3항에 있어서, 상기 빌릿은 알루미늄 합금 또는 동(銅) 합금인 것을 특징으로 하는 빌릿 가열 장치.The billet heating apparatus according to claim 3, wherein the billet is an aluminum alloy or a copper alloy. 삭제delete
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