KR101610359B1 - 전기강판 탈탄질화 소둔로의 균일 수분 공급 장치 - Google Patents

Abstract

전기강판 탈탄질화 소둔로의 균일 수분 공급 장치를 제공한다. 본 발명에 따르면, 탈탄질화 소둔로의 상부에 배치되고, 가습 장치로부터 탈탄질화 소둔로 내부로 수분을 포함하는 습성 가스(Wet Gas)를 이송하기 위한 이송 배관, 상기 이송 배관을 적어도 하나 이상의 기점으로부터 구배에 의하여 서로 구분시켜 주고, 이 기점으로부터 상기 탈탄질화 소둔로의 상단면과 평행한 수평면에 대하여 각각 일정한 구배를 갖는 제1, 제2 경사 배관부, 상기 이송 배관의 기점 하부에 배치됨과 아울러 상기 제1, 제2 경사 배관부와 각각 연통되고, 상기 제1, 제2 경사 배관부에 응축수(Waterdrop)가 발생되면 상기 제1, 제2 경사 배관부의 구배를 따라 중력에 의해 응축수가 모이게 되는 히팅 탱크, 및 상기 히팅 탱크에 설치되고, 상기 히팅 탱크에 모인 응축수를 가열하여 기화시키기 위한 자동 온도 조절 장치를 포함한다.

Description

전기강판 탈탄질화 소둔로의 균일 수분 공급 장치{UNIFORM MOISTURE SUPPLY DEVICE OF annealing furnace for decarbonization AND NITRIFICATION OF ELECTRICAL STEEL SHEET}

본 발명은 전기강판 탈탄질화 소둔로의 균일 수분 공급 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방향성 전기강판의 생산 공정 중 탈탄과 질화 공정을 통하여 적정 1차 재결정 형성 및 후 공정에서 Glass Film(절연피막)을 형성하기 위하여 산화층 형성과 MgO를 코팅하는 동시 탈탄질화 소둔 공정의 장치 중 노 내 적정 수분량을 조절, 소재 산화층 형성 정도를 제어하는 습성 가스(Wet gas) 투입 장치인 전기강판 탈탄질화 소둔로의 균일 수분 공급 장치에 관한 것이다.

종래의 동시 탈탄질화 소둔 공정에서 사용한 수분 공급 장치(가습 장치)는 도 1에 도시된 바와 같은 형상으로, 적정량의 물(5)을 포함하고 있는 가습 장치(4)에 건성 가스(dry gas)(3)가 공급되고 가습 장치(4)의 열교환기(7)로 물 온도를 조절하여 가습 장치(4)의 출구로 나가는 습성 가스(Wet gas(6)에 포함되는 수분의 양을 제어하여 소둔로 내로 공급하였고, 이를 통해 소둔로 내 이슬점(Dew point)를 제어하여 산화/환원 분위기를 제어하였다.

이는 소재 표면의 산화층 생성 정도를 결정하는 중요한 인자로써, 방향성 전기강판의 표면품질에 지대한 영향을 끼칠뿐만 아니라, 산화층량과 산화층질에 따라 탈탄과 질화에 영향을 미쳐 자성품질에도 영향을 끼침으로써 공정상 중요하게 관리되어야 하는 공정 인자이다.

노(Furnace)(1)에 공급되는 총 수분량은 가습 장치(4)의 물 온도로 결정이 되지만, 이는 습성 가스(Wet Gas)의 이송 배관(8)의 내부 가스(Gas) 온도가 가습 장치(4)의 물의 온도 이상으로 관리될 때에만 가능하다.

비록, 이송 배관(8)에 보온 단열처리를 하더라도 외부 대기의 온도 변화(일교차, 계절별 대기 온도), 단열 미비, 열선 불량 등 여러 요인에 의해 이송 배관(8)내 습성 가스(Wet Gas) 온도는 가습 장치(4) 온도 이하로 떨어져 이송 배관(8) 내 응축수(9)가 발생하게 된다.

이는 곧 가습 장치(4)의 물 온도를 항상 일정하게 관리하더라도 외부 온도 변화에 의해 노(Furnace)까지 이동하는 이송 배관(8) 내 습성 가스(Wet Gas) 온도가 떨어져 응축수가 발생하여 노(Furnace)(1) 내부로 공급되어야 할 수분량에 변화가 발생하게 되고 이는 곧, 노 내 균일한 이슬점(Dew Point)제어가 되지 못하여 산화/환원 분위기가 유지되지 못함으로써, 소재 표면 산화층량과 산화층질을 제어하는데 문제점을 발생시키고 있었다.

본 발명은 방향성 전기강판의 생산 공정 중 탈탄과 질화 공정을 통하여 적정 1차 재결정 형성 및 후 공정에서 Glass Film(절연피막)을 형성하기 위하여 산화층 형성과 MgO를 코팅하는 동시 탈탄질화 소둔 공정인 DcNL(Decarburizing & Nitriding Line) 공정의 장치 중 노 내부에 공급되는 수분량을 정밀 제어하여 소둔로내 산화/환원 분위기를 제어, 적정 산화층을 형성하고 이에 따른 소재의 표면 및 자성 품질을 향상시키기 위한 전기강판 탈탄질화 소둔로의 균일 수분 공급 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 탈탄질화 소둔로의 상부에 배치되고, 가습 장치로부터 탈탄질화 소둔로 내부로 수분을 포함하는 습성 가스(Wet Gas)를 이송하기 위한 이송 배관,

상기 이송 배관을 적어도 하나 이상의 기점으로부터 구배에 의하여 서로 구분시켜 주고, 이 기점으로부터 상기 탈탄질화 소둔로의 상단면과 평행한 수평면에 대하여 각각 일정한 구배를 갖는 제1, 제2 경사 배관부,

상기 이송 배관의 기점 하부에 배치됨과 아울러 상기 제1, 제2 경사 배관부와 각각 연통되고, 상기 제1, 제2 경사 배관부에 응축수(Waterdrop)가 발생되면 상기 제1, 제2 경사 배관부의 구배를 따라 중력에 의해 응축수가 모이게 되는 히팅 탱크, 및

상기 히팅 탱크에 설치되고, 상기 히팅 탱크에 모인 응축수를 가열하여 기화시키기 위한 자동 온도 조절 장치를 포함하는 전기강판 탈탄질화 소둔로의 균일 수분 공급 장치가 제공될 수 있다.

상기 제1, 제2 경사 배관부는 상기 이송 배관의 기점을 중심으로 서로 대칭되게 배치될 수 있다.

상기 제1, 제2 경사 배관부의 구배는 상기 이송 배관의 기점을 중심으로 상기 탈탄질화 소둔로의 상단면과 평행한 수평면에 대하여 상향 경사지게 형성될 수 있다.

상기 제1, 제2 경사 배관부에 각각 적어도 하나 이상 연통되고, 상기 자동 온도 조절 장치에 의하여 응축수를 기화시킨 상태로 상기 탈탄질화 소둔로 내부로 공급하기 위한 제1, 제2 공급 배관부를 포함할 수 있다.

상기 히팅 탱크의 바닥에는 상기 히팅 탱크의 바닥에 떨어져 모인 응축수의 온도를 측정하기 위한 온도계가 설치되고,

상기 온도계에 의하여 측정된 온도는 상기 자동 온도 조절 장치에 전달될 수 있다.

상기 이송 배관의 길이가 길 경우, 이송 배관의 구배에 의하여 구분되는 기점을 일정한 간격으로 2개 이상 형성하고, 각 기점 하부에 각각 히팅 탱크가 설치될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 방향성 전기강판의 생산 공정 중 탈탄과 질화 공정을 통하여 적정 1차 재결정 형성 및 후 공정에서 Glass Film(절연피막)을 형성하기 위하여 산화층 형성과 MgO를 코팅하는 동시 탈탄질화 소둔 공정인 DcNL(Decarburizing & Nitriding Line)공정의 장치 중 노 내부에 공급되는 수분량을 정밀 제어하여 소둔로내 산화/환원 분위기를 제어, 적정 산화층을 형성하고 이에 따른 소재의 표면 및 자성 품질을 향상할 수 있으며,

특히, 노 내부의 이슬점 변화가 대폭 감소하였고 이에 따라 전기강판 자성품질 편차도 대폭 개선될 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 전기강판 탈탄질화 소둔로의 수분 공급 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 전기강판 탈탄질화 소둔로의 균일 수분 공급 장치의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다른 구현예에 따른 전기강판 탈탄질화 소둔로의 균일 수분 공급 장치의 개략적인 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 전기강판 탈탄질화 소둔로의 균일 수분 공급 장치의 자동 온도 조절 장치의 개략적인 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른 전기강판 탈탄질화 소둔로의 균일 수분 공급 장치의 히팅 탱크의 자동 온도 제어 로직을 나타낸 도면이다.
도 6은 개선전 후 노내 이슬점 변동 추이를 나타낸 그래프이다.

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 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 전기강판 탈탄질화 소둔로의 균일 수분 공급 장치의 개략적인 구성도이고, 도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 전기강판 탈탄질화 소둔로의 균일 수분 공급 장치의 자동 온도 조절 장치의 개략적인 구성도이다.

도 2 및 도 4를 참고하면, 본 발명의 일 구현예에 따른 전기강판 탈탄질화 소둔로의 균일 수분 공급 장치는,

탈탄질화 소둔로(1)의 상부에 배치되고, 가습 장치로부터 상기 탈탄질화 소둔로(1) 내부로 수분을 포함하는 습성 가스(Wet Gas)(6)를 이송하기 위한 이송 배관(8),

상기 이송 배관(8)을 적어도 하나 이상의 기점(O)으로부터 구배에 의하여 서로 구분시켜 주고, 이 기점으로부터 상기 탈탄질화 소둔로(1)의 상단면과 평행한 수평면(X-X)에 대하여 각각 일정한 구배(α)를 갖는 제1, 제2 경사 배관부(8-1, 8-2),

상기 이송 배관(8)의 기점(O) 하부에 배치됨과 아울러 상기 제1, 제2 경사 배관부(8-1, 8-2)와 각각 연통되고, 상기 제1, 제2 경사 배관부(8-1, 8-2)에 응축수(Waterdrop)(9)가 발생되면 상기 제1, 제2 경사 배관부의 구배를 따라 중력에 의해 응축수가 모이게 되는 히팅 탱크(10), 및

상기 히팅 탱크(10)에 설치되고, 상기 히팅 탱크(10)에 모인 응축수를 가열하여 기화시키기 위한 자동 온도 조절 장치(11)를 포함할 수 있다.

상기 제1, 제2 경사 배관부(8-1, 8-2)는 상기 제1, 제2 경사 배관부(8-1, 8-2)에 발생된 응축수가 상기 제1, 제2 경사 배관부(8-1, 8-2)의 구배를 따라 중력에 의해 용이하게 상기 히팅 탱크(10)로 모일 수 있도록 상기 이송 배관(8)의 기점(O)을 중심으로 서로 대칭되게 배치될 수 있다.

또한, 상기 제1, 제2 경사 배관부(8-1, 8-2)의 구배는 상기 제1, 제2 경사 배관부(8-1, 8-2)에 발생된 응축수가 상기 제1, 제2 경사 배관부(8-1, 8-2)의 구배를 따라 중력에 의해 용이하게 상기 히팅 탱크(10)로 모일 수 있도록 상기 이송 배관(8)의 기점(O)을 중심으로 상기 탈탄질화 소둔로(1)의 상단면과 평행한 수평면(X-X)에 대하여 상향 경사지게 형성될 수 있으며, 동일한 경사 각도(α)를 가질 수 있다.

상기 제1, 제2 경사 배관부(8-1, 8-2)에 각각 적어도 하나 이상 연통되고, 상기 자동 온도 조절 장치(11)에 의하여 응축수를 기화시킨 상태로 상기 탈탄질화 소둔로(1) 내부로 공급하기 위한 제1, 제2 공급 배관부(8-11, 8-12)를 포함할 수 있다.

상기 히팅 탱크의 바닥에는 상기 히팅 탱크의 바닥에 떨어져 모인 응축수의 온도를 측정하기 위한 온도계(12)가 설치되고, 상기 온도계(12)에서 측정된 온도는 상기 자동 온도 조절 장치(11)에 전달될 수 있다.

상기 자동 온도 조절 장치(11)는 상기 온도계(12)와 연결되고, 상기 온도계(12)에 의하여 측정된 온도에 따라 상기 히팅 탱크(10)를 가열하여 응축수를 기화시킬 수 있다.

상기 자동 온도 조절 장치(11)의 로직은 도 5에 도시된 바와 같이, 히팅 탱크 목표 온도, 실측 온도 오차 계산부(13), 즉, (식 1)의 로직을 가지며,

Te = 목표 온도 - 실측 온도 (식 1)

Te의 값이 비교 판단부(14)에서 양수(+)값을 가지면 히팅 파워(Heating Power)를 온(On) 상태(16)로 하게 되며, Te의 값이 비교 판단부(14)에서 음수(-)값을 가지면 히팅 파워(Heating Power)를 오프(Off) 상태(15)로 하게 되어 히팅 탱크(Heating Tank)의 과열을 방지함과 동시에 응축수가 고이면 자동 온도 조절 장치(11)를 통해 히팅 탱크(Heating Tank)(10)가 발열하여 응축수(9)를 기화시켜 로(Furnace)(1) 내부로 수분을 보내게 된다.

상기에서는 이송 배관(8)의 구배에 의하여 구분되는 하나의 기점(O) 하부에 하나의 히팅 탱크(10)가 설치되고, 상기 이송 배관(10)의 기점을 기준으로 제1, 제2 경사 배관부(8-1, 8-2)로 구분되는 경우를 설명하였다.

그러나, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 이송 배관(8)의 길이가 길 경우, 상기 이송 배관(8)의 구배에 의하여 구분되는 기점(O)을 일정한 간격으로 2개 이상 형성하고, 각 기점(O) 하부에 각각 히팅 탱크(10)가 설치될 수 있다. 도 3에서는 이송 배관의 구배에 의하여 구분되는 기점(O)을 3개로 형성하였으며, 이에 따라 3개의 히팅 탱크가 설치된 경우를 나타내고 있다.

이하에서, 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 구현예에 따른 전기강판 탈탄질화 소둔로의 균일 수분 공급 장치의 작동에 대해서 설명한다.

본 발명의 일 구현예에 따른 전기강판 탈탄질화 소둔로의 균일 수분 공급 장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 이송 배관(8)을 기점(O)으로부터 구배에 의하여 제1, 제2 경사 배관부(8-1, 8-2)으로 구분하고 있다.

또한, 상기 제1, 제2 경사 배관부(8-1, 8-2)는 기점(O)으로부터 상기 탈탄질화 소둔로(1)의 상단면에 평행한 수평면(X-X)에 대하여 서로 대향하여 배치되고 상향 경사진 구배를 가지고 있으므로, 상기 제1, 제2 경사 배관부(8-1, 8-2)에 응축수(9)가 발생하면, 상기 제1, 제2 경사 배관부(8-1, 8-2)의 구배를 따라 중력에 의해상기 히팅 탱크(Heating Tnank)(10)에 응축수가 모이게 된다.

상기 히팅 탱크(10)에 모인 응축수는 상기 히팅 탱크(10)의 자동 온도 조절 장치(11)를 통해 가열되어 기화되어 상기 제1, 제2 공급 배관부(8-11, 8-12)로 공급되고, 상기 제1, 제2 공급 배관부(8-11, 8-12)는 응축수를 기화시킨 상태로 상기 탈탄질화 소둔로(1) 내부로 공급하게 되므로, 상기 탈탄질화 소둔로(1) 내부로 균일하게 수분을 공급할 수 있다.

따라서, 탈탄질화 소둔로(1) 내 이슬점 변화가 도 6의 개선전(종래기술의 예) 그래프와 같이 밤, 낮 일교차에 의해 노 내 이슬점 변화가 크게 나타나던 것이,

도 6의 개선후(본 발명의 예) 그래프와 같이 노내 이슬점 변화가 대폭 감소하였으며, 이에 따라 전기강판 자성품질 편차도 대폭 개선되었다

1: 탈탄질화 소둔로
6: 습성 가스(Wet Gas)
8: 이송 배관
8-1, 8-2: 제1, 제2 경사 배관부
8-11, 8-12: 제1, 제2 공급 배관부
9: 응축수
10: 히팅 탱크
11: 자동 온도 조절 장치

Claims (6)

1. 탈탄질화 소둔로의 상부에 배치되고, 가습 장치로부터 탈탄질화 소둔로 내부로 수분을 포함하는 습성 가스(Wet Gas)를 이송하기 위한 이송 배관,
   상기 이송 배관을 적어도 하나 이상의 기점으로부터 구배에 의하여 서로 구분시켜 주고, 이 기점으로부터 상기 탈탄질화 소둔로의 상단면과 평행한 수평면에 대하여 각각 일정한 구배를 갖는 제1, 제2 경사 배관부,
   상기 이송 배관의 기점 하부에 배치됨과 아울러 상기 제1, 제2 경사 배관부와 각각 연통되고, 상기 제1, 제2 경사 배관부에 응축수(Waterdrop)가 발생되면 상기 제1, 제2 경사 배관부의 구배를 따라 중력에 의해 응축수가 모이게 되는 히팅 탱크, 및
   상기 히팅 탱크에 설치되고, 상기 히팅 탱크에 모인 응축수를 가열하여 기화시키기 위한 자동 온도 조절 장치
   를 포함하고,
   상기 제1, 제2 경사 배관부는 상기 이송 배관의 기점을 중심으로 서로 대칭되게 배치되고,
   상기 제1, 제2 경사 배관부의 구배는 상기 이송 배관의 기점을 중심으로 상기 탈탄질화 소둔로의 상단면과 평행한 수평면에 대하여 상향 경사지게 형성되고,
   상기 제1, 제2 경사 배관부에 각각 적어도 하나 이상 연통되고, 상기 자동 온도 조절 장치에 의하여 응축수를 기화시킨 상태로 상기 탈탄질화 소둔로 내부로 공급하기 위한 제1, 제2 공급 배관부를 포함하는 전기강판 탈탄질화 소둔로의 균일 수분 공급 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 히팅 탱크의 바닥에는 상기 히팅 탱크의 바닥에 떨어져 모인 응축수의 온도를 측정하기 위한 온도계가 설치되고,
   상기 온도계에 의하여 측정된 온도는 상기 자동 온도 조절 장치에 전달되는 전기강판 탈탄질화 소둔로의 균일 수분 공급 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 이송 배관의 길이가 길 경우, 이송 배관의 구배에 의하여 구분되는 기점을 일정한 간격으로 2개 이상 형성하고, 각 기점 하부에 각각 히팅 탱크가 설치되는 전기강판 탈탄질화 소둔로의 균일 수분 공급 장치.

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