KR101622879B1 - 압연 소재의 보온 장치 및 방법 - Google Patents

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유승우
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현대제철 주식회사
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Abstract

본 발명은 압연 소재의 보온 장치 및 방법에 관한 것으로, 열원인 배가스를 보온 피트에 공급하는 블로워, 압연소재를 적재하며, 상기 블로워로부터 공급되는 배가스에 의해 상기 압연소재를 승온 및 보온시키는 상기 보온 피트, 상기 보온 피트의 내부에서 높이별 온도, 폭별 온도, 및 상기 블로워를 통해 공급되는 배가스의 온도를 검출하는 온도 검출부, 상기 보온 피트에 상기 배가스를 공급하는 복수의 배가스 공급 배관 각각의 입구측에 설치된 댐퍼의 개도를 조절하는 댐퍼 구동부, 상기 블로워의 온/오프 및 팬의 회전을 조절하는 블로워 구동부, 및 상기 온도 검출부를 통해 검출된 보온 피트 내부의 온도 분포 및 배가스의 온도에 기초하여 상기 댐퍼 구동부 및 블로워 구동부를 통해 상기 보온 피트에 공급되는 배가스의 공급량을 조절하여 상기 보온 피트에 적재된 압연소재의 승온 및 보온 온도를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

압연 소재의 보온 장치 및 방법{HEAT INSULATION APPARATUS FOR ROLLED MATERIALS AND METHOD THEREOF}
본 발명은 압연 소재의 보온 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연주 공정에서 생산된 압연 소재가 압연 대기할 때 목표 온도 이상으로 보온하여 재가열 비용을 절감할 수 있도록 하는 압연 소재의 보온 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 제철 공장에서 압연재를 생산하기 위해서는 압연 공정을 거치게 되는 바, 상기 압연 공정은 연속주조 공정에서 생산된 압연소재(예 : 슬라브, 블룸, 빌렛 등)(즉, 반제품)를 2개의 회전하는 롤(Roll) 사이에 끼워 가늘고 길게 성형하는 공정이다.
이때 상기 반제품은 연주 공장에서 생산되어, 고온(약 1100℃)으로 공급되며, 이들 반제품은 압연 공장에 투입되기 전 반제품 야드에서 대기한다.
이들 반제품은 압연 생산성을 높이는 순서로 투입되며, 조업 스케줄에 따라 최대 3일 이상까지 야드에서 대기하기도 한다. 특히 압연 공장에서 생산하는 제품의 종류 및 규격이 다양할수록 대기시간이 증가하며, 다품종을 생산하는 일부 공장에서는 대기기간 동안 약 50%의 반제품이 상온까지 온도가 감소하기도 한다.
따라서 상기 압연 공정에서는 압연 전에 성형이 용이하도록 하기 위하여 상기 반제품을 목표 온도까지(약 1200℃) 재가열하기 때문에, 온도가 떨어진 소재의 경우 재가열에 소모되는 연료량이 증가한다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 제 10-2012-0033106호(2012.04.06.공개, 압연소재의 보온장치)에 개시되어 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면 연주 공정에서 생산된 압연 소재가 압연 대기할 때 목표 온도 이상으로 보온하여 재가열 비용을 절감할 수 있도록 하는 압연 소재의 보온 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 압연 소재의 보온 장치는, 열원인 배가스를 보온 피트에 공급하는 블로워; 압연소재를 적재하며, 상기 블로워로부터 공급되는 배가스에 의해 상기 압연소재를 승온 및 보온시키는 상기 보온 피트; 상기 보온 피트의 내부에서 높이별 온도, 폭별 온도, 및 상기 블로워를 통해 공급되는 배가스의 온도를 검출하는 온도 검출부; 상기 보온 피트에 상기 배가스를 공급하는 복수의 배가스 공급 배관 각각의 입구측에 설치된 댐퍼의 개도를 조절하는 댐퍼 구동부; 상기 블로워의 온/오프 및 팬의 회전을 조절하는 블로워 구동부; 및 상기 온도 검출부를 통해 검출된 보온 피트 내부의 온도 분포 및 배가스의 온도에 기초하여 상기 댐퍼 구동부 및 블로워 구동부를 통해 상기 보온 피트에 공급되는 배가스의 공급량을 조절하여 상기 보온 피트에 적재된 압연소재의 승온 및 보온 온도를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 보온 피트는, 지면 아래로 호(壕)를 파서 그 내부에 압연소재를 적재 및 보관하고, 그 위에 보온 커버를 씌우도록 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 보온 피트는, 바닥에 배가스를 공급하는 복수의 배가스 공급 배관이 일정 간격으로 설치되고, 상기 복수의 배가스 공급 배관의 입구측은 블로워의 출구에 연결된 배관을 통해 분기되어 배가스를 각기 공급받으며, 상기 복수의 배가스 공급 배관의 각각의 입구측에는 댐퍼가 각기 설치되며, 상기 댐퍼의 개도에 따라 상기 복수의 배가스 공급 배관의 각각에 공급되는 배가스 공급량이 조절되게 구현되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 복수의 배가스 공급 배관은, 배가스를 배출시키는 다수의 노즐을 일정 간격으로 형성하되, 상기 노즐의 구멍 직경은 배관의 입구측이 가장 작고, 직경이 점차로 증가되어 반대측 끝 부분에 있는 노즐 구멍의 직경이 가장 크도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 보온 커버는, 중심부가 외부로 불룩한 배형으로 형성되고, 상기 보온커버의 가장 자리에 배가스 배출 구멍을 형성하되, 상기 배가스 배출 구멍은 장방형의 슬릿 형태로 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 압연 소재의 보온 방법은, 블로워가 열원인 배가스를 보온 피트에 공급하는 단계; 온도 검출부가 상기 보온 피트의 내부에서 높이별 온도, 폭별 온도, 및 상기 블로워를 통해 공급되는 배가스의 온도를 검출하는 단계; 및 제어부가 상기 온도 검출부를 통해 검출된 보온 피트 내부의 온도 분포 및 배가스의 온도에 기초하여 댐퍼 구동부 및 블로워 구동부를 통해 상기 보온 피트에 공급되는 배가스의 공급량을 조절하여 상기 보온 피트에 적재된 압연소재의 승온 및 보온 온도를 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 승온 및 보온 온도를 제어하는 단계에서, 상기 제어부는, 기 설정된 시간 동안 상기 보온 피트 내부의 폭별 온도를 수집하고, 상기 수집된 폭별 온도 편차(Tw,편차)가 기 설정된 제1 기준온도(Ts1)보다 작지 않고, 폭방향 온도 평균(Tw,avg)에서 폭 방향에 설치된 각각의 온도 센서에서 검출된 온도(Twn)를 차감한 값(Tw,avg-Twn)이 기 설정된 제2 기준온도(Ts2)보다 작으면, n번째 온도 센서의 위치에 대응하는 배가스 공급 배관의 입구측에 설치된 댐퍼를 기 설정된 비율 단위로 개방하고, 반대로 상기 수집된 폭별 온도 편차(Tw,편차)가 기 설정된 제1 기준온도(Ts1)보다 작지 않고, 상기 폭방향 온도 평균(Tw,avg)에서 폭 방향에 설치된 각각의 온도 센서에서 검출된 온도(Twn)를 차감한 값(Tw,avg-Twn)이 기 설정된 제2 기준온도(Ts2)보다 작지 않으면, 상기 n번째 온도 센서의 위치에 대응하는 배가스 공급 배관의 입구측에 설치된 댐퍼를 기 설정된 비율 단위로 잠그는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 승온 및 보온 온도를 제어하는 단계에서, 상기 제어부는, 기 설정된 시간 동안 상기 보온 피트 내부의 높이별 온도를 수집하고, 상기 수집된 높이별 온도 평균(TH,avg)이 기 설정된 제3 기준온도(Ts3)보다 작고, 상기 블로워의 현재 회전수(Npv)가 기 설정된 기준 회전수(Nsv)보다 작으면, 상기 블로워의 회전수를 기 설정된 비율 단위로 증가시키고, 반대로 상기 수집된 높이별 온도 평균(TH,avg)이 기 설정된 제3 기준온도(Ts3)보다 작지 않고, 상기 수집된 높이별 온도 편차(TH,편차)가 기 설정된 제4 기준온도(Ts4)보다 작으면, 상기 블로워의 회전수를 기 설정된 비율 단위로 감소시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 연주 공정에서 생산된 압연 소재가 압연 대기할 때 목표 온도 이상으로 보온하여 재가열 비용 및 재가열 시간을 절감할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압연 소재의 보온 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2는 상기 도 1에 있어서, 보온 피트의 보다 구체적인 구성을 설명하기 위하여 보인 예시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압연 소재의 보온 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 압연 소재의 보온 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 압연 소재의 보온 장치와 방법에 의해 보온 피트에 적재된 압연 소재의 승온 패턴을 그래프로 보인 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 압연 소재의 보온 장치 및 방법의 일 실시예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압연 소재의 보온 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 압연 소재의 보온 장치는, 블로워(또는 팬 블로워)(100), 보온 피트(200), 온도 검출부(310), 댐퍼 구동부(320), 블로워 구동부(330), 및 제어부(340)를 포함한다.
상기 블로워(또는 팬 블로워)(100)는 열원인 배가스(즉, 가열로의 배기가스)를 바이패스 시켜(즉, 가열로 열교환기와 스택 사이의 배관에서 바이패스 시켜) 보온 피트(Heat Insulation Pit)(200)에 공급한다.
상기 배가스의 온도는 통상적으로 350도 이상이다.
본 실시예는 상기 가열로에서 배출되는 배가스를 버리지 않고 압연소재의 보온에 재활용함으로써 에너지 사용 효율을 높이는 효과가 있다. 예컨대 기존의 압연소재 보온 장치는 단지 압연소재 자체의 열이 빠져나가지 않게 둘레를 단열시키는 방식으로 보온하였으나, 압연 대기 기간이 길어짐에 따라 결국에는 압연소재의 온도가 상온으로 떨어지기 때문에 사실상 보온의 효과가 없었다.
그러나 본 실시예에 따른 보온 장치는 압연소재가 적재 및 보관되는 장소 자체에 대한 단열효과를 높이고(즉, 열이 빠져나가는 시간을 연장하고), 단지 보온만 수행하는 것이 아니라, 배가스를 이용해 압연소재를 목표 온도 이상으로 승온하여 그 목표 온도로 계속 유지시킴으로써 재가열 시 비용과 시간을 절감할 수 있도록 하는 효과가 있다.
상기 보온 피트(200)는 압연소재를 적재하며 상기 블로워(100)로부터 공급되는 배가스에 의해 상기 압연소재를 승온 및 보온시킨다(도 2 참조).
상기 보온 피트(200)는 단열효과를 높이기 위해서 지면 아래로 사각형 모양의 호(壕)(예 : 해자, 도랑 등)(230)를 파서 그 내부에 압연소재를 적재 및 보관하고, 그 위에 보온 커버(또는 덮개)(240)를 씌워 구성된다(도 2 참조).
도 2는 상기 도 1에 있어서, 보온 피트의 보다 구체적인 구성을 설명하기 위하여 보인 예시도이다.
상기 보온 피트(200)는 그 하부(즉, 바닥면)에는 배가스를 공급하는 복수의 배관(210)이 일정한 간격으로 설치된다. 즉, 균일한 열전달을 위하여 상기 배가스 공급 배관(210)이 상기 보온 피트(200)의 하부(즉, 바닥면) 전체에 일정한 간격으로 배치된다.
상기 복수의 배가스 공급 배관(210)의 입구측은 상기 블로워(100)의 출구에 연결된 배관을 통해 배가스를 각기 공급받고, 또한 상기 복수의 배가스 공급 배관(210)의 각각의 입구측에는 댐퍼(220)가 각기 설치되며, 상기 댐퍼(220)의 개도에 따라 상기 복수의 배가스 공급 배관(210)의 각각에 공급되는 배가스 공급량이 조절된다.
여기서 상기 복수의 배가스 공급 배관(210)은 배가스를 배출시키는 다수의 노즐이 형성되는데, 이때 상기 노즐 구멍의 직경은 입구측이 가장 작고 끝 부분에 있는 노즐 구멍의 직경이 가장 크도록 점차 증가되게 형성된다.
이에 따라 배가스 공급압이 가장 높은 입구측에서는 작은 직경의 노즐 구멍을 통해 적은 배가스가 배출되게 하고, 배가스 공급압이 가장 낮은 배관 끝부분에서는 큰 직경의 노즐 구멍을 통해 많은 배가스가 배출되게 함으로써 배관 전체적으로 균일한 양의 배가스가 배출되게 한다.
물론 상기 복수의 배가스 공급 배관(210)의 각각에 공급되는 배가스의 전체적인 공급량은 각 입구측에 설치된 댐퍼(220)의 개도에 의해 조절된다.
한편 상기 보온 피트(200)의 보온 커버(240)는 상기 보온 피트(200) 내부에 공급된 배가스를 가능한 오래도록 정체시키기 위한 것으로, 기존의 보온 장치(내부의 따뜻한 공기가 외부로 빠져나가지 않게 막아야하는 보온 장치)와 다르게 본 실시예의 보온 장치는 상기 보온 피트(200) 내부에 지속적으로 배가스를 공급하기 때문에 상기 보온 피트(200) 내부의 압력 조절과 상기 블로워(100)에 과부하가 걸리지 않도록 하기 위해서 상기 보온 피트(200) 내부에서 상승한 배가스를 배출시키기 위해서 배가스 배출 구멍(241)이 형성된다.
상기와 같은 이유로 상기 보온 피트(200) 내부의 배가스를 배출시켜야 하지만, 보온을 위해서는 가능한 한 배가스가 상기 보온 피트(200) 내부에 정체되어 있어야 하기 때문에 본 실시예에서는 상기 보온 커버(240)의 가운데(중심부)를 외부로 불룩한 배형(즉, C자형)으로 형성하고, 상기 배가스 배출 구멍(241)을 가능한 한 상기 보온커버(240)의 가장 자리에 형성하되 직사각형 형태의 슬릿형(즉, 장방형의 슬릿)으로 형성한다. 다만 상기 배가스 배출 구멍(241)의 형태를 반드시 장방형으로 한정하는 것은 아니며, 다른 형태의 슬릿으로 형성하는 것도 가능하다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 온도 검출부(310)는 상기 보온 피트(200)의 내부에서 높이별 온도, 폭별 온도, 및 상기 블로워(100)를 통해 공급되는 배가스의 온도를 검출한다.
이때 상기 폭별 온도를 검출하기 위해 설치되는 온도 센서는 상기 복수의 배가스 공급 배관(210)의 각각의 입구측 온도를 검출한다.
상기 온도 검출부(310)는 상기 보온피트(200) 내부의 폭/높이 별로 설치된 복수의 온도 센서에 의해, 상기 보온피트(200) 내부의 온도 분포를 입체적으로 모니터링 할 수 있도록 한다.
상기 온도 검출부(310)를 통해 수집된 상기 보온 피트(200) 내부의 온도 분포(예 : 폭별 온도 분포)를 바탕으로 상기 제어부(340)는 상기 복수의 배가스 공급 배관(210)(즉, 분기관)의 개도를 조절한다. 또한 상기 온도 검출부(310)를 통해 수집된 상기 보온 피트(200) 내부의 온도 분포(예 : 높이별 온도 분포)를 바탕으로 상기 제어부(340)는 배가스를 공급하는 상기 블로워(100)의 회전수를 조절한다.
상기 댐퍼 구동부(320)는 상기 보온 피트(200)에 상기 배가스를 공급하는 복수의 배관(210)(즉, 분기관) 각각의 입구측에 설치된 댐퍼(220)의 개도를 조절한다.
상기 댐퍼(220)의 개도에 따라 상기 복수의 배가스 공급 배관(210)의 각각에 공급되는 배가스 공급량이 조절된다.
상기 블로워 구동부(330)는 상기 블로워(100)의 온/오프 및 팬의 회전을 조절한다. 상기 블로워(100)의 회전수에 따라 상기 복수의 배가스 공급 배관(210)의 전체에 공급되는 배가스의 공급량이 조절된다.
상기 제어부(340)는 상기 온도 검출부(310)를 통해 검출된 보온 피트(200) 내부의 온도 분포 및 블로워(100)를 통해 공급되는 배가스의 온도에 기초하여 상기 댐퍼 구동부(320) 및 블로워 구동부(330)를 통해 상기 보온 피트(200)에 공급되는 배가스의 공급량을 조절하여 상기 보온 피트(200) 내부에 적재된 압연소재의 승온 및 보온 온도를 제어한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압연 소재의 보온 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제어부(340)는 기 설정된 시간 동안(예 : t 분 동안) 상기 보온 피트(200) 내부의 폭별 온도(즉, 측면 온도)를 수집한다(S101).
그리고 상기 제어부(340)는 상기 수집된 폭별 온도 편차(Tw,편차)가 기 설정된 제1 기준온도(Ts1)보다 작은지 판단한다(S102).
즉, 상기 제어부(340)는 상기 보온 피트(200) 내부의 폭 방향으로 설치된 복수의 온도 센서를 통해 검출된 각 온도의 편차가 기 설정된 제1 기준온도(Ts1) 이내에서 비슷한지 판단한다.
상기 판단(S102) 결과에 따라, 상기 수집된 폭별 온도 편차(Tw,편차)가 기 설정된 제1 기준온도(Ts1)보다 작으면(S102의 예), 즉 상기 보온 피트(200) 내부의 폭 방향 온도가 균일하면, 운전(즉, 보온 동작)이 종료될 때까지 현재 상태를 유지한다(S106).
그러나 상기 판단(S102) 결과에 따라, 상기 수집된 폭별 온도 편차(Tw,편차)가 기 설정된 제1 기준온도(Ts1)보다 작지 않으면(S102의 아니오), 즉 상기 보온 피트(200) 내부의 폭 방향 온도가 균일하지 않으면, 폭방향 온도 평균(Tw,avg)에서 폭 방향에 설치된 각각의 온도 센서에서 검출된 온도(Twn)를 차감한 값(Tw,avg-Twn)이 기 설정된 제2 기준온도(Ts2)보다 작은지 판단한다(S103).
여기서 상기 폭 방향에 설치된 온도 센서의 갯수가 5개라고 가정할 경우, 상기 각각의 온도 센서에서 검출된 온도(Twn)에서 상기 n은 1~5가 된다.
상기 판단(S103) 결과에 따라, 폭방향 온도 평균(Tw,avg)에서 폭 방향에 설치된 각각의 온도 센서에서 검출된 온도(Twn)를 차감한 값(Tw,avg-Twn)이 기 설정된 제2 기준온도(Ts2)보다 작으면(S103의 예), 즉 각각의 온도 센서에서 검출된 온도(Twn)가 폭방향 온도 평균(Tw,avg)보다 작으면(즉, 온도가 낮으면), 상기 제어부(340)는 해당(즉, n번째) 배가스 공급 배관(210)의 입구측에 설치된 댐퍼(220)를 기 설정된 비율(예 : 10%) 단위로 개방한다(S104).
그러나 상기 판단(S103) 결과에 따라, 폭방향 온도 평균(Tw,avg)에서 폭 방향에 설치된 각각의 온도 센서에서 검출된 온도(Twn)를 차감한 값(Tw,avg-Twn)이 기 설정된 제2 기준온도(Ts2)보다 작지 않으면(S103의 아니오), 즉 각각의 온도 센서에서 검출된 온도(Twn)가 폭방향 온도 평균(Tw,avg)보다 크면(즉, 온도가 높으면), 상기 제어부(340)는 해당(즉, n번째) 배가스 공급 배관(210)의 입구측에 설치된 댐퍼(220)를 기 설정된 비율(예 : 10%) 단위로 잠근다(S105).
그리고 운전(즉, 보온 동작)이 종료될 때까지 상기 동작(S101~S105)을 반복 수행한다(S106).
상기와 같이 제어부(340)는 상기 보온 피트(200) 내부의 폭 방향으로 설치된 복수의 온도 센서를 통해 검출된 온도를 바탕으로 상기 복수의 배가스 공급 배관(210)(즉, 분기관)의 개도를 조절하여 상기 보온 피트(200) 내부의 폭 방향 온도를 균일하게 한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 압연 소재의 보온 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제어부(340)는 기 설정된 시간 동안(예 : t2 분 동안) 상기 보온 피트(200) 내부의 높이별 온도(즉, 높이 온도)를 수집한다(S201).
그리고 상기 제어부(340)는 상기 수집된 높이별 온도 평균(TH,avg)가 기 설정된 제3 기준온도(Ts3)보다 작은지 판단한다(S202).
여기서 상기 보온 피트(200) 내부의 높이별 온도 평균(TH,avg)는 일종의 목표 온도라고 할 수 있다. 즉, 상기 목표 온도는 상기 보온 피트(200) 내부에 적재된 압연 소재의 승온 및 보온 온도라고 할 수 있다.
이에 따라 상기 보온 피트(200) 내부의 높이별 온도 평균(TH,avg)가 기 설정된 제3 기준온도(Ts3)(즉, 일종의 목표 온도)보다 작으면(S202의 예), 상기 제어부(340)는 상기 블로워(100)의 현재 회전수(Npv)가 기 설정된 기준 회전수(Nsv)보다 작은지 판단한다(S203).
상기 판단(S203) 결과에 따라, 상기 블로워(100)의 현재 회전수(Npv)가 기 설정된 기준 회전수(Nsv)보다 작으면(S203의 예), 상기 제어부(340)는 상기 블로워(100)의 회전수를 기 설정된 비율(예 : N1%) 단위로 증가시킨다(S204).
상기와 같이 블로워(100)의 회전수를 증가시킴으로써 상기 보온 피트(200) 내부로 공급되는 배가스의 공급량을 증가시켜 상기 보온 피트(200) 내부의 온도를 높여준다.
한편 상기 보온 피트(200) 내부의 높이별 온도 평균(TH,avg)가 기 설정된 제3 기준온도(Ts3)(즉, 일종의 목표 온도)보다 작지 않으면(S202의 아니오), 상기 수집된 높이별 온도 편차(TH,편차)가 기 설정된 제4 기준온도(Ts4)보다 작은지 판단한다(S205).
상기 판단(S205) 결과에 따라, 상기 높이별 온도 편차(TH,편차)가 기 설정된 제4 기준온도(Ts4)보다 작으면(S205의 예), 상기 보온 피트(200) 내부의 온도가 전체적으로 상기 제3 기준온도(Ts3)(즉, 일종의 목표 온도)보다 높은 것을 의미하므로, 상기 제어부(340)는 상기 블로워(100)의 회전수를 기 설정된 비율(예 : N1%) 단위로 감소시킨다(S206).
상기와 같이 블로워(100)의 회전수를 감소시킴으로써 상기 보온 피트(200) 내부로 공급되는 배가스의 공급량을 감소시켜 상기 보온 피트(200) 내부의 온도를 낮춰준다.
그러나 상기 높이별 온도 편차(TH,편차)가 기 설정된 제4 기준온도(Ts4)보다 작지 않으면(S205의 아니오), 상기 보온 피트(200) 내부의 공기가 섞이지 않은 상태(대류되지 않은 상태)이므로 특별한 제어 동작을 수행하지 않고, 상기 보온 피트(200) 내부의 공기가 섞일 때까지 기다린다.
그리고 운전(즉, 보온 동작)이 종료될 때까지 상기 동작(S201~S206)을 반복 수행한다(S207).
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 압연 소재의 보온 장치와 방법에 의해 보온 피트에 적재된 압연 소재의 승온 패턴을 그래프로 보인 예시도이다.
본 실시예에 따른 배가스 공급 방식으로 압연소재의 승온 및 보온 동작을 시뮬레이션 한 결과, 도 5에 도시된 바와 같이, 배가스 공급 시 48시간 기준으로 압연소재(냉연)를 350도 이상으로 승온이 이루어짐을 알 수 있다.
따라서 기존에 보온 장치와 달리 본 실시예의 보온 장치는 상온으로 떨어진 압연소재의 온도를 재가열 전에 미리 승온시키거나, 승온된 상태에서 보온을 유지함으로써 재가열에 따른 비용과 시간을 절감할 수 있도록 한다.
상기와 같이 본 실시예는 연주 공정에서 생산된 압연 소재가 압연 대기할 때 목표 온도 이상으로 보온하여 재가열 비용 및 재가열 시간을 절감할 수 있도록 하는 효과가 있다.
이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 블로워 200 : 보온 피트
210 : 배가스 공급 배관 220 : 댐퍼
230 : 보온 피트의 지면 아래로 파인 호 240 : 보온 커버
310 : 온도 검출부 320 : 댐퍼 구동부
330 : 블로워 구동부 340 : 제어부

Claims (8)

  1. 열원인 배가스를 보온 피트에 공급하는 블로워;
    압연소재를 적재하며, 상기 블로워로부터 공급되는 배가스에 의해 상기 압연소재를 승온 및 보온시키는 보온 피트;
    상기 보온 피트의 내부에서 높이별 온도, 폭별 온도, 및 상기 블로워를 통해 공급되는 배가스의 온도를 검출하는 온도 검출부;
    상기 보온 피트에 상기 배가스를 공급하는 복수의 배가스 공급 배관 각각의 입구측에 설치된 댐퍼의 개도를 조절하는 댐퍼 구동부;
    상기 블로워의 온/오프 및 팬의 회전을 조절하는 블로워 구동부; 및
    상기 온도 검출부를 통해 검출된 보온 피트 내부의 온도 분포 및 배가스의 온도에 기초하여 상기 댐퍼 구동부 및 블로워 구동부를 통해 상기 보온 피트에 공급되는 배가스의 공급량을 조절하여 상기 보온 피트에 적재된 압연소재의 승온 및 보온 온도를 제어하는 제어부;를 포함하되,
    상기 제어부는,
    기 설정된 시간 동안 상기 보온 피트 내부의 높이별 온도를 수집하고,
    상기 수집된 높이별 온도 평균(TH,avg)이 기 설정된 제3 기준온도(Ts3)보다 작고, 상기 블로워의 현재 회전수(Npv)가 기 설정된 기준 회전수(Nsv)보다 작으면, 상기 블로워의 회전수를 기 설정된 비율 단위로 증가시키고,
    반대로 상기 수집된 높이별 온도 평균(TH,avg)이 기 설정된 제3 기준온도(Ts3)보다 작지 않고, 상기 수집된 높이별 온도 편차(TH,편차)가 기 설정된 제4 기준온도(Ts4)보다 작으면, 상기 블로워의 회전수를 기 설정된 비율 단위로 감소시키는 것을 특징으로 하는 압연 소재의 보온 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 보온 피트는,
    지면 아래로 호(壕)를 파서 그 내부에 압연소재를 적재 및 보관하고, 그 위에 보온 커버를 씌우도록 구성된 것을 특징으로 하는 압연 소재의 보온 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 보온 피트는,
    바닥에 배가스를 공급하는 복수의 배가스 공급 배관이 일정 간격으로 설치되고, 상기 복수의 배가스 공급 배관의 입구측은 블로워의 출구에 연결된 배관을 통해 분기되어 배가스를 각기 공급받으며,
    상기 복수의 배가스 공급 배관의 각각의 입구측에는 댐퍼가 각기 설치되며,
    상기 댐퍼의 개도에 따라 상기 복수의 배가스 공급 배관의 각각에 공급되는 배가스 공급량이 조절되게 구현되는 것을 특징으로 하는 압연 소재의 보온 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 복수의 배가스 공급 배관은,
    배가스를 배출시키는 다수의 노즐을 일정 간격으로 형성하되,
    상기 노즐의 구멍 직경은 배관의 입구측이 가장 작고, 직경이 점차로 증가되어 반대측 끝 부분에 있는 노즐 구멍의 직경이 가장 크도록 형성되는 것을 특징으로 하는 압연 소재의 보온 장치.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 보온 커버는,
    중심부가 외부로 불룩한 배형으로 형성되고,
    상기 보온커버의 가장 자리에 배가스 배출 구멍을 형성하되, 상기 배가스 배출 구멍은 장방형의 슬릿 형태로 형성하는 것을 특징으로 하는 압연 소재의 보온 장치.
  6. 블로워가 열원인 배가스를 보온 피트에 공급하는 단계;
    온도 검출부가 상기 보온 피트의 내부에서 높이별 온도, 폭별 온도, 및 상기 블로워를 통해 공급되는 배가스의 온도를 검출하는 단계; 및
    제어부가 상기 온도 검출부를 통해 검출된 보온 피트 내부의 온도 분포 및 배가스의 온도에 기초하여 댐퍼 구동부 및 블로워 구동부를 통해 상기 보온 피트에 공급되는 배가스의 공급량을 조절하여 상기 보온 피트에 적재된 압연소재의 승온 및 보온 온도를 제어하는 단계;를 포함하되,
    상기 승온 및 보온 온도를 제어하는 단계에서,
    상기 제어부는,
    기 설정된 시간 동안 상기 보온 피트 내부의 높이별 온도를 수집하고,
    상기 수집된 높이별 온도 평균(TH,avg)이 기 설정된 제3 기준온도(Ts3)보다 작고, 상기 블로워의 현재 회전수(Npv)가 기 설정된 기준 회전수(Nsv)보다 작으면, 상기 블로워의 회전수를 기 설정된 비율 단위로 증가시키고,
    반대로 상기 수집된 높이별 온도 평균(TH,avg)이 기 설정된 제3 기준온도(Ts3)보다 작지 않고, 상기 수집된 높이별 온도 편차(TH,편차)가 기 설정된 제4 기준온도(Ts4)보다 작으면, 상기 블로워의 회전수를 기 설정된 비율 단위로 감소시키는 것을 특징으로 하는 압연 소재의 보온 방법.
  7. 블로워가 열원인 배가스를 보온 피트에 공급하는 단계;
    온도 검출부가 상기 보온 피트의 내부에서 높이별 온도, 폭별 온도, 및 상기 블로워를 통해 공급되는 배가스의 온도를 검출하는 단계; 및
    제어부가 상기 온도 검출부를 통해 검출된 보온 피트 내부의 온도 분포 및 배가스의 온도에 기초하여 댐퍼 구동부 및 블로워 구동부를 통해 상기 보온 피트에 공급되는 배가스의 공급량을 조절하여 상기 보온 피트에 적재된 압연소재의 승온 및 보온 온도를 제어하는 단계;를 포함하되,
    상기 승온 및 보온 온도를 제어하는 단계에서,
    상기 제어부는,
    기 설정된 시간 동안 상기 보온 피트 내부의 폭별 온도를 수집하고,
    상기 수집된 폭별 온도 편차(Tw,편차)가 기 설정된 제1 기준온도(Ts1)보다 작지 않고, 폭방향 온도 평균(Tw,avg)에서 폭 방향에 설치된 각각의 온도 센서에서 검출된 온도(Twn)를 차감한 값(Tw,avg-Twn)이 기 설정된 제2 기준온도(Ts2)보다 작으면, n번째 온도 센서의 위치에 대응하는 배가스 공급 배관의 입구측에 설치된 댐퍼를 기 설정된 비율 단위로 개방하고,
    반대로 상기 수집된 폭별 온도 편차(Tw,편차)가 기 설정된 제1 기준온도(Ts1)보다 작지 않고, 상기 폭방향 온도 평균(Tw,avg)에서 폭 방향에 설치된 각각의 온도 센서에서 검출된 온도(Twn)를 차감한 값(Tw,avg-Twn)이 기 설정된 제2 기준온도(Ts2)보다 작지 않으면, 상기 n번째 온도 센서의 위치에 대응하는 배가스 공급 배관의 입구측에 설치된 댐퍼를 기 설정된 비율 단위로 잠그는 것을 특징으로 하는 압연 소재의 보온 방법.
  8. 삭제
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