KR101717960B1 - 강판의 연속 열처리로용 분위기 가스 실링 장치 - Google Patents

강판의 연속 열처리로용 분위기 가스 실링 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 롤과 제트 분사노즐을 결합한 형태의 실링 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강판 연속열처리로의 특정 구간의 출입구에 설치되어 특정한 노대역에서 다른 노대역과 상이한 분위기 가스를 사용할 때에 분위기 가스가 혼합되는 것을 최소화함으로써 특정 노대역의 분위기 가스를 일정한 농도로 유지하는 데 필요한 가스 소모량을 줄이고 장기간 안정성을 확보할 수 있는 강판의 연속 열처리로용 분위기 가스 실링 장치에 관한 것이다.

Description

강판의 연속 열처리로용 분위기 가스 실링 장치{Atmosphere gas sealing apparatus for continuous heating furnace}
본 발명은 롤과 제트 분사노즐을 결합한 형태의 실링 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강판 연속열처리로의 특정 구간의 출입구에 설치되어 특정한 노대역에서 다른 노대역과 상이한 분위기 가스를 사용할 때에 분위기 가스가 혼합되는 것을 최소화함으로써 특정 노대역의 분위기 가스를 일정한 농도로 유지하는 데 필요한 가스 소모량을 줄이고 장기간 안정성을 확보할 수 있는 강판의 연속 열처리로용 분위기 가스 실링 장치에 관한 것이다.
일반적으로 강판을 연속적으로 열처리하는 연속 소둔로에 있어서 강판은 도 1에 도시한 바와 같이, 가열대(1), 균열대(2), 냉각대(3), 및 열처리대(4)를 통과하면서 열처리된다.
이 중에서 가열대(1)와 균열대(2)는 강판의 온도를 약 800°C 근처의 재결정 온도까지 상승시키는 열처리로이며, 냉각대는 강판의 열처리 사이클에 따른 요구 냉각조건에 따라 급냉대(급속 냉각대; 3)와 서냉대(4)를 통과하면서 열처리과정을 진행한다.
연속 열처리로는 강판의 산화를 방지하기 위해 일반적으로 수소가스 5%와 질소가스 95%가 혼합된 가스를 분위기 가스로 사용하며, 외부의 산소가 열처리로 내부로 침투하는 것을 방지하기 위해 분위기 가스의 압력을 200 Pa 정도의 양압으로 유지한다.
연속 열처리로의 특정 구간, 즉 급속 냉각대(3)에서는 강판의 조직 미세화를 위해 통상 30% 이상 고농도의 수소가 혼합된 가스를 분위기 가스로 사용하고 있으며, 이에 따라 급속 냉각대와 주변 열처리대의 분위기 가스가 혼합되는 것을 방지하기 위해 실링 장치가 설치된다.
종래의 일반적인 연속열처리로의 분위기가스 실링 장치의 경우 일본 특허(JP 03071114B)와 같이 단순히 강판 양편에 롤을 설치한 후 롤과 강판을 접촉시켜 분위기 가스를 실링하는 방법이 사용되고 있으나 이 방법은 분위기 가스의 누설을 방지하기 위한 탄성 실링재료를 롤과 접촉시켜야 하므로 수시로 정비가 필요할 뿐만 아니라, 탄성 실링 재료의 마모 및 변형에 따라 롤 사이의 간극을 통해서 가스가 누출되므로 효과적으로 분위기 가스를 차단하기에는 한계가 있다.
상기의 문제점으로 인해 롤을 사용하지 않는 비접촉식 가스 실링장치가 고안되어 있으나, 미국특허(US 2001/0045024 A1) 등에 나타난 바와 같이 각각의 노대역에서 흡입한 가스를 실링장치에서 사용한 후 그 중 일부를 흡입하여 외부로 배출시킴으로써 분위기가스의 로내 농도를 유지하기 위한 가스 소모량(특히 수소가스)이 많다는 문제점이 있다.
특허문헌 1: 일본 등록특허 제 JP 03071114B 호 특허문헌 2: 미국 공개특허 제 US 2001/0045024 A1 호
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 분위기 가스의 실링 장치에 있어서, 탄성 실링재료를 사용하지 않거나 최소한으로 사용하고, 제트 분사식 실링장치에서 사용된 가스를 흡입하여 배출하지 않음으로써 고가의 수소 소모량을 줄이고, 각 노대역의 분위기 가스 차단 효율를 향상시켜 강판의 인장 강도와 같은 성능을 향상시킬 수 있는 강판의 연속 열처리로용 분위기 가스 실링 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 대향하는 실링용 노즐 사이의 공간을 고압으로 유지함으로써, 강판의 연속 열처리로 등의 급속 냉각대 출입구에 설치되는 분위기 가스 실링 장치의 실링 효율을 향상시키고, 그 편의성 및 안전성을 확보할 수 있는 강판의 연속 열처리로용 분위기 가스 실링 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 의한 강판의 연속 열처리로용 분위기 가스 실링 장치는, 강판의 연속 열처리로의 제 1 노대역과 제 2 노대역 사이에 설치되어 각각의 제 1 및 제 2 흡입팬으로부터 공급된 노대역의 분위기 가스를 차단하는 실링 장치에 있어서, 이동하는 강판 사이에 접촉하면서 함께 회전하는 한 쌍의 대향하는 제 1 및 제 2 회전롤; 상기 대향하는 제 1 및 제 2 회전롤의 각 상측부에서 원주방향으로 감싸는 구조로 형성되어 끝단부에 형성된 노즐팁을 통해 상기 제 1 흡입팬으로부터 공급된 가스를 상기 강판쪽으로 분사하는 대향하는 한 쌍의 제 1 노즐; 및 상기 대향하는 제 1 및 제 2 회전롤의 각 하측부에서 원주방향으로 감싸는 구조로 형성되어 끝단부에 형성된 노즐팁을 통해 상기 제 2 흡입팬으로부터 공급된 가스를 상기 강판쪽으로 분사하는 대향하는 한 쌍의 제 2 노즐을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 대향하는 제 1 및 제 2 노즐은 해당 회전롤의 축방향을 따라 상기 노즐 팁의 단부로 갈수록 상대 거리가 좁아지는 테이퍼 형태이고, 상기 노즐 팁의 끝단부에서는 대향하는 노즐 사이의 간극이 없도록 접촉시키도록 됨이 바람직하다.
또한, 상기 각 한 쌍의 제 1 및 제 2 노즐은 분리판 또는 밀폐형 고압 챔버에 의해 상호 상하로 분리되어 있는 구조로 설치됨이 바람직하다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 슬릿형 노즐의 노즐 팁의 끝단부와 상기 강판 사이의 거리는 하기의 수학식 1로 결정됨이 바람직하다.
(수학식 1)
거리(d) = R[1-cos(a)]
(여기서, d는 노즐 팁 끝단부와 강판 사이의 거리이고, R은 회전롤의 직경이고, a는 노즐의 분사각)
또한, 상기 분사각은 각 노즐에서 분사된 제트 유동이 코안다 효과에 의해 롤 표면을 따라 흐르도록 30~45°의 범위로 경사지는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 강판의 연속 열처리로용 분위기 가스 실링 장치에 따르면, 강판의 진행 방향에 따라 이중 배열된 노즐에 각각의노대역에서 흡입한 가스를 공급하여 두 쌍의 대향 충돌 제트를 형성하고, 대향하는 충돌 제트 노즐 사이의 공간을 고압으로 유지함으로써 충돌 제트의 유동 안정성이 증가하여 안정적으로 실링 장치를 운용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 충돌 제트는 고압의 충돌 구간 사이에서만 일부 가스가 혼합될 뿐 각각의 노대역에서 흡입한 가스의 대부분은 서로 혼합되지 않고 대향 충돌 후 각각의 노대역으로 유출되므로 실링 장치의 효율성을 향상시키는 효과가 있다.
따라서, 본 발명에 따른 실링 장치는 각각의 노대역에서 흡입한 가스 중 상당 부분을 배출함으로써 기존 실링 장치에 비해 고가의 수소 가스 소비를 최소화면서 안정적으로 실링 장치를 구현할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 연속 열처리로용 분위기 가스 실링 장치가 구비된 연속 열처리로의 개략적인 배치도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 연속 열처리로용 분위기 가스 실링 장치가 구비된 연속 열처리로의 개략적인 배치도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 강판의 연속 열처리로용 분위기 가스 실링 장치의 개략적인 배치 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 강판의 연속 열처리로용 분위기 가스 실링 장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 강판의 연속 열처리로용 분위기 가스 실링 장치의 개략적인 배치 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 강판의 연속 열처리로용 분위기 가스 실링 장치의 누설량을 나타내는 그래프도이다.
본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안된다.
제 1, 제 2 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. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
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 "구비하다", "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.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 연속 열처리로용 분위기 가스 실링 장치가 구비된 연속 열처리로의 개략적인 배치도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 강판의 연속 열처리로용 분위기 가스 실링 장치의 개략적인 배치 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 강판의 연속 열처리로용 분위기 가스 실링 장치의 단면도이다.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래와 동일하게 강판(도면 번호 미부여)은 가열대(1), 균열대(2), 급속 냉각대(3), 서냉대(4)를 통과하면서 열처리 된다.
여기서, 본 발명의 일실시예에 따른 연속 열처리로용 분위기 가스 실링 장치는 필요에 따라 각각의 노대역(가열대, 균열대, 급속 냉각대)의 입구측 및 출구측에 설치될 수 있으나, 수소가스의 농도가 증가하는 급속 냉각대에 설치하는 것이 일반적이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 연속 열처리로용 분위기 가스 실링 장치는, 강판(10)의 연속 열처리로의 제 1 노대역(3; 상부 노대역)과 제 2 노대역(2; 하부 노대역) 사이에 설치되어 각각의 제 1 및 제 2 흡입팬(31, 32)으로부터 공급된 노대역의 분위기 가스를 차단하는 실링 장치에 있어서, 이동하는 강판(10) 사이에 접촉하면서 함께 회전하는 한 쌍의 대향하는 제 1 및 제 2 회전롤(21a, 21b); 상기 대향하는 제 1 및 제 2 회전롤(21a, 21b)의 각 상측부에서 원주방향으로 감싸는 구조로 형성되어 끝단부에 형성된 노즐팁(22a, 22b)을 통해 상기 제 1 흡입팬(31)으로부터 공급된 가스를 상기 강판(10)쪽으로 분사하는 대향하는 한 쌍의 제 1 슬릿형 노즐(11a, 11b); 및 상기 대향하는 제 1 및 제 2 회전롤(21a, 21b)의 각 하측부에서 원주방향으로 감싸는 구조로 형성되어 끝단부에 형성된 노즐팁(23a, 23b)을 통해 상기 제 2 흡입팬(32)으로부터 공급된 가스를 상기 강판(10) 쪽으로 분사하는 대향하는 한 쌍의 제 2 슬릿형 노즐(12a, 12b)을 포함하여 이루어진다.
상기 제 1 노대역은 상부 노대역인 급속 냉각대(3)이고, 상기 제 2 노대역은하부 노대역인 균열대(2)를 나타내고 있으나, 본 발명에 있어 그 노대역의 종류를 한정하는 것은 아니다.
상기 한 쌍의 제 1 슬릿형 노즐(11a, 11b)은 이동하는 강판(10) 및 한 쌍의 대향하는 제 1 및 제 2 회전롤(21a, 21b)을 사이에 두고 대향하는 형태로서 상기 대향하는 제 1 및 제 2 회전롤(21a, 21b)의 각 상측부(대략 반원호형)에서 원주방향으로 감싸는 구조로 형성되며, 그 끝단부에 형성된 노즐팁(22a, 22b)이 형성되어 있다.
또한, 상기 한 쌍의 제 2 슬릿형 노즐(12a, 12b)은 이동하는 강판(10) 및 한 쌍의 대향하는 제 1 및 제 2 회전롤(21a, 21b)을 사이에 두고 대향하는 형태로서 상기 대향하는 제 1 및 제 2 회전롤(21a, 21b)의 각 하측부(대략 반원호형)에서 원주방향으로 감싸는 구조로 형성되며, 그 끝단부에 형성된 노즐팁(23a, 23b)이 형성되어 있다.
여기서, 상부에 설치되는 상기 한 쌍의 제 1 슬릿형 노즐(11a, 11b) 및 하부에 설치되는 한 쌍의 제 2 슬릿형 노즐(12a, 12b)은 제 1 및 제 2 흡입팬(31, 32)을 통해 서로 다른 종류의 가스를 분사할 수 있도록 되며, 분리판(13a, 13b)이 개재되어 상호 상하로 분리되어 있는 구조로 설치되어 있다.
상기 한 쌍의 제 1 슬릿형 노즐(11a, 11b)에는 제 1 노대역인 급속 냉각대(3)에서 흡입팬(31)에 의해 흡입된 고농도의 수소가스를 포함하는 혼합가스가 공급되고, 상기 한 쌍의 제 2 슬릿형 노즐(12a, 12b)에는 제 2 노대역인 인접 균열대(2)에서 흡입팬(32)에 의해 흡입된 저농도의 수소가스를 포함하는 혼합가스를 공급한다.
상기 한 쌍의 제 1 슬릿형 노즐(11a, 11b) 및 한 쌍의 제 2 슬릿형 노즐(12a, 12b)은 실제로 노체 벽면(도면 번호 미부여)에 고정되며, 상기 한 쌍의 대향하는 제 1 및 제 2 회전롤(21a, 21b)은 강판(10)의 두께에 따라 그 롤의 위치를 조절할 수 있는 수단을 구비한다.
상기 대향하는 각 제 1 및 제 2 슬릿형 노즐(11a, 11b; 12a, 12b)은 상기 한 쌍의 대향하는 제 1 및 제 2 회전롤(21a, 21b)의 축방향을 따라 상기 각 노즐 팁(22a, 22b; 23a, 23b)의 단부로 갈수록 상대 거리가 좁아지는 테이퍼 형태이고, 상기 각 노즐 팁(22a, 22b; 23a, 23b)의 끝단부에서는 대향하는 노즐(11a, 11b; 12a, 12b) 사이의 간극이 없도록 접촉(일체 연결)시키도록 된 분사용 개구부(도면 번호 미부여)를 구비하도록 되고, 제 1 및 제 2 슬릿형 노즐의 노즐팁 단부의 접촉부의 길이는 각 슬릿형 노즐(벽면)와 회전롤 사이의 틈새보다 크게 형성된다(도 3 및 도 4 참조).
즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 슬릿형 노즐(11a, 11b)의 분사용 개구부는 제 1 및 제 2 회전롤(21a, 21b)의 축방향에 따라 양단부로 갈수록 상대 거리가 좁아지는 테이퍼 형태이고, 노즐 팁(22a, 22b)의 양 끝단부에서는 대향 노즐(11a, 11b) 사이의 간극이 없도록 접촉시킴으로써 회전롤과 노체 벽면 사이의 간극을 통해 가스가 혼합되는 것을 방지한다.
여기서, 상기 제 1 및 제 2 회전롤(21a, 21b)과 각 노즐 팁(22a, 22b; 23a, 23b)의 끝단부(노즐 챔버) 사이의 간극이 너무 크면 간극을 통해 각 노대역의 가스가 혼합되는 양이 증가하고, 간극이 너무 작으면 롤의 변형 또는 진동에 의한 간섭 요인이 되므로 적절한 수준을 유지하는 것이 필요하며 10mm 전후의 간극을 유지하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 각 제 1 및 제 2 슬릿형 노즐(11a, 11b; 12a, 12b)의 분사각(a)는 각 노즐에서 분사된 제트 유동이 코안다 효과에 의해 롤 표면을 따라 흐르도록 하기 위하여 30~45°의 범위가 바람직하며, 각 제 1 및 제 2 슬릿형 노즐(11a, 11b; 12a, 12b)의 노즐 팁(22a, 22b; 23a, 23b)의 끝단부와 강판(10) 사이의 거리는 제 1 및 제 2 회전롤(21a, 21b)의 직경(R)에 따라 다음과 같은 수식으로 결정할 수 있다.
(수학식 1)
거리(d) = R[1-cos(a)]
(여기서, d는 노즐 팁 끝단부와 강판 사이의 거리이고, R은 회전롤의 직경이고, a는 노즐의 분사각이다)
따라서, 상기 노즐 유동의 코안다 효과에 의해 노즐 챔버(벽면)와 롤 사이의 간극을 통해 분위기 가스가 혼합되는 것이 억제되고, 서로 대향 충돌하는 제트의 안정성이 향상된다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 대향하는 제 1 슬릿형 노즐(11a, 11b)이 노체 벽면과의 접촉하는 노즐 팁(22a, 22b)의 양 끝단부에서 상호 대향하는 제 1 슬릿형 노즐(11a, 11b)은 회전롤의 축방향으로 일정 구간 완전 접촉(연결)하며, 이후 노즐 팁(22a, 22b) 테이퍼 형상으로 증가하다 일정하게 유지되는 형태를 이룬다.
도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 강판의 연속 열처리로용 분위기 가스 실링 장치의 개략적인 배치 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 대향하는 상하부 노즐(11) 사이에 일정한 용적을 갖는 밀폐형 고압 챔버(14)를 설치함으로써 노즐과 노체 벽면 사이의 간극이 없이 효과적으로 급속 냉각대(3)와 균열대(2)의 분위기 가스를 차단하고, 강판(10)의 진동 및 반곡 변형에 의한 강판(10)과 롤의 접촉을 방지하기 위한 상하부 회전롤(21)을 각각 상하부 노즐(11)의 상부 및 하부에 분리하여 설치하고 있다.
여기서, 도 5에서는 상하부 회전롤(21)을 각각 상하부 노즐(11)의 상부 및 하부에 분리하여 설치하고 있으므로, 첫 번째 실시예와 같이 회전롤과 노즐이 결합된 형태에서는 회전롤의 끝단부에서의 누출을 방지하기 위해 테이퍼진 노즐팁 구조가 필요하지만, 본 실시예에서 있어서는 노즐팁 단부에서의 누출이 없어 단순한 형태(분사각 θ)가 되어도 무방함은 물론이다.
도 6은 본 발명에 따른 강판의 연속 열처리로용 분위기 가스 실링 장치의 누설량을 나타내는 그래프도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상부 노즐인 한 쌍의 제 1 슬릿형 노즐(11a, 11b)에 100%의 수소(H2)를, 하부 노즐인 한 쌍의 제 2 슬릿형 노즐(12a, 12b)에 100%의 질소(N2)를 공급하는 조건으로 본 실링 장치의 차단 효과를 계산한 결과이며, 상부 및 하부 노즐에 공급하는 압력에 따라 차단 효율이 변하는 것을 볼 수 있으나 각각의 노대역으로 유출되는 수소와 질소의 유량이 최소화된 최적 압력 조건(수소 공급압력 1400 ~ 1500 Pa의 범위)에서 공급유량의 3% 미만의 가스가 누출되는 것으로 나타나 본 발명에 따른 실링 장치의 높은 효율성을 확인할 수 있다.
본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 상기 설명된 실시예에 한정되지 않으며, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략되었다. 이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1 : 가열대 2 : 균열대
3: 급속 냉각대
10: 강판
11: 상부 노즐 11a, 11b: 제 1 슬릿형 노즐
12: 하부 노즐 12a, 12b: 제 2 슬릿형 노즐
13 : 노즐 분리판
21 : 회전롤 21a, 21b: 제 1 및 제 2 회전롤
22a, 22b: 상부 노즐팁 23a, 23b: 하부 노즐팁
31 : 상부 흡입팬 32 : 하부 흡입팬

Claims (5)

  1. 강판의 연속 열처리로의 제 1 노대역과 제 2 노대역 사이에 설치되어 각각의 제 1 및 제 2 흡입팬으로부터 공급된 노대역의 분위기 가스를 차단하는 실링 장치에 있어서,
    이동하는 강판 사이에 접촉하면서 함께 회전하는 한 쌍의 대향하는 제 1 및 제 2 회전롤;
    상기 대향하는 제 1 및 제 2 회전롤의 각 상측부에서 원주방향으로 감싸는 구조로 형성되어 끝단부에 형성된 노즐팁을 통해 상기 제 1 흡입팬으로부터 공급된 가스를 상기 강판쪽으로 분사하는 대향하는 한 쌍의 제 1 노즐; 및
    상기 대향하는 제 1 및 제 2 회전롤의 각 하측부에서 원주방향으로 감싸는 구조로 형성되어 끝단부에 형성된 노즐팁을 통해 상기 제 2 흡입팬으로부터 공급된 가스를 상기 강판쪽으로 분사하는 대향하는 한 쌍의 제 2 노즐을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 강판의 연속 열처리로용 분위기 가스 실링 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 대향하는 제 1 및 제 2 노즐은 해당 회전롤의 축방향을 따라 상기 노즐 팁의 단부로 갈수록 상대 거리가 좁아지는 테이퍼 형태이고, 상기 노즐 팁의 끝단부에서는 대향하는 노즐 사이의 간극이 없도록 접촉시키도록 되는 것을 특징으로 하는 강판의 연속 열처리로용 분위기 가스 실링 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 한 쌍의 제 1 및 제 2 노즐은 분리판 또는 밀폐형 고압 챔버에 의해 상호 상하로 분리되어 있는 구조로 설치되는 것을 특징으로 하는 강판의 연속 열처리로용 분위기 가스 실링 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 슬릿형 노즐의 노즐 팁의 끝단부와 상기 강판 사이의 거리는 하기의 수학식 1로 결정되는 것을 특징으로 하는 강판의 연속 열처리로용 분위기 가스 실링 장치.
    (수학식 1)
    거리(d) = R[1-cos(a)]
    (여기서, d는 노즐 팁 끝단부와 강판 사이의 거리이고, R은 회전롤의 직경이고, a는 노즐의 분사각)
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 분사각은 각 노즐에서 분사된 제트 유동이 코안다 효과에 의해 롤 표면을 따라 흐르도록 30~45°의 범위로 경사지는 것을 특징으로 하는 강판의 연속 열처리로용 분위기 가스 실링 장치.
















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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019221496A1 (ko) * 2018-05-15 2019-11-21 (주)넥스이앤에스 연속 열처리로의 분위기 가스 밀봉 수단 및 제어 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0371114A (ja) 1989-08-11 1991-03-26 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光スイッチ
US20010045024A1 (en) 2000-05-25 2001-11-29 Stein Heurtey Method of making safe a heat treatment enclosure operating under a controlled atmosphere
JP2006307244A (ja) * 2005-04-26 2006-11-09 Nippon Steel Corp 鋼帯の連続熱処理設備における冷却工程のシール装置およびシール方法
JP2011106013A (ja) * 2009-11-20 2011-06-02 Sumitomo Metal Ind Ltd 非接触シール装置および連続熱処理炉

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0371114A (ja) 1989-08-11 1991-03-26 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光スイッチ
US20010045024A1 (en) 2000-05-25 2001-11-29 Stein Heurtey Method of making safe a heat treatment enclosure operating under a controlled atmosphere
JP2006307244A (ja) * 2005-04-26 2006-11-09 Nippon Steel Corp 鋼帯の連続熱処理設備における冷却工程のシール装置およびシール方法
JP2011106013A (ja) * 2009-11-20 2011-06-02 Sumitomo Metal Ind Ltd 非接触シール装置および連続熱処理炉

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019221496A1 (ko) * 2018-05-15 2019-11-21 (주)넥스이앤에스 연속 열처리로의 분위기 가스 밀봉 수단 및 제어 방법
KR20190130942A (ko) 2018-05-15 2019-11-25 (주)넥스이앤에스 연속 열처리로의 분위기 가스 밀봉 수단 및 제어 방법

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