KR101778601B1 - 워터씰형 열처리로 - Google Patents

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강덕홍
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Abstract

본 발명은 베이스 상에 설치되고 가열 대상물을 내측에 수용하는 열처리로 몸체; 상기 열처리로 몸체 내측에 상기 열처리로 몸체를 따라 이동 가능하게 형성되고 상기 가열 대상물을 이송하는 이송용 대차; 상기 베이스에 형성되되 상기 열처리로 몸체의 외측 및 상기 이송용 대차의 이동 경로를 따라 형성되고 물이 채워지는 수로; 및 상기 열처리로 몸체 및 상기 이송용 대차에 각각 고정 설치되고 상기 수로 내에 배치되며 상기 물과 워터씰을 이루는 내화물 커튼부를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 워터씰형 열처리로를 제공한다.
본 발명에 의하면, 워터씰을 통해 공기의 로 내 유입을 차단시킴으로써, 유입공기에 의한 로 내의 열 손실을 방지할 수 있다.

Description

워터씰형 열처리로{FURNACE FOR WATER SEAL TYPE}
본 발명은 열처리로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유입공기에 의한 로 내의 열 손실을 방지하고, 이를 통해 연료 사용량을 절감할 수 있는 워터씰형 열처리로에 관한 것이다.
종래의 열처리로 또는 열처리로는 로 내부의 기밀성을 유지하기 위해 그 하부에는 샌드씰(sand seal)이 설치된다.
하지만, 종래에는 열처리로 또는 열처리로를 가동하고 있을 경우 로 내부의 고온 배가스에 의한 대류현상으로 샌드 씰의 약한 부분이나 하부에 형성되어 있는 작은 구멍 또는 여유공간 등으로 밀도 차 또는 온도 차에 의해 다량의 외기가 로 내로 유입되어 열손실이 발생되는 문제가 있었다. 즉, 샌드 씰로 로 내부의 기밀성을 유지하는 데는 한계가 있었다.
특히, 조업 중 열처리 대상물을 열처리로 또는 열처리로로부터 인출하기 위해 대차를 이동시킬 경우 외기가 열처리로 하부 공간을 통해 로 내부로 다량으로 유입되어 로내 온도를 저하시킴은 물론, 로 내, 외의 급격한 온도차이로 인해 로 내에 열충격이 발생되는 문제가 있었다.
즉, 종래의 열처리로 또는 열처리로는 이와 같은 외기의 유입에 의해 에너지 효율이 상당히 낮은 문제가 있는데, 이렇게 되면, 연료를 과다 소모하게 되는 등 비용 증가를 초래하게 되고, 열충격이 빈번히 발생되면, 결국, 열처리로 또는 열처리로의 수명 단축으로 이어지게 된다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 유입공기에 의한 로 내의 열 손실을 방지하고, 이를 통해 연료 사용량을 절감할 수 있는 워터씰형 열처리로의 제공을 그 목적으로 한다.
본 발명은 베이스 상에 설치되고 가열 대상물을 내측에 수용하는 열처리로 몸체; 상기 열처리로 몸체 내측에 상기 열처리로 몸체를 따라 이동 가능하게 형성되고 상기 가열 대상물을 이송하는 이송용 대차; 상기 베이스에 형성되되 상기 열처리로 몸체의 외측 및 상기 이송용 대차의 이동 경로를 따라 형성되고 물이 채워지는 수로; 및 상기 열처리로 몸체 및 상기 이송용 대차에 각각 고정 설치되고 상기 수로 내에 배치되며 상기 물과 워터씰을 이루는 내화물 커튼부를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 워터씰형 열처리로를 제공한다.
여기서, 상기 내화물 커튼부는, 상기 열처리로 몸체에 길이방향을 따라 고정 설치되고 상기 열처리로 몸체 외측에 형성되는 상기 수로에 배치되는 제1 고정식 커튼 및 상기 이송용 대차의 양측 하단에 길이방향을 따라 고정 설치되고 상기 이송용 대차의 이동 경로를 따라 형성되는 상기 수로에 배치되는 제2 고정식 커튼을 포함하는 것에도 그 특징이 있다.
이때, 상기 내화물 커튼부는, 상기 이송용 대차의 이동방향을 기준으로 상기 제1 고정식 커튼의 전단에 밀착되고 수평 이동 가능하게 형성되는 제1 이동식 커튼 및 상기 이송용 대차의 전방에 형성되어 있는 상기 수로에 배치되고 상, 하로 이동 가능하게 형성되는 제2 이동식 커튼을 더 포함하는 것에도 그 특징이 있다.
또한, 상기 내화물 커튼부는 상기 이송용 대차의 후방에 형성되어 있는 상기 수로에 배치되고 상기 열처리로 몸체에 고정 설치되는 제3 고정식 커튼을 더 포함하는 것에도 그 특징이 있다.
본 발명에 의하면, 워터씰을 통해 공기의 로 내 유입을 차단시킴으로써, 차가운 유입공기에 의한 로 내의 열 손실을 방지할 수 있다.
그리고 이를 통해, 로 내부의 열 충격으로 인한 손상을 방지할 수 있으며, 궁극적으로, 열처리로의 효율 개선을 통해, 연료 사용량을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 워터씰형 열처리로를 나타낸 종단면도.
도 2는 본 발명에 따른 워터씰형 열처리로를 나타낸 평면도.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
그러면, 본 발명에 따른 워터씰형 열처리로에 대하여 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 워터씰형 열처리로(100)는 콘크리트 베이스(10)에 설치되고, 버너(미도시)를 열원으로 하여 가열 대상물(20)을 가열하는 장치이다. 이러한 워터씰형 열처리로(100)는 열처리로 몸체(110), 이송용 대차(120), 수로(130) 및 내화물 커튼부(140)를 포함하여 형성된다.
열처리로 몸체(110)는 내측에 가열 대상물(20) 및 이를 이송하는 이송용 대차(120)를 수용하기 위해 서로 마주하는 한 쌍의 격벽 형태로 형성될 수 있다. 여기서, 가열 대상물(20)은 강판일 수 있다.
이와 같은 열처리로 몸체(110)의 상부는 개방되고, 그 하부는 베이스(10)에 고정 설치된다. 그리고 열처리로 몸체(110)는 서로 마주하는 한 쌍의 격벽이 이송용 대차(120)의 이동 경로를 따라 형성된다. 즉, 열처리로 몸체(110)는 이송용 대차(120)의 전체 이동 경로에 설치되며, 이송용 대차(120)는 열처리로 몸체(110) 내측에서 이동하는 형태로 운용된다. 또한, 열처리로 몸체(110)의 내측벽은 내화물로 이루어질 수 있다.
이러한 열처리로 몸체(110)는 도시하진 않았지만 일측을 따라 설치되는 복수의 버너에 의해 한 쌍의 격벽으로 구획되는 내부에 대한 승온 즉, 가열 공정이 이루어지게 된다.
여기서, 열처리로 몸체(110)는 고정 프레임(111)을 매개로 베이스(10)에 고정 설치된다. 고정 프레임(111)의 상측은 열처리로 몸체(110)와 체결되어, 판상으로 형성되는 열처리로 몸체(110)를 베이스(10) 상에 수직으로 세우는 역할을 한다. 그리고 복수개의 판재를 연속적으로 이어 형성되는 열처리로 몸체(110)를 이러한 고정 프레임(111)에 의해 일체형으로 형성될 수 있다. 이를 위해, 고정 프레임(111)은 열처리로 몸체(110)를 지지하는 판상의 수평판과, 수평판 하측에 결합되고 베이스(10)에 매설 또는 체결되는 수직판으로 구성될 수 있고, 일체형의 수평판 및 수직판으로도 형성될 수 있다. 이때, 고정 프레임(111)은 열처리로 몸체(110) 및 베이스(10)와 볼트 결합될 수 있다.
즉, 이와 같은 고정 프레임(111)은 열처리로 몸체(110)의 설치를 보조하는 수단으로 작용하게 된다.
한편, 고정 프레임(111)에 일측, 보다 상세하게는 열처리로 몸체(110)의 내측방향으로 사행방지용 롤러(112)가 체결된다. 즉, 사행방지용 롤러(112)는 열처리로 몸체(110) 내측 바닥부에 배치되는 이송용 대차(120)의 양측부에 체결되어, 이송용 대차(120)의 이동 시 이의 사행을 방지하게 된다.
더불어, 고정 프레임(111)에는 외부의 차가운 공기가 열처리로 몸체(110) 내부에 유입되는 현상을 방지하기 위해 워터씰을 구성하는 내화물 커튼부(140)가 연결되는데, 이에 대해서는 하기에서 보다 상세히 설명하기로 한다.
이송용 대차(120)는 열처리로 몸체(110)의 내측에 배치되어, 서로 마주하는 한 쌍의 격벽으로 이루어진 열처리로 몸체(110)에 의해 형성된 내부 공간을 따라 가열 대상물(20)을 탑재한 채로 이동하는 장치이다. 이를 위해, 이송용 대차(120)의 하측에는 복수의 가이드롤(121)이 형성되고, 이러한 가이드롤(121)은 구동모터(미도시)와 연결되어 이의 회전에 따라 회전하며 이송용 대차(120)를 전, 후방으로 이동시키게 된다.
여기서, 이송용 대차(120)의 하부에는 이와 같은 가이드롤(121)을 장착시키기 위한 홈 형태의 장착부재가 열처리로 몸체(110)를 따라 설치된다. 이때, 외부 공기가 장착부재와 가이드롤(121) 사이 공간을 통해 열처리로 몸체(110) 내부로 유입되는 현상을 최소화하기 위해 장착부재와 가이드롤(121) 사이 공간의 공차는 거의 제로(0)에 가깝게 설계 및 적용되어야 한다.
한편, 이송용 대차(120)의 양측부에는 고정 프레임(111)에 체결되고 수평으로 배치되는 사행방지용 롤러(112)를 가이드하기 위해 레일 형태의 홈이 이에 상응되도록 형성될 수 있다.
더불어, 이송용 대차(120)의 양측 하단에는 외부의 차가운 공기가 열처리로 몸체(110) 내부에 유입되는 현상을 방지하기 위해 워터씰을 구성하는 내화물 커튼부(140)가 연결되는데, 이에 대해서는 하기에서 보다 상세히 설명하기로 한다.
수로(130)는 베이스(10)에 형성된다. 이때, 수로(130)는 열처리로 몸체(110)를 따라 형성된다. 그리고 수로(130)는 이송용 대차(120)의 이동 경로를 따라 형성된다. 이를 보다 상세히 설명하면, 수로(130)는 열처리로 몸체(110)의 외측에 이의 길이 방향을 따라 베이스(10)에 형성된다. 이에 따라, 서로 평행한 2개의 수로(130)가 형성된다. 또한, 수로(130)는 이송용 대차(120)의 하단 양측에 이의 이동 경로를 따라 형성된다. 즉, 베이스(10) 상에는 서로 마주하는 격벽으로 이루어진 열처리로 몸체(110) 양쪽 외측 부분에 2개, 이송용 대차(120) 하단 양측에 2개, 즉, 총 4개의 수로(130)가 형성될 수 있다. 이때, 도면을 기준으로, 내측 수로(130)와 외측 수로(130)는 서로 연결되도록 형성될 수 있다.
이러한 수로(130)에는 물이 채워진다. 즉, 열처리로(100)가 운용 중일 경우 물은 이러한 수로(130)를 순환하거나 채워져, 수로(130) 내에서 항상 일정한 수위를 유지하게 된다.
여기서, 물이 채워져 있는 수로(130)는 물에 잠기도록 배치되고 열처리로 몸체(110) 및 이송용 대차(120)에 연결되는 내화물 커튼부(140)와 함께 워터씰을 이루게 된다. 이때, 워터씰은 열처리로(100)의 하측 이음부 즉, 열처리로 몸체(110)와 이송용 대차(120) 및 고정 프레임(111) 등의 연결부분을 통해 외부 공기가 열처리로(100) 내부로 유입되는 것을 차단하는 차단막으로 작용하게 된다. 이와 같은 워터씰은 공기의 출입을 원천적으로 차단하여, 외부 공기 유입으로 인해 열처리로(100) 내부의 열 손실 및 열 충격을 최소화할 수 있다.
내화물 커튼부(140)는 열처리로(100) 하부로 외부 공기가 유입되는 현상을 방지하기 위해 열처리로 몸체(110) 및 이송용 대차(120)에 설치되는 부재로, 수로(130)에 채워지는 물과 함께 워터씰을 형성하게 된다. 이러한 내화물 커튼부(140)는 형성 위치에 따라 제1 고정식 커튼(141), 제2 고정식 커튼(142) 및 제3 고정식 커튼(143)으로 구분될 수 있다.
여기서, 제1 고정식 커튼(141)은 열처리로 몸체(110)의 길이방향을 따라 설치되는데, 고정 프레임(111)에 고정 설치된다. 그리고 제1 고정식 커튼(141)은 열처리로 몸체(110)의 외측에 형성되는 수로(130)에 배치된다. 즉, 제1 고정식 커튼(141)은 수로(130)에 채워져 있는 물에 잠기도록 배치된다. 이에 따라, 제1 고정식 커튼(141)은 물과 함께 워터씰을 형성하게 되어, 제1 고정식 커튼(141)의 바깥쪽 공기는 제1 고정식 커튼(141) 내부로의 유입이 방지된다.
또한, 제2 고정식 커튼(142)은 이송용 대차(120)의 양측 하단에 그 길이방향을 따라 고정 설치된다. 그리고 제2 고정식 커튼(142)은 이송용 대차(120)의 양측 하부에 이의 이동 경로를 따라 형성되어 있는 수로(130)에 배치된다. 즉, 제2 고정식 커튼(142)은 수로(130)에 채워져 있는 물에 잠기도록 배치된다. 이에 따라, 제2 고정식 커튼(142)은 물과 함께 워터씰을 형성하게 되어, 제2 고정식 커튼(142) 외측의 공기는 제2 고정식 커튼(142) 내부로의 유입이 방지된다.
그리고 제3 고정식 커튼(143)은 이송용 대차(120)의 후방에 형성되어 있는 수로(130)에 배치되는데, 이를 위해, 열처리로 몸체(110)의 하단에 고정 설치될 수 있다. 즉, 제3 고정식 커튼(143)은 수로(130)에 채워져 있는 물에 잠기도록 배치되어, 물과 함께 워터씰을 이루게 된다. 그리고 이에 따라, 제3 고정식 커튼(143) 외측의 공기는 제3 고정식 커튼(143) 내부로의 유입이 방지된다.
이와 같이, 열처리로 몸체(110) 및 이송용 대차(120)의 테두리에는 제1 내지 제3 고정식 커튼(141 내지 143)이 설치되어 이들이 잠기는 물과 함께 워터씰을 이루게 된다. 그리고 이러한 워터씰은 이송용 대차(120)의 이동 중에도 그대로 형성되는 구조를 이뤄 열처리로(100) 운용 중 외부 공기 유입에 의한 열처리로(100) 내부의 열 손실은 최소화되거나 원천적으로 차단될 수 있다.
한편, 제1 고정식 커튼(141)과 제2 고정식 커튼(142)은 열처리로 몸체(110) 및 이송용 대차(120)의 길이방향 및 이동 경로를 따라 형성된다. 이때, 이들이 배치되는 서로 평행한 복수의 수로(130)에는 서로 간의 연결을 위해 이들과 수직한 보조를 위한 수로(130)가 형성된다. 그런데, 이 경우 수직한 수로(130) 부분에는 워터씰이 형성되지 않으므로, 이 부분으로 외부 공기가 유입될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 이 부분에 제1 이동식 커튼(144)이 배치된다. 즉, 제1 이동식 커튼(144)은 이송용 대차(120)의 이동방향을 기준으로 제1 고정식 커튼(141)의 전단에 밀착되고 수평으로 이동 가능하게 형성되어 배치되는 곳의 수로(130)에 채워져 있는 물과 워터씰을 이루게 된다. 이러한 제1 이동식 커튼(144)은 자유로운 이동이 가능하도록 열처리로(100)가 아닌 별도의 이동 장치(미도시)에 의해 그 움직임이 제어될 수 있다.
또한, 이송용 대차(120)의 전방에 형성되어 있는 수로(130)에는 제2 이동식 커튼(145)이 배치된다. 이때, 제2 이동식 커튼(145)는 이송용 대차(120)의 전방 수로(130)에 채워져 있는 물과 함께 워터씰을 형성하여 외부 공기를 차단하게 된다. 그리고 제2 이동식 커튼(145)은 상, 하로 이동 가능하게 형성되는데, 이송용 대차(120)가 이동할 경우 상측으로 이동하여 이송용 대차(120)의 전방을 개방하고, 이송용 대차(120)가 이동을 멈춘 경우 하강하여 외부 공기의 유입을 차단하게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 워터씰형 열처리로(100)의 하부 테두리는 제1 내지 제3 고정식 커튼(141 내지 143)과 제1 내지 제2 이동식 커튼(144, 145)이 설치되고, 이들이 베이스(10)에 형성된 수로(130)에 채워진 물에 잠겨 워터씰을 이루게 된다. 여기서, 워터씰형 열처리로(100)의 하부는 열처리로 몸체(110), 고정 프레임(111), 이송용 대차(120)의 배치 및 결합에 의해 이들의 이믐부에는 틈이 형성되고, 이러한 틈새를 통해 외부의 차가운 공기가 유입될 수 있는데, 위와 같은 워터씰을 통해 열처리로(100)의 하부는 완전히 외부와 차단될 수 있다. 그리고 이에 따라, 외부의 공기는 열처리로(100) 내부로의 유입이 방지된다. 즉, 이를 통해, 열처리로(100) 내의 열 손실을 방지할 수 있고, 차가운 공기 유입으로 인한 열 충격을 방지할 수 있으며, 궁극적으로, 이와 같은 효율 개선을 통해, 연료 사용량을 절감할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 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.
100: 워터씰형 열처리로 110: 열처리로 몸체
111: 고정 프레임 112: 사행방지용 롤러
120: 이송용 대차 121: 가이드롤
130: 수로 140: 내화물 커튼부
141: 제1 고정식 커튼 142: 제2 고정식 커튼
143: 제3 고정식 커튼 144: 제1 이동식 커튼
145: 제2 이동식 커튼 10: 베이스
20: 가열 대상물

Claims (4)

  1. 베이스 상에 설치되고 가열 대상물을 내측에 수용하는 열처리로 몸체;
    상기 열처리로 몸체 내측에 상기 열처리로 몸체를 따라 이동 가능하게 형성되고 상기 가열 대상물을 이송하는 이송용 대차;
    상기 베이스에 형성되되 상기 열처리로 몸체의 외측 및 상기 이송용 대차의 이동 경로를 따라 형성되고 물이 채워지는 수로; 및
    상기 열처리로 몸체 및 상기 이송용 대차에 각각 고정 설치되고 상기 수로 내에 배치되며 상기 물과 워터씰을 이루는 내화물 커튼부를 포함하되,
    상기 내화물 커튼부는,
    상기 열처리로 몸체에 길이방향을 따라 고정 설치되고 상기 열처리로 몸체 외측에 형성되는 상기 수로에 배치되는 제1 고정식 커튼;
    상기 이송용 대차의 양측 하단에 길이방향을 따라 고정 설치되고 상기 이송용 대차의 이동 경로를 따라 형성되는 상기 수로에 배치되는 제2 고정식 커튼;
    상기 이송용 대차의 이동방향을 기준으로 상기 제1 고정식 커튼의 전단에 밀착되고 수평 이동 가능하게 형성되는 제1 이동식 커튼; 및
    상기 이송용 대차의 전방에 형성되어 있는 상기 수로에 배치되고 상, 하로 이동 가능하게 형성되는 제2 이동식 커튼을 포함하는, 워터씰형 열처리로.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 내화물 커튼부는 상기 이송용 대차의 후방에 형성되어 있는 상기 수로에 배치되고 상기 열처리로 몸체에 고정 설치되는 제3 고정식 커튼을 더 포함하는, 워터씰형 열처리로.
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