KR101879100B1

KR101879100B1 - 소재 가열 장치

Info

Publication number: KR101879100B1
Application number: KR1020160177497A
Authority: KR
Inventors: 이상창; 임성욱
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2016-12-23
Filing date: 2016-12-23
Publication date: 2018-07-16
Also published as: KR20180073945A

Abstract

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소재 가열 장치는 소재를 가열하고 추출하는 몸체부; 및 상기 몸체부에 인접하게 위치되고, 상기 몸체부로부터 추출된 소재를 향하여 화염을 방출하여 상기 소재를 가열하는 가열부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기와 같은 소재 가열 장치는 소재의 두께 방향을 따른 온도 편차, 즉 모서리부분과 중심부분의 온도차를 감소시키고, 소재의 가열 시간을 단축한다.

Description

소재 가열 장치{APPARATUS FOR HEATING MATERIALS}

본 발명은 소재 가열 장치에 관한 것으로서, 특히, 소재의 두께 방향을 따른 온도 편차를 감소시킬 수 있는 소재 가열 장치에 관한 것이다.

일반적으로 가열로는 압연기에 의해 압연될 수 있도록 소재를 가열하는 장치로서, 예열대, 가열대 및 균열대를 포함한다. 소재는 예열대에서 설정 온도로 가열하기 위하여 예열되고, 가열대에서 설정 온도까지 가열되며, 균열대에서 설정 온도로 유지되도록 가열된다.

예를 들어, 소재가 160㎜ × 160㎜ × 10200㎜의 빌렛인 경우에, 소재는 예열대에서 상온 내지 900℃의 온도로 40분 내지 60분 동안 가열되고, 가열대에서 800℃ 내지 1100℃의 온도로 30분 내지 40분 동안 가열되며, 균열대에서 1000℃ 내지 1200℃의 온도로 20분 내지 40분 동안 가열된다. 이로 인해, 소재는 90분 내지 140분 동안의 재로 시간을 통해 900℃ 내지 1200℃의 온도로 추출된다. 하지만, 일반적인 가열로에서 소재를 가열하는 데에 상대적인 긴 시간이 소요되고 있다. 이로 인해, 가열로는 예열대를 생략하고, 가열대 및 균열대로만 이루어지기도 한다.

한편, 160㎜ × 160㎜ × 10200㎜의 빌렛인 소재가 가열대 및 균열대로 이루어진 가열로에서 가열될 때, 소재는 가열대에서 1030℃ 내지 1080℃의 온도로 50분 내지 70분 동안 가열되며, 균열대에서 1100℃ 내지 1200℃의 온도로 20분 내지 40분 동안 가열된다. 이로 인해, 소재는 70분 내지 110분 동안의 재로 시간을 통해 1100℃ 내지 1200℃의 온도로 추출된다. 즉, 가열대 및 균열대만으로 이루어진 가열로는 일반적인 가열로보다 짧은 재로 시간으로도 일반적인 가열로와 유사한 온도로 소재를 추출한다. 하지만, 소재의 두께 방향을 기준으로 모서리 부분과 중심 부분의 온도차이는 일반적인 가열로보다 가열대 및 균열대만으로 이루어진 가열로에서 증가된다. 이로 인해, 가열대 및 균열대만으로 이루어진 가열로로부터 추출된 소재는 압연기에서 균일하게 압연되지 않아, 그 품질이 저하되는 실정이다.

공개특허공보 제10-2006-0031071호(공개일: 2006년 4월 12일)

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소재 가열 장치는 소재의 두께 방향을 따른 온도 편차, 즉 모서리부분과 중심부분의 온도차를 감소시키는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소재 가열 장치는 소재의 가열 시간을 단축시키는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 해결 과제는 이상에서 언급된 것에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소재 가열 장치는, 소재를 가열하고 추출하는 몸체부; 및 상기 몸체부에 인접하게 위치되고, 상기 몸체부로부터 추출된 소재를 향하여 화염을 방출하여 상기 소재를 가열하는 가열부를 포함하고, 상기 가열부는, 상기 몸체부로부터 추출된 소재의 둘레 방향을 따라 위치되고, 상기 소재가 통과하는 프레임부; 상기 프레임부를 따라 상기 소재를 향하여 상기 프레임부로부터 돌출되고, 상기 소재를 향하여 상기 화염을 방출하는 화염 발생부; 및 상기 화염 발생부와 상기 소재 사이에서 상기 소재의 표면에 인접하게 위치되고, 상기 화염 발생부로부터 방출된 화염과 접촉되는 화염 차단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

삭제

상기 몸체부는, 상기 소재를 설정 온도까지 가열하는 가열대; 및 상기 가열대에서 가열된 소재를 상기 설정 온도로 유지하도록 가열하는 균열대를 포함하되, 상기 가열대에서 가열되는 소재는 상기 균열대에서 가열되는 소재보다 낮은 온도로 긴 시간 동안 가열되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 가열부에서 가열되는 소재는 상기 균열대에서 가열되는 소재보다 짧은 시간 동안 높은 온도로 가열되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소재 가열 장치가 달성하는 효과는 다음과 같다.

(1) 소재의 두께 방향을 따른 온도 편차, 즉 모서리부분과 중심부분의 온도차가 감소된다.

(2) 소재의 가열 시간이 단축된다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소재 가열 장치를 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 소재 가열 장치에서 가열부를 도시하는 사시도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소재 가열 장치(100)를 도시하는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 소재 가열 장치(100)에서 가열부(102)를 도시하는 사시도이다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소재 가열 장치(100)는 몸체부(101) 및 가열부(102)를 포함하며, 소재(M)를 가열하는 데에 이용되고, 디스케일러(10) 및 압연기(20)로 유도한다.

몸체부(101)는 장입된 소재(M)를 가열하고 추출한다. 소재(M)는 몸체부(101)를 통해 설정 온도에 도달하도록 가열된다. 여기서, 설정 온도는 압연기(20)에서 압연되는 적절한 소재(M)의 온도를 의미하고, 예를 들어, 900℃ 내지 1200℃이다. 또한, 몸체부(101)는 가열대(111) 및 균열대(113)를 포함한다.

가열대(111)에는 소재(M)가 장입된다. 가열대(111)에서 소재(M)는 설정 온도에 도달하도록 가열된다.

균열대(113)에는 가열대(111)에서 설정 온도에 도달된 소재(M)가 장입된다. 균열대(113)에서 소재(M)는 가열되고 설정 온도로 유지된다. 균열대(113)는 가열대(111)보다 높은 온도로 짧은 시간 동안 소재(M)를 가열한다.

예를 들어, 소재(M)가 160㎜ × 160㎜ × 10200㎜의 빌렛(billet)인 경우에, 소재(M)는 가열대(1111)에서 1030℃ 내지 1080℃의 온도로 50분 내지 70분 동안 가열되고, 균열대(113)에서 1100℃ 내지 1200℃의 온도로 20분 내지 40분 동안 가열된다. 이로 인해, 소재(M)는 70분 내지 110분 동안의 재로 시간을 통해 1100℃ 내지 1200℃의 온도로 추출된다.

가열부(102)는 몸체부(101)의 균열대(113)에 인접하게 위치된다. 가열부(102)에는 몸체부(101)로부터 추출된 소재(M)가 장입된다. 가열부(102)는 장입된 소재(M)를 향하여 화염(F)을 방출한다. 이때, 소재(M)는 화염(F)의 열기에 의해 가열된다. 또한, 가열부(102)는 프레임부(121) 및 화염 발생부(123)를 포함한다.

프레임부(121)는 몸체부(101)의 균열대(113)로부터 추출된 소재(M)를 통과시킨다. 즉, 프레임부(121)는 소재(M)의 둘레방향을 따라 소재(M)를 둘러싼다.

화염 발생부(123)는 프레임부(121)를 따라 프레임부(121)로부터 소재(M)를 향하여 돌출되고, 소재(M)를 향하여 화염(F)을 방출한다. 이때, 화염(F)은 소재(M)의 표면에 인접하지만, 소재(M)의 표면에 접촉되지 않는다. 소재(M)는 화염 발생부(123)로부터 방출되는 화염(F)에 의해 직접적으로 가열된다.

또한, 가열부(102)는 화염 차단부(125)를 더 포함하기도 한다. 화염 차단부(125)는 플레이트 형상으로 이루어지고, 화염 발생부(123)와 소재(M)의 표면 사이에 위치된다. 이때, 화염 차단부(125)는 소재(M)의 표면에 인접하게 위치된다. 화염(F)은 소재(M)의 표면에 직접 접촉되지 않고, 화염 차단부(125)에 접촉된다.

화염 차단부(125)는 화염(F)이 소재(M)의 표면에 직접 접촉되는 것을 방지한다. 이로 인해, 소재(M)의 표면은 화염(F)에 의해 급격하게 산화되지 않고, 물리적인 결함이 발생되지 않는다.

또한, 화염(F)이 화염 차단부(125)에 접촉될 때, 화염 차단부(125)는 화염(F)의 열기에 의해 가열된다. 이때, 화염 차단부(125)는 소재(M)의 표면에 인접하게 위치된 상태이기에, 열기는 소재(M)의 표면에 전달한다.

상기와 같은 가열부(102)는 소재(M)를 균열대(111)보다 짧은 시간 동안 균열대(111)보다 높은 온도로 가열한다. 예를 들어, 소재(M)가 160㎜ × 160㎜ × 10200㎜의 빌렛인 경우에, 가열부(102)는 소재(M)를 1030℃ 내지 1080℃의 온도로 약 10분 동안 가열한다. 즉, 가열부(102)는 소재(M)를 단시간 동안 집중적으로 가열하여 소재(M)의 모서리부분과 중심부분의 온도차, 즉 소재(M)의 두께 방향을 따른 온도 편차를 감소시킨다. 여기서, 소재(M)의 모서리 부분과 중심부분은 소재(M)의 두께 방향을 따라 가장 이격된 부분이다.

소재(M)가 160㎜ × 160㎜ × 10200㎜의 빌렛인 경우에서, 가열대(111)에서 1030℃ 내지 1080℃의 온도로 50분 내지 70분 동안 가열되고 균열대(113)에서 1100℃ 내지 1200℃의 온도로 20분 내지 40분 동안 가열된 소재(M)는 70℃ 내지 100℃의 소재(M)의 모서리 부분과 중심부분의 온도차를 갖는다.

또한, 상기와 같은 동일한 조건의 가열대(111) 및 균열대(113)에 가열되고, 가열부(102)에 의해 1030℃ 내지 1080℃의 온도로 약 10분 동안 가열된 소재(M)는 30℃ 내지 32℃의 소재(M)의 모서리 부분과 중심부분의 온도차를 갖는다. 소재(M)는 몸체부(101)에서만 가열된 추출될 때보다 추가로 가열부(102)에서 가열되어 추출됨으로써, 소재(M)의 모서리 부분과 중심부분의 온도차, 즉 소재(M)의 두께 방향을 따른 온도 편차가 감소시킨다. 이로 인해, 소재(M)는 몸체부(101)에서만 가열된 후에 압연기(20)에서 압연될 때보다 균일하게 압연될 수 있고, 이에 따라 소재(M)에 따른 제품의 품질도 향상될 수 있다.

또한, 소재(M)가 160㎜ × 160㎜ × 10200㎜의 빌렛인 경우에, 소재(M)는 1080℃ 내지 1180℃의 온도로 추출되기 위하여, 본 실시예의 소재 가열 장치(100)에서는 가열대(111)에서 50분 내지 70분 동안 가열되고, 균열대(113)에서 20분 내지 40분 동안 가열되며, 가열부(102)에서 약 10분 동안 가열된다. 즉, 소재(M)는 80분 내지 120분 동안 가열된다. 반면에, 일반적인 예열대, 가열대 및 균열대로 이루어진 가열로에서 상기와 같은 크기를 갖는 소재(M)는 90분 내지 140분 동안 가열된다. 여기서, 소재 가열 장치(100)에서 추출된 소재(M)는 일반적인 가열로에서 추출된 소재와 유사한 온도를 갖는다. 따라서, 본 실시예의 소재 가열 장치(100)는 종래의 가열로에 비해 짧은 시간 동안 소재(M)를 가열하여도 유사한 온도로 소재(M)를 추출할 수 있어, 소재(M)의 가열 시간을 단축한다.

이상, 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

100: 소재 가열 장치
101: 몸체부
111: 가열대
113: 균열대
102: 가열부
121: 프레임부
123: 화염 발생부
125: 화염 차단부

Claims

소재를 가열하고 추출하는 몸체부; 및
상기 몸체부에 인접하게 위치되고, 상기 몸체부로부터 추출된 소재를 향하여 화염을 방출하여 상기 소재를 가열하는 가열부
를 포함하고,
상기 가열부는,
상기 몸체부로부터 추출된 소재의 둘레 방향을 따라 위치되고, 상기 소재가 통과하는 프레임부;
상기 프레임부를 따라 상기 소재를 향하여 상기 프레임부로부터 돌출되고, 상기 소재를 향하여 상기 화염을 방출하는 화염 발생부; 및
상기 화염 발생부와 상기 소재 사이에서 상기 소재의 표면에 인접하게 위치되고, 상기 화염 발생부로부터 방출된 화염과 접촉되는 화염 차단부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재 가열 장치.
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제1항에 있어서, 상기 몸체부는,
상기 소재를 설정 온도까지 가열하는 가열대; 및
상기 가열대에서 가열된 소재를 상기 설정 온도로 유지하도록 가열하는 균열대를 포함하되,
상기 가열대에서 가열되는 소재는 상기 균열대에서 가열되는 소재보다 낮은 온도로 긴 시간 동안 가열되는 것을 특징으로 하는 소재 가열 장치.
제5항에 있어서,
상기 가열부에서 가열되는 소재는 상기 균열대에서 가열되는 소재보다 짧은 시간 동안 높은 온도로 가열되는 것을 특징으로 하는 소재 가열 장치.