KR102031430B1

KR102031430B1 - Heat Exchanger for Annealing Furnace

Info

Publication number: KR102031430B1
Application number: KR1020170169041A
Authority: KR
Inventors: 황지은; 황현수
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2017-12-11
Filing date: 2017-12-11
Publication date: 2019-10-11
Also published as: KR20190068846A

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 소둔로용 열교환장치는 소둔로의 배출가스로부터 폐열을 회수하도록 구성되는 열교환부; 상기 열교환부의 전방에 형성되고 외측으로 연장되는 안내 홈이 형성되는 챔버; 및 상기 안내 홈을 따라 챔버 내부로 착탈 가능하게 배치되는 필터 부재;를 포함한다.Heat exchanger for annealing furnace according to an embodiment of the present invention heat exchanger configured to recover the waste heat from the exhaust gas of the annealing furnace; A chamber formed in front of the heat exchanger and having a guide groove extending outward; And a filter member detachably disposed in the chamber along the guide groove.

Description

Heat Exchanger for Annealing Furnace {Heat Exchanger for Annealing Furnace}

본 발명은 열교환장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열교환 가스 중에 포함된 분진을 효과적으로 걸러낼 수 있도록 구성된 소둔로용 열교환장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heat exchanger, and more particularly, to a heat exchanger for an annealing furnace configured to effectively filter dust contained in the heat exchange gas.

소둔로 내부 또는 외부에는 열교환장치가 배치된다. 이와 같이 배치된 열교환장치는 소둔로에서 발생된 폐가스와 냉각수 간의 열교환이 이루어지게 한다. 그런데 열교환기로 유입되는 폐가스 중에는 상당량의 분진, 재 등의 이물질이 포함되어 있으므로, 열교환기의 효율이 저감되고 열교환기의 청소주기를 단축되는 문제점이 있다. 따라서, 이러한 이물질로 인한 문제점을 해소하기 위한 열교환장치의 개발이 요청된다.Heat exchangers are arranged inside or outside the annealing furnace. The heat exchanger disposed as described above allows heat exchange between the waste gas generated in the annealing furnace and the cooling water. However, since the waste gas flowing into the heat exchanger contains a considerable amount of foreign matter such as dust and ash, the efficiency of the heat exchanger is reduced and the cleaning cycle of the heat exchanger is shortened. Therefore, the development of a heat exchanger to solve the problems caused by these foreign matters is required.

참고로, 본 발명과 관련된 선행기술로는 특허문헌 1 내지 3이 있다.For reference, there are patent documents 1 to 3 as prior art related to the present invention.

KRKR 2013-00985192013-0098519 AA KRKR 2003-00493292003-0049329 AA KRKR 2001-00652622001-0065262 AA

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 분진 및 이물질로 인한 열교환기의 효율저감 및 열교환기의 교환주기 단축 문제를 해소할 수 있는 소둔로용 열교환장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a heat exchanger for annealing furnace that can solve the problem of reducing the efficiency of the heat exchanger and shortening the exchange cycle of the heat exchanger due to dust and foreign matter.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 소둔로용 열교환장치는 소둔로의 배출가스로부터 폐열을 회수하도록 구성되는 열교환부;와, 상기 열교환부의 전방에 형성되고 외측으로 연장되는 안내 홈이 형성되는 챔버; 및 상기 안내 홈을 따라 챔버 내부로 착탈 가능하게 배치되는 필터 부재;를 포함하고,
상기 필터 부재는 상기 안내 홈과 결합하는 돌기를 포함하며, 상기 챔버는 복수의 필터 부재를 수용할 수 있도록 복수의 공간으로 구획되면서 복수의 안내홈을 구비하고, 상기 필터 부재는 복수로 구성되고, 상기 복수의 필터 부재는 서로 다른 그물망 크기를 갖고, 상기 챔버 또는 필터 부재에 형성되는 기밀 부재를 더 포함한다.An annealing furnace heat exchanger according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a heat exchanger configured to recover waste heat from the exhaust gas of the annealing furnace; and a guide groove formed in front of the heat exchanger and extending outward A chamber in which it is formed; And a filter member detachably disposed in the chamber along the guide groove.
The filter member includes a protrusion coupled to the guide groove, and the chamber is divided into a plurality of spaces to accommodate the plurality of filter members, and has a plurality of guide grooves, and the filter member is composed of a plurality, The plurality of filter members may have different mesh sizes and further include an airtight member formed in the chamber or filter member.

본 발명의 일 실시 예에 따른 소둔로용 열교환장치는 상기 챔버의 전방에 배치되어 가스 배출량을 조절하는 댐퍼를 더 포함한다.The heat exchanger for the annealing furnace according to an embodiment of the present invention further includes a damper disposed at the front of the chamber to control gas discharge.

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본 발명의 일 실시 예에 따른 소둔로용 열교환장치에서 상기 열교환부는 냉각 배관을 포함한다.In the heat exchange apparatus for the annealing furnace according to an embodiment of the present invention, the heat exchange part includes a cooling pipe.

본 발명의 일 실시 예에 따른 소둔로용 열교환장치는 상기 냉각 배관에 형성되는 냉각 핀을 포함한다.An annealing furnace heat exchanger according to an embodiment of the present invention includes a cooling fin formed in the cooling pipe.

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본 발명은 분진 및 이물질이 열교환기로 유입되는 것을 차단하므로, 열교환기의 효율을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 열교환기의 청소주기를 연장시킬 수 있다.The present invention prevents dust and foreign matter from entering the heat exchanger, thereby increasing the efficiency of the heat exchanger and extending the cleaning cycle of the heat exchanger.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 소둔로용 열교환장치의 정면도
도 2는 도 1에 도시된 소둔로용 열교환장치의 단면도
도 3은 도 1에 도시된 챔버와 필터 부재의 분리 사시도
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 소둔로용 열교환장치의 단면도
도 5는 도 4에 도시된 챔버와 필터 부재의 분리 사시도1 is a front view of an annealing furnace heat exchanger according to an embodiment of the present invention;
2 is a cross-sectional view of the heat exchanger for the annealing furnace shown in FIG.
3 is an exploded perspective view of the chamber and the filter member illustrated in FIG. 1;
4 is a cross-sectional view of an annealing furnace heat exchanger according to another embodiment of the present invention.
5 is an exploded perspective view of the chamber and the filter member illustrated in FIG. 4.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.In the following description of the present invention, terms that refer to the components of the present invention are named in consideration of the function of each component, it should not be understood as a meaning limiting the technical components of the present invention.

아울러, 명세서 전체에서, 어떤 구성이 다른 구성과 '연결'되어 있다 함은 이들 구성들이 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 구성을 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함하는 것을 의미한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, the fact that a component is 'connected' to another component includes not only the case where these components are 'directly connected', but also when the components are 'indirectly connected' with other components therebetween. Means that. In addition, the term 'comprising' of an element means that the element may further include other elements, not to exclude other elements unless specifically stated otherwise.

도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 소둔로용 열교환장치를 설명한다.1 to 3 will be described a heat exchange device for annealing furnace according to an embodiment of the present invention.

일 실시 예에 따른 소둔로용 열교환장치(100)는 열교환부(110), 챔버(120), 필터 부재(130)를 포함한다. 아울러, 소둔로용 열교환장치(100)는 선택적으로 기밀 부재(140) 및 댐퍼(150)를 더 포함할 수 있다.Annealing furnace heat exchange apparatus 100 according to an embodiment includes a heat exchange unit 110, a chamber 120, a filter member 130. In addition, the annealing furnace heat exchange apparatus 100 may optionally further include an airtight member 140 and a damper 150.

위와 같은 구성을 포함하는 소둔로용 열교환장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 인입 배관(102)과 배출 배관(104) 사이에 배치된다. 여기서, 인입 배관(102)은 소둔로와 연결되고, 배출 배관(104)은 배출 측으로 연결된다. 이와 같이 배치된 소둔로용 열교환장치(100)는 소둔로로부터 배출되는 가스로부터 폐열을 회수할 수 있다.Annealing furnace heat exchanger 100 including the above configuration is disposed between the inlet pipe 102 and the discharge pipe 104 as shown in FIG. Here, the inlet pipe 102 is connected to the annealing furnace, the discharge pipe 104 is connected to the discharge side. The heat exchanger 100 for the annealing furnace disposed as described above may recover the waste heat from the gas discharged from the annealing furnace.

다음에서는 소둔로용 열교환장치(100)를 구성하는 각 구성요소들을 설명한다.Next, each component constituting the heat exchanger 100 for the annealing furnace will be described.

열교환부(110)는 배출가스로부터 폐열을 회수하도록 구성된다. 부연 설명하면, 열교환부(110)는 복수의 열교환관(112) 또는 지그재그 형태로 구부러진 열교환관(112)을 포함한다. 열교환관(112)에는 배출가스와의 접촉 표면적을 넓히기 위한 다수의 냉각 핀이 형성된다. 열교환부(110)는 회수한 폐열을 다른 유체를 가열하는데 사용하도록 구성된다. 부연 설명하면, 열교환부(110)의 열교환관(112)은 순수 또는 냉각수 라인과 연결되어, 순수 및 냉각수가 배출가스로부터 회수된 폐열에 의해 가열되게 할 수 있다.The heat exchange unit 110 is configured to recover waste heat from the exhaust gas. In detail, the heat exchange part 110 includes a plurality of heat exchange tubes 112 or heat exchange tubes 112 bent in a zigzag form. The heat exchange tube 112 is formed with a plurality of cooling fins to widen the contact surface area with the exhaust gas. The heat exchanger 110 is configured to use the recovered waste heat to heat another fluid. In detail, the heat exchange tube 112 of the heat exchanger 110 may be connected to the pure water or the coolant line to allow the pure water and the coolant to be heated by the waste heat recovered from the exhaust gas.

챔버(120)는 배출가스에 포함된 분진, 이물질 등이 열교환부(110)로 이동되지 않게 한다. 부연 설명하면, 챔버(120)는 열교환부(110)의 전방에 배치되어, 열교환부(110)로 이동하는 배출가스에 포함된 분진, 이물질 등이 일시적으로 체류하는 공간을 형성한다. 아울러, 챔버(120)는 분진, 이물질 등을 걸러내기 위한 필터 부재(130)를 수용할 수 있도록 구성된다. 부연 설명하면, 챔버(120)에는 필터 부재(130)가 끼워지도록 구성된 안내홈(122)이 형성된다. 안내홈(122)은 챔버(120)의 일 방향을 따라 형성된다. 부연 설명하면, 안내홈(122)은 배출가스의 이동방향과 교차하는 방향으로 연장된다. 챔버(120)는 필터 부재(130)의 교체작업이 가능하도록 구성된다. 부연 설명하면, 챔버(120)의 일 측면은 필터 부재(130)의 삽입 및 탈착작업이 가능하도록 개방되거나 또는 개폐 가능한 구조로 이루어진다.The chamber 120 prevents dust, foreign substances, etc., contained in the exhaust gas from being transferred to the heat exchanger 110. In detail, the chamber 120 is disposed in front of the heat exchanger 110 to form a space in which dust, foreign matter, and the like contained in the exhaust gas moving to the heat exchanger 110 temporarily stays. In addition, the chamber 120 is configured to accommodate the filter member 130 for filtering dust and foreign matter. In other words, the guide groove 122 configured to insert the filter member 130 is formed in the chamber 120. The guide groove 122 is formed along one direction of the chamber 120. In detail, the guide groove 122 extends in a direction crossing the moving direction of the exhaust gas. The chamber 120 is configured to allow replacement of the filter member 130. In detail, one side of the chamber 120 has an open or open structure to allow insertion and detachment of the filter member 130.

필터 부재(130)는 전술한 바와 같이 분진, 이물질 등을 걸러내도록 구성된다. 부연 설명하면, 필터 부재(130)는 배출가스에 포함된 미세 물질을 걸러낼 수 있도록 미세한 망 구조를 가질 수 있다. 필터 부재(130)는 챔버(120)의 내부에 배치된다. 부연 설명하면, 필터 부재(130)는 안내홈(122)에 끼워지는 방식으로 챔버(120) 내부에 배치된다. 이를 위해 필터 부재(130)의 측면에는 안내홈(122)과 결합하는 돌기(138)가 형성된다. 이와 같이 구성된 필터 부재(130)는 챔버(120)의 내부로 자유롭게 삽입되고 챔부(120)의 내부로부터 자유롭게 탈착될 수 있다. 따라서, 본 발명의 소둔로용 열교환장치(100)에 따르면, 분진 등이 열교환부(110)의 표면에 부착되는 현상을 현저하게 감소시킬 수 있다. The filter member 130 is configured to filter out dust, foreign matters and the like as described above. In detail, the filter member 130 may have a fine network structure to filter out fine materials contained in the exhaust gas. The filter member 130 is disposed inside the chamber 120. In detail, the filter member 130 is disposed inside the chamber 120 in a manner of being fitted into the guide groove 122. To this end, protrusions 138 coupled to the guide grooves 122 are formed on the side surfaces of the filter member 130. The filter member 130 configured as described above may be freely inserted into the chamber 120 and freely detached from the inside of the chamber 120. Therefore, according to the heat exchange apparatus 100 for the annealing furnace of the present invention, the phenomenon in which dust or the like adheres to the surface of the heat exchange unit 110 can be significantly reduced.

기밀 부재(140)는 챔버(120)와 필터 부재(130) 사이의 공간을 밀폐하도록 구성된다. 부연 설명하면, 기밀 부재(140)는 안내홈(122)과 돌기(138) 사이에 배치되거나 또는 챔버(120)의 개방 측면에 배치되어 배출가스의 누설을 차단할 수 있다.The airtight member 140 is configured to seal the space between the chamber 120 and the filter member 130. In detail, the airtight member 140 may be disposed between the guide groove 122 and the protrusion 138 or disposed on an open side of the chamber 120 to block leakage of the exhaust gas.

댐퍼(150)는 배출가스의 유동량을 제어하도록 구성된다. 부연 설명하면, 댐퍼(150)는 챔버(120)의 전방에 형성되어 인입배관(102)을 통해 열교환부(110)로 이동되는 배출가스의 유동량을 제어할 수 있다. 이를 위해 댐퍼(150)는 복수의 회전날개를 포함할 수 있다.The damper 150 is configured to control the flow amount of the exhaust gas. In detail, the damper 150 may be formed in front of the chamber 120 to control the flow amount of the exhaust gas that is moved to the heat exchange unit 110 through the inlet pipe 102. To this end, the damper 150 may include a plurality of rotary blades.

위와 같이 구성된 소둔로용 열교환장치(100)는 필터 부재(130)를 통해 열교환부(110)로 유입되는 분진 등의 이물질을 사전에 차단할 수 있으므로, 열교환장치(100)의 교체주기를 대폭 연장시킬 수 있다. 아울러, 소둔로용 열교환장치(100)는 분진 등의 이물질이 열교환부(110)의 표면에 부착되는 것을 차단할 수 있으므로 열교환부(110)의 효율을 향상시킬 수 있다.Since the heat exchanger 100 for the annealing furnace configured as described above may block foreign substances such as dust introduced into the heat exchanger 110 through the filter member 130 in advance, the replacement cycle of the heat exchanger 100 may be greatly extended. Can be. In addition, since the annealing furnace heat exchanger 100 can block foreign matter such as dust from being attached to the surface of the heat exchanger 110, the efficiency of the heat exchanger 110 may be improved.

다음에서는 본 발명의 다른 실시 예를 설명한다. 참고로, 이하의 실시 예에 대한 설명에서 전술된 실시 예와 동일한 구성요소는 전술된 실시 예와 동일한 도면부호를 사용하고, 이들 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략한다.Next, another embodiment of the present invention will be described. For reference, in the description of the following embodiments, the same components as those of the above-described embodiments use the same reference numerals as the above-described embodiments, and detailed descriptions of these components are omitted.

도 4 및 도 5를 참조하여 다른 실시 예에 따른 소둔로용 열교환장치를 설명한다.4 and 5 will be described in the heat exchange apparatus for the annealing furnace according to another embodiment.

본 실시 예에 따른 소둔로용 열교환장치(100)는 챔버(120) 및 필터 부재(130, 132, 134)의 구성에 있어서 전술된 실시 예와 구별된다. 아울러, 본 실시 예에 따른 소둔로용 열교환장치(100)는 댐퍼(150)의 구성을 생략할 수 있다는 점에서 전술된 실시 예와 구별된다.The heat exchanger 100 for the annealing furnace according to the present embodiment is distinguished from the above-described embodiment in the configuration of the chamber 120 and the filter members 130, 132, and 134. In addition, the heat exchanger 100 for the annealing furnace according to the present embodiment is distinguished from the above-described embodiment in that the structure of the damper 150 may be omitted.

본 실시 예에서 챔버(120)는 다수의 필터 부재(130, 132, 134)를 수용할 수 있도록 구성된다. 부연 설명하면, 챔버(120)는 다수의 필터 부재(130, 132, 134)를 각각 수용할 수 있는 복수의 가상 공간으로 구획될 수 있다. 각 공간에는 필터 부재를 독립적으로 수용할 수 있는 복수의 안내홈(122, 124, 126)이 형성된다.In the present embodiment, the chamber 120 is configured to accommodate a plurality of filter members 130, 132, and 134. In detail, the chamber 120 may be partitioned into a plurality of virtual spaces that may accommodate the plurality of filter members 130, 132, and 134, respectively. Each space is formed with a plurality of guide grooves 122, 124, 126 that can accommodate the filter member independently.

다수의 필터 부재(130, 132, 134)는 챔버(120)의 내부에 소정의 간격을 두고 배치된다. 예를 들어, 3개의 필터 부재(130, 132, 134)는 챔버(120)의 내부에 등각으로 배치될 수 있다. 그러나 필터 부재(130, 132, 134) 간의 간격이 반드시 동일해야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 제1필터 부재(130)와 제2필터 부재(132) 간의 간격은 제2필터 부재(132)와 제3필터 부재(134) 간의 간격보다 크거나 작을 수 있다. The plurality of filter members 130, 132, and 134 are disposed at predetermined intervals inside the chamber 120. For example, the three filter members 130, 132, and 134 may be disposed conformally inside the chamber 120. However, the spacing between the filter members 130, 132, 134 is not necessarily the same. For example, an interval between the first filter member 130 and the second filter member 132 may be larger or smaller than an interval between the second filter member 132 and the third filter member 134.

다수의 필터 부재(130, 132, 134)는 챔버(120)의 내부에 선택적으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 3개의 필터 부재(130, 132, 134) 중 제1필터 부재(130)와 제2필터 부재(132)가 챔버(120)의 내부에 배치되거나 또는 제1필터 부재(130)와 제3필터 부재(136)가 챔버(120)의 내부에 배치되거나 또는 제1필터 부재(130) 내지 제3필터 부재(136) 중 하나만이 챔버(120)의 내부에 배치될 수 있다.The plurality of filter members 130, 132, and 134 may be selectively disposed inside the chamber 120. For example, the first filter member 130 and the second filter member 132 of the three filter members 130, 132, and 134 may be disposed inside the chamber 120, or may be disposed with the first filter member 130. The third filter member 136 may be disposed inside the chamber 120, or only one of the first filter member 130 to the third filter member 136 may be disposed inside the chamber 120.

다수의 필터 부재(130, 132, 134)는 서로 다른 망 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1필터 부재(130)의 망 크기는 제2필터 부재(132)의 망 크기보다 크고, 제2필터 부재(132)의 망 크기는 제3필터 부재(134)의 망 크기보다 클 수 있다. 그러나 필터 부재(130, 132, 134)의 망 크기 순서가 전술된 형태로 한정되는 것은 아니다.The plurality of filter members 130, 132, 134 may have different mesh sizes. For example, the mesh size of the first filter member 130 is larger than that of the second filter member 132, and the mesh size of the second filter member 132 is larger than the mesh size of the third filter member 134. Can be large. However, the net size order of the filter members 130, 132 and 134 is not limited to the above-described form.

위와 같이 구성된 소둔로용 열교환장치(100)는 다수의 필터 부재(130, 132, 134)를 포함하므로, 열교환부(110)로 유입되는 분진 등의 이물질을 더욱 효과적으로 차단할 수 있다. 아울러, 본 실시 예에 따른 소둔로용 열교환장치(100)는 다수의 필터 부재(130, 132, 134)를 챔버(120) 내부에 선택적으로 배치시킬 수 있으므로, 전술된 댐퍼(150)를 구성시키지 않고도 배출가스의 배출유량을 간접적으로 조절할 수 있다.Since the heat exchange apparatus 100 for the annealing furnace configured as described above includes a plurality of filter members 130, 132, and 134, it is possible to more effectively block foreign substances such as dust introduced into the heat exchanger 110. In addition, since the heat exchange apparatus 100 for the annealing furnace according to the present embodiment may selectively arrange a plurality of filter members 130, 132, and 134 inside the chamber 120, the damper 150 may not be configured. It is possible to indirectly control the discharge flow rate of the exhaust gas.

본 발명은 이상에서 설명되는 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다. 예를 들어, 전술된 실시형태에 기재된 다양한 특징사항은 그와 반대되는 설명이 명시적으로 기재되지 않는 한 다른 실시형태에 결합하여 적용될 수 있다.The present invention is not limited only to the embodiments described above, and those skilled in the art to which the present invention pertains can be made without departing from the spirit of the technical idea of the present invention described in the claims below. Various changes can be made. For example, various features described in the above embodiments can be applied in combination with other embodiments unless the opposite description is expressly stated.

100 소둔로용 열교환장치
110 열교환부
112 열교환관
114 냉각핀
120 챔버
122 안내홈
130 필터 부재
138 돌기
140 기밀 부재
150 댐퍼Heat Exchanger for 100 Annealing Furnace
110 heat exchanger
112 heat exchanger tube
114 cooling fins
120 chambers
122 Home
130 filter element
138 turning
140 airtight member
150 dampers

Claims

A heat exchanger configured to recover waste heat from the exhaust gas of the annealing furnace;
A chamber formed in front of the heat exchanger and having a guide groove extending outward; And
A filter member detachably disposed in the chamber along the guide groove;
Including,
The filter member includes a protrusion coupled to the guide groove, and the chamber is divided into a plurality of spaces to accommodate the plurality of filter members, and has a plurality of guide grooves, and the filter member is composed of a plurality, The plurality of filter members have different mesh sizes, and further comprising an airtight member formed in the chamber or the filter member.

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The method of claim 1,
Heat exchanger for annealing furnace further comprises a damper disposed in front of the chamber to control the gas discharge.

The method of claim 1,
The heat exchanger heat exchanger for annealing furnace comprising a cooling pipe.

The method of claim 4, wherein
Heat exchanger for annealing furnace comprising a cooling fin formed in the cooling pipe.

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