KR102097291B1

KR102097291B1 - Ｐｍｂ 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로, 그 열처리로의 운전방법 및 제어방법

Info

Publication number: KR102097291B1
Application number: KR1020190044950A
Authority: KR
Inventors: 노동순; 이대근; 고창복; 곽영태; 김승곤; 정우남; 이민정; 이은경
Original assignee: 한국에너지기술연구원
Priority date: 2019-04-17
Filing date: 2019-04-17
Publication date: 2020-04-06

Abstract

본 발명은 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로, 그 열처리로의 운전방법 및 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 강판을 이송시키는 강판이송부;내부로 진입되는 강판을 예열하는 예열대와, 상기 예열대 후단에 연결되어 강판을 가열하는 가열대와, 상기 가열대 후단에 연결되어 강판을 가열하는 균열대와, 상기 균열대 후단에 연결되는 냉각대; 상기 가열대 및 상기 균열대 중 적어도 하나의 내부에 구비되어 상기 강판을 다공체 고온 직화가열하는 다공체 연소기(porous medium burner, PMB); 및 상기 예열대 후단측에 2차 연소용 공기를 공급하여 미연가스를 연소시키는 제1 2차 연소용 공기공급부; 및 상기 가열대 후단측에 2차 연소용 공기를 공급하여 미연가스를 연소시키는 제2 2차 연소용 공기공급부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로에 관한 것이다.

Description

ＰＭＢ 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로, 그 열처리로의 운전방법 및 제어방법{Direct nonoxidizing continuous steel-strip heat treating furnace using ceramic porous medium burner}

본 발명은 PMB(세라믹 다공체 연소기, ceramic porous medium burner, 이하 PMB) 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로, 그 열처리로의 운전방법 및 제어방법에 관한 것이다.

도 1은 종래 강판 연속 열처리로의 단면 구성도를 도시한 것이다. 도 2는 종래 예열대, 가열대, 균열대 부분의 강판 연속 열처리로(1)의 단면 구성도를 도시한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 강판 연속 열처리로(1)는 강판을 이송시키는 강판이송부(5)와, 내부로 진입되는 강판(2)을 예열하는 예열대(10)와, 예열대(10) 후단에 연결되어 강판(2)을 가열하는 가열대(20)와, 가열대(20) 후단에 연결되어 강판(2)을 가열하는 균열대(30)와, 균열대(30) 후단에 연결되는 냉각대(3), 2차 냉각대(4) 등을 포함하여 구성됨을 알 수 있다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래 강판 연속 열처리로(1)는 예열대(10)의 배가스 배출부(11) 측에 구비된 열교환부(HEX, 50)를 통해 배가스와 공급되는 공기를 열교환하여 2차 연소용 공기를 예열한 후, 예열대(10) 후단측으로 공급하도록 구성된다.

그리고 종래 강판연속 열처리로(1)는 가열대(20)와 균열대(30) 무산화 분위기를 유지하며, 가열대(20)의 연소장치로서 직화식 노즐 믹스 타입 연소기를 적용하였다. 그러나 이러한 종래 직화식 노즐 믹스 타입 연소기의 경우 무산화 연소 당량비 운전에 따른 화염 불안정성과, 전열 분균일성의 문제가 존재하며, 균열대(30)의 간접식 RT 연소기(Radiant tube burner: 복사관)의 경우, 전열 효율의 한계(에너지절약의 한계)가 존재하게 된다.

또한, 기존 예열대 단일 집중 2차 연소방식 적용으로 무산화 연소 당량비에 따라 미연가스의 예열대 열부하 과다 가능성이 발생하여 적정 온도구배 제어에 한계가 있는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 10-1867379 대한민국 공개특허 10-2008-0109737 일본 특개평 11-61277 일본 특개평 7-278682

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 가열대와 균열대 중 적어도 어느 하나에 다공체 연소기(PMB)를 적용하여 다공체 내 초과 엔탈피 연소특성에 따른 넓은 범위의 당량비에 대하여 안정적인 무화염 운전(근접가열성)이 가능하며, 다공체 고온 직화가열에 의한 고체복사에너지를 발생시킬 수 있고, 기존 가열대 노즐 믹스 타입 연소기 대비 고체복사에너지 이용으로 전열성을 증가(에너지 이용효율 증가)시킬 수 있고, 동일한 연소부하(열부하) 기준 기존 노즐 믹스 타입 연소기 대비 승온속도를 증가시킬 수 있고(전열성 증가- 에너지이용효율 증대-에너지절감), 기존 균열대 간접식 RT와 대응하여 무산화 운전(환원가스 CO/H2 발생효과)이 가능한 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로, 그 열처리로의 운전방법 및 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 다공체 연소기(PMB)를 적용하여 강판(스틸 스트립) 형상에 대한 균일한 복사에너지 형성(장방형 PMB 형상 설계)할 수 있고, 설계 열부하를 고려하여 스트립 양면(상하/좌우) 일정간격으로 적정크기의 PMB 설치가 가능하며, 강종/두께에 따른 강판 승온속도 또는 강판이동속도에 대응하여 PMB 연소부하를 결정(PMB 최소 면부하, 댓수 설계)할 수 있으며, PMB의 무산화 연소 운전(당량비 > 1.0, 또는 공기비 < 1.0)이 가능한 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로, 그 열처리로의 운전방법 및 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

그리고 본 발명의 실시예에 따르면, 기존 예열대 출구단(가열대 입구) 단일 집중 2차 연소방식 적용시 PMB 발생 미연가스의 예열대 열부하 과다 가능성(적정 온도구배 제어 한계)을 방지하기 위해 PMB 발생 미연가스(CO/H2)의 가열대 내 부분 연소 및 잔여가스의 예열대 출구단(가열대 입구) 2차 연소(분할 2차 연소방법)를 적용하여, Zone 별 PMB 운전부하 제어(연소열 분포조절)와 예열대-가열대-균열대 영역의 온도구배(온도분포)를 제어할 수 있는 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로, 그 열처리로의 운전방법 및 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 가열대 출구단(균열대 입구)의 2차 연소에 의해 가열대 열량 추가 효과(PMB 연소부하 저감효과)를 가질 수 있고 가열대 PMB 연소부하 저감을 통한 미연가스(CO/H2) 발생량을 저감(동일한 연소 당량비 조건에서 예열대 2차 연소를 통한 열부하 감소효과)할 수 있고, PMB 연소부하 조절로 PMB 발열량, 다공체 적열온도, 다공체 복사에너지량, 가열대 분위기 온도제어 효과를 가질 수 있는, PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로, 그 열처리로의 운전방법 및 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

그리고 본 발명의 실시예에 따르면, 균열대 PMB에서 발생되어 가열대로 유입되는 미연가스(CO/H2) 화학에너지 및 균열대 분위기 열에너지 이용을 극대화할 수 있고, 균열대 PMB 발생 미연가스의 가열대 내 부분 2차 연소율(가열대 PMB 연소부하 및 적정분위기 온도제어)과 잉여 균열대 PMB 미연가스(예열대 2차 연소용 잉여 미연가스)량을 적정화(예열대 2차 연소 발열량 적정화:예열대 적정분위기 온도제어 효과)할 수 있으며, PMB 운전부하, 예열대-가열대-균열대 온도구배를 제어할 수 있고 2차 연소용 공기의 예열과 로압의 통합제어가 가능하고, 강종/두께에 따른 열부하 분포(예열대-가열대-균열대 온도분포) 적정화로 에너지 절감 및 생산성을 유지할 수 있는 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로, 그 열처리로의 운전방법 및 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 제1목적은, 무산화 강판 연속 열처리로에 있어서, 강판을 이송시키는 강판이송부; 내부로 진입되는 강판을 예열하는 예열대와, 상기 예열대 후단에 연결되어 강판을 가열하는 가열대와, 상기 가 열대 후단에 연결되어 강판을 가열하는 균열대와, 상기 균열대 후단에 연결되는 냉각대; 상기 가열대 및 상기 균열대 중 적어도 하나의 내부에 구비되어 상기 강판을 다공체 고온 직화가열하는 다공체 연소기(porous medium burner, PMB); 및 상기 예열대 후단측에 2차 연소용 공기를 공급하여 미연가스를 연소시키는 제1 2차 연소용 공기공급부; 및 상기 가열대 후단측에 2차 연소용 공기를 공급하여 미연가스를 연소시키는 제2 2차 연소용 공기공급부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로로서 달성될 수 있다.

그리고 PMB를 통해, 로벽, 가스복사, 및 다공체 연소기 복사열로 상기 강판을 가열하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 공기공급수단; 연료공급수단; 상기 공기공급수단에 의해 상기 가열대 내로 공기를 공급하는 제1공기공급부; 상기 공기공급수단에 의해 상기 균열대 내로 공기를 공급하는 제2공기공급부; 상기 연료공급수단에 의해 상기 가열대 내로 연료를 공급하는 제1연료공급부; 및 상기 연료공급수단에 의해 상기 균열대 내로 연료를 공급하는 제2연료공급부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 상기 제1공기공급부 일측에 구비되어, 상기 가열대로 공급되는 공기유량을 측정하는 제1공기유량계와, 공급되는 공기유량을 조절하는 제1공기조절밸브; 상기 제2공기공급부 일측에 구비되어, 상기 균열대로 공급되는 공기유량을 측정하는 제2공기유량계와, 공급되는 공기유량을 조절하는 제2공기조절밸브; 상기 제1연료공급부 일측에 구비되어, 상기 가열대로 공급되는 연료유량을 측정하는 제1연료유량계와, 공급되는 연료유량을 조절하는 제1연료조절밸브; 및 상기 제2연료공급부 일측에 구비되어, 상기 균열대로 공급되는 연료유량을 측정하는 제2연료유량계와, 공급되는 연료유량을 조절하는 제2연료조절밸브;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 예열대 전단에 형성된 배가스 배출부를 통해 배출되는 배가스와, 예열대와 가열대로 공급되는 2차 연소용 공기가 열교환되는 열교환부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 상기 열교환부는 상기 배가스와 열교환되며, 상기 공기공급수단과 상기 제1 2차 연소용 공기공급부 사이에 구비되는 제1열교환관; 및 상기 배가스와 열교환되며, 상기 공기공급수단과 상기 제2 2차 연소용 공기공급부 사이에 구비되는 제2열교환관;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 제1열교환관 일측에 구비되어, 예열대로 공급되는 2차 연소용 공기유량을 측정하는 제1 2차공기유량계와, 상기 예열대로 공급되는 2차 연소용 공기유량을 조절하는 제1 2차공기조절밸브; 및 상기 제2열교환관 일측에 구비되어, 가열대로 공급되는 2차 연소용 공기유량을 측정하는 제2 2차공기유량계와, 상기 가열대로 공급되는 2차 연소용 공기유량을 조절하는 제2 2차공기조절밸브;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 상기 가열대 내의 강판온도를 측정하는 제1온도센서와, 상기 균열대 내의 강판온도를 측정하는 제2온도센서를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 균열대 내의 분위기 온도를 측정하는 제3온도센서와, 상기 예열대 내의 분위기 온도를 측정하는 제4온도센서와, 상기 가열대 내의 분위기 온도를 측정하는 제5온도센서를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 상기 배가스 배출부 일측에 구비되어 상기 열교환부에 의해 열교환된 배가스의 온도를 측정하는 배가스 온도센서와, 상기 배가스 배출부 일측에 연결되어 상기 배가스 배출부 내로 공기를 희석하는 희석관과, 상기 희석관을 통해 배가스 배출부로 공급되는 공기의 유량을 조절하는 희석공기 조절밸브와, 상기 배가스 온도센서에서 측정된 온도값을 기반으로 상기 희석공기 조절밸브를 제어하여 상기 배가스의 온도를 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 균열대 내부의 압력을 측정하는 압력센서와, 상기 배가스 배출부 일측에 구비되는 댐퍼를 포함하여, 상기 제어부는 상기 압력센서에서 측정된 압력값을 기준으로 상기 댐퍼를 제어하여 로압이 설정된 범위내가 되도록 조절하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 상기 제1열교환관 일측에 구비되어 상기 예열대로 공급되는 2차 연소용 공기 온도를 측정하는 제1 2차공기 온도센서와, 상기 제2열교환관 일측에 구비되어 상기 가열대로 공급되는 2차 연소용 공기 온도를 측정하는 제2 2차공기 온도센서를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 제2목적은 앞서 언급한 제1목적에 따른 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로의 운전방법에 있어서, 가열대 PMB 연소부하를 기준으로 PMB 연소 당량비를 설정하고, 상기 제1연료공급부를 통해 상기 가열대로 연료를 공급하고, 상기 PMB 당량비 상당의 공기를 상기 제1공기공급부를 통해 공급하는 제1단계; 균열대 PMB 연소부하를 기준으로 PMB 연소 당량비를 설정하고, 상기 제2연료공급부를 통해 상기 균열대로 연료를 공급하고, 상기 PMB 연소 당량비 상당의 공기를 상기 제2공기공급부를 통해 공급하는 제2단계; 제3온도센서를 통해 상기 균열대 내의 분위기 온도를 측정하는 제3단계; 상기 제2열교환관을 통해 2차 연소용 공기가 열교환부에서 예열된 후, 제2 2차 연소용 공기공급부를 통해 상기 가열대 후단으로 공급되어 미연가스를 통한 연소가 발생되는 제4단계; 및 상기 제1열교환관을 통해 2차 연소용 공기가 열교환부에서 예열된 후, 제1 2차 연소용 공기공급부를 통해 상기 예열대 후단으로 공급되어 미연가스를 통한 연소가 발생되는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로의 운전방법으로서 달성될 수 있다.

그리고 상기 제1단계에서, 제1온도센서를 통해 가열대 내의 강판온도를 측정하고, 측정값이 설정된 값이 되도록, 상기 PMB 연소 당량비에 부합되도록 상기 제1연료조절밸브와 상기 제1공기조절밸브를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 제2단계에서, 제2온도센서를 통해 균열대 내의 강판온도를 측정하고, 측정값이 설정된 값이 되도록, 상기 PMB 연소 당량비에 부합되도록 상기 제2연료조절밸브와 상기 제2공기조절밸브를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 상기 제4단계에서, 상기 제2 2차 연소용 공기공급부를 통해 공급되는 2차 연소용 공기량은 가열대 및 균열대내 설정 총괄 연소 당량비와 상기 PMB 연소 당량비 차에 기반하여 산출되며, 제4온도센서에서 측정된 예열대 분위기 온도와 상기 제5온도센서에서 측정된 가열대 분위기 온도의 온도차가 설정된 범위가 되도록 제2 2차공기조절밸브를 제어하여 상기 가열대로 공급되는 2차 연소용 공기량을 조절하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 제5단계에서, 상기 제1 2차 연소용 공기공급부를 통해 상기 예열대로 공급되는 2차 연소용 공기량은 열처리로 전체에 대하여 설정된 총괄 연소 당량비 상당의 가열대 공기량과 균열대 공기량과, PMB 연소 당량비 상당의 가열대 공기량과 균열대 공기량과, 상기 가열대로 공급되는 2차 연소용 공기량을 기반으로 산출되는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 제어부는 상기 배가스 온도센서에서 측정된 배가스 온도가 설정된 범위 내로 유지되도록 희석공기조절밸브를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 제어부는 압력센서에서 측정된 압력값을 기반으로 로압이 설정된 범위 내로 유지되도록 댐퍼를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로, 그 열처리로의 운전방법 및 제어방법에 따르면, 가열대와 균열대 중 적어도 어느 하나에 다공체 연소기(PMB)를 적용하여 다공체 내 초과 엔탈피 연소특성에 따른 넓은 범위의 당량비에 대하여 안정적인 무화염 운전(근접가열성)이 가능하며, 다공체 고온 직화가열에 의한 고체복사에너지를 발생시킬 수 있고, 기존 가열대 노즐 믹스 타입 연소기 대비 고체복사에너지 이용으로 전열성을 증가(에너지 이용효율 증가)시킬 수 있고, 동일한 연소부하(열부하) 기준 기존 노즐 믹스 타입 연소기 대비 승온속도를 증가시킬 수 있고(전열성 증가- 에너지이용효율 증대-에너지절감), 기존 균열대 간접식 RT와 대응하여 무산화 운전(환원가스 CO/H2 발생효과)이 가능한 효과를 갖는다.

본 발명의 실시예에 따른 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로, 그 열처리로의 운전방법 및 제어방법에 따르면, 다공체 연소기(PMB)를 적용하여 강판(스틸 스트립) 형상에 대한 균일한 복사에너지 형성(장방형 PMB 형상 설계)할 수 있고, 설계 열부하를 고려하여 스트립 양면(상하/좌우) 일정간격으로 적정크기의 PMB 설치가 가능하며, 강종/두께에 따른 강판 승온속도 또는 강판이동속도에 대응하여 PMB 연소부하를 결정(PMB 최소 면부하, 댓수 설계)할 수 있으며, PMB의 무산화 연소 운전(당량비 > 1.0, 또는 공기비 < 1.0)이 가능한 효과를 갖는다.

본 발명의 실시예에 따른 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로, 그 열처리로의 운전방법 및 제어방법에 따르면, 기존 예열대 출구단(가열대 입구) 단일 집중 2차 연소방식 적용시 PMB 발생 미연가스의 예열대 열부하 과다 가능성(적정 온도구배 제어 한계)을 방지하기 위해 PMB 발생 미연가스(CO/H2)의 가열대 내 부분 연소 및 잔여가스의 예열대 출구단(가열대 입구) 2차 연소(분할 2차 연소방법)를 적용하여, Zone 별 PMB 운전부하 제어(연소열 분포조절)와 예열대-가열대-균열대 영역의 온도구배(온도분포)를 제어할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로, 그 열처리로의 운전방법 및 제어방법에 따르면, 가열대 출구단(균열대 입구)의 2차 연소에 의해 가열대 열량 추가 효과(PMB 연소부하 저감효과)를 가질 수 있고 가열대 PMB 연소부하 저감을 통한 미연가스(CO/H2) 발생량을 저감(동일한 연소 당량비 조건에서 예열대 2차 연소를 통한 열부하 감소효과)할 수 있고, PMB 연소부하 조절로 PMB 발열량, 다공체 적열온도, 다공체 복사에너지량, 가열대 분위기 온도제어 효과를 가질 수 있다.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로, 그 열처리로의 운전방법 및 제어방법에 따르면, 균열대 PMB에서 발생되어 가열대로 유입되는 미연가스(CO/H2) 화학에너지 및 균열대 분위기 열에너지 이용을 극대화할 수 있고, 균열대 PMB 발생 미연가스의 가열대 내 부분 2차 연소율(가열대 PMB 연소부하 및 적정분위기 온도제어)과 잉여 균열대 PMB 미연가스(예열대 2차 연소용 잉여 미연가스)량을 적정화(예열대 2차 연소 발열량 적정화:예열대 적정분위기 온도제어 효과)할 수 있으며, PMB 운전부하, 예열대-가열대-균열대 온도구배를 제어할 수 있고 2차 연소용 공기의 예열과 로압의 통합제어가 가능하고, 강종/두께에 따른 열부하 분포(예열대-가열대-균열대 온도분포) 적정화로 에너지 절감 및 생산성을 유지할 수 있는 효과를 갖는다.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 종래 강판 연속 열처리로의 단면 구성도,
도 2는 종래 예열대, 가열대, 균열대 부분의 강판 연속 열처리로의 단면 구성도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로의 단면 구성도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 예열대, 가열대, 균열대 부분의 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로의 단면 구성도,
도 5는 보다 구체적으로 설명된 본 발명의 실시예에 따른 예열대, 가열대, 균열대 부분의 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로의 단면 구성도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 열교환부의 단면도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로의 제어부에 신호흐름을 나타낸 블록도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로의 운전방법의 흐름도를 도시한 것이다.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로(100)의 구성 및 기능에 대해 설명하도록 한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로(100)의 단면 구성도를 도시한 것이다. 그리고 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 예열대(10), 가열대(20), 균열대(30) 부분의 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로(100)의 단면 구성도를 도시한 것이다. 또한, 도 5는 보다 구체적으로 설명된 본 발명의 실시예에 따른 예열대(10), 가열대(20), 균열대(30) 부분의 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로(100)의 단면 구성도를 도시한 것이다. 그리고 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 열교환부(50)의 단면도를 도시한 것이다. 또한, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로(100)의 제어부(70)에 신호흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로(100)는, 강판이송부(5)와, 예열대(10), 가열대(20), 균열대(30), 냉각대(3), 2 스테이지 열교환부(50) 등을 포함하여 구성될 수 있음을 알 수 있다.

강판이송부(5)는 강판(2)이 예열대(10), 가열대(20), 균열대(30), 냉각대(3)를 순차적으로 지나면서 열처리가 되도록 강판(2)을 이송시킨다. 내부로 진입되는 강판(2)을 예열하는 예열대(10)와, 예열대(10) 후단에 연결되어 강판(2)을 가열하는 가열대(20)와, 가열대(20) 후단에 연결되어 강판(2)을 가열하는 균열대(30)와, 균열대(30) 후단에 연결되는 냉각대(3)를 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 가열대(20) 및 균열대(30)의 내부에는 PMB가 구비되어 강판(2)을 다공체 고온 직화가열하게 된다. PMB를 통해, 로벽의 열과, 가스복사열, 그리고 다공체 연소기 복사열로 강판(2)을 가열하게 된다.

본 발명의 실시예에서는 다공체 연소기를 적용하여 다공체 내 초과 엔탈피 연소특성에 따른 넓은 범위의 당량비에 대하여 안정적인 무화염 운전(근접가열성)이 가능하며, 다공체 고온 직화가열에 의한 고체복사에너지를 발생시킬 수 있고, 기존 가열대 노즐 믹스 타입 연소기 대비 고체복사에너지 이용으로 전열성을 증가(에너지 이용효율 증가)시킬 수 있고, 동일한 연소부하(열부하) 기준 기존 노즐 믹스 타입 연소기 대비 승온속도를 증가시킬 수 있고(전열성 증가- 에너지이용효율 증대-에너지절감), 기존 균열대(30) 간접식 RT와 대응하여 무산화 운전(환원가스 CO/H2 발생효과)이 가능하게 된다.

그리고 다공체 연소기(PMB)를 적용하여 강판(2)(스틸 스트립) 형상에 대한 균일한 복사에너지 형성(장방형 PMB 형상 설계)할 수 있고, 설계 열부하를 고려하여 스트립 양면(상하/좌우) 일정간격으로 적정크기의 PMB 설치가 가능하며, 강종/두께에 따른 강판(2) 승온속도 또는 강판(2)이동속도에 대응하여 PMB 연소부하를 결정(PMB 최소 면부하, 댓수 설계)할 수 있으며, PMB의 무산화 연소 운전(당량비 > 1.0, 또는 공기비 < 1.0)이 가능하게 된다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로(100)는, 도 3, 도 4, 및 도 6에 도시된 바와 같이, 예열대(10) 출구측에 2차 연소용 공기를 공급하여 미연가스를 연소시키는 제1 2차 연소용 공기공급부(16)와, 가열대(20) 후단측에 2차 연소용 공기를 공급하여 미연가스를 연소시키는 제2 2차 연소용 공기공급부(22)를 포함하여 구성됨을 알 수 있다.

따라서 본 발명의 실시예에 따르면, 기존 예열대(10) 단일 집중 2차 연소방식 적용시 PMB 발생 미연가스의 예열대(10) 열부하 과다 가능성(적정 온도구배 제어 한계)을 방지하기 위해 PMB 발생 미연가스(CO/H2)의 가열대(20) 내 부분 연소 및 잔여가스의 예열대(10) 출구단 2차 연소(분할 2차 연소방법)를 적용하여, Zone 별 PMB 운전부하 제어(예열대(10) 방향으로 가열대(20), 균열대(30) PMB 연소부하 감소 즉, 연소열 분포조절)와 예열대(10)-가열대(20)-균열대(30) 영역의 온도구배(온도분포)를 제어할 수 있다.

그리고, 가열대(20) 출구단의 2차 연소에 의해 가열대(20) 열량 추가 효과(PMB 연소부하 저감효과)를 가질 수 있고 가열대 PMB(21) 연소부하 저감을 통한 미연가스(CO/H2) 발생량을 저감(동일한 연소 당량비 조건에서 예열대(10) 2차 연소에 의한 열부하 감소효과)할 수 있고, PMB 연소부하 저감으로 PMB 발열량, 다공체 적열온도, 다공체 복사에너지량, 가열대(20) 분위기 온도제어 효과를 가질 수 있게 된다.

그리고 본 발명의 실시예에 따르면, 균열대(30)에서 공급되어 가열대(20) 유입되는 미연가스 화학에너지 및 균열대(30) 분위기 열에너지 이용을 극대화할 수 있고, PMB 발생 미연가스의 가열대(20) 내 부분 2차 연소율(가열대 PMB(21) 연소부하 및 적정분위기 온도제어)과 잉여 PMB 미연가스(예열대(10) 2차 연소영 잉여 미연가스)량을 적정화(예열대(10) 2차 연소 발열량 적정화:예열대(10) 적정분위기 온도제어 효과)할 수 있으며, PMB 운전부하, 예열대(10)-가열대(20)-균열대(30) 온도구배를 제어할 수 있고 2차 연소용 공기의 예열과 로압의 통합제어가 가능하고, 강종/두께에 따른 열부하 분포(예열대(10)-가열대(20)-균열대(30) 온도분포) 적정화로 생산성을 유지할 수 있게 된다.

그리고 도 5에 도시된 바와 같이, PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로(100)는 공기공급수단(40, FDF)과 연료공급수단을 포함하며, 공기공급수단(40)에 의해 가열대(20) 내의 PMB(21)로 공기를 공급하는 제1공기공급부(26)와, 공기공급수단(40)에 의해 균열대(30) 내의 PMB로 공기를 공급하는 제2공기공급부(35)를 포함하고 있음을 알 수 있다. 또한, 연료공급수단에 의해 가열대(20) 내의 PMB(21)로 연료를 공급하는 제1연료공급부(23)와, 연료공급수단에 의해 균열대(30) 내의 PMB(31)로 연료를 공급하는 제2연료공급부(32)를 포함한다.

그리고 제1공기공급부(26) 일측에 제1공기유량계(28)가 구비되어, 가열대(20)의 PMB(21)로 공급되는 공기유량을 측정하며, 제1공기조절밸브(27)는 공급되는 공기유량을 조절하게 된다. 제어부(70)는 제1공기유량계(28)로부터 측정된 값을 기반으로 제1공기조절밸브(27)를 제어하여 가열대 PMB(21)로 공급되는 공기가 설정된 PMB 연소 당량비에 부합되게 공급되도록 공기량을 조절하게 된다.

또한, 제2공기공급부(35) 일측에 제2공기유량계(34)가 구비되어 균열대(30)로 공급되는 공기유량을 측정하며, 제2공기조절밸브(36)에 의해 공급되는 공기유량이 조절되도록 구성될 수 있다. 제어부(70)는 제2공기유량계(34)로부터 측정된 값을 기반으로 제2공기조절밸브(36)를 제어하여 균열대(30) PMB(31)로 공급되는 공기가 설정된 PMB 연소 당량비에 부합되게 공급되도록 공기량을 조절하게 된다.

그리고 제1연료공급부(23) 일측에 제1연료유량계(25)가 구비되어, 가열대 PMB(21)로 공급되는 연료유량을 측정하며, 제1연료조절밸브(24)를 통해 공급되는 연료유량을 조절하도록 구성된다. 또한, 제2연료공급부(32) 일측에 제2연료유량계(34)가 구비되어, 균열대 PMB(31)로 공급되는 연료유량을 측정하며, 제2연료조절밸브(32)를 통해 공급되는 연료유량을 조절하도록 구성된다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로(100)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 예열대(10) 전단에 구비된 배가스 배출부(11)를 통해 배출되는 배가스와, 예열대(10)와 가열대(20)로 공급되는 2차 연소용 공기가 열교환되는 열교환부(50)를 포함하여 구성됨을 알 수 있다.

열교환부(50)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 2-스테이지 HEX로 구성되며, 배가스와 열교환되며, 하우징(51)과, 공기공급수단(40)과 제1 2차 연소용 공기공급부(16) 사이에 구비되는 제1열교환관(52), 그리고, 배가스와 열교환되며, 공기공급수단(40)과 제2 2차 연소용 공기공급부(22) 사이에 구비되는 제2열교환관(56)을 포함하여 구성됨을 알 수 있다.

따라서 제1열교환관(52)을 통해 제1 2차 연소용 공기공급부(16)에 의해 예열대(10) 출구단측으로 공급되는 2차 연소용 공기를 예열할 수 있으며, 제2열교환관(56)을 통해 제2 2차 연소용 공기공급부(22)에 의해 가열대(20) 출구단측으로 공급되는 2차 연소용 공기를 예열할 수 있게 된다.

그리고 제1열교환관(52) 일측에 구비되어, 예열대(10)로 공급되는 2차 연소용 공기유량을 측정하는 제1 2차공기유량계(53)와, 예열대(10)로 공급되는 2차 연소용 공기유량을 조절하는 제1 2차공기조절밸브(54)를 포함하여 구성된다. 따라서 제어부(70)는 제1 2차공기유량계(53)에서 측정된 값을 기반으로 제1 2차공기조절밸브(54)를 제어하여 예열대(10)로 공급되는 2차 연소용 공기량을 조절할 수 있다. 또한, 제1열교환관(52)의 후단측에는 제1 2차공기온도센서(55)가 구비되어 예열대(10)로 공급되는 2차 연소용 공기온도를 측정하게 된다.

그리고 제2열교환관(56) 일측에 구비되어, 가열대(20)로 공급되는 2차 연소용 공기유량을 측정하는 제2 2차공기유량계(57)와, 가열대(20)로 공급되는 2차 연소용 공기유량을 조절하는 제2 2차공기조절밸브(58)를 포함하여 구성된다. 따라서 제어부(70)는 제2 2차공기유량계(57)에서 측정된 값을 기반으로 제2 2차공기조절밸브(58)를 제어하여 가열대(20)로 공급되는 2차 연소용 공기량을 조절할 수 있다. 또한, 제2열교환관(56)의 후단측에는 제2 2차공기온도센서(59)가 구비되어 가열대(20)로 공급되는 2차 연소용 공기온도를 측정하게 된다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로(100)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 가열대(20) 내의 강판(2)온도를 측정하는 제1온도센서(61)와, 상기 균열대(30) 내의 강판(2)온도를 측정하는 제2온도센서(62)와, 균열대(30) 내의 분위기 온도를 측정하는 제3온도센서(63)와, 상기 예열대(10) 내의 분위기 온도를 측정하는 제4온도센서(64)와, 상기 가열대(20) 내의 분위기 온도를 측정하는 제5온도센서(65)를 포함하여 구성된다.

그리고 배가스 배출부(11) 일측에 구비되어 열교환부(50)에 의해 열교환된 배가스의 온도를 측정하는 배가스 온도센서와, 배가스 배출부(11) 일측과 열교환부 연결관(41) 사이에 연결되어 배가스 배출부(11) 내로 공기를 희석하는 희석관(42)과, 이러한 희석관(42)을 통해 배가스 배출부(11)로 공급되는 공기의 유량을 조절하는 희석공기 조절밸브(43)를 포함하여 구성된다. 따라서 제어부(70)는 배가스 온도센서(13)에서 측정된 온도값을 기반으로 희석공기 조절밸브(43)를 제어하여 배가스의 온도가 설정된 범위 내로 유지되도록 조절하게 된다.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로(100)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 균열대(30) 내부의 압력을 측정하여 로압을 산출하는 압력센서(38)와, 배가스 토출관(12)의 ID팬(14) 출구단에 구비되는 댐퍼(15)를 포함함을 알 수 있다. 따라서 제어부(70)는 압력센서(38)에서 측정된 압력값을 기준으로 댐퍼(15)를 제어하여 로압이 설정된 범위 내가 되도록 조절하게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로(100)의 운전방법 및 제어방법에 대해 설명하도록 한다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로(100)의 운전방법의 흐름도를 도시한 것이다. 먼저, 열처리로 전체에 대하여 설정된 총괄 연소 당량비(Φg, 예를 들어 0.7)와, PMB 연소 당량비(Φa, 예를 들어 1.4)를 설정하고, 가열대(20) 및 균열대(30) 내의 당량비(Φb(1.0 < Φb < 1.4), 예를 들어 공히 1.2)를 설정하게 된다. 그리고 강판(2) 조건(강종, 두께, 이송속도)을 고려한 목표 강판(2)온도 및 가열대(20), 균열대(30) 평균 분위기 온도를 설정한다.

가열대 PMB(21) 연소부하를 기준으로 PMB 연소 당량비(Φa)를 설정하고, 제1연료공급부(23)를 통해 가열대 PMB(21)로 연료를 공급하고(S1), PMB 연소 당량비(Φa, 예를 들어 1.4) 상당의 공기(공기량 A)를 제1공기공급부(26)를 통해 공급하게 된다. 그리고 제1온도센서(61)를 통해 가열대(20) 후단의 강판(2)온도를 측정하게 된다(S3). 이때 제1온도센서(61)를 통해 가열대(20) 내의 강판(2)온도(T1)를 측정하고, 측정값이 설정된 값이 되도록, PMB 연소 당량비(Φa)에 부합되도록 제1연료조절밸브(24)와 상기 제1공기조절밸브(27)를 제어한다. 가열대(20) 출구 강판(2) 온도(T1)가 설정된 온도의 미달시 가열대 PMB(21) 연소부하를 증가(AN/A 증가, AN은 열처리로 전체에 대하여 설정된 총괄 연소 당량비 Φg=0.7 상당의 가열대(20)에 요구되는 총 공기량)시키고, 가열대(20) 출구 강판(2) 온도(T1)가 설정된 온도의 초과시 가열대 PMB(21) 연소부하를 감소(AN/A 감소)시킨다. 그리고 제5온도센서(65)에 의해 가열대(20) 내의 분위기 온도(T5)를 측정한다.

또한, 균열대 PMB 연소부하를 기준으로 PMB 연소 당량비(Φa, 예를 들어 1.4)를 설정하고, 제2연료공급부(32)를 통해 균열대 PMB(31)로 연료를 공급하고(S4), PMB 연소 당량비(Φa) 상당의 공기(공기량 A`)를 제2공기공급부(35)를 통해 공급하게 된다(S5). 이때 제2온도센서(62)를 통해 균열대 내의 강판(2)온도(T2)를 측정하고, 측정값이 설정된 값이 되도록, PMB 연소 당량비(Φa)에 부합되도록 제2연료조절밸브(33)와 상기 제2공기조절밸브(36)를 제어한다. 균열대 출구 강판(2) 온도(T2)가 설정된 온도의 미달시 균열대 PMB(31) 연소부하를 증가(AR/A` 증가, AR은 총괄 연소 당량비 Φg=0.7 상당의 균열대(30)에 요구되는 총 공기량)시키고, 균열대(30) 출구 강판(2) 온도(T2)가 설정된 온도의 초과시 균열대 PMB(31) 연소부하를 감소(AR/A` 감소)시킨다. 그리고 제3온도센서(63)에 의해 균열대(30) 내의 분위기 온도(T3)를 측정한다(S7).

그리고 제2열교환관(56)을 통해 2차 연소용 공기가 열교환부(50)에서 예열된 후, 제2 2차 연소용 공기공급부(22)를 통해 가열대(20) 출구 측으로 공급되어 미연가스를 통한 연소가 발생되게 된다.

이때 제2 2차 연소용 공기공급부(22)를 통해 공급되는 2차 연소용 공기량(B)은 가열대(20) 및 균열대(30)내 설정 총괄 연소 당량비(Φb=1.2)와 PMB 연소 당량비(Φa=1.4)의 당량비차(Φb-Φa) 상당의 공기량에 해당한다(S8)(미연가스(CO/H2)의 분할 2차 연소에 의한 가열대(20) 온도상승효과). 그리고 제4온도센서(64)에서 측정된 예열대(10) 분위기 온도(T4)와 제5온도센서(65)에서 측정된 가열대(20) 분위기 온도(T5)의 온도차가 설정된 범위가 되도록 제2 2차공기조절밸브(58)를 제어하여 가열대(20)로 공급되는 2차 연소용 공기량을 조절하게 된다(S9). 즉 예열대(10) 분위기 온도(T4)와 가열대(20) 분위기 온도(T5)의 온도차가 설정된 범위 과소인 경우 공기량(B)를 증가시키고, 예열대(10) 분위기 온도(T4)와 가열대(20) 분위기 온도(T5)의 온도차가 설정된 범위 과대인 경우 공기량(B)를 감소시키게 된다.

그리고 제1열교환관(52)을 통해 2차 연소용 공기가 열교환부(50)에서 예열된 후, 제1 2차 연소용 공기공급부(16)를 통해 상기 예열대(10) 후단으로 공급되어 미연가스를 통한 연소가 발생되게 된다(S10).

이때 제1 2차 연소용 공기공급부(16)를 통해 예열대(10)로 공급되는 2차 연소용 공기량은 열처리로 전체에 대하여 설정된 총괄 연소 당량비(Φg) 상당의 가열대 공기량(AN)과 균열대(30) 공기량(AR)과, PMB 연소 당량비(Φa) 상당의 가열대 공기량(A)과 균열대(30) 공기량(A`)과, 가열대(20)로 공급되는 2차 연소용 공기량(B)을 기반으로 산출된다. 즉, 예열대(10)로 공급되는 2차 연소용 공기량(E)는 AN + AR - A - A` - B에 해당한다. 앞서 언급한 바와 같이, AN은 총괄 연소 당량비 Φg = 0.7 상당 가열대 공급 총 공기량이고, AR은 총괄 연소 당량비 Φg = 0.7 상당 균열대(30) 공급 총 공기량이며, A는 PMB 연소 당량비 Φa = 1.4 상당 가열대 공급 공기량이고, A`는 PMB 연소 당량비 Φa = 1.4 상당 균열대(30) 공급 공기량이며, B는 가열대로 공급되는 2차 연소용 공기량에 해당한다.

또한, 제어부(70)는 배가스 온도센서(13)에서 측정된 배가스 온도(S11)가 설정된 범위 내로 유지되도록 희석공기 조절밸브(43)를 제어하여 공기량 H(HEX 출구 온도 제어용 희석공기량)를 조절한다(S12).

그리고 제어부(70)는 압력센서(38)에서 측정된 압력값(S13)을 기반으로 로압이 설정된 범위 내로 유지되도록 댐퍼(15)를 제어하게 된다(S14).

또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

1:종래 강판 연속 열처리로
2:강판
3:냉각대
4:2차 냉각대
5:강판이송부
10:예열대
11:배가스배출부
12:배가스토출관
13:배가스 온도센서
14:ID팬
15:댐퍼
16:제1 2차 연소용 공기공급부
20:가열대
21:가열대 PMB
22:제2 2차 연소용 공기공급부
23:제1연료공급부
24:제1연료조절밸브
25:제1연료유량계
26:제1공기공급부
27:제1공기조절밸브
28:제1공기유량계
30:균열대
31:균열대 PMB
32:제2연료공급부
33:제2연료조절밸브
34:제2연료유량계
35:제2공기공급부
36:제2공기조절밸브
37:제2공기유량계
38:압력센서
40:공기공급수단
41:연교환부 연결관
42:희석관
43:희석공기 조절밸브
50:열교환부
51:하우징
52:제1열교환관
53:제1 2차공기유량계
54:제1 2차공기조절밸브
55:제1 2차공기온도센서
56:제2열교환관
57:제2 2차공기유량계
58:제2 2차공기조절밸브
59:제2 2차공기온도센서
61:제1온도센서
62:제2온도센서
63:제3온도센서
64:제4온도센서
65:제5온도센서
70:제어부
100:PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로

Claims

무산화 강판 연속 열처리로에 있어서,
강판을 이송시키는 강판이송부;
내부로 진입되는 강판을 예열하는 예열대와, 상기 예열대 후단에 연결되어 강판을 가열하는 가열대와, 상기 가 열대 후단에 연결되어 강판을 가열하는 균열대와, 상기 균열대 후단에 연결되는 냉각대;
상기 가열대 및 상기 균열대 중 적어도 하나의 내부에 구비되어 상기 강판을 다공체 고온 직화가열하는 다공체 연소기(porous medium burner, PMB); 및
상기 예열대 후단측에 2차 연소용 공기를 공급하여 미연가스를 연소시키는 제1 2차 연소용 공기공급부;
상기 가열대 후단측에 2차 연소용 공기를 공급하여 미연가스를 연소시키는 제2 2차 연소용 공기공급부;
상기 가열대로 공급되는 2차 연소용 공기 유량을 조절하는 제2 2차공기조절밸브; 및
상기 예열대 내의 분위기 온도를 측정하는 제4온도센서와, 상기 가열대 내의 분위기 온도를 측정하는 제5온도센서;를 포함하고,
상기 제2 2차 연소용 공기공급부를 통해 공급되는 2차 연소용 공기량은 가열대 내 설정 총괄 연소 당량비와 가열대 PMB 연소부하를 기준으로 설정된 PMB 연소 당량비 차에 기반하여 산출되며, 상기 제4온도센서에서 측정된 예열대 분위기 온도와 상기 제5온도센서에서 측정된 가열대 분위기 온도의 온도차가 설정된 범위가 되도록 상기 제2 2차공기조절밸브를 제어하여 상기 가열대로 공급되는 2차 연소용 공기량을 조절하는 것을 특징으로 하는 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로.
제 1항에 있어서,
상기 PMB를 통해, 로벽, 가스복사, 및 다공체 연소기 복사열로 상기 강판을 가열하는 것을 특징으로 하는 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로.
제 2항에 있어서,
공기공급수단;
연료공급수단;
상기 공기공급수단에 의해 상기 가열대 내로 공기를 공급하는 제1공기공급부;
상기 공기공급수단에 의해 상기 균열대 내로 공기를 공급하는 제2공기공급부;
상기 연료공급수단에 의해 상기 가열대 내로 연료를 공급하는 제1연료공급부; 및
상기 연료공급수단에 의해 상기 균열대 내로 연료를 공급하는 제2연료공급부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로.
제 3항에 있어서,
상기 제1공기공급부 일측에 구비되어, 상기 가열대로 공급되는 공기유량을 측정하는 제1공기유량계와, 공급되는 공기유량을 조절하는 제1공기조절밸브;
상기 제2공기공급부 일측에 구비되어, 상기 균열대로 공급되는 공기유량을 측정하는 제2공기유량계와, 공급되는 공기유량을 조절하는 제2공기조절밸브;
상기 제1연료공급부 일측에 구비되어, 상기 가열대로 공급되는 연료유량을 측정하는 제1연료유량계와, 공급되는 연료유량을 조절하는 제1연료조절밸브; 및
상기 제2연료공급부 일측에 구비되어, 상기 균열대로 공급되는 연료유량을 측정하는 제2연료유량계와, 공급되는 연료유량을 조절하는 제2연료조절밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로.
제 4항에 있어서,
상기 예열대 전단에 형성된 배가스 배출부를 통해 배출되는 배가스와, 예열대와 가열대로 공급되는 2차 연소용 공기가 열교환되는 열교환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로.
제 5항에 있어서,
상기 열교환부는
상기 배가스와 열교환되며, 상기 공기공급수단과 상기 제1 2차 연소용 공기공급부 사이에 구비되는 제1열교환관; 및
상기 배가스와 열교환되며, 상기 공기공급수단과 상기 제2 2차 연소용 공기공급부 사이에 구비되는 제2열교환관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로.
제 6항에 있어서,
상기 제1열교환관 일측에 구비되어, 예열대로 공급되는 2차 연소용 공기유량을 측정하는 제1 2차공기유량계와, 상기 예열대로 공급되는 2차 연소용 공기유량을 조절하는 제1 2차공기조절밸브; 및
상기 제2열교환관 일측에 구비되어, 가열대로 공급되는 2차 연소용 공기유량을 측정하는 제2 2차공기유량계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로.
제 7항에 있어서,
상기 가열대 내의 강판온도를 측정하는 제1온도센서와, 상기 균열대 내의 강판온도를 측정하는 제2온도센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로.
제 8항에 있어서,
상기 균열대 내의 분위기 온도를 측정하는 제3온도센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로.
◈청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제 9항에 있어서,
상기 배가스 배출부 일측에 구비되어 상기 열교환부에 의해 열교환된 배가스의 온도를 측정하는 배가스 온도센서와, 상기 배가스 배출부 일측에 연결되어 상기 배가스 배출부 내로 공기를 희석하는 희석관과, 상기 희석관을 통해 배가스 배출부로 공급되는 공기의 유량을 조절하는 희석공기 조절밸브와, 상기 배가스 온도센서에서 측정된 온도값을 기반으로 상기 희석공기 조절밸브를 제어하여 상기 배가스의 온도를 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로.
◈청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제 10항에 있어서,
상기 균열대 내부의 압력을 측정하는 압력센서와, 상기 배가스 배출부 일측에 구비되는 댐퍼를 포함하여, 상기 제어부는 상기 압력센서에서 측정된 압력값을 기준으로 상기 댐퍼를 제어하여 로압이 설정된 범위내가 되도록 조절하는 것을 특징으로 하는 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로.
◈청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제 11항에 있어서,
상기 제1열교환관 일측에 구비되어 상기 예열대로 공급되는 2차 연소용 공기 온도를 측정하는 제1 2차공기 온도센서와, 상기 제2열교환관 일측에 구비되어 상기 가열대로 공급되는 2차 연소용 공기 온도를 측정하는 제2 2차공기 온도센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로.
제 9항에 따른 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로의 운전방법에 있어서,
가열대 PMB 연소부하를 기준으로 PMB 연소 당량비를 설정하고, 상기 제1연료공급부를 통해 상기 가열대로 연료를 공급하고, 상기 PMB 연소 당량비 상당의 공기를 상기 제1공기공급부를 통해 공급하는 제1단계;
균열대 PMB 연소부하를 기준으로 PMB 연소 당량비를 설정하고, 상기 제2연료공급부를 통해 상기 균열대로 연료를 공급하고, 상기 PMB 연소 당량비 상당의 공기를 상기 제2공기공급부를 통해 공급하는 제2단계;
제3온도센서를 통해 상기 균열대 내의 분위기 온도를 측정하는 제3단계;
상기 제2열교환관을 통해 2차 연소용 공기가 열교환부에서 예열된 후, 제2 2차 연소용 공기공급부를 통해 상기 가열대 후단으로 공급되어 미연가스를 통한 연소가 발생되는 제4단계; 및
상기 제1열교환관을 통해 2차 연소용 공기가 열교환부에서 예열된 후, 제1 2차 연소용 공기공급부를 통해 상기 예열대 후단으로 공급되어 미연가스를 통한 연소가 발생되는 제5단계;를 포함하고,
상기 제4단계에서,
상기 제2 2차 연소용 공기공급부를 통해 공급되는 2차 연소용 공기량은 가열대내 설정 총괄 연소 당량비와 상기 PMB 연소 당량비 차에 기반하여 산출되며, 제4온도센서에서 측정된 예열대 분위기 온도와 상기 제5온도센서에서 측정된 가열대 분위기 온도의 온도차가 설정된 범위가 되도록 제2 2차공기조절밸브를 제어하여 상기 가열대로 공급되는 2차 연소용 공기량을 조절하는 것을 특징으로 하는 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로의 운전방법.
제 13항에 있어서,
상기 제1단계에서,
제1온도센서를 통해 가열대 내의 강판온도를 측정하고, 측정값이 설정된 값이 되도록, 상기 PMB 연소 당량비에 부합되도록 제1연료조절밸브와 제1공기조절밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로의 운전방법.
제 14항에 있어서,
상기 제2단계에서,
제2온도센서를 통해 균열대 내의 강판온도를 측정하고, 측정값이 설정된 값이 되도록, 상기 PMB 연소 당량비에 부합되도록 제2연료조절밸브와 제2공기조절밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로의 운전방법.
삭제
제 13항에 있어서,
상기 제5단계에서,
상기 제1 2차 연소용 공기공급부를 통해 상기 예열대로 공급되는 2차 연소용 공기량은 열처리로 전체에 대하여 설정된 총괄 연소 당량비 상당의 가열대 공기량과 균열대 공기량과, PMB 연소 당량비 상당의 가열대 공기량과 균열대 공기량과, 상기 가열대로 공급되는 2차 연소용 공기량을 기반으로 산출되는 것을 특징으로 하는 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로의 운전방법.
◈청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제 17항에 있어서,
배가스 배출부 일측에 구비되어 상기 열교환부에 의해 열교환된 배가스의 온도를 측정하는 배가스 온도센서와, 상기 배가스 배출부 일측에 연결되어 상기 배가스 배출부 내로 공기를 희석하는 희석관과, 상기 희석관을 통해 배가스 배출부로 공급되는 공기의 유량을 조절하는 희석공기 조절밸브를 포함하며,
제어부는 상기 배가스 온도센서에서 측정된 배가스 온도가 설정된 범위 내로 유지되도록 희석공기조절밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로의 운전방법.
◈청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제 18항에 있어서,
상기 균열대 내부의 압력을 측정하는 압력센서를 포함하며,
제어부는 압력센서에서 측정된 압력값을 기반으로 로압이 설정된 범위 내로 유지되도록 댐퍼를 제어하는 것을 특징으로 하는 PMB 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로의 운전방법.