KR102139993B1 - Appartus for detecting deformation of radiant tube for annealing furnace - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 라디언트 튜브 변형 검출장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소둔로를 통과하는 강판을 가열하기 위한 라디언트 튜브(Radiant tube)의 변형을 검출하는 라디언트 튜브 변형 검출장치에 관한 것이다.The present invention relates to a radiant tube deformation detecting device, and more particularly, to a radiant tube deformation detecting device for detecting deformation of a radiant tube for heating a steel sheet passing through an annealing furnace.
일반적으로, 강판의 열처리를 위해 가열로 내부에 라디언트 튜브를 배치하고 라디언트 튜브의 한쪽 관에 설치된 가열 버너 내에 가스와 공기로 구성된 혼합가스를 연소시켜 발생된 복사열을 강판에 전달하여 열처리하는 간접가열 방식에서는 라디언트 튜브의 외관 및 파공 관리가 무엇보다 중요하다.In general, in order to heat-treat the steel sheet, a radiant tube is placed inside the heating furnace, and indirect heat treatment is performed by transferring radiant heat generated by burning a mixed gas composed of gas and air in a heating burner installed in one tube of the radiant tube to the steel sheet. In the heating method, the appearance and pore management of the radiant tube are of utmost importance.
라디언트 튜브의 변형 및 크랙(Crack)에 의한 파공은 생산 제품의 품질에 영향을 줄 뿐만 아니라 열 전달의 효율을 억제시켜 제품 생산성을 저하시키는 요인이 되고 있다.Deformation and cracking of the radiant tube not only affects the quality of the product, but also suppresses the efficiency of heat transfer, thereby deteriorating product productivity.
그래서 이와 같은 열처리 생산공정을 최적 상태로 관리하기 위해서는 라디언트 튜브의 외관 등의 상태관리가 매우 중요하지만 가열로 내의 온도가 900℃ 이상에 달하기 때문에 외관 상태를 관찰하기가 어렵고 생산 작업중에는 확인이 곤란하여 그 상태를 정확히 예측 및 판정할 수 없는 문제점이 있다.So, in order to manage this heat treatment production process in an optimal state, it is very important to manage the condition of the exterior of the radiant tube, etc. However, since the temperature in the furnace reaches 900°C or higher, it is difficult to observe the appearance and it is confirmed during production. There is a problem that it is difficult to accurately predict and determine the state.
본 발명의 실시예는 라디언트 튜브의 변형을 정확히 검출할 수 있는 라디언트 튜브 변형 검출장치를 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a radiant tube deformation detection device capable of accurately detecting deformation of a radiant tube.
본 발명의 일 측면에 따르면, 라디언트 튜브의 변형에 따른 광섬유의 파장변화를 검출하는 광섬유 센서; 및 상기 광섬유 센서를 통해 검출된 파장변화를 근거로 상기 라디언트 튜브의 변형을 판단하는 제어기를 포함하는 라디언트 튜브 변형 검출장치가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, an optical fiber sensor for detecting a change in wavelength of an optical fiber according to deformation of a radiant tube; And a controller for determining deformation of the radiant tube based on the wavelength change detected through the optical fiber sensor.
또한, 상기 광섬유 센서는 상기 라디언트 튜브 내부에 상기 라디언트 튜브를 따라 장착된 광섬유와; 상기 광섬유에 광을 조사하는 광원과, 상기 광섬유를 통과한 광을 검출하는 광검출기를 포함할 수 있다.In addition, the optical fiber sensor includes an optical fiber mounted along the radiant tube inside the radiant tube; It may include a light source for irradiating light to the optical fiber, and a photodetector for detecting light passing through the optical fiber.
또한, 상기 광섬유 센서는 상기 라디언트 튜브의 내측 상부 및 하부에 각각 마련될 수 있다.In addition, the optical fiber sensor may be provided on the inner top and bottom of the radiant tube, respectively.
또한, 상기 광섬유 센서는 상기 라디언트 튜브의 외표면에 장착된 광섬유와, 상기 광섬유에 광을 조사하는 광원과, 상기 광섬유를 통과한 광을 검출하는 광검출기를 포함할 수 있다.In addition, the optical fiber sensor may include an optical fiber mounted on the outer surface of the radiant tube, a light source irradiating the optical fiber, and a photodetector detecting light passing through the optical fiber.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 강판을 간접 가열하는 라디언트 튜브; 상기 라디언트 튜브의 내측에 길이방향을 따라 형성된 제1 삽입홈 및 제2 삽입홈; 상기 제1 삽입홈에 제1 고정부재에 의해 고정된 제1 광섬유; 상기 제1 광섬유에 광을 조사하는 제1 광원; 상기 제1 광섬유를 통과한 광을 검출하는 제1 광검출기; 상기 제2 삽입홈에 제2 고정부재에 의해 고정된 제2 광섬유; 상기 제2 광섬유에 광을 조사하는 제2 광원; 상기 제2 광섬유를 통과한 광을 검출하는 제2 광검출기; 상기 제1 광검출기로부터 출력된 전기신호와 상기 제2 광검출기로부터 출력된 전기신호를 유선 또는 무선으로 각각 수집하는 데이터 수집기; 및 상기 데이터 수집기를 통해 수집된 데이터들을 근거로 상기 라디언트 튜브의 변형을 판단하는 제어기를 포함하는 라디언트 튜브 변형 검출장치가 제공될 수 있다.According to another aspect of the invention, the radiant tube for indirect heating of the steel sheet; A first insertion groove and a second insertion groove formed along the longitudinal direction inside the radiant tube; A first optical fiber fixed by a first fixing member to the first insertion groove; A first light source irradiating light to the first optical fiber; A first photodetector for detecting light passing through the first optical fiber; A second optical fiber fixed by a second fixing member to the second insertion groove; A second light source irradiating light to the second optical fiber; A second photodetector for detecting light passing through the second optical fiber; A data collector for collecting electric signals output from the first photodetector and electric signals output from the second photodetector, respectively, by wire or wirelessly; And a controller for determining deformation of the radiant tube based on the data collected through the data collector.
본 발명의 실시예에 의하면, 라디언트 튜브의 변형 상태를 자동으로 측정할 수 있어 라디언트 튜브의 이상 유무 점검을 안전하고 신속히 확인 및 판단할 수 있고, 라디언트 튜브의 변형 상태를 입체적인 형태로 가시화(Visualization)할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the deformation state of the radiant tube can be automatically measured, and thus, it is possible to safely and quickly check and determine whether the radiant tube is abnormal, and visualize the deformation state of the radiant tube in a three-dimensional form. (Visualization).
본 발명의 실시예에 의하면, 라디언트 튜브의 외형변화에 따른 변형 정도를 디지털 정보로 취득 가능할 수 있어 라디언트 튜브의 교체시기를 조기에 확정할 수 있어 생산 제품의 표면불량을 방지할 수 있고, 라디언트 튜브의 변형 정도에 따라 가열 버너의 연소량을 조정할 수 있어 라디언트 튜브의 수명을 연장할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the degree of deformation due to the change in the external shape of the radiant tube can be obtained as digital information, so that the replacement time of the radiant tube can be determined early, thereby preventing surface defects in the production product. The combustion amount of the heating burner can be adjusted according to the degree of deformation of the radiant tube, thereby extending the life of the radiant tube.
본 발명의 실시예에 의하면, 라디언트 튜브의 변형과 관련된 상관분석을 위한 객관적인 데이터를 취득할 수 있어 해당 설비에 가장 적합한 라디언트 튜브의 설계 및 적용을 조기에 확정할 수 있는 등 열영향 분석, 시험 및 연구 효과를 극대화할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to acquire objective data for correlation analysis related to deformation of a radiant tube, and thus, heat effect analysis, such as designating and applying a radiant tube most suitable for a corresponding facility at an early stage, Test and research effectiveness can be maximized.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 라디언트 튜브 변형 검출장치가 적용되는 라디언트 튜브를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 라디언트 튜브 변형 검출장치에서 광섬유 센서를 설명하기 위한 설명도이다.
도 3은 도 2에서 A-A′를 보인 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 라디언트 튜브 변형 검출장치의 제어블록도이다.1 is a perspective view showing a radiant tube to which a radiant tube deformation detection apparatus according to an embodiment of the present invention is applied.
2 is an explanatory diagram for explaining an optical fiber sensor in a radiant tube deformation detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing AA′ in FIG. 2.
4 is a control block diagram of a radiant tube deformation detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달할 수 있도록 하기 위해 예로서 제공하는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정하지 않고 다른 형태로 구체화할 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장하여 표현할 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments introduced below are provided as examples in order to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention is not limited to the embodiments described below and may be embodied in other forms. In order to clearly describe the present invention, parts not related to the description are omitted in the drawings, and in the drawings, the width, length, and thickness of components may be exaggerated for convenience. Throughout the specification, the same reference numbers refer to the same components.
본 발명의 실시예는 라디언트 튜브 내측에 튜브의 변형을 측정할 수 있는 광섬유 센서를 설치하고 이 광섬유 센서에서 발생하는 변형량을 수집하여 라디언트 튜브의 이상을 판정한다. 라디언트 튜브의 변형정도를 정확히 측정하기 위해서는 고내열성 광섬유 센서를 적용하는 것을 기본으로 하며 이 광섬유 센서에서 발생하는 신호를 유선 또는 무선으로 구성된 데이터 수집장치에서 1차로 수집한 후 분석 시스템으로 전송하여 라디언트 튜브의 변형정도를 예측 및 판정할 수 있다.In an embodiment of the present invention, an optical fiber sensor capable of measuring deformation of a tube is installed inside a radiant tube, and the amount of deformation generated in the optical fiber sensor is collected to determine abnormality of the radiant tube. In order to accurately measure the degree of deformation of the radiant tube, it is based on the application of a high-temperature-resistant fiber optic sensor. The signal generated from the fiber optic sensor is first collected from a data collection device composed of wire or wireless, and then transmitted to an analysis system to transmit the radiation. The degree of deformation of the unant tube can be predicted and determined.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 라디언트 튜브 변형 검출장치가 적용되는 라디언트 튜브를 도시한 사시도이다.1 is a perspective view showing a radiant tube to which a radiant tube deformation detection apparatus according to an embodiment of the present invention is applied.
도 1을 참조하면, 라디언트 튜브(10)는 직선 방향을 따라 설치되는 4개의 직관(11, 13, 15, 17)와, 이 4개의 직관(11, 13, 15, 17)에 연통되는 3개의 곡관(12, 14, 16)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the
라디언트 튜브(10)는 상하로 대략 등간격으로 병설된 4개의 횡방향 직관(11)(13)(15)(17)을 가지며, 상하로 인접한 2개의 직관(11, 13)(15, 17)들을 합계 3개의 곡관(12)(14)(16)에 의해 접속되어 있으며 전체적으로 대략 횡방향의 W자를 이룬다. 라디언트 튜브(10)는 대략 U자를 이룰 수 있다. 이외에도 라디언트 튜브(10)는 다른 모양도 가능하다.The
라디언트 튜브(10)는 상호 이격 배치된 제1, 제2, 제3 및 제4 직관(11, 13, 15, 17)과, 제1 및 제2 직관부(11, 13)에 연통되는 제1 곡관(12)과, 제2 및 제3 직관부(13, 15)에 연통되는 제2 곡관(14)과, 제3 및 제4 직관(15, 17)에 연통되는 제3 곡관(16)을 가질 수 있다.The
제1 직관(11), 제1 곡관(12), 제2 곡관(14), 제3 곡관(15) 및 제4 직관(17)은 소둔로(18)에 고정될 수 있다.The first
제1 직관(11)에는 버너를 삽입하기 위한 버너 삽입구(19)가 배치되고, 제4 직관(17)에는 배가스를 배출하기 위한 배가스 배출구(20)가 배치될 수 있다.A
복수의 라디언트 튜브(10)가 가로 및 세로형으로 배열된 연속 소둔 수직형 가열로는 강판을 라디언트 튜브들에 의해 간접적으로 가열한다. 즉, 라디언트 튜브(10)는 버너로부터 제공되는 연소가스는 튜브 내에 고온의 열을 발생시키면서 연소열을 제공한다.The continuous annealing vertical heating furnace in which a plurality of
이렇게 발생된 고온의 연소가스는 튜브를 통과하면서 표면으로부터 발생하는 방사열을 대류와 복사를 통하여 소둔로 내를 통과하는 강판에 전달하여 이를 간접적으로 가열하고 배출된다.The high-temperature combustion gas generated in this way transmits radiant heat generated from the surface to the steel sheet passing through the annealing furnace through convection and radiation, thereby indirectly heating and discharging it.
라디언트 튜브(10)는 통상적으로 그 수명이 5년 내외이지만, 열부하가 클 경우 그 수명이 3년으로 약 40%까지 단축될 수 있다. 이와 같이 라디언트 튜브(10)의 수명을 단축시키는 가장 큰 원인은 고온에 의한 크립(Creep) 파단이며, 이러한 크립 파단은 직관보다 곡관에서 주로 발생할 수 있다.The
여기서 버너의 연소열에 의해 상승되는 라디언트 튜브(10)의 온도는 1000 ℃ 정도이며, 상승된 라디언트 튜브(10)의 복사열에 의해 가열되는 강판의 온도는 800 내지 850 ℃로서 라디언트 튜브(10)는 환경이 열악한 고온에서 사용되어 진다.Here, the temperature of the
그런데, 라디언트 튜브(10)의 직관(11, 13, 15, 17)은 원심주조로 제작되어 조직이 치밀한 반면, 곡관(12, 14, 16)은 일반 주조로 제작되어 내열성능이 떨어지는 데가 곡관(12, 14, 16)에서 연소가스의 선회 유동이 발생하는 유동특성으로 인해 고온의 화염이 튜브 벽에 직접 충돌함으로써 라디언트 튜브(10)의 표면온도가 급격히 증가하고, 이에 따라 라디언트 튜브(10)의 곡관(12, 14, 16)은 장시간에 걸친 열응력에 의해 휨, 압착, 소손 등 외관이 변형되거나 크립 변형이 발생하기 쉬운 조건이 되며, 결과적으로 파공이 되어 연소가스가 누출되는 사고가 발생하는 문제점이 있다.By the way, the straight tube (11, 13, 15, 17) of the radiant tube (10) is made of centrifugal casting and the tissue is dense, while the curved tube (12, 14, 16) is made of ordinary casting, and the heat resistance is poor, and the curved tube Due to the flow characteristics in which the swirling flow of combustion gas occurs at (12, 14, 16), the surface temperature of the
이와 같은 외관 변형 또는 파공이 난 상태의 라디언트 튜브(10)를 장시간 사용할 경우 변형된 라디언트 튜브(10)는 버너에서 발생된 열의 전달을 방해하여 열효율을 저하시키며 파공이 난 형태가 되면 라디언트 튜브(10) 내에서 발생된 폐가스 등이 가열로 내로 유입되어 가열로 내에 통과되는 강판의 표면에 산화성 분위기를 유발시키거나 수소 및 질소 가스(HN 가스)로 구성된 환원성 분위기를 저해하는 요소로 작용할 수 있다. 이와 같은 작용은 강판 표면 결함을 유발시키는 등 제품 생산 효율을 저하시키는 문제가 발생될 수 있다.When the
이를 해결하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따른 라디언트 튜브 변형 검출장치는 라디언트 튜브의 변형을 검출하기 위한 고내열성 광섬유 센서를 포함할 수 있다.In order to solve this, the radiant tube deformation detection apparatus according to an embodiment of the present invention may include a high heat resistance fiber optic sensor for detecting deformation of the radiant tube.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 라디언트 튜브 변형 검출장치에서 광섬유 센서를 설명하기 위한 설명도이다.2 is an explanatory diagram for explaining an optical fiber sensor in a radiant tube deformation detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 광섬유 센서(30, 40)는 라디언트 튜브(10)에 가해지는 물리량에 따른 파장 변화를 측정함으로써 라디언트 튜브의 변형을 측정할 수 있다. 광섬유 센서(30, 40)는 광섬유 격자센서일 수 있다.Referring to FIG. 2, the
광섬유 센서(30, 40)는 광섬유(31, 41), 광원(32, 42) 및 광검출기(33, 43)를 포함할 수 있다.The
광섬유(31, 41)는 라디언트 튜브(10)의 내부에 튜브의 길이방향을 따라 마련된다.The
광섬유(31, 41)는 라디언트 튜브(10)의 내부에서 광원(32, 42)과 광검출기(33, 43)의 사이를 연결한다.The
광섬유(31, 41)는 일단이 광원(32, 42)에 광학적으로 연결되고 타단은 광검출기(33, 43)에 광학적으로 연결된다.The
광섬유(31, 41)는 광섬유(31, 41)를 라디언트 튜브(10) 내부에 고정시키는 고정부재(50)에 의해 라디언트 튜브(10)의 내부에 고정 지지된다. 광원(32, 42)에서 출력된 광은 라디언트 튜브(10)의 내부에 장착된 제1 및 제2 광섬유(31, 41)를 지나 광 검출기(33, 43)에 입력된다.The
제1 광섬유(31)는 라디언트 튜브(10)의 직관(11, 13, 15, 17) 및 곡간(12, 14, 16)의 상부측에는 장착된다. 제2 광섬유(41)는 하부측에 장착된다.The first
광원(32, 42)는 반도체 레이저 등을 포함할 수 있다. 광원(32, 42)은 구동 신호에 따른 타이밍에 의해 펄스형 레이저광을 출력할 수 있다.The
광검출기(33, 43)는 광원(32, 42)로부터 출력되어 제1 및 제2 광섬유(31, 41)를 지난 광을 검출한다.The
광검출기(33, 43)는 광전 변환 회로, 증폭 회로 및 A/D 변환 회로를 포함할 수 있다. 광전 변환 회로는 수신된 광을 전기적인 신호로 변환한다. 증폭 회로는 광전 변환 회로에 의해 변환된 아날로그 신호를 증폭시킨다. A/D 변환 회로는 증폭 회로에 의해 증폭된 아날로그 신호를 샘플링하고 디지털화환 샘플 데이터를 출력한다.The
도 3은 도 2에서 A-A′를 보인 도면이다.3 is a view showing A-A' in FIG. 2.
도 3을 참조하면, 라디언트 튜브(10)의 내부에는 제1 광섬유(31)가 삽입되는 제1 삽입홈(Ha)이 형성되어 있고, 제2 광섬유(41)가 삽입되는 제2 삽입홈(Hb)이 형성되어 있다.Referring to FIG. 3, a first insertion groove Ha into which the first
제1 및 제2 광섬유(31, 41)는 라디언트 튜브(10)의 내부에 형성된 제1 및 제2 삽입홈(Ha, Hb)에 삽입되며, 고정부재(50)에 의해 고정된다. 이때, 두 개의 광섬유(31, 41) 대신에 라이언트 튜브(10)의 내주면을 따라 3개 이상의 광섬유가 배치될 수 있다.The first and second
이하에서는 광섬유 센서(30, 40)를 통해 측정된 라디언트 튜브(10)의 변형을 나타나는 측정데이터를 유선 또는 무선으로 수집하고 수집된 측정데이터를 기반으로 라디언트 튜브(10)의 변형정도를 예측 및 판정하는 것을 설명한다.Hereinafter, the measurement data showing the deformation of the
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 라디언트 튜브 변형 검출장치의 제어블록도이다.4 is a control block diagram of a radiant tube deformation detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 라디언트 튜브 변형 검출장치는 고온 환경 내 위치한 설비의 상태를 측정하기 위해 라디언트 튜브(10)의 내측에 광섬유 센서(30, 40)를 설치하고, 라디언트 튜브(10)의 변형시 광섬유 센서(30, 40)에서 발생된 변형된 길이 정보를 수신하여 라디언트 튜브(10)의 변형정도를 측정함으로써 설비의 이상 유무를 조기에 확인하고 조치할 수 있다.Referring to FIG. 4, the radiant tube deformation detection apparatus installs
라디언트 튜브 변형 검출장치는 광섬유 센서(30, 40), 무선송신기(60), 데이터 수집기(70) 및 제어기(80)를 포함할 수 있다.Radiant tube deformation detection device may include an optical fiber sensor (30, 40), a wireless transmitter (60), a data collector (70) and the controller (80).
데이터 수집기(70)는 광섬유 센서(30, 40)에 의해 측정된 라디언트 튜브(10)의 변형을 나타내는 변형데이터를 수집한다.The
데이터 수집기(70)는 유선 데이터 수집기(71)와 무선 데이터 수집기(72)를 포함할 수 있다.The
유선 데이터 수집기(71)는 제1 및 제2 광섬유 센서(30, 40)를 통해 검출된 변형데이터를 각각 수집할 수 있다.The
무선 데이터 수집기(72)는 무선송신기(60)를 통해 제1 및 제2 광섬유 센서(30, 40)를 통해 검출된 변형데이터를 각각 수집할 수 있다.The wireless data collector 72 may collect deformation data detected through the first and second
제어기(80)는 데이터 수집기(70)에 의해 수집된 변형데이터를 수신하여 수집된 변형데이터를 기반으로 라디언트 튜브(10)의 변형정도를 판단한다. 제어기(80)는 무선송신기(60)와 데이터 수집기(70)를 포함하여 일체로 구성할 수 있다.The
상기한 구성요소들을 갖는 라디언트 튜브 변형 검출장치의 동작을 살펴보면, 먼저 고열에 의해 라디언트 튜브(10)에 휨, 압착, 소손, 파공 등의 변형이 발생하면, 라디언트 튜브(10) 내부에 장착된 제1 및 제2 광섬유(31, 41)가 변형을 일으킨다.Looking at the operation of the radiant tube deformation detection device having the above-described components, first, if deformation, such as bending, compression, burnout, or breakage, occurs in the
그러면, 제1 및 제2 광섬유(31, 41)에서 반사되는 파장의 위치 혹은 파장 종류가 변화하게 되고, 반사되는 파장의 변화를 제1 및 제2 광검출기(33, 43)를 통해 검출하고 전기적인 신호로 변환하여 출력한다.Then, the position or wavelength type of the wavelength reflected from the first and second
데이터 수집기(70)는 제1 및 제2 광검출기(33, 43)로부터 출력된 변형데이터를 수집하고 제어기(80)는 데이터 수집기(70)에 의해 수집된 변형데이터를 근거로 하여 라디언트 튜브(10)의 변형정도를 판단할 수 있다.The
이상과 같이, 라디언트 튜브(10)의 변형 정도를 자동으로 측정할 수 있어 라디언트 튜브(10)의 이상 유무 점검을 안전하고 신속히 확인 및 판단할 수 있다. 또한, 라디언트 튜브(10)의 외형변화에 따른 변형 정도를 디지털 정보로 취득 가능할 수 있어 라디언트 튜브(10)의 교체시기를 조기에 확정할 수 있어 생산 제품의 표면불량을 방지할 수 있고, 라디언트 튜브(10)의 변형 정도에 따라 가열 버너의 연소량을 조정할 수 있어 라디언트 튜브의 수명을 연장할 수 있다.As described above, since the degree of deformation of the
한편, 상기한 실시예에서는 2개의 광섬유 센서(30, 40)가 라디언트 튜브(10)의 내측에 마련된 것에 대해서 설명하였지만 이에 한정되지 않으며, 1개의 광섬유 센서만을 마련하더라도 동일한 효과를 얻을 수 있다.On the other hand, in the above-described embodiment, it has been described that the two
또한, 상기한 실시예에서는 광섬유 센서가 라디언트 튜브(10)의 내측에 마련된 것에 대해서 설명하였지만, 이에 한정되지 않으며, 라디언트 튜브(10)의 외표면에 마련할 수 있다. 이때, 광섬유 센서를 라디언트 튜브(10)의 외표면에 불연속적으로 구간별로 설치할 수도 있다. 광섬유 센서를 라디언트 튜브(10)의 외표면 중 곡관(12, 14, 16)에만 설치하는 것도 가능하다.In addition, in the above-described embodiment, it has been described that the optical fiber sensor is provided inside the
또한, 상기한 실시예에서는 광섬유로 측정이 가능한 데이터를 변형데이터로 설명하고 있지만, 이에 한정되지 않으며 광섬유에서 발생되는 파장정보로 온도도 측정이 가능하다. 광섬유에서 반사되는 파장으로부터 온도를 검출하고, 검출된 온도를 이용하여 라디언트 튜브의 상태를 판정함으로써 효율적인 연소조정으로 라디언트 튜브의 사용기간을 대폭 늘일 수 있다.In addition, in the above-described embodiment, data that can be measured with an optical fiber is described as deformation data. By detecting the temperature from the wavelength reflected from the optical fiber and determining the state of the radiant tube using the detected temperature, the effective use of the combustion tube can significantly increase the service life of the radiant tube.
10 : 라디언트 튜브 11, 13, 15, 17 : 직관
12, 14, 16 : 곡관 19 : 버너 삽입구
20 : 배가스 배출구 30 : 제1 광섬유 센서
31 : 제1 광섬유 32 : 제1 광원
33 : 제1 광검출기 40 : 제2 광섬유 센서
41 : 제2 광섬유 42 : 제2 광원
43 : 제 광출기 50 : 고정부재
60 : 무선송신기 70 : 데이터수집기
80 : 제어기10:
12, 14, 16: Curve 19: Burner insert
20: exhaust gas outlet 30: the first optical fiber sensor
31: 1st optical fiber 32: 1st light source
33: 1st photodetector 40: 2nd optical fiber sensor
41: second optical fiber 42: second light source
43: first light emitter 50: fixing member
60: wireless transmitter 70: data collector
80: controller
Claims (5)
상기 광섬유 센서를 통해 검출된 파장변화를 근거로 상기 라디언트 튜브의 변형을 판단하는 제어기를 포함하고,
상기 라디언트 튜브는,
상호 이격 배치된 복수의 직관;
상기 복수의 직관과 연통된 복수의 곡관;
상기 복수의 직관의 일부 및 다른 일부를 고정하고, 상기 복수의 곡관을 고정하는 소둔로;
상기 소둔로를 관통하여 상기 복수의 직관의 일부와 연통된 버너 삽입구; 및
상기 소둔로를 관통하여 상기 복수의 직관의 다른 일부와 연통된 배가스 배출구를 포함하는 라디언트 튜브 변형 검출장치.An optical fiber sensor for detecting a change in wavelength of the optical fiber according to the deformation of the radiant tube indirectly heating the steel sheet; And
And a controller that determines deformation of the radiant tube based on the wavelength change detected through the optical fiber sensor,
The radiant tube,
A plurality of intuitions spaced apart from each other;
A plurality of curved pipes communicating with the plurality of straight pipes;
An annealing furnace for fixing a part and the other part of the plurality of straight pipes and fixing the plurality of curved pipes;
A burner insertion hole penetrating the annealing furnace and communicating with a portion of the plurality of straight pipes; And
A radiant tube deformation detection device including an exhaust gas outlet penetrating the annealing furnace and communicating with other parts of the plurality of straight pipes.
상기 광섬유 센서는 상기 라디언트 튜브 내부에 상기 라디언트 튜브를 따라 장착된 광섬유와; 상기 광섬유에 광을 조사하는 광원과, 상기 광섬유를 통과한 광을 검출하는 광검출기를 포함하는 라디언트 튜브 변형 검출장치.According to claim 1,
The optical fiber sensor includes an optical fiber mounted along the radiant tube inside the radiant tube; Radiant tube deformation detection apparatus comprising a light source for irradiating light to the optical fiber, and a photodetector for detecting light passing through the optical fiber.
상기 광섬유 센서는 상기 라디언트 튜브의 내측 상부 및 하부에 각각 마련된 라디언트 튜브 변형 검출장치.According to claim 2,
The optical fiber sensor is a radial tube deformation detection device provided on the inner upper and lower portions of the radiant tube, respectively.
상기 광섬유 센서는 상기 라디언트 튜브의 외표면에 장착된 광섬유와, 상기 광섬유에 광을 조사하는 광원과, 상기 광섬유를 통과한 광을 검출하는 광검출기를 포함하는 라디언트 튜브 변형 검출장치.According to claim 1,
The optical fiber sensor includes a fiber mounted on the outer surface of the radiant tube, a light source irradiating light to the optical fiber, and a radiant tube deformation detection device including a photodetector detecting light passing through the optical fiber.
상기 라디언트 튜브의 내측에 길이방향을 따라 형성된 제1 삽입홈 및 제2 삽입홈;
상기 제1 삽입홈에 제1 고정부재에 의해 고정된 제1 광섬유;
상기 제1 광섬유에 광을 조사하는 제1 광원;
상기 제1 광섬유를 통과한 광을 검출하는 제1 광검출기;
상기 제2 삽입홈에 제2 고정부재에 의해 고정된 제2 광섬유;
상기 제2 광섬유에 광을 조사하는 제2 광원;
상기 제2 광섬유를 통과한 광을 검출하는 제2 광검출기;
상기 제1 광검출기로부터 출력된 전기신호와 상기 제2 광검출기로부터 출력된 전기신호를 유선 또는 무선으로 각각 수집하는 데이터 수집기; 및
상기 데이터 수집기를 통해 수집된 데이터들을 근거로 상기 라디언트 튜브의 변형을 판단하는 제어기를 포함하고,
상기 라디언트 튜브는,
상호 이격 배치된 복수의 직관;
상기 복수의 직관과 연통된 복수의 곡관;
상기 복수의 직관의 일부 및 다른 일부를 고정하고, 상기 복수의 곡관을 고정하는 소둔로;
상기 소둔로를 관통하여 상기 복수의 직관의 일부와 연통된 버너 삽입구; 및
상기 소둔로를 관통하여 상기 복수의 직관의 다른 일부와 연통된 배가스 배출구를 포함하는 라디언트 튜브 변형 검출장치.Radiant tube for indirect heating of the steel sheet;
A first insertion groove and a second insertion groove formed along the longitudinal direction inside the radiant tube;
A first optical fiber fixed by a first fixing member to the first insertion groove;
A first light source irradiating light to the first optical fiber;
A first photodetector for detecting light passing through the first optical fiber;
A second optical fiber fixed by a second fixing member to the second insertion groove;
A second light source irradiating light to the second optical fiber;
A second photodetector detecting light passing through the second optical fiber;
A data collector for collecting electric signals output from the first photodetector and electric signals output from the second photodetector, respectively, by wire or wirelessly; And
And a controller for determining deformation of the radiant tube based on the data collected through the data collector,
The radiant tube,
A plurality of intuitions spaced apart from each other;
A plurality of curved pipes communicating with the plurality of straight pipes;
An annealing furnace for fixing a portion of the plurality of straight pipes and another portion, and fixing the plurality of curved pipes;
A burner insertion hole penetrating the annealing furnace and communicating with a portion of the plurality of straight pipes; And
A radiant tube deformation detection apparatus including an exhaust gas outlet penetrating the annealing furnace and communicating with other parts of the plurality of straight pipes.
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- 2019-04-02 KR KR1020190038615A patent/KR102139993B1/en active IP Right Grant
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