KR200169559Y1 - 가열로의 외부공기 침입방지 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 푸셔(pusher)장입 워킹빔타입 열간압연용 가열로에서 가열로의 열적효율을 향상시키고자 가열소재의 장입시 발생하는 외부공기의 유출입을 방지할수 있는 가열로의 외부공기 침입 방지장치에 관한 것이다.

본 고안은 수직빔(6)과 수평빔(5)으로 이루어진 워킹빔을 갖는 가열로 본체(8)와, 장입구(4)를 개폐하도록 승하강장치(18)에 의해서 승하강되는 장입도어(19)를 갖추어 장입소재(9)를 열처리하는 가열로에 있어서, 상기 장입도어(19)의 하부면 좌우양단에 일정길이의 연결부재(3)를 매개로 하여 차단블록(1)을 장착하고, 상기 차단블록(1)은 상기 수평빔(5)과 대응하는 상부면에 복수개의 요홈(1a)을 함몰형성하여 소재장입시 상기 장입도어(19)와 더불어 승강되어 소재(9)하부면과 수평빔(5)사이의 공간을 차단하는 가열로의 외부공기 침입방지장치.

Description

가열로의 외부공기 침입방지 장치{DEVICE FOR PROTECTING OUTDOOR AIR IN REHEATING FURNACE}

본 고안은 푸셔(pusher)장입 워킹빔타입 열간압연용 가열로에서 가열로의 열적효율을 향상시키고자 가열소재의 장입시 발생하는 외부공기의 유출입을 방지할수 있는 가열로의 외부공기 침입 방지장치에 관한 것이다.

열간압연용 가열로는 장입소재의 이송방법에 따라 푸셔(pusher), 워킹 하스(walking hearth), 워킹빔(walking beam)타입으로 구분되고, 다시 워킹빔타입 가열로는 가열소재의 장입방법에 따라 푸셔,차져(charger)타입으로 구분된다.

도 1은 일반적인 열간압연용 가열로를 도시한 개략도로서, 도시한 바와같이, 열처리하고자 하는 소재(9)는 가열로본체(8)의 장입구(4)로 투입되어 수직빔(6)과 수평빔(5)으로 이루어진 워킹빔상에 올려지고, 워킹빔에 올려진 소재(9)는 상기 수직빔(6)과 수평빔(5)의 연동에 의해서 출구(7)측으로 점차 이동되면서 가열로내로 공급된 열원에 의해서 가열되어 열처리되는 것이다. 미설명 부호 12는 배가스가 배출되는 연돌이다.

이러한 열간압연용 가열로의 기능은 압연이 용이하도록 소재를 가열하는 것으로 가열소재의 종류에 따라서 상이하나, 가열온도는 통상 1050℃이상의 고온을 유지하며, 가능한 적은 연료량을 사용하여 많은 가열소재를 가열할수 있는 고효율이 요구되게 된다.

그러나, 표 1에 나타난 바와같이, 상기 가열로에 투입된 열량의 약 47 내지 52%정도만 소개가열에 사용되고, 나머지 열량은 폐가스, 노본체의 방산, 노내부의 냉각수 전열, 장입과 추출시의 손실열량등으로 빠져나가게 된다.

열정산 측정결과
구 분	열량(103Kcal/ton)	비율
공급열	연료연소열연소용공기현열스케일생성열장입소재현열	214.745.179.3420.75	63.213.292.7420.75
소비열	추출소재현열폐가스현열스케일현열냉각수현열방산열장입/추출손실열량스키드포스트손실열량	19.8100.01.2925.06.0611.36.19	56.029.40.387.351.83.321.8
	연료원단위 합계	339.71	100

이러한 열량손실을 예방하기 위해서 지금까지 공지된 방법으로서는 가열로 본체(8)에서의 손실열량을 감소시키기 위하여 단열도가 좋은 내화재를 적용하거나, 가열로에서 빠져나가는 폐가스의 리싸이클을 통한 폐열 회수열을 향상시키는 것들이 알려져 있다.

표 1에 나타난 바와같이 가열로에서 빠져나가는 손실열량중에서 가열소재(9)의 장입과 추출시 발생하는 손실열량은 3% 이내에 달하고, 이 열량은 전열매체의 유무와 관계없이 이루어지는 복사열과 고온 폐가스의 방출로 이어져 있다.

즉, 이 손실열량의 38%정도는 장입시 발생하는 손실열량이고, 다시 장입시 발생손실열량의 86%가 고온 폐가스의 방출에 의한 손실열량에 해당된다.

일반적으로 가열로의 조업은 손실열량을 최소화하기 위하여 가열로내 압력을 대기압보다 +미압을 유지하고, 가열소재(9)의 장입시 압력을 줄이기 위해서 댐퍼(11)를 설치하여 적절한 압력조절을 하고 있다.

그러나, 자체적인 보완대책을 마련하고 있으나 도 2에 도시한 바와같이 외부찬공기 유입에 의해 가열로내의 온도변화와 산소농도변화가 나타나고 있는데, 이러한 외부공기의 유출입이 이루어지는 이유는 가열소재(9)를 장입하고, 이동시키기 위하여 장입도어(19)를 열고, 이와 동시에 가열소재(9)를 이동시키기 위한 워킹빔인 수직빔(6)과 수평빔(5)의 기동에 의하여 발생된다.

즉, 도 3에 도시한 바와같이, 상기 장입도어(19)가 열림과 동시에 워킹빔이 기동하는 순간에 상기 장입도어(19)의 열려진 개구부인 장입구(4)를 통하여 고온 폐가스의 방출과 외부 찬공기의 유입이 발생하게 된다. 이러한 이유는 노내압력을 외부대기압보다 +미압을 유지하여 외부공기의 유입을 억제하고, 약간의 고온 폐가스의 방출을 시도하기 때문에 장입도어(19)의 상층부를 통하여 고온폐가스의 방출이 이루어지나, 워킹빔하부에서는 수직빔(6)과 수평빔(5)의 상승에 따른 가열로 하부측의 순간적인 압력변화로 인하여 외부공기의 유입이 발생하게 되는 것이다.

한편, 도 4는 종래기술에 따른 외부공기 침입방지장치를 도시한 개략도로서, 도시한 바와같이, 가열소재(9)의 장입을 직접 가열로에 장입하지 않고 장입도어(19)를 2중 구조로 하여 대기중에서 직접 장입함에 따라 외부공기의 유출입을 방지하는 방법을 채용하고 있다. 즉, 푸셔로서 소재(9)를 보조도어(15)까지 이송하고, 가열로본체(8)의 장입구측에 마련된 장입도어(19)를 와이어(18a)를 매개로 연결된 승하강장치(18)로서 상부로 올려 장입구를 개방한 다음, 상기 푸셔로서 소재(9)를 가열로본체(8)에 장입하는 것이다.

그러나, 이러한 종래의 장치는 가열로의 구조가 매우 복잡해지고 설비의 개보수시 불편함이 초래되는 문제점이 있고, 설비특성상 가열소재가 비교적 작은 빌렛만이 적용가능하다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 그 목적은, 구조가 간단하여 설치가 용이하고, 외부공기가 유입되는 경로를 근원적으로 차단하여 열효율의 저하를 방지하고, 가열로내의 산소농도증가로 인한 스케일생성을 방지하며, 최적의 연소상태를 유지하기 위한 산소농도제어를 적절히 실시할수 있는 가열로의 외부공기 침입방지장치를 제공하고자 한다.

도 1은 일반적인 열간압연용 가열로를 도시한 개략도,

도 2는 가열로내 장입측에서의 온도 및 산소농도변화를 도시한 그래프,

도 3은 가열로내로의 장입된 소재이송시 외부공기가 유입되는 상태를 도시한 개략도,

도 4는 종래기술에 따른 가열로의 외부공기 차단장치를 도시한 개략도,

도 5(a)(b)는 본 고안에 따른 가열로의 외부공기 침입방지장치의 작동상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 ....... 차단블록 1a ...... 요홈

2 ....... 돌출부 3 ....... 연결부재

4 ....... 장입구 5 ....... 수평빔

5a ...... 고정빔 5b ...... 이동빔

8 ....... 가열로본체 9 ....... 장입소재

18 ...... 승하강장치 19 ...... 장입도어

상기 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서 본 고안은,

수직빔과 수평빔으로 이루어진 워킹빔을 갖는 가열로 본체와, 장입구를 개폐하도록 승하강장치에 의해서 승하강되는 장입도어를 갖추어 장입소재를 열처리하는 가열로에 있어서,

상기 장입도어의 하부면 좌우양단에 일정길이의 연결부재를 매개로 하여 차단블록을 장착하고, 상기 차단블록은 상기 수평빔과 대응하는 상부면에 복수개의 요홈을 함몰형성하여 소재장입시 상기 장입도어와 더불어 승강되어 소재하부면과 수평빔사이의 공간을 차단함을 특징으로 하는 가열로의 외부공기 침입방지장치를 마련함에 의한다.

이하, 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.

도 5(a)(b)는 본 고안에 가열로의 외부공기 침입방지를 도시한 작동상태도로서, 도시한 바와같이, 본 고안의 외부공기 침입방지장치(10)는 장입된 소재(9)를 가열하여 열처리하는 가열로본체(8)의 전방측인 장입구(4)에 승하강가능하도록 설치되는 것이다.

즉, 상기 장입구(4)를 개폐하도록 승하강장치(18)에 의해서 승하강되는 장입도어(19)와 더불어 승하강가능하도록 장착되는 차단블록(1)은 상기 장입도어(19)의 하부면 좌우양단에 일단이 연결되는 와이어와 같은 연결부재(3)의 타단과 연결되고, 좌우양측면에는 상기 연결부재(3)와의 연결 및 분해가 용이하도록 돌출부(2)가 각각 돌출형성되어 있다.

그리고, 상기 차단블록(1)은 장입소재(9)의 하부면과 접하는 수평빔(5)인 고정빔(5a)과 이동빔(5b)과 대응하는 상부면에 각각 복수개의 요홈(1a)을 함몰형성하며, 상기 요홈(1a)은 가열로본체(8)내로의 장입소재(9)의 이송이 가능하도록 수직빔(6)과 연동하여 상승, 전진, 하강, 후진이 연속하여 이루어지는 이동빔(5b)과의 간섭이 없도록 충분한 깊이로 함몰형성된다.

상기와 같이 구성된 외부공기 침입방지장치(10)는 가열로본체(8)의 장입구 (4)를 개폐하도록 승하강되는 장입도어(9)와 더불어 승하강되는 것으로서, 먼저, 장입구내로 장입소재(9)가 장입되기 전에는 상기 장입도어(9)가 하강된 상태이기 때문에, 차단블록(1)은 도 5(b)에 도시한 바와같이, 하부로 내려간 상태로 있다.

이어서, 상기 장입구(4)까지 열처리하고자 하는 장입소재(9)가 근접하여 상기 장입도어(19)가 승하강장치(18)에 의해서 승강되면, 이와 동시에 상기 장입도어(19)와 연결부재(3)를 매개로 하여 연결된 차단부재(1)는 상승되고, 일정높이에서 상기 장입도어(19)가 정지되면 이와 더불어 상기 차단부재(1)도 정지되면서 상기 장입소재(9)의 하부면과 장입구(9) 하단사이에 형성된 공간을 막게 되는 것이다.

이때, 상기 상승된 차단부재(1)의 요홈(1a)내에는 소재(9)의 하부면을 지지하고 있는 수평빔(5)인 고정빔(5a)과 이동빔(5b)이 각각 간섭없이 배치된다.

한편, 상기 수평빔에 올려진 소재(9)를 가열로본체(8)내로 이송하기 위해 수직빔(6)을 상승시키면서 상기 수평빔(5)의 이동빔(5b)을 전진시키면, 상기 소재(9)는 들어올려져 이동빔(5b)의 전진이동거리만큼 전진되어 고정빔(5a)상에 올려져 전진이동되고, 역으로 상기 수직빔(6)을 하강시키면서 이동빔(5b)을 하강시키면 소재를 전진이동시킨 이동빔(5b)은 원상태로 복귀되는 것이다.

여기서, 상기 수직빔(6)과 이동빔(5b)의 연동에 의해서 소재(9)가 들어올려지는 순간에 소재(9)하부면과 장입구(4)하단사이의 공간을 통하여 외부의 찬공기가 가열로본체(8)의 내부로 유입하려고 하지만, 상기 소재(9)의 하부면과 장입구(4)하단사이의 공간은 장입도어(19)의 승강작동에 의해서 상승된 차단블록(1)에 의해서 차폐되기 때문에 이를 통하여 외부으의 찬공기가 가열로본체(8)내로 유입되지 못한다.

그리고, 워킹빔의 구동도 종래에 비하여 상승시의 속도를 감소시킴에 의해 외부공기의 유입속도를 반감시킬수 있게 된다.

상술한 바와같은 본 고안에 의하면, 장입도어의 승하강작동과 워킹빔의 구동에 연계하여 장입측에서 소재하부면과 장입구하단부와의 사이에 형성되는 공간을 승강된 차단블록으로 차단함으로서, 외부공기의 유입을 억제하고, 이로 인하여 노내온도를 균일하게 유지할수 있기 때문에 가열로의 열효율이 저하되는 것을 방지할수 있으며, 외부공기의 유입에 의한 노내의 산소농도가 증가하는 현상을 억제하고, 이로 인하여 고온의 스케일생성을 억제하는 한편, 적절한 연소제어가 가능해지는 효과가 얻어진다.

Claims (2)

1. 수직빔(6)과 수평빔(5)으로 이루어진 워킹빔을 갖는 가열로 본체(8)와, 장입구(4)를 개폐하도록 승하강장치(18)에 의해서 승하강되는 장입도어(19)를 갖추어 장입소재(9)를 열처리하는 가열로에 있어서,

   상기 장입도어(19)의 하부면 좌우양단에 일정길이의 연결부재(3)를 매개로 하여 차단블록(1)을 장착하고, 상기 차단블록(1)은 상기 수평빔(5)과 대응하는 상부면에 복수개의 요홈(1a)을 함몰형성하여 소재장입시 상기 장입도어(19)와 더불어 승강되어 소재(9)하부면과 수평빔(5)사이의 공간을 차단함을 특징으로 하는 가열로의 외부공기 침입방지장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 요홈(1a)은 가열로본체(8)내로의 장입소재(9)의 이송이 가능하도록 수직빔(6)과 연동하여 상승, 전진, 하강, 후진이 연속하여 이루어지는 이동빔(5b)과의 간섭이 없도록 충분한 깊이로 함몰형성됨을 특징으로 하는 가열로의 외부공기 차단장치.