KR200260917Y1 - 가열로도어의열량배출차단장치 - Google Patents

Abstract

내부환경이 고온으로 형성되어 구조물(10)의 개방공간(12)이 도어에 의하여 개폐되면서 그 개방공간(12)을 통해 외부로 배출되는 열량을 차단하는 장치에 있어서,

상기 개방공간(12)을 에워쌓도록 형성된 질소가스공급관(20)으로는 질소가스주공급관(24)으로부터 질소가스를 공급받으며, 상기 질소가스공급관(20)에는 개방공간(12)을 가로지르도록 질소가스를 분사하는 질소가스분사관(22)이 다수개 설치되고, 상기 질소가스공급관(20)은 냉각수가 순환되는 냉각배관(30) 내에 수용되며, 상기 냉각배관(30)은 충진재(40)와 내화용 캐스타블로 된 외부보호관(50)에 의하여 외표면부가 감싸짐을 특징으로 하는 가열로 도어의 열량 배출 차단장치.

Description

가열로 도어의 열량 배출 차단장치{Apparatus for isolating inside and outside part of reheat furnace}

본 고안은 내부가 고온영역으로 형성되는 가열로 등의 도어에 갖추어져 내외부 공기흐름을 차단하여 열량이 외부로 배출하는 것을 방지하는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열량배출이 이루어지는 도어에 질소커튼을 설치하여 열량이 외부로 배출되는 것을 차단하도록 된 가열로 도어의 열량 배출 차단장치에 관한 것이다.

일반적으로, 제철설비의 열간압연용 가열로등에서는 슬라브, 블룸 및 빌렛의 장입 및 추출을 위해 도어를 개방하는 경우 외부의 찬 공기가 다량으로 유입되고 내부의 화염이 외부로 방출되는등 그 에너지손실이 큰 것이고, 이러한 에너지손실이 적게하는 것이 에너지절약의 측면, 실수율향상의 측면, 노황안정의 측면, 생산되는 제품의 품질측면 및, 배가스중에 함유되는 NOx와 SOx의 저감측면에서 바람직하다.

통상 열간압연용 가열로에 슬라브, 블룸 및 빌렛소재를 장입하거나 추추할 때 장입측 평균개구 및 장입시간이 각각 40.15초, 33.7초이고, 평균개폐횟수는 1시간강 10.2회이고, 특히 포항종합제철소의 1선재공장의 경우에는 A,B라인소재를 압연능력에 맞추기 위해 추출도어 평균개방시간이 4.5분 정도 매우 길게 하여 연속적으로 개방시키고 있어 상당한 양의 방염이 추출도어 외부로 방출되는 것으로, 이는 롤러테이블설비의 열화를 초래하고, 열량손실이 막대함에 따라 과도한 연료소비가 있었던 것이다.

이에 따라, 원단위상승이 발생하고, 침입공기발생에 따른 스케일생성량 증가로 실수율이 저하되는 것은 물론, 슬라브, 블룸 및 빌렛의 품질이 저하하고, 산소자동연소제어에 매우 곤란하며, 로황불안정 및 배가스중의 NOx,SOx증가로 환경오염문제를 유발하는 것이었다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은, 내부가 고온인 가열로 등의 도어개방시 질소가스분사에 의하여 외부와 차단함으로써 열량이 외부로 배출되는 것을 방지하도록 된 가열로 도어의 열량 배출 차단장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 가열로구조를 개략적으로 도시한 구성도

도 2는 본 고안에 따른 가열로 도어의 열량 배출 차단장치를 개략적으로 도시한 구성도

도 3은 본 고안에 따른 장치에 갖추어진 질소가스분사관의 장착구조를 개략적으로 도시한 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

12 ... 개방공간

20 ... 질소가스공급관

22 ... 질소가스분사관

30 ... 냉각배관

40 ... 충진재

50 ... 외부보호관

상기 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서 본 고안은, 내부환경이 고온으로 형성되어 구조물의 개방공간이 도어에 의하여 개폐되면서 그 개방공간을 통해 외부로 배출되는 열량을 차단하는 장치에 있어서, 상기 개방공간을 에워쌓도록 형성된 질소가스공급관으로는 질소가스주공급관으로부터 질소가스를 공급받으며, 상기 질소가스공급관에는 개방공간을 가로지르도록 질소가스를 분사하는 질소가스분사관이 다수개 설치되고, 상기 질소가스공급관은 냉각수가 순환되는 냉각배관 내에 수용되며, 상기 냉각배관은 충진재와 내화용 캐스타블로 된 외부보호관에 의하여 외표면부가 감싸짐을 특징으로 하는 가열로 도어의 열량 배출 차단장치를 마련함에 의한다.

이하, 본 고안의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 통상적인 가열로(100)를 개략적으로 도시한 평면구성도로서, 이는 예열대(101), 가열대(102) 및 균열대(103)를 가지도록 그 내부 온도가 제어되며, 빌렛 등의 소재(110)를 장입구측 도어(120)에서 장입할 수 있도록 하고, 출측도어(130)에서 배출시킨다. 통상, 상기 도어(120)(130)는 체인 또는 유압실린더에 의하여 상,하이동하면서 가열로를 개방하는 것이며, 여기에서는 유압실린더(122)(132)에 의하여 개폐될 수 있는 구조를 보인다.

그리고, (140)은 출측도어(130)로부터의 화염방산을 차단하기 위하여 설치된 종래의 화염방지판을 나타내며, 이는 소재(110)가 롤러테이블(150)에 의하여 이송되어지는 경로 등의 한정된 영역을 제외한 나머지 영역을 차단하여 도어로부터 방산되는 화염(105)이 롤러테이블(150)측으로 확산되지 않도록 하기 위한 것이지만, 그 차단효과가 미흡하여 상기한 바와같이 여러 가지 문제점들을 유발하는 것이었다.

본 고안의 장치는 이렇게 내부가 고온으로 형성되어 필요에 따라 개방되는 도어를 통해 외부로 고온의 화염이 방산되거나 외부의 차가운 공기가 유입되지 않도록 질소가스분사에 의해 개방부를 차폐하는 것이다.

이는 도 2에 개략적으로 도시되며, (10)은 연와로 이루어지고 가열로 등의 프레임을 형성하는 구조물을 나타내고, (12)는 상기 구조물(10)의 내외부를 연결하면서 도어에 의하여 개폐되는 개방공간이다.

본 고안의 장치(1)는 이러한 개방공간(12)을 에워쌓도록 장착되어 구조물(10)에 고정되며, 이는 도어가 개방공간(12)을 개폐하기 위하여 상,하 이동할 때 그 도어와 간섭되지 않도록 고온의 내측공간에 위치하도록 설치되는 것이 바람직하고, 상기 개방공간(12)을 에워쌓도록 된 질소가스공급관(20)을 갖춘다.

상기 질소가스공급관(20)에는 개방공간(12)을 향하여 질소가스를 분사하도록 된 질소가스분사관(22)이 일정간격으로 다수개 갖추어지는 바, 상기 질소가스분사관(22)은 도 3에 도시한 바와같이, 저온공간측을 향하여 일정각도(θ) 기울어지도록 장착되는 것이 바람직하고, 이러한 각도(θ)는 클 필요는 없으며 수직한 기준선에 대하여 약 1°정도면 적당하다.

그리고, 상기 질소가스분사관(22)에 의하여 분사되는 질소가스경로가 서로 교차하도록 하는 것이 바람직한 바, 이는 도 2에 나타난 바와같이 상부에서 하부를 향하여 분사되는 질소가스경로와 하부에서 상부를 향하여 분사되는 질소가스경로가 서로 교차되고, 좌측에서 우측을 향하여 분사되는 질소가스경로와 우측에서 좌측을 향하여 분사되는 질소가스경로가 서로 교차됨으로서, 분사된 질소가스경로가 촘촘한 그물망을 이루는 형상이 좋다.

물론, 상기 질소가스공급관(20)이 질소가스탱크로부터 질소가스를 공급하는 주공급관(24)에 밸브(26)를 매개로 연결되는 것은 당연하며, 상기 질소가스공급관(20), 특히 질소가스분사관(22)은 내열강을 이루어져 가열로 내부의 고온환경에 적응할 수 있도록 한다.

그리고, 상기 질소가스공급관(20)은 냉각배관(30)내에 수용되는바, 이를 위하여는 상기 냉각배관(30)도 개방공간(12)을 에워쌓도록 장착되며, 또한 상기 질소가스공급관(20)의 외경크기는 냉각배관(30)의 내경크기보다 작게 형성되어 냉각배관(30)을 통해 흐르는 냉각수가 질소가스공급관(20)의 주위를 에워쌓은 상태로 진행하도록 하고, 상기 냉각배관(30)의 냉각수는 조절밸브(33)를 갖춘 냉각수유입구(32)를 통하여 유입되고 개방공간(12)을 순환한 후 조절밸브(35)를 갖춘 냉각수배출구(34)를 통하여 배출된다.

그리고, 상기 냉각배관(30)의 외표면부는 세라믹파이버로 된 충진재(40)에 의하여 적정한 두께 감싸지고, 상기 충진재(40)는 다시 가열로의 화염과 직접 접촉하는 캐스타블 재질로 된 외부보호관(50)으로 감싸지는데, 물론 상기 외부보호관(50)은 질소가스분사관(22)의 선단부만을 제외한 모든 부분을 감싸 보호하게 된다.

이러한 구성으로 된 본 고안의 장치는, 가열로등과 같이 고온영역으로 이루어지는 내부공간이 도어에 의하여 개폐되는 경우 그 부분에서 질소가스가 분사되면서 내부 고온환경과 외부 저온환경을 서로 차단하게 되는 것이다.

즉, 도어가 개방되어 도 2와 같이 구조물(10)에 개방공간(12)이 형성되는 경우에 그 개방공간(12)을 에워쌓도록 된 질소가스분사관(22)을 통하여 고압의 질소가스가 분사되고, 이러한 질소가스분사관(22)에 의하여 분사되는 질소가스는 촘촘한 격자형상으로 커튼을 형성함으로서 내외부공간을 보다 효과적으로 차단하게 된다.

그리고, 상기 질소가스분사관(22)과 이를 일체로 고정하여 지지하고 있는 질소가스공급관(20)이 충진재(40)와 캐스터블(50)에 의하여 감싸져 있을뿐만 아니라, 둘러쌓인 냉각배관(30)의 냉각수가 외표면부에 공급됨으로써, 가열로 등의 고온 내부환경에 의한 열화파손이 방지될 수 있는 것이며, 특히 질소가스를 분사하지 않는 경우에도 냉각수가 질소가스공급관(20)의 외표면부를 항상 냉각시켜주기 때문에 도어가 폐쇄된 상태에서도 본 장치의 열화파손이 효과적으로 방지된다.

물론, 본 장치의 보다 안정적인 운용을 위하여는 냉각수를 공급하는 냉각수유입구(32)측과 질소가스주공급관(24)측에는 별도의 솔레도이드밸브(미도시)를 갖추어 그를 자동제어함에 의해 질소가스와 냉각수가 적정한 시점에 적정한 양이 공급될 수 있도록 하는 것이 바람직하고, 또한 이러한 솔레노이드밸브에는 별도의 리미트스위치 등을 장착하여 그가 원할하게 동작하는지는 감시하여 보다 안정적인 작동이 가능하도록 하는 것도 바람직할 것이다.

이와 같이 본 고안인 가열로 도어의 열량 배출 차단장치에 의하면, 가열로등과 같이 고온으로 유지되는 내부영역이 도어개방에 의하여 외부로 화염등이 배출되는 경우 그 개방공간측에 격자형으로 질소가스가 분사되어 커튼을 형성함으로써, 내외부가 열적으로 차단되고 따라서 열량이 배출되지 않아 에너지절약이 가능하며, 침입공기의 효과적인 차단에 의한 제품의 품질안정에 기여하고, 또한 NOx,SOx를 함유한 가스배출을 효과적으로 예방할 수 있는 우수한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 내부환경이 고온으로 형성되어 구조물(10)의 개방공간(12)이 도어에 의하여 개폐되면서 그 개방공간(12)을 통해 외부로 배출되는 열량을 차단하는 장치에 있어서,

   상기 개방공간(12)을 에워쌓도록 형성된 질소가스공급관(20)으로는 질소가스주공급관(24)으로부터 질소가스를 공급받으며, 상기 질소가스공급관(20)에는 개방공간(12)을 가로지르도록 질소가스를 분사하는 질소가스분사관(22)이 다수개 설치되고, 상기 질소가스공급관(20)은 냉각수가 순환되는 냉각배관(30)내에 수용되며, 상기 냉각배관(30)은 충진재(40)와 내화용 캐스타블로 된 외부보호관(50)에 의하여 외표면부가 감싸짐을 특징으로 하는 가열로 도어의 열량 배출 차단장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 질소가스분사관(22)은 그로부터 분사되는 질소가스경로가 격자를 형성하도록 배치됨을 특징으로 하는 가열로 도어의 열량 배출 차단장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 질소가스분사관(22)은 그로부터 분사되는 질소가스경로가 개방공간(12)이 이루는 기준면에 대하여 점차 외부측으로 향하도록 배치됨을 특징으로 하는 가열로 도어의 열량 배출 차단장치.