KR20040020491A

KR20040020491A - 가열로의 가스유속 측정장치

Info

Publication number: KR20040020491A
Application number: KR1020020052099A
Authority: KR
Inventors: 김영일; 정홍규
Original assignee: 주식회사 포스코; 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2004-03-09
Also published as: KR100862783B1

Abstract

본 발명은 가열로내에서의 가스압력, 온도분포를 간편하고, 정확하게 측정하여 기록하여 소재열처리 작업성을 향상시킬수 있는 것으로, 일방향으로 진행하는 슬라브소재를 고온의 열원으로서 가열하여 열처리하는 가열로에서 유속을 측정하는 장치에 있어서, 상기 슬라브(S)소재의 일측 상부면에 함물형성된 수용홈(11)에 배치되어 냉각수가 채워지는 보호용기(10)와, 상기 보호용기(10)내에 배치되고, 복수개의 압력계(23)에서 측정된 압력값을 기록하는 데이터로그(24)를 갖는 내부박스(20)와, 상기 가열로내의 정압, 동압을 측정하도록 상기 압력계(23)와 조인트(31)를 매개로 일단이 연결되고, 상기 슬라브(S)상에 올려지는 지지블록(32)에 몸체가 고정지지되며, 타단부가 'ㄱ'자형으로 절곡된 복수개의 보호관(30)을 포함하는 가열로의 가스유속 측정장치로 구성된다.

Description

가열로의 가스유속 측정장치{A GAS FLOW-METER FOR REHEATING FURNACE}

본 발명은 가열로내에서의 가스압력, 온도분포를 간편하고, 정확하게 측정하여 기록하여 소재열처리 작업성을 향상시킬수 있는 가열로의 가스유속 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 제철소의 가열로는 입구측으로 장입되는 슬라브와 같은 소재를 1300℃의 높은 열원으로 열처리하는 설비로서, 이러한 가열로내의 고온분위기에서 실질적인 가스유속 및 온도분포를 직접적으로 측정하여 기록하는 것은 불가능하고, 현재까지 이를 측정하기 위한 장치도 개시된 바 없는 실정이다.

이에 따라, 종래 이러한 열악한 조건에서 가열로내의 가스유속 및 온도분포를 측정하기 위한 방법으로는, 컴퓨터를 활용하여 수학적인 유동 해석적인 방법으로 가열로내의 상태를 직접적으로 측정하지 않고 유동해석에 의해서 가열로내의 위치에 따른 유속을 추정하는 방법을 이용하였다.

그러나, 이러한 유동해석 결과가 어느 정도 신뢰할 수 있는 결과를 도출하는지를 검증하는 것도 현실적으로 어려운 것이 사실이다. 상기 가열로가 유체이송용 파이프처럼 작거나 온도가 낮다면, 초음파 혹은 적외선을 이용한 최신 유속측정이 가능하겠지만, 통상 가열로의 폭은 약 10m가 넘고, 길이가 길기 때문에, 이러한 기술을 적용하는 것은 현실적으로 어렵고, 정확한 측정이 곤란한 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 가열로내의 가스유속을 직접 간편하고, 정확하게 측정하여 소재에 대한 열처리 작업성을 향상시킬 수 있는 가열로의 가스유속 측정기록장치를 제공하고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 가열로의 가스유속 측정장치를 도시한 전체구성도,

도 2는 본 발명에 따른 가열로의 가스유속 측정장치에 채용되는 보호관의 단부를 상세도,

도 3는 본 발명에 따른 가열로의 가스유속 측정장치에 채용되는 보호용기를 도시한 구성도,

도 4는 본 발명에 따른 가열로의 가스유속 측정장치를 도시한 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 ...... 보호용기11 ...... 수용홈

12 ...... 상부면20 ...... 내부박스

23 ...... 압력계24 ...... 데이터로그

30 ...... 보호관31 ...... 조인트

32 ...... 지지블록33 ...... 제 1관

34 ...... 제2관36 ...... 온도계

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로써, 본 발명은,

일방향으로 진행하는 슬라브소재를 고온의 열원으로서 가열하여 열처리하는 가열로에서 유속을 측정하는 장치에 있어서,

상기 슬라브소재의 일측 상부면에 함물형성된 수용홈에 배치되어 냉각수가 채워지는 보호용기와,

상기 보호용기내에 배치되고, 복수개의 압력계에서 측정된 압력값을 기록하는 데이터로그를 갖는 내부박스와,

상기 가열로내의 정압, 동압을 측정하도록 상기 압력계와 조인트를 매개로 일단이 연결되고, 상기 슬라브상에 올려지는 지지블록에 몸체가 고정지지되며, 타단부가 'ㄱ'자형으로 절곡된 복수개의 보호관을 포함함을 특징으로 하는 가열로의 가스유속 측정장치를 마련함에 의한다.

이하, 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 가열로의 가스유속 측정장치를 도시한 전체구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 가열로의 가스유속 측정장치에 채용되는 보호관의 단부를 상세도이며, 도 3는 본 발명에 따른 가열로의 가스유속 측정장치에 채용되는 보호용기를 도시한 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 가열로의 가스유속 측정장치를 도시한 단면도이다.

본 발명의 장치(1)는 도 1 내지 4에 도시한 바와같이, 가열로내를 일방향으로 진행되면서 고온으로 열처리되는 슬라브(S)와 더불어 이동되면서 가열로내의 가스압력, 온도분포등으로 직접 측정하는 것으로서, 이러한 장치(1)는 보호용기(10), 내부박스(20) 및 보호관(30)등으로 구성된다.

즉, 상기 보호용기(10)는 냉각수가 일정량 채워질수 있도록 일정크기의 내부공간을 갖는 박스부재이며, 이러한 보호용기(10)는 가열로내에서 열처리되는 슬라브(S)소재의 일측 상부면에 함물형성된 수용홈(11)에 배치되어 고정되며, 상부면(12)에는 냉각수가 내부유입되는 유입홀(12a)과 고온에 의해서 냉각수가 증발된 증발기체가 배기되는 배기홀(12b)이 각각 관통형성되어 있다.

그리고, 상기 내부박스(20)는 냉각수가 채워진 보호용기(10)의 내부공간에 배치되는 복수개의 압력계(23)가 일정간격으로 배치되는 제 1박스(21)와, 상기 압력계(23)에서 측정된 압력값을 기록하는 데이터로그(24)가 배치되는 제 2박스(22)로 구성되며, 상기 데이터로그(24)는 상기 압력계(23)에서 측정된 압력값을 수신할 수 있도록 신호선(23a)을 매개로 하여 연결구성되는 한편, 단열효과를 높일수 있도록 세라믹울에 감싸져 지지대(29)의 상단부에 지지된다.

한편, 상기 보호관(30)은 가열로내의 정압, 동압을 측정하도록 상기 압력계(23)와 조인트(31)를 매개로 일단이 연통연결되는 관부재이며, 이러한 보호관(30)은 상기 슬라브(S)상에 올려져 배치되는 지지블록(32)에 몸체가 고정지지되며, 타단부가 'ㄱ'자형으로 절곡형성된다.

여기서, 상기 조인트(31)는 상기 압력계(23)의 단부에 형성된 수나사부와 상기 보호관(30)의 단부에 형성된 수나사부사이를 간편하게 연결할 수 있도록 양단내주면에 암나사부가 형성되고, 열저항성 및 유연성을 갖는 원통형 슬리브부재이며, 상기 압력계(23)는 동압과 정압의 차인 차압을 측정하여 데이터로그(24)로 전송하는 스트레인게이지방식의 압력수단이다.

그리고, 상기 지지블록(32)은 'ㄱ'자형으로 절곡형성된 보호관(30)의 단부를 고정할 수 있도록 서로 마주하는 수직면에 'ㄱ'자형 요홈(32c)이 함물형성된 제 1,2블록(32a)(32b)을 볼트부재(32d)로서 합형하여 구성한다.

여기서, 상기 보호관(30)은 정압과 동압을 동시에 측정할 수 있도록 선단부가 밀폐된 선단부근방에 개구부(33a)를 형성한 정압용 제1관(33)과, 선단부에 개구부(34a)가 형성된 동압용 제2관(34)을 연결부재(35)로서 나란하게 연결구성한 피토트 튜브관으로 구성되어도 좋으며, 상기 보호관(30)은 고온에서 충분히 견디고 열변형이 없는 세라믹재질로 구성된다.

그리고, 상기 보호관(30)에는 가열로내의 온도를 측정하여 온도변화를 보정할 수 있도록 상기 제 1관 또는 제2관에 선택적으로 온도계(36)를 배치하며, 상기 보호관(30)을 상기 보호박스(20)에서 지지하는 지지관(39)은 열풍 혹은 가열로내에서 슬라브의 이동에 따른 진동으로부터 안전하게 지지할 수 있도록 세라믹소재로 이루어져 있다.

이러한 구성을 갖는 장치를 이용하여 가열로의 가스유속을 측정하는 작업은, 먼저 가열로내로 장입하여 열처리하고자 하는 슬라브(S)의 상부면에 수용홈(11)을 함물형성하고, 이에 냉각수가 채워지고, 복수개의 압력계(23)와 데이터로그(24)가 내부수용된 보호용기(10)를 고정배치한다.

그리고, 상기 압력계(23)에 일단이 연결된 보호관(30)은 상기 슬라브(S)상에 고정배치되는 지지블록(32)의 제 1블록(32a)과 제 2블록(32b)사이에 물려져 고정배치되며, 각 보호관(30)은 서로 다른 위치에서 가열로내의 가스유속을 다양하게 측정할 수 있도록 서로 다른 길이를 갖는다.

연속하여, 상기 보호용기(10) 및 보호관(30)이 설치된 슬라브(S)를 가열로내로 장입하여 열처리하게 되면, 이때 가열로내의 가스압력인 정압은 상기 보호관(30)을 구성하는 정압용 제 1관(33)의 개구부(33a)를 통하여 압력계(23)로 전달되어 측정되고, 동압은 제2관(34)의 개구부(34a)를 통하여 압력계(23)롤 전달되어 측정됨과 동시에, 측정된 정압과 동압을 차인 차압을 연산하여 내부박스(20)의 데이터로그(24)에 기록되도록 신호선(23a)을 통하여 전송한다.

여기서, 상기 가열로내로 슬라브(S)와 더불어 장입되는 보호용기(10)의 상부면(12)에 형성된 유입홀(12a)을 폐쇄하는 반면에 배기홀(12b)은 관통되어 냉각수가 증발된 증발기체는 상기 배기홀(12b)을 통하여 배출되면서 상기 보호용기(10)내의 온도를 상기 압력계(23) 및 데이터로그(24)가 충분히 견딜 수 있는 120℃이하로 유지하며,

상술한 바와같은 본 발명에 의하면, 고온의 열처리작업이 이루어지는 가열로내에서 가스유속 및 압력을 직접적으로 측정할 수 있어 고온의 유동해석을 검증하는 것이 가능하여 열처리작업성을 향상시키고, 이를 바탕으로 가열로 내부의 온도측정으로 위한 온도계의 위치를 올바르게 선정할 수 있는 효과가 얻어진다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims

일방향으로 진행하는 슬라브소재를 고온의 열원으로서 가열하여 열처리하는 가열로에서 유속을 측정하는 장치에 있어서,

상기 슬라브(S)소재의 일측 상부면에 함물형성된 수용홈(11)에 배치되어 냉각수가 채워지는 보호용기(10)와,

상기 보호용기(10)내에 배치되고, 복수개의 압력계(23)에서 측정된 압력값을 기록하는 데이터로그(24)를 갖는 내부박스(20)와,

상기 가열로내의 정압, 동압을 측정하도록 상기 압력계(23)와 조인트(31)를 매개로 일단이 연결되고, 상기 슬라브(S)상에 올려지는 지지블록(32)에 몸체가 고정지지되며, 타단부가 'ㄱ'자형으로 절곡된 복수개의 보호관(30)을 포함함을 특징으로 하는 가열로의 가스유속 측정장치.
제 1항에 있어서, 상기 보호관(30)은 선단부가 밀폐된 선단부근방에 개구부(33a)를 형성한 정압용 제1관(33)과, 선단부에 개구부(34a)가 형성된 동압용 제2관(34)을 연결부재(35)로서 나란하게 연결구성한 피토트 튜브관으로 구성됨을 특징으로 하는 가열로의 가스유속 측정장치.
제 1 또는 2항에 있어서,

상기 보호관(30)에는 가열로내의 온도를 측정하여 온도변화를 보정할 수 있도록 상기 제 1관(33) 또는 제2관(34)에 선택적으로 온도계(36)를 배치함을 특징으로 하는 가열로의 가스유속 측정장치.
제 1항에 있어서,

상기 지지블록(32)은 'ㄱ'자형으로 절곡형성된 보호관(30)의 단부를 고정할 수 있도록 서로 마주하는 수직면에 'ㄱ'자형 요홈(32c)이 함물형성된 제 1,2블록(32a)(32b)을 볼트부재(32d)로서 합형하여 구성함을 특징으로 하는 가열로의 가스유속 측정장치.