KR20040021229A - 가열로의 버너 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 복사열이 스트립에 고르게 가해질 수 있도록 하여 스트립의 온도 편차를 줄일 수 있도록 된 가열로의 버너를 제공함에 있다.

이에 본 발명은 가열로의 복사관식 버너에 있어서, 가열로의 양 측에서 중앙부로 수평설치되는 버너의 튜브가 상호 어긋나도록 설치되어 동일축선상에 놓여지지 않도록 된 것을 특징으로 하는 가열로의 버너를 제공한다.

Description

가열로의 버너{Burner for furnace}

본 발명은 가열로에 사용되는 버너에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복사관식 버너시스템을 채용한 가열로에 있어서 온도편차를 줄일 수 있도록 된 가열로의 버너에 관한 것이다.

일반적으로 제철소 내의 스트립 열처리를 위한 가열로는 환원성 분위기에서 강판을 간접 가열하는 복사관이 설치되며, 주로 강판연속소둔로(CAL) 및 용융아연도금로(CGL)등에 사용되는데, 가열은 가열대(heating section)의 복사관내에 설치된 버너에 연료와 연소용 공기를 일정비율로 공급하여 연소시킴으로서 발생하는 열원에 의해서 복사열을 얻게 되며, 상기 복사열에 의해서 냉간압연된 강판을가열하여 압연조직을 재결정, 성장시켜 내부응력을 제거하고, 적절한 인성을 가진 조직을 만드는 것이다.

예컨데, 소준(normalizing)재, 소려(tempering)재 조업시 각각 스트립(150)을 890℃와 640℃로 가열하는 열처리용으로 사용되는 종래의 복사관식 버너 시스템을 살펴보면, 도 3에 도시된 바와 같이 로(100)의 내부의 양 측면에서 중심을 향해 폭 방향으로 복사관식 버너시스템의 일자형 튜브(110)가 동일축선상으로 배치되어 각 튜브(100)의 끝단 사이의 간격이 210mm를 유지하게 된다.

통상적으로 연소에 의한 복사관식 버너 튜브의 온도분포는 주화염 위치에서 멀어지는 로 폭 중앙으로 갈수록 떨어져 판 중심부의 온도가 판의 양쪽 선단부 보다 많이 작아지게 된다. 또한 복사관식 버너 튜브의 온도가 동일하다 하더라도 판의 중심부의 온도는 로 폭 방향의 양끝 선단부 온도보다 떨어진다. 그 이유는 열처리로는 간접가열 방식으로 대부분의 전열이 복사에 의해 발생하는데, 이때 판으로의 전열은 복사관식 버너 튜브와 양쪽 열처리로 벽으로부터의 복사전열로 이루어 지며, 이러한 복사전열은 두 물체간의 온도차와 고정적 측면인 기하학적 형상의 함수가 되기 때문이다.

즉, 물체간의 온도차를 일정하다고 보고 종래의 열처리 방식에 대하여 기하학적 형상에 의한 복사전열의 형태계수치를 구하여 나타낸 도 4에서와 같이 전체적으로 판의 중심부가 로 폭방향에 대한 판의 양끝 선단부에 비하여 약 31% 정도 낮은 값을 나타내었다.

이러한 사실은 열처리로내 온도가 일정할 경우 로체 및 복사관식 버너튜브로부터 나오는 총 복사전열량이 로 폭방향에 대한 판의 양끝 선단부에 도달하는 양에 비하여 판의 중심부로 도달하는 양이 약 31% 정도 적다는 뜻이다. 이로 인하여 판의 중심부와 로 폭방향에 대한 판의 양끝 선단부와의 온도편차가 과대하게 발생하게 되어 판 품질에 악영향을 주게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 복사열이 스트립에 고르게 가해질 수 있도록 하여 스트립의 온도 편차를 줄일 수 있도록 된 가열로의 버너를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 가열로의 버너를 도시한 개략적인 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 가열로의 버너와 종래의 버너 사용에 따른 스트립의 온도분포 상태를 도시한 그래프,

도 3은 종래 기술에 따른 가열로의 버너를 도시한 개략적인 사시도,

도 4는 종래 기술에 따른 가열로의 버너의 복사 형상계수를 도시한 그래프이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 가열로의 양 측에서 중앙부로 수평설치되는 버너의 튜브가 상호 어긋나도록 설치되어 동일축선상에 놓여지지 않는 구조로 되어 있다.

또한, 본 발명은 상기 각 튜브가 그 선단까지의 길이가 로 중심을 지나쳐 상호 겹치도록 된 것을 특징으로 한다.

이에 따라 로 내부에 놓여진 스트립의 좌우측 에지부에서 중심부로의 형태계수가 증가되어 폭방향 온도 편차가 감소하게 된다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 가열로의 버너를 도시한 개략적인 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 가열로의 버너와 종래의 버너 사용에 따른 스트립의 온도분포 상태를 도시한 그래프이다.

상기한 도면에 의하면, 본 실시예에 따른 가열로(100)의 버너는 복사관식으로 되어 복사관을 이루는 한쌍의 튜브(10)가 로의 내측 양쪽에서 로의 중앙부를 향해 수평상태로 설치되어 있으며, 상기 한쌍의 튜브(10)는 그 중심축이 일정거리만큼 상호 어긋나 동일축선상에 놓여지지 않도록 되어 있고, 각 튜브(10)의 내측 선단은 로의 중심을 일정거리만큼 지나쳐 상호 겹쳐지도록 된 것을 특징으로 한다.

이에 따라 튜브(10)가 겹쳐지는 부분에서 발생되는 복사열은 겹쳐지지 않았던 종래와 비교하여 더욱 높아지게 되고 이로 인해 로 내부의 온도 편차가 줄어들게 되는 것이다.

즉, 스트립(150)은 열처리를 위해 가열로(100)를 통과하면서 승온과정을 거치게 되는 데, 이때 버너에 의한 승온과정은 다음과 같다.

복사관식 버너에 양쪽 로벽에 위치한 연교 및 연소용 공기 공급부로부터 연료 및 연소용공기가 공급되어 버너의 내측 튜브(10)에서 연소가 이루어지며 이때 발생한 고온의 연소 배가스가 복사관식 버너의 튜브(10)의 내측라인을 따라 튜브(10) 끝단으로 이동된 후 튜브(10) 내주면을 통하여 다시 로벽쪽의 배기구로 이동하면서 복사관식 버너의 튜브(10)를 가열하게 된다.

이렇게 고온으로 가열된 튜브(10)로부터 로벽 및 스트립(150)으로 복사열이 전달되고 로벽으로부터 스트립(150)으로 복사열이 전달되어 스트립(150)을 가열하는 과정을 갖게 된다.

여기서 상기 한쌍의 튜브(10)는 각 중심축을 동심축으로 하지 않고 일정거리만큼 편심을 두고 있으며, 또한 튜브(10) 선단이 일정거리만큼 중첩되어 있어서, 버너의 튜브(10) 및 가열로(100)의 내측벽으로부터 스트립(150)으로의 복사전열이 향상되고 튜브(10) 및 가열로(100)의 로벽으로부터 스트립(150) 중심부로의 형태계수가 증가되어 스트립(150)의 폭방향 온도편차가 감소하게 된다.

실시예

실험에 사용된 가열로(100)는 복사관식 버너의 튜브(10)의 온도를 950℃로 하고, 한쌍의 튜브(10)간의 중심축 거리(d1)를 380mm, 한쌍의 튜브(10)간의 선단 겹침 거리(d2)를 100mm로 설정하였으며, 가열로(100)로 투입된 스트립(150)은 두께 25mm, 폭 1000mm, 길이 2500mm를 사용하였다.

상기의 조건으로 시간에 따른 가열로(100)의 로 폭방향에 따른 스트립(150)의 온도이력을 종래의 방법과 비교한 결과가 도 2의 그래프에 도시되어 있다.

상기한 도면에 의하면, 본 실시예에 의한 스트립(150)의 로폭방향 온도편차가 많이 감소됨을 알 수 있으며 시간이 지나감에 따라 그 효과가 더욱 크게 나타났다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 가열로의 버너에 의하면, 가열로 내 스트립의 폭방향 온도 편차를 감소시킬 수 있게 되어 열처리재의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 가열로의 복사관식 버너에 있어서,

   가열로의 양 측에서 중앙부로 수평설치되는 버너의 튜브가 상호 어긋나도록 설치되어 동일축선상에 놓여지지 않도록 된 것을 특징으로 하는 가열로의 버너.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 각 튜브는 그 선단까지의 길이가 로 중심을 지나쳐 상호 겹치도록 된 것을 특징으로 하는 가열로의 버너.