KR20070073910A - Method and arrangement for heating extended steel products - Google Patents

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Abstract

A method for heating extended steel products, such as pipes, tape or wire products or rods following working such as rolling or extrusion to a heat treatment temperature, normally to approximately 50 to 900 degrees Celsius. The invention is characterised in that the heating is caused to take place through the product (9) being caused to be fed through a burner (1) that has a central through channel (2) into which the product is fed, in that fuel and oxidant are caused to be supplied through channels (4, 5) that exist outside of the said central channel (2), in that fuel and oxidant are caused to be supplied at such a rate that the combustion is caused to take place in front of the outlet opening (13) of the burner head (12) of the burner (1). The invention also relates to an arrangement.

Description

연장형 강제 제품의 가열 방법 및 가열 장치{METHOD AND ARRANGEMENT FOR HEATING EXTENDED STEEL PRODUCTS}METHOD AND ARRANGEMENT FOR HEATING EXTENDED STEEL PRODUCTS}

본 발명은 연장형 강제 제품의 가열 방법 및 가열 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a heating method and a heating device for an extended steel product.

강제 제품의 가공 중에, 소재의 기계적 특성, 금속 조직 특성 및 표면 화학 특성이 변화한다. 추가 가공 및/또는 사용 전에 이들 특성들을 변화시키는 것이 필요할 수도 있다. 열처리는 소재의 특성을 변화시키는 한 가지 방법이다. 열처리는 소재를 특정 온도로 가열하고, 그 후에 후속 냉각하는 공정을 포함한다. During the processing of steel products, the mechanical, metallographic and surface chemical properties of the material change. It may be necessary to change these properties before further processing and / or use. Heat treatment is one way to change the properties of the material. Heat treatment involves heating the material to a certain temperature and then subsequent cooling.

가열 속도는 세가지 인자, 즉 소재 표면으로의 열의 공급, 경계층으로부터 소재 표면까지의 열 전달, 그리고 소재 내에서 열의 전도에 따라 좌우된다. 소재 내에서 열의 전도는 소재 상수이며, 이러한 이유 때문에 열 전도는 변경될 수 없어, 열의 공급과 경계층에서의 열 전달이 가열 속도에 영향을 미치는 공정이 된다. The heating rate depends on three factors: the supply of heat to the material surface, the heat transfer from the boundary layer to the material surface, and the conduction of heat within the material. The conduction of heat in the material is a material constant, and for this reason, the heat conduction cannot be altered, resulting in a process in which heat supply and heat transfer in the boundary layer affect the heating rate.

연장형 강제 제품의 가열 중에 한가지 문제점은 에너지의 공급이 제품의 소재 표면에 걸쳐 균일해야 한다는 것이다. One problem during the heating of extended steel products is that the supply of energy must be uniform over the material surface of the product.

또 다른 문제점은, 가열될 제품의 소재의 표면에 흔히 롤러 오일, 윤활 비누기 그리스(lubricating soap grease), 녹방지 오일(rust protection oil), 폴리머 그리고 유기 및/또는 무기 파티클과 같은 화학 물질이 있다는 것이다. 이러한 오 염물들은 가열 또는 열처리 중에, 열처리 장비 상에서 또는 내에서의 증착, 소재 상의 가시적인 표면 결함(visual surface defects) 및/또는 준비 소재의 표면 특성에 대한 영향과 같은, 바람직하지않은 영향을 표면에 줄 수 있다. Another problem is that there are often chemicals such as roller oil, lubricating soap grease, rust protection oil, polymers and organic and / or inorganic particles on the surface of the material of the product to be heated. will be. Such contaminants may have undesirable effects on the surface during heating or heat treatment, such as deposition on or within the heat treatment equipment, visual surface defects on the material and / or effect on the surface properties of the preparation material. Can give

본 발명은 이들 문제점을 해결한 것이다. The present invention solves these problems.

따라서, 본 발명은 압연 또는 압출과 같은 가공에 후속하여 파이프, 테이프, 와이어 제품 또는 로드 등의 연장형 강제 제품을 열처리 온도, 보통 대략 50℃ 내지 900℃로 가열하는 방법에 관한 것으로서, 제품이 이송되는 중앙 관통 채널을 가진 버너를 통해 이송되게 되어 있는 제품에 대해 가열이 이루어지게 되고, 연료 및 산화제는 상기 중앙 관통 채널의 외측에 존재하는 채널을 통하여 공급되게 하고, 이 연료 및 산화제는 버너의 버너 헤드의 출구 개구의 전방에서 연소가 발생하게 되는 속도로 공급되게 되는 것을 특징으로 한다. Accordingly, the present invention relates to a method of heating an extended steel product, such as a pipe, tape, wire product or rod, to a heat treatment temperature, usually approximately 50 ° C. to 900 ° C., following processing such as rolling or extrusion. Heating is effected on the product intended to be transported through the burner having a central through channel, the fuel and oxidant being fed through a channel outside the central through channel, the fuel and oxidant being burner of the burner And at a rate at which combustion occurs in front of the outlet opening of the head.

또한, 본 발명은 청구항 제8항에서 특정된 주요 특징과 본질을 가진 장치에 관한 것이다. The invention also relates to a device having the main features and essences specified in claim 8.

본 발명은 부분적으로는 첨부된 도면에 도시된 본 발명의 일 실시형태와 관련하여, 하기에서 좀 더 상세하게 설명되는데, 도 1은 본 발명에 따른 버너의 단면도를 나타내고, 본 발명은 압연 또는 압출과 같은 가공에 후속하여 파이프, 테이프, 와이어 제품 또는 로드 등의 연장형 강제 제품을 열처리 온도, 보통 대략 50℃ 내지 900℃로 가열하는 방법에 관한 것이다. The invention is explained in more detail below in part with reference to an embodiment of the invention shown in part in the accompanying drawings, in which: FIG. 1 shows a cross-sectional view of a burner according to the invention, wherein the invention is rolled or extruded Subsequent processing, such as pipes, tapes, wire products or rods, etc., relates to a method of heating an extended steel product to a heat treatment temperature, usually approximately 50 ℃ to 900 ℃.

본 발명에 따르면, 버너를 통해 이송되게 되어 있는 제품에 걸쳐 가열이 발생하게 된다. 버너는 제품이 이송되는 중앙 관통 채널을 갖는다. 연료 및 산화제는 이 중앙 관통 채널의 외측에 배치된 채널을 통해 공급되게 된다. 또한, 본 발명에 따르면, 연료 및 산화제는 버너의 버너 헤드의 출구 개구의 전방에서 연소가 발생하게 되는 속도로 전방을 향해 공급되게 된다. According to the invention, heating occurs over the product intended to be transported through the burner. The burner has a central through channel through which the product is conveyed. Fuel and oxidant are to be supplied through a channel disposed outside this central through channel. In addition, according to the present invention, the fuel and the oxidant are supplied toward the front at a rate at which combustion occurs in front of the outlet opening of the burner head of the burner.

도 1은 연장형 강제 제품의 가열을 위한 버너(1) 형태의 장치를 도시한다. 1 shows an apparatus in the form of a burner 1 for heating an elongated forged product.

버너(1)는, 제품이 버너(1)를 통해 이송되도록 배치된 중앙 관통 채널(2)을 갖는다. 이 채널(2)은 관(3)을 갖는다. 또한, 연료(6) 및 산화제(7)의 공급을 위해 중앙 관통 채널(2)의 외측에 배치된 채널(4, 5)이 버너 내에 형성된다. 본 발명에 따르면, 연료 및 산화제 공급용 채널들은, 버너의 버너 헤드의 출구 개구 전방에서 연소가 발생하도록 배치된다. The burner 1 has a central through channel 2 arranged so that the product is conveyed through the burner 1. This channel 2 has a tube 3. In addition, channels 4, 5 arranged outside the central through channel 2 for the supply of fuel 6 and oxidant 7 are formed in the burner. According to the invention, the channels for supplying fuel and oxidant are arranged so that combustion takes place in front of the outlet opening of the burner head of the burner.

본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따르면, 소재는 배기 가스의 흐름의 반대 방향으로 버너를 통해 이송되게 된다. According to one preferred embodiment of the invention, the workpiece is conveyed through the burner in the opposite direction of the flow of exhaust gas.

소재(9)는 화살표(10)의 방향으로 버너(1)를 통해 이송되는 반면, 배기 가스는 화살표(11)의 방향으로 유동한다. 따라서, 연료의 연소는 버너(1)의 헤드(12)의 개구(13)의 외측에서 발생한다.The raw material 9 is conveyed through the burner 1 in the direction of the arrow 10, while the exhaust gas flows in the direction of the arrow 11. Therefore, combustion of fuel occurs outside the opening 13 of the head 12 of the burner 1.

연료 및 산화제는 제품의 종방향 축에 대해 1°내지 90°의 각도로 공급되게 되는 것이 바람직하다. The fuel and oxidant are preferably to be supplied at an angle of 1 ° to 90 ° with respect to the longitudinal axis of the product.

바람직한 일 실시형태에 따르면, 화염은, 버너(1)의 출구 개구(13)로부터 외 측으로 연장하고, 제품의 이송 경로와 동심을 이루는 화염관(14) 내에 형성되게 된다. According to one preferred embodiment, the flame extends outward from the outlet opening 13 of the burner 1 and is formed in the flame tube 14 concentric with the conveying path of the product.

소재를 버너를 통과하게 함으로써, 공급 에너지가 연장형 강제 표면의 둘레를 따라 균일하게 분포되는 것이 보장된다. 제1 접촉점에서는 큰 가열 강도 또는 가열 에너지가 가해지고, 소재의 이동과 반대 방향으로 버너의 개구로부터 멀어질 수록 감소된다. 화염과의 직접적인 충돌 전에, 예열 에너지는 화염관의 길이를 조절함으로써 변경될 수 있다. 변경되는 것은 화염관의 길이이다. 연소 공정은 화염관에서 발생하는 배기 가스의 재순환에 의해서 "화염없이" 이루어질 수 있다. By passing the workpiece through the burner, it is ensured that the supply energy is evenly distributed along the circumference of the elongated steel surface. At the first contact point a large heating intensity or heating energy is applied and decreases away from the opening of the burner in the direction opposite to the movement of the workpiece. Before direct collision with the flame, the preheat energy can be altered by adjusting the length of the flame tube. What is changed is the length of the flame tube. The combustion process can be done "without flame" by recycling the exhaust gases from the flame tube.

또 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 산화제 및 연료는 버너의 출구 개구(13)로부터, 제품에 대하여 대칭적인 방식으로 반출되게 된다. According to another preferred embodiment, the oxidant and fuel are brought out of the outlet opening 13 of the burner in a symmetrical manner with respect to the product.

따라서, 산화제 및 연료는 제품의 둘레를 따라 균일하게 분포되는 버너의 출구 개구로부터 반출되게 되는 것이 바람직하다. Thus, the oxidant and fuel are preferably to be withdrawn from the outlet opening of the burner which is evenly distributed along the circumference of the product.

또한, 산화제는 적어도 85 체적％의 산소를 함유하게 되는 것이 바람직하다. In addition, the oxidizing agent preferably contains at least 85% by volume of oxygen.

노 내에서 소재를 가열하는 시간은 좀 더 빠른 열 전달을 통해 상당히 단축되고, 이는 노를 통과하는 소재의 이송 속도가 소정의 노에서 상당히 증가될 수 있다는 것을 보장한다. The time for heating the material in the furnace is significantly shortened by faster heat transfer, which ensures that the feed rate of the material passing through the furnace can be significantly increased in a given furnace.

또한, 증착물 및 잔사유 등의 제거를 위한 연소 및 기계적인 송풍 중 적어도 하나는, 소재의 이송 방향이 배기 가스의 흐름과 반대 방향이 되게 함으로써 달성된다. 이러한 방식으로 그 표면에는, 예컨대, 열 처리, 가공, 산화물 제거 등과 같은 추가 처리를 하기 전에, 연소 생성물 및 다른 오염물이 없게 된다. Further, at least one of combustion and mechanical blowing for removal of deposits, residues, etc. is achieved by having the conveying direction of the material be opposite to the flow of the exhaust gas. In this way, the surface is free of combustion products and other contaminants prior to further processing such as, for example, heat treatment, processing, oxide removal, and the like.

본 발명에 따른 버너의 단면에서, 버너는 그 종방향 축을 따라 두 개의 절반부로 분할된다. 한쪽 절반부는 힘 생성 수단에 의해 다른 절반부에 대해 변위될 수 있다. 분할 형태의 버너의 구성은, 연장형 강제 제품이 시동 절차 중에 버너를 통과하게 될 필요가 없다는 이점을 보장한다. In the cross section of the burner according to the invention, the burner is divided into two halves along its longitudinal axis. One half can be displaced relative to the other half by the force generating means. The configuration of the split type burner ensures the advantage that the extended forced product does not have to pass through the burner during the startup procedure.

따라서, 본 발명이 서두 부분에서 설명된 문제점을 해결한다는 것은 명백하다. Thus, it is clear that the present invention solves the problem described in the opening paragraph.

다양한 실시형태를 전술하였다. 그러나, 버너의 상세한 설계는 특정 강제 제품을 위해 변경되고 최적화될 수 있다는 것이 명백하다. Various embodiments have been described above. However, it is evident that the detailed design of the burners can be changed and optimized for specific forced products.

따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위 내에서 변경될 수 있으므로, 전술한 실시형태로 한정되는 것으로 고려되지 않는다. Accordingly, the present invention may be modified within the scope of the appended claims and should not be construed as limited to the foregoing embodiments.

Claims (10)

압연 또는 압출과 같은 가공에 후속하여 파이프, 테이프, 와이어 제품 또는 로드 등의 연장형 강제 제품을 열처리 온도, 보통 대략 50℃ 내지 900℃로 가열하는 방법으로서, A method of heating extended steel products, such as pipes, tapes, wire products or rods, to a heat treatment temperature, usually approximately 50 ° C. to 900 ° C., following processing such as rolling or extrusion, 제품이 이송되는 중앙 관통 채널(2)을 가진 버너(1)를 통해 이송되게 되어 있는 제품(9)에 걸쳐 가열이 발생하게 되고, 연료 및 산화제는 상기 중앙 관통 채널(2)의 외측에 존재하는 채널(4, 5)을 통하여 공급되게 하고, 상기 연료 및 산화제는 버너(1)의 버너 헤드(12)의 출구 개구(13)의 전방에서 연소가 발생하게 되는 속도로 공급되게 되는 것을 특징으로 하는 연장형 강제 제품의 가열 방법.Heating takes place over the product 9 which is intended to be conveyed through the burner 1 having the central through channel 2 through which the product is conveyed, and the fuel and oxidant are present outside the central through channel 2. Characterized in that the fuel and oxidant are supplied at a rate at which combustion occurs in front of the outlet opening 13 of the burner head 12 of the burner 1. Method of heating extended steel products. 제1항에 있어서, 상기 제품(9)은 버너를 통하여 상기 버너의 배기 가스 흐름의 방향과 반대 방향으로 이송되는 것을 특징으로 하는 연장형 강제 제품의 가열 방법.Method according to claim 1, characterized in that the product (9) is conveyed through a burner in a direction opposite to the direction of the exhaust gas flow of the burner. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 산화제 및 연료는 상기 버너의 출구 개구(13)로부터 상기 제품(9)에 대하여 대칭적인 방식으로 반출되게 되는 것을 특징으로 하는 연장형 강제 제품의 가열 방법. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the oxidant and fuel are carried out from the outlet opening (13) of the burner in a symmetrical manner with respect to the product (9). 제3항에 있어서, 상기 산화제 및 연료는 상기 제품(9)의 둘레를 따라 균일하 게 분포되는 버너의 출구 개구(13)로부터 반출되게 된 것을 특징으로 하는 연장형 강제 제품의 가열 방법.4. A method according to claim 3, wherein the oxidant and fuel are brought out from the outlet opening (13) of the burner which is evenly distributed along the circumference of the product (9). 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연료 및 산화제는 제품(9)의 종방향 축에 대해 1°내지 90°의 각도로 공급되는 것을 특징으로 하는 연장형 강제 제품의 가열 방법.5. The method according to claim 1, wherein the fuel and oxidant are supplied at an angle of 1 ° to 90 ° with respect to the longitudinal axis of the product 9. 6. . 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 산화제는 적어도 85 체적％의 산소를 함유하도록 된 것을 특징으로 하는 연장형 강제 제품의 가열 방법.6. The method of claim 1, wherein the oxidant is adapted to contain at least 85% by volume of oxygen. 7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 화염은, 상기 버너(1)의 상기 출구 개구(13)로부터 외측으로 연장하고 제품(9)의 이송 경로와 동심을 이루는 화염관(14) 내에 형성되게 되는 것을 특징으로 하는 연장형 강제 제품의 가열 방법.The flame tube (14) according to claim 1, wherein the flame extends outwardly from the outlet opening (13) of the burner (1) and is concentric with the conveying path of the product (9). Method for heating an extended forced product, characterized in that it is formed in. 압연 또는 압출과 같은 가공에 후속하여 파이프, 테이프, 와이어 제품 또는 로드 등의 연장형 강제 제품을 열처리 온도, 보통 대략 50℃ 내지 900℃로 가열하는 장치로서, An apparatus for heating extended steel products, such as pipes, tapes, wire products or rods, to a heat treatment temperature, usually approximately 50 ° C. to 900 ° C., following processing such as rolling or extrusion, 버너(1)는 이 버너를 통해 제품(9)을 이송하도록 배치된 중앙 관통 채널(2)을 갖고, The burner 1 has a central through channel 2 arranged to convey the product 9 through this burner, 연료 및 산화제의 공급을 위한 버너(1) 내의 채널(4, 5)은 상기 중앙 관통 채널의 외측에 배치되며, Channels 4 and 5 in the burner 1 for the supply of fuel and oxidant are arranged outside the central through channel, 상기 연료 및 산화제의 공급을 위한 상기 채널(4, 5)은 상기 버너의 버너 헤드(12)의 상기 출구 개구(13)의 전방에서 연소가 발생하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 연장형 강제 제품의 가열 장치.The channels 4, 5 for the supply of fuel and oxidant are arranged to cause combustion to occur in front of the outlet opening 13 of the burner head 12 of the burner. Device. 제8항에 있어서, 상기 제품(9)은 상기 버너(1)를 통하여 버너(1)의 배기 가스의 흐름 방향과 반대 방향으로 이송되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 연장형 강제 제품의 가열 장치.9. The heating device according to claim 8, characterized in that the product (9) is arranged to be conveyed through the burner (1) in a direction opposite to the flow direction of the exhaust gas of the burner (1). 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 버너의 출구 개구(13)는 상기 제품(9)의 종방향 축에 대해 1°내지 90°사이의 각도로 연료 및 산화제를 공급하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 연장형 강제 제품의 가열 장치. 10. The outlet opening 13 of the burner is arranged to supply fuel and oxidant at an angle between 1 ° and 90 ° with respect to the longitudinal axis of the product 9. Heating apparatus for extended forced products.
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