KR20090016221A - 푸셔식 가열로 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 푸셔식 가열로 구조에 관한 것으로, 후판용 슬라브를 예열하는 예열대, 가열하는 가열대, 균열하는 균열대로 이루어진 푸셔식 가열로 구조에 있어서; 상기 예열대와 가열대가 접하는 부위의 상,하부를 예열대 쪽으로 밀어 예열대를 축소하고 가열대를 확장시킨 상부 확장부 및 하부 확장부와; 상기 가열대의 시작과 끝지점 상,하부 모두 4곳에 설치된 제4,5,6,7가열버너와; 상기 균열대가 시작하는 지점의 상,하부 모두 2곳에 설치된 제1,2균열버너로 구성된 것을 특징으로 하는 푸셔식 가열로 구조를 제공한다.

본 발명에 따르면, 가열로 내부구조의 변경에 따른 가열로 내부의 열기 순환이 원활하여 슬라브의 승온속도 저하를 막고, 균일한 승온작업이 수행될 수 있으며, 가열로 출측에서의 슬라브 온도하락을 최소화하여 최종 제품의 품위 향상, 그에 따른 생산성 향상을 얻을 수 있게 된다.

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Description

푸셔식 가열로 구조{THE STRUCTURE OF PUSHER TYPE HEATING FURNACE}

본 발명은 푸셔식 가열로 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압연전 가열로를 거치는 후판용 슬라브를 편열없이 균일한 균열도를 확보할 수 있도록 가열로 내부의 온도편차를 최소화시킨 푸셔식 가열로 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 제철소의 열연, 압연공정에서는 연주공정을 거쳐 생산된 슬라브를 가열하기 위해 가열로가 구비된다.

보통, 슬라브의 해당 규격에 대한 야금학적 조건과 치수 및 외관에 대한 관리는 실제 압연라인에서 이루어지지만 보다 정확한 관리를 위해 가열로를 통해 슬라브를 원하는 온도까지 균일하게 가열하는 것은 물론 특히, 그 폭방향, 길이방향으로 균일하게 가열될 것이 요구된다.

이러한 작업은 야금학적으로 재질의 편차를 감소시키고, 치수 관리 측면에서는 두께 편차를 감소시켜 주므로 가열로에서 매우 중요하게 취급된다.

예컨대, 도 1 및 도 2의 예시와 같이, 가열로(1)는 그 바닥면에 스키드파이프(3)가 배열되고, 그 상부에는 소재인 슬라브(2)가 연속적으로 안착되어 장입푸셔(4)의 장입동작에 따라 상기 슬라브(2) 점진적으로 이동된 후 추출측으로 배출되 는 형태로 이루어진다.

또한, 상기 가열로(1)는 그 길이방향으로 장입측으로부터 추출측을 향하여 예열대, 가열대, 균열대로 구분되어 장입 슬라브(2)의 초기 온도, 추출시 요구되는 최종 온도 등의 조건에 따라 상기 예열대, 가열대, 균열대에서의 승온속도와 체류시간 등이 다르게 제어되게 된다.

이를 위해, 상기 가열로(1)의 가열대 상부에 제1가열버너(5)가 설치되고, 하부에는 서로 마주본 상태로 제2,3가열버너(6,7)가 설치되며, 균열도 확보를 위해 균열대의 상부에도 균열버너(8)가 설치된다.

그런데, 이러한 구조의 가열로(1)에서는 도 2에서와 같이, 가열대에서는 가열대 상부가, 그리고 균열대에서는 균열대 상부가 비어있어(열원이 없어) 슬라브(2)를 급속하게 가열하여 단시간에 승온속도를 균일하게 할 수 없는 단점이 있었으며, 또한 열원이 없는 곳 쪽 슬라브(2) 면에서는 온도가 자꾸 떨어지게 되어 결국 승온속도 차이를 나타내게 되고, 나아가 승온 불균일이 일어나 최종 제품의 품위를 떨어뜨리는 현상을 초래하게 된다.

예컨대, 도 3에서와 같이, 슬라브(2)를 두께방향으로 250mm, 220mm, 203mm의 세 지점에서 온도 프로파일을 측정하면서 시간의 경과에 따른 변화를 확인해 본 결과, 슬라브(2)가 예열대와 가열대 사이를 통과하는 50~70분 동안 세 지점 모두에서 승온속도가 떨어지고 있음을 알 수 있었다.

반면, 가열대와 균열대 사이를 통과할 때에는 온도편차가 극심하게 나타나 균열도를 충분하게 확보할 수 없음도 확인되었다.

이러한 현상은 열원인 다수의 버너들이 편중되게 설치된 것에 기인된 것으로 파악되었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, 가열로 내부의 구조를 변형하여 가열로 내부에서의 열기 순환에 따른 온도편차를 줄이고, 급속 승온시 단시간에 균일한 승온 속도를 이룰 수 있도록 편중 설치된 열원인 버너를 분산배치하여 슬라브의 승온속도 저하를 막음으로써 최종 제품의 품위를 향상시킬 수 있도록 한 푸셔식 가열로 구조의 제공을 그 주된 해결 과제로 한다.

본 발명은 상기한 해결 과제를 달성하기 위한 수단으로, 후판용 슬라브를 예열하는 예열대, 가열하는 가열대, 균열하는 균열대로 이루어진 푸셔식 가열로 구조에 있어서; 상기 예열대와 가열대가 접하는 부위의 상,하부를 예열대 쪽으로 밀어 예열대를 축소하고 가열대를 확장시킨 상부 확장부 및 하부 확장부와; 상기 가열대의 시작과 끝지점 상,하부 모두 4곳에 설치된 제4,5,6,7가열버너와; 상기 균열대가 시작하는 지점의 상,하부 모두 2곳에 설치된 제1,2균열버너로 구성된 것을 특징으로 하는 푸셔식 가열로 구조를 제공한다.

이때, 상기 가열대의 길이 중간 천정면에는 하방향으로 돌출형성된 제1,2사절벽이 더 형성된 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 제1,2사절벽은 예열대로부터 균열대를 향하여 간격을 두고 순차형성되되, 뒷쪽인 제2사절벽이 제1사절벽 보다 더 길게 형성된 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 가열로 내부구조의 변경에 따른 가열로 내부의 열기 순환이 원활하여 슬라브의 승온속도 저하를 막고, 균일한 승온작업이 수행될 수 있으며, 가열로 출측에서의 슬라브 온도하락을 최소화하여 최종 제품의 품위 향상, 그에 따른 생산성 향상을 얻을 수 있게 된다.

이하에서는, 첨부도면에 의거하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명에 따른 가열로의 내부 구조를 보인 모식도이고, 도 5는 도 4의 요부인 C, D에서 본 정면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 가열로의 승온패턴을 보인 그래프이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가열로(100)는 슬라브(110)가 스키드파이프(120)를 따라 이동될 때 예열, 가열, 균열될 수 있도록 기존과 같이 예열대, 가열대, 균열대로 구분된다.

이때, 본 발명에서는 가열대의 공간이 종래 가열대의 폭(도 1의 'H1')보다 커지도록 가열대(100)의 상부와 하부를 예열대 쪽으로 더 밀어서 상부 확장부(H2)와 하부 확장부(H3)를 갖도록 구성된다.

따라서, 본 발명에 따른 가열로(100)는 가열대가 늘어나고, 예열대가 축소된 구조이므로 그 노체가 길이방향으로 종래 비해 상당히 평탄한 구조를 갖게 된다.

그리고, 상기 가열대의 상부 및 하부 4개소, 다시 말해 가열대가 시작되는 지점의 상,하부와, 가열대가 끝나는 지점의 상,하부 모두 4곳에 각각 제4,5,6,7가열버너(200,210,220,230)가 형성된다.

뿐만 아니라, 상기 가열대의 중간쯤 상부에는 제1,2사절벽(300,310)이 하방향으로 돌출형성된다.

특히, 상기 제1,2사절벽(300,310)은 예열대로부터 균열대를 향해 서로 간격을 두고 순차 형성됨이 바람직하다.

이때, 상기 제2사절벽(310)은 제1사절벽(300)보다 더 길게 형성되도록 하여 예열대로부터 진입되는 열기의 흐름이 가열대의 천정면까지 가지 않고 하방향으로 선회된 다음 다시 흘러가도록 하여 체류시간을 길게 함과 동시에 대류를 촉진하도록 함이 가열대 승온에 바람직한 온도 프로파일을 제공하게 된다.

그리고, 균열대에 있어서도 그 상부 및 하부 각각에 제1,2균열버너(400,410)를 설치하도록 하여 균열대의 상부 및 하부에서도 동시에 열원을 통한 열기가 공급될 수 있도록 구성된다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 가열대 구조의 효율성에 대하여 상술한 도 4,5 및 도 6에 첨부된 그래프를 참조하여 설명하기로 한다.

먼저, 도 3과 도 6의 그래프 대비에서와 같이, 종래에는 예열대와 가열대 사이에서 슬라브의 온도하락, 즉 승온속도의 저하가 나타났으나, 본 발명에서는 승온 속도의 저하없이 균일하게 상승하고 있는 것을 확인할 수 있다.

이는 앞서도 언급했지만, 상부 확장부(H2)에 의한 가열로의 확장과, 기존에 없던 제6가열버너(220)의 설치로 인해 복사 전열량이 다량 증가하기 때문이다.

즉, 예열대에서부터 시작된 슬라브(110)의 승온은 예열대와 가열대를 지날 때까지 일정한 기울기를 가지고 꾸준히 급속하게 상승하게 되는 것이다.

또한, 본 발명에 따르면 슬라브(110)가 예열대 바로 직전에서 가열대 통과 목표 온도까지 승온시키는 걸리는 시간만큼 가열로(100) 내부에 있게 되는 재로(在爐) 시간이 단축되게 되므로 생산성 향상에도 일조하게 된다.

뿐만 아니라, 가열된 열기의 유동이 가열대의 천정면을 타고 곧바로 균열대 인근까지 단시간에 이동되지 않고, 가열대의 천정 중간쯤에 돌출된 제1,2사절벽(300,310)에 의해 열파동이 발생되어 열기의 체류시간이 길어짐으로써 승온시간의 단축은 물론 보다 균일한 승온작업을 수행할 수 있게 된다.

아울러, 가열작업이 가열로의 상부와 하부 양쪽 모두에서 일어나므로 열량이 충분하여 가열시간도 단축할 수 있게 된다.

이렇게 하여, 가열대를 통과한 슬라브(110)는 균열대에 도착해서도 균열대의 상,하부에 설치된 제1,2균열버너(400,410)로부터 충분한 열량을 공급받아 추출전까지 보열이 가능하므로 추출시 급격한 온도하락이 방지되게 되어 후속하여 진행되는 압연작업을 보다 원활하게 수행할 수 있게 된다.

도 1은 종래 가열로의 내부 구조를 보인 모식도,

도 2는 도 1의 요부인 A, B에서 본 정면도,

도 3은 종래 가열로의 승온패턴을 보인 그래프,

도 4는 본 발명에 따른 가열로의 내부 구조를 보인 모식도,

도 5는 도 4의 요부인 C, D에서 본 정면도,

도 6은 본 발명에 따른 가열로의 승온패턴을 보인 그래프.

♧ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♧

100....가열로 110....슬라브

200....제4가열버너 210....제5가열버너

220....제6가열버너 230....제7가열버너

300....제1사절벽 310....제2사절벽

400....제1균열버너 410....제2균열버너

Claims (3)

1. 후판용 슬라브를 예열하는 예열대, 가열하는 가열대, 균열하는 균열대로 이루어진 푸셔식 가열로 구조에 있어서;

   상기 예열대와 가열대가 접하는 부위의 상,하부를 예열대 쪽으로 밀어 예열대를 축소하고 가열대를 확장시킨 상부 확장부 및 하부 확장부와;

   상기 가열대의 시작과 끝지점 상,하부 모두 4곳에 설치된 제4,5,6,7가열버너와;

   상기 균열대가 시작하는 지점의 상,하부 모두 2곳에 설치된 제1,2균열버너로 구성된 것을 특징으로 하는 푸셔식 가열로 구조.
2. 청구항 1에 있어서;

   상기 가열대의 길이 중간 천정면에는 하방향으로 돌출형성된 제1,2사절벽이 더 형성된 것을 특징으로 하는 푸셔식 가열로 구조.
3. 청구항 2에 있어서;

   상기 제1,2사절벽은 예열대로부터 균열대를 향하여 간격을 두고 순차형성되되, 뒷쪽인 제2사절벽이 제1사절벽 보다 더 길게 형성된 것을 특징으로 하는 푸셔식 가열로 구조.

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