KR20090030515A - Heater for annealing furnace - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 소둔로용 가열장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소둔로에서 열처리하는 강판의 강종에 해당하는 열처리 조건이 유지되게 열량의 공급량을 미세조절하여 재질 및 표면 품질 저하를 방지할 수 있는 소둔로용 가열장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heating apparatus for an annealing furnace, and more particularly, annealing that can prevent the degradation of material and surface quality by finely adjusting the amount of heat supplied to maintain the heat treatment conditions corresponding to the steel type of the steel sheet heat treated in the annealing furnace. It relates to a furnace heating device.
일반적으로 냉연강판의 연속소둔공정은 냉연강판을 연속으로 소둔처리하기 위한 공정으로서, 도 1에 나타낸 바와 같이 소둔로(100)에 진입된 강판(S)은 예열대(110)에서 예열되고 가열대(120)에서 가열된 후, 균열대(130) 및 냉각대(140) 등을 경유하여 산세전처리부(150)를 통과하면서 산세 후 배출된다.In general, the continuous annealing process of the cold rolled steel sheet is a process for continuously annealing the cold rolled steel sheet, as shown in FIG. 1, the steel sheet S entered into the annealing
특히, 냉간압연을 거친 스테인레스 강판은 냉간가공시에 발생한 잔류응력을 제거하기 위하여 고온에서 가열하여 재결정을 실시하는 소둔 과정을 실시하게 된다.In particular, the cold rolled stainless steel sheet is subjected to an annealing process of recrystallization by heating at high temperature in order to remove the residual stress generated during cold working.
상기 스테인리스 강판의 소둔과정은 산화분위기 또는 환원분위기에서 행하게 된다.Annealing of the stainless steel sheet is carried out in an oxidizing or reducing atmosphere.
산화분위기에서는 소둔시 강판 표면에 다층 구조의 산화 스케일이 생성되고 산세에 의하여 제거하는 소둔산세(Annealing & Pickling : AP) 실시하며, 환원분위기에서는 밀폐된 소둔로 내로 환원가스(수소(H2) 또는수소(H2) + 질소(N2))를 투입하여 환원성 분위기에서 열처리하는 광휘소둔(Bright Annealing : BA)이 실시된다.In an oxidizing atmosphere, an annealing and pickling (AP) process is performed in which an oxide scale having a multi-layer structure is formed on the surface of the steel sheet and is removed by pickling. Bright Annealing (BA) is carried out by adding (H 2) + nitrogen (N 2)) to heat treatment in a reducing atmosphere.
한편, 소둔과정은 냉간가공시에 발생한 스트립내의 잔류응력을 제거하기 위하여 스트립에 열을 가해 열처리를 함으로써 새로운 결정립이 나타나 점점 성장하여 재결정 현상으로 강판조직을 연화시키고, 가공성을 좋게하여 최종제품이 요구하는 재질을 확보하기 위한 것이다.On the other hand, in the annealing process, in order to remove the residual stress in the strip during cold working, heat is applied to the strip and heat treatment, whereby new grains appear and gradually grow to soften the steel sheet structure by recrystallization and improve the workability. It is to secure the material.
따라서, 스테인레스 강판은 강종에 따라 소둔로의 가열대내 분위기(소둔온도, 로압, O2 농도 또는 H2 농도 등)를 서로 다르게 유지하여야 하는 것이며, 특히, 소둔온도는 강판의 재질 및 표면 품질을 결정하는 매우 중요한 인자이다.Therefore, the stainless steel sheet must maintain the atmosphere (annealing temperature, low pressure, O2 concentration or H2 concentration, etc.) differently in the heating zone of the annealing furnace according to the steel grade, in particular, the annealing temperature is very important to determine the material and surface quality of the steel sheet. It is an important factor.
한편, 소둔로의 열용량은 생산되는 강종에 의하여 결정되는데 일반적으로 스테인레스 300계 강종과 400계 강종으로 구별하여 결정되는 것이며, 최근에는 한 개의 소둔로에서 300계와 400계를 모두 생산 하고 있다.On the other hand, the heat capacity of the annealing furnace is determined by the steel produced, which is generally determined by distinguishing between
즉, 종래에는 도 2에 나타낸 바와 같이 가열대(110)의 내부에 강판(S)을 가열하기 위한 복수개의 버너(200)가 강판(S)의 상/하 부에 각각 설치되어 있고, 그 버너(200)에는 가스 공급관(210) 및 연소공기 공급관(220)이 각각 연결되어 있다.That is, conventionally, as shown in FIG. 2, a plurality of
그리고, 상기 가스 공급관(210)에는 공급되는 가스의 양을 조절하기 위한 가스 밸브(211) 및 가스용 유량계(212)가 설치되어 있고, 상기 연소공기 공급관(220)에는 공급되는 연소공기의 양을 조절하기 위한 연소공기 밸브(221) 및 연소공기용 유량계(222)가 설치되어 있다.In addition, the
따라서, 강판(S)은 가열대(120)를 통과하면서 그 강판(S)의 강종에 해당하는 온도(이하 “판온도”라 한다)로 가열되는 것이며, 이때 가스 밸브(211) 및 연소공기 밸브(221)가 개방되는 것으로서, 버너(200)에 화염이 발생되어 가열대(120) 내부를 통과하는 강판(S)을 판온도로 가열하는 것이다.Therefore, the steel sheet S is heated to a temperature (hereinafter referred to as "plate temperature") corresponding to the steel type of the steel sheet S while passing through the heating table 120, wherein the
이와 같이 강판(S)을 판온도로 가열할 때에는 가스용 유량계(212) 및 연소공기용 유량계(222)를 통하여 가스 공급량과 연소공기 공급량을 관측하면서 가스 밸브(211)와 연소공기 밸브(221)의 개폐량을 조절하는 것으로서, 가열대(120) 내부의 열량을 조절하는 것이다.As described above, when heating the steel sheet S to the plate temperature, the
한편, 소둔로의 가열대 내부 분위기(로압, O2 농도 또는 H2 농도 등)는 기술개발에 의하여 조절이 가능하나 종래와 같이 한 개의 가열대를 이용하여 300계 및 400계 자체의 강판 비열 차이에 의한 판온도를 확보하는데 한계가 있었다.On the other hand, the internal atmosphere (low pressure, O2 concentration, or H2 concentration, etc.) of the annealing furnace can be controlled by technology development, but the plate temperature due to the difference in the specific heat of the steel sheet of the 300 series and the 400 series itself using a single heating stage as in the prior art. There was a limit to securing it.
즉, 강종별 소둔온도가 서로 상이하며, 300계의 경우 균열대에서 목표 온도는 약 1100도 부근이고, 400계의 경우 균열대에서 목표 온도는 약 1000도 부근이다.In other words, the annealing temperature for each steel type is different from each other, in the case of 300 series, the target temperature is about 1100 degrees in the crack zone, and in the case of 400 series, the target temperature is about 1000 degrees in the crack zone.
상기 균열대에서 강판의 목표 온도를 맞추기 위하여 예열대에서 가열대까지 목표온도까지 가열하는데 400계의 특정온도구간(650도 ~ 750도)은 가열대에 해당되며 이때 가열대에 설치된 버너(200)는 100% 부하량으로 강판(S)에 열을 공급하지만 도 3에 나타낸 바와 같이 400계의 비열이 커서 목표온도까지 확보가 불가능하다.In order to meet the target temperature of the steel sheet in the cracking zone to the target temperature from the preheating zone to the heating zone, 400 specific temperature section (650 degrees ~ 750 degrees) corresponds to the heating zone, the
만약 가열대에 400계 전용으로 버너(200)를 설계하였다면 400계 강판(S)의 가열을 위한 열량확보가 가능하지만 300계 강판(S)의 가열하기 위한 버너(200)가 불가능하게 된다.If the
왜냐하면, 일반적인 버너(200)는 10:1 턴다운(turn down: 버너의 열공급 용량을 10을 보았을 때 1 이하에서는 제어가 불가능함을 나타냄)을 가지고 있고, 버너(200)에 공급되는 가스와 연소공기를 가스 밸브(211) 및 연소공기 밸브(221)도 일정 유량 이하에서는 제어가 불가능하며, 가스와 연소공기의 유량을 검출하는 가스용 유량계(212) 및 연소공기용 유량계(222) 역시 측정범위를 벗어나면 정도가 급격히 낮아져 정확한 온도제어가 불가능하게 되는 것이다.Because, the
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 강판을 가열하는 가열대 내부에 설치된 복수개의 버너가 서로 다른 열량으로 동작되도록 가스 및 연소공기를 공급하는 한 쌍의 공급부를 설치하여 공급되는 강판의 강종에 해당하는 열량으로 버너를 제어할 수 있는 소둔로용 가열장치를 제공함에 있다.The present invention is to solve the above problems, the object is to provide a plurality of burners installed inside the heating table for heating the steel sheet is supplied by installing a pair of supply unit for supplying gas and combustion air so as to operate with different heat amount It is to provide a heating apparatus for the annealing furnace that can control the burner by the heat amount corresponding to the steel grade of.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 구성을 설명하면 다음과 같다.Referring to the characteristic configuration of the present invention for achieving the above object is as follows.
본 발명 소둔로용 가열장치는 강판을 가열하도록 가열대의 내측 상/하부에 설치된 복수개의 버너와, 상기 각 버너에서 서로 다른 열량의 화염이 발생되도록 가스 및 연소공기를 공급하는 제 1 공급부 및 제 2 공급부를 포함하되, 상기 제 1 공급부은 버너에 가스를 공급하는 제 1 가스 공급관 및 제 1 연소공기 공급관과, 상기 제 1 가스 공급관을 통하여 공급되는 가스의 양을 조절하기 위한 제 1 가스 밸브 및 제 1 가스 조절밸브와, 상기 제 1 가스 밸브을 통하여 공급되는 가스양을 표시하는 제 1 가스용 유량계와, 상기 제 1 연소공기 공급관을 통하여 공급되는 연소공기의 양을 조절하기 위한 제 1 연소공기 밸브와, 상기 제 1 연소공기 밸브 및 제 1 연소공기 조절밸브을 통하여 공급되는 연소공기양을 표시하는 제 1 연소공기용 유량계으로 이루어지고, 상기 제 2 공급부은 버너에 가스를 공급하는 제 2 가스 공급관 및 제 2 연소공기 공급관과, 상기 제 2 가스 공급관을 통하여 공급되는 가스의 양을 조절하기 위한 제 2 가스 밸브 및 제 2 가스 조절밸브와, 상기 제 2 가스 밸브을 통하여 공급되는 가스양을 표시하는 제 2 가스용 유량계와, 상기 제 2 연소공기 공급관을 통하여 공급되는 연소공기의 양을 조절하기 위한 제 2 연소공기 밸브와, 상기 제 2 연소공기 밸브 및 제 2 연소공기 조절밸브을 통하여 공급되는 연소 공기양을 표시하는 제 2 연소공기용 유량계로 이루어진 것이다.The heating apparatus for annealing furnace of the present invention includes a plurality of burners installed on the upper and lower inner portions of the heating table to heat the steel sheet, and a first supply unit and a second supply unit for supplying gas and combustion air so that flames of different calories are generated in the respective burners. A first gas supply pipe and a first combustion air supply pipe for supplying a gas to a burner, a first gas valve and a first gas valve for adjusting an amount of gas supplied through the first gas supply pipe; A first gas flow meter for indicating a first gas control valve, an amount of gas supplied through the first gas valve, a first combustion air valve for adjusting an amount of combustion air supplied through the first combustion air supply pipe; A first flow meter for combustion air indicating an amount of combustion air supplied through the first combustion air valve and the first combustion air control valve, and The second supply unit includes a second gas supply pipe and a second combustion air supply pipe for supplying gas to the burner, a second gas valve and a second gas control valve for adjusting the amount of gas supplied through the second gas supply pipe, A second gas flow meter indicating the amount of gas supplied through the second gas valve, a second combustion air valve for adjusting the amount of combustion air supplied through the second combustion air supply pipe, and the second combustion air valve And a second combustion air flow meter indicating the amount of combustion air supplied through the second combustion air control valve.
본 발명은 소둔로에서 강판을 열처리할 때 특히, 특정온도구간(650도 ~ 750도)에서 그 강판의 강종에 해당하는 온도조건을 유지할 수 있도록 버너에 공급되는 열량을 조절하여 강판의 재질 및 표면 품질 저하를 방지할 수 있는 특유의 효과가 있다.In the present invention, the heat treatment of the steel sheet in the annealing furnace, in particular, by controlling the amount of heat supplied to the burner to maintain the temperature conditions corresponding to the steel grade of the steel sheet in a specific temperature range (650 degrees to 750 degrees) of the steel sheet material and surface There is a peculiar effect that can prevent the degradation of quality.
본 발명을 나타낸 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.When described with reference to the accompanying drawings showing the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 가열장치를 나타낸 개략도이다.4 is a schematic view showing a heating apparatus according to the present invention.
여기에서 참조 되는 바와 같이 본 발명은 강판(S)을 가열하는 가열대(120)의 내측 상/하부에 복수개의 버너(300)가 설치되어 있되, 상기 각 버너(300)에서 서로 다른 열량의 화염이 발생되도록 가스 및 연소공기를 공급하는 제 1 공급부(400) 및 제 2 공급부(500)가 각각 연결되어 있고, 상기 제 1 공급부(400)는 300계 스테인레스를 가열할 수 있는 제어범위로 이루어져 있으며, 제 2 공급부(500)는 400계 스테인레스를 가열할 수 있는 제어범위로 이루어져 있다.As referred to herein, in the present invention, a plurality of
상기 제 1 공급부(400)에는 버너(300)에 가스를 공급하는 제 1 가스 공급관(410) 및 제 1 연소공기 공급관(420)이 마련되어 있고, 상기 제 1 가스 공급관(410)에는 그 제 1 가스 공급관(410)을 통하여 공급되는 가스의 양을 조절하기 위한 제 1 가스 밸브(430) 및 제 1 가스 조절밸브(440)가 설치되어 있으며, 상기 제 1 가스 공급관(410)에는 상기 제 1 가스 밸브(430)를 통하여 공급되는 가스양을 표시하는 제 1 가스용 유량계(450)가 설치되어 있다The
한편, 상기 제 1 연소공기 공급관(420)에는 그 제 1 연소공기 공급관(420)을 통하여 공급되는 연소공기의 양을 조절하기 위한 제 1 연소공기 밸브(460) 및 제 1 연소공기 조절밸브(470)가 설치되어 있으며, 상기 제 1 연소공기 공급관(420)에는 상기 제 1 연소공기 밸브(460)를 통하여 공급되는 연소공기양을 표시하는 제 1 연소공기용 유량계(480)가 설치되어 있다.Meanwhile, the first combustion
상기 제 2 공급부(500)에는 버너(300)에 가스를 공급하는 제 2 가스 공급관(510) 및 제 2 연소공기 공급관(520)이 마련되어 있고, 상기 제 1 가스 공급관(410)에는 그 제 2 가스 공급관(510)을 통하여 공급되는 가스의 양을 조절하기 위한 제 2 가스 밸브(530) 및 제 2 가스 조절밸브(540)가 설치되어 있고, 상기 제 2 가스 공급관(510)에는 상기 제 2 가스 밸브(530)를 통하여 공급되는 가스양을 표시하는 제 2 가스용 유량계(550)가 설치되어 있다.The
한편, 상기 제 2 연소공기 공급관(520)에는 그 제 2 연소공기 공급관(520)을 통하 여 공급되는 연소공기의 양을 조절하기 위한 제 2 연소공기 밸브(560) 제 2 연소공기 조절밸브(570)가 설치되어 있고, 상기 제 2 연소공기 공급관(520)에는 상기 제 2 연소공기 밸브(560)를 통하여 공급되는 연소공기양을 표시하는 제 2 연소공기용 유량계(580)가 설치되어 있다.Meanwhile, the second combustion
이와 같이 구성된 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the present invention configured as described in detail as follows.
먼저, 가열대(120)로 공급되는 강판(S)의 종류(300계, 400계)에 따라서, 제 1 공급부(400) 또는 제 2 공급부(500)를 작동시켜 상기 가열대(120)에 설치된 버너(300)의 열 효율을 조절하는 것이다.First, according to the type (300 series or 400 series) of the steel sheet S supplied to the heating table 120, the
즉, 300계 강판(S)이 공급될 때 제 1 가스 공급관(410) 및 제 1 연소공기 공급관(420)을 통하여 가스 및 연소공기가 공급될 수 있도록 제 1 가스 밸브(430) 및 제 1 연소공기 밸브(460)를 개방시키는 것이며, 이때 제 1 가스용 유량계(450) 및 제 1 연소공기용 유량계(480)를 확인하면서 제 1 가스 밸브(430) 및 제 1 연소공기 밸브(460)를 개방 시킨 상태에서 제 1 가스 조절밸브(440) 및 제 1 연소공기 조절밸브(470)를 조절하는 것으로서, 공급되는 가스 및 연소공기의 양을 제어하는 것이다.That is, the
또한, 400계 강판(S)이 공급될 때 제 2 가스 공급관(510) 및 제 2 연소공기 공급관(520)을 통하여 가스 및 연소공기가 공급될 수 있도록 제 2 가스 밸브(530) 및 제 2 연소공기 밸브(560)를 개방시키는 것이며, 이때 제 2 가스용 유량계(550) 및 제 2 연소공기용 유량계(580)를 확인하면서 제 2 가스 밸브(530) 및 제 2 연소공기 밸브(560)를 개방 시킨 상태에서 제 2 가스 조절밸브(540) 및 제 2 연소공기 조절 밸브(570)를 조절하는 것으로서, 공급되는 가스 및 연소공기의 양을 제어하는 것이다. In addition, the
이와 같은 본 발명에 의하면 가열대 내부에서 강판(S)을 가열할 때 특정온도구간(650도 ~ 750도)에서 버너(300)에 열량을 공급할 때 가열대를 통과하는 강판(S)의 강종에 따라서, 제 1 공급부(400) 또는 제 2 공급부(500)를 이용하여 공급되는 열량을 제어하게 되므로 강판(S)의 재질 및 표면 품질 저하를 방지하게 되는 것이다.According to the present invention as described above according to the steel type of the steel sheet (S) passing through the heating table when supplying heat to the
도 1은 일반적인 소둔라인을 나타낸 개략도.1 is a schematic view showing a general annealing line.
도 2는 종래 가열장치를 나타낸 개략도.2 is a schematic view showing a conventional heating apparatus.
도 3은 강종별 가열 온도를 나타낸 그래프.3 is a graph showing heating temperatures for different steel types.
도 4는 본 발명에 따른 가열장치를 나타낸 개략도.4 is a schematic view showing a heating apparatus according to the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
S : 강판 120 : 가열대S: steel plate 120: heating table
300 : 버너 400 : 제 1 공급부300: burner 400: first supply
410 : 제 1 가스 공급관 420 : 제 1 연소공기 공급관410: first gas supply pipe 420: first combustion air supply pipe
430 : 제 1 가스 밸브 440 : 제 1 가스 조절밸브430: first gas valve 440: first gas control valve
450 : 제 1 가스용 유량계 460 : 제 1 연소공기 밸브450: flow meter for the first gas 460: first combustion air valve
470 : 제 1 연소공기 조절밸브 480 : 제 1 연소공기용 유량계470: first combustion air control valve 480: flow meter for the first combustion air
500 : 제 2 공급부 510 : 제 2 가스 공급관500: second supply unit 510: second gas supply pipe
520 : 제 2 연소공기 공급관 530 : 제 2 가스 밸브520: second combustion air supply pipe 530: second gas valve
540 : 제 2 가스 조절밸브 550 : 제 2 가스용 유량계540: second gas control valve 550: flow meter for the second gas
560 : 제 2 연소공기 밸브 580 : 제 2 연소공기용 유량계560: second combustion air valve 580: flow meter for the second combustion air
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