KR20090040599A - 수직 소둔로 내부 발생 더스트 제거 장치 - Google Patents

수직 소둔로 내부 발생 더스트 제거 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광휘소둔라인에 설치되는 수직 소둔로 내부의 더스트를 효과적으로 제거할 수 있는 더스트 제거 장치에 관한 것이다. 본 발명의 더스트 제거 장치는 수직 소둔로의 냉각대 내부에 배치되는 노즐과, 이 노즐에 결합하며 냉각대 내부의 더스트를 제거하기 위해 노즐에 대한 퍼지 가스 공급을 제어하는 밸브를 포함한다. 여기서, 냉각대의 쿨링팬 및 밸브는 수직 소둔로가 개방된 상태에서 기설정된 시간 동안 동시에 작동된다.
수직 소둔로, 더스트, 제거, 노즐, 밸브

Description

수직 소둔로 내부 발생 더스트 제거 장치{Apparatus for removing dust produced in vertical annealing furnace}
본 발명은 스테인리스 냉연공장의 광휘 소둔 라인에 설치되는 수직 소둔로에 관한 것이고, 더 상세하게는 수직 소둔로 내부의 더스트(dust)를 제거할 수 있는 더스트 제거 장치에 관한 것이다.
일반적으로 스테인리스용 광휘소둔라인은 거울과 같은 광택을 가지는 스테인리스 강판을 생산하는 라인으로서, 소둔 과정 중에 발생하는 산화에 의해 강판의 광택도가 저하하는 것을 방지하기 위하여 수소를 포함하는 환원성 분위기에서 강판을 열처리하는 설비이다.
이러한 광휘소둔라인에는 스테인리스 강판(이하 스트립이라 한다)의 간섭을 최소화하고 노압을 안정된 상태로 유지하기 위하여 수직 소둔로가 주로 사용된다.
하지만, 수직 소둔로 내부에는 수소 소둔시 발생하는 더스트가 잔존하게 된다. 더스트는 주로 스트립 표면에서 박리된 물질로서 미세한 백색 가루(이하 백분이라 한다)를 가리킨다. 이러한 더스트는 소둔로 작동 초기의 쿨링팬 가동시 소둔로 내부에서 와류되는 공기 흐름에 의해 스트립 표면에 부착된다. 즉 상기 더스트 는 스트립 표면의 결함 및 오염 발생의 원인이 된다.
종래에는 수직 소둔로의 개방 수리작업시 소둔로 내부에 공기가 흡입된 상태에서 쿨링팬을 가동시켜 고속의 많은 바람이 소둔로 내부를 흐르게 함으로써 소둔로 내부의 더스트를 제거하고자 하였다. 그러나 상기 종래의 방법은 소둔로 내부에 잔존하는 더스트의 일부만을 제거할 수 있었다. 이와 같이, 종래에는 수직 소둔로 내부의 더스트 제거 공정을 수행한 후에도 여전히 많은 더스트가 잔존하므로 생산제품의 품질을 저하시키고 빈번히 소둔로를 정비수리해야 하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 냉각대의 쿨링팬과 수직 소둔로 내부의 비상 퍼지용 질소가스를 이용하여 소둔로 개방시 외부 공기 접촉에 의해 박리된 더스트를 효과적으로 제거할 수 있는 더스트 제거 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 더스트 제거 장치는 수직 소둔로의 냉각대 내부에 배치되는 노즐; 및 상기 노즐에 결합하며 냉각대 내부의 더스트를 제거하기 위해 노즐에 대한 퍼지 가스 공급을 제어하는 밸브를 포함한다.
상기 노즐은 냉각대에 설치된 쿨링팬의 작동시 생성되는 냉각공기의 유동 방향과 동일 방향으로 퍼지 가스가 방출되도록 냉각대의 입구, 중앙 및 출구 중 적어도 어느 한 곳에 배치된다.
상기 밸브 및 쿨링팬은 수직 소둔로 개방시 동시에 작동된다.
상기 노즐은 냉각대의 입구, 중앙 및 출구 중 어느 하나의 크기에 대응하는 노즐구멍 길이를 구비한다.
본 발명은 수직 소둔로 내부에 잔존하는 더스트를 실질적으로 완전히 제거함으로써 더스트에 의한 제품 결함 및 오염을 방지하여 생산제품에 대한 품질향상과 정비수리 횟수 감소에 의한 비용절감의 효과가 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 수직 소둔로용 더스트 제거 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 더스트 제거 장치를 적용할 수 있는 수직 소둔로의 사시도이다. 도 1에서는 설명의 편의를 위해 일부 구성을 투명하게 도시하였다.
도 1을 참조하면, 수직 소둔로는 스테인리스 스트립(1)의 진입을 가이드하기 위한 인렛 실롤(inlet seal roll)(2), 스트립(1)의 인장을 조정하기 위한 댄스롤(dance roll)(3), 인렛 실롤(2)과 댄스롤(3)이 포함된 스트립(1)의 진입부를 밀폐하기 위한 인렛 실박스(inlet seal box)(4), 인렛 실박스(4)의 상방에 결합하는 가열대(5), 가열대(5) 내부에 환원성 분위기를 유지하기 위해 설치되며 수소가스와 같은 분위기 가스가 충전되는 머플(muffle)(7), 가열대(5)의 일측에 설치된 버너(미도시)에 의해 가열되어 가열대(5)의 내부를 순환한 공기를 외부로 배출하는 스택(8), 열처리된 스트립(1)을 냉각하기 위한 냉각대(10), 냉각되는 스트립(1)의 인장을 조정하기 위한 톱롤(top rolls)(11, 13), 가열대(5)의 상방에 설치되며 냉각대(10)와 결합하고 톱롤(11, 13)이 포함된 수직 소둔로 상부를 밀폐하기 위한 톱롤박스(12), 스트립(1)의 진출을 가이드하기 위한 아웃렛실롤(14), 및 외부로 진출된 스트립(1)의 인장을 조정하기 위한 또 다른 댄스롤(15)을 포함한다. 여기서 냉각대(10)는 톱롤박스(12)에 좌우 3개씩 총 6개가 설치되어 있다.
또한 수직 소둔로의 내부에는 수소 소둔시 발생한 더스트가 잔존하게 되는 데, 본 실시예의 수직 소둔로는 상기 더스트를 제거하기 위하여 설치되는 더스트 제거 장치를 포함한다. 더스트는 주로 머플 하부면(7a)과 냉각대(10) 내부에 잔존한다. 머플 하부면(7a)에 잔존하는 더스트는 소둔로 수리작업시 제거가 용이하지만 냉각대(10) 내부의 더스트는 제거가 어렵다. 따라서 본 실시예에서는 냉각대(10) 내부의 더스트를 제거하는 것을 중심으로 설명한다. 본 실시예의 더스트 제거 장치는 기본적으로 퍼지용 질소가스 배관의 분사헤드 부분에 결합하여 냉각대(10) 내부에 설치되는 노즐과, 질소가스 공급을 제어하기 위하여 상기 배관의 중간 부분에 설치되는 밸브를 포함한다. 먼저 상기 노즐에 대하여 아래에서 상세히 설명한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 더스트 제거 장치를 설명하기 위한 부분 횡단면도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 더스트 제거 장치는 수직 소둔로의 각 냉각대(10) 내부에 설치되는 노즐(18a, 18b, 18c)을 포함한다. 노즐(18a, 18b, 18c)은 수직 소둔로 개방시 고압의 퍼지용 질소가스를 방출하도록 수직 소둔로의 퍼지용 질소가스 배관의 분사헤드 부분에 설치된다. 제1 노즐(18a)은 도 3a에 도시한 바와 같이 냉각대(10)의 인렛(inlet)(10a) 부분에 설치되며 밸브의 작동시 냉각대(10)의 중간부를 향해 질소가스를 방출한다. 제2 노즐(18b)은 도 3b에 도시한 바와 같이 냉각대(10)의 중간부(10b)에서 쿨링팬(17)의 전단에 설치되며 밸브의 작동시 냉각대(10)의 아웃렛(outlet)(10c)을 향해 질소가스를 방출한다. 제3 노즐(18c)은 도 3c에 도시한 바와 같이 냉각대(10)의 아웃렛(10c) 부분에 설치되며 밸브의 작동시 수직 소둔로의 내부공간(21)을 향해 질소가스를 방출한다. 여기서 냉각대(10)의 인 렛(10a), 중간부(10b) 및 아웃렛(10c)은 쿨링팬(17) 가동시 분위기 가스의 흐름을 고려하여 붙여진 명칭이다.
수소 소둔 공정시에 발생하여 냉각대(10)의 내부 특히 인렛(10a)에 잔존하는 더스트(16)는 수직 소둔로 개방시 외부 공기 접촉에 의해 소둔로의 내표면에서 박리되어 소둔로의 내부에 부유한다. 이때 본 실시예에서는, 도 2b에 도시한 바와 같이, 각 노즐(18a, 18b, 18c)을 통해 쿨링팬(17)의 냉각공기의 유동 방향과 동일한 방향(A, B, C)으로 고압의 질소 가스를 방출하고, 방출된 질소가스에 의해 더스트(16)를 냉각대(10) 밖으로 강제 배출시킨다. 그리고 질소 가스의 방출이 멈추면, 냉각대(10)로부터 수직 소둔로의 내부공간(21)으로 배출된 더스트(16)는 로내 하부의 머플 하부면(7a)이나 인렛실박스로 중력에 의해 떨어진다. 머플 하부면(7a)나 인렛실박스에 떨어진 더스트는 수직 소둔로의 수리작업시 수직 소둔로 몸체의 결합 전에 손쉽게 제거될 수 있다.
또한 본 실시예의 더스트 제거 장치는 냉각대(10)에 기설치되어 있는 쿨링팬(17)을 포함할 수 있다. 다시 말하면, 본 실시예에서는 냉각대(10)의 쿨링팬(17)과 함께 밸브를 동시에 그리고 일정시간 동안 작동시킴으로써 냉각대(10) 내부를 동일한 방향으로 유동하는 냉각동기와 질소가스에 의해 냉각대(10) 내부의 더스트를 더욱 효과적으로 냉각대(10) 밖으로 강제 배출시켜 로내 하부로 낙하킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 노즐 및 밸브의 사시도이다.
도 4를 참조하면, 노즐(18)은 퍼지용 질소가스가 유동하는 배관(23)의 분사 헤드로서 배관(23)의 말단에 결합된다. 노즐(18)은 슬릿 모양의 노즐구멍(19)을 구비한다. 전술한 노즐(18)은 냉각대의 인렛, 중간부 및 아웃렛에 각각 설치될 수 있다. 상기 노즐(18)이 냉각대의 인렛에 설치되면 위에서 언급한 제1 노즐(18a)에 대응하고, 중간부 및 아웃렛에 설치되면 제2 노즐(18b) 및 제3 노즐(18c)에 각각 대응한다.
노즐구멍(19)의 길이(L2)는 노즐(18)이 설치되는 냉각대의 인렛, 중간부 또는 아웃렛의 가로 또는 세로 길이(L1)(도 3c 참조)와 거의 동일하게 설계된다. 그것은, 예컨대, 냉각대의 사각 인렛 또는 사각 아웃렛의 크기에 맞추어 4개의 노즐(18)을 냉각대 인렛 또는 아웃렛의 내표면에 설치하기 위한 것이다. 상기 구성에 의하면, 냉각대 내부에 부유하는 더스트뿐 아니라 냉각대 내표면에 아직 부착되어 있는 더스트까지 더욱 효과적으로 제거할 수 있다.
밸브(25)는 배관(23)을 통과하는 퍼지용 질소가스의 방출을 제어하기 위하여 배관(23) 중간에 설치된다. 밸브(25)는 샷오프밸브(shut off valve), 토글 밸브(toggle valve) 등의 유량제어 밸브를 포함한다. 샷오프밸브는 청정도를 요구하는 유체제어부에 사용할 수 있도록 제작된 단속밸브로서, 내구성이 우수하고 기계적으로 정밀가공되어 있어 기밀성이 우수하다. 그리고 샷오프밸브는 유체의 샷오프를 90도 회전하는 것만으로 간단하게 조작가능하다.
도 5는 본 발명의 더스트 제거 장치의 구성도이다.
도 5를 참조하면, 더스트 제거 장치의 밸브(25a, 25b, 25c)는 타이머(27)에 의해 설정된 일정시간 동안 냉각대의 인렛, 중간부 및 아웃렛에 설치된 각 노 즐(18a, 18b, 18c)에 퍼지용 질소가스가 공급되도록 작동한다. 그리고 밸브(25a, 25b, 25c)의 작동과 동시에 쿨링팬(17)은 타이머(27)에 의해 설정된 일정시간 동안 작동하여 냉각대 내부에 냉각공기의 흐름을 발생시킨다. 여기서, 일정시간은 냉각대 내부의 더스트를 소둔로의 내부공간으로 강제 이동시키는데 소요되는 시간으로써 대략 0.1초 내지 10초 범위에서 설정될 수 있다.
전술한 구성에 의하면, 수직 소둔로 내부의 더스트 특히 냉각대 내부의 더스트를 로내 하부로 낙하시켜 제거할 수 있다.
한편, 전술한 실시예에서는 노즐이 냉각대의 인렛, 중간부, 아웃렛에 모두 설치되는 경우를 예를 들어 설명하였다. 하지만 본 발명은 그러한 구성으로 한정되지 않고, 노즐이 냉각대의 인렛에만 설치되는 구조나 냉각대의 인렛과 중간부에만 설치되는 구조를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 더스트제거장치를 적용할 수 있는 수직 소둔로의 사시도.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 더스트제거장치를 설명하기 위한 부분횡단면도.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 노즐을 설명하기 위한 개략도.
도 4는 본 발명의 노즐 및 밸브의 사시도.
도 5는 본 발명의 더스트 제거 장치의 구성도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 스트립(strip) 2 : 인렛 실롤(inlet seal roll)
3, 15 : 댄스롤(dance roll) 4 : 인렛 실박스(inlet seal box)
5 : 가열대
7 : 머플(muffle) 8 : 스택(stack)
10 : 냉각대 11, 13 : 톱롤(top roll)
12 : 톱롤박스 14 : 아웃렛실롤(outlet seal roll)
17 : 쿨링팬 18, 18a, 18b, 18c : 노즐
19 : 노즐구멍 23 : 배관
25, 25a, 25b, 25c : 밸브 27 : 타이머

Claims (4)

  1. 수직 소둔로의 냉각대 내부에 설치되는 노즐; 및
    상기 노즐에 결합하며 상기 냉각대 내부의 더스트를 제거하기 위해 상기 노즐에 대한 퍼지 가스 공급을 제어하는 밸브
    를 포함하는 더스트 제거 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 노즐은 상기 냉각대에 설치된 쿨링팬의 작동시 생성되는 냉각공기의 유동 방향과 동일 방향으로 상기 퍼지 가스가 방출되도록 상기 냉각대의 인렛, 상기 인렛과 중앙부, 및 상기 인렛과 상기 중앙부와 아웃렛으로 이루어진 그룹에서 선택되는 어느 하나의 위치에 설치되는 더스트 제거 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 밸브 및 상기 쿨링팬은 상기 수직 소둔로가 개방된 상태에서 동시에 작동되는 더스트 제거 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 노즐은 상기 냉각대의 인렛, 중앙부 및 아웃렛 중 어느 하나의 가로 또는 세로 길이에 대응하는 노즐구멍 길이를 구비하는 더스트 제거 장치.
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