KR20110010509A - 가열로의 이동용 빔 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가열로의 이동용 빔 구조체에 관한 것으로 내부에 냉각수가 흐르는 유로가 형성된 빔 몸체부재와, 상기 빔 몸체부의 상부에 분리 가능하게 결합하여 돌출되며 단열재로 제조된 받침부재와, 상기 빔 받침부의 상부를 덮어 커버하며 가열로 내에서 압연재의 하부에 접촉되는 받침 커버부재를 포함한 것이다.

본 발명은 가열로 내에서 압연재를 이동시키는 빔 즉, 고정 빔과 이동 빔에 적용됨으로써, 고정 빔과 이동 빔이 가열로 내의 고온에 의해 변형되거나 손상되는 것을 방지하고, 빔과 접촉되어 압연재에 온도 편차가 발생되는 것을 방지하는 효과가 있는 것이다.

따라서, 가열로의 제어가 용이하고 가열로에서 압연재를 균일하게 가열함으로써 가열로의 생산성과 압연 제품의 품질을 동시에 향상시킬 수 있는 것이다.

Description

가열로의 이동용 빔 구조체{Beam Structure for Movement of Heating Furnance}

본 발명은 가열로의 이동용 빔 구조체에 관한 것으로 더 상게하게는 가열로 내에서 압연재를 이송하는 이동 빔의 내구성을 증대시키고, 압연재의 가열 효율을 증대시킬 수 있도록 발명된 것이다.

일반적으로 압연공정의 기본이 되는 열간압연공정은 연속 주조에 의하여 제조한 슬라브(Slab) 또는 블룸(Bloom), 빌렛(Billet) 등의 주편 즉, 압연재를 가열로에 장입하여 고온으로 재가열한 후 조압연, 중간압연, 사상압연 등의 과정을 거쳐 최종 압연 제품을 생산하는 것이다.

가열로는 슬라브(Slab) 또는 블룸(Bloom), 빌렛(Billet) 등의 압연재가 내부로 장입된 후 압연재를 자체적으로 이동시키면서 가열하는 장치로 통상 내부가 예열대, 가열대, 균열대로 구분되어 압연재를 이동시키면서 열간 압연을 위해 적합한 온도로 점차 가열하게 되는 것이다.

상기 가열로의 내부에는 압연재를 자체적으로 이동시키는 이동용 빔 구조체가 구비되며, 상기 이동용 빔 구조체는 이격되게 배치되는 복수의 고정 빔과, 상기 고정 빔 사이에 배치되며 상승, 전진, 하강, 후진 작동을 반복하는 복수의 이동 빔을 포함한다.

즉, 상기 이동용 빔 구조체의 이동 빔은 상승하여 가열로 내로 장입되어 고정 빔에 올려진 압연재를 고정 빔의 상부로 다시 들어 올린 후 전진, 하강함으로써 다시 고정 빔에 올려 놓고 후진하여 원위치되는 동작을 반복하는 것이고, 이러한 이동 빔의 작동으로 압연재는 점차 앞으로 이동되면서 예열대, 가열대, 균열대를 거쳐 가열된 후 외부로 배출되는 것이다.

그러나 상기한 이동 빔 구조체의 이동 빔 및 고정 빔은 가열로 내부의 고온에 의해 쉽게 손상되고 변형되는 문제점이 있었던 것이다.

또한 상기 이동 빔 및 고정 빔은 수십 톤 이상의 압연재를 지지하므로 고온으로 가열되는 경우 압연재의 하중에 의해 손상 및 변형이 크게 발생하게 되므로 가열로 내에서 작업 중 작업 사고가 발생할 위험이 큰 문제점이 있었던 것이다.

본 발명의 목적은 가열로 내부에서 압연재의 이동용으로 사용되는 빔의 내구성을 증대시키고 압연재를 효율적으로 가열할 수 있도록 한 가열로의 이동용 빔 구조체를 제공하는 데 있다.

이러한 본 발명의 과제는 내부에 냉각수가 흐르는 유로가 형성된 빔 몸체부재와;

상기 빔 몸체부재의 상부에 분리 가능하게 결합하여 돌출되며 단열재로 제조된 받침부재와;

상기 받침부재의 상부를 덮어 커버하며 가열로 내에서 압연재의 하부에 접촉되는 받침 커버부재를 포함한 가열로의 이동용 빔 구조체를 제공함으로써 해결되는 것이다.

상기 빔 몸체부재는 내부에 냉각수가 흐르는 유로가 형성되며 금속 재질로 형성된 관 몸체부와;

상기 관 몸체부의 외측을 감싸며 내화재로 형성된 관 커버부를 포함한 것이다.

상기 받침부재는 세라믹 재질로 형성된 것이다.

상기 빔 몸체부재의 상부에는 이격된 고정 돌기가 돌출되고,

상기 받침부재는 상기 고정 돌기 사이로 상기 빔 몸체부재의 길이 방향으로 결합되어 분리 가능하게 장착되는 것이다.

상기 고정 돌기는 서로 마주 보는 내측면이 원호면으로 형성되고, 상기 받침부재의 양 측면에는 상기 원호면이 삽입되는 원호 홈이 형성된 것이다.

상기 받침 커버부재는 상기 받침부재의 상부면을 덮는 상면부와, 상기 상면부의 외주면을 따라 하부로 돌출되어 상기 받침부재의 양 측면을 커버하는 측면부 와 상기 받침부재의 양 단부를 덮어 커버하는 전면부 및 후면부를 포함한 것이다.

상기 받침부재의 상부 또는 하부 중 적어도 어느 한 측에는 열교환을 차단하는 빈 공간을 형성한 것이다.

본 발명은 가열로 내에서 압연재를 이동시키는 빔이 가열로 내의 고온에 의해 변형되거나 손상되는 것을 방지하고, 빔과 접촉되어 압연재에 온도 편차가 발생되는 것을 방지하는 효과가 있는 것이다.

따라서, 가열로의 제어가 용이하고 가열로에서 압연재를 균일하게 가열함으로써 가열로의 생산성과 압연 제품의 품질을 동시에 향상시킬 수 있는 것이다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 분해 사시도로서, 빔 몸체부재의 상부에 고정 돌기가 이격되게 돌출되고, 받침부재가 상기 고정 돌기의 이격된 사이로 결합하고, 받침부재의 상부로 받침 커버부재가 결합하는 예를 나타내고 있다.

도 2는 본 발명의 종 단면도로서, 빔 몸체부재 내에 냉각수가 흐르는 유로가 형성되고, 빔 몸체부재, 받침부재와 받침 커버부재의 결합 상태를 일 예로 나타내고 있다.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 작동 상태를 도시한 개략도로서, 가열로 내에서 본 발명이 고정 빔과, 이동 빔에 각각 적용된 예를 나타내고 있으며, 이동 빔이 상승, 전진, 하강, 후진의 작동을 반복하여 압연재를 이동시키는 것을 나타내고 있다.

이하, 도 1 내지 도 2에서 도시한 바와 같이 본 발명인 가열로의 이동용 빔 구조체의 빔 몸체부재(10)는 내부에 냉각수가 흐르는 유로(10a)가 형성되며, 도시하진 않았지만 유로(10a) 내로 냉각수를 유입시키는 유입구 및 유로(10a) 내의 냉각수를 배출하는 배출구가 구비된다.

즉, 냉각수는 유입구를 통해 유로(10a)로 유입된 후 배출구를 통해 배출되면서 순환되어 빔 몸체부재(10)를 냉각시키게 되는 것이다.

한편, 상기 빔 몸체부재(10)는 내부에 냉각수가 흐르는 유로(10a)가 형성되며 금속 재질로 형성된 관 몸체부(11)와;

상기 관 몸체부(11)의 외측을 감싸며 내화재로 형성된 관 커버부(12)를 포함하여 가열로 내의 고온에 의해 변형되지 않는 것이다.

즉, 관 몸체부(11)는 내화재인 관 커버부(12)가 외측을 감싸 일차적으로 열에 보호되며, 유로(10a) 내부에서 순환되는 냉각수에 의해 냉각되어 열에 의한 변형 및 파손이 방지되는 것이다.

한편, 상기 빔 몸체부재(10)의 상부에는 단열재로 제조된 받침부재(20)가 분리 가능하게 결합하여 돌출된다.

상기 받침부재(20)는 내열성이 강한 세라믹 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 빔 몸체부재(10)의 상부에는 이격된 고정 돌기(13)가 돌출되고, 상기 받침부재(20)는 상기 고정 돌기(13) 사이로 상기 빔 몸체부재(10)의 길이 방향으로 결합되어 분리 가능하게 장착되는 것이다.

상기 고정 돌기(13)는 서로 마주 보는 내측면이 원호면으로 형성되고, 상기 받침부재(20)의 양 측면에는 상기 원호면이 삽입되는 원호 홈(21)이 형성된다.

즉, 상기 받침부재(20)는 상기 빔 몸체부재(10)의 단부 측에서 양 측의 원호 홈(21)을 상기 고정 돌기(13)의 원호면에 일치시킨 다음 빔 몸체부재(10)의 길이 방향으로 이동시킴으로써 고정 돌기(13) 사이로 개재되어 장착되는 것이다.

상기 받침 부재와 고정 돌기(13)는 원호면으로 접촉되므로 상부로부터 가해지는 압연재의 하중을 고르게 분산시키게 되므로 압연재의 하중에 의한 변형 및 파손이 최소화되는 것이다.

한편, 상기 받침부재(20)의 상부는 받침 커버부재(30)로 덮여 커버되며, 상기 받침 커버부재(30)는 상기 받침부재(20)의 상부면을 덮는 상면부와, 상기 상면부의 외주면을 따라 하부로 돌출되어 상기 받침부재(20)의 양 측면을 커버하는 측면부와, 상기 받침부재(20)의 양 단부를 덮어 커버하는 전면부 및 후면부를 포함한다.

상기 받침 커버부재(30)는 세라믹 재질 등의 단열재로 제조되어 강도가 약한 받침부재(20)가 압연재와 직접 부딪치면서 파손되는 것을 방지하는 것으로, 양 측면부 및 전면부, 후면부가 고정 돌기(13)의 일부를 덮어 커버하도록 형성된다.

즉, 상기 받침 커버부재(30)는 받침부재(20)의 상부에서 받침부재(20)를 덮어 압연재와의 충돌로부터 받침부재(20)를 보호하며, 양 측면부 및 전면부, 후면부가 고정 돌기(13)에 걸려져 받침부재(20)의 유동을 방지하는 역할을 한다.

한편, 상기 받침부재(20)의 상부 또는 하부 중 적어도 어느 한 측에는 열교환을 차단하는 빈 공간(20a)을 형성하여 빔 몸체부재(10)의 유로(10a) 내 냉각수와 가열로 내에서 가열되어 이동되는 압연재와의 열교환 량을 더 줄이는 것이 바람직하다.

일 예를 들면 상기 받침부재(20)의 상부 측은 받침 커버부재(30) 도는 받침부재(20)의 상부면에 홈을 형성하여 빈 공간(20a)을 형성하고, 상기 받침부재(20)의 하부 측은 받침부재(20)를 빔 몸체부재(10)와 이격되게 장착시킴으로써 빈 공간(20a)을 형성하는 것이다.

Q : 열전달량

ΔT : 온도차(압연재 온도 - 냉각수 온도)

ΔX : 압연재와 빔 몸체부재 사이의 거리

A : 압연재의 빔 몸체부재로 전달하는 부분의 총 단면적

k : 열전도 계수

상기 수학식 1은 열전달량 계산식이며, 상기 열전달량 계산식에서 보는 바와 같이 압연재의 빔 몸체부재(10)로 전달하는 부분의 총 단면적을 줄이면 열전달량이 작아지는 것을 알 수 있다.

따라서 상기 빔 몸체부재(10)의 상부로 돌출되는 부분, 즉, 받침부재(20) 및 받침 커버부재(30), 고정 돌기(13)의 총 단면적을 줄이면 단면적을 줄일 수 있으므로 상기 받침부재(20)의 상부 또는 하부 중 적어도 어느 한 측에 빈 공간(20a)을 형성하는 것이 바람직한 것이며 상부 또는 하부 양 측에 빈 공간(20a)을 형성하는 것이 더 바람직한 것이다.

한편, 본 발명인 가열로의 이동용 빔 구조체는 도 3에서 도시한 바와 같이 가열로 내에서 압연재(3)의 하부면을 지지하여 한 방향으로 이동시키는 고정 빔(1)과 이동 빔(2)으로 사용되는 것이다.

본 발명이 적용된 고정 빔(1)은 가열로 내에서 압연재(3)의 이동 방향을 따라 이격되게 복수로 설치되며, 본 발명이 적용된 이동 빔(2)은 고정 빔(1)의 사이에 배치되게 설치되는 것이다.

상기 이동 빔(2)은 도 4에서 도시한 바와 같이 승강한 후 전진하여 고정 빔(1)의 상부에 올려진 압연재(3)를 들어 올려 앞으로 이동시킨다.

그리고 도 5에서 도시한 바와 같이 하강하여 앞으로 이동된 압연재(3)를 고정 빔(1)의 상부로 다시 올려 놓고 후진하여 원위치되는 것이다.

압연재(3)는 가열로 내에서 상기한 이동 빔(2)의 동작이 반복되면서 전진하여 점차 가열된 후 가열로의 외부로 배출되는 것이다.

상기 고정 빔(1)과 이동 빔(2)은 각각 본 발명이 적용되어 빔 몸체부(10) 내에 흐르는 냉각수로 냉각되어 열에 의한 변형 및 손상이 방지되어 장기간 안정적으로 작동되는 것이다.

또한 고정 빔(1)과 이동 빔(2)은 각각 냉각수가 흐르는 빔 몸체부재(10)의 상부로 돌출된 받침부재(20) 및 받침 커버부재(30)를 통해 압연재(3)의 하부면과 접촉하게 되어 압연재(3)의 접촉면과 냉각수의 열전달량이 최소화되어 냉각수에 의한 압연재(3) 표면 냉각을 방지하고, 국부적인 온도 편차에 의한 조직 변형을 방지하는 것이다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.

도 1은 본 발명의 분해 사시도

도 2는 본 발명의 종 단면도

도 3 내지 도 5는 본 발명의 작동 상태를 도시한 개략도

*도면 중 주요 부호에 대한 설명*

10 : 빔 몸체부재 11 : 관 몸체부

12 : 관 커버부 13 : 고정 돌기

20 : 받침부재 21 : 원호 홈

30 : 받침 커버부재

Claims (7)

1. 내부에 냉각수가 흐르는 유로가 형성된 빔 몸체부재와;

   상기 빔 몸체부재의 상부에 분리 가능하게 결합하여 돌출되며 단열재로 제조된 받침부재와;

   상기 받침부재의 상부를 덮어 커버하며 가열로 내에서 압연재의 하부에 접촉되는 받침 커버부재를 포함한 것을 특징으로 하는 가열로의 이동용 빔 구조체.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 빔 몸체부재는 내부에 냉각수가 흐르는 유로가 형성되며 금속 재질로 형성된 관 몸체부와;

   상기 관 몸체부의 외측을 감싸며 내화재로 형성된 관 커버부를 포함한 것을 특징으로 하는 가열로의 이동용 빔 구조체.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 받침부재는 세라믹 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 가열로의 이동용 빔 구조체.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 빔 몸체부재의 상부에는 이격된 고정 돌기가 돌출되고,

   상기 받침부재는 상기 고정 돌기 사이로 상기 빔 몸체부재의 길이 방향으로 결합되어 분리 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 가열로의 이동용 빔 구조체.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 고정 돌기는 서로 마주 보는 내측면이 원호면으로 형성되고, 상기 받침부재의 양 측면에는 상기 원호면이 삽입되는 원호 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 가열로의 이동용 빔 구조체.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 받침 커버부재는 상기 받침부재의 상부면을 덮는 상면부와, 상기 상면부의 외주면을 따라 하부로 돌출되어 상기 받침부재의 양 측면을 커버하는 측면부 와 상기 받침부재의 양 단부를 덮어 커버하는 전면부 및 후면부를 포함한 것을 특징으로 하는 가열로의 이동용 빔 구조체.
7. 청구항 1에 있어서,

   상기 받침부재의 상부 또는 하부 중 적어도 어느 한 측에는 열교환을 차단하는 빈 공간을 형성한 것을 특징으로 하는 가열로의 이동용 빔 구조체.

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