KR20110077998A - 마이크로파를 이용한 ｃｇｌ 도금욕조 건조장치 - Google Patents

마이크로파를 이용한 ｃｇｌ 도금욕조 건조장치 Download PDF

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KR20110077998A
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Abstract

본 발명은 마이크로파를 이용하여 도금욕조를 건조시키는 장치로서, CGL 도금욕조의 상부에 연결설치되어 마이크로파를 발생시켜 도금욕조를 건조시키는 마이크로파 발진기와; 상기 CGL 도금욕조의 상단 일측으로 형성된 배관을 따라 형성되어 도금욕조의 내부를 진공화하는 진공펌프 및 진공밸브와; 상기 배관에 형성되어 발생된 증기를 외부로 배출하는 배출밸브로 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 CGL 도금욕조 건조장치를 제공하여,
마이크로파를 이용하여 CGL 도금욕조를 건조시킴으로써 부정형 내화물의 건조시간을 감소시키고, CGL 도금욕조에 가해지는 열충격의 저항성을 향상시키고, CGL 도금욕조의 내구성을 향상시키도록 하여 냉연도금공정에서의 생산성을 향상시키고 유지비를 절감시키는 효과가 있다.
도금욕조, 마이크로파, 마그네트론

Description

마이크로파를 이용한 ＣＧＬ 도금욕조 건조장치{MICROWAVE DRYER FOR CGL ZINC POT}
본 발명은 제철 냉연도금설비인 CGL 도금욕조장치에 탈부착되는 CGL 도금욕조의 건조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마이크로파를 이용하여 부정형 내화물로 구성되어 있는 CGL 도금욕조를 건조함으로써 건조시간을 단축하여 열에너지를 저감시키는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 일관 제철소의 냉연공장에 설치되는 도금욕조에 담긴 용융아연욕내에 강판을 통과시켜 용융아연도금하는 공정으로서 CGL(Continuous galvanizing line) 도금욕조설비(110)가 구비되어 있다.
도 1은 종래의 CGL 도금욕조를 건조시키는 가스건조장치의 개략도인데, 도금욕조의 덮개(40)를 관통하여 형성된 두 개의 안내관(30)을 통해 버너(10)가 삽입됨과 동시에 공기공급밸브(20)에 의해 공기가 함께 주입되어 화염을 발생시켜 도금욕조를 건조시키는 모습을 나타낸 것이다. 종래에는 내벽에 신속하게 열이 전달되도록 하기 위하여 브릭(112)를 충진하여 도금욕조를 건조시키는 방식이었다.
CGL 도금욕조는 내부에 정형 내화물 브릭과 외부는 부정형 내화물을 사용하 는 것이 일반적인데, 철피를 중심으로 내측에는 정형 내화물 브릭을 사용하고, 외측에는 부정형 내화물을 사용하는 구조이다. 그러나, 수분이 함유된 부정형 내화물의 경우 종래에는 건조시간이 약 28일 정도 소요되었다. 이렇게 건조시간이 많이 소요되는 이유는 고부가 강종 및 특수강 생산 증가에 따라 조업온도 증가, 사용시간 증가, 용강의 와류속도 증가 및 고진공도 적용에 따라 CGL 도금욕조 외부에 적용되어온 부정형 내화물의 초기 균열(Crack) 및 탈락 등의 손상으로 인한 CGL 도금욕조설비(110)의 돌발수리가 발생되기 때문이었다.
이와 같이 종래의 건조방식으로 건조를 할 경우 CGL 도금욕조는 내구성이 저하될 수도 있으며, 원자재비 상승 및 조업효율 저하 등의 문제점 등이 제기되어 오고 있다.
과거와 같은 부정형 내화물 건조시 가스버너(COG & LNG) 방식을 사용할 경우, 폭열현상이 불가피하게 발생할 뿐만 아니라 이를 억제하기 위한 폭열방지제 투입에 의한 내화물의 강도가 저하되는 현상이 반복되고 있다. 또한, 연료의 불완전연소로 인한 환경오염 유발 및 CO2 다량방출의 공정에서 탈피하고 현재까지 주 건조연료로 사용되고 있는 고발열량 부생가스(COG) 과부족현상에의 적극적인 대응방안이 필요하였다. 또한, 종래에는 작업자가 직접 버너(10)로 도금욕조 내부의 내화물을 건조시키는 방식이었기 때문에 균일한 건조가 곤란하였다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 마이크로파를 이용하여 수분이 다량 함유되어 있는 부정형 내화물을 포함하고 있는 CGL 도금욕조 건조시 가열 초기단계에서도 내부에 함유된 수분이 낮은 온도에서 증발하도록 유도하고, 스터러를 구비하여 보다 균일한 건조가 이루어지도록 하는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 CGL 도금욕조의 상부에 연결설치되어 마이크로파를 발생시켜 도금욕조를 건조시키는 마이크로파 발진기와; 상기 CGL 도금욕조의 상단 일측으로 형성된 배관을 따라 형성되어 도금욕조의 내부를 진공화하는 진공펌프 및 진공밸브와; 상기 배관에 형성되어 발생된 증기를 외부로 배출하는 배출밸브로 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 CGL 도금욕조 건조장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 건조장치는 도금욕조 상부에 도금욕조의 균일한 건조를 위해 내부로 마이크로파를 반사효과를 이용하여 순환시키는 스터러와, 상기 도금욕조가 안착되는 받침판과, 상기 받침판의 하부에 형성되어 수분변화를 감지하여 건조시간을 예측하는 로드셀을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
나아가, 본 발명의 마이크로파 발진기는 초고주파를 발생시키는 마그네트론과, 상기 초고주파 전력을 튜너로 보내고 반사되어 들어오는 전력을 더미 로드로 보내는 아이솔레이터와, 상기 아이솔레이터와 연결되어 상기 마그네트론에서 발생 된 초고주파 전력을 CGL 도금욕조로 유입되도록 조절하는 튜너를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
게다가, 본 발명은 CGL 도금욕조의 하단에 증발된 수분을 효과적으로 배출하기 위해 열풍을 공급하는 히터를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 마이크로파를 이용하여 CGL 도금욕조를 건조시킴으로써 부정형 내화물의 건조시간을 감소시키고, CGL 도금욕조에 가해지는 열충격의 저항성을 향상시키고, CGL 도금욕조의 내구성을 향상시키도록 하여 냉연도금공정에서의 생산성을 향상시키고 유지비를 절감시키는 효과가 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 도금욕조 건조장치의 개략도, 도 3은 마이크로파 발진기가 결합된 건조장치의 사용상태도이다.
본 발명의 장치는 도금욕조(201)의 하부에 설치되어 도금욕조(201)가 안착되는 받침판(202)과, 상기 받침판(202)의 하부에 위치하여 수분변화를 감지하여 건조시간을 예측하는 로드셀(204)과, 상기 도금욕조(201)의 상부에 위치하여 도금욕조(201)내에 열풍을 공급하여 외부로 배기가 잘 되도록 하는 히터(222)와, 상기 도금욕조(201)의 상부와 연결되는 마이크로파 발진기(220)와, 상기 도금욕조(201)와 연결되어 진공을 형성하는 진공펌프(230) 및 진공밸브(232)와, 상기 진공펌프(230)와 도금욕조(201)사이에 형성되어 상기 도금욕조(201)를 건조시킴에 따라 발생하는 수분을 외부로 배출시키는 배출밸브(234)로 구성되어 있다.
이하 본 발명의 장치에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.
도금욕조(201)의 상부와 연결되어 마이크로파를 발생시키는 마이크로파 발진기(220)는 2.45 GHz 혹은 915 MHz의 초고주파를 발생시키는 마그네트론(340)과, 상기 마그네트론(340)에서 발생하는 초고주파 전력을 웨이브가이드(Waveguide) 전송선로에 연결하여　아이솔레이터(330,Isolator)로 연결해주는 론쳐(Launcher)와, 상기 론쳐에서 들어오는 초고주파 전력을 튜너(310,Tuner)로 연결해서 도금욕조(201)로 보내고, 반사되어 들어오는　전력을 더미로드(Dumy Load)로 보냄으로서 마그네트론(340)을 보호하는 역할을 담당하는 아이솔레이터(330)와, 상기 아이솔레이터(330)에서 들어오는 반사전력을 물에 입사하여 열로 소모시킴으로서 마이크로파 발진기(220)를 보호하는 더미로드와, 초고주파를 아이솔레이터(330)에서 받아　 도금욕조(201)에 최대로 유입되도록 조절하여 연결(Matching)시키는 튜너(310)와, 상기 튜너(310)에서 나온 초고주파전력을 도금욕조(201)와 연결시켜주는 웨이브가이드를 주요구성으로 한다.
그리고, 도금욕조(201)의 상부 일측에 설치되어 폭열방지를 위한 진공시스템은 도금욕조(201)의 일측에 형성된 배관의 끝단에 위치하는 진공펌프(230)와 진공밸브(232)로 구성되며, 진공펌프(230)는 모터(240)에 의해 작동된다. 또한, 증발되는 수분을 효과적으로 배출하기 위한 배출밸브(234)가 도금욕조(201)와 진공밸브(232) 사이의 배관상에 형성되어 있다.
이하에서는 본 발명의 작동과정에 대해 설명하기로 한다.
먼저, CGL 도금욕조(201)를 받침판(202)에 안착시킨다. CGL 도금욕조(201)가 안착되면, 진공펌프(230)를 작동시켜 도금욕조(201) 내부에 있는 공기를 외부로 배출시켜 도금욕조(201)의 내부를 진공상태가 되도록 한다. 도금욕조(201)의 내부가 진공상태가 되면 도금욕조(201)의 상부에 있는 마이크로파 발진기를 작동시켜 초고주파를 도금욕조(201)에 조사하여 도금욕조(201) 내부에 있는 습기를 제거한다. 이 때, 균일한 건조를 위해 도금욕조(201)의 상부에 설치되어 있는 스터러(210)를 작동시킨다. 시간이 지남에 따라 발생된 증기는 도금욕조(201)에 연결된 배관을 통해 배출밸브(234)로 배출된다. 본 발명은 도금욕조(201)의 내부를 진공으로 한 상태에서 초고주파를 조사하여 낮은 온도에서 수분의 증발이 가능하도록 하였다. 예를 들면, 절대압력이 30mmHg정도의 진공상태로 한 상태에서는 약 30℃에서 부정형 내화물에 있는 수분이 증발하도록 하여 부정형 내화물 내부에서의 압력상승(최대 10 bar 규모)에 의한 폭열현상을 억제할 수 있다.
시간이 지나면 건조과정을 멈추는데, 이는 받침판(202)의 하부에 있는 로드셀(204)에서 도금욕조(201) 내의 수분변화를 감지하여 건조시간을 예상하고, 건조 예상시간이 되면 상기의 건조과정을 멈추는 것이다.
도 1은 종래의 도금욕조의 건조장치의 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 도금욕조 건조장치의 개략도,
도 3은 마이크로파 발진기가 결합된 건조장치의 사용상태도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10: 버너 20: 공기공급밸브
30: 안내관 110: CGL 도금욕조설비
112: 브릭 201: 도금욕조
202: 받침판 204: 로드셀
210: 스터러 220: 마이크로파 발진기
222: 히터 230: 진공펌프
232: 진공밸브 234: 배출밸브
240: 모터 310: 튜너
320: 전원 모니터 330: 아이솔레이터
340: 마그네트론 350: 전원조정기

Claims (4)

  1. CGL 도금욕조의 상부에 연결설치되어 마이크로파를 발생시켜 도금욕조를 건조시키는 마이크로파 발진기와;
    상기 CGL 도금욕조의 상단 일측으로 형성된 배관을 따라 형성되어 도금욕조의 내부를 진공화하는 진공펌프 및 진공밸브와;
    상기 배관에 형성되어 발생된 증기를 외부로 배출하는 배출밸브로 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 CGL 도금욕조 건조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 건조장치는 도금욕조 상부에 도금욕조의 균일한 건조를 위해 내부로 마이크로파를 반사효과를 이용하여 순환시키는 스터러와, 상기 도금욕조가 안착되는 받침판과, 상기 받침판의 하부에 형성되어 수분변화를 감지하여 건조시간을 예측하는 로드셀을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 CGL 도금욕조 건조장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로파 발진기는 초고주파를 발생시키는 마그네트론과, 상기 초고주파 전력을 튜너로 보내고 반사되어 들어오는 전력을 더미 로드로 보내는 아이솔레이터와, 상기 아이솔레이터와 연결되어 상기 마그네트론에서 발생된 초고주파 전 력을 CGL 도금욕조로 유입되도록 조절하는 튜너를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 CGL 도금욕조 건조장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 CGL 도금욕조의 하단에 증발된 수분을 효과적으로 배출하기 위해 열풍을 공급하는 히터를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 CGL 도금욕조 건조장치.
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