KR20120110079A

KR20120110079A - 경금속 잉곳을 가열하기 위한 방법

Info

Publication number: KR20120110079A
Application number: KR1020127000192A
Authority: KR
Inventors: 에두어드 모르비쩨르; 로베르트 에브너
Original assignee: 에브너 인두스트리오펜바우 게엠베하
Priority date: 2009-07-03
Filing date: 2010-06-14
Publication date: 2012-10-09
Also published as: ZA201200030B; WO2011000006A2; EP2449144A2; US20120125569A1; CN102471858A; RU2012103563A; TW201102601A; AT507669A4; JP2012531526A; WO2011000006A3; AT507669B1

Abstract

경금속 잉곳(1)이 로(爐)(2)에서 고온의 버너 배기 가스에 의해 가열되는 경금속 잉곳 (1)을 가열하기 위한 방법으로서, 장점을 가진 가열 상태를 생성하기 위해, 경금속 잉곳(1)은 로(2)에서 가열되기 전에 최소한 하나 이상의 예열장 장치(9)를 통해 예열되며, 예열장치(9)는 평탄하게 놓이며, 로 (2)에서 나오는 고온의 배기 가스에 의해 열교환기에서 가열되어 회로(7)에서 순환되는 유체 열매(熱媒)가 공급된다.

Description

경금속 잉곳을 가열하기 위한 방법{METHOD FOR HEATING LIGHTWEIGHT METAL INGOTS}

본 발명은 경금속 잉곳을 가열하기 위한 방법에 관한 것으로서, 여기서 경금속 잉곳은 고온의 버너 배기 가스에 의해 로에서 가열된다.

경금속 잉곳(ingot)은, 일반적으로는 푸셔형 로(pusher-type furnace)에서 가열되며, 푸셔형 로(pusher-type furnace)는 경금속 잉곳을 고온 롤링가공하기 위한 용도로 사용된다. 이러한 목적을 위해, 버너에서 유체 또는 기체 연료를 소각하고, 버너로부터 팬으로 순환되는 고온의 배기가스에 경금속 잉곳을 노출시킨다. 로의 배기가스로부터 실재하는 배기열을 유용화하기 위해, 버너에서 필요한 연소 공기가 열교환에 의해 고온의 배기가스로 예열되고, 이것에 의해 연료를 절감할 수 있다. 그러나, 보다 고온의 화염 온도는 환경에 해로운 질소산화물의 형성을 촉진한다.

시트의 열처리를 위해, 2개의 열전달 플레이트 사이에 시트를 배열하고, 열 에너지를 상기 열전달 플레이트에 공급하여, 시트에 평탄하게 놓여진 열전달 플레이트에 의해 시트에 열이 전달되도록 하는 기술이 공지되어 있다(EP 2 014 777 A1). 시트의 열처리를 위한 이러한 장치는 목표로 하는 고온의 롤링 가공 온도로 경금속 잉곳을 신속하게 가열하는데 아무런 기여를 하지 못한다.

따라서, 본 발명은 질소산화물에 의한 환경오염을 감소시키면서도 로의 배기가스의 폐열을 이용하여 경금속 잉곳의 가열을 가능하게 하는 상기한 종류의 경금속 잉곳을 가열하기 위한 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 상기 목적은 다음과 같은 구성특징으로 실현 가능하며, 그 특징은 경금속 잉곳이 로에서 가열되기 전에 최소한 하나 이상의 예열 장치를 통해 예열되며, 상기 예열장치는 잉곳에 평탄하게 놓이며, 상기 로에서 나오는 고온의 배기 가스에 의해 열교환기에서 가열되어 회로에서 순환되는 유체 열매(熱媒)가 공급되는 것이다.

본 발명은 연소 공기의 예열을 배제하고, 로의 배기 가스의 실재하는 폐열의 도움으로, 경금속 잉곳을 가열하여, 화염온도를 낮추고, 질소산화물의 형성을 상당히 줄일 수 있다. 경금속 잉곳을 미리 예열하기 때문에, 버너의 배기 가스가 상대적으로 저온으로 되어 로에서의 경금속 잉곳의 처리 시간에 영향을 주지 않으며, 그 결과 비교적 짧은 가열시간을 보장할 수 있다. 로(爐)로부터의 고온의 배기 가스의 도움으로 경금속 잉곳을 직접 예열하는 것은 로와 비견할 수 있을 만큼 복잡한 장치를 요한다. 이러한 복잡성을 피하기 위해, 순환되는 유체 열매(熱媒)를 로(爐)로부터의 고온의 배기 가스에서 그 실재하는 폐열의 도움으로 열교환방식으로 가열하고, 상기 열매는 예열장치에 공급되고, 상기 예열장치에는 평탄하게 경금속 잉곳이 놓인다. 그 결과, 예열장치에 놓이는 경금속 잉곳에는 예열장치로 공급되는 열매의 열이 전달된다. 열매 회로의 구성에 의해, 예열장치는 또한 로(爐)로부터 떨어져 위치시킬 수 있는데, 그 이유는 어떠한 특별 수단 없이도, 절연된 파이프 라인을 이용하여 비교적 긴 거리에 걸쳐 열매를 펌프로 공급할 수 있기 때문이다. 경금속 잉곳의 예열은 결과적으로 경금속 잉곳의 처리공정 라인에서 장점이 될 수 있다.

종래의 장치는 버너를 통해 가열되는 로와 함께 경금속 잉곳을 가열하기 위한 목적을 가진 것으로 간주할 수 있으며, 로에는 열교환기가 설치되어 로의 고온의 배기가스가 공급된다. 이러한 종류의 종래 장치와는 달리, 본 발명의 열교환기는 열매 회로에서, 예열장치의 경금속 잉곳 중 하나와 함께 배열되고 그 예열장치는 경금속 잉곳을 평탄하게 접촉한 채로 수용하므로, 열교환기를 통해 가열되는 것은 로 버너용 연소 공기가 아니라 유체 열매이며, 그 유체 열매가 그 열을 경금속 잉곳을 수용하는 예열장치로 전달하는 것이다.

본 발명의 열전달과 관련된 특성은 가능한 가장 큰 면적에 걸쳐 예열장치상에서 잉곳이 동일 평면 접촉 (flush contact), 즉 이 둘이 동일평면상에서 접촉하는 것이다. 이러한 목적을 위해, 예열장치는 경금속 잉곳을 위한 접촉면을 가지는 프레임과 이 접촉면을 횡단하여 뻗는 열전달 플레이트를 포함하며, 이 열전달 플레이트는 경금속 잉곳용 접촉영역을 형성하고, 이 열전달 플레이트를 통해 열매가 흐른다. 열전달 플레이트는 바람직하게는 2개의 층으로 구성되며, 이 2개의 층 사이에 최소한 하나 이상의 열매용 흐름도관이 형성되며, 접촉영역이 형성되는 층은 열전달을 위한 장점을 가지고 있다. 그리고 그 대향 층은 가능한 열손실을 최소로 줄일 수 있도록 배열되어야 하며, 이를 위해 열절연 물질층이나 열절연 기능을 갖는 층을 요한다. 가능한 열손실이 없는 열전달을 위해, 한개의 층이 넓은 영역에 걸쳐 경금속 잉곳 상에 접촉해야 하며, 이러한 접촉을 보장하기 위해, 접촉영역을 형성하는 열전달 플레이트의 층을 굽힘점을 만드는 홈에 의해 여러 구역으로 분할될 수 있다. 접촉 영역을 형성하는 열전달 플레이트의 층에 각각의 액압을 공급하기 위해, 2개의 층 사이에서 충분한 이송압력으로 열매를 이송할 때, 경금속 잉곳이 불균일한 부분을 보일 경우에도, 홈형 굽힘점의 도움으로, 경금속 잉곳과 접촉 영역을 형성하는 그 층의 동일 평면 접촉을 보장할 수 있다. 경금속 잉곳으로 부터 떨어져 마주하는 열전달 플레이트의 층은 지지대를 형성하며, 이에 따라서 경금속과 떨어져 마주하는 그 층은 자체로 충분한 강성을 갖는 방법으로 또는 그에 상응하는 힘으로 지지되어야 한다.

경금속 잉곳에 대해 예열장치의 동일 평면 접촉을 지지하기 위한 추가의 기능은, 접촉영역으로부터 떨어져 마주하는 측에 탄성으로 열전달 플레이트를 지지하는 것이다. 접촉 표면이 경금속 잉곳의 접촉면에 대해 평행으로 뻗지 않을 때,이러한 탄성적 지지는 자동적인 보상을 가능하게 한다.

특히, 본 발명은 경금속 잉곳을 위한 프레임의 접촉면이 열전달 플레이트의 접촉 영역에 대해 경사질 때, 장점을 가진 구조적 조건을 얻을 수 있다. 이러한 구성에 있어서, 접촉영역과 동일 평면상에 접촉할 수 있도록,가열될 경금속 잉곳을 그 접촉영역에 대해, 즉 접촉영역을 향해서, 접촉면을 따라 미끄럼 이동한다. 미끄럼 마찰을 피하기 위해, 접촉면은 롤러를 가질 수 있으며, 롤러의 축은 상기 접촉면에 대해 그리고 동시에 열전달 플레이트의 접촉영역에 대해 평행하게 배치되며, 이에 따라서, 예를들면 호이스트(hoist)의 도움으로 접촉면의 롤러에 놓이는 경금속 잉곳이 열전달 플레이트의 접촉 영역을 향하여 롤러를 개재하여 이동하고, 중량 경감 힘 성분의 도움으로 그 접촉 영역에 대해 가압된다.

다음에, 본 발명에 따라서, 경금속 잉곳을 가열하기 위한 방법을 보다 상세히 설명한다.
도 1은 개략적으로 경금속 잉곳을 나타내고 있으며, 그 경금속 잉곳을 가열하기 위한 본 발명에 따른 장치를 도시한 개략도.
도 2는 경금속 잉곳을 위한 예열장치를 나타낸 수직단면도.
도 3은 도 2의 III-III선을 따라 취한 확대 단면도.

도 1을 참조하면, 경금속 잉곳을 가열하기 위한 로(爐)(2)는 일반적으로 푸셔형 로(pusher-type furnace)이며, 버너(3)의 도움으로 가열된다. 로(2)에는 고온의 버너 가스를 분산하기 위해 최소한 하나 이상의 팬(4)이 배치된다. 로(2)로부터 나오는 고온의 배기 가스가 배기 가스 라인(5)을 통해 제거되어 열교환기(6)로 공급되며, 이 열교환기(6)는 열매(熱媒) 회로(heat carrier circuit)(7)의 일부분을 이루고 있다. 상기 열매 회로는 상기 열교환기(6) 외에도 순환 펌프(8), 그리고 유체 열매를 가열하기 위한 예열장치(9)를 포함한다. 이 예열장치(9)는 열전달 플레이트 (10) 형태로 된 열교환기를 포함하며, 이곳을 통해 유체 열매가 흐른다. 펌프에 의해 회로에 공급되는 열매의 도움으로, 그리고, 근접하여 안착된 열전달 플레이트(10)를 통해, 평면구조로 예열장치(9)에 수용되는 경금속 잉곳(1)을 미리 예열하고, 그 예열 이후, 로(2)에서 목표 고온 롤링 온도로 경금속 잉곳(1)을 다시 가열하게 된다. 로(2)에서의 가열은 버너로부터의 고온의 배기 가스의 도움으로 이루어지며, 여기서 발생한 실재하는 폐열은 경금속 잉곳(1)의 가열 이후

열교환기(6)에서 유체열매를 가열하는데 사용된다. 로(2)에서 발생하는 배기 가스에서 그 실재하는 폐열을 이용하면, 에너지 평형을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 버너(3)의 낮은 프레임 온도를 가지고 로(2)를 동작시킬 수 있어 산화 질소의 형성이 증대하지 못하도록 현실적으로 억제할 수 있다.

도 2 및 도 3에 예열장치(9)를 보다 상세히 확대하여 도시하고 있다. 예시된 실시예에 따르면, 예열장치(9)는 접촉면(13)을 결정하는 프레임(11)을 포함하며, 그 접촉면(13)은 롤러(12)에 의해 형성된다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 열매가 흐르는 열전달 플레이트(10)는 상기 접촉면(13)을 횡단하면서, 바람직하게는 접촉면에 대해 수직으로 뻗으며, 프레임의 지지 렉(14) 상에 위치한다. 접촉면(13)이 열전달 플레이트(10)에 대해 경사져있고, 접촉면(13)의 롤러(12)의 축이 접촉면(13)에 대해 평행하게 그리고 동시에 열전달 플레이트(10)에 대해 평행하게 진행하도록 프레임(11)이 배열되므로 롤러(12) 상에 배치되는 경금속 잉곳(1)이 그 무게로 인해 열전달 플레이트(10)로 굴러가서, 경금속 잉곳용 접촉영역(15)과 접하게 된다. 접촉영역(15)을 사이에 두고 각각의 경금속 잉곳(1)에 근접하여 위치하는 열 전달 플레이트(10)는, 따라서 특정 온도차에 의해, 그 열매의 열을 열 전달 플레이트 (10)를 통해 각 경금속 잉곳(1)으로 전달한다.

구조의 단순화를 위해, 열전달 플레이트(10)는 2개의 층(16)(17)을 포함하며, 이 2개의 층 사이에는 유체 열매를 위한 최소한 하나 이상의 흐름 도관(18)이 형성되며, 이 흐름 도관(18)은 열매 회로(7)의 흐름 라인(19)과 복귀 라인(20)으로 연결되어 있다. 도 3에 도시한 실시예에 따르면, 꾸불꾸불하게 뻗어가는 흐름 도관(18)은 2개의 층(16)(17) 중 어느 하나, 바람직하게는 접촉영역(15)과 마주하는 층(17)에 밀링가공부를 형성하여 이루어진다. 흐름 도관(18)을 개별 구역으로 나누어 그 구역마다 상호간 밀봉을 하는 것은 부적절하므로, 흐름 도관의 가장 자리 둘레를 따라서 이루어진 한 밀봉부 (21)에 의해 2개의 층(16)(17)을 상호 밀봉하는 것으로 충분하다.

각 경금속 잉곳(1) 상에 층(16)에 의해 형성된 접촉영역(15)이 평탄하게 접촉되는 것을 지지하기 위해, 이 층(16)을 홈(22)으로 상호 경계를 이루는 일정 구역으로 분할할 수 있으며, 이 경우 홈은 굽힘점들을 형성하며, 층(16)이 유체 열매와 접할 때 이들 굽힘점은 그 층(16)의 각각의 변형에 의해 각 경금속 잉곳(1)의 대향 영역에 대해 접촉 영역(15)의 조절을 가능하게 한다. 대향 층(17)은 받침대의 기능을 제공해야 하며, 굽힘에 대해 충분한 강성을 가지고 있거나, 굽힘에 대해 강고한 방법으로 지지되어야 한다. 열손실을 방지하기 위해, 경금속 잉곳(1)으로부터 떨어져 마주하는 열전달 플레이트(10)의 층(17)에는 열절연수단이 제공된다. 또한, 이 층(17)을 그 자체로 열절연물질로 제조할 수도 있다.

열전달 플레이트(10)의 접촉 영역(15) 상에서 경금속 잉곳(1)의 동일 평면 접촉을 지지할 수 있는 추가의 기능이 있으며, 이 기능은 프레임(11)의 지지 렉(14)과 관련하여 스프링 소자(24)를 통해 열전달 플레이트(10)를 지지하는 것을 말한다. 따라서, 각 경금속 잉곳(1)의 정지 영역과 관련하여 열전달 플레이트(10)의 자동적, 전체적 정렬을 가능하게 한다. 본 발명의 실시예는 스프링 소자(24)가 코일 스프링 형태로 된 것을 나타내고 있지만, 이것에만 국한되는 것은 아니다.

1. 경금속 잉곳, 2. 로(爐), 3. 버너, 4. 팬,
5. 배기 가스 라인, 6. 열교환기, 7. 열매 회로,
8. 순환 펌프, 9. 예열장치, 10. 열전달 플레이트,
11. 프레임, 12. 롤러, 13. 접촉면, 14. 지지렉,
15. 접촉영역, 16, 17. 층, 18. 흐름 도관, 22. 홈,
24. 스프링 소자.

Claims

경금속 잉곳이 로(爐)에서 고온의 버너 배기 가스에 의해 가열되는 경금속 잉곳을 가열하기 위한 방법에 있어서,
상기 경금속 잉곳(1)은 로(2)에서 가열되기 전에 최소한 하나 이상의 예열장 장치(9)를 통해 예열되며, 상기 예열장치(9)는 평탄하게 놓이며, 상기 로(2)에서 나오는 고온의 배기 가스에 의해 열교환기에서 가열되어 회로(7)에서 순환되는 유체 열매(熱媒)가 공급되는 것을 특징으로 하는 잉곳을 가열하기 위한 방법.
버너를 통해 가열되는 로(爐)와, 상기 로의 고온의 배기 가스가 공급되는 열교환기를 포함하는, 경금속 잉곳을 가열하기 위한 장치에 있어서,
열교환기(6)와, 경금속 잉곳(1)을 평탄하게 수용하는 예열장치(9)가 유체 열매를 위한 열매 회로(7)에 배치되는 것을 특징으로 하는 경금속 잉곳을 가열하기 위한 장치.
제2항에 있어서,
상기 예열장치(9)는 경금속 잉곳(1)을 위한 접촉면(13)을 갖는 프레임(11)과, 상기 접촉면(13)에 대해 횡단하면서 뻗는 열전달 플레이트(10)를 포함하며, 상기 열전달 플레이트(10)는 경금속 잉곳(1)용 접촉영역(15)을 형성하는 한편, 상기 열전달 플레이트(10)를 통해 상기 열매가 흐르는 것을 특징으로 하는 경금속 잉곳을 가열하기 위한 장치.
제3항에 있어서,
상기 열전달 플레이트(10)는 2개의 층(16)(17)으로 구성되고, 이들 층(16)(17) 사이에는 최소한 하나 이상의 열매용 흐름 도관(18)이 형성된 것을 특징으로 하는 경금속 잉곳을 가열하기 위한 장치.
제4항에 있어서,
상기 접촉 영역(15)을 형성하는 열전달 플레이트(10)의 층(16)은 굽힘점을 형성하는 홈(22)에 의해 개별 구역들로 분할되는 것을 특징으로 하는 경금속 잉곳을 가열하기 위한 장치.
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열전달 플레이트(10)는 상기 접촉영역(15)과는 떨어져서 마주하는 측 상에서 탄성적으로 지지되는 것을 특징으로 하는 경금속 잉곳을 가열하기 위한 장치.
제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 경금속 잉곳(1)을 위한 프레임(1)의 접촉면(13)은 상기 접촉영역(15) 대해 경사진 것을 특징으로 하는 경금속 잉곳을 가열하기 위한 장치.
제7항에 있어서,
상기 접촉면(13)은 롤러(12)를 포함하며, 상기 롤러(12)의 축은 상기 접촉면(13)과 상기 접촉영역(15)에 대해 평행한 것을 특징으로 하는 잉곳을 가열하기 위한 장치.