KR20140082062A - 가스 승압 장치를 구비하는 선재 제조 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 선재 제조 장치는, 선재를 가열하는 가열로와, 상기 가열로의 버너와 연계되는 가스 공급 배관을 통하여 상기 가열로에 가스를 공급하는 가스 공급부, 및 상기 가스 공급 배관에 연결되어 상기 가스 공급부로부터 상기 가열로에 공급되는 가스의 압력을 상승시키는 가스 승압 장치를 포함한다.

Description

가스 승압 장치를 구비하는 선재 제조 장치{APPARATUS FOR MANUFACTURING WIRE ROD HAVING GAS BOOSTER}
본 기재는 선재 제조 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 가열로 입구측에 가스 승압 장치를 구비하는 선재 제조 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 가열로는 슬라브나 빌렛 등의 가열 소재를 압연이 가능하도록 균일하게 가열해 주는 설비로, 통상 예열대와 가열대 및 균열대로 이루어져 있으며, 상기 예열대와 가열대 및 균열대는 각각 소재의 추출목표온도와 노 내의 체류시간을 고려하여 분위기 온도를 설정해 주고 있다.
상기 분위기 온도는, 버너를 통해 연료가스와 연소용 공기를 주입하여 노 내에서 연소시켜 맞추고 있다. 이 때, 열원으로 사용되는 상기 연료가스는 통상, 코크스 오븐에서 발생되는 코크스로 가스(COG; Coke Oven Gas)와 고로에서 발생되는 고로 가스(BFG; Blast Furnace Gas) 또는 전로 가스(LDG; Linz Donawitz Converter Gas)를 혼합하여 사용된다.
이와 같은 혼합가스는, 소결 공장에서 코크스 공정에서 발생되는 가스로, 가스 보관 홀더에 임시 보관되었다가 가스 스테이션에서 가열로에 설치된 여러 대의 버너까지 연결 시공된 가스 공급 배관을 통해 버너에 공급된다.
그런데, 이와 같은 가열로 버너에 공급되는 혼합가스는 가열로 입구측으로 공급될 때 안정적인 압력 및 유량으로 공급되어야 하는데, 구조적으로 긴 거리의 가스 공급 배관을 거치면서, 가스 공급부에서의 공급 압력이 가열로의 입구측에서 상당량 가스 압력 강하가 발생하고, 가스 공급 압력의 불안정 및 불충분한 유량 공급으로 인해, 선재 제조시 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 선재 제조 장치에서 혼합 가스가 가열로에 공급되는 입구측 가스 압력을 승압해 주는 승압장치를 설치하여 안정적인 공급 압력 및 공급 유량을 확보하기 위한 압력 승압 장치 및 이를 포함하는 선재 제조 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선재 제조 장치는, 선재를 가열하는 가열로와, 상기 가열로의 버너와 연계되는 가스 공급 배관을 통하여 상기 가열로에 가스를 공급하는 가스 공급부, 및 상기 가스 공급 배관에 연결되어 상기 가스 공급부로부터 상기 가열로에 공급되는 가스의 압력을 상승시키는 가스 승압 장치를 포함한다.
본 발명에 따른 선재 제조 장치는, 상기 가스 승압 장치의 일측에 구비되고, 상기 공급 가스를 정제하여 상기 가스 공급 배관의 막힘을 방지하는 가스 정제부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 선재 제조 장치는, 상기 가스 공급부의 일측에 구비되고, 공급되는 가스의 흐름 경로를 밀봉수의 수두압을 이용하여 차단하여 주는 수봉변(water sealing valve)을 더 포함할 수 있다.
상기 가스는 액화천연가스(LNG; Liquified Natural Gas), 고로 가스(BFG; Blast Furnace Gas), 코크스로 가스(COG; Coke Oven Gas), 및 전로 가스(LDG; Linz Donawitz Converter Gas)로 구성되는 혼합 가스일 수 있다.
상기 가스 승압 장치는, 상기 가스 공급부로부터 가스를 공급받고 팬의 회전에 의해 상기 가스의 배출 속도를 조절하는 부스터 팬 임펠러(booster fan impeller)와, 상기 부스터 팬 임펠러의 출구측에 구비되고, 상기 부스터 팬 임펠러로부터 배출되는 가스 속도로부터 가스 압력을 감지하는 압력 센서와, 상기 부스터 팬 임팰러와 연결되고, 상기 가스 공급부로부터 공급되는 가스로부터 불순물을 제거하는 실 포트(seal port), 및 상기 압력 센서로부터 감지된 가스 압력 신호를 통해 상기 가스의 흐름을 제어하고, 상기 부스터 팬 임펠러의 팬 속도를 제어하는 인버터 제어반을 포함할 수 있다.
상기 가스 승압 장치는, 상기 부스터 팬 임팰러의 입구측 및 출구측에 각각 부착되어 상기 인버터 제어반의 제어 신호에 따라 개폐되는 입구 전동 밸브 및 출구 전동 밸브, 및 상기 가스 공급부와 상기 가열로 사이에서 상기 부스터 팬 임팰러와 병렬적인 위치에 구비되어 상기 인버터 제어반의 제어 신호에 따라 개폐되는 부스터 바이패스 전동 밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 부스터 팬 임펠러는 상기 압력 센서로부터 압력 신호값을 받아 1,150mmH2O 내지 1,250mmH2O 범위의 압력으로 상기 가열로에 가스를 공급하도록 작동될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 가열로 공급 가스 압력의 안정화를 용이하게 할 수 있고, 가스 압력 안정화를 통해 가스 유량 저하 방지 및 압력 헌팅(hunting) 방지로 조업 안정화 또한 도모할 수 있다.
또한, 종래에 발생하던 가열 대기를 감소시켜 생산성 향상 효과를 얻을 수 있으며, 가열로 정제 설비를 구비함으로써 배관 막힘 방지가 가능하여 가열로에 공급되는 가스의 질을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가스 승압 장치를 구비하는 선재 제조 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가스 승압 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 일 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예들에서는 일 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며, 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고, 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다. 어느 부분이 다른 부분의 “위에” 또는 “상에” 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수도 있다.
본 발명의 실시예는 본 발명의 한 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 선재 제조 장치에 관하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가스 승압 장치를 구비하는 선재 제조 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 선재 제조 장치는 가열로(100)와, 가스 공급부(200), 및 가스 승압 장치(300)를 포함한다. 본 발명에 따른 선재 제조 장치는 일반적인 선재 제조 프로세스 중 가열 공정 즉, 열간 압연 공정에서 사용되는 가열로(100)와, 가스 공급 장치(200)에 관한 것으로, 소재 예를 들어 슬라브를 가열로(100)에서 가열하고, 가열된 소재를 조압연과 사상 압연 등의 압연 단계를 거치게 된다. 열간 압연 공정에서의 슬라브를 압연 온도까지 가열하는 가열로(100)는 별도의 도면으로 도시하지 않았지만, 예열대, 가열대, 균열대 등으로 나뉘어 구성되어 있고, 각각의 구역에는 일정량의 가스(연료)가 공급되고 버너에서의 연소를 통하여 가열로(100) 내 온도를 원하는 온도로 유지한다.
가스 공급부(200)는 혼합가스(mixed gas)를 가열로(100)의 버너에 공급하는 역할을 한다. 가스 공급부(200)는 가열로(100)의 버너와 연계되는 가스 공급 배관(12)을 통하여 가열로(100)에 혼합가스를 공급하게 된다. 가열로(100) 버너에 공급되는 혼합가스는, 액화천연가스(LNG; Liquified Natural Gas), 고로 가스(BFG; Blast Furnace Gas), 소결 공장에서 코크스 공정에서 발생되는 가스 즉, 코크스로 가스(COG; Coke Oven Gas), 및 제강 취련 과정에서 발생되는 전로 가스(LDG; Linz Donawitz Converter Gas)로 구성되는 혼합가스일 수 있다.
가스 승압 장치(300)는 공급되는 가스의 압력을 상승시키는 역할을 한다. 가스 승압 장치(300)는 가스 공급부(200)의 출구측에 구비될 수 있고, 공급되는 가스의 압력에 따라 밸브의 전환이 제어되어, 가열로(100)에 공급되는 가스 압력을 상승시키고, 안정화시킬 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 선재 제조 장치는 가스 승압 장치(300)의 일측에 구비되고, 공급 가스를 정제하는 역할을 하는 가스 정제부(400)를 더 포함할 수 있다. 가스 정제부(400)는 가스 승압 장치(300)의 출구측에 위치할 수 있고, 공급 가스를 정제하여 가열로(100)에 연결되는 가스 공급 배관(12)의 막힘을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 선재 제조 장치는 가스 공급부(200)의 입구측에 구비되고, 공급되는 가스의 흐름을 차단하여 주는 수봉변(500, water sealing valve)을 더 포함할 수 있다. 수봉변(500)은 가스 공급 배관(12)에 유체의 흐름을 차단하기 위하여 “V”자 또는 “U”자 형으로 만들어 이 곳에 물을 채워 차단하는 장치이다. 즉, 제철 공정에서 발생되는 부생 가스를 안정적으로 공급하는 가스 배관의 정비 작업시나 가스 사용 공장의 플랜트 설비 정비 작업시, 작업자의 안전과 공장 설비의 안정된 조업 진행을 유지할 수 있도록 하는 장치이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가스 승압 장치(300)를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 가스 승압 장치(300)는 부스터 팬 임펠러(210, booster fan impeller)와, 압력 센서(220)와, 실 포트(230, seal port), 및 인버터 제어반(240)을 포함한다.
부스터 팬 임펠러(210)는 가스 공급부(200)와 가스 공급 배관(12)에 의해 연결되어 가스 공급부(200)로부터 가스를 공급받으며, 팬의 회전에 의해 가스의 배출 속도를 조절하는 역할을 한다.
압력 센서(220)는 부스터 팬 임펠러(210)의 출구측에 구비되고, 부스터 팬 임펠러(210)로부터 배출되는 가스 속도로부터 가스 압력을 감지한다. 부스터 팬 임펠러(210)의 입구측 및 출구측에는 입구 전동 밸브(212) 및 출구 전동 밸브(214)가 구비되어, 가스 공급시 상기 밸브들(212, 214)이 개방되어 부스터 팬 임펠러(210)를 통과하며, 부스터 팬 임펠러(210)의 출구측에 구비된 압력 센서(220)에서 배출 가스 압력을 감지한다. 감지된 압력 신호값은 상기 인버터 제어반(240)에 입력되게 된다.
실 포트(230)는 부스터 팬 임펠러(210)에 연결되고, 가스 공급부(200)로부터 공급되는 가스로부터 불순물을 제거하는 역할을 한다. 불순물은 공급 가스에 섞여있는 응축수 등의 형태로 존재할 수 있다. 불순물을 제거함으로써 가스 공급 배관(12)에 건조 혼합 가스가 흐르도록 할 수 있고, 배관 막힘을 방지할 수 있다.
압력 센서(220)로부터 감지된 압력 신호값은 인버터 제어반(240)에 입력된다. 인버터 제어반(240)은 가스 압력 신호를 통해 가스의 흐름을 제어하고, 가스 흐름 속도를 제어할 수 있다. 인버터 제어반(240)은 압력 센서(220)의 압력값을 송신받아 부스터 팬 임펠러(210)의 팬 회전량(RPM) 값을 조절하여 1,150mmH2O 내지 1,250mmH2O 범위의 압력으로 가열로(100)에 가스를 공급하도록 할 수 있다. 즉, 바람직한 상기 압력 범위 이하의 압력값이 감지되는 경우, 인버터 제어반(240)은 부스터 팬 임펠러(210)의 팬 회전량을 증가시키고, 그 반대의 경우에는, 팬 회전량을 감소시켜, 상기 압력 범위의 가스 공급 압력을 유지하도록 할 수 있다.
한편, 가스 승압 장치(300)는 부스터 팬 임펠러(210)의 입구측 및 출구측에 각각 부착되어 인버터 제어반(240)의 제어 신호에 따라 개폐되는 입구 전동 밸브(212) 및 출구 전동 밸브(214), 및 부스터 바이패스 전동 밸브(216)를 더 포함할 수 있다.
만약, 가스 승압 장치(300)와 가열로(100) 간의 돌발적 이상 상황이 발생하거나 부스터 팬 임팰러(210)의 가스 배출 압력이 상기 바람직한 압력 범위 이상으로 과도하게 상승하게 되는 경우, 입구 전동 밸브(212) 및 출구 전동 밸브(214)는 인버터 제어반(240)에 의해 폐쇄되도록 제어되고, 부스터 바이패스 전동 밸브(216)가 개방되도록 제어될 수 있다. 이를 통해 선재 제조 장치의 정압을 유지하고 가스 헌팅(hunting)을 방지할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 가스 승압 장치를 구비하는 선재 제조 장치에 의해서, 가열로 공급 가스 압력의 안정화를 용이하게 할 수 있고, 가스 압력 안정화를 통해 가스 유량 저하 방지 및 압력 헌팅(hunting) 방지로 조업 안정화 또한 도모할 수 있다.
또한, 종래에 발생하던 가열 대기를 감소시켜 생산성 향상 효과를 얻을 수 있으며, 가열로 정제 설비를 구비함으로써 배관 막힘 방지가 가능하여 가열로에 공급되는 가스의 질을 확보할 수 있다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
100: 가열로 200: 가스 공급부
300: 가스 승압 장치 400: 가스 정제부
500: 수봉변 12: 가스 공급 배관
210: 부스터 팬 임펠러 212: 입구 전동 밸브
214: 출구 전동 밸브 216: 부스터 바이패스 전동 밸브
220: 압력 센서 230: 실 포트
240: 인버터 제어반 250: 전원 공급부

Claims (7)

  1. 선재를 가열하는 가열로;
    상기 가열로의 버너와 연계되는 가스 공급 배관을 통하여 상기 가열로에 가스를 공급하는 가스 공급부; 및
    상기 가스 공급 배관에 연결되어 상기 가스 공급부로부터 상기 가열로에 공급되는 가스의 압력을 상승시키는 가스 승압 장치를 포함하는 선재 제조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 승압 장치의 일측에 구비되고, 상기 공급 가스를 정제하여 상기 가스 공급 배관의 막힘을 방지하는 가스 정제부를 더 포함하는 선재 제조 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 공급부의 일측에 구비되고, 공급되는 가스의 흐름 경로를 밀봉수의 수두압을 이용하여 차단하여 주는 수봉변(water sealing valve)을 더 포함하는 선재 제조 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스는 액화천연가스(LNG; Liquified Natural Gas), 고로 가스(BFG; Blast Furnace Gas), 코크스로 가스(COG; Coke Oven Gas), 및 전로 가스(LDG; Linz Donawitz Converter Gas)로 구성되는 혼합 가스인 선재 제조 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 승압 장치는,
    상기 가스 공급부로부터 가스를 공급받고 팬의 회전에 의해 상기 가스의 배출 속도를 조절하는 부스터 팬 임펠러(booster fan impeller);
    상기 부스터 팬 임펠러의 출구측에 구비되고, 상기 부스터 팬 임펠러로부터 배출되는 가스 속도로부터 가스 압력을 감지하는 압력 센서;
    상기 부스터 팬 임팰러와 연결되고, 상기 가스 공급부로부터 공급되는 가스로부터 불순물을 제거하는 실 포트(seal port); 및
    상기 압력 센서로부터 감지된 가스 압력 신호를 통해 상기 가스의 흐름을 제어하고, 상기 부스터 팬 임펠러의 팬 속도를 제어하는 인버터 제어반을 포함하는 선재 제조 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 가스 승압 장치는,
    상기 부스터 팬 임팰러의 입구측 및 출구측에 각각 부착되어 상기 인버터 제어반의 제어 신호에 따라 개폐되는 입구 전동 밸브 및 출구 전동 밸브; 및
    상기 가스 공급부와 상기 가열로 사이에서 상기 부스터 팬 임팰러와 병렬적인 위치에 구비되어 상기 인버터 제어반의 제어 신호에 따라 개폐되는 부스터 바이패스 전동 밸브를 더 포함하는 선재 제조 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 부스터 팬 임펠러는 상기 압력 센서로부터 압력 신호값을 받아 1,150mmH2O 내지 1,250mmH2O 범위의 압력으로 상기 가열로에 가스를 공급하도록 작동되는 선재 제조 장치.
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KR20190010202A (ko) * 2017-07-21 2019-01-30 주식회사 포스코 부생가스 공급장치

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