KR20150074855A - Heating furnace having structure of protecting heating element - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 소둔 공정에 사용되는 가열로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발열체를 통해 고열로 승온시켜 통과하는 스트립을 소둔하는 가열로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
각종 전기기기에 사용되는 전기강판은 자기적 성질 및 이용 분야에 따라 크게 방향성 전기강판(Grain-Oriented Electrical Steel Sheet)과 무방향성 전기강판(Non-Oriented Electrical Steel Sheet)으로 구분된다.Electrical steel sheets used in various electric appliances are classified into a grain-oriented electrical steel sheet and a non-oriented electrical steel sheet depending on their magnetic properties and applications.
방향성 전기강판은 압연 방향의 자기적 성질이 타 방향의 자기적 성질에 비하여 한층 뛰어나도록 제조된 것으로, 변압기와 같이 일정한 방향으로 자화가 일어나게 되는 정지된 상태로 사용되는 정지 기기에 주로 사용된다. 반면에, 무방향성 전기강판은 압연 방향에 관계 없이 평균 자성이 우수하도록 제조되는 강판으로서, 모터와 같이 회전에 의해 자화되는 방향이 일정하지 않고 계속 변화하게 되는 회전기기에 주로 사용된다.Directional electric steel sheets are manufactured to have superior magnetic properties in the rolling direction compared with those of the other directions, and are mainly used for stationary devices used in a stationary state in which magnetization occurs in a certain direction such as a transformer. On the other hand, the nonoriented electrical steel sheet is a steel sheet manufactured to have an excellent average magnetic property irrespective of the rolling direction, and is mainly used for a rotating machine such as a motor in which the direction magnetized by rotation is not constant but continuously changes.
방형성 전기강판은 일반적으로 제강→슬라브 재가열→예비 소둔→1차 냉간압연→중간 소둔→2차 냉간압연→탈탄 소둔→2차 재결정 소둔→절연 코팅이라는 일련의 제조공정에 의해서 제조된다.Generally, a galvanized steel sheet is manufactured by a series of manufacturing processes such as steelmaking → slab reheating → preliminary annealing → primary cold rolling → intermediate annealing → secondary cold rolling → decarburization annealing → secondary recrystallization annealing → insulation coating.
전기강판의 소둔 공정에서는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 철피(1) 내 내화벽돌(8)을 축조시키고 수용홈(2)에 수용된 발열체(3)를 통해 고열로 승온시킨 상태에서 강판 스트립(ST)을 연속적으로 통과시켜 소둔하게 된다. 이 때 강판 스트립(ST) 표면에 열팽창에 따른 다량의 스케일(SC)이 강판 스트립(ST) 표면으로부터 박리 낙하되어 상기 발열체(3)를 덮음으로써 발열효과 저하는 물론 쌓여 있는 스케일(SC)로 인해 발열체(3)가 쉽게 단락되는 문제가 발생되고 있다.In the annealing step of the electric steel sheet, as shown in Fig. 3 and Fig. 4, in a state where the
상기한 바와 같은 기술적 배경을 바탕으로, 본 발명의 일 측면은 가열로 내부의 발열체를 산화 스케일로부터 보호함으로써 발열효과 극대화 및 수명 연장을 가능하게 한 발열체 보호 구조를 갖는 가열로를 제공하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above technical background, an aspect of the present invention is to provide a heating furnace having a heating element protecting structure that maximizes a heating effect and prolongs its life by protecting a heating element in a heating furnace from an oxidative scale.
본 발명의 일 실시예에 따른 발열체 보호구조를 갖는 가열로는, 강판 스트립을 이송시키면서 소둔 처리하는 가열로로서, 유입구와 유출구를 구비하여 상기 강판 스트립이 통과하여 지나가도록 구성된 가열 챔버와, 상기 가열 챔버의 내부면을 따라 축조되어 적어도 천장부와 바닥부를 구비하며, 상기 바닥부에는 상기 강판 스트립의 이송방향에 대해 수직하게 연장되고 바닥면에 대해 경사진 깊이방향으로 함몰되어 연장된 수용홈이 형성된 내화 벽돌부, 및 상기 강판 스트립의 이송방향에 대해 수직한 방향으로 길게 연장되며, 상기 내화 벽돌부의 수용홈에 수용되는 발열체를 포함한다.A heating furnace having a heating element protection structure according to an embodiment of the present invention is a heating furnace for annealing a steel strip while transferring the steel strip, comprising: a heating chamber having an inlet port and an outlet port and passing through the steel strip, And a bottom portion which is formed at the bottom portion and which is perpendicular to the conveying direction of the steel strip and which is recessed in a depth direction inclined with respect to the bottom surface, And a heating element which is elongated in a direction perpendicular to the feeding direction of the steel strip and accommodated in the receiving groove of the refractory brick portion.
상기 발열체는 상기 강판 스트립의 이송방향의 외주를 따라 오목하게 함몰된 요홈을 구비하며, 상기 요홈은 상기 발열체의 길이방향을 따라 미리 설정된 간격을 두고 복수 개 형성될 수 있다.The heating element may have recesses recessed concavely along an outer periphery of the steel strip in a conveying direction, and the recesses may be formed at predetermined intervals along a longitudinal direction of the heating element.
상기 내화 벽돌부의 수용홈 바닥과 연통하도록 외부 가스 공급기에 연결되어 상기 수용홈의 깊이방향을 따라 상기 강판 스트립을 향해 분위기 가스를 분사할 수 있도록 구성된 분위기 가스 공급라인을 더 포함할 수 있다.And an atmospheric gas supply line connected to the external gas supply unit so as to communicate with the bottom of the receiving groove of the refractory brick unit and configured to inject the atmospheric gas toward the steel strip along the depth direction of the receiving groove.
상기 수용홈에 인접하여 형성되며, 상기 바닥부에서 상기 강판 스트립의 이송방향에 대해 수직하게 연장되고 상기 바닥면에 대해 경사진 깊이방향으로 함몰되어 연장된 스케일 포집홈을 더 포함할 수 있다.And a scale collecting groove formed adjacent to the receiving groove and extending perpendicularly to the conveying direction of the steel strip at the bottom and extending in a depth direction inclined with respect to the bottom surface.
상기 스케일 포집홈과 상기 수용홈은 교번하여 배열될 수 있다.The scale collecting grooves and the receiving grooves may be alternately arranged.
상기한 바와 같은 발열체 보호 구조를 갖는 가열로에 의하면, 강판 스트립 표면으로부터 박리되어 낙하하는 산화 스케일이 발열체의 상단에 안착하는 것을 예방할 수 있다. 이와 같이 발열체 표면을 청결하게 관리함으로써 열손실 방지는 물론 발열체에 쉽게 크랙이 발생되는 현상을 방지할 수 있으며, 발열체가 가열과 냉각 시 발생되는 열응력을 표면의 요홈에 의해 완충시킴으로써 열팽창에 따른 단락을 예방할 수 있다.According to the heating furnace having the heating element protecting structure as described above, it is possible to prevent the oxide scale falling off from the surface of the steel strip and resting on the top of the heating element. By managing the surface of the heating element cleanly as described above, it is possible to prevent the occurrence of cracks easily in the heating element as well as the prevention of heat loss, and the thermal stress generated during heating and cooling can be buffered by the groove of the surface, Can be prevented.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열체 보호 구조를 갖는 가열로를 도시한 부분 절단 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열체 보호 구조를 갖는 가열로를 도시한 단면도이다.
도 3은 종래기술에 따른 소둔 공정의 가열로를 도시한 사시도이다.
도 4는 종래기술에 따른 소둔 공정의 가열로를 도시한 단면도이다.1 is a partially cutaway perspective view showing a heating furnace having a heating element protecting structure according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view illustrating a heating furnace having a heating element protecting structure according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view showing a heating furnace of an annealing process according to the prior art.
4 is a cross-sectional view showing a heating furnace of an annealing process according to the prior art.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열체 보호 구조를 갖는 가열로를 도시한 부분 절단 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열체 보호 구조를 갖는 가열로를 도시한 단면도이다.FIG. 1 is a partially cutaway perspective view illustrating a heating furnace having a heating element protection structure according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a heating furnace having a heating element protection structure according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 가열로(100)는, 강판 스트립(ST)을 이송시키면서 소둔 처리하는 가열로로서, 가열 챔버(10)와 내화 벽돌부(15, 16)로 이루어지며, 그 내부에 발열체(30)가 위치하고 있는 구조로 이루어진다.1 and 2, the
상기 가열 챔버(10)는 유입구와 유출구를 구비하여 강판 스트립(ST)이 통과하여 지나가도록 구성되며, 상기 내화 벽돌부(15, 16)는 가열 챔버(10)의 내부면을 따라 축조되어 적어도 천장부(16)와 바닥부(15)를 구비할 수 있다. 상기 내화 벽돌부(15, 16)의 바닥부(15)에는 강판 스트립(ST)의 이송방향에 대해 수직하게 연장되고, 바닥면에 대해 경사진 깊이방향으로 함몰되어 연장된 수용홈(21)이 형성된다. 이러한 수용홈(21)은 상기 강판 스트립(ST)의 이송방향으로 복수 개가 배열될 수 있다.The
발열체(30)는 상기 강판 스트립(ST)의 이송방향에 대해 수직한 방향으로 길게 연장되며, 상기 내화 벽돌부(15)의 수용홈(21)에 수용될 수 있다. 상기 발열체(30)가 수용홈(21)에 수용되는 구조는 수용홈(21)의 형상을 변형하여 고정하는 구조이거나, 발열체(30)의 양쪽 단부에 별도로 설치되는 고정구조일 수 있다. 발열체(30)는 가늘고 길게 이루어진 금속재의 봉 형상을 가질 수 있으며, 일측 단부에 전원공급라인이 연결되어 발열을 위한 전원이 공급될 수 있다. 상기 발열체(30)는 상기 강판 스트립(ST)의 이송방향으로 외주를 따라 오목하게 함몰된 요홈(31)을 구비하며, 상기 요홈(31)은 발열체(30)의 길이방향을 따라 미리 설정된 간격을 두고 복수 개 형성될 수 있다.The
상기 내화 벽돌부(15)의 수용홈(21) 바닥과 연통하도록 분위기 가스 공급라인(40)이 형성될 수 있다. 분위기 가스 공급라인(40)은 외부 가스 공급기(미도시)에 연결되어 상기 수용홈(21)의 깊이방향을 따라 분위기 가스(41)를 분사함으로써 가열 챔버(10) 내부로 분위기 가스(41)를 공급할 수 있다. 이렇게 분사된 분위기 가스(41)는 또한 상기 가열 챔버(10)를 통과하여 지나는 강판 스트립(ST)을 향해 분사될 수 있다.The atmosphere
상기 발열체(30)가 상기 수용홈(21)에 수용되면, 상기 요홈(31)에 의해 부분적으로 수용홈(21) 벽면과 발열체(30) 사이에 간격이 형성될 수 있으며, 분위기 가스 공급라인(40)으로부터 분사된 분위기 가스(41)는 상기 수용홈(21)의 벽면과 발열체(30) 사이의 간격을 통해 가열 챔버(10) 내부로 공급할 수 있다. 이로써 발열체(30) 상단에 분위기 가스 분출압을 형성하여 강판 스트립(ST)으로부터 발열체(30) 상단으로 낙하하는 산화 스케일의 안착을 방지할 수 있고, 따라서 승온 시 열손실 방지 및 발열체 단락을 방지할 수 있다. 또한 발열체(30)의 요홈(31)을 형성함으로써 상기 발열체(30)의 열 팽창 시 완충공간을 확보하여 열응력에 따른 단락을 예방할 수 있다.When the
한편, 상기 수용홈(21)에 인접하여 스케일 포집홈(25)이 형성될 수 있다. 스케일 포집홈(25)은 상기 내화 벽돌부의 바닥부(15)에서 상기 강판 스트립(ST)의 이송방향에 대해 수직하게 연장되고 상기 바닥면에 대해 경사진 깊이방향으로 함몰되어 연장될 수 있다. 스케일 포집홈(25)은 상기 수용홈(21)과 교번하여 배열될 수 있다.On the other hand, a
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로의 작용에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, the operation of the heating furnace according to one embodiment of the present invention will be described in detail.
가열로를 연속적으로 통과하면서 소둔 처리되는 강판 스트립(ST)의 하부에 위치한 발열체(30)에 전원을 공급하면 상기 발열체(30)는 열을 발산하여 고온으로 상기 강판 스트립(ST)을 가열한다. When power is supplied to the
고온으로 가열된 강판 스트립(ST)으로부터는 산화 스케일(SC)이 형성되어 낙하할 수 있는데, 분위기 가스 공급라인(40)을 통해 미리 설정된 압력으로 분위기 가스를 분출하면 발열체(30) 표면에 함몰 형성된 요홈(31)을 통해 상부로 분사되어 상기 강판 스트립(ST) 표면으로부터 박리되어 낙하하는 산화 스케일이 발열체(30)의 상단에 안착하는 것을 예방할 수 있다. 상기 분사된 분위기 가스(41)에 의해 비산된 산화 스케일(SC)은 발열체(30) 전후에 함몰 형성된 스케일 포집홈(25) 내에 유입되어 쌓이게 된다.The oxide scale SC can be formed and fall from the steel strip ST heated at a high temperature. When the atmospheric gas is ejected at a preset pressure through the atmospheric
이와 같이 발열체(30) 표면을 청결하게 관리함으로써 열손실 방지는 물론 발열체(30)에 쉽게 크랙이 발생되는 현상을 방지할 수 있으며, 발열체(30)가 가열과 냉각 시 발생되는 열응력을 표면의 요홈(31)에 의해 완충시킴으로써 열팽창에 따른 단락을 예방할 수 있다.The surface of the
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And it goes without saying that the invention belongs to the scope of the invention.
10: 가열 챔버
15, 16: 내화 벽돌부
21: 수용홈
25: 스케일 포집홈
30: 발열체
31: 요홈
41: 분위기 가스
ST: 강판 스트립
SC: 산화 스케일10:
21: receiving groove 25: scale collecting groove
30: heating element 31: groove
41: atmosphere gas ST: steel strip
SC: oxidized scale
Claims (5)
유입구와 유출구를 구비하여 상기 강판 스트립이 통과하여 지나가도록 구성된 가열 챔버;
상기 가열 챔버의 내부면을 따라 축조되어 적어도 천장부와 바닥부를 구비하며, 상기 바닥부에는 상기 강판 스트립의 이송방향에 대해 수직하게 연장되고 바닥면에 대해 경사진 깊이방향으로 함몰되어 연장된 수용홈이 형성된 내화 벽돌부; 및
상기 강판 스트립의 이송방향에 대해 수직한 방향으로 길게 연장되며, 상기 내화 벽돌부의 수용홈에 수용되는 발열체
를 포함하는 발열체 보호구조를 갖는 가열로.In a heating furnace for annealing a steel strip while feeding it,
A heating chamber having an inlet and an outlet to pass the steel strip through;
And at least a ceiling portion and a bottom portion formed along the inner surface of the heating chamber and having a receiving groove extending perpendicularly to the conveying direction of the steel strip and recessed in a depth direction inclined with respect to the bottom surface, A refractory brick portion formed; And
A heating element which is elongated in a direction perpendicular to the feeding direction of the steel strip and is accommodated in the receiving groove of the refractory brick,
And a heating element protecting structure.
상기 발열체는 상기 강판 스트립의 이송방향의 외주를 따라 오목하게 함몰된 요홈을 구비하며, 상기 요홈은 상기 발열체의 길이방향을 따라 미리 설정된 간격을 두고 복수 개 형성되는 발열체 보호구조를 갖는 가열로.The method according to claim 1,
Wherein the heat generating element has recesses recessed concavely along an outer periphery of the steel strip in a conveying direction thereof and a plurality of recesses are formed at predetermined intervals along a longitudinal direction of the heat generating element.
상기 내화 벽돌부의 수용홈 바닥과 연통하도록 외부 가스 공급기에 연결되어 상기 수용홈의 깊이방향을 따라 상기 강판 스트립을 향해 분위기 가스를 분사할 수 있도록 구성된 분위기 가스 공급라인을 더 포함하는 발열체 보호구조를 갖는 가열로.3. The method of claim 2,
And an atmospheric gas supply line connected to the external gas supply unit so as to communicate with the bottom of the receiving groove of the refractory brick portion so as to be able to inject the atmospheric gas toward the steel strip along the depth direction of the receiving groove Heating furnace.
상기 수용홈에 인접하여 형성되며, 상기 바닥부에서 상기 강판 스트립의 이송방향에 대해 수직하게 연장되고 상기 바닥면에 대해 경사진 깊이방향으로 함몰되어 연장된 스케일 포집홈을 더 포함하는 발열체 보호구조를 갖는 가열로.The method of claim 3,
And a scale collecting groove formed adjacent to the receiving groove and extending perpendicularly to the conveying direction of the steel strip at the bottom portion and extending in a depth direction inclined with respect to the bottom surface, .
상기 스케일 포집홈과 상기 수용홈은 교번하여 배열되는 것을 특징으로 하는 발열체 보호구조를 갖는 가열로.5. The method of claim 4,
Wherein the scale collecting grooves and the receiving grooves are alternately arranged.
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