KR20170020958A

KR20170020958A - 보열설비 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR20170020958A
Application number: KR1020150115094A
Authority: KR
Inventors: 류재왕
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2015-08-17
Filing date: 2015-08-17
Publication date: 2017-02-27

Abstract

보열설비 및 그 제어방법을 제시한다. 본 발명의 실시 예에 따른 보열설비는 보열대상물을 적치하는 적치대; 적치대에 적치된 보열대상물을 덮으며, 승강 가능하게 설치된 보열커버; 및 보열대상물의 적치높이에 따라 보열커버를 승강시켜 보열커버 내 용적을 조절하는 승강장치를 포함한다.

Description

보열설비 및 그 제어방법{Heating equipment, and control method thereof}

본 발명은 보열설비 및 그 제어방법에 관한 것으로, 슬라브의 적치량에 따라 가열공간의 내부용적을 조절해 에너지를 절감하고 가열시간을 단축할 수 있는 보열설비 및 그 제어방법에 관한 것이다.

연속주조공정 등을 거쳐 생산된 슬라브(Slab)는 일정 매수로 적재되며, 후공정인 열간압연공정에 투입하기까지 장시간 보관하기도 하는데, 이때는 보열설비를 이용해 적재된 슬라브를 덮은 상태에서 가열해 슬라브 온도가 급격히 하강하는 것을 방지한다.

통상의 보열설비는 적치된 슬라브를 덮을 수 있는 보열커버와, 적치된 슬라브를 후 공정에서 요구되는 온도(대략 500℃)로 가열하는 가열장치를 포함한다. 이러한 보열설비는 보열커버 내에 슬라브가 다량 적치된 상태에서 가열하기도 하지만, 때로는 상대적으로 적은 수량의 슬라브가 적치된 상태에서 가열하기도 한다.

그런데 이러한 보열설비는 슬라브가 소량 적치된 상태에서 가열이 이루어지는 경우(보열커버 내에 빈 공간이 많은 경우)에도 보열커버 내부공간 전체를 설정온도로 가열해야 하기 때문에 에너지손실이 크고 예열시간이 길어지는 문제가 있었다.

본 발명의 실시 예는 슬라브의 적치에 따라 가열공간의 내부용적을 조절할 수 있도록 하여 에너지를 절감하고 가열시간을 단축할 수 있는 보열설비 및 그 제어방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 보열대상물을 적치하는 적치대; 상기 적치대에 적치된 상기 보열대상물을 덮으며, 승강 가능하게 설치된 보열커버; 및 상기 보열대상물의 적치높이에 따라 상기 보열커버를 승강시켜 상기 보열커버 내 용적을 조절하는 승강장치를 포함하는 보열설비가 제공될 수 있다.

상기 보열설비는 상기 보열대상물 상면과 상기 보열커버 상측의 이격거리를 감지하는 적치감지부; 상기 적치감지부의 감지정보를 토대로 상기 승강장치의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 적치감지부는 상기 보열커버 상측에 설치되어 상기 보열대상물 상면과 보열커버 상측의 거리를 감지하는 거리센서를 포함할 수 있다.

상기 보열설비는 상기 보열대상물의 개폐를 위해 상기 보열커버를 횡방향으로 이동시키는 이동장치를 더 포함할 수 있다.

상기 이동장치는 상기 적치대의 양측에 각각 배치된 레일을 따라 이동하며 상기 승강장치를 매개로 상기 보열커버를 지지하는 이동부재와, 상기 이동부재를 이동시키는 구동장치를 포함할 수 있다.

상기 승강장치는 일단이 상기 이동부재에 연결되고 타단이 상기 보열커버의 측면에 연결되며 신축에 의해 상기 보열커버를 승강시키는 복수의 유압실린더를 포함할 수 있다.

상기 보열설비는 상기 이동부재와 상기 보열커버 측면 사이에 설치되며, 상기 보열커버가 상승할 때 결속하고 하강할 때 결속을 해제하는 결속장치를 더 포함할 수 있다.

상기 결속장치는 상기 이동부재로부터 상방으로 연장된 지지대와, 상기 지지대 상부에 결합되며 하방을 향하는 결속홈이 형성된 제1결속부재와, 상기 보열커버 측면에 결합되며 상기 보열커버가 상승할 때 상기 결속홈에 진입해 결속되고 하강할 때 상기 결속홈으로부터 이탈하는 제2결속부재를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 적치된 보열대상물의 상면과 상기 보열대상물을 덮는 보열커버 상측 간 이격거리를 적치감지부를 통해 감지하고, 상기 이격거리가 설정거리보다 크면 상기 보열커버를 승강시키는 승강장치를 동작시켜 상기 이격거리가 상기 설정거리를 유지하도록 하는 보열설비의 제어방법이 제공될 수 있다.

상기 제어방법은 상기 이격거리 감지 전에 상기 보열커버가 정확히 닫혔는지 여부를 위치감지센서를 통해 감지하고, 상기 보열커버가 닫힌 것으로 판단되면 상기 이격거리를 측정할 수 있다.

상기 제어방법은 상기 이격거리를 상기 설정거리로 유지시킨 후 상기 보열커버 내부의 온도를 측정하고, 측정된 온도가 설정온도 미만이면 가열장치를 동작시켜 상기 설정온도에 이르도록 가열할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 보열설비는 보열대상물 상면과 보열커버 상측의 이격거리를 감지해, 이격이 설정거리를 유지하도록 보열커버를 동작시켜 내측 가열공간의 용적을 조절하기 때문에 보열을 위한 에너지를 절감할 수 있고, 가열시간도 단축할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 보열설비의 사시도로, 보열커버가 개방된 상태를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 보열설비의 사시도로, 보열커버가 닫힌상태를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 보열설비의 단면도로, 승강장치의 동작에 의해 보열커버가 상승한 상태를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 보열설비의 단면도로, 승강장치의 동작에 의해 보열커버가 하강한 상태를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 보열설비의 단면도로, 보열커버가 상승하여 결속장치에 의해 결속된 상태를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 보열설비의 단면도로, 보열커버가 하강하여 결속장치에 의한 결속이 해제된 상태를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 보열설비의 제어동작을 나타낸 흐름도이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이며, 여기서 제시한 것으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략할 수 있고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 보열설비는 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 연속주조 공정 등을 거쳐 생산된 슬라브 등의 보열대상물(1)을 적치하는 적치대(10), 적치대(10)에 적치된 보열대상물(1)을 덮는 하나 이상의 보열커버(20), 보열대상물(1)의 개폐를 위해 보열커버(20)를 횡방향으로 이동시키는 이동장치(30), 보열대상물(1)의 적치높이에 따라 보열커버(20)를 승강시켜 보열커버(20) 내부의 용적을 조절하는 승강장치(40)를 포함한다.

본 실시 예는 보열대상물(1)이 평판형 슬라브인 경우를 제시하였으나, 보열설비에 의해 가열되는 보열대상물(1)이 이에 한정되는 것은 아니다. 후공정을 위해 가열이 필요한 빌렛, 블룸 등의 압연소재일 수도 있다.

도 1과 도 2를 참조하면, 보열커버(20)는 두개가 적치대(10)의 양측으로부터 레일(31)을 따라 횡방향으로 이동하여 적치대(10)에 적치된 보열대상물(1)을 덮거나, 역으로 이동하여 보열대상물(1) 상부를 개방할 수 있다. 본 실시 예는 두 개의 보열커버(20)가 양측으로부터 접근해 보열대상물(1)을 덮는 형태이나, 보열커버(20)는 하나로 구성될 수도 있다. 이 경우 보열커버(20)는 보열대상물(1)의 길이보다 길게 마련되어 어느 한쪽으로부터 이동해 보열대상물(1)을 덮을 수 있다.

보열커버(20)는 도 3에 도시한 바와 같이, 상부와 양측면이 폐쇄되고 하부가 개방된 박스형태일 수 있다. 또 도 1에 도시한 처럼 두 보열커버(20)가 마주하는 면은 개방되고, 그 반대편은 폐쇄될 수 있다. 이러한 보열커버(20)는 적치대(10)의 상부에 적층되는 다단의 보열대상물(1)을 포위하는 형태로 덮어 보열대상물(1)을 보온하면서 적치대(10)와 더불어 보열대상물(1)을 수용하는 가열공간(21)을 한정한다.

보열커버(20)를 이동시키는 이동장치(30)는 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 적치대(10)의 양측에 배치된 레일(31)을 따라 이동하며, 승강장치(40)를 매개로 보열커버(20)를 지지하는 이동부재(32)와, 이동부재(32)를 이동시키는 구동장치(33)를 포함한다.

이동부재(32)는 보열커버(20)의 길이와 대응하는 길이로 마련될 수 있고, 보열커버(20) 양 측면의 지지를 위해 각 보열커버(20) 양측에 각각 배치될 수 있다. 구동장치(33)는 레일(31)을 따라 구름운동을 하도록 이동부재에 설치된 복수의 롤러와, 각 롤러를 구동하도록 이동부재에 설치된 구동모터를 포함할 수 있다.

이러한 보열설비는 구동장치(33)의 동작에 의해 이동장치(30)가 이동함으로써 보열커버(20)가 레일(31)을 따라 횡방향으로 이동하여 도 2의 예처럼 보열대상물(1)을 덮거나, 도 1의 예처럼 보열대상물(1)을 개방할 수 있다.

승강장치(40)는 일단이 이동부재(32)에 연결되고 타단이 보열커버(20) 측면 상측에 연결되며 신축에 의해 보열커버(20)를 승강시키는 복수의 유압실린더(41)를 포함할 수 있다. 복수의 유압실린더(41)는 보열커버(20) 양측의 각 이동부재(32)마다 복수개가 설치됨으로써 보열커버(20)의 안정된 승강을 구현할 수 있다. 보열커버(20)의 양 측면에는 유압실린더(41) 상단의 고정을 위해 실린더지지부(43)가 설치될 수 있다.

승강장치(40)는 도 3에 도시한 바와 같이, 유압실린더(41)가 신장됨으로써 보열커버(20)를 상승시켜 보열커버(20) 내부의 가열공간(21) 용적을 크게 할 수 있고, 도 4에 도시한 바와 같이, 유압실린더(41) 길이가 축소됨으로써 보열커버(20)를 하강시켜 보열커버(20) 내부의 가열공간(21) 용적을 줄일 수 있다.

여기서는 승강장치(40)의 일 예로 유압실린더(41)를 제시하였으나, 승강장치(40)의 형태가 이에 한정되는 것은 아니다. 승장장치는 이송나사방식, 랙과 피니언방식, 체인-스프라켓 방식이 채용될 수도 있다.

본 실시 예의 보열설비는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 보열커버(20)가 이동할 때 보열커버(20)가 흔들림 없이 지지될 수 있도록 보열커버(20) 측면과 이동부재를 결속하는 결속장치(50)를 포함할 수 있다. 각 결속장치(50)는 보열커버(20) 측면 쪽에 각각 복수개가 설치될 수 있다.

도 5와 도 6을 참조하면, 결속장치(50)는 이동부재(32)로부터 상방으로 연장된 지지대(51), 지지대(51) 상부에 결합되며 하방을 항하는 결속홈(52a)이 형성된 제1결속부재(52), 보열커버(20) 측면에 결합되며 보열커버(20)가 상승할 때 제1결속부재(52)의 결속홈(52a)에 진입해 결속되고 보열커버(20)가 하강할 때 결속홈(52a)으로부터 이탈하는 제2결속부재(53)를 포함한다.

결속장치(50)는 도 5에 도시한 예처럼 보열커버(20)가 상승한 상태에서 제1결속부재(52)와 제2결속부재(53)가 상호 결속된다. 따라서 보열대상물(1)의 개폐를 위해 보열커버(20)가 상승한 상태에서 이동할 때는 보열커버(20)가 흔들림 없이 안정적으로 지지된다. 그리고 도 6에 도시한 바와 같이, 보열커버(20)가 보열대상물(1)을 덮은 상태에서 하강하면, 제2결속부재(53)가 보열커버(20)와 함께 하강하므로 제1결속부재(52)로부터 분리된다.

본 실시 예의 보열설비는 도 3에 도시한 바와 같이, 적치대(10)에 적재된 보열대상물(1)의 적치높이에 따라 보열커버(20)를 승강시키는 방식으로 보열커버(20) 내용적을 조절하기 위해 보열대상물(1) 상면과 보열커버(20) 상측의 이격거리를 감지하는 적치감지부(60)와, 적치감지부(60)의 감지정보를 토대로 승강장치(40)의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다. 적치감지부(60)는 보열커버(20) 상측에 설치되며 보열대상물(1) 상면과 보열커버(20) 상측의 이격거리(L)를 감지하는 거리센서로 구성될 수 있다.

또 본 실시 예의 보열설비는 도 1에 도시한 바와 같이, 보열커버(20)를 닫을 때 보열커버(20)가 정확히 닫혔는지 여부를 감지할 수 있도록 적치대(10)의 중간부분에 설치된 위치감지센서(70)를 구비한다.

다음은 도 7의 흐름도를 참조하면서 본 실시 예에 따른 보열설비의 동작 및 제어방법을 설명한다.

보열을 수행할 때는 적치대(10)에 보열대상물(1)을 적재한 상태에서 보열커버(20)를 닫는다(81). 이때 제어부는 이동장치(30)를 동작시켜 보열커버(20)를 닫는 방향으로 동작시키고, 위치감지센서(70)의 감지를 통해 보열커버(20)가 정확히 닫혔는지 여부를 판단한다(82).

보열커버(20)가 정확히 닫힌 것으로 판단되면, 적치된 보열대상물(1) 상면과 보열커버(20) 상측 간의 이격거리(L)를 측정한다(83). 이때는 도 3에 도시한 예처럼 보열커버(20) 상측에 설치된 적치감지부(60)가 최 상측 보열대상물(1) 상면과 보열커버(20) 상측 내면 사이의 이격거리(L)를 측정한다.

이격거리(L) 측정 후에는 측정된 이격거리(L)가 설정거리보다 큰지 판단한다(84). 예를 들어 설정거리를 400mm로 했다면, 측정된 이격거리 값이 그 보다 큰지 판단한다.

단계 84에서 이격거리(L)가 설정거리보다 큰 것으로 판단되면, 승강장치(40)를 동작시켜 보열커버(20)를 하강시킴으로써 이격거리(L)가 설정거리에 이르도록 한다.

단계 84에서 이격거리(L)가 설정거리보다 크지 않은 것으로 판단되면(이격거리가 설정거리에 이르면), 보열커버(20)의 하강동작을 정지시키고(86), 보열커버(20) 내 온도센서(미도시)를 이용해 보열커버(20) 내부의 온도를 측정한다(87).

온도측정 후에는 측정온도가 설정온도 이상인지 여부를 판단하고(88), 측정온도가 설정온도보다 낮거나 같으면 적치대(10)에 마련된 가열장치(15)를 동작시켜 보열대상물(1)을 가열한다(89). 보열대상물(1)이 후공정인 열간압연공정에 투입하기 위한 것이라면, 대략 500℃까지 가열할 수 있다.

단계 88에서 보열커버(20) 내부의 온도가 설정온도에 도달한 것으로 판단되면, 가열을 중단한다(90). 이 상태에서 작업자는 가열된 보열대상물(1)을 후공정으로 보내기 위해 보열커버(20)를 개방할 수 있는데, 제어부는 보열커버(20) 개방 지령이 있는지 여부를 판단하고(91), 개방지령이 없는 것으로 판단되면, 단계 87을 수행해 추후 보열커버(20) 개방 시까지 보열상태가 유지되도록 한다.

단계 91에서 보열커버(20) 개방지령이 있으면, 승강장치(40)를 동작시켜 보열커버(20)를 상승시킨다(92). 보열커버(20)가 상승하면, 결속장치(50)의 제1결속부재(52)와 제2결속부재(53)가 상호 결속된다.

보열커버(20)가 상승한 후 제어부는 보열커버(20)를 개방해 보열대상물(1)을 후공정으로 이송할 수 있도록 한다(93). 즉 도 1에 도시한 바와 같이, 양측의 보열커버(20)가 상호 멀어지는 방향으로 이동해 보열대상물(1) 상부를 개방한다. 이때 보열커버(20)는 결속장치(50)에 의해 견고히 결속된 상태이므로 흔들림 없이 안정적으로 이동할 수 있다.

이처럼 본 실시 예에 따른 보열설비는 보열대상물(1) 상면과 보열커버(20) 상측의 이격거리(L)를 감지해, 이격이 설정거리를 유지하도록 보열커버(20)를 동작시켜 내측 가열공간(21)의 용적을 조절하기 때문에 보열을 위한 에너지를 절감할 수 있고, 가열시간도 단축할 수 있다. 즉 적치된 보열대상물(1)이 적을 경우 보열커버(20)를 하강시켜 가열이 필요한 내부 용적을 줄이기 때문에 그 만큼 에너지를 절감하고 가열시간을 단축할 수 있다.

1: 보열대상물, 10: 적치대,
20: 보열커버, 30: 이동장치,
31: 레일, 32: 이동부재,
33: 구동장치, 40: 승강장치.
41: 유압실린더, 50: 결속장치,
51: 지지대, 52: 제1결속부재,
53: 제2결속부재, 60: 적치감지부,
70: 위치감지센서.

Claims

보열대상물을 적치하는 적치대;
상기 적치대에 적치된 상기 보열대상물을 덮으며, 승강 가능하게 설치된 보열커버; 및
상기 보열대상물의 적치높이에 따라 상기 보열커버를 승강시켜 상기 보열커버 내 용적을 조절하는 승강장치를 포함하는 보열설비.
제1항에 있어서,
상기 보열대상물 상면과 상기 보열커버 상측의 이격거리를 감지하는 적치감지부;
상기 적치감지부의 감지정보를 토대로 상기 승강장치의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하는 보열설비.
제2항에 있어서,
상기 적치감지부는 상기 보열커버 상측에 설치되어 상기 보열대상물 상면과 보열커버 상측의 거리를 감지하는 거리센서를 포함하는 보열설비.
제1항에 있어서,
상기 보열대상물의 개폐를 위해 상기 보열커버를 횡방향으로 이동시키는 이동장치를 더 포함하고,
상기 이동장치는 상기 적치대의 양측에 각각 배치된 레일을 따라 이동하며 상기 승강장치를 매개로 상기 보열커버를 지지하는 이동부재와, 상기 이동부재를 이동시키는 구동장치를 포함하는 보열설비.
제4항에 있어서,
상기 승강장치는 일단이 상기 이동부재에 연결되고 타단이 상기 보열커버의 측면에 연결되며 신축에 의해 상기 보열커버를 승강시키는 복수의 유압실린더를 포함하는 보열설비.
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 이동부재와 상기 보열커버 측면 사이에 설치되며, 상기 보열커버가 상승할 때 결속하고 하강할 때 결속을 해제하는 결속장치를 더 포함하는 보열설비.
제6항에 있어서,
상기 결속장치는 상기 이동부재로부터 상방으로 연장된 지지대와, 상기 지지대 상부에 결합되며 하방을 향하는 결속홈이 형성된 제1결속부재와, 상기 보열커버 측면에 결합되며 상기 보열커버가 상승할 때 상기 결속홈에 진입해 결속되고 하강할 때 상기 결속홈으로부터 이탈하는 제2결속부재를 포함하는 보열설비.
적치된 보열대상물의 상면과 상기 보열대상물을 덮는 보열커버 상측 간 이격거리를 적치감지부를 통해 감지하고,
상기 이격거리가 설정거리보다 크면 상기 보열커버를 승강시키는 승강장치를 동작시켜 상기 이격거리가 상기 설정거리를 유지하도록 하는 보열설비의 제어방법.
제8항에 있어서,
상기 이격거리 감지 전에 상기 보열커버가 정확히 닫혔는지 여부를 위치감지센서를 통해 감지하고, 상기 보열커버가 닫힌 것으로 판단되면 상기 이격거리를 측정하는 보열설비의 제어방법.
제8항에 있어서,
상기 이격거리를 상기 설정거리로 유지시킨 후 상기 보열커버 내부의 온도를 측정하고, 측정된 온도가 설정온도 미만이면 가열장치를 동작시켜 상기 설정온도에 이르도록 가열하는 보열설비의 제어방법.