KR20180050295A - 단열 장치 - Google Patents

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KR20180050295A KR1020187004037A KR20187004037A KR20180050295A KR 20180050295 A KR20180050295 A KR 20180050295A KR 1020187004037 A KR1020187004037 A KR 1020187004037A KR 20187004037 A KR20187004037 A KR 20187004037A KR 20180050295 A KR20180050295 A KR 20180050295A
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Abstract

본 발명은 압연기에서 금속 제품의 단열을 위한 단열 장치(1)에 관한 것이며, 상기 단열 장치는 복수의 단열 부재(3)가 그 상에 배치되는 지지 부재(2)를 포함한다. 상기 단열 장치의 유효 수명의 연장을 달성하기 위해, 본 발명에 따라서, 적어도 하나의 단열 부재(3)는, 자체적으로 단열 재료를 위한 수용 공간부를 에워싸는 복수의 측면 부재(4, 5, 6, 7, 8, 9)를 통해 형성되며, 측면 부재(4, 5, 6, 7, 8, 9)들 중 적어도 2개의 측면 부재는 자신들의 인접하는 측면 영역들에서 힌지형 연결부(10)에 의해 서로 연결된다.

Description

단열 장치
본 발명은 복수의 단열 부재(thermal insulation element)가 그 상에 배치되는 지지 부재(support element)를 포함하여, 압연기에서 금속 제품(metal goods)의 단열을 위한 단열 장치(thermal insulation device)에 관한 것이다.
상기 유형의 단열 장치들은 종래 기술에서 공지되어 있다. 실제로, 열간압연 스트립 또는 슬래브 상에서 온도 손실의 감소를 위해 단열 후드들(thermal-insulation hood)은 오래전에 공지되었다. 단열 후드 유닛이 열간압연 스트립 압연기열의 롤러 컨베이어의 영역에 어떻게 형성되는지 그 방법은 예컨대 EP 0 468 716 A2호에 개시되어 있다. 여기서 후드들의 고온 측(warm side)에는 세라믹 섬유들이 배치된다. EP 0 059 093 B1호는, 단열 재료(세라믹 섬유)로 이루어진 코어와; 내열성 재료로 이루어진 금속 멤브레인을 형성하면서 바깥쪽에서 고온 측에 부착되는 박벽부(thin wall)로; 구성되는 단열 후드 유형들을 개시하고 있다. 원칙상 유사한 구성은 US 4 595 358 A호에서 개시되어 있지만, 그러나 여기서는 특별히 형성된 단열 재료 및 멤브레인 박판들(membrane sheet)을 포함한다. EP 0 248 674 A1호는 복수의 단열 재료 층으로 구성되는 단열 후드를 개시하고 있다. 또 다른 해결책들은 DE 10 2013 219 507 A1호, RU 2 487 769호, US 5 101 652호, WO 2010/077177 A1호 및 US 4 524 702호에 개시되어 있다.
단열 후드의 멤브레인 박판의 내구성은 제한된다. 그 이유는, 예컨대 장착 브래킷(mounting bracket)이 부적합하거나 멤브레인 박판 유닛들이 너무 클 경우 멤브레인 박판들에 작용하는 기계적 제약(mechanical restraint)으로 인해 온도 응력이 부분적으로 높다는 점에 있다.
또한, 단열 후드 유닛들 또는 멤브레인 박판들은 대개 한 설비 내에서 동일하게 형성된다. 예컨대 설비의 폭에 걸친, 그리고/또는 다양한 영역들에서 상이한 온도 차이들에 대한 매칭은 종래 기술에서는 고려되지 않았다. 또한, 설비의 내부에서 단열 후드 멤브레인들의 열 부하의 기간 및/또는 온도 레벨에 대한 멤브레인 박판 두께의 매칭 역시도 개시되지 않았다.
종래 기술에서 최적이 아닌 구성의 결과로, 상기와 같이 형성된 단열 후드 유닛들을 위한 유지보수 비용은 높다.
본 발명의 과제는, 장치의 유효 수명이 연장되도록 일반적인 단열 장치를 개량하는 것에 있다. 본 발명의 또 다른 과제는, 유지보수 및 정비 비용이 최소화되도록 하는 것에 있다. 본 발명의 마지막 과제는, 적용 사례의 조건들에 단열 부재들의 최적의 매칭을 수월하게 가능하게 하는 것에 있다.
본 발명을 통한 상기 과제의 해결책은, 적어도 하나의 단열 부재가, 자체적으로 단열 재료를 위한 수용 공간부를 에워싸는 복수의 측면 부재(side part)를 통해 형성되며, 측면 부재들 중 적어도 2개의 측면 부재는 자신들의 인접하는 측면 영역들에서 힌지형 연결부(hinge-like connection)에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 한다.
힌지형 연결부는, 인접하는 측면 영역들을 따라서 배치되는 복수의 힌지를 통해 형성될 수 있다. 이런 경우에, 바람직하게는, 힌지 부분 길이는 최대 힌지 지름의 10배이다.
또한, 힌지형 연결부는, 인접하는 측면 영역들을 따라서 구성되는 보어들 내로 삽입되는 적어도 하나의 나선형 선재(helix wire)를 통해 형성될 수 있다.
대안의 구현예에 따라서, 힌지형 연결부는, 적어도 하나의 측면 부재에서 기계적 강도, 특히 휨 강도의 적어도 부분적인 약화부(weakening)를 통해 형성된다. 이 경우, 상기 약화부는 측면 부재 내의 적어도 하나의 리세스를 통해 형성될 수 있다. 또한, 약화부는 분리되어 서로 연결되는 적어도 2개의 측면 부재 섹션을 통해 측면 부재를 조립하는 것을 통해 형성될 수 있다.
따라서, 힌지 유형의 효과는, 특히 개구부들을 적용함으로써 종방향 측면 박판들의 목표하는 약화부를 통해, 상대적으로 더 얇은 중간 박판의 이용을 통해, 또는 박판들의 유격 있는 연결부들을 통해, 또는 임의의 조치들의 조합을 통해 생성될 수 있다.
마지막으로 다른 대안에 따라서, 힌지형 연결부는 측면 영역들의 섹션들 및 측면 영역들 내의 리세스들을 통해 형성될 수 있으며, 변형된 섹션들은 인접하는 측면 영역들의 영역 내 리세스들 내로 삽입된다.
측면 부재들은 바람직하게는 금속 박판들을 통해 형성된다.
단열 재료는 바람직하게는 적어도 부분적으로 세라믹 섬유들을 통해 형성된다.
복수의 단열 부재는 금속 제품의 이송 방향에 대해 횡방향인 방향으로뿐만 아니라 금속 제품의 이송 방향으로도 배치된다.
바람직하게는, 적어도 하나의 단열 부재는 (금속 제품의 이송 방향으로 볼 때) 정사각형, 직사각형, 또는 사다리꼴 형상을 보유한다.
또한, 금속 제품의 이송 방향에 대해 횡방향으로 서로 나란히 배치되는 복수의 단열 부재가 제공될 수 있으며, 적어도 2개의 인접한 단열 부재는 하나의 공통 측면 부재를 갖는다.
또한, 금속 제품의 이송 방향에 대해 횡방향으로 서로 나란히 배치되는 복수의 단열 부재는 로드(rod)에 의해 관통될 수 있다. 이런 경우, 로드는 바람직하게는 수직 방향으로 연장되는 지지 부재의 측면 섹션들을 관통하며, 그리고 여기서 고정 부재들로, 예컨대 나사들로 고정된다.
또한, 단열 부재들과 지지 부재 사이에는 바람직하게는 폭이 최대 30㎜인 수직 간극이 제공될 수 있다. 또한, 간극은 적어도 부분적으로 단열 양모(insulation wool)로 채워질 수 있으며, 바람직하게는 생체 호환성(bio-compatible) 세라믹 섬유들로 채워질 수 있다. 간극 내에 단열 양모를 배치하는 경우, 수직 방향으로 간극의 크기는 바람직하게는 최대 100㎜이다. 또한, 간극은, 지지 부재 상에, 그리고 단열 부재 상에 고정되는 다수의 스페이서 볼트(spacer bolt)에 의해 수직 방향으로 관통될 수 있다.
또한, 측면 부재들의 박판 두께는 적어도 부분적으로 상이할 수 있으며, 특히 그 중 이송 방향으로 연장되는 측면 부재들은 이송 방향에 대해 수직을 이루는 측면 부재들[다시 말해 단열 부재들의 전면부들(front side)]보다 더 두껍다.
단열 부재들은 횡방향으로 적어도 부분적으로 상이한 폭으로 형성될 수 있다.
또한, 이송 방향으로 적어도 2개의 단열 부재가 연속해서 배치될 수 있고, 이송 방향으로 연속해서 배치되는 두 단열 부재는 상이한 두께로 형성되어 있는 대응하는 측면 부재들을 포함한다.
따라서 상이한 금속 박판 두께들을 갖는 단열 부재는 특히 종방향 및 선단 박판들(longitudinal and head-end sheet)에 비해 고온 측 박판들(hot-side sheet)을 위해 이용될 수 있으며, 특히 바람직하게는 종방향 및 선단 박판들은 상대적으로 더 얇게 형성된다. 따라서 이송 방향으로 설비 길이에 걸쳐 예상(expectation)되는 최대 멤브레인 박판 온도에 따라서 상이한 금속 박판 두께들을 갖는 단열 부재들이 특히 고온 측(hot side)에 형성될 수 있다.
이 경우, 단열 부재들은 바람직하게는 부재의 상면 및 하면이 선택적으로 고온 측에 배치될 수 있도록 형성되는데, 이는 상응하는 회전을 위한 가능성을 내포한다.
또한, 설비의 내부에서, 이송 방향으로 금속 박판 라이닝을 구비한 단열 부재들, 금속 박판 라이닝을 포함하지 않은(다시 말해 고온 측에 세라믹 섬유들을 포함하는) 단열 부재들, 및/또는 거울(mirror)로서 구현되는 단열 부재들이 조합될 수 있다.
또한, 본 발명은 단열 부재의 인접한 박판들(금속 멤브레인들)의 유연하게 이동 가능한 연결부들의 이용도 고려한 것이며, 그럼으로써 온도 응력은 실질적으로 감소될 수 있다.
제안되는 해결책은 바람직하게는 열간압연 광폭 스트립 압연기열에서 이용되며, 여기서 기재한 장치는 단열 후드의 유형에 따라 형성된다.
제안되는 구현예는 단열 후드의 향상된 단열 및 본원의 장치의 유효 수명의 연장을 달성한다.
따라서 특히 이용되는 박판들(금속 멤브레인들)의 유효 수명은 증가되고 그에 따라 단열 후드의 유지보수 요구도 감소된다.
단열 부재들의 멤브레인 박판들 및 측면 박판들 내 온도 응력은 제안되는 구성을 통해 감소될 수 있으며, 그럼으로써 박판들의 사용 수명도 증가된다. 이로써 단열 효과는 최적화되고 사용 수명은 멤브레인 박판 두께 및 단열 부재 폭의 적합한 선택을 통해 증가될 수 있다.
그에 따라, 단열 부재의 상면(고온 측) 및 측면 표면들 상에서 금속 멤브레인들(측면 부재들)의 진자 진동식 결합(pendulous connection), 또는 자유 병진 운동식 및 회전식 결합이 가능하다. 측면 부재 에지들 상에서 이동 가능한 진자 진동식 결합은 2개의 인접 박판의 유연하고 이동 가능한 연결을 가능하게 하는 힌지형 연결부의 이용을 통해 실현된다.
마찬가지로 바람직하게는, 단열 부재들은 회전 가능하게(다시 말해 자신들의 상면과 관련하여 교체 가능하게) 이용될 수 있으며, 다시 말해 각각의 표면 측들은 선택적으로 고온 측으로서의 기능을 수행할 수 있다.
바람직하게는 폭이 상이한 단열 부재들이 단열 장치의 폭에 걸쳐서 이용된다.
또한, 금속 멤브레인의 표면 온도 레벨에 대한, 또는 스트립 온도에 대한 매칭, 및 상응하는 가열 기간은 단열 부재들의 상응하는 설계를 통해서도 가능하다.
특히 박형 멤브레인 박판(thin membrane sheet)을 포함한 단열 후드들 및/또는 멤브레인 박판을 포함하지 않은 단열 후드들 및/또는 거울형 단열 후드들은, 설비의 내부에서 상대적으로 더 두꺼운 멤브레인 박판들을 포함한 단열 후드들과 조합될 수 있다.
도면에는 본 발명의 실시예들이 도시되어 있다.
도 1은 단열 장치의 하부에 2개의 슬래브가 예시되어 있는 상태에서 열 차폐 대상인 금속 제품의 이송 방향으로 보면서 단열 장치를 도시한 개략도이다.
도 2는 단열 장치의 단열 부재의 2개의 실시형태를 도시한 사시도이다.
도 3은 열 차폐 대상인 금속 제품의 이송 방향으로 보면서 2개의 도시된 단열 부재를 포함한 단열 장치를 도시한 개략도이다.
도 4는 단열 장치의 일 변형예를 도 3에 따른 도면으로 도시한 개략도이다.
도 5는 열 차폐 대상인 금속 제품의 이송 방향으로 보면서 단열 장치의 다른 변형예를 도시한 개략도이다.
도 6은 이용되는 박판들이 서로 상이한 두께를 가지면서 단열 부재들에 구비되어 있는 상태에서 단열 장치의 레이아웃을 도시한 개략도이다.
도 7a는 본 발명의 다른 실시형태에 따르는 단열 부재를 이송 방향으로 보고 도시한 도면이다.
도 7b는 도 7a에 관련된 측면도이다.
도 8a는 본 발명의 다른 실시형태에 따르는 단열 부재를 이송 방향으로 보고 도시한 도면이다.
도 8b는 도 8a에 관련된 측면도이다.
도 1에는, 복수의 단열 부재(3)가 그 상에 배치되어 있는 지지 부재(2)를 포함하는 단열 장치(1)가 도시되어 있다. 단열 부재(3)의 폭은 B로 표시되어 있으며, 더욱 정확하게 말하면 이송 대상 스트립 또는 이송 대상 슬래브(19)의 이송 방향(F)에 대해 횡방향인 수평 방향(Q)으로 표시되어 있다. 열 절연 대상인 슬래브 또는 스트립의 폭에 대한 최댓값 및 최솟값은 각각 Bmax 및 Bmin으로 표시되어 있다.
이동 방향[이송 방향(F)]에 대해 횡방향인 단열 후드 부재(3)들의 폭은 부재 내부의 온도 차이와 그에 따른 멤브레인 박판[이 멤브레인 박판은 스트립 또는 슬래브로 향해 있는 단열 부재(3)들의 측면 박판을 의미한다. 하기 참조.] 내 온도 응력의 레벨을 결정한다. 그러므로 최대한 협폭인 부재 폭이 선호된다. 또 다른 측면에서 다수의 소형 단열 후드 부재는 상대적으로 더 복잡하게 제조된다. 그러므로 바람직하게는 단지 유효 수명을 증가시키기 위해 타당하다고 여겨지는 해당 위치에서만 협폭 부재들이 이용된다. 이는 최소 스트립 폭에서부터 최대 스트립 폭까지에서 약 90%의 영역에 해당하며, 다시 말하면 스트립 에지들이 예상되는 영역이다. 슬래브 또는 스트립의 최소 폭의 하부에서 롤러 컨베이어의 중심 내 영역들, 또는 경우에 따라 테두리에서 바깥쪽 영역들은 상대적으로 더 광폭으로 형성될 수 있다.
스트립 에지 영역들에서 최소 단열 후드 부재 폭은, 단열 부재들의 금속 멤브레인까지 스트립 또는 슬래브의 이격 간격 및 후드의 예상되는 최대 온도 레벨 또는 스트립 또는 슬래브 온도 및 하중 재하 시간에 따르며, 그리고 단열 후드 구간들의 설계 시 결정된다.
예컨대 후드가 스트립 또는 슬래브의 앞쪽에 더욱 조밀하게 포지셔닝 될수록, 온도 전이부(temperature transition)는 더욱더 가파르게 형성되고 부재는 더욱더 협폭으로 형성된다. 200㎜ 미만의 최소 단열 부재 폭이 선호된다. 그러므로 이런 식으로 폭에 걸쳐서 최적화된 단열 후드 배치가 바람직하다.
도 1에서 알 수 있는 것처럼, 본원에서는, 단열 장치(1)의 중앙에서 상대적으로 광폭인 단열 부재(3)가 이용되는 반면, 측면 쪽으로 갈수록 단열 부재들의 폭은 감소된다. 예컨대 단열 장치(1)가 슬래브(19)의 앞쪽에 더욱 조밀하게 포지셔닝 될수록, 온도 전이부는 더욱더 가파르게 형성되고 단열 부재(3)는 더욱더 협폭으로 형성된다. 이는 도 1에서 도면 중앙에 방향(Q)에 걸쳐 도시되어 있는 멤브레인 온도의 특성곡선에서, 더욱 정확하게 말하면 최소 폭(Bmin)을 갖는 슬래브(19)의 경우에서 유추할 수 있다.
도 1에서 하부 도면에는, 본원의 설비에서 가공되는 슬래브 또는 박판(19)의 최소 폭 및 최대 폭이 예시되어 있다.
도 2에는, 지지 부재(2) 상에 배치되는 협폭의 직육면체형 단열 부재(3)들의 실시예들이 도시되어 있다.
도면에서 확인되는 것처럼, 단열 부재(3)는, 자체적으로 단열 재료를 위한 수용 공간부를 에워싸는 복수의 측면 부재(4, 5, 6, 7, 8, 9)를 통해 형성되며[선단 측 박판(8 및 9)들은 반드시 필요하지는 않다.], 측면 부재(4, 5, 6, 7)들 중 적어도 2개의 측면 부재는 자신들의 인접하는 측면 영역들에서 힌지형 연결부(10)에 의해 서로 연결된다.
단열 장치(1) 내에서는, 상기 단열 부재(3)들 중 복수 개가 서로 나란히, 그리고 연이어 배치된다. 단열 부재(3)는 이송 방향(F)으로 볼 때 단면이 정사각형, 직사각형 또는 사다리꼴 형태일 수 있을 뿐 아니라, 경사진 사각형 등으로서도 구현될 수 있다. 또한, 바람직한 방식으로, 단열 부재(3)들은 회전 가능하게 이용될 수 있으며, 다시 말해 측면 부재(4 및 5)들의 경우 두 측면 부재 모두 선택적으로 고온 측으로 향해 있을 수 있거나, 또는 고온 측으로서의 기능을 수행할 수 있다. 이로써, 부재(3)의 유연성 및 활용도는 증가하며, 다시 말해 상기 부재는, (예컨대 손상의 결과로서) 일측 측면의 고장 후에도 회전시켜 재차, 또는 두 배로 최종적으로 교환될 때까지 이용될 수 있다.
도 1과 관련하여 언급한 단열 부재(3)의 폭에 추가로, 지지 부재(2) 상에서 멤브레인(즉, 측면 부재들)의 최대한 자유로운 장착 또는 결합도 전체 장치의 유효 수명을 위해 중요하다. 특히 바람직하게는 고온 측 및 종방향 측면 표면들[측면 부재(6 및 7)]에서 멤브레인의 진자 진동식 또는 유연한 결합이 수행된다. 고온 측[측면 부재(5) 또는 부재(3)를 뒤집은 후에는 측면 부재(4)]은 자유롭게 팽창될 수 있으며, 그리고 종방향 측면 표면들[측면 부재(6 및 7)]은 사전 설정된 범위 이내에서 자유롭게 진자 진동할 수 있으면서 고온 측을 지지한다. 진자 진동식 또는 유연한 결합은 전술한 힌지형 연결부(10)를 통해 실현된다.
도 2에 도시된 두 실시예 중 상부 실시예에서는 힌지(10')들이 이용되고 하부 실시예에서는 나선형 선재(10")들이 이용된다. 또 다른 대안의 실시예들은 예컨대 인접 박판 내 서로 뒤섞여 변형된 박판 개구부이거나, 또는 유사하게 작용하면서 2개의 인접 박판의 유연하고 이동 가능한 연결을 가능하게 하는 회전식 연결부이다.
또한, 고온 측에서 측면 부재들(멤브레인 박판들)의 팽창을 상대적으로 더 적게 방해하기 위해, 측면 부재(4 및 5)들에 비해, 종방향 및 선단 박판들[측면 부재(6, 7, 8 및 9)]을 위해 상이하고 바람직하게는 상대적으로 더 작은 멤브레인 박판 두께 역시도 대안으로 제공된다.
온도 응력의 이유에서, 바람직하게 힌지 부분 길이(LS)는 상대적으로 짧게 형성된다(도 2의 상부 도면 참조). 힌지 부분 길이(LS)는 힌지 지름(DS)의 10배를 초과해서는 안 된다. 바람직하게 힌지 지름은 10㎜ 미만으로 선택된다.
단열 부재(3)의 측면 부재(8 및 9)들은 선단들이며, 이 선단들의 측면 에지들은, 가이드 측면 표면들의 진자 진동 가능성을 방해하지 않기 위해, 상기 가이드 측면 표면들에 대한 결합부를 포함하지 않는다. 선단들에서의 힌지 내 유격은, 다양한 면들의 상이한 진자 진동 거동을 고려하기 위해, 다른 면들(상면, 하면 및 종방향 면)에서보다 더 크게 선택된다.
도 3에는, 2개의 단열 부재(3)를 포함하는 단열 장치(1)가 예시되어 있는 일 실시예가 도시되어 있다. 두 단열 부재(3)들은, 이송 방향(F)에 대해 수직인 단면으로 도시되어 있는 단열 함체(insulation box)이다. 지지 구조 상에서, 다시 말해 지지 부재(2) 상에서 단열 부재(3)들의 고정은 여기서는 적어도 하나의 로드(11)를 통해 수행되며, 상기 로드는 나사(12)들의 형태인 고정 부재들에 의해 바깥쪽에서 지지 부재(2) 상에 고정된다. 요컨대 지지 부재(2)는 여기서는 이송 방향(F)에 대해 수직인 단면에서 U자 형태로 형성된다. 여기서 멤브레인 박판들(측면 부재들)은, 측면 표면들의 자유로운 팽창 및 진자 운동 가능성을 보장하기 위해, 각각 총 4개의 측에 힌지형 연결부(10')들을 구비한다. 상기 진자 진동 또는 회동 운동은 도 3에 S로 표시되어 있다. 멤브레인 박판(5)의 팽창 가능성도 예시되어 있다. 따라서 내고온성 직선 선재가 힌지(10')의 코어로서 개별 측면 부재(4, 5, 6, 7)들의 결속부를 형성한다. 힌지의 지름(DS)은 만곡된 힌지 박판의 외경으로서 간주된다.
충분한 유격은 힌지 내에서 모든 방향으로의 이동을 허용한다. 2개의 단열 부재(3) 사이에는 Q 방향으로 팽창 간극(16)(expansion gap)이 제공된다.
슬래브 또는 박판으로 향해 있는 측면 부재[측면 부재(5)]가 손상된다고 한다면, 유지보수 정지 동안 단열 부재(3)를 회전시키는 것을 통해, 대향하여 위치하는 측면 부재(4)가 고온 측으로 향하게 할 수 있다. 앞서 이용한 면에서 멤브레인의 경우에 따른 변형은, 회전된 상태에서, 단열 부재(3)와 지지 부재(2) 간의 간극(13) 내에 공간을 제공한다. 상기 간극(13)은 바람직하게는 0과 30㎜ 사이이다. 그 대안으로, 간극은 약간 변형될 수 있는 연질의 단열 양모로 채워질 수 있다. 함체 내부, 다시 말해 단열 부재(3) 내부의 단열 재료(15)(세라믹 섬유들)는, 고온 측의 멤브레인 상에 불필요하게 간섭 작용하는 압력 하중이 방지되도록 배치된다(이에 대해서는 도 3 참조). 바람직한 방식으로, 세라믹 섬유들은, 힌지(10'), 나선형 선재(10")(도 3에는 미도시) 및/또는 로드(11)의 영역에서 지지된다. 각각의 필요에 따라서, 단열 부재(3) 내의 세라믹 단열 섬유들은 상이한 강도의 다양한 재료들로 구성될 수 있다.
도 4에는, 원칙상, 도 3에서와 동일한 배치구조가 도시되어 있다. 그러나 여기서는 대안으로 2개의 인접한 함체[단열 부재(3)]가 측면에서 단지 진자 진동 가능한 하나의 공통 측면 부재에 의해서만 분리되고 그에 따라 인접한 함체들의 상면들과 하면들 사이의 연결부가 형성된다. 그 대안으로, 여기서는, 상대적으로 단단한 단열 재료(15)가 예컨대 상부에 단열 부재(3)를 지지하고 그 자신은 로드(11) 상에서 지지되도록, 단열 부재(3)들이 형성된다.
도 5에는, 앞서 언급한 특성들을 갖는 단열 부재(3)의 조합체(combination), 다시 말하면 내고온성 멤브레인 박판들(측면 부재들); 및 멤브레인 측면들의 유연한 진자 진동식 결합부;뿐 아니라, 지지 부재(2) 상에 단단히 부착되는 저온 단열부(17)(예: 생체 호환성 세라믹 섬유들);도 포함한 단열 함체[단열 부재(3)]로 구성되는 상기 조합체가 도시되어 있다. 여기서, 비용이 많이 드는 내고온성 멤브레인 박판(4, 5, 6, 7, 8, 9) 및 고온 세라믹의 비율은 최소화된다. 개별 단열 부재(3)들은 예컨대 스페이서 볼트(14)들 또는 유사한 연결 부재들에 의해 지지 부재(2) 상에 고정되며 그리고 개별적으로 교환될 수 있다. 스페이서 볼트(14)들은 "저온 측 박판" 상에 예컨대 나사 결합되거나 용접된다[고정 수단(18) 참조]. 단열 재료의 충전도(filling degree)는, 진자 진동 운동이 부정적으로 방해받지 않고 스트립 또는 슬래브(19)로 향해 있는 금속 멤브레인이 최소로만 하중으로 받거나, 또는 심지어 전혀 하중을 받지 않도록 치수 설계된다.
도 5에는, 예시로서, 단면이 사다리꼴 윤곽을 갖는 단열 부재(3)들이 도시되어 있다.
단열 장치의 앞서 설명한 구성들은 스트립 또는 슬래브의 상면의 단열과 관련하여 기재된다. 스트립 또는 슬래브의 하면의 단열에 대해서는, 도시된 동일한 원리들에 따르는 유사한 개념들이 적용된다.
압연 설비 내부에서, 단열 후드(1)들은 상이한 멤브레인 박판 두께(d)(도 6 참조)를 구비하여 형성될 수 있다. 실제로, 열 부하가 높은 경우, 다시 말해 오랜 가열 기간과 결부되어, 멤브레인의 예상 표면 온도가 높은 경우, 또는 스트립 온도가 높은 경우, 멤브레인들(측면 부재들)을 상대적으로 더 두껍게 형성하는 것이 기술 측면에서 타당하다. 그와 반대로, 부하 시간이 상대적으로 짧은 경우, 최대한 높은 멤브레인 온도로 단열 후드를 빠르게 가열하는 것이 바람직하다. 여기서 박형 멤브레인(thin membrane)이 이용되어야 한다. 또한, 특별한 경우, 멤브레인을 생략하고 단지 세라믹 섬유들만을 이용하는 점 역시도 바람직하다. 멤브레인 두께는 바람직하게는 0과 4㎜ 사이에서 형성된다.
도 6에는, 일 실시예에서, 조압연기열과 다듬질 압연기열 사이에서 멤브레인 박판 두께(d)에 대한 상이한 영역들의 타당한 선택이 도시되어 있다. 도면에는, 조압연기열의 최종 조압연 스탠드(20) 및 다듬질 압연기열의 제1 다듬질 압연 스탠드(21)가 예시되어 있다. 그 사이에 단열 장치(1)가 배치되어 있다.
다시 말해, 다듬질 압연기열의 상류에서 그에 아주 가깝게 조압연 스트립이 상대적으로 오래[시간(t), 우측으로 갈수록 증가함] 머무른다. 따라서 여기서는 상대적으로 더 두꺼운 멤브레인 박판(측면 부재)이 바람직하다. 조압연기열의 하류에는, 박판들의 열 부하[온도(T), 우측으로 갈수록 증가함]는 짧다. 따라서 여기서는 박형 멤브레인 박판(측면 부재)이 바람직하다. 이런 식으로, 기술적으로 단열 효과는 증가되고 이와 동시에 유지보수 비용은 최적화된다.
또한, 박형 멤브레인 박판의 이용, 또는 멤브레인 박판을 포함하지 않은 단열 후드의 이용 대신, 거울형 단열 후드(여기서 열 방사선이 반사되고 단열 효과는 직접적으로 작용한다.) 역시도 설비의 내부에서 박판 두께가 상대적으로 더 두꺼운 멤브레인 박판들을 포함한 단열 부재들과 바람직하게 조합된다.
기재한 구성은 물론 도 6에 따른 적용예로 제한되는 것이 아니라, 다른 설비 구성들로도, 그리고 다양한 단열 후드 유형들 또는 멤브레인 박판들 사이의 다른 장치들(스탠드, 전단기 등)로도 전용될 수 있다.
도 7 및 도 8에는, 본 발명의 2개의 다른 실시예가 도시되어 있으며, 이 실시예에서는 힌지형 연결부(10)가 어떻게 제조될 수 있는지 그 방법을 알 수 있다.
이와 관련하여, 도 7에는, 두 측면 부재(6 및 7)에서 이들의 상부 영역에 리세스(22)들이 구성되어 있는(예컨대 천공되어 있는) 점이 도시되어 있으며, 상기 리세스들은, 2개의 리세스(22) 사이에 오직 하나의 박형 웨브(23)만이 잔존하도록 제조된다. 따라서, 측면 부재(6)에서 측면 부재(4)로 향하는 전이부(transition), 또는 측면 부재(7)에서 측면 부재(4)로 향하는 전이부의 영역에서 골반(pelvis) 영역에 힌지 유형의 기능이 제공된다.
다시 말해, 힌지형 연결부(10)는 마찬가지로 상술한 개구부 또는 리세스(22)들을 적용하는 것을 통한 단열 부재(3)의 종방향 측면 박판들의 약화부를 통해 달성될 수 있다. 이로써, 종방향 측면 박판은 약간 탄성으로 휘어질 수 있으며, 그리고 (고온 측 상의 조건들과 관련하여) 힌지처럼 작용한다.
다른 가능한 해결책은 도 8에 도시되어 있다. 여기서 측면 부재(6 또는 7)들은 연속적인 박판들로서 형성되는 것이 아니라, 상기 측면 부재들은 각각 3개의 측면 부재 섹션(6', 6" 및 6"')으로 구성된다[측면 부재(7) 역시도 이와 유사하다.]. 이런 식으로, 상대적으로 느슨하게 형성될 수 있는 개별 측면 부재 섹션들 간의 연결부(24)들은 기계적 약화부 및 원하는 힌지 효과를 실현한다.
또한, 박형 중간 박판으로서 형성되는 (예컨대 0.5㎜의 두께를 갖는) 측면 부재 섹션(6") 역시도 장착될 수 있으며(그에 반해 다른 측면 부재들은 예컨대 1.5㎜의 두께를 보유하며), 이는 마찬가지로 탄성 가요성으로 작용한다. 중간 박판(6")들은 목표한 바대로 느슨하게[연결 부재(24) 내에 유격을 가지고] 장착될 수 있으며, 그에 따라 그에 추가로, 또는 그 대안으로 원하는 이동성이 가능해지고 그에 따라 힌지 효과가 생성된다. 상술한 조치들을 조합한다면, 힌지 등가 효과(hinge-equivalent effect)는 그에 상응하게 강화된다.
다시 말해, (인접한 측면 부재들의 박판 두께보다 분명히 더 얇은 박판 두께를 갖는) 종방향 측면에 바람직하게는 훨씬 더 얇고 그에 따라 탄성 가요성인 중간 박판(6")을 추가로 장착하는 것을 통해, 그에 필적하는 효과가 생성될 수 있다.
도 8 내의 연결 부재(24)들은, 언급한 것처럼, 목표한 바대로 느슨하게 형성되어 장착될 수 있으며, 그에 따라 그에 추가로, 또는 그 대안으로도 이동성이 가능해진다.
또한, 힌지 작용의 형성을 위한 앞에서 설명한 조치들은 조합될 수 있으며, 그럼으로써 힌지 등가 효과는 추가로 강화된다.
1: 단열 장치
2: 지지 부재
3: 단열 부재
4: 측면 부재
5: 측면 부재
6: 측면 부재
6': 측면 부재 섹션
6": 측면 부재 섹션
6"': 측면 부재 섹션
7: 측면 부재
8: 측면 부재
9: 측면 부재
10: 힌지형 연결부
10': 힌지
10": 나선형 선재
11: 로드
12: 고정 부재(나사)
13: 간극
14: 스페이서 볼트
15: 단열 재료(세라믹 섬유)
16: 팽창 간극
17: 저온 단열부
18: 고정 수단(나사 체결부/용접부)
19: 열간압연 스트립/슬래브
20: 최종 조압연 스탠드
21: 제1 다듬질 압연 스탠드
22: 리세스
23: 웨브
24: 연결부
B: 횡방향(Q)으로 단열 부재의 폭
LS: 힌지 부분 길이
DS: 힌지 지름
F: 이송 방향
Q: 이송 방향에 대해 횡방향인 수평 방향
S: 회동 운동
d: 멤브레인 박판 두께

Claims (22)

  1. 복수의 단열 부재(3)가 그 상에 배치되는 지지 부재(2)를 포함하여 압연기에서 금속 제품의 단열을 위한 단열 장치(1)에 있어서,
    적어도 하나의 단열 부재(3)는, 자체적으로 단열 재료를 위한 수용 공간부를 에워싸는 복수의 측면 부재(4, 5, 6, 7, 8, 9)를 통해 형성되며, 상기 측면 부재(4, 5, 6, 7, 8, 9)들 중 적어도 2개의 측면 부재는 자신들의 인접하는 측면 영역들에서 힌지형 연결부(10)에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 단열 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 힌지형 연결부(10)는, 상기 인접하는 측면 영역들을 따라서 배치되는 복수의 힌지(10')를 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 단열 장치.
  3. 제2항에 있어서, 힌지 부분 길이(LS)는 최대 힌지 지름(DS)의 10배인 것을 특징으로 하는 단열 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 힌지형 연결부(10)는, 상기 인접하는 측면 영역들을 따라서 구성되는 보어들 내로 삽입되는 적어도 하나의 나선형 선재(10")를 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 단열 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 힌지형 연결부(10)는 적어도 하나의 측면 부재(6, 7, 8, 9)에서 기계적 강도, 특히 휨 강도의 적어도 부분적인 약화부를 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 단열 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 약화부는 측면 부재(6, 7) 내의 적어도 하나의 리세스(22)를 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 단열 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 약화부는 분리되어 서로 연결되는 적어도 2개의 측면 부재 섹션(6', 6", 6")을 통해 상기 측면 부재(6, 7)를 조립하는 것을 특징으로 하는 단열 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 힌지형 연결부(10)는 상기 측면 영역들의 섹션들 및 상기 측면 영역들 내의 리세스들을 통해 형성되며, 변형된 섹션들은 상기 인접하는 측면 영역들의 영역 내 리세스들 내로 삽입되는 것을 특징으로 하는 단열 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측면 부재(4, 5, 6, 7, 8, 9)들은 금속 박판들을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 단열 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단열 재료는 적어도 부분적으로 세라믹 섬유들을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 단열 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 단열 부재(3)는 금속 제품의 이송 방향(F)에 대해 횡방향인 방향(Q)으로뿐만 아니라 상기 금속 제품의 이송 방향(F)으로도 배치되는 것을 특징으로 하는 단열 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 단열 부재(3)는 상기 금속 제품의 이송 방향(F)으로 볼 때 정사각형, 직사각형, 또는 사다리꼴 형상을 보유하는 것을 특징으로 하는 단열 장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속 제품의 이송 방향(F)에 대해 횡방향인 방향(Q)으로 서로 나란히 배치되는 복수의 단열 부재(3)가 제공되며, 적어도 2개의 인접한 단열 부재(3)는 하나의 공통 측면 부재(6, 7)를 갖는 것을 특징으로 하는 단열 장치.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속 제품의 이송 방향(F)에 대해 횡방향인 방향(Q)으로 서로 나란히 배치되는 복수의 단열 부재(3)는 적어도 하나의 로드(11)에 의해 관통되는 것을 특징으로 하는 단열 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 로드(11)는 수직 방향으로 연장되는 지지 부재(2)의 측면 섹션들을 관통하며, 그리고 여기서 고정 부재(12)들로, 예컨대 나사들로 고정되는 것을 특징으로 하는 단열 장치.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단열 부재(3)들과 상기 지지 부재(2) 사이에 수직 방향으로 바람직하게는 폭이 최대 30㎜인 간극(13)이 제공되는 것을 특징으로 하는 단열 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 간극(13) 내에 단열 양모를 배치하는 경우, 수직 방향으로 상기 간극(13)의 크기는 최대 100㎜인 것을 특징으로 하는 단열 장치.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 간극(13)은 적어도 부분적으로 단열 양모로, 바람직하게는 생체 호환성 세라믹 섬유들로 채워지는 것을 특징으로 하는 단열 장치.
  19. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 간극(13)은, 상기 지지 부재(2) 상에, 그리고 상기 단열 부재(3) 상에 고정되는 복수의 연결 부재, 바람직하게는 스페이서 볼트(14)에 의해 수직 방향으로 관통되는 것을 특징으로 하는 단열 장치.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측면 부재(4, 5, 6, 7, 8, 9)들의 박판 두께들은 적어도 부분적으로 서로 상이하되, 특히 그 중 이송 방향(F)으로 연장되는 측면 부재(4, 5, 6, 7)들은 상기 이송 방향(F)에 대해 수직을 이루는 측면 부재(8, 9)들보다 더 두꺼운 것을 특징으로 하는 단열 장치.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단열 부재(3)들은 횡방향(Q)으로 적어도 부분적으로 서로 상이한 폭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 단열 장치.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 이송 방향(F)으로 적어도 2개의 단열 부재(3)가 연속해서 배치되며, 이송 방향(F)으로 연속되는 상기 두 단열 부재(3)는, 상이한 두께로 형성되는 대응하는 측면 부재(4, 5, 6, 7, 8, 9)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 단열 장치.
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