KR20190027550A - 버너 보호 구조를 갖는 가열로 - Google Patents

버너 보호 구조를 갖는 가열로 Download PDF

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Abstract

본 발명의 예시적 실시예에 따른 버너 보호 구조를 갖는 가열로는, 강판 스트립을 지지하는 롤을 갖는 로 본체; 상기 강판 스트립의 하부에 배치되는 버너; 및 상기 강판 스트립과 상기 버너 사이에서 상기 버너를 덮는 구조로 상기 버너 상부에 배치되며, 낙하하는 스케일을 포집하는 버너 보호부;를 포함할 수 있다.

Description

버너 보호 구조를 갖는 가열로{HEATING FURNACE HAVING BURNER PROTECTING STRUCTURE}
본 발명은 버너 보호 구조를 갖는 가열로에 관한 것이다.
버너 표면에서 직접 복사 에너지를 방출하는 버너(PM 버너, Mat 버너)를 채택하는 공업로의 경우, 일반적으로 버너는 가열 대상 소재의 상부에 위치하여 버너가 하방으로 연소되어 가열하거나, 측벽에 버너를 설치하여 가열하는 방식을 채택한다.
이렇게 버너를 배치하는 이유는 가열 대상 소재의 표면에서 형성된 스케일이나 공업로 내부 낙하물질이 버너 표면에 떨어질 경우에 표면 막힘 등의 문제를 발생하는 것을 미연에 방지하기 위함이다.
그러나, 이러한 구조에서는 가열 대상 소재를 충분히 가열하지 못하는 문제가 있으며, 따라서 가열 대상 소재의 하부에 버너를 배치하는 것을 필요로 한다. 이 경우, 가열 대상 소재에서 발생한 스케일이나 롤에서 탈락한 낙하물이 가열 대상 소재의 하부에 배치된 버너의 표면에 쌓이게 되어 버너가 손상되는 문제가 발생한다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 가열로 내부의 버너를 스케일 등으로부터 보호할 수 있는 버너 보호 구조를 갖는 가열로를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 목적은 이에만 제한되는 것은 아니며, 명시적으로 언급하지 않더라도 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 이에 포함된다고 할 것이다.
본 발명의 예시적 실시예에 따른 버너 보호 구조를 갖는 가열로는, 강판 스트립을 지지하는 롤을 갖는 로 본체; 상기 강판 스트립의 하부에 배치되는 버너; 및 상기 강판 스트립과 상기 버너 사이에서 상기 버너를 덮는 구조로 상기 버너 상부에 배치되며, 낙하하는 스케일을 포집하는 버너 보호부;를 포함할 수 있다.
상기 버너 보호부는 상기 버너의 표면을 따라서 수평하게 배열되는 복수의 스케일 홀더를 포함하고, 상기 복수의 스케일 홀더 사이에 배가스 유로를 구비하여 상기 강판 스트립을 향해 배가스가 흐르도록 구성될 수 있다.
상기 스케일 홀더는 상기 강판 스트립의 이송방향에 대해 수직방향으로 수평하게 연장되는 제1몸체, 상기 제1몸체의 측단부에서 하부방향으로 경사지게 연장되는 제2몸체, 및 상기 제2몸체의 측단부에서 상부방향으로 경사지게 연장되는 제3몸체를 포함할 수 있다.
상기 스케일 홀더는 상기 제2몸체와 제3몸체의 연결부분에 상기 스케일을 담을 수 있는 스케일 수용홈을 가질 수 있다.
상기 복수의 스케일 홀더는 어느 하나의 스케일 홀더의 상기 제1몸체가 인접한 다른 스케일 홀더의 상기 제3몸체의 상부에 위치하는 구조로 배치될 수 있다.
상기 스케일 홀더를 지지하는 지지대를 더 포함할 수 있다.
상기 로 본체는 상기 버너 보호부에 포집된 상기 스케일을 외부로 제거하는 스케일 제거홀을 구비할 수 있다.
상기 로 본체는 상기 스케일 제거홀이 외부로 노출되는 단부에 제공되는 가스 누출 방지용 스토퍼를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 가열로 내부의 버너를 스케일 등으로부터 보호할 수 있는 버너 보호 구조를 갖는 가열로가 제공될 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 버너 보호 구조를 갖는 가열로를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 버너 보호 구조를 갖는 가열로를 정면 방향에서 바라본 모습을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1의 버너 보호 구조를 갖는 가열로를 측면 방향에서 바라본 모습을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 버너 보호 구조를 갖는 가열로를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4의 버너 보호 구조를 갖는 가열로를 측면 방향에서 바라본 모습을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 예시적 실시예에 따른 버너 보호 구조를 갖는 가열로를 설명한다.
도 1은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 버너 보호 구조를 갖는 가열로를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 버너 보호 구조를 갖는 가열로를 정면 방향에서 바라본 모습을 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 3은 도 1의 버너 보호 구조를 갖는 가열로를 측면 방향에서 바라본 모습을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 예시적 실시예에 따른 버너 보호 구조를 갖는 가열로(10)는 로 본체(100), 버너(200), 버너 보호부(300)를 포함할 수 있다.
로 본체(100)는 가열 대상 소재에 대해 열처리를 수행할 수 있도록 내부 공간(101)을 가지며, 가열 대상 소재가 내부 공간(101)을 따라서 이동하도록 가열 대상 소재를 지지하는 롤(110)을 내부에 구비할 수 있다. 가열 대상 소재는, 예를 들어, 강판 스트립(1)일 수 있다.
로 본체(100)는 추후 설명하는 버너 보호부(300)에 포집된 스케일(S)을 외부로 제거하는 스케일 제거홀(120)을 구비할 수 있다. 스케일 제거홀(120)은 로 본체(100)의 측면을 관통하여 내부 공간(101)과 연결되는 구조로 제공될 수 있다. 스케일 제거홀(120)은 일 단부가 로 본체(100) 내부에서 버너 보호부(300)와 연결되고, 타 단부는 로 본체(100)의 측면을 통해 외부로 노출될 수 있다.
일 실시예에서, 스케일 제거홀(120)의 타 단부에는 가스 누출 방지용 스토퍼(130)가 제공되어 로 본체(100) 내부의 가스가 스케일 제거홀(120)을 통해 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다.
일 실시예에서, 가열로(100)의 가동 상태에서 스케일 제거홀(120)은 세라믹계 울(wool) 형태의 내화물로 채워져 단열이 가능하도록 할 수 있다. 그리고, 가동이 중단된 상태에서는 스케일 제거홀(120)을 통해서 스케일(S)을 제거할 수 있다.
로 본체(100)는 고온에 견디고 화학적으로 안정한 물질, 예컨대 내화물로 이루어질 수 있다. 다만, 로 본체(100)의 재질이 이에 한정되는 것은 아니다.
버너(200)는 강판 스트립(1)의 하부에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 버너(200)는 로 본체(100)의 바닥에 제공되어 버너(200)의 상부에 위치하는 강판 스트립(1)을 가열할 수 있다.
버너(200)는 표면이 직접 복사 에너지를 방출하는 형태로 강판 스트립(1)을 가열할 수 있다. 버너(200)는, 예를 들어, PM 버너, Mat 버너를 포함할 수 있다. 버너(200)는 강판 스트립(1)의 이송방향을 따라서 배열될 수 있다.
버너(200)는 단일 또는 복수개로 제공될 수 있으며, 본 실시예에서는 두 개의 버너가 사용되어 강판 스트립(1)을 가열하는 것으로 예시하고 있으나 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 버너(200)는 단일 또는 세 개 이상으로 제공될 수 있으며, 가열로(10)의 설계에 따라서 다양하게 변경될 수 있다.
버너 보호부(300)는 강판 스트립(1)과 버너(200) 사이에 제공되며, 버너(200)를 덮는 구조로 버너(200) 상부에 배치될 수 있다. 버너 보호 구조로서 제공되는 버너 보호부(300)는 낙하하는 스케일(S)을 포집하여 스케일(S)이 버너(200)의 표면으로 떨어지는 것을 방지할 수 있다. 버너 보호부(300)는 지지대(330)를 통해 지지되어 버너(200)의 상부에 배치될 수 있다.
버너 보호부(300)는 버너(200)의 표면을 따라서 수평하게 배열되는 복수의 스케일 홀더(310)를 포함할 수 있다. 버너 보호부(300)는 복수의 스케일 홀더(310) 사이에 배가스 유로(320)를 구비하여 배가스(flue gas)(FG)가 강판 스트립(1)을 향해 흐르도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 복수의 스케일 홀더(310)는 상호 소정 간격으로 이격된 구조로 배열되고, 스케일 홀더(310) 사이에 제공되는 배가스 유로(320)를 통해서 배가스(FG)가 강판 스트립(1)을 향해 흐르도록 할 수 있다.
또한, 복수의 스케일 홀더(310)는, 예를 들어, 열전도율이 높은 재질로 이루어져 버너(200)에서 방출되는 복사 에너지(E)가 손실 없이 강판 스트립(1)으로 전달되도록 할 수 있다. 따라서, 버너 보호부(300)가 버너(200)와 강판 스트립(1) 사이에 개재되더라도 버너(200)에서 방출된 복사 에너지(E)는 복수의 스케일 홀더(310)를 통하여 강판 스트립(1)에 손실 없이 전달될 수 있다.
본 실시예에서는 버너 보호부(300)가 세 개의 스케일 홀더(310)로 구성되는 것으로 예시하고 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 스케일 홀더(310)는 버너(200)를 충분히 커버할 수 있도록 다양한 수량으로 제공될 수 있다.
스케일 홀더(310)는 강판 스트립(1)의 이송방향에 대해 수직방향으로 수평하게 연장되는 제1몸체(311), 제1몸체(311)의 측단부에서 버너(200)를 향해 하부방향으로 경사지게 연장되는 제2몸체(312), 및 제2몸체(312)의 측단부에서 강판 스트립(1)을 향해 상부방향으로 경사지게 연장되는 제3몸체(313)를 포함할 수 있다.
스케일 홀더(310)는 제2몸체(312)와 제3몸체(313)의 연결부분에 낙하한 스케일(S)을 담을 수 있는 삼각홈 구조의 스케일 수용홈(314)을 가질 수 있다. 스케일 수용홈(314)은 강판 스트립(1)의 이송방향에 대해 수직방향으로 길게 연장된 구조를 가질 수 있다.
스케일 홀더(310)는, 예를 들어, 단일의 금속판을 프레스 가공하여 절곡된 구조의 제1몸체(311), 제2몸체(312) 및 제3몸체(313)를 갖도록 제조될 수 있다.
스케일 홀더(310)는 고온에서 열변형이 적은 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, Ni계 초합금, Mo계 합금을 재질로 하여 이루어질 수 있다. 또한, 세라믹 재질로 이루어지는 것도 가능하다.
복수의 스케일 홀더(310)는 어느 하나의 스케일 홀더(310)의 제1몸체(311)가 인접한 다른 스케일 홀더(310)의 제3몸체(313)의 상부에 위치하는 구조로 배치될 수 있다.
예를 들어, 상부에서 바라보았을 때에 스케일 홀더(310)의 제1몸체(311)가 인접한 다른 스케일 홀더(310)의 제3몸체(313)를 가리는 구조로 제3몸체(313)의 상부에 배치됨으로써 하부에 배치된 버너(200)가 스케일 홀더(310) 사이로 노출되지 않도록 완전하게 덮을 수 있다. 따라서, 스케일(S)이 스케일 홀더(310) 사이의 공간을 통해 버너(200)로 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 버너 보호부(300)는, 소정 구조로 절곡되어 낙하된 스케일(S)을 담을 수 있는 스케일 수용홈(314)을 갖는 스케일 홀더(310)가 설정된 간격으로 배열되도록 구성되며, 이를 통해 배가스(FG)의 흐름이 용이한 구조를 제공하고, 스케일(S)이 버너(200)의 표면으로 떨어지는 것을 방지하여 버너(200)의 안정성을 향상시킬 수 있다.
지지대(330)는 각 스케일 홀더(310)를 지지할 수 있다. 지지대(330)는 스케일 홀더(310)의 길이방향 양 단부에 각각 제공될 수 있으며, 스케일 홀더(310)와 마찬가지로 고온에서 열변형이 적은 재질로 이루어질 수 있다.
이하에서는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 버너 보호 구조를 갖는 가열로(10)의 작용에 대해 설명한다.
강판 스트립(1)이 가열로(10)로 이송되면, 로 본체(100)의 하부에 배치된 버너(200)가 작동하여 강판 스트립(1)을 가열한다. 버너(200)에서 방출되는 복사 에너지(E)는 버너 보호부(300)를 통해 손실 없이 강판 스트립(1)으로 전달되어 강판 스트립(1)을 가열할 수 있다.
버너(200)에 의해 가열된 강판 스트립(1)의 표면에서는 스케일(S)이 형성되어 로 본체(100)의 하부로 낙하할 수 있다. 또한, 강판 스트립(1)의 이송을 지지하는 롤(110)에서 탈락한 이물이 로 본체(100)의 하부로 낙하할 수 있다.
이러한 스케일(S) 및 이물은 버너 보호부(300)를 이루는 각 스케일 홀더(310)에 의해 포집되어 스케일 수용홈(314)에 수용될 수 있다. 따라서, 스케일(S) 및 이물이 버너(200)의 표면에 떨어져 쌓이거나 버너(200)의 표면을 손상시키는 것을 방지할 수 있다.
도 4 및 도 5에서는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 버너 보호 구조를 갖는 가열로의 변형예를 개략적으로 나타내고 있다.
도 4는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 버너 보호 구조를 갖는 가열로를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 5는 도 4의 버너 보호 구조를 갖는 가열로를 측면 방향에서 바라본 모습을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 예시적 실시예에 따른 버너 보호 구조를 갖는 가열로(20)는 로 본체(100), 버너(200, 200'), 버너 보호부(300)를 포함할 수 있다.
로 본체(100)와 버너 보호부(300)는 도 1에 도시된 실시예에 따른 버너 보호 구조를 갖는 가열로(10)와 기본 구조 및 구조적 특징이 실질적으로 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
버너(200, 200')는 강판 스트립(1)의 하부 및 상부에 각각 배치될 수 있다. 이를 통해 강판 스트립(1)의 양 방향에서 복사 에너지(E)를 제공하여 강판 스트립(1)을 충분히 가열할 수 있다.
한편, 강판 스트립(1)의 하부에 배치되는 버너(200)와 달리 강판 스트립(1)의 상부에 배치되는 버너(200')에 대해서는 낙하한 스케일(S)에 의해 표면이 손상되는 문제가 발생하지 않으므로 버너 보호부(300)가 생략될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1... 강판 스트립
10... 가열로
100... 로 본체
200, 200'... 버너
300... 버너 보호부
310... 스케일 홀더

Claims (8)

  1. 강판 스트립을 지지하는 롤을 갖는 로 본체;
    상기 강판 스트립의 하부에 배치되는 버너; 및
    상기 강판 스트립과 상기 버너 사이에서 상기 버너를 덮는 구조로 상기 버너 상부에 배치되며, 낙하하는 스케일을 포집하는 버너 보호부;
    를 포함하는 버너 보호 구조를 갖는 가열로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 버너 보호부는 상기 버너의 표면을 따라서 수평하게 배열되는 복수의 스케일 홀더를 포함하고, 상기 복수의 스케일 홀더 사이에 배가스 유로를 구비하여 상기 강판 스트립을 향해 배가스가 흐르도록 구성된 것을 특징으로 하는 버너 보호 구조를 갖는 가열로.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스케일 홀더는 상기 강판 스트립의 이송방향에 대해 수직방향으로 수평하게 연장되는 제1몸체, 상기 제1몸체의 측단부에서 하부방향으로 경사지게 연장되는 제2몸체, 및 상기 제2몸체의 측단부에서 상부방향으로 경사지게 연장되는 제3몸체를 포함하는 버너 보호 구조를 갖는 가열로.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 스케일 홀더는 상기 제2몸체와 제3몸체의 연결부분에 상기 스케일을 담을 수 있는 스케일 수용홈을 가지는 것을 특징으로 하는 버너 보호 구조를 갖는 가열로.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 스케일 홀더는 어느 하나의 스케일 홀더의 상기 제1몸체가 인접한 다른 스케일 홀더의 상기 제3몸체의 상부에 위치하는 구조로 배치되는 것을 특징으로 하는 버너 보호 구조를 갖는 가열로.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 스케일 홀더를 지지하는 지지대를 더 포함하는 버너 보호 구조를 갖는 가열로.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 로 본체는 상기 버너 보호부에 포집된 상기 스케일을 외부로 제거하는 스케일 제거홀을 구비하는 버너 보호 구조를 갖는 가열로.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 로 본체는 상기 스케일 제거홀이 외부로 노출되는 단부에 제공되는 가스 누출 방지용 스토퍼를 더 포함하는 버너 보호 구조를 갖는 가열로.
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