KR20190076331A - 바히터 보호장치 - Google Patents

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KR20190076331A
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 바히터 보호장치는 소재를 가열하도록 상기 소재의 진행 방향으로 배치된 제1 바히터와 제2 바히터; 및 상기 제1 바히터와 상기 제2 바히터에 중 적어도 하나에 구비되며, 상기 소재를 향하여 공기를 분사하는 공기분사부;를 포함하며, 상기 공기분사부는 상기 소재의 진행 방향에 대하여 경사지게 배치될 수 있다.

Description

바히터 보호장치{Apparatus for protecting bar heater}
본 발명은 바히터 보호장치에 관한 것이다.
철강공정은 제선, 제강공정을 통해 원료인 철광석에서 불순물이 제거된 용강을 연속 주조공정의 주형에 주입하여 슬라브(slab) 등을 제조한 후, 최종 생산되는 선재, 코일, 박판, 후판 등의 최종 제품에 따라 적합한 공정을 수행한다.
도 1은 일반적인 열연 강판을 생산하는 열간압연 공정을 나타내는 모식도로서, 도 1에 도시된 바와 같이 열간압연 공정은 가열로(1) 내에 저온 상태의 압연재(S)를 장입하여 소정 온도까지 재가열하고, 재가열된 압연재(S)를 테이블 롤러(2)를 통하여 이동시켜 조압연기(3)에서 소정 두께까지 조압연한다.
이때, 조압연된 압연재(S)는 길이 방향에 대한 온도편차를 줄이기 위하여 바히터(4)를 통과하면서 가열된다.
또한, 도면에 도시되지는 않았으나, 바히터(4)의 전단에는 에지히터가 배치될 수 있으며, 에지히터에 의해 압연재(S)의 에지부(가장자리)가 가열될 수 있다. 조압연된 압연재(S)는 조압연 및 이송 중에 열복사 표면적이 넓은 에지부의 온도가 중심부보다 급락되는 현상이 나타나므로, 조압연된 압연재(S)의 에지부 온도급락에 따른 열보상 및 온도보상을 위하여 이송되는 압연재(S)의 에지부만을 선택적으로 가열시키는 에지히터가 바히터(4)의 전단에 배치될 수 있다.
에지히터 및 바히터(4)에 의해 가열된 압연재(S)는 스케일 제거장치(5)를 통과하면서 압연재(S)의 표면에 생성된 스케일을 제거한 다음, 다수의 스탠드들로 이루어진 사상압연기(6)를 이용하여 압연재(S)를 소정 두께의 열연 강판으로 사상압연한 후에, 런아웃 테이블(runout table; 7) 상의 냉각 스탠드(8)에 의해 열연 강판을 냉각하고, 권취기(9)로 권취한다.
스케일 제거장치(5)는 고압수 분사노즐을 통하여 고압수를 압연재(S)의 표면에 분사시키는 장치로서, 압연재(S)의 표면을 급냉시켜 스케일과 압연재(S) 사이에 열응력을 발생시켜 스케일을 제거하게 된다.
스케일 제거장치(5)는 분사되는 고압수의 분사량 및 분사압력을 증가시킬수록 압연재(S)의 표면에 형성된 스케일을 보다 효과적으로 제거할 수 있는 반면, 고압수가 스케일 제거장치(5) 주위로 비산되는 문제가 발생한다.
특히, 스케일 제거장치(5)의 전단에 배치된 바히터(4) 측으로 고압수가 비산될 경우, 바히터(4)의 전기단락 현상을 유발시킬 뿐 아니라, 이로 인한 히팅성능의 저하로 압연재(S)에 대한 열보상 및 온도 보상이 이루어지지 않아 압연재(S)의 품질이 저하되며, 바히터(4)의 수명을 단축시키는 원인이 된다.
대한민국등록특허공보 10-1031081
본 발명의 일 실시예에 따른 목적은, 스케일 제거장치로부터 비산되는 고압수가 바히터 내부로 침투하는 것을 방지할 수 있는 바히터 보호장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 바히터 보호장치는 소재를 가열하도록 상기 소재의 진행 방향으로 배치된 제1 바히터와 제2 바히터; 및 상기 제1 바히터와 상기 제2 바히터에 중 적어도 하나에 구비되며, 상기 소재를 향하여 공기를 분사하는 공기분사부;를 포함하며, 상기 공기분사부는 상기 소재의 진행 방향에 대하여 경사지게 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 바히터 보호장치의 상기 공기분사부는, 스케일 제거장치에 인접한 상기 제2 바히터의 출측에 구비된 제1 분사부; 및 상기 제1 바히터에 인접한 상기 제2 바히터의 입측에 구비된 제2 분사부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 바히터 보호장치의 상기 제1 분사부에서 상기 공기가 분사되는 각도와 상기 제2 분사부에서 상기 공기가 분사되는 각도는 서로 상이할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 바히터 보호장치의 상기 제1 분사부는 공기펌프와 연결된 제1 헤더 및 상기 제1 헤더에 연결된 제1 분사노즐을 포함하며, 상기 제1 분사노즐은 상기 소재의 폭 방향으로 복수개가 배치되고, 상기 제1 분사노즐은 상기 제2 바히터와 상기 소재 사이의 공간에 공기 커튼(Air Curtain)을 형성하도록, 상기 제1 헤더에 대하여 30°도 이내의 경사각을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 바히터 보호장치의 상기 제2 분사부는 공기펌프와 연결된 제2 헤더 및 상기 제2 헤더에 연결된 제2 분사노즐을 포함하며, 상기 제2 분사노즐은 상기 소재의 폭 방향으로 복수개가 배치되고, 상기 제2 분사노즐은 상기 제2 바히터와 상기 소재 사이의 공간에 공기 커튼(Air Curtain)을 형성하도록, 상기 제2 헤더에 대하여 10°도 이내의 경사각을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 바히터 보호장치의 상기 공기분사부는, 상기 제2 바히터에 인접한 상기 제1 바히터의 출측에 구비된 제3 분사부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 바히터 보호장치의 상기 제1 분사부, 상기 제2 분사부 및 상기 제3 분사부 중 적어도 하나는, 상기 소재에 대하여 서로 다른 각도로 상기 공기를 분사하며, 다단으로 배치된 복수의 분사노즐을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 바히터 보호장치의 상기 제3 분사부는 공기펌프와 연결된 제3 헤더 및 상기 제3 헤더에 연결된 제3 분사노즐을 포함하며, 상기 제3 분사노즐은 상기 소재의 폭 방향으로 복수개가 배치되고, 상기 제3 분사노즐은 상기 제1 바히터와 상기 소재 사이의 공간에 공기 커튼(Air Curtain)을 형성하도록, 상기 제3 헤더에 대하여 10°도 이내의 경사각을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 바히터 보호장치는, 스케일 제거장치로부터 비산되는 고압수가 바히터 내부로 침투하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 일반적인 열연 강판을 생산하는 열간압연 공정을 나타내는 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 바히터 보호장치가 열간압연 공정에 적용된 모습을 나타내는 도면이고,
도 3은 도 2의 I 부분의 확대도이고,
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 바히터 보호장치의 제2 바히터에 구비된 제1 분사부를 개략적으로 나타낸 평면도이고,
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 바히터 보호장치의 제2 바히터에 구비된 제1 분사부를 개략적으로 나타낸 측면도이고,
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 바히터 보호장치의 제2 바히터에 구비된 제2 분사부를 개략적으로 나타낸 평면도이고,
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 바히터 보호장치의 제2 바히터에 구비된 제2 분사부를 개략적으로 나타낸 측면도이고,
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 바히터 보호장치의 제1 바히터에 구비된 제3 분사부를 개략적으로 나타낸 평면도이고,
도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 바히터 보호장치의 제1 바히터에 구비된 제3 분사부를 개략적으로 나타낸 측면도이고,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 바히터 보호장치를 개략적으로 나타낸 측면도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경 또는 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 바히터 보호장치가 열간압연 공정에 적용된 모습을 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2의 I 부분의 확대도이다.
또한, 도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 바히터 보호장치의 제2 바히터에 구비된 제1 분사부를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 바히터 보호장치의 제2 바히터에 구비된 제1 분사부를 개략적으로 나타낸 측면도이다.
또한, 도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 바히터 보호장치의 제2 바히터에 구비된 제2 분사부를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 바히터 보호장치의 제2 바히터에 구비된 제2 분사부를 개략적으로 나타낸 측면도이다.
또한, 도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 바히터 보호장치의 제1 바히터에 구비된 제3 분사부를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 바히터 보호장치의 제1 바히터에 구비된 제3 분사부를 개략적으로 나타낸 측면도이다.
먼저, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 바히터 보호장치는 제1 바히터(100), 제2 바히터(200) 및 공기분사부(110, 210, 230)를 포함한다.
제1 바히터(100) 및 제2 바히터(200)는 소재(S)의 길이 방향에 대한 온도편차를 줄이기 위하여 소재(S)를 가열하는 역할을 한다.
제1 바히터(100) 및 제2 바히터(200)는 조압연기(3)와 사상압연기(6) 사이에 배치될 수 있으며, 소재(S)를 가열하도록 소재(S)의 진행 방향으로 순서대로 배치될 수 있다.
소재(S)는 제1 바히터(100) 및 제2 바히터(200)를 통과하면서 가열되고, 스케일 제거장치(5)를 통과하면서 소재(S)의 표면에 형성된 스케일이 제거된다.
이때, 스케일 제거장치(5)는 고압수를 소재(S)의 표면에 분사시켜 스케일을 제거하게 되는데, 고압수가 소재(S)에 부딪혀 여러 방향으로 비산되면서 제1 바히터(100) 및 제2 바히터(200)의 내부로 침투하여 제1 바히터(100) 및 제2 바히터(200)의 히팅 성능에 문제를 일으키게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 바히터 보호장치는, 스케일 제거장치(5)에서 분사된 고압수가 비산되더라도 제1 바히터(100) 및 제2 바히터(200)의 내부로 침투되지 않도록 공기분사부(110, 210, 230)를 포함한다.
공기분사부(110, 210, 230)는 제1 바히터(100) 및 제2 바히터(200) 중 적어도 하나에 구비될 수 있으며, 소재(S)를 향하여 공기를 분사하여 비산된 고압수가 제1 바히터(100) 및 제2 바히터(200)에 침투하는 것을 방지할 수 있다.
여기서, 공기분사부(110, 210, 230)는 비산된 고압수를 효과적으로 차단하기 위하여 소재(S)의 진행 방향에 대하여 경사지게 배치되어 소재(S)를 향해 공기를 경사지게 분사할 수 있다.
도 4a 내지 도 5b를 참조하면, 공기분사부(110, 210, 230)는 스케일 제거장치(5)에 인접한 제2 바히터(200)의 출측에 구비된 제1 분사부(210)와, 제1 바히터(100)에 인접한 제2 바히터(200)의 입측에 구비된 제2 분사부(230)를 포함할 수 있다.
제1 분사부(210)는 공기펌프와 연결된 제1 헤더(211) 및 제1 헤더(211)에 연결된 제1 분사노즐(213)을 포함하며, 제2 분사부(230)는 공기펌프와 연결된 제2 헤더(231) 및 제2 헤더(231)에 연결된 제2 분사노즐(233)을 포함한다.
제1 헤더(211)와 제2 헤더(231)는 소재(S)의 진행 방향에 대하여 수직하게 배치될 수 있다.
또한, 제1 분사노즐(213)과 제2 분사노즐(233)은 각각 소재(S)의 폭 방향으로 복수개가 배치될 수 있다.
여기서, 제1 분사부(210)와 제2 분사부(230)는 공기의 분사각도가 상이할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 바히터 보호장치는 서로 다른 각도로 공기를 분사함으로써 비산된 고압수를 효과적으로 차단할 수 있다.
예를 들어, 제1 분사노즐(213)은 제2 바히터(200)와 소재(S) 사이의 공간에 공기 커튼(Air Curtain)을 형성하도록, 제1 헤더(211)에 대하여 30°이내의 경사각(θ1)을 가질 수 있다.
또한, 제1 분사노즐(213)은 소재(S)의 진행 방향을 향하도록 경사질 수 있다. 즉, 스케일 제거장치(5)로부터 고압수가 비산되어 제2 바히터(200)를 향하게 되는데, 이때 비산된 고압수가 제2 바히터(200)를 향하는 방향의 역방향으로 제1 분사노즐(213)에서 공기를 분사함으로써 비산되는 고압수를 효과적으로 차단할 수 있다.
또한, 제2 분사노즐(233)은 제2 바히터(200)와 소재(S) 사이의 공간에 공기 커튼(Air Curtain)을 형성하도록, 제2 헤더(231)에 대하여 10°이내의 경사각(θ2)을 가질 수 있다.
나아가, 제2 분사노즐(233)은 소재(S)의 진행 방향의 역방향을 향하도록 경사질 수 있다. 즉, 제2 분사노즐(233)의 경사방향은 제1 분사노즐(213)의 경사방향의 반대일 수 있다.
한편, 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 공기분사부(110, 210, 230)는 제2 바히터(200)에 인접한 제1 바히터(100)의 출측에 구비된 제3 분사부(110)를 더 포함할 수 있다.
제3 분사부(110)는 공기펌프와 연결된 제3 헤더(111) 및 제3 헤더(111)에 연결된 제3 분사노즐(113)을 포함한다.
제3 헤더(111)는 소재(S)의 진행 방향에 대하여 수직하게 배치될 수 있다. 또한, 제3 분사노즐(113)은 소재(S)의 폭 방향으로 복수개가 배치될 수 있다.
여기서, 제3 분사부(110)에서 공기가 분사되는 각도(θ3)는 제1 분사부(210)에서 공기가 분사되는 각도(θ1)와 상이할 수 있고, 제2 분사부(230)에서 공기가 분사되는 각도(θ2)와 동일할 수 있다. 일 예로, 스케일 제거장치(5)에 가장 인접한 제1 분사부(210)에서 공기가 분사되는 각도(θ1)가 가장 클 수 있다.
제3 분사노즐(113)은 제1 바히터(100)와 소재 사이의 공간에 공기 커튼(Air Curtain)을 형성하도록, 제3 헤더(111)에 대하여 10°이내의 경사각(θ3)을 가질 수 있다.
또한, 제3 분사노즐(113)은 소재(S)의 진행 방향을 향하도록 경사질 수 있다. 즉, 제3 분사노즐(113)의 경사 방향은 제1 분사노즐(213)의 경사 방향과 동일할 수 있고, 제2 분사노즐(233)의 경사 방향과 반대일 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 바히터 보호장치를 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 바히터 보호장치의 제1 분사부(210')는 다단으로 배치된 제1-1 분사노즐(213') 및 제1-2 분사노즐(215)을 포함한다.
일 예로, 제1-1 분사노즐(213')과 제1-2 분사노즐(215)은 제1 헤더(211)의 상하 방향으로 배치될 수 있으며, 각각 소재(S)의 폭 방향으로 복수개가 배치될 수 있다.
제1-1 분사노즐(213')에서 공기가 분사되는 각도(θ1)는 제1-2 분사노즐(215)에서 공기가 분사되는 각도(θ2)와 상이할 수 있다. 즉, 제1-1 분사노즐(213')의 분사각(θ1)이 제1-2 분사노즐(215)의 분사각(θ2)보다 클 수 있다.
일 예로, 제1-1 분사노즐(213')의 분사각(θ1)은 제1 헤더(211)에 대하여 30°이내일 수 있고, 제1-2 분사노즐(215)의 분사각(θ2)은 제1 헤더(211)에 대하여 10°이내일 수 있다.
또한, 제1-1 분사노즐(213')과 제1-2 분사노즐(215)은 소재(S)의 진행 방향을 향하도록 경사질 수 있다. 즉, 스케일 제거장치(5)로부터 고압수가 비산되어 제2 바히터(200)를 향하게 되는데, 이때 비산된 고압수가 제2 바히터(200)를 향하는 방향의 역방향으로 제1-1 분사노즐(213')과 제1-2 분사노즐(215)에서 이중으로 공기 커튼(Air Curtain)을 형성함으로써 비산되는 고압수를 더욱 효과적으로 차단할 수 있다.
한편, 설명의 편의를 위해 제1 분사부(210')에 대하여만 설명하였으나, 제2 분사부(230)와 제3 분사부(110)도 제1 분사부(210')와 마찬가지로 다단으로 배치된 복수의 분사노즐을 포함할 수 있다.
이상의 실시예를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 바히터 보호장치는, 스케일 제거장치로부터 비산되는 고압수가 바히터 내부로 침투하는 것을 방지할 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
1: 가열로 2: 테이블 롤러
3: 조압연기 4: 바히터
5: 스케일 제거장치 7: 런아웃 테이블
8: 냉각 스탠드 9: 권취기
100: 제1 바히터 110: 제3 분사부
111: 제3 헤더 113: 제3 분사노즐
200: 제2 바히터 210: 제1 분사부
211: 제1 헤더 213: 제1 분사노즐
230: 제2 분사부 231: 제2 헤더
233: 제2 분사노즐

Claims (8)

  1. 소재를 가열하도록 상기 소재의 진행 방향으로 배치된 제1 바히터와 제2 바히터; 및
    상기 제1 바히터와 상기 제2 바히터에 중 적어도 하나에 구비되며, 상기 소재를 향하여 공기를 분사하는 공기분사부;를 포함하며,
    상기 공기분사부는 상기 소재의 진행 방향에 대하여 경사지게 배치된 바히터 보호장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공기분사부는,
    스케일 제거장치에 인접한 상기 제2 바히터의 출측에 구비된 제1 분사부; 및
    상기 제1 바히터에 인접한 상기 제2 바히터의 입측에 구비된 제2 분사부;를 포함하는 바히터 보호장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 분사부에서 상기 공기가 분사되는 각도와 상기 제2 분사부에서 상기 공기가 분사되는 각도는 서로 상이한 바히터 보호장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 분사부는 공기펌프와 연결된 제1 헤더 및 상기 제1 헤더에 연결된 제1 분사노즐을 포함하며,
    상기 제1 분사노즐은 상기 소재의 폭 방향으로 복수개가 배치되고,
    상기 제1 분사노즐은 상기 제2 바히터와 상기 소재 사이의 공간에 공기 커튼(Air Curtain)을 형성하도록, 상기 제1 헤더에 대하여 30°도 이내의 경사각을 갖는 바히터 보호장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제2 분사부는 공기펌프와 연결된 제2 헤더 및 상기 제2 헤더에 연결된 제2 분사노즐을 포함하며,
    상기 제2 분사노즐은 상기 소재의 폭 방향으로 복수개가 배치되고,
    상기 제2 분사노즐은 상기 제2 바히터와 상기 소재 사이의 공간에 공기 커튼(Air Curtain)을 형성하도록, 상기 제2 헤더에 대하여 10°도 이내의 경사각을 갖는 바히터 보호장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 공기분사부는,
    상기 제2 바히터에 인접한 상기 제1 바히터의 출측에 구비된 제3 분사부;를 더 포함하는 바히터 보호장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 분사부, 상기 제2 분사부 및 상기 제3 분사부 중 적어도 하나는,
    상기 소재에 대하여 서로 다른 각도로 상기 공기를 분사하며, 다단으로 배치된 복수의 분사노즐을 포함하는 바히터 보호장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제3 분사부는 공기펌프와 연결된 제3 헤더 및 상기 제3 헤더에 연결된 제3 분사노즐을 포함하며,
    상기 제3 분사노즐은 상기 소재의 폭 방향으로 복수개가 배치되고,
    상기 제3 분사노즐은 상기 제1 바히터와 상기 소재 사이의 공간에 공기 커튼(Air Curtain)을 형성하도록, 상기 제3 헤더에 대하여 10°도 이내의 경사각을 갖는 바히터 보호장치.
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