KR20190130938A - Radiative heating apparatus and supporting structure - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a radiant heating device and a support structure for indirectly heating a steel sheet moving in a continuous annealing furnace in a non-oxidation atmosphere. Specifically, the present invention relates to the radiant heating device and the support structure capable of reducing a deformation of the radiant heating device by increasing a stiffness which resists bending deformation caused by a weight of the radiant heating device and preventing damage to the support part by alleviating a stress concentration of a supporting part. The present invention comprises: a rectangular box-shaped radiant heating device; a square-shaped flange; and a support member.

Description

연속 열처리로용 복사가열장치 및 지지구조{Radiative heating apparatus and supporting structure}Radiant heating apparatus and supporting structure for continuous heat treatment furnace

본 발명은 연속소둔로 내에서 이동하는 강판을 무산화 분위기에서 간접적으로 가열하는 복사가열장치 및 그 지지구조에 관한 것으로, 특히 복사가열장치의 자중에 의한 굽힘 변형에 저항하는 강성을 증가시켜 복사가열장치의 변형을 감소시키고, 지지부의 응력집중을 완화하여 지지부의 파손을 방지할 수 있는 복사가열장치 및 그의 지지구조에 관한 것이다.The present invention relates to a radiant heating apparatus and a support structure for indirectly heating a steel sheet moving in a continuous annealing furnace in an anoxic atmosphere, and in particular, to increase the rigidity resistant to bending deformation caused by the self-weight of the radiant heating apparatus. The present invention relates to a radiant heating device and a support structure thereof capable of reducing deformation of the device and relieving stress concentration of the support to prevent breakage of the support.

일반적으로 복사가열장치는 냉연 혹은 표면처리강판 제조시 강판을 무산화 분위기에서 간접적으로 가열하기 위해 사용되며, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 강판의 크기 및 가열 온도에 따라 I, U, 이중 P형상 또는 W형상의 복사관을 강판 진행 방향과 평행하게 배치하여 사용한다. 복사관 내에는 버너가 설치되어 있어서 복사관 내의 버너에서 연료를 연소시켜 연소열로 인해 튜브가 가열되고, 고온의 튜브가 복사 열에너지를 방사함으로써 저온의 강판을 가열시키게 된다. 열처리로 내의 분위기를 수소나 질소와 같은 환원성 분위기로 유지하고, 복사관의 복사열을 이용하여 강판을 가열함으로써 강판의 산화를 방지할 수 있다. 복사관을 약 1,000 oC 수준의 고온으로 가열하기 때문에 복사관의 재질은 고온에서의 산화 및 부식을 방지하고 적정한 강도를 유지할 수 있도록 고함량의 Ni-Cr 성분이 다량 포함된 내열강을 사용하고 있다.In general, the radiant heating device is used to indirectly heat the steel sheet in an oxidizing atmosphere when producing cold rolled or surface treated steel sheet, and according to the size and heating temperature of the steel sheet as shown in FIGS. P-shaped or W-shaped radiant tubes are used in parallel with the steel plate traveling direction. A burner is installed in the radiant tube to burn fuel in the burner in the radiant tube so that the tube is heated by the heat of combustion, and the hot tube radiates radiant thermal energy to heat the low temperature steel sheet. The oxidation of the steel sheet can be prevented by maintaining the atmosphere in the heat treatment furnace in a reducing atmosphere such as hydrogen or nitrogen and heating the steel sheet using radiant heat of the radiation tube. Since the radiant tube is heated to a high temperature of about 1,000 o C, the radiant tube is made of heat-resistant steel containing a large amount of Ni-Cr component to prevent oxidation and corrosion at high temperatures and maintain proper strength. .

그러나 복사관 내에 설치된 버너에 의해 좁은 관 내부에서 일정량의 연료를 연소시킬 때, 제한된 공간 내에서 발생하는 고온의 화염이 진행 방향을 역전하는 복사관 끝단부에서는 화염의 충돌로 인한 국부적인 과열을 피할 수 없게 된다. 대부분의 복사관은 과열된 끝단부에 복사관의 지지부가 용접에 의해 접합되어 노벽에 설치된 고정부 위에 안착되는 구조를 가지고 있다. 이 때 복사관의 용접 접합된 지지부는 노치 형상으로 인해 응력이 집중되므로 복사관에서 가장 높은 인장응력이 작용하는 반면, 온도가 증가할수록 소재의 항복강도 및 인장강도가 급격히 감소하므로 지지부의 파손 가능성이 높아지게 된다. 또한 복사관의 열적 팽창 및 수축시 복사관 지지부와 로벽의 고정부 사이에는 변형에 저항하는 마찰력이 발생하고, 이로 인해 복사관 지지부 및 복사관 모재에는 큰 내부응력이 발생하여 복사관의 파손을 초래하게 된다.However, when a certain amount of fuel is combusted in a narrow tube by a burner installed in a radiant tube, local overheating due to a flame collision is avoided at the end of the radiant tube where the hot flame generated in the limited space reverses the direction of travel. It becomes impossible. Most radiant tubes have a structure in which the support of the radiant tube is joined to the overheated end by welding, and is mounted on the fixing part installed on the furnace wall. At this time, the weld-bonded support of the radiation tube is concentrated due to the notch shape, so that the highest tensile stress acts on the radiation tube, while the yield strength and tensile strength of the material decreases rapidly with increasing temperature, so that the support portion may be damaged. Will be higher. In addition, during thermal expansion and contraction of the radiation tube, frictional force that resists deformation is generated between the support portion of the radiation tube and the fixing portion of the furnace wall, which causes a large internal stress on the radiation tube support and the radiation base material, resulting in damage of the radiation tube. Done.

결국 응력집중에 의한 지지부의 내부 응력 증가와 국부적 과열에 의한 재료의 허용 인장강도의 감소, 지지부의 마찰 저항으로 인해 복사관의 지지부는 균열 및 파단이 용이한 상태가 되고, 실제로 복사관 파손 부위의 절반 이상이 지지부에서 발생하고 있다.As a result, an increase in the internal stress of the support part due to stress concentration, a decrease in the allowable tensile strength of the material due to local overheating, and frictional resistance of the support part make the support part of the radiation tube easy to crack and break, More than half occur in the supports.

또한 이중 P 형식이나 W 형식의 복사관과 같이 비교적 자중이 크고 긴 스팬(span) 길이를 갖는 복사관은 사용시간에 따른 크립(creep) 변형이 발생하며, 이러한 크립 변형은 복사관의 온도가 증가할수록, 복사관에 작용하는 내부 응력이 증가할수록 증가한다. 이에 따라 복사관 내에 버너가 설치되어 고온의 화염이 형성되는 복사관의 제 1 직관부의 스팬 방향 중심부는 원형 단면이 찌그러지는 협착 단면으로 변형되고, 직관부의 중심부가 중력 방향으로 처지는 영구변형이 나타나 복사관을 교체해야 하는 문제가 자주 발생한다. 일반적으로 무산화 연속소둔로에서 복사관 교체 대상의 대부분이 상기의 지지부 파손과 직관부 협착 및 처짐이 원인이다.In addition, radiation tubes with relatively large weights and long span lengths, such as duplex P-type or W-type radiation tubes, generate creep deformation over time of use, and these creep deformations increase the temperature of the radiation tubes. As it increases, the internal stress acting on the radiation tube increases. Accordingly, the center of the span direction of the first straight pipe portion of the radiation pipe where a burner is installed in the radiation pipe to form a high temperature flame is deformed into a narrowing section in which the circular cross section is distorted, and a permanent deformation of the center portion of the straight pipe sag in the direction of gravity appears to cause radiation. Frequent problems require replacing the tubes. In general, in the non-oxidation continuous annealing furnace, most of the replacement objects of the radiation tube are caused by the above-described support breakage and narrowing and deflection of the straight tube.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 CN 201778075 U에서는 기존 W 형 복사관에서 각각의 곡관부 끝단부에 지지부를 접합하고 제 1 곡관부 지지부를 노벽에 설치된 지지 수단에 의해 지지하고, 제 1 곡관부 및 제 3 곡관부의 지지부를 서로 연결하며, 제 2곡관부의 지지부와 제 1 직관부를 연결하는 구조의 지지 방법을 제안하여 복사관의 변형을 감소시키고자 하였다. In order to solve the above problems, CN 201778075 U joins the supporting parts to the ends of each curved part in the existing W-type radiating tube, and supports the first curved part supporting part by supporting means installed in the furnace wall, and the first curved part and The support method of the structure connecting the support part of a 3rd bend part and connecting the support part and a 1st straight part of a 2nd bend part was proposed to reduce the deformation of a radiation pipe.

또한 EP 2825831 B1에서는 복사관 지지부와 로벽의 고정부 사이에서 열변형시 발생하는 마찰 저항과 이로 인한 복사관과 지자부의 변형을 방지하기 위해 로벽의 고정부에 롤러(roller)를 설치하는 방법을 고안한 바 있다.In addition, EP 2825831 B1 devises a method of installing a roller on the fixing part of the furnace wall to prevent frictional resistance generated during thermal deformation between the radiating tube support and the fixing part of the furnace wall, and to prevent the deformation of the radiating tube and the geomagnetism. I've done it.

USP 6047929 A의 경우는 복사관 지지부의 자유로운 팽창 변형과 고온에 따른 온도 영향을 감소시키기 위해 복사관 지지부를 로체 외부로 돌출시킨 방법을 제안한 바 있다.In the case of USP 6047929 A, a method of protruding the radiator support outside the furnace is proposed to reduce the free expansion deformation of the radiator support and the temperature effect due to the high temperature.

그러나 상기의 공지기술들은 복사관 지지부나 직관부에 작용하는 응력과 변형을 분산시키거나 일부 완화하는 기능은 있으나, 복사관 및 지지부의 강성이 향상되는 것이 아니어서 근본적인 대응 방법이 될 수 없으며, 따라서 그 효과는 제한적이다.However, the above known techniques have a function of dispersing or partially alleviating stress and deformation acting on the radiating tube support part or the straight tube part, but the rigidity of the radiating tube and the supporting part is not improved, and thus it is not a fundamental countermeasure method. The effect is limited.

중국특허 CN 201778075 UChinese Patent CN 201778075 U 유럽특허 EP 2825831 B1European Patent EP 2825831 B1 미국특허 6047929 AU.S. Patent 6047929 A

본 발명은 종래의 복사관식 간접가열장치의 상기 문제점들을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 복사가열장치 지지부의 응력집중을 완화하여 지지부 및 복사가열장치 모재의 파손을 방지하고, 복사가열장치의 형상에 의존하는 강성을 증가시켜 고온 크립 변형을 방지할 수 있는 간접가열용 복사가열장치를 제공함을 목적으로 한다.The present invention has been devised to solve the above problems of the conventional radiant tubular indirect heating device, to reduce the stress concentration of the radiant heating device support to prevent breakage of the support and the base material of the radiant heating device, which is dependent on the shape of the radiant heating device. An object of the present invention is to provide a radiant heating device for indirect heating by increasing the rigidity and preventing high temperature creep deformation.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 연속소둔로 내의 무산화 분위기에서 강판을 간접 가열하는 복사가열장치 및 그 지지구조는, 강판과 마주하는 평면 상에서 직사각형의 단면을 가지고, 버너가 설치되는 일 측면이 개방되어 있는 직육면체 박스 형태의 복사가열장치; 상기 복사가열장치를 로의 외벽에 고정할 수 있는 사각형 형상의 플랜지; 상기 복사가열장치의 하부 플랜지에 용접 등의 수단으로 일 측면이 접합되어 고정되고, 접합부를 제외한 나머지의 일 측면이 복사가열장치와 접촉하면서 복사가열장치의 자중을 지지하는 지지부재; 상기 지지부재의 고정단 반대쪽 자유단을 로의 내벽에 설치된 고정부에 의해 지지하는 것을 특징으로 한다In order to achieve the above object, the radiant heating device for indirectly heating a steel sheet in an oxidizing atmosphere in a continuous annealing furnace according to the present invention and its supporting structure have a rectangular cross section on a plane facing the steel sheet, and a burner is installed. Radiation heating device in the form of a rectangular box with an open side; A rectangular flange that can fix the radiant heating device to the outer wall of the furnace; One side is joined and fixed to the lower flange of the radiant heating device by means of welding or the like, the support member for supporting the self-weight of the radiant heating device while the other side of the radiator is in contact with the radiant heating device; The free end opposite the fixed end of the support member is characterized in that it is supported by a fixing unit provided on the inner wall of the furnace

본 발명에 따른 직사각형 단면의 복사가열장치는 하부에 설치된 복사가열장치와 분리되어 접촉하는 지지 구조에 의해 응력 집중이 완화되고, 90 배 이상 증가된 강성으로 인해 영구적인 크립 변형이 감소함으로써, 복사가열장치의 수명이 증가하는 효과가 있다. 또한 상기 복사가열장치의 하부에 설치된 지지부는 장기간 사용에 따른 마모 등에 의한 손상시 고가의 복사가열장치를 교체함이 없이 지지부만 수리 또는 교체함으로써 정비 용이성이 향상되는 효과가 있다. The radiant heating device of the rectangular cross section according to the present invention is relaxed by stress support by the support structure in contact with the radiant heating device installed in the lower portion, the permanent creep deformation is reduced due to the increased rigidity by more than 90 times, radiant heating There is an effect of increasing the life of the device. In addition, the support portion installed in the lower portion of the radiant heating device has an effect of improving the ease of maintenance by repairing or replacing only the support part without replacing the expensive radiant heating device in case of damage due to wear due to long-term use.

도 1은 본 발명에 따른 복사전열장치의 개략도
도 2는 본 발명에 따른 복사전열장치의 다른 실시예
도 3은 본 발명에 따른 복사전열장치에 버너가 설치된 실시예
도 4는 본 발명에 따른 복사전열장치의 10-10' 단면에 따른 단면도
도 5는 본 발명에 따른 복사전열장치의 지지부재가 플랜지에 접합된 실시예
도 6은 종래의 이중 P형식의 복사관 및 지지구조
도 7은 종래의 W형식의 복사관 및 지지구조
1 is a schematic view of a radiation heat transfer apparatus according to the present invention
Figure 2 is another embodiment of the radiant heat transfer apparatus according to the present invention
Figure 3 is an embodiment in which the burner is installed in the radiant heat transfer apparatus according to the present invention
Figure 4 is a cross-sectional view taken along the 10-10 'cross section of the radiant heat transfer apparatus according to the present invention
5 is an embodiment in which the support member of the radiating heat transfer apparatus according to the present invention is bonded to the flange
Figure 6 is a conventional double P-type radiation tube and support structure
7 is a conventional W-type radiation tube and support structure

본 발명은 연속소둔로 내에서 이동하는 강판과 마주하는 평면 상에서 사각형의 단면을 가지고 일 측면이 개방되어 있는 직육면체 박스 형태의 복사가열장치와, 상기 복사가열장치의 하부에 복사가열장치와 분리되어 접촉하는 지지부를 가진 복사가열장치를 제공한다. The present invention is a rectangular box-type radiant heating device having a rectangular cross section on a plane facing a steel plate moving in a continuous annealing furnace, and separated from the radiant heating device at the bottom of the radiant heating device. Provided is a radiant heating device having a support.

이하 본 발명을 도면을 참고하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명에 따른 지지부 및 지지부와 접촉하는 복사가열장치의 응력집중이 완화되고 자중에 의한 휨 강성이 증가된 직육면체 박스 형태의 복사가열장치의 개략도이다. 도 2에는 본 발명에 따른 변형된 실시예를 도시하였으며, 복사가열장치의 하부에 지지부를 설치함과 동시에 복사가열장치가 로벽과 마주보는 평면에 추가적인 지지부를 설치하고 이를 로벽의 고정부에 의해 지지함으로써 복사가열장치 하부에 작용하는 응력을 분산하는 실시예이다.1 is a schematic view of a radiant heating device in the form of a rectangular parallelepiped box in which stress concentration of the radiant heating device in contact with the support part and the support part in accordance with the present invention is alleviated and the bending rigidity due to its own weight is increased. Figure 2 shows a modified embodiment according to the present invention, at the same time the support portion is installed in the lower portion of the radiant heating device at the same time the radiant heating device is installed on the plane facing the furnace wall and supported by the fixing part of the furnace wall Thereby dispersing the stress acting on the lower portion of the radiant heater.

본 발명에 따른 직육면체 박스 형태의 복사가열장치는 도 3에 도시한 바와 같이 로내에 설치되는 모든 면과, 버너가 설치되는 측면이 버너에 의한 개구부를 제외하고는 모두 단열재에 의해 밀봉되어 복사가열장치 내의 연소가스가 버너의 복열기로 배출되는 구조로 사용된다. The radiant heating apparatus in the form of a rectangular parallelepiped according to the present invention has all the surfaces installed in the furnace and the side where the burners are installed are all sealed by a heat insulating material except for the opening by the burners, and the radiant heating apparatus is shown in FIG. The combustion gas inside is used to discharge to the burner's recuperator.

복사가열장치(1)는 플랜지(6)를 통해 열처리로의 외벽에 고정되고, 복사가열장치(1)의 하부에는 복사가열장치를 지지하는 부재(2)가 접촉(5)되어 있으며 지지 부재(2)는 상기 플랜지(6)의 측면에 용접되어 접합(8)된다. 로벽의 고정부(4)는 복사가열장치(1) 및 지지부(2)의 자중에 의한 하중을 지지한다. 이에 따라 복사가열장치의 자중은 지지부(2)로 전달되어 고정부(4)에 의해 지지되며, 고정부(4)와 지지부(2) 사이에 작용하는 지지 반력에 의한 집중 하중은 복사가열장치 하단부와 지지부 사이의 접촉면(5)에 분포 하중으로 작용하여 복사가열장치의 응력 집중을 완화시킨다. The radiant heating device 1 is fixed to the outer wall of the heat treatment furnace through the flange 6, and the lower part of the radiant heating device 1 is in contact with the member 2 supporting the radiant heating device 5, and the support member ( 2) is welded to the side of the flange 6 to be joined 8. The fixed part 4 of the furnace wall supports the load by the self-weight of the radiant heating device 1 and the support part 2. Accordingly, the self-weight of the radiant heating device is transferred to the support part 2 and supported by the fixing part 4, and the concentrated load due to the support reaction force acting between the fixing part 4 and the support part 2 is lowered in the radiant heating device. It acts as a distributed load on the contact surface 5 between the support and the support to relieve stress concentration in the radiant heating device.

복사가열장치 모재(1)와 지지 부재(2)는 플랜지(6)에 공통적으로 접합되어 있는 부분을 제외하고는 접촉 상태를 유지하므로, 열적 변형 상태에서도 서로 구속하지 않고 자유롭게 접촉면에서 변형이 가능하다.Since the radiator heater base member 1 and the support member 2 are in contact with each other except a part commonly joined to the flange 6, the radiant heater base 1 and the support member 2 can be freely deformed at the contact surface without restraining each other even in a thermal deformation state. .

도5 및 도 6에 도시한 종래의 복사관 지지 구조에서는 지지부(23, 40)와 고정부 사이의 열적 변형에 대한 저항 또는 구속이 지지부(23, 40)를 통해 그대로 모재(22', 34)로 전달되어 복사관 및 지지부의 내부 응력을 증가시키고 이로 인해 복사관 모재와 용접부의 파손이 초래되었으나, 본 발명에 따른 복사가열장치는 이러한 변형에 대한 저항을 지지부(2)가 감당하고 모재(1)는 열변형에 대한 구속이 없기 때문에 내부 응력이 발생하지 않아 파손 위험성이 현저히 낮아진다.In the conventional radiation tube support structure shown in Figs. 5 and 6, the resistance or restraint against thermal deformation between the support parts 23 and 40 and the fixing part is maintained through the support parts 23 and 40 as they are. The radiant heating device according to the present invention has a resistance against such deformation, and the support 2 bears resistance to such deformation. ) Has no restraint on thermal deformation, so internal stress does not occur and the risk of breakage is significantly lowered.

복사관의 영구적인 크립 변형은 단면 형상과 내부 응력, 온도 등에 의존하며, 종래의 복사관인 경우 버너가 설치된 제 1 직관(21, 30)의 온도가 가장 높기 때문에 자중에 의한 휨응력이 가장 큰 제 1 직관의 중심부에서 가장 큰 크립 변형이 발생한다. 이러한 크립 변형을 감소시키기 위해서는 복사관에 작용하는 휨응력을 감소시켜야 하며, 휨응력은 복사관의 단면 형상에 의존하는 휨강성이 증가함에 따라 감소한다. 도 5 및 도 6에 도시된 종래의 복사관에서 재료의 탄성계수를 E라 하고 외부 직경을 d1, 내부 직경을 d2라 하면 직관부의 휨강성은 다음과 같은 수식으로 나타낼 수 있다.The permanent creep deformation of the radiation tube depends on the cross-sectional shape, internal stress, temperature, etc., and in the case of the conventional radiation tube, since the temperature of the first straight pipes 21 and 30 in which the burners are installed is the highest, the first bending stress due to its own weight is the largest. The largest creep deformation occurs at the center of the straight pipe. In order to reduce such creep deformation, the bending stress acting on the radiation tube should be reduced, and the bending stress decreases as the bending stiffness depending on the cross-sectional shape of the radiation tube increases. In the conventional radiation tube illustrated in FIGS. 5 and 6, when the elastic modulus of the material is E, the outer diameter is d1, and the inner diameter is d2, the bending stiffness of the straight pipe portion may be expressed by the following equation.

원통 단면의 휨강성 = E π(d14 - d24)/64Flexural stiffness of cylindrical section = E π (d1 4 -d2 4 ) / 64

본 발명에 따른 복사가열장치의 경우 도 3에 도시한 z 방향의 외부 폭을 d1, 내부 폭을 d2라 하고, y 방향의 외부 높이를 h1, 내부 높이를 h2라 하면 휨강성은 다음 수식으로 나타낼 수 있다.In the radiant heating apparatus according to the present invention, when the outer width in the z direction shown in FIG. 3 is d1, the inner width is d2, the outer height in the y direction is h1, and the inner height is h2, the flexural rigidity can be expressed by the following formula. have.

직사각형 단면의 휨강성 = E (d1 h13 - d2 h23)/12Flexural Stiffness of Rectangular Section = E (d1 h1 3 -d2 h2 3 ) / 12

종래의 복사관에 있어서 강판의 진행방향으로 전체 높이는 d1의 약 5배 정도이며, 본 발명에 따른 직사각형 단면의 높이 h1을 d1의 5배라 하고, 두께 h1 - h2가 d1 - d2와 같은 경우에 대해 직사각형 단면의 휨강성을 구하면 원통 단면의 휨강성에 비해 90배가 큰 것으로 나타난다. 이는 종래의 복사관 직경과 동일한 치수의 폭을 가진, 본 발명에 따른 직사각형 단면의 복사가열장치가 종래의 복사관에 비해 크립 변형이 90배 정도 작음을 의미한다. In the conventional radiation tube, the total height in the traveling direction of the steel sheet is about 5 times d1, and the height h1 of the rectangular cross section according to the present invention is 5 times d1, and the thickness h1-h2 is equal to d1-d2. The flexural stiffness of rectangular cross section is 90 times larger than that of cylindrical cross section. This means that the radiant heating apparatus of the rectangular cross section according to the present invention having a width of the same dimension as the conventional radiant tube diameter is about 90 times smaller in creep deformation than the conventional radiant tube.

본 발명에 따른 복사가열장치 및 지지부재는 Ni-Cr 성분이 중량 기준 20% 이상이 포함된 내열강을 사용하며, 사용 온도에 따라 주조 또는 판재를 절곡한 후 일부를 용접하여 제작한다. Ni 함량 30 ~ 35% 수준인 내열강을 사용하는 경우 원심주조 또는 고압주조를 통해 두께 8~9 mm 로 복사가열장치를 제작하며 Ni 함량이 50 ~60% 수준인 inconel 소재는 고온 강도가 크기 때문에 3 mm 두께의 판재를 절곡한 후 용접하여 제작할 수 있다. 지지부재가 모재의 하중을 지지하고, 고온에서 변형을 최소화하기 위해서는 모재의 두께보다 최소한 두껍게 제작되어야 한다.The radiant heating apparatus and the supporting member according to the present invention use heat-resistant steel containing 20% or more by weight of Ni-Cr component, and are manufactured by welding a part after bending the casting or plate according to the use temperature. In case of using heat-resistant steel with Ni content of 30-35%, the radiant heating device is manufactured with a thickness of 8-9mm through centrifugal casting or high pressure casting.Inconel material with Ni content of 50-60% has high temperature strength, It can be produced by bending a sheet thickness of mm and welding it. The supporting member should be made at least thicker than the thickness of the base material to support the load of the base material and to minimize deformation at high temperatures.

1 : 복사가열장치
2 : 복사가열장치의 지지부재
3, 3' : 로벽
4 : 로벽의 고정부
5 : 복사가열장치와 지지부재의 접촉부
6 : 복사가열장치의 플랜지
7 : 로벽의 플랜지 고정부
8 : 복사가열장치 지지부재의 용접부
9 : 복사가열장치의 플랜지와 로벽의 고정부를 연결하는 볼트 구멍
10, 10' : 복사가열장치 지지부재와 고벽의 고정부를 포함하는 절단면
11 : 복사가열장치 내의 내화 재료
12 : 버너
13 : 연소가스 배출 통로
14 : 복사가열장치 마감용 덮개
15 : 복사가열장치의 추가적인 지지부재
16 : 로벽의 추가적인 고정부
20, 20' : 종래의 이중P형 복사관의 제 2 직관부
21, 21' : 종래의 이중P형 복사관의 제 1 직관부
22, 22' : 종래의 이중P형 복사관의 곡관부
23 : 종래의 이중P형 복사관의 지지부재
30 : 종래의 W형 복사관의 제 1 직관부
31 : 종래의 W형 복사관의 제 2 직관부
32 : 종래의 W형 복사관의 제 2 직관부
33 : 종래의 W형 복사관의 제 4 직관부
34 : 종래의 W형 복사관의 곡관부
35 : 종래의 W형 복사관의 지지부재
1: radiant heating device
2: support member of the radiant heating device
3, 3 ': furnace wall
4: fixing part of furnace wall
5: Contact portion of the radiant heating device and the support member
6: flange of radiant heater
7: flange fixing part of furnace wall
8: welded part of radiator support member
9: Bolt hole connecting flange of radiant heater and fixing part of furnace wall
10, 10 ': Cutting surface including the radiator support member and the fixing part of the high wall
11: refractory material in radiant heater
12: burner
13: combustion gas discharge passage
14: Cover for finishing radiator
15: additional support member of the radiant heating device
16: additional fixing part of furnace wall
20, 20 ': second straight pipe portion of the conventional double P-type radiation tube
21, 21 ': first straight pipe portion of the conventional double P-type radiation tube
22, 22 ': curved portion of a conventional double P-type radiation tube
23: support member of the conventional double P-type radiation tube
30: first straight pipe portion of the conventional W-type radiation tube
31: second straight pipe portion of the conventional W-type radiation tube
32: second straight pipe portion of the conventional W-type radiation tube
33: fourth straight pipe portion of the conventional W-type radiation tube
34: curved portion of conventional W-type radiation tube
35: support member of the conventional W-type radiation tube

Claims (4)

연속소둔로 내에서 이동하는 강판과 마주보고 설치되어 강판을 무산화 분위기에서 열처리하는 복사가열장치에 있어서,
직사각형의 단면을 가지고 일 측면이 개방되어 있는 직육면체 박스 형태의 복사가열장치와,
상기 복사가열장치의 하부에 복사가열장치와 분리된 지지부재가 구비된 것을 특징으로 하는 연속 열처리용 강판의 복사가열장치.
In the radiant heating device which is installed facing the steel plate moving in the continuous annealing furnace to heat-treat the steel sheet in an oxidizing atmosphere,
Radiating heating device in the form of a rectangular box having a rectangular cross section and open at one side thereof,
Radiation heating device of the steel sheet for continuous heat treatment, characterized in that the lower portion of the radiant heating device provided with a support member separated from the radiant heating device.
제 1항에 있어서,

상기 지지 부재는 일단이 복사가열장치를 로벽에 고정하는 플랜지에 접합되어 고정되고, 나머지는 구속되지 않은 캔틸레버 보(cantilever beam)의 형태를 취하는 것을 특징으로 하는 연속 열처리용 강판의 복사가열장치.
The method of claim 1,

The support member is a radiant heating device for a continuous heat treatment steel sheet, characterized in that the one end is joined to a flange for fixing the radiant heating device to the furnace wall, and the rest takes the form of an unconstrained cantilever beam.
제 1항에 있어서,

상기 지지 부재는 복사가열장치의 모재보다 큰 두께를 사용하는 것을 특징으로 하는 연속 열처리용 강판의 복사가열장치.
The method of claim 1,

The support member is a radiant heating apparatus of a steel sheet for continuous heat treatment, characterized in that using a thickness larger than the base material of the radiant heating apparatus.
제 1항에 있어서,

상기 복사가열장치의 자중에 의한 하중을 하부의 지지 부재로 분포하중으로 전달하고 상기 지지 부재가 로벽의 고정부에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 연속 열처리용 강판의 복사가열장치.

The method of claim 1,

The radiant heating device of the steel sheet for continuous heat treatment, characterized in that the load by the self-weight of the radiant heating device is transmitted as a distributed load to the lower supporting member and the supporting member is supported by the fixing part of the furnace wall.

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6047929A (en) 1997-05-26 2000-04-11 Kawasaki Steel Corporation Radiant tube supporting apparatus
CN201778075U (en) 2010-07-28 2011-03-30 宝钢新日铁汽车板有限公司 Radiant tube component
EP2825831B1 (en) 2013-01-02 2016-10-12 Bisson, Massimiliano Support device for radiant tubes

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6389614A (en) * 1986-10-03 1988-04-20 Sumitomo Metal Ind Ltd Radiant tube for heating furnace
JP3149666B2 (en) * 1994-01-28 2001-03-26 日本鋼管株式会社 Radiant heating device and combustion method thereof
JP3292088B2 (en) * 1997-04-16 2002-06-17 日本鋼管株式会社 Method of supporting radiant box in radiant box furnace
KR20080057509A (en) * 2006-12-20 2008-06-25 재단법인 포항산업과학연구원 Radiant heating apparatus of continuous annealing apparatus
JP6028595B2 (en) * 2013-01-29 2016-11-16 新日鐵住金株式会社 Heating furnace using radiant tubes

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6047929A (en) 1997-05-26 2000-04-11 Kawasaki Steel Corporation Radiant tube supporting apparatus
CN201778075U (en) 2010-07-28 2011-03-30 宝钢新日铁汽车板有限公司 Radiant tube component
EP2825831B1 (en) 2013-01-02 2016-10-12 Bisson, Massimiliano Support device for radiant tubes

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