KR20200074795A

KR20200074795A - 소둔로

Info

Publication number: KR20200074795A
Application number: KR1020180163588A
Authority: KR
Inventors: 박순복
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2018-12-17
Filing date: 2018-12-17
Publication date: 2020-06-25
Also published as: KR102642524B1

Abstract

소둔로가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 소둔로의 열처리 챔버는 제1 분위기가스가 주입되는 제1 주입관을 갖는 제1 챔버와, 제2 분위기가스가 주입되는 제2 주입관을 갖는 제2 챔버와, 열처리 챔버 상부에서 제1 주입관과 제2 주입관 사이에 위치되는 배기관을 포함하고, 제1 챔버와 제2 챔버의 벽면에는 제1 챔버로 주입된 제1 분위기가스와 제2 챔버로 주입된 제2 분위기가스가 각각 대응하는 챔버에서 맴돌이 현상을 일으키도록 하는 곡선안내면이 형성되어, 제1 챔버로 주입된 제1 분위기가스와 제2 챔버로 주입된 제2 분위기가스는 각각 대응하는 챔버에서 맴돌아 배기관을 통해 배기된다.

Description

소둔로{ANNEALING FURNACE}

본 발명은 소둔로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소둔로내 존별 분위기 가스 혼입을 방지할 수 있는 소둔로에 관한 것이다.

일반적으로 규소강판은 냉간압연후 1차 재결정 소둔에 이은 2차 재결정 소둔 과정을 겪게 된다. 1차 재결정 소둔은 2차 재결정시 결정립이 균일하면서도 적정한 크기로 성장하는데 유리한 결정립 조직 형성을 위해 중요하며, 1차 재결정 소둔시 분위기가스와 온도패턴의 제어가 정밀하게 이루어지지 않을 경우 안정된 고스 집합조직을 확보하지 못하며 이로 인해 제품의 자성이 떨어지게 된다. 이러한 1차 재결정은 탈탄소둔에 이은 질화 소둔 공정설비에 의해 이루어지거나 혹은 탈탄과 질화가 동시에 행해지는 공정설비에 의해 수행된다

도 1은 일반적인 수소와 질소를 일정비율로 혼합시켜 분위기가스로 사용하는 소둔로를 도시하고 있는데, 이와 같은 소둔로(10)는 규소강판등의 스트립(S)를 수소와 질소 가스를 혼합시킨 분위기에서 대략850℃ 정도의 고열로 가열하는 가열대(11)와, 일정시간 머무는 동안 조직이 세로운 조직으로 변화되는 균열대(12)와 가열 소둔된 강판을 냉각시키는 냉각대(13)로 크게 3 부위로 나뉘어진다.

이러한 소둔로(10)의 각 존(11,12,13)에는 수소 및 질소를 혼합한 환원성 분위기 가스가 적정비율로 투입되는데, 냉각대(11), 균열대(12), 가열대(13) 상호간 분위기가스 유동(화살표 방향)으로 인하여 존(11,12,13)간 분위기가스 비율의 정량화 조절이 어려운 문제가 발생한다. 이는 소둔로 각 존별로 공급되는 분위기 가스가 체류 구간에서 요구하는 비율로 유지되지 않아 진행되는 스트립 표면부 산화층 두께가 일정치 못해 후공정 MgO 코팅 시 접착력이 현저히 떨어져 피막이 박리되는 문제를 야기시킨다.

일본공개특허 제1999-80842호(1999.03.26 공개)

본 발명의 실시 예들은 소둔로 존(냉각대, 균열대, 가열대) 상호간에 분위기가스 혼입을 방지할 수 있는 소둔로를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 분위기가스가 주입되는 열처리 챔버를 갖는 소둔로에 있어서, 상기 열처리 챔버는 제1 분위기가스가 주입되도록 상부에 마련된 제1 주입관을 갖는 제1 챔버와, 제2 분위기가스가 주입되도록 상부에 마련된 제2 주입관을 갖는 제2 챔버와, 상기 열처리 챔버 상부에서 상기 제1 주입관과 상기 제2 주입관 사이에 위치되는 배기관을 포함하고, 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버의 벽면에는 상기 제1 챔버로 주입된 상기 제1 분위기가스와 상기 제2 챔버로 주입된 상기 제2 분위기가스가 각각 대응하는 챔버에서 맴돌이 현상을 일으키도록 하는 곡선안내면이 형성되어, 상기 제1 챔버로 주입된 상기 제1 분위기가스와 상기 제2 챔버로 주입된 상기 제2 분위기가스는 각각 대응하는 챔버에서 맴돌아 상기 배기관을 통해 배기되는 것을 특징으로 하는 소둔로가 제공될 수 있다.

또한 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버는 상기 배기관의 수직 연장선을 기준으로 좌우로 대칭되는 형상으로 이루어질 수 있다.

또한 상기 열처리 챔버는 스트립의 이송경로 상하에 위치되는 상부영역과 하부영역을 포함하고, 상기 하부영역에는 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버의 하부를 구분하기 위한 하부격벽이 마련될 수 있다.

또한 상기 하부격벽은 상기 배기관의 수직 연장선상에 위치될 수 있다.

또한 상기 상부영역의 벽면을 형성하는 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버의 상기 곡선안내면은 각각 호 형상의 단면으로 이루어지고, 상기 하부격벽에 의해 구분된 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버의 각 바닥면을 형성하는 상기 곡선안내면은 각각 반원 형상의 단면으로 이루어질 수 있다.

또한 상기 제1 주입관과 상기 제2 주입관의 하부에는 토출되는 분위기가스를 각각 인접한 상기 곡선안내면으로 안내하기 위한 벽면유동안내부가 마련될 수 있다.

또한 상기 하부격벽의 상단 양측에는 각각 상기 곡선안내면을 따라 상부로 이동하는 분위기가스를 각각 대응하는 챔버 중앙으로 안내하기 위한 중앙유동안내부가 마련될 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 소둔로 존 간의 분위기가스 혼입을 차단하여 스트립 표면에 형성되는 산화층을 균일하게 할 수 있어 후 공정 MgO 코팅 시 접착력 확보 및 최종 규소강판 표면품질을 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 종래의 소둔로에서 분위기 가스 흐름을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 소둔로를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 소둔로에서 분위기 가스 흐름을 도시한 것이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 소둔로를 개략적으로 도시한 것이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 소둔로의 분위기가스 흐름을 도시한 것이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 소둔로(20)는 스트립(S)의 이송경로를 따라 복수개의 열처리 챔버(30)가 마련된다.

복수개의 열처리 챔버(30)는 스트립(S)의 진행방향을 따라 가열대, 균열대, 냉각대의 3개의 존(zone)으로 구분될 수 있다.

복수개의 열처리 챔버(30)는 각각 동일한 형태로 이루어지고, 각각 이웃하는 열처리 챔버(30) 상호간에 분위기가스 혼입이 방지될 수 있는 구조를 가진다.

복수의 열처리 챔버(30)는 각각 제1 분위기가스가 주입되는 제1 챔버(30a)와, 제2 분위기가스가 주입되는 제2 챔버(30b)로 구분된다. 제1 분위기가스와 제2 분위기가스는 수소와 질소를 포함한다.

제1 챔버(30a)의 상부에는 제1 분위기가스가 주입되기 위한 제1 주입관(41)이 설치되고, 제2 챔버(30b)의 상부에는 제2 분위기가스가 주입되기 위한 제2 주입관(42)이 설치된다.

제1 주입관(41)에 수소가 주입되는 경우, 제2 주입관(42)에는 질소가 주입될 수 있다. 제1 주입관(41)과 제2 주입관(42) 사이에는 열처리 챔버(30)의 분위기가스를 외부로 배기하기 위한 배기관(43)이 설치된다.

배기관(43)은 분위기가스에 포함된 수소와 같은 연소성 물질을 연소하여 배출하기 위한 연소부(44)가 설치된다. 연소부(44)는 번 오프(Burn-Off) 설비 또는 가스 블리더(Gas Bleeder) 설비를 포함한다.

제1 챔버(30a)와 제2 챔버(30b)는 배기관(43)의 수직 연장선(y)을 기준으로 좌우로 대칭되는 형상으로 이루어질 수 있고, 이를 통해 소둔로(20)는 모듈형태로 조립될 수 있다.

제1 챔버(30a)와 제2 챔버(30b)로 유입된 분위기가스는 각각 대응하는 챔버(30a,30b)에서 맴돌이 현상을 일으킨 후 배기관(43)을 통해 배기되도록 제1 챔버(30a)와 제2 챔버(30b)의 벽면에는 곡선안내면(60)이 형성된다.

제1 챔버(30a)와 제2 챔버(30b)로 형성되는 열처리 챔버(30)는 스트립(S)의 이송경로를 기준으로 상하에 위치되는 상부영역(31)과 하부영역(32)으로 구분된다.

열처리 챔버(30)의 하부영역(32)에는 제1 챔버(30a)와 제2 챔버(30b)의 하부를 구분하기 위한 하부격벽(50)이 상부로 소정길이 연장 형성된다.

하부격벽(50)은 배기관(43)의 수직 연장선(y)상에 위치되어 열처리 챔버(30)의 하부영역(32)을 양측으로 구분할 수 있다.

곡선안내면(60)은 열처리 챔버(30)의 상부영역(31)의 벽면(60a)을 형성하는 부분과 하부격벽(50)에 의해 구분된 제1 챔버(30a)와 제2 챔버(30b)의 바닥면(60b)을 형성하는 부분에 형성된다.

상부영역(31)의 벽면(60a)을 형성하는 제1 챔버(30a)와 제2 챔버(30b)의 곡선안내면(60)은 각각 호 형상의 단면으로 이루어질 수 있고, 하부격벽(50)에 의해 구분된 제1 챔버(30a)와 제2 챔버(30b)의 각 바닥면을 형성하는 곡선안내면(60)은 반원 형상의 단면으로 이루어질 수 있다.

일 예로, 열처리 챔버(30)의 상부영역(31)을 형성하는 벽면은 전체적으로 돔 형상으로 이루어질 수 있고, 제1 챔버(30a)와 제2 챔버(30b)의 각 바닥을 형성하는 부분은 반구 형상으로 이루어질 수 있다.

제1 주입관(41)과 제2 주입관(42)의 하부에는 주입관을 통해 배출되는 분위기가스가 인접한 곡선안내면(60)을 향해 유동하도록 안내하기 위한 벽면유동안내부(45,46)가 마련된다.

제1 주입관(41)의 하부에 배치된 제1 벽면유동안내부(45)는 제1 주입관(41)에서 배출되는 분위기가스가 제1 챔버(30a)의 상부벽면을 형성하는 곡선안내면(60a)을 향하도록 안내하고, 제2 주입관(42)의 하부에 배치된 제2 벽면유동안내부(46)는 제2 주입관(42)에서 배출되는 분위기가스가 제2 챔버(30b)의 상부벽면을 형성하는 곡선안내면(60a)을 향하도록 안내한다.

하부격벽(50)의 상단 양측에는 각 챔버(30a,30b)의 바닥에 형성된 곡선안내면(60b)을 따라 상부로 이동하는 분위기가스를 대응하는 챔버(30a,30b) 중앙으로 안내하기 위한 중앙유동안내부(51,52)가 마련된다.

제1 챔버(30a)를 형성하는 하부격벽(50) 상단에 형성된 제1 중앙유동안내부(51)는 제1 챔버(30a)의 바닥을 형성하는 곡선안내면(60b)을 따라 상부로 이동하는 분위기가스를 제1 챔버(30a)의 중앙을 향하도록 안내하고, 제2 챔버(30b)를 형성하는 하부격벽(50) 상단에 형성된 제2 중앙유동안내부(52)는 제2 챔버(30b)의 바닥을 형성하는 곡선안내면(60b)을 따라 상부로 이동하는 분위기가스를 제2 챔버(30b)의 중앙을 향하도록 안내한다.

이러한 구성을 통하여, 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 주입관(41)을 통해 주입된 제1 분위기가스(H₂)는 제1 벽면유동안내부(45)에 의해 안내되어 제1 챔버(30a)의 상부벽면을 형성하는 곡선안내면(60a)을 따라 하부로 유동한 후 제1 챔버(30a)의 바닥면에 도달하고, 제1 챔버(30a)의 바닥면을 형성하는 곡선안내면(60b)에서 방향이 전환된 후 하부격벽(50)을 형성하는 벽면을 타고 상부로 유동한다. 그리고 하부격벽(50) 상단에 마련된 제1 중앙유동안내부(51)에 의해 제1 챔버(30a)의 중앙을 향해 유동하여 제1 챔버(30a) 내에서 회전하는 맴돌이 현상을 일으킨 후 배기관(43)을 통해 외부로 배기된다. 이와 마찬가지로 제2 주입관(42)을 통해 주입된 제2 분위기가스(N₂)도 제2 벽면유동안내부(46)에 의해 안내되어 제2 챔버(30b)의 상부벽면을 형성하는 곡선안내면(60a)을 따라 하부로 유동한 후 제2 챔버(30b)의 바닥면에 도달하고, 제2 챔버(30b)의 바닥면을 형성하는 곡선안내면(60b)에서 방향이 전환된 후 하부격벽(50)을 형성하는 벽면을 타고 상부로 유동한다. 그리고 하부격벽(50) 상단에 마련된 제2 중앙유동안내부(52)에 의해 제2 챔버(30b)의 중앙을 향해 유동하여 제2 챔버(30b) 내에서 회전하는 맴돌이 현상을 일으킨 후 배기관(43)을 통해 외부로 배기된다.

따라서, 복수의 열처리 챔버(30) 각각에 주입되는 분위기가스는 각 열처리 챔버(30) 내에서 맴돌아 배기관(43)을 통해 배기됨에 따라 이웃하는 열처리 챔버(30) 내의 분위기가스가 유입 혼합되는 것을 방지하여 각 열처리 챔버(30)는 정량의 분위기가스 순도를 유지할 수 있게 된다.

이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

20: 소둔로, 30: 열처리 챔버,
30a: 제1 챔버, 30b: 제2 챔버,
31: 상부영역, 32: 하우영역,
41: 제1 주입관, 42: 제2 주입관,
43: 배기관, 44: 연소부,
45: 제1 벽면유동안내부, 46: 제2 벽면유동안내부,
50: 하부격벽, 51: 제1 중앙유동안내부,
52: 제2 중앙유동안내부, 60: 곡선안내면.

Claims

분위기가스가 주입되는 열처리 챔버를 갖는 소둔로에 있어서,
상기 열처리 챔버는 제1 분위기가스가 주입되도록 상부에 마련된 제1 주입관을 갖는 제1 챔버와, 제2 분위기가스가 주입되도록 상부에 마련된 제2 주입관을 갖는 제2 챔버와, 상기 열처리 챔버 상부에서 상기 제1 주입관과 상기 제2 주입관 사이에 위치되는 배기관을 포함하고, 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버의 벽면에는 상기 제1 챔버로 주입된 상기 제1 분위기가스와 상기 제2 챔버로 주입된 상기 제2 분위기가스가 각각 대응하는 챔버에서 맴돌이 현상을 일으키도록 하는 곡선안내면이 형성되어, 상기 제1 챔버로 주입된 상기 제1 분위기가스와 상기 제2 챔버로 주입된 상기 제2 분위기가스는 각각 대응하는 챔버에서 맴돌아 상기 배기관을 통해 배기되는 것을 특징으로 하는 소둔로.
제1항에 있어서,
상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버는 상기 배기관의 수직 연장선을 기준으로 좌우로 대칭되는 형상으로 이루어진 소둔로.
제1항에 있어서,
상기 열처리 챔버는 스트립의 이송경로 상하에 위치되는 상부영역과 하부영역을 포함하고, 상기 하부영역에는 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버의 하부를 구분하기 위한 하부격벽이 마련되는 소둔로.
제3항에 있어서,
상기 하부격벽은 상기 배기관의 수직 연장선상에 위치되는 소둔로.
제3항에 있어서,
상기 상부영역의 벽면을 형성하는 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버의 상기 곡선안내면은 각각 호 형상의 단면으로 이루어지고, 상기 하부격벽에 의해 구분된 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버의 각 바닥면을 형성하는 상기 곡선안내면은 각각 반원 형상의 단면으로 이루어진 소둔로.
제5항에 있어서,
상기 제1 주입관과 상기 제2 주입관의 하부에는 토출되는 분위기가스를 각각 인접한 상기 곡선안내면으로 안내하기 위한 벽면유동안내부가 마련되는 소둔로.
제5항에 있어서,
상기 하부격벽의 상단 양측에는 각각 상기 곡선안내면을 따라 상부로 이동하는 분위기가스를 각각 대응하는 챔버 중앙으로 안내하기 위한 중앙유동안내부가 마련되는 소둔로.