KR810000842B1 - Apparatus for use of waste-heating in annealing acid cleaning process of metal strip - Google Patents

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KR810000842B1
KR810000842B1 KR7500570A KR750000570A KR810000842B1 KR 810000842 B1 KR810000842 B1 KR 810000842B1 KR 7500570 A KR7500570 A KR 7500570A KR 750000570 A KR750000570 A KR 750000570A KR 810000842 B1 KR810000842 B1 KR 810000842B1
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가즈요시 니시무라
준지 야마사끼
마사도시 미즈가미
마사야 기다다
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가네고 노부오
닛싱세이고우 가부시기 가이샤
다니가와 마사오
쥬우가이로 고오교오 가부시기 가이샤
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    • C21D9/52Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
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Abstract

The apparatus for use of waste-heating in annealing acid cleaning process of metal strip is made up of the continuous annealing furnace(2), the preheat treatment zone(6) and the exhausted gas pipe(9). The heat exchanger(12,13) is equipped with the waste heat boiler(10) being supplied from the exhausted gas pipe, the supply system having acid rinsing apparatus(3), the washing apparatus(4) and the drying apparatus(5).

Description

금속스트립의 어니일링ㆍ산세척공정에서의 폐열 이용장치Waste heat utilization device in annealing and pickling process of metal strip

제1도는 종래의 스테인레스 스트립의 연속 어니일링로의 측면부 단면도.1 is a cross-sectional side view of a continuous annealing furnace of a conventional stainless strip.

제2도는 본발명의 어니일링ㆍ산세척 공정에 사용되는 연속 어니일링로의 측면부 단면도.2 is a side cross-sectional view of a continuous annealing furnace used in the annealing and pickling process of the present invention.

제3도는 본 발명의 어니일링 산세척공정에 있어서의 폐기가스열 이용장치의 개략설명도.3 is a schematic illustration of the waste gas heat using apparatus in the annealing pickling process of the present invention.

제4도는 제3도의 변형예를 표시한 개략설명도.4 is a schematic explanatory diagram showing a modification of FIG.

본 발명은, 스테인레스 스트립 연속어니일링로(annealing瀘 ) 및 그 후속설비 즉, 산세척장치(酸洗滌裝置), 수세장치, 건조장치 등으로 된 AP 라인에 있어서의 폐기가스열 이용장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for utilizing waste gas heat in an AP line comprising a stainless strip continuous annealing furnace and its subsequent equipment, namely an pickling device, a water washing device, a drying device, and the like. .

종래의 스테인레스 스트립 연속어니일링로(a)는 제1도에 표시한 바와 같이 제1섹션의 천정에 배기가스구(c)를 착설하여 가열장치(b)에 의해 주행하는 스트립(w)을 가열해서 토내에 발생하는 연소가스를 배기가스구(c)에서 폐기가스관(도시하지 않음)을 거쳐서 옥외로 배출하고 있었다.In the conventional stainless strip continuous annealing furnace (a), as shown in FIG. 1, the exhaust gas port (c) is installed on the ceiling of the first section to heat the strip (w) traveling by the heating device (b). The combustion gas generated in the soil was discharged from the exhaust gas port c to the outside via a waste gas pipe (not shown).

그러나 이 폐기가스는, 배기가스구 부근에서는 1150℃정도가 되어 폐기가스관이나 폐기가스의 열교환기로 손상할 뿐만 아니라, 고온의 폐기가스를 그대로 옥외로 배출하는 것은 열효율의 점에서도 커다란 손실인 것이다.However, this waste gas is about 1150 ° C near the exhaust gas port, and not only is it damaged by the waste gas pipe or the heat exchanger of the waste gas, but it is also a great loss in terms of thermal efficiency to discharge the high temperature waste gas as it is.

여기서 스테인레스 스트립 연속어니일링로에 있어서의 열효율을 보면 전투하열량을 100%로 하면, 그중 약 38%가 재료의 가열에 제공되고, 약 3%가 노벽손실(盧璧損失), 그리고 약 50%가 폐기가스로서 노외에 배출되고 있다.Here, the thermal efficiency of the stainless strip continuous annealing furnace shows that when the heat load of the battle is 100%, about 38% of the heat is provided to the material, about 3% is the furnace wall loss, and about 50%. Is discharged outside the furnace as waste gas.

즉, 종래의 스테인레스 스트립 연속 어니일링로에서는 전투하 열량의 반 이상 정도가 재료의 가열에 기여하지 않은 상태에서 조업하고 있는 것이 현상이다.That is, in the conventional stainless strip continuous annealing furnace, it is a phenomenon that about half or more of calorie | heat amount under combat does not contribute to heating of a material, and is a phenomenon.

본 발명은 종래의 이와같은 결함 및 최근의 에너지 생산비의 대폭적인 상승에 감하여, 폐기가스를 극히 유효하게 이용하려고 하는 것이다.The present invention attempts to utilize waste gas extremely effectively in the light of such a conventional defect and a significant rise in energy production costs in recent years.

즉 본 발명은, 스테인레스 스트립 연속어니일링로의 제1섹션의 앞부분에, 그 노내 단면적이 어니일링로의 그것보다도 작은 예열대(豫熱帶)를 설치하여, 종래 제1섹션의 상부에서 배출되고 있던 폐기가스를 예열대에 도입하여 재료를 예열하고, 또한 그 예열대 앞부분에 설치한 폐기가스관에서 배출된 예열대의 폐기가스를 폐열보일러에 도입하여 폐열보일러를 가열한 후 옥외로 배출하고, 한편 폐열보일러의 가열에 의해 발생한 증기를 연속어니일링로의 뒤에 설치된 산세척장치에 사용되는 산세척액(酸洗滌掖)의 가열, 혹은 수세장치에 사용하는 열수(熱水)의 가열, 혹은 건조장치에 사용하는 건조공기의 가열 등에 각각 사용하는 것을 특징으로 한다.That is, according to the present invention, a preheating zone having a smaller cross section in the furnace than that of the annealing furnace is provided at the front of the first section of the stainless strip continuous annealing furnace, and is discharged from the upper portion of the first section. The waste gas is introduced into the preheating zone to preheat the material, and the waste gas from the waste gas pipe installed in front of the preheating stage is introduced into the waste heat boiler to heat the waste heat boiler and then discharge it to the outside. Steam generated by heating of the pickling liquid used in the pickling unit installed behind the continuous annealing furnace, or the hot water used in the washing unit, or used in the drying unit It is used for heating of dry air, etc., respectively.

다음에 본 발명은 제2도, 제3도에 따라 상세히 설명한다.Next, the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3.

(1)은 AP 라인으로, 스테인레스 스트립 연속어니일링로(2), 산세척장치(3), 수세장치(4), 건조장치(5) 및 기타의 설비로 구성되어 있다.(1) is an AP line, and consists of a stainless strip continuous annealing furnace (2), a pickling device (3), a water washing device (4), a drying device (5), and other facilities.

(6)은 어니일링로(2)의 제1섹션(7) 앞부분에 설치된 예열대, (9)는 예열대(6) 앞부분에 설치된 폐기가스관, (10)은 폐기가스관에 도입된 폐기가스를 가열원으로 하는 폐열보일러, (11)은 폐열보일러(10)에서 증기를 상기 AP 라인의 후속설비 또는 기타의 라인이외의 설비에 공급하는 공급관으로, 그 분기관(11a), (11b),(11c)에 의해 각각 산세척장치(3), 수세장치(4), 건조장치(5)에 연락하고 있다.(6) is a preheating stage installed in the front of the first section (7) of the annealing furnace (2), (9) a waste gas pipe installed in the front of the preheater (6), (10) waste gas introduced into the waste gas pipe The waste heat boiler 11 used as a heating source is a supply pipe for supplying steam from the waste heat boiler 10 to a subsequent equipment of the AP line or other equipment other than the above, and the branch pipes 11a, 11b, and ( The pickling device 3, the water washing device 4, and the drying device 5 are connected to each other by 11c).

(12) 및 (13)은 각각 상기 분기관(11b),(11c) 위에 설치된 열교환기, (14)는 별도의 보일러로서 공급관(15)에 의해, 상기 공급관(11)에 접속하고 있다.(12) and (13) are heat exchangers provided on the branch pipes (11b) and (11c), respectively, and (14) is connected to the supply pipe (11) by the supply pipe (15) as a separate boiler.

이하 상기의 구성으로 된 장치의 동작에 대하여 설명한다.The operation of the device having the above configuration will be described below.

연속적으로 주행하는 스트립(w)은 로(2) 내에 설치된 가열장치(16)에 의해 가열된다.The continuously running strip w is heated by a heating device 16 installed in the furnace 2.

그리고 거기서 발생된 연소가스는 예열대(6)에 도입되어 재료(w)를 약 300°C까지 예열한다.The combustion gas generated therein is introduced into the preheating zone 6 to preheat the material w to about 300 ° C.

예열대(6)에서 재료(w)를 예열한 폐기가스는 폐기가스관(9)에서 폐열보일러 (10)에 도입되어 거기서 보일러(10)를 가열하고, 증기를 제조한다.The waste gas which preheated the material w in the preheating table 6 is introduced into the waste heat boiler 10 in the waste gas pipe 9, where it heats the boiler 10 and produces steam.

이 증기를 공급관(11) 및 분기관(11a),(11b),(11c)을 거쳐서 각 설비에 공급한다.This steam is supplied to each facility via the supply pipe 11 and the branch pipes 11a, 11b, 11c.

여기서 AP 라인의 각 설비를 설명하면, 먼저 산세척장치(3)는 재료가 어니일링과정에서 산화되어 표면에 스케일이 발생하므로 재료를 초산(硝酸)이나 플루어르화수소의 액속을 통해서 스케일을 제거하기 위한 장치이다.Here, each facility of the AP line will be described. First, the pickling device 3 removes the scale through the liquid flow of acetic acid or hydrogen fluoride because the material is oxidized in the annealing process to generate scale on the surface. It is a device for.

그리고 이 산세척액은 재료표면에서의 반응을 촉진하기 위해 상시 약 80°C를 유지하고 있다.The pickling solution is then maintained at about 80 ° C at all times to promote reactions on the material surface.

또 수세장치(4)에서는 산세척에 의해 재료표면에 부착한 산세척액과 세정하기 위해서 열수(熱水)를 사용하고 있다.In the water washing device 4, hot water is used to wash the pickling liquid attached to the material surface by pickling.

그리고 건조장치(5)에서는 세정에 의해 재료표면에 부착된 수분을 제거하기 위해서 가열공기에 의해 건조하고 있다.In the drying apparatus 5, drying is performed by heating air in order to remove moisture adhering to the material surface by washing.

이들의 장치에서는, 종래는, 보일러(14)에서 공급관(15)을 거쳐서 공급되는 증기를 열원(熱源)으로 하고, 산세척장치(3)에서는, 분기관(11a)을 통해서 직접증기를 산세척액속에 들여보내서 산세척액을 가열하고, 또, 수세장치(4)에서는 열교환기(12)에 의해 열수를 제조하고 또, 건조장치(5)에서는 열교환실(13)에서 열풍을 제조하여, 각각 사용하고 있다.In these apparatus, conventionally, the steam supplied from the boiler 14 via the supply pipe 15 is used as a heat source, and in the pickling apparatus 3, the steam pickling liquid is directly picked up through the branch pipe 11a. The pickling liquid is introduced into the furnace to heat the pickling liquid, and in the washing apparatus 4, hot water is produced by the heat exchanger 12, and in the drying apparatus 5, hot air is produced in the heat exchange chamber 13 and used. have.

본 발명에서는 이들의 열원으로서 폐열보일러(10)에서 생성하는 증기를 공급관(11)에 의해 분기관(11a),(11b),(11c)을 거쳐서 각기의 장치에 공급하도록 하였다.In the present invention, the steam generated in the waste heat boiler 10 is supplied to the respective apparatuses through the branch pipes 11a, 11b, and 11c by the supply pipe 11 as these heat sources.

또한 이 과정에서는 조업개시시는 폐열보일러(10)에서 증기를 공급할 수가 없으므로, 보일러(14)에서 증기를 공급하고 로(2)내에서 폐열보일러(10)을 소정의 온도에까지 가열하는데 충분한 폐기가스가 생성되게 되면 공급관(11), (15)에 설치된 전환밸브(17), (18)를 각각 절환할여 보일러(14)로부터의 증기의 공급을 정지하고, 폐열보일러(10)로부터의 증기를 공급하도록 하고 있다.In this process, since the steam cannot be supplied from the waste heat boiler 10 at the start of operation, the waste gas sufficient to supply the steam from the boiler 14 and heat the waste heat boiler 10 to a predetermined temperature in the furnace 2. Is generated, the switching valves 17 and 18 installed in the supply pipes 11 and 15 are switched to stop the supply of steam from the boiler 14, and the steam from the waste heat boiler 10 is removed. To supply.

또 주지된 바와 같이 폐기가스보일러(10) 내에 보조버어너(10a)를 설치하여 조업개시시 및 생산량이 감소되었을 때에 폐기가스보일러(10)에 들어가는 폐기가스를 예열하도록 하면 상기 보일러(14)와 같은 효과를 기대할 수가 있어서 보일러(14)를 생략할 수 있게 된다(제4도 참조).As is well known, when the auxiliary burner 10a is installed in the waste gas boiler 10 to preheat the waste gas entering the waste gas boiler 10 when the operation is started and the production amount is reduced, the boiler 14 and The same effect can be expected and the boiler 14 can be omitted (refer FIG. 4).

이상의 설명에서 명백한 바와 같이 본 발명에서는 로내에서 생성하는 연소가스에 의해 일단 재료를 예열하고, 또한 예열 후의 폐기가스를 열교환하여 증기를 제조시켜, 어니일링로의 후속설비 또는 기타의 라인 이외의 설비에 사용하므로, 폐기가스를 극히 유효하게 사용하는 것이 가능하게 되었다.As apparent from the above description, in the present invention, the combustion gas generated in the furnace is once preheated to the material, and the waste gas after preheating is heat-exchanged to produce steam, which is then applied to a facility other than the subsequent facility of the annealing furnace or other lines. As a result, it becomes possible to use waste gas extremely effectively.

여기서 본 발명의 일실시예에 의해 얻은 자료를 기초로 하여, 본 발명에 의해서 어느 정도 에너지가 절약되었는가를 설명한다.Here, how much energy is saved by the present invention will be described based on the data obtained by the embodiment of the present invention.

먼저 재료의 예열에서는, 이 연소가스에 의한 예열에 의해 재료(w)는 예열대(6)를 통과하는 사이에 약 300℃까지 가열되므로, 그만큼 제1섹션(7)의 연소량을 감소시키는 것이 가능하다.First, in the preheating of the material, the material w is heated to about 300 ° C. while passing through the preheating zone 6 by preheating by the combustion gas, so that the combustion amount of the first section 7 can be reduced by that amount. Do.

결국 그 분만큼 로의 길이를 단측할 수가 있다.As a result, the length of the furnace can be determined by that minute.

예를들면, 예열대의 로의 길이를 10m로 하면, 재료의 예열온도는 300°C로 되고, 제1섹션(7)의 로의 길이는 8m로 되어 통상의 로의 길이(12.5m)에 비하여 4.5m 단축할 수 있다.For example, when the length of the furnace of the preheating zone is 10 m, the material preheating temperature is 300 ° C., and the length of the furnace of the first section 7 is 8 m, which is shorter by 4.5 m than the length of the normal furnace (12.5 m). can do.

그리고 이 예열대를 설치한 것에 의해, 재료의 열효율은 종래의 37%에 비해 47%로 증가한다(약 20%의 증가).By installing this preheating zone, the thermal efficiency of the material increases to 47% compared with the conventional 37% (an increase of about 20%).

또한 증기의 이용에 대하여는 예를들면 1시간당 40톤의 재료를 처리하고 또한 예열대에서 재료를 약 300°C까지 가열할 경우, 폐열보일러에 공급하는 폐기가스온도는 약 775°C로 이 폐열에 의해, 1시간당 3.5톤의 증기가 얻어진다.In addition, for the use of steam, for example, when processing 40 tons of material per hour and heating the material to about 300 ° C in the preheating zone, the waste gas temperature supplied to the waste heat boiler is about 775 ° C. As a result, 3.5 tons of steam are obtained per hour.

이것을 열량으로 환산하면 약 22,000,000kcal/h가 된다.When converted into calories, it is about 22,000,000 kcal / h.

이 열량은, 소둔로 전체에서 1시간에 사용하는 열량의 약 15%가 된다.This calorific value is about 15% of the calorie | heat amount used for 1 hour in the whole annealing furnace.

따라서, 폐기가스에 의한 재료의 가열에 의해서 얻어진 20%의 절약량과 합계하면, 본 발명의 과정에 의해 절약할 수 있는 열량은 35%까지 달한다.Therefore, when combined with the 20% savings obtained by heating the material by waste gas, the amount of heat which can be saved by the process of the present invention reaches up to 35%.

또한, 위에서 설명한 본 발명의 요지는 예를들면 종형로(縱型爐)의 경우에도 적용할 수 있는 것으로, 또 여러가지의 강철의 열처리공정에 널리 이용할 수 있는 것은 물론인 것이다.In addition, the gist of the present invention described above can be applied to, for example, a vertical furnace, and of course, it can be widely used in various heat treatment processes of steel.

Claims (1)

금속스트립 연속어니일링로와, 이 로의 앞부분에 설치한 예열대와, 이 예열대 앞부분에 설치한 폐기가스관으로 된 것에 있어서, 상기 폐기가스관으로부터 고온폐기가스가 공급되는 폐열보일러와, 이 폐열보일러로부터 가열유체를 각기 상기 어니일링로에서 후속의 산세척장치, 수세장치, 건조장치 등의 설비에 공급하는 공급계로와 상기 수세장치 및 건조장치에 들어가는 상기 공급계로상에 각각 설치한 열교환기로 된 금속스트립 어니일링ㆍ산세척공정에서의 폐기가스열 이용장치.A metal strip continuous annealing furnace, a preheating stage provided at the front of the furnace, a waste gas pipe provided at the front of the preheating stage, and a waste heat boiler to which hot waste gas is supplied from the waste gas pipe, and from the waste heat boiler. Metal strips, each of which is supplied with heating fluid from the annealing furnace to a subsequent pickling device, a washing device, a drying device, and a heat exchanger respectively installed on the supply system entering the washing device and the drying device. Waste gas heat utilization system in annealing and pickling process.
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