KR100617257B1 - 바 코일 보열장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바 코일 보열장치에 관한 것으로, 사상압연전 바 코일을 보열하는 보열장치에 있어서, 보열로의 천정면에 바 코일을 중심으로 그 외권부를 비껴가도록 설치된 4개의 상부버너와; 상기 보열로의 경사면과 평행하게 바 코일의 반경 이하의 보열로 내측벽에 서로 마주보게 설치된 한쌍의 사이드버너와; 상기 바 코일을 안착지지하며 보열로 내부공기의 대류를 안내하도록 두께와 수직한 방향으로 천공되어 채널이 형성된 스키드를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따르면 기존 미니밀 보열로에 사이드버너를 추가함과 동시에 스키드의 구조를 개선함으로써 후공정에서의 소재 온도하락 및 불균일 문제로 인한 물류정체를 해소할 수 있고, 지나친 온도하락으로 인한 압연롤의 고장, 두께 편차로 인한 품질문제도 해소하며, 나아가 품질불량 최소화 및 생산스케줄의 단순화로 설비의 유지보수 비용을 절감시키는 효과가 있다.

바 코일, 보열로, 사상압연, 보열장치, 스키드, 상부버너, 사이드버너

Description

바 코일 보열장치{APPARATUS FOR MAINTAINING HEATING PATTERN OF BAR COILS IN THE HOLDING FURNACE}

도 1은 일반적인 미니밀 공정을 보인 개략적인 공정도,

도 2는 종래 보열로의 구조를 보인 예시적인 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 보열장치를 보인 개략적인 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 보열장치를 통해 바 코일의 내권부로부터 외권부까지의 온도편차를 계측하여 도시한 그래프.

♧ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♧

100....보열로 110....상부버너

120....사이드버너 200....바 코일

300....스키드

본 발명은 바 코일 보열장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연속주조공정을 통해 생산된 바 코일이 사상압연전까지 대기하는 동안 온도하락을 방지하도록 보관되는 보열로 내부의 보열온도를 균일하게 유지토록 하여 온도편차에 따른 코일 품위저하를 예방하도록 한 바 코일 보열장치에 관한 것이다.

일반적으로, 미니밀 보열로(Holding Furnace)는 제철공정중 미니밀공장에서 생산되는 제품이 연속주조, 조압연을 거친 후 사상압연전에 대기하는 과정에서 발생되는 바 코일(Bar Coil)의 온도가 하락되거나 온도균일도가 하락하여 생기는 문제점을 보완하기 위한 설비이다.

예컨대, 보열로 작업은 도 1에 도시된 바와 같이, 연속주조기(1)에서 임의의 두께와 형상이 얻어진 바(Bar)(2)를 조압연기(2)를 거쳐 조압연한 후 코일링설비(4)를 통해 바 코일(5)로 만들게 되며, 바 코일(5)이 사상압연기(6)를 통해 사상압연되기 전에 사상압연에 적당한 정도의 온도로 유지되는 보열로(7)에서 대기하게 된다.

그런데, 상기 보열로(7)는 도 2의 예시와 같이, 내부 상측에 축열식 버너(7a)를 구비하고 있고, 이 축열식 버너(7a)만의 동작으로 바 코일(5)의 온도를 사상압연하기에 적당한 온도로 승온시키고 있어 승온에 한계를 갖게 된다.

즉, 상기 축열식 버너(7a)는 상측에만 설치되어 있어 보열로(7) 하부의 플래퍼(Flapper)(7b), 다시말해 바 코일(5)을 이동시키기 위해 코일카에 연결되고 바 코일(5)이 안착된 스키드(8)의 유동공간(7c)을 밀폐하는 양쪽 개폐형 도어가 설치되어 있는데 이 부분으로는 외부의 차가운 공기가 유입되므로 전체적으로 보열로(7)의 상부와 하부간의 온도차가 크게 발생되어 온도균일화를 유지하지 못하게 된다.

특히, 상기 보열로(7)의 상부에 위치한 가열된 공기는 스키드(8)와 접하고 있는 바 코일(5)의 외권부(외측에 권취되는 바의 최종단)에는 가열을 하지 못하게 되므로 바 코일(5)의 외권부와 내권부(바가 코일링될 때 제일 먼저 감기는 선단) 사이의 온도차가 극심하게 되고, 이는 제품의 품위를 급격히 저하시키는 주된 요인이 되게 된다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, 사상압연을 위해 보열로에서 대기중인 바 코일의 하측으로도 승온된 공기가 유동되도록 하여 보열로 내부에서 전체적인 온도 균일화를 이룰 수 있도록 하여 바 코일의 내권부와 외권부 간의 온도편차를 극소화시킴으로써 고품위의 압연제품이 생산될 수 있도록 한 바 코일 보열장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 사상압연전 바 코일을 보열하는 보열장치에 있어서, 보열로의 천정면에 바 코일을 중심으로 그 외권부를 비껴가도록 설치된 4개의 상부버너와; 상기 보열로의 경사면과 평행하게 바 코일의 반경 이하의 보열로 내측벽에 서로 마주보게 설치된 한쌍의 사이드버너와; 상기 바 코일을 안착지지하며 보열로 내부공기의 대류를 안내하도록 두께와 수직한 방향으로 천공되어 채널이 형성된 스키드를 포함하여 구성되는 바 코일 보열장치를 제공함에 그 기술적 특징이 있다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 보열장치를 보인 개략적인 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 보열장치를 통해 바 코일의 내권부로부터 외권부까지의 온도편차를 계측하여 도시한 그래프이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명 보열장치는 보열로(100)의 내부 천정면에 적어도 2개 이상, 바람직하기로는 4개의 상부버너(110)를 설치하고, 스키드(300)에 안착되는 바 코일(200)의 반경 이하의 보열로(100) 양측면에는 상기 스키드(300)를 향해 화염을 방출하는 형태로 2개의 사이드버너(120)를 설치하며, 상기 스키드(300)는 내부에 공간, 즉 채널을 형성하여 공기유통이 가능하게 형성되고, 보열로(100)의 하부 개방공간은 기존과 같이 플래퍼(102)로 밀폐하여서 된 구성으로 이루어진다.

이때, 상기 보열로(100) 내부는 대략 1000℃ 정도를 유지할 수 있도록 가열됨이 바람직하다.

또한, 상기 상부버너(110)는 보열로(100)의 천정면으로부터 수직한 직하방으로 화염을 방출할 수 있도록 배치됨이 바람직하며, 천정면에서의 설치위치는 바 코일(200)의 외권부를 약간 비껴난 위치에 배치됨이 바람직하다.

뿐만 아니라, 상기 사이드버너(120)는 보열로(100)의 바닥에 형성된 경사면(104)과 평행하게 동일 경사를 갖고 배치됨이 바람직하다.

아울러, 상기 스키드(300)는 대략 두께를 갖는 직육면체 형상을 갖되 그 두께와 수직되는 일측면으로부터 타측면을 향해 일정크기의 공간이 뚫려 채널이 형성 된 구조를 가짐이 바람직하다.

즉, 상기 바 코일(200)이 안착되는 면과 직교되는 양측면에 채널이 형성되는 구조이다.

덧붙여, 스키드(300)가 안착될 보열로(100)의 경사면(104)을 도 3의 예시와 같이 개조하여 구멍을 뚫고 그 외측에 별도의 공간을 형성할 수도 있을 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 작동관계는 다음과 같다.

조압연을 거친 바 코일(200)이 스키드(300)에 안착된 채 보열로(100)로 진입되면 먼저 바 코일(200)의 상단 정점을 중심으로 동일방향에 배치된 2개의 상부버너(110)가 먼저 점화되게 된다.

뿐만 아니라, 점화된 쪽 하부에 위치한 사이드버너(120)도 동시 점화되게 된다.

이와 같이, 모든 버너를 동시에 점화시키지 않고 편측 버너만을 점화시키는 것은 모든 버너의 동시 점화시 버너와 근거리에 있는 보열로(100)로 상부와 원거리에 있는 하부 사이에는 큰 온도편차가 발생하게 되므로 일측 버너들만을 점화시켜 보열로(100) 내부의 공기를 대류시킴으로써 온도편차를 해소키 위함이다.

아울러, 공기의 대류시 점화대기중인 버너들로 하여금 일정이상 온도상승된 내부공기를 흡입토록 함으로써 공급될 연료를 예열시키게 되면 연소효율도 향상될 수 있을 것이다.

이렇게 하여, 편측 버너들이 점화되게 되면 화염이 방출되는 방향으로 가열된 공기가 이동하게 된다.

즉, 보열로(100)의 상부중 가열되지 않은 쪽 공기가 상대적으로 차갑기 때문에 점화중인 쪽으로 이동하게 되고, 이에 따라 점화중인 하측 공기는 스키드(300)의 채널을 통해 반대편으로 이동되는 순환을 반복적으로 수행하게 된다.

이와 같은 공기의 대류는 설정시간(예컨대 30초)동안 이루어지도록 하고 설정시간이 경과한 다음에는 점화중인 버너를 오프시킴과 동시에 대기중이던 타측 버너들을 점화시킴으로써 보열로(100) 내부공기는 완전히 뒤섞이게 되고 결국 전체 공간에 걸쳐 균일한 온도편차를 유지하게 된다.

무엇보다도, 이와 같은 대류에 의해 바 코일(200)의 내,외권부에서의 온도차가 극소화된다는 점이 중요하다.

도 4는 본 발명에 따른 보열장치를 이용하여 점화조건을 달리하면서 바 코일(200) 중심으로부터 즉, 내권부로부터 외권부에 이르는 거리 사이의 온도변화를 측정하여 그래프로 나타내어 분석함으로써 본 발명의 적용성을 검증하였다.

실험결과, 본 발명 조건, 즉 편측 버너들을 가열하면서 스키드(300)의 채널을 통해 보열로(100) 내부공기를 대류시킬 때 내,외권단 간의 온도편차가 거의 나타나지 않음을 확인함으로써 본 발명의 활용성을 충분히 입증하였다.

도 4의 그래프중 계측 조건으로 'Top & Side On'은 상부버너와 하부버너를 동시에 점화시킨 경우이고, 'Top only'는 상부버너만을 점화시킨 경우이며, 'Skid up'은 스키드를 들었을 때 등을 의미한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 기존 미니밀 보열로에 사이드버너를 추가함과 동시에 스키드의 구조를 개선함으로써 후공정에서의 소재 온도하락 및 불균일 문제로 인한 물류정체를 해소할 수 있고, 지나친 온도하락으로 인한 압연롤의 고장, 두께 편차로 인한 품질문제도 해소하며, 나아가 품질불량 최소화 및 생산스케줄의 단순화로 설비의 유지보수 비용을 절감시키는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 사상압연전 바 코일을 보열하는 보열장치에 있어서,

   보열로의 천정면에 바 코일을 중심으로 그 외권부를 비껴가도록 설치된 4개의 상부버너와;

   상기 보열로의 경사면과 평행하게 바 코일의 반경 이하의 보열로 내측벽에 서로 마주보게 설치된 한쌍의 사이드버너와;

   상기 바 코일을 안착지지하며 보열로 내부공기의 대류를 안내하도록 두께와 수직한 방향으로 천공되어 채널이 형성된 스키드를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 바 코일 보열장치.

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