KR101320558B1 - 가열로의 온도 측정장치 - Google Patents

Abstract

가열로의 온도 측정장치가 제공된다.

상기 가열로의 온도 측정장치는, 소재 안착 및 이동을 위한 고정빔과 이동빔을 갖춘 가열로에서, 가열로의 바닥에 구비된 상기 고정빔의 포스트 내화체와 내부 파이프사이에 구비된 도선 및, 상기 도선과 연결되고 포스트 내화체에 돌출 설치된 온도 측정센서를 포함하여 구성되어 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 가열로에서 고속분사 버너사이의 저온영역이나 바닥측의 스케일이 쌓이는 영역에서 온도 측정장치의 위치를 탈피하여 가열로에 구비된 고정빔 포스트 구조를 이용하여 온도 측정센서를 위치시킴으로서, 가열로의 로온 측정 정밀성과 센서 보호성을 향상시키는 개선된 효과를 얻을 수 있다.

가열로, 온도 측정장치, 고정빔 포스트, 열전대

Description

가열로의 온도 측정장치{Apparatus for Sensing Temperature of Reheating Furnace}

도 1은 일반적인 가열로를 도시한 개략도

도 2는 종래 가열로 바닥측 열전대에 스케일이 누적됨에 따른 문제를 도시한 정면 구조도

도 3은 종래 가열로의 장입대 고속분사 버너사이의 저온영역에 배치된 열전대 문제를 설명하기 위한 가열로의 평면 구성도

도 4는 본 발명에 따른 가열로의 온도 측정장치를 구조도

도 5는 도 4의 상세도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1.... 가열로의 온도 측정장치 10.... 센서 연결도선

30.... 센서(열전대) 50.... 센서 보호구

100.... 가열로 160.... 고정빔

162.... 고정빔 포스트

본 발명은 가열로의 온도 측정장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 가열로에서 고속분사 버너사이의 저온영역이나 바닥측의 스케일이 쌓이는 영역에서 온도 측정장치의 위치를 탈피하여 가열로에 구비된 고정빔 포스트 구조를 이용하여 온도 측정센서를 위치시킴으로서, 가열로의 로온 측정 정밀성과 센서 보호성을 향상시키는 가열로의 온도 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 제철소의 열간압연 공정에는 연주 공정에서 생산된 슬래브 등의 압연소재를 가열하기 위하여 가열로가 사용되고 있다.

즉, 압연소재의 해당 규격에 대한 야금학적인 조건과 치수 및 외관에 대한 관리는 실제로는 압연도선에서 이루어지지만, 보다 정확한 관리를 위해서는 상기 가열로가 해당 소재를 원하는 가열온도까지 가열하는 것은 물론, 소재의 길이 및 폭 방향으로 균일하게 가열하는 것이 중요한 품질 관리 요소임은 당연하다.

이와 같은 균일 가열은 야금학적으로 재질의 편차를 감소시키고 치수관리 측면에서 두께편차를 감소시켜주기 때문이다.

한편, 도 1에서는 알려진 가열로의 전체 구조를 도시하고 있다.

즉, 도 1에서 도시한 바와 같이, 가열로(100)는 노체(150)의 내부에 장입측에서 추출측까지 연속적으로 배열되고 그 위에 가열하고자 하는 장입 슬래브(S)가 안착되어 이송되는 스키드 빔 즉, 고정빔(160)과 이동빔(170)이 배치된다.

따라서, 가열로(100)내에 장입된 슬래브(S) 등의 소재가 가열되는 동안 상기 이동빔(170)은 고정빔(160)에 안착된 슬래브(S)를 상승, 전진, 하강 및 후진의 일련의 작동으로 가열로 장입측에서 추출측까지 단계적으로 이동시킨다.

한편, 도 1에서 도시한 바와 같이, 이와 같은 가열로(100)의 내부공간은 이동빔(170)이 지나가는 방향으로, 크게 로입구, 장입대(charging zone)(110), 예열대(preheating zone)(120), 가열대(heating zone)(130) 및 균열대(soaking zone)(140)로 구분된다.

이에 따라, 장입 슬래브(S)의 초기 온도, 추출시에 요구되는 최종 온도에 따라 상기 장입대, 예열대, 가열대 내에서의 승온 속도 및 체류 시간과 상기 균열대 내에서의 체류 시간 등이 각각 제어된다.

그리고, 각 제어존에는 승온, 가열 및 균열을 위한 측면(장입대) 및 노즈부측의 버너(B1)(B)들이 구비되어 있다.

한편, 도 1에서 도시한 바와 같이, 가열로의 주된 기능이 압연소재인 슬래브(S)를 압연 조건에 맞추어 적정온도 예를 들어, 1250℃ 까지 가열시키는 것이므로, 가열로의 내부 온도 즉, 로온 제어가 가열로의 핵심과제이다.

따라서, 도 1과 같이, 가열로에서는 가열로의 각 제어존(각대, 120 ∼140)마다 로온을 측정할 수 있는 온도센서(180) 즉, 열전대를 로체의 상부와 바닥 및 측면에 설치한 것이다.

예를 들어, 로온 상부 영역의 온도 측정용의 열전대를 가열로의 상부 로 벽체에 설치하고, 하부영역 온도측정을 위해서는 로 바닥면에 설치한다.

그러나, 도 2에서 도시한 바와 같이, 종래 가열로(100)의 로 바닥(102)에 설치된 온도센서(180)의 경우, 슬래브에서 발생 낙하되는 스케일(190)층에 묻히게 되는 경우가 종종 발생된다.

또는, 낙하되는 스케일(190)이 열전대 온도 감지부위에 떨어지거나 충돌하여 가열로 바닥측 온도 측정센서(180)인 열전대의 오작동이 발생되는 문제가 있었다.

한편, 도 3과 같이, 가열로 바닥에 배치되는 온도센서인 경우 도 2와 같은 문제가 발생되기 때문에, 근래에는 가열로의 측벽에 설치되는 추세이다.

이 경우, 로 측벽에 열전대가 설치되기 때문에 적어도 스케일의 낙하나 누적에 따른 문제는 해소될 수 있었다.

그러나, 가열로 장입대(110) 로 측벽에 설치되는 온도센서(180)(도 3의 'A' 영역)의 경우에는 다음과 같은 문제가 발생된다.

즉, 가열로 로 측벽에 배치된 측면버너(도 1,도 3의 B1)는 로 측벽에서 화염을 분사하는 버너로서 통상 고속 분사 형태의 버너이다.

따라서, 도 3과 같이 가열로의 장입대의 측면 버너(B1)사이에는 'A'로 표시한 저온영역이 발생된다.

결국, 로 측벽에 설치된 온도센서(180)로 로온을 측정하지만, 실제로는 저온 영역을 측정하는 것이기 때문에, 적정한 로온 측정이라 할 수 없고, 이에 따라 현재에는 다시 가열로 바닥측에 온도센서를 설치하는 실정이다.

따라서, 앞에서 설명한 스케일에 의한 바닥측 온도센서의 문제가 다시 대두되는 문제가 발생되었다.

이에 따라서, 가능한 바닥측의 스케일 문제를 해소하면서, 측면의 저온영역을 탈피하여 온도센서를 설치하면, 종래 문제들이 해소되어 바람직할 것이고, 이와 같은 가열로의 온도 측정장치가 요구되어 왔다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 여러 문제점들을 해소하기 위하여 안출된 것으로서 그 목적 측면은, 가열로에서 고속분사 버너사이의 저온영역이나 바닥측의 스케일이 쌓이는 영역에서 온도 측정장치의 위치를 탈피하여 가열로에 구비된 고정빔 포스트 구조를 이용하여 온도 측정센서를 위치시킴으로서, 가열로의 로온 측정 정밀성과 센서 보호성을 향상시킨 가열로의 온도 측정장치를 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 일 측면으로서 본 발명은, 소재 안착 및 이동을 위한 고정빔과 이동빔을 갖춘 가열로에 있어서, 가열로의 바닥에 구비된 상기 고정빔의 포스트 내화체와 내부 파이프사이에 구비된 도선; 및,

상기 도선과 연결되고 상기 고정빔 포스트의 내화체에 돌출형태로 구비된 온도 측정센서;

를 포함하여 구성된 가열로의 온도 측정장치를 제공한다.

이때, 상기 온도 측정센서는 적어도 고정빔 포스트의 중간 이상의 높이로 위치되어 바닥의 스케일층과 저온영역에서 탈피되는 위치에 제공되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 온도 측정센서는, 상기 고정빔 포스트의 내화체에 형성된 안착홈에 일체로 밀봉상태로 삽입되는 내화재로 된 센서 보호구에 삽입 설치되는 것이 보다 바람직하다.

더 바람직하게는, 상기 고정빔 포스트는 상부가 연결된 역 U자형상으로 제공되어 온도 측정장치가 대향하는 각각의 포스트에 2중 설치되는 것이다.

이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 가열로의 온도 측정장치를 구조도이고, 도 5는 도 4의 상세도이다.

먼저, 도 4 및 도 5에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 가열로의 온도 측정장치(1)는, 기본적으로 소재 안착 및 이동을 위한 고정빔(160)과 이동빔(170)을 갖춘 가열로(100)에 제공되는데, 크게 가열로(100)의 바닥(102)에 직립 상태로 구비된 상기 고정빔의 포스트 내화체(162a)와 내부 파이프(162b)사이에 구비된 도선(10) 및, 상기 도선(10)과 연결되고 포스트 내화체(162a)에 돌출 설치된 온도 측정센서(30)를 포함하여 구성되어 있다.

즉, 본 발명의 가열로의 온도 측정장치(1)는 가열로내에 제공되어 있는 고정빔(160)의 포스트(162)에 배치시키되, 종래 가열로 바닥측에 배치되는 경우의 스케일 누적이나 충돌에 따른 문제를 해소하도록 가열로의 바닥(102)에서 일정 높이에 위치되도록 한 것에 그 특징이 있다.

또한, 본 발명의 가열로의 온도 측정장치(1)는, 종래 특정 구역 즉, 측면 버너(도 1의 B)사이로 로 측벽에 배치됨에 따른 저온영역에 국한된 온도 측정에 따른 문제도 해소되는데, 이는 고정빔 포스트가 가열로 중앙 공간에 배치되기 때문에, 저온 영역의 온도 측정에 따른 문제를 해소한다.

이때, 본 발명의 상기 온도 측정센서(30)는 통상 사용되는 열전대를 사용하고, 이와 같은 본 발명의 온도 측정센서(30)는 앞에서 설명하고 도 4에서 도시한 바와 같이, 적어도 고정빔 포스트(162)의 중간 이상의 높이로 위치되어 바닥의 스케일층과 저온영역에서 탈피되는 위치에 제공되는 것이 가장 바람직하다.

또한, 본 발명의 상기 온도 측정센서(30)는, 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 고정빔 포스트(162)의 내화체(162a)에 형성된 안착홈(70)에 일체로 밀봉상태로 삽입되는 내화재로 된 센서 보호구(50)에 삽입 설치되는 것도 가능할 것이다.

따라서, 센서 보호구(50)는 내화체(162a)에 형성된 안착홈(70)에 삽입되어 파이프(162b)부분의 열 노출을 방지하고, 상기 센서 보호구(50)에는 열전대인 온도센서(30)만이 긴밀하게 끼워져 삽입되는 구멍이 구비되는 것이 바람직하다.

한편, 도 4에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 가열로의 온도 측정장치(1)가 제공되는 고정빔(162)은 역 U자형상으로 제공될 수 있고, 이경우 가열로 바닥(102)에서 부터 상승하는 각각의 포스트가 상부에서 일체로 연결되기 때문에, 각각의 포스트에 중간 위치 이상에 온도센서(30)가 2중 배치되는 것이 바람직하다.

즉, 온도 센서의 가열로 공간에서 보다 많은 수가 배치되어 로온 측정 정밀도를 높일 수 있게 한다.

한편, 본 발명의 온도센서(30)인 열전대와 연결되는 도선(10)은 포스트(162) 제작시 내부 파이프(162b)와 외곽 내화재(162a)사이에 내재되고 바닥의 이동빔 이동용 개구부를 통하여 가열로 외부의 설비 제어부에 연결 사용될 수 있다.

이와 같은 도선은 내화재 안쪽에 배치되기는 하지만 열적 영향을 많이 받기 때문에, 통상의 피복 도선보다는 전기적 신호를 전달하는 금속 도선이 바람직할 것이다.

이와 같이 본 발명인 가열로의 온도 측정장치에 의하면, 고정빔 포스트 구조를 이용하여 온도 측정장치를 위치시킴으로서, 가열로에서 장입대와 예열대 사이의 저온영역이나 바닥측의 스케일이 쌓이는 영역에서 온도 측정장치의 위치를 탈피하여 가열로의 내부 온도를 보다 정확하게 측정하는 것을 가능하게 하는 것이다.

따라서, 가열로의 로온 측정 환경이 개선되어 가열로의 온도제어를 보다 정밀하게 수행하여 소재의 가열 품질을 향상시키고 이를 통한 전체적인 압연공정의 품질개선을 유도하는 우수한 효과를 제공하는 것이다.

본 발명은 지금까지 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (4)

1. 소재 안착 및 이동을 위한 고정빔(160)과 이동빔(170)을 갖춘 가열로(100)에 있어서,

   가열로(100)의 바닥(102)에 구비된 상기 고정빔의 포스트 내화체(162a)와 내부 파이프(162b)사이에 구비된 도선(10); 및,

   상기 도선(10)과 연결되고 고정빔의 포스트 내화체(162a)에 돌출 설치된 온도 측정센서(30);

   를 포함하며,

   상기 온도 측정센서(30)는, 상기 고정빔 포스트(162)의 내화체(162a)에 형성된 안착홈(70)에 일체로 밀봉상태로 삽입되는 내화재로 된 센서 보호구(50)에 삽입 설치되는 것을 특징으로 하는 가열로의 온도 측정장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 온도 측정센서(30)는 적어도 고정빔 포스트의 중간 이상의 높이로 위치되어 바닥의 스케일층과 저온영역에서 탈피되는 위치에 제공되는 것을 특징으로 하는 가열로의 온도 측정장치.
3. 소재 안착 및 이동을 위한 고정빔(160)과 이동빔(170)을 갖춘 가열로(100)에 있어서,

   가열로(100)의 바닥(102)에 구비된 상기 고정빔의 포스트 내화체(162a)와 내부 파이프(162b)사이에 구비된 도선(10); 및,

   상기 도선(10)과 연결되고 고정빔의 포스트 내화체(162a)에 돌출 설치된 온도 측정센서(30);

   를 포함하며,

   상기 고정빔 포스트(162)는 상부가 연결된 역 U자형상으로 제공되어 온도 측정장치가 대향하는 각각의 포스트에 2중 설치되는 것을 특징으로 하는 가열로의 온도 측정장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 온도 측정센서(30)는 적어도 고정빔 포스트의 중간 이상의 높이로 위치되어 바닥의 스케일층과 저온영역에서 탈피되는 위치에 제공되는 것을 특징으로 하는 가열로의 온도 측정장치.

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