KR20130094962A - 퍼지 장치 및, 이를 이용한 소재 측정방법 - Google Patents

Abstract

에어 등의 기체를 측정영역에 분사하여 퍼지환경을 구현하는 퍼지장치 및 이를 이용한 소재 특히, 수증기를 형성하는 고온소재 측정방법이 제공된다.
상기 본 발명의 퍼지장치는, 고온소재의 이동 경로 상에 제공되고, 소재 측정수단이 연계되는 장치 하우징 및, 상기 장치 하우징에, 적어도 소재 측정영역의 수증기를 효과적으로 제거하도록 가열기체를 퍼지토록 제공된 가열기체 퍼지수단을 포함하여 구성될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 주편이나 압연소재 등의 고온소재 측정환경을 개선하여 소재의 측정 정밀성을 높이는 한편, 특히 소재 냉각수와 찬 공기의 접촉에 따른 수증기 발생량이 증가하는 동절기에도 소재의 측정 정밀성을 높이도록 하여, 궁극적으로 압연 생산성을 향상시킨 퍼지 장치와 방법 및, 이를 이용한 고온소재 측정방법에 관한 것이다.

Description

퍼지 장치 및, 이를 이용한 소재 측정방법{Purge Apparatus,and Method for Measuring Materials using The Same}

본 발명은 에어(기체) 등의 퍼지(분사)를 구현하는 퍼지 장치 및, 이를 이용한 소재 측정방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 압연소재 등의 고온소재 측정 환경을 개선하여 소재의 측정 정밀성을 높이는 한편, 특히 소재나 압연롤 냉각을 위하여 분사된 냉각수와 찬 공기간 접촉에 따른 응축량이 증가하여 다른 절기 보다 더 다량의 수증기를 발생시키는 동절기에도, 수증기 제거효율을 극대화시키어 소재의 측정 정밀성을 안정적으로 유지토록 하여, 궁극적으로 소재의 정밀 측정을 통한 압연 생산성을 향상시킨 퍼지장치 및, 이를 이용한 소재 측정방법에 관한 것이다.

일반적으로, 제철소의 열연 공장에서는 열간 압연 소재의 이송상태(라인의 진입 유무)온도, 두께, 폭등을 계측하기 위해 소재와 이격된 상태로 여러 종류의 측정기기(계측기기)들이 배치된다.

예를 들어, 압연기로의 소재 진입을 측정하기 위하여 측정기기가 압연기 전,후 측에 배치되고, 또한 이와 같은 측정기기는 냉각설비와 권취기 입측에도 배치될 수 있다.

그런데, 고온소재 즉, 고온의 슬라브와 같은 압연소재는 고열이므로 측정기기는 통상 측정하고자 하는 압연소재와 이격되어 있고, 압연시 압연롤의 온도 상승을 방지하기 위하여 압연롤 하부에서 냉각수를 분사하도록 구성되어 있고, 최종 압연이 완료된 소재의 열처리를 위한 냉각수를 분사하는 냉각설비로 인해 측정기기와 소재사이의 공간인 계측 영역 즉, 측정기기의 광 경로에는 분진(먼지)나 수증기 등이 다량 발생된다.

따라서, 이와 같은 측정영역에서의 수증기나 먼지 등은 측정기기의 측정오차(계측오차)를 발생하기 때문에, 소재의 정확한 계측을 어렵게 하고, 따라서 기존에는 소재와 측정기기 사이의 공간에서 발생되는 수증기나 먼지 등을 제거하기 위하여 브로잉 팬(browing fan)을 이용한 퍼지환경을 조성하였다.

그러나, 기존의 에어를 퍼지하는 단순 퍼지방식은 먼지 등의 제거는 어느정도 가능하나, 특히 수증기 제거의 효율성은 미비한 것이었다. 또한, 이와 같은 퍼지를 2중으로 하여도 충분한 수증기 제거 효율을 기대하기 어려운 것이었다.

한편, 대한민국 공개특허공보 제2010-0060216호에서는 종래의 단순 퍼지방식을 벗어나, 특히 측정공간에서의 수증기 제거를 위한 건조시킨(드라이한) 에어만을 측정 대상공간에 단순하게 분출하는 에어 퍼지장치가 개시되고 있다.

예를 들어, 별도의 도면으로 도시하지 않았지만, 상기 공개특허공보에서 제시된 에어 퍼지장치는, 열연 공장의 지하에 오일셀서에 공급되는 여과된 건조된 에어를 배출팬을 이용하여 측정공간을 향하도록 배출하여, 기존 단순 에어 대신에 건조된 에어로서 수증기의 제거효율을 높인 것이다.

그러나, 단순 에어를 퍼지하는 방식이나, 상기 공개특허공보에서와 같이, 건조된 에어를 퍼지하는 방식 모두, 소재 주변의 먼지 등을 제거하기는 하나, 수증기 특히, 냉각수의 수분과 찬공기가 접촉하여 수분 응축에 따른 수증기 발생이 매우 증가하는 동절기의 경우에는 사실상 효과가 없는 것이다.

즉, 동절기의 경우에는 고온소재 즉, 고온의 압연소재 상에 냉각수가 분사되거나 압연기를 통과하는 동안 압연롤에 냉각수가 분사됨에 따라, 외부의 찬공기와 냉각수 수분이 접촉하면서 다른 절기에 비하여, 더 많은 수증기를 발생시키고, 따라서 앞에서 설명한 종래의 퍼지방식으로는 수증기를 적절하게 제거하여 소재의 측정 정밀성을 안정적으로 유지하는 것은 어려운 것이었다.

따라서, 당 기술분야에서는, 압연소재 등의 고온소재 측정 환경을 개선하여 소재의 측정 정밀성을 높이는 한편, 특히 소재나 압연롤 냉각을 위하여 분사된 냉각수와 찬 공기간 접촉에 따른 응축량이 증가하여 다른 절기 보다 더 다량의 수증기를 발생시키는 동절기에도, 수증기 제거효율을 극대화시키어 소재의 측정 정밀성을 안정적으로 유지토록 하여, 궁극적으로 소재의 정밀 측정을 통한 압연 생산성을 향상시킨 퍼지장치 및, 이를 이용한 소재 측정방법이 요구되어 왔다.

상기와 같은 요구를 달성하기 위한 일 예로서 본 발명은, 소재의 이동 경로 상에 제공되고, 소재 측정수단이 연계되는 장치 하우징; 및,

상기 장치 하우징에, 소재 측정영역의 광 경로 확보를 가능하게 하면서 적어도 측정영역의 수증기를 제거하도록 가열기체를 퍼지토록 구성된 가열기체 퍼지수단;

을 포함하여 구성된 퍼지장치를 제공한다.

또한, 다른 예로서 본 발명은, 소재를 측정토록 소재의 양측에 서로 마주하여 배치된, 상기 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에서 기재된 퍼지장치들을 이용하되, 적어도 가열에어를 소재 측정영역에 퍼지하여 수증기를 제거토록 구성된 퍼지단계; 및.

상기 수증기가 제거된 측정영역의 소재를 측정하는 측정단계;

를 포함하여 구성된 퍼지장치를 이용한 소재 측정방법을 제공한다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 먼저 기존과는 다르게 가열된 고온의 에어를 퍼지하기 때문에, 특히 동절기에도 수증기의 제거 효과가 있어 수증기에 의한 소재 측정시 센서 오작동의 요인을 제거할 수 있도록 한다.

따라서, 본 발명은 냉각수 분사 환경의 압연라인에서 압연소재와 같은 고온소재의 측정 환경을 개선하여 소재의 측정 정밀성을 높이는 한편, 특히 외부의 찬 공기와 접촉함에 따른 수증기의 양이 급격하게 증가하는 동절기에도 소재 측정 정밀성을 적어도 안정적으로 유지 가능하게 하는 것이다.

결국, 본 발명은 센서 오작동 등에 따른 압연라인의 가동 불량이 제거되어 보다 높은 압연 생산성을 제공하는 것이다.

또한, 추가로 가열에어(기체)의 퍼지능력을 높여서 더 원활한 수증기 제거를 가능하게 하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 퍼지장치의 사용상태를 도시한 전체 구성도
도 2는 도 1의 본 발명의 퍼지장치를 도시한 구성도
도 3은 도 2의 본 발명의 퍼지장치의 다른 변형예를 도시한 구성도
도 4는 본 발명의 퍼지장치가 사용되는 고온소재의 압연라인을 도시한 개략도

이하, 도면을 참고로 본 발명을 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1 내지 도 3에서는 본 발명에 따른 퍼지장치(1)와 이와 같은 퍼지장치(1)를 이용하는 소재(10) 특히, 압연소재를 측정하는 상태를 도시하고 있다. 한편, 도 4에서는 본 발명에 따른 퍼지장치(1)가 배치되는 열간 압연라인을 도시하고 있다.

이때, 이하의 본 실시예 설명에서는 소재(10)를 열간 압연라인의 고온상태의 압연소재(10)로 설명하고, 압연라인과 관련된 구성요소(기기)들은 200 단위의 도면부호로 설명한다.

즉, 도 4에서 도시한 바와 같이, 가열로(210)에서 주편 예를 들어, 슬라브(10')가 가열된 후, 압연온도에 맞추어 가열된 고온상태의 압연소재(10)는, 폭 압연기(220)와 조 압연기(230) 및 사상 압연기(240)를 순차로 통과하면서 원하는 조건으로 압연이 이루어지고, 최종적으로 냉각설비(250)에서 열처리 된 후 권취기(미도시)에서 열연코일로 권취된다.

이때, 도 4에서 도면부호 260과 270은 에지 히터(edge heater)와 절단기(shear)이다.

따라서, 이하에서 상세하게 설명하는 본 발명의 퍼지장치(1)는, 도 4에서 화살표와 도면부호 "1"로 나타내고, 앞에서 [발명의 배경기술]의 설명부분에서 언급한 바와 같이, 각각의 압연기 입측(도 4에서는 사상 압연기의 입측에 표시)과 냉각설비(250) 입측 및 권취기(열연코일로 나타낸 부분의 입측)(미도시)의 입측에 각각 제공될 수 있다.

즉, 본 발명의 퍼지장치(1)는, 소재 측정수단(50)을 포함하여 소재 측정영역(도 4의 화살표 영역)에서의 소재 측정을 원활하고 정밀하게 하도록 가열기체(A1) 및, (상온의) 기체 또는 별도 처리된 건조기체(A2)중 적어도 가열기체의 퍼지(분사)를 통하여 측정수단(50)의 광 경로(도 1의 P)(즉, 센서에서 발광 또는 수광되는 광신호의 경로)를 확보하여, 먼지나 특히, 동절기의 수증기(도 1,3의 VA)의 제거를 용이하게 하는 것이다.

다만, 이하의 본 실시예에서는 가열기체를 가열에어(A1), (상온의) 기체나 건조시킨 건조기체를 일괄적으로 건조에어(A2)로 설명한다. 물론, 반드시 에어로 한정되는 것은 아니고, 다른 적정한 기체(가스)의 사용도 가능한데, 바람직하게는 열을 갖는 고온상태에서 퍼지되어 적어도 소재 측정영역에서의 수증기 제거를 용이토록 하는 것이다.

도 1에서는 본 발명에 따른 퍼지장치(1)의 사용상태를 도시하고 있다.

즉, 본 발명의 퍼지장치(1)는, 압연소재(10) 예를 들어, 슬라브의 진행을 트레깅(Tracking)하기 위하여 사용되는 센서(52)(를 들어, CMD(Cold Metal Detector) 또는 HMD(Hot Metal Detector)와 같은 광센서)를 이용하여 소재 트레킹(tracking)을 구현한다.

예를 들어, 본 발명 퍼지장치(1)와 연계되는 소재 측정수단(50)의 센서(52)는, 도 1에서와 같이 일측 및 타측에 서로 마주하여 배치되는, 광신호(광 경로(P)를 따라 주사됨)를 발광 또는 수광하는 센서로 제공되고, 따라서 압연소재가 센서 사이를 통과하면 광신호의 수광이 이루어 지지 않고, 이때 소재가 원하는 압연기 등에 진입되고 있음을 측정하고, 반대로 소재가 없어 광신호의 수광이 이루어 지면, 소재 진입이 않되고 있음을 측정할 수 있다.

그런데, 앞에서도 설명한 바와 같이, 발광과 수광되는 광경로의 광 신호는, 압연소재 주변의 수증기(VA)와 같은 장해요인에 의하여 차단되기 쉽고, 따라서 이경우 소재가 통과하여 압연기 등에 진입됨에도 불구하고, 압연소재를 측정하지 못하는 오작동이 발생되는 것이다. 즉, 소재가 있든 없든 수증기는 광경로를 간섭하여 소재가 없는 것으로 파악하게 하는 것이다.

따라서, 본 발명의 퍼지장치(1)의 경우 기존의 단순한 에어 또는, 건조 에어의 퍼지와는 다르게, 다음에 상세하게 설명하듯이 (가열로에서 발생되는) 고온 배가스를 이용하여 가열된 고온상태 바람직하게는, 고압으로 가열에어(A1)를 퍼지하기 때문에, 도 1 및 도 3과 같이, 적어도 압연소재 주변의 수증기 제거를 원활하게 하고, 기타 먼지 등은 가열에어(A1)와 추가 퍼지되는 건조에어(A2)로 제거하여, 소재 측정영역의 측정 환경을 개선하는 것이다.

그런데, 가열에어(A1)의 경우에는 소재 주위로 광범위하게 퍼져 형성되는 수증기(VA)를 제거하기 위한 것이므로, 어느 정도의 압력으로 퍼지토록 고압의 에어가 공급되어 장치를 통하여 퍼지토록 하는 것이 바람직함은 물론이다. 예를 들어, 퍼지를 위한 인가되는 기본적인 압력 보다 더 높은 압력으로 가열에어를 퍼지하는 것이 바람직하다.

더하여, 상기 가열에어(A1)는 다음에 설명하듯이, 특히 동절기에 수증기 제거효율을 높이기 위하여 150℃ 정도의 온도로 가열되도록 하는 것이 바람직한데, 이는 수증기 제거성을 확보하기 위한 것이다.

이때, 도 1과 같이, 압연소재(10)는, 압연기를 통과할 때, 압연롤 냉각을 위하여 분사되는 냉각수가 접촉하는 경우 수증기를 발생시키지만, 도 1과 같이 소재 열처리를 위하여 상부 및 하부의 냉각헤더(12)(14)를 통하여 분사되는 냉각수가 소재에 접촉하여도 수증기를 발생시킨다.

특히, 여름철과 같이 내부 온도가 높은 경우 수증기 발생은 적지만, 동절기와 같이 외부 온도가 매우 낮은 경우에는 소재와 냉각수 접촉시 다량의 수증기가 더 발생되고, 따라서 동절기의 경우 기존의 (상온의) 에어나 건조 에어만을 퍼지하는 경우 수증기의 효과적인 제거가 어려운 것이다.

즉, 동절기의 경우 수증기 발생량이 급속하게 증가하면서 센서 오작동이 쉽게 발생되는 것이나, 본 발명의 경우 이와 같은 문제 즉, 수증기만을 집중 제거할 수 있어, 센서 오작동을 방지할 수 있는 것이다.

따라서, 이하에서는 본 발명의 퍼지장치(1)에 대하여 도 1 내지 도 3을 토대로 상세하게 살펴본다.

이때, 앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명 퍼지장치(1)가 사용되는 도 4의 열간 압연라인에서 소재는 압연소재, 압연되고 냉각수로 열처리되는 스트립 또는 권취전 스트립으로 제공될 수 있으나, 이하에서는 압연소재(10)로 일괄하여 설명한다.

즉, 도 1 내지 도 3에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 퍼지장치(1)는, 롤러 테이블의 이송롤(R)로서 이송되는 압연소재(10)의 이동 경로 상에, 바람직하게는 발광 및 수광이 구현되도록 소재 양측에 제공되고, 다음에 상세하게 설명하는 소재 측정수단(50)이 연계되는 장치 하우징(30) 및, 상기 장치 하우징(30)에, 소재 측정영역의 광 경로(P) 확보를 가능하게 하면서 적어도 측정영역의 수증기(VA)를 제거하도록 가열에어(A1)를 퍼지(분사)토록 구성된 가열에어 퍼지수단(70)을 포함하여 구성된다.

따라서, 본 발명 퍼지장치(1)는 소재 측정수단(50)과 연계되면서 적어도 고온의 가열에어(A1)를 퍼지하기 때문에, 동절기에 수증기가 다량 발생되어도 이를 효과적으로 제거하여 광 경로(P)를 안정적으로 확보 가능하게 하는 것이다.

특히, 본 발명의 퍼지장치에서, 상기 가열에어(A1)는, 다음에 상세하게 설명하듯이, 가열로(도 1의 75)의 예열대에서 배출되는 고온의 배가스(배출가스)를 이용하여 가열원으로 사용하는 점에서, 에너지 재활용 측면에서도 이점을 제공할 수 있다.

이때, 도 1 내지 도 3에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 퍼지장치(1)는 상기 장치 하우징(30)에 가열에어 퍼지수단(70)의 일측에 건조에어(A2)를 추가로 퍼지토록 제공되는 에어 퍼지수단(90)을 더 포함한다.

물론, 도 1에서는 도시하지 않았지만, 상기 건조에어를 공급하기 위하여는 미리 에어를 건조시키는 설비는 필요하고, 이와 같은 에어 건조설비는 알려져 있음은 당연하고, 따라서 건조에어도 사실상 건조설비를 거치므로 수분 제거를 위한 가열(승온) 단계를 거치게 되는 점에서, 상온의 에어 보다는 그 수증기 제거효율이 높은 것이다.

따라서, 본 발명의 경우 가열에어(A1)와 건조에어(A2)의 조합으로 퍼지를 하는 것이 수증기 특히, 동절기의 수증기 제거효율면에서 이상적인 것이다. 물론, 반드시 건조에어를 사용하지 않아도 본 발명의 경우에는 수증기 제거가 충분하게 이루어 질 수 있다.

즉, 도 1 및 도 3과 같이, 롤러(R)상에서 이송하는 고온의 압연소재(10)의 양측에서 본 발명의 퍼지장치(1)는, 가열에어(A1)와 건조에어(A2)를 동시에 퍼지(분사)할 수 있고, 따라서 가열에어는 수중기를 제거하고, 건조에어는 수증기의 제거를 돕고, 이와 같은 에어들은 전체적으로 압연소재 주변의 먼지와 같은 광신호를 간섭하는 물질들을 효과적으로 제거하여, 안정적인 광신호를 매개로 한 발광과 수광을 통한 소재 측정의 정밀성을 높이는 것이다.

결국, 본 발명 퍼지장치는 동절기에도 수증기 제거를 효과적으로 구현하는 것이다.

다음, 도 2 및 도 3에서는 본 발명의 퍼지장치(1)의 구조를 상세하게 도시하고 있는데, 도 2에서 도시한 바와 같이, 본 발명 퍼지장치(1)에서 상기 장치 하우징(30)은, 다음에 상세하게 설명하는 가열에어 및 건조에어 퍼지수단(70)(90)들이 각각 장착되는 제1,2 장치 하우징(32)(34)을 포함하고, 바람직하게는 상기 제2 장치 하우징(34)에 다음에 상세하게 설명하는 소재 측정수단(50)이 연계된다.

즉, 소재 측정수단은 퍼지장치의 장치 하우징에 밀폐상태로 연계되는 것이 센서와 장치 하우징 사이의 먼지 등에 의한 센서 오작동을 피하기 때문에, 가장 바람직한 것이다.

이때, 도 2 및 도 3에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 장치하우징(30)의 상기 제1,2 장치하우징(32)(34)중 어느 하나 바람직하게는 가열에어 퍼지측의 상기 제1 장치 하우징(32)이 스크류방식으로 장치 고정부재(36)(고정 수직판)이 조립될 수 있다.

한편, 도 2 및 도 3에서 도면부호 'S' 는 나사방식으로 조립되는 나사부분을 나타낸다.

따라서, 본 발명 장치의 경우 제1,2 장치 하우징(32)(34)은 조립이나 분해가 용이토록 서로 후단 및 선단부가 단차지면서 나사 조립되고, 상기 소재 측정수단(50)도 제2 장치하우징에 나사방식으로 조립될 수 있다.

예를 들어, 도 2 및 도 3에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 퍼지장치의 장치하우징 즉, 제2 장치하우징(34)에 연계되는 상기 소재 측정수단(50)은, 상기 제2 장치 하우징(34)에 나사 방식으로 조립되는 연결구(56)에 볼트로서 조립되는 플랜지가 형성된 원통체의 수단바디(54)가 장착된다.

그리고, 상기 수단바디(54)의 연결구 조립시 윈도우부재(58)가 사이에 고정되고, 앞에서 설명한 센서(52)(CMD 또는 HMD 등)들이 수단바디의 내부에 내장되고, 센서 케이블이 외부 인출된다.

따라서, 상기 센서(52)에서 방출되는 광신호(발광신호) 또는 인가되는 광신호(수광신호)는 광 경로(P)를 형성하면서 마주하는 센서들에서 수광 또는 발광되고, 이때 압연소재(10)가 있는 경우 광신호는 단락되고, 이를 센서에서 장치제어부(C)에 전달하여 이동하는 소재가 있음을 감지하고, 반대로 광신호가 서로 전달되면 소재가 없음을 감지하는 것이다.

물론, 이와 같은 광경로를 통한 광신호는 본 발명 장치의 퍼지장치에서 간섭되지 않도록, 제1,2 장치 하우징의 내경을 미리 설정하는 것이 필요할 것이다.

다음, 도 1 내지 도 3에서 도시한 바와 같이, 본 발명 퍼지장치의 상기 가열에어 및 건조에어 퍼지수단(70)(90)들은, 상기 제1,2 장치 하우징(32)(34)에 연계되어 가열에어(A1)와 건조에어(A2)를 하우징에서 소재를 향하여 퍼지(분사)토록 제공되는 가열에어 공급관(72)과 건조에어 공급관(92)을 포함한다.

예를 들어, 도 2 및 도 3과 같이, 이와 같은 가열에어 공급관(72)과 건조에어 공급관(92)은, 상기 제 1,2 장치하우징(32)(34)에 형성된 관 체결구(구멍)(미부호)에 분해 가능하게 조립될 수 있다.

이때, 바람직하게는, 도 2에서 도시한 바와 같이, 상기 제1,2 장치하우징에는, 상기 가열에어 및 건조에어 공급관들이 연결되는 관 체결부(구멍)에 연계되고 원통체인 장치하우징들에 내부에 환형으로 형성되는 에어 유통부(71)(91)가 더 구비될 수 있다.

따라서, 공급관을 통하여 공급되는 가열에어(A1)와 건조에어(A2)는 도 2 및 도 3과 같이, 상기 환형의 에어유통부를 통하여 장치 하우징의 내부에서 고르게 공급 분출되고, 따라서 고르게 퍼지될 수 있는 것이다.

한편, 더 바람직하게는 도 2 및 도 3에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 장치에서는 상기 각각의 에어 유통부(71)(91)의 전방으로 공급 분출되는 가열에어와 건조에어를 장치의 노즐부(110)측으로 유도하는 에어유동 가이드(130)(150)들이 더 구비될 수 있다.

이때, 상기 노즐부(110)는, 도 2와 같이, 끝 부분이 개구된 원통 노즐로 제공되어 가열에어와 건조에어의 퍼지시 퍼지되는 에어를 통한 수증기나 먼지 등의 제거효율을 높이게 한다.

한편, 상기 에어유동 가이드(130)(150)들은 원통체로서 제1,2 장치하우징(32)(34)의 내경부에 나사 방식으로 조립될 수 있고, 실제 제1,2 장치하우징은 서로 조립 미 분해되므로, 상기 가이드들은 제1,2 장치하우징의 조립전에 미리 그 내부에 나사방식으로 체결될 수 있고, 상기 노즐부(110)도 제1 장치하우징(32)의 내측에 나사 방식으로 조립될 수 있다.

따라서, 가열에어 및 건조에어 공급관(72)(92)을 통하여 공급되는 가열에어(A1)와 건조에어(A2)는, 각각의 가이드와 노즐부를 통하여 소재를 향하여 집중력을 갖는 상태로 퍼지될 수 있다.

한편, 바람직하게는 수증기를 집중 제거하기 위한 상기 가열에어(A1)는 건조에어(A2)보다는 더 고압으로 공급되어 노즐부 외측에서는 수증기를 제거하는 가열에어가 집중 퍼지되고, 그 내측으로 먼지 등을 제거하는 건조에어(A2)가 퍼지되도록 하는 것이다.

물론, 본 발명 퍼지 장치의 경우에는 가열에어만을 퍼지하여도 수증기를 제거하고, 퍼지압으로 먼지 등도 제거할 수 있어, 가열에어만을 단독으로 퍼지하도록 제공될 수 있다.

즉, 도 1에서 도시한 바와 같이, 상기 가열에어 공급관(72)과 건조에어 공급관(92)과 연계되는 가열에어 공급라인(71)과 건조에어 공급라인(91)에는 각각 장치제어부(C)와 연계되는 전기 제어형의 제어밸브(V)들이 제공되고, 이들 라인은 각각 블로링(B)과 연계되어 에어의 공급 압력이나 공급유량이 제어될 수 있다.

동시에, 적어도 온도제어가 중요한 가열에어 공급라인(71)과 다음에 설명하는 가열에어의 공급을 가능하게 하는 가열원인 배가스라인(74)에는 각각 온도센서(S2)(S1)들이 제공되고, 이들 온도센서는 장치 제어부(C)와 연계되는 한편, 도 1과 같이, 이송되는 압연소재(10)의 주변으로 발생되는 수증기(VA)의 상태를 감지하는 카메라(CC)가 상기 장치제어부(C)와 연계될 수 있다.

따라서, 본 발명의 퍼지장치(1)의 경우에는 가열에어의 온도제어를 소재 주변의 측정영역의 수증기 상태(양)에 따라 실시간으로 제어하여 최적의 수증기 제거환경을 제공할 수 있는 것이다.

한편, 도 3에서 도시한 바와 같이, 본 발명 퍼지장치에서 상기 제2 장치 하우징(34)측의 에어유동 가이드(150)에는 경사진 개구(152)를 형성시키고, 이를 통과한 건조에어(A2')가 앞에서 설명한 바와 같이, 소재 측정수단(50)의 윈도우부재(58)를 향하도록 하면, 상기 개구를 통하여 분사된 건조에어(A2)는 윈도우부재에 부착된 먼지 등을 제거하여, 청정한 환경을 조성하고, 따라서 센서에는 보다 일정하고 충분한 광 신호가 수광되거나 발광될 수 있게 된다.

그러나, 이경우 에어의 청정도가 중요한데, 만약 에어 청정성이 낮은 경우 에어에 포함된 이물질이 오히려 윈도우에 부착되므로, 상기 제2 장치 하우징측의 에어유동 가이드(150)에 제공된 개구(152)의 형성은 청정에어를 퍼지하는 경우에 형성하는 것이 바람직하다.

다음, 도 1에서 도시한 바와 같이, 상기 가열에어 퍼지수단(70)의 가열에어 공급관(72)과 연계되는 가열에어 공급라인(71)은, 고온의 배가스 라인(74) 또는 열선과 같은 가열수단(76)을 통하여 에어의 가열을 가능하게 할 수 있다.

즉, 도 1에서 도시한 바와 같이, 가열로(75)의 예열대에서 발생되는 배가스는 배가스라인(74)을 통하여 열교환기(73)에 공급되고, 열교환기(73)를 에어가 통과하면 상기 배가스라인에 포함된 고온의 배가스의 열로 인하여 에어의 가열이 이루어 지고, 이와 같은 가열에어는 퍼지시 수증기를 원활하게 제거 가능하게 하는 것이다.

또는, 본 발명의 가열에어 공급라인(72)에 배가스 라인(74)을 일정길이 포위하여 감싸도록 하면, 배가스라인에서 열이 전달되어 가열에어 공급라인의 내부 에어는 적정한 온도로 가열된다.

예를 들어, 바람직하게는 상기 가열에어 공급라인에 공급되는 에어의 온도는, 150℃ 정도가 적당한다. 즉, 상기 가열에어의 온도를 너무 낮게 하면 사실상 퍼지시 수증기 제거효율을 기대할 수 없고, 반대로 가열에어의 온도를 너무 높게 하면, 배가스를 이용하여 온도제어가 어렵고 과도하게 높은 온도로 에어를 가열하는 것이 쉽지 않거나, 설비적으로 복잡하게 되는 것이다.

물론, 상기 가열에어의 온도 150℃ 는 일예일 뿐, 실제로는 수증기 제거를 감안하여 적정한 온도의 가열에어를 공급할 수 있을 것이다.

또는, 도 1과 같이, 열선 등의 가열수단(76) 자체를 가열에어 공급라인에 일정간격으로 포위(감아서)하여 에어의 가열을 구현할 수 있다.

결국, 본 발명의 경우 가열로(75)에서 발생되는 배가스를 이용하여 에어의 가열을 수행하기 때문에, 에너지 활용면에서 우수한 것이다.

다음, 도 3에서 도시한 바와 같이, 본 발명 장치에서 상기 노즐부(110)의 내부에 제공되는 에어 확산수단(170)을 더 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 에어 확산수단(170)은, 도 1 및 도 3과 같이, 노즐부의 에어 통과구간에 제공되는 원추형 코일(72)이나, 다단의 링들이 조립되는 다단 링(174)으로 제공될 수 있다.

따라서, 노즐부는 가열에어와 건조에어가 통과하면서 상기 원추형 코일(72)이나 다단 링(74)과 충돌하고, 따라서 와류를 형성하는 퍼지되는 에어(A1)(A2)들은 노즐부에서 퍼지된후, 퍼지면서 수증기 제거를 용이하게 하는 것이다.

이때, 중요한 것은 상기 에어 확산수단(170)은 센서에서 방출되거나 수광되는 광신호의 경로(P)와 간섭되지 않도록, 원추형 코일인 경우 직경이 가장 작은 부분도 광경로를 고려하여 조정되고, 다단 링인 경우 가장 작은 링의 폭을 조정하는 것은 필요할 것이다.

한편, 도 3과 같이 노즐부(110)의 선단에 절곡단(만곡단)(112)을 형성시키면, 노즐부를 통하여 퍼지되는 에어 특히, 가열에어의 퍼지시 확산을 더 촉진시키고, 이를 통한 수증기 제거효율을 높이게 할 것이다.

결국, 지금까지 설명한 본 발명의 퍼지장치(1)는, 기존과는 다르게 고온의 가열에어(A1)를 건조에어(A2)와 같이, 퍼지(분사)할 수 있기 때문에, 수중기의 제거효율을 그만큼 높일 수 있는 것이다.

한편, 본 발명의 퍼지장치(1)의 경우, 실제 장치를 이용하여 소재를 측정하는 센서의 측정공간은 사실상 광 경로에 해당하므로, 국부적으로 고압의 가열에어를 집중 퍼지하는 것도 충분하게 가능하고, 이 경우에도 수증기 제거를 통한 정밀한 소재 측정이나 오작동을 방지할 수 있는 것이다.

그러나,상기 에어 확산수단(170)은 간단하게 장치에 부착하여 적어도 고압으로 퍼지(분사)되는 가열에어의 와류 및 확산을 통하여 소재의 주변 수증기를 더 광범위하게 제거하는 것을 가능하게 하는 다른 추가적인 이점을 제공하는 것이다.

다음, 지금까지 설명한 본 발명의 퍼지장치(1)를 이용한 소재 측정방법을 정리하면, 도 1 및 도 4와 같이, 이동하는 압연소재(10)를 측정토록 압연소재의 양측에 대향 배치된, 지금까지 설명한 본 발명의 퍼지장치(1)들을 이용하여, 적어도 퍼지되는 가열에어(A1)를 매개로 소재 측정영역에서의 수증기(VA)를 제거하는 퍼지단계 및. 상기 수증기가 제거된 측정영역의 소재를 측정하는 측정단계로 이루어 질 수 있다.

물론, 앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 소재 측정시에는 적어도 가열에어(A1)의 퍼지에 더하여, 선택적으로 건조에어(A2)를 더 퍼지하여 소재 측정을 가능하게 할 수 있는데, 바람직하게는 가열에어(A1) 및 건조에어(A2)를 모두 이용하는 것이다.

특히, 본 발명의 소재 측정시에는, 수증기 제거를 위한 가열에어의 가열원을 가열로의 배가스 열을 이용하기 때문에, 에너지 재생 차원에도 실용적인 이점을 제공하는 것이다. 물론, 에어 가열을 위하여 다른 직접적인 가열수단을 이용하는 것도 가능함은 당연하다.

이에 따라서, 지금까지 설명한 본 발명의 퍼지장치(1)를 이용하는 경우, 가열에어(기체)의 퍼지를 통하여 수증기 제거효율을 극대화시키는 한편, 퍼지장치의 여러 구성적 기능을 통하여 그 효율을 높이고, 특히 가열로 배가스를 이용하기 때문에, 에너지 재생(재활용)도 가능한 것이다.

1.... 퍼지장치 10.... 소재(고온소재)
30.... 장치 하우징 32,34.... 제1,2 장치 하우징
50.... 소재 측정수단 52.... 센서
70,90.... 퍼지수단 72,92.... 가열기체와 (건조)기체 공급관
110.... 노즐부 130,150.... 기체유동 가이드

Claims (12)

1. 고온소재의 이동 경로 상에 제공되고, 소재 측정수단이 연계되는 장치 하우징; 및,
   상기 장치 하우징에, 적어도 소재 측정영역의 수증기를 제거하도록 가열기체를 퍼지토록 제공된 가열기체 퍼지수단;
   을 포함하여 구성된 퍼지장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 장치 하우징에, 가열기체 퍼지수단에 인접하여, 기체 또는 건조기체를 추가로 퍼지토록 제공되는 기체 퍼지수단;
   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼지장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 장치 하우징은, 각각의 퍼지수단들이 장착되고 서로 조립되는 제1,2 장치 하우징을 포함하고, 상기 제2 장치 하우징에 상기 소재 측정수단이 연계되는 것을 특징으로 하는 퍼지장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 소재 측정수단은, 상기 제2 장치 하우징에 조립되고 센서가 내장되는 수단바디 및, 상기 수단바디의 일측으로 제2 장치 하우징측에 제공되는 윈도우부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 퍼지장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 가열기체 및 기체 퍼지수단들은, 상기 제1,2 장치 하우징에 연계되어 가열기체 및, 기체 또는 건조기체를 하우징 내에서 분출토록 제공되는 가열기체 공급관과 기체 공급관을 포함하고,
   상기 제1 장치 하우징에는 가열기체와, 기체 또는 건조기체를 소재 측정영역에 퍼지토록 제공되는 노즐부가 더 구비된 것을 특징으로 하는 퍼지장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1,2 장치 하우징에는, 각각의 공급관들이 일 지점에 연계되는 환형의 기체 유통부가 더 포함되고, 상기 각각의 유통부의 일측으로 장치 하우징들에 조립되는 기체유동 가이드들을 더 포함하고,
   상기 제2 장치 하우징측의 기체 유동 가이드에는 소재 측정수단의 윈도우부재를 향하여 청정기체를 분사토록 제공되는 개구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼지장치.
7. 제5항에 있어서,
   상기 가열기체 퍼지수단에 구비된 가열기체 공급관에는, 고온의 배가스라인 또는 가열수단이 연계되어 가열기체를 공급토록 제공되는 가열기체 공급라인이 연계되고, 상기 기체 또는 건조기체 공급관에는 공급라인이 연계되며,
   상기 배가스라인은 가열로와 연계되어 고온의 배가스를 공급토록 제공되고, 상기 가열기체 공급라인은, 상기 배가스라인이 통과하는 열교환기를 통과하거나, 상기 배가스라인이 포위되어 기체가 가열토록 구성된 것을 특징으로 하는 퍼지장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 가열기체 및, 기체 또는 건조기체 공급라인에는 장치 제어부와 연계되는 제어밸브들이 구비되고, 상기 장치 제어부는, 배가스라인과 가열기체 공급라인에 제공되는 온도센서 및, 소재가 이동되는 측정영역의 수증기를 감지하는 카메라중 적어도 하나와 연계되어 가열기체의 온도제어를 가능토록 구성된 것을 특징으로 하는 퍼지장치.
9. 제5항에 있어서,
   상기 제1 장치하우징 또는 노즐부에, 적어도 가열기체가 통과하면서 확산되도록 유도하는 기체 확산수단을 더 포함하고,
   상기 기체 확산수단은, 기체가 통과하면서 충돌하여 확산되면서 퍼지되는 직경이 가변되는 원추형 코일 또는, 다단 링으로 제공되는 것을 특징으로 하는 퍼지장치.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 기체는 에어로 제공된 것을 특징으로 하는 퍼지장치.
11. 소재를 측정토록 소재의 양측에 서로 마주하여 배치된, 상기 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에서 기재된 퍼지장치들을 이용하되, 적어도 가열에어를 소재 측정영역에 퍼지하여 수증기를 제거토록 구성된 퍼지단계; 및.
    상기 수증기가 제거된 측정영역의 소재를 측정하는 측정단계;
    를 포함하여 구성된 퍼지장치를 이용한 소재 측정방법.
12. 제11항에 있어서,
    가열에어의 퍼지에 더하여, 에어 또는 건조에어를 더 퍼지하는 추가 퍼지단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼지장치를 이용한 소재 측정방법.

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