KR101717961B1

KR101717961B1 - 강판의 연속 열처리로용 급속 냉각 시스템 및 이의 압력 제어 방법

Info

Publication number: KR101717961B1
Application number: KR1020160027530A
Authority: KR
Inventors: 김형수
Original assignee: (주)나우이엔씨
Priority date: 2016-03-08
Filing date: 2016-03-08
Publication date: 2017-03-20

Abstract

본 발명은 연속적으로 이동하는 강판을 열처리하는 과정에서 강판의 진동을 억제하고 냉각 효율을 향상시키는 강판의 연속 열처리로용 급속 냉각 시스템 및 이의 압력 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강판의 열처리 과정의 급속 냉각 과정에 있어서 고농도의 수소 가스를 포함한 수소-질소 혼합가스를 냉각 챔버 내의 강판에 분사하고, 분사된 가스는 열교환기를 거쳐 재순환하며, 냉각 챔버 내의 고농도 및 고압 수소 가스를 강판 입출측에 설치된 실링 장치에 의해 차단하는 기능이 독립된 모듈로 구성된 강판의 연속 열처리로용 급속 냉각 시스템 및 이의 압력 제어 방법에 관한 것이다.

Description

강판의 연속 열처리로용 급속 냉각 시스템 및 이의 압력 제어 방법{Cooling system for continuous heating furnace pressure controlling method thereof}

일반적으로 강판을 연속적으로 열처리하는 연속 소둔로에 있어서 강판은 도 1에 도시한 바와 같이, 가열대(1), 균열대(2), 냉각대(3), 및 열처리대(4)를 통과하면서 열처리된다.

이 중에서 가열대(1)와 균열대(2)는 강판의 온도를 약 800°C 근처의 재결정 온도까지 상승시키는 열처리로이며, 냉각대는 강판의 열처리 사이클에 따른 요구 냉각조건에 따라 급냉대(급속 냉각대; 3)와 서냉대(4)를 통과하면서 열처리과정을 진행한다.

연속 열처리로는 강판의 산화를 방지하기 위해 일반적으로 수소가스 5%와 질소가스 95%가 혼합된 가스를 분위기 가스로 사용하며, 외부의 산소가 열처리로 내부로 침투하는 것을 방지하기 위해 분위기 가스의 압력을 200 Pa 정도의 양압으로 유지한다.

연속 열처리로의 특정 구간, 즉 급속 냉각대(3)에서 강판의 조직 미세화를 위해 통상 30% 이상의 고농도 수소가 혼합된 가스를 냉각용 가스로 사용하는 기술이 이미 공지되어 있으며(JP06346156A, JP09235626A, 및 US5798007B), 현재의 기술 수준은 이동하는 강판의 구간 냉각속도를 100 ℃/s 까지 달성함으로써 80 ~ 100 MPa급 고장력 강판의 생산에 활용할 수 있게 되었다.

종래의 일반적인 연속 열처리로에서 고농도의 수소 혼합가스를 이용한 급속 냉각 장치의 경우 미국 특허(US5798007B)와 같이 단순히 강판 양편에 롤을 설치한 후, 롤과 강판을 접촉시켜 분위기 가스를 차단함으로써 급속 냉각 챔버 내의 가스를 재순환하는 방법이 사용되고 있으나, 이 방법은 롤 사이의 간극을 통해서 인접한 노대역으로 수소 가스가 일정량 누출되므로 급속 냉각대 내에서 재순환되는 수소의 농도를 일정하게 유지하기 어렵고, 또한 인접 열처리 노대역의 수소 농도가 높아져 열처리로 외부로의 수소 가스 누출 위험성이 증가하는 문제가 있다.

상기의 문제점으로 인해 롤을 사용하지 않는 비접촉식 가스 실링 장치가 고안되어 있으나, 가스 실링 장치를 급속 냉각대에서 사용하는 경우, 실링 장치에 공급하는 실링 가스의 유량 증가에 따라 급속 냉각대 챔버의 압력이 급격히 증가하여, 냉각용 노즐의 분사 유량이 감소하고 이에 따라 냉각 성능이 저하되는 문제가 있다.

일본 공개 특허 제 JP06346156A 호 일본 공개 특허 제 JP09235626A 호 미국 등록 특허 제 US5798007B 호

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 급속 냉각대에서 강판의 냉각 속도를 향상하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 강판의 연속 열처리로의 급속 냉각대에 있어서, 수소 30% 이상의 고농도 수소가스를 포함하는 수소-질소 혼합가스를 이동하는 강판에 분사하는 노즐과 분사된 가스를 회수하여 재사용하기 위한 송풍팬 및 열교환기, 냉각 챔버 내의 혼합 가스와 인접 노대역의 분위기 가스가 혼합되지 않도록 하기 위한 가스 실링부 및 실링용 노즐에 사용되는 가스를 공급하는 순환 송풍팬이 일체형의 모듈화된 시스템으로 구성되어 냉각 챔버 내의 압력이 부압 또는 과도한 양압이 발생하지 않고, 냉각 챔버 외부로 수소 가스의 누출이 최소화되며, 강판의 급속 냉각 요구 조건을 동시에 만족하는 급속 냉각 시스템 및 이의 최적 압력 제어 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 의한 강판의 연속 열처리로용 급속 냉각 시스템은, 강판의 연속 열처리로의 급속 냉각대에 설치되어 고농도의 수소 가스를 포함하는 혼합가스를 강판에 분사하는 급속 냉각 시스템에 있어서, 상기 고농도의 수소 가스를 포함하는 혼합가스를 이동하는 강판에 분사하는 냉각 분사 노즐; 상기 냉각 분사 노즐을 통해 분사된 혼합 가스가 체류하는 냉각 챔버; 상기의 냉각 챔버에 체류하는 혼합 가스를 회수하여 상기 냉각 분사 노즐에서 재사용하기 위하여 회수된 가스를 공급하기 위한 냉각용 순환 송풍팬: 상기 급속 냉각대의 인접 노대역에 설치되어 해당 노대역의 수소 분위기 가스가 상기 급속 냉각대로 혼합되는 것을 차단하며, 실링용 순환 송풍팬을 통해 공급되는 수소 분위기 가스를 상기 이동하는 강판 쪽으로 분사하는 실링용 노즐을 포함하는 분위기 가스 실링부; 상기 냉각 챔버 및 실링용 노즐에 부착된 다수의 압력 게이지; 및 상기 다수의 압력 게이지의 측정값에 따라 상기의 냉각 챔버내 고농도의 수소 혼합가스와 인접 노대역의 저농도의 수소 분위기 가스가 혼합되지 않도록 상기 냉각 챔버와 상기 실링용 노즐의 압력을 제어하는 제어 장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 분위기 가스 실링부는 이동하는 상기 강판 사이에 접촉하면서 함께 회전하는 한 쌍의 대향하는 회전롤을 포함하여 이루어짐이 바람직하다.

또한, 상기 분위기 가스 실링부는 인접 노대역인 서냉대와 균열대의 경계부에 각각 상하로 두 개 설치됨이 바람직하다.

본 발명에 따른 최적의 압력 제어 방법에 의하면, 상기 제어 장치는 실링용 순환 송풍팬의 공급압력과 상기 냉각 챔버의 압력의 차압(DP)이 400 < DP < 1000 Pa이 유지되도록 상기 냉각용 순환 송풍팬과 상기 실링용 순환 송풍팬의 공급 압력을 제어함이 바람직하다.

또한, 상기 냉각 챔버를 기준으로 강판의 출구측 실링용 노즐의 압력은 강판의 입구측 실링용 노즐의 압력과 동일하거나 최대 50 Pa 정도 크도록 설정함이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 강판의 연속 열처리로용 급속 냉각 시스템 및 이의 압력 제어 방법에 따르면, 급속 냉각 시스템의 입구 및 출구측의 실링부에 설치된 회전롤은 강판의 양면에서 강판과 접촉하면서 혼합가스를 물리적으로 차단하는 효과와 더불어 강판에 고속으로 분사되는 가스 유동에 의해 유발되는 진동을 억제함으로써 실링 효율 및 냉각속도를 향상시키는 효과가 있다.

또한, 일반적으로 노즐에서 분사되는 가스의 충돌 제트에 의해 강판을 냉각시키는 경우 노즐과 강판 사이의 거리가 가까울수록 냉각속도가 증가하나 가스의 충돌압력에 의한 판진동에 의해 충분히 가까운 거리까지 노즐을 이동시키지 못하는 한계가 있었으나, 본 발명에 따른 급속 냉각 시스템은 단위 모듈당 두 쌍의 회전롤이 설치되어 실링 효율 향상 및 판 진동 억제를 동시에 얻을 수 있는 효과도 있다.

또한, 작업중 냉각속도 증가 요구에 따라 강판 냉각용 순환 순환팬의 공급 유량이 증가하여 냉각 챔버의 압력이 떨어지고, 냉각 챔버 외부로의 수소 누출이 증가하는 경우에도 냉각 챔버 압력과 연동된 실링용 순환팬의 압력 제어로 신속하게 냉각 챔버의 압력을 안정적으로 운용할 수 있는 효과가 있다.

냉각 분사 노즐의 압력과 냉각 챔버의 압력, 그리고 실링 노즐의 압력을 연동하여 제어함으로써, 급속 냉각 시스템의 안전성과 안정성이 향상되는 효과가 있으며, 최적의 노압 제어 기준 설정값에 의해 급속 냉각 시스템을 제어함으로써 강판의 냉각 속도가 최대화됨과 동시에 수소 누출이 최소화되는 효과를 동시에 달성하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 연속 열처리로용 분위기 가스 실링 장치가 구비된 연속 열처리로의 개략적인 배치도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 강판의 연속 열처리로용 급속 냉각 시스템이 구비된 연속 열처리로의 개략적인 배치도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 강판의 연속 열처리로용 급속 냉각 시스템의 개략적인 배치 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 강판의 연속 열처리로용 급속 냉각 시스템의 최적 압력을 나타내는 그래프이다.

본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안된다.

제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다", "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 강판의 연속 열처리로용 급속 냉각 시스템이 구비된 연속 열처리로의 개략적인 배치도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 강판의 연속 열처리로용 급속 냉각 시스템의 개략적인 배치 구성도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 강판의 연속 열처리로용 급속 냉각 시스템의 최적 압력을 나타내는 그래프이다.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래와 동일하게 강판(도면 번호 미부여)은 가열대(1), 균열대(2), 급속 냉각대(3), 서냉대(4)를 통과하면서 열처리 된다.

여기서, 본 발명의 일실시예에 따른 강판의 연속 열처리로용 급속 냉각 시스템은 수소가스의 농도가 증가하는 급속 냉각대(3)에 설치하는 것이 일반적이다.

본 발명의 일실시예에 따른 강판의 연속 열처리로용 급속 냉각 시스템은, 강판의 연속 열처리로의 급속 냉각대(3)에 설치되어 고농도의 수소 가스를 포함하는 수소-질소 혼합가스를 강판(10)에 분사하는 급속 냉각 시스템에 있어서, 상기 고농도 수소-질소 혼합가스를 이동하는 강판에 분사하는 냉각 분사 노즐(12); 상기 냉각 분사 노즐(12)을 통해 분사된 혼합 가스가 체류하는 냉각 챔버(5); 상기의 냉각 챔버(5)에 체류하는 혼합 가스를 회수하여 상기 냉각 분사 노즐(12)에서 재사용하기 위하여 회수된 가스를 공급하기 위한 냉각용 순환 송풍팬(11): 상기 급속 냉각대(3)의 인접 노대역(2, 4)에 설치되어 해당 노대역의 수소 분위기 가스가 상기 급속 냉각대(3)로 혼합되는 것을 차단하며, 실링용 순환 송풍팬(13, 14, 15, 16)을 통해 공급되는 수소 분위기 가스를 상기 이동하는 강판쪽으로 분사하는 실링용 노즐(21, 22, 23, 24)을 포함하는 분위기 가스 실링부; 상기 냉각 챔버(5) 및 실링용 노즐(21, 22, 23, 24)에 부착된 다수의 압력 게이지(31, 32, 33); 및 상기 다수의 압력 게이지(31, 32, 33)의 측정값에 따라 상기의 냉각 챔버(5)내 고농도의 수소 혼합가스와 인접 노대역(2, 4)의 저농도의 수소 분위기 가스가 혼합되지 않도록 상기 냉각 챔버(5)와 상기 실링용 노즐(21, 22, 23, 24)의 압력을 제어하는 제어 장치(34)를 포함하여 구성된다.

여기서, 본 발명의 일실시예에 따른 강판의 연속 열처리로용 급속 냉각 시스템 내의 분위기 가스는 열교환기(18)에 의해 냉각된 후, 냉각용 순환 송풍팬(11)에 의해 흡입되며 냉각 분사 노즐(12)에 의해 강판(10)에 고속으로 분사된다.

또한, 상기 분위기 가스 실링부는 인접 노대역인 서냉대(4)와 균열대(2)의 경계부에서 상하로 설치됨이 바람직하나, 본 발명에 있어 그 개수나 설치 노대역을 한정하는 것은 아니다.

본 발명의 일실시예에 따른 강판의 연속 열처리로용 급속 냉각 시스템의 냉각 챔버(5) 내의 수소 농도를 일정하게 유지하기 위해 서냉대(4)와 균열대(2)의 경계부에 상하로 설치된 두 개의 분위기 가스 실링부는 각각 이동하는 상기 강판(10) 사이에 접촉하면서 함께 회전하는 한 쌍의 대향하는 회전롤(20)을 포함하여 이루어진다.

여기서, 상하로 설치된 두 개의 분위기 가스 실링부는 각각 입출측에 해당 회전롤(20)과 결합된 두 쌍의 실링용 노즐(21, 22; 23, 24)이 설치되며, 각 쌍의 노즐에는 인접한 노대역의 가스를 흡입하여 공급하기 위한 실링용 순환 송풍팬(13, 14; 15, 16)이 연결되어 있다.

상기 두 쌍의 실링용 노즐(21, 22; 23, 24) 중 상측의 서냉대(4)측에 설치되는 한 쌍의 실링용 노즐(23, 24)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 이동하는 강판(10) 및 한 쌍의 대향하는 회전롤(20)을 사이에 두고 대향하는 슬릿 형태로서 상기 대향하는 회전롤(20)의 각 상측부(대략 반원호형) 및 각 하측부(대략 반원호형)에서 원주방향으로 감싸는 구조로 형성되며, 대향하는 각 실링용 노즐(23, 24)은 강판(10)을 사이에 두고 그 끝단부에 노즐팁(도면 번호 미부여)이 형성되어 수소 분위기 가스를 강판(10) 쪽으로 분사할 수 있도록 되어 있다.

여기서, 강판(10)을 사이에 두고 상부에 설치되는 상기 한 쌍의 실링용 노즐(강판 출구측 저수소 노즐;24) 및 하부에 설치되는 한 쌍의 실링용 노즐(강판 입구측 고수소 노즐; 23)은 각각 상부 실링용 순환 송풍팬(16) 및 하부 실링용 순환 송풍팬(15)을 통해 서로 다른 종류의 가스를 분사할 수 있도록 되며, 분리판(도면 번호 미부여)이 개재되어 상호 상하로 분리되어 있는 구조로 설치되어 있다.

물론, 상기 두 쌍의 실링용 노즐(21, 22; 23, 24) 중 하측의 균열대(2)측에 설치되는 한 쌍의 실링용 노즐(21, 22)도 이동하는 강판(10) 및 한 쌍의 대향하는 회전롤(20)을 사이에 두고 상술한 바와 같이 상측에 설치되는 대향하는 한 쌍의 실링용 노즐(23, 24)과 동일한 형태로 설치된다.

이와 같이, 상기 두 쌍의 실링용 노즐(21, 22; 23, 24)이 각각 대향하는 회전롤(20)를 감싸는 구조로 형성되어 끝단부에 형성된 노즐팁을 통해 수소 분위기 가스를 강판(10)쪽으로 분사하도록 함으로써, 충돌 제트의 유동 안정성이 증가하여 안정적으로 실링 장치를 운용할 수 있는 효과가 있다.

즉, 상기 분위기 가스 실링부 내의 회전롤(20)은 강판(10)의 양면에서 강판(10)과 접촉하며, 이는 급속의 냉각 챔버(5) 내의 혼합가스를 물리적으로 차단하는 효과와 더불어 강판(10)에 고속으로 분사되는 가스 유동에 의해 유발되는 진동을 억제함으로써 실링 효과 및 냉각속도를 향상시키는 효과가 있다. 강판(10)의 진행 방향에 따라 회전롤(20)의 양쪽 면에서 분사되는 실링용 가스는 대향 제트가 충돌한 후 각각의 해당 노대역으로 유출되어 분위기 가스가 서로 혼합되는 것을 최소화한다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 강판의 연속 열처리로용 급속 냉각 시스템에 있어, 도 3에 도시된 바와 같이 강판(10)의 냉각속도를 증가시키기 위해서는 상기 냉각용 순환 송풍팬(11)의 공급 압력을 증가시키는 것이 필요하고, 또한 인접한 노대역인 균열대(2) 또는 서냉대(4)로 고농도의 수소가스가 누출되는 것을 최소화하는 것이 필요하다. 그러나 냉각속도를 증가시키기 위해 냉각용 순환 송풍팬(11)의 공급 압력을 증가시키면 급속 냉각 시스템의 냉각 챔버(5)의 압력(P1)이 감소하여 결국 부압 상태에 도달하게 되어 시스템의 안전성에 문제가 발생할 소지가 있다.

즉, 냉각 챔버(5)의 내부 압력(P1)은 실링용 순환 송풍팬(13, 14, 15, 16)의 공급 압력이 증가함에 따라 증가하지만, 실링용 순환 송풍팬의 공급 압력이 증가하게 되면 도 4에 나타난 바와 같이 냉각 챔버(5)의 외부, 즉 인접 노대역인 균열대(2) 또는 서냉대(4)로의 고농도 수소 가스(H2)가 누출되는 양도 함께 증가하게 된다. 즉 급속 냉각 시스템의 냉각용 순환 송풍팬(11)의 공급 압력과 냉각 챔버(5) 내의 분위기 가스 압력(P1), 실링용 순환 송풍팬(15, 16)의 공급압력(P3, P4), 및 분위기 가스 실링부로부터의 수소 누출량은 서로가 밀접하게 연관되어 상호작용을 하게 된다.

이에 따라 급속 냉각 시스템의 냉각 능력을 최대로 하면서도 급속 냉각 시스템 외부로의 고농도 수소 누출을 최소화하기 위한 최적의 급속 냉각 시스템의 냉각 챔버(5)의 압력(P1)과 실링용 순환 송풍팬(13, 14, 15, 16)의 공급 압력(P3, P4)를 최적화하는 것이 필요하다.

즉, 도 4에 나타난 것과 같이 실링용 순환 송풍팬(15, 16)의 공급압력(P4, P3)과 냉각 챔버(5)의 압력(P1)의 차압(DP)이 400 < DP < 1000 Pa이 유지되도록 급속 냉각 시스템의 냉각용 순환 송풍팬(11)과 실링용 순환 송풍팬(15, 16)의 공급 압력을 제어하는 것이 바람직하다. 물론, 도시된 예에서는 상측의 서냉대(4)측에 설치되는 한 쌍의 실링용 노즐(23, 24)에 연동된 실링용 순환 송풍팬(15, 16)에 적용된 예를 나타내고 있으나, 하측의 균열대(2)측에 설치되는 한 쌍의 실링용 노즐(21, 22)에 연동된 실링용 순환 송풍팬(13, 14)에도 동일한 차압의 범위가 유지될 수 있도록 한다.

또한, 상기 냉각 챔버(5)의 압력이 대략 200 Pa(파스칼)을 유지하도록 급속 냉각 시스템의 압력 균형을 이루는 것이 최적의 운전 조건으로서 바람직하며, 통상 실링용 순환 송풍팬(15, 16)의 공급압력(P4, P3)는 동일하게 유지될 수도 있으나, 강판(10)의 이동 속도 및 이동 방향을 고려하여 대략 50 Pa의 범위 내에서 편차를 둘 수도 있다.

즉, 상기 냉각 챔버(5)를 기준으로 강판(10)의 출구측 실링용 노즐(21, 24)의 압력(예를 들면 P3)은 강판의 입구측 실링용 노즐(22, 23)의 압력(예를 들면 P4)과 동일하거나, 강판(10)의 출구측 실링용 노즐(21, 24)의 압력(P3)보다 강판의 입구측 실링용 노즐(22, 23)의 압력(P4)보다 최대 50 Pa 정도 크도록 설정함이 바람직하다.

여기서, 강판(10)의 출구측 실링용 노즐(21, 24)의 압력(P3)보다 강판의 입구측 실링용 노즐(22, 23)의 압력(P4)보다 최대 50 Pa 크도록 설정된 경우, 강판(10)의 출구측 실링용 노즐(21, 24)의 압력(P3)이 최대 50 Pa 정도로 크게 설정되어 있으므로, 냉각 챔버(5)내 고농도의 수소 혼합가스가 인접 노대역(2, 4)으로 누출되는 것을 방지될 수 있도록 하여 냉각 챔버와 인접 노대역 사이의 압력 균형이 최적으로 유지될 수 있게 되는 이루어질 수 있게 되는 것이다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 강판의 연속 열처리로용 급속 냉각 시스템의 압력이 압력 조건에서 균형을 유지한 채로 운전하기 위해서 급속 냉각 챔버(5)내에 압력 게이지(31)가 설치되고, 상측의 서냉대(4)측에 설치되는 한 쌍의 실링용 노즐(23, 24)에 연결된 입구측 실링용 순환 송풍팬(15) 및 출구측 실링용 순환 송풍팬(16)에도 각각 해당 압력 게이지(32, 33)를 설치한 후, PLC 또는 동등의 기능을 갖는 제어 장치(34)에 의해 차압을 계산하고 측정된 차압과 설정 차압의 차이를 제어 신호로 하여 냉각용 순환 송풍팬(11)과 실링용 순환 송풍팬(15, 16)의 회전수를 제어한다.

물론, 도 3에 도시되어 있지는 않지만, 하측의 균열대(2)측에 설치된 한 쌍의 실링용 노즐(21, 22)에 연결된 입구측 실링용 순환 송풍팬(14) 및 출구측 실링용 순환 송풍팬(13)에도 각각 해당 압력 게이지(미도시)를 설치하여 실링용 순환 송풍팬(13, 14)의 회전수를 제어한다.

이와 같이, PLC 등과 같은 제어 장치(34)에 의해 차압을 계산하고 측정된 차압과 설정 차압의 차이를 제어 신호로 하여 냉각용 순환 송풍팬(11)과 실링용 순환 송풍팬(13, 14, 15, 16)의 회전수를 제어함으로써, 냉각 챔버(5) 내의 압력이 최적의 압력을 유지할 수 있게 되는 것이다.

본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 상기 설명된 실시예에 한정되지 않으며, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략되었다. 이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

1 : 가열대 2 : 균열대
3: 급속 냉각대 4: 서냉대
5: 냉각 챔버
10: 강판 11: 냉각용 순환 송풍팬
12: 냉각 분사 노즐
13, 14, 15, 16: 실링용 순환 송풍팬
21, 22, 23, 24: 실링용 노즐
31, 32, 33: 압력 게이지
34: 제어 장치

Claims

강판의 연속 열처리로의 급속 냉각대에 설치되어 고농도의 수소 가스를 포함하는 혼합가스를 강판에 분사하는 급속 냉각 시스템에 있어서,
상기 고농도의 수소 가스를 포함하는 혼합가스를 이동하는 강판에 분사하는 냉각 분사 노즐;
상기 냉각 분사 노즐을 통해 분사된 혼합 가스가 체류하는 냉각 챔버;
상기의 냉각 챔버에 체류하는 혼합 가스를 회수하여 상기 냉각 분사 노즐에서 재사용하기 위하여 회수된 가스를 공급하기 위한 냉각용 순환 송풍팬:
상기 급속 냉각대의 인접 노대역에 설치되어 해당 노대역의 수소 분위기 가스가 상기 급속 냉각대로 혼합되는 것을 차단하며, 실링용 순환 송풍팬을 통해 공급되는 수소 분위기 가스를 상기 이동하는 강판 쪽으로 분사하는 실링용 노즐을 포함하는 분위기 가스 실링부;
상기 냉각 챔버 및 실링용 노즐에 부착된 다수의 압력 게이지; 및
상기 다수의 압력 게이지의 측정값에 따라 상기의 냉각 챔버내 고농도의 수소 혼합가스와 인접 노대역의 저농도의 수소 분위기 가스가 혼합되지 않도록 상기 냉각 챔버와 상기 실링용 노즐의 압력을 제어하는 제어 장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 강판의 연속 열처리로용 급속 냉각 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 분위기 가스 실링부는 이동하는 상기 강판 사이에 접촉하면서 함께 회전하는 한 쌍의 대향하는 회전롤을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 강판의 연속 열처리로용 급속 냉각 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 분위기 가스 실링부는 인접 노대역인 서냉대와 균열대의 경계부에 각각 상하로 두 개 설치되는 것을 특징으로 하는 강판의 연속 열처리로용 급속 냉각 시스템.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 급속 냉각 시스템의 압력 제어 방법으로서,
상기 제어 장치는 상기 실링용 순환 송풍팬의 공급압력과 상기 냉각 챔버의 압력의 차압(DP)이 400 < DP < 1000 Pa이 유지되도록 상기 냉각용 순환 송풍팬과 상기 실링용 순환 송풍팬의 공급 압력을 제어하는 것을 특징으로 하는 강판의 연속 열처리로용 급속 냉각 시스템의 압력 제어 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 냉각 챔버를 기준으로 강판의 출구측 실링용 노즐의 압력은 강판의 입구측 실링용 노즐의 압력과 동일하거나 최대 50 Pa 정도 크도록 설정하는 것을 특징으로 하는 강판의 연속 열처리로용 급속 냉각 시스템의 압력 제어 방법.