KR100961031B1 - 연속 열처리로의 밀봉 장치 - Google Patents

Abstract

상류측 챔버(chamber)에 도입한 밀봉 가스가 강판의 흐름에 휩쓸려서 중간부를 통해서 하류측 챔버에 흘러들어 가는 것을 감소시키고, 또한 중간부의 상류측 및 하류측으로부터 중간부에 밀봉 가스가 누출되는 것을 방지한다. 밀봉 장치(3)는, 강판(S)의 제1 열처리 공정을 실행하는 제1 챔버(1)와 제2 열처리 공정을 실행하는 제2 챔버(2)와의 사이에 중간 챔버(8)를 설치하고, 중간 챔버(8)의 상류측과 하류측에, 강판(S)이 통과하는 개구부(14)로부터 밀봉 가스를 취출(吹出)하는 덕트(9a, 9b)를 각각 설치하고, 중간 챔버(8)로부터 가스를 배기(排氣)한다. 승강(昇降) 부재(10a, 10b)는, 각각의 덕트(9a, 9b)를 승강하여, 개구부(14)를 여는 개방 위치와, 개구부(14)를 닫는 폐쇄 위치로 이동 가능하다. 누름 부재(11a, 11b)는, 승강 부재(10a, 10b)가 폐쇄 위치에 있을 때에, 승강 부재(10a, 10b)를 덕트(9a, 9b)를 향해 눌러서, 승강 부재(10a, 10b)와 덕트(9a, 9b) 사이의 간극을 없앤다.

Description

연속 열처리로의 밀봉 장치{SEALING APPARATUS FOR CONTINUOUS HEAT-TREATING FURNACE}

본 발명은 강판을 연속 열처리하는 연속 열처리로(熱處理爐)의 밀봉 장치에 관한 것이다.

강판의 연속 열처리로는, 예를 들면, 예열대(豫熱帶), 가열대(加熱帶), 균열대(均熱帶), 냉각대(冷却帶)로 구성된다. 보통은 각각의 대(帶)에 동일 규격의 분위기(雰圍氣) 가스를 공급하여, 노압(爐壓)을 플러스로 유지하는 동시에 강판의 표면 처리(대다수의 경우는 환원)를 실행한다. 그러나, 표면 처리, 히트 사이클(heat cycle), 안전성 등에 있어서 특수한 요구 사항이 있을 경우, 각각의 대를 상이한 분위기 가스로 유지할 필요성이 대두한다. 이 경우는 분위기 가스의 혼합을 방지하기 위해, 각각의 대의 경계부에 밀봉 장치가 설치된다.

예를 들면, 특허 문헌 1에는, 급냉대(急冷帶)와 과시효대(過時效帶)의 중간과, 서냉대(徐冷帶)와 급냉대의 중간에, 가스 밀봉 장치를 설치한 연속 소둔(燒鈍) 설비가 나타나 있다. 이 가스 밀봉 장치는, 통과하는 강대(鋼帶)를 사이에 두고 상하로 대향하는 가스 흡인 챔버와, 그 가스 흡인 챔버의 양측에 가스 취출(吹出) 챔버를 구비하고 있다. 급냉대 측의 가스 취출 챔버로부터는, 급냉대로부터의 냉각 가스가 강대에 뿜어져, 급냉대를 향하는 가스의 흐름에 의해 급냉대로부터의 가스의 침입을 방지하고 있다. 마찬가지로, 과시효대 측의 가스 취출 챔버로부터는, 과시효대로부터의 분위기 가스가 강대에 뿜어져, 과시효대를 향하는 가스의 흐름에 의해 과시효대로부터의 가스의 침입을 방지하고 있다. 가스 흡인 챔버는, 양측의 가스 취출구(吹出口)로부터 유입하는 가스를 흡인해서 배기한다. 이것에 의해, 급냉대의 분위기 가스가 과시효대에 침입하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 특허 문헌 2에는, 균열대와 냉각대를 가스 혼합 방지부를 통해서 연접(連接)한 연속 소둔로(燒鈍爐)의 분위기 가스 혼합 방지 장치가 개시되어 있다. 이 장치에서는, 가스 혼합 방지부의 상류측과 하류측에, 스트립(strip)의 상하면에 밀어 눌린(押壓) 상태에서 맞닿는 세라믹 화이버 블랭킷(ceramic fiber blanket) 등으로 이루어지는 밀봉부를 각각 배치하여, 균열대와 냉각대 사이의 분위기 가스의 혼입을 방지하고 있다. 또한, 밀봉부 사이의 작은 챔버의 분위기 가스를 배기구를 통해서 배기함으로써, 작은 챔버 내의 압력 P1을 균열대의 압력 P2나 냉각대의 압력 P3보다 낮은 압력으로 유지하고 있다.

(특허 문헌 1)

일본국 특개평9-235626

(특허 문헌 2)

일본국 특개평9-279253

그러나, 상기 인용 문헌 1의 가스 밀봉 장치는, 가스 흡인 챔버와 그 양측의 가스 취출 챔버로 이루어지는 일체형 덕트의 형상을 갖고, 가스 흡인 챔버가 좁게 되어 있다. 이 때문에, 상류측의 가스 취출 챔버로부터 취출된 가스의 일부가 강판의 흐름에 휩쓸려서 중간의 가스 흡인 챔버에 흘러들어 왔을 때에, 이 가스 흡인 챔버에서 가스가 충분히 흡인되지 않고 하류측의 가스 취출 챔버에 누출된다고 하는 문제가 있다.

상기 인용 문헌 2의 분위기 가스 혼합 방지 장치에서는, 세라믹 화이버 블랭킷 등으로 이루어지는 밀봉부가 스트립의 상하면에 밀어 눌린 상태에서 맞닿기 때문에, 스트립 에지(strip edge)의 형상이 나쁠 경우에 밀봉부가 깎여져서 손상되는 문제가 있다.

본 발명은, 상기 종래의 문제점을 감안해서 이루어진 것으로, 상기 인용 문헌 1과 같은 기체 밀봉에 있어서, 상류측 챔버에 도입한 밀봉 가스가 강판의 흐름에 휩쓸려서 중간부를 통해서 하류측 챔버에 흘러들어 가는 것을 감소시키고, 또한 중간부의 상류측 및 하류측으로부터 중간부에 밀봉 가스가 누출되는 것을 방지할 수 있는 연속 열처리로의 밀봉 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은,

강판의 제1 열처리 공정을 실행하는 제1 챔버와 제2 열처리 공정을 실행하는 제2 챔버와의 사이에 중간 챔버를 설치하고, 상기 중간 챔버의 상류측과 하류측에, 강판이 통과하는 개구부를 갖추고 상기 개구부로부터 밀봉 가스를 강판을 향해서 취출하는 덕트를 각각 설치하고, 상기 중간 챔버로부터 가스를 배기하는 연속 열처리로의 밀봉 장치에 있어서,

상기 각각의 덕트를 따라 승강하여, 상기 개구부를 여는 개방 위치와, 상기 개구부를 강판이 통과할 정도로 닫는 폐쇄 위치로 이동할 수 있는 승강 부재와,

상기 승강 부재가 폐쇄 위치에 있을 때에, 상기 승강 부재를 상기 덕트를 향해 눌러서, 상기 승강 부재와 상기 덕트 사이의 간극(間隙)을 없애는 누름 부재를 설치한 것이다.

상기 연속 열처리 장치의 밀봉 장치에 있어서, 상기 누름 부재는, 선단에 테이퍼(taper)면을 갖는 막대 형상의 부재로 이루어지고, 상기 막대 형상의 부재를 축 방향으로 이동시켜서, 상기 테이퍼면을 상기 승강 부재의 상기 덕트와 대향하는 면의 반대측 면에 접촉시킴으로써, 상기 승강 부재를 상기 덕트를 향해서 누르는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 각각의 덕트를 따라서 승강하여, 개구부를 여는 개방 위치와, 개구부를 강판이 통과할 정도로 닫는 폐쇄 위치로 이동할 수 있는 승강 부재를 설치하였으므로, 승강 부재를 폐쇄 위치로 해서 개구부와 강판 사이의 간극을 작게 함으로써, 덕트로부터 제1 챔버 측에 취출된 밀봉 가스가 강판의 흐름에 휩쓸려서 중간 챔버에 진입하여, 제2 챔버 측으로 더 흐르는 것을 감소시킨다.

또한, 승강 부재가 폐쇄 위치에 있을 때에, 승강 부재를 덕트를 향해 눌러서, 승강 부재와 덕트 사이의 간극을 없애는 누름 부재를 설치하였으므로, 승강 부재와 덕트 사이의 간극으로부터 중간 챔버로의 밀봉 가스의 누출이 없어지게 된다.

이상과 같이, 제1 챔버 측으로부터 제2 챔버 측으로의 밀봉 가스의 진입을 감소시켜, 제1 챔버 측 또는 제2 챔버 측으로부터 중간 챔버로의 밀봉 가스의 누출이 없어지게 된다.

이 때문에, 중간 챔버로부터 가스를 배기하여, 중간 챔버의 압력을 제1 챔버와 제2 챔버보다 낮게 유지할 수 있어서, 제1 챔버와 제2 챔버의 분위기 가스의 혼합을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 각각의 챔버의 가스 분위기를 변경할 수 있어서, 강판의 표면을 조정할 수 있다.

또한, 각각의 챔버의 가스 분위기가 완전히 분리되므로, 안전성이 향상되는 동시에, 각각의 챔버에서의 급가열이나 급냉각이 가능하게 된다.

이하에, 본 발명의 실시형태를 첨부 도면에 따라서 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 밀봉 장치를 적용한 강판의 연속 열처리로를 나타낸다. 이 연속 열처리로는, 강판(S)의 흐름의 상류측(도 1에 있어서 좌측)에 제1 챔버(1), 하류측(도 1에 있어서 우측)에 제2 챔버(2)가 설치되고, 제1 챔버(1)와 제2 챔버(2)의 사이에 밀봉 장치(3)가 설치되어 있다. 제1 챔버(1)는 질소 가스 분위기로 유지되며, 제2 챔버(2)는 수소와 질소로 이루어지는 가스 분위기로 유지되어 있다. 제1 챔버(1)에서 예열된 강판(S)은, 롤(roll)(4, 5)에 의해 밀봉 장치(3)를 통과하고, 또한 롤(6, 7)에 의해 제2 챔버(2)에 인도되어, 그 제2 챔버(2)에서 환원 가열된 후, 다음 공정으로 반송된다.

상기 밀봉 장치(3)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 챔버(1)와 제2 챔버(2)에 연속한 중간 챔버(8)와, 그 중간 챔버(8)의 상류측과 하류측에 각각 설치된 제1 덕트(9a) 및 제2 덕트(9b)와, 제1 덕트(9a)의 하류측과 제2 덕트(9b)의 상류측에 각각 설치된 제1 승강 부재(10a) 및 제2 승강 부재(10b)와, 그 제1 승강 부재(10a)의 하류측과 제2 승강 부재(10b)의 상류측에 각각 설치된 제1 누름 부재(11a) 및 제2 누름 부재(11b)로서 이루어져 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 중간 챔버(8)는, 제1 챔버(1) 및 제2 챔버(2)와 연속한 노(爐)의 몸체에 의해 형성되어 있다. 중간 챔버(8)에는 배기구(12)가 형성되고, 그 배기구(12)에 배기 라인(13)이 접속되어 있다.

제1 덕트(9a)는 제1 챔버(1)와 중간 챔버(8)를 칸막이하도록 노의 몸체에 삽입되어 있다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 제1 덕트(9a)에는, 제1 챔버(1)와 중간 챔버(8)를 연통하는 가늘고 긴 개구부(14)가 형성되어, 그 개구부(14)를 통해서 강판(S)이 통과하도록 되어 있다. 개구부(14)의 상부 가장자리와 하부 가장자리에는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 덕트(9a) 내부로부터 제1 챔버(1) 측을 향해서 비스듬히 가스 취출구(15)가 형성되어 있다. 제1 덕트(9a)에는 제1 챔버(1) 내의 분위기 가스가 도시하지 않은 순환 팬(fan)에 의해 가스 도입 라인(16a)을 통해서 밀봉 가스로서 도입되고, 그 밀봉 가스는 가스 취출구(15)로부터 개구부(14)를 통과하는 강판(S)을 향해서 취출(吹出)된다. 제2 덕트(9b)는 제1 덕트(9a)와 마찬가지의 구성이다.

제1 승강 부재(10a)는 상기 제1 덕트(9a)의 중간 챔버(8) 측에 배치되어 있다. 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 제1 승강 부재(10a)는 상기 제1 덕트(9a)의 개구부(14)와 거의 동일하거나 또는 그 이상의 폭을 갖고, 상기 제1 덕트(9a)를 따라 승강하는 상부재(上部材)(17)와 하부재(下部材)(18)로서 이루어져 있다. 상부재(17)의 상단에는 3개의 로드(rod)(19)가 부착되고, 각각의 로드(19)는 노의 몸체를 관통해서 외부로 돌출하여, 각각 기압 실린더(20)에 연결되어 있다. 마찬가지로, 하부재(18)의 하단에는 3개의 로드(21)가 부착되고, 각각의 로드(21)는 노의 몸체를 관통해서 외부로 돌출하여, 각각 기압 실린더(22)에 연결되어 있다. 그리고, 기압 실린더(20, 22)를 작동시킴으로써, 상부재(17)와 하부재(18)는, 상기 제1 덕트(9a)의 개구부(14)를 여는 개방 위치와, 상기 개구부(14)를 강판(S)이 통과할 정도로 닫는 폐쇄 위치로 이동할 수 있게 되어 있다. 제2 승강 부재(10b)는 제1 승강 부재(10a)와 마찬가지의 구성이다.

제1 누름 부재(11a)는 상기 제1 승강 부재(10a)의 중간 챔버(8) 측에 배치되어, 제1 승강 부재(10a)의 상부재(17)에 대해서 2개 설치되고, 하부재(18)에 대해서도 2개 설치되어 있다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 각각의 제1 누름 부재(11a)는, 선단(先端)에 테이퍼면(23)을 갖고, 후단(後端)에 수나사(24)가 형성된 환봉(丸棒) 형상의 샤프트(25)로서 이루어져 있다. 샤프트(25)는 노의 몸체를 관통하여, 안내관(26) 내를 통해서 안내관(26)의 선단에 설치한 너트(27)에 나사로 결합되고, 그 선단에 핸들(28)이 부착되어 있다. 제1 누름 부재(11a)는, 핸들(28)을 수동으로 회전 조작함으로써, 축 방향으로 이동하고, 그 테이퍼면(23)을 제1 승강 부재(10a)의 제1 덕트(9a)와 대향하는 면의 반대측 면에 접촉시킴으로써, 제1 승강 부재(10a)를 제1 덕트(9a)를 향해서 도면 중 화살표 P 방향으로 누르게 되어 있다. 제1 누름 부재(11a)는, 핸들(28) 대신에, 전동 모터를 부착하여, 자동으로 이동시켜도 좋다. 또한, 제1 누름 부재(11a)의 구동 기구는, 나사로 한정하지 않고, 래크 피니언(rack-and-pinion) 기구를 이용해도 좋다. 제2 누름 부재(11b)는 제1 누름 부재(11a)와 마찬가지의 구성이다.

이어서, 상기 구성으로서 이루어지는 밀봉 장치(3)의 작용을 설명한다.

연속 열처리로의 운전에 앞서 밀봉 장치(3)에 강판(S)을 삽입 통과시키기 위해서, 우선, 핸들(28)을 조작해서 샤프트(25)를 후퇴시킴으로써 제1 누름 부재(11a) 및 제2 누름 부재(11b)의 테이퍼면(23)을 제1 승강 부재(10a) 및 제2 승강 부재(10b)로부터 이격(離隔)시킨다. 또한, 기압 실린더(20, 22)를 작동시켜서, 제1 승강 부재(10a) 및 제2 승강 부재(10b)를 개구 위치로 이동하여, 제1 덕트(9a)와 제2 덕트(9b)의 개구부(14)를 개방한다.

연속 열처리로를 운전할 때는, 기압 실린더(20, 22)를 작동시켜서, 제1 승강 부재(10a) 및 제2 승강 부재(10b)를 폐쇄로 이동하여, 제1 덕트(9a)와 제2 덕트(9b)의 개구부(14)를 강판(S)이 통과할 정도로 닫는다. 또한, 핸들(28)을 조작해서 샤프트(25)를 전진시킴으로써, 제1 누름 부재(11a) 및 제2 누름 부재(11b)의 테이퍼면(23)을 제1 승강 부재(10a) 및 제2 승강 부재(10b)에 접촉시켜, 제1 승강 부재(10a) 및 제2 승강 부재(10b)를 각각 제1 덕트(9a) 및 제2 덕트(9b)에 누른다.

그리고, 제1 챔버(1) 내의 분위기 가스를 도시하지 않은 순환 팬에 의해 가스 도입 라인(16a)을 통해서 제1 덕트(9a)에 밀봉 가스로서 도입하여, 그 밀봉 가스를 가스 취출구(15)로부터 개구부(14)를 통과하는 강판(S)을 향해서 제1 챔버(1) 측에 불어낸다. 또한, 제2 챔버(2) 내의 분위기 가스를 가스 도입 라인(16b)을 통해서 제2 덕트(9b)에 밀봉 가스로서 도입하여, 그 밀봉 가스를 가스 취출구(15)로부터 개구부(14)를 통과하는 강판(S)을 향해서 제2 챔버(2) 측에 불어낸다.

이때, 폐쇄 위치에 있는 제1 승강 부재(10a) 및 제2 승강 부재(10b)에 의해, 제1 덕트(9a)의 개구부(14)와 강판(S) 사이의 간극이 작아져 있으므로, 제1 덕트(9a)로부터 제1 챔버(1) 측에 취출된 밀봉 가스가 강판(S)의 흐름에 휩쓸려서 중간 챔버(8)에 진입하여, 제2 챔버(2) 측으로 흐르는 것이 더 감소된다.

또한, 제1 누름 부재(11a) 및 제2 누름 부재(11b)에 의해, 제1 승강 부재(10a) 및 제2 승강 부재(10b)가 제1 덕트(9a) 및 제2 덕트(9b)에 눌려져 있으므로, 승강 부재(10a, 10b)와 덕트(9a, 9b) 사이의 간극으로부터 중간 챔버(8)로의 밀봉 가스의 누출이 없어지게 된다. 가령, 중간 챔버(8)로의 밀봉 가스의 누출이 있어도, 중간 챔버(8) 내에 진입한 밀봉 가스는, 배기구(12)로부터 배기 라인(13)을 통해서 배출된다.

중간 챔버(8)로부터 가스를 배기함으로써, 제1 챔버(1)의 압력을 P1, 중간 챔버(8)의 압력을 P2, 제2 챔버(2)의 압력을 P3이라고 하면, P2＜P1＜P3으로 유지할 수 있다. 이것에 의해, 제1 챔버(1)와 제2 챔버(2)의 분위기 가스의 혼합을 효과적으로 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 밀봉 장치를 적용한 강판의 연속 열처리로의 단면도.

도 2는 도 1의 밀봉 장치의 확대도.

도 3은 도 2의 III-III선 단면도.

도 4는 도 2의 IV-IV선 단면도.

도 5는 승강 부재의 확대도.

도 6은 누름 부재의 확대도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 제1 챔버 2: 제2 챔버

3: 밀봉 장치 8: 중간 챔버

9a, 9b: 덕트 10a, 10b: 승강 부재

11a, 11b: 누름 부재 14: 개구부

23: 테이퍼면 25: 샤프트

S: 강판

Claims (2)

1. 강판의 제1 열처리 공정을 실행하는 제1 챔버와 제2 열처리 공정을 실행하는 제2 챔버와의 사이에 중간 챔버를 설치하고, 상기 중간 챔버의 상류측과 하류측에, 상기 제1 챔버와 상기 중간 챔버를 칸막이하도록 삽입된 제1 덕트와, 상기 중간 챔버와 상기 제2 챔버를 칸막이하도록 삽입된 제2 덕트를 설치하고, 상기 제1 덕트 및 제2 덕트는, 강판이 통과하는 개구부를 갖추고, 상기 개구부로부터 밀봉 가스를 강판을 향해서 취출(吹出)하고, 상기 중간 챔버로부터 가스를 배기하는 연속 열처리로의 밀봉 장치에 있어서,

   상기 제1 덕트 및 제2 덕트의 개구부와 동일하거나 또는 그 이상의 폭을 가지며, 각 덕트에 따라서 승강하는 상부재와 하부재로 이루어지고, 상기 개구부를 여는 개방 위치와, 상기 개구부를 강판이 통과할 정도로 닫는 폐쇄 위치로 이동할 수 있는 제1 승강 부재 및 제2 승강 부재와,

   상기 제1 승강 부재 및 제2 승강 부재가 폐쇄 위치에 있을 때에, 상기 제1 승강 부재 및 제2 승강 부재를 상기 제1 덕트 및 제2 덕트를 향해 눌러서, 상기 제1 승강 부재 및 제2 승강 부재와 상기 제1 덕트 및 제2 덕트 사이의 간극을 없애는 제1 누름 부재 및 제2 누름 부재를 설치한 것을 특징으로 하는 연속 열처리로의 밀봉 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1 누름 부재 및 제2 누름 부재는, 선단에 테이퍼면을 갖는 막대 형상의 부재를 포함하고, 상기 막대 형상의 부재를 축 방향으로 이동시켜서, 상기 테이퍼면을 상기 제1 승강 부재 및 제2 승강 부재의 상기 제1 덕트 및 제2 덕트와 대향하는 면의 반대측 면에 접촉시킴으로써, 상기 제1 승강 부재 및 제2 승강 부재를 상기 제1 덕트 및 제2 덕트를 향해 누르는 것을 특징으로 하는 연속 열처리로의 밀봉 장치.

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