KR100616256B1

KR100616256B1 - Electric furnace comprising dark wall heater

Info

Publication number: KR100616256B1
Application number: KR1020040076953A
Authority: KR
Inventors: 김인태
Original assignee: (주)써모텍
Priority date: 2004-09-24
Filing date: 2004-09-24
Publication date: 2006-08-31
Also published as: KR20060027993A

Abstract

본 발명은 챔버 내부에 놓여진 물품을 가열하는 전기로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 챔버 내부에 최소한 하나 이상의 다크 월을 구비한 전기로의 챔버 내부의 온도 분포를 보다 균일하게 유지할 수 있는 전기로 구조에 관한 것이다. 본 발명은 단열 물질을 포함하는 복수의 벽면에 의해 열처리 공간을 형성하는 챔버, 상기 복수의 벽면 중 일부 벽면에 근접하여 배치되는 저항 발열체 및 상기 복수의 벽면 중 상기 발열체에 근접하지 않는 최소한 하나 이상의 벽면에서 상기 열처리 공간에 노출되지 않은 상태로 상기 벽면의 상기 단열 물질 내에 매몰 장착되는 다크 월 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기로를 제공한다. 본 발명에 따르면, 내부 온도 분포가 균일한 챔버를 갖는 전기로를 제공할 수 있다.The present invention relates to an electric furnace for heating an article placed inside the chamber, and more particularly, to an electric furnace structure capable of maintaining a more uniform temperature distribution inside the chamber of the electric furnace having at least one dark wall inside the chamber. will be. The present invention provides a chamber for forming a heat treatment space by a plurality of wall surfaces including a heat insulating material, a resistance heating element disposed in proximity to some of the plurality of wall surfaces, and at least one wall surface not in proximity to the heating element among the plurality of wall surfaces. In the present invention provides an electric furnace comprising a dark wall heater buried in the heat insulating material of the wall in a state not exposed to the heat treatment space. According to the present invention, it is possible to provide an electric furnace having a chamber having a uniform internal temperature distribution.

전기로, 다크 월, 다크 월 히터, 온도 분포Furnace, Dark Wall, Dark Wall Heater

Description

다크 월 히터를 구비한 전기로{ELECTRIC FURNACE COMPRISING DARK WALL HEATER}ELECTRIC FURNACE COMPRISING DARK WALL HEATER}

도 1은 종래의 전기로의 챔버 단면을 도시한 개략도이다.1 is a schematic view showing a chamber cross section of a conventional electric furnace.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기로의 챔버 단면을 도시한 개략도이다.2 is a schematic view showing a chamber cross section of an electric furnace according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 다크 월 히터가 장착된 도어측 내벽을 부분 절개하여 도시한 사시도이다.3 is a perspective view showing a partially cut in the inner wall of the door side is mounted with a dark wall heater according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기로의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.4 is a block diagram schematically showing the configuration of an electric furnace according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기로의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.5 is a block diagram schematically showing the configuration of an electric furnace according to another embodiment of the present invention.

<도면의 부호에 대한 간략한 설명><Brief description of the symbols in the drawings>

100, 200 : 챔버 110, 210 : 발열체100, 200: chamber 110, 210: heating element

122A, 122B, 222A, 222B : 챔버 벽면 122A, 122B, 222A, 222B: Chamber Wall

124A, 124B, 224A, 224B : 챔버 벽면(다크 월)124A, 124B, 224A, 224B: Chamber wall (dark wall)

140, 240, 242, 244, 246 : 열전대 150 : 챔버 도어140, 240, 242, 244, 246: thermocouple 150: chamber door

230, 230A, 230B : 다크 월 히터 310 : 전원230, 230A, 230B: Dark Wall Heater 310: Power

320 : 제어기320: controller

본 발명은 챔버 내부에 놓여진 물품을 가열하는 전기로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 챔버 내부에 최소한 하나 이상의 다크 월을 구비한 전기로의 챔버 내부의 온도 분포를 보다 균일하게 유지할 수 있는 전기로 구조에 관한 것이다.The present invention relates to an electric furnace for heating an article placed inside the chamber, and more particularly, to an electric furnace structure capable of maintaining a more uniform temperature distribution inside the chamber of the electric furnace having at least one dark wall inside the chamber. will be.

전기로는 챔버 내벽에 일정한 형상의 전기 저항을 갖는 발열체를 설치하여 상기 챔버 내부에 놓여진 물품을 열처리하는 장치이다. 상기 전기로의 저항 발열체는 발열체의 형상에 따라 용수철 모양을 갖는 와이어 형태의 발열체, 봉형태의 발열체, U자형 발열체 등 다양한 형상의 발열체가 사용된다. An electric furnace is a device that heat-treats an article placed inside the chamber by installing a heating element having a predetermined electrical resistance on the inner wall of the chamber. The resistance heating element of the electric furnace is a heating element of various shapes such as a wire-shaped heating element having a spring shape, a rod-shaped heating element, a U-shaped heating element according to the shape of the heating element.

상기 발열체는 챔버내에 하나 이상 장착될 수 있으며, 챔버 내부의 온도를 균일하게 유지하기 위해 일정한 간격으로 배치된다. 통상, 열처리 대상물의 취급 편의와 관련한 구조적 문제 및/또는 열효율상의 문제로 상기 발열체는 상기 챔버 내벽 중 일부에만 설치되는 것이 일반적이다.One or more heating elements may be mounted in the chamber, and are arranged at regular intervals to maintain a uniform temperature inside the chamber. In general, the heating element is generally installed only on a part of the inner wall of the chamber due to structural problems and / or thermal efficiency related to the handling convenience of the heat treatment object.

도 1은 이와 같은 발열체가 배열된 전기로의 챔버(100) 단면을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1은 단면상으로 사각형 구조를 가진 박스형 챔버(100)를 도시하고 있지만, 통상 챔버(100)의 형상은 이에 구애받지 않으며, 원통형 등 다양한 형상으로 설계될 수 있다.1 is a view schematically showing a cross section of a chamber 100 of an electric furnace in which such a heating element is arranged. Although FIG. 1 illustrates a box-shaped chamber 100 having a rectangular structure in cross section, the shape of the chamber 100 is not limited thereto and may be designed in various shapes such as a cylindrical shape.

도 1을 참조하면, 챔버 내벽(122A, 122B, 124A, 124B)은 내화물과 같은 단열 물질에 의해 구성되며, 발열체(110)는 상기 내벽(122A, 122B, 124A, 124B) 외부로 노출되어 있다. 도 1에서 상기 발열체(110)는 병렬로 연결된 복수의 봉형 발열체이다. 상기 챔버 내벽(122A, 122B, 124A, 124B)은 상기 발열체가 설치된 주변의 내벽(122A, 122B)과 상기 발열체가 설치되지 않은 내벽(124A, 124B)(이하, 이를 '다크 월(dark wall)'이라 한다)으로 구분할 수 있다.Referring to FIG. 1, the chamber inner walls 122A, 122B, 124A, and 124B are made of a heat insulating material such as refractory, and the heating element 110 is exposed to the outside of the inner walls 122A, 122B, 124A, and 124B. In FIG. 1, the heating element 110 is a plurality of rod-shaped heating elements connected in parallel. The chamber inner walls 122A, 122B, 124A, and 124B include inner walls 122A and 122B around the heating element and inner walls 124A and 124B without the heating element (hereinafter, referred to as 'dark wall'). ).

통상 박스형 전기로의 경우 챔버 내벽 중 2면 ~ 4면 정도가 다크 월로 구성된다. 이와 같은 다크 월은 발열체(110) 배면의 내벽(122A, 122B)과 달리 발열체(110)로부터 멀리 떨어져 있기 때문에 상대적으로 낮은 온도를 나타낸다. In the case of a box-type electric furnace, two to four sides of the inner wall of the chamber are composed of dark walls. The dark wall exhibits a relatively low temperature because the dark wall is far from the heating element 110, unlike the inner walls 122A and 122B on the rear surface of the heating element 110.

이와 같은 다크 월의 존재는 챔버 내부 공간의 온도 불균일을 조장하는 주요한 원인이다. 챔버 내부의 불균일한 온도 분포는, 한꺼번에 처리된 물품간에 상이한 특성을 나타내게 할 뿐만 아니라 공정의 재현성 확보도 어렵게 한다. 또한, 열처리시 요구되는 공정 온도 범위에 속하는 소위 핫존(hot zone)의 영역이 매우 좁아지게 되어 사용 가능한 챔버의 유효 부피가 축소시킨다.The presence of such dark walls is a major cause of temperature non-uniformity in the interior of the chamber. The nonuniform temperature distribution inside the chamber not only results in different properties between the articles processed at once, but also makes it difficult to ensure the reproducibility of the process. In addition, the area of the so-called hot zone belonging to the process temperature range required during the heat treatment becomes very narrow, thereby reducing the effective volume of the available chamber.

이와 같은 온도 분포 불균일 현상은 특히 고온 전기로, 예컨대 1000 ℃ 이상의 온도에서 동작하는 전기로의 경우에는 더욱 심각하게 나타난다.Such uneven distribution of temperature is particularly acute in high temperature furnaces, for example in electric furnaces operating at temperatures above 1000 ° C.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 챔버 내의 온도 분포를 균일하게 유지할 수 있는 전기로 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an electric furnace structure capable of maintaining a uniform temperature distribution in a chamber.

전술한 종래 기술의 전기로에서 챔버 내부의 온도는 주로 발열체로부터의 복 사열과 상기 복사열 중 챔버 단열벽의 두께 방향으로 외부로 전달되는 전도열의 차이에 의해 좌우된다. 상기 다크 월은 상기 발열체로부터의 거리가 멀고, 발열체와 마주하고 있지 않기 때문에 발열체로부터 받는 복사열은 다른 벽면에 비해 상대적으로 적은 반면, 단열벽을 통해 빠져나가는 열량은 발열체가 장착된 측의 벽면과 차이가 거의 없다. 따라서, 다크 월 표면은 발열체가 장착된 측의 벽면에 비해 낮은 온도를 나타낸다. 상기 다크 월의 벽면을 보다 효율적인 단열재를 사용하여 단열함으로써 이 문제를 해결할 수 있지만, 현재의 전기로 기술로는 챔버 내부의 온도 불균일을 해소할 만큼 충분한 단열 특성을 갖는 단열 물질을 제공하는 것은 어려우며, 경제적으로도 곤란하다.In the above-described electric furnace of the prior art, the temperature inside the chamber mainly depends on the difference between the radiant heat from the heating element and the conduction heat transmitted to the outside in the thickness direction of the chamber insulation wall during the radiant heat. Since the dark wall is far from the heating element and does not face the heating element, radiant heat received from the heating element is relatively smaller than that of other walls, whereas the amount of heat that escapes through the insulating wall is different from that of the side on which the heating element is mounted. There is almost no. Thus, the dark wall surface exhibits a lower temperature than the wall surface of the side on which the heating element is mounted. This problem can be solved by insulating the wall of the dark wall with more efficient insulation, but current electric furnace technology is difficult to provide an insulating material with sufficient insulating properties to eliminate temperature unevenness inside the chamber, It is also difficult economically.

본 발명자는 이와 같은 점에 착안하여 챔버 벽면에 입사된 복사열 중 챔버 외부로 전도되는 전도열의 비율을 감소시킴으로써 전기로 내부의 온도 분포를 균일하게 하는 전기로 구조를 제안한다.In view of the above, the present inventor proposes an electric furnace structure in which the temperature distribution inside the furnace is uniform by reducing the ratio of the conduction heat conducted to the outside of the chamber among the radiant heat incident on the chamber wall.

상기 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명은, 단열 물질을 포함하는 복수의 벽면에 의해 열처리 공간을 형성하는 챔버, 상기 복수의 벽면 중 일부 벽면에 근접하여 배치되는 저항 발열체 및 상기 복수의 벽면 중 상기 발열체에 근접하지 않는 최소한 하나 이상의 벽면에서 상기 열처리 공간에 노출되지 않은 상태로 상기 벽면의 상기 단열 물질 내에 매몰 장착되는 다크 월 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기로를 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention provides a chamber for forming a heat treatment space by a plurality of wall surfaces including a heat insulating material, a resistance heating element disposed in proximity to some wall surfaces of the plurality of wall surfaces, and the heating element among the plurality of wall surfaces. And a dark wall heater embedded in the thermal insulation material of the wall without being exposed to the heat treatment space on at least one or more wall surfaces not adjacent to the wall.

본 발명에서 상기 전기로는 상기 챔버 내부에 장착되는 제1 온도 검출 수단 및 제2 온도 검출 수단을 포함하고, 상기 저항 발열체는 상기 제1 온도 검출 수단 의 온도 정보에 기초하여 구동되며, 상기 다크 월 히터는 상기 제2 온도 검출 수단의 온도 정보에 기초하여 구동될 수 있다.In the present invention, the electric furnace includes a first temperature detecting means and a second temperature detecting means mounted in the chamber, the resistance heating element is driven based on the temperature information of the first temperature detecting means, the dark wall heater May be driven based on the temperature information of the second temperature detection means.

본 발명에서 상기 다크 월 히터의 발열 온도는 상기 메인 히터의 발열 온도보다 300 ~ 500 ℃ 낮은 온도로 구동되는 것이 바람직하다.In the present invention, the heat generation temperature of the dark wall heater is preferably driven to a temperature 300 ~ 500 ℃ lower than the heat generation temperature of the main heater.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상술한다. 이하 참조되는 본 발명의 도면에서 동일한 참조 번호는 동일 또는 유사한 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings of the present invention referred to below, like reference numerals refer to like or similar components.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기로의 챔버(200) 단면을 도시한 개략도이다.2 is a schematic diagram showing a cross section of a chamber 200 of an electric furnace according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 실시예에서 상기 전기로 챔버(200)는 좌우 벽면(222A, 222B), 전후 벽면(224A, 224B) 및 상하 벽면으로 구성된 박스형 챔버이다. 그러나 본 발명의 전기로 구조는 이와 같은 특정한 형상의 챔버에 한정되지 않는다. Referring to FIG. 2, in the present embodiment, the furnace chamber 200 is a box-type chamber including left and right wall surfaces 222A and 222B, front and rear wall surfaces 224A and 224B, and top and bottom wall surfaces. However, the electric furnace structure of the present invention is not limited to such a specific shaped chamber.

상기 챔버(200)에서 좌우 벽면(222A, 222B)에는 벽면을 따라 근접한 위치에 저항 발열체(210)가 배열되어 있다. 상기 발열체(210)는 도시된 바와 같이 봉형 발열체일 수도 있으나, 다양한 형태로 성형 가능한 와이어 형태의 발열체일 수 있다. 또한 상기 발열체(210)로는 칸탈, 슈퍼 칸탈, Mo 합금과 같은 금속 재질, 실리콘 카바이드, 지르코니아 계열의 세라믹 재질의 발열체가 사용될 수 있다. In the chamber 200, resistance heating elements 210 are arranged at positions adjacent to the left and right wall surfaces 222A and 222B along the wall surface. The heating element 210 may be a rod-shaped heating element as shown, but may be a heating element in a wire form that can be molded into various shapes. In addition, as the heating element 210, a heating element made of a metal material such as cantal, super cantal, Mo alloy, silicon carbide, or zirconia-based ceramic material may be used.

상기 챔버(200)의 전후 벽면(224A, 224B) 및 상하 벽면(도시하지 않음)은 발열체가 배열되어 있지 않으며, 따라서 전술한 다크 월에 해당된다. The front and rear wall surfaces 224A and 224B and the upper and lower wall surfaces (not shown) of the chamber 200 are not arranged with a heating element, and thus correspond to the dark wall described above.

본 발명에서 이와 같은 다크 월들(224A, 224B) 중 최소한 하나 이상의 다크 월에는 도시된 바와 같이, 다크 월 히터(230A, 230B)가 구비되어 있다. 상기 다크 월 히터(230A, 230B)는 상기 챔버(200)의 유지 온도에 따라 적절한 발열 온도를 갖는 히터가 사용될 수 있다. 바람직하게는 상기 다크 월 히터(230A, 230B)는 상기 발열체(210)가 발열 가능한 최고 온도보다 약 300 ~ 500 ℃ 이하의 최고 발열 온도를 갖는 것이 바람직하다. 상기 전기로의 최고 발열 온도가 약 1500 ℃ 정도에서 운전되는 전기로인 경우, 상기 다크 월 히터는 약 1000 ~ 1200 ℃에서 발열 가능한 히터인 것이 바람직하다. 이것은 본 발명의 전기로의 동작시 상기 다크 월 히터(230A, 230B)의 발열 온도가 상기 발열체(210)의 발열 온도보다 약 300 ~ 500 ℃ 이하의 온도에서 동작하기 때문이다.In the present invention, at least one or more of the dark walls 224A and 224B are provided with the dark wall heaters 230A and 230B, as shown. As the dark wall heaters 230A and 230B, a heater having an appropriate heat generation temperature may be used according to the holding temperature of the chamber 200. Preferably, the dark wall heaters 230A and 230B preferably have a maximum exothermic temperature of about 300 to 500 ° C. or less than the maximum temperature at which the heat generator 210 can generate heat. When the maximum heating temperature of the electric furnace is an electric furnace operated at about 1500 ° C, the dark wall heater is preferably a heater capable of generating heat at about 1000 ~ 1200 ° C. This is because the heat generation temperatures of the dark wall heaters 230A and 230B operate at a temperature of about 300 to 500 ° C. or lower than the heat generation temperature of the heat generator 210 during the operation of the electric furnace of the present invention.

성형 용이성 및 경제성을 고려할 때, 본 발명의 다크 월 히터(230A, 230B)로는 니켈-크롬 합금 또는 철-크롬-알루미늄 합금과 같은 금속 합금계 히터를 사용하는 것이 바람직하다. 그러나 본 발명이 세라믹 히터와 같은 다른 재질의 히터가 사용되는 것을 배제하는 것은 아니다.In view of ease of molding and economy, it is preferable to use a metal alloy heater such as a nickel-chromium alloy or an iron-chromium-aluminum alloy as the dark wall heaters 230A and 230B of the present invention. However, the present invention does not exclude the use of heaters of other materials, such as ceramic heaters.

상기 다크 월 히터(230A, 230B))는 상기 다크 월의 벽면 전체 또는 일부를 커버하도록 장착될 수 있다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 다크 월 히터가 장착된 도어(250)측 내벽(224A)을 부분 절개하여 도시한 사시도이다. 도시된 바와 같이 단열재 내화물(225, 226) 사이에 지그재그로 성형된 와이어 형태의 다크 월 히터(232)가 벽면(224A) 전체를 커버하도록 설치되어 있다. 본 발명에서 상기 다크 월 히터(232)는 상기 내화물의 내부에 장착되는 것이 바람직하다. 이와 같이 장착함으로써 상기 다크 월 히터(232)가 방출하는 열량은 내화물(225, 226)에 직접 전 도될 수 있다. 상기 다크 월 히터(232)가 상기 내화물(225) 외측 표면에 장착되는 경우, 상기 다크 월 히터(232)로부터 생성되는 열 중 많은 부분이 복사열의 형태로 상기 챔버의 내부 공간으로 방출되어 상기 다크 월의 내화물(225, 226)에 전달되는 열량은 적어지게 되며, 챔버 내부의 온도 불균일을 해소하는 효과는 미미해진다. The dark wall heaters 230A and 230B may be mounted to cover all or part of the wall surface of the dark wall. FIG. 3 is a perspective view of a partially cutaway inner wall 224A of a door 250 side in which a dark wall heater is mounted according to an embodiment of the present invention. As shown, a dark wall heater 232 in the form of a zigzag wire formed between the insulation refractory materials 225 and 226 is installed to cover the entire wall surface 224A. In the present invention, the dark wall heater 232 is preferably mounted inside the refractory. By mounting in this way, the amount of heat emitted by the dark wall heater 232 may be directly transferred to the refractory materials 225 and 226. When the dark wall heater 232 is mounted on the outer surface of the refractory 225, a large portion of the heat generated from the dark wall heater 232 is released to the inner space of the chamber in the form of radiant heat to the dark wall The amount of heat delivered to the refractory materials 225 and 226 is reduced, and the effect of eliminating the temperature unevenness inside the chamber is insignificant.

본 발명에서 상기 다크 월 히터(232)는 상기 내화물 전체 두께에 대해 상기 챔버 내벽 표면으로부터 5 ~ 95 % 범위의 지점에 존재하는 것이 바람직하다.In the present invention, the dark wall heater 232 is preferably present at a point in the range of 5 to 95% from the surface of the chamber inner wall with respect to the total thickness of the refractory.

본 발명에 따르면, 상기 다크 월이 경험하는 복사열의 량은 종래의 전기로와 동일하다. 다만, 상기 다크 월 히터의 방출 열량이 챔버 외부로 전도되기 때문에 발열체에 의해 입사된 복사열 중 전도되어 챔버 외부로 방출되는 열량을 감소시킨다. 이에 따라, 다크 월의 표면 온도가 높아지게 되며, 결국 챔버 내부의 온도 불균일이 해소된다.According to the present invention, the amount of radiant heat experienced by the dark wall is the same as in a conventional electric furnace. However, since the amount of heat emitted from the dark wall heater is conducted outside the chamber, the amount of heat emitted from the radiant heat incident by the heating element to be emitted outside the chamber is reduced. As a result, the surface temperature of the dark wall is increased, and thus, temperature nonuniformity inside the chamber is eliminated.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 발열체의 복사열 및 다크 월 표면 온도 등을 고려할 때 챔버 내부의 온도를 균일하게 유지하기 위해 적절한 상기 다크 월 히터의 발열 온도는 상기 발열체의 발열 온도보다 약 300 ~ 500 ℃이하인 것이 바람직하다. According to a preferred embodiment of the present invention, in consideration of the radiant heat of the heating element and the dark wall surface temperature, etc., the heat generation temperature of the dark wall heater suitable for maintaining the temperature inside the chamber uniformly is about 300 to the exothermic temperature of the heating element. It is preferable that it is 500 degrees C or less.

본 발명에서 상기 다크 월 히터로는 전술한 바와 같이 와이어 형태의 발열체가 사용될 수 있지만, 면상 발열체가 사용될 수도 있다. In the present invention, as the dark wall heater, a heating element in the form of a wire may be used as described above, but a planar heating element may be used.

도 4를 참조하면, 본 발명의 전기로는 챔버(200), 상기 챔버(200)의 발열체 (210)에 전원을 공급하는 전원(310) 및 상기 전원(310)의 동작을 제어하는 제어기(320)를 포함하여 구성된다. 상기 제어기(320)는 상기 챔버 내부의 온도 센서, 예컨대 열전대(240, thermocouple, TC)로부터 신호를 수신하여 상기 발열체에 공급되는 전원(310)의 전류를 제어한다. 또한, 상기 제어기(320)는 다크 월 히터(230)에 공급되는 전류를 제어한다. 본 발명에서 상기 제어기(320)로는 프로그램 가능한 상용의 PID 제어기가 사용될 수 있으며, 도면에서는 상기 제어기(320)가 상기 발열체(210) 및 상기 다크 월 히터(230)를 통합 제어하는 것으로 도시하고 있지만, 본 발명의 전기로는 상기 다크 월 히터(230)를 제어하는 별도의 제어기를 구비할 수도 있다. Referring to FIG. 4, the electric furnace of the present invention includes a chamber 200, a power supply 310 for supplying power to the heating element 210 of the chamber 200, and a controller 320 for controlling the operation of the power supply 310. It is configured to include. The controller 320 receives a signal from a temperature sensor inside the chamber, such as a thermocouple 240, a thermocouple 240, and controls a current of the power supply 310 supplied to the heating element. In addition, the controller 320 controls the current supplied to the dark wall heater 230. In the present invention, a programmable PID controller may be used as the controller 320. In the drawing, the controller 320 is illustrated as integrated control of the heating element 210 and the dark wall heater 230. The electric furnace of the present invention may include a separate controller for controlling the dark wall heater 230.

본 발명에서 상기 제어기(320)에 의한 다크 월 히터(230)의 제어는 다양한 방식으로 수행될 수 있다. 예컨대, 상기 제어기(320)는 상기 발열체(210)에 의한 상기 챔버의 승온 과정 중의 적절한 시점에 상기 다크 월 히터(230)를 가동하거나, 상기 챔버의 온도가 열처리 온도에 도달하였을 때, 일정한 전류를 흘려줌으로써 상기 다크 월 히터(230)를 가동할 수 있다. 또한 상기 제어기(320)는 소정의 온도 스케줄에 따라 상기 다크 월 히터(230)를 가동할 수도 있으며, 상기 발열체(210)의 온도에 따라 상기 다크 월 히터(230)에 흐르는 전류량을 조절하는 방식으로 상기 다크 월 히터를 가동할 수도 있다. In the present invention, the control of the dark wall heater 230 by the controller 320 may be performed in various ways. For example, the controller 320 operates the dark wall heater 230 at an appropriate time during the temperature raising process of the chamber by the heating element 210, or when the temperature of the chamber reaches the heat treatment temperature, the controller 320 generates a constant current. By flowing, the dark wall heater 230 may be operated. In addition, the controller 320 may operate the dark wall heater 230 according to a predetermined temperature schedule, and adjust the amount of current flowing through the dark wall heater 230 according to the temperature of the heating element 210. The dark wall heater may be operated.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기로의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 도시된 바와 같이, 상기 전기로는 챔버(200) 내부에 복수의 열전대(242, 244, 246)를 포함하고 있다는 점에서 도 4의 전기로와는 상이하다. 5 is a block diagram schematically showing the configuration of an electric furnace according to another embodiment of the present invention. As shown, the electric furnace is different from the electric furnace of FIG. 4 in that it includes a plurality of thermocouples 242, 244, 246 inside the chamber 200.

도 5에서 제1 열전대(242)는 상기 챔버(200)의 핫존 부근에 장착되어 상기 챔버 내부의 온도를 측정한다. 측정된 신호는 제어기(320)로 전달되는데, 상기 제어기(320)는 상기 제1 열전대(TC1, 242)의 신호에 따라 상기 발열체(210)에 공급되는 전류량을 제어하여, 상기 챔버 내부의 온도가 사전 설정된 열처리 스케줄을 따르도록 한다. 제2 열전대(TC2, 244)는 상기 챔버의 다크 월 표면 또는 그 내부에 장착되어 상기 다크 월 표면 또는 내부의 온도를 측정한다. In FIG. 5, the first thermocouple 242 is mounted near the hot zone of the chamber 200 to measure the temperature inside the chamber. The measured signal is transmitted to the controller 320. The controller 320 controls the amount of current supplied to the heating element 210 according to the signals of the first thermocouples TC1 and 242 so that the temperature inside the chamber is increased. Follow the pre-set heat treatment schedule. The second thermocouples TC2 and 244 are mounted on or in the dark wall surface of the chamber to measure the temperature of the dark wall surface or the inside thereof.

상기 제어기(320)는 상기 제2 열전대(244)에서 측정된 신호에 근거하여 상기 다크 월 히터(230)를 구동한다. 본 발명에서 상기 제어기(320)가 상기 제2 열전대(244)의 온도 정보를 기초로 상기 다크 월 히터(230)를 구동한다는 것의 의미는 상기 제2 열전대(244)의 신호만을 기초로 다크 월 히터를 구동하는 것과 상기 제2 열전대(242)와 상기 제1 열전대(242)의 신호를 함께 고려하여 상기 다크 월 히터(230)를 구동하는 것을 포함한다. The controller 320 drives the dark wall heater 230 based on the signal measured by the second thermocouple 244. In the present invention, the controller 320 drives the dark wall heater 230 based on the temperature information of the second thermocouple 244. The dark wall heater is based on only the signal of the second thermocouple 244. Driving the dark wall heater 230 in consideration of the signals of the second thermocouple 242 and the first thermocouple 242 together.

전자의 예로, 상기 제어기는 상기 제2 열전대의 신호에 따라 상기 다크 월 표면이 사전 설정된 온도를 따르고 있는지 여부를 판단하여 상기 다크 월 히터를 구동할 수 있다. 후자의 예로, 상기 제어기는 상기 제1 열전대와 상기 제2 열전대로부터 측정된 온도가 소정의 범위를 벗어날 때 상기 다크 월 히터를 구동할 수 있다. As an example of the former, the controller may drive the dark wall heater by determining whether the dark wall surface follows a preset temperature according to the signal of the second thermocouple. In the latter example, the controller may drive the dark wall heater when the temperature measured from the first thermocouple and the second thermocouple is out of a predetermined range.

본 실시예에서는 이와 같이 다크 월의 온도를 검출함으로써 상기 다크 월 히터의 구동 시점을 적절히 선택할 수 있다. 이것은 다크 월 히터에 소모되는 전력을 최소화하는 데 도움을 준다. 또한, 본 실시예의 전기로는 상기 제2 열전대(244)에 서 검출된 신호에 따라 상기 다크 월 히터에 인가되는 전류량을 적절히 제어할 수 있다. 이것은 챔버 내부의 온도를 보다 균일하게 유지할 수 있게 한다. 예컨대, 상기 제어기는 상기 제1 열전대와 상기 제2 열전대의 온도차를 지속적으로 모니터링하여, 상기 제어기는 상기 제1 열전대와 상기 제2 열전대의 온도차가 소정 범위에서 유지되도록 상기 다크 월 히터의 발열 온도를 제어함으로써, 챔버 내부의 온도를 보다 균일하게 할 수 있게 한다. In this embodiment, the driving time of the dark wall heater can be appropriately selected by detecting the temperature of the dark wall. This helps to minimize the power consumed by the dark wall heater. In addition, the electric furnace of the present embodiment can appropriately control the amount of current applied to the dark wall heater according to the signal detected by the second thermocouple 244. This makes it possible to keep the temperature inside the chamber more uniform. For example, the controller continuously monitors the temperature difference between the first thermocouple and the second thermocouple, so that the controller adjusts the exothermic temperature of the dark wall heater so that the temperature difference between the first thermocouple and the second thermocouple is maintained within a predetermined range. By controlling, the temperature inside a chamber can be made more uniform.

한편, 전기로 내부의 복수의 벽면에 다크 월 히터가 설치되는 경우에는 본 발명의 전기로는 상기 복수의 다크 월의 온도를 개별적으로 측정하기 위한 복수의 열전대(TC2, ..., TCn)를 구비할 수 있으며, 이들 열전대(TC2, ..., TCn)의 신호에 따라 복수의 다크 월 히터를 개별적으로 제어할 수도 있다.On the other hand, when the dark wall heater is installed on a plurality of wall surfaces inside the electric furnace, the electric furnace of the present invention is provided with a plurality of thermocouples (TC2, ..., TCn) for measuring the temperature of the plurality of dark walls individually In addition, the plurality of dark wall heaters may be individually controlled in accordance with the signals of these thermocouples TC2, ..., TCn.

이상 설명한 본 발명의 실시예는 본 발명을 한정하는 것이 아니라 본 발명의 바람직한 구현 형태를 예시한 것에 불과하다. 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 상술한 본 발명의 실시예로부터 다양한 실시예를 도출해 낼 수 있을 것이며, 이와 같은 정도의 변경 내지 변형은 후술하는 본 발명의 청구항의 권리 범위에 속한다 할 것이다.The embodiments of the present invention described above are not intended to limit the present invention but merely illustrate preferred embodiments of the present invention. Those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to derive various embodiments from the above-described embodiments of the present invention without departing from the scope of the technical idea of the present invention. Modifications to be within the scope of the claims of the present invention to be described later.

본 발명에 따르면, 구조적 및/또는 경제적 이유로 발생하는 다크 월의 존재에 의해 발생하는 챔버 내부의 온도 불균일을 해소할 수 있는 전기로 구조를 제공할 수 있다. 본 발명의 전기로 구조는 다크 월의 내부에 매몰된 다크 월 히터를 사 용함으로써 다크 월의 온도를 상승시켜 복사열의 불균형으로 인한 챔버 내부의 온도 불균일을 개선한다. 이에 따라 다크 월 표면의 온도를 효율적으로 관리할 수 있게 된다. According to the present invention, it is possible to provide an electric furnace structure capable of eliminating the temperature unevenness inside the chamber caused by the presence of the dark wall occurring for structural and / or economic reasons. The electric furnace structure of the present invention increases the temperature of the dark wall by using the dark wall heater embedded in the dark wall, thereby improving the temperature unevenness inside the chamber due to the imbalance of radiant heat. This makes it possible to efficiently manage the temperature of the dark wall surface.

또한, 본 발명의 전기로 구조는 매우 간단한 구성을 취하고 있어, 종래 기 제작된 전기로의 개조에도 쉽게 응용될 수 있다.In addition, the electric furnace structure of the present invention has a very simple configuration, it can be easily applied to the retrofit of a conventional electric furnace manufactured.

또한 본 발명에 따르면, 상기 다크 월 히터용 열전대를 추가로 장착함으로써 다크 월 표면의 온도 상태를 지속적으로 모니터링함으로써 챔버 내부의 온도 불균일을 동적으로 관리할 수 있다.In addition, according to the present invention, by additionally mounting the thermocouple for the dark wall heater it is possible to dynamically manage the temperature non-uniformity inside the chamber by continuously monitoring the temperature state of the surface of the dark wall.

Claims

단열 물질을 포함하는 복수의 벽면에 의해 열처리 공간을 형성하는 챔버;A chamber defining a heat treatment space by a plurality of wall surfaces comprising an insulating material;

상기 복수의 벽면 중 일부 벽면에 근접하여 배치되는 저항 발열체; 및A resistance heating element disposed close to a part of the plurality of wall surfaces; And

상기 복수의 벽면 중 상기 발열체에 근접하지 않는 최소한 하나 이상의 벽면에서 상기 열처리 공간에 노출되지 않은 상태로 상기 벽면의 상기 단열 물질 내에 매몰 장착되는 다크 월 히터를 포함하고, A dark wall heater buried in the heat insulating material on the wall without being exposed to the heat treatment space on at least one of the plurality of wall surfaces not adjacent to the heating element;

상기 다크 월 히터의 발열 온도는 상기 메인 히터의 발열 온도보다 300 ~ 500 ℃ 낮은 온도로 구동되는 것을 특징으로 하는 전기로.The heat generating temperature of the dark wall heater is an electric furnace, characterized in that driven at a temperature 300 ~ 500 ℃ lower than the heat generating temperature of the main heater.

제1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 챔버 내부에 장착되는 제1 온도 검출 수단 및 제2 온도 검출 수단을 포함하고,A first temperature detecting means and a second temperature detecting means mounted in the chamber,

상기 저항 발열체는 상기 제1 온도 검출 수단의 온도 정보에 기초하여 구동되며, 상기 다크 월 히터는 상기 제2 온도 검출 수단의 온도 정보에 기초하여 구동되는 것을 특징으로 하는 전기로.And the resistance heating element is driven based on temperature information of the first temperature detection means, and the dark wall heater is driven based on temperature information of the second temperature detection means.

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