도 1 내지 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 등온 제어냉각장치를 도시한 것으로, 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 등온 제어냉각장치의 측면 단면도를, 도 2는 도 1에 도시된 등온 제어냉각장치의 정면 단면도를 각각 나타낸 것이다.
상기 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 등온 제어냉각장치(200)는 베이스(10)와, 급냉구간(30)과 균열구간(40)으로 구성된 소둔로(20)와, 배기구(50)와, 시르코팬(60)과, 공기공급부(70)와, 냉각수 라인(120)과, 급냉구간 온도측정 장치(80)와 균열구간 온도측정 장치(90)와, 메쉬벨트(100)와 구동부(110)와 컨트롤 박스(130)를 포함하고 있다.
상기 베이스(10)는 강판과 형강으로 만든 구조물로 소둔로(20)가 얹혀지게 되는 장치로, 그 내부는 소둔로(20)를 지탱할 수 있는 지지대(13)와 소둔로(20) 내부의 온도를 높일 수 있는 전열선(11,12)을 포함하고 있다.
상기 소둔로(20)는 상기 베이스(10) 상부에 얹혀지며, 강판과 형강으로 만든 구조물로 선단은 1차 가열로(300)를 지난 제품이 유입되는 유입구(22)가, 후단은 소려로로 제품이 넘어갈 수 있도록 된 유출구(23)로 되어 있으며, 내부는 내화물(21,24)로 충진되어 내부 온도의 반출을 차단할 수 있도록 되어 있다.
또한, 상기 소둔로(20) 내부 양 옆면 내화물(31,41)의 외벽 바깥쪽으로 빈 공간(121)을 확보하여, 냉각수 라인(120)이 형성되어 있으며, 소둔로(20) 내부 양 옆면의 내화물(31,41)에는 전열선(33,43)이 돌출되어 부착되어, 온도를 높일 수 있도록 되어있으며, 그 양 옆면 내화물(31,41) 하부에는 복수 개의 구멍(32,42)이 형 성되어, 온도 조절시 내화물(31,41) 외벽 바깥쪽으로 형성된 빈 공간(121)과 공기가 유통되어 빠르게 냉각 시킬 수 있도록 되어있으며, 소둔로(20) 내부는 2개의 구간으로 나누어져, 그 2개 구간은 서로 상이한 온도로 조절 가능한 급냉구간(30)과 균열구간(40)으로 되어있다.
상기 배기구(50)는 상기 소둔로(20) 상부면에 위치하되 급냉구간(30) 중앙에 관통하여 위치하며, 급냉구간(30) 내부의 뜨거운 공기를 흡입하여 외부로 배출하여, 급냉구간(30) 내부의 온도를 냉각시키는 온도조절 수단의 하나로 사용된다.
상기 시르코팬(60)은 상기 소둔로(20) 상부면에 위치하되, 균열구간(40) 중앙에 관통하여 위치하며, 균열구간(40) 내부의 공기를 강제대류(45) 시킴으로써 내부를 고루 가열되도록 한다.
상기 공기공급부(70)는 상기 베이스(10) 하부에 위치하며, 외부로부터 단절된 일정한 빈 공간(76,77)을 확보하되, 상기 소둔로(20) 내부와는 관통된 복수개의 관통공(74,75)을 형성하여, 급기(71)를 통해 외부 공기를 내부로 흡입하여, 복수개의 브로아(72,73)를 이용하여 흡입한 공기를 관통공(74,75)으로 불어넣어 상기 소둔 로(20) 내부의 내화물(31)에 형성된 복수개의 구멍(32,42)으로 공기가 유통되어, 소둔로(20) 내부의 온도를 냉각시키는 온도조절 수단의 하나로 사용된다.
상기 냉각수 라인(120)은 상기 소둔로(20) 내부의 온도를 냉각시키는 온도조절 수단의 하나로, 상기 도 2에 도시된 바와 같이, 소둔로(20) 내부의 내화물(21,31) 외벽 바깥쪽으로 형성된 빈 공간(121)으로, 소둔로(20) 외부에서 파이프가 들어와 수평방향으로 지그재그 모양으로 형성되어 다시 외부로 나갈 수 있도록 구성되며, 그 파이프 속으로 물이 순환할 수 있도록 되어있다.
상기 온도측정 장치는 상기 소둔로(20)의 급냉구간(30)과 균일구간(40)의 내부 온도를 측정하는 급냉구간 온도측정 장치(80)와 균일구간 온도측정 장치(90)로 되어있다.
상기 메쉬벨트(100)는 상기 소둔로(20) 선단의 유입구(22)로 들어가는 제품을 얹혀 후단의 유출구(23)로 배출할 수 있도록 되어, 회전하도록 되어있다.
상기 구동부(110)는 상기 소둔로(20) 하부에 설치된 구동모터(111)를 통하여 메쉬벨트(100)를 회전시키도록 되어있다.
상기 컨트롤 박스(130)는 상기 온도 조절의 수단인 전열선(11,12,33,43)과, 배기구(50)와, 공기공급부(70)와 냉각수 라인(120)과, 제품이 상기 소둔로(20) 내부를 통과하면서 열처리 되는 시간이 결정되는 구동부(110)의 구동모터(111) 회전속도를 조절하고 관리할 수 있도록 되어있다.
상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 실시 예에 따른 등온 제어냉각장치(200)는 다음과 같이 동작한다.
그 실시 예로 SCM822HVSI와 SCM920HVSI, SCR420HB의 강종에 있어서 열처리 방법으로는 다음과 같다.
열처리 장치의 1차 가열로를 가열하여 930℃~950℃ 정도로 충분히 가열시킨 1차 가열로(300)로 열처리할 제품이 통과하게 되며, 930℃ ~ 950℃의 온도를 유지한 상태에서 120분~150분 정도 가열한다.
상기 1차 가열로(300)를 통과한 가열된 제품은 등온 제어냉각장치(200)의 유 입구(22)로 들어가게 된다.
여기서, 상기 가열된 제품이 메쉬벨트(100)을 얹혀 급냉구간(30)으로 유입되며, 제품의 기계적 성질에 악 영향을 미치는 펄라이트 조직의 생성을 피하기 위해 급냉을 하는 공정을 거치게 되는데, 소둔로(20)의 급냉구간(30)으로 유입시켜 열처리함에 있어 각각의 강종에 따라 그 시간은 다소의 분화를 두고 조절하여야하는 것으로 1차 가열이 끝남과 동시에 연속적으로 연동되는 급냉구간(30)으로 유입되는 것이다.
이때, 급냉을 하기 위해서는 컨트롤 박스(130)의 제어를 통해 전열선(11,33)과, 배기부(50)와, 공기공급부(70)와, 냉각수라인(120)을 각각 제어하는데, 그 급냉 방식은 냉각수라인(120)으로 순환되는 냉각수는 10℃~20℃의 온도로 유지하며 왕복 순환한다.
상기 공기공급부(70)의 급기(71)로부터 외부 공기를 흡입하여 다수의 브로아(72)를 통해 흡입한 공기를 상기 베이스(10)에 관통된 관통공(74)과 소둔로(20) 내부의 양옆면 내화물(31) 하부에 형성된 구멍(32)으로 불어 넣어, 급냉구간(30)으로 공기를 유입시킨다.
상기처럼 유입되는 공기는 냉각수라인(120)에 의해 식혀진 공기가 유통되며, 상기 배기구(50)는 내부의 공기를 흡입하여, 외부로 배출하게 되며, 이러한 방식으로 급냉구간(30)의 내부 온도를 600℃~630℃를 유지하여 1차 가열로(300)의 온도보다 급격하게 내려 1차 가열된 열처리 소재를 급냉 시키는 것이다.
상기 급냉구간(30)에서는 내부 온도가 600℃~630℃를 유지하여 5~8분간 냉각 시켜준다.
상기와 같이 냉각수를 사용함에 있어 냉각수를 순환시켜 주면 제1소둔로의 내부 온도는 냉각수에 의해 분당 80℃~100℃ 까지 급속히 냉각되며 온도가 내려가 930℃ ~ 950℃의 1차 가열로(300) 내부 온도를 600℃~630℃에 도달하도록 한 것이다.
이 급냉구간(30)을 통과한 제품은 균열구간(40)으로 유입된다.
상기의 균열구간(40) 내부 온도를 650℃~680℃를 유지시킨 구간으로 균열구간(40) 역시 컨트롤 박스(130)의 제어를 통해 상기 급냉구간(30)의 방식으로 제어를 하되, 온도를 650℃~680℃로 균일하게 온도를 유지되게 제어하며, 그 내부는 시르코팬(60)을 통해 공기를 강제대류(45) 시킴으로써 열을 골고루 전달시킨다.
균열구간(40)에 유입된 열처리 강종 소재는 다시 5~8분간 저온 유지를 시켜준다.
이 균열구간(40)을 통과한 제품은 등온 제어냉각장치(200)의 유출구(23)를 통하여, 소려로(400)로 넘어가 최종 열처리 된다.
상기의 균열구간(40)에서 저온유지를 위해 5~8분간의 작업시간이 경과하면 열처리 소재는 마지막으로 내부온도 680℃~700℃를 유지시킨 소려로로 유입시켜 120~210분간 온도를 유지시켜 열처리를 마감시킨다.
상기와 같은 열처리 강종은 SCM822HVSI와 SCM920HVSI, SCR420HB로 열과 냉각, 송풍과정을 모두 거치는 열처리 과정으로 처리된다.
상기와 같은 본 발명의 다른 실시 예로서 SCR420HB의 강종에 있어서는 다음과 열처리하게 된다.
열처리 장치의 1차 가열로를 가열하여 930℃ ~ 950℃정도로 충분히 가열시킨 1차 가열로(300)로 열처리할 제품이 통과하게 되며, 930℃ ~ 950℃의 온도를 유지한 상태에서 90분~120분 정도 가열한다.
상기 1차 가열로(300)를 통과한 가열된 제품은 등온 제어냉각장치(200)의 유입구(22)로 들어가게 된다.
여기서, 상기 가열된 제품이 메쉬벨트(100)을 얹혀 급냉구간(30)으로 유입되며, 제품의 기계적 성질에 악 영향을 미치는 펄라이트 조직의 생성을 피하기 위해 급냉을 하는 공정을 거치게 되는데, 소둔로(20)의 급냉구간(30)으로 유입시켜 열처리함에 있어 1차 가열이 끝남과 동시에 연속적으로 연동되는 급냉구간(30)으로 유입되는 것이다.
이때, 급냉을 하기 위해서는 컨트롤 박스(130)의 제어를 통해 전열선(11,33)과, 배기부(50)와, 공기공급부(70)와, 냉각수라인(120)을 각각 제어하는데, 그 급냉 방식은 냉각수라인(120)으로 순환되는 냉각수는 10℃~20℃의 온도로 유지하며 왕복 순환한다.
상기 공기공급부(70)의 급기(71)로부터 외부 공기를 흡입하여 다수의 브로아(72)를 통해 흡입한 공기를 상기 베이스(10)에 관통된 관통공(74)과 소둔로(20) 내부의 양 옆면 내화물(31) 하부에 형성된 구멍(32)으로 불어 넣어, 급냉구간(30)으로 공기를 유입시킨다.
상기처럼 유입되는 공기는 냉각수라인(120)에 의해 식혀진 공기가 유통되며, 상기 배기구(50)는 내부의 공기를 흡입하여, 외부로 배출하게 되며, 이러한 방식으로 급냉구간(30)의 내부 온도를 600℃~620℃를 유지하여 1차 가열로(300)의 온도보다 급격하게 내려 1차 가열된 열처리 소재를 급냉 시키는 것이다.
상기 급냉구간(30)에서는 내부 온도가 600℃~620℃를 유지하여 3~6분간 냉각시켜준다.
상기와 같이 냉각수를 사용함에 있어 냉각수를 순환시켜 주면 제1소둔로의 내부 온도는 냉각수에 의해 분당 80℃~100℃ 까지 급속히 냉각되며 온도가 내려가 930℃ ~ 950℃의 1차 가열로(300) 내부 온도를 600℃~620℃에 도달하도록 한 것이다.
이 급냉구간(30)을 통과한 제품은 균열구간(40)으로 유입된다.
상기의 균열구간(40) 내부 온도를 580℃~620℃를 유지시킨 구간으로 균열구간(40) 역시 컨트롤 박스(130)의 제어를 통해 상기 급냉구간(30)의 방식으로 제어를 하되, 온도를 580℃~620℃로 균일하게 온도를 유지되게 제어하며, 그 내부는 시르코팬(60)을 통해 공기를 강제대류(45) 시킴으로써 열을 골고루 전달시킨다.
균열구간(40)에 유입된 열처리 강종 소재는 다시 3~6분간 저온 유지를 시켜준다.
이 균열구간(40)을 통과한 제품은 등온 제어냉각장치(200)의 유출구(23)를 통하여, 소려로(400)로 넘어가 최종 열처리 된다.
상기의 균열구간(40)에서 저온유지를 위해 5~8분간의 작업시간이 경과하면 열처리 소재는 마지막으로 내부온도 680℃~700℃를 유지시킨 소려로로 유입시켜 120~210분간 온도를 유지시켜 열처리를 마감시킨다.
상기와 같은 열처리 강종은 SCR420HB로 열과 냉각, 송풍과정을 모두 거치는 열처리 과정으로 처리된다.
상기와 같은 본 발명의 다른 실시 예로서 CSS4136의 강종에 있어서는 다음과 열처리하게 된다.
열처리 장치의 1차 가열로를 가열하여 930℃ ~ 950℃정도로 충분히 가열시킨 1차 가열로(300)로 열처리할 제품이 통과하게 되며, 930℃ ~ 950℃의 온도를 유지한 상태에서 120분~150분 정도 가열한다.
상기 1차 가열로(300)를 통과한 가열된 제품은 등온 제어냉각장치(200)의 유입구(22)로 들어가게 된다.
여기서, 상기 가열된 제품이 메쉬벨트(100)을 얹혀 급냉구간(30)으로 유입되며, 제품의 기계적 성질에 악 영향을 미치는 펄라이트 조직의 생성을 피하기 위해 급냉을 하는 공정을 거치게 되는데, 1차 가열이 끝남과 동시에 연속적으로 연동되는 급냉구간(30)으로 유입되는 것이다.
이때, 급냉을 하기 위해서는 컨트롤 박스(130)의 제어를 통해 전열선(11,33)과, 배기부(50)와, 공기공급부(70)를 각각 제어하는데, 그 급냉 방식은 배기관(50)의 조절에 의해 제어된다.
또한, 상기 공기공급부(70)의 급기(71)로부터 외부 공기를 흡입하여 다수의 브로아(72)를 통해 흡입한 공기를 상기 베이스(10)에 관통된 관통공(74)과 소둔로(20) 내부의 양 옆면 내화물(31) 하부에 형성된 구멍(32)으로 불어 넣어, 급냉구간(30)으로 공기를 유입시킨다.
이러한 방식으로 급냉구간(30)의 내부 온도를 600℃~630℃를 유지하여 1차 가열로(300)의 온도보다 급격하게 내려 1차 가열된 열처리 소재를 급냉 시키는 것이다.
상기 급냉구간(30)에서는 내부 온도가 600℃~630℃를 유지하여 5~8분간 냉각시켜준다.
상기와 같이 냉각수를 사용함에 있어 냉각수를 순환시켜 주면 제1소둔로의 내부 온도는 배기관의 순환에 의해 분당 40℃~60℃ 까지 급속히 냉각되며 온도가 내려가 930℃ ~ 950℃의 1차 가열로(300) 내부 온도를 600℃~630℃에 도달하도록 한 것이다.
이 급냉구간(30)을 통과한 제품은 균열구간(40)으로 유입된다.
상기의 균열구간(40) 내부 온도를 650℃~680℃를 유지시킨 구간으로 균열구간(40) 역시 컨트롤 박스(130)의 제어를 통해 상기 급냉구간(30)의 방식으로 제어를 하되, 온도를 650℃~680℃로 균일하게 온도를 유지되게 제어하며, 그 내부는 시르코팬(60)을 통해 공기를 강제대류(45) 시킴으로써 열을 골고루 전달시킨다.
균열구간(40)에 유입된 열처리 강종 소재는 다시 8~12분간 저온 유지를 시켜준다.
이 균열구간(40)을 통과한 제품은 등온 제어냉각장치(200)의 유출구(23)를 통하여, 소려로(400)로 넘어가 최종 열처리 된다.
상기의 균열구간(40)에서 저온유지를 위해 8~12분간의 작업시간이 경과하면 열처리 소재는 마지막으로 내부온도 660℃~680℃를 유지시킨 소려로로 유입시켜 150~180분간 온도를 유지시켜 열처리를 마감시킨다.
상기와 같은 열처리 강종은 CSS4136로 열과 송풍과정을 거치는 열처리 과정으로 처리된다.
상기와 같이 급냉구간(30)이나 균열구간(40)의 온도조절은 강종의 특징에 따라 달라질 수 있으며, 온도조절하는 방법 또한 컨트롤 박스(130)의 제어를 통해 전열선(11,12,33,43), 공기공급부(70), 냉각수라인(120), 배기구(50)중 하나 또는 복수개를 조합하여 사용할 수도 있으며, 급냉구간(30)과 균열구간(40)을 통과하는 시간도 강종의 특징에 따라, 컨트롤 박스(130)의 제어를 통해 구동부(110)의 구동모터(111)를 제어하여 회전속도를 조절하면서 사용한다.
또한, 상기 냉각수라인(120)의 사용여부에 따라 제품의 식는 온도차가 상당히 크며, 이는 제품의 기계적 성질을 결정짓는데 큰 요인이 되는데, 냉각수라인(120)을 사용시에는 제품이 분당 80℃~100℃로 식으며, 사용하지 않을 경우 분당 40℃~60℃로 식으며, 이는 강종의 특징에 따라 사용 여부가 결정된다.