KR20180041393A

KR20180041393A - 철재 유도가열 가공시스템

Info

Publication number: KR20180041393A
Application number: KR1020160133466A
Authority: KR
Inventors: 조효원
Original assignee: 주식회사 태인스포먼트
Priority date: 2016-10-14
Filing date: 2016-10-14
Publication date: 2018-04-24

Abstract

본 발명은, 기존의 거대한 어닐링로 대신 열전도율이 높은 금속을 국부적으로 가열 또는 용해할 수 있는 유도가열부를 구비하여 철재가 열을 골고루 받아 변형을 방지할 수 있는 철재 유도가열 가공시스템에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 프레임형상의 이송부와, 상기 이송부 상면에 복수개가 서로 이격되어 평면상 일방향으로 기울러져 결합되며 원통의 테이퍼형상으로 회전축에 복수개가 결합되며 좁게 구배진 면이 서로 마주보고 이격된 대칭형상으로 상기 회전축에 의해 회전하는 이송롤러와 상기 이송롤러 양측에 각각 이격되어 회전축에 위치되고 상기 이송부 상면에 결합되는 지지베어링과 상기 지지베어링과 이격되어 회전축에 위치되며 체인과 결합되어 동력을 전달하는 제1스프로킷(SPROCKET)과 상기 제1스프로킷과 이격되어 회전축에 위치되며 체인과 결합되어 동력을 전달하는 제2스프로킷으로 구성된 이송유닛과, 상기 이송부 중앙에 위치되며 유도가열방식의 열을 가하는 유도가열부와, 상기 이송부 양측 끝단에 위치한 이송유닛의 일측에 위치되며 상기 이송유닛에 동력을 전달하는 이송모터와, 상기 이송부 후단 외각에 가설되며 관형상으로 유체를 이동시키는 냉각배관과 상기 냉각배관 일측에 복수개가 서로 이격되어 형성되며 상기 이송유닛의 열을 식히는 냉각수배출구와 상기 냉각배관에 유체를 공급하는 냉각수공급유닛으로 구성된 냉각유닛 및 상기 냉각유닛과 이격되어 위치되며 상기 유도가열부와 냉각유닛을 제어하는 콘트롤러가 포함된 철재 유도가열 가공시스템을 제공한다.

Description

철재 유도가열 가공시스템{Induction heating process system for steel product}

본 발명은 철재 열처리 시스템에 관한 기술로서, 더욱 상세하게는 철재의 유도가열에서 에너지를 효율적으로 사용하며 유도가열된 제품의 변형을 방지하는 철재 유도가열 가공시스템에 관한 것이다.

일반적으로 철재를 열처리하기 위해 그 철재를 수용할 수 있는 거대한 어닐링로에서 일정 온도에서 가열한 뒤에 어닐링로에서 비교적 늦은 속도로 냉각 시켜는 어닐링(Annealing)과 강을 높은 온도에서 가열해서 오스테나이트화 시킨후 다시 공기중에 냉각시키는 노멀라이징(Normalizing)의 열처리를 하여왔다.

그러나, 상기 철재 처리 어닐링로는 규모도 거대하지만 그 어닐링로에 열을 가하기 위해선 가스나 기름버너를 사용하기에 그 비용 또한 많이 들며 상기 철재가 어닐링로에서 열을 골고루 받질 못해 변형되고 불균일하게 되어 불량을 초래를 하는 문제점이 있어 왔었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 기존의 거대한 어닐링로 대신 열전도율이 높은 금속을 국부적으로 가열 또는 용해할 수 있는 유도가열부를 타설하여 공간활용 및 어닐링로 전체를 가열시켜야 되는 에너지와 시간을 절약 할 수 있으며 철재가 이송되는 이송부에 이를 이송시키는 이송유닛을 일방향으로 기울여 타설함으로써 상기 철재가 열을 골고루 받아 변형을 방지할 수 있는 철재 유도가열 가공시스템을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 철재 유도가열 가공시스템은 프레임형상의 이송부와, 상기 이송부 상면에 복수개가 서로 이격되어 평면상 일방향으로 기울러져 결합되며 원통의 테이퍼형상으로 회전축에 복수개가 결합되며 좁게 구배진 면이 서로 마주보고 이격된 대칭형상으로 상기 회전축에 의해 회전하는 이송롤러와 상기 이송롤러 양측에 각각 이격되어 회전축에 위치되고 상기 이송부 상면에 결합되는 지지베어링과 상기 지지베어링과 이격되어 회전축에 위치되며 체인과 결합되어 동력을 전달하는 제1스프로킷(SPROCKET)과 상기 제1스프로킷과 이격되어 회전축에 위치되며 체인과 결합되어 동력을 전달하는 제2스프로킷으로 구성된 이송유닛와, 상기 이송부 중앙에 위치되며 유도가열방식의 열을 가하는 유도가열부와, 상기 이송부 양측 끝단에 위치한 이송유닛의 일측에 위치되며 상기 이송유닛에 동력을 전달하는 이송모터와, 상기 이송부 후단 외각에 가설되며 관형상으로 유체을 이동시키는 냉각배관과 상기 냉각배관 일측에 복수개가 서로 이격되어 형성되며 상기 이송유닛의 열을 식히는 냉각수배출구와 상기 냉각배관에 유체를 공급하는 냉각수공급유닛으로 구성된 냉각유닛 및 상기 냉각유닛과 이격되어 위치되며 상기 유도가열부와 냉각유닛을 제어하는 콘트롤러를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 철재 유도가열 가공시스템에 의하면, 기존의 거대한 어닐링로 대신 열전도율이 높은 금속을 국부적으로 가열 또는 용해할 수 있는 유도가열부를 타설하여 공간활용 및 어닐링로 전체를 가열시켜야 되는 에너지와 시간을 절약 할 수 있으며 철재가 이송되는 이송부에 이를 이송시키는 이송유닛을 일방향으로 기울여 타설함으로써 상기 철재가 열을 골고루 받아 변형을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 철재 유도가열 가공시스템의 사시도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 철재 유도가열 가공시스템의 평면도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이송유닛의 결합사시도
도 4는 이송유닛의 분리 사시도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 정면도

이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 이에 따라 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시예들 뿐만 아니라 특정 실시예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다.

상술한 목적, 특징 및 장점들은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 더욱 분명해 질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철재 유도가열 가공시스템을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 철재 유도가열 가공시스템을 도시한 것으로, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 철재 유도가열 가공시스템의 사시도를, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 철재 유도가열 가공시스템의 평면도를, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이송유닛의 결합사시도를, 도 4는 이송유닛의 분리사시도를, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 정면도를 각각 나타낸 것이다. 본 발명의 철재 유도가열 가공시스템은 봉형상의 철재, 선형상의 철재 및 파이프 형상의 철재가공 뿐만 아니라 이와 유사한 철재가공 전반에 적용될 수 있다.

상기 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 철재 유도가열 가공시스템은 이송부(10)와, 이송유닛(100)와, 유도가열부(200)와, 이송모터(300)와, 냉각유닛(400)와, 콘트롤러(500)를 포함하고 있다.

상기 이송부(10)는, 프레임형상으로 철재(1)의 이송로가 된다.

상기 이송유닛(100)는, 상기 이송부(10) 상면에 복수개가 서로 이격되어 평면상 일방향으로 기울러져 결합되며 원통의 테이퍼형상으로 회전축(20)에 복수개가 결합되며 좁게 구배진 면이 서로 마주보고 이격된 대칭형상으로 상기 회전축(20)에 의해 회전하는 이송롤러(30)와 상기 이송롤러(30) 양측에 각각 이격되어 회전축(20)에 위치되고 상기 이송부(10) 상면에 결합되는 지지베어링(40)과 상기 지지베어링(40)과 이격되어 회전축(20)에 위치되며 체인(50)과 결합되어 동력을 전달하는 제1스프로킷(SPROCKET)(60)과 상기 제1스프로킷(60)과 이격되어 회전축(20)에 위치되며 체인(50)과 결합되어 동력을 전달하는 제2스프로킷(70)으로 구성된다.

즉, 도면 3내지 5에 도시된 바와 같이, 상기 이송유닛(100)의 중앙 부분이 낮게 구배져 형성되므로 상기 중대형철재(1)의 원주크기에 개의치 않고 상기 철재(1)를 수용할 수 있으므로 그 크기에 따라 이송유닛(100)를 교체해야하는 번거러움이 없으며 평면상 15°기울여서 상기 이송부(10) 상면에 타설함으로 상기 중대형철재(1)를 회전시키며 이송시킬 수 있고 또한, 상기 이송유닛(100)와 이와 이격되어 결합된 이송유닛(100)간에 동력전달이 원할하며 도 1내지 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 이송유닛(100)에 구비된 제1스프로킷(60)은동력을 전달 받고 이와 이격되어 회전축(20)에 위치된 제2스프로킷(70)은 상기 이송유닛(100)와 이격되어 이송부(10)에 타설되는 이웃한 이송유닛(100)에 구비된 제1스프로킷(60)과 체인(50)으로 결합되어 동력을 전달한다.

상기 유도가열부(200)는, 상기 이송부(10) 중앙에 위치되며 유도가열방식의 열을 가한다.

즉, 열전도율이 높은 금속을 국부적으로 가열 또는 용해시키므로 거대한 어닐링로가 필요치 않으며 직접 불꽃을갖다 대는 것이 아니기 때문에 겉표면이 손상되지 않으며 상기 이송유닛(100)에 의해 일방향으로 회전되며 이송되어온 상기 철재(1)에 열을 골고루 가할 수 있어 열이 미치지 못하는 곳이 없어 변형을 막을 수있다.

상기 이송모터(300)는, 상기 이송부(10) 양측 끝단에 위치한 이송유닛(100)의 일측에 위치되며 상기 이송유닛(100)에 동력을 전달한다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 이송모터(300)에 구비된 모터스프로킷(320)에 동력을 전달시켜고 그와 체인(50)으로 결합된 상기 이송유닛(100)에 동력을 전달함으로서 상기 이송부(10)에 타설된 이송유닛(100) 전체에 동력을 전달시키며 감속운행으로 상기 철재(1)를 천천히 이송시키게 한다.

이어 유도가열부(200)는 원통파이프 형상으로 감겨진 유도가열코일(210)과, 이 유도가열코일(210)이 길이방향으로 내장되며 금속재의 보호파이프(220)를 구비한다.

유도가열코일(210)은 철재(1)가 여유있게 관통하여 지나가도록 코일을 나사모양으로 감아 원통파이프 형상으로 제작되며, 전원인가 시 내부를 지나는 철재(1)를 고주파 유도 가열하도록 구성되어 있다. 여기서 보호파이프(220)는 유도가열코일(210)이 길이방향으로 여유있게 내장되도록 소정의 길이를 갖도록 이루어지며, 스테인리스 철재(1)는 보호파이프(220)에 내장된 유도가열코일(210)과 냉각유닛(400)을 순차적으로 지나가게 된다.

상기 냉각유닛(400)는, 상기 이송부(10) 후단 외각에 가설되며 관형상으로 유체를 이동시키는 냉각배관(420)와 상기 냉각배관(420) 일측에 복수개가 서로 이격되어 형성되며 상기 이송유닛의 열을 식히는 냉각수배출구(440)와 상기 냉각배관(420)에 유체를 공급하는 냉각수공급유닛(460)로 구성된다.

즉, 상기 철재(1)가 유도가열부(200)에서 가열되어 상기 이송부(10) 후단으로 이송된 후 가열된 이송유닛(100)의 열을 식히기 위해 상기 냉각수공급유닛(460)에 연결된 냉각배관(420)로 물을 보내고 상기 냉각배관(420)에 구비된 냉각수배출구(440)을 통해 물이 분사되어 상기 이송유닛(100)의 열을시켜 변형 및 파손을 막을 수 있다.

상기 콘트롤러(500)는, 상기 냉각유닛(400)와 이격되어 위치되며 상기 유도가열부(200)와 냉각유닛(400)를 제어한다.

즉, 상기 유도가열부(200)의 온도 제어를 하고, 상기 철재(1)가 상기 이송부(10)를 완전히 나가며 상기 냉각유닛(400)에서 신호를 보내어 물을 분사할 수 있게 제어한다.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 실시예에 따른 철재 유도가열 가공시스템은 다음과 같이 동작한다.

먼저, 이송모터(300)에 의해 동력을 전달 받아 구동되고 있는 이송유닛(100)에 철재(1)을 탑재 시키며 이때 철재(1)는 상기 이송유닛(100)에 의해 천천히 회전을 하면서 이송되며 상기 철재(1)의 선단이 유도가열부(200)에 이르면 콘트롤러(500)에서 전류를 보내게 되어 상기 철재(1)를 가열시킨다. 이때 이송유닛(100)에 의해 천천히 회전되어 이송되는 철재(1)는 열를 골고루 받을 수 있으며 국부적으로 가열 또는 용해시키는 상기 유도가열부(200)를 원통형으로 구성하여 국부적으로 용해시키는 면적을 길이방향으로 확장시켜고 유도가열부(200)를 통과한 철재(1) 선단은 공기중에 서서히 식게된다. 이때 상기 철재(1)는 계속 회전되므로 공냉중에 자체의 중량 때문에 변형되는 것을 막을 수 있으며 철재(1)가 상기 이송부(10)을 완전히 빠져 나가면 콘트롤러(500)에서 냉각유닛(400)로 신호를 보내어 상기 이송부(10) 후단에 결합된 이송유닛(100)에 물을 분사 시키며 분사된 물에 의해 상기 이송유닛(100)의 온도감소와 변형 및 파손을 막는다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것이며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다.

(1) 철재
(10) 이송부
(20) 회전축
(30) 이송롤러
(40) 지지베어링
(50) 체인
(60) 제1스프로킷
(70) 제2스프로킷
(100) 이송유닛
(200) 유도가열부
(300) 이송모터
(320) 모터스프로킷
(400) 냉각유닛
(420) 냉각배관
(440) 냉각수배출구
(460) 냉각수공급유닛
(500) 콘트롤러

Claims

열전도율이 높은 금속을 국부적으로 가열 또는 용해할 수 있는 철재 유도가열 가공시스템에 있어서,프레임형상의 이송부;상기 이송부 상면에 복수개가 서로 이격되어 평면상 일방향으로 기울러져 결합되며 원통의 테이퍼형상으로 회전축에 복수개가 결합되며 좁게 구배진 면이 서로 마주보고 이격된 대칭형상으로 상기 회전축에 의해 회전하는 이송롤러;와 상기 이송롤러 양측에 각각 이격되어 회전축에 위치되고 상기 이송부 상면에 결합되는 지지베어링;과 상기 지지베어링과 이격되어 회전축에 위치되며 체인과 결합되어 동력을 전달하는 제1스프로킷(SPROCKET);과
상기 제1스프로킷과 이격되어 회전축에 위치되며 체인과 결합되어 동력을 전달하는 제2스프로킷으로 구성된 이송유닛; 상기 이송부 중앙에 위치되며 유도가열방식의 열을 가하는 유도가열부;상기 이송부 양측 끝단에 위치한 이송유닛의 일측에 위치되며 이송유닛에 동력을 전달하는 이송모터;상기 이송부 후단 외각에 가설되며 관형상으로 유체을 이동시키는 냉각배관;과 상기 냉각배관 일측에 복수개가 서로 이격되어 형성되며 상기 이송유닛의 열을 식히는 냉각수배출구;와 상기 냉각배관에 유체를 공급하는 냉각수공급유닛으로 구성된 냉각유닛; 및상기 냉각유닛과 이격되어 위치되며 상기 유도가열부와 냉각유닛을 제어하는 콘트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 철재 유도가열 가공시스템.
제1항에 있어서 상기 유도가열부는,
철재가 관통하여 지나가도록 코일을 나사모양으로 감아 원통파이프 형상으로 이루어지며 철재를 고주파 유도가열하는 유도가열코일;과,상기 유도가열코일이 길이방향으로 여유있게 내장되는 보호파이프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 철재 유도가열 가공시스템.