KR0116246Y1 - 소둔 설비의 전압공급장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 균일 열처리성이 우수한 연속소둔설비에 관한 것으로, 소둔설비의 발열체에 연결되는 가변전압장치(변압기)를 각개 독립시켜 연결하여 초기 전압을 조직할 수 있도록 하고, 그 변압기에 설정된 전압 범위를 5볼트 이하로 제한함으로써, 균일 가열범위에서의 발열체의 발열량을 미세 조정할수 있도록 하여 소둔 작업시 온도 편차를 감소하고 최종 제품의 재질 균일성을 극대화할 수 있는 소둔설비의 전압공급장치이다.

Description

소둔 설비의 전압공급장치

도1은 종래 소둔설비의 발열체인 가열램프와 가변조정장치(변압기)의 연결상태를 도시한 예시도.

도2는 본 고안 연속소둔 설비의 노 본체 내부 분해사시도.

도3은 본 고안 연속소둔 열처리 기기의 챔버(Chamber) 단면도.

도4는 본 고안에 의한 발열체인 가열램프와 가변조정장치(변압기)의 연결상태를 도시한 예시도.

도5는 발열체인 가열램프와 가변조정장치의 연결상태에 따른 온도편차를 도시한 것으로써,

(a)는 종래의 변압기 단자에 발열체를 1개에서 3개까지 연결시 균일온도 범위에서의 온도편차를 도시한 것.

(b)는 변압기의 전압 범위를 10볼트(V)에서 2볼트(V)까지 변화시켜 균일 온도범위에서의 온도편차를 도시한 것.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1:온도 제어기2a:석영관

2b:시편홀더2c:적외선 가열 램프

2d:냉각분사장치2:가변 조정장치(변압기)

3:반사경4:균일 온도 범위

5:변압 단자

본 고안은 연속소둔을 함에 있어 균일한 온도분포를 가지도록 하는 소둔설비의 전원공급장치에 관한것으로, 특히 소둔설비의 열원 공급원인 전압의 가변조정범위를 각각의 단위로 미세조정 가능하도록 설치하여 소둔시 미세조정된 열원을 발열체에 연결하여 열공급원의 균일 영역을 확대함으로서 열처리 작업에 열영향부 온도 편차를 감소하고 이를 이용하여 최종제품의 재질균일성을 극대화 할수 있도록 한 것이다.

일반적으로 냉간압연된 강판의 변형량을 회복 및 재결정등의 과정을 거쳐 원하는 재질을 확보하기 위한 열처리 방법으로는 크게 상소둔(Betch Annealing) 방법과 연속소둔(Continuous Annealing)방법으로 나눌 수 있다.

소재를 일정한 온도에서 장시간 열처리하는 상소둔법의 경우 생산성 측면에서 불리하고 또한 표면 결함의 발생 및 제품간 재질 편차가 크다는 문제점 때문에 점차 소둔 설비는 연속소둔화 되어 가는 추세이다.

비교적 고온에서 단시간 소둔하는 연속소둔법의 경우 작업성 및 생산성 측면에서 유리한 장점이 있으나 고온에서 단시간 소둔함에 따라 소둔온도의 불균일이 발생할 경우 재질의 편차가 증가할 수 있으므로 이를 감소시키는 것이 무엇보다 중요하다.

상기 연속소둔법을 행하는 연속소둔로는 가열대(Heating Zone), 균열대(Soaking Zone), 서냉대(Slow Cooling Zone), 급냉대(Rapid Cooling Zone) 및 과시효대(Over Aging Zone)로 구성된다.

상기의 연속소둔로는 도 1에서 나타낸 바와 같이 석영관(Quartz Tube)(2a)이 준비되고 그 외측으로 발열체인 적외선 가열 램프 (2c)가 설치되며, 상기 석영관(2a)의 내측 균일온도범위(4)내에는 시험편이 시편홀더(Holder)(2b)에 장착되며, 냉각을 위한 냉각분사장치(Quartz Nozzle)(2d)가 설치된다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어지는 연속소둔로를 이용하여 연속소둔을 할 경우 가열방법은 발열체인 가열램프(2c)를 상하 포물선모양의 반사경(3)에 의하여 반사 가열식으로 가열하고, 가열시 시험편의 균일온도범위(4) 설정에 있어서는 가로열의 발열체인 가열램프(2c)에 연결된 변압단자(5)의 전압을 조절하여 얻을 수 있다.

그러나 종래의 연속소둔 열처리 기기의 경우 열원 공급원인 가변조정장치(2)가 단일로 구성되어 있고, 발열체인 가열램프(2c) 각개의 열원으로 공급되는 전압의 가변이 개별적으로 되지 않음에 따라 소재에 작용하는 발열량의 제거가 어렵다.

그러므로 소둔시 균일온도로 유지되는 균일온도범위(4)에서의 발열량의 미세 조정이 제한 됨에 따라 최종 소둔판의 재질에 악영향을 미치며 이와같은 경향은 두께가 얇은 박판의 경우 더욱 심하게 나타나는 문제점이 있었다.

따라서 본 고안은 상술한 바와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위하여 고안한 것으로, 소둔시 균일온도 범위에서 발생하는 온도편차를 제어함에 있어서 가변조정장치(변압기)와 발열체인 가열램프의 연결방법과 열원으로 공급되는 초기 전압의 공급범위를 미세 조정이 가능하도록 하여 시험편의 균일한 열처리를 이룩함으로서 최종의 제품의 재질 편차를 감소시키고 또한 재현성을 높임으로서 재질값의 신뢰도를 향상시킬수 있는 열처리로의 균일 열처리기능을 제공하는 데 그 목적이 있는 것이다.

이와 같은 목적을 갖는 본 고안을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 석영관(2a)의 외측으로 적외선 가열램프(2c)가 설치되고, 온도 제어기(1) 및 변압기(2) 와 발열체인 가열램프(2c)가 연결설치되어 통하도록된 균일온도범위(4)를 가지는 통산의 연속소둔 설비의 균일 열처리장치에 있어서, 상기 가변조정장치(2)는 180볼트(V)에서 220볼트(V)까지 공급 전압을 가별할수 있도록 하되, 상기 가변조정장치(2)의 전압 간격을 5볼트(V) 이하로 제한하고, 이들 가변 전압의 변압단자(5)들을 발열체인 가열램프(2c)와 각각 독립시켜 연결함으로서 균일온도범위(4)에서의 미세한 온도 편차를 쉽게 조정할수 있도록 한 것이다.

이와같이된 본 고안을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안 도 1에서는 발열체인 가열램프(2c)에 연결되는 종래의 가변조정장치(2) 연결상태를 도시한 것으로, 열처리시 균일온도범위(4)(폭 50mm × 길이 200mm)에서 시험편이 열전대에 연결되어 온도 제어기(1)에 열 기전력(mV)을 전달하고, 상기 온도제어기(1)는 발열체인 가열램프(2c)가 상하 포물선 모양의 반사경(3)에 의하여 가열되도록 가변조정장치(2)에 전압을 공급하도록 되어 있다.

상술한 바와같은 구조로 이루어지는 연속소둔로를 이용하여 연속소둔을 할 경우에는 균일온도범위(4)에서의 온도 편차는 발열체인 가열램프(2c)에 연결된 가변조정장치(2)의 초기 전압을 조작하여 설정한다.

통상적으로 가변조정장치(2)의 초기전압은 시험편의 형상이나 두께에 따라 조정되며 원하는 소둔온도에 따라서 그 값이 조정되어 균일 온도범위(4)를 설정하게 되어 있다.

그러나, 종래의 소둔설비에서 열처리시 850℃ 고온에서 30초간 유지하면서 온도 분포를 측정한 도 5를 기초로 하여 종래의 방법과 본 고안의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 5(a)는 발열체인 가열램프와 가변조정장치의 연결 상태에 측정 온도편차를 나타낸 것으로, 통상적인 소둔설비 에서의 소둔온도 850℃에서의 목표균일온도(4)에 대한 온도 편차를 알 수 있듯이 종래의 방법(도 1)과 같이 발열체인 가열램프(2c)와 가변조정장치(2)의 연결 상태를 가변조정장치(2)의 한 변압단자(5)에 2개 내지 3개의 가열램프(2c)를 연결한 경우는 측정 온도편차(△T)가 13℃에서 7℃까지의 편차를 보이고 있는데 반하여, 본 고안과 같이 한개의 변압단자(5)에 발열체인 가열램프(2c) 하나씩을 연결한 경우는 4℃ 내외의 낮은 온도편차를 나타내고 있다.

도 5(b)는 상기의 (a) 조건에서 균일 열처리성이 가장 우수하였던 가열램프(2c)와 가변조정장치(2)의 연결상태를 가변조정장치(2)의 한 변압단자(5)에 1개의 가열램프(2c)로 연결된 경우(도 4)에 있어 열원으로 공급되는 초기전압의 조정 간격을 10볼트(V)에서 2볼트(V)까지 변화시키면서 온도편차범위(4)를 측정한 결과로서, 공급 전압의 가변 범위를 5볼트(V) 이상으로 적용시 온도의 편차가 7℃에서 10℃의 온도편차를 보이며, 특히 시험편의 두께가 0.25mm 이하인 극박강판의 경우에는 15℃의 편차를 나타내고 있는데 반하여 본 고안에서 제시된 바와 같이 5볼트(V) 미만으로 전압조정 간격을 제어할 경우 온도편차가 현저히 감소되며 또 일정하게 나타나는 것을 알수 있다.

통상의 시험편의 열처리시 재질에 영향을 주지 않는 범위의 온도편차는 초당 10℃로 가열하는 경우 10℃이내이며, 특히 균열시는 800℃에서 5℃ 범위 이내로 온도 편차가 유지되어야만 균일한 재질을 확보할 수 있는데, 본 고안에서 제시하는 바와 같이 발열체인 가열램프와 가변조정장치의 연결 상태를 가변조정장치의 한 변압단자에 1개의 가열램프로 연결하되 이때의 초기전압의 가변 범위를 5볼트(V) 이하로 관리해 주어야 한다.

이상과 같이 본 고안의 균일 열처리성이 우수한 소둔설비에 의하면, 연속 소둔 작업시 특히 두께가 얇은 극박 강판의 경우 소둔 작업에 있어서, 균일 온도 범위 내의 온도 편차가 일정하여 재질 편차를 감소시키고 재질값의 신뢰도를 높일수 있는 우수한 효과를 얻게 되었다.

Claims (1)

1. 석영관(2a)의 외측으로 적외선 가열램프(2c)가 설치되고, 온도제어기(1) 와 변압기(2) 및 발열체(2c)를 상호 연결하여 통하도록한 균일온도범위(4)를 가지는 통상의 연속소둔 설비의 균일 열처리장치에 있어서, 상기 가변조정장치(2)는 180볼트(V)에서 220볼트(V)까지 공급 전압을 가별할수 있도록 하고, 상기 가변조정장치(2)의 전압 간격은 5볼트(V) 이하로 제한하며, 이들 가변 전압의 단자들은 발열체인 가열램프(2c)와 각각 독립적으로 연결함으로서 균일온도범위(4)에서 미세한 온도 편차를 쉽게 조정할수 있도록 함을 특징으로 하는 소둔설비의 전압공급장치.