KR100474731B1 - 고온분위기 광휘열처리 설비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고온분위기 광휘열처리 설비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제품을 고온분위기 상태에서 제품가열과 고압의 질소가스로 분위기 냉각을 행함으로써 첨가가스 반응의 신속성과 온도의 균일화를 도모하여 제품의 표면이 미려한 광택을 유지할 수 있으며, 열처리 과정을 자동화 함으로써 열처리 공정에 소요되는 시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있는 고온분위기 광휘열처리 설비에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 SiC히터로 고온분위기 상태에서 균일하게 제품가열을 행하고, Bright Gas를 경사지게 투입함으로써 폭발위험성이 전혀 없고 무산화, 무탈탄이며, 또한 후처리와 공해 등을 방지할 수 있고, 일정압력의 질소가스로 가압냉각을 행하여, 첨가가스의 반응의 안정성과 온도의 균일화를 도모하여 금속의 고유의 특성을 확보하고, 표면이 미려한 광택을 유지할 수 있으며, 광휘열처리 과정을 자동화 하여 공정에 소요되는 시간을 절약하여 생산성을 향상시킬 수 있는 광휘열처리 설비를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 고온 분위기 열처리설비에 있어서, 열처리할 제품을 트레이(11) 상부에 구비되어 있는 바스켓(12)에 제품을 적재하는 장입테이블(10)과; 상기 장입테이블(10)의 상기 트레이(11)를 횡방향으로 이동시키는 트레이푸셔(60)와; 상기 트레이푸셔(60)의 후면부에 연결된 체인(17)을 전/후로 이동시키는 구동실린더(15)와, 상기 구동실린더(15)의 전/후시 상기 체인(17)의 텐션을 유지시켜주는 안내실린더(16)의 작동으로 다단의 스프로킷(18a,18b,18c)을 통해 일정 감속비로 상기 트레이(11)를 이동시키는 트레이 구동장치와; 상기 트레이(11)에 의해 운반된 제품에 퍼지가스 투입관(26)을 통해 퍼지가스를 투입하여 산화방지 및 분위기를 조성하는 퍼지실(20)과; 상기 퍼지실(20)에서 유입된 제품을 SiC히터(31)로 고온분위기 상태에서 가열시키고, 산화방지 및 제품의 품질을 향상시키기 위해 Bright Gas를 투입하여 제품을 균일하게 가열하는 가열실(30)과; 상기 가열실(30) 내부에 경자시게 형성되어 Bright Gas를 투입하는 다수개의 Bright Gas 배출관(32)과; 상기 가열실(30)에서 가열된 제품을 분위기냉각을 행하기 위해 일정압력의 질소가스를 투입하고, 열교환기(44)를 작동하여 모터(41)에 연결된 교반기(42)로 안내판을 따라 강제대류를 일으켜 제품을 균일하게 가압냉각시키는 가압냉각실(40)과; 상기 가압냉각실(40)에서 가압 냉각한 제품이 이송되며 완성된 열처리 제품을 추출하는 추출테이블(50)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

고온분위기 광휘열처리 설비{Bright heat treatment equipment of a high atmosphere}

본 발명은 고온분위기 광휘열처리 설비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제품을 고온분위기 상태에서 제품가열과 고압의 질소가스로 분위기 냉각을 행함으로써 첨가가스 반응의 신속성과 온도의 균일화를 도모하여 제품의 표면이 미려한 광택을 유지할 수 있으며, 열처리 과정을 자동화 함으로써 열처리 공정에 소요되는 시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있는 고온분위기 광휘열처리 설비에 관한 것이다.

일반적으로 열처리로는 열처리를 하고자 하는 금속을 적당한 온도로 가열한 후 냉각하여 확산 또는 변태에 의하여 조직을 조정하거나, 내부응력을 제거하는 이외에 변태의 일부를 막고 적당한 조직으로 만들어, 목적하는 성질 및 상태를 얻기 위한 것으로 알려져 있다.

상기와 같이 금속을 열처리를 행함으로써 목적하는 상태를 얻기 위한 열처리로의 일예로써 1000∼1300℃의 고온에서 소입처리된 고속도강, 다이스강, 내열강 등의 가열에는 염욕로가 고온이 얻어지기 쉽고, 산화 탈탄 등의 관리가 비교적 용이하기 때문에 고온가열에 적당하여 자주 이용되어 왔다.

그리고, 최근 열처리 기술의 진보와 환경의 개선, 녹의발생, 변형 및 공해 등의 문제점을 갖는 상기 염욕로를 대신할 방법으로서 진공로 분위기로가 개발되어 실용화 되었다.

그러나, 상기 염욕로는 처리후 세척이 필요하고 그위에 환경오염시키는 문제등을 개선시켜야 하는 문제가 제기되고 있다.

또한, 상기 진공로는 냉각법 표면 탈원소 등의 기술적인 면 또는 열처리 사이클이 길어 가열시간이 많이 걸리고, 그 설비비 및 유지비용이 많이 소요되었다.

아울러, 진공하에서 가열하기 때문에 대류에 의한 열전달이 되지 않고, 오직 복사 가열만이 가능하기 때문에 처리품의 놓인 위치에 따라 불균일하게 가열되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 SiC히터로 고온분위기 상태에서 균일하게 제품가열을 행하고, Bright Gas를 경사지게 투입함으로써 폭발위험성이 전혀 없고 무산화, 무탈탄이며, 또한 후처리와 공해 등을 방지할 수 있고, 일정압력의 질소가스로 가압냉각을 행하여, 첨가가스의 반응의 안정성과 온도의 균일화를 도모하여 금속의 고유의 특성을 확보하고, 표면이 미려한 광택을 유지할 수 있으며, 광휘열처리 과정을 자동화 하여 공정에 소요되는 시간을 절약하여 생산성을 향상시킬 수 있는 광휘열처리 설비를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 고온 분위기 열처리설비에 있어서, 열처리할 제품을 트레이(11) 상부에 구비되어 있는 바스켓(12)에 제품을 적재하는 장입테이블(10)과; 상기 장입테이블(10)의 상기 트레이(11)를 횡방향으로 이동시키는 트레이푸셔(60)와; 상기 트레이푸셔(60)의 후면부에 연결된 체인(17)을 전/후로 이동시키는 구동실린더(15)와, 상기 구동실린더(15)의 전/후시 상기 체인(17)의 텐션을 유지시켜주는 안내실린더(16)의 작동으로 다단의 스프로킷(18a,18b,18c)을 통해 일정 감속비로 상기 트레이(11)를 이동시키는 트레이 구동장치와; 상기 트레이(11)에 의해 운반된 제품에 퍼지가스 투입관(26)을 통해 퍼지가스를 투입하여 산화방지 및 분위기를 조성하는 퍼지실(20)과; 상기 퍼지실(20)에서 유입된 제품을 SiC히터(31)로 고온분위기 상태에서 가열시키고, 산화방지 및 제품의 품질을 향상시키기 위해 Bright Gas를 투입하여 제품을 균일하게 가열하는 가열실(30)과; 상기 가열실(30) 내부에 경자시게 형성되어 Bright Gas를 투입하는 다수개의 Bright Gas 배출관(32)과; 상기 가열실(30)에서 가열된 제품을 분위기냉각을 행하기 위해 일정압력의 질소가스를 투입하고, 열교환기(44)를 작동하여 모터(41)에 연결된 교반기(42)로 안내판을 따라 강제대류를 일으켜 제품을 균일하게 가압냉각시키는 가압냉각실(40)과; 상기 가압냉각실(40)에서 가압 냉각한 제품이 이송되며 완성된 열처리 제품을 추출하는 추출테이블(50)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 고온분위기 광휘열처리시스템을 상세히 설명한다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 광휘열처리 설비는 열처리할 제품을 트레(tray,11)이 상부에 구비되어 있는 바스켓(basket,12)에 제품을 적재하는 장입테이블(10)과, 상기 장입테이블(10)에서 운반되는 제품을 퍼지가스를 투입하여 산화방지 및 분위기를 조성하는 퍼지실(20)과, 상기 퍼지실(20)에서 예열된 제품을 SiC히터(31)와 Bright Gas를 이용하여 적당한 온도(약 1000∼1300℃정도이며 제품에 따라 유동적으로 조정)의 고온분위기로 가열시키는 가열실(30)과, 상기 가열실(30)에서 가열된 제품을 분위기 냉각을 행하여 제품을 소입시키기 위해 일정압력의 질소가스를 투입하고, 열교환기(44)를 작동하여 모터(41)에 연결된 교반기(42)로 강제대류를 일으켜 제품을 균일하게 가압냉각(약 2∼6bar정도)시키는 가압냉각실(40)과, 상기 가압냉각실(40)에서 분위기 냉각한 제품이 이송되며 열처리과정의 최종단계인 추출테이블(50)로 구성된다.

상기 장입테이블(10)은 열처리할 제품을 적재하기 위해 구비된 바스켓(basket,12)과, 상기 바스켓(12)의 하부에 구비되며 제품을 각각의 열처리실로 운반하기 위한 트레이(tray,11)와, 상기 트레이(11)를 안내하여 원활하게 이동될 수 있게 상기 트레이(11)의 하부에 구비된 다수개의 로울러(13)와, 상기 다수개의 로울러(13) 하부에 구비되며 상기 트레이(11)를 이동시키는 구동장치로 구성되어 있다.

여기서, 상기 구동장치는 상기 트레이(tray,11)를 푸셔헤드(pusher head,61)로 수평하게 밀어서 이동시키는 트레이푸셔(60)와, 상기 트레이푸셔(60)의 후면부에 연결되어 동력을 전달하는 체인(17)과, 상기 체인(17)의 이동방향과 이동거리를 조절하기 위해 일정한 감속비로 회전되는 다단의 스프로킷(18a,18b,18c)과, 상기 다단의 스프로킷에 연결된 체인을 전/후진을 시키기 위해 상기 장입테이블(10)의 하부에 구비되어 있는 구동실린더(15)와, 상기 구동실린더(15)의 전/후진시 체인의 적정한 텐션을 유지하기 위해 상기 체인의 일측에 연결된 안내실린더(16)로 구성되어 있다.

상기 퍼지실(20)은 유입된 제품의 분위기를 조성하기 위해 상기 퍼지실(20)을 밀봉하는 퍼지실도어(22)와, 상기 퍼지실도어(22)를 상/하로 왕복시켜 퍼지실을 개폐시키기 위해 상기 퍼지실도어(22)의 일측에는 구비된 실린더유닛(21)과, 상기 실린더유닛(21)에 의해 작동되는 상기 퍼지실도어(22)를 안내하기 위한 도어가이드(24)와, 상기 도어가이드(24)의 일측에 구비되며 외기를 차단하여 상기 퍼지실(20)을 밀봉하는 패킹(25)과 상기 퍼지실 상부에 구비되며 제품의 산화를 방지하는 퍼지가스가 유입될 수 있도록 퍼지가스 투입관(26)이 형성되어 있다.

여기서, 상기 퍼지실도어(22)는 상기 장입테이블(10)의 구동장치의 구동으로 상기 트레이(11)가 상기 퍼지실(20)의 중앙부로 유입되면, 실린더유닛(21)의 구동으로 하강하여 상기 퍼지실(20)을 밀폐시키게 된다.

그리고, 상기 도어가이드(24)의 일측에는 외기(外氣)와의 차단을 위해 탄성고무 소재의 패킹(25)이 구비되어 있는데, 상기 탄성고무 재질의 경도가 50∼70{쇼어경도(shore hardness)}인 것이 적당하며, 내열성과 안정성이 우수한 항공기형 탄성고무를 사용하는 것이 바람직할 것이다.

상기 가열실(30)은 상기 퍼지실(20)에서 유입된 제품를 고온(약 1000∼1300℃정도)으로 가열시키기 위해, 상기 가열실(30)의 내부에는 상기 트레이(11) 및 제품의 중량 및 고온에 견딜 수 있도록 SiC(탄화규소)를 주성분으로 충분한 강도를 갖는 로상판(蘆床板,33)과, 상기 가열실(30)의 상/하부에 연결되어 제품을 가열시키기 위해 구비된 SiC히터(31)와, 상기 SiC히터(31)에 의해 상기 제품이 고온으로 가열될 시 발생되는 제품의 산화 및 탈탄 등의 기술적인 문제를 방지하기 위해, 불활성 및 중성의 가스분위기의 형성을 위해 상기 가열실(30)의 양측면에서 인입되어 Bright Gas를 투입시키는 Bright Gas 투입관(32)으로 구성된다.

여기서, Bright Gas 투입관(32)은 상기 가열실(30) 내벽에 경사지게 형성되었는데, 이는 Bright Gas가 경사지게 투출되어 로(盧) 내부에 대류를 일으킴으로써 고온분위기의 로(盧)내부 온도를 균일하게 유지하여 제품의 배치에 따라 불균일하게 가열되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 상기 Bright Gas에 의해 발생되는 대류는 강도가 크지 않은 것으로, 가열되는 제품에 영향을 미치지 않는 정도이다.

그리고, 상기 퍼지실(20)에서 가열실(30)로 상기 트레이(11)가 유입될 때 가열실의 입구도어(36a)가 개폐됨에 따라, 고온의 분위기가스의 소량이 상기 가열실(30)에서 상기 퍼지실(20)로 인입되어 퍼지실(20) 내부를 예열시킬 수 있는 분위기를 조성하는데 조력(助力)하게 된다.

상기 가열실 출구도어(36b)는 후술할 고압의 냉각실 압력에 견딜 수 있게, 그 모양이 중앙부가 볼록한 형상이고, 상기 가열실(30) 내부의 고온분위기를 보호할 수 있도록 내화벽돌로 구비되었으며, 상기 가열실(30)에 의한 온도의 영향으로부터 상기 가열실 출구도어(36b)의 패킹을 보호하기 위해 수냉재킷(jacket)이 설치되어 있다.

상기 가열실의 입/출구도어(36a,36b)는 상/하로 이동되어 상기 가열실을 개폐할 수 있게 상부에 실린더유닛(38a,38b)이 각각 연결되어 있고, 상기 실린더유닛에 의해 상기 가열실의 입/출구도어(36a,36b)가 이동할 수 있도록 가열실 외벽에는 상기 실린더에 의해 상기 도어가 상/하로 안내될 수 있게 도어가이드(37a,37b)가 형성되어 있으며, 상기 도어가이드(37a,37b) 하부에는 굴곡부(39a,39b)가 형성되었는데, 이는 상기 입/출구도어가 상기 실린더유닛(38a,38b)의 작동과 중량감 있는 도어의 자중에 의해 상기 굴곡부(39a,39b)에 안착되어, 상기 가열실을 견고히 밀폐시키고 안전성을 높이기 위한 구조로 구성되어 있다.

그리고, 상기 가열실(30)의 입/출구에는 별도의 도어실(35a,35b)이 구비되어 있는데, 상기 도어실의 구조는 양측면을 제외한 타측은 곡선형의 형상으로 이루어져 고압에 견딜 수 있는 구조이며, 특히 가열실 출구쪽의 도어실(35b)은 가압냉각실(40)에서 유출되는 고압의 압력에 견딜 수 있게 상기 도어실(35b)의 외벽 상부에는 다수개의 압력플레이트(34)가 구비되어 있다.

상기 가압냉각실(40)은 고온분위기로 가열된 제품을 일정압력의 질소 가스로 분위기 냉각을 행하게 되는데, 제품을 냉각하기 위해 상기 가압냉각실(40)의 상면과 측면에 구비되어 고압(약2∼6bar정도)의 질소가스를 투입시키는 분사노즐과, 상기 가압냉각실(40) 내측에 구비하되 제품의 양측에서 열교환을 할 수 있도록 작동유체를 물로 사용하는 열교환기(44)로 구성되어 있다.

여기서, 상기 가압냉각실(40) 상부에는 모터(41)에 연결된 교반기(42)가 구비되어 있어, 상기 교반기(42)로 강제대류를 일으켜 가열된 제품을 균일하게 냉각시키게 되며, 제품을 냉각시킨 후 온도가 상승한 분위기 가스는 상기 열교환기(44)에 의해 냉각되는데, 이때 상기 열교환기에 의해 냉각된 분위기 가스가 상기 교반기(42)에 의해 안내판을 따라 강제대류를 일으켜 제품의 중앙부를 통과함으로써 제품의 균일한 냉각을 도모할 수 있는 구조로 되어 있다.

상기 가압냉각실 도어(46)와 도어실(45)의 구조는 상기 가열실의 출구도어(36b)와 도어실(35b)의 구조와 유사하며, 상기 가압냉각실(40)은 원통형의 형상이지만, 상기 가압냉각실 도어(46)가 있는 부분은 평면의 형상이어서 내부 압력의 대한 강도를 갖을 수 있도록 보강판을 용접한 구조로 되어 있다.

그리고, 상기 가압냉각실 도어(46)와, 트레이(tray,11)를 구동시키는 실린더유닛(47)은 상기 가압냉각실(40)에서 발생하는 방사열에 의해 승온하기 때문에 방사열에 의한 영향을 차단할 수 있도록 내열성 소재의 커버가 부착되어 있다.

상기 추출테이블(50)은 상기 장입테이블(10)과 그 구조가 유사하며 상기 열처리설비에 의해 열처리된 제품이 최종적으로 이송되는 곳이다.

여기서, 상기 광휘열처리 설비의 일련의 과정에서 트레이(11)를 각각의 공정으로 제품을 이송시키는 동작과정을 살펴본다.

먼저, 상기 구동장치의 구동에 의해 상기 트레이(tray,11)가 열처리실로 이동하는 방법은, 상기 구동실린더(15)가 전진하면 상기 체인(17)으로 연결된 다단의 스프로킷(18a,18b,18c)이 일정한 감속비로 회전되고, 감속된 상기 체인(17)에 의해 동력을 전달받는 푸셔헤드(61)가 상기 트레이(11)의 후면부를 밀어줌으로써 퍼지실(20)의 중앙부로 상기 트레이(11)를 이동시키게 되며, 상기 구동실린더(15)가 후진하게 되면 상기 푸셔헤드(61)가 다시 상기 장입테이블(10)로 이동되도록 구현되는데, 이때 상기 구동실린더(15)의 전/후진시 상기 체인(17)이 적정한 텐션을 유지할 수 있도록 안내실린더(16)가 전/후진하게 된다.

상기와 같은 구동으로 상기 장입테이블(10)에서 상기 퍼지실(20)로 트레이(11)를 이동시키는 과정은 상기 구동실린더(15)의 1회 행정으로 이루어진다

그리고, 상기 퍼지실(20)에서 가열실(30)로 트레이(tray,11)를 유입시키는 것은 상기 구동실린더(15)의 2회 행정으로 이루어지는데, 먼저 트레이(11) 전면부의 내측에 상기 푸셔헤드(61)가 삽입되어 구동실린더(15)가 후진하면 트레이(11)의 전면부의 내측을 밀게되는 1회 행정과, 상기 1회 행정이 끝난 후 상기 트레이(11)의 후면부를 다시 한번 밀어 상기 가열실(30)의 중앙부로 위치시키는 2회 행정으로 이루어진다.

여기서, 도 6a, 도 6b에 도시한 바와 같이, 상기 푸셔헤드(61)회동이 가능하며, 그 내측에는 복원력을 저장하도록 외측에 스프링(63)이 권선된 레버추(62)가 구비되어 있는데, 상기 구동실린더(15)의 후진으로 인해 트레이(11) 전면부의 내측을 밀었던 푸셔헤드(61)는 다시 상기 구동실린더(15)가 후진하면 상기 푸셔헤드(61)가 트레이(11)의 저부면에 부딪히며 수평한 상태로 회전되면서 후진하게 되는데, 이때 상기 푸셔헤드(61)에 내장되어 있는 레버추(62)에는 복원력이 저장된다.상기 스프링(63)은 상기 레버추(62)의 외측에 권선되고, 그 양측은 상기 푸셔헤드(61)에 고정되어 상기 푸셔헤드(61)가 상기 레버추(62)를 중심으로 회전하게 되면, 상기 스프링(63)이 압축되면서 탄성복원력이 저장되는 것이다.

그리고, 상기 푸셔헤드(61)가 트레이(11)의 후면부에 위치하게 되면 상기 레버추(62)의 스프링(63)에 저장된 복원력에 의해 상기 푸셔헤드(61)가 다시 수직한 상태로 제위치되며, 상기 구동실린더(15)의 2회 행정시 상기 트레이(11)의 후면부를 밀 수 있게되는 것이다.

상기 가열실(30)에서 가압냉각실(40)로의 이동은 상기 구동실린더(15)의 1회행정으로 이루어지고, 상기 가압냉각실(40)에서 추출테이블로(50)의 이동은 구동실린더(15)의 2회 행정으로 이루어진다.

또한, 상기 가압냉각실(40)에서 상기 추출테이블(50)로 트레이(11)를 이동시키는 것은 트레이풀러(tray puller,70)에 의해 상기 추출테이블(50)로 당김으로써 이루어진다.

즉, 트레이의 저부를 풀러헤드(puller head,71)가 당기는 구동실린더의 1회 행정과, 상기 트레이의 후면부를 당기는 구동실린더의 2회 행정으로 상기 추출테이블(50)로 정위치 시키게 되며, 상기의 트레이풀러(tray puller,70)의 구동방법은 상기 트레이푸셔(tray pusher,60)의 구동방법과 동일하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면, 먼저 상기 광휘열처리 설비를 작동시키기 전에 안전점검과 각종계기를 측정하고 냉각수를 점검한다.

여기서, 냉각수 펌프가 작동되는 곳은 가열실의 도어패킹부와 냉각실의 교반기에 회전력을 전달하는 모터베어링부, 그리고 열교환기 등 기기작동시 내부의 열이 많이 발생하는 곳이다.

그리고, 가스 컨트롤장치를 점검하여 퍼지가스, Bright Gas, 질소가스를 점검하고 가열실의 히터전원을 "on"상태로 하기 위해 미도시된 조작판넬의 버튼을 누르게 된다.

이때, 본 발명에 따른 열처리의 과정은 자동과 수동을 병행할 수 있으며, 열처리설비를 가동하기 전에 자동과 수동을 적절하게 선택하게 된다.

상기 가열실(30)의 SiC히터(31)를 작동하여 온도를 초기값으로 설정한 후 장입테이블(10)의 바스켓(12)에 열처리할 제품을 적재하게 된다.

상기 바스켓(12)에 제품이 적재되면 트레이(11)가 퍼지실(20)로 이동될 수 있게 실린더유닛(21)의 구동으로 퍼지실도어(22)가 상부로 이동하여 상기 퍼지실(20)의 입구를 개방시키게 된다.

상기 퍼지실(20)이 개방되면, 제품이 적재된 트레이(11)는 구동장치에 의해 이동하는데 구동실린더(15)와 안내실린더(16)의 1회 행정으로 푸셔헤드(61)가 트레이(11)의 후면부를 밀어 퍼지실(20)의 중앙부에 정위치시키게 되며, 트레이(11)가 안착되면 상기 퍼지실도어(22)는 다시 하부로 이동하여 상기 퍼지실(20)을 밀봉시키게 된다.

이때, 상기 퍼지실도어(22)는 퍼지실의 외벽에 형성된 도어가이드(24)를 따라 이동하게 되며, 상기 도어가이드(24)의 하부에 형성된 굴곡부(24)에 상기 퍼지실도어(22)가 안착되어 상기 퍼지실(20)을 밀봉시키게 된다.

상기 트레이(11)에 의해 이동된 제품의 산화방지를 위해 상기 퍼지실(20)의 상부에 구비된 퍼지가스 투입관(26)을 통해 퍼지가스가 투입된다.

상기와 같이 일정시간(약20분) 동안 분위기 조성된 제품을 가열실(30)로 이동시키기 위해 가열실의 입구도어(36a)가 상부로 이동하게 된다.

상기 가열실(30)이 개방됨에 따라 제품이 적재된 트레이(11)는 구동장치의 작동으로 상기 가열실(30)의 중앙부에 정위치 된다.

여기서, 상기 구동장치의 구동실린더(15)와 안내실린더(16)는 트레이(11)를 가열실의 중앙부에 정위치 시키기 위해 2회의 행정을 하게된다.

이때, 상기 가열실의 입구도어(36a)가 개폐됨에 따라, 상기 가열실(30)에서 가열된 고온의 분위기가스가 상기 퍼지실(20)로 소량이 인입되어 퍼지실내의 분위기를 조성하는데 조력(助力)하게 된다.

상기 가열실(30)에 트레이(11)가 정위치 되면, 상기 가열실(30)에 구비된 SiC히터(31)에 의해 약 1000∼1300℃정도의 고온으로 제품이 일정시간 동안 가열되며, 상기 SiC히터(31)에 의해 상기 소재가 고온분위기 상태에서 가열될 때, 제품의 산화 및 탈탄을 방지하기 위해 상기 가열실(30)의 양측면에 경사지게 형성된 Bright Gas투입관(32)으로 부터 Bright Gas가 투입된다.

이때, Bright Gas투입관(32)으로 부터 경사지게 투입되는 Bright Gas에 의해 분위기 가스가 대류를 일으키게 되어 고온분위기의 로(蘆)내부 온도를 균일하게 유지시키게 되며, 이에 따라 제품을 균일하게 가열시킬 수 있게 된다.

상기 Bright Gas는 고속도강, 다이스강, 내열강 둥의 고합금강의 고온분위기 열처리에 적당하며, 상기 분위기 가스는 불활성의 중성이기 때문에 연소폭발성이 없고, 탈탄이나 침탄이 없게 된다.

상기 가열실(30)에서 고온분위기로 가열된 제품은 가열실의 출구도어(36b)가 열리면서 가압냉각실(40)로 유입되며, 상기 가압냉각실(40)은 가열을 완료한 제품을 일정시간 동안 분위기 냉각을 하게 된다.

여기서, 상기 가열실의 출구도어(36b)가 개폐되어 트레이(11)가 이동될때, 상기 장입테이블(10)에서는 열처리 할 새로운 제품을 트레이(11)의 상부에 구비된 바스켓(12)에 적재하여 새로운 열처리 준비를 하게 된다.

상기 제품을 냉각하기 위해 상기 가압냉각실(40)의 상면과 측면에 구비된 분사노즐에서 일정압력의 질소가스가 투입되고, 제품을 냉각시킨 후 온도가 상승한 분위기가스는 상기 냉각실 내부의 양측에 구비된 열교환기(44)에 의해 다시 냉각된다.

상기와 같이 냉각실(40)에서 분위기 냉각을 행하여 소입된 제품은 가압냉각실 도어(46)가 개폐됨에 따라 트레이풀러(70)로 상기 트레이(11)를 추출테이블(50)로 이동시키게 되며, 본 발명에 따른 광휘열처리 과정을 거친 제품이 완성된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 Bright Gas를 투입하여 폭발위험성이 전혀 없고 무산화, 무탈탄이며, 또한 변형 및 후처리와 공해 등의 문제가 없는 고온분위기 상태에서 제품가열과 일정압력의 질소가스로 분위기 가압냉각을 행하여 소입함으로써 고속도강, 다이스강, 내열강 등 열처리 후 금속의 고유의 특성을 확보하고, 표면이 미려한 광택을 유지할 수 있고 가압냉각에 의한 냉각효과를 높힐 수 있다.

또한, 가열실에서 경사지게 투입되는 Bright Gas에 의해 대류를 일으켜 로(盧)내 온도가 균일화시키는 자기교반을 행할 수 있어 제품이 불균일하게 가열되는 문제점을 해결할 수 있는 장점이 있다.

아울러, 구동실린더와 안내실린더로 구성된 구동장치로 물품이 적재된 트레이를 열처리실의 각 공정에 정위치 시킬 수 있어 제품의 균일하게 열처리할 수 있으며, 광휘열처리 과정을 자동화 함으로써 공정에 소요되는 시간을 절약하여 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 광휘열처리 설비를 도시한 정면도,

도 2는 본 발명에 따른 광휘열처리 설비의 장입테이블을 도시한 정면도,

도 3은 본 발명에 따른 광휘열처리 설비의 퍼지실을 도시한 정면도,

도 4a는 본 발명에 따른 광휘열처리 설비의 가열실을 도시한 정면도,

도 4b는 도 4a의 평면도,

도 5a는 본 발명에 따른 광휘열처리 설비의 가압냉각실을 도시한 정면도,

도 5b는 도 5a의 평면도,

도 6a는 본 발명에 따른 광휘열처리 설비의 트레이푸셔를 도시한 정면도,

도 6b는 본 발명에 따른 광휘열처리 설비의 트레이풀러를 도시한 정면도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 장입테이블 11 : 트레이(tray)

12 : 바스켓(basket) 13 : 로울러

15 : 구동실린더 16 : 안내실린더

17 : 체인 18a,18b,18c : 스프로킷

20 : 퍼지실 21,38a,38b,48 : 실린더유닛

22 : 퍼지실도어 24,37a,37b,47 : 도어가이드

25 : 패킹 26 : 퍼지가스 투입관

30 : 가열실 31 : SiC히터

32 : Bright Gas 투입관 33 : 로(盧)상판

34,43a,43b : 압력플레이트 35a,35b,45 : 도어실

36a : 가열실 입구도어 36b : 가열실 출구도어

39a,39b,49 : 굴곡부 40 : 가압냉각실

41 : 모터 42 : 교반기

44 : 열교환기 46 : 가압냉각실 도어

50 : 추출테이블 60 : 트레이푸셔(tray pusher)

61 : 푸셔헤드(pusher head) 62, 72 : 레버추63, 73 : 스프링 70 : 트레이풀러(tray puller)

71 : 풀러헤드(puller head)

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 고온 분위기 열처리설비에 있어서,

   열처리할 제품을 트레이(11) 상부에 구비되어 있는 바스켓(12)에 제품을 적재하는 장입테이블(10)과;

   상기 장입테이블(10)의 상기 트레이(11)를 횡방향으로 이동시키는 트레이푸셔(60)와;

   상기 트레이푸셔(60)의 후면부에 연결된 체인(17)을 전/후로 이동시키는 구동실린더(15)와, 상기 구동실린더(15)의 전/후시 상기 체인(17)의 텐션을 유지시켜주는 안내실린더(16)의 작동으로 다단의 스프로킷(18a,18b,18c)을 통해 일정 감속비로 상기 트레이(11)를 이동시키는 트레이 구동장치와;

   상기 트레이(11)에 의해 운반된 제품에 퍼지가스 투입관(26)을 통해 퍼지가스를 투입하여 산화방지 및 분위기를 조성하는 퍼지실(20)과;

   상기 퍼지실(20)에서 유입된 제품을 SiC히터(31)로 고온분위기 상태에서 가열시키고, 산화방지 및 제품의 품질을 향상시키기 위해 Bright Gas를 투입하여 제품을 균일하게 가열하는 가열실(30)과;

   상기 가열실(30) 내부에 경자시게 형성되어 Bright Gas를 투입하는 다수개의 Bright Gas 배출관(32)과;

   상기 가열실(30)에서 가열된 제품을 분위기냉각을 행하기 위해 일정압력의 질소가스를 투입하고, 열교환기(44)를 작동하여 모터(41)에 연결된 교반기(42)로 안내판을 따라 강제대류를 일으켜 제품을 균일하게 가압냉각시키는 가압냉각실(40)과;

   상기 가압냉각실(40)에서 가압 냉각한 제품이 이송되며 완성된 열처리 제품을 추출하는 추출테이블(50)로 구성되는 것을 특징으로 하는 고온분위기 광휘열처리 설비.
4. 가압냉각실(40)의 양측에 구비되며 고압의 압력에 견딜 수 있게 양측면을 제외한 타측이 곡선형의 형상으로 이루어진 도어실(35b,45)은,

   상기 가압냉각실(40)의 압력에 견딜수 있게 만곡된 형상으로 형성된 도어(36b,46)와;

   상기 도어(36b,46)를 상/하로 이동시켜 열처리실을 개폐할 수 있도록 상기 도어(36b,46)의 상부에 연결된 실린더유닛(38b,48)과;

   상기 실린더유닛(38b,48)에 의해 상기 도어(36b,46)가 원활하게 이동할 수 있게 외벽에 구비된 도어가이드(37b,47)와;

   상기 도어가이드(37b,47) 하부의 가장자리에는 상기 실린더유닛(38b,48)의 작동과 중량감 있는 도어(36b,46)의 자중에 의해 안착되어 열처리실을 밀폐할 수 있도록 굴곡되게 형성된 굴곡부(39a,39b)로 구성되되,

   상기 도어실(35b,45)의 외벽 상부에는 상기 가압냉각실에서 유출되는 고압의 압력을 견딜수 있도록 다수개의 압력플레이트(34,43a,43b)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 고온분위기 광휘열처리 설비.