KR100551465B1 - Annealing apparatus with staged cooling system and vacuum insulation type oven for enamel coating process - Google Patents
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Abstract
본 발명은 순차식 냉각 장치와 진공단열 어닐링 오븐으로 구성되는 에나멜 코팅 공정용 어닐링 장치에 관한 것으로서, 그 목적은 에나멜 코팅 공정에서 사용되는 동선의 연성을 증대시켜 공정중에 동선에 가해지는 장력에 대한 신축률을 높이고, 동선의 표면 및 내부의 조직을 균일하게 하여 고 품질의 동선 코팅 공정을 완성하기 위한 어닐링장치를 제공하는데 있다. 본 발명의 구성은 오븐 및 냉각장치로 구성되는 어닐링장치에 있어서, 외부로부터 공급되는 폐열가스를 강제대류시켜 오븐 내부의 온도를 균일하게 유지시키고 내부의 온도 상승에 필요한 에너지 소비량을 줄이는 강제대류장치와, 오븐의 내부 동선 공급부 측에 설치되어 오븐 내부의 온도를 조절하면서 동선을 가열시키는 전기예열부와, 오븐 내의 가열된 공기가 외부로 열 손실되는 것을 최소화하는 진공단열수단과, 신선기로부터 동선을 오븐 내부로 공급하는 동선공급장치로 구성된 진공 단열 구조의 어닐링 오븐과; 상기 진공 단열 구조의 어닐링 오븐 후단에 연결되어 어닐링된 동선이 수직 다단으로 구성된 상층으로 갈수록 서서히 순차적으로 냉각되도록 구성되고, 내부는 환원성 가스가 공급되어 환원성 분위기가 유지되는 순차식 냉각장치로 구성된다.The present invention relates to an annealing device for an enamel coating process consisting of a sequential cooling device and a vacuum insulated annealing oven, the purpose of which is to increase the ductility of the copper wire used in the enamel coating process to stretch the tension applied to the copper wire during the process It is to provide an annealing device for increasing the rate, uniform the surface and inside of the copper wire to complete a high quality copper wire coating process. An annealing device comprising an oven and a cooling device includes a forced convection device for forced convection of waste heat gas supplied from the outside to maintain uniform temperature inside the oven and to reduce energy consumption required to increase the temperature inside the oven. It is installed on the inner copper wire supply side of the oven, the electric preheating unit for heating the copper wire while controlling the temperature inside the oven, the vacuum insulation means for minimizing the heat loss of the heated air in the oven to the outside, the copper wire from the oven An annealing oven having a vacuum insulation structure composed of a copper wire feeding device for supplying the inside; The annealing copper wire connected to the rear end of the annealing oven of the vacuum insulation structure is configured to gradually cool to an upper layer composed of vertical multistage, and the inside is configured of a sequential cooling device in which a reducing gas is supplied to maintain a reducing atmosphere.
전기가열부, 어닐링, 순차식 냉각부, 진공단열, 에나멜코팅공정Electric Heater, Annealing, Sequential Cooling, Vacuum Insulation, Enamel Coating
Description
도 1은 본 발명에 따른 순차식 냉각 방식의 진공단열 어닐링 오븐의 구성을 도시한 개략도,1 is a schematic diagram showing the configuration of a vacuum insulation annealing oven of a sequential cooling method according to the present invention,
도 2는 본 발명에 따른 진공단열 어닐링 오븐의 동선을 이송하는 동선 이송관과 전기예열부의 배열을 도시한 단면도,Figure 2 is a cross-sectional view showing the arrangement of the copper wire transfer pipe and the electric preheater for transferring the copper wire of the vacuum insulation annealing oven according to the present invention,
도 3은 본 발명에 따른 진공단열 오븐과 강제대류 흐름을 도시한 상세도,Figure 3 is a detailed view showing the vacuum insulation oven and forced convection flow according to the present invention,
도 4는 본 발명에 따른 순차식 냉각 방식의 진공단열 어닐링 오븐을 구성하는 순차식 냉각 장치의 가열판과 이송방식을 도시한 상세도,Figure 4 is a detailed view showing the heating plate and the transfer method of the sequential cooling device constituting the vacuum insulation annealing oven of the sequential cooling method according to the present invention,
도 5는 본 발명에 따른 순차식 냉각 방식의 진공단열 어닐링 오븐을 구성하는 순차식 냉각 장치의 냉각수와 이송방식을 도시한 상세도이다.5 is a detailed view showing the cooling water and the transfer method of the sequential cooling device constituting the vacuum insulation annealing oven of the sequential cooling method according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
(1) : 전기예열부 (2) : 진공단열구조의 어닐링 오븐 (1) Electric preheating unit (2) Vacuum annealing oven
(3) : 순차식 냉각부 (4) : 강제대류순환부 (3): Sequential cooling part (4): Forced convection circulation part
(5) : 동선 이송 가이드 장치 (6) : 신선기 (5): copper wire transfer guide device (6): drawing machine
(7) : 환원가스 공급 장치 (8) : 동선 (7): reducing gas supply device (8): copper wire
(9) : 신선기 가이드 도르래 (10) : 코팅기 가이드 도르래 (9): drawing machine guide pulley (10): coating machine guide pulley
(21) : 진공단열부 (21): vacuum insulator
(25) : 동선 이송관(25): copper feed pipe
(31) : 다공판 (31): perforated plate
(32) : 가열판 (33) : 냉각수 (32): heating plate (33): cooling water
(34) : 냉각수조 (35) : 이송 도르래34: cooling water tank 35: feed pulley
(41) : 강제대류용 가스 (42) : 어닐링 오븐 배기가스(41): gas for forced convection (42): annealing oven exhaust gas
본 발명은 순차식 냉각 장치와 진공단열 어닐링 오븐으로 구성되는 에나멜 코팅 공정용 어닐링 장치에 관한 것으로, 자세하게는 에나멜 코팅 공정 중에서 동선 표면에 에나멜을 코팅하여 건조하는 단계를 수행하기 전에 신선기를 통해 원하는 굵기로 뽑아낸 동선을 일정 온도로 가열하여 동선 내부 조직의 경도를 낮추어 연성을 향상시켜 신축율을 증대시킴으로써 장력에 의한 제품의 손상을 줄이고, 표면 열처리를 통해 고품질의 코팅을 얻을 수 있도록 하는 동선의 어닐링 오븐에 진공단열 기법과 폐가스의 강제 유입 방식을 적용하여 에너지 소모량을 최소화하도록 구성한 어닐링 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an annealing device for an enamel coating process consisting of a sequential cooling device and a vacuum insulated annealing oven, and in detail, a desired thickness through a fresh machine before performing the step of coating and drying the enamel on the copper wire surface in the enamel coating process. Annealing of copper wire to reduce the damage of products caused by tension and to obtain high quality coating through surface heat treatment by heating the copper wire extracted by using a certain temperature to lower the hardness of the internal structure of the copper wire to improve the ductility and increase the elasticity ratio. The present invention relates to an annealing apparatus configured to minimize energy consumption by applying a vacuum insulation technique and a forced flow of waste gas to an oven.
동의 열처리 공정을 어닐링 또는 소둔이라 하는데, 어닐링의 온도와 가공 시간은 가공되는 동의 종류와 두께 그리고 제품의 사용 용도에 따라 다양하다. The copper heat treatment process is called annealing or annealing. The temperature and processing time of the annealing vary depending on the type and thickness of the copper to be processed and the intended use of the product.
일반적으로 두꺼운 동판이나 롤 형태의 제품은 밀폐식 오븐에서 장시간 낮은 온도로 가열하면서 어닐링을 수행하고 천천히 냉각시키면서 동의 경도를 맞추는 광휘소둔으로 작업이 이루어진다. 이와 같은 광휘소둔에서 가장 중요한 점은 모든 가공 조건이 산소가 존재하지 않는 무 산소 분위기에서 진행되어야만 한다는 것이다. 그래서 대부분의 밀폐식 오븐은 전기로 가열하고 외부에서 RX 가스와 같은 환원 가스를 공급하면서 어닐링이 수행되며, 최근에는 촉매연소 방식을 통해 가열과 환원가스의 공급을 일원화할 수 있는 어닐링 오븐도 개발되고 있다. In general, thick copper or rolled products are worked by bright annealing to match copper hardness while performing annealing while heating to a low temperature for a long time in a closed oven and slowly cooling. The most important point in such bright annealing is that all processing conditions must proceed in an oxygen-free atmosphere where no oxygen is present. Therefore, most hermetic ovens are annealed by heating with electricity and supplying reducing gas such as RX gas from the outside. Recently, annealing ovens have been developed that can unify the supply of heating and reducing gas through catalytic combustion. have.
반면 동선이나 얇은 판제와 같이 어닐링하려는 대상의 부피가 적어 열에 대한 용적이 작고, 오랜 시간 어닐링 작업이 필요 없는 동 제품에서는 주로 연속 공정을 통해 작업이 이루어진다. On the other hand, the volume of the object to be annealed, such as copper wire or thin plate, is small and the volume of heat is small, and the work is mainly performed in a continuous process in the copper product that does not require long annealing operation.
연속식 어닐링 오븐은 밀폐식 어닐링 오븐에 비해 가열 시간이 짧은 대신 짧은 시간에 적절한 어닐링이 이루어질 수 있도록 50℃ - 100℃ 정도 높은 온도에서 가공하는 것이 일반적이다. 연속 공정에서도 어닐링 공정의 대부분은 모두 산소가 존재하지 않는 분위기에서 진행되어야 하며, 잔존 산소가 0.1% 이상 존재할 경우 동 표면이 산화되는 결과가 발생한다. 현재 연속식 공정에서는 가열 오븐 내부로의 산소 유입을 막기 위해 어닐링 대상의 출,입구에 버너를 설치하여 산소를 사전 소각하는 방식을 채택하고 있다. Continuous annealing ovens are generally processed at temperatures as high as 50 ° C.-100 ° C. to allow for proper annealing in a short time instead of short heating times compared to closed annealing ovens. Even in the continuous process, most of the annealing process should proceed in an atmosphere where oxygen is not present, and if the remaining oxygen is 0.1% or more, the copper surface is oxidized. In the continuous process, a burner is installed at the outlet of the annealing target to prevent oxygen from flowing into the heating oven.
그러나 공정의 특성상 밀폐식에 비해 환원 분위기에서의 적절한 서냉 방식의 부재로 인하여 물이나 오일을 사용하여 어닐링 된 동을 급랭(quenching) 한 후 표면처리(skin pass)하는 방식을 채택하고 있어 동 조직의 가공을 통한 적절한 연성을 얻는데는 어려움이 많으며, 동 표면에 다소의 이물질이 발생할 가능성이 큰 단점이 있다.However, due to the nature of the process, due to the lack of a suitable slow cooling method in a reducing atmosphere, the method of quenching the annealed copper using water or oil and then skin pass is adopted. It is difficult to obtain proper ductility through processing, and there is a big disadvantage that some foreign matter may occur on the copper surface.
본 발명의 기술분야는 에나멜 코팅을 위한 사전 단계로서, 신선기에 의해 가공된 얇은 동선을 연속적인 방식으로 어닐링하는 기술이다. 이러한 기술은 미국, 일본 그리고 이탈리아 등지와 같이 국내보다는 국외에서 많은 연구가 진행되어 왔다.The technical field of the present invention is a technique for continuous annealing of thin copper wire processed by a drawing machine as a preliminary step for enamel coating. This technology has been studied much outside the country such as the United States, Japan and Italy.
미국은 섬유 기술이 한창이던 1980년대에 연구 개발이 주로 진행되었으며, 어닐링을 위한 오븐과 냉각 방식이 비교적 단조로운 시스템으로 구성되었다. 오븐 내부의 온도 상승 및 동의 어닐링을 위한 온도 제어를 위해 전기 가열판을 사용하였으며, 각각의 전기 가열판을 부분별로 나누어 배열하여 동선의 이송 방향으로의 온도 차이가 비교적 적도록 설계된 것이 특징이다. In the 1980s, when the United States was in the midst of textile technology, R & D was mainly underway, and the oven and annealing system for annealing consisted of relatively monotonous systems. An electric heating plate was used to control the temperature of the inside of the oven and to control the temperature for the annealing of the oven. The electric heating plates were divided into parts and arranged to have a relatively small temperature difference in the transport direction of the copper wire.
그러나 동선의 이송 속도가 빨라지고, 오븐의 길이가 길어짐에 따라 필요한 전기 가열판의 수가 증대하여 이에 따른 에너지의 소비량이 증가하고 늘어난 전기 가열판을 제어하기 위한 제어 방식이 복잡해지는 단점이 있었다. However, as the transfer speed of the copper wire increases and the length of the oven increases, the number of electric heating plates required increases, thereby increasing energy consumption and complicating the control method for controlling the increased electric heating plates.
또한 동선의 표면 산화를 방지하기 위해 가열된 동선을 물에 바로 통과시켜 동선의 온도를 낮추는 냉각 방식을 채택하였다.In addition, in order to prevent surface oxidation of copper wires, a cooling system was adopted to lower the temperature of copper wires by passing the heated copper wires directly through water.
유럽에서는 이탈리아에서 주로 에나멜 코팅 시스템의 개발이 활발히 진행되고 있다. 이탈리아의 에나멜 시스템 기술은 코팅액을 건조시키는 건조 오븐과 동선의 굵기를 가공에 맞게 조절하는 신선 장치의 개발에 주력하고 있으며, 어닐링 오븐에 대한 기술은 상대적으로 미비한 실정이다. 어닐링 오븐 장치는 대부분이 위에서 언급된 가열 방식을 사용하고 있다. 최근에는 가열판 수를 줄여 에너지 소비량을 감소시키기 위한 기술의 일환으로 가열판을 없애고 양쪽에 전기히터를 설치하여 자연 대류에 의한 온도 제어를 통해 어닐링 작업을 수행할 수 있도록 하였으나, 자연대류에 의한 오븐 내부의 온도 편차가 크고 온도 상승에 필요한 시간이 늘어난다는 문제점이 있다. In Europe, the development of enamel coating systems is mainly active in Italy. The Italian enamel system technology is focused on the development of drying ovens for drying coating liquids and drawing devices for adjusting the thickness of copper wires for processing, and the technology for annealing ovens is relatively inadequate. The annealing oven apparatus uses most of the heating methods mentioned above. Recently, as part of a technology for reducing energy consumption by reducing the number of heating plates, the heating plates are removed and electric heaters are installed on both sides to perform annealing by controlling the temperature by natural convection. There is a problem that the temperature deviation is large and the time required for temperature rise is increased.
냉각 방식은 위에서 언급된 물에 의한 급냉 방식을 택하고 있으며, 동선을 이송하기 위한 가이드 내부에 무 산소 분위기를 만들어주기 위하여 수증기를 유입하는 기술을 사용하고 있다.The cooling method uses the above-mentioned water quenching method, and uses a technology of introducing water vapor to create an oxygen-free atmosphere inside the guide for transporting copper wire.
일본을 비롯한 아시아 지역의 에나멜 코팅 기술은 구미 지역에 비해 비교적 낙후되어 있다. 특히 국내의 경우 대부분의 기술들이 선진 기술을 사용하거나 모방 하는 정도의 수준에 있으며, 에나멜 코팅 시스템 중 어닐링 오븐에 대한 기술 개발은 거의 이루어지지 않아, 수입된 장치를 그대로 사용하고 있는 실정이다. 비록 수입 장치를 모방하여 새로운 어닐링 오븐을 제작하더라도 어닐링에 대한 기초 지식과 기본 자료가 부족하여 장치 작동에 대한 문제가 발생할 경우 이에 대한 적절한 대처가 이루어지지 못하고 있는 실정이다.Enamel coating technology in Asia, including Japan, is relatively backward compared to Western countries. In particular, in Korea, most of the technologies are at the level of using or imitating advanced technologies, and technology development for annealing ovens among enamel coating systems is hardly made, and thus imported devices are used as they are. Even if a new annealing oven is manufactured by imitating imported devices, there is a lack of basic knowledge and basic data on annealing.
이러한 국내뿐 아니라 국외 어닐링 오븐 기술들의 냉각 방식이 모두 가열된 동선을 물에 한 번 통과시켜 급랭시키는 단계로 이루어지고 있기 때문에, 동선의 냉각시 연속 공정에서 발생할 수 있는 잔존 산소 분위기에 의한 표면의 산화를 예방할 수 있는 장점은 있지만, 서냉을 통해 적합한 동선 조직의 연성화를 달성하기 어려운 단점을 가지고 있다. Since the cooling methods of both domestic and foreign annealing oven technologies are quenched by passing the heated copper wire through water once, the oxidation of the surface by the residual oxygen atmosphere which may occur in the continuous process during the cooling of the copper wire Although there is an advantage to prevent, but it is difficult to achieve the softening of suitable copper wire tissue through slow cooling.
또한 오븐의 구조에 있어서는 동선을 어닐링하기 위한 오븐 내부의 온도를 부분별로 전기 가열판을 각각 설치하여 유지하는 구조로 되어 있어 에너지 사용량이 많고, 가열판이 오븐 벽에 설치되어 있어 아무리 단열이 잘 되었다 하더라도 외부로의 열 손실이 많아지는 단점이 있다. In addition, in the structure of the oven, an electric heating plate is installed for each part to maintain the temperature inside the oven for annealing the copper wire, and thus the energy consumption is high, and the heating plate is installed on the oven wall so that no matter how well the insulation There is a disadvantage that the heat loss of the furnace increases.
그리고 동선의 어닐링을 위한 분위기 매체로서 대부분 수증기를 사용하기 때문에 동선 표면에 보이지 않은 작은 얼룩이 발생하는 경우가 많은데, 이것은 동선의 표면에 코팅의 불균일화를 초래할 가능성이 높아 제품의 품질을 저해할 요인이 될 수 있다.And since most of the water vapor is used as an atmosphere medium for copper wire annealing, small unstained stains often occur on the surface of the copper wire, which is likely to cause uneven coating on the copper wire surface, which has a detrimental factor on product quality. Can be.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 에나멜 코팅 공정에서 사용되는 동선의 연성을 증대시켜 공정중에 동선에 가해지는 장력에 대한 신축률을 높이고, 동선의 표면 및 내부의 조직을 균일하게 하여 고 품질의 동선 코팅 공정을 완성하기 위한 어닐링장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention for solving the above problems is to increase the ductility of the copper wire used in the enamel coating process to increase the stretch rate for the tension applied to the copper wire during the process, and to uniform the surface and internal structure of the copper wire To provide an annealing device for completing a high quality copper wire coating process.
상기와 같은 본 발명의 목적은 기존 어닐링 장치에서 단점으로 드러난 오븐의 외벽에 설치된 많은 전기 가열판에 의한 가열방식을 지엽적으로 설치된 전기히터와 공정에서 발생한 고온의 폐가스를 강제 대류시키는 혼합 방식으로 전환하여 에너지 소비량을 감소시키고, 오븐의 단열에 진공 단열 방식을 사용하여 위의 가열 방식으로 부족할 수 있는 오븐 내부의 온도 편차 폭을 최소화하고, The purpose of the present invention as described above is to convert the heating method by a large number of electric heating plate installed on the outer wall of the oven, which is a disadvantage in the existing annealing device to the mixing method of forcibly convection of the high temperature waste gas generated in the process with the electric heater installed locally. Reduce consumption, use the vacuum insulation method to insulate the oven, minimizing the range of temperature variations inside the oven, which may be insufficient for the above heating method,
냉각에 있어서는, 어닐링 된 동선이 좀더 많은 냉각 단계를 거치게 함으로써 동선 조직의 연성을 향상시켜 전체 공정에서 동선이 받는 장력에 대한 동선의 신축률을 높이며, In cooling, the annealed copper wire goes through more cooling stages to improve the ductility of the copper wire structure, thereby increasing the copper stretching rate to the tension that the copper wire receives in the whole process,
또한 어닐링 분위기 가스로 수증기 대신 환원가스를 공급하여 수증기에 의해 발생될 수 있는 동 표면의 얼룩 현상을 최소화하여 코팅 전 동선의 어닐링에 의한 표면 가공의 질을 높일 수 있는 어닐링 장치를 제공함으로써 달성된다.
In addition, by providing a reducing gas instead of water vapor to the annealing atmosphere gas to minimize the phenomenon of copper surface that can be generated by the water vapor is achieved by providing an annealing device that can improve the quality of the surface processing by annealing the copper wire before coating.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 에나멜 코팅 건조 공정에 이용되는 신선기를 통해 늘어난 동선의 조직을 안정화시키고, 동선의 연성을 증대시켜 코팅 공정에서 동선의 신축률을 높이기 위한 오븐 및 냉각장치로 구성되는 어닐링장치에 있어서,The present invention to achieve the object as described above and to perform the problem for removing the conventional defects is to stabilize the structure of the increased copper wire through the drawing machine used in the enamel coating drying process, to increase the ductility of the copper wire copper wire in the coating process In the annealing device consisting of an oven and a cooling device for increasing the expansion rate of
외부로부터 공급되는 폐열가스를 강제대류시켜 오븐 내부의 온도를 균일하게 유지시키고 내부의 온도 상승에 필요한 에너지 소비량을 줄이는 강제대류장치와, 오븐의 내부 동선 공급부 측에 설치되어 오븐 내부의 온도를 조절하면서 동선을 가열시키는 전기예열부와, 오븐 내의 가열된 공기가 외부로 열 손실되는 것을 최소화하는 진공단열수단과, 신선기로부터 동선을 오븐 내부로 공급하는 동선공급장치로 구성된 진공 단열 구조의 어닐링 오븐과;Forced convection of the waste heat gas supplied from the outside to maintain uniform temperature inside the oven and reduce the energy consumption required to increase the temperature inside, and is installed on the inner copper wire supply side of the oven to control the temperature inside the oven An annealing oven having a vacuum insulation structure including an electric preheater for heating the copper wire, a vacuum insulation means for minimizing heat loss of the heated air in the oven, and a copper wire supply device for feeding the copper wire from the drawing machine into the oven;
상기 진공 단열 구조의 어닐링 오븐 후단에 연결되어 어닐링 된 동선이 상층으로 갈수록 서서히 순차적으로 냉각되도록 수직 다단으로 구성되고, 내부는 환원성 가스가 공급되어 환원성 분위기가 유지되는 순차식 냉각장치로 구성된 것을 특징으로 한다.It is connected to the rear end of the annealing oven of the vacuum insulation structure is composed of a vertical multi-stage so that the annealed copper wire is gradually cooled toward the upper layer, the inside is composed of a sequential cooling device that is supplied with a reducing gas to maintain a reducing atmosphere. do.
상기와 같은 본 발명 구성에 사용되는 기본적인 구성은 오븐 내부의 온도를 조절하기 위한 전기예열부(1)와, 상기 전기예열부(1)로부터 발생된 열의 외부 방출이 최소화 되도록 고안된 진공단열 구조의 어닐링 오븐(2)과, 상기 진공단열 구조의 어닐링 오븐(2) 후단에 연결되어 어닐링 된 동선을 서서히 냉각시키기 위한 순차식 냉각장치(3)와, 상기 진공 단열 구조의 어닐링 오븐(2) 내부의 온도를 균일하게 하기 위한 강제대류장치(4)와, 상기 진공 단열 구조의 어닐링 오븐(2)에서 어닐링되는 동선을 이송하기 위한 동선 이송 가이드 장치(5)로 구성된다.The basic configuration used in the present invention configuration as described above is an annealing of the electrical preheating unit (1) for controlling the temperature inside the oven, and the vacuum insulation structure designed to minimize the external discharge of heat generated from the electrical preheating unit (1) An
이하 본 발명의 실시예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and the operation of the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 순차식 냉각 방식의 진공단열 어닐링 오븐의 구성을 도시한 개략도를 도시하고 있는데 이를 참조로 구성을 설명하면 어닐링을 위한 동선(8)은 가공되지 않은 상태로 작업을 위한 적절한 굵기로 가공되기 위해 먼저 신선기 가이드 도르래(9)에 의해 동선의 굵기를 다시 조정하는 신선기(6)로 이송된다. Figure 1 shows a schematic diagram showing the configuration of a vacuum insulated annealing oven of a sequential cooling method according to the present invention. Referring to the configuration, the
신선기에 공급된 동선은 원하는 굵기로 늘려진 다음 동선 이송 가이드 장치(5)를 통해 진공단열 구조의 어닐링 오븐(2)으로 들어오게 된다. The copper wire supplied to the drawing machine is increased to a desired thickness and then enters the
동선(8)을 진공단열구조의 어닐링 오븐(2)으로 인도하는 동선 이송 가이드 장치(5)는 도 3에서 보이는 것과 같이 동선(8)과의 간격을 최소화하도록 노즐 타입으로 제작하여 외부로부터의 산소 유입을 최소화하고 순차식 냉각장치(3)로 환원가스 공급 장치(7)에 의해 소량씩 유입되는 환원가스에 의해 내부의 압력을 +로 유지시켜 외부의 공기 유입이 거의 발생하지 않도록 하였다. The copper wire
동선 이송 가이드 장치(5)를 통과한 동선(8)은 진공단열 구조의 어닐링 오븐(2)에서 가열된 이후 순차식 냉각장치(3)로 운반되어 각기 온도가 다른 층을 통과하면서 천천히 냉각된 이후에 냉각수조(34) 담겨있는 냉각수(33)를 통과하고 마지막으로 코팅기 가이드 도르래(10)를 통해 에너멜 코팅 건조 오븐으로 이동된다.The
상기 도1에서 미설명된 도면부호 4는 강제대류장치, 21은 진공단열부, 24는 가이드판, 26은 단열재, 31은 다공판, 35는 이송도르래, 41은 강제대류용가스, 42 는 어닐링오븐배가스, 35는 이송도르래인데, 구체적인 설명은 후술되는 도 3의 설명에 언급되어 있다.In FIG. 1, reference numeral 4 denotes a forced convection device, 21 is a vacuum insulation unit, 24 is a guide plate, 26 is a heat insulating material, 31 is a porous plate, 35 is a feed pulley, 41 is forced convection gas, and 42 is annealing.
도 2는 본 발명에 따른 진공단열 어닐링 오븐의 동선을 이송하는 동선 이송관과 전기예열부의 배열을 도시한 단면도이다. Figure 2 is a cross-sectional view showing the arrangement of the copper wire transfer pipe and the electric preheater for transferring the copper wire of the vacuum insulation annealing oven according to the present invention.
동선(8)을 이송하는 동선 이송관(25)은 진공단열 구조의 어닐링 오븐(2) 중심을 기준으로 좌우로 2개가 설치되며, 동선 이송 가이드 장치(5)와는 분리형으로 조합된다. Two copper
동선 이송 가이드 장치(5)는 앞서 설명한 듯이 내부 압력을 +로 유지시키면서 외부의 공기를 차단할 수 있도록 동선(8)과의 간격을 최소화하게 노즐 형태로 제작하였다. The copper wire
전기예열부(1)는 U자형 전기히터가 동선 이송관(25)의 상.하에 각각 1개씩 총 2개가 설치되어 진공단열 구조의 어닐링 오븐(2) 내부의 온도를 조절하게 된다. In the
동선 이송관(25)과 동선 이송 가이드 장치(5)가 조합되는 부분과 전기예열부(1)의 동체와 단자가 조합되는 부분은 초기 동선(8)을 이송 도르래(35)에 연결할 때 작업을 용이하게 하고 전기예열부(1)의 교체 작업도 쉽게 하기 위해 분리형으로 구성되었다.The portion where the copper
연결부에는 막음 장치(sealing)를 하였다.The connection part was sealed.
상기 도 2에서 미설명된 도면부호 21은 진공단열부, 22는 막음장치, 23은 막음 고정볼트, 26은 단열재이다. In FIG. 2,
도 3은 본 발명에 따른 진공단열 구조의 어닐링 오븐과 강제대류 흐름을 도시한 상세도를 나타낸다.Figure 3 shows a detailed view of the annealing oven and forced convection flow of the vacuum insulation structure according to the present invention.
진공단열 구조의 어닐링 오븐(2)은 전기예열부(1)와 진공단열부(21), 동선 이송관(25), 강제대류장치(4)로 크게 구성된다. The annealing
또한 도시되어 있는 바와 같이 진공단열 구조의 어닐링 오븐(2)은 이중관 구조로 되어 있으며, 외부관과 내부관 사이를 진공 처리하여 오븐 내부의 열이 외부로 방출되는 것을 최소화 할 수 있도록 하였으며, 진공 두께는 오븐 길이와 상관하여 열의 방열이 최소화하고 내부의 온도 편차를 최소화 할 수 있는 적절한 크기로 제작하였다. In addition, as shown, the annealing
외부관에는 단열재(26)를 사용하여 다시 단열을 하였다.The outer tube was insulated again using a
동선 이송관(25)은 순차식 냉각장치(3)와 조합형으로 연결되도록 하였으며, 막음 장치(22) 및 막음 고정볼트(23)로 누수를 없앴다. The
진공단열 구조의 어닐링 오븐(2)의 출구 부분에는 오븐 내부의 온도를 가능한 빠른 시간 안에 균일하게 조절할 수 있도록 강제 대류 장치(4)를 설치하였다. At the outlet of the
강제 대류장치(4)를 통과하는 유체는 에나멜 코팅 건조 오븐에서 배기되는 고온의 폐 배기가스인 강제대류용 가스(41)를 유입시켜 전기예열부(1)에 의한 에너지 소비량을 줄이면서 폐 가스를 재 이용할 수 있도록 하였다. 강제 대류된 폐가스는 어닐링 오븐 배가스(42)로 배출된다, The fluid passing through the forced convection device 4 introduces the forced
또한 진공단열 구조의 어닐링 오븐(2) 내부에는 가이드판(24)을 설치하여 유 입되는 고온의 폐가스가 바로 배출되지 않도록 하고, 내부에 설치된 전기히터와 잘 접촉할 수 있도록 하여 진공단열 구조의 어닐링 오븐(2)의 온도 제어를 용이하게 할 수 있도록 구성하였다. In addition, a
도 4는 본 발명에 따른 순차식 냉각 방식의 진공단열 어닐링 오븐을 구성하는 순차식 냉각 장치의 가열판과 이송방식을 도시한 상세도인데, 진공단열구조의 어닐링 오븐(2)에서 가공된 동선(8)은 동선 이송관(25)을 통해 순차식 냉각장치(3)로 이송된다. Figure 4 is a detailed view showing the heating plate and the transfer method of the sequential cooling device constituting the vacuum insulation annealing oven of the sequential cooling method according to the present invention, the
순차식 냉각장치(3)에는 냉각장치 내부 전체의 온도를 조절하는 전기 가열판(32)이 하부에 설치되어 있어 수직선상 각 위치별로 온도를 다르게 조절하게 되는데, 전기 가열판(32)은 내부로의 유입 가스량이 비교적 적기 때문에 정상 상태에서는 전력 소모량이 비교적 적게 소모되도록 하였다. In the sequential cooling device (3) is provided with an
순차식 냉각장치(3) 내부에는 내부 압력이 +로 유지될 수 있을 정도의 적은 양의 환원가스가 환원가스 공급 장치(7)에 의해 공급되도록 하여 무산소 분위기를 유지할 수 있도록 하였으며, 순차식 냉각장치(3)의 환원가스는 각 층을 구분하고 있는 다공판(31)을 통해 위쪽 칸으로 이송되도록 구성하였다. Inside the sequential cooling system (3), a small amount of reducing gas such that the internal pressure can be maintained at + is supplied by the reducing gas supply device (7) to maintain an oxygen-free atmosphere. Reducing gas of (3) was configured to be transferred to the upper compartment through the
또한 내부에는 이송 도르래(35)가 설치되어 위칸으로 동선(8)을 이송 할 수 있도록 하였다.In addition, a
상기 순차식 냉각장치(3)는 카트리지 식으로 구성하여 원하는 온도구간 설계에 따라 그 층수를 조절할 수 있다.The sequential cooling device (3) can be configured in a cartridge type to adjust the number of floors according to the desired temperature section design.
도 5는 본 발명에 따른 순차식 냉각 방식의 진공단열 어닐링 오븐을 구성하는 순차식 냉각 장치의 냉각수와 이송방식을 도시한 상세도인데, 아래 칸으로부터 이송 된 동선(8)과 환원가스는 동일한 방법으로 설치된 다공판(31)에 의해 운반되며, 다공판 위에는 냉각수(33)가 담겨있는 냉각수조(34)가 설치되어 있어 서냉된 동선(8)을 최종 냉각시켜 코팅기 가이드 도르래(10)를 통해 에나멜 코팅 건조 오븐으로 이송하도록 구성 하였다.Figure 5 is a detailed view showing the cooling water and the transfer method of the sequential cooling device constituting the vacuum insulation annealing oven of the sequential cooling method according to the present invention, the
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다. The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.
상기와 같은 본 발명은 어닐링을 위한 오븐의 온도를 제어하는 방식으로, 전기히터에 의한 온도 상승과 에나멜 코팅 공정에서 배기되는 고온의 폐 가스를 강제로 대류시키는 방식을 혼합 사용하여 기존에 많은 전기 가열판의 사용으로 인한 에너지 소비량을 감소시키면서, 오븐 내부의 온도 편차를 최소화 할 수 있도록 한 장점이 있다. As described above, the present invention controls the temperature of the oven for annealing, by using a mixture of a method of forcing convection of a high temperature waste gas exhausted in the enamel coating process and the temperature rise by the electric heater. While reducing the energy consumption due to the use of, there is an advantage to minimize the temperature deviation inside the oven.
또한 본 발명은 진공 단열 방식을 통해 외부로의 열손실을 최소화하여 위의 가열 방식(전기히터와 강제대류의 혼합사용 방식)으로 부족할 수 있는 내부 온도의 불균일 현상을 줄였다는 장점이 있다. In addition, the present invention has the advantage of reducing the non-uniformity of the internal temperature that can be insufficient by the above heating method (mixed use of electric heater and forced convection) by minimizing heat loss to the outside through the vacuum insulation method.
또한 본 발명은 어닐링을 위한 분위기 매체로서, 무 산소 분위기에서 동을 어닐링하기 위해 수증기 대신 질소나 촉매의 환원연소 등으로 생성될 수 있는 RX 가스와 같은 환원가스를 소량씩 유입시키는 방식을 사용하여 수증기에 의한 동 표면의 얼룩 현상을 최소화한 장점이 있다. In addition, the present invention is an atmosphere medium for annealing, by using a method of introducing a small amount of reducing gas, such as RX gas which can be produced by nitrogen, or reduced combustion of the catalyst in order to anneal copper in the oxygen-free atmosphere. There is an advantage of minimizing the stain phenomenon of the copper surface.
또한 본 발명은 동선 가이드의 구조를 노즐 형태로 고안하여 환원가스의 공급에 의한 내부압에 의해 외부의 산소가 유입되지 않도록 한 장점이 있다. In addition, the present invention has the advantage of devising the structure of the copper wire guide in the form of a nozzle so that the outside oxygen is not introduced by the internal pressure by the supply of reducing gas.
또한 본 발명은 열처리된 동을 냉각하는 방식에 있어, 기존에 사용되었던 물이나 오일에 의한 급냉(quenching) 방식을 지양하고, 온도가 위치에 따라 각기 다르고, 냉각 분위기가 수증기가 아닌 환원가스로 채워져 있는 카트리지식 냉각 장치를 통해 동 표면의 온도를 천천히 낮춘 다음, 물을 통과시킴으로써 서냉에 의한 동 조직의 적절한 연성을 확보하여 전체 에나멜 공정에서 동선의 신축률을 향상시킴과 동시에 표면 얼룩 발생을 최소화 할 수 있는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.
In addition, the present invention in the method of cooling the heat-treated copper, refrain from the quenching method by water or oil that has been used previously, the temperature is different depending on the location, the cooling atmosphere is filled with reducing gas rather than water vapor Slowly lower the temperature of the copper surface through a cartridge-type cooling device, and then pass water to ensure proper ductility of the copper tissue by slow cooling to improve the elasticity of the copper wire in the entire enameling process and to minimize the occurrence of surface stains. It is a useful invention having the advantage that it is an invention that is expected to be greatly industrial use.
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