KR100684590B1 - Heat treatment manufacturing apparatus and its method - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 롤러의 열처리 가공 장치 및 방법은, 가열 통로를 따라 롤러를 순차적으로 이동시키면서 가열하고, 가열된 롤러의 내주면과 외주면에 냉각수 및 공기를 분사하여 냉각시키며, 냉각된 암수 한 쌍의 롤러를 양측에서 가압하여 하나로 압입하고, 롤러의 압입 부분의 둘레를 냉각하면서 남아 있는 잔열을 이용하는 셀프 템퍼링(Self Tempering) 방식으로 용접하여 취출하도록 구성됨으로써, 롤러를 원하는 온도로 균일하게 가열한 후 균일 냉각을 실시하므로 균일한 경도의 롤러를 얻을 수 있고, 또한 강의 잔류 응력을 제거하여 조직을 안정화시킬 수 있으며, 전체적으로는 공정이 단축되고 생산성 및 품질 특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Heat treatment processing apparatus and method of a roller according to the present invention is heated while sequentially moving the roller along the heating passage, by cooling the cooling water and air to the inner and outer peripheral surface of the heated roller by cooling, a pair of cooled male and female rollers Press and press on both sides to press the one side, while cooling the periphery of the indentation portion of the roller by the self tempering (Self Tempering) method using the remaining heat is configured to take out, by heating the roller uniformly to the desired temperature and then uniform cooling Since it is possible to obtain a roller of uniform hardness, and also to remove the residual stress of the steel to stabilize the structure, the overall process has the effect of shortening the process and improving the productivity and quality characteristics.

Description

롤러의 열처리 가공 장치 및 방법{Heat treatment manufacturing apparatus and its method} Heat treatment manufacturing apparatus and method of rollers             

도 1은 일반적인 롤러가 도시된 단면 구성도,1 is a cross-sectional configuration view showing a typical roller,

도 2는 본 발명에 따른 롤러의 열처리 가공 장치가 도시된 개략적인 전체 구성도,2 is a schematic overall configuration diagram showing a heat treatment apparatus for a roller according to the present invention;

도 3은 본 발명의 롤러의 열처리 가공 장치에서 냉각부가 도시된 주요부 상세도,3 is a detailed view of the main part of the cooling unit shown in the heat treatment apparatus of the roller of the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 롤러의 열처리 가공 방법이 도시된 순서도,Figure 4 is a flow chart illustrating a heat treatment method of the roller according to the present invention,

도 5는 본 발명에 따른 롤러의 열처리 가공 방법에서 가열부의 온도 조절 상태 그래프이다.5 is a graph illustrating a state of temperature control of a heating unit in a heat treatment processing method of a roller according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 장입부 11 : 컨베이어10: charging unit 11: conveyor

13 : 푸시 기구 20 : 가열부13 push mechanism 20 heating part

21 : 가열 통로 22 : 구획판21 heating passage 22 partition plate

23 : 모터 24 : 컨베이어23: motor 24: conveyor

25 : 전기 히터 26 : 온도 센서25: electric heater 26: temperature sensor

30 : 롤러 이송부 31 : 모터30: roller feed part 31: motor

33 : 체인 35 : 이송 핑거33: chain 35: transfer finger

37 : 컨베이어 40 : 냉각부37 conveyor 40 cooler

41 : 모터 42 : 공압 실린더41: motor 42: pneumatic cylinder

43 : 회전체 46 : 내경 노즐43: rotating body 46: internal diameter nozzle

47 : 외경 노즐 48 : 에어 노즐47: outer diameter nozzle 48: air nozzle

50 : 압입부 51 : 핑거 클램프50: indentation 51: finger clamp

53 : 압입판 55 : 유압 실린더53 press-fit plate 55 hydraulic cylinder

60 : 용접부 70 : 취출부60: welding part 70: drawing part

71 : 유압 실린더 73 : 받침대71: hydraulic cylinder 73: pedestal

본 발명은 중장비 하부 주행체 구성부품인 롤러의 열처리 가공 장치 및 방법 관한 것으로서, 특히 가열, 냉각, 압입, 셀프 템퍼링(Self Tempering) 기법을 이용한 용접 및 취출이 자동으로 순차적으로 이루어지도록 하여 공정단축, 생산성 향상 및 품질 특성 향상에 기여하는 롤러의 열처리 가공 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for heat treatment of a roller, which is a component of a lower moving body of heavy equipment, and in particular, a process shortening by automatically and sequentially performing welding and drawing using heating, cooling, press-fitting, and self tempering techniques. The present invention relates to an apparatus and method for heat treatment of rollers that contribute to improved productivity and quality characteristics.

일반적으로 무한궤도 주행체는 포크레인이나 불도저와 같이 농업용, 토목용 차량 등에 사용되며, 군사적으로는 전차, 장갑차 등에 사용되고 있다.In general, the caterpillar vehicle is used in agricultural and civil vehicles, such as forklifts and bulldozers, and is used in military tanks and armored vehicles.

무한궤도차량의 하부 주행체에는 주요 구성품으로 롤러가 구비되는데, 도 1에 도시된 바와 같이 두 개의 롤러 바디(1)가 상호 용접되어 부착되고, 그 사이에 샤프트(3)가 관통되며, 이 샤프트(3)와 롤러 바디(1) 사이에는 부싱(5)이 삽입된다.The lower running body of the crawler vehicle is provided with a roller as a main component, and as shown in FIG. 1, two roller bodies 1 are welded and attached to each other, and a shaft 3 is penetrated therebetween. The bushing 5 is inserted between the 3 and the roller body 1.

그리고, 상기 샤프트(3)의 양 끝단에는 칼라(7)가 각각 결합되며, 이 칼라(7)와 롤러 바디(1) 사이에 한 쌍의 플로팅 실(9)이 장착된다.A collar 7 is coupled to both ends of the shaft 3, and a pair of floating seals 9 are mounted between the collar 7 and the roller body 1.

여기서, 상기 롤러 바디(1)는 큰 하중을 지지하면서 회전해야 하므로 경도 및 강도가 높아야 하며, 내마모성 및 인성이 커야 한다. 또한, 회전을 원활하게 하기 위해 내부의 치수의 변화가 적어야 하므로 열처리 공정을 통해 강도를 보강하게 된다.Here, the roller body 1 must be rotated while supporting a large load, so the hardness and strength must be high, and wear resistance and toughness must be large. In addition, since the change in the internal dimensions should be small in order to facilitate the rotation, the strength is reinforced through the heat treatment process.

통상 열처리란 가열/냉각 등의 적당한 속도로 조작하여 그 재료의 특성을 개 량하는 조작을 가리킨다. 이러한 열처리에는 담금질, 뜨임 및 풀림 등이 있다.Usually heat treatment refers to the operation of improving the properties of the material by operating at a suitable speed such as heating / cooling. Such heat treatments include quenching, tempering and annealing.

담금질(Quenching)은 고온에서 급랭하여 마르텐사이트(Martensite) 조직을 얻고자 하는 것으로, 마르텐사이트 조직은 침상조직(針狀組織)으로서 탄소(C)를 과포화로 고용한 페라이트(Ferrite)의 일종으로 내부식성, 경도 및 강도가 대단히 큰 것이 특징이다. 저온 뜨임(Tempering)은 담금질한 후 공석온도 이하로 가열하여 연성과 인성을 향상시키고 잔류 응력을 제거하여 조직을 안정화시킬 목적으로 시행하는 처리이다.Quenching is intended to obtain martensite structure by quenching at high temperature, and martensite structure is a kind of ferrite that is supersaturated with carbon (C) as acicular structure. Corrosion, hardness and strength are very large. Low temperature tempering is a treatment performed to stabilize the structure by quenching and heating to below the vacancy temperature to improve ductility and toughness and to remove residual stress.

열처리는 제품의 재료나 얻고자 하는 특성이 가열온도, 유지시간, 냉각속도 등에 따라 달라진다. 냉각하는 방법으로는 주로 물 속에 담그는 수냉법, 기름으로 냉각하는 유냉법, 찬 공기 및 가스를 뿜어 공랭시키는 방법 등이 있다. The heat treatment depends on the heating temperature, holding time, cooling rate, etc., of the product and the desired properties. Cooling methods include water immersion in water, oil cooling in oil, and air cooling with cold air and gas.

상기와 같은 열처리 기술은 각종 기계류 성능에 결정적으로 작용하는 부품의 성능, 품질, 내구성 등을 결정하는 핵심기술로서 완성된 기계류의 경쟁력을 높이는데 크게 기여하게 된다.The heat treatment technology as described above greatly contributes to enhancing the competitiveness of the finished machinery as a core technology for determining the performance, quality, durability, etc. of the parts that act decisively on various machinery performances.

여기서, 상기한 롤러 바디(1)의 품질은 상기와 같은 열처리에 의해 결정되어진다. 열처리에 의한 변형(distortion)이나 크랙(crack)의 위험이 상존하므로 대부분은 물에 담그는 수냉, 기름을 이용한 유냉, 그리고 냉각공기를 이용한 공냉에 의한 냉각 처리를 하고 있다. 담금질(Quenching) 후, 뜨임(Tempering) 처리시 대부분은 로(爐) 뜨임(Furnace tempering)을 하는데 이는 200~300℃ 로 가열 후 2시간 정도 노(爐) 안에서 냉각하여 잔류 응력을 제거하여 조직을 안정시키기 위함이다.Here, the quality of the roller body 1 is determined by the above heat treatment. Since the risk of distortion or cracking due to heat treatment is present, most of them are cooled by water cooling, oil cooling with oil, and air cooling with cooling air. After quenching, most of the tempering treatment is Furnace tempering, which is cooled in a furnace for 2 hours after being heated to 200 ~ 300 ℃ to remove residual stress. To stabilize.

그러나, 상기 롤러 바디(1)를 물에 담그는 수냉 열처리 방법으로 냉각할 경 우에는 유량 제어가 불가능해 냉각 속도 조절이 어렵고 냉각 후, 뜨임 작업시 설비 추가 및 생산 시간 증가로 인해 작업효율이 떨어지는 문제점이 있다.However, when the roller body 1 is cooled by a water-cooled heat treatment method in which it is immersed in water, flow rate control is impossible, and thus cooling rate is difficult to control, and after cooling, work efficiency decreases due to additional equipment and increased production time during tempering. There is this.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 자동 온도 조절이 가능한 가열부, 냉각속도 조절이 가능한 냉각부, 셀프 템퍼링 방법을 이용한 용접부가 연속하여 구성됨으로써 롤러의 열처리 특성을 향상시킴과 아울러 자동 연속 생산에 따른 생산성을 향상 및 작업 환경을 개선할 수 있는 롤러의 열처리 가공 장치 및 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
The present invention has been made to solve the above problems, the heating part capable of automatic temperature control, the cooling part capable of adjusting the cooling rate, the welding part using a self-tempering method is continuously configured to improve the heat treatment characteristics of the roller and It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for heat treatment of a roller that can improve productivity and improve working environment due to automatic continuous production.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 롤러의 열처리 가공 장치, 가열 통로가 길게 형성되어 복수개의 롤러가 순차적으로 이동하면서 가열되도록 하는 가열부와; 상기 가열부의 출구 쪽에 위치되어 상기 가열부에서 가열된 롤러의 내주면과 외주면에 냉각수 및 공기를 분사하여 냉각시키는 냉각부와; 상기 냉각부를 거친 암수 한 쌍의 롤러를 압입 실린더를 이용하여 양측에서 가압하여 하나로 조립하는 압입부와; 상기 조립된 롤러의 압입부분의 둘레를 용접하여 부착하는 용접부를 포함한 것을 특징으로 한다.Heat treatment apparatus for a roller according to the present invention for realizing the above object, the heating passage is formed long so that a plurality of rollers are heated while moving sequentially; A cooling unit positioned at an outlet side of the heating unit and cooling by spraying cooling water and air on the inner and outer circumferential surfaces of the roller heated in the heating unit; A press-fitting part for assembling a pair of male and female rollers passing through the cooling part from one side by using a press-fitting cylinder; It characterized in that it comprises a welding portion for welding and attaching the circumference of the press-fit portion of the assembled roller.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 롤러의 열처리 가공 방법은, 가열 통로를 따라 롤러를 순차적으로 이동시키면서 가열하는 가열 단계와; 상기 가 열 단계에서 가열된 롤러의 내주면과 외주면에 냉각수 및 공기를 분사하여 냉각시키는 냉각 단계와; 상기 냉각 단계를 거친 암수 한 쌍의 롤러를 양측에서 가압하여 하나로 조립하는 압입 단계와; 상기 압입 단계에서 조립된 롤러의 압입 부분의 둘레를 용접하여 부착하는 용접 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.The heat treatment processing method of the roller according to the present invention for realizing the above object comprises a heating step of heating while sequentially moving the roller along the heating passage; A cooling step of cooling by spraying cooling water and air to the inner and outer peripheral surfaces of the roller heated in the heating step; A press-fit step of assembling the rollers of the male and female rollers which have undergone the cooling step from both sides to be assembled into one; It characterized in that it comprises a welding step of welding by attaching the circumference of the pressing portion of the roller assembled in the pressing step.

상기 용접 단계는 별도의 가열 공정 없이 상기 냉각 단계를 거치면서 남아 있는 잔열을 이용하는 셀프 템퍼링(Self Tempering) 방식으로 용접하는 것을 특징으로 한다.The welding step is characterized in that the welding by the self tempering (Self Tempering) method using the residual heat remaining through the cooling step without a separate heating process.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 롤러의 열처리 가공 장치가 도시된 개략적인 전체 구성도이고, 도 3은 본 발명의 냉각부가 도시된 상세도이다.Figure 2 is a schematic overall configuration diagram showing a heat treatment apparatus for a roller according to the present invention, Figure 3 is a detailed view showing a cooling unit of the present invention.

본 발명에 따른 롤러의 열처리 가공 장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 열처리 가열할 롤러 바디(이하 '롤러'라 함)(1')를 순차적으로 투입하는 장입부(10)와, 상기 장입부(10)에 연결되고 가열 통로(21)가 길게 형성되어 복수개의 롤러(1')가 순차적으로 이동하면서 가열되는 가열부(20)와, 상기 가열부(20)의 출구 쪽에 위치되어 상기 가열부(20)에서 가열된 롤러(1')의 내주면과 외주면에 냉각수 및 공기를 분사하여 냉각시키는 냉각부(40)와, 상기 가열부(20)와 냉각부(40) 사이에 위치되어 롤러를 이송하는 롤러 이송부(30)와, 상기 냉각부(40)를 거친 암수 한 쌍의 롤러(1')를 압입 실린더(55)를 이용하여 양측에서 가압하여 하나로 조립하는 압입부(50)와, 상기 조립된 롤러(1')의 압입 부분의 둘레를 셀프 템퍼링(Self Tempering) 조건에서 도 1에서와 같이 용접(W)하여 부착하는 용접부(60)와, 상기 용접부(60)에서 용접된 롤러를 배출하는 취출부(70)를 포함하여 구성된다. The heat treatment apparatus for a roller according to the present invention, as shown in Figure 2, the charging unit 10 for sequentially inputting the roller body (hereinafter referred to as 'roller') 1 to be heat-treated, and the charging A heating part 20 connected to the part 10 and having a long heating passage 21 to be heated while moving a plurality of rollers 1 'sequentially, and positioned at an outlet of the heating part 20 so as to be heated. Cooling unit 40 for cooling by spraying cooling water and air to the inner and outer peripheral surface of the roller (1 ') heated in the section 20, and is located between the heating unit 20 and the cooling unit 40 A roller feeder 30 for conveying, a press-fitting part 50 for assembling a pair of male and female rollers 1 'having passed through the cooling part 40 from one side by using a press-fit cylinder 55, and The periphery of the press-fitted portion of the assembled roller 1 'is welded (W) and attached as shown in FIG. 1 in a self tempering condition. The welding unit 60, and the take-out unit 70 for discharging the roller welded from the welding unit 60 is configured.

상기 장입부(10)는 롤러(1')를 이송하는 컨베이어(11)와, 상기 가열부(20)의 입구 쪽에 위치되어 롤러(1')를 가열통로(21) 내로 밀어 넣는 푸시 기구(13)가 구성된다.The charging unit 10 is a conveyor 11 for transporting the roller 1 'and a push mechanism 13 positioned at the inlet of the heating unit 20 to push the roller 1' into the heating passage 21. ) Is configured.

상기 가열부(20)는, 전기 히터(25)를 이용하여 자동 온도 조절이 가능하고, 연속적으로 가열하는 전기 가열식 연속로로서, 모터(23)에 의해 구동되는 컨베이어(24)를 통해 이동시키면서 롤러(1')를 원하는 온도로 균일하게 가열할 수 있도록 구성된다.The heating unit 20 is an electric heating continuous furnace capable of automatic temperature control using the electric heater 25 and continuously heating the roller 20 while moving through the conveyor 24 driven by the motor 23. It is configured to be able to uniformly heat 1 'to a desired temperature.

이와 같은 가열부(20)는 길이 방향으로 복수의 구역으로 구획되고, 각 구획에는 별도의 온도 조절이 가능하도록 각각의 온도 콘트롤러(미도시)와 온도 센서(26)가 구비된다. 도 2에서는 구획판(22)에 의해 하나의 예열 구역(Z1)과 7개의 가열 구역(Z2 - Z8)으로 나누어진 구성을 도시하고 있다.The heating unit 20 is divided into a plurality of zones in the longitudinal direction, and each section is provided with a respective temperature controller (not shown) and a temperature sensor 26 to enable separate temperature control. FIG. 2 shows a configuration divided by partition plate 22 into one preheating zone Z 1 and seven heating zones Z 2 -Z 8 .

상기 롤러 이송부(30)는 모터(31)의 구동력에 의해 회전하는 벨트 또는 체인(33)에 연결되어 직선 이동하면서 가열부(20)의 가열 통로(21) 내의 롤러(1')를 밖으로 이송하는 이송 핑거(35)가 구비되고, 상기 냉각부(40)로는 컨베이어(37)를 통해 롤러(1')를 이송하도록 구성된다.The roller conveyance unit 30 is connected to a belt or chain 33 that rotates by a driving force of the motor 31 to move the roller 1 'in the heating passage 21 of the heating unit 20 while moving linearly. The transfer finger 35 is provided, and the cooling unit 40 is configured to transfer the roller 1 'through the conveyor 37.

상기 냉각부(40)는, 균일한 경도를 얻을 수 있도록 상기 가열부(20)를 통과한 롤러(1')를 회전시키는 동시에 냉각수와 공기의 분사량을 조절하면서 냉각할 수 있도록 구성된다.The cooling unit 40 is configured to be cooled while rotating the roller 1 'passed through the heating unit 20 so as to obtain a uniform hardness and to adjust the amount of cooling water and air to be cooled.

이와 같은 냉각부(40)는, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 공압 실린더(42)에 의해 상승하고 모터(41)에 의해 롤러(1')를 회전시키는 회전체(43)와, 상하 이동 가능하게 설치되고 롤러(1')의 내경부와 외경부에 각각 위치되어 냉각수를 분사하는 내경 노즐(46) 및 외경 노즐(47)과, 고압 공기를 분사하여 롤러(1')에 붙은 스케일 등을 제거하는 에어 노즐(48)이 구성된다.As shown in FIGS. 2 and 3, the cooling unit 40 includes a rotating body 43 which is lifted by the pneumatic cylinder 42 and rotates the roller 1 'by the motor 41, and up and down. An inner diameter nozzle 46 and an outer diameter nozzle 47 which are installed to be movable and located in the inner and outer diameter portions of the roller 1 ', respectively, to spray cooling water, and the scale attached to the roller 1' by spraying high pressure air. An air nozzle 48 for removing the back is configured.

상기 압입부(50)는 상기 냉각부(40)로부터 롤러(1')를 이송하는 핑거 클램프(51)와, 한 쌍의 롤러를 상호 압입하도록 구비된 압입판(53) 및 이 압입판(53)에 압입력을 제공하는 유압 실린더(55)가 구성된다.The press-fit part 50 includes a finger clamp 51 for transferring the roller 1 'from the cooling part 40, a press-fit plate 53 and a press-fit plate 53 provided to press-fit a pair of rollers to each other. ), A hydraulic cylinder 55 is provided which provides the pressure input.

상기 용접부(60)는 CO2 가스 등을 이용하여 용접할 수 있는데, 이때 상기 냉각부(40)를 거치면서 유지되고 있는 잔열(殘熱)을 이용해 용접함으로서 별도의 예열 장치 등은 설치되지 않는다.The welding unit 60 may be welded using CO 2 gas or the like, and at this time, a separate preheating device is not installed by welding using the residual heat maintained while passing through the cooling unit 40.

상기 취출부(70)는 유압 실린더(71)와 받침대(73)가 구비되어 상기 용접부(60)를 거친 롤러(1)를 밖으로 배출하도록 구성된다.The takeout part 70 is provided with a hydraulic cylinder 71 and a pedestal 73 so as to discharge the roller 1 passing through the welding part 60 to the outside.

도 4는 상기와 같이 구성된 열처리 가공 장치를 이용한 본 발명의 롤러의 열처리 가공 방법이 도시된 순서도이다.Figure 4 is a flow chart illustrating a heat treatment method of the roller of the present invention using the heat treatment apparatus configured as described above.

본 발명에 따른 열처리 가공 방법은 도 2 및 도 4를 참조하면, 장입부(10)를 통해 투입된 롤러(1')를 가열 통로(21)를 따라 순차적으로 이동시키면서 가열하는 가열 단계와; 상기 가열 단계에서 가열된 롤러(1')의 내주면과 외주면에 냉각수 및 공기를 분사하여 냉각시키는 냉각 단계와; 상기 냉각 단계를 거친 암수 한 쌍의 롤러를 양측에서 가압하여 하나로 조립하는 압입 단계와; 상기 압입 단계에서 조립된 롤러의 압입 부분의 둘레를 용접하여 부착하는 용접 단계를 포함하여 구성된다.2 and 4, the heat treatment method according to the present invention includes a heating step of heating while sequentially moving the roller 1 ′ injected through the charging unit 10 along the heating passage 21; A cooling step of cooling by spraying cooling water and air on the inner and outer circumferential surfaces of the roller 1 'heated in the heating step; A press-fit step of assembling the rollers of the male and female rollers which have undergone the cooling step from both sides to be assembled into one; And a welding step of welding and attaching a circumference of the press-fit portion of the roller assembled in the press-fit step.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 롤러의 열처리 가공 장치 및 방법의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the apparatus and method for heat treatment of the roller according to the present invention configured as described above are as follows.

장입부(10)를 통해 가열부(20)의 가열 통로(21)로 투입된 롤러(1')는 예열 구역(Z1)을 거치면서 예열 된 후 7개의 가열 구역(Z2 - Z8)을 거치면서 본격적으로 가열된다. 이때, 각 구역마다 온도 센서(26)와 온도 콘트롤러가 구비되어 있으므로 도 5에 도시된 바와 같이 구역 조건에 맞는 온도 조절로 변태점 이상의 온도를 적절하게 설정할 수 있으며, 급격한 온도변화에 의한 열 충격을 방지할 수 있게 된다. 또한 각각의 롤러(1')의 중량 및 형상에 따른 체류시간 조정은 가열 통로(21)에서 롤러를 이동시키는 컨베이어(24)와 이 컨베이어를 구동하는 모터(23)를 이용하여 적절하게 조절한다.The roller 1 ′ introduced into the heating passage 21 of the heating unit 20 through the charging unit 10 is preheated while passing through the preheating zone Z 1 , and then the seven heating zones Z 2 -Z 8 are opened. It is heated in earnest as it goes through. At this time, since each zone is provided with a temperature sensor 26 and a temperature controller, as shown in FIG. 5, the temperature can be appropriately set above the transformation point by controlling the temperature according to the zone conditions, and prevents thermal shock due to rapid temperature change. You can do it. In addition, adjustment of the residence time according to the weight and shape of each roller 1 'is appropriately adjusted by using a conveyor 24 for moving the roller in the heating passage 21 and a motor 23 for driving the conveyor.

상기 가열부(20)에서 가열이 완료된 롤러(1')는 가열 통로(21) 끝단의 감지센서(미도시)에 의해 감지되고 롤러 이송부(30)의 이송 핑거(35)에 의해 로(爐) 밖으로 나온 뒤, 컨베이어(37)에 의해 롤러의 담금질이 이루어지는 냉각부(40)로 이동된다.The roller 1 ′, which has been completely heated in the heating unit 20, is detected by a sensor (not shown) at the end of the heating passage 21 and by the transfer finger 35 of the roller conveying unit 30. After exiting, the conveyor 37 is moved to the cooling unit 40 where the roller is quenched.

냉각부(40)로 이동된 롤러(1')는 회전체(43)에 의해 회전하고 있는 상태에서 에어 노즐(48)을 통해 공기가 분사되어 스케일 등이 제거되고, 내,외경 노즐(46)(47)에서 분사되는 냉각수에 의해 전체적으로 균일하게 냉각된다. 이때, 냉각속도 제어 방식에 의해 강도 및 경도가 우수한 마르텐사이트(Martensite) 조직을 얻을 수 있고 균일한 품질을 얻을 수 있는 바, 상기 내외경 노즐(46)(47)과 에어 노즐(48)의 분사 속도 및 롤러의 회전 속도를 적절하게 조절하면서 냉각시킨다.The roller 1 ′ moved to the cooling unit 40 is sprayed with air through the air nozzle 48 while being rotated by the rotating body 43, thereby removing scale and the like, and the inner and outer diameter nozzles 46. Cooling water injected at 47 is uniformly cooled as a whole. At this time, the martensite structure having excellent strength and hardness can be obtained by the cooling rate control method, and uniform quality can be obtained, and the injection of the inner and outer diameter nozzles 46 and 47 and the air nozzle 48 is performed. Cooling while adjusting the speed and the rotational speed of the roller appropriately.

롤러(1')의 냉각이 완료되면 컨베이어(37)를 통해 이동된 후, 핑거 클램프(51)에 의해 압입부(50)로 이동된다. 각 압입판(53)이 암,수 한 쌍의 롤러를 각각 클램핑한 상태에서 하측으로 90도 회전한 상태에서 양쪽 유압실린더(55)가 상기 양쪽 압입판(53)을 가압하여 한 쌍의 롤러를 하나로 붙여서 조립하게 된다.When the cooling of the roller 1 ′ is completed, the roller 1 ′ is moved through the conveyor 37, and then moved to the indentation unit 50 by the finger clamp 51. Both hydraulic cylinders 55 press the two press-fit plates 53 while the press-fit plate 53 is rotated 90 degrees downward while clamping a pair of female and male rollers, respectively. It will be put together and assembled.

이와 같이 암수 롤러의 압입이 완료되면 리니어 가이드(57)를 따라 용접부(60)로 이동하게 된다.As such, when the press-fitting of the male and female rollers is completed, the male and female rollers are moved to the welding part 60 along the linear guide 57.

용접부(60)에는 롤러의 내경을 잡고 회전시키는 원뿔 형태(Cone Type)의 클램프와 용접 장치로 구성된다. 특히, 용접 부위 고온균열을 피하기 위해 작업 전 예열이 필요하나, 본 발명에 따른 용접부(60)에서는 상기 담금질이 이루어지는 냉각부(40)를 거친 후 남아있는 150 ~ 200℃ 의 잔열(殘熱)을 이용하여 용접하게 된다.The welding part 60 is composed of a cone-type clamp and a welding device for holding and rotating the inner diameter of the roller. In particular, in order to avoid high temperature cracking of the welding site, preheating is necessary before the operation. However, in the welding part 60 according to the present invention, the residual heat of 150 to 200 ° C. remaining after passing through the cooling part 40 where the quenching is performed is performed. By welding.

또한, 용접시 발생하는 열에 의해 롤러의 온도가 200 ~ 300℃가 되어 저온 템퍼링 조건이 되어 급냉시 발생한 잔류 응력을 제거하여 인성과 연성을 향상시키고 불안정한 마르텐사이트(Martensite) 조직을 안정화시킬 수 있게 된다.In addition, the temperature of the roller is 200 ~ 300 ℃ due to the heat generated during welding to become a low temperature tempering condition to remove the residual stress generated during quenching to improve the toughness and ductility and to stabilize the unstable martensite structure .

따라서, 본 발명의 용접부(60)는 용접 공정과 동시에 뜨임 처리가 이루어지 는 셀프 템퍼링 공정(Self Tempering Process)이 이루어지는 데, 이는 정상적인 노 뜨임(Furnace tempering)을 한 조직과, 셀프 템퍼링을 한 조직을 투과전자현미경(TEM, Transmission electron microscope)으로 미세 조직을 관찰한 결과 동일 조직임을 확인할 수 있었다. 결국, 담금질한 강의 잔류 응력을 제거하여 조직을 안정화시킬 수 있게 된다.Therefore, the welding part 60 of the present invention has a self tempering process in which a tempering treatment is performed at the same time as the welding process, which is a tissue having normal furnace tempering and a tissue having self tempering. As a result of observing the microstructure with a transmission electron microscope (TEM), it was confirmed that the same tissue. As a result, it is possible to stabilize the structure by removing the residual stress of the quenched steel.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 롤러의 열처리 가공 장치 및 방법은, 롤러가 가열되는 자동 온도 조절이 가능한 가열부, 담금질을 위한 냉각부, 롤러를 상호 조립하는 압입부 및 용접부가 연속하여 구성됨으로써, 롤러를 원하는 온도로 균일하게 가열한 후 균일 냉각을 실시하여 균일한 경도를 얻을 수 있고, 전체적으로는 공정이 단축되고 생산성 및 품질 특성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.The apparatus and method for heat treatment of a roller according to the present invention constructed and acted as described above include a heating part capable of automatically adjusting the temperature at which the roller is heated, a cooling part for quenching, a press-fitting part for welding the rollers together, and a welding part in succession. In this configuration, the roller is uniformly heated to a desired temperature and then uniformly cooled to obtain uniform hardness, and the overall process is shortened and the productivity and quality characteristics can be improved.

특히 본 발명에서는 롤러를 냉각한 다음, 잔열을 이용하여 롤러를 상호 용접하기 때문에 별도의 예열 공정이 필요 없는 상태에서 바로 용접이 이루어질 수 있고, 이에 따라 담금질한 강의 잔류 응력을 제거하여 인성과 연성을 향상시키고 불안정한 마르텐사이트 조직을 안정화시켜 롤러의 품질을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.In particular, in the present invention, after cooling the rollers, the rollers are welded to each other using residual heat, so that welding can be performed immediately without a separate preheating process, thereby removing residual stresses of the quenched steel, thereby improving toughness and ductility. There is an advantage that can improve the quality of the roller by improving and stabilizing the unstable martensite structure.

Claims (6)

가열 통로가 길게 형성되어 복수개의 롤러가 컨베이어에 의하여 이동하면서 가열되도록 하는 가열부와; 상기 가열부의 출구 쪽에 위치되어 상기 가열부에서 가열된 롤러에 냉각수를 분사하여 냉각시키는 냉각부와; 상기 냉각부를 거친 암수 한 쌍의 롤러를 압입 실린더를 이용하여 양측에서 가압하여 하나로 조립하는 압입부와; 상기 조립된 롤러의 압입부분의 둘레를 용접하여 부착하는 용접부를 포함하여 구성되고, A heating unit having a heating passage formed to be elongated to heat the plurality of rollers while moving by the conveyor; A cooling unit located at an outlet side of the heating unit and cooling by spraying cooling water onto a roller heated in the heating unit; A press-fitting part for assembling a pair of male and female rollers passing through the cooling part from one side by using a press-fitting cylinder; It is configured to include a welding portion for welding and attaching the circumference of the press-fit portion of the assembled roller, 상기 가열부는 온도조절이 가능하도록 온도콘트롤러와 온도센서가 각각 구비된 복수개의 구역으로 구획판에 의하여 구획되어 상기롤러가 상기 복수개의 구역을 순차적으로 통과하면서 연속적으로 가열되고, 상기 냉각부는 공압실린더에 의해 상승하고 모터에 의해 롤러를 회전시키도록 구성된 회전체와, 상기 롤러의 내경부와 외경부로 각각 냉각수를 분사하는 내경노즐 및 외경노즐을 포함한 것을 특징으로 하는 롤러의 열처리 가공장치.The heating unit is partitioned by a partition plate into a plurality of zones each provided with a temperature controller and a temperature sensor to control the temperature, and the rollers are continuously heated while sequentially passing through the plurality of zones, and the cooling unit is connected to the pneumatic cylinder. And an inner diameter nozzle and an outer diameter nozzle configured to rotate by the motor and to rotate the roller by a motor, and to spray cooling water to the inner and outer diameter portions of the roller, respectively. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 가열부는 전기 히터를 이용하여 연속하여 가열하는 전기 가열식 연속로이고, 상기 냉각부는 상기 롤러에 고압공기를 분사하여 롤러에 뭍은 스케일을 제거하는 에어노즐이 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 롤러의 열처리 가공 장치.The heating unit is an electric heating type continuous furnace that continuously heats using an electric heater, and the cooling unit is configured to include an air nozzle for removing the scale of the roller by spraying high pressure air to the roller. Processing equipment. 온도조절이 각각 가능하도록 구획판에 의하여 복수개의 구역으로 구획된 가열 통로를 따라 롤러를 콘베이어를 이용하여 순차적으로 이동시키면서 연속적으로 가열하는 가열 단계와;A heating step of continuously heating the rollers sequentially by using a conveyor along a heating passage partitioned into a plurality of zones by partition plates to enable temperature control; 상기 가열 단계에서 가열된 롤러를 회전체에 의하여 회전시키면서 롤러의 내주면과 외주면에 냉각수를 분사하여 냉각시키는 냉각 단계와;A cooling step of cooling by spraying cooling water on the inner and outer peripheral surfaces of the roller while rotating the roller heated in the heating step by the rotating body; 상기 냉각 단계를 거친 암수 한 쌍의 롤러를 양측에서 가압하여 하나로 조립하는 압입 단계와;A press-fit step of assembling the rollers of the male and female rollers which have undergone the cooling step from both sides to be assembled into one; 상기 압입 단계에서 조립된 롤러의 압입 부분의 둘레를 상기 냉각단계에서 유지되고 있는 잔열을 이용하여 용접하고, 용접시 발생하는 열을 이용하여 롤러내부의 잔류응력을 제거하는 용접 및 셀프템퍼링 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 롤러의 열처리 가공 방법.A welding and self-tempering step of welding the circumference of the indentation part of the roller assembled in the indentation step by using residual heat maintained in the cooling step, and removing residual stress in the roller by using heat generated during welding. Heat treatment method of the roller, characterized in that. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 가열 단계는 상대적으로 온도가 낮은 초기 예열 과정을 거친 후, 상대적으로 온도가 높은 가열 과정을 거치면서 롤러가 가열되도록 하는 것을 특징으로 하는 롤러의 열처리 가공 방법.The heating step is a heat treatment method of the roller, characterized in that the roller is heated while undergoing a relatively high temperature after the initial preheating process. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 냉각 단계는 공기를 분사하면서 냉각시키는 단계가 포함된 것을 특징으로 하는 롤러의 열처리 가공 방법.The cooling step is a heat treatment processing method of the roller, characterized in that it comprises the step of cooling while injecting air. 삭제delete
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