KR100776662B1 - Heat treament method and apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 열처리방법 및 장치의 기술적 사상을 설명하기 위한 도면;1 is a view for explaining the technical spirit of the heat treatment method and apparatus according to the present invention;
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열처리장치를 설명하기 위한 도면;2 is a view for explaining a heat treatment apparatus according to a preferred embodiment of the present invention;
도 3은 도 2에서 가스 순환관을 구체적으로 보여주는 사시도이다. 3 is a perspective view illustrating the gas circulation tube in FIG. 2 in detail.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 열처리로 2 : (열처리로) 케이싱1: heat treatment furnace 2: (heat treatment furnace) casing
3 : (열처리로) 상판 8 : 공정가스 유입관3: (heat treatment furnace) top plate 8: process gas inlet pipe
9 : 폐가스 배기관 10 : 열처리장치9: waste gas exhaust pipe 10: heat treatment device
20 : 가스 순환수단 30 : 가스 흡입관체20 gas circulation means 30 gas intake pipe
32 : 수평관 34 : 수직관32: horizontal tube 34: vertical tube
35 : 흡입구 36 : 접속관35
40 : 팬 유니트 50 : 서포팅 프레임40: fan unit 50: supporting frame
52 : 하부 프레임 54 : 상부 프레임52: lower frame 54: upper frame
56 : 방진고무 60 : 모터56: anti-vibration rubber 60: motor
70 : 팬 72 : 유입구70: fan 72: inlet
74 : 유출구74: outlet
본 발명은 열처리방법 및 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 공정가스를 사용하여 이루어지는 대상물의 열처리시 열효율과 생산량을 효과적으로 높일 수 있도록 하고, 열처리가 진행되는 열처리 공간내에서 열처리 분위기를 효과적으로 유지하여 열효율을 높임과 동시에 열처리 시간을 단축시킬 수 있도록 하는 열처리방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a heat treatment method and apparatus, and more particularly, to effectively increase the thermal efficiency and yield during heat treatment of an object made using a process gas, and to effectively maintain a heat treatment atmosphere in a heat treatment space where the heat treatment proceeds. The present invention relates to a heat treatment method and apparatus for increasing heat efficiency and reducing heat treatment time.
금속 제품, 특히 강재 제품은 다양한 열처리 과정을 통해 그 성질을 개선하고 있다. 열처리 방법에는 침탄, 질화, 고주파 열처리, 풀림 열처리 등이 적용되고 있다. Metal products, especially steel products, are improving their properties through various heat treatment processes. Carburization, nitriding, high frequency heat treatment, annealing heat treatment, and the like are applied to the heat treatment method.
통상 침탄 열처리는 주로 저탄소, 저합금강으로 제작되는 크랭크축 기어나 샤프트 등의 표면경도를 높이기 위해 사용되고, 최근에는 가스 침탄이 주로 적용되고 있다. 그리고 고주파 열처리는 통상적으로 탄소농도 0.4% 이상의 탄소강이나 퀀칭(Quenching)으로서 고경도를 얻을 수 있는 합금강을 이용해 심부는 소재 상태로 남겨두고 표면만(보통 0.8 ~ 2.5mm) 급속히 가열하고 냉각시켜 높은 경도를 얻는 방법으로 주로 체인기어 등에 적용되고 있다. 또한 질화 열처리는 주로 캠축 기어, 크랭크 기어, 유압 실린더의 피스톤, 자동차 부품 등에 일반적으로 적용되는 방법으로, 암모니아 가스나 질소가스를 이용해 열처리 대상물의 표면에 질소 화합물층을 얻는 방법이다. Carburization heat treatment is generally used to increase the surface hardness of crankshaft gears or shafts made of low carbon and low alloy steel, and gas carburization is mainly applied in recent years. High-frequency heat treatment is usually made of carbon steel with a carbon concentration of more than 0.4% or alloy steel that can obtain high hardness by quenching, leaving the core part in the state of the material and rapidly heating and cooling only the surface (usually 0.8 to 2.5mm) to achieve high hardness. It is mainly applied to chain gear and the like as a method of obtaining. In addition, nitriding heat treatment is generally applied to camshaft gears, crank gears, pistons of hydraulic cylinders, automobile parts, and the like, and is a method of obtaining a nitrogen compound layer on the surface of a heat treatment target object using ammonia gas or nitrogen gas.
이와 같은 강재의 열처리방법에서 가스를 사용하여 이루어지는 침탄 열처리와 질화 열처리는 열처리 시간이 장시간 소요되고, 한정된 공간을 갖는 열처리로내에서 이루어지게 되므로, 열효율과 생산량을 높이는 것이 요구된다. 그리고 다량의 대상물을 열처리노내에 장입시킨 상태에서 열처리가 이루어지므로, 열처리 분위기를 효과적으로 유지하여 열효율을 높임과 동시에 열처리 시간을 단축시킬 것이 요구된다. Carburizing heat treatment and nitride heat treatment using gas in the heat treatment method of such steel materials require a long heat treatment time and are made in a heat treatment furnace having a limited space, and therefore, it is required to increase thermal efficiency and yield. In addition, since the heat treatment is performed in a state in which a large amount of the object is charged into the heat treatment furnace, it is required to effectively maintain the heat treatment atmosphere to increase the thermal efficiency and to shorten the heat treatment time.
이와 같은 필요성을 위해 제안된 기술로서 대한민국 특허공보 공고번호 특1994-0001345호 "철계금속의 열처리로 장치"가 있다. A technology proposed for such a necessity is Korean Patent Publication No. 194-0001345, "Heat treatment apparatus for ferrous metals."
이에 따르면, 열처리장치는 로몸체의 상,하부를 개방하여 상,하부순환휀을 대향되도록 착설하고, 로몸체를 구성하는 히트파이프의 전방에 상부에서 프로판(C3H8)과 암모니아(NH3)를 공급할 수 있도록 서로 대향하는 한쌍의 첨가가스 가열공급관를 형성하여 그 각각의 배출구가 하부순환휀을 구성하는 임펠러 근처에 위치하도록 구성하되 프로판 및 암모니아 첨가가스 가열공급관의 배출구의 하부에는 로몸체의 외부에서 암모니아 및 침탄용가스 프로판을 공급할 수 있도록 하부가스 공급관을 각각 형성하고, 상기 하부가스 공급관 사이에는 각각 등간격으로 노의 분위기에 따라 이산화탄소(CO2) 및 프로판공급관 질소(N2)공급관을 착설하며, 상부순환휀을 구성하는 임펠러의 근처에는 다수의 첨가가스 공급관을 방사상동 간격으로 구성하여 이루어진다. According to this, the heat treatment apparatus is installed so as to open the upper and lower parts of the furnace body so as to face the upper and lower circulation ,, and propane (C 3 H 8 ) and ammonia (NH 3 ) in the upper portion in front of the heat pipe constituting the furnace body. A pair of additional gas heating supply pipes facing each other so that each outlet is located near the impeller constituting the lower circulation 되, but the lower part of the outlet of the propane and ammonia gas heating supply pipe is located outside the furnace body. Lower gas supply pipes are formed so as to supply ammonia and carburizing gas propane at each, and between the lower gas supply pipes, carbon dioxide (CO 2 ) and propane supply pipe nitrogen (N 2 ) supply pipes are installed at equal intervals according to the atmosphere of the furnace. In the vicinity of the impeller constituting the upper circulation 하여 composed of a plurality of additional gas supply pipes at radial homogeneous intervals The.
이와 같은 종래 기술은 열처리를 위한 가공물의 특성에 따라 침탄, 질화, 침진탄화, 침탄질화처리 및 금형의 열처리 등을 단지 공급되는 첨가가스의 조절 및 변경에 의하여 가능하도록 하고, 또한 로자체의 상,하부를 개방형으로 하되 노의 상, 하부에 순환휀을 착설하여 이에 의해 첨가가스가 가공물의 표면에서 직접 확산되면서 첨가가스 반응이 신속 및 온도의 균일화를 도모하여 열처리 시간을 줄여 결국 생산성 향상을 기대하고 있다. Such prior art enables carburizing, nitriding, nitriding, nitriding, carburizing, nitriding, and heat treatment of molds only by controlling and changing the additive gas supplied, Opening the lower part, but circulating in the upper and lower part of the furnace, by which the additive gas diffuses directly from the surface of the workpiece, the additive gas reaction promotes rapid and uniform temperature, reducing heat treatment time and ultimately improving productivity. have.
그러나 이와 같은 종래 기술은 그에 따른 열처리장치의 구성이 복잡해지므로 제작이 어렵고, 유지관리가 어려운 문제점이 있다. 또한 이와 같은 종래 기술에 따른 열처리장치는 공정가스가 열처리로내로 유입시 발생되는 열분포의 불균형을 효과적으로 해결할 수 없어 균일한 열처리 효과를 얻을 수 없고, 열효율이 저하되는 문제점이 있다. 즉 열처리시 외부로부터 열처리로내로 공급되는 공정가스는 열처리로의 하층부로 유입되므로 하층부는 상층부에 비해 상대적으로 열분포가 낮아지게 된다. 그런데, 종래 기술은 상층부와 하층부에 서로 대향되도록 팬을 설치하여 각 위치에서 반대방향으로 가스를 송풍시키게 되므로, 오히려 하층부의 열분포가 상층부에 비해 계속 낮아진 상태를 유지하는 문제점이 발생되는 것이다. 따라서 종래 기술에 따르면, 열처리 시간이 길게 되고, 에너지의 소모가 높아지는 문제점이 있는 것이다. 또한 열처리로내에 장입되는 위치에 따라 대상물의 열처리 정도가 다르게 나타나므로 균일한 열처리 효과를 얻을 수 없고, 이로 인해 열처리 대상물을 하층부로부터 어느 정도의 높이에 위치하도록 하여 열처리 공정을 진행해야 하므로 대상물의 장입량이 열처리로의 용량에 비해 적어져 생산성이 떨어지는 문제점이 있는 것이다. However, such a conventional technology is difficult to manufacture and maintenance is difficult because the configuration of the heat treatment apparatus according to it is complicated. In addition, the heat treatment apparatus according to the prior art can not effectively solve the imbalance of the heat distribution generated when the process gas is introduced into the heat treatment furnace can not obtain a uniform heat treatment effect, there is a problem that the thermal efficiency is lowered. That is, since the process gas supplied from the outside into the heat treatment furnace during the heat treatment flows into the lower portion of the heat treatment furnace, the lower portion has a lower heat distribution than the upper portion. By the way, the prior art is to install a fan so as to face each other in the upper layer and the lower layer to blow the gas in the opposite direction at each position, rather the problem that the heat distribution of the lower layer is kept lower than the upper layer. Therefore, according to the prior art, the heat treatment time is long, there is a problem that the consumption of energy is high. In addition, since the degree of heat treatment of the object is different depending on the position of the heat-treating furnace, it is impossible to obtain a uniform heat treatment effect. As a result, the heat treatment process must be performed at a certain height from the lower layer so that the heat treatment process is carried out. There is a problem in that the productivity is lowered compared to the capacity of the heat treatment furnace.
따라서 본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하여, 공정가스를 사용하여 이루어지는 대상물의 열처리시 열효율과 생산량을 효과적으로 높일 수 있도록 하고, 열처리가 진행되는 열처리 공간내에서 열처리 분위기를 효과적으로 유지하여 열효율을 높임과 동시에 열처리 시간을 단축시킬 수 있도록 할 수 있는 새로운 형태의 열처리방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. Accordingly, the present invention improves the problems of the prior art such that the thermal efficiency and yield can be effectively increased during the heat treatment of the target object using the process gas, and the thermal efficiency is effectively maintained by maintaining the heat treatment atmosphere in the heat treatment space where the heat treatment proceeds. It is an object of the present invention to provide a new type of heat treatment method and apparatus which can increase the heat treatment time and at the same time.
특히 본 발명은 종래 기술에 비해 비교적 단순하게 열처리 장치를 구성할 수 있도록 하고, 열처리로내의 상층부의 가스가 하층부로 안정적이고 효과적으로 순환되도록 하므로써 열처리로내의 열처리 분위기를 균일하게 형성되도록 하여 장입 위치에 관계없이 열처리되는 대상물이 균일하게 열처리가 이루어지도록 할 수 있는 새로운 형태의 열처리방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. In particular, the present invention makes it possible to configure the heat treatment apparatus relatively simple compared to the prior art, and to uniformly form the heat treatment atmosphere in the heat treatment furnace by allowing the gas in the upper layer in the heat treatment furnace to be reliably and effectively circulated to the lower layer. It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for a new type of heat treatment in which an object to be heat treated without heat can be uniformly heat treated.
또한 본 발명은 열처리로내에서 가스가 반복적인 순환과정을 통해 재사용되도록 하므로써 공정가스의 소요량을 감소시킬 수 있는 새로운 형태의 열처리방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, an object of the present invention is to provide a new type of heat treatment method and apparatus that can reduce the requirements of the process gas by allowing the gas to be reused through the repeated circulation process in the heat treatment furnace.
또한 본 발명은 열처리로내에서 공정가스가 유입되므로써 열분포가 낮아지는 열처리로내의 하층부의 문제점을 해결하여 하층부에서도 대상물의 열처리가 가능하여 열처리로의 처리용량을 높일 수 있는 새로운 형태의 열처리방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, the present invention solves the problem of the lower layer in the heat treatment furnace in which the heat distribution is lowered by the process gas flow in the heat treatment furnace to heat treatment of the object in the lower layer to increase the treatment capacity of the heat treatment furnace and a new type of heat treatment method and apparatus The purpose is to provide.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 열처리로내에 열처리하기 위한 대상물을 놓고, 필요한 공정가스를 공급하면서 열처리공정을 진행하는 열처리방법에 있어서, 상기 열처리로내로 상기 대상물을 장입시킨 후, 상기 열처리로내로 상기 공정가스를 공급시키면서 가스 순환수단을 사용하여 상기 열 처리로내의 상층부에서 가스를 흡입하여 상기 열처리로내의 하층부로 배출시키므로써, 상기 열처리로내의 가스가 상기 열처리로내의 하층부에서 상기 열처리로내의 상층부로 순환되는 흐름을 갖도록 하여 상기 대상물의 열처리가 이루어지도록 한다. According to a feature of the present invention for achieving the above object, the present invention provides a heat treatment method for placing the object for heat treatment in the heat treatment furnace, and supplying the required process gas, the heat treatment process, the object in the heat treatment furnace After charging, the gas in the heat treatment furnace is discharged to the lower portion of the heat treatment furnace by sucking gas from the upper portion of the heat treatment furnace using a gas circulation means while supplying the process gas into the heat treatment furnace. The heat treatment of the object is made to have a flow circulated from the lower layer in the upper layer in the heat treatment furnace.
이와 같은 본 발명에 따른 열처리방법에서 상기 열처리로내의 상층부에서 흡입되는 가스는 상기 대상물의 주위 영역에서 흡입되어 상기 열처리로내의 하층부에서 상기 대상물의 중심 영역에 배출되도록 할 수 있다. In the heat treatment method according to the present invention, the gas sucked from the upper layer portion of the heat treatment furnace may be sucked from the surrounding area of the object to be discharged to the central region of the object from the lower layer portion of the heat treatment furnace.
이와 같은 본 발명에 따른 열처리방법에서 상기 열처리로내의 상층부에서 흡입된 가스는 상기 열처리로내의 하층부에서 상기 대상물의 하방향에서 배출되도록 할 수 있다. In the heat treatment method according to the present invention, the gas sucked from the upper layer portion in the heat treatment furnace may be discharged from the lower direction of the object in the lower layer portion in the heat treatment furnace.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 본 발명은 열처리로내에 열처리하기 위한 대상물을 놓고, 필요한 공정가스를 공급하면서 열처리공정을 진행하기 위한 열처리장치에 있어서, 상기 열처리로에 결합되어 설치되는 가스 순환수단을 포함하되; 상기 가스 순환수단은 상기 열처리로내의 상층부에서 가스를 흡입하여 상기 열처리로내의 하층부로 배출시키므로써, 상기 열처리로내의 가스가 상기 열처리로내의 하층부에서 상기 열처리로내의 상층부로 순환되는 흐름을 갖도록 한다. According to another feature of the present invention for achieving the above object, in the heat treatment apparatus for placing the object for heat treatment in the heat treatment furnace, and proceeds the heat treatment process while supplying the necessary process gas, coupled to the heat treatment furnace It includes a gas circulation means is installed; The gas circulation means sucks gas from the upper portion of the heat treatment furnace and discharges it to the lower portion of the heat treatment furnace, so that the gas in the heat treatment furnace has a flow circulating from the lower portion of the heat treatment furnace to the upper portion of the heat treatment furnace.
이와 같은 본 발명에 따른 열처리장치에서 상기 가스 순환수단은 흡입구가 상기 열처리로내의 상층부에 위치되도록 상기 열처리로내에 설치되는 가스 흡입관체 및, 상기 열처리로의 외부에 설치되고, 유입구가 상기 가스 흡입관체와 접속되며, 유출구가 상기 열처리로내의 하층부와 접속되므로써, 상기 가스 흡입관체를 통해 상기 열처리로내의 상층부의 가스가 유입되어 상기 열처리로내의 하층부로 배출되도록 하는 팬 유니트를 구비할 수 있다. In the heat treatment apparatus according to the present invention, the gas circulation means includes a gas suction pipe body installed in the heat treatment furnace such that a suction port is located in an upper layer of the heat treatment furnace, and is provided outside the heat treatment furnace, and an inlet is provided in the gas suction pipe body. And a outlet unit is connected to the lower layer portion in the heat treatment furnace, and thus, a fan unit may be provided through which the gas of the upper layer portion in the heat treatment furnace flows in through the gas suction pipe to be discharged to the lower layer portion in the heat treatment furnace.
이와 같은 본 발명에 따른 열처리장치에서 상기 가스 흡입관체는 상단에 상기 흡입구가 형성되어 상기 열처리로내로 상기 대상물이 장입되었을 때 상기 대상물의 주위에 위치되도록 배치되어 하단이 상기 열처리로내의 하층부로 연장되도록 설치되는 수직관 및, 상기 열처리로내의 하층부에 위치되어 상기 수직관과 접속되고, 상기 열처리로의 하측 외부로 연장되는 접속관과 접속되는 수평관을 구비할 수 있다. In the heat treatment apparatus according to the present invention, the gas suction pipe body is disposed so as to be positioned around the object when the object is inserted into the heat treatment furnace so that the lower end extends to the lower layer in the heat treatment furnace. And a vertical tube provided, and a horizontal tube positioned in a lower portion of the heat treatment furnace, connected to the vertical tube, and connected to a connection tube extending outwardly below the heat treatment furnace.
도 1은 본 발명에 따른 열처리방법 및 장치의 기술적 사상을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view for explaining the technical spirit of the heat treatment method and apparatus according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 열처리장치(10)는 열처리로(1)에 가스 순환수단(20)을 결합시켜서 구성된다. 이와 같은 가스 순환수단(20)은 열처리로(1) 내외측에서 다양한 형태로 형성될 수 있을 것이다. 예컨대, 도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 설치 및 관리의 편리함과 기계적 안정성을 고려하여 열처리로(1)내에 설치되는 가스 흡입관체(30)과 열처리로(1) 외부에 설치되는 팬 유니트(40)로 구성하였으나, 필요에 따라서는 가스 흡입관체(30)를 열처리로(1) 외부에 설치하거나, 팬 유니트(40)를 열처리로(1) 내부에 설치하여 구성할 수 있는 것이다. 즉, 본 발명에 따른 열처리장치(10)를 이루는 가스 순환수단(20)은 기본적으로 열처리로(1)에 결합되어 설치되어, 열처리로(1)내의 상층부에서 가스를 흡입하여 열처리로(1)내의 하층부로 배출시키므로써, 열처리로(1)내의 가스가 열처리로(1)내의 하층부에서 열처리로(1)내의 상층부로 순환되는 흐름을 갖도록 하는 것이다. Referring to Figure 1, the
이와 같은 본 발명의 열처리장치(10)를 사용하여 이루어지는 열처리방법은 열처리로(1)내에 열처리하기 위한 대상물을 놓고, 필요한 공정가스를 공급하면서 열처리공정을 진행하는 열처리방법에 있어서, 열처리로(1)내로 대상물을 장입시킨 후, 열처리로(1)내로 공정가스를 공급시키면서 가스 순환수단(20)을 사용하여 열처리로(1)내의 상층부에서 가스를 흡입하여 열처리로(1)내의 하층부로 배출시키므로써, 열처리로(1)내의 가스가 열처리로(1)내의 하층부에서 열처리로(1)내의 상층부로 순환되는 흐름을 갖도록 하여 대상물의 열처리가 이루어지도록 한다. 이와 같이 본 발명은 가스 순환수단(20)을 사용하여 열처리로(1)내에서 가스가 반복적인 순환을 통해 재사용되도록 하므로써 공정가스의 사용량을 감소시킬 수 있다. 예컨 대, 본 발명의 바람직한 실시예의 열처리장치(10)로 질화 열처리를 실시한 결과 공정가스가 1/3이상 절약되는 것을 확인할 수 있었다. Such a heat treatment method using the
이와 같은 본 발명에 따르면, 비교적 간단한 구조의 가스 순환수단(20)을 설치하여 이루어지므로 종래 기술에 비해 비교적 단순하게 열처리 장치를 구성할 수 있어 설치 및 유지보수의 편리함을 제공한다. 또한 가스 순환수단(20)에 의해 열처리로(1)내의 상층부의 가스가 열처리로(1)내의 하층부로 안정적이고 효과적으로 순환되어 열처리로(1)내의 열처리 분위기를 균일하게 형성되도록 하므로, 열처리로(1)내에서의 대상물의 장입 위치에 관계없이 대상물의 열처리가 균일하게 이루어지고, 열처리 시간을 단축시킬 수 있으므로, 균일한 열처리 품질을 확보하면서도 열효율과 생산량을 효과적으로 높일 수 있다. According to the present invention, it is made by installing the gas circulation means 20 of a relatively simple structure, so that the heat treatment device can be configured relatively simple compared to the prior art provides the convenience of installation and maintenance. In addition, the gas circulating means 20 circulates the gas of the upper layer in the heat treatment furnace 1 stably and effectively to the lower portion of the heat treatment furnace 1 so that the heat treatment atmosphere in the heat treatment furnace 1 is uniformly formed. 1) Since the heat treatment of the object is made uniform and the heat treatment time can be shortened irrespective of the charging position of the object in the object, it is possible to effectively increase the thermal efficiency and the yield while ensuring uniform heat treatment quality.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도 2 및 도 3에 의거하여 상세히 설명하고, 도 1 내지 도 3에서 있어서 동일한 기술적 요소에는 동일한 참조번호를 부여한다. 한편 각 도면에서 일반적인 열처리방법 및 장치로부터 통상 이 분야의 관련 기술로부터 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, FIGS. 2 and 3, and like reference numerals designate like elements in FIGS. 1 to 3. Meanwhile, the drawings and detailed descriptions of configurations and operations and effects thereof which can be easily understood from related art in the art from general heat treatment methods and apparatuses in each drawing are briefly or omitted, and are shown mainly on parts related to the present invention. .
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열처리장치를 설명하기 위한 도면 이고, 도 3은 도 2에서 가스 순환관을 구체적으로 보여주는 사시도이다. 2 is a view for explaining a heat treatment apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 3 is a perspective view showing a gas circulation pipe in FIG.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열처리장치(10)는 케이싱(2)과 상판(3)으로 이루어지는 열처리로(1)을 갖는다. 본 실시예에서 케이싱(2)은 더블 스킨(Double & Frame) 구조로, 외판은 4mm 이상의 내열 내산 STS판으로 제작하였고, 보강은 5mm 이상으로 하여 고정 및 강도가 충분히 유지되도록 하였다. 그리고 그라스울(Glass Wool) 보온재를 2.3mm 강판으로 마감하여 보온재의 비산이 안되도록 하고, 높은 단열성 및 흡음성을 갖도록 하였다. 그리고 본 발명에 따르면, 열처리로(1)내의 분위기가 일정하게 유지되므로 내식성이 종래 기술에 비해 향상되어 케이싱(2)의 수명을 더욱 늘릴 수 있다. 이때 케이싱(2)과 상판(3)은 가스를 사용하여 열처리 공정을 진행하는 통상의 열처리로와 같이 다양한 형태로 형성될 수 있는 것이다. 예컨대, 통상 가스를 사용하는 침탄, 질화 등의 열처리를 위한 열처리로는 케이싱(2)과 상판(3)의 결합구조에 있어서 적절한 밀폐구조를 갖도록 제작되고, 열손실을 최소화하기 위한 방열구조를 갖도록 제작된다. 이와 같이 가스를 사용한 열처리를 위한 열처리로(1)를 구성하는 방법은 이 분야의 종사자들이라면, 통상의 침탄 열처리로, 질화 열처리로 등을 통해 용이하게 접근할 수 있는 부분이므로 상세한 설명은 생략한다. 2 and 3, the
한편, 이와 같은 열처리로(1)에는 열처리에 필요한 공정가스를 공급하는 공정가스 유입관(8)이 설치되고, 열처리 공정시 열처리로(1)내의 압력을 조절하고, 폐가스의 배출을 위한 폐가스 배기관(9)이 설치된다. 그리고, 도시하지는 않았지만, 공정가스 유입관(8)을 통해 열처리로(1)내로 공정가스가 공급되도록 하기 위한 공정가스 공급기와, 폐가스 배기관(9)을 통해 배기되는 폐가스로부터 유해물질을 제거하기 위한 폐가스 처리기가 설치될 것이다. 또한 공정가스 유입관(8)과 폐가스 배기관(9)에는 각종 제어밸브가 설치되고, 콘트롤러에 의해 개폐가 제어되므로써 열처리로(1)내의 가스, 온도, 압력 등을 제어를 통해 열처리 조건이 설정될 것이다. 물론 이와 같은 기술적 사항은 전술한 가스를 사용한 열처리를 위한 열처리로(1)를 구성하는 방법과 동일하게 이 분야의 종사자들이라면 용이하게 접근할 수 있는 부분이므로 상세한 설명은 생략한다. On the other hand, such a heat treatment furnace (1) is provided with a process gas inlet pipe (8) for supplying the process gas required for heat treatment, the pressure in the heat treatment furnace (1) during the heat treatment process, the waste gas exhaust pipe for the discharge of waste gas (9) is installed. Although not shown, a process gas supply for supplying the process gas into the heat treatment furnace 1 through the process
이와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열처리장치(10)는 특별히 설계된 가스 순환수단(20)을 적용하여 열처리로(1)내의 상층부에서 가스를 흡입하여 열처리로(1)내의 하층부로 배출시키므로써, 열처리로(1)내의 가스가 열처리로(1)내의 하층부에서 열처리로(1)내의 상층부로 순환되는 흐름을 갖도록 한다. The
이를 위해 본 실시예에 따른 가스 순환수단(20)은 열처리로(1)내에 설치되는 가스 흡입관체(30)와 열처리로(1) 외부에 설치되는 팬 유니트(40)를 구비하여 이루어진다. 가스 흡입관체(30)는 흡입구(35)가 열처리로(1)내의 상층부에 위치되도록 열처리로(1)내에 설치된다. 그리고 팬 유니트(40)는 열처리로(1)의 외부에 설치되고, 유입구(72)가 가스 흡입관체(30)와 접속되며, 유출구(74)가 열처리로(1)내의 하층부와 접속되므로써, 가스 흡입관체(30)를 통해 열처리로(1)내의 상층부의 가스가 유입되어 열처리로(1)내의 하층부로 배출되도록 한다. To this end, the gas circulation means 20 according to the present embodiment includes a gas
좀 더 구체적으로 보면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열처리장치(10)에서 가스 순환수단(20)을 이루는 가스 흡입관체(30)는 수평관(32), 수직관(34) 및 접속관(36)을 구비하여 이루어진다. 여기서 수평관(32), 수직관(34) 및 접속관(36)은 파이프 형태의 관을 사용하여 이루어진다. 물론 그 직경 및 재질은 열처리로의 용량, 사용되는 가스, 열처리 온도 등 설계조건에 따라 설정될 것이다. 수직관(34)은 상단에 흡입구(35)가 형성되어 열처리로(1)내로 대상물이 장입되었을 때 대상물의 주위에 위치되도록 배치되어 하단이 열처리로(1)내의 하층부로 연장되도록 설치된다. 그리고 수평관(32)은 열처리로(1)내의 하층부에 위치되어 수직관(34)과 접속되고, 열처리로(1)의 하측 외부로 연장되는 접속관(36)과 접속된다. More specifically, in the
한편, 가스 흡입관체(30)와 함께 가스 순환수단(20)을 이루는 팬 유니트(40)는 서포팅 프레임(50), 모터(60) 및 팬(70)을 구비하여 이루어진다. 서포팅 프레임(50)은 모터(60)와 팬(70)을 지지하는 구조체로, 통상 앵글 등을 사용하여 구성되며, 하부 프레임(52)과 상부 프레임(54)의 이중구조로 형성하고, 하부 프레임(52)과 상부 프레임(54) 사이에 방진고무(56)를 설치하여 진동이 최소화되도록 한다. 그리고 모터(60)에 의해 구동되는 팬(70)은 유입구(72)가 가스 흡입관체(30)의 접속관(36)과 접속되고, 유출구(74)가 열처리로(1)내의 하층부와 접속되도록 열처리로(1)의 하측에 설치된다. On the other hand, the
이와 같은 구성을 통해 본 실시예에 따른 열처리장치(10)는 가스 흡입관체(30)를 통해 열처리로(1)내의 상층부의 가스가 유입되어 열처리로(1)내의 하층부로 배출되도록 한다. 그리고 이와 같은 구성은 열처리로(1)의 열처리 용량을 증가시킬 수 있도록 한다. 즉, 통상 공정가스가 유입되는 열처리로(1)의 하층부는 열분포가 낮아지게 되는데, 본 발명에 따르면, 하층부의 열분포를 균일하게 할 수 있으므로, 대상물의 위치를 종래 기술에 따른 열처리로에 비해 더욱 하부에 위치시키고 열처리공정을 진행할 수 있다. 예컨대, 종래 열처리로는 대상물이 놓이는 지지판(5)의 높이가 열처리로의 바닥면으로부터 약 50cm 정도를 유지하여야 하였는데, 본 발명에 따르면, 3cm에서도 정상적인 열처리가 이루어지는 것을 확인할 수 있었다. Through such a configuration, the
상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열처리방법 및 장치를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. As described above, the heat treatment method and apparatus according to a preferred embodiment of the present invention are shown in accordance with the above description and drawings, but this is merely described, for example, and various changes and changes within the scope of the technical idea of the present invention. Those skilled in the art will appreciate that changes are possible.
본 발명에 의한 열처리방법 및 장치에 의하면, 비교적 간단한 구조의 가스 순환수단을 설치하여 이루어지므로 종래 기술에 비해 비교적 단순하게 열처리 장치를 구성할 수 있어 설치 및 유지보수의 편리함을 제공한다. 또한 가스 순환수단에 의해 열처리로내의 상층부의 가스가 열처리로내의 하층부로 안정적이고 효과적으로 순환되어 열처리로내의 열처리 분위기를 균일하게 형성되도록 하므로, 열처리로내에서의 대상물의 장입 위치에 관계없이 대상물의 열처리가 균일하게 이루어지고, 열처리 시간을 단축되므로 균일한 열처리 품질을 확보하면서도 열효율과 생산량을 효과적으로 높일 수 있다. 또한 열처리로내에서 가스가 반복적인 순환과정을 통해 재사용되므로 공정가스의 소요량을 감소시킬 수 있다. 또한 열처리로내에서 공정가스가 유입되므로써 열분포가 낮아지는 열처리로내의 하층부가 상층부로부터 순환되는 가스에 의해 열분포가 높아지므로 하층부에서도 대상물의 열처리가 가능하여 열처리로의 처리용량을 높일 수 있어 생산성을 증가시킬 수 있다. 또한 열처리로내의 분위기가 일정하게 유지되므로 내식성이 종래 기술에 비해 향상되는 효과를 기대할 수 있다.According to the heat treatment method and apparatus according to the present invention, since the gas circulation means having a relatively simple structure is provided, the heat treatment apparatus can be configured relatively simply compared to the prior art, thereby providing convenience of installation and maintenance. In addition, the gas circulating means circulates the gas in the upper layer in the heat treatment furnace stably and effectively to form a heat treatment atmosphere in the heat treatment furnace uniformly, so that the heat treatment of the object irrespective of the charging position of the object in the heat treatment furnace. Since it is made uniform and the heat treatment time is shortened, it is possible to effectively increase the thermal efficiency and yield while ensuring a uniform heat treatment quality. In addition, since the gas is reused through an iterative circulation process in the heat treatment furnace, the requirement of the process gas can be reduced. In addition, the heat distribution is increased by the gas circulated from the upper part in the lower part of the heat treatment furnace where the heat distribution is lowered due to the process gas flowing into the heat treatment furnace. You can. In addition, since the atmosphere in the heat treatment furnace is kept constant, the effect of improving the corrosion resistance compared to the prior art can be expected.
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