KR100985248B1 - 열처리 로내 온도 균일화 순환장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파이프 형태로 성형된 강관을 수용하기 위한 챔버가 구비된 열처리로와, 상기 열처리로의 바닥 양측에 설치되며 상기 챔버내의 공기를 가열하는 화염분사노즐로 구성한 대구경 강관 열처리 장치에 있어서, 상기 열처리로의 양측 내벽면을 따라 각각 수평방향으로 길게 설치되며 일단은 개구된 상태에서 타단은 상기 열처리로의 앞쪽 내벽에 설치되어 있는 배기케이스에 연결 구성되는 복수개의 배기덕트와, 상기 배기케이스에 일단이 연결되고, 타단은 상기 열처리로 외부로 노출된 상태에서 송풍기에 연결 구성되는 배출관로와, 상기 송풍기에 일단이 연결되고, 타단은 상기 열처리로를 관통한 상태에서 상기 열처리로 내부의 챔버에 연결 구성되는 공급관로로 구성하여 상기 챔버내의 가열공기를 강제 순환시키는 송풍수단을 설치하여 강관 외경 및 내경 전체면을 효율적으로 열처리할 수 있도록 한 대구경 강관 열처리장치를 제공한다.

강관, 열처리로, 챔버, 송풍수단, 순환

Description

열처리 로내 온도 균일화 순환장치{coin-circulating apparatus for heat-treating furnace}

본 발명은 열처리 로내 온도 균일화 순환장치에 관련되는 것으로서, 더욱 상세하게는 송풍수단을 이용하여 챔버내의 가열공기를 강제 순환시키도록 함으로서 챔버내에 수용되어 있는 강관의 외경 및 내경 전체면으로 가열공기를 균일하게 공급하여 효율적인 열처리 작업을 행할 수 있도록 한 열처리 로내 온도 균일화 순환장치에 관한 것이다.

일반적으로 배관재 및 구조용재로 널리 사용되고 있는 대구경 강관은 평판 형태의 금속판재를 포밍공정을 거쳐 둥글게 말아 소망하는 형태의 파이프 모양으로 성형한 후, 성형된 파이프의 양단 이음부를 용접으로 접합시켜 제조하게 된다.

한편, 상기와 같은 방식으로 성형된 강관은 조직의 연화와 균질화 및 잔류 응력의 제거등을 위하여 고온으로 가열하는 열처리 과정을 거치게 된다.

상기한 강관 열처리 장치의 종래 일반적인 구조는 직사각의 형태로 내부에는 챔버가 밀폐 구성되는 열처리로와, 상기 열처리로의 양측 바닥에 배치되며 챔버내로 진입한 강관을 가열하는 화염분사노즐들로 구성된다.

상기한 구성의 열처리 장치는 여러개의 강관을 실은 대차가 열처리로 내의 챔버로 진입하고 나면, 상기 챔버를 밀폐시킨 상태에서 화염분사노즐을 통해 열원을 발생시켜 대차에 실려져 있는 여러개의 강관들을 가열토록 함으로서 열처리 작업을 수행하게 된다.

그러나 상기한 구성의 열처리 장치는 챔버내의 공기를 데워주는 수단인 화염분사노즐들이 열처리로의 바닥에 설치되도록 구성함에 따라 열처리 로 요구조건(공조상태, 편차가 14℃이하, ASTM991)은 기본적으로 만족하지만, 로 내의 강관이 있을 경우, 로내의 공기가 챔버 아래쪽과 위쪽 및 파이프 외경과 내경의 공기온도 편차가 발생되는 단점이 있다. 상기의 문제는 강관에 변형 및 물리적 특성에 지대한 영향을 준다.

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 송풍수단을 이용하여 챔버내의 가열공기를 강제 순환시키도록 함으로서 챔버내에 수용되어 있는 강관의 외경 및 내경 전체면으로 가열공기를 균일하게 공급하여 효율적인 열처리 작업을 행할 수 있도록 한 대구경 강관 열처리장치를 제공함에 있다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 파이프 형태로 성형된 강관을 수용하기 위한 챔버가 구비된 열처리로와, 상기 열처리로의 바닥 양측에 설치되며 상기 챔버내의 공기를 가열하는 화염분사노즐로 구성한 열처리 로내 온도 균일화 순환장치에 있어서, 상기 열처리로의 양측 내벽면을 따라 각각 수평방향으로 길게 설치되며 일단은 개구된 상태에서 타단은 상기 열처리로의 앞쪽 내벽에 설치되어 있는 배기케이스에 연결 구성되는 복수개의 배기덕트와, 상기 배기케이스에 일단이 연결되고, 타단은 상기 열처리로 외부로 노출된 상태에서 송풍기에 연결 구성되는 배출관로와, 상기 송풍기에 일단이 연결되고, 타단은 상기 열처리로를 관통한 상태에서 상기 열처리로 내부의 챔버에 연결 구성되는 공급관로로 구성하여 상기 챔버내의 가열공기를 강제 순환시키게 되는 송풍수단이 더 포함되어 설치됨을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 열처리 로내 온도 균일화 순환장치는 다음과 같은 작용효과들을 달성한다.

열처리로에 설치된 송풍수단을 이용하여 챔버내의 가열공기를 강제 순환시키도록 함으로서 챔버내에 수용되어 있는 강관의 외경 및 내경 전체면으로 가열공기를 균일하게 공급하게 됨으로서 강관의 열처리 작업을 효율적으로 진행할 수 있으며, 아울러 최적의 상태로 강관을 열처리할 수 있는 작용효과를 구현한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 기술하기로 한다.

첨부된 도 1은 본 발명에 따른 열처리 로내 온도 균일화 순환장치의 구성을 도시한 부분 측단면도이며, 도 2는 도 1에서 도시하고 있는 열처리 로내 온도 균일화 순환장치의 정단면도이고, 도 3은 도 1에서 도시하고 있는 열처리 로내 온도 균일화 순환장치의 평단면도를 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 3에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 열처리 로내 온도 균일화 순환장치(100)는 직사각의 형태로 내부에는 열처리를 위한 강관(50)을 수용하는 챔버(12)가 구비된 열처리로(10)를 포함하여 구성한다.

상기 열처리로(10)에는 대차(14)가 구비되며, 상기 대차(14)는 파이프 형태로 성형된 다수개의 강관(50)들을 적층시킨 상태에서 적층된 강관(50)들을 열처리로(10)의 챔버(12)로 이송시키게 된다.

상기 열처리로(10)의 양측 바닥에는 화염분사노즐(16)이 각각 길이방향으로 배치된다. 상기 화염분사노즐(16)은 챔버(12)로 진입한 강관(50)들이 열처리될 수 있도록 챔버(12)내의 공기를 일정온도로 데워 가열시키게 된다.

한편, 상기한 열처리로(10)에는 송풍수단(20)이 더 구비된다. 상기 송풍수단(20)은 챔버(12)내의 가열공기를 강제 순환시켜 강관(50)의 외경 및 내경 전체면으로 가열공기를 원활히 공급하도록 함으로서 강관(50)을 원하는 성질로 열처리할 목적으로 제공되는 수단을 말한다.

상기 송풍수단(20)은 배기덕트(22)와, 배출관로(26), 송풍기(28) 및 공급관로(30)를 포함하여 구성한다.

상기 배기덕트(22)는 열처리로(10)의 양측 내벽면을 따라 각각 수평방향으로 길게 설치되는 것으로서, 상기 배기덕트(22)는 그 일단은 각각 개방(22a)시켜 구성하고, 타단은 열처리로(10)의 앞쪽 내벽면에 중앙에 설치되어 있는 배기케이스(24)의 양측에 각각 연결시켜 구성한다. 상기 배기덕트(22)는 후술하는 송풍기(28)의 동작에 따라 일단의 개방구(22a)를 통해 챔버(12)내의 가열공기를 배기케이스(24)로 배기시키게 된다.

상기 배출관로(26)는 일단은 상기 배기케이스(24)에 연결 구성하고, 타단은 열처리로(10)의 외부로 노출시킨 상태에서 송풍기(28)에 연결 구성되는 관로이다. 상기 배출관로(26)는 송풍기(28)의 동작에 따라 상기 배기케이스(24)로 배기된 가열공기를 송풍기(28)로 배출시키게 된다.

상기 송풍기(28)는 배출관로(26)를 통해 배기케이스(24)로 배기된 가열공기를 흡입한 후, 공급관로(30)로 강제 배출시키는 수단을 말하는 것으로서, 이러한 송풍기의 구성은 이미 공지된 기술임에 따라 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 공급관로(30)는 일단은 송풍기(28)에 연결 구성되고, 타단은 열처리로(10)를 관통한 상태에서 열처리로(10)의 내부의 챔버(12)에 연결 구성되는 관로로서, 상기 공급관로(30)는 송풍기(28)에서 강제 배출된 가열공기를 챔버(12)내로 다시 공급하게 된다.

상기한 구성으로 제작된 송풍수단(20)을 통해 화염분사노즐(16)에서 발생한 열원으로 챔버(12)내에서 가열된 가열공기는 강제 순환하게 됨으로서 대류현상으로 인해 챔버(12) 위쪽과 아래쪽의 가열공기의 온도차가 발생하지 않게 되며, 아울러 가열공기의 강제 순환을 통해 강관(50)의 외경 및 내경으로 가열공기를 원활히 공급할 수 있음으로서 강관 외경 및 내경 전체면을 효율적으로 열처리할 수 있게 된다.

한편, 상기와 같은 송풍수단(20)으로 인해 발생하는 효과는 첨부된 도 4와 도 5에서 도시하고 있는 실험 그래프를 통해 확인할 수 있다.

첨부된 도 4와 도 5에서 도시하고 있는 그래프는 강관의 표면에 일정간격을 두고 6개의 온도센서를 설치한 상태에서 각 온도센서가 설치되어 있는 구간에 해당하는 강관 표면의 온도변화를 측정한 그래프로서, 이때 도 4는 본 발명의 주요구성인 송풍수단(20)을 사용하지 않은 일반적인 열처리 장치에서 강관 표면의 온도변화를 측정한 그래프이며, 도 5는 송풍수단(20)을 사용한 열처리 장치에서 강관 표면의 온도변화를 측정한 그래프이다.

즉, 상기 도 4에서와 같이 송풍수단(20)을 사용하지 않은 상태에서 열처리 작업을 수행할 경우에는 온도센서가 설치되어 있는 강관 표면의 각 구간별 온도가 서로 큰 편차를 가지고 있음을 알 수 있는 반면, 도 5에서와 같이 송풍수단(20)을 사용하여 열처리 작업을 수행할 경우에는 온도센서가 설치되어 있는 강관 표면의 각 구간별 온도가 서로 편차없이 거의 동일한 온도변화를 띄고 있음을 알 수 있으며, 이러한 실험결과를 통해 본 발명의 송풍수단이 설치된 열처리 장치로 강관의 열처리 작업을 수행하면 강관의 표면(즉, 강관 외경과 내경)을 균일한 온도로 열처리할 수 있게 된다.

이하, 본 발명에 따른 열처리 로내 온도 균일화 순환장치의 작용을 기술하기로 한다.

먼저, 파이프 형태로 성형된 다수개의 강관(50)들을 대차(14)에 적층시킨 다음, 상기 대차(14)를 열처리로(10)의 챔버(12)로 진입시킨 후, 화염분사노즐(16)을 통해 열원을 발생시켜 챔버(12)내의 공기를 가열하여 대차(14)에 적층되어 있는 강관(50)들을 열처리하도록 한다.

이때, 열처리과정에서 챔버(12)내의 가열공기는 송풍수단(20)을 통해 강제적으로 순환하며 강관(50) 내, 외경 전체면을 균일하게 열처리시키게 된다. 즉, 송풍수단(20)을 구성하는 송풍기(28)를 구동시키게 되면 챔버(12)내의 가열공기는 배기덕트(22)를 통해 배기케이스(24)로 배기되어 지고, 이어서 배출관로(26)를 통해 송풍기(28)로 배출된 다음, 공급관로(30)를 통해 챔버(12)로 다시 공급되며 강제적으로 순환하게 되는 데, 이러한 가열공기의 강제 순환을 통한 대류현상으로 챔버(12) 위쪽과 아래쪽의 가열공기는 온도차가 발생하지 않게 되며, 아울러 가열공기의 강제 순환을 통해 강관(50)의 외경 및 내경으로 가열공기를 원활히 공급할 수 있음으로서 강관(50) 외경 및 내경 전체면을 효율적으로 열처리할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 열처리 로내 온도 균일화 순환장치의 구성을 도시한 측단면도.

도 2는 도 1에서 도시하고 있는 열처리 로내 온도 균일화 순환장치의 정단면도.

도 3은 도 1에서 도시하고 있는 열처리 로내 온도 균일화 순환장치의 평단면도.

도 4는 본 발명의 주요구성인 송풍수단을 사용하지 않은 상태에서 강관 표면의 구간별 온도변화를 나타낸 그래프.

도 5는 본 발명의 주요구성인 송풍수단을 사용하여 강관 표면의 구간별 온도변화를 나타낸 그래프.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 열처리로 12: 챔버

14: 대차 16: 화염분사노즐

20: 송풍수단 22: 배기덕트

24:배기케이스 26: 배출관로

28: 송풍기 30: 공급관로

50: 강관

Claims (1)

1. 파이프 형태로 성형된 강관(50)을 수용하기 위한 챔버(12)가 구비된 열처리로(10)와, 상기 열처리로(10)의 바닥 양측에 설치되며 상기 챔버(12)내의 공기를 가열하는 화염분사노즐(16)로 구성한 열처리 로내 온도 균일화 순환장치에 있어서,

   상기 열처리로(10)의 양측 내벽면을 따라 각각 수평방향으로 길게 설치되며 일단은 개구된 상태에서 타단은 상기 열처리로(10)의 앞쪽 내벽에 설치되어 있는 배기케이스(24)에 연결 구성되는 복수개의 배기덕트(22)와;

   상기 배기케이스(24)에 일단이 연결되고, 타단은 상기 열처리로(10) 외부로 노출된 상태에서 송풍기(28)에 연결 구성되는 배출관로(26)와;

   상기 송풍기(28)에 일단이 연결되고, 타단은 상기 열처리로(10)를 관통한 상태에서 상기 열처리로(10) 내부의 챔버(12)에 연결 구성되는 공급관로(30)로 구성하여 상기 챔버(12)내의 가열공기를 강제 순환시키게 되는 송풍수단(20)이 더 포함되어 설치됨을 특징으로 하는 열처리 로내 온도 균일화 순환장치.

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