KR101190193B1 - 개별 가열실과 냉각실이 구성된 열처리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 개별 가열실과 냉각실이 구성된 열처리 시스템(100)은,
현장 바닥면에 시공된 레일(400)과, 상기 레일(400)을 따라 이송하는 대차(500)와, 상기 레일(400)의 측방에 상기 레일(400)의 길이 방향을 따라 설치되어 금속제품(M)을 가열하는 가열실(300)과, 상기 레일(400)의 측방에 상기 레일(400)의 길이 방향을 따라 설치되어 금속제품(M)을 냉각하는 냉각실(200)을 포함하여 구성되고, 상기 대차(500)는 금속제품(M)을 상기 가열실(300)로 집어넣고 인출한 후, 상기 냉각실(200)로 이동하여 금속제품(M)을 집어넣고 인출 가능하도록 구성되고, 상기 대차(500)는 상부에 금속제품(M)을 수용하여 방열이 방지되는 단열 챔버(600)가 구성되고, 상기 가열실(300)은 금속제품(M)을 가열하는 노로서, 대차(500)와 접하는 후방에 출입구(340)가 구성되고, 상기 출입구(340)를 개폐하도록 구성된 도어(350)를 포함하여 구성되고, 상기 냉각실(200)은 금속제품(M)을 냉각시키는 노로서, 대차(500)와 접하는 후방에 출입구(230)가 구성되고, 상기 출입구(230)를 개폐하도록 구성된 도어(240)를 포함하여 구성된다.
따라서, 상기 가열실(300)과 냉각실(200)이 개별로 구성되므로, 다른 냉각 방식의 냉각실(200)이 필요할 경우, 냉각실(200)만 더 추가하면 되므로 추가설치비 및 초기 투자비가 적게 소요되고, 설치면적을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

개별 가열실과 냉각실이 구성된 열처리 시스템{The heat-treatment system that an individual heating room and cooling room were constructed}

본 발명은 개별 가열실과 냉각실이 구성된 열처리 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 가열실과 냉각실을 따로 구분하여 구성하고, 상기 가열실에서 냉각실로 제품을 옮기는 대차를 가열이 가능하도록 구성하여, 가열실에서 취출된 제품의 방열을 방지하도록 구성한 것을 특징으로 하는 개별 가열실과 냉각실이 구성된 열처리 시스템에 관한 것이다.

이하, 첨부되는 도면과 관련하여 배경기술을 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 종래의 기술에 의한 열처리 시스템을 도시한 간략도, 도 2는 종래의 기술에 의한 열처리 시스템으로서 대차에서 열처리실로 팔레트를 이송시키는 과정을 도시한 단면도로서 함께 설명한다.

일반적으로 비철, 스테인리스강을 제외한 철강재료로 만든 산업기계 부품, 자동차 부품, 정밀금형, 정밀기계 부품 등 금속제품(M)의 강도를 높이기 위해서 열처리를 하게 된다.

상기 열처리의 과정을 살펴보면, 가스 연질화법의 경우, 암모니아, 질소, 이산화탄소 분위기 하에서 상기 금속제품(M)을 500～600℃로 가열한 후, 냉각시키게 되면, 금속제품(M)의 표면에 질소와 카본이 침투되어 높은 표면경도와, 높은 내마모성, 피로한도 향상, 우수한 내식성, 고온경도의 성질을 얻을 수 있다.

또한, 침탄법의 경우, 메탄올, 프로판 가스, 질소 분위기 하에서 상기 금속제품(M)을 800～940℃로 가열한 후, 냉각시키게 되면, 금속제품(M)의 표면에 질소와 카본이 침투되어 높은 표면경도와, 높은 내마모성, 피로한도 향상, 우수한 내식성, 고온경도의 성질을 얻을 수 있다.

상기 냉각은 금속제품(M)을 냉각유에 침지시키거나, 가스를 분사하므로 가능하다. 상기 냉각유는 일례로 열처리에 특화된 소입유를 사용하게 되고, 상기 가스는 일례로 질소가스를 사용하게 된다.

상기 열처리 작업이 가능하도록 하는 일반적인 열처리 시스템(1)의 구성을 살펴보면 다음과 같다.

현장 바닥면에 설치된 레일(10)이 구성되고, 상기 레일(10)에 안착되어 이송되는 대차(20)가 구성된다.

또한, 상기 레일(10)의 측방에 길이 방향으로 다수 대가 배치되어 상기 금속제품(M)을 가열한 후 냉각시키는 열처리실(40)이 구성된다.

상기 대차(20)는 상기 레일(10)에 안착되는 캐스터(21)와, 상기 캐스터(21)가 회전하도록 장착된 테이블 형상의 프레임(23)이 구성된다. 또한, 상기 프레임(23)의 상부에는, 금속제품(M)이 적재된 팔레트(P)를, 상기 열처리실(40) 내부로 밀어 넣었다가 끄집어내는 구동부(30)가 구성된다.

상기 열처리실(40)은 내측벽이 내화벽돌(71)로 마감되고 바깥면은 철판(73)으로 커버되며, 상기 철판(73)과 내화벽돌(71) 사이에 단열재(75)가 개재된 챔버(chamber)로서, 상기 대차(20)와 접하는 후방에 개폐되는 도어(81)가 구성되고, 상기 열처리실(40)의 내측 중앙부에 장착되어 개폐되는 중앙도어(83)가 구성된다. 상기 열처리실(40)은 상기 중앙도어(83)를 경계로 해서 안쪽(전방)은 금속제품(M)에 열을 가하는 가열실(60)이고, 상기 도어(81) 쪽(후방)은 가열된 금속제품(M)을 식히는 냉각실(50)로 구성된다.

상기 가열실(60)은 외측면에 장착되어 내부에 열기를 가하는 히터(67)가 구성된다. 상기 히터(67)는 전기 저항체에 의해 열을 가하는 장치이다. 또한 상기 가열실(60)에는 불활성 가스(질소, 아르곤 등)를 공급하는 주입구(61)와, 상기 불활성 가스가 배출되는 배출구(63)가 구성된다. 또한, 상기 불활성 가스를 순환시키는 팬(65)이 상기 가열실(60)의 내측 상면에 장착되어 구성된다.

상기 냉각실(50)에는 냉각가스를 공급하는 주입구(55)와 상기 냉각가스가 배출되는 배출구(57)가 구성되고, 상기 냉각가스를 순환시키는 팬(53)이 상기 냉각실(50)의 내측 상면에 장착되어 구성된다.

상기 냉각실(50)은 상기 구성과는 달리 냉각유에 금속제품(M)을 침지할 수 있도록 구성될 수도 있다. 본원에서는 가스로 냉각하는 방식을 선택하여 설명한다.

또한, 상기 가열실(60)과 냉각실(50)의 바닥면에는 상기 대차(20)의 구동부(30)와 동일한 구조로서 연동이 가능한 구동부(45)가 구성된다. 따라서, 냉각실(50)에서 가열실(60)로 금속제품(M)을 이송할 수 있고, 가열이 종료되면 다시 냉각실(50)로 이송이 가능하도록 구성된다.

상기 구성에 의한 열처리 시스템(1)의 작동례를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 대차(20)의 상부에, 금속제품(M)이 수용된 팔레트(P)가 상방으로 다수 개가 적재되도록 한다.

그리고, 상기 대차(20)는 레일(10)을 따라 상기 열처리실(40)의 입구까지 이송한다.

상기 도어(81)를 개방시킨 후, 상기 구동부(30)에 의해 상기 팔레트(P)를 밀어서 냉각실(50)까지 밀어서 넣게 된다.

그리고 나서, 상기 중앙도어(83)를 개방시키고, 상기 구동부(45)의 작동에 의해서 팔레트(P)를 가열실(60)로 이송시킨다. 그리고, 상기 중앙도어(83)와 도어(81)를 닫는다.

그리고, 상기 히터(67)를 작동시켜서 내부 온도를 상승시킨다. 이때 상기 주입구(61)로 불활성 가스를 주입시켜서 상기 배출구(63)로 배기되도록 함으로써 내부에 산소가 잔류하지 않도록 한다. 불활성 가스를 통해서 산소를 제거하는 이유는 산소로 인한 금속제품(M)의 산화를 방지하기 위해서이다. 또한, 상기 팬(65)을 구동하므로 가열된 불활성 가스가 신속하게 순환되도록 하므로 금속제품(M)에 열기와 가스가 골고루 전달되도록 한다.

이렇게 해서 가열이 완료되면, 상기 히터(67)를 오프하고 상기 중앙도어(83)가 개방되도록 한 후, 상기 구동부(45)를 작동시켜서 팔레트(P)를 냉각실로 이송시킨다.

그러면, 상기 중앙도어(83)가 닫히고, 상기 주입구(55)를 통해서 냉각가스가 공급된다. 이때, 냉각실(50)에 장착된 팬(53)을 회전시켜서 냉각가스가 신속히 순환되도록 하여 금속제품(M)을 냉각시키도록 한다. 이때, 냉각가스는 상기 배출구(57)를 통해서 배기된다.

이렇게 해서 냉각이 완료되면, 상기 주입구(55)를 폐색시키고, 상기 도어(81)가 열리도록 한다. 그리고, 상기 대차(20)의 구동부(30)를 작동시켜서 상기 팔레트(P)를 인출하여 대차(20)의 상부에 위치하도록 한다.

그러면, 대차(20)가 레일(10)을 따라 이동하도록 한 후, 쇼트 등 다른 가공 공정을 받도록 한다.

상기 배경기술에 의하면 다음과 같은 문제점이 있었다.

상기 가열실(60)과 냉각실(50)이 일체형으로 구성되므로, 다른 냉매를 사용하는 냉각실(50)을 필요로 하는 경우, 가열실(60)이 연결된 냉각실(50)을 추가해야하는 경제적인 부담이 있었다. 즉, 상기 가열실(60)은 필요 없지만, 냉각실(50)이 필요하므로 필요없는 가열실(60)이 연결된 냉각실(50)을 추가하는부담이 있었다.

또한, 냉각가스로 냉각시키는 냉각실(50)이 가열실(60)에 일체로 구성된 경우에는 금속제품(M)을 냉각가스로만 냉각시킬 수 있다. 따라서, 금속제품(M)을 가열한 후, 기름으로 냉각시킬 필요성이 있다면, 기름 냉각을 하는 가열실(60)이 구성된 냉각실(50)을 따로 구비해야만 하였다. 냉각실(50)만 따로 구비할 수 없었다.

따라서, 설치면적을 많이 차지하고, 투자비가 많이 들고, 냉각실(50)만을 증설할 수 없으므로 추가로 필요 없는 가열실(60)까지 증설하게 되어 추가 설치가 부담이 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 배경기술에서 가열실에 냉각실이 일체로 구성되므로, 다른 냉각 방식의 냉각실이 필요할 경우, 가열실이 구성된 냉각실을 추가하므로, 추가설치비 및 초기 투자비가 부담이 되고, 설치면적을 많이 차지하는 문제점을 해결하고자 한다.

따라서, 가열실과 냉각실을 분리하여 설치하고, 대차가 가열실로부터 냉각실로 금속제품을 수송하며, 상기 대차는 가열실에서 인출된 금속제품이 상온(常溫)에서 냉각되어 불량이 되는 문제점을 해결할 수 있도록 자체 단열 및 가열 기능을 구비하도록 구성된, 개별 가열실과 냉각실이 구성된 열처리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 개별 가열실과 냉각실이 구성된 열처리 시스템은, 현장 바닥면에 시공된 레일과, 상기 레일을 따라 이송하는 대차와, 상기 레일의 측방에 상기 레일의 길이 방향을 따라 설치되어 금속제을 가열하는 가열실과, 상기 레일의 측방에 상기 레일의 길이 방향을 따라 설치되어 금속제품을 냉각하는 냉각실을 포함하여 구성되고, 상기 대차는 금속제품을 상기 가열실로 집어넣고 인출한 후, 상기 냉각실로 이동하여 금속제품을 집어넣고 인출 가능하도록 구성되고, 상기 대차(500)는 상부에 금속제품을 수용하여 방열이 방지되는 단열 챔버가 구성되고, 상기 가열실은 금속제품을 가열하는 노로서, 대차와 접하는 후방에 출입구가 구성되고, 상기 출입구를 개폐하도록 구성된 도어를 포함하여 구성되고, 상기 냉각실은 금속제품을 냉각시키는 노로서, 대차와 접하는 후방에 출입구가 구성되고, 상기 출입구를 개폐하도록 구성된 도어를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 대차는 상기 레일에 안착되는 캐스터와, 상기 캐스터가 회전하도록 장착된 테이블 형상의 프레임과, 상기 프레임의 상부에 장착되어 금속제품이 적재된 팔레트를 상기 가열실 또는 냉각실의 내부로 밀어 넣었다가, 끄집어내는 구동부와, 상기 프레임의 상면에 구성되어 금속제품을 수용할 수 있도록 구성된 단열챔버를 포함하여 구성되고, 상기 단열챔버는 내벽을 마감하는 내화벽돌과, 상기 내화벽돌의 외측면을 커버하는 철판과, 상기 단열챔버의 내측에 구성된 히터를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 단열챔버는 전방에 형성되어 금속제품이 적재된 팔레트가 출입하도록 구성된 출입구와, 상기 출입구를 개폐하는 도어와, 상기 단열챔버의 전방에 형성되어 상기 가열실 또는 상기 냉각실의 출입구에 도킹하는 도킹장치를 포함하여 구성된다.

상기 도킹장치는 상기 단열챔버의 전면에 이격되어 형성된 커버판과,상기 커버판의 테두리에서 상기 단열챔버 쪽으로 연장되어 고정된 사이드판과, 상기 커버판에 천공되고 상기 출입구와 대응되고 상기 출입구 보다 크게 형성된 관통구와, 상기 관통구에 장착된 너트와, 상기 너트에 체결되도록 외측면에 나사산이 형성된 도킹 파이프와, 상기 커버판의 외측면에 고정된 모터와, 상기 모터의 회전축에 고정되어 상기 도킹 파이프의 나사산에 맞물리는 나사기어를 포함하여 구성된다.

본 발명에 의한 개별 가열실과 냉각실이 구성된 열처리 시스템은, 가열실과 냉각실이 개별로 구성되므로, 다른 냉각 방식의 냉각실이 필요할 경우, 냉각실만 더 추가하면 되므로, 추가설치비 및 초기 투자비가 적게 소요되고, 설치면적을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 대차에 단열챔버가 구성되므로 가열실에서 냉각실로 금속제품을 가열된 상태로 운반할 수 있으므로 금속제품이 상온(常溫)에서 냉각되고 산소에 의해 산화되는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 기술에 의한 열처리 시스템을 도시한 간략도.
도 2는 종래의 기술에 의한 열처리 시스템으로서 대차에서 열처리실로 팔레트를 이송시키는 과정을 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 기술에 의한 개별 가열실과 냉각실이 구성된 열처리 시스템을 도시한 간략도.
도 4는 본 발명의 기술에 의한 개별 가열실과 냉각실이 구성된 열처리 시스템으로서 대차가 가열실에 도킹하는 과정을 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 기술에 의한 개별 가열실과 냉각실이 구성된 열처리 시스템으로서 대차가 냉각실에 도킹한 상태를 도시한 단면도.
도 6은 도 4의 F-F'선을 따라 취한 단면도.
도 7은 본 발명의 기술에 의한 개별 가열실과 냉각실이 구성된 열처리 시스템에 구성되는 대차의 전방을 도시한 사시도.
도 8은 본 발명의 기술에 의한 개별 가열실과 냉각실이 구성된 열처리 시스템이 다른 실시예의 도킹장치에 의해 도킹한 상태를 도시한 단면도.
도 9는 도 8에서 도시한 대차의 전방을 도시한 사시도.
도 10은 본 발명의 기술에 의한 개별 가열실과 냉각실이 구성된 열처리 시스템에 구성되는 대차로서, 단열챔버와 도킹 장치가 생략된 상태를 도시한 사시도.
도 11은 본 발명의 기술에 의한 개별 가열실과 냉각실이 구성된 열처리 시스템에 구성되는 체인과 푸시를 도시한 사시도.
도 12는 본 발명의 기술에 의한 개별 가열실과 냉각실이 구성된 열처리 시스테에 구성되는 후크가 전진하여 팔레트의 고리에 걸린 후, 후진하여 팔레트를 인출하는 과정을 도시한 사시도.

이하, 첨부된 도면과 관련하여 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예와 작동례를 살펴보면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 기술에 의한 개별 가열실과 냉각실이 구성된 열처리 시스템을 도시한 간략도, 도 4는 본 발명의 기술에 의한 개별 가열실과 냉각실이 구성된 열처리 시스템으로서 대차가 가열실에 도킹하는 과정을 도시한 단면도, 도 5는 본 발명의 기술에 의한 개별 가열실과 냉각실이 구성된 열처리 시스템으로서 대차가 냉각실에 도킹한 상태를 도시한 단면도, 도 6은 도 4의 F-F'선을 따라 취한 단면도, 도 7은 본 발명의 기술에 의한 개별 가열실과 냉각실이 구성된 열처리 시스템에 구성되는 대차의 전방을 도시한 사시도, 도 8은 본 발명의 기술에 의한 개별 가열실과 냉각실이 구성된 열처리 시스템이 다른 실시예의 도킹장치에 의해 도킹한 상태를 도시한 단면도, 도 9는 도 8에서 도시한 대차의 전방을 도시한 사시도, 도 10은 본 발명의 기술에 의한 개별 가열실과 냉각실이 구성된 열처리 시스템에 구성되는 대차로서, 단열챔버와 도킹 장치가 생략된 상태를 도시한 사시도, 도 11은 본 발명의 기술에 의한 개별 가열실과 냉각실이 구성된 열처리 시스템에 구성되는 체인과 푸시를 도시한 사시도, 도 12는 본 발명의 기술에 의한 개별 가열실과 냉각실이 구성된 열처리 시스테에 구성되는 후크가 전진하여 팔레트의 고리에 걸린 후, 후진하여 팔레트를 인출하는 과정을 도시한 사시도로서 함께 설명한다.

일반적으로 금속제품을 가열한 후 냉각하므로, 금속제품(M)의 표면에 질소와 카본이 침투되어 높은 표면경도와, 높은 내마모성, 피로한도 향상, 우수한 내식성, 고온경도의 성질을 얻을 수 있다.

이러한 열처리를 함에 있어서, 본 발명은 가열실(300)과 냉각실(200)을 개별로 분리하여 설치하고, 대차(500)가 가열실(300)로부터 냉각실(200)로 금속제품(M)을 수송하며, 상기 대차(500)는 가열실(300)에서 인출된 금속제품(M)을 수용할 때, 상온(常溫)에서 냉각되어 불량이 되는 문제점을 해결할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한다.

이를 위하여 본 발명에서는 다음과 같이 구성한다.

현장 바닥면에 시공된 레일(400)이 구성된다. 그리고, 상기 레일(400)을 따라 이송하는 대차(500)가 구성된다.

또한, 상기 레일(400)의 측방에 상기 레일(400)의 길이 방향을 따라 설치되어 금속제품(M)을 가열하는 가열실(300)이 구성된다.

또한, 상기 레일(400)의 측방에 상기 레일(400)의 길이 방향을 따라 설치되어 금속제품(M)을 냉각하는 냉각실(200)이 구성된다.

상기 대차(500)는 금속제품(M)을 상기 가열실(300)로 집어넣고 인출한 후, 상기 냉각실(200)로 이동하여 금속제품(M)을 집어넣고 인출 가능하도록 구성된다.

상기 가열실(300)은 금속제품(M)을 가열하는 노로서, 대차(500)와 접하는 후방에 출입구(340)가 구성되고, 상기 출입구(340)를 개폐하도록 구성된 도어(350)를 포함한다. 상기 도어(350)는 일례로서 가열실(300)의 상면에 부착된 유압실린더(360)의 로드에 연결되어 상하 왕복하므로 출입구(340)를 개폐하도록 구성된다. 또한, 내측벽은 내화벽돌(370)로 마감되고, 상기 내화벽돌(370)의 외측면은 단열재(390)가 밀착되며, 상기 단열재(390)의 외측면은 철판(380)으로 커버된다.

또한, 상기 가열실(300)은 외측면에 히터(303)가 장착되어 내측으로 연장되므로 내부를 가열할 수 있도록 구성되며, 불활성 가스를 내측으로 공급하는 주입관(310)이 상기 가열실(300)에 관통되어 구성되고, 상기 불활성 가스가 배기되는 배출관(320)이 상기 가열실(300)에 관통되어 구성된다. 따라서, 가열실(300) 내부의 산소를 배기시켜서 금속제품(M)의 산화를 방지하도록 구성한다.

또한, 상기 가열실(300)의 내측 상면에는 팬(330)이 장착되어, 가열된 가스(이산화탄소, 암모니아 등)가 신속하게 순환되므로 금속 제품(M)을 골고루 가열할 수 있도록 구성한다.

상기 냉각실(200)은 금속제품(M)을 냉각시키는 노로서, 대차(500)와 접하는 후방에 출입구(230)가 구성되고, 상기 출입구(230)를 개폐하도록 구성된 도어(240)를 포함하여 구성된다. 상기 도어(240)는 일례로서 냉각실(200)의 상면에 부착된 유압실린더(250)의 로드에 연결되어 상하 왕복하므로 출입구(230)를 개폐하도록 구성된다. 또한, 내측벽은 내화벽돌(260)로 마감되고, 상기 내화벽돌(260)의 외측면은 단열재(280)로 도포되며, 상기 단열재(280)의 외측면은 철판(270)으로 커버된다.

또한, 상기 냉각실(200)은 불활성 가스를 내측으로 공급하는 주입관(210)이 상기 냉각실(200)에 관통되어 구성되고, 상기 불활성 가스가 배기되는 배출관(220)이 상기 냉각실(200)에 관통되어 구성된다.

따라서, 순환하는 불활성 가스를 통해서 금속제품(M)을 신속하게 골고루 냉각시킬 수 있으며, 외부 산소의 유입을 차단하여 상기 금속제품(M)이 산화하는 현상을 방지하도록 한다.

상기 대차(500)는 상기 레일(400)에 안착되는 캐스터(510)가 구성되고, 상기 캐스터(510)가 회전하도록 장착된 테이블 형상의 프레임(520)이 구성되며, 상기 프레임(520)의 상부에 장착되어 금속제품(M)이 적재된 팔레트(P)를 상기 가열실(300) 또는 냉각실(200)의 내부로 밀어 넣었다가, 끄집어내는 구동부(530)가 구성된다. 또한, 상기 프레임(520)의 상면에 구성되어 금속제품(M)을 수용할 수 있도록 구성된 단열챔버(600)를 포함하여 구성된다.

상기 구동부(530)는 상기 대차(500)의 상면에 금속제품(M)을 적재한 팔레트(P)를 지지하는 롤러(531)가 구성되는데, 상기 롤러(531)는 팔레트(P)의 전후진을 안내하도록 전후 방향으로 다수 개가 배열되어 구성되고, 상기 배열은 좌우측에 각각 구성된다. 상기 전후 방향은 레일(400)의 길이 방향에 대해서 직각이 되는 방향, 즉 팔레트(P)의 이송 방향이다.

또한, 상기 좌우측 롤러(531)의 배열 사이에는 좌우측으로 이격된 바(532, BAR)가 전후 방향으로 길게 구성되고, 상기 바(532) 사이에는 체인(533)이 개재되어 안내되도록 구성된다. 상기 체인(533)은 대차(500)의 후방에 장착된 스프로킷(537)에 의해 감겨 구성되고, 상기 체인(533)의 전방은 스프로킷(537)에 연결되지 않는다.

또한, 상기 체인(533)에 고정되어 상기 바(532)의 상부로 돌출되는 브래킷(534)이 구성되고, 상기 브래킷(534)에 고정되어 전방을 향하도록 구성되어 팔레트(P)를 밀어내는 로드 형상의 푸시(535)가 구성된다. 또한, 상기 브래킷(534)에 회동하도록 장착되어 상기 팔레트(P)를 걸어서 당길 수 있도록 구성된 후크(536)가 구성된다.

상기 대차(500)는 내부에 장착된 모터(도시하지 않음)에 의해 상기 캐스터(510)를 회전시키도록 구성되고, 내부에 장착된 다른 모터(도시하지 않음)에 의해 상기 스프로킷(537)을 정역회전시키므로 상기 체인(533)은 바(532)에 안내되어 전후진하도록 구성된다.

상기 가열실(300)과 냉각실(200)의 바닥면에는 상기 바(532)에 대응되는 또 다른 바(L)가 구성되고, 상기 바(L)의 좌우측에는 팔레트(P)가 이송되도록 상기 롤러(531)에 대응되는 또 다른 롤러(M)가 구성된다. 따라서, 상기 체인(533)이 대차(500)의 바(532)를 통과한 후, 상기 바(L)로 진입하도록 구성된다. 상기 바(532)는 상기 바(L)에 근접하거나 밀착되도록 길이가 조정되어 구성된다.

상기 단열챔버(600)는 상기 대차(500)의 상부에 구성된 부스 형상의 것으로서, 전방에 형성되어 금속제품(M)이 적재된 팔레트(P)가 출입하도록 구성된 출입구(641)가 구성되고, 상기 출입구(641)를 개폐하는 도어(643)가 구성된다. 또한, 상기 단열챔버(600)의 전방에 형성되어 상기 가열실(300) 또는 상기 냉각실(200)의 출입구(340, 230)에 도킹하는 도킹장치(620)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 단열챔버(600)는 내벽을 마감하는 내화벽돌(610)이 구성되고, 상기 내화벽돌(610)에 밀착되는 단열재(613)가 구성된다. 또한, 상기 단열재(613)의 외측면을 커버하는 철판(611)이 구성된다.

또한, 상기 단열챔버(600)의 내측에 구성된 히터(618)를 포함하여 구성되며, 단열챔버(600) 내측으로 불활성 가스를 주입하는 주입관(615)과 상기 불활성 가스가 배기되는 배출관(616)이 구성되므로 단열챔버(600)의 내부로 외부 산소의 유입을 막아 금속제품(M)이 산화되는 현상을 방지한다. 상기 히터(618)는 일례로서 전기의 저항열에 의해서 발열하는 것이다.

또한, 상기 단열챔버(600)의 천정에는 팬(617)이 장착되어 상기 히터(618)에 가열된 불활성 가스가 신속하게 순환될 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 단열챔버(600)의 전방 상면에는 유압실린더(645)의 로드가 하방으로 관통되어 구성되고, 상기 로드에는 상기 도어(643)가 고정되어 상하 왕복하므로 상기 출입구(641)를 개폐할 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 도킹장치(620)는 도 4, 도 5 및 도 7에서처럼, 상기 단열챔버(600)의 전면에 이격되어 형성된 커버판(621)이 구성되고, 상기 커버판(621)의 테두리에서 상기 단열챔버(600) 쪽으로 연장되어 고정된 사이드판(622)이 구성된다. 그리고, 상기 커버판(621)에 천공되고 상기 출입구(641)와 대응되고 상기 출입구(641) 보다 크게 형성된 관통구(623)가 구성되며, 상기 관통구(623)에 장착된 너트(624)가 구성된다. 그리고, 상기 너트(624)에 체결되도록 외측면에 수나사부(631)가 형성된 도킹 파이프(625)가 구성된다. 상기 도킹 파이프(625)의 내경은 금속제품(M)이 적재된 팔레트(P)가 통과할 수 있는 크기로 구성된 것이다. 또한, 상기 커버판(621)의 외측면에 고정된 모터(627)가 구성되고, 상기 모터(627)의 회전축에 고정되어 상기 도킹 파이프(625)의 수나사부(631)에 맞물리는 나사기어(626)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 가열실(300)과 냉각실(200)의 출입구(340, 230) 둘레에 부착되어 상기 도킹 파이프(625) 전방 종단부에 밀착시, 완충이 가능하도록 하는 링 형상의 완충재(K)가 부착된다. 상기 완충재(K)는 일례로서 내열 고무가 가능하며 도킹 파이프(625)의 밀착 시, 밀봉도 가능하도록 한다.

상기 도킹장치(620)의 다른 실시예를 도 8 및 도 9를 통해서 살펴보면 다음과 같다.

상기 단열챔버(600)의 전면에 이격되어 형성된 커버판(621)이 구성되고, 상기 커버판(621)의 테두리에서 상기 단열챔버(600) 쪽으로 연장되어 고정된 사이드판(622)이 구성된다. 그리고, 상기 커버판(621)에 천공되고 상기 출입구(641)와 대응되고 상기 출입구(641) 보다 크게 형성된 관통구(623)가 구성되며, 상기 관통구(623)에 장착된 너트(624)가 구성된다. 그리고, 상기 너트(624)에 체결되도록 외측면에 수나사부(631)가 형성된 도킹 파이프(625)가 구성된다. 상기 도킹 파이프(625)의 내경은 금속제품(M)이 적재된 팔레트(P)가 통과할 수 있는 크기로 구성된 것이다. 또한, 상기 커버판(621)의 외측면에 고정된 모터(627)가 구성되고, 상기 모터(627)의 회전축에 고정되어 상기 도킹 파이프(625)의 수나사부(631)에 맞물리는 나사기어(626)를 포함하여 구성된다.

상기 가열실(300)과 냉각실(200)의 출입구(340, 230) 둘레에 부착되어 상기 도킹 파이프(625)에 결합되는 포트 파이프(650)를 포함하여 구성되고, 상기 도킹 파이프(625)와 상기 포트 파이프(650)는 어느 하나가 상대측에 삽입되어 구성된다.

상기 도킹 파이프(625)와 포트 파이프(650) 중 어느 하나가 상대측에 삽입되어 구성되는 일례로서, 상기 도킹 파이프(125)의 내측면에 암나사부(639)가 구성되고, 상기 포트 파이프(650)의 외측면에 상기 암나사부(639)에 체결되는 수나사부(653)가 형성되어 상호 결착되도록 구성될 수도 있다.

또는 상기 포트 파이프(650)의 내측면에 상기 도킹 파이프(625)의 수나사부(631)가 체결되는 암나사부(도시하지 않음)가 형성되어 상호 결착되도록 구성될 수도 있다.

또한, 상기 가열실(300)과 냉각실(200)의 출입구(340, 230) 둘레에 부착되어 상기 도킹 파이프(625) 암나사부(639)에 체결되도록 외측면에 수나사부(653)가 형성된 포트 파이프(650)가 구성된다. 상기 포트 파이프(650)는 내측면에 암나사부(도시하지 않음)가 형성되어 상기 도킹 파이프(625)의 수나사부(631)가 체결되도록 구성될 수도 있다.

즉, 상기 도킹 파이프(625)와 포트 파이프(650)는 어느 하나가 상대측에 삽입되어 나사결합하도록 구성된다.

상기 대차(500)의 상면과 냉각실(200) 및 가열실(300)의 바닥면 높이는 팔레트(P)를 용이하게 전달할 수 있도록 동일하게 형성한다.

상기 구성에 의한 본 발명의 작동례를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 대차(500)의 도킹 파이프(625)는 후진한 상태이고, 상기 도어(643)는 개방된 상태가 된다.

상기 대차(500)의 내부에, 금속제품(M)이 올려진 팔레트(P)가 수용된다.상기 팔레트(P)는 상부로 다수 개가 적재되며, 맨 하방의 팔레트(P)에는 후방에 고리(R)가 형성되어 있다.

이때, 상기 체인(533)은 후진한 상태에서 푸시(535)가 상기 고리(R)의 후방에 위치하도록 한다. 그리고, 상기 후크(536)는 후방으로 회전한 상태가 된다.

이 상태에서 상기 대차(500)는 레일(400)을 따라 이송하여 상기 가열실(300) 전방에 위치하도록 한다.

이때, 상기 바(532)는 냉각실(200)의 바(L)와 일직선으로 대응되도록 하는데, 양쪽 바(532, L)는 근접하거나 밀착된 상태가 된다.

그리고, 상기 스프로킷(537)을 구동하여 상기 체인(533)인 전방으로 전진하도록 한다. 그러면, 체인(533)은 양쪽 바(532) 사이에서 전방으로 안내되어 이송하여 상기 가열실(300)의 바(L) 사이로 진입하게 된다.

따라서, 상기 푸시(535)는 도 11에서처럼 전방을 향하여 이송하게 된다. 그리고, 팔레트(P)를 밀어서 가열실(300)로 밀어 넣게 된다. 이때, 롤러(531, M)가 팔레트(P)의 이송을 용이하도록 한다.

그리고, 상기 스프로킷(537)을 역회전시키므로 체인(533)은 후진하여 대차(500)로 귀환하게 된다.

그러면, 상기 가열실(300)의 도어(350)를 닫고 상기 히터(303)를 통해서 가열하도록 한다. 이때, 상기 주입관(310)으로 가스(이산화탄소, 암모니아 등)가 공급되어 다시 배출관(320)으로 배기시켜서 가열실(300) 내부에 산소가 유입되지 않도록 한다. 또한, 상기 히터(303)에 의해 가열된 가스는 상기 팬(330)의 구동에 의해 신속하게 순환하여 금속제품(M)을 고르게 가열하게 된다.

가열이 완료된 후에는 상기 후크(536)가 전방으로 회전하도록 한다. 그리고, 상기 모터(627)를 구동시켜서 도킹 파이프(625)가 전진하도록 나사기어(626)를 회전시킨다. 상기 나사기어(626)는 외측면에 나사산이 형성된 것으로서 상기 도킹 파이프(625)의 수나사부(631)에 맞물려서 도킹 파이프(625)를 전진시킨다. 이렇게 전진한 도킹 파이프(625)는 상기 완충재(K)에 밀착되므로 완전한 밀봉이 가능하도록 한다. 이때 상기 모터(627)의 구동을 멈춘다.

상기 도킹 장치(620)가 도 8 및 도 9에서 도시한 경우에는, 상기 도킹 파이프(625)와 포트 파이프(650)가 중심이 일치하도록 대차(500)가 정지한 상태에서 모터(627)의 구동에 의해 나사기어(626)가 회전하면서 도킹 파이프(625)가 전진하여 포트 파이프(650)이 끼워져서 체결된다. 체결이 완료되고 나서는 상기 모터(627)를 정지시킨다.

그리고, 상기 가열실(300)의 도어(350)를 개방시킨다.

그리고, 상기 스프로킷(537)을 회전시켜서 체인(533)을 전진시킨다. 그러면, 도 12에서처럼, 후크(536)는 팔레트(P)의 고리(R)를 타고 넘어서 걸리게 된다. 그러면, 상기 체인(533)을 후진시켜서 상기 단열챔버(600)까지 인출시킨다.

상기 스프로킷(537)을 회전시키는 모터(도시하지 않음)는 센서(도시하지d않음)에 의해 정지하도록 구성된다. 일례로, 상기 브래킷(534)에 장착된 감지부(도시하지 않음)와 상기 가열실(300)과 냉각실(200) 내부에 부착된 센서(도시하지 않음)에 의해 브래킷(534)은 가열실(300)과 냉각실(200) 내에서 정확한 지점에 멈추도록 할 수 있다. 또한, 상기 단열챔버(600) 내에도 센서(도시하지 않음)를 장착하므로 브래킷(534)은 단열챔버(600) 내에서 정확한 지점에 멈추도록 할 수 있다. 이러한 사항은 일반적인 기술이므로 자세한 설명은 생략한다. 따라서, 가열실(300)이나 냉각실(200)까지 밀어넣는 팔레트(P)의 정지 지점과, 상기 가열실(300)과 냉각실(200)에서 인출된 후, 단열챔버(600) 내의 정지 지점은 처음의 셋팅된 지점과 일치하도록 한다.

이처럼, 금속제품(M)은 도킹장치(620)를 통해서 이동하므로 상온(常溫)에 의해서 급격히 온도가 저하되어 불량이 되는 현상을 방지할 수 있다. 이때, 상기 가열실(300)과 단열챔버(600)는 주입관(310, 615)과 배출관(220, 616)을 통해서 불활성 가스를 주입하여 배기시키므로, 금속제품(M)이 산소에 의해 산화하는 현상을 방지하도록 한다.

이렇게 가열실(300)에서 단열챔버(600)로 금속제품(M)이 이송한 후에는 가열실(300)의 도어(350)와 단열챔버(600)의 도어(643)를 닫도록 한다.

이때, 가열실(300)의 히터(303)의 작동은 중지시키고, 지속적으로 불활성 가스가 순환되도록 하여 내부의 산소가 잔류하지 않도록 한다.

그리고, 상기 단열챔버(600)의 주입관(615)을 통해서 공급된 불활성 가스가 배출관(616)을 통해서 배기되도록 함으로 산소가 잔류하지 않도록 하여 금속제품(M)이 산화하는 현상을 방지한다.

또한, 상기 히터(618)를 통해서 일정 온도를 유지하도록 하여 온도 저하로 인한 금속제품(M)의 불량을 방지하도록 한다. 본래 금속제품(M)은 냉각 시, 상온(常溫)에서 냉각시키는 게 아니고 냉각가스나 기름을 통해서 적정 온도에서 시간을 정해서 냉각시키는 것이므로, 상온(常溫)에서 노출되어 냉각되는 경우, 냉각실(200)에서 냉각과정을 거친다고 하더라도 원하는 경도를 얻을 수 없는 불량을 초래하게 된다.

또한, 상기 단열챔버(600)는 내화벽돌(537)로 인해서 단열재(613)가 가열된 금속제품(M)이 열에 의해서 손상되는 것을 방지할 수 있으며, 상기 단열재(613)는 금속제품(M)의 방열을 방지한다.

이 상태에서 상기 모터(627)를 역방향으로 회전시켜서 나사기어(626)가 역회전하도록 한다. 그러면, 상기 도킹 파이프(625)는 후진하면서 가열실(300)에서 이탈하게 된다.

이렇게 금속제품(M)을 수용한 대차(500)는 냉각실(200)의 전방으로 레일(400)을 따라 이동한다.

그리고, 상기 가열실(300)과 동일한 작동에 의해서 금속제품(M)을 단열챔버(600)에서 냉각실(200)로 넣은 후, 인출하게 된다.

상기 냉각실(200)에서의 냉각 과정은 기름에 금속제품(M)을 침지시키거나 냉각 가스를 공급하는 등의 방법이 가능한데, 본 발명에서는 냉각 가스를 이용해서 냉각하는 과정을 일례로서 살펴본다.

상기 냉각실(200)의 주입관(210)을 통해서 저온의 불활성 가스를 냉각가스로 주입한다. 그리고 상기 배출관(220)을 통해서 배기되도록 한다. 이때, 상기 팬(290)의 작동에 의해서 불활성 가스가 순환하도록 하여 금속제품(M)이 골고루 냉각되도록 한다.

상기 냉각실(200)의 구성은 일반적인 것으로서 당해업자라면 누구나 알 수 있는 사항이기에 자세한 설명은 생략한다.

상기 본 발명에 의하면, 가열실(300)에서 냉각한 금속제품(M)을 온도 저하 없이 바로 냉각실(200)로 이송할 수 있는 이점이 있다. 따라서, 가열실(300)과 냉각실(200)이 일체로 구성된 것을 사용하는 것과 동일하다.

또한, 상이한 방식의 냉각실(200)이 필요한 경우, 냉각실(200)을 더 추가하면 된다. 배경기술처럼, 가열실(300)이 일체로 구비된 냉각실(200)을 설치할 필요가 없다. 일례로서, 기름으로 냉각시키는 냉각실(200)이 필요하다면 이러한 냉각실(200)을 더 설치하고, 가열실(300)은 종래의 사용하던 것을 사용하면 된다.

따라서, 배경기술에 비해서 설치 면적을 줄일 수 있고, 설치투자비가 적게 소요되는 이점이 있다.

100: 개별 가열실과 냉각실이 구성된 열처리 시스템
200: 냉각실 210: 주입관
220: 배출관 230: 출입구
240: 도어 250: 유압실린더
260: 내화벽돌 270: 철판
280: 단열재 300: 가열실
303: 버너 310: 주입관
320: 배출관 330: 팬
340: 출입구 350: 도어
360: 유압실린더 370: 내화벽돌
380: 철판 390: 단열재
400: 레일 500: 대차
510: 캐스터 520: 프레임
530: 구동부 531: 롤러
532: 바 533: 체인
534: 브래킷 535: 푸시
536: 후크 537: 스프로킷
600: 단열챔버 610: 내화벽돌
611: 철판 613: 단열재
615: 주입관 616: 배출관
617: 팬 618: 히터
620: 도킹장치 621: 커버판
622: 사이드판 623: 관통구
624: 너트 625: 도킹 파이프
626: 나사기어 627: 모터
641: 출입구 643: 도어
645: 유압실린더

Claims (6)

1. 현장 바닥면에 시공된 레일(400)과,
   상기 레일(400)을 따라 이송하는 대차(500)와,
   상기 레일(400)의 측방에 상기 레일(400)의 길이 방향을 따라 설치되어 금속제품(M)을 가열하는 가열실(300)과,
   상기 레일(400)의 측방에 상기 레일(400)의 길이 방향을 따라 설치되어 금속제품(M)을 냉각하는 냉각실(200)을 포함하여 구성되고,
   상기 대차(500)는 금속제품(M)을 상기 가열실(300)로 집어넣고 인출한 후, 상기 냉각실(200)로 이동하여 금속제품(M)을 집어넣고 인출 가능하도록 구성되고,
   상기 대차(500)는 상부에 금속제품(M)을 수용하여 방열이 방지되는 단열 챔버(600)가 구성되고,
   상기 가열실(300)은 금속제품(M)을 가열하는 노로서, 대차(500)와 접하는 후방에 출입구(340)가 구성되고, 상기 출입구(340)를 개폐하도록 구성된 도어(350)를 포함하여 구성되고,
   상기 냉각실(200)은 금속제품(M)을 냉각시키는 노로서, 대차(500)와 접하는 후방에 출입구(230)가 구성되고, 상기 출입구(230)를 개폐하도록 구성된 도어(240)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 개별 가열실과 냉각실이 구성된 열처리 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 대차(500)는 상기 레일(400)에 안착되는 캐스터(510)와,
   상기 캐스터(510)가 회전하도록 장착된 테이블 형상의 프레임(520)과,
   상기 프레임(520)의 상부에 장착되어 금속제품(M)이 적재된 팔레트(P)를 상기 가열실(300) 또는 냉각실(200)의 내부로 밀어 넣었다가, 끄집어내는 구동부(530)와,
   상기 프레임(520)의 상면에 구성되어 금속제품(M)을 수용할 수 있도록 구성된 단열챔버(600)를 포함하여 구성되고,
   상기 단열챔버(600)는 내벽을 마감하는 내화벽돌(610)과,
   상기 내화벽돌(610)의 외측면을 커버하는 철판(611)과,
   상기 단열챔버(600)의 내측에 구성된 히터(618)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 개별 가열실과 냉각실이 구성된 열처리 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 단열챔버(600)는 전방에 형성되어 금속제품(M)이 적재된 팔레트(P)가 출입하도록 구성된 출입구(641)와,
   상기 출입구(641)를 개폐하는 도어(643)와,
   상기 단열챔버(600)의 전방에 형성되어 상기 가열실(300) 또는 상기 냉각실(200)의 출입구(340, 230)에 도킹하는 도킹장치(620)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 개별 가열실과 냉각실이 구성된 열처리 시스템.
4. 제3항에 있어서,
   상기 도킹장치(620)는 상기 단열챔버(600)의 전면에 이격되어 형성된 커버판(621)과,
   상기 커버판(621)의 테두리에서 상기 단열챔버(600) 쪽으로 연장되어 고정된 사이드판(622)과,
   상기 커버판(621)에 천공되고 상기 출입구(641)와 대응되고 상기 출입구(641) 보다 크게 형성된 관통구(623)와,
   상기 관통구(623)에 장착된 너트(624)와,
   상기 너트(624)에 체결되도록 외측면에 수나사부(631)가 형성된 도킹 파이프(625)와,
   상기 커버판(621)의 외측면에 고정된 모터(627)와,
   상기 모터(627)의 회전축에 고정되어 상기 도킹 파이프(625)의 수나사부(631)에 맞물리는 나사기어(626)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 개별 가열실과 냉각실이 구성된 것을 특징으로 하는 열처리 시스템.
5. 제3항에 있어서,
   상기 도킹장치(620)는 상기 단열챔버(600)의 전면에 이격되어 형성된 커버판(621)과,
   상기 커버판(621)의 테두리에서 상기 단열챔버(600) 쪽으로 연장되어 고정된 사이드판(622)과,
   상기 커버판(621)에 천공되고 상기 출입구(641)와 대응되고 상기 출입구(641) 보다 크게 형성된 관통구(623)와,
   상기 관통구(623)에 장착된 너트(624)와,
   상기 너트(624)에 체결되도록 외측면에 수나사부(631)가 형성된 도킹 파이프(625)와,
   상기 커버판(621)의 외측면에 고정된 모터(627)와,
   상기 모터(627)의 회전축에 고정되어 상기 도킹 파이프(625)의 수나사부(631)에 맞물리는 나사기어(626)와,
   상기 가열실(300)과 냉각실(200)의 출입구(340, 230) 둘레에 부착되어 상기 도킹 파이프(625)에 결합되는 포트 파이프(650)를 포함하여 구성되고,
   상기 도킹 파이프(625)와 상기 포트 파이프(650)는 어느 하나가 상대측에 삽입되어 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 개별 가열실과 냉각실이 구성된 것을 특징으로 하는 열처리 시스템.
6. 제5항에 있어서,
   상기 도킹 파이프(625)와 상기 포트 파이프(650)가 결합되기 위해서,
   상기 도킹 파이프(125)의 내측면에 형성된 암나사부(639)와,
   상기 암나사부(639)에 체결되도록 상기 포트 파이프(650)의 외측면에 형성된 수나사부(653)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열처리 시스템.

Images