KR101225251B1 - 금속변태 조직 조절을 이용한 고강도 철근 제조 장치 및 방법 - Google Patents

금속변태 조직 조절을 이용한 고강도 철근 제조 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 금속변태 조직 조절을 이용한 고강도 철근 제조 장치 및 방법에 관한 것으로서, 압연 후 고온 상태의 철근이 중심을 관통하여 이송되도록 외장을 형성하며, 내측으로는 철근의 표면 주위로 빈 공간인 챔버를 형성하는 하우징과, 챔버 내로 냉각수를 유입시켜 철근의 표면 온도를 급랭 처리하도록 구비된 수냉부와, 표면 온도가 급랭 처리된 철근의 표면을 재가열하도록 구비된 가열부 및 챔버 내로 공기를 유입시켜 철근의 표면 온도를 송풍 냉각시켜 철근의 표면 조직 변태를 조절하도록 구비된 공냉부를 포함하는 구성으로 이루어져, 합금의 함량을 줄이면서도 조직 분율 조절을 통해 고강도 철근을 제조할 수 있으므로, 비용 절감 및 생산성 향상에 기여하는 효과가 있다.

Description

금속변태 조직 조절을 이용한 고강도 철근 제조 장치 및 방법{APPARATUS FOR MANUFACTURING HIGH-STRENGTH STEEL BARS IN ADJUSTING METALLUGICAL TRANSFORMATION AND THE METHOD THEREOF}
본 발명은 금속변태 조직 조절을 이용한 고강도 철근 제조 장치 및 방법에 관한 것으로, 템프코어(tempcore) 설비에 조직 분율을 조절할 수 있는 기능을 부여함으로써, 합금의 함량을 줄이면서도 고강도 특성을 발휘할 수 있는 고강도 철근 제조 장치 및 방법에 관한 기술이다.
최근 들어, 고강도 철근의 제조하는 장비로서 템프코어(tempcore) 설비가 이용되고 있다.
템프코어는 밀폐된 하우징 내부에 고압의 물을 분사하여 냉각 기능을 발휘하는 장치로서, 특히 고강도 철근의 제조 시, 철근의 표면을 급냉 처리하여 마르텐사이트(martensite) 조직을 형성하는데 그 활용성이 높다.
이러한 템프코어 설비를 이용할 경우, 고강도 철근의 제조 시, 합금의 함량을 줄이면서도 고강도 특성 확보를 위한 마르텐사이트 조직을 형성할 수 있어, 비용적인 측면에 있어서 매우 유리하다.
다만, 내진 용도로서의 필요한 항복비를 구현하기에는 합금 성분 조절을 통해 제조되는 고강도 철근에 비해 그 품질이 떨어지는 편이므로, 이를 개선하기 위한 방안이 요구되는 실정이다.
본 발명의 목적은 템프코어(tempcore) 설비에 조직 분율을 조절할 수 있는 기능을 채택하여, 합금의 함량을 줄이면서도 고강도 특성을 발휘할 수 있는 금속변태 조직 조절을 이용한 고강도 철근 제조 장치를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 합금 성분 조절에 따르는 고강도 철근 제조 시의 비용을 절감하여 보다 뛰어난 제품 경쟁력을 가질 수 있는 금속변태 조직 조절을 이용한 고강도 철근 제조 장치를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 템프코어(tempcore) 공정 시, 조직 분율을 조절하는 공정을 연속적으로 실시함으로써, 합금의 함량을 줄이면서도 고강도 특성을 발휘할 수 있는 금속변태 조직 조절을 이용한 고강도 철근 제조 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 사상에 따르면, 압연 후 고온 상태의 철근이 중심을 관통하여 이송되도록 외장을 형성하며, 내측으로는 철근의 표면 주위로 빈 공간인 챔버를 형성하는 하우징; 상기 챔버 내로 냉각수를 유입시켜 철근의 표면 온도를 급랭 처리하도록 구비된 수냉부; 표면 온도가 급랭 처리된 철근의 표면을 재가열하도록 구비된 가열부; 및 상기 챔버 로 공기를 유입시켜 철근의 표면 온도를 송풍 냉각시켜 철근의 표면 조직 변태를 조절하도록 구비된 공냉부;를 포함하는 금속변태 조직 조절을 이용한 고강도 철근 제조 장치를 제공한다.
이때, 상기 하우징의 일측에는, 상기 수냉부 및 상기 공냉부로부터 도입된 냉각수 및 공기를 챔버 쪽으로 유입 받기 위한 유로 통로를 구비하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 수냉부는, 냉각수를 저장하는 냉각수 저장조; 상기 냉각수 저장조와 상기 챔버 사이에 연결 형성된 냉각수 공급배관; 및 상기 냉각수 공급배관 내에서의 냉각수 흐름을 개폐 조절하도록 구비된 냉각수 조절밸브;를 포함할 수 있다.
이러한 상기 수냉부는, 상기 냉각수 공급배관을 통해 상기 챔버 측으로 냉각수를 유입시키도록 구동력을 제공하는 냉각수 펌프를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 공냉부는, 압축 공기를 저장하는 공기 저장조; 상기 공기 저장조와 상기 챔버 사이에 연결 형성된 공기 공급배관; 및 상기 공기 공급배관 내에서의 공기 흐름을 개폐 조절하도록 구비된 공기 조절밸브;를 포함할 수 있다.
이러한 상기 공냉부는, 상기 공기 공급배관을 통해 상기 챔버 측으로 공기를 유입시키도록 구동력을 제공하는 공기 펌프;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속변태 조직 조절을 이용한 고강도 철근 제조 장치.
그리고 상기 가열부는, 유도 가열기(induction heater)인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 또 하나의 사상에 따르면, 압연 후 고온 상태의 철근(S)이 중심을 관통하여 이송되도록 외장을 형성하며, 내측으로는 철근의 표면 주위로 빈 공간인 챔버를 형성하는 하우징; 상기 챔버 내로 냉각수를 유입시켜 철근의 표면 온도를 급랭 처리하도록 구비된 수냉부; 표면 온도가 급랭 처리된 철근의 표면을 재가열하도록 구비된 가열부; 상기 챔버 내로 공기를 유입시켜 철근의 표면 온도를 송풍 냉각시켜 철근의 표면 조직 변태를 조절하도록 구비된 공냉부; 및 상기 수냉부, 상기 가열부 및 상기 공냉부의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 금속변태 조직 조절을 이용한 고강도 철근 제조 장치를 제공한다.
이때, 상기 제어부는, 상기 수냉부의 작동을 제어하여 철근의 표면 온도에 대한 급랭 조절을 담당하는 수냉 조절부; 상기 가열부의 작동을 제어하여 철근의 표면 온도에 대한 승온 조절을 담당하는 가열 조절부; 및 사기 공랭부의 작동을 제어하여 철근의 표면 온도에 대한 송풍 냉각 조절을 담당하는 공냉 조절부;를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 수냉부는, 냉각수를 저장하는 냉각수 저장조; 상기 냉각수 저장조와 상기 챔버 사이에 연결 형성된 냉각수 공급배관; 및 상기 제어부의 지령 인가에 연동하여 작동되며, 상기 냉각수 공급배관 내에서의 냉각수 흐름을 개폐 조절하도록 구비된 냉각수 조절밸브;를 포함할 수 있다.
이러한 상기 수냉부는, 상기 제어부의 지령 인가에 연동하여 작동되며, 상기 냉각수 공급배관을 통해 상기 챔버 측으로 냉각수를 유입시키도록 구동력을 제공하는 냉각수 펌프를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 공냉부는, 압축 공기를 저장하는 공기 저장조; 상기 공기 저장조와 상기 챔버 사이에 연결 형성된 공기 공급배관; 및 상기 제어부의 지령 인가에 연동하여 작동되며, 상기 공기 공급배관 내에서의 공기 흐름을 개폐 조절하도록 구비된 공기 조절밸브;를 포함할 수 있다.
이러한 상기 공냉부는, 상기 제어부의 지령 인가에 연동하여 작동되며, 상기 공기 공급배관을 통해 상기 챔버 측으로 공기를 유입시키도록 구동력을 제공하는 공기 펌프;를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 사상에 따르면, (a) 압연 종료된 고온의 철근의 표면에 냉각수를 분사하여 급랭하는 단계; (b) 상기 급랭된 철근의 표면을 재가열하여 복열 승온하는 단계; 및 (c) 상기 복열 승온된 철근의 표면을 송풍 냉각하는 단계;를 포함하는 금속변태 조직 조절을 이용한 고강도 철근 제조 방법을 제공한다.
이때, 상기 (a) 단계에서, 압연 종료 온도는, 1000 ~ 1250℃이며, 상기 (b) 단계에서의 복열 승온은 Ac1 온도 이상으로 실시하는 것이 바람직하다.
본 발명인 금속변태 조직 조절을 이용한 고강도 철근 제조 장치 및 방법에 따르면, 템프코어(tempcore) 설비에 조직 분율을 조절할 수 있는 기능을 적용하여, 합금의 함량을 줄이면서도 고강도 특성을 발휘할 수 있어 비용 절감 및 생산성 향상을 도모할 수 있는 유리한 기술적 효과가 있다.
도 1은 철근 압연 장치를 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 고강도 철근을 제조하기 위한 템프코어(tempcore) 설비를 개략적으로 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 금속변태 조직 조절을 이용한 고강도 철근 제조 장치를 설명하기 위해 개략적으로 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 금속변태 조직 조절을 이용한 고강도 철근 제조 방법을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 순서도,
도 5는 본 발명에 따른 금속변태 조직 조절을 이용하여 제조된 고강도 철근의 단면 구조를 개략적으로 도시한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 금속변태 조직 조절을 이용하여 제조된 고강도 철근 제조 방법을 보여주는 그래프임.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속변태 조직 조절을 이용한 고강도 철근 제조 장치 및 방법에 대해 설명한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 설명에 앞서, 철근의 압연 설비와, 고강도 철근을 제조하기 위한 템프코어 설비에 관해 간략히 살펴보기로 한다.
일반적인 철근(S)의 제조를 위한 압연 설비는, 도 1을 참조하여 확인할 수 있듯이, 소재를 가열하는 가열로(10)와, 상기 가열로(10)에서 가열된 소재를 압연하여 철근(S)으로 성형하는 압연기(20) 및 압연 성형된 철근(S)을 냉각하는 냉각상(40)으로 이루어질 수 있다.
나아가, 철근의 고강도 특성을 구현하기 위해서, 최근에는 상기 압연기(20) 및 상기 냉각상(40) 사이에 템프코어(tempcore)(30)라는 설비를 구비해 두고 있다.
템프코어(30)의 내부 구조는 도 2를 통해 확인 가능한데, 도 2에 도시된 바와 같이, 철근(S)이 관통하는 외측으로는 상기 철근(S)으로부터 소정 간격 이격되어 상기 철근(S)을 격리시키는 하우징이 형성된다.
그리고 이러한 하우징의 외측을 감싸 안은 형상으로 소정의 공간을 형성하는 챔버(32)가 형성된다. 또한, 이러한 챔버(32)의 일측으로 연통 형성된 도입관(34)이 구비되는데, 상기 도입관(34)을 통해 챔버(32) 쪽으로 유입된 냉각수에 의해 철근(S)은 급속 냉각되어진다.
이러한 템프코어(30)는 밀폐된 챔버 내부로, 냉각수를 유입시켜 철근(S)의 표면을 급랭 처리하는 장비로서, 마르텐사이트(martensite) 조직을 형성하여 철근의 고강도 특성이 구현되게 한다.
더 나아가, 이러한 템프코어 설비를 이용할 경우, 고강도 철근의 제조 시, 합금의 함량을 줄이면서도 고강도 특성을 확보할 수 있도록 해주어, 생산 비용 절감의 측면에서도 유리하다.
다만, 고강도 철근에 있어서도, 내진 특성이 확보되기 위해서는 저항복비 조건에 부합되어야 하는데, 이와 같은 템프코어 설비에 의해 제조되는 고강도 철근의 경우, 기존의 합금 성분 조절을 통해 제조되는 고강도 철근에 비해 그 품질이 떨어지는 편이므로, 이를 개선할 필요성이 있었다.
즉, 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 고강도 금속변태 조직 조절을 이용한 고강도 철근 제조 장치 및 방법에 안출된 것이다.
도면에서, 도 3은 본 발명에 따른 금속변태 조직 조절을 이용한 고강도 철근 제조 장치를 설명하기 위해 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 금속변태 조직 조절을 이용한 고강도 철근 제조 방법을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 순서도이며, 도 5는 본 발명에 따른 금속변태 조직 조절을 이용하여 제조된 고강도 철근의 단면 구조를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 금속변태 조직 조절을 이용하여 제조된 고강도 철근 제조 방법을 보여주는 그래프이다.
이러한 도 3 내지 도 6은 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징되는 부분만을 분명하게 명시한 것으로, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면을 통해 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.
도 3을 참조하면, 도시된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속변태 조직 조절을 이용한 고강도 철근 제조 장치는, 하우징(100)과, 철근(S)의 표면 온도를 급랭 처리하도록 구비된 수냉부와, 철근(S)의 표면(S1)을 재가열하도록 구비된 가열부(108) 및 철근(S)의 표면 온도를 송풍 냉각시켜 철근(S)의 표면 조직 변태를 조절하도록 구비된 공냉부를 포함하는 구성으로 이루어진다.
하우징(100)은, 압연 종료 후 고온 상태의 철근(S)이 중심을 관통하여 이송되도록 외장을 형성하며, 내측으로는 철근(S)의 표면(S1) 주위로 빈 공간인 챔버(102)를 형성하는 부재이다.
이러한 하우징(100)은 내부 중공을 통해 압연 종료된 고온 상태의 철근(S)이 관통하여 진행될 수 있는 구획 공간을 구비하며, 이러한 구획 공간은 철근(S)의 외주로부터 이격된 격리부(104)에 의해 가능해진다.
그리고 이러한 격리부(104)에 접촉하여 본 발명에서의 가열부(108)에 해당되는 유도 가열기(induction heater)가 구비된다.
이러한 하우징(100) 내의 챔버(102)는, 철근(S) 주위의 빈 공간을 의미하나, 이의 내부로 냉각수는 물론 공기가 주입될 수 있도록 가능한 한 밀폐 형성된 용기 형상을 지니는 것이 바람직하다.
또한, 이러한 하우징(100)의 일측에는, 후술될 수냉부 및 공냉부로부터 도입될 냉각수 및 공기가 챔버(102) 쪽으로 유입될 수 있도록, 배관 상으로 연통된 유로 통로(106)를 구비하는 것이 바람직하다.
수냉부는, 챔버(102) 내로 냉각수를 유입시켜 철근(S)의 표면 온도를 급랭 처리하는 역할을 담당한다.
이를 위해, 상기 수냉부는, 냉각수를 저장하는 냉각수 저장조(121)와, 상기 냉각수 저장조(121)와, 상기 챔버(102) 사이에서 상기 유로 통로(106)를 통해 연결 형성된 냉각수 공급배관(123)과, 냉각수 공급배관(123) 내에서의 냉각수 흐름을 개폐 조절하도록 구비된 냉각수 조절밸브(127a, 127b)를 포함할 수 있다.
나아가, 상기 수냉부에는, 상기 냉각수 공급배관(123)을 통해 챔버(102) 측으로 냉각수를 유입시키도록 구동력을 제공하는 냉각수 펌프(125)가 더 구비될 수 있다.
이때, 상기 냉각수 조절밸브(127a, 127b)는, 상기 유로 통로(106)를 중심으로 이와 연결된 배관의 양측에 각각 하나씩 구비되는 것이 바람직한데, 이는 냉각수의 역방향 흐름까지 단속하기 위함이다.
이러한 수냉부에 의해, 압연 종료된 고온의 철근의 표면(S1)은 철근의 심부(S2)에 비해 급속 냉각되어, 표면 경질화 처리가 가능해진다.
가열부(108)는, 표면 온도가 급랭 처리된 철근(S)의 표면(S1)을 재가열하는 역할을 담당한다.
이러한 가열부(108)에 대해서는 앞서 간략히 언급한 바 있듯이, 하우징(100) 내에서 철근(S)을 격리하는 격리부(104)에 접하여 전류 인가 시, 가열되는 기능을 제공하는 형태로 이루어질 수 있다. 이로써, 내부에 존재하는 철근(S)의 표면이 재가열되어 복열 승온 처리될 수 있다.
다만, 본 실시예에서는 상기 가열부(108)로서, 유도 가열기(induction heater)를 이용하였으나, 이러한 실시 형태는 예시적인 모습의 하나일 뿐, 본 발명은 이러한 실시 형태에 굳이 한정될 필요가 없다. 따라서 다양한 가열 수단으로 변경 실시하여도 무방하다.
공냉부는, 챔버(102) 내로 공기를 유입시켜 철근(S)의 표면 온도를 송풍 냉각시켜 철근(S)의 표면 조직 변태를 조절하는 역할을 담당한다.
이를 위해 공냉부는, 압축 공기를 저장하는 공기 저장조(131)와, 상기 공기 저장조(131)와 상기 챔버(102) 사이에 연결 형성된 공기 공급배관(133) 및 상기 공기 공급배관(133) 내에서의 공기 흐름을 개폐 조절하도록 구비된 공기 조절밸브(137a, 137b)를 포함할 수 있다.
나아가, 상기 공냉부에는, 상기 공기 공급배관(133)을 통해 챔버(102) 측으로 소정의 속도로 공기를 송풍시키도록 구동력을 제공하는 공기 펌프(135)가 더 구비될 수 있다.
이러한 공냉부에 의해, 표면이 급랭된 후 다시 복열 승온됨에 따라 심부(S2)에 비해 표면(S1)이 더욱 경질화된 철근(S)의 조직 변태가 조절될 수 있다. 이로써, 고강도화가 가능하게 됨과 동시에, 기타 기계적인 물성(예: 내진을 위한 저항복비)을 만족하는 철근이 제조될 수 있다.
더 나아가, 여기까지 설명된 본 발명에 따른 금속변태 조직 조절을 이용한 고강도 철근 제조 장치에는, 추가적인 구성으로서, 제어부(140)가 더 포함될 수 있다.
상기 제어부(140)는 수냉부, 가열부 및 공냉부의 작동을 통합하여 제어하는 역할을 담당한다.
이를 위해, 상기 제어부(140)는, 수냉부의 작동을 제어하여 철근의 표면 온도에 대한 급랭 조절을 담당하는 수냉 조절부(142)와, 가열부의 작동을 제어하여 철근의 표면 온도에 대한 승온 조절을 담당하는 가열 조절부(144) 및 공냉부의 작동을 제어하여 철근의 표면 온도에 대한 송풍 냉각 조절을 담당하는 공냉 조절부(146)와 같은 세부 구성을 포함하는 실시 형태를 지닐 수 있다.
여기서, 상기 수냉 조절부(142)는, 냉각수 조절밸브(127a, 127b) 및 냉각수 펌프(125)의 작동을 제어하여, 압연 종료된 고온의 철근 표면을 급랭시키도록 냉각수 분사를 조절한다.
그리고 상기 가열 조절부(144)는, 가열부(104)인 유도 가열기의 동작을 제어하여, 상기 급랭된 철근 표면을 복열 승온되게 조절한다.
그리고 상기 공랭 조절부(146)는, 공기 조절밸브(137a, 137b) 및 공기 펌프(135)의 작동을 제어하여, 상기 복열 승온된 철근의 표면을 송풍 냉각시키는데, 이때의 냉각속도를 조절함에 따라, 철근 표면의 변태 조직을 조절할 수 있게 된다.
다음으로, 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속변태 조직 조절을 이용한 고강도 철근 제조 방법을 설명하기로 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 먼저, 압연 종료된 고온의 철근에 냉각수를 분사하여 철근의 표면을 급랭시키는 수냉 단계(ST100)가 실시된다.
이 단계(ST100)에서 철근의 표면 경질화가 이루어지는데, 바람직한 실시예로서, 상기 철근의 압연 종료 온도는 1000 ~ 1250℃인 것이 좋다.
도 6에 도시된 그래프를 참조하면, 이 단계(ST100)에서 철근의 표면 특성을 나타내는 선도(O)와, 철근의 내부조직, 즉 심부 특성을 나타내는 선도(I)가 변태 조직을 달리하는 것을 확인할 수 있다.
다음으로, 상기 급랭된 철근의 표면을 재가열하는 복열승온(復熱昇溫) 단계(ST200)가 실시된다.
이 단계(ST200)에서의 복열 승온은 Ac1 온도 이상으로 실시하는 것이 바람직하다.
도 6에 도시된 그래프를 참조하면, 이 단계(ST200)에서 철근의 표면 특성을 나타내는 선도(O)가 Ac1 온도 이상으로 복열 승온됨에 따라 950도까지 상승하는 것을 확인할 수 있다. 이와 달리 철근이 심부 특성을 나타내는 선도(I)는 원래의 기울기대로 서냉하는 모습을 확인할 수 있다.
그 다음으로, 상기 복열 승온된 철근의 표면을 송풍 냉각하는 단계(ST300)가 실시된다.
이 단계(ST300)에서 송풍 냉각 속도를 조절함에 따라, 철근의 표면은 심부와 다른 변태 조직으로 조절될 수 있으며, 고강도화는 물론 다양한 기계적 물성(예: 내진을 위한 저항복비 특성)을 확보할 수 있게 된다.
도 6에 도시된 그래프를 참조하면, 이 단계(ST300)에서 철근의 표면 특성을 나타내는 선도(O)는, 송풍 냉각의 정도에 따라 그 변태 조직이 O1, O2, O3와 같이 달라지는 것을 확인할 수 있다.
도 5는 이러한 방법으로 표면 경질화 처리된 철근의 표면(S1)과, 상기 철근의 표면(S1)과는 다른 기계적 물성을 지니게 되는 철근의 내부 조직, 즉 심부(S2)로 구분 형성된 고강도 철근의 단면 구조를 확인할 수 있다.
이와 같이, 본 발명인 금속변태 조직 조절을 이용한 고강도 철근 제조 장치 및 방법에 따르면, 템프코어(tempcore) 설비에 조직 분율을 조절할 수 있는 기능을 적용하여, 합금의 함량을 줄이면서도 고강도 특성을 발휘할 수 있어 비용 절감 및 생산성 향상을 도모할 수 있으며, 결과적으로 제품 경쟁력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명에 따른 금속변태 조직 조절을 이용한 고강도 철근 제조 장치 및 방법의 바람직한 실시예에 대해 설명하였다.
전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
S: 철근
100: 하우징
102: 챔버
121: 냉각수 저장조
123: 냉각수 공급배관
125: 냉각수 펌프
127a, 127b: 냉각수 조절밸브
131: 공기 저장조
133: 공기 공급배관
135: 공기 펌프
137a, 137b: 공기 조절밸브
140: 제어부
142: 수냉 조절부
144: 가열 조절부
146: 공냉 조절부

Claims (16)

  1. 압연 후 고온 상태의 철근이 중심을 관통하여 이송되도록 외장을 형성하며, 내측으로는 철근의 표면 주위로 빈 공간인 챔버를 형성하는 하우징;
    상기 챔버 내로 냉각수를 유입시켜 철근의 표면 온도를 급랭 처리하도록 구비된 수냉부;
    표면 온도가 급랭 처리된 철근의 표면을 재가열하도록 구비된 가열부; 및
    상기 챔버 내로 공기를 유입시켜 철근의 표면 온도를 송풍 냉각시켜 철근의 표면 조직 변태를 조절하도록 구비된 공냉부;를 포함하는 금속변태 조직 조절을 이용한 고강도 철근 제조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징의 일측에는,
    상기 수냉부 및 상기 공냉부로부터 도입된 냉각수 및 공기를 챔버 쪽으로 유입 받기 위한 유로 통로를 구비하는 것을 특징으로 하는 금속변태 조직 조절을 이용한 고강도 철근 제조 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 수냉부는,
    냉각수를 저장하는 냉각수 저장조;
    상기 냉각수 저장조와 상기 챔버 사이에 연결 형성된 냉각수 공급배관; 및
    상기 냉각수 공급배관 내에서의 냉각수 흐름을 개폐 조절하도록 구비된 냉각수 조절밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속변태 조직 조절을 이용한 고강도 철근 제조 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 수냉부는,
    상기 냉각수 공급배관을 통해 상기 챔버 측으로 냉각수를 유입시키도록 구동력을 제공하는 냉각수 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속변태 조직 조절을 이용한 고강도 철근 제조 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 공냉부는,
    압축 공기를 저장하는 공기 저장조;
    상기 공기 저장조와 상기 챔버 사이에 연결 형성된 공기 공급배관; 및
    상기 공기 공급배관 내에서의 공기 흐름을 개폐 조절하도록 구비된 공기 조절밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속변태 조직 조절을 이용한 고강도 철근 제조 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 공냉부는,
    상기 공기 공급배관을 통해 상기 챔버 측으로 공기를 유입시키도록 구동력을 제공하는 공기 펌프;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속변태 조직 조절을 이용한 고강도 철근 제조 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열부는,
    유도 가열기(induction heater)인 것을 특징으로 하는 금속변태 조직 조절을 이용한 고강도 철근 제조 장치.
  8. 압연 후 고온 상태의 철근이 중심을 관통하여 이송되도록 외장을 형성하며, 내측으로는 철근의 표면 주위로 빈 공간인 챔버를 형성하는 하우징;
    상기 챔버 내로 냉각수를 유입시켜 철근의 표면 온도를 급랭 처리하도록 구비된 수냉부;
    표면 온도가 급랭 처리된 철근의 표면을 재가열하도록 구비된 가열부;
    상기 챔버 내로 공기를 유입시켜 철근의 표면 온도를 송풍 냉각시켜 철근의 표면 조직 변태를 조절하도록 구비된 공냉부; 및
    상기 수냉부, 상기 가열부 및 상기 공냉부의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 금속변태 조직 조절을 이용한 고강도 철근 제조 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 수냉부의 작동을 제어하여 철근의 표면 온도에 대한 급랭 조절을 담당하는 수냉 조절부;
    상기 가열부의 작동을 제어하여 철근의 표면 온도에 대한 승온 조절을 담당하는 가열 조절부; 및
    상기 공냉부의 작동을 제어하여 철근의 표면 온도에 대한 송풍 냉각 조절을 담당하는 공냉 조절부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속변태 조직 조절을 이용한 고강도 철근 제조 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 수냉부는,
    냉각수를 저장하는 냉각수 저장조;
    상기 냉각수 저장조와 상기 챔버 사이에 연결 형성된 냉각수 공급배관; 및
    상기 제어부의 지령 인가에 연동하여 작동되며, 상기 냉각수 공급배관 내에서의 냉각수 흐름을 개폐 조절하도록 구비된 냉각수 조절밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속변태 조직 조절을 이용한 고강도 철근 제조 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 수냉부는,
    상기 제어부의 지령 인가에 연동하여 작동되며, 상기 냉각수 공급배관을 통해 상기 챔버 측으로 냉각수를 유입시키도록 구동력을 제공하는 냉각수 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속변태 조직 조절을 이용한 고강도 철근 제조 장치.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 공냉부는,
    압축 공기를 저장하는 공기 저장조;
    상기 공기 저장조와 상기 챔버 사이에 연결 형성된 공기 공급배관; 및
    상기 제어부의 지령 인가에 연동하여 작동되며, 상기 공기 공급배관 내에서의 공기 흐름을 개폐 조절하도록 구비된 공기 조절밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속변태 조직 조절을 이용한 고강도 철근 제조 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 공냉부는,
    상기 제어부의 지령 인가에 연동하여 작동되며, 상기 공기 공급배관을 통해 상기 챔버 측으로 공기를 유입시키도록 구동력을 제공하는 공기 펌프;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속변태 조직 조절을 이용한 고강도 철근 제조 장치.
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