KR101443343B1 - 열처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 소재가 장입되는 장입구 및 상기 소재가 취출되는 취출구가 마련된 열처리로; 상기 열처리로에 형성되어, 상기 소재의 산화를 방지하기 위해 상기 열처리로 내부에 공급된 환원성 가스를 외부로 배출하는 가스 배출구; 상기 장입구 및 상기 취출구에 설치되어 상기 열처리로 내부로의 외부 공기 유입을 방지하는 에어커튼부; 및 상기 가스 배출구를 통해 배출되는 상기 환원성 가스가 상기 에어커튼부를 통해 분사되도록 상기 환원성 가스를 상기 에어커튼부로 순환시키는 제1 환원성 가스 순환관를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치가 제공된다.

Description

열처리 장치{HEAT TREATMENT APPARATUS}

본 발명은 열처리 장치에 관한 것이다.

열처리로에서는 압연과정을 거친 롤 소재 또는 판재에 대해 용도에 따라 일정온도(일례로 800도)에서 간접적으로 열을 가하여 소재를 템퍼링(tempering) 또는 애닐링(annealing)함으로써 소재조직을 용도에 맞게 바꾼다. 이 때 열처리로에서 사용하는 분위기 가스는 소재의 산화를 방지하기 위하여 환원성 가스인 수소와 질소를 혼합한 혼합가스, 수소가스 또는 질소가스 중의 한 가지를 사용하고 있다.

한편, 열처리로 입구와 출구로부터 공기가 침입하여 열처리로내 분위기 가스가 희석되어 소재가 산화되는 것을 방지하기 위해 연속형 열처리로에서는 분위기 가스를 열처리로 입구 및 출구에 에어커튼 방식으로 분사하고 있다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개실용신안공보 제20-2005-0012297호(2005.05.02 공개, 열교환기를 일체로 구성한 열처리로)에 개시되어 있다.

본 발명은 열처리로에서 발생하는 환원성 가스를 재순환시켜 사용함으로써 원료비를 절감할 수 있는 열처리 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 소재가 장입되는 장입구 및 상기 소재가 취출되는 취출구가 마련된 열처리로; 상기 열처리로에 형성되어, 상기 소재의 산화를 방지하기 위해 상기 열처리로 내부에 공급된 환원성 가스를 외부로 배출하는 가스 배출구; 상기 장입구 및 상기 취출구에 설치되어 상기 열처리로 내부로의 외부 공기 유입을 방지하는 에어커튼부; 및 상기 가스 배출구를 통해 배출되는 상기 환원성 가스가 상기 에어커튼부를 통해 분사되도록 상기 환원성 가스를 상기 에어커튼부로 순환시키는 제1 환원성 가스 순환관를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치가 제공된다.

본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치는 상기 열처리로 내부로 상기 환원성 가스가 공급되는 환원성 가스 공급구를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치는 상기 가스 배출구를 통해 배출되는 상기 환원성 가스를 상기 환원성 가스 공급구로 순환시키는 제2 환원성 가스 순환관을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치는 상기 제2 환원성 가스 순환관을 통해 순환되는 상기 환원성 가스의 온도를 조절하기 위한 열교환기를 더 포함할 수 있다.

상기 열교환기는 상기 환원성 가스와의 열교환을 위하여 물을 이용하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.

본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치는 상기 제1 환원성 가스 순환관을 통해 순환되는 상기 환원성 가스의 양을 조절하기 위한 제1 밸브를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치는 상기 제2 환원성 가스 순환관을 통해 순환되는 상기 환원성 가스의 양을 조절하기 위한 제2 밸브를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 열처리 장치를 이용하여 열처리로에서 발생하는 환원성 가스를 재순환하여 사용함으로써 원료비를 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 제1 환원성 가스 순환관을 포함하는 열처리 장치를 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 환원성 가스 공급구를 더 포함하는 열처리 장치를 나타낸 개략도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2 환원성 가스 공급구를 더 포함하는 열처리 장치를 나타낸 개략도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열교환기를 포함하는 열처리 장치를 나타낸 개략도.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.

본 발명에 따른 열처리 장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 열처리 장치는 열처리로(100), 가스 배출구(200), 에어커튼부(130) 및 제1 환원성 가스 순환관(300)을 포함할 수 있다.

열처리로(100)는 압연과정을 거친 롤 소재(M) 또는 판재 등에 대해 용도에 따라 열을 가하여 소재(M)를 템퍼링 또는 어닐링 함으로써 소재(M) 조직을 바꾸기 위한 것이다.

압연과정을 거친 소재(M)를 열처리로(100)의 일부에 구비된 장입구(110)를 통하여 장입하고, 장입된 소재(M)는 열처리로(100)의 열처리과정을 거쳐 취출구(120)를 통하여 외부로 배출되게 된다.

열처리로(100)의 장입구(110) 및 취출구(120)로 소재(M)가 장입 또는 취출될 때, 열처리로(100) 내부로 외부 공기가 유입되면 소재(M)가 산화될 수 있다.

따라서, 소재(M)가 열처리로(100)로 장입 또는 취출시 외부 공기 유입을 차단하기 위하여 장입구(110) 및 취출구(120)에는 에어커튼부(130)가 형성될 수 있다.

이 때, 열처리로(100) 내부에 환원성 기체만을 유지하기 위하여, 에어커튼에서 분사하는 기체 또한 환원성 기체를 이용하는 것이 좋다.

환원성 가스로는 수소와 질소를 혼합한 혼합가스, 또는 질소만의 가스등을 사용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 열처리 장치는 열처리로(100) 내부에 공급된 환원성 가스가 외부로 배출되고, 배출된 환원성 가스를 장입구(110) 및 취출구(120)의 에어커튼부(130)를 통해 분사될수 있도록 배출된 환원성 가스를 에어커튼부(130)로 순환시켜 사용함으로써, 순환성 가스를 재사용함으로써, 비용을 절약하고, 일정량의 환원성 가스만을 공급하여 열처리로(100)를 계속 사용할 수 있으므로 환원성 가스에 대한 열처리 효율을 높일 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 열처리 장치는 열처리로(100) 내부로 환원성 가스를 공급하는 환원성 가스 공급구(400)를 더 포함할 수 있다.

열처리로(100) 내부는 장입되는 소재(M)의 산화를 막기 위하여 환원성 가스로 채우는 것이 바람직하고, 따라서, 환원성 가스 공급구(400)를 추가적으로 구비하여 장입되는 소재(M)의 열처리를 돕는 동시에 소재(M)의 산화를 방지할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 열처리 장치는 가스 배출구(200)를 통해 배출되는 환원성 가스를 환원성 가스 공급구(400)로 순환시키는 제2 환원성 가스 순환관(500)을 더 포함할 수 있다.

제2 환원성 가스 순환관(500)은 제1 환원성 가스 순환관(300)과 마찬가지로 열처리로(100)에서 배출되는 환원성 가스를 순환시켜 재사용함으로써 비용을 절약하고 에너지 효율을 높일 수 있다.

제2 환원성 가스 순환관(500)을 사용하여 배출되는 환원성 가스와 새로운 환원성 가스 공급구(400)로부터의 가스를 혼합하는 것은 분명히 원가절감 차원에서 효과가 있으나 통상적으로 배출되는 환원성 가스의 온도가 800℃로 높기 때문에 그만큼 부피가 커져서, 순환되는 환원성 가스와 환원성 가스 공급구에 의한 새로운 가스에 혼합되는 비율이 적어질 우려가 있다.

따라서, 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 열처리 장치는 제2 환원성 가스 순환관(500)은 고온으로 배출되는 환원성 가스의 온도를 조절할 수 있는 열교환기(600)를 추가적으로 포함할 수 있다.

이때 순환되는 환원성 가스의 정밀한 온도를 제어하기 위하여, 순환되는 환원성 가스와 열교환하기 위한 매질로 물을 이용할 수 있다.

물은 물 저장 탱크(610)에 저장되고 필요시 열교환기로 물을 공급하고 공급된 물은 다시 열교환기를 거쳐 물 저장 탱크(610)로 순환할 수 있다.

열교환기(600)의 물의 순환속도를 조절하여 온도를 신속하고 정확하게 조절할 수 있다.

또한, 열처리되는 소재(M)의 부하 즉, 투입되는 소재(M)의 양에 관계 없이 배출되는 환원성 가스를 순환하여 사용하는 경우 소재(M)의 적절한 열처리가 이루어지지 않는 상황이 발생할 수 있다. 다시 말해서 순환되는 환원성 가스의 양이 처리해야 할 소재(M)에 대해 정확히 공급되지 않아 열처리로(100) 내부에서 체류해야 하는 소재(M)의 시간이 일정하게 되지 않아 오히려 소재(M)품질이 저하될 위험이 있다.

따라서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 열처리 장치는 제2 환원성 가스 순환관(500)에 제2 밸브(510)를 더 포함할 수 있다.

제2 환원성 가스 순환관(500)에 제2 밸브(510)를 더 포함하여 장입되는 소재(M)의 양에 따라 순환시키는 환원성 가스의 양을 조절할 수 있게 된다.

열처리로(100)에 장입되는 소재(M)의 양이 많은 경우 제2 밸브(510)를 더욱 개방하여 순환되어 열처리로(100)에 공급되는 환원성 가스의 양을 늘리고, 열처리로(100)에 장입되는 소재(M)의 양이 적은 경우 제2 밸브(510)의 개방을 줄여 순환되어 열처리로(100)에 공급되는 환원성 가스의 양을 줄일 수 있다.

제2 환원성 가스 순환관(500)의 제2 밸브(510)와 마찬가지로, 제1 환원성 가스 순환관(300)에도 에어커튼부(130)로 순환하여 공급되는 환원성 기체의 양을 조절할 수 있는 제1 밸브(310)를 더 구비할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

M: 소재
100: 열처리로
110: 장입구
120: 취출구
130: 에어커튼부
200: 가스 배출구
300: 제1 환원성 가스 순환관
310: 제1 밸브
400: 환원성 가스 공급구
500: 제2 환원성 가스 순환관
510: 제2 밸브
600: 열교환기
610: 물 저장 탱크

Claims (7)

1. 소재가 장입되는 장입구 및 상기 소재가 취출되는 취출구가 마련된 열처리로;
   상기 열처리로에 형성되어, 상기 소재의 산화를 방지하기 위해 상기 열처리로 내부에 공급된 환원성 가스를 외부로 배출하는 가스 배출구;
   상기 장입구 및 상기 취출구에 설치되어 상기 열처리로 내부로의 외부 공기 유입을 방지하는 에어커튼부; 및
   상기 가스 배출구를 통해 배출되는 상기 환원성 가스가 상기 에어커튼부를 통해 분사되도록 상기 환원성 가스를 상기 에어커튼부로 순환시키는 제1 환원성 가스 순환관를 포함하고,
   상기 열처리로 내부로 상기 환원성 가스가 공급되는 환원성 가스 공급구를 더 포함하며,
   상기 가스 배출구를 통해 배출되는 상기 환원성 가스를 상기 환원성 가스 공급구로 순환시키는 제2 환원성 가스 순환관을 더 포함하고,
   상기 제2 환원성 가스 순환관을 통해 순환되는 상기 환원성 가스의 온도를 조절하기 위한 열교환기를 더 포함하는 열처리 장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 열교환기는 상기 환원성 가스와의 열교환을 위하여 물을 이용하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1 환원성 가스 순환관을 통해 순환되는 상기 환원성 가스의 양을 조절하기 위한 제1 밸브를 더 포함하는 열처리 장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 제2 환원성 가스 순환관을 통해 순환되는 상기 환원성 가스의 양을 조절하기 위한 제2 밸브를 더 포함하는 열처리 장치.

Images