KR101504978B1 - 열처리한 금속 제품을 위한 스프레이 담금질 시스템 - Google Patents

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Abstract

스프레이 담금질 시스템은 담금질 링을 통과하는 공작물에 제어된 체적의 스프레이를 배출하는 하나 이상의 스프레이 담금질 링을 구비하고 있다. 담금질 링은 담금질 처리되는 공작물에 대하여 서로 개별적으로 위치가 조정될 수 있다. 인접한 담금질 링 사이에 스프레이의 간섭을 방지하기 위하여 스프레이 가드가 구비될 수 있다. 담금질 링의 출구의 체적은 조정가능하다. 담금질 링으로부터의 담금질 냉각 유동의 분배를 최적화하기 위하여 컨트롤러가 구비될 수 있다. 각각의 세트에서 상이한 직경을 갖는 담금질 링의 세트가 모듈 형태로 제공될 수 있다.
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담금질, 공작물, 내부 링, 외부 링, 출구, 스프레이

Description

열처리한 금속 제품을 위한 스프레이 담금질 시스템{SPRAY QUENCH SYSTEMS FOR HEAT TREATED METAL PRODUCTS}
본 발명은 금속 제품의 열처리 공정에 사용되는 스프레이 담금질 시스템에 관한 것이다.
금속 제품을 제조하기 위하여 사용된 출발 재료의 특성과 상이한 소정의 금속학적인 특성을 달성하기 위하여, 강관 등의 제조된 금속 제품을 경화 또는 경화 및 템퍼링 하도록 담금질 또는 담금질과 템퍼링의 야금학적 처리가 널리 사용되고 있다. 담금질은 예를 들면 전기 유도 가열에 의해 제품을 가열한 후에 실행된다. 스프레이 담금질 시스템은 금속 제품의 경화 및 템퍼링을 성취하기 위하여 사용될 수 있는 담금질 시스템 중의 하나의 종류이다. 제조 공정 속도로 파이프, 바 또는 관고 k같은 길고 둥근 제품을 인라인 담금질할 때, 이러한 프로세스에 의해서 달성되는 재료 특성을 결정하는 중요한 파라미터는 금속 냉각 속도인데, 일반적으로 원하는 결과를 얻기 위하여 냉각 속도는 가능한 빠른 것이 되어야 한다. 실제로, 냉각 속도는 가열된 금속을 급냉시키는 동안에 사용된 담금질 용액의 양에 의해서 결정된다. 가열된 제품의 표면에 대량의 물을 유동시켜 공급하기 위하여 사용된 전형적인 장치는 때때로 담금질 배럴로서 공지되어 있다. 일반적인 담금질 배럴은 냉각 매질이 중간 수준의 압력하에서 유동하는 복수의 구멍을 구비하고 있는 직경이 큰 단일의 원통이다. 가열된 금속 제품과 접촉시에, 담금질 용액는 원하는 경도를 얻기 위하여 필요한 신속한 냉각을 제공한다. 공지된 또 다른 형태의 담금질 장치는 고정된 위치의 담금질 링 또는 슬롯 담금질 장치이다. 이 장치는 담금질 처리할 제품이 그 안으로 통과하는 중공의 링이다. 이 장치는 냉각 유체를 위한 노즐로서 작용하는 복수의 동일한 간격의 구멍 또는 슬롯을 포함하고 있다. 일반적으로, 슬롯 담금질 장치는 유도 경화 스캐너와 같은 작은 체적의 단일 제품에 대한 응용에 사용된다.
담금질 시스템은 제품의 직경 범위를 처리할 수 있어야만 한다. 그러나, 현존하는 담금질 배럴 및 담금질 링은 고정된 내경을 가지고 있다. 이와 같은 고정된 직경의 담금질 장치를 상이한 직경을 가진 제품이 통과할 때, 제품에 충돌하는 스프레이 형태, 스프레이 유동 속도 및 스프레이 압력은 스프레이 노즐과 제품 사이의 간격의 차이로 인하여 변화한다. 현존하는 담금질 시스템에서 소정 노즐에 대하여 스프레이가 제품으로부터 반사되면, 반사된 스프레이는 인접한 노즐의 스프레이 패턴과 간섭하게 될 수 있으며 냉각 유효성을 감소시키거나 심지어 소실시킨다. 현존하는 담금질 시스템의 상술한 제약은 또한 담금질 처리할 제품의 표면에 팽창 증기가 형성되는 것을 야기할 수 있다. 이것은 제품의 냉각 속도를 현저하게 감소시키는 열적 증기 장애물을 형성한다.
게다가, 현존하는 배럴 담금질 시스템에서 워터 제트를 생성하기 위하여 사용되는 작은 "핀 구멍" 담금질 노즐은 성취할 수 있는 유효 스프레이 체적 및 압력 을 제한한다.
또한 제품은 일반적으로 회전하면서 직선적으로 담금질 장치를 통하여 이동하여야만 하기 때문에, 지지 컨베이어 롤이 제품의 진행 축선에 대하여 경사져 있다. 이것은 상이한 직경의 제품이 종래의 고정된 기하학적 형상의 담금질 시스템을 통하여 상이한 중심선 상에서 이동하는 것을 야기한다.
본 발명의 목적은 현존하는 스프레이 담금질 시스템에 대한 상술한 문제점을 해결하는 것이다.
한 관점에서 본 발명은 금속 제품을 스프레이 담금질하기 위한 장치 및 방법이다. 적어도 하나의 담금질 링(quench ring)은 금속 제품에 담금질 용액을 분출하기 위한 담금질 용액 플레넘(plenum) 및 출구를 포함하고 있다. 담금질 링은 두개의 상호 연결되는 링 요소로 형성될 수 있다. 상호 연결되는 링 요소는 금속 제품에 담금질 용액을 분출하기 위한 담금질 용액 플레넘 및 출구를 형성한다. 압력, 유동 속도 및/또는 출구로부터 스프레이의 패턴을 변화시키기 위하여, 두개의 상호 연결되는 링 요소의 상대 위치를 조정하여 출구의 형태 및 체적을 변화시킨다.
다른 관점에서 본 발명은 금속 제품을 복수의 담금질 링으로 스프레이 담금질하기 위한 장치 및 방법으로, 각각의 담금질 링은 금속 제품에 담금질 용액을 분출하기 위한 담금질 용액 플레넘 및 출구를 포함하고 있다. 각각의 담금질 링은 두개의 상호 연결되는 링 요소로 형성될 수 있다. 상호 연결되는 링 요소는 금속 제품에 담금질 용액을 분출하기 위한 담금질 용액 플레넘 및 출구를 형성한다. 압력, 유동 속도 및/또는 출구로부터 스프레이의 패턴을 변화시키기 위하여, 두개의 상호 연결되는 링 요소의 상대 위치를 조정하여 출구의 형태 및 체적을 변화시킨다. 인접한 담금질 링으로부터의 반사된 스프레이에 의해서 담금질 링으로부터의 담금질 용액 스프레이가 간섭되는 것을 방지하기 위하여 스프레이 가드(spray guard)가 하나 이상의 담금질 링과 결합될 수 있다.
본 발명의 앞서 설명한 관점 및 다른 관점에 대한 구체적인 내용은 명세서의 상세한 설명 및 청구범위에 설명되어 있다.
도 1 은 본 발명의 스프레이 담금질 시스템에 사용된 담금질 링의 일례의 사시도이다.
도 2 는 본 발명의 스프레이 담금질 시스템에 사용된 복수의 담금질 링의 일례의 사시도이다.
도 3 은 본 발명의 스프레이 담금질 시스템의 두개의 담금질 링의 일례의 단면도이다.
도 4 는 본 발명의 스프레이 담금질 시스템의 세개의 담금질 링의 일례의 단면도이다.
도 5 는 본 발명의 스프레이 담금질 시스템의 두개의 담금질 링의 일례에서 하나의 담금질 링이 연장된 스프레이 가드를 가지고 있는 것을 도시한 단면도이다.
도 6 은 본 발명의 스프레이 담금질 시스템에 복수의 담금질 링의 일례에서 복수의 담금질 링이 지지 구조물에 부착되어 있는 것을 도시한 사시도이다.
본 발명의 모든 예에서, 열처리 되는 공작물(금속 제품)(90)은 도면에 도시된 화살표의 방향인 Z축을 따라 하나 이상의 담금질 링을 통하여 직선적으로 이동한다. 본 발명의 일부 예에서, 공작물은 하나 이상의 담금질 링을 통하여 이동할 때 Z축에 대하여 또한 회전할 수 있다. 도면에 도시 생략된, 지지 롤러와 같은 적절한 기계적인 수단이 담금질 링을 통하여 공작물을 전진시키기 위하여 사용될 수 있다. 공작물(90)이 원통형 파이프 또는 도관으로 도시되어 있지만, 본 발명은 제한되는 것은 아니지만 사각형 관과 같이 다른 형태의 공작물에 사용될 수 있다. 또한, 공작물은 기어 등의 일련의 불연속적인 공작물을 포함할 수 있으며, 이러한 불연속적인 공작물은 하나 이상의 담금질 링을 통하여 공작물을 이동시키기 위한 운반 수단에 적절하게 장착된다. 담금질 이전에 공작물을 가열하기 위한 가열 장치가 도면에 도시되어 있지 않지만, 예를 들어 가열 장치는 직류 전류가 코일을 통하여 흐를 때 공작물을 유도 가열하기 위해 하나 이상의 전기 유도 코일이 공작물을 둘러싸는 것이 될 수 있다. 또한 일부 예에서, 가열 장치는 두개 이상의 담금질 링 사이에 위치될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 스프레이 담금질 시스템에 사용된 담금질 링(12)의 일례가 도시되어 있다. 이 예에서 담금질 링은 상호 연결되는 제1 링 요소(14) 및 제2 링 요소(16)를 포함하고 있다. 이 예에서는 도 3, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 제2 링 요소(16)는 담금질 링 플레넘(18) 및 출구 통로(20)를 형성하기 위하여 제1 링 요소(14)에 조정할 수 있게 삽입된다. 중심 축선(Zr)을 따라 제1 링 요소 및/또는 제2 링 요소를 이동시킬 때, 담금질 링의 출구 통로(20)의 크기가 증가 또는 감소함으로써 출구 통로로부터의 스프레이의 압력, 유동 속도 및/도는 패턴이 변화한다. 이와 같은 본 발명의 예에서, 제1 링 요소와 제2 링 요소 사이의 간격을 제어하기 위하여 하나 이상의 파스너(28)가 사용되므로, 간격이 변화될 때 출구 개구의 형태 및 체적이 상응하게 변화한다. 적절한 공급원으로부터 하나 이상의 입구 통로(22)에 의해 담금질 용액이 담금질 링 플레넘에 공급된다. 이와 같은 본 발명의 예에서 출구 통로(22)는 환형상 개구이며, 전체적으로 형태는 원뿔형이며, 도 3, 도 4 및 도 5에 유동 체적(92)(음영 섹션으로 부분적으로 도시)으로 나타낸 바와 같이 전체적으로 원뿔형으로 공작물(90) 주위에 360도로 담금질 용액(360)을 배출한다. 본 발명의 예는 360도 원뿔형의 유동 패턴을 사용하지만, 본 발명의 다른 예는 제1 링 요소와 제2 링 요소의 특별한 구성에 의해 결정되는 것처럼 다른 유동 패턴을 사용할 수 있다. 예를 들면, 하나의 대안은 공작물 주위에 환형상의 분할된 원뿔형 유동 섹션으로 할 수 있는데, 이 경우에 분할된 섹션은 장벽에 의해서 분할되어 공작물 주위의 하나 이상의 선택된 영역에 담금질 용액이 유동하도록 한다. 예를 들면 상술한 바와 같은 360도 담금질 용액 유동이 아니라, 담금질 용액 유동은 분할 장벽에 의해서 0도 내지 90도 및 180도 내지 270도와 같이 한정된 각도 영역으로 제한될 수 있다. 본 발명의 일부 예에서, 담금질 링의 출구의 형태와 체적은 고정된 것이 될 수 있다.
도 2는 본 발명의 스프레이 담금질 시스템의 다른 예를 나타내고 있다. 이 예에서, 공작물(90)이 담금질 링을 통하여 이동할 때 복수의 담금질 링(12a, 12b, 12c, 12d)가 공작물을 둘러싼다. 각각의 담금질 링은 도 1에 도시된 담금질 링과 구조가 유사하다. 인접한 담금질 링 사이의 거리(ds)는 특정 응용의 담금질 조건을 총족시키기 위하여 적절한 장착 구조물에 의해 개별적으로 조정될 수 있다. 또한 각각의 담금질 링의 중심 축선(Zr)의 위치는 특정 응용의 담금질 조건을 충족시키기 위하여 적절한 장착 구조물에 의해 개별적으로 조정될 수 있다. 상술한 바와 같이, 일부 응용에서 공작물은 하나 이상의 담금질 링을 통하여 이동하는 동안 Z축 주위로 회전한다. 이 구성에서 공작물이 담금질 링을 통과하여 이동할 때 토오크 힘은 공작물의 중심 축선의 위치를 어긋나게 할 수 있다. 담금질 링을 통하여 이동하는 공작물의 위치 어긋남을 따라 중심 축선이 추종하도록 담금질 링을 이동시키는 것이 바람직하다. 도 6은 적절한 장착 지지 구조물(30)의 일례를 나타내고 있다. 지지 구조물(30)은 지지 암(32a - 32d) 및 담금질 링 위치 제어 요소(34)를 포함하고 있다. 지지 암(32a - 32d)은 담금질 링(12a - 12d)을 담금질 링 위치 제어 요소(34)에 각각 연결한다. 각각의 지지 암의 위치는 둘 이상의 인접한 담금질 링 사이의 거리를 변화시키도록 제어 요소(34)에 의해 Z축을 따라 조정될 수 있다. 본 발명의 일부 예에서 하나 이상의 담금질 링의 중심 축선의 위치는 제어 요소(34)에 의해 X-Y 평면에서 하나 이상의 담금질 링과 결합된 지지 암을 이동시킴으로써 X-Y 평면에서 변화될 수 있다. 제어 요소(34)와 지지 암은 하나 이상의 담 금질 링의 위치의 원하는 변화를 신속하게 실행하도록 컴퓨터 프로세스 컨트롤러의 출력에 응답하는 적절한 액추에이터에 의해서 구동될 수 있다.
도 3은 본 발명의 스프레이 담금질 시스템의 다른 예를 도시하고 있다. 담금질 링(12e, 12f)은 도 1에 도시된 담금질 링과 구조가 유사하고 또한 스프레이 가드(24)를 포함하고 있는데, 스프레이 가드는 반사된 스프레이 체적(94)(도면에서 음영 세그먼트로 부분적으로 도시)을 편향시켜서 방산하도록 담금질 링의 상류 쪽의 측면에 부착되어 있다. 스프레이 가드의 일례는 환형상 디스크의 형태이다. 스프레이 체적(94)은 입사되는 스프레이 체적(92)으로부터 공작물의 반사된 스프레이의 포락선을 의미한다. 반사된 스프레이 체적을 상류 쪽의 담금질 링으로부터 담금질 용액이 배출하기 전에 편향시켜 방산하는 것은 반사된 스프레이가 상류 쪽의 담금질 링으로부터 배출되는 담금질 용액과 간섭하는 것을 방지한다. 예를 들면 도 4에서 담금질 링(12e)으로부터 배출되어 반사된 담금질 용액은 상류 쪽의 담금질 링(12f)과 결합된 스프레이 가드(24)에 의해서 편향되고, 담금질 링(12f)으로부터 반사된 담금질 용액은 상류 쪽의 담금질 링(12g)과 결합된 스프레이 가드(24)에 의해서 편향된다. 스프레이 가드(24)는 담금질 링의 측면에 영구적으로 부착되거나, 또는 도 5에 도시된 바와 같이 담금질 링에 조정가능하게 부착될 수 있는데 이 경우에는 하나 이상의 옵셋 파스너(26)가 담금질 링(12j)으로부터 스프레이 가드(24) 조정하도록 사용된다. 이 구성은 담금질 링의 측면에 직접적으로 스프레이 가드를 장착하기 적합한 것보다 더욱 하류 쪽에 담금질 링이 배치되는 경우의 응용에 유리하다. 각각의 스프레이 가드의 형태 및 위치는 열처리되는 공작물과 담금질 링의 특정 구성에 따라 변화될 수 있다.
본 발명의 상술한 하나 이상의 예와 조합한 다른 예에서, 공작물의 대량 냉각 요구에 냉각 속도를 맞추기 위하여 각각의 담금질 링의 유동은 각각의 담금질 링으로부터의 냉각 유동의 분배를 최적화하도록 조정될 수 있다. 예를 들면, 이하에 설명하는 하나 이상의 담금질 시스템 조정, 즉 (1) 둘 이상의 담금질 링 사이의 거리의 변화; (2) 하나 이상의 담금질 링의 중심선 위치의 변화; (3) 하나 이상의 스프레이 가드의 위치의 변화; 및 (4) 하나 이상의 담금질 링의 출구의 완전 폐쇄를 포함하는 하나 이상의 담금질 링의 출구 형태 및 체적의 변화를 달성하기 위하여 적절한 입력 및 출력 장치를 구비한 컴퓨터 프로세서가 사용될 수 있다. 담금질 시스템 조정은 담금질 링을 통과하는 공작물의 대량 냉각 요구에 기초하여 프로세서에 의해서 실행되는 컴퓨터 프로그램에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 일부 예에서 실시간 냉각 결과를 나타내도록 제어 시스템에 피드백 데이터를 제공하기 위하여 공작물의 열적 이미지, 예를 들면 적외선 이미지가 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 예에서, 특정 내경의 하나 이상의 담금질 링이 모듈로 조립될 수 있다. 모듈은 상술한 지지 구조물에 통합될 수 있다. 상이한 치수의 공작물 및/또는 상이한 대량 냉각 요구를 갖는 공작물에 적용하기 위하여 다른 내경의 담금질 링 및/또는 다른 담금질 시스템 특징을 갖는 다른 모듈이 열처리 라인에서 교환될 수 있다. 임의의 전기적인 및/또는 기계적인 인터페이스와 담금질 용액을 위한 신속 연결부가 각각의 모듈에 구비될 수 있다.
본 발명의 예에 도시된 제1 및 제2 담금질 링 요소의 특수한 형태는 상기 담금질 링 요소들이 담금질 용액 플레넘 및 조정가능한 출구 개구를 형성하는 한 본 발명의 범주에서 벗어나지 않고 변경될 수 있다. 두개의 링 요소(제1 및 제2 담금질 링 요소)보다 더 많은 링 요소가 본 발명의 범위에서 벗어나지 않은 채 본 발명의 앞서 설명한 동일한 기능을 실행할 수 있다. 본 발명의 일부 예에서 하나 이상의 담금질 링은 선택적인 힌지 요소를 구비한 분할 링 조립체로서 형성될 수 있으므로 하나 이상의 담금질 링은 공작물 둘레에서 교환될 수 있다.
본 발명의 여러 예에는 소정 갯수의 담금질 링이 도시되어 있지만, 담금질 링의 갯수는 본 발명의 범위에서 벗어나지 일없이 변경될 수 있다. 또한 하나 이상의 담금질 링은 공작물을 위한 기계적인 지지 또는 운반 구성요소와 같은 특정 용도의 다른 구성요소 그리고 유도 가열 장치와 같은 구성요소와 거리를 두고 배치될 수 있다. 두개 이상의 담금질 링을 구비한 구성에서, 각각의 담금질 링의 출구 체적은 특정 응용을 위해 필요한 특유의 스프레이 체적을 형성하도록 개별적으로 조정될 수 있다.
본 발명의 상술한 예는 단지 예시적인 것이며 본 발명을 제한하는 것은 아니다. 본 발명은 여러 예를 참조하여 설명되었지만, 명세서에 사용된 용어는 제한을 두기 위한 용어가 아니라 예시 및 설명을 위한 것이다. 비록 본 발명은 특별한 수단, 재료 및 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 명세서에 설명된 것으로 제한되도록 의도된 것은 아니며, 청구범위의 범주에 속하는 것과 같이 기능적으로 등가인 구조, 방법 및 사용으로 확장되는 것이다. 상세한 설명 및 청구범위에 기재된 내용으로부터 당업자는 본 발명에 대한 다양한 변경을 할 수 있으며, 이러한 변경은 본 발명의 범주에서 벗어나지 않고 이루어질 수 있다.

Claims (20)

  1. 삭제
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  6. 중심 축선을 따라 담금질 링 조립체를 통과하는 공작물에 담금질 용액을 배출하기 위한 담금질 링 조립체에 있어서, 상기 담금질 링 조립체는 두개 이상의 담금질 링 및 상기 두개 이상의 담금질 링을 장착하기 위한 지지 구조물을 포함하고 있고,
    상기 두개 이상의 담금질 링 각각은:
    담금질 용액 공급원으로부터 담금질 링 플레넘에 담금질 용액을 공급하기 위한 하나 이상의 입구 통로를 가지고 있는 외부 링 요소;
    담금질 용액의 출구 통로 및 상기 담금질 링 플레넘을 형성하도록 상기 중심 축선을 따라 적어도 부분적으로 그리고 조정 가능하게 상기 외부 링 요소 내에 삽입되는 관 모양 부분을 가지는 내부 링 요소로서, 상기 내부 링 요소와 외부 링 요소의 대향하는 내면들이 상기 담금질 링 플레넘을 형성하고, 상기 출구 통로는 상기 중심 축선에 수직한 단면에서 환형이고 상기 담금질 링 플레넘에 개방되며 상기 내부 링 요소와 외부 링 요소의 대향하는 내면들 사이에 형성되는 원뿔형 개구이고, 상기 출구 통로는 상기 공작물 주위에 원뿔형 유동 체적으로 담금질 용액을 배출하는, 내부 링 요소;
    상기 출구 통로로부터의 담금질 용액의 압력, 유동 속도 및 패턴 중에서 적어도 하나를 변화시키기 위하여 상기 담금질 링의 출구 통로의 크기가 증가 또는 감소하도록 상기 중심 축선을 따라 상기 내부 및 외부 링 요소 중에서 적어도 하나를 이동시키는 하나 이상의 파스너; 및
    두개 이상의 담금질 링 중의 적어도 하나의 내부 링 요소 또는 외부 링 요소의 외부에 결합된 스프레이 가드;를 포함하며, 스프레이 가드는 두개 이상의 담금질 링 중 적어도 하나로부터 배출되는 담금질 용액과 공작물로부터 반사된 스프레이의 간섭을 방지하도록 위치되고, 반사된 스프레이는 두개 이상의 담금질 링 중의 인접한 담금질 링의 출구 통로로부터 공급되는 것을 특징으로 하는 담금질 링 조립체.
  7. 제 6 항에 있어서, 지지 구조물은 두개 이상의 담금질 링의 두개 이상 사이의 거리를 변화시키기 위한 수단을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 담금질 링 조립체.
  8. 제 6 항에 있어서, 지지 구조물은 두개 이상의 담금질 링 중의 적어도 하나의 중심 축선의 위치를 변화시키기 위한 수단을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 담금질 링 조립체.
  9. 제 6 항에 있어서, 담금질 링 조립체는 두개 이상의 담금질 링을 포함하는 모듈을 포함하되, 상기 두개 이상의 담금질 링의 각각은 동일한 내경을 갖는 것을 특징으로 하는 담금질 링 조립체.
  10. 삭제
  11. 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 스프레이 가드는 두개 이상의 담금질 링 중의 적어도 하나의 내부 링 요소 또는 외부 링 요소의 외부 표면으로부터 조절 가능하게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 담금질 링 조립체.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 공작물을 담금질하는 방법에 있어서,
    두개 이상의 담금질 링을 포함하는 담금질 링 조립체를 통하여 중심 축선을 따라 공작물을 통과시키는 단계로서, 상기 두개 이상의 담금질 링 각각은 외부 링 요소와 내부 링 요소를 가지고 있는, 단계;
    두개 이상의 담금질 링의 각각의 외부 링 요소에 있는 개구에 담금질 용액을 공급하는 단계로서, 상기 개구는 결부된 담금질 링의 담금질 링 플레넘과 연통하고, 상기 중심 축선을 따라 상기 내부 링 요소의 관 모양 부분을 외부 링 요소 내에 조정 가능하게 삽입함으로써 상기 담금질 링 플레넘과 상기 담금질 링 플레넘으로부터의 담금질 용액의 출구 통로가 형성되며, 이에 의해 내부 링 요소와 외부 링 요소의 대향하는 내면들이 상기 담금질 링 플레넘과 상기 출구 통로를 형성하고, 상기 출구 통로는 상기 담금질 링 플레넘에 개방되어 있는, 단계;
    두개 이상의 담금질 링 각각의 출구 통로로부터 담금질 용액을 상기 공작물의 표면에 상기 중심 축선에 수직인 환형의 단면으로 그리고 원뿔형 유동 체적으로 배출하는 단계;
    상기 출구 통로로부터의 담금질 용액의 압력, 유동 속도 및 패턴 중에서 적어도 하나를 변화시키기 위하여 상기 담금질 링의 출구 통로의 크기가 증가 또는 감소하도록 상기 중심 축선을 따라 상기 내부 및 외부 링 요소 중에서 적어도 하나를 이동시키는 단계; 및
    상기 담금질 링 조립체를 통과하는 공작물의 대량 냉각 요구에 응답하여 두개 이상의 담금질 링 중 인접한 담금질 링의 출구 통로로부터 배출된 담금질 용액으로부터 발생하는 공작물에서 반사된 스프레이를 편향시키기 위하여 두개 이상의 담금질 링 중 하나의 담금질 링의 내부 링 요소 또는 외부 링 요소의 외부에 배치된 스프레이 가드의 위치를 동적으로 조정하는 단계;
    를 포함하는 공작물을 담금질하는 방법.
  15. 삭제
  16. 제 14 항에 있어서, 담금질 링 조립체를 통과하는 공작물의 대량 냉각 요구에 응답하여 두개 이상의 담금질 링 중의 적어도 두개의 인접한 담금질 링 사이의 거리를 동적으로 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작물을 담금질하는 방법.
  17. 제 14 항에 있어서, 적어도 하나의 담금질 링을 통과하는 공작물의 중심 축선의 위치에 응답하여 두개 이상의 담금질 링 중의 적어도 하나의 담금질 링의 중심 축선의 위치를 동적으로 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작물을 담금질하는 방법.
  18. 삭제
  19. 제 14 항, 제 16 항 또는 제 17 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 담금질 링 조립체를 통과하는 공작물의 대량 냉각 요구에 응답하여 두개 이상의 담금질 링 중의 적어도 하나의 출구 통로의 체적을 동적으로 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작물을 담금질하는 방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 담금질 링 조립체를 모듈 방식으로 교체하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작물을 담금질하는 방법.
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