KR101692320B1 - 알루미늄 선재 열처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 알루미늄 선재를 적재하여 이동이 가능한 운반 대차와, 운반된 알루미늄 선재를 가열로로 이송이 가능한 승강부와, 상기 승강부를 제어하는 구동부와 상기 승강부의 하단에 위치한 ??칭부를 포함하되, 상기 운반 대차와 상기 승강부가 결합되는 알루미늄 선재 열처리 장치로, 압출 과정을 통해 생산된 알루미늄 선재를 이동 대차를 통해 열처리 장치로 운반하여, 열처리 공정에 소요되는 시간과 비용을 줄일 수 있는 열처리 장치를 제공한다.

Description

알루미늄 선재 열처리 장치{Aluminum wire rod heat treatment equipment}

본 발명은 열처리 장치에 관한 것으로, 알루미늄 선재를 권취하여, 대량으로 열처리 공정의 수행이 가능한 알루미늄 선재 열처리 장치에 관한 것이다.

온도에 의해서 존재하는 상의 종류나 배합이 변하는 재료는 그 특성이 모두 동일하지 않으며, 이러한 재료들은 가열 또는 냉각 과정을 통해 변화된 특성에 맞춰 유용하게 사용할 수 있다.

그 중에서도 가열과 냉각을 통해 재료의 특성을 변화시키는 과정을 열처리 라 하는데, 상기 열처리 과정을 이용하는 재료는 금속이 대부분을 차지하는 경우가 많다.

금속은 고체일 때 광택이 나고, 전기 및 열을 잘 전달하며, 전성과 연성을 가지는 홑원소 물질을 말한다. 상기 금속은 열을 가하게 되면, 그 특성이 변할 수 있어, 열처리가 이루어지는 대표적인 실시 예로 볼 수 있다.

그 중에서도, 알루미늄은 은백색의 가볍고 무른 금속으로 지구의 지각을 이루는 주 구성원소 중의 하나로 가볍고 내구성이 큰 특성을 이용하여 원자재 및 재료로 널리 사용되고 있으며, 그 예로 알루미늄 판, 선재 등으로 가공하여 사용된다.

특히, 알루미늄이 포함된 합금은 알루미늄에, 구리(Cu)나, 마그네슘(Mg)등의 금속이 첨가되는 형태로 구성되며, 순수한 알루미늄 보다 성질을 개량하여 우수한 특성을 나타낸다.

예를 들어, 사용하고자 하는 용도에 따라, 고강도의 알루미늄 합금은 알루미늄에 구리를 첨가한 두랄루민이 대표적일 수 있으며, 내식성이 우수하여 철도차량이나 교량 등에 사용되는 알루미늄 합금은 알루미늄에 마그네슘과 아연을 가하여 만들 수 있다. 또한, 주물용으로 사용되는 알루미늄 합금은 알루미늄에 규소(Si)를 가하여 사용할 수 있으며, 이 외에도 내열 또는 외면 등 목적에 따라 다양한 금속을 첨가하여 사용할 수 있다.

상기 알루미늄 합금은 용도에 맞게 다른 금속 성분을 첨가한 형태로 사용이 가능할 수 있으나, 용도에 맞게 사용이 이루어지기 위해서는 용도에 맞는 형태로의 가공 또한, 필수적일 수 있다.

특히, 알루미늄 합금은 연성이 높고 강도가 뛰어나 다양한 형태로의 가공이 가능하다. 대표적인 형태로 일정한 굵기를 가지는 선재의 형태로 가공이 가능하며, 얇은 판인 플레이트 형태로 가공이 가능할 수 있으며, 이 외에도 다양한 방법으로 가공이 가능할 수 있다.

상기 알루미늄 합금의 강도나 내구성을 조절하기 위한 열처리 과정에 대하여 다양한 처리 방법이 존재한다.

예를 들면, 고온에서 급냉하여 보통이면 일어날 변화를 일부 또는 전부 저지하여 필요한 특성을 나타내는 담금질, 한 번 담금질한 후 비교적 저온에서 가열하여 담금질로 저지하였던 변화를 일부 진행시켜 용도에 맞게 알맞은 특성을 갖도록 만드는 과정인 뜨임, 가열하여 급냉하지 않고, 상온에서 천천히 식힘으로써 재료의 뒤틀림을 바로잡거나 상의 변화를 충분히 끝나게 하여 안정 상태로 만드는 풀림 등의 과정은 모두 일반적인 금속 열처리의 실시예들에 해당된다.

일반적으로 알루미늄으로 구성된 선재의 열처리 방법으로는 압출 공정을 통해 생성된 선재를 커터를 통해 일정한 길이를 가지도록 절단한 후, 가열로에 집어넣어 가열하여 냉각시키는 방법이 있다.

그러나, 가열로의 규모가 한정되므로 열처리 과정을 밟기 위해서는 가열로의 규모에 맞게 선재를 절단할 수 밖에 없으며, 가열로에 들어갈 수 있는 양은 제한적일 수 밖에 없다.

그로 인해, 생산할 수 있는 선재의 길이에 제한을 두게 되어 시장의 경쟁력에서 뒤쳐질 수 있으며, 공정에 소요되는 시간의 증가와 같은 생산효율성 또한, 떨어질 수 있어 생산 비용의 증가로 이어질 수 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 압출 과정에 의해 생산된 알루미늄 선재를 이동 대차를 통해 열처리 장치로 운반하고, 열처리 공정에 소요되는 시간과 비용을 줄일 수 있는 열처리 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 알루미늄 선재를 적재하여 이동이 가능한 운반 대차, 운반된 알루미늄 선재를 수직방향으로 이송이 가능한 승강부, 상기 승강부를 제어하는 구동부, 및 상기 승강부의 하단에 위치하는 ??칭부를 포함하되, 상기 운반 대차와 상기 승강부가 결합되는 알루미늄 선재 열처리 장치를 제공한다.

또한, 상기 운반 대차는 이동 수단인 바퀴, 알루미늄 선재가 위치하는 상판, 상판이 이탈하는 것을 방지하는 고정부, 운반 대차의 진행 방향을 기준으로 좌우 양측에 위치하는 C형 빔, 및 상기 상판, 고정부 및 C형 빔을 지지하는 프레임을 포함할 수 있다.

또한, 상기 승강부는 운반된 알루미늄 선재가 배치되는 플레이트, 상기 플레이트를 지지하는 로드 암, 상기 플레이트와 로드 암의 기반이 되는 베이스, 상기 베이스를 지지하는 앵커 로드, 동력을 전달하는 체인, 및 상기 체인과 앵커 로드를 연결하는 고리를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 운반 대차의 C형 빔 간의 폭이 상기 승강부 플레이트의 폭과 동일하거나, 더 클 수 있다.

또한, 상기 구동부는 회전 동력을 생성하는 모터, 모터를 지지하는 지지대, 모터로부터 동력을 전달하는 회전축, 및 상기 회전축의 회전을 체인으로 전달하는 도르레를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 체인은 상기 도르레와 연결되어, 구동부의 동력을 승강부의 앵커 로드로 전달할 수 있다.

또한, 상기 ??칭부는 물이 저장되는 ??칭 탱크, 상기 ??칭 탱크에 물을 공급하는 워터 펌프, 상기 ??칭 탱크에 외부 공기를 주입하는 에어 펌프, 물의 이동 통로인 수도관, 공기의 이동 통로인 압축 공기관, 및 냉각수의 온도를 측정하는 온도 센서를 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 대차로 운반된 알루미늄 선재를 플레이트에 적층시켜 승강부를 이용하여 가열로 내부로 선재를 직접 투입하게 함으로써, 대량의 알루미늄 선재의 열처리가 가능하다.

또한, 운반 대차의 활용을 통해 열처리 공정이 끝난 알루미늄 선재들을 신속히 운반하는 것이 가능하여 작업 효율이 높아질 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 선재 열처리 장치의 측면도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 선재 열처리 장치의 운반 대차의 정면도를 도시한다.
도 3은 는 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 선재 열처리 장치의 운반대차와 승강부가 결합된 사시도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 선재 열처리 장치의 가열로의 상세도를 도시한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, ““및/또는””은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 ““포함한다(comprises)”” 및/또는 ““포함하는(comprising)””은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용하는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석하지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 선재 열처리 장치의 측면도를 도시한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 선재 열처리 장치는 알루미늄 선재를 적재하여 이동이 가능한 운반 대차, 운반된 알루미늄 선재를 가열로로 이송이 가능한 승강부, 및 상기 승강부를 제어하는 구동부, 가열된 선재의 담금질 공정을 수행하는 ??칭부를 포함한다.

알루미늄 선재는 케이지(5)에 적정량이 적재된 후 지게차를 통해 운반 되어 열처리를 위해 운반 대차(10)의 상단에 위치한 상판에 배치된다.

운반 대차(10)는 지면상에 형성된 레일을 통해 상기 적재된 알루미늄 선재를 승강부로 운반할 수 있다.

승강부는 운반 대차(10)가 이동해 옴에 따라 운반 대차(10)내부에 삽입되는 형태로 결합할 수 있으며, 운반 대차(10)의 상판(15)과, 승강부의 플레이트(113)의 중심은 수직방향으로 일치할 수 있다.

가열로(130)는 승강부의 상측에 위치하고, 원기둥의 형상을 가지며, 도어(125)를 경유하여 들어온 알루미늄 선재에 가열 공정을 수행한다.

열처리로의 가열방식으로는 직접 가열 방식과 간접 가열 방식이 있다.

직접 가열 방식은 주물이 위치하는 로의 내부에 버너가 구비되어 연료를 직접 연소시켜 로내를 가열하는 방식으로, 내부의 열 강도 조절은 통기구의 공기 조절과 연료관의 연료 공급을 통해 조절이 가능할 수 있다.

본 발명은 알루미늄 합금제품의 열처리 설비로써 전기 히팅 장치를 통해 생성된 열을 RC FAN으로 열풍 순환하여 가열하는 간접 가열 방식으로 구동할 수 있으며, RC FAN을 통해 내부의 열 강도를 조절할 수 있다.

가열로(130) 하단에는 가열로(130) 입구의 개폐를 조절하는 도어(125)가 위치한다.

도어(125)는 내열성이 있는 금속 재질로 구성되어, 가열로 내부로 진입하는 외부의 공기와 로내의 열기가 외부로 방출되는 것을 차단할 수 있다.

도어(125)는 가열로를 기준으로 양측에 하나씩 배치된 슬라이드 식으로 구성될 수 있으며, 가열로 하단의 양 옆으로 돌출된 도어개폐장치(120)에 의해 자동으로 제어가 가능하다.

도어(125)를 개폐하는 동력원으로 공압장치가 사용될 수 있다. 도어개폐장치(120)는 공압장치를 포함하며, 공압장치의 압력 조절로 인해 도어의 개폐가 가능할 수 있다.

즉, 가열로에 투입되는 알루미늄 선재를 포함한 승강부가 상승할 경우, 상기 승강부의 상승을 감지하여 도어개폐장치(120)는 공압장치의 압력을 조절하여, 도어(125)를 개방할 수 있다. 이후, 승강부의 상승이 종료 된 것을 감지한 도어폐장치(120)는 공압장치의 압력을 조절하여, 도어(125)를 폐쇄할 수 있다.

가열로에서의 가열 과정이 종료된 후, 알루미늄 선재를 포함한 승강부가 하강할 경우에도 도어개폐장치(120)는 공압장치의 압력을 조절하여, 도어(125)를 개방할 수 있으며, 이후 승강부의 하강이 종료된 것을 감지하여 도어(125)를 폐쇄할 수 있다.

하강한 승강부는 가열로가 위치하는 지면의 하부에 배치된 ??칭부의 ??칭 탱크(Quenching Tank)로 이동할 수 있다. ??칭부는 물이 저장되는 ??칭 탱크, 상기 ??칭 탱크내에 물을 공급하는 워터 펌프, 외부 공기를 주입하는 에어 펌프, 물의 이동 통로인 수도관, 공기의 이동 통로인 압축 공기관, 물의 온도를 측정하는 온도 센서를 포함한다.

??칭 탱크(151)는 금속 재질의 불투명한 수조의 형태로 제공될 수 있으며, 내부에는 냉각수에 해당하는 물이 적정량 저장될 수 있다. 가열 공정이 끝난 선재는 상기 ??칭 탱크(151)의 내부에 투입될 수 있으며, 가열된 선재는 ??칭 탱크(151) 내부에 저장된 냉각수로 인해 급속 냉각될 수 있다. 상기 과정을 담금질이라 하며, 금속을 급냉함으로써 고온으로 인한 금속의 내부에서 일어나는 변화를 저지하여, 고온에서의 안정상태 또는 중간상태를 유지할 수 있도록 할 수 있다.

상기 냉각 과정에서 냉각수의 온도 변화가 일어날 수 있으며, 상기 온도 변화는 ??칭 탱크(151) 내면에 부착된, 온도 센서(156)를 통해 정보를 얻을 수 있다. 상기 온도 센서(156)는 수집된 정보를 워터 펌프(152)에 송신할 수 있다.

워터 펌프(152)는 가열로 하단의 지면 상에 위치할 수 있으며, 외부로부터 물을 끌어와 수도관(154)을 통해 ??칭 탱크(151) 내부로 공급할 수 있다. 또한, ??칭 탱크(151) 내부에 저장된 냉각수의 온도 변화를 감지하여 수온을 일정하게 유지하기 위해, 냉각수의 온도 조절이 이루어질 수 있도록 냉각수의 배출 또는 추가 공급을 통해 조정할 수 있다.

예를 들어, 가열된 알루미늄 선재의 투입으로 인하여 냉각수의 온도가 상승하게 되고, 상기 냉각수의 수온이 온도 센서(156)에 센싱될 수 있다. 온도 센서(156)는 상기 정보를 워터 펌프(152)에 송신할 수 있고, 정보를 수신한 워터 펌프(152)는 냉각수의 추가 공급을 통해 온도를 조절할 수 있다.

냉각수의 추가 공급으로 인한 냉각수의 양이 적정량을 넘어설 경우에는 ??칭 탱크(151) 하단부에 위치한 수도관(154)을 통해 고온의 냉각수를 배출함으로써 냉각수의 적정량과 냉각수의 온도를 유지할 수 있다. 상기 냉각수의 온도는 20℃ 내지 30℃를 유지하도록 조절할 수 있으나, 이에 제한하지 않으며 적절한 온도 조정이 가능할 수 있다.

가열로 하단에 워터 펌프(152)와 이웃하게 배치되는 에어 펌프(153)는 ??칭 탱크(151)내부에 외부 공기를 투입하여 ??칭 탱크(151) 내부의 온도 조절 및 담금질 효율을 높이기 위해 냉각수의 순환이 이루어지도록 할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 외부 공기는 에어 펌프(153)를 거쳐 압축 공기관(155)를 통해 ??칭 탱크(151) 하단에 주입될 수 있다. 공급된 공기는 ??칭 탱크(151) 상단으로 빠져 나가면서 대류 현상에 의해 냉각수 열의 불균형을 감소시킬 수 있다.

또한, 추가로 압축 공기관(155)을 분관 시켜 ??칭 탱크(151) 측면에도 외부 공기를 주입할 수 있다.

승강부는 도어 하측에 지면에 근접하게 위치한다. 승강부는 운반된 알루미늄 선재가 배치되는 플레이트, 상기 플레이트를 지지하는 로드 암,

상기 플레이트와 로드 암의 기반이 되는 베이스, 상기 베이스를 지지하는 앵커 로드, 동력을 전달하는 체인, 및 상기 체인과 상기 앵커 로드를 연결하는 고리를 포함한다.

승강부는 플레이트(113)의 승강을 위한 동력원으로 유압로드방식, 체인로드방식 등을 사용할 수 있다.

유압로드방식은 로드 암(111)의 일측에 유압장치(미도시)를 구비하여, 로드 암(111)의 승강을 통해 승강부를 구동하는 방식이다. 상기 방식은 플레이트(113)의 승강 운동의 주체가 로드 암(111)이 되는 방식으로 베이스(112)의 하부에 별도로 유압장치(미도시)를 배치함으로써 플레이트(113)의 승강이 이루어 질 수 있다.

체인로드방식은 베이스(112)의 모서리에 각각 체인을 구비하여 가열로(130)의 외면에 설치된 도르레(141)를 통해 베이스(112)를 이동시켜 승강 운동을 제어하는 방식이다. 상기 방식은 플레이트(113)의 승강 운동의 주체가 베이스(112)가 되는 방식으로 체인(116)과 도르레(141)를 움직이는 전동기(140)의 구성으로 어렵지 않게 운용이 가능할 수 있다.

본 발명의 일 실시예로 체인로드방식을 사용하고 있으나, 장치가 위치하는 환경에 따라 다른 실시예로 유압로드방식의 사용이 가능하며, 본 발명의 일 실시예에 한정하지 않는다.

운반 대차(10)가 승강부까지 운반 될 수 있도록 그 이동경로에 레일이 존재한다. 레일은 운반 대차(10)의 이동이 용이하도록 설계될 수 있으며, 그 경로에 대한 길이는 압출 공정의 위치에 따라 다양할 수 있다.

가열로 상단에 위치하여, 승강부의 상승과 하강을 제어할 수 있는 구동부는 회전력을 생성하는 모터, 모터를 지지하는 지지대, 상기 모터로부터 동력을 전달하는 회전축, 및 상기 회전축의 회전을 체인으로 전달하는 도르레를 포함한다.

모터(140)는 외부의 전원으로부터 전원을 공급받아 동작할 수 있으며, 생성된 동력은 회전축(142)을 통해 전달할 수 있다.

회전축(142)은 길이 방향으로 생성된 막대 형상을 가지며, 모터(140)에서 생성된 회전력을 도르레(141)에 전달할 수 있다.

도르레(141)는 복수개이며, 회전축(142)의 회전 방향에 따라 체인(116)을 감거나 푸는 동작의 수행이 가능하다.

상기 모터(140)는 외부의 제어 명령에 따라 정회전 또는 역회전이 가능하며, 상기 회전의 방향에 따라 승강부의 상승 및 하강 운동의 제어가 가능할 수 있다.

또한, 상기 모터(140)는 복수개로 제공 될 수 있으며, 각각의 모터(140)는 단일개의 회전축(142)으로 회전력을 전달 할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 선재 열처리 장치의 운반 대차를 도시하는 정면도이다.

도 2를 참조하면, 운반 대차는 레일 상을 이동하며 대차가 이동이 가능케 하는 수단인 바퀴, 운반 대차의 구성요소들을 지지 하는 프레임, 상판을 지지 하는 C형 빔, 상판이 외부로 이탈하지 않도록 방지하는 돌출부, 권취된 알루미늄 선재 케이지가 위치하는 상판을 포함한다.

상술한 바와 같이 운반 대차(10)는 압출되어 나온 알루미늄 선재를 승강부까지 운반하는 운반 수단의 역할이 가능하다. 운반 대차(10)는 이동의 편의를 위해 레일을 통해 운반될 수 있다.

레일상을 운행하는 바퀴(11)는 프레임(12)의 하단에 위치하여, 프레임(12)을 레일 상에서 이동이 가능하게끔 하며, 대차의 무게를 부담할 수 있다.

프레임(12)은 운반 대차의 하부를 구성하며, 상판(15)과 C형 빔(13)을 지지하는 역할을 한다.

프레임(12)은 바퀴(11)와 연결되어 라인을 형성하는 평판 부분과 후미에 상기 평판을 연결하는 빔으로 구성되어 승강부와 용이한 결합을 위해 정면이 뚫려 있는 형상을 가질 수 있다.

C형 빔(13)은 프레임(12) 상단에 위치하고, 상판(15)을 지지하는 역할을 한다. 프레임(12)을 기준으로 좌우 양쪽에 하나씩 단일개로 위치하는 C형 빔(13)은 금속 재질로 된 바의 형상을 가질 수 있다.

C형 빔(13) 상단에는 고정틀(14)이 위치한다. 고정틀(14)은 C형 빔(13) 상측 외면에 돌출된 형태로 구성되며, C형 빔(13)의 상측 외면에 위치하는 상판(15)을 고정시킬 수 있다.

또한, 고정이 용이하도록 고정틀(14)은 C형 빔(13)의 외면에 2개 이상 형성될 수 있으며, 상판(15)이 운반 대차(10)의 진행방향 또는 진행방향의 수직인 방향 등의 전방위로 이탈하는 것을 방지하기 위하여, 상기 고정틀(14)은 상판(15)의 지름을 초과하지 않는 범위 내의 일정 간격을 각각 이격하여 위치할 수 있다.

또한, 진행방향과 일정한 각을 가질 수 있으며, 상기 일정한 각은 상판(15)이 움직이지 않는 30 내지 45 도의 범위 내에서 다양한 각을 가질 수 있다.

C형 빔(13)의 상측 외면에 위치하는 상판(15)은 권취된 알루미늄 선재가 보관된 케이지(5)가 상판(15)의 상측 외면에 배치될 수 있다.

케이지(5)는 권취된 알루미늄 선재가 다음 공정에 들어가기 전에 임시적으로 보관하는 용도로 사용된다.

또한, 상기 케이지(5)는 수직 방향으로 다량의 적재가 가능하며, 상기 운반 대차(10)의 상판(15)에도 케이지(5)의 다량 적재가 가능하나, 가열로(130)의 용량에 따라 케이지(5)의 수가 제한될 수 있다.

운반 대차(10)가 알루미늄 선재가 담기 케이지(5)를 적재하여 승강부로 이동할 경우, 운반 대차(10)의 상판(15) 하부의 두 개의 C형 빔(13) 사이 공간에 승강부의 플레이트(113)와 로드 암(111)이 삽입될 수 있다.

사이 공간은 폭은 플레이트(113)의 폭과 동일한 폭을 가지거나 더 클 수 있다.

사이 공간의 높이는 승강부의 플레이트(113)위치가 가열로로 이동하기 전의 높이보다 동일하거나 더 클 수 있다.

도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 선재 열처리 장치의 운반대차와 승강부를 도시하는 사시도이다.

상기 삽입된 플레이트(113)의 중심부와 상판(15)의 중심부를 수직방향으로 일치할 수 있도록, 운반 대차가 움직이는 레일 상에 표시 돌기(미도시)가 형성될 수 있다.

상기 표시 돌기(미도시)는 레일 외면 상에 돌출된 부분으로 레일 외면을 따라 움직이는 바퀴(11)의 움직임에 제동을 가할 수 있다.

승강부에 위치하는 레일 외면의 특정 지점에 한해 상기 표시 돌기(미도시)가 위치할 수 있으며, 상기 표시 돌기(미도시)가 위치한 지점에 배치된 운반 대차(10)의 상판(15)과 승강부의 플레이트(113)의 중심선이 일치할 수 있다.

플레이트(113)의 상단에는 운반 대차(10)로부터 운반되어온 알루미늄 선재 케이지(5)와 상판(15)이 위치할 수 있다. 상기 플레이트(113)는 운반 대차(10)의 상판(15)과 유사한 형태로 유사 원형의 형상을 가지며, 그 중심이 서로 일치할 수 있다.

플레이트(113)의 상부면과 하부면에 걸쳐서 유사 격자형의 홀이 형성되어 있는데 이는 금속재질의 플레이트가 가열로 내의 연소작용에 따라 열을 전달하는 과정에 있어서, 열기를 차단하지 않고 통과 시켜 열효율을 높이기 위한 용도로 구성될 수 있다.

또한, 플레이트(113)의 폭은 운반 대차(10)의 C형 빔(13)간의 간격과 동일할 수 있는데, 이는 운반 대차(10)가 승강부로 진입 시 상판(15)의 중심과 플레이트(113)의 중심이 수직방향으로 일치하게 하기 위함이다. 그로 인해 플레이트(113) 상측 외면에 상판(15)을 안정적으로 배치할 수 있으며, 가열로로 안정된 진입이 가능할 수 있다.

로드 암(111)은 내연기관의 피스톤 로드와 유사한 형태로 그 일측이 플레이트(113)의 하부 외면에 고정된 형태로 제공되며 플레이트(113)를 지지할 수 있다.

플레이트(113)의 균형을 위해 로드 암(111)은 플레이트(113)의 중심에 위치하여 단일 개의 로드 암(111)이 구비될 수도 있으나, 상기 방법은 단일개의 로드 암(111)에 과도한 부하를 발생시켜 로드 암(111)의 수명이 조기에 단축되는 결과를 야기할 수 있다.

따라서, 로드 암(111)은 적어도 하나 이상 설치되어 플레이트(113)의 균형을 유지하고, 부하를 감소시켜 로드 암(111)의 수명을 더 연장할 수 있다.

다만, 다수개의 로드 암(111)은 도어(125)의 개폐 구동에 영향을 미쳐 그 구성이 복잡해 질 수 있으므로, 로드 암(111)의 개수는 도어(125)에 영향을 미치지 않는 범위 내에서 안정적인 수의 구성이 이루어 질 수 있다.

로드 암(111)의 하단에는 베이스(112)가 위치한다. 베이스(112)는 승강부의 모든 구성요소의 기초가 될 수 있으며, 상기 승강부의 모든 구성요소들을 지지할 수 있다.

베이스(112)는 운반 대차(10)가 감지될 경우, 작업자의 조종에 따라 플레이트(113)를 일부 상승시켜 알루미늄 선재가 담긴 케이지(5)와 운반 대차(10)의 상판(15)을 운반 대차(10)로부터 이격하여 플레이트(113)의 상측 외면에 위치시킬 수 있다. 상기 과정이 완료된 운반 대차(10)가 승강부를 벗어난 다음, 플레이트(113)를 상승시켜 가열로(130)로 내부로 진입이 가능하도록 상승시킬 수 있다.

베이스(112)는 직사각형의 형상을 가지며, 각 모서리에는 베이스(112)가 이동할 경우 베이스(112)를 지지하는 앵커 로드(114)가 배치될 수 있다.

앵커 로드(114)는 열처리 공정에 따라 베이스(112)의 상승과 하강을 진행하는데 있어서, 베이스(112)의 하중을 지지함과 동시에 수평 균형을 조정하는데 기준이 될 수 있으며, 길이 방향으로 막대 형상을 가질 수 있다.

앵커 로드(114)의 일측 끝단에는 고리(115)가 위치할 수 있다. 상기 고리는 금속 재질의 원형의 형상을 가지며, 체인(116)과 앵커 로드(114)의 이음새 역할을 한다.

체인(116)은 금속의 고리(115)가 연장되어 결합된 형태를 가지며, 상술한 구동부의 동작에 따라, 앵커 로드(114)와 연결된 베이스(112)의 상승과 하강을 제어할 수 있는 동력을 전달할 수 있다.

열처리 공정을 진행함에 따라, 구동부는 베이스(112)를 상승 시켜 상판(15)과 플레이트(113)를 가열로(130)로 투입할 수 있다.

상판(15)과 플레이트(113)가 가열로(130)로 투입됨에 따라 운반 대차(10)는 열처리 공정이 종료되기 전까지 별도의 대기장소에서 대기할 수 있다. 이후 운반 대차(10)는 열처리 공정이 끝난 후 베이스(112)가 하강함에 따라, 승강부로 이동하여 상판(15)을 운반 대차(10)에 고정시킬 수 있으며, 플레이트(113)는 운반 대차(10)의 하단의 원위치로 이동할 수 있다.

이후 상판(15)은 운반 대차(10)의 상단에 고정되어 열처리 이후의 공정을 실시하기 위한 시설로 운반될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 선재 열처리 장치의 가열로의 상세도이다.

도 4를 참조하면, 가열로는 열처리 공정이 수행되는 실린더, 전기를 이용하여 열 에너지를 생성하는 전기 히팅장치, 실린더 내부의 열기를 순환 시키는 RC FAN을 포함한다.

가열운반 대차(10)에서 플레이트(113)로 옮겨진 상판(15)이 포함된 베이스(112)가 상승하게 되면, 가열로(130) 내부의 실린더(131)로 진입이 가능하다.

진입시 닫혀있던 도어(125)가 도어개폐장치(120)의 동작에 따라 자동으로 개방되며, 플레이트(113)가 실린더(131)로 진입한 후 폐쇄 될 수 있다.

도어개폐장치(120)는 가열로내의 열처리 공정의 시간에 맞추어 도어(125)의 개방 또는 폐쇄의 조정이 가능하며, 외부에서 필요에 따라 조정이 가능할 수도 있다.

실린더(131)는 내열성이 있는 금속 재질로 되어 있으며, 주물의 가열과정이 일어나는 공간이다. 베이스(112)의 상승에 따라 실린더(131)로 진입한 알루미늄 선재는 카트리지(132)에서 나오는 열에 의한 열처리 공정을 진행할 수 있다.

전기 히팅 장치는 카트리지(132)와 전력선(133)을 포함하여 외부 전력을 공급받아 열을 생성할 수 있다. 상기 전기 히팅장치는 실린더 내부와 외부에 걸쳐서 배치될 수 있으며, 비례제어방식을 적용하여 유동적인 온도 조절을 통해 열처리 과정을 진행하는 도중에 발생할 수 잇는 실린더(131) 내부의 온도 편차의 반동을 줄일 수 있으며, 이로 인해 에너지 효율을 향상 시킬 수 있다.

카트리지(132)는 전력선(133)으로부터 전력을 공급 받아 직접 열을 생성하여 실린더(131)내부에 공급할 수 있으며, 실린더(131)의 내면과 외면에 걸쳐서 다수개로 고르게 배치될 수 있다.

예시적인 실시예에서 상기 카트리지(132)는 공급되는 전력에 고 저항의 발열수단을 이용하여 열을 생성할 수 있으며, 발열량은 공급되는 전력량으로 조절할 수 있다.

RC FAN(134)은 내열성이 있는 재질로 구성되어, 내부에 프로펠러와 전동기가 구비되어 실린더(131) 내부의 열기를 외부로 배출하거나, 외부의 공기를 실린더(131) 내부로 흡입하는 기능을 제공한다.

열처리 공정 과정에 있어서, RC FAN(134)는 열처리에 적정한 온도를 유지하기 위하여 가열로(131) 내부의 열기가 포함된 공기를 외부로 배출하거나, 연소에 부족한 산소를 보충하기 위해 외부의 공기를 내부로 끌어들임으로써 연소 효율을 조절할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 실린더 내부의 온도는 알루미늄 선재의 이상적인 열처리 공정을 진행하기 위해 535℃를 유지하도록 조정할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 실린더 내부의 온도 폭을 다양하게 조정할 수 있다.

열처리 공정이 종료된 후 도어개폐장치(120)에 의해 도어(125)가 개방되고 로드 암(111)이 하강함에 따라 알루미늄 선재가 배치된 플레이트(113)도 하강하게 된다.

이후 하강한 플레이트(113)는 가열로 하단에 위치하는 ??칭 탱크(151)로 투입될 수 있다. 냉각수가 포함된 ??칭 탱크(151)에서 알루미늄 선재는 도 1에서 상술한 담금질 공정을 수행할 수 있으며, 담금질 공정이 종료된 후에 알루미늄 선재가 적재된 플레이트(113)는 재상승할 수 있다.

이후 상승한 플레이트(113)는 베이스(112)에 대기 중인 운반 대차(10)에 알루미늄 선재가 위치한 상판(15)을 배치하고, 베이스(112)에 기반한 높이까지 하강할 수 있으며, 알루미늄 선재가 배치된 운반 대차(10)는 다음 공정을 진행하기 위해 특정 장소로 이동할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 운반 대차 110 : 승강부
120 : 도어개폐장치 130 : 가열로

Claims (7)

1. 알루미늄 선재를 적재하여 이동이 가능한 운반 대차;
   운반된 알루미늄 선재를 수직방향으로 이송이 가능한 승강부;
   상기 승강부의 상측에 위치하고, 상기 알루미늄 선재를 가열하기 위한 가열로;
   상기 승강부를 제어하는 구동부; 및
   상기 승강부의 하단에 위치하는 ??칭부를 포함하되,
   상기 운반 대차와 상기 승강부가 결합되고,
   상기 운반대차는 지면상에 형성된 레일을 통해 상기 알루미늄 선재를 상기 승강부로 이송하며,
   상기 승강부가 상승하여 상기 가열로에 상기 알루미늄 선재를 투입하고,
   상기 가열로에서 가열 과정이 종료된 후, 상기 승강부가 하강하여 상기 지면의 하부에 배치된 ??칭부로 이동하며,
   상기 승강부는, 운반된 알루미늄 선재가 배치되는 플레이트; 상기 플레이트를 지지하는 로드 암; 및 상기 플레이트와 로드 암의 기반이 되는 베이스를 포함하고,
   상기 운반 대차는, 알루미늄 선재가 위치하는 상판을 포함하며,
   상기 승강부가 상승하여 상기 가열로에 상기 알루미늄 선재를 투입하는 것은, 상기 구동부가 상기 베이스를 상승시켜 상기 상판과 상기 플레이트를 가열로로 투입하는 것인 알루미늄 선재 열처리 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 운반 대차는, 이동 수단인 바퀴;
   상판이 이탈하는 것을 방지하는 고정부;
   운반 대차의 진행 방향을 기준으로 좌우 양측에 위치하는 복수개의 C형 빔; 및
   상기 상판, 고정부 및 복수개의 C형 빔을 지지하는 프레임을 더 포함하는 알루미늄 선재 열처리 장치.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 승강부는,
   상기 베이스를 지지하는 앵커 로드; 동력을 전달하는 체인; 및 상기 체인과 상기 앵커 로드를 연결하는 고리를 더 포함하는 알루미늄 선재 열처리 장치.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 구동부는 회전 동력을 생성하는 모터;
   상기 모터를 지지하는 지지대;
   상기 모터로부터 동력을 전달하는 회전축; 및 상기 회전축의 회전을 상기 체인으로 전달하는 도르레를 포함하는 알루미늄 선재 열처리 장치.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 ??칭부는 물이 저장되는 ??칭 탱크;
   상기 ??칭 탱크에 물을 공급하는 워터 펌프;
   상기 ??칭 탱크에 외부 공기를 주입하는 에어 펌프;
   물의 이동 통로인 수도관;
   공기의 이동 통로인 압축 공기관; 및
   냉각수의 온도를 측정하는 온도 센서를 포함하는 알루미늄 선재 열처리 장치.
6. 제3 항에 있어서,
   상기 복수개의 C형 빔 간의 폭이 상기 플레이트의 폭과 동일하거나, 더 큰 알루미늄 선재 열처리 장치.
7. 제4 항에 있어서,
   상기 체인은 상기 도르레와 연결되어, 상기 구동부의 동력을 상기 앵커 로드로 전달하는 알루미늄 선재 열처리 장치.
   

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