KR101745351B1 - 강판 열처리 장치 - Google Patents

강판 열처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101745351B1
KR101745351B1 KR1020150116284A KR20150116284A KR101745351B1 KR 101745351 B1 KR101745351 B1 KR 101745351B1 KR 1020150116284 A KR1020150116284 A KR 1020150116284A KR 20150116284 A KR20150116284 A KR 20150116284A KR 101745351 B1 KR101745351 B1 KR 101745351B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat treatment
steel sheet
steel plate
heat
treatment unit
Prior art date
Application number
KR1020150116284A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170021651A (ko
Inventor
김호수
Original Assignee
주식회사 포스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR1020150116284A priority Critical patent/KR101745351B1/ko
Publication of KR20170021651A publication Critical patent/KR20170021651A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101745351B1 publication Critical patent/KR101745351B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00Heat treatment of ferrous alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/06Surface hardening
    • C21D1/09Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/34Methods of heating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/34Methods of heating
    • C21D1/38Heating by cathodic discharges
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/34Methods of heating
    • C21D1/42Induction heating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D10/00Modifying the physical properties by methods other than heat treatment or deformation
    • C21D10/005Modifying the physical properties by methods other than heat treatment or deformation by laser shock processing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/005Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0247Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0294Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips involving a localised treatment

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)

Abstract

본 발명은 강판의 표면에 소정의 패턴을 가지도록 강판을 열처리하는 열처리 유닛; 및 열처리 유닛에 의해 열처리된 강판을 냉각시키는 냉각부를 포함하여, 강판의 패턴화된 열처리 무늬를 통해 강판 전체의 강성을 증가시키는 효과를 제공한다.

Description

강판 열처리 장치{Apparatus for heat treatment of steel plate}
본 발명은 강판의 열처리를 위한 장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, 강판에 소정의 패턴이 배열되도록 열처리를 하여 냉각처리하도록 하여 강판의 강성을 향상시킬 수 있도록 하는 강판 열처리 장치에 관한 기술 분야이다.
자동차 강판의 생산시, 종래에는 쇳물을 가공하여 생산된 슬라브를 압연하기에 적합한 온도인 1100도씨 내지 1300도씨까지 가열한 후, 고객이 원하는 두께와 폭으로 압연하게 되고, 이후 두께를 3mmt 내지 10mmt로 하여 코일의 형태로 제작하게 된다.
이러한 코일 형태의 강은 산으로 세척된 후, 상온에서 콜트 스트립 밀 또는 리버스 밀로 압연하여 두께가 고르며 표면이 매끈한 광택의 강판으로 만들어진 후, 고객사로 납품된다.
기존에는 이러한 방식에서 다양한 기술적인 시도를 통해, 열연 압연된 소재를 냉간 압연하기 이전에 소정의 열처리 과정을 거치게 되는데, 이러한 열처리 과정에서 강의 강성이 향상 또는 저하될 수 있게 되며, 이러한 강성은 고객사의 원하는 품질에 맞추어야 하는 과제를 가지고 있었다.
열처리의 과정에서 강판의 강성은 오히려 떨어질 수도 있는데, 강성을 유지함과 동시, 충격을 받을 경우, 자동차 강판의 특성상 운전자 및 탑승자의 안전을 보장할 수 있는 강판을 제조하는 것이 핵심 기술이다.
강판의 강성이 약화되면 강판 제품의 품질 저하로 인하여, 고객사의 요구를 맞출 수 없으며, 이러한 약한 강성의 강판은 자동차의 약화와 더불어 운전자 및 탑승자의 안전을 해치는 결과를 가져올 수 있어 바람직하지 않다.
강판의 강성이 지나치게 강하기만 하면 상술한 바와 같은 운전자나 탑승자의 안전을 오히려 해치게 되는 결과를 가져오는데, 강판은 충격을 받는 경우 충격의 적당한 흡수가 동시에 이루어지는 것이 가장 이상적인 것에 해당한다.
KR 10-2003-0034548 A JP 2006-121578 A
본 발명에 따른 강판 열처리 장치는 상기한 바와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 강판의 열간 압연과 냉간 압연 사이에 열처리 과정을 진행하여, 강판의 강성을 보강 혹은 적어도 보완할 수 있도록 하고자 한다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 강판 열처리 장치는 상기의 해결하고자 하는 과제를 위하여 다음과 같은 과제 해결 수단을 가진다.
본 발명에 따른 강판 열처리 장치는 강판의 표면에 소정의 패턴을 가지도록 상기 강판을 열처리하는 열처리 유닛; 및 상기 열처리 유닛에 의해 열처리된 상기 강판을 냉각시키는 냉각 유닛을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 강판 열처리 장치의 상기 열처리 유닛은 상기 강판에 전자기파를 가하여, 상기 소정의 패턴에 대한 국부 가열을 가하는 고주파 열처리 유닛을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 강판 열처리 장치는 상기 열처리 유닛은, 상기 강판의 표면에 레이저를 조사하여, 상기 소정의 패턴의 열처리를 진행하는 레이저 열처리 유닛을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 강판 열처리 장치의 상기 열처리 유닛은, 플라즈마를 통한 열처리를 통해 상기 강판에 상기 소정의 패턴을 형성하는 플라즈마 열처리 유닛을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 강판 열처리 장치의 상기 플라즈마 열처리 유닛은, 상기 강판을 향하여 플라즈마 열을 가하는 복수 개의 노즐을 포함하되, 상기 복수 개의 노즐은, 파일럿 가스층과 플라즈마 가스층을 포함하여, 상기 강판의 표면에 열처리를 가하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 강판 열처리 장치의 상기 노즐은, 상기 노즐의 외주면을 따라 형성되며, 상기 파일럿 가스층과 플라즈마 가스층의 측면을 둘러싸도록 형성하여, 상기 플라즈마 열의 외주 유출을 차단하는 쉴딩 가스층을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 강판 열처리 장치의 상기 열처리 유닛은, 상기 강판의 일면에 점 용접을 가하여, 상기 강판에 열처리를 가하는 프로젝션 열처리 유닛을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 강판 열처리 장치의 상기 열처리 유닛은, 상기 강판의 상하면에 접촉하여, 상기 강판의 진행 방향에 수직한 방향으로 상기 소정의 패턴을 가지는 열처리를 가하는 심(seam) 열처리 유닛을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 강판 열처리 장치의 상기 심 열처리 유닛은, 상기 강판의 상하면에 접촉하여 롤링하여, 상기 강판을 인입시키는 한 쌍의 가압 롤; 및 상기 가압 롤의 내부에 상기 가압 롤의 축에 평행하도록 배치되어, 전기적 저항에 의한 발열이 이루어지는 복수 개의 열선을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 강판 열처리 장치의 상기 소정의 패턴은, 상기 강판의 진행 방향에 따라 형성되는 복수 개의 라인인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 강판 열처리 장치의 상기 소정의 패턴은, 상기 강판의 표면에 형성되는 복수 개의 스폿(spot)인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 강판 열처리 장치의 상기 열처리 유닛은, 상기 강판을 1100 내지 1350도씨의 범위로 가열하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 강판 열처리 장치의 상기 냉각 유닛은, 열처리된 상기 강판을 초당 500 내지 800도씨의 범위로 냉각하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 강판 열처리 장치는 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 강판의 표면을 따라 형성된 패터닝된 열처리 부분을 통해, 강판 전체의 강성을 보강하게 된다.
둘째, 패터닝된 열처리 무늬를 통하여, 강판은 충격시 에너지 흡수율 역시 현저하게 증가하여, 자동차 강판에의 적용시 운전자 및 탑승자의 생명을 보호할 수 있는 이점도 제공하게 된다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 고주파 열처리 유닛의 일 실시예를 도시한 측면도이다.
도 2는 본 발명의 레이저 열처리 유닛의 일 실시예를 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 플라즈마 열처리 유닛의 노즐의 일 실시예를 도시한 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라, 레이저/플라즈마 열처리 유닛에 의해 강판의 열처리를 실시하여 패턴을 형성시킨 강판을 도시한 것이다.
도 5는 도 4에서의 강판 모재와 열처리 부분의 조직도를 도시한 확대 사진이다.
도 6은 본 발명의 프로젝션 열처리 유닛의 일 실시예를 도시한 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라, 프로젝션 열처리 유닛에 의해 강판의 열처리를 실시하여 패턴을 형성시킨 강판을 도시한 것이다.
도 8은 도 7에서의 강판 모재와 열처리 부분의 조직도를 도시한 확대 사진이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라, 심 열처리 유닛을 도시한 측면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라, 심 열처리 유닛에 의해 강판의 열 처리를 실시하여 패턴을 형성시킨 강판을 도시한 것이다.
도 11은 도 10에서의 강판 모재와 열처리 부분의 조직도를 도시한 확대 사진이다.
도 12 내지 도 14는 패턴을 가지도록 열처리된 강판에 외부 힘을 가하여 굽힘이 발생하는 정도와 그 굽어진 형태를 관찬하기 위한 실험 사진들이다.
본 발명에 따른 강판 열처리 장치는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 강판 열처리 장치를 상세히 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 고주파 열처리 유닛의 일 실시예를 도시한 측면도이다. 도 2는 본 발명의 레이저 열처리 유닛의 일 실시예를 도시한 측면도이다. 도 3은 본 발명의 플라즈마 열처리 유닛의 노즐의 일 실시예를 도시한 측단면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라, 레이저/플라즈마 열처리 유닛에 의해 강판의 열처리를 실시하여 패턴을 형성시킨 강판을 도시한 것이다. 도 5는 도 4에서의 강판 모재와 열처리 부분의 조직도를 도시한 확대 사진이다. 도 6은 본 발명의 프로젝션 열처리 유닛의 일 실시예를 도시한 측면도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라, 프로젝션 열처리 유닛에 의해 강판의 열처리를 실시하여 패턴을 형성시킨 강판을 도시한 것이다. 도 8은 도 7에서의 강판 모재와 열처리 부분의 조직도를 도시한 확대 사진이다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라, 심 열처리 유닛을 도시한 측면도이다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라, 심 열처리 유닛에 의해 강판의 열 처리를 실시하여 패턴을 형성시킨 강판을 도시한 것이다. 도 11은 도 10에서의 강판 모재와 열처리 부분의 조직도를 도시한 확대 사진이다. 도 12 내지 도 14는 패턴을 가지도록 열처리된 강판에 외부 힘을 가하여 굽힘이 발생하는 정도와 그 굽어진 형태를 관찬하기 위한 실험 사진들이다.
본 발명에 따른, 강판 열처리 장치는 도 1, 2, 6 및 9에 도시된 바와 같이, 강판(1)의 열연 압연과 냉간 압연 사이에 발생할 수 있는 강판의 강성 저하를 방지하기 위하여, 열처리 유닛(110~140)과 냉각 유닛(30)을 포함하게 된다.
먼저, 열처리 유닛(110~140)은 열연 압연이 이루어진 강판(1)을 인입하여, 강판(1)의 표면에 소정의 패턴을 가지도록 강판(1)의 표면을 열처리한다.
열처리 유닛(110~140)은 강판(1)의 표면 전체에 대해 열처리를 하는 것은 아니며, 언급된 바와 같이, 소정의 패턴을 가지도록 일면 예컨대, 상면 또는 두께 전반에 걸쳐 열처리하게 된다.
이러한 열처리 유닛(110~140)은 강판(1)을 열처리하며, 또한 전체 면적에 걸쳐 열처리를 하는 것이 아니라 상술한 바와 같은 선택적인 부분만을 열처리하고, 이후에 냉각 유닛(30)이 설정된 냉각 속도에 따라 냉각 처리를 함으로써, 강판(1)의 상면의 일부에만 강성을 지니도록 하게 되는데, 이러한 부분적으로 소정의 패턴을 가진 부분의 열처리 및 냉각 처리는 강판(1)의 강성을 그대로 유지 혹은 보강하도록 할 뿐만 아니라, 강판(1)이 자동차용 강판으로 상용될 시에 자동차의 충격을 흡수하여 자동차 운전자 및 동승자의 생명까지도 보호하도록 하는 현저하고도 이질적인 효과를 지니도록 하게 된다.
여기서의 강판(1)의 경우, 일반적으로 철강 제조 공정에서의 생산되는 모든 강종을 다 아우를 수 있으나, 자동차용 강판에서 강성의 보완과 더불어 충격 흡수라는 기술적 요청이 크게 작용하는바, 자동차용 강판으로 사용되는 강재인 DP 590 (3.05mmt)강재를 주로 사용하여 실험하였음을 밝힌다.
DP 590 강재는 이미 알려진 바와 같이, 그 성분 분석을 살펴 보면 다음 표와 같으며, 후술하게 되는 열처리를 실시한 후, 0.8mmt까지 냉각 압연을 실시하여 인장, 조직, 경도 및 마이크로 촬영을 진행하여 소재의 열처리 간격(20mm) 보다 얼마나 만이 늘어났는지를 확인하여, 모재 부분과 열처리 부분의 경도 값의 편차도 알아보았다.
구분 C Si Mn P S Cr Mo Al Nb V
DP
590강
0.082 0.025 1.771 0.045 0.0032 0.049 0.0019 0.439 0.0003 0.0018
이러한 강판(1)의 보통강을 오스테나이트(1100도 내지 1350도씨) 범위까지 가열한 다음 냉각 즉, 냉각 유닛(30)에 의해 초당 800도씨 내지 500도씨 구간의 온도를 제어하면서 열처리를 실시하여 모재 원래의 조직보다 강성은 높고 연성과 인성은 동등하도록 하게 하였다.
소정의 패턴은 강판(1)의 진행 방향에 따라 선형으로 나타나도록 하였는데, 이러한 선형의 패턴은 강판(1)의 폭을 따라 복수 개가 나타나도록 형성하였으며, 이러한 패턴은 규칙적은 간격으로 나타나도록 열처리를 진행하였다.
열처리 유닛(110~140)의 경우, 다양한 방식으로 열처리를 가할 수 있는데, 먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 고주파 열처리 유닛(110)에 의해 수행될 수 있다.
고주파 열처리 유닛(110)은 강판(1)에 전자기파를 가하여, 유도 가열에 전자기 유도 가열에 의해 소정의 패턴 즉, 선형의 패턴을 가지도록 국부 가열을 수행할 수 있다.
뿐만 아니라, 열처리 유닛(110~140)은 강판(1)의 표면에 레이저를 조사하여 소정의 패턴을 가지는 열처리 부분을 형성할 수 있는데, 이를 위하여 레이저 열처리 유닛(120)을 포함할 수도 있다.
도 2에서는 레이저 열처리 유닛과 플라즈마 열처리 유닛이 형상이 비슷한바 하나의 도면으로 나타내었는데, 도 2의 것은 레이저 열처리 유닛과 플라즈마 열처리 유닛을 하나의 예시적인 도면으로 나타낸 것이므로, 본 발명의 열처리 유닛(110~140)은 레이저 열처리 유닛과 플라즈마 열처리 유닛이 동일한 도면 부호 120으로 나타내도록 한다.
본 발명의 열처리 유닛(110~140)은 플라즈마 열처리 유닛(120)도 포함할 수 있는데, 플라즈마 열처리 유닛(120)은 플라즈마의 열처리 방식 자체는 공지된 것으로서, 개략적으로 그 원리를 설명하면 다음과 같다. 물질의 상태는 온도를 상승시킴에 따라 고체, 액체 그리고 기체로 변하게 되는데, 열을 계속 가하여 수천 도씨가 되면 기체 분자가 원자로 해리되어, 전자와 양전하를 가진 이온으로 분리된다. 이렇게 분리된 기체로서 음과 양의 전하 수가 전체로서는 중성을 띠는 것과 같은 기체를 플라즈마라고 하며, 이러한 고온의 플라즈마 기체를 통하여 열처리를 가하는 것이 플라즈마 열처리 기술의 기본이다.
플라즈마 열처리 유닛(120)은 도 3에 도시된 바와 같이, 고온의 플라즈마 기체를 생성하는 노즐이 형성될 수 있으며, 이러한 노즐은 복수 개를 구비하여, 각 패턴을 형성하게 된다.
플라즈마 열처리 유닛(120)의 경우, 파잇럿 가스층(123)과 플라즈마 가스층(124)를 포함하여, 상호 작용에 의해 온도가 상승하여, 강판(1)의 표면에 패턴을 가진 열처리 부분을 형성시키게 된다.
노즐은 쉴딩 가스층(125)을 더 포함할 수 있는데, 이러한 쉴딩 가스층(125)은 노즐의 외주면을 따라 형성되며, 파일러 가스층(123)과 플라즈마 가스층(124)의 외면을 둘러싸서, 플라즈마 가스에 의한 열이 외부로 유출되는 것을 방지하여, 정교한 패턴을 가지는 열처리 부분(도 4 참조)을 형성시키게 된다.
레이저(플라즈마 포함) 방식에 의한 열처리의 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 강판(1)의 모재 부분에 패턴(2)을 가진 열처리 부분은 도시된 바와 같이 치밀한 조직을 갖추게 되는데, 이러한 부분은 모재 부분보다 강성이 뛰어나게 된다. 이를 통해 강판(1)의 전체의 강성도 보강되는데, 이러한 패턴을 강판(1)의 전체에 걸쳐 형성하지 않은 이유는 도 12 내지 14와 더불어 후술하기로 한다.
열처리 유닛(110~140)의 또 다른 실시예로는 프로젝션 열처리 유닛(130)을 포함할 수 있다.
프로젝션 열처리 유닛(130)은 도 6에 도시된 바와 같이, 강판(1) 일면 즉, 상면에 점(spot) 용접을 가하여, 강판(1)의 상면에 일부 열처리를 하도록 하는 구성이다.
프로젝션 열처리 유닛(130)은 도 6에 도시된 바와 같이, 강판(1)의 상면을 가압하면서 도 7과 같은 스폿(spot) 열처리 패턴을 형성시키며, 이후 냉각 유닛(30)에 의해 냉각처리(quenching)를 하게 된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 프로젝션 열처리 유닛(130)에 의한 경우, 스폿 형태의 무늬는 모재인 강판(1)의 상면에서 하면까지 걸쳐 열처리가 이루어지게 되는데, 이러한 점 형태의 패턴은 강판(1)의 전체에 걸치지 않고 점단위로 일부에만 형성시키게 되는데, 이러한 부분은 도 7에 도시된 바와 같이, 열처리 및 냉각처리된 부분의 조직은 그렇지 않은 모재의 조직에 비해 치밀하여 강성이 뛰어나게 되며, 전체적으로 강판(1)의 강성까지 끌어올리는 효과를 제공하며, 후술하게 되는 바와 같이, 강판(1) 전체의 강성에 더하여, 충격 흡수의 기능까지 제공하게 된다.
또 하나의 실시예로서, 열처리 유닛(110~140)은 도 9에 도시된 바와 같이, 심(seam) 열처리 유닛(140)을 포함할 수 있다.
심 열처리 유닛(140)은 도 9에 도시된 바와 같이, 상하로 구비된 한 쌍의 가압 롤(141)을 구비하며, 이러한 가압 롤(141)의 롤링에 의해 강판(1)이 인입되도록 하고 있다.
이러한 가압 롤(141)의 내부에는 복수 개의 열선(144)이 구비되는데, 이러한 열선(144)과 인접하는 접촉되는 부분의 강판(1) 부분에는 순간적으로 고열에 의한 열처리가 이루어지게 된다.
레이저 방식 등에 의한 열처리는 강판(1)이 진행하는 방향에 따라 열처리 무늬가 나타나게 되는데, 심 열처리 유닛(140)의 경우, 롤링하는 가압 롤(141)의 내부에 열선(144)이 가압 롤(141)의 축을 따라 평행하게 배치되는바, 강판(1)의 진행방향에 수직하는 라인(line) 즉, 폭을 따라 열처리 패턴이 형성된다.
이러한 열선(144)은 복수 개로 구비될 수 있는데, 이러한 열선(144)은 형성시키고자 하는 패턴을 고려하여 가압 롤(141)의 원주에 따라 상이하게 배치간격을 가질 수 있다.
도 12 내지 14를 살펴 보면서, 본 발명의 적용에 따른, 강판(1)의 강성 향상 및 충격 흡수의 성능을 얼마나 구비하였는지 알아본다.
먼저, 도 12의 경우 레이저 열처리 유닛(120)에 의한 열처리를 가진 강판(1)이며, 도 13의 경우 심 열처리 유닛(140)에 의한 열처리된 강판(1), 그리고 도 14의 경우 프로젝션 열처리 유닛(130)에 의한 열처리된 강판(1)이다.
이들 열처리 및 냉각 처리(quenching) 강판(1)의 경우, 패턴이 형성된 부분 즉, 열처리 되고 냉각처리된 국소 부분은 강판(1)에 가압력을 제공하여 굽혀지는 경우에도, 강성 저항 구간을 형성하였으며, 이러한 강성 저항 구간의 양 측을 따라 강판(1)이 휘어지게 되는 것을 관찰할 수 있었다. 즉, 강판(1)은 외부의 충격이 가해지는 경우, 접힘이 하나의 선을 따라 형성되는 것이 아니라 강성 저항 구간의 양 측을 따라 굽혀져, 굽혀진 강판(1) 자체가 스프링과 같이 굽혀지는 현상이 일어났는데, 이러한 현상으로 인해 본 발명에 의해 생산된 강판(1)이 자동차용 강판으로 사용되는 경우, 자동차 사고 등에 의해 강판(1)에 충격이 가해져도 운전자 및 동승자의 생명을 보호하도록 충격 흡수의 기능을 순간적으로 발현하는 현상을 나타내는 것이다. 열처리 부분의 너비가 넓을 수록 소재의 강성 저항 구간이 넓어지지만, 지나치게 넓으면 스프링과 같은 굽어짐 현상을 오히려 관찰할 수 없는 바, 적당한 너비를 가지는 패턴을 형성하는 것이 바람직하였다. 따라서, 이러한 너비는 50mm~200mm 정도를 가지도록 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 권리 범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 결정되며, 특허 청구범위에 사용된 괄호는 선택적 한정을 위해 기재된 것이 아니라, 명확한 구성요소를 위해 사용되었으며, 괄호 내의 기재도 필수적 구성요소로 해석되어야 한다.
1: 강판
10: 롤러
20: 냉간 압연 롤러
30: 냉각부
110: 고주파 열처리 유닛
120: 레이저 플라즈마 열처리 유닛
130: 프로젝션 열처리 유닛
140: 심 열처리 유닛

Claims (13)

  1. 강판의 표면에 소정의 패턴을 가지도록 상기 강판을 열처리하는 열처리 유닛; 및
    상기 열처리 유닛에 의해 열처리된 상기 강판을 냉각시키는 냉각 유닛을 포함하되,
    상기 열처리 유닛은,
    상기 강판의 상하면에 접촉하여, 상기 강판의 진행 방향에 수직한 방향으로 상기 소정의 패턴을 가지는 열처리를 가하는 심(seam) 열처리 유닛을 포함하며,
    상기 심 열처리 유닛은,
    상기 강판의 상하면에 접촉하여 롤링하여, 상기 강판을 인입시키는 한 쌍의 가압 롤; 및
    상기 가압 롤의 내부에 상기 가압 롤의 축에 평행하도록 배치되어, 전기적 저항에 의한 발열이 이루어지는 복수 개의 열선을 포함하고,
    상기 복수 개의 열선은 상기 가압 롤의 원주 방향을 따라 서로 이격되도록 배치된 것을 특징으로 하는 강판 열처리 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서, 상기 열처리 유닛은,
    상기 강판을 1100 내지 1350도씨의 범위로 가열하는 것을 특징으로 하는 강판 열처리 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 냉각 유닛은,
    열처리된 상기 강판을 초당 500 내지 800도씨의 범위로 냉각하는 것을 특징으로 하는 강판 열처리 장치.
KR1020150116284A 2015-08-18 2015-08-18 강판 열처리 장치 KR101745351B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150116284A KR101745351B1 (ko) 2015-08-18 2015-08-18 강판 열처리 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150116284A KR101745351B1 (ko) 2015-08-18 2015-08-18 강판 열처리 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170021651A KR20170021651A (ko) 2017-02-28
KR101745351B1 true KR101745351B1 (ko) 2017-06-09

Family

ID=58543425

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150116284A KR101745351B1 (ko) 2015-08-18 2015-08-18 강판 열처리 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101745351B1 (ko)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100467487B1 (ko) 2001-10-26 2005-01-24 현대자동차주식회사 자동차용 강판의 강성강화 방법 및 그 성형품
JP2006121578A (ja) 2004-10-25 2006-05-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 画像伝送システム、画像送信装置、画像受信装置および画像伝送方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170021651A (ko) 2017-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3363554B1 (en) Hot stamping method
EP3762518B1 (en) A manufacturing process of press hardened parts with high productivity
US10954579B2 (en) Partial radiation heating method for producing press hardened parts and arrangement for such production
EP2112238A1 (en) Continuous annealing equipment
US9186716B2 (en) Method of production of pressed sheet parts with integrated preparation of blanks of non-uniform thickness
CN107002164A (zh) 金属板的制造方法及骤冷淬火装置
KR20170077192A (ko) 강 시트 바에 성형 공정을 가함으로써 부품을 제조하는 방법
WO2010103761A1 (ja) 方向性電磁鋼板及びその製造方法
KR20110038763A (ko) 핫 스탬핑용 가열로 장치 및 블랭크 가열방법
EP3342498B1 (en) Method for manufacturing vehicle body parts
CN113924373B (zh) 热冲压部件及其制造方法
KR101180561B1 (ko) 충격인성 및 경도편차 개선을 위한 전기저항용접 강관의 다단 열처리 방법 및 이를 이용한 강관 제조 방법
EP4054777B1 (en) A forming sheet metal part for a vehicle frame and corresponding production method
KR101745351B1 (ko) 강판 열처리 장치
US20170183757A1 (en) Hot stamping method for manufacturing vehicle body parts
JPS6199629A (ja) 鋼板を用いた冷間成形品の強化方法
KR20070094278A (ko) 자동차 도어 보강재 및 이의 제조 방법
KR101583899B1 (ko) 열연 강판, 그 제조 방법, 및 제조 설비
KR102452598B1 (ko) 고강도 q&p강 열간압연롤의 연화방법
KR20120074621A (ko) 표면 품질이 향상된 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법
EP3205731B1 (en) Heat-treated steel product having high strength and excellent chemical conversion processability, and manufacturing method for same
JP6314811B2 (ja) クラッド鋼板の製造方法および製造設備
KR20170014110A (ko) 열간 성형된 차량용 강부품 및 제조방법
JPH04289122A (ja) 偏平化試験特性に優れた車輌ドアインパクトバー用アズロールタイプ超高張力電縫鋼管の製造方法
CA3014133A1 (en) Method for thermally treating a flat steel product, thermally treated flat steel product and use thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant