KR101830802B1 - 파이프 열처리 장치 및 이를 이용한 파이프 열처리 방법 - Google Patents

파이프 열처리 장치 및 이를 이용한 파이프 열처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 파이프 열처리 장치 및 이를 이용한 파이프 열처리 방법에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 프레임; 상기 프레임의 상부에 결합되며 내부로 통과되는 파이프를 가열하는 가열부; 일단은 상기 프레임의 일단에 결합되고, 타단은 상기 일단으로부터 상기 가열부의 내부를 통과하는 길이만큼 연장되며, 내부에는 유로가 형성되고, 상기 타단의 끝단에는 노즐이 결합되어 상기 가열코일에 의해 가열된 파이프를 내부에서 냉각시키는 냉각부; 상기 프레임의 일단에 구비되며 상기 파이프를 상기 프레임의 일단에서 타단 방향으로 슬라이드 이동시키는 이송부; 및 상기 프레임의 상부에 구비되는 한 쌍의 회전축 및 복수로 구성되어 상기 회전축의 길이 방향을 따라 일정한 간격으로 이격 설치되어 상기 파이프의 하부 일 측과 하부 타 측을 지지하는 한 쌍의 제1회전롤러를 포함하는 회전부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

파이프 열처리 장치 및 이를 이용한 파이프 열처리 방법{PIPE HEAT TREATMENT APPARATUS AND PIPE HEAT TREATMENT METHOD USING SAME}
본 발명은 파이프 열처리 장치 및 이를 이용한 파이프 열처리 방법에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 파이프를 외부에서 가열한 후 내부에서 냉각시키는 방법으로 파이프를 열처리하여 강성을 향상시킬 수 있고, 길이가 긴 파이프도 나누지 않고 한번에 열처리할 수 있도록 구성되어 파이프의 강성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 파이프 열처리 장치 및 이를 이용한 파이프 열처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로 조관기를 거쳐서 제조되는 스테인리스 계열의 파이프는 조관기를 거쳐서 성형된 후 조관기와 별도로 제작된 열처리장치에서 일정 온도로 가열한 뒤에 노내에서 비교적 늦은 속도로 냉각시키는 어닐링(Annealing)과 강을 높은 온도에서 가열해서 오스테나이트화 시킨 후 다시 상온에서 냉각시키는 노멀라이징(Normalizing) 등의 열처리를 하게 된다.
그러나 이러한 파이프 처리 소둔로는 파이프의 크기에 따라 규모도 거대해지지만 그 소둔로에 열을 가하기 위해선 가스나 기름버너를 사용하기에 비용이 많이 들게 되며, 파이프에 열이 골고루 전달되지 않아 변형이 발생되는 문제가 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 기술 중 하나로, 등록특허 제 10-0822252호에는 중대형 파이프 열처리 가공장치가 개시되어 있다.
도 1은 종래의 중대형 파이프 열처리 가공장치를 나타내는 도면이다. 첨부된 도 1을 참조하여 종래의 중대형 파이프 열처리 가공장치를 설명하자면, 열전도율이 높은 금속을 국부적으로 가열 또는 용해할 수 있는 유도가열부를 타설하여 공간을 효율적으로 활용할 수 있도록 하고 소둔로 전체를 가열해야 하는 에너지를 절약하며, 중대형 파이프를 이송시키는 이송부재가 일 방향으로 기울어진 상태로 구동되도록 함으로써 중대형 파이프가 열을 골고루 받아 변형이 방지되도록 하는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 종래의 중대형 파이프 열처리 가공장치를 구체적으로 설명하자면, 프레임형상의 몸체부(1), 상기 몸체부(1) 상면에 복수개가 서로 이격되어 평면상 일방향으로 기울러져 결합되며 원통의 테이퍼형상으로 축에 복수개가 결합되며 좁게 구배진 면이 서로 마주보고 이격된 대칭형상으로 상기 축에 의해 회전하는 운송부와 상기 운송부 양측에 각각 이격되어 축에 위치되고 상기 몸체부(1) 상면에 결합되는 지구베어링과 상기 지구베어링과 이격되어 축에 위치되며 체인과 결합되어 동력을 전달하는 1차스프로킷과 상기 1차스프로킷과 이격되어 축에 위치되며 체인과 결합되어 동력을 전달하는 2차스프로킷으로 구성된 이송부재(2); 상기 몸체부(1) 중앙에 위치되며 유도가열방식의 열을 가하는 유도가열부(3); 상기 몸체부(1) 양측 끝단에 위치한 이송부재(2)의 일측에 위치되며 이송부재(2)에 동력을 전달하는 감속모터부; 상기 몸체부(1) 후단 외각에 가설되며 관형상으로 유체를 이동시키는 배관부(4)와 상기 배관부(4) 일측에 복수개가 서로 이격되어 형성되며 상기 이송부재(2)의 열을 식히는 노즐부(5)와 상기 배관부(4)에 유체를 공급하는 배수부로 구성된 냉각부(6) 및 상기 냉각부(6)와 이격되어 위치되며 상기 유도가열부(3)와 냉각부(6)를 제어하는 제어부(7)를 포함하는 것이다.
그러나 상기 종래기술은, 파이프를 가열한 후 상온에서 냉각시키는 방법으로 구성되어 파이프가 외부에서 내부로 냉각되기 때문에 파이프에 크랙이 발생될 수 있는 문제가 있으며, 물이 분사되는 노즐부(5)가 이송부재(2)의 일 측에 구비되기 때문에 이송부재(2)를 골고루 냉각시키기 어려운 문제가 있다.
등록특허공보 제 10-0822252 호(2008.04.08.) 등록특허공보 제 10-1254762 호(2013.04.09.) 등록특허공보 제 10-1554711 호(2015.09.15.)
본 발명은 위와 같은 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 파이프를 외부에서 가열한 후 내부에서 냉각시키는 방법으로 파이프를 열처리하여 파이프의 강성을 향상시키면서 크랙이 발생되는 것을 방지할 수 있는 파이프 열처리 장치 및 이를 이용한 파이프 열처리 방법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 길이가 긴 파이프도 나누지 않고 한 번에 열처리할 수 있도록 구성됨으로써 파이프 용접 부위의 강성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 파이프 열처리 장치 및 이를 이용한 파이프 열처리 방법을 제공하는 데 있다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 파이프 열처리 장치는, 프레임; 상기 프레임의 상부에 결합되며 내부로 통과되는 파이프를 가열하는 가열부; 일단은 상기 프레임의 일단에 결합되고, 타단은 상기 일단으로부터 상기 가열부의 내부를 통과하는 길이만큼 연장되며, 내부에는 유로가 형성되고, 상기 타단의 끝단에는 노즐이 결합되어 상기 가열부에 의해 가열된 파이프를 내부에서 냉각시키는 냉각부; 상기 프레임의 일단에 구비되며 상기 파이프를 상기 프레임의 일단에서 타단 방향으로 슬라이드 이동시키는 이송부; 및 상기 프레임의 상부에 구비되는 한 쌍의 회전축 및 복수로 구성되어 상기 회전축의 길이 방향을 따라 일정한 간격으로 이격 설치되어 상기 파이프의 하부 일 측과 하부 타 측을 지지하는 한 쌍의 제1회전롤러를 포함하는 회전부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가열부는 내부로 통과되는 파이프가 상기 가열부의 내주연과 인접한 위치로 통과되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 노즐은 상기 파이프가 상기 가열부를 통과한 지점(a)으로부터 30 ~ 50cm 이격된 위치(b)로 냉각수를 분사하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 이송부는, 구동모터; 상기 프레임의 일 측에 구비되는 이송레일; 및 상기 구동모터에서 전달되는 동력에 의해 상기 이송레일을 따라 슬라이드 이동 가능하게 구성되어 상기 파이프를 이송시키는 이송부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 한 쌍의 회전축은 상기 구동모터에서 전달되는 동력에 의해 회전되도록 구성되어 상기 파이프를 회전시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이송부재에는 상기 파이프와 접촉되는 위치에 제2회전롤러가 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프레임의 상면에는 길이 방향을 따라 복수의 라인홈이 형성되며, 상기 제1회전롤러는 일부가 상기 라인홈의 내부로 삽입되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 파이프 열처리 장치를 이용한 파이프 열처리 방법은, 냉각부의 외부로 파이프가 삽입되는 삽입단계; 구동모터에서 전달되는 동력에 의해 이송부재가 슬라이드 이동되어 파이프가 프레임의 일단에서 타단 방향으로 슬라이드 이동되는 이동단계; 상기 이송부재에 의해 슬라이드 이동되는 파이프가 상기 가열부의 내부를 통과하게 되면서 가열되는 가열단계; 및 상기 가열부에 의해 가열된 파이프가 냉각부를 통과하면서 냉각되는 냉각단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 구동모터에서 전달되는 동력에 의해 프레임의 상부에 구비되는 한 쌍의 회전축이 회전되어 상기 회전축에 설치된 제1회전롤러가 상기 파이프를 회전시키는 회전단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이송부재에 의한 파이프의 이동속도는 0.5 ~ 1m/min으로 설정되고, 상기 제1회전롤러에 의한 파이프의 회전속도는 10 ~ 100rpm으로 설정되어, 상기 가열부에 의한 가열과 상기 냉각부에 의한 냉각이 고르게 이루어질 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 파이프 열처리 장치 및 이를 이용한 파이프 열처리 방법에 의하면, 파이프를 외부에서 가열한 후 내부에서 냉각시키는 방법으로 파이프를 열처리함으로써, 파이프의 강성을 향상시키면서 파이프에서 크랙이 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 의하면, 길이가 긴 파이프도 나누지 않고 한 번에 열처리할 수 있도록 구성됨으로써 파이프 용접 부위의 강성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 중대형 파이프 열처리 가공장치를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 파이프 열처리 장치를 나타내는 도면.
도 3은 도 2의 (c)를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 파이프 열처리 장치의 노즐과 가열부의 간격을 나타내는 도면.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 따른 파이프 열처리 장치의 실시 상태를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명에 따른 파이프 열처리 장치를 이용한 파이프 열처리 방법을 나타내는 순서도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시 예를 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, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.
본 발명은 파이프를 외부에서 가열한 후 내부에서 냉각시키는 방법으로 파이프를 열처리하여 강성을 향상시킬 수 있고, 길이가 긴 파이프도 나누지 않고 한번에 열처리할 수 있도록 구성되어 파이프의 강성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 파이프 열처리 장치 및 이를 이용한 파이프 열처리 방법에 관한 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 파이프 열처리 장치 및 이를 이용한 파이프 열처리 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 파이프 열처리 장치를 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2의 (c)를 나타내는 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 파이프 열처리 장치의 노즐과 가열부의 간격을 나타내는 도면이고, 도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 따른 파이프 열처리 장치의 실시 상태를 나타내는 도면이다.
첨부된 도 2 내지 도 5d에 따르면, 본 발명의 파이프 열처리 장치는, 프레임(10), 상기 프레임(10)의 상부에 결합되며 내부로 통과되는 파이프(60)를 가열하는 가열부(20), 일단은 상기 프레임(10)의 일단에 결합되고, 타단은 상기 일단으로부터 상기 가열부(20)의 내부를 통과하는 길이만큼 연장되며, 내부에는 유로(31)가 형성되고, 상기 타단의 끝단에는 노즐(32)이 결합되어 상기 가열부(20)에 의해 가열된 파이프(60)를 내부에서 냉각시키는 냉각부(30), 상기 프레임(10)의 일단에 구비되며 상기 파이프(60)를 상기 프레임(10)의 일단에서 타단 방향으로 슬라이드 이동시키는 이송부(40) 및 상기 프레임(10)의 상부에 구비되는 한 쌍의 회전축(51) 및 복수로 구성되어 상기 회전축(51)의 길이 방향을 따라 일정한 간격으로 이격 설치되어 상기 파이프(60)의 하부 일 측과 하부 타 측을 지지하는 한 쌍의 제1회전롤러(52)를 포함하는 회전부(50)를 포함한다.
상기 프레임(10)은 본 발명의 파이프 열처리 장치에 의해 가열되는 파이프(60)의 길이 및 상기 냉각부(30)에 의해 냉각된 파이프(60)가 지면으로 떨어지지 않도록 지지할 수 있는 길이를 합한 길이로 형성될 수 있으며, 열처리되는 파이프(60)의 규격에 따라 다양한 크기로 구성될 수 있다.
상기 프레임(10)의 상면에는 길이 방향을 따라 복수의 라인홈(11)이 형성될 수 있으며, 상기 제1회전롤러(52)는 일부가 상기 라인홈(11)의 내부로 삽입되도록 구성되어 상기 제1회전롤러(52)에 의해 지지되는 파이프(60)가 지나치게 프레임(10)과 이격되는 것을 방지할 수 있고, 상기 냉각부(30)의 노즐(32)에서 분사되어 상기 파이프(60)를 냉각시킨 냉각수(33)가 지면으로 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 라인홈(11)에는 상기 냉각부(30)의 노즐(32)에서 분사되어 상기 파이프(60)를 냉각시킨 냉각수(33)가 배출되도록 하는 배출홈(미도시)이 형성될 수 있으며, 상기 배출홈을 통해 배출된 냉각수는 별도의 배관을 따라 가이드되어 상기 냉각수(33)가 저장되는 저장탱크(34)로 이동되도록 구성될 수 있다.
상기 가열부(20)는 내부로 통과되는 파이프(60)가 상기 가열부(20)의 내주연과 인접한 위치로 통과되도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 가열부(20)는 고주파를 이용한 유도 코일 형태로 형성되는 것으로서, 인접한 물체를 가열하는 특성을 지닌 것으로 구성될 수 있다.
이 같은 경우, 상기 가열부(20)가 가장 외부에 위치된 상태에서, 상기 가열부(20)의 내부로 통과되는 파이프(60)가 상기 가열부(20)에 의해 가열되고, 상기 파이프(60)의 내부에 위치되는 냉각부(30)가 상기 가열부(20)에 의해 가열된 파이프(60)를 냉각시키게 구성되며, 이는 상기 가열부(20)가 인접한 위치를 통과하는 파이프(60)만을 가열하도록 구성되어 상기 가열부(20)에서 발생된 열이 상기 파이프(60)를 통해 상기 냉각부(30)로 전달되지 않도록 구성됨으로써 이루어질 수 있다.
이때, 상기 가열부(20)에 의해 발생되는 열은 800 ~ 880℃로 구성될 수 있으며, 상기 가열부(20)에서 발생되는 열이 800℃ 이하로 발생되는 경우 상기 파이프(60)의 열처리가 온전하게 이루어지지 않을 수 있고, 상기 가열부(20)에서 발생되는 열이 880℃ 이상으로 발생되는 경우 상기 파이프(60)를 가열시킨 열이 상기 냉각부(30)로 전달되어 상기 파이프(60)의 냉각이 온전하게 이루어지지 않을 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 가열부(20)는 내부로 통과되는 파이프(60)가 상기 가열부(20)의 외주연과 인접한 위치로 통과되도록 구성될 수도 있다.
이 같은 경우, 상기 가열부(20)가 상기 파이프(60)의 내부에 위치된 상태에서, 상기 가열부(20)의 외부로 내부로 통과되는 파이프(60)가 상기 가열부(20)에 의해 가열되고, 상기 가열부(20)의 내부 중앙을 통과하도록 구성되는 냉각부(30)가 상기 가열부(20)에 의해 가열된 파이프(60)를 냉각시키게 구성되며, 이는 상기 가열부(20)가 인접한 위치를 통과하는 파이프(60)만을 가열하도록 구성되어 상기 가열부(20)에서 발생된 열이 상기 냉각부(30)로 전달되지 않도록 구성됨으로써 이루어질 수 있다.
상기 냉각부(30)는 상기 가열부(20)에 의해 가열되는 파이프(60)의 중앙에 배치되도록 구성되는 것이 바람직하며, 이는 상기 파이프(60)를 지지하는 상기 한 쌍의 제1회전롤러(52)간의 간격과 상기 한 쌍의 제1회전롤러(52)와 냉각부(30)간의 간격 설정을 통해 구성될 수 있다. 이때, 상기 냉각부(30)에서 분사되는 냉각수는 상온으로 구성될 수 있다.
즉, 본 발명의 파이프 열처리 장치에는 열처리되는 파이프(60)의 규격에 따라 상기 제1회전롤러(52)간의 간격과 상기 제1회전롤러(52)와 냉각부(30)간의 간격을 조절할 수 있는 간격조절부(미도시)가 더 구성될 수 있으며, 상기 간격조절부는 실시 예에 따라 다양한 형태로 구성될 수 있다.
예를 들어, 상기 간격조절부는 상기 제1회전롤러(52)를 회전시키는 상기 한 쌍의 회전축(51)의 위치와 상기 냉각부(30)의 위치가 변형되도록 구성될 수 있으며, 별도의 구동모터에 의해 자동으로 서로간의 간격이 조절되도록 구성될 수 있다.
또한 ,상기 노즐(32)은 상기 파이프(60)가 상기 가열부(20)를 통과한 지점(a)으로부터 30 ~ 50cm 이격된 위치(b)로 냉각수를 분사하도록 구성될 수 있다.
이때, 상기 노즐(32)에서 분사되는 냉각수(33)의 분사각은 90 ~ 110˚로 구성될 수 있으며, 이는 열처리되는 파이프(60)의 규격에 따라 조절되도록 구성되어, 상기 파이프(60)가 가열부(20)를 통과하여 가열된 지점(a)으로부터 30 ~ 50cm 이격된 위치(b)로 냉각수가 분사되도록 구성될 수 있다.
상기 이송부(40)는, 구동모터(41), 상기 프레임(10)의 일 측에 구비되는 이송레일(42) 및 상기 구동모터(41)에서 전달되는 동력에 의해 상기 이송레일(42)을 따라 슬라이드 이동 가능하게 구성되어 상기 파이프(60)를 이송시키는 이송부재(43)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 이송레일(42)은 외주연에 나사산이 형성되는 나사레일(42a) 및 상기 나사레일(42a)과 인접한 위치에 구비되는 가이드레일(42b)을 포함할 수 있다.
즉, 상기 이송부재(43)가 상기 나사레일(42a) 및 가이드레일(42b)과 각각 결합된 상태에서, 상기 구동모터(41)에 의해 상기 나사레일(42a)이 회전되는 경우, 상기 나사레일(42a) 및 가이드레일(42b)과 각각 결합된 이송부재(43)가 상기 나사레일(42a)에서 발생되는 회전력에 의해 상기 가이드레일(42b)을 따라 슬라이드 이동되는 것이며, 이 같은 상기 이송부재(43)가 슬라이드 이동되는 구성은 다양한 실시 예에 따라 변경되어 구성될 수 있다.
특히, 상기 이송부재(43)는 단지 상기 파이프(60)를 상기 프레임(10)의 타단 방향으로 이송하기 위한 구성이므로, 상기 나사레일(42a) 및 가이드레일(42b)의 길이는 적어도 상기 이송부재(43)에 의해 슬라이드 이동되는 파이프(60)가 상기 가열부(20)를 통과하여 상기 냉각부(30)에 의해 냉각되는 지점까지 형성될 수 있다.
또한, 상기 이송부재(43)에 의해 상기 파이프(60)가 상기 가열부(20)를 통과하여 냉각부(30)까지 슬라이드 이동되어야 하므로, 상기 이송부재(43)에는 끝단에서 상기 파이프(60)와 접촉되어 상기 파이프(60)를 가열부(20)의 내부로 밀어 넣을 수 있도록 절곡되어 형성되는 절곡부(43b)가 형성될 수 있다.
상기 한 쌍의 회전축(51)은 상기 구동모터(41)에서 전달되는 동력에 의해 동일한 방향으로 회전되어 상기 제1회전롤러(52)가 회전되도록 구성됨으로써, 상기 한 쌍의 제1회전롤러(52)가 하부 일 측과 하부 타 측을 지지하고 있는 파이프(60)가 회전되도록 할 수 있다.
즉, 상기 회전부(50)는 상기 파이프(60)가 일정한 방향 및 속도로 회전되도록 하는 것이며, 더욱 상세하게는 상기 가열부(20)에 의해 가열되는 파이프(60)가 전 방위에 걸쳐 고르게 가열되도록 하고, 상기 냉각부(30)에 의해 냉각되는 파이프(60)가 전 방위에 걸쳐 고르게 냉각되도록 하는 것이다.
상기 파이프(60)가 회전부(50)에 의해 회전되도록 구성됨에 따라, 상기 이송부재(43)의 끝단에는 상기 파이프(60)에 의해 손상되는 것을 방지하기 위하여, 상기 파이프(60)와 접촉되는 위치에 제2회전롤러(43a)가 결합될 수 있다.
즉, 상기 제2회전롤러(43a)는 상기 파이프(60)가 상기 회전부(50)에 의해 회전되면서도 상기 이송부재(43)가 상기 파이프(60)를 슬라이드 이동시킬 수 있도록 하기 위한 것이며, 상기 이송부재(43)가 회전되는 파이프(60)와 접촉되면서 손상되는 것을 방지하기 위하여 상기 이송부재(43)의 끝단에서 자유 회전될 수 있도록 구성됨으로써 상기 파이프(60)의 회전에 대응되게 회전되는 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 파이프 열처리 장치를 이용한 파이프 열처리 방법을 나타내는 순서도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 파이프 열처리 장치를 이용한 파이프 열처리 방법을 나타내는 순서도이다
첨부된 도 5 및 도 6에 따르면, 본 발명의 파이프 열처리 방법의 일 실시 예와 다른 실시 예는, 삽입단계(S10), 이동단계(S20), 가열단계(S30) 및 냉각단계(S40)로 이루어질 수 있다.
상기 삽입단계(S10)는 냉각부(30)의 외부로 파이프(60)를 삽입하는 단계로서, 상기 파이프(60)의 일단은 상기 이송부재(43)와 접촉되고 상기 파이프(60)의 하부 일 측과 하부 타 측은 상기 제1회전롤러(52)와 접촉되도록 상기 파이프(60)를 본 발명의 파이프 열처리 장치에 삽입하여 열처리를 준비하는 것이다.
상기 이동단계(S20)는 구동모터(41)에서 전달되는 동력에 의해 이송부재(43)가 슬라이드 이동되어 상기 파이프(60)가 프레임(10)의 일단에서 타단 방향으로 슬라이드 이동되도록 하는 단계이다.
이때, 본 발명의 파이프 열처리 방법에는 상기 이동단계(S20) 이후 상기 구동모터(41)에서 전달되는 동력에 의해 프레임(10)의 상부에 구비되는 한 쌍의 회전축(51)이 회전되어 상기 회전축(51)에 설치된 제1회전롤러(52)가 상기 파이프(60)를 회전시키는 회전단계(S25)가 더 포함될 수 있다.
상기 이동단계(S20)에서 슬라이드 이동되는 이송부재(43)와 상기 회전단계(S25)에서 회전되는 한 쌍의 회전축(51)은 각각 하나의 구동모터(41)에 의해 회전되도록 구성될 수도 있고, 별도의 구동모터(41)에 의해 회전되도록 구성될 수도 있다.
또한, 상기 이송부재(43)에 의한 파이프(60)의 이동속도는 0.5 ~ 1m/min으로 설정될 수 있고, 상기 제1회전롤러(52)에 의한 파이프(60)의 회전속도는 10 ~ 100rpm으로 설정될 수 있다.
이에 따라, 상기 가열부(20)에 의한 가열과 상기 냉각부(30)에 의한 냉각이 고르게 이루어질 수 있다.
상기 가열단계(S30)는, 상기 이송부재(43)에 의해 슬라이드 이동되는 파이프(60)가 상기 가열부(20)의 내부를 통과하게 되면서 가열되는 일 실시 예와, 상기 이송부재(43)에 의해 슬라이드 이동되는 파이프(60)가 상기 가열부(20)의 외부를 통과하게 되면서 가열되는 다른 실시 예로 이루어지는 단계이다.
즉, 상기 가열단계(S30)는 실시 예에 따라서, 상기 파이프(60)가 상기 가열부(20)의 내부를 통과하거나 외부를 통과하는 것으로 실시 예가 나뉘는 것이다.
또한, 상기 가열부(20)에서 발생되는 열은 앞서 서술한 바와 같이 800 ~ 880℃로 구성될 수 있다.
상기 냉각단계(S40)는 상기 가열부(20)에 의해 가열된 파이프(60)가 냉각부(30)를 통과하면서 냉각되는 단계이다.
이때, 상기 냉각부(30)에서 분사되는 냉각수는 앞서 서술한 바와 같이 상온으로 구성될 수 있다.
이상 본 발명에 의하면, 파이프를 외부에서 가열한 후 내부에서 냉각시키는 방법으로 파이프를 열처리함으로써, 파이프의 강성을 향상시키면서 파이프에서 크랙이 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시 예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 알 수 있다.
10 : 프레임 11 : 라인홈
20 : 가열부
30 : 냉각부 31 : 유로
32 : 노즐 33 : 냉각수
34 : 저장탱크
40 : 이송부 41 : 구동모터
42 : 이송레일 42a : 나사레일
42b : 가이드레일 43 : 이송부재
43a : 제2회전롤러 43b : 절곡부
50 : 회전부 51 : 회전축
52 : 제1회전롤러
60 : 파이프

Claims (11)

  1. 프레임(10);
    상기 프레임(10)의 상부에 결합되며 내부로 통과되는 파이프(60)를 가열하는 가열부(20);
    일단은 상기 프레임(10)의 일단에 결합되고, 타단은 상기 일단으로부터 상기 가열부(20)의 내부를 통과하는 길이만큼 연장되며, 내부에는 유로(31)가 형성되고, 상기 타단의 끝단에는 노즐(32)이 결합되어 상기 가열부(20)에 의해 가열된 파이프(60)를 내부에서 냉각시키는 냉각부(30);
    상기 프레임(10)의 일단에 구비되며 상기 파이프(60)를 상기 프레임(10)의 일단에서 타단 방향으로 슬라이드 이동시키는 이송부(40); 및
    상기 프레임(10)의 상부에 구비되는 한 쌍의 회전축(51) 및 복수로 구성되어 상기 회전축(51)의 길이 방향을 따라 일정한 간격으로 이격 설치되어 상기 파이프(60)의 하부 일 측과 하부 타 측을 지지하는 한 쌍의 제1회전롤러(52)를 포함하는 회전부(50);
    를 포함하며,
    상기 이송부(40)는, 구동모터(41), 상기 프레임(10)의 일 측에 구비되는 이송레일(42) 및 상기 구동모터(41)에서 전달되는 동력에 의해 상기 이송레일(42)을 따라 슬라이드 이동 가능하게 구성되어 상기 파이프(60)를 이송시키는 이송부재(43)를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 열처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가열부(20)는,
    내부로 통과되는 파이프(60)가 상기 가열부(20)의 내주연과 인접한 위치로 통과되도록 구성되는 고주파 유도 코일인 것을 특징으로 하는 파이프 열처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 노즐(32)은,
    상기 파이프(60)가 상기 가열부(20)를 통과한 지점(a)으로부터 30 ~ 50cm 이격된 위치(b)로 냉각수를 분사하는 것을 특징으로 하는 파이프 열처리 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 회전축(51)은,
    상기 구동모터(41)에서 전달되는 동력에 의해 회전되도록 구성되어 상기 파이프(60)를 회전시키는 것을 특징으로 하는 파이프 열처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 이송부재(43)에는,
    상기 파이프(60)와 접촉되는 위치에 제2회전롤러(43a)가 결합되는 것을 특징으로 하는 파이프 열처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 프레임(10)의 상면에는 길이 방향을 따라 복수의 라인홈(11)이 형성되며,
    상기 제1회전롤러(52)는 일부가 상기 라인홈(11)의 내부로 삽입되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 파이프 열처리 장치.
  8. 프레임(10), 상기 프레임(10)의 상부에 결합되며 내부로 통과되는 파이프(60)를 가열하는 가열부(20), 일단은 상기 프레임(10)의 일단에 결합되고, 타단은 상기 일단으로부터 상기 가열부(20)의 내부를 통과하는 길이만큼 연장되며, 내부에는 유로(31)가 형성되고, 상기 타단의 끝단에는 노즐(32)이 결합되어 상기 가열부(20)에 의해 가열된 파이프(60)를 내부에서 냉각시키는 냉각부(30), 상기 프레임(10)의 일단에 구비되며 상기 파이프(60)를 상기 프레임(10)의 일단에서 타단 방향으로 슬라이드 이동시키는 이송부(40) 및 상기 프레임(10)의 상부에 구비되는 한 쌍의 회전축(51) 및 복수로 구성되어 상기 회전축(51)의 길이 방향을 따라 일정한 간격으로 이격 설치되어 상기 파이프(60)의 하부 일 측과 하부 타 측을 지지하는 한 쌍의 제1회전롤러(52)를 포함하는 회전부(50)를 포함하며, 상기 이송부(40)는, 구동모터(41), 상기 프레임(10)의 일 측에 구비되는 이송레일(42) 및 상기 구동모터(41)에서 전달되는 동력에 의해 상기 이송레일(42)을 따라 슬라이드 이동 가능하게 구성되어 상기 파이프(60)를 이송시키는 이송부재(43)를 포함하는 파이프 열처리 장치에 있어서,
    냉각부(30)의 외부로 파이프(60)를 삽입하는 삽입단계(S10);
    구동모터(41)에서 전달되는 동력에 의해 이송부재(43)가 슬라이드 이동되어 파이프(60)가 프레임(10)의 일단에서 타단 방향으로 슬라이드 이동되는 이동단계(S20);
    상기 이송부재(43)에 의해 슬라이드 이동되는 파이프(60)가 상기 가열부(20)의 내부를 통과하게 되면서 가열되는 가열단계(S30); 및
    상기 가열부(20)에 의해 가열된 파이프(60)가 내부에 위치한 냉각부(30)를 거치면서 냉각되는 냉각단계(S40);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 열처리 장치를 이용한 파이프 열처리 방법.
  9. 프레임(10), 상기 프레임(10)의 상부에 결합되며 내부로 통과되는 파이프(60)를 가열하는 가열부(20), 일단은 상기 프레임(10)의 일단에 결합되고, 타단은 상기 일단으로부터 상기 가열부(20)의 내부를 통과하는 길이만큼 연장되며, 내부에는 유로(31)가 형성되고, 상기 타단의 끝단에는 노즐(32)이 결합되어 상기 가열부(20)에 의해 가열된 파이프(60)를 내부에서 냉각시키는 냉각부(30), 상기 프레임(10)의 일단에 구비되며 상기 파이프(60)를 상기 프레임(10)의 일단에서 타단 방향으로 슬라이드 이동시키는 이송부(40) 및 상기 프레임(10)의 상부에 구비되는 한 쌍의 회전축(51) 및 복수로 구성되어 상기 회전축(51)의 길이 방향을 따라 일정한 간격으로 이격 설치되어 상기 파이프(60)의 하부 일 측과 하부 타 측을 지지하는 한 쌍의 제1회전롤러(52)를 포함하는 회전부(50)를 포함하며, 상기 이송부(40)는, 구동모터(41), 상기 프레임(10)의 일 측에 구비되는 이송레일(42) 및 상기 구동모터(41)에서 전달되는 동력에 의해 상기 이송레일(42)을 따라 슬라이드 이동 가능하게 구성되어 상기 파이프(60)를 이송시키는 이송부재(43)를 포함하는 파이프 열처리 장치에 있어서,
    냉각부(30)의 외부로 파이프(60)를 삽입하는 삽입단계(S10);
    구동모터(41)에서 전달되는 동력에 의해 이송부재(43)가 슬라이드 이동되어 파이프(60)가 프레임(10)의 일단에서 타단 방향으로 슬라이드 이동되는 이동단계(S20);
    상기 이송부재(43)에 의해 슬라이드 이동되는 파이프(60)가 상기 가열부(20)의 외부를 통과하게 되면서 가열되는 가열단계(S30); 및
    상기 가열부(20)에 의해 가열된 파이프(60)가 내부에 위치한 냉각부(30)를 거치면서 냉각되는 냉각단계(S40);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 열처리 장치를 이용한 파이프 열처리 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    구동모터(41)에서 전달되는 동력에 의해 프레임(10)의 상부에 구비되는 한 쌍의 회전축(51)이 회전되어 상기 회전축(51)에 설치된 제1회전롤러(52)가 상기 파이프(60)를 회전시키는 회전단계(S25);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 열처리 장치를 이용한 파이프 열처리 방법.
  11. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 이송부재(43)에 의한 파이프(60)의 이동속도는 0.5 ~ 1m/min으로 설정되고, 상기 제1회전롤러(52)에 의한 파이프(60)의 회전속도는 10 ~ 100rpm으로 설정되어, 상기 가열부(20)에 의한 가열과 상기 냉각부(30)에 의한 냉각이 고르게 이루어질 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 파이프 열처리 장치를 이용한 파이프 열처리 방법.
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