KR101941226B1

KR101941226B1 - 탈탄 방지 진동소입장치 및 탈탄 방지 진동소입방법

Info

Publication number: KR101941226B1
Application number: KR1020170138474A
Authority: KR
Inventors: 임만승; 여태식; 이우종
Original assignee: 대원강업주식회사
Priority date: 2017-10-24
Filing date: 2017-10-24
Publication date: 2019-01-22

Abstract

본 발명은 탈탄 방지 진동소입장치 및 탈탄 방지 진동소입방법에 관한 것으로, 그 목적은 피처리물의 소입과정에서 피처리물의 주변에 형성되는 주변에 형성되는 수증기막을 파괴하여 피처리물의 냉각속도가 저하되는 것으로 방지하고, 이를 통해 탈탄을 방지한 탈탄 방지 진동소입장치 및 진동소입방법을 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 물 또는 오일이 저장되는 수조; 상기 수조의 일측 상단부에 배치되며, 힌지축을 매개로 수조와 결합되어 힌지축을 중심으로 회전하여 수조의 내부로 투입되는 회전판; 상기 수조에 설치되며, 회전판과 연결되어 회전판을 회전시키는 구동기구; 상기 회전판과 함께 움직이도록 회전판에 결합되되, 다수의 스프링 유닛을 매개로 회전판과 결합되며, 가열된 피처리물이 고정되는 진동판; 및 상기 회전판 또는 진동판에 설치되어 진동판을 진동시킴으로서, 피처리물의 주변에 형성되는 수증기막을 파괴하는 진동기구;로 구성된 것을 특징으로 하는 탈탄 방지 진동소입장치 및 이러한 탈탄 방지 진동소입장치에 의해 구현되는 진동소입방법을 제공한다.

Description

탈탄 방지 진동소입장치 및 탈탄 방지 진동소입방법{Quenching apparatus with vibration structure for anti-decarbonization and Quenching method using that}

본 발명은 소입작업에 사용되는 진동소입장치 및 진동소입방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피처리물의 소입작업과정에서 피처리물의 주변에 형성되는 수증기막을 파괴하여 피처리물이 탈탄 발생 온도 범위에서 신속하게 냉각될 수 있도록 함으로서 피처리물의 탈탄을 방지할 수 있도록 이루어진 탈탄 방지 진동소입장치 및 진동소입방법에 관한 것이다.

일반적으로 소입(Quenching)은 금속 또는 합금 재료의 열처리 조작의 하나로서, 고온의 금속 또는 합금을 급랭시켜 조직 내부에서 일어나는 변화를 막아 고온에서의 안정상태 또는 중간상태를 유지시키는 조작으로, 가열된 금속 또는 합금을 물 또는 오일 속에 장입하는 방식으로 실시된다.

이러한 소입은 현가장치의 부품으로 사용되는 코일스프링이나 스테빌라이저바의 열처리 과정에서도 실시되고 있다.

도 1은 스테빌라이저바의 소입작업에 사용되는 소입장치의 측면도를 도시하고 있다.

종래 스테빌라이저바의 소입작업에 사용되는 소입장치는 물 또는 오일이 저장되는 수조(10)와, 상기 수조(10)의 일측에 마련되어 피처리물인 스테빌라이저바를 고정하며 스테빌라이저바와 함께 수조의 내부로 장입되거나 수조 밖으로 꺼내지도록 회전하는 소입치구(20)로 구성된다.

한편, 상기 소입치구(20)는 수조(10)의 일측에 힌지결합되어 힌지축(H)을 중심으로 회전하면서 하강하여 수조(10)의 내부로 투입되거나, 반대방향으로 회전하여 수조 밖으로 꺼내지는 회전판(21)과, 상기 회전판(21)을 공정에 맞추어 요구되는 방향으로 회전시키는 구동기(22)로 구성되며, 상기 회전판(21)에 가열된 스테빌라이저바가 고정되어 회전판(21)의 회전동작에 의해 소입이 이루어지도록 구성되어 있다.

이러한 소입장치를 이용하여 스테빌라이저바의 소입작업을 실시함에 있어서, 고온으로 가열된 스테빌라이저바를 물이나 오일에 장입하여 급랭시킬 때, 냉각속도가 느릴 경우 탈탄현상이 발생된다. 참고로 탈탄은 탄소강 표면에서 탄소가 빠져나가는 현상으로서, 이러한 탈탄이 발생할 경우 제품의 표면 물성 저하로 인해 제품의 내구성이 감소하게 된다.

한편, 스테빌라이저바의 소입시, 고온으로 가열된 스테빌라이저바 물에 들어갈 때 수증기가 발생되며, 이러한 수증기로 인해 제품의 주변에 수증기막이 형성되면서 물과 제품의 접촉을 방해함에 따라 냉각속도가 저하되고, 그만큼 탈탄의 위험도 증가하게 된다.

한편, 종래에는 탈탄의 발생을 방지하기 위하여 제품의 장입시 회전판을 위아래로 흔들어주는 방식을 사용하고 있으나, 종래 사용되고 있는 소입장치는 모터를 이용하여 회전판을 위아래로 회전시키는 방식으로, 상하로 흔드는 속도가 빠르지 못하여 제품의 주변에 형성되는 수증기막을 충분하게 파괴할 수 없었다.

공개특허공보 제10-2010-0129593호(2010.12.09.공개)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 피처리물의 소입과정에서 피처리물의 주변에 형성되는 주변에 형성되는 수증기막을 파괴하여 피처리물의 냉각속도가 저하되는 것으로 방지하고, 이를 통해 탈탄을 방지한 탈탄 방지 진동소입장치 및 진동소입방법을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 물 또는 오일이 저장되는 수조; 상기 수조의 일측 상단부에 배치되며, 힌지축을 매개로 수조와 결합되어 힌지축을 중심으로 회전하여 수조의 내부로 투입되는 회전판; 상기 수조에 설치되며, 회전판과 연결되어 회전판을 회전시키는 구동기구; 상기 회전판과 함께 움직이도록 회전판에 결합되되, 다수의 스프링 유닛을 매개로 회전판과 결합되며, 가열된 피처리물이 고정되는 진동판; 및 상기 회전판 또는 진동판에 설치되어 진동판을 진동시킴으로서, 피처리물의 주변에 형성되는 수증기막을 파괴하는 진동기구;로 구성된 것을 특징으로 하는 탈탄 방지 진동소입장치를 제공한다.

한편 상기 탈탄 방지 진동소입장치에 있어서, 상기 진동기구는 진동판에 설치된 하나 이상의 진동모터로 구성될 수 있다.

또한 본 발명은 피처리물을 가열하는 단계(S10); 가열된 피처리물을 진동판에 고정하고, 상기 진동판과 결합된 회전판의 회전동작을 통해 진동판 및 피처리물을 물 또는 오일에 장입시키는 단계(S20); 및 피처리물이 물 또는 오일에 장입되는 순간부터 피처리물이 고정된 진동판을 진동시켜 피처리물의 진동을 유도함으로서 피처리물의 주변에 형성되는 수증기막을 파괴하는 단계(S30):로 이루어진 것을 특징으로 하는 탈탄 방지 진동소입방법을 제공한다.

한편 상기 탈탄 방지 진동소입방법에 있어서, 상기 S30 단계는, 진동판을 진동시키는 것과 함께 회전판을 수조 내에서 상하로 반복적으로 회전시켜 흔드는 것이 바람직하다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 소입과정에서 피처리물의 주변에 형성된 수증기막을 고진동을 이용하여 물리적으로 파괴함으로서 피처리물의 냉각속도가 저하되는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 냉각속도의 저하로 인한 탈탄의 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 스테빌라이저바의 소입작업에 사용되는 소입장치의 측면도,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진동소입장치의 측면도,
도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진동소입장치의 평면도,
도 4 는 본 발명에 따른 회전판의 회전동작에 의해 피처리물이 장입된 상태를 나타낸 측면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진동소입장치의 측면도를, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진동소입장치의 평면도를, 도 4는 본 발명에 따른 회전판의 회전동작에 의해 피처리물이 장입된 상태를 나타낸 측면도를 도시하고 있다.

본 발명에 따른 진동소입장치는 피처리물(W)의 장입시 피처리물에 고진동을 발생시켜 피처리물(W)의 주변에 형성되는 수증기막을 파괴할 수 있도록 한 것으로, 수조(110), 회전판(120), 구동기구(130), 진동판(140), 진동기구(150)로 구성된다.

상기 수조(110)는 피처리물(W)이 장입되는 물 또는 오일이 저장되는 용기로서, 피처리물의 장입과 이탈이 이루어질 수 있도록 상단이 개방된 구조로 형성된다.

상기 회전판(120)은 수조(110)의 일측 상단부에서 수평한 자세를 갖도록 설치되되, 힌지축(H)을 매개로 수조(110)와 결합되어 힌지축(H)을 중심으로 회전하면서 수조(110)의 내부로 삽입되도록 구성된다.

참고로, 상기 회전판(120)의 회전동작에 의해 피처리물(W)은 수조(110) 내부의 물 또는 오일로 장입되고, 물 또는 오일 밖으로 꺼내진다.

상기 구동기구(130)는 회전판(120)을 작동시키는 것으로, 수조(110)에 고정되게 설치되고, 상기 회전판(120)과 연결되어 회전판(120)을 회전시키도록 구성된다.

이러한 구동기구(130)는 수조(110)에 고정되게 설치되는 모터(131)와, 상기 모터(131)와 회전판(120)의 힌지축(H)을 연결하여 모터(131)의 회전력을 힌지축(H)으로 전달하는 다수의 기어를 포함하는 기어박스(132)로 구성될 수 있다.

상기 진동판(140)은 회전판(120)과 함께 움직이도록 회전판(120)과 결합되되, 회전판(120)과 별도로 진동할 수 있도록 다수의 스프링 유닛(160)을 매개로 회전판(120)과 결합되며, 상부에 피처리물(W)이 고정된다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진동판(140)은 회전판(120)의 상부에서 회전판(120)으로부터 이격되게 배치되며, 다수의 스프링 유닛(160)을 매개로 회전판(120)과 연결되어 회전판(120)과 함께 수조(110)의 내부로 삽입되거나 수조(110) 밖으로 꺼내지도록 구성된다.

또한, 상기 스프링 유닛(160)은 두 고정판(161,162)의 사이에 하나 이상의 코일스프링(163)이 설치된 것으로 이루어지며, 상부의 고정판(161)은 진동판(140)에 고정되고, 하부의 고정판(162)은 회전판(120)에 고정되게 설치되어 회전판(120)과 진동판(140)을 연결하게 된다.

또한, 상기 진동판(140)의 상부에는 피처리물(W)의 고정하는 지지구조가 마련되며, 이러한 지지구조는 피처리물(W)에 따라 다양하게 구성될 수 있다.

참고로, 도 2 및 3에는 스테빌라이저바를 고정하기 위하여 다수의 거치대(141)와 클램프(142)가 진동판(140)의 상부에 설치된 구조가 도시되어 있다.

상기 진동기구(150)는 진동판(140)의 진동을 통해 피처리물(W)을 진동시키는 것으로, 회전판(120) 또는 진동판(140)에 설치될 수 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따는 진동기구(150)는 편심추의 회전을 통해 진동을 발생하는 공지의 진동모터로 구성되며, 2개의 진동모터가 진동판(140)의 좌우 양측에 분산되게 설치되어 진동을 발생하도록 구성된다.

상기와 같은 구성된 진동소입장치를 이용하여 구현되는 본 발명에 따른 진동소입방법은 피처리물(W)을 가열하는 단계(S10); 가열된 피처리물(W)을 진동판(140)에 고정하고, 상기 진동판(140)과 결합된 회전판(120)의 회전동작을 통해 진동판(140) 및 피처리물(W)을 물 또는 오일에 장입시키는 단계(S20); 피처리물(W)이 물 또는 오일에 장입되는 순간부터 피처리물(W)이 고정된 진동판(140)을 진동시켜 피처리물(W)의 진동을 유도함으로서 피처리물(W)의 주변에 형성되는 수증기막을 파괴하는 단계(S30):로 이루어진다.

상기 S10 단계는 피처리물(W)을 가열하는 공정으로, 연료의 연소를 통해 피처리물(W)을 가열하는 연소로를 이용하여 피처리물(W)을 가열하거나, 피처리물(W)에 전기를 흘려보내는 통전가열방식으로 피처리물(W)을 가열할 수 있다.

상기 S20 단계는 가열된 피처리물(W)을 진동판(140)의 상부에 고정하고, 회전판(120)이 수조(110)의 내부로 투입되도록 작동시켜 진동판(140)에 고정된 피처리물(W)을 수조(110)의 물 또는 오일에 장입시키는 것으로 이루어지게 된다.

상기 S30 단계는 피처리물(W)의 장입과 함께 피처리물(W)을 진동시켜 피처리물(W)의 주변에 형성되는 수증기막을 파괴하는 공정으로, 진동판(140)에 설치되는 진동모터를 작동시켜 진동을 발생시키고, 이러한 진동에 의해 진동판(140)이 진동하면서 피처리물(W)을 진동시키게 된다.

한편, 상기 진동모터에 의해 발생되는 진동은 수십㎐의 고진동으로 피처리물(W)의 주변에 연속적으로 형성되는 수증기막을 물리적으로 파괴시킴으로서, 수증기막에 의한 냉각속도의 저하를 방지하게 되며, 특히 탈탄이 발생하는 온도범위인 750~900℃에서 집중적으로 진동을 발생시킴으로서 탈탄 발생을 방지할 수 있게 된다.

또한, 진동판(140)의 진동과 더불어 회전판(120)을 수조(110) 내에서 상하로 흔들어주게 되면, 진동에 의해 파괴된 수증기막이 수조(110)의 내부로 분산됨으로서 수증기로 인한 냉각속도의 저하를 더욱 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110: 수조
120: 회전판
130: 구동기구
140: 진동판
150: 진동기구
160: 스프링 유닛

Claims

물 또는 오일이 저장되는 수조;
상기 수조의 일측 상단부에 배치되며, 힌지축을 매개로 수조와 결합되어 힌지축을 중심으로 회전하여 수조의 내부로 투입되는 회전판;
상기 수조에 설치되며, 회전판과 연결되어 회전판을 회전시키는 구동기구;
상기 회전판과 함께 움직이도록 회전판에 결합되되, 다수의 스프링 유닛을 매개로 회전판과 결합되며, 가열된 피처리물이 고정되는 진동판; 및
상기 회전판 또는 진동판에 설치되어 진동판을 진동시킴으로서, 피처리물의 주변에 형성되는 수증기막을 파괴하는 진동기구;로 구성된 것을 특징으로 하는 탈탄 방지 진동소입장치.
청구항 1에 있어서,
상기 진동기구는 진동판에 설치된 하나 이상의 진동모터로 구성된 것을 특징으로 하는 탈탄 방지 진동소입장치.
피처리물을 가열하는 단계(S10);
가열된 피처리물을 진동판에 고정하고, 상기 진동판과 결합된 회전판의 회전동작을 통해 진동판 및 피처리물을 물 또는 오일에 장입시키는 단계(S20); 및
피처리물이 물 또는 오일에 장입되는 순간부터 피처리물이 고정된 진동판을 진동시켜 피처리물의 진동을 유도함으로서 피처리물의 주변에 형성되는 수증기막을 파괴하는 단계(S30):로 이루어진 것을 특징으로 하는 탈탄 방지 진동소입방법.
청구항 3에 있어서,
상기 S30 단계는 진동판에 설치된 진동모터를 작동시켜 진동판을 진동시키는 것을 특징으로 하는 탈탄 방지 진동소입방법.
청구항 3에 있어서,
상기 S30 단계는, 진동판을 진동시키는 것과 함께 회전판을 수조 내에서 상하로 반복적으로 회전시켜 흔드는 것을 특징으로 하는 탈탄 방지 진동소입방법.