KR102116775B1 - 빌렛에 대한 하이브리드 구배 가열 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 하이브리드 구배 가열 시스템은 압출 공정 진행 예정인 빌렛이 투입되어진 상태에서 상기 빌렛의 길이 방향을 따라 분할된 복수의 구배 가열 영역 상에 상이한 복사에너지를 발산하여 온도 구배를 가능하게 하는 구배 가열로를 포함하고, 상기 구배 가열로는, 상기 빌렛이 투입되는 공간이 형성된 중공 형상의 구배 가열관; 상기 복수의 구배 가열 영역 각각에서 상기 구배 가열관의 원주 방향을 따라 일정 간격으로 배치되어 복사에너지를 발산하는 복수의 근적외선 히터; 상기 구배 가열관의 내면 상에 배치된 상태에서 상기 복수의 근적외선 히터에서 발산되는 복사에너지를 빌렛 상으로 공급하는 기능을 하는 반사판; 상기 구배 가열관 내부에 빌렛의 원활한 이송을 위해 축방향을 따라 설치되는 이송 레일;을 포함한다.

Description

빌렛에 대한 하이브리드 구배 가열 시스템{hybrid taper heating system about supplied billet}

본 발명은 빌렛에 대한 하이브리드 구배 가열 시스템을 제공하는 것으로서, 빌렛의 구배 가열을 위해 균일 가열부와 구배 가열부가 조합된 형태의 하이브리드 구배 가열 기술에 관한 것이다.

열간압출은 컨테이너와 다이 내에서 큰 압축 응력을 받기 때문에 가공하기 어려운 고온 재료를 가공할 때 많이 이용된다. 한편, 압출 과정에서 발생하는 마찰열과 변형열로 인한 압출재 온도상승으로 인해 압출재의 길이방향 기계적 특성 편차가 발생하는바, 이를 최소화하기 위해 빌렛 가열 시에 구배 가열이나 압출 후에 냉각 방법을 개선하는 기술이 요구된다.

압출 소재는 치수 정밀도 및 균일도와 같은 기계적 특성에 따라 적용될 수 있는 산업 분야가 결정되는데, 자동차와 같은 고정밀도 및 고신뢰성을 요구하는 분야에 적용하기 위해서는 압출 및 인발 공정기술 뿐만 아니라 후속 열처리·표면 처리 등의 부대 기술의 수준이 향상돼야 한다.

고정밀 압출재를 제조하기 위한 공정기술로 등온 및 등속 압출 시스템이 양산에 적용되고 있는데, 등온 및 등속 압출 시스템은 압출 출구에서 비접촉식 온도계로 온도를 측정해 압출 공정을 관리하는 것으로 출구 온도 및 압출 속도를 일정하게 제어해 생산성 향상과 더불어 형재의 품질을 균일하게 유지할 수 있다.

한편, 등온 압출을 실현하기 위해서는 컨테이너와 빌렛 가열로의 Taper Heating System 구축 및 온도 구배에 대한 자료 확보가 매우 중요함에 따라 금형, 빌렛 가열 온도 등의 자동조절 System 개발이 우선 과제이다.

공급된 빌렛에 대한 반용융 성형이 가능하기 위해서는 무엇보다 소재의 길이 방향과 단면 전체에 걸쳐서 균일한 온도 제어가 필요하게 된다.

압출재의 온도를 균일하게 유지하기 위해서는 압출 과정에서의 압출재 온도 상승을 고려하여 빌렛에 미리 온도 구배를 부여하는 구배 가열 기술이 필요하다.

기존에는 공급된 빌렛에 대한 전체적인 균일 가열을 중심으로 한 기술 방안이 주로 제시되어 왔지만, 빌렛에 대한 순차적인 온도 구배 형성 기술, 빌렛의 표면 상에 대한 실시간 온도 측정을 정밀하게 수행하는 기술을 제공하는 데에는 한계점이 있다는 문제점이 있다.

솔리드 빌렛 가열장치를 제시하는 종래의 문헌으로는 등록특허 제10-6058827호 및 제10-0465406호를 참조할 수 있다.

제10-6058827호에서는 솔리드 빌렛의 가열시 가열에 따른 온도 분포를 일정하게 할 수 있으며, 빌렛의 투입과 배출을 원활하게 하는 내용을 개시하는 한편, 제10-0465406호에서는 인입구와 배출구를 가지면서 내부에는 빌렛 이송롤러 및 가열버너가 장착된 가열로와, 배출구의 일측에 배치되면서 도어가 이송가능하게 장착된 도어개폐가이드 사이에 배치되는 테이퍼 히팅장치를 제공한다.

(특허문헌 1) KR10-6058827 B

(특허문헌 2) KR10-0465406 B

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하고자 하는 것으로서, 압출 가공을 행하기 전에 가열로 내부에 투입된 빌렛은 균일 가열부에서 전체가 균일한 온도로 가열된 뒤에 구배 가열부로 이동하며, 상기 구배 가열부에서는 빌렛의 길이 방향을 따라 영역 별로 상이한 복사 에너지를 발산하는 과정을 통해 빌렛 상에 사전에 온도 구배를 부여하게 되는 하이브리드 구배 가열 시스템을 제공하는 것이 목적이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 하이브리드 구배 가열 시스템은 압출 공정 진행 예정인 빌렛이 투입되어진 상태에서 상기 빌렛의 길이 방향을 따라 분할된 복수의 구배 가열 영역 상에 상이한 복사에너지를 발산하여 온도 구배를 가능하게 하는 구배 가열로를 포함하고, 상기 구배 가열로는, 상기 빌렛이 투입되는 공간이 형성된 중공 형상의 구배 가열관; 상기 복수의 구배 가열 영역 각각에서 상기 구배 가열관의 원주 방향을 따라 일정 간격으로 배치되어 복사에너지를 발산하는 복수의 근적외선 히터; 상기 구배 가열관의 내면 상에 배치된 상태에서 상기 복수의 근적외선 히터에서 발산되는 복사에너지를 빌렛 상으로 공급하는 기능을 하는 반사판; 상기 구배 가열관 내부에 빌렛의 원활한 이송을 위해 축방향을 따라 설치되는 이송 레일;을 포함한다.

상기 구배 가열로는 복수개가 직렬 또는 병렬로 배치된다.

상기 근적외선 히터는 U 자형 할로겐 램프이다.

상기 이송 레일 상에는 그 길이 방향을 따라 상단 상에 롤러가 배치된다.

상기 구배 가열관은 상기 복수의 구배 가열 영역 사이에 배치된 복수의 히터 고정대를 포함하고, 상기 복수의 히터 고정대를 통해 상기 근적외선 히터가 상기 복수의 구배 가열 영역 별로 고정 설치된다.

상기 반사블럭은 상기 근적외선 히터를 향해 소정의 곡률을 갖도록 오목하게 형성된 호 형상의 반사판을 갖는다.

상기 반사판은 금으로 코팅 처리된다.

상기 이송 레일은 상기 구배 가열관 내부 하단 상에 한쌍이 대칭적으로 설치된다.

상기 이송 레일 상에는 빌렛의 표면 온도에 대한 고속 변화를 감지하기 위한 열전대가 설치된다.

상기 구배 가열관 상에는 냉각수 공급관이 설치된다.

상기 하이브리드 구배 가열 시스템은, 상기 구배 가열로에 연결배치되어져 투입된 빌렛에 대한 균일 온도 가열을 실시하는 균일 가열로를 더 포함하고, 상기 균일 가열로는, 상기 빌렛이 투입되는 공간이 형성된 중공 형상의 균일 가열관; 상기 균일 가열관의 원주 방향을 따라 일정 간격으로 배치되어 복사에너지를 발산하는 복수의 근적외선 히터; 상기 균일 가열관의 내면 상에 배치된 상태에서 상기 복수의 근적외선 히터에서 발산되는 복사에너지를 빌렛 상으로 공급하는 기능을 하는 반사판; 상기 균일 가열관 내부에 빌렛의 원활한 이송을 위해 축방향을 따라 설치되는 이송 레일;을 포함한다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 하이브리드 구배 가열 시스템은 가열로 내부에 빌렛이 투입된 이후에 균일 가열부에서 전체가 균일한 온도로 가열된 이후에 구배 가열부로 이동하며, 구배 가열부에서는 빌렛 길이 방향을 따라 영역 별로 상이한 복사 에너지를 발산하는 과정을 통해 압출 가공을 행하기 전 공급된 빌렛 상에 온도 구배를 부여하게 된다.

즉, 구배 가열부를 통해 유효한 온도 구배를 공급받는 빌렛의 전방에서는 높은 온도를 유지하게 하는 동시에 빌렛의 후방에서는 낮은 온도를 유지하게 함으로써 압출 과정에서 발생하는 빌렛의 온도 상승을 방지 및 상쇄하게 한다.

본 제안기술은 가열로 내부에서 빌렛의 원활한 이송을 위해 가열로의 축 방향을 따라 배치되는 이송 레일과 이송 레일 상의 롤러가 조합된 시스템을 설치하며, 가열로 내부의 모든 부품은 금 도금을 실시하여 히터의 복사열을 지속적으로 반사시키게 한다.

본 발명은 고효율 열원인 근적외선 히터(NIR)인 U자형 할로겐 램프를 통한 가열을 통해 빌렛의 온도를 정밀 제어하게 하는데, 빌렛의 온도 상승을 고려한 구배 가열을 통해 등온 압출 구현을 가능하게 하는 동시에 압출 빌렛의 품질과 생산성을 향상하게 한다. 특히, 본 발명은 압출 온도 관리가 중요한 고력 알루미늄 압출의 생산성 및 품질 향상에 중대한 기여를 한다.

본 발명은 코닉 모양의 반사판 적용을 통한 복사 에너지 집광을 기하고, 반사판의 반사 효율 향상을 위하여 Gold 코팅을 실시하고, 코팅 증발 방지를 위한 수냉 방식을 적용한다.

한편, 가열로 상에 배치되는 빌렛 이송 레일과 레일 상에 설치된 롤러의 산화 방지를 위한 수냉 방식을 적용한다.

한편, 빌렛 표면 온도의 고속 변화를 감지하기 위해서 접촉시에 열전대를 사용하고, 열전대의 열화 방지 및 온도 측정의 정확성 향상을 위해서 열전대 상에 수냉을 적용한다.

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 구배 가열 시스템에서 구배 가열로 및 균일 가열로가 직렬로 배치된 상태를 보인다.
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 구배 가열 시스템을 이루는 가열로의 일반적인 구성을 보이는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 구배 가열 시스템을 이루는 가열로의 반경 방향을 따른 횡단면을 보인다
도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 구배 가열 시스템을 이루는 가열로의 반경 방향을 따른 종단면을 보이는 것으로서, 도 3의 A-A에 따른 단면을 보인다.
도 5는 본 발명에 따른 하이브리드 구배 가열 시스템을 이루는 가열로의 반경 방향을 따른 종단면을 보이는 것으로서, 도 3의 B-B에 따른 단면을 보인다.
도 6은 열전대가 장착된 수냉식 빌렛 이송 레일부의 길이 방향을 따른 단면을 보인다.
도 7은 열전대가 장착된 수냉식 빌렛 이송 레일부의 평면도를 보인다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 본 발명에 따른 빌렛에 대한 하이브리드 구배 가열 시스템을 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 하이브리드 구배 가열 시스템은 압출 공정 진행 예정인 빌렛이 투입되어진 상태에서 상기 빌렛의 길이 방향을 따라 분할된 복수의 구배 가열 영역 상에 상이한 복사에너지를 발산하여 온도 구배를 가능하게 하는 구배 가열로(100) 및 구배 가열로(100)에 직렬 또는 병렬로 연결배치되어져 투입된 빌렛에 대한 균일 온도 가열을 실시하는 균일 가열로(200)를 포함한다.

본 발명에 따른 하이브리드 구배 가열 시스템은 구배 가열로(100)를 단독으로 사용하여 온도 구배를 가능하게 하지만, 도 1과 같이 구배 가열로(100)의 전단 내지 후단 상에 균일 가열로(200)를 직렬로 연결 배치하여 사용하거나, 한편 복수의 구배 가열로(100)를 병렬로 배치하여 복수의 빌렛을 동시에 투입하는 방식으로 사용하는 것도 가능할 수 있다.

복수의 구배 가열로를 병렬로 배치하는 경우는 압출 생산 속도에 따라 가열로 개수를 증가하는 것으로서, 근적외선 히터인 램프의 구배 가열 영역(Zone) 별 출력 제어를 통한 빌렛 온도 구배 가열을 행한다.

도 2 내지 도 7을 참조하면, 상기 구배 가열로(100)는 빌렛이 투입되는 공간이 형성된 중공 형상의 구배 가열관(110), 구배 가열관(110) 내에 그 길이 방향을 따라 분할된 복수의 구배 가열 영역(D) 각각에서 구배 가열관(110)의 원주 방향을 따라 일정 간격으로 배치되어 복사에너지를 발산하는 복수의 근적외선 히터(120), 구배 가열관(110)의 내면 상에 배치된 상태에서 복수의 근적외선 히터(120)의 일측 영역을 감싸는 형태로 배치되어져 근적외선 히터(120)에서 발산되는 복사에너지를 빌렛 상으로 공급하는 기능을 하는 반사블럭(130), 구배 가열관(110) 내부에 빌렛의 원활한 이송을 위해 축방향을 따라 설치되는 이송 레일(140)을 포함한다.

구배 가열관(110)은 전체적으로 중공 원통 형상을 갖게 되는데, 분할된 복수의 구배 가열 영역(D) 사이에 히터 고정대(112)가 배치되어져 복수의 근적외선 히터(120)의 설치를 가능하게 한다. 즉, 한쌍의 히터 고정대(112) 사이에 하나의 구배 가열 영역이 배치된 상태에서 ㄷ 형상을 갖는 근적외선 히터(120)의 양측단이 상기 한쌍의 히터 고정대(112) 상에 고정되어진다. 구체적으로, ㄷ 형상을 갖는 근적외선 히터(120)의 양측의 굴곡진 부분이 한쌍의 히터 고정대(112) 상에 고정되고, 중앙 부분은 구배 가열관(110)의 내면으로부터 소정거리 이격된 상태로 배치된다.

근적외선 히터(120)는 U자 형상의 근적외선 히터인 할로겐 램프를 적용하여 복사 에너지를 방출한다. 상기 근적외선 히터(120)는 구배 가열관(110)의 원주 방향을 따라 균일 간격으로 배치하는데, 예를 들어 24개를 등간격으로 배치한다.

분할된 구배 가열 영역이 3개인 경우에는 24개씩 총 3영역으로 구성하는바, 72개의 근적외선 히터를 사용할 수 있다.

상기 복수의 근적외선 히터(120)는 분할된 구배 가열 영역 별로 독립적으로 제어된다. 구체적으로, 구배 가열관의 복수의 구배 가열 영역(D) 각각을 1개의 존(Zone)으로 정의하고, 상기 각각의 존 별로 온도를 독립적으로 제어한다.

상기 각각의 존에는 각 구배 가열 영역의 온도 측정을 위한 열전대(150)가 개별적으로 배치된다. 별도의 제어기는 열전대(150)에서 측정된 빌렛의 온도를 바탕으로 각각의 존에 배치된 복수의 근적외선 히터에 피드백 제어하여 목표 온도로 가열한다. 즉, 복수의 근적외선 히터를 개별적으로 제어함으로써 복수의 존들에 대한 온도 제어를 독립적으로 한다.

복수의 근적외선 히터는 기본적으로 복사에 의한 열전달을 주로 하여 열전달 효율이 양호하고, 상기 복수의 근적외선 히터 후면의 반사블럭(130)을 통해 사방으로 분산되는 적외선을 일방향으로 집중시킬 수 있어 에너지 효율이 좋게 된다.

본 발명 상에서 근적외선 히터(120)는 할로겐 램프를 사용하는 방식인바, 램프의 표면과 반사부의 청정도가 매우 중요하므로 램프부의 청정화를 위해 램프의 전방에 램프 보호 플레이트로서 석영 또는 내열유리를 포함하는 보호 유리를 배치할 수 있다. 여기에서, 할로겐 램프는 85%가 복사열이고 10%가 대류에 의한 열전달이므로 전방에 보호 유리를 배치하는 경우에도 효율에 크게 영향이 없게 된다.

반사블럭(130)은 구배 가열관(110) 내에서 근적외선 히터(120)의 후방에 배치되어지는데, 근적외선 히터(120)와 구배 가열관(110)의 내면 사이에서 상기 근적외선 히터를 향해 그 내측면이 소정의 곡률을 갖도록 오목하게 형성된 호 형상을 갖는다. 반사블럭(130)은 구배 가열관(110)의 원주를 따라 오목한 형상의 반사면이 연이어져 형성된 형태를 가진다.

상기 반사블럭(130)은 구배 가열관(110)의 내면을 따라 원주 방향으로 배열된 복수의 근적외선 히터(120)의 일측 영역을 감싸는 형태일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 복수의 근적외선 히터(120) 각각에 대해 그 일측 영역을 개별 단위로 감싸는 형태로 제작할 수 있다. 근적외선 히터(120)의 일측 영역에 배치된 반사블럭(130)은 근적외선 히터(120)의 일측 영역으로 방출되는 적외선을 타측 영역으로 방향 전환하도록 한다.

상기 반사블럭(130)의 내측면에 해당하는 반사면 상에는 골드 코팅과 세라믹 코팅을 사용할 수 있다. 반사면은 금으로 코팅 처리되어 반사블럭의 반사 효율을 향상하고, 구배 가열관(110)의 축 방향을 따라 반사블럭의 내부 상에는 반사 냉각 유로가 형성되어 코팅 증발을 방지한다.

이송 레일(140)은 구배 가열관(110)의 축 방향을 따라 구배 가열관(110)의 내부 하단 상에 한쌍이 대칭적으로 배치된 상태에서 구배 가열관 내로 진입하는 빌렛을 지지한 상태에서 안정적으로 이송하게 한다.

이송 레일(140)은 구배 가열관의 축 방향을 따라 길게 연장되되 구배 가열관의 내면으로부터 반경 방향으로 돌출 형성되는 레일 바디(141), 레일 바디(141)의 내부 상에 구배 가열관의 축 방향을 따라 형성되는 레일 냉각 유로(142), 냉각 유로(142)의 양측 상에 연통하도록 형성되는 유입구(143) 및 유출구(144), 레일 바디(141)의 상단 상에 구름 운동 가능하게 결합되는 롤러(145), 레일 바디(141)에 형성된 온도 감지홀(146) 상에 배치된 열전대(150)를 포함한다.

한편, 이송 레일(140) 상에 적용되는 열전대(150)는 일 실시예로서 근적외선 히터인 할로겐 램프에 적용하는 것이고, 일반적인 가스 가열 방식에 의해서도 사용될 수 있는 부분인바, 일반적인 빌렛 가열 시스템에서도 적용될 수 있다.

레일 바디(141)의 단면을 보면, 하단에 비해 상단이 좁은 사다리꼴 형상을 갖게 된다.

레일 냉각 유로(142)는 레일 바디(141) 및 롤러(145)의 산화 방지를 위하여 수냉 방식 냉각을 행한다.

열전대(150)는 구배 가열관(110)을 통해 빌렛이 진입하는 경우에 상기 빌렛의 하단 상에 접촉하는 방식으로 온도를 직접 측정함으로써 근적외선 히터(120)의 과열을 방지하는 기능을 한다.

열전대는 두 종류의 서로 다른 금속선의 한끝을 용접하여 개회로를 만들고 그 접합부의 접속단을 열접점, 도선 또는 계기와의 접속단을 기준접점이라 하여 용접 부분에 다른 온도를 가하면 온도와 일정한 관계가 있는 열기전력이 발생한다. 따라서, 기준 접점온도를 일정하게 유지하면 이 기전력에 의해 측온접점의 온도를 알 수가 있으며 이때의 금속선을 열전대라고 정의한다.

K type 열전대(Thermocouple)는 Chromel(90%Ni, 10%Cr) 선과 Alumel(95%Ni, 2%Mn, 2%Al)선과 이 두선을 지탱해주는 전기절연체 그리고 측정 접점으로 이루어져 있다. Stainless Steel Sheath와 전기 절연체를 거쳐서 온도를 센싱해야 하기 때문에 열전도 시간이 걸려 빠른 온도측정이 불가능한바, 빠른 측정이 필요한 경우 노출형 접촉식 열전대를 사용하는데, 두꺼운 Chromel선과 Alumel선 앞단을 뽀족하거나 둥글게 가공한 후 측정하고자 하는 타겟인 빌렉 상에 접촉하게 되면 두 개의 선에 전기가 흐르면서 순간적으로 온도측정이 된다.

균일 가열로(200는 빌렛이 투입되는 공간이 형성된 중공 형상의 균일 가열관(210), 균일 가열관(210)의 원주 방향을 따라 일정 간격으로 배치되어 복사에너지를 발산하는 복수의 근적외선 히터(220), 균일 가열관의 내면 상에 배치된 상태에서 복수의 근적외선 히터에서 발산되는 복사에너지를 빌렛 상으로 공급하는 기능을 하는 반사판(230), 균일 가열관 내부에 빌렛의 원활한 이송을 위해 축방향을 따라 설치되는 이송 레일(240)을 포함한다.

상기와 같이 본 발명인 하이브리드 구배 가열 시스템은 압출 예정인 빌렛이 투입되는 중공 원통 형상의 가열로를 구성하는 경우에 빌렛의 길이 방향을 따라 상이한 복사에너지를 발산하여 온도 구배를 가능하게 하는 구배 가열부를 기준으로 한 상태에서, 투입된 빌렛에 대한 균일 온도 가열을 실시하는 균일 가열부를 상기 구배 가열부 상에 선택적으로 결합하는 방식으로 다양하게 구성할 수 있다.

상기 상태에서, 상기 가열로 내부에서 빌렛의 원활한 이송을 위해 설치되는 이송 레일, 복수의 근적외선 히터, 반사판 및 열전대를 공히 공통적으로 설치한다.

한편, 본 발명은 근적외선 히터의 복사 균일도 및 에너지 효율 효율화를 위하여 반사판 설계를 최적화할 수 있는데, 반사판의 형상, 빌렛과 히터와 반사판 간의 거리 및 근적외선 히터의 필라멘트 길이를 변화시켜가면서 광학해석을 실시하여 각 성능을 분석한다.

빌렛과 히터 간의 거리 설계에 대한 빌렛 원주 및 길이 방향 광균일도 분석결과를 보면 압출 빌렛의 중심과 근적외선 히터의 중심 거리가 100㎜인 경우 광균일도 측면에서 가장 고른 결과를 보인 것을 알 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (11)

1. 압출 공정 진행 예정인 빌렛이 투입되어진 상태에서 상기 빌렛의 길이 방향을 따라 분할된 복수의 구배 가열 영역 상에 상이한 복사에너지를 발산하여 온도 구배를 가능하게 하는 구배 가열로를 포함하는 하이브리드 구배 가열 시스템에 있어서,
   상기 구배 가열로는,
   상기 빌렛이 투입되는 공간이 형성된 중공 형상의 구배 가열관;
   상기 복수의 구배 가열 영역 각각에서 상기 구배 가열관의 원주 방향을 따라 일정 간격으로 배치되어 복사에너지를 발산하는 복수의 근적외선 히터;
   상기 구배 가열관의 내면 상에 배치된 상태에서 상기 복수의 근적외선 히터에서 발산되는 복사에너지를 빌렛 상으로 공급하는 기능을 하는 반사블럭;
   상기 구배 가열관 내부에 빌렛의 원활한 이송을 위해 축방향을 따라 설치되는 이송 레일;을 포함하고.
   상기 이송 레일은 상기 구배 가열관의 축 방향을 따라 길게 연장되되 상기 구배 가열관의 내면으로부터 반경 방향으로 돌출 형성되는 레일 바디, 상기 레일 바디의 내부 상에 상기 구배 가열관의 축 방향을 따라 형성되는 레일 냉각 유로, 상기 레일 냉각 유로의 양측 상에 연통하도록 형성되는 유입구 및 유출구, 상기 레일 바디의 상단 상에 구름 운동 가능하게 결합되는 롤러 및 상기 레일 바디에 상기 구배 가열관의 반경 방향을 따라 형성되되 상기 레일 냉각 유로에 연통 설치되는 온도 감지홀 상에 배치된 열전대를 포함하고, 상기 레일 바디는 하단에 비해 상단이 좁은 사다리꼴 형상을 가지며,
   상기 복수의 근적외선 히터는 각각 1개의 존(Zone)으로 정의된 구배 가열관 별로 온도를 독립적으로 제어하고, 상기 각각의 존에는 각 구배 가열 영역의 온도 측정을 위하여 상기 열전대가 개별적으로 배치되고, 별도의 제어기는 상기 열전대에서 측정된 빌렛의 온도를 바탕으로 각각의 존에 배치된 복수의 근적외선 히터에 피드백 제어하여 목표 온도로 가열하고,
   상기 열전대는 상기 구배 가열관을 통해 빌렛이 진입하는 경우에 상기 빌렛의 하단 상에 접촉하는 방식으로 온도를 직접 측정하여 상기 근적외선 히터의 과열을 방지하는,
   하이브리드 구배 가열 시스템.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 구배 가열로는 복수개가 직렬 또는 병렬로 배치되는,
   하이브리드 구배 가열 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 근적외선 히터는 U 자형 할로겐 램프인,
   하이브리드 구배 가열 시스템.
   
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 구배 가열관은 상기 복수의 구배 가열 영역 사이에 배치된 복수의 히터 고정대를 포함하고,
   상기 복수의 히터 고정대를 통해 상기 근적외선 히터가 상기 복수의 구배 가열 영역 별로 고정 설치되는,
   하이브리드 구배 가열 시스템.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 반사블럭은 상기 근적외선 히터를 향해 소정의 곡률을 갖도록 오목하게 형성된 호 형상의 반사판을 갖는,
   하이브리드 구배 가열 시스템.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 반사판은 금으로 코팅 처리된,
   하이브리드 구배 가열 시스템.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 이송 레일은 상기 구배 가열관 내부 하단 상에 한쌍이 대칭적으로 설치되는,
   하이브리드 구배 가열 시스템.
   
9. 삭제
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 구배 가열관 상에는 냉각수 공급관이 설치되는,
    하이브리드 구배 가열 시스템.
    
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 하이브리드 구배 가열 시스템은,
    상기 구배 가열로에 연결배치되어져 투입된 빌렛에 대한 균일 온도 가열을 실시하는 균일 가열로를 더 포함하고,
    상기 균일 가열로는,
    상기 빌렛이 투입되는 공간이 형성된 중공 형상의 균일 가열관;
    상기 균일 가열관의 원주 방향을 따라 일정 간격으로 배치되어 복사에너지를 발산하는 복수의 근적외선 히터;
    상기 균일 가열관의 내면 상에 배치된 상태에서 상기 복수의 근적외선 히터에서 발산되는 복사에너지를 빌렛 상으로 공급하는 기능을 하는 반사판;
    상기 균일 가열관 내부에 빌렛의 원활한 이송을 위해 축방향을 따라 설치되는 이송 레일;을 포함하는,
    하이브리드 구배 가열 시스템.

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