KR102127333B1

KR102127333B1 - 발열체가 함몰 구비되어 온도분포가 일정한 특성을 갖는 소성로

Info

Publication number: KR102127333B1
Application number: KR1020190054762A
Authority: KR
Inventors: 전태원
Original assignee: (주)에스엠텍
Priority date: 2019-05-10
Filing date: 2019-05-10
Publication date: 2020-06-26
Also published as: KR102127333B9

Abstract

본 발명은 발열체가 함몰 구비되어 온도분포가 일정한 특성을 갖는 소성로에 관한 것이다.
본 발명은 소성로 내측에 구비된 발열체가 내벽의 엄폐된 형태로 내입되는 바, 이는 열처리 대상(ZNO 소자; 산화아연 소자)을 간접 가열방식으로 가열함으로서, 일정 온도분포의 특성이 유지되어 열처리 효율이 높게 확보되는 특징이 있다.
이때, 본 발명은 소성로의 내부 가열면적이 육면 중 천정면을 제외한 5면적에 적용되도록 하되 열처리 대상(산화아연 소자)은 다단 적층식 트레이를 통해 거치되어 열처리됨으로서 열기(및 분위기 가스) 등의 가열 기류 확산시 고른 분포로 대류되면서 열처리 효율이 크게 향상되는 특징이 있다.

Description

발열체가 함몰 구비되어 온도분포가 일정한 특성을 갖는 소성로{Furnace for annealing constant temperature}

본 발명은 소성로 내측에 구비된 발열체가 내벽의 엄폐된 형태로 내입되는 바, 이는 열처리 대상(ZNO 소자; 산화아연 소자)을 간접 가열방식으로 가열함으로서, 일정 온도분포의 특성이 유지되어 열처리 효율이 높게 확보되는 발열체가 함몰 구비되어 온도분포가 일정한 특성을 갖는 소성로에 관한 것이다.

이때, 본 발명은 소성로의 내부 가열면적이 육면 중 천정면을 제외한 5면적에 적용되도록 하되 열처리 대상(산화아연 소자)은 다단 적층식 트레이를 통해 거치되어 열처리됨으로서 열기(및 분위기 가스) 등의 가열 기류 확산시 고른 분포로 대류되면서 열처리 효율이 크게 향상되는 것이다.

일반적으로 변압기는 전자세력을 매개로 하여 한편의 권선에 공급한 교류전기 세력을 다른편의 권선에 동일한 주파수의 교류전기 세력으로 변천하는 일종의 전자 유도 장치를 말한다.

상기 변압기는 2개 이상의 전기 회로와 한 개의 공통된 자기 회로를 구비한다.

상기 자기 회로는 주로 규소강판으로 이루어진 코어와, 상기 코어에 권선된 코일로 구성된다.

이중, 상기 코어는 원재료인 냉간 압연 규소강판을 절단한 후 코어 형상을 만든 후 가열하고 냉각시켜 성층 형태로 제조한다.

한편, 변압기의 전력 손실을 줄이고 효율을 증대시켜 품질을 안정화하기 위해서는 상기 코어의 주요 특성인 무부하 전류 특성과 무부하 손실 특성이 우수해야 한다.

그러나, 상기 코어는 제조 과정을 거치고 나면 원재료보다 특성이 저하되는 현상이 발생한다.

즉, 원재료인 규소 등 소재 강판을 절단하는 과정에서 내부 분자 파열이 일어나 스트립이 변형된 결정 조직이 발생하여, 투자율이 낮아지고 에너지 손실이 높아지는 특성 저하가 발생하기 때문이다.

이러한 코어의 특성 저하는 결국 변압기의 전력 손실을 높이고 효율을 떨어뜨리는 가장 큰 원인이 되어 왔다.

이를 해결하고자 업계에서는 소둔 공정을 통해 열처리를 수행하는 바, 방향성 전기강판은 열연, 냉연 및 탈탄질화소둔의 1차 소둔을 거친 후, 강판의 표면에 소둔분리제를 도포한 후, 마무리의 2차 고온소둔을 거치게 된다.

이와 같은 방향성 전기강판의 2차 소둔작업은 열이 직접 전기강판에 가해지지 않는 간접 소둔방식으로 소둔작업이 실시된다.

이러한 소둔작업은 우수한 2차 재결정을 형성하고 불순물을 제거하기 위한 작업이다.

이에 도 2 및 도 3은 일반적인 소둔 공정용 열처리 장치를 도시한 것으로, 이러한 종래의 소둔 공정용 열처리 장치는 코일(10)을 덮어 밀폐하는 이너커버(20)와 이너커버(20) 안에 배치되는 가스배관(30)를 포함한다.

가스배관(30)은 분위기 가스를 공급하는 가스공급관(31)과 사용된 분위기 가스를 배출시키는 가스배출관(32)이 이중관 형태로 구성될 수 있다.

코일(10)은 베이스 플레이트(40)에 안착되고, 베이스 플레이트(40) 아래에는 연와지지부(50)가 마련된다.

그리고 연와지지부(50) 아래의 실링공간에는 샌드(60)가 충진되며, 샌드(60)에는 이너 커버(20)의 개방된 하단이 묻히게 되어 이너커버(20)의 내부가 외부와 밀폐된다.

이와 같이 구성되는 소둔 공정용 열처리 장치를 이용하여 코일(10)을 소둔처리하는 과정을 간략히 설명하면, 이너커버(20)가 가열된 이후, 가스공급관(31)을 통해 분위기 가스를 주입시킨다. 주입된 분위기 가스는 가열된 이너커버(20)에 의한 복사 열전달로 가열된다.

그리고 이너커버(20)에 의한 직접적인 복사 열전달로 인하여 코일(10)이 적정 온도까지 가열된다. 사용이 끝난 분위기 가스는 가스배출관(32)을 통해 배출됨과 동시에 샌드(60)를 통해서도 배출된다.

방향성 전기강판의 소둔작업과 관련된 기술로서, "방향성 전기강판코일의 소둔공정에 있어서 코일 엣지 변형방지방법 및 장치(특허공개공보 : 10-1999-0042919)"가 참고된다.

이 기술에서는 고온처리시 코일의 엣지부에서 발생되는 변형을 방지하기 위해, 베이스의 상면에 코일을 탄성적으로 지지하는 코일안치부가 마련되는 구성이 소개되고 있다.

이에, 대한민국 공개특허공보 제10-1999-0042919호(공개일: 1999.06.15.)에는 방향성 전기 강판 코일의 소둔 공정에 있어서 코일 엣지 변형방지 방법 및 장치라는 명칭의 선행문헌이 게시되어 있다.

그러나, 상기한 선행문헌은 가열된 이너커버(20)에 의한 복사 열전달로 코일(10)이 가열되기 때문에 코일(10)의 외권부(11)와 내권부(12)의 온도차이가 발생하였다. 또한, 코일(10)의 상부와 하부의 온도차이가 발생하였다.

특히, 가스공급관(31)이 코일(10)의 내권부(12)의 안쪽 중심에 위치하기 때문에 상온의 수소/질소가 공급되는 경우, 코일(10)의 내권부(12)의 온도가 냉각되면서 공급된 분위가 가스의 온도가 올라감으로써, 코일(10)의 외권부(11)의 온도와 내권부(12)의 온도 차이를 심화시켰다.

또한, 승온대, 균열대 구간에서 이너커버(20)의 내부 온도는 800℃ 내지1200℃ 이상이며, 이때, 가스 중에서 가장 열전달 효율이 좋은 수소 가스가 상온 상태로 100% 공급되어 코일(10)의 내권부(12) 및 하부를 냉각하기 때문에, 코일(10)의 외권부(11)와 내권부(12), 상부와 하부의 온도차를 더욱 심화시키는 문제점이 있었다.

상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 소성로 내측에 구비된 발열체가 내벽의 엄폐된 형태로 내입되는 바, 이는 열처리 대상(ZNO 소자; 산화아연 소자)을 간접 가열방식으로 가열하는 것을 제공함에 그 목적이 있다.

이때, 본 발명의 일 실시예로, 소성로의 내부 가열면적이 육면 중 천정면을 제외한 5면적에 적용되도록 하되 열처리 대상(산화아연 소자)은 다단 적층식 트레이를 통해 거치되어 열처리됨으로서 열기(및 분위기 가스) 등의 가열 기류 확산시 고른 분포로 대류되는 것을 제공함에 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 ZNO 소자(E)를 열처리할 수 있도록 개폐도어(110) 및 로 본체(120)로 이루어진 소성로(100)가 형성되며, 상기 개폐도어(110) 및 로 본체(120) 내벽에는 다수의 발열체(200)가 돌출 없이 엄폐된 상태로 내입될 수 있도록 다수의 내입홈(i)이 형성되어, 상기 ZNO 소자(E)가 간접 가열방식으로 가열되도록 하는 것이다.

이때, 상기 ZNO 소자(E)는 소성로(100)에서 가열될 시 적층식 트레이(T)에 적층된 상태로 가열되는 것이다.

또한, 상기 로 본체(120)는 내벽 중 천정면을 제외한 나머지 5면에만 발열체(200)가 내입되는 내입홈(i)이 형성되는 것이다.

이에, 본 발명은 소성로 내측에 구비된 발열체가 내벽의 엄폐된 형태로 내입되는 바, 이는 열처리 대상(ZNO 소자; 산화아연 소자)을 간접 가열방식으로 가열함으로서, 일정 온도분포의 특성이 유지되어 열처리 효율이 높게 확보되는 효과가 있다.

이때, 본 발명은 소성로의 내부 가열면적이 육면 중 천정면을 제외한 5면적에 적용되도록 하되 열처리 대상(산화아연 소자)은 다단 적층식 트레이를 통해 거치되어 열처리됨으로서 열기(및 분위기 가스) 등의 가열 기류 확산시 고른 분포로 대류되면서 열처리 효율이 크게 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 발열체가 함몰 구비되어 온도분포가 일정한 특성을 갖는 소성로의 전체적인 모습을 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 도 1의 정면의 모습을 도시한 예시도,
도 3은 본 발명에 따른 적층식 트레이에 다수의 ZNO 소자가 적층된 것을 나타낸 예시도이다.

먼저, 본 발명은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 소성로(100) 및 발열체(200)로 구성되어 이루어져 있다.

이에, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 소성로(100)는 ZNO 소자(E)를 열처리할 수 있도록 개폐도어(110) 및 로 본체(120)로 이루어진다.

이때, 상기 개폐도어(110) 및 로 본체(120) 내벽에는 다수의 발열체(200)가 돌출 없이 엄폐된 상태로 내입될 수 있도록 다수의 내입홈(i)이 형성됨으로서, 상기 ZNO 소자(E)가 간접 가열방식으로 가열되도록 하는 것이다.

더욱 자세하게 말하면, 상기 소성로(100)는 개폐도어(110)의 내벽, 로 본체(120) 내벽 중 천장을 제외한 5면에 발열체가 구비되기 때문에 ZNO 소자(E)에 대하여 간접적으로 균등하게 가열할 수 있도록 함으로서 일정한 온도분포의 특성이 유지되어 열처리 효율이 높게 확보되는 것이다.

이때, 상기 발열체(200)는 열선 또는 히터파이프 형태로 이루어져 내입홈(i)에 내입되어 있는 것이다.

이때, 상기 내입홈(i)은 일측으로 만곡되어 있는 형상으로 이루어져 발열체가 내입홈(i)에서 이탈하지 않도록하는 것은 물론이고, 상기 내입홈(i)으로부터 발산되는 발열체(200)의 열이 적층식 트레이에 적층된 ZNO 소자에 간접적으로 열이 전달되어 열효율이 크게 개선되는 것이다.

이에, 상기 ZNO 소자(E)는 바리스터 소자라고도 하며, 피뢰기 안에서 적층되어 서지가 고전압 이상이 공급되면 바닥으로 전압을 흘려보내는 역할을 한다.

또한, 상기 ZNO 소자(E)는 소성로(100)에서 가열될 시 적층식 트레이(T)에 적층된 상태로 가열되어 다수개의 ZNO 소자를 한꺼번에 가열할 수 있는 것이다.

이때, 상기 로 본체(120) 일측에는 다수의 조작버튼이 구비된 조작부가 형성되어 사용자가 소성로를 조작할 수 있는 것이다.

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

100 ... 소성로 110 ... 개폐도어
120 ... 로 본체 130 ... 조작부
200 ... 발열체 E ... ZNO 소자
i ... 내입홈

Claims

ZNO 소자(E)를 열처리할 수 있도록 개폐도어(110) 및 로 본체(120)로 이루어진 소성로(100)가 형성되며, 상기 개폐도어(110) 및 로 본체(120) 내벽에는 다수의 발열체(200)가 돌출 없이 엄폐된 상태로 내입될 수 있도록 다수의 내입홈(i)이 형성되어, 상기 ZNO 소자(E)가 간접 가열방식으로 가열되도록 하는 것이며, 상기 ZNO 소자(E)는 소성로(100)에서 가열될 시 적층식 트레이(T)에 적층된 상태로 가열되는 것이고,
상기 로 본체(120)는 내벽 중 천정면을 제외한 나머지 5면에만 발열체(200)가 내입되는 내입홈(i)이 형성되는 것이며,
상기 내입홈(i)은 일측으로 만곡되어 있는 형상으로 이루어져 발열체가 내입홈(i)에서 이탈하지 않도록 하고, 상기 내입홈(i)으로부터 발산되는 발열체(200)의 열이 적층식 트레이에 적층된 ZNO 소자에 간접적으로 전달되는 것을 특징으로 하는 발열체가 함몰 구비되어 온도분포가 일정한 특성을 갖는 소성로.
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