KR102187087B1 - Cooling system for extruder using liquid and gas nitrogen - Google Patents

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최선묵
오상호
배성환
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(주)선우엔지니어링
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Abstract

The present invention selectively uses liquid nitrogen and gaseous nitrogen in order to reduce use of the expensive liquid nitrogen and stably produce a high-quality extrusion material. The system comprises a liquid nitrogen tank, a gaseous nitrogen tank, an auxiliary cooler, a gaseous nitrogen storage, and a control unit.

Description

액체질소와 기체질소의 선택적 냉각을 이용한 압출기용 냉각 시스템{Cooling system for extruder using liquid and gas nitrogen}Cooling system for extruder using liquid and gas nitrogen}

본 발명은 압출기용 냉각 시스템에 관한 기술로서, 보다 구체적으로는 고가의 액체질소의 사용량을 최소화하면서도 압출재 및 압출기 다이의 온도를 적정 온도로 유지 냉각할 수 있는 시스템에 관한 기술이다. The present invention relates to a cooling system for an extruder, and more specifically, to a system capable of maintaining and cooling the temperature of an extruder and an extruder die at an appropriate temperature while minimizing the amount of expensive liquid nitrogen used.

일반적으로, 압출이란 단면이 균일한 긴 봉이나 관 등을 제조하는 금속가공 방법으로, 소재(素材)를 용기(容器)에 넣고 압출기 다이(금형)의 구멍으로 밀어내어 단면적이 소재보다도 작고 일정한 긴 제품을 만드는 것을 의미하고, 주로 비철금속, SUS, Ni계 합금의 열간가공, 강재의 열간·냉간가공 등에 이용되며, 현재 압출기술의 발달로 다양한 종류의 재료에 적용 가능하다. In general, extrusion is a metal processing method that manufactures long rods or tubes with a uniform cross-section. A material is put into a container and pushed out through a hole in an extruder die to make It means making products, and is mainly used for hot working of non-ferrous metals, SUS, and Ni-based alloys, and hot and cold working of steel materials, and can be applied to various types of materials due to the development of current extrusion technology.

일반적으로 압출기는 압출금형이 설치되는 컨테이너와, 컨테이너의 후방에 설치되는 유압프레스와, 유압프레스에 의해 전후 이동하는 램 피스톤을 포함하여 이루어진다. 컨테이너에는 가열된 빌렛이 삽입 장착되고, 유압프레스의 작동에 의해 램피스톤이 컨테이너의 후방으로부터 압출금형 방향으로 전진하며, 이때 컨테이너에 장착된 빌렛은 압출금형을 통해 컨테이너의 전방으로 압출 성형되어 압출재가 생산된다. 이때 압출재는 재료에 따라 적정 온도로 압출이 일어나야 하는데, 압출재가 금형을 통과하면서 금형과의 마찰력으로 인해 온도가 과도하게 상승한다. 특히, 압출재의 압출 속도가 높을수록 마찰에 의한 온도 상승이 매우 크게 일어난다.In general, an extruder includes a container in which an extrusion mold is installed, a hydraulic press installed at the rear of the container, and a ram piston that moves back and forth by the hydraulic press. The heated billet is inserted into the container, and the ram piston advances from the rear of the container in the direction of the extrusion mold by the operation of the hydraulic press. At this time, the billet installed in the container is extruded to the front of the container through the extrusion mold to transfer the extruded material. Is produced. At this time, the extruded material must be extruded at an appropriate temperature depending on the material. As the extruded material passes through the mold, the temperature rises excessively due to friction with the mold. In particular, the higher the extrusion speed of the extruded material, the greater the temperature rise due to friction occurs.

예를 들어, 기존의 알루미늄 열간압출(약 460℃ ∼ 520℃)은 복잡한 형상의 제품을 생산하기 좋은 이점이 있는 반면, 반고체상태의 원재료가 금형을 통과하면서 제품을 형성하는 과정과 금형을 통과한 제품의 냉각과정 중에 여러 가지 변수가 많아 정밀한 제품을 생산하는데 한계가 있으며, 금형의 수정도 사람의 손에 의한 수 가공에 의존하기 때문에 금형의 실패율(약 25%)도 높은 문제점이 있다. 알루미늄 압출재의 제작에 사용되는 금형의 경우, 매우 높은 하중이 걸리기 때문에 그 두께 및 크기가 매우 크고, 또한 예열된 알루미늄 빌렛의 열 뿐만 아니라 압출금형 내부에서 알루미늄과의 마찰에 의한 열도 발생하므로 압출금형의 온도가 상승하게 된다. 그런데 압출금형은 지지금형에 조립되어 사용되기 때문에 압출금형의 온도를 제어하기가 곤란하다. 또한, 압출금형을 통과하며 성형된 알루미늄 압출재는 백커의 인출구멍을 통과하여 배출되는데, 배출시 알루미늄 압출재의 온도는 적정 온도 이상으로 과열되기 때문에 공기 중의 산소와 쉽게 결합되어 알루미늄 튜브의 표면에 산화막이 생기는 문제점이 있다For example, the existing aluminum hot extrusion (about 460℃ ~ 520℃) has a good advantage to produce a product of a complex shape, whereas the semi-solid raw material passes through the mold to form the product and Due to the large number of variables during the cooling process of the product, there is a limitation in producing a precise product, and the mold failure rate (about 25%) is also high because the modification of the mold is dependent on manual processing by human hands. In the case of the mold used for the production of aluminum extrusion, its thickness and size are very large because it takes a very high load, and heat generated by friction with aluminum inside the extrusion mold as well as the heat of the preheated aluminum billet is generated. The temperature rises. However, it is difficult to control the temperature of the extrusion mold because the extrusion mold is assembled and used in the support mold. In addition, the aluminum extruded material formed while passing through the extrusion mold is discharged through the withdrawal hole of the backer.When discharging, the temperature of the aluminum extruded material is overheated above the appropriate temperature, so it is easily combined with oxygen in the air and an oxide film is formed on the surface of the aluminum tube. There is a problem that occurs

압출소재의 냉각에 관한 종래 특허로는 특허등록 제10-1329556호는 압출기용 컨테이너의 출구 내측면에 냉각수단이 구비되는 압출기에 관한 기술을 공개하고 있으며, 특허공개 제10-2015-0070218호는 담금질 튜브를 이용한 압출재의 냉각 시스템 및 방법을 공개하고 있으며, 특허등록 제10-0989450호는 간접 압출기용 냉각장치를 공개하고 있다. 또한, 특허등록 제10-1878283호는 액체질소를 이용한 압출 금형의 냉각 시스템에 대해 공개하고 있는데, 상기 특허에서는 고가의 액체질소로부터 기체질소를 별도로 만들어 사용함으로써 비용 측면 및 증발기를 구비하여야 하므로 효율적이지 못한 단점이 있다.As a conventional patent for cooling the extruded material, Patent Registration No. 10-1329556 discloses a technology related to an extruder equipped with a cooling means on the inner side of the outlet of the extruder container, and Patent Publication No. 10-2015-0070218 It discloses a cooling system and method for an extruded material using a quenching tube, and Patent Registration No. 10-0989450 discloses a cooling device for an indirect extruder. In addition, Patent Registration No. 10-1878283 discloses a cooling system for an extrusion mold using liquid nitrogen. In the above patent, gaseous nitrogen is separately made and used from expensive liquid nitrogen, so it is not efficient because it requires cost and evaporator. There is a downside.

본 발명자는 액체질소와 기체질소를 사용하되, 고가의 액체질소의 사용량을 최소화하면서 압출 다이 및 압출재의 온도를 적정 수준으로 유지하는 압출기용 냉각 시스템에 대하여 연구한 결과 본 발명에 이르게 되었다.The inventors of the present invention came to the present invention as a result of studying a cooling system for an extruder that uses liquid nitrogen and gaseous nitrogen, but maintains the temperature of the extrusion die and the extruded material at an appropriate level while minimizing the amount of expensive liquid nitrogen used.

특허등록 제10-1329556호Patent Registration No. 10-1329556 특허공개 제10-2015-0070218호Patent Publication No. 10-2015-0070218 특허등록 제10-0989450호Patent Registration No. 10-0989450 특허등록 제10-1878283호Patent registration No. 10-1878283

본 발명의 목적은 액체질소와 기체질소를 선택적으로 사용하되, 고가의 액체질소의 사용량을 최소화하면서 압출기 다이(금형) 및 압출재의 온도를 적정 수준으로 유지하는 압출기용 냉각 시스템을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a cooling system for an extruder that selectively uses liquid nitrogen and gaseous nitrogen, and maintains the temperature of an extruder die (mold) and an extruded material at an appropriate level while minimizing the amount of expensive liquid nitrogen used.

특히, 본 발명은 압출속도 증가로 인한 생산성 향상이 가능한 압출기용 냉각 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.In particular, an object of the present invention is to provide a cooling system for an extruder capable of improving productivity due to an increase in extrusion speed.

특히, 본 발명은 최대 온도 제어를 통해 압출기 다이 수명 향상이 가능한 압출기용 냉각 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.In particular, an object of the present invention is to provide a cooling system for an extruder capable of improving the life of an extruder die through maximum temperature control.

특히, 본 발명은 질소 투입에 의한 압출재의 표면 조도 향상이 가능한 압출기용 냉각 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.In particular, an object of the present invention is to provide a cooling system for an extruder capable of improving the surface roughness of an extruded material by introducing nitrogen.

본 발명은 액체질소가 보관되는 액체질소탱크; 기체질소가 보관되는 기체질소탱크; 상기 액체질소탱크로부터 공급되는 액체질소를 보관하는 보조냉각기; 상기 기체질소탱크로부터 기체질소를 공급받는 기체질소저장고; 및 압출기에 설치된 온도센서들로부터 온도 데이터를 수신하여 상기 보조냉각기 및 기체질소저장고 중 어느 하나로부터 액체질소 또는 기체질소를 선택적으로 압출기로 공급하여 냉각이 진행되도록 하는 제어부를 포함하는 압출기용 냉각 시스템을 제공한다.The present invention is a liquid nitrogen tank in which liquid nitrogen is stored; A gas nitrogen tank in which gaseous nitrogen is stored; An auxiliary cooler for storing liquid nitrogen supplied from the liquid nitrogen tank; A gaseous nitrogen storage tank receiving gaseous nitrogen from the gaseous nitrogen tank; And a control unit for receiving temperature data from temperature sensors installed in the extruder and selectively supplying liquid nitrogen or gaseous nitrogen to the extruder from any one of the subcooler and the gaseous nitrogen storage unit to allow cooling to proceed. to provide.

특히, 상기 보조냉각기와 기체질소저장고는 배관으로 연결되어 있어, 상기 보조냉각기 내의 액체질소로부터 증발하는 기체질소는 상기 배관을 통해 기체질소저장고로 이동 및 저장될 수 있다.In particular, since the auxiliary cooler and the gaseous nitrogen reservoir are connected by a pipe, gaseous nitrogen evaporating from liquid nitrogen in the auxiliary cooler may be moved and stored in the gaseous nitrogen storage through the pipe.

특히, 상기 제어부는 압출기 다이의 온도가 설정치 이상인 경우 보조냉각기로부터 압출기 다이로 액체질소를 공급하며, 설정치 이하인 경우 기체질소저장고로부터 기체질소를 압출기 다이로 공급한다.In particular, the control unit supplies liquid nitrogen from the subcooler to the extruder die when the temperature of the extruder die is higher than or equal to the set value, and supplies gaseous nitrogen from the gas nitrogen reservoir to the extruder die when the temperature is below the set value.

특히, 상기 압출기 다이로의 액체질소 또는 고체질소의 공급을 통한 압출기 다이의 냉각은 압출기 다이의 외부에 직접 냉각 또는 압출기 다이의 내부에 냉매의 이동통로를 통한 간접 냉각일 수 있다.In particular, cooling of the extruder die through the supply of liquid nitrogen or solid nitrogen to the extruder die may be direct cooling outside the extruder die or indirect cooling through a passage of refrigerant inside the extruder die.

특히, 액체질소와 기체질소를 동시에 압출기 다이로 공급하여 냉각을 진행할 수 있다.In particular, liquid nitrogen and gaseous nitrogen may be simultaneously supplied to the extruder die to perform cooling.

특히, 기체질소는 압출재의 표면에 계속 공급되는 상태에서, 액체질소만을 선택적으로 압출기에 공급하여 냉각을 진행할 수 있다.In particular, while gaseous nitrogen is continuously supplied to the surface of the extruded material, only liquid nitrogen can be selectively supplied to the extruder to perform cooling.

본 발명에서는 압출기 온도를 액체질소와 기체질소를 사용하여 제어하기 때문에 고가의 액체질소의 사용을 최소화할 수 있어 경제적이다. 특히, 본 발명에서는 액체질소와 기체질소의 선택적 사용으로 인해 온도의 정밀 제어가 용이하다. 또한, 본 발명에서는 압출기 다이 온도 제어를 통해 압출기 다이의 수명을 향상시킬 수 있으며, 압출재 표면에 액체질소 또는 기체질소를 직접 분사하는 경우 질소 투입에 의해 압출재의 표면의 산화를 방지하여 압출재의 표면 조도가 향상되는 효과가 있다.In the present invention, since the extruder temperature is controlled using liquid nitrogen and gaseous nitrogen, the use of expensive liquid nitrogen can be minimized, which is economical. In particular, in the present invention, precise control of temperature is easy due to the selective use of liquid nitrogen and gaseous nitrogen. In addition, in the present invention, the life of the extruder die can be improved by controlling the temperature of the extruder die, and when liquid nitrogen or gaseous nitrogen is directly sprayed onto the surface of the extruded material, the surface roughness of the extruded material is prevented by introducing nitrogen to prevent oxidation of the surface of the extruded material. Has the effect of improving.

도 1을 참고하면서 본 발명에 대하여 설명하기로 한다.
도 2는 보조냉각기에서 증발된 기체질소가 기체질소저장고로 이동하는 배관을 표시한 도면이다.
도 3은 본 발명에서 액체질소를 사용하는 경우의 액체질소의 흐름을 표시한 도면이다.
도 4는 본 발명에서 기체질소를 사용하는 경우의 기체질소의 흐름을 표시한 도면이다. The present invention will be described with reference to FIG. 1.
2 is a view showing a pipe through which gaseous nitrogen evaporated from an auxiliary cooler moves to a gaseous nitrogen storage.
3 is a diagram showing the flow of liquid nitrogen when liquid nitrogen is used in the present invention.
4 is a view showing the flow of gaseous nitrogen when gaseous nitrogen is used in the present invention.

본 발명은 액체질소 라인과 별도로 기체질소를 외부로 공급받아 기체질소를 냉각에 사용할 수 있는 액체질소와 기체질소의 선택 냉각을 이용한 압출기용 냉각 시스템 및 방법에 관한 기술이다.The present invention relates to a cooling system and method for an extruder using selective cooling of liquid nitrogen and gaseous nitrogen that can be supplied with gaseous nitrogen separately from a liquid nitrogen line and used for cooling gaseous nitrogen.

도 1을 참고하면서 본 발명에 대하여 설명하기로 한다. 본 발명은 액체질소탱크 이외에 별도로 기체질소탱크를 더 구비하여, 고가의 액체질소의 사용을 최소화하면서도 효율적으로 압출기, 구체적으로는 압출기 다이의 온도 제어를 통해 압출재가 빠른 속도로 압출되더라도 압출재의 온도가 일정하게 유지되므로 압출재의 압출 속도를 증가시킬 수 있으며, 질소가 계속 압출재의 표면으로 공급되므로, 압출재와 공기의 접촉을 차단하여 압출재의 표면에 산화가 일어나지 않는다. The present invention will be described with reference to FIG. 1. The present invention further comprises a gaseous nitrogen tank in addition to the liquid nitrogen tank, so that the temperature of the extruded material is extruded at a high speed through the temperature control of the extruder, specifically, the extruder die, while minimizing the use of expensive liquid nitrogen. Since it is kept constant, it is possible to increase the extrusion speed of the extruded material, and since nitrogen is continuously supplied to the surface of the extruded material, oxidation does not occur on the surface of the extruded material by blocking contact between the extruded material and air.

본 발명의 압출기용 냉각 시스템(100)은 액체질소가 보관되는 액체질소탱크(20); 기체질소가 보관되는 기체질소탱크(10); 상기 액체질소탱크(20)로부터 공급되는 액체질소를 보관하는 보조냉각기(22); 상기 기체질소탱크(10)로부터 기체질소를 공급받는 기체질소저장고(12); 압출기에 설치된 온도센서들로부터 온도 데이터를 수신하여 상기 보조냉각기(22) 및 기체질소저장고(12) 중 어느 하나로부터 액체질소 또는 기체질소를 선택적으로 압출기로 공급하도록 하는 제어부(30)를 포함하여 이루어진다.The cooling system 100 for an extruder of the present invention includes a liquid nitrogen tank 20 in which liquid nitrogen is stored; A gas nitrogen tank 10 in which gaseous nitrogen is stored; An auxiliary cooler 22 for storing liquid nitrogen supplied from the liquid nitrogen tank 20; A gaseous nitrogen storage tank 12 receiving gaseous nitrogen from the gaseous nitrogen tank 10; It comprises a control unit 30 that receives temperature data from temperature sensors installed in the extruder and selectively supplies liquid nitrogen or gaseous nitrogen to the extruder from any one of the subcooler 22 and the gaseous nitrogen storage unit 12. .

액체질소탱크(20)는 통상의 액체질소를 보관하는 탱크로서 일정한 압력으로 유지되어 질소가 액체 상태로 존재하도록 유지한다. 도면에는 도시되어 있지 않지만 액체질소탱크(20)와 후술하는 보조냉각기(22) 사이에는 액체질소의 이동을 제어하기 위한 밸브(21)가 하나 이상 더 구비되며, 압력을 조절하기 위한 레귤레이터(도면 미도시)가 더 구비되어 액체질소탱크(20)의 압력을 일정하게 유지할 수 있다. The liquid nitrogen tank 20 is a tank for storing liquid nitrogen and is maintained at a constant pressure so that nitrogen is present in a liquid state. Although not shown in the drawing, one or more valves 21 for controlling the movement of liquid nitrogen are further provided between the liquid nitrogen tank 20 and the auxiliary cooler 22 to be described later, and a regulator for controlling the pressure (not shown in the drawing). Si) is further provided so that the pressure of the liquid nitrogen tank 20 can be kept constant.

액체질소탱크(20)에는 배관을 통해 보조냉각기(22)와 연결되어 액체질소탱크(20) 내의 액체질소가 보조냉각기(22)로 이동 저장된다. 보조냉각기(22)는 압출기 다이(43)로 액체질소가 공급되기 전에 액체질소가 보관되는 저장고 역할을 하는 것으로서, 보조냉각기(22)에는 도면에는 미도시되어 있으나 레귤레이터가 설치되어 압력을 조절할 수 있으며, 냉각이 필요한 경우 냉각을 위한 장치가 더 구비되어 있을 수 있다. 또한, 보조냉각기(22)는 내부에 수위계가 설치되어 보조냉각기(22) 내부의 액체질소의 잔여량을 확인하여 전술한 액체질소탱크(20)로부터 필요한 액체질소를 공급받는다.The liquid nitrogen tank 20 is connected to the auxiliary cooler 22 through a pipe so that the liquid nitrogen in the liquid nitrogen tank 20 is moved and stored in the auxiliary cooler 22. The auxiliary cooler 22 serves as a storage reservoir for storing liquid nitrogen before the liquid nitrogen is supplied to the extruder die 43, and although not shown in the drawing, the auxiliary cooler 22 is equipped with a regulator to control the pressure. , If cooling is required, a device for cooling may be further provided. In addition, the sub-cooler 22 has a water level gauge installed therein to check the remaining amount of liquid nitrogen in the sub-cooler 22 to receive required liquid nitrogen from the liquid nitrogen tank 20 described above.

도 2는 보조냉각기(22)에서 증발된 기체질소가 기체질소저장고(12)로 이동하는 배관을 표시한 도면이다. 보조냉각기(22)에 보관된 액체질소로부터 증발되는 기체질소는 보조냉각기(22)에 설치된 밸브(24) 개폐 동작에 의해 후술하는 기체질소저장고(12)로 이송된다. 2 is a view showing a pipe through which gaseous nitrogen evaporated from the auxiliary cooler 22 moves to the gaseous nitrogen storage 12. The gaseous nitrogen evaporated from the liquid nitrogen stored in the subcooler 22 is transferred to the gaseous nitrogen storage 12 to be described later by the opening and closing operation of the valve 24 installed in the subcooler 22.

본 발명에서는 액체질소탱크(20)와 기체질소탱크(10)를 함께 사용하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에서는 압출재의 온도가 정상 범위를 벗어나거나 벗어날 것을 대비하여 액체질소를 압출기 다이(43)에 직접 또는 간접 분사해주다가, 압출재의 온도가 정상 범위 내에 있는 경우 고가의 액체질소의 사용을 차단하고 저가의 기체질소를 압축기 다이(43)에 분사해준다. 물론 필요에 따라 압출재에도 직접 액체질소를 분사할 수도 있다.In the present invention, a liquid nitrogen tank 20 and a gaseous nitrogen tank 10 are used together. In the present invention, liquid nitrogen is injected directly or indirectly to the extruder die 43 in preparation for the temperature of the extruded material out of or out of the normal range, and the use of expensive liquid nitrogen is blocked when the temperature of the extruded material is within the normal range. Inexpensive gaseous nitrogen is injected into the compressor die 43. Of course, liquid nitrogen can also be sprayed directly into the extruded material if necessary.

기체질소탱크(10)는 기체질소가 보관된 탱크로서, 탱크 대신에 기체질발생기로 대체될 수 있다. 또한, 기체질소탱크(10)에는 온도 제어가 필요한 경우 온도 조절을 위한 설비가 더 구비될 수 있으며, 압력조절용 레귤레이터가 구비되어 압력을 조절할 수 있다. The gaseous nitrogen tank 10 is a tank in which gaseous nitrogen is stored, and may be replaced with a gaseous generator instead of the tank. In addition, when temperature control is required, the gaseous nitrogen tank 10 may be further provided with a facility for temperature control, and a pressure control regulator may be provided to control the pressure.

상기 기체질소탱크(10)로부터 공급되는 기체질소는 전술한 액체질소탱크(20)와는 다른 배관을 통해 기체질소저장고(12)로 연결된다. 기체질소탱크(10)와 기체질소저장고(12) 사이의 배관에는 전술한 보조냉각기(22)로부터 증발된 기체질소가 배관을 통해 서로 연결되어 있다. 기체질소저장고(12)의 상부에는 압력 조절을 위해 벤트용 밸브(14)가 설치되어 있을 수 있다. 기체질소저장고(12)는 압출기 다이에 기체질소를 공급한다. 다만, 기체질소저장고(12) 내의 기체질소는 압출재의 온도가 정상 범위 내로 가동되어 액체질소가 필요하지 않는 경우에 사용되며, 빌렛온도계(41)와 압출재온도계(43)의 측정 온도 데이터로부터 후술하는 제어부(30)가 판단하여 액체질소 또는 기체질소의 사용 여부를 결정한다. The gaseous nitrogen supplied from the gaseous nitrogen tank 10 is connected to the gaseous nitrogen storage 12 through a pipe different from the liquid nitrogen tank 20 described above. The gaseous nitrogen evaporated from the above-described auxiliary cooler 22 is connected to each other through the pipe between the gaseous nitrogen tank 10 and the gaseous nitrogen storage 12. A vent valve 14 may be installed at the upper part of the gaseous nitrogen storage 12 to control pressure. The gaseous nitrogen reservoir 12 supplies gaseous nitrogen to the extruder die. However, gaseous nitrogen in the gaseous nitrogen reservoir 12 is used when the temperature of the extruded material is operated within the normal range and liquid nitrogen is not required, and will be described later from the measured temperature data of the billet thermometer 41 and the extruded material thermometer 43. The controller 30 determines whether to use liquid nitrogen or gaseous nitrogen.

도 3은 본 발명에서 액체질소를 사용하는 경우의 액체질소의 흐름을 표시한 도면이다. 제어부(30)는, 빌렛, 압출기 다이 등의 온도, 특히, 압출재(43)의 온도를 측정하여, 압출재(43)의 온도에 따라 설정치 이상의 고온이면 액체질소를 공급하도록 신호를 보낸다. 이 경우 보조냉각기(22)와 압출기 다이(43) 사이의 배관에 설치된 밸브(23)를 오픈하여 액체질소가 압출기 다이(43)로 흘러 압출기 다이(43)를 냉각하도록 한다.3 is a diagram showing the flow of liquid nitrogen when liquid nitrogen is used in the present invention. The control unit 30 measures the temperature of a billet, an extruder die, and the like, in particular, the temperature of the extruded material 43, and transmits a signal to supply liquid nitrogen when the temperature is higher than a set value according to the temperature of the extruded material 43. In this case, the valve 23 installed in the pipe between the subcooler 22 and the extruder die 43 is opened so that liquid nitrogen flows into the extruder die 43 to cool the extruder die 43.

도 4는 본 발명에서 기체질소를 사용하는 경우의 기체질소의 흐름을 표시한 도면이다. 제어부(30)는 압출재(43)의 온도가 설정치 이하인 경우 기체질소저장고(12)로부터 기체질소를 압출기 다이로 공급하기 위하여 기체질소저장고(12)와 압출기 다이(43) 사이의 배관에 있는 밸브(13)를 오픈하여 준다. 4 is a diagram showing the flow of gaseous nitrogen when gaseous nitrogen is used in the present invention. In order to supply gaseous nitrogen from the gaseous nitrogen storage 12 to the extruder die when the temperature of the extruded material 43 is below the set value, the control unit 30 is a valve in the pipe between the gaseous nitrogen storage 12 and the extruder die 43 ( 13) is opened.

물론 기체질소와 액체질소를 동시에 압출기 다이(43)로 공급하여 냉각을 실행할 수도 있다. Of course, it is also possible to perform cooling by simultaneously supplying gaseous nitrogen and liquid nitrogen to the extruder die 43.

본 발명에서는 압출기 온도를 액체질소와 기체질소를 사용하여 제어하기 때문에 고가의 액체질소의 사용을 최소화할 수 있어 경제적이다. 특히, 본 발명에서는 액체질소와 기체질소의 선택적 사용으로 인해 온도의 정밀 제어가 용이하다. 또한, 본 발명에서는 압출기 다이 온도 제어를 통해 압출기 다이의 수명을 향상시킬 수 있으며, 압출재 표면에 액체질소 또는 기체질소를 직접 분사하는 경우 질소 투입에 의해 압출재의 표면의 산화를 방지하여 압출재의 표면 조도가 향상되는 효과가 있다.In the present invention, since the extruder temperature is controlled using liquid nitrogen and gaseous nitrogen, the use of expensive liquid nitrogen can be minimized, which is economical. In particular, in the present invention, precise control of temperature is easy due to the selective use of liquid nitrogen and gaseous nitrogen. In addition, in the present invention, the life of the extruder die can be improved by controlling the temperature of the extruder die, and when liquid nitrogen or gaseous nitrogen is directly sprayed onto the surface of the extruded material, the surface roughness of the extruded material is prevented by introducing nitrogen to prevent oxidation of the surface of the extruded material. Has the effect of improving.

10 : 기체질소탱크 11, 13, 21 23, 24 : 밸브
12 : 기체질소저장고 20 : 액체질소탱크
22 : 보조냉각기 30 : 제어부
40 : 압출기 41 : 빌렛온도계
42 : 압출재온도계 43 : 압출기 다이
100 : 냉각시스템10: gaseous nitrogen tank 11, 13, 21 23, 24: valve
12: gaseous nitrogen storage 20: liquid nitrogen tank
22: auxiliary cooler 30: control unit
40: extruder 41: billet thermometer
42: extruded material thermometer 43: extruder die
100: cooling system

Claims (5)

액체질소가 보관되는 액체질소탱크;
기체질소가 보관되는 기체질소탱크;
상기 액체질소탱크로부터 공급되는 액체질소를 보관하는 보조냉각기;
상기 기체질소탱크로부터 기체질소를 공급받는 기체질소저장고; 및
압출기에 설치된 온도센서들로부터 온도 데이터를 수신하여 상기 보조냉각기 및 기체질소저장고 중 어느 하나로부터 액체질소 또는 기체질소를 선택적으로 압출기로 공급하도록 하는 제어부를 포함하며,
상기 보조냉각기와 기체질소저장고는 배관으로 연결되어 있으며, 상기 보조냉각기의 액체질소로부터 자연적으로 증발하는 기체질소는 상기 배관을 통해 기체질소저장고로 이송 저장되며,
상기 제어부는 압출기 다이의 온도가 설정치 이상인 경우 보조냉각기로부터 압출기 다이로 액체질소를 공급하며, 압출기 다이의 온도가 설정치 이하인 경우 기체질소저장고로부터 기체질소를 압출기 다이로 공급하는 것을 특징으로 하는 압출기용 냉각 시스템.
A liquid nitrogen tank in which liquid nitrogen is stored;
A gas nitrogen tank in which gaseous nitrogen is stored;
An auxiliary cooler for storing liquid nitrogen supplied from the liquid nitrogen tank;
A gas nitrogen storage tank receiving gas nitrogen from the gas nitrogen tank; And
It includes a control unit for receiving temperature data from temperature sensors installed in the extruder and selectively supplying liquid nitrogen or gaseous nitrogen to the extruder from any one of the auxiliary cooler and the gaseous nitrogen reservoir,
The auxiliary cooler and the gaseous nitrogen storage are connected by a pipe, and gaseous nitrogen that naturally evaporates from the liquid nitrogen of the auxiliary cooler is transferred to and stored in the gaseous nitrogen storage through the pipe,
The control unit supplies liquid nitrogen from the subcooler to the extruder die when the temperature of the extruder die is above the set value, and supplies gaseous nitrogen from the gas nitrogen reservoir to the extruder die when the temperature of the extruder die is below the set value. system.
 삭제delete 삭제delete 제1항에서, 상기 압출기 다이로의 액체질소 또는 고체질소의 공급을 통한 압출기 다이의 냉각은 압출기 다이의 외부에 직접 냉각 또는 압출기 다이의 내부에 냉매의 이동통로를 통한 간접 냉각인 것을 특징으로 하는 압출기용 냉각 시스템.
The method of claim 1, wherein the cooling of the extruder die through the supply of liquid nitrogen or solid nitrogen to the extruder die is direct cooling outside the extruder die or indirect cooling through a passage of refrigerant inside the extruder die. Cooling system for extruder.
 삭제delete
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