KR102303290B1 - Direct heating type hydrogen gas furnace - Google Patents

Direct heating type hydrogen gas furnace Download PDF

Info

Publication number
KR102303290B1
KR102303290B1 KR1020200079429A KR20200079429A KR102303290B1 KR 102303290 B1 KR102303290 B1 KR 102303290B1 KR 1020200079429 A KR1020200079429 A KR 1020200079429A KR 20200079429 A KR20200079429 A KR 20200079429A KR 102303290 B1 KR102303290 B1 KR 102303290B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hydrogen
nitrogen
heating unit
unit
furnace
Prior art date
Application number
KR1020200079429A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
표성민
Original Assignee
표성민
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 표성민 filed Critical 표성민
Priority to KR1020200079429A priority Critical patent/KR102303290B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102303290B1 publication Critical patent/KR102303290B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/008Soldering within a furnace
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/04Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity adapted for treating the charge in vacuum or special atmosphere
    • F27B9/045Furnaces with controlled atmosphere
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/06Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity heated without contact between combustion gases and charge; electrically heated
    • F27B9/062Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity heated without contact between combustion gases and charge; electrically heated electrically heated
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/14Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment
    • F27B9/20Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path tunnel furnace
    • F27B9/24Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path tunnel furnace being carried by a conveyor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/0003Linings or walls
    • F27D1/0033Linings or walls comprising heat shields, e.g. heat shieldsd

Abstract

The purpose of the present invention is to provide a hydrogen furnace of a direct heating method to which the heat of a heater is directly applied without a furnace core tube. The hydrogen furnace comprises: a heating part (100) in which a heater (110) is installed, and which has an inlet (120) and an outlet (130) at both ends to braze an object to be processed and filler metal moving on a conveyor unit (10) in a direct heating method; a hydrogen supply part (200) having a hydrogen nozzle (210) to replace an internal space of the heating part (100) with hydrogen (H2); a hydrogen chamber (300) forming a purging space portion (320) on both sides of the heating part (100); and a nitrogen supply part (400) provided with a nitrogen nozzle (410) communicating with the purging space (320) to replace the purging space portion (320) of the nitrogen chamber (300) with nitrogen (N2). In accordance with the present invention, since it is possible to process aviation parts, electronic components, and automatic parts, which are previously limited to vacuum heat treatment and brazing, in a hydrogen furnace with a direct heating method without a furnace core tube, the quality of brazing is enhanced with structural improvements and energy can be greatly saved.

Description

직접가열방식의 수소로 {Direct heating type hydrogen gas furnace}{Direct heating type hydrogen gas furnace}

본 발명은 직접가열방식의 수소로(爐)로서, 이를 보다 상세히 설명하면 가열부의 내부에 로심관 없이 히터 열이 직접 가해지는 직접가열방식의 수소로에 관한 것이다.The present invention relates to a direct heating type hydrogen furnace, and more specifically, to a direct heating type hydrogen furnace in which heater heat is directly applied without a furnace core tube inside a heating unit.

통상적으로 브레이징은 브레이징 대상물이 용융점(Melting Point) 이하의 일정한 열에 의해 용융되는 용가재(Filler Metal)로 모재에 접합하는 것이다. 이러한 브레이징은 모재의 고상온도(Solidus Temperature) 이하로 열이 가해지며 450℃이상의 액상온도(Liquidus Temperature)를 가진 용가재로 브레이징대상물을 모재에 접합하는 것이나, 대부분의 브레이징 시스템이 연속된 브레이징 작업을 수행하는 연속로가 많이 이용되고 있다.In general, brazing is to join the brazing object to the base material with a filler metal that is melted by constant heat below the melting point. In this brazing, heat is applied below the solidus temperature of the base material and the brazing object is joined to the base material with a filler metal having a liquidus temperature of 450°C or higher, but most brazing systems perform continuous brazing. Continuous furnaces are widely used.

종래에 개시된 브레이징 시스템은 특허등록 10-0581758호에서, 메시컨베이어에 의하여 이송되는 피처리물이, 왕복용 대차가 마련된 예열히터를 갖는 예열관을 통과하면서 예열된 후, 예열관의 후방에 연결된 가열히터를 갖는 분위기로의 로심관을 통과하면서 분위기 열처리되고, 연이어 로심관의 후방에 연결된 냉각관을 통과하면서 냉각된 후, 배출되는 연속식 분위기 열처리장치에 있어서, 상기 분위기로의 로심관 상·하부 일측면에 길이방향을 따라 등간격으로 일체를 이루면서 돌출 형성되고, 로심관과 동일한 재질로 이루어진 복수개의 포켓과, 상기 분위기로를 관통하여 상기 포켓에 삽입됨으로써, 상기 로심관의 일측면 및 포케의 내측면과 접촉하여, 로심관의 상·하부 온도를 직접적으로 측정하는 금속재커버를 갖는 서머커플러를 포함 하는 기술이 선 제시된바 있다.In the brazing system disclosed in the prior art, in Patent Registration No. 10-0581758, the object to be transported by the mesh conveyor is preheated while passing through a preheating tube having a preheater provided with a reciprocating bogie, and then heating connected to the rear of the preheating tube In the continuous atmosphere heat treatment apparatus, which is subjected to atmospheric heat treatment while passing through a furnace core pipe to an atmosphere having a heater, cooled while passing through a cooling pipe connected to the rear of the furnace core pipe, and then discharged, the upper and lower sections of the furnace core pipe to the atmosphere A plurality of pockets that are formed integrally and protrude at equal intervals along the longitudinal direction on one side and made of the same material as the furnace core tube, penetrate the atmosphere passage and are inserted into the pocket, so that one side of the furnace core tube and the pocket A technology including a thermocoupler having a metal cover that directly measures the upper and lower temperatures of the furnace core tube in contact with the inner surface has been previously proposed.

또한, 다른 종래기술인 특허공개 10-2010-0022884호에서, 컨베이어의 이동 방향을 따라 용제도포부와 용제건조부 및 브레이징노, 냉각부가 순차로 구비되는 브레이징 장치에 있어서, 브레이징노의 입구 또는 출구측의 적어도 한 곳 이상에 입자 또는 용융상태의 플럭스를 수거하도록 포집챔버가 구비되는 기술이 선 공개된바 있다.In addition, in another prior art, Patent Laid-Open No. 10-2010-0022884, in the brazing device in which a solvent applying unit, a solvent drying unit, a brazing furnace, and a cooling unit are sequentially provided along the moving direction of the conveyor, the inlet or outlet side of the brazing furnace A technology in which a collection chamber is provided to collect particles or flux in a molten state has been previously disclosed in at least one place of the .

그러나, 상기 종래기술들은 브레이징 작업을 연속 수행하려는 것이나, 도 6에 도시된 바와 같이 종래에 브레이징노는 로심관(수소관)(1)을 장착하여 상, 하부 히터의 발열을 통해 로심관을 가열하고, 로심관 내부로 전달된 복사열을 이용하여 모재를 브레이징하는 구조적 특성상 에너지 효율이 저하되는 문제점이 있었다.However, the prior art intends to continuously perform the brazing operation, but as shown in FIG. 6 , the conventional brazing furnace is equipped with a furnace core tube (hydrogen tube) 1 to heat the furnace core tube through the heat of the upper and lower heaters, and , there was a problem in that energy efficiency was lowered due to the structural characteristics of brazing the base material using radiant heat transferred to the inside of the furnace core tube.

그뿐만 아니라, 근자에는 브레이징(brazing) 모재가 대부분 1000℃ 이상의 고온에서 작업이 이루어짐에 따라 로심관(muffle chamber)을 내열성이 우수한 SUS310S, 인코넬 600, 601 재질로 형성하더라도 고온에 장시간 노출로 인해 크랙, 균열이 발생되어 3~10개월 주기로 교체해야 하고, 로심관 교체시 대략 1000만원 이상의 비용부담과 더불어 교체 작업이 최소 7일 이상 소요되므로 생산성에 차질이 불가피한 폐단이 따랐다.In addition, in recent years, most of the brazing base material is worked at a high temperature of 1000℃ or higher, so even if the muffle chamber is made of SUS310S, Inconel 600, and 601 materials with excellent heat resistance, cracks due to prolonged exposure to high temperature , cracks occurred and had to be replaced every 3 to 10 months, and the replacement work required at least 7 days at a cost of about 10 million won or more when replacing the furnace core, so there were inevitable disruptions to productivity.

이러한 문제점으로 인해 일부 업계에서는 로심관이 없는 LPG를 이용하는 브레이징 시스템을 이용하고 있으나, LPG 브레이징 시스템의 경우 사용할 수 있는 분야가 한정되고, 특히 수분과 미량의 공기 유입으로 인해 스테인레스계 모재는 열처리 또는 브레이징을 할 수 없으며, 또 LPG로를 가동하기 위해서는 최소 10시간 이상의 예열시간이 필요하므로 활용 범위가 점차 줄어들 수밖에 없는 실정이다.Due to this problem, some industries use a brazing system using LPG without a furnace core tube, but in the case of an LPG brazing system, the fields that can be used are limited. In addition, since preheating time of at least 10 hours is required to operate the LPG furnace, the range of its application is inevitably reduced.

KRUS 10-0581758 10-0581758 B1B1 (2006.05.12.)(2006.05.12.) KRUS 10-2010-0022884 10-2010-0022884 AA (2010.03.03.)(2010.03.03.)

본 발명에서는 상기한 종래 기술의 제반 문제점들을 해결코자 새로운 기술을 창안한 것으로서, 종래에 진공 열처리, 브레이징에 국한되어 있던 항공부품, 전자부품 및 자동부품을 로심관이 없는 직접가열방식의 수소로에서 처리하도록 구조개선하여 산업 전반의 재료비 감소, 부품의 원가절감, 부식방지, 강도증가를 포함하는 부품 산업의 성장, 에너지효율 향상을 도모하는 직접가열방식의 수소로를 제공하는 것에 그 목적이 있다.In the present invention, a new technology was created to solve the problems of the prior art, and the aviation parts, electronic parts, and automatic parts, which were conventionally limited to vacuum heat treatment and brazing, are converted into a direct heating type hydrogen furnace without a furnace core. The purpose of this is to provide a direct heating type hydrogen furnace that aims to reduce the material cost of the industry as a whole, reduce the cost of parts, prevent corrosion, increase the strength of the parts industry, and improve energy efficiency by improving the structure to treat it.

이와 함께 별도로 기술하지는 않았으나 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용과 청구범위를 감안하여 유추할 수 있는 범위 내의 또 다른 목적들도 본 발명의 전체 과제에 포함되도록 한다.Although not separately described, other objects within the scope that can be inferred in consideration of the specific contents and claims for carrying out the following invention are also included in the overall task of the present invention.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 특징은, 내부에 히터(110)가 설치되고, 컨베이어부(10)를 타고 이동되는 피처리물과 용가재를 직접가열방식으로 브레이징하도록 양단에 입, 출구(120)(130)가 구비되는 가열부(100); 상기 가열부(100) 내부공간을 수소(H2)로 치환하도록 수소노즐(210)이 구비되는 수소공급부(200); 상기 가열부(100)의 양 측벽에서 질소가스가 충진되는 퍼징공간부(320)를 갖도록 배치되며, 가열부(100)에 관통 결합된 히터(110)의 양 단부를 수용하도록 형성되는 질소챔버(300); 및 상기 질소챔버(300)의 퍼징공간부(320)를 질소(N2)로 치환하도록 상기 퍼징공간부(320)에 연통되는 질소노즐(410)이 구비되는 질소공급부(400);를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve this object, a feature of the present invention is that a heater 110 is installed therein, and the inlet and outlet 120 at both ends to braze the processing target and filler metal moving on the conveyor unit 10 in a direct heating method. ) (130) is provided with a heating unit (100); a hydrogen supply unit 200 having a hydrogen nozzle 210 to replace the inner space of the heating unit 100 with hydrogen (H2); A nitrogen chamber ( 300); and a nitrogen supply unit 400 provided with a nitrogen nozzle 410 communicating with the purging space 320 to replace the purging space 320 of the nitrogen chamber 300 with nitrogen (N2). characterized.

이때, 상기 컨베이어부(10)는, 가열부(100) 입구(120) 측으로 갈수록 상향 경사각을 이루는 상향 로딩구간(10A)과, 가열부(100) 내부를 이동하는 횡형 브레이징구간(10B)과, 가열부(100) 출구(130) 측에서 하향 경사각으로 연장되는 하향 언로딩구간(10C)으로 형성되고, 상기 상향 로딩구간(10A)은 가열부(100) 입구(120) 측으로 갈수록 상향 경사각을 이루면서 가열부(100) 입구(120)에 연결되는 상향 멀티챔버(330) 내에 수용되며, 상기 하향 로딩구간(10C)은 가열부(100) 출구(130) 측으로 하향 경사각으로 연장되는 하향 멀티챔버(340) 내에 수용되고, 상기 상, 하향 멀티챔버(330)(340) 단부에 형성되는 개방구(332)(342)는 가열부(100) 입, 출구(120)(130) 대비 낮게 구비되는 것을 특징으로 한다.At this time, the conveyor unit 10 includes an upward loading section 10A that forms an upward inclination angle toward the inlet 120 side of the heating unit 100, and a horizontal brazing section 10B that moves inside the heating unit 100, and, The heating part 100 is formed as a downward unloading section 10C extending at a downward inclination angle from the outlet 130 side, and the upward loading section 10A is inclined upward toward the heating part 100 inlet 120 side. The heating part 100 is accommodated in the upward multi-chamber 330 connected to the inlet 120, and the downward loading section 10C is a downward multi-chamber 340 extending at a downward inclination angle toward the heating part 100 outlet 130 side. ) accommodated in, and the openings 332 and 342 formed at the ends of the upper and lower multi-chambers 330 and 340 are provided lower than the inlets and outlets 120 and 130 of the heating unit 100 do it with

또한, 상기 상향 멀티챔버(330)의 개방구(332)에는 수소를 연소하는 수소점화부(500)가 설치되어 개방구(332) 측에 화염을 제공하도록 구성한 것을 특징으로 한다.In addition, a hydrogen ignition unit 500 for burning hydrogen is installed in the opening 332 of the upward multi-chamber 330 to provide a flame to the opening 332 side.

또한, 상기 가열부(100) 출구(130)와 하향 멀티챔버(340) 사이에는 횡형 냉각존(350)이 형성되고, 횡형 냉각존(350) 양단에 수소공급부(200)의 수소노즐(210)이 설치되어 수소 또는 수소와 질소 혼합가스가 공급되고, 상기 수소노즐(210)을 통하여 분사되는 가스 압력에 의해 열차단커튼이 형성되어 가열부(100) 출구(130)를 통한 내부 열의 이동이 차단되면서 횡형 냉각존(350)을 경유하는 피처리물이 냉각되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, a horizontal cooling zone 350 is formed between the outlet 130 of the heating unit 100 and the downward multi-chamber 340, and a hydrogen nozzle 210 of the hydrogen supply unit 200 is formed at both ends of the horizontal cooling zone 350. This is installed so that hydrogen or a mixture of hydrogen and nitrogen is supplied, and a heat blocking curtain is formed by the gas pressure injected through the hydrogen nozzle 210 to block the movement of internal heat through the outlet 130 of the heating unit 100 It is characterized in that the object to be processed passing through the horizontal cooling zone 350 is provided to be cooled.

또한, 상기 가열부(100)는, 외부구획을 형성하는 외곽플레이트(140)와, 가열부(100) 바닥을 단열하도록 내측에서부터 B5단열블록(151), 실리카단열블록(152)을 포함하는 하부 내화물(150)과, 하부 내화물(150) 상부에 대향하게 배치되어 가열부(100) 상부를 단열하도록 SIB-150단열블록(161)을 포함하는 상부 내화물(160)과, 상, 부 내화물(150)(160) 사이에 배치되어 가열부(100) 측벽을 단열하도록 내측에서부터 SK-36단열블록(171), B5단열블록(172), 실리카단열블록(173)을 포함하는 측면 내화물(170)과, 하부 내화물(150)과 컨베이어부(10) 사이에 공간을 단열하도록 B7단열블록(181)을 포함하는 중간 내화물(180)과, 하부 내화물(150) 양측 단부와 측면 내화물(170) 외측면을 일체로 마감하도록 B1단열블록(191)을 포함하는 마감 내화물(190)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the heating unit 100, an outer plate 140 forming an outer compartment, and a lower portion comprising a B5 insulating block 151 and a silica insulating block 152 from the inside to insulate the bottom of the heating unit 100 The refractory material 150 and the upper refractory material 160 including the SIB-150 insulating block 161 to be disposed opposite to the upper portion of the heating unit 100 to insulate the upper portion of the lower refractory material 150, the upper and the secondary refractory material 150 ) (160) disposed between the side wall of the heating unit 100 to insulate the side wall from the inside, the SK-36 insulation block 171, the B5 insulation block 172, the side refractory material 170 including the silica insulation block 173 and , the intermediate refractory material 180 including the B7 insulation block 181 to insulate the space between the lower refractory material 150 and the conveyor unit 10, and the lower refractory material 150 both ends and the side refractory material 170 outer surface It is characterized in that it is made of a finished refractory material 190 including the B1 insulation block 191 to be finished integrally.

또한, 상기 가열부(100)를 지지하는 외곽플레이트(140) 및 질소챔버(300)는 SUS304, SUS310, SUS316, Inconel 중 적어도 1종 이상의 내산화금속으로 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the outer plate 140 and the nitrogen chamber 300 supporting the heating unit 100 are formed of at least one type of oxidation-resistant metal among SUS304, SUS310, SUS316, and Inconel.

상술한 과제 해결을 위한 구체적인 수단에 의하면, 본 발명은 종래에 진공 열처리, 브레이징에 국한되어 있던 항공부품, 전자부품 및 자동부품을 로심관이 없는 직접가열방식의 수소로에서 처리하도록 구조개선하여 산업 전반의 재료비 감소, 부품의 원가절감, 부식방지, 강도증가를 포함하는 부품 산업의 성장, 에너지효율 향상을 도모하는 효과가 있다.According to the specific means for solving the above-mentioned problems, the present invention improves the structure so that aviation parts, electronic parts, and automatic parts, which were conventionally limited to vacuum heat treatment and brazing, are processed in a direct heating type hydrogen furnace without a furnace core tube. It has the effect of promoting the growth of the parts industry including reduction of overall material cost, cost reduction of parts, corrosion prevention, and strength increase, and improvement of energy efficiency.

그리고, 수소로의 가열부가 서로 상이한 물성을 가진 하부 내화물, 상부 내화물, 측면 내화물, 중간 내화물, 마감 내화물 조합에 의해 복합 단열구조를 형성함에 따라 단열성 향상 및 분진에 의한 브레이징 품질저하를 방지하고, 특히 내화물의 특성상 기공이 형성되더라도 퍼징공간부 내부 압력대비 양압으로 형성되어 가열부 내부로 공급된 수소의 외부 유출이 차단됨과 더불어 질소퍼징에 의해 산소공급이 긴밀하게 차단되어 로의 폭발 가능성을 일소시키고, 내화벽돌이나 히터가 산화되어 내구성이 저하되는 것을 차단하는 효과가 있다. And, as the heating part of the hydrogen furnace forms a composite insulation structure by a combination of the lower refractory material, the upper refractory material, the side refractory material, the intermediate refractory material, and the finished refractory material having different physical properties, it improves the insulation and prevents the deterioration of the brazing quality due to dust, especially Even if pores are formed due to the nature of the refractory material, it is formed at a positive pressure compared to the internal pressure of the purging space to block the outflow of hydrogen supplied to the inside of the heating unit and close the oxygen supply by nitrogen purging to eliminate the possibility of explosion of the furnace and fire refractory. It has the effect of blocking the deterioration of durability due to oxidation of bricks or heaters.

또, 수소로에서 상, 하향 멀티챔버를 타고 배출되는 수소를 연소처리하여 수소 운용에 따른 폭발 안전성이 확보되고, 특히 수소 투입량(밸런스 변화)을 고가의 측정장비로 검사하지 않더라도 수소 점화부의 화력을 육안으로 확인하여 수소로(가열부) 내에 수소 투입량이 실시간으로 검출 및 제어하므로, 수소의 균일한 공급으로 인해 브레이징 품질 향상을 도모한다. In addition, explosion safety is secured according to hydrogen operation by burning hydrogen discharged from the hydrogen furnace through the upper and lower multi-chambers. Since the amount of hydrogen input into the hydrogen furnace (heating unit) is detected and controlled in real time by visually checking, the brazing quality is improved due to the uniform supply of hydrogen.

또한, 상향 멀티챔버 개방구에 설치되는 수소 점화부의 화력에 의해 컨베이어부를 타고 이동되는 피처리물이 예열되어 가열부에서 소정의 온도에 도달하기까지 시간이 단축됨과 더불어 갑작스런 온도변화로 인한 변형 및 품질저하가 방지된다.In addition, the time for the object to be processed moving on the conveyor is preheated by the thermal power of the hydrogen ignition unit installed in the upward multi-chamber opening to reach a predetermined temperature in the heating unit, and deformation and quality due to sudden temperature change degradation is prevented.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 직접가열방식의 수소로를 전체적으로 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 직접가열방식의 수소로의 내부구조를 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 직접가열방식의 수소로의 가열부 내부구조를 나타내는 종단면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 직접가열방식의 수소로의 냉각존을 나타내는 구성도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 직접가열방식의 수소로에 사용되는 금속소재의 내산화성 시험결과를 나타내는 구성도.
도 6은 종래에 로심관(수소관)이 있는 수소로를 나타내는 구성도.
1 is a perspective view showing the whole of a direct heating type hydrogen furnace according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing the internal structure of a direct heating type hydrogen furnace according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a longitudinal cross-sectional view showing the internal structure of the heating part of the direct heating method hydrogen furnace according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram showing a cooling zone of a hydrogen furnace of a direct heating method according to an embodiment of the present invention.
5 is a configuration diagram showing an oxidation resistance test result of a metal material used in a direct heating type hydrogen furnace according to an embodiment of the present invention.
6 is a block diagram showing a conventional hydrogen furnace having a core tube (hydrogen tube).

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자들에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the present invention, when it is determined that the subject matter of the present invention may be unnecessarily obscured as it is obvious to those skilled in the art with respect to related known functions, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 직접가열방식의 수소로를 전체적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 직접가열방식의 수소로의 내부구조를 나타내는 구성도이다.1 is a perspective view of a direct heating type hydrogen furnace according to an embodiment of the present invention as a whole, and FIG. 2 is a configuration diagram showing an internal structure of a direct heating type hydrogen furnace according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 직접가열방식의 수소로에 관련되며, 이는 종래에 진공 열처리, 브레이징에 국한되어 있던 항공부품, 전자부품 및 자동부품을 로심관이 없는 직접가열방식의 수소로에서 처리하도록 구조를 개선한 것으로 크게 가열부(100), 수소공급부(200), 질소챔버(300), 질소공급부(400)를 포함하는 주요 구성으로 이루어짐을 특징으로 한다. The present invention relates to a direct heating type hydrogen furnace, which has an improved structure so that aviation parts, electronic components and automatic parts, which were previously limited to vacuum heat treatment and brazing, are processed in a direct heating type hydrogen furnace without a furnace core tube. It is characterized in that it is mainly composed of a heating unit 100 , a hydrogen supply unit 200 , a nitrogen chamber 300 , and a nitrogen supply unit 400 .

먼저, 본 발명에 따른 가열부(100)는 내부에 히터(110)가 설치되고, 양단에 입, 출구(120)(130)가 구비되어 컨베이어부(10)를 타고 이동되는 피처리물과 용가재를 직접가열방식으로 연속 브레이징하도록 구비된다. 히터(110)는 도 2와 같이 컨베이어부(10) 상, 하부에 각각 배치되어, 피처리물을 상, 하부에서 직접 가열하도록 구비된다.First, in the heating unit 100 according to the present invention, a heater 110 is installed therein, and an inlet and an outlet 120 and 130 are provided at both ends, and the processing target and filler materials are moved on the conveyor unit 10 . It is provided for continuous brazing in a direct heating method. The heater 110 is disposed on the conveyor unit 10, respectively, as shown in FIG. 2 , respectively, and is provided to directly heat the object to be processed from the top and the bottom.

이때, 상기 히터(110)는 가열부(100) 측벽을 관통하여 삽입 설치되고, 히터삽입부분을 완전히 차단하며 혹시 발생할 수 있는 방산열로 인한 후술하는 질소챔버(300)의 변형을 방지한다.At this time, the heater 110 is inserted and installed through the side wall of the heating unit 100, completely blocks the heater insertion portion, and prevents deformation of the nitrogen chamber 300 to be described later due to dissipation heat that may occur.

상기 가열부(100) 내부로 수소가스를 투입함에 있어, 유량이 떨어지거나 과다 유입되는 것을 차단하기 위해 디지털유량계에 별도의 low alarm, high alarm을 장착하여 수소가스를 완벽하게 제어하여 수소가스를 사용함에 안전성을 확보하게 된다.When hydrogen gas is introduced into the heating unit 100, a separate low alarm and high alarm are installed in the digital flow meter to prevent the flow rate from falling or excessive inflow to completely control the hydrogen gas and use hydrogen gas. to ensure safety.

그리고, 상기 가열부(100)는 길이방향으로 복수의 온도계가 설치되어 구간별 온도를 검출하고, 온도 측정값을 제어부에서 연산하여 그에 대응하는 히터출력을 조절하는 방식으로 가열부(100) 전구간 온도를 균일하게 제어한다.In addition, the heating unit 100 has a plurality of thermometers installed in the longitudinal direction to detect the temperature for each section, calculate the temperature measured value in the control unit, and adjust the heater output corresponding thereto. control uniformly.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 직접가열방식의 수소로의 수소로 내부구조를 나타내는 종단면도로서, 상기 가열부(100), 외부구획을 형성하는 외곽플레이트(140)와, 가열부(100) 바닥을 단열하도록 내측에서부터 B5단열블록(151), 실리카단열블록(152)을 포함하는 하부 내화물(150)과, 하부 내화물(150) 상부에 대향하게 배치되어 가열부(100) 상부를 단열하도록 SIB-150단열블록(161)을 포함하는 상부 내화물(160)과, 상, 부 내화물(150)(160) 사이에 배치되어 가열부(100) 측벽을 단열하도록 내측에서부터 SK-36단열블록(171), B5단열블록(172), 실리카단열블록(173)을 포함하는 측면 내화물(170)과, 하부 내화물(150)과 컨베이어부(10) 사이에 공간을 단열하도록 B7단열블록(181)을 포함하는 중간 내화물(180)과, 하부 내화물(150) 양측 단부와 측면 내화물(170) 외측면을 일체로 마감하도록 B1단열블록(191)을 포함하는 마감 내화물(190)로 이루어진다.3 is a longitudinal cross-sectional view showing the internal structure of a hydrogen furnace of a direct heating method according to an embodiment of the present invention. 100) The lower refractory material 150 including the B5 insulation block 151 and the silica insulation block 152 from the inside to insulate the floor, and the lower refractory material 150 are disposed opposite to the upper portion of the heating unit 100 to insulate the upper portion SK-36 insulation block ( 171), the B5 insulation block 172, the side refractory material 170 including the silica insulation block 173, and the B7 insulation block 181 to insulate the space between the lower refractory material 150 and the conveyor unit 10. The intermediate refractory material 180 including, and the lower refractory material 150, both ends and the side refractory material 170 are made of a finish refractory material 190 including the B1 insulation block 191 to integrally finish the outer surface.

내화물refractory 온도Temperature 비고note B1 BrickB1 Brick 900℃900℃ 실리카보드 HPPSilica Board HPP 1000℃1000℃ B5 BrickB5 Brick 1300℃1300℃ SK-36SK-36 1500℃1500℃ 고내마모성, 벨트 (310S 끊어진 mesh 형태)와 접촉High wear resistance, contact with the belt (310S broken mesh form) B7 BrickB7 Brick 1500℃1500℃ 마무리 부분 사용됨.
가루가 떨어져 제품이 오염 될 수 있음.
Finishing part used.
The powder may fall off and contaminate the product.
SIB-150SIB-150 1500℃1500℃ Fe 미량Fe trace

<본원의 내화물 종류별 사용온도를 나타내는 표><Table showing the operating temperature for each type of refractory material in this office>

상기 [표 1]에서, 상기 가열부(100)를 구성하는 단열블록들의 사용온도는 B1단열블록(191)은 900℃, 실리카단열블록(173)은 1000℃, B5단열블록(172)은 1300℃를 가지며, SK-36단열블록(171), B7단열블록(181), SIB-150단열블록(161)은 1500℃ 사용온도를 가진다.In [Table 1], the operating temperature of the insulating blocks constituting the heating unit 100 is 900 °C for the B1 insulating block 191, 1000 °C for the silica insulating block 173, and 1300 for the B5 insulating block 172 ℃, SK-36 insulating block 171, B7 insulating block 181, SIB-150 insulating block 161 has a working temperature of 1500 ℃.

이때, 상기 SK-36단열블록(171)은 내마모성이 우수한 물성을 가지므로, 컨베이어부(10) 양측면에 대응하게 배치되어 메쉬밸트와의 마찰에 의한 가열부(100) 내주면을 보호한다.At this time, since the SK-36 insulation block 171 has excellent wear resistance, it is disposed to correspond to both sides of the conveyor unit 10 to protect the inner peripheral surface of the heating unit 100 by friction with the mesh belt.

이와 같이, 상기 가열부(100)가 서로 상이한 물성을 가진 하부 내화물(150), 상부 내화물(160), 측면 내화물(170), 중간 내화물(180), 마감 내화물(190) 조합에 의해 복합 단열구조를 형성함에 따라 단열성 향상 및 분진에 의한 브레이징 품질저하를 방지하고, 특히 내화물의 특성상 기공이 형성되더라도 질소챔버(300)와 질소공급부(400)에 의해 산소와 접촉이 긴밀하게 차단되므로 폭발사고로부터 안전성이 확보된다.In this way, the heating unit 100 has a composite insulation structure by a combination of a lower refractory material 150, an upper refractory material 160, a side refractory material 170, an intermediate refractory material 180, and a finish refractory material 190 having different physical properties. Insulation is improved and the quality of brazing due to dust is prevented by forming this is secured

한편, 상기 외곽플레이트(140)는 가열부(100) 전체를 케이스방식으로 진공 설계하고 이음새 부위 전체를 용접하여 수소가스가 외부로 누설되지 않도록 하며 외부와 누출될 수 있는 가열부(100) 하부와 가열부(100) 상부가 맞닿는 면은 비석면 팩킹(30kg·㎠ Max - 350℃ Max)에 고진공 실리콘을 사용하여 기밀성을 확보하는 것이 바람직하다.On the other hand, the outer plate 140 is designed to vacuum the entire heating unit 100 in a case method, weld the entire seam to prevent hydrogen gas from leaking to the outside, and the lower portion of the heating unit 100 that can leak to the outside and It is preferable to secure airtightness by using high-vacuum silicone for the non-asbestos packing (30 kg·cm 2 Max - 350° C. Max) on the surface where the upper part of the heating unit 100 abuts.

상기 컨베이어부(10)는 메쉬 벨트로 형성되어 히터(110)에서 출력되는 열에 의해 피처리물과 용가재가 사방에서 직접 가열되도록 구성된다.The conveyor unit 10 is formed of a mesh belt and is configured so that the object to be processed and the filler metal are directly heated from all directions by the heat output from the heater 110 .

이때, 상기 컨베이어부(10)는, 가열부(100) 입구(120) 측으로 갈수록 상향 경사각을 이루는 상향 로딩구간(10A)과, 가열부(100) 내부를 이동하는 횡형 브레이징구간(10B)과, 가열부(100) 출구(130) 측에서 하향 경사각으로 연장되는 하향 언로딩구간(10C)으로 형성된다.At this time, the conveyor unit 10 includes an upward loading section 10A that forms an upward inclination angle toward the inlet 120 side of the heating unit 100, and a horizontal brazing section 10B that moves inside the heating unit 100, and, The heating part 100 is formed as a downward unloading section 10C extending at a downward inclination angle from the outlet 130 side.

또, 상기 상향 로딩구간(10A)은 가열부(100) 입구(120) 측으로 갈수록 상향 경사각을 이루면서 가열부(100) 입구(120)에 연결되는 상향 멀티챔버(330) 내에 수용되고, 상기 하향 로딩구간(10C)은 가열부(100) 출구(130) 측으로 하향 경사각으로 연장되는 하향 멀티챔버(340) 내에 수용된다.In addition, the upward loading section 10A is accommodated in the upward multi-chamber 330 connected to the heating unit 100 inlet 120 while forming an upward inclination angle toward the heating unit 100 inlet 120 side, and the downward loading The section 10C is accommodated in a downward multi-chamber 340 extending at a downward inclination angle toward the outlet 130 of the heating unit 100 .

그리고, 상기 상, 하향 멀티챔버(330)(340) 단부에 형성되는 개방구(332)(342)는 가열부(100) 입, 출구(120)(130) 대비 낮은 위치에 형성된다. 수소기체는 산소보다 가볍기 때문에 가열부(100)의 내부를 채운 수소가 상기 입, 출구(120)(130)를 통해 유출되는 것을 최대한 억제함으로써 가스배출량이 감소되는 효과가 있고, 가열부(100) 내부로의 산소 공급이 억제되어 수소 운용에 따른 안전성이 확보된다.In addition, the openings 332 and 342 formed at the ends of the upper and lower multi-chambers 330 and 340 are formed at lower positions than the inlets and outlets 120 and 130 of the heating unit 100 . Since hydrogen gas is lighter than oxygen, it has the effect of reducing the amount of gas emission by maximally suppressing the hydrogen filling the inside of the heating unit 100 from flowing out through the inlets and outlets 120 and 130, and the heating unit 100 Oxygen supply to the inside is suppressed, ensuring safety according to hydrogen operation.

또한, 배출측 개방구(334)의 수직방향 높이는 투입측 개방구(332)의 높이보다 낮게 구성하는 것이 바람직하다. 이는 투입 되는 수소가스에 밸런스를 잡기 위함으로, 투입측 개방구(332)의 위치가 더 높을 경우, 배출측 개방구(334)로 수소가스의 유출량이 많아지기 때문이다. In addition, the vertical height of the discharge-side opening 334 is preferably configured to be lower than the height of the input-side opening 332 . This is for balancing the inputted hydrogen gas, because when the position of the input-side opening 332 is higher, the amount of hydrogen gas flowing into the discharge-side opening 334 is increased.

한편, 실내와 실외의 공기압의 차이로 바람이 세게 불 경우 가열부(100) 안쪽까지 산소가 유입되면 수소의 폭발성 연소가 일어날 수 있어서 공장 내부에 또 하나의 실내 룸을 만들어서 이중구조 형태를 갖추어 바람의 유입을 차단하며 수소가스가 실내에 잔여 하는 위험요소를 없애기 위해 수소로의 입, 출구(120)(130)에는 수소가스의 연소를 원활하게 하기 위해 연통을 설치하여 수소가스가 실내에 잔여 하지 않도록 하는 구성도 가능하다.On the other hand, when the wind blows strongly due to the difference in air pressure between indoors and outdoors, explosive combustion of hydrogen can occur when oxygen flows into the inside of the heating unit 100. In order to block the inflow of hydrogen gas and to eliminate the risk factors remaining in the room, a chimney is installed at the inlet and outlet 120 and 130 of the hydrogen to facilitate the combustion of hydrogen gas, so that the hydrogen gas does not remain in the room. It is also possible to configure not to.

상기 상, 하향 멀티챔버(330)(340) 개방구(332)(342) 중 적어도 어느 하나 이상에 수소를 연소하는 수소점화부(500)가 설치되어 개방구(332)(342) 측에 화염을 제공하도록 구성할 수 있다. A hydrogen ignition unit 500 for burning hydrogen is installed in at least one of the upper and lower multi-chambers 330, 340, and openings 332 and 342, so that the openings 332 and 342 have a flame on the side. can be configured to provide

점화부(500)의 화력은 수소투입량과 정비례하므로, 상기와 같이 구성할 경우, 상기 가열부(100)에 수소 투입량(밸런스 변화)을 고가의 측정장비로 검사하지 않더라도 수소 점화부(500)의 화력을 육안으로 확인하여 가열부(100) 내에 수소 가스 투입량을 변화를 실시간으로 확인할 수 있다. 일예로, 세팅된 투입량 보다 가스 공급이 적으면 화력이 감소되므로, 수소의 균일한 공급을 도모하여 브레이징 품질이 향상될 수 있다. Since the thermal power of the ignition unit 500 is directly proportional to the hydrogen input amount, when configured as described above, the hydrogen ignition unit 500 By visually checking the thermal power, the change in the amount of hydrogen gas input into the heating unit 100 can be checked in real time. For example, since the thermal power is reduced when the gas supply is less than the set input amount, the brazing quality can be improved by promoting a uniform supply of hydrogen.

나아가, 상기 상향 멀티챔버(330) 개방구(332)에 설치되는 수소 점화부(500)의 화력에 의해 컨베이어부(10)를 타고 이동되는 피처리물이 예열되어 가열부(100)에서 소정의 온도에 도달하기까지 시간이 단축됨과 더불어 갑작스런 온도변화로 인한 변형 및 품질저하를 방지하게 된다.Furthermore, the object to be processed riding on the conveyor unit 10 is preheated by the thermal power of the hydrogen ignition unit 500 installed in the opening 332 of the upward multi-chamber 330 , and is heated in the heating unit 100 . The time to reach the temperature is shortened, and deformation and quality deterioration due to sudden temperature change are prevented.

본 발명에 따른 수소공급부(200)는 상기 가열부(100) 내부공간을 수소(H2)로 치환하도록 수소노즐(210)이 구비된다. 수소공급부(200)는 가열부(100)의 내화물을 관통하도록 수소노즐(210)을 설치하여 직접 공급하거나, 도 4와 같이 가열부(100) 출구 측에 수소노즐(210)을 설치하여 수소를 간접 공급하는 구성도 가능하다.The hydrogen supply unit 200 according to the present invention is provided with a hydrogen nozzle 210 to replace the inner space of the heating unit 100 with hydrogen (H 2 ). The hydrogen supply unit 200 is directly supplied by installing a hydrogen nozzle 210 to penetrate the refractory material of the heating unit 100, or by installing a hydrogen nozzle 210 at the outlet side of the heating unit 100 as shown in FIG. 4 to supply hydrogen. An indirect supply configuration is also possible.

본 발명에 따른 질소챔버(300)는 가열부(100)의 양 측벽에서 질소가스가 충진되는 퍼징공간부(320)를 갖도록 배치되며, 가열부(100)에 관통 결합된 히터(110)의 양 단부를 수용하도록 형성된다. 상기 질소챔버(300)는 후술하는 질소공급부(400)를 통해 질소가 가열부(100) 내부 압보다 더 높은 압으로 충진되므로, 히터(110) 관통부를 통한 수소가스의 누출을 원천 봉쇄하게 된다. The nitrogen chamber 300 according to the present invention is disposed to have a purging space 320 filled with nitrogen gas at both sidewalls of the heating unit 100 , and the amount of the heater 110 coupled through the heating unit 100 . formed to receive an end. Since the nitrogen chamber 300 is filled with nitrogen at a higher pressure than the internal pressure of the heating unit 100 through the nitrogen supply unit 400 to be described later, the leakage of hydrogen gas through the heater 110 penetration is blocked.

상기 질소챔버(300)의 외측에는 도어패널이 개폐 가능하도록 설치되는 케이싱이 형성되어 유지보수에 따른 편의성을 제공하고, 각각의 패널들은 고진공 내열실리콘에 의해 기밀처리된다.A casing installed so that the door panel can be opened and closed is formed on the outside of the nitrogen chamber 300 to provide convenience according to maintenance, and each panel is hermetically treated by high vacuum heat-resistant silicone.

본 발명에 따른 질소공급부(400)는 질소챔버(300)의 퍼징공간부(320) 내로 질소가스를 공급하기 위해 구비되는 것으로, 상기 질소챔버(300)의 퍼징공간부(320)를 질소(N2)로 치환하도록 퍼징공간부(320)에 연통되도록 복수개의 질소노즐(410)이 질소챔버(300)에 이격 배치된다. The nitrogen supply unit 400 according to the present invention is provided to supply nitrogen gas into the purging space 320 of the nitrogen chamber 300, and the purging space 320 of the nitrogen chamber 300 is replaced with nitrogen (N). 2 ) A plurality of nitrogen nozzles 410 are spaced apart from each other in the nitrogen chamber 300 so as to communicate with the purging space 320 to replace them.

상기와 같은 구성에 의해, 상기 수소가스가 외부로 누설되는 것을 차단하고, 외부 산소가 가열부(100) 내부로 유입되는 것을 막도록 질소챔버(300) 내부로 질소를 투입하여 방산 열과 외부공기 유입을 100% 억제하게 된다. 이때 질소챔버(300) 내부압은 대기압보다 압력이 떨어지지 않도록 질소투입량이 제어된다.With the configuration as described above, nitrogen is injected into the nitrogen chamber 300 to prevent the hydrogen gas from leaking to the outside and to prevent external oxygen from flowing into the heating unit 100 , thereby dissipating heat and introducing external air. will be suppressed by 100%. At this time, the nitrogen input amount is controlled so that the internal pressure of the nitrogen chamber 300 does not fall below atmospheric pressure.

이처럼 상기 질소공급부(400)의 질소노즐(410)을 통하여 주입되는 질소에 의해 퍼징공간부(320) 압력이 가열부(100) 내부 압력대비 양압으로 형성되어 가열부(100) 내부로 공급된 수소의 외부 유출이 차단됨과 더불어 질소퍼징에 의해 산소공급이 차단되어 폭발 안전성이 확보된다.As such, by the nitrogen injected through the nitrogen nozzle 410 of the nitrogen supply unit 400 , the pressure of the purging space 320 is formed to be a positive pressure compared to the internal pressure of the heating unit 100 , and hydrogen supplied into the heating unit 100 . Explosion safety is secured by blocking the outflow of gas and oxygen supply by nitrogen purging.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 직접가열방식의 수소로의 냉각존을 나타내는 구성도로서, 상기 가열부(100) 출구(130)와 하향 멀티챔버(340) 사이에는 횡형 냉각존(350)이 형성되고, 횡형 냉각존(350) 양단에 수소공급부(200)의 수소노즐(210)이 설치되어 수소 또는 수소와 질소 혼합가스가 공급된다. 4 is a block diagram showing a cooling zone for a hydrogen furnace of a direct heating method according to an embodiment of the present invention. Between the outlet 130 of the heating unit 100 and the downward multi-chamber 340, a horizontal cooling zone 350 ) is formed, and the hydrogen nozzles 210 of the hydrogen supply unit 200 are installed at both ends of the horizontal cooling zone 350 to supply hydrogen or a mixed gas of hydrogen and nitrogen.

이에 상기 수소노즐(210)을 통하여 분사되는 가스 압력에 의해 열차단커튼이 형성되어 가열부(100) 출구(130)를 통한 내부 열의 유동이 차단되면서 에너지 효율이 향상됨과 더불어 횡형 냉각존(350)을 경유하는 동안 피처리물이 신속하게 냉각처리되어 하향 멀티챔버(340)의 개방구(342)에 도달하는 순간 다음 공정으로 이동 가능함에 따라 연속공정으로 인한 생산성 향상을 도모한다. Accordingly, a heat blocking curtain is formed by the gas pressure injected through the hydrogen nozzle 210 to block the flow of internal heat through the outlet 130 of the heating unit 100, thereby improving energy efficiency and a horizontal cooling zone 350. The object to be treated is rapidly cooled while passing through and as soon as it reaches the opening 342 of the downward multi-chamber 340, it can move to the next process, thereby improving productivity due to the continuous process.

상기 가열부(100)를 지지하는 외곽플레이트(140) 및 질소챔버(300)는 SUS304, SUS310, SUS316, Inconel 중 적어도 1종 이상의 내산화금속으로 형성된다. 직접 가열방식의 가열부(100) 특성상 금속패널들이 수소에 직접 노출되고, 히터와 내화물에 접촉하는 구조가 되므로 수소가스 취성에 대한 안정성이 확보되어야 한다.The outer plate 140 and the nitrogen chamber 300 supporting the heating unit 100 are formed of at least one type of oxide-resistant metal among SUS304, SUS310, SUS316, and Inconel. Due to the nature of the heating unit 100 of the direct heating method, the metal panels are directly exposed to hydrogen and have a structure in contact with the heater and the refractory material, so stability against hydrogen gas brittleness must be secured.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 직접가열방식의 수소로에 사용되는 금속소재의 내산화성 시험결과를 나타내는 구성도로서, 조건은 10 days at 800℃이고, 도 5에 (a)는 SUS304, (b)는 SUS310, (c)는 SUS316, (d)는 Inconel를 나타낸다. 5 is a configuration diagram showing the oxidation resistance test result of a metal material used in a direct heating type hydrogen furnace according to an embodiment of the present invention, the conditions are 10 days at 800 ℃, Figure 5 (a) is SUS304 , (b) is SUS310, (c) is SUS316, (d) is Inconel.

이처럼 SUS304, SUS310, SUS316, Inconel 합금에 대한 내산화성 실험을 행한 결과, 내산화성은 Inconel이 가장 뛰어나고 SUS316이 SUS304이나 SUS310에 비해 우수함을 볼 수 있다. (위탁기관: 한국기계연구원 부설재료연구소)아래 [표 2] 내지 [표 9]는 본원의 로심관이 없는 직접가열방식의 수소로와 도 6의 종래 로심관(수소로)이 있는 수소로를 이용하여, 0℃(기본온도) ~ 400℃ 도달하는 시간(400℃/hr), 400℃ ~ 800℃ 도달하는 시간, 800℃ ~ 1000℃ 도달하는 시간, 1000℃ ~ 1140℃ 도달하는 시간에 대해 응답성, 소비전력량을 확인하여 에너지절감이 얼마나 가능한지 테스트 결과를 나타내는 표이다.As a result of the oxidation resistance test on SUS304, SUS310, SUS316, and Inconel alloy, it can be seen that Inconel has the best oxidation resistance and SUS316 is superior to SUS304 or SUS310. (Consignment institution: Materials Research Institute affiliated with the Korea Institute of Machinery and Materials) [Table 2] to [Table 9] below show the direct heating type hydrogen furnace without a furnace core tube and the hydrogen furnace with the conventional furnace core tube (hydrogen furnace) of FIG. time to reach 0°C (basic temperature) to 400°C (400°C/hr), time to reach 400°C to 800°C, time to reach 800°C to 1000°C, time to reach 1000°C to 1140°C This is a table showing how much energy saving is possible by checking the responsiveness and power consumption.

Figure 112020067063345-pat00001
Figure 112020067063345-pat00001

<본원의 직접가열방식의 수소로를 이용하여 ~400℃ 도달 테스트 결과를 나타내는 표><Table showing the test result of reaching ~400℃ using the direct heating type hydrogen furnace of this institute>

Figure 112020067063345-pat00002
Figure 112020067063345-pat00002

<도 6의 종래에 로심관(수소관)이 구비된 브레이징로를 이용하여 ~400℃ 도달 테스트 결과를 나타내는 표><Table showing the test results of reaching ~400 °C using a brazing furnace equipped with a conventional furnace core tube (hydrogen tube) of FIG. 6>

Figure 112020067063345-pat00003
Figure 112020067063345-pat00003

<본원의 직접가열방식의 수소로를 이용하여 400 ~ 800℃ 도달 테스트 결과를 나타내는 표><Table showing the test results of reaching 400 ~ 800℃ using the direct heating type hydrogen furnace of this institute>

Figure 112020067063345-pat00004
Figure 112020067063345-pat00004

<도 6의 종래에 로심관(수소관)이 구비된 브레이징로를 이용하여 400 ~ 800℃ 도달 테스트 결과를 나타내는 표><Table showing the test results of reaching 400 to 800°C using a brazing furnace equipped with a conventional furnace core tube (hydrogen tube) of FIG. 6>

Figure 112020067063345-pat00005
Figure 112020067063345-pat00005

<본원의 직접가열방식의 수소로를 이용하여 800 ~ 1000℃ 도달 테스트 결과를 나타내는 표><Table showing the test results of reaching 800 ~ 1000℃ using the direct heating type hydrogen furnace of this institute>

Figure 112020067063345-pat00006
Figure 112020067063345-pat00006

<도 6의 종래에 로심관(수소관)이 구비된 브레이징로를 이용하여 800 ~ 1000℃ 도달 테스트 결과를 나타내는 표><Table showing the results of the 800 ~ 1000 ℃ reaching test using a brazing furnace equipped with a conventional furnace core tube (hydrogen tube) of FIG. 6>

Figure 112020067063345-pat00007
Figure 112020067063345-pat00007

<본원의 직접가열방식의 수소로를 이용하여 1000 ~ 1140℃ 도달 테스트 결과를 나타내는 표><Table showing test results of reaching 1000 ~ 1140℃ using our direct heating type hydrogen furnace>

Figure 112020067063345-pat00008
Figure 112020067063345-pat00008

<도 6의 종래에 로심관(수소관)이 구비된 브레이징로를 이용하여 1000 ~ 1140℃ 도달 테스트 결과를 나타내는 표><Table showing the test results of reaching 1000 to 1140 ° C using a brazing furnace equipped with a conventional furnace core tube (hydrogen tube) of FIG. 6>

위 표는 실제 브레이징을 할 수 있는 1140℃ 온도까지 올라가는데 소용되는 시간을 테스트한 것으로, 본원의 직접가열방식의 수소로는 ~400℃까지 걸리는 시간이 14~15분으로 종래 로심관(수소관)이 구비된 브레이징로가 26~28분에 도달하는데 비해 12~13분정도 빨리 올라가는 것을 볼 수 있다. 또, 400℃~800℃까지는 본원의 직접가열방식의 수소로는 1시간 정도 걸리는 반면 종래 로심관(수소관)이 구비된 브레이징로는 1시간30분을 넘어서야 800℃까지 도달했다.The above table is a test of the time required to rise to the 1140℃ temperature that can actually be brazed. With our direct heating method, it takes 14 to 15 minutes to reach ~400℃ with the conventional furnace core tube (hydrogen tube). It can be seen that the brazing furnace equipped with ) rises 12 to 13 minutes faster than reaching 26 to 28 minutes. In addition, it takes about 1 hour to reach 400°C to 800°C with the direct heating method of the present application, whereas the conventional brazing furnace equipped with a core tube (hydrogen tube) reached 800°C in over 1 hour and 30 minutes.

즉, 800℃까지 확인결과로 종래 로심관(수소관)이 구비된 브레이징로는 800℃까지 1시간 55~2시간 정도 걸리는 반면, 본원의 직접가열방식의 수소로는 1시간15분 정도 소요되는바, 약 40분 이상의 빠른 응답성을 보였으며 응답성이 빠르다는 것은 즉 전력소비량 또한 줄었다는 것으로 약 30~35% 정도 에너지절약이 가능한 결과가 나왔다.That is, as a result of checking up to 800 ° C, it takes about 1 hour 55 to 2 hours to 800 ° C in a brazing furnace equipped with a conventional furnace core tube (hydrogen tube), whereas the direct heating method of the present invention takes about 1 hour and 15 minutes. However, it showed a quick response of about 40 minutes or more, and the quick response means that the power consumption was also reduced, resulting in energy saving of about 30~35%.

또한, 실제 브레이징을 할 수 있는 1140℃ 온도까지 올라가는 시간은, 800℃에서 1140℃까지는 본원의 직접가열방식의 수소로는 1시간15분 정도 걸렸으며 종래 로심관(수소관)이 구비된 브레이징로는 2시간40분으로 1시간 20분 이상 차이가 나는 걸 확인 할 수 있다. In addition, the time to raise the temperature to 1140 ℃ for actual brazing, from 800 ℃ to 1140 ℃, it took about 1 hour and 15 minutes with the direct heating method of the present company. is 2 hours and 40 minutes, and it can be seen that there is a difference of more than 1 hour and 20 minutes.

상기 테스트 결과를 종합하면, 1140℃까지 응답성은 본원의 직접가열방식의 수소로는 2시간30~40분 걸렸으며 종래 로심관(수소관)이 구비된 브레이징로는 4시간40분으로 약 2시간 정도의 차이가 나고, 이로 인해 전력소비량 또한 35~40% 정도 절감을 할 수 있는 결과가 나왔다.Summarizing the above test results, the response to 1140°C took 2 hours 30 to 40 minutes with the hydrogen of our direct heating method, and 4 hours 40 minutes with the conventional brazing furnace equipped with a core tube (hydrogen tube), about 2 hours. There is a difference in degree, and as a result, power consumption can also be reduced by about 35-40%.

이처럼 종래에 진공 열처리, 브레이징에 국한되어 있던 항공부품과 전자부품과 자동부품의 품질을 본원의 로심관이 없는 직접가열방식의 수소로에서 가능케 하므로, 산업 전반의 재료비 감소, 부품의 원가절감, 부식방지, 강도증가를 포함하는 부품 산업의 성장, 에너지효율 향상을 도모하는 이점이 있다.As such, the quality of aviation parts, electronic parts, and automatic parts, which were previously limited to vacuum heat treatment and brazing, is made possible in the direct heating type hydrogen furnace without a furnace core tube. It has the advantage of promoting the growth of the parts industry including prevention, strength increase, and energy efficiency improvement.

이상과 같이 본 발명의 상세한 설명에는 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 기술범위에 벗어나지 않는 범위 내에서는 다양한 변형실시도 가능하다 할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 상기 실시 예에 한정하여 정하여 질 것이 아니라 후술하는 특허청구범위의 기술들과 이들 기술로부터 균등한 기술수단들에까지 보호범위가 인정되어야 할 것이다.As described above, in the detailed description of the present invention, the most preferred embodiment of the present invention has been described, but various modifications may be made within the scope not departing from the technical scope of the present invention. Therefore, the protection scope of the present invention is not limited to the above embodiments, but the protection scope should be recognized from the techniques of the claims to be described later and equivalent technical means from these techniques.

10: 컨베이어부 10A: 상향 로딩구간
10B: 횡형 브레이징구간 10C: 하향 로딩구간
100: 가열부 110: 히터
120, 130: 입, 출구 140: 외곽플레이트
150: 하부 내화물 151: B5단열블록
152: 실리카단열블록 160: 상부 내화물
161: SIB-150단열블록 170: 측면 내화물
171: SK-36단열블록 172: B5단열블록
173: 실리카단열블록 180: 중간 내화물
181: B7단열블록 190: 마감 내화물
191: B1단열블록
200: 수소공급부 210: 수소노즐
300: 질소챔버 320: 퍼징공간부
330: 상향 멀티챔버 332, 342: 개방구
340: 하향 멀티챔버 350: 횡형 냉각존
400: 질소공급부 410: 질소노즐
500: 수소점화부
10: conveyor unit 10A: upward loading section
10B: Horizontal brazing section 10C: Down loading section
100: heating unit 110: heater
120, 130: inlet, outlet 140: outer plate
150: lower refractory material 151: B5 insulation block
152: silica insulation block 160: upper refractory material
161: SIB-150 insulation block 170: side refractory
171: SK-36 insulation block 172: B5 insulation block
173: silica insulation block 180: intermediate refractory material
181: B7 insulation block 190: finished refractory material
191: B1 insulation block
200: hydrogen supply unit 210: hydrogen nozzle
300: nitrogen chamber 320: purging space part
330: upward multi-chamber 332, 342: opening
340: downward multi-chamber 350: horizontal cooling zone
400: nitrogen supply unit 410: nitrogen nozzle
500: hydrogen ignition unit

Claims (6)

내부에 히터(110)가 설치되고, 컨베이어부(10)를 타고 이동되는 피처리물과 용가재를 직접가열방식으로 브레이징하도록 양단에 입, 출구(120)(130)가 구비되는 가열부(100);
상기 가열부(100) 내부공간을 수소(H2)로 치환하도록 수소노즐(210)이 구비되는 수소공급부(200);
상기 가열부(100)의 양 측벽에서 질소가스가 충진되는 퍼징공간부(320)를 갖도록 배치되며, 상기 히터(110)의 양 단부를 수용하도록 형성되는 질소챔버(300); 및
상기 질소챔버(300)의 퍼징공간부(320)를 질소(N2)로 치환하도록 상기 퍼징공간부(320)에 연통되는 질소노즐(410)이 구비되는 질소공급부(400);를 포함하며,
상기 컨베이어부(10)는 상향 로딩구간(10A)과, 횡형 브레이징구간(10B)과, 하향 언로딩구간(10C)으로 이루어지고,
상기 하향 로딩구간(10C)은 가열부(100) 출구(130) 측으로 하향 경사각으로 연장되는 하향 멀티챔버(340) 내에 수용되고,
상기 가열부(100) 출구(130)와 하향 멀티챔버(340) 사이에는 횡형 냉각존(350)이 형성되고, 횡형 냉각존(350) 양단에 수소공급부(200)의 수소노즐(210)이 설치되어 수소 또는 수소와 질소 혼합가스가 공급되고,
상기 수소노즐(210)을 통하여 분사되는 가스 압력에 의해 열차단커튼이 형성되어 가열부(100) 출구(130)를 통한 내부 열의 이동이 차단되면서 횡형 냉각존(350)을 경유하는 피처리물이 냉각되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 직접가열방식의 수소로.
A heater 110 is installed inside, and a heating unit 100 having inlets and outlets 120 and 130 at both ends to braze the processing target and filler metal moving on the conveyor unit 10 in a direct heating method. ;
a hydrogen supply unit 200 provided with a hydrogen nozzle 210 to replace the inner space of the heating unit 100 with hydrogen (H 2 );
a nitrogen chamber 300 disposed to have a purging space 320 filled with nitrogen gas on both sidewalls of the heating unit 100 and formed to accommodate both ends of the heater 110; and
A nitrogen supply unit 400 provided with a nitrogen nozzle 410 communicating with the purging space 320 to replace the purging space 320 of the nitrogen chamber 300 with nitrogen (N 2 );
The conveyor unit 10 is composed of an upward loading section (10A), a horizontal brazing section (10B), and a downward unloading section (10C),
The downward loading section (10C) is accommodated in the downward multi-chamber 340 extending at a downward inclination angle toward the heating unit 100, the outlet 130 side,
A horizontal cooling zone 350 is formed between the outlet 130 of the heating unit 100 and the downward multi-chamber 340, and hydrogen nozzles 210 of the hydrogen supply unit 200 are installed at both ends of the horizontal cooling zone 350. and hydrogen or a mixed gas of hydrogen and nitrogen is supplied,
The heat blocking curtain is formed by the gas pressure injected through the hydrogen nozzle 210 to block the movement of internal heat through the outlet 130 of the heating unit 100, and the object to be treated passing through the horizontal cooling zone 350 is Direct heating type hydrogen furnace, characterized in that provided to be cooled.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 상, 하향 멀티챔버(330)(340) 단부에 형성되는 개방구(332)(342)는 가열부(100) 입, 출구(120)(130) 대비 낮게 구비되며,
상기 상향 멀티챔버(330)의 개방구(332)에는 수소를 연소하는 수소점화부(500)가 설치되어 개방구(332) 측에 화염을 제공하도록 구성한 것을 특징으로 하는 직접가열방식의 수소로.
The method of claim 1,
The openings 332 and 342 formed at the ends of the upper and lower multi-chambers 330 and 340 are provided lower than the inlets and outlets 120 and 130 of the heating unit 100,
A direct heating type hydrogen furnace, characterized in that a hydrogen ignition unit 500 for burning hydrogen is installed in the opening 332 of the upward multi-chamber 330 to provide a flame to the opening 332 side.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 가열부(100)는, 외부구획을 형성하는 외곽플레이트(140)와, 가열부(100) 바닥을 단열하도록 내측에서부터 B5단열블록(151), 실리카단열블록(152)을 포함하는 하부 내화물(150)과, 하부 내화물(150) 상부에 대향하게 배치되어 가열부(100) 상부를 단열하도록 SIB-150단열블록(161)을 포함하는 상부 내화물(160)과, 상, 부 내화물(150)(160) 사이에 배치되어 가열부(100) 측벽을 단열하도록 내측에서부터 SK-36단열블록(171), B5단열블록(172), 실리카단열블록(173)을 포함하는 측면 내화물(170)과, 하부 내화물(150)과 컨베이어부(10) 사이에 공간을 단열하도록 B7단열블록(181)을 포함하는 중간 내화물(180)과, 하부 내화물(150) 양측 단부와 측면 내화물(170) 외측면을 일체로 마감하도록 B1단열블록(191)을 포함하는 마감 내화물(190)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 직접가열방식의 수소로.
The method of claim 1,
The heating unit 100 is a lower refractory material ( 150), and the upper refractory material 160 including the SIB-150 insulating block 161, disposed opposite to the upper portion of the lower refractory material 150 to insulate the upper portion of the heating unit 100, and the upper and lower refractory materials 150 (150) ( 160) disposed between the side walls of the heating unit 100 to insulate the sidewall of the refractory unit 170 from the inside, including the SK-36 insulation block 171, the B5 insulation block 172, and the silica insulation block 173, and the lower portion The intermediate refractory material 180 including the B7 insulation block 181 to insulate the space between the refractory material 150 and the conveyor unit 10, and the lower refractory material 150, both ends and the side refractory material 170, the outer surface integrally A direct heating type hydrogen furnace, characterized in that it is made of a finished refractory material (190) including a B1 insulation block (191) to finish.
제 5항에 있어서,
상기 가열부(100)를 지지하는 외곽플레이트(140) 및 질소챔버(300)는 SUS304, SUS310, SUS316, Inconel 중 적어도 1종 이상의 내산화금속으로 형성되는 것을 특징으로 하는 직접가열방식의 수소로.
6. The method of claim 5,
A direct heating type hydrogen furnace, characterized in that the outer plate 140 and the nitrogen chamber 300 supporting the heating unit 100 are formed of at least one type of oxide-resistant metal among SUS304, SUS310, SUS316, and Inconel.
KR1020200079429A 2020-06-29 2020-06-29 Direct heating type hydrogen gas furnace KR102303290B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200079429A KR102303290B1 (en) 2020-06-29 2020-06-29 Direct heating type hydrogen gas furnace

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200079429A KR102303290B1 (en) 2020-06-29 2020-06-29 Direct heating type hydrogen gas furnace

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102303290B1 true KR102303290B1 (en) 2021-09-17

Family

ID=77923949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200079429A KR102303290B1 (en) 2020-06-29 2020-06-29 Direct heating type hydrogen gas furnace

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102303290B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100419996B1 (en) * 2003-09-15 2004-02-27 한국생산기술연구원 Arch-shaped brazing apparatus using hydrogen gas for manufacturing a diamond tool
JP2004271151A (en) * 2003-03-12 2004-09-30 Allied Material Corp Reducing furnace
KR100581758B1 (en) 2003-12-19 2006-05-22 주식회사 삼원 Continuation type environment annealing equipment
KR20100022884A (en) 2008-08-20 2010-03-03 주식회사 삼원에프엠티 A device for brazing check the a bad movable of a conveyer on flux

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004271151A (en) * 2003-03-12 2004-09-30 Allied Material Corp Reducing furnace
KR100419996B1 (en) * 2003-09-15 2004-02-27 한국생산기술연구원 Arch-shaped brazing apparatus using hydrogen gas for manufacturing a diamond tool
KR100581758B1 (en) 2003-12-19 2006-05-22 주식회사 삼원 Continuation type environment annealing equipment
KR20100022884A (en) 2008-08-20 2010-03-03 주식회사 삼원에프엠티 A device for brazing check the a bad movable of a conveyer on flux

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2768916C2 (en) Coke furnace repair system and method
JPH0633949B2 (en) Fluidized bed equipment
JPH07268493A (en) Heating zone of vertical continuous brilliant annealing furnace for steel strip
EP2510283B1 (en) Burner unit for steel making facilities
US3857553A (en) Heat treatment furnace and method
US4229211A (en) Ladle heating system
KR102303290B1 (en) Direct heating type hydrogen gas furnace
US4189129A (en) Apparatus for protecting parts in heating and cooling processing cycles thereof
EP0726438B1 (en) Device for a ring section furnace
US4032290A (en) High temperature furnace muffle
EP0401172A1 (en) A heating mantle with a porous radiation wall
EP2004867B1 (en) Device and method for heating in continuous sintering equipment
CN102837095A (en) Brazing furnace
US3975149A (en) Ring furnace
EP1325275B1 (en) Arrangement and method for heating gas in a gas duct in connection with continuously operated sintering
JP3111330U7 (en)
JP3111330U (en) Molten metal holding furnace
GB2072313A (en) Muffle furnace
CN216891129U (en) Heat treatment furnace that metal was coiled
JPH06330184A (en) Heat treatment equipment
JP5062803B2 (en) Method for firing products that generate corrosive gas
EP1397631B1 (en) Method for operating a ring furnace and ring furnace
US704504A (en) Retort gas-furnace.
US3473795A (en) Industrial furnace built of radiating elements
US171241A (en) Improvement in glass-furnaces

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant