KR20020005258A - 건축용 석판재의 수냉식 열처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 두께가 얇은 석판재를 표면 처리를 위하여 열처리하는 경우에도, 표면과 이면 사이의 급격한 온도 차이로 인한 휨의 발생을 방지하여, 열처리로 인한 석판재의 파손을 방지할 수 있는 건축용 석판재의 수냉식 열처리 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 석판재의 수냉식 열처리 장치는 열처리되는 석판재를 이송하기 위한 컨베이어와; 컨베이어의 이송 방향과 교차하는 방향으로 상기 컨베이어 위에서 왕복 이동하는 캐리어와, 캐리어에 장착되며 컨베이어에 의해 이송되는 석판재의 표면을 열처리하기 위하여 화염을 분사하는 토오치와, 석판재가 컨베이어에 의하여 이송될 때, 석판재를 냉각하기 위하여 석판재에 물을 분사하는 다수의 수냉 수단을 포함한다.

Description

건축용 석판재의 수냉식 열처리 장치{Apparatus for heat treating slate used in an external ornament of building}

본 발명은 건축 구조물의 내,외장용 석판재의 열처리 장치에 관한 것이고,보다 상세하게는 석판재를 열처리할 때, 석판재의 표면과 이면 사이의 온도 차이로 인한 파손을 방지하여, 석판재를 건축 구조물의 내,외장용으로 사용할 수 있도록 보다 얇은 두께를 가지는 열처리하는 건축용 석판재의 수냉식 열처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로 암석은 하나 이항의 여러 광물로 구성되기 때문에, 각각의 광물은 자신의 결정 모양, 분열, 미세 균열 등을 가지며, 이러한 암석은 취성이 강하며, 또한, 깨지기 쉬운 방향을 가지는 결이나 여러 가지 연약면을 가진다.

상기된 바와 같이, 암석은 자연적으로 형성되는 연약면 이외에도 채석, 소할 작업, 절삭 및 운반 그리고 설치 작업 등의 모든 작업 과정에서 인위적인 미세 균열이 발생되므로, 이와 같은 이유들 때문에, 얇게 가공된 가벼운 재질의 석판재에 보강재를 접착하여 석판재의 강성을 향상시킨다.

상기에서, 보강재가 접착되는 석판재의 가공은 일반적으로 열이나 압력을 가해야 하기 때문에, 제작 장비의 제한과 제품의 크기에 상당한 제한을 받으며, 아울러 보강재를 접착하는 방법도 보강재의 재질 및 접착제의 선택과 석판재를 얇게 절삭하여야 하는 등의 제작 기술상의 곤란함이 있다.

주로 화강암으로 이루어진 석판재의 두께는 보통 30㎜이며, 석회석으로 이루어진 석판재의 경우에 그 두께는 대략 40㎜ 정도이다. 또한, 석영, 장석, 운모 등이 주성분으로 이루어진 화강암 이외에도 대리석 또는 사암 등도 석판재로서 사용되기도 한다. 화강암의 활면 가공시에는 레이저 가공방법이 주로 사용되며, 일반적인 갱소 대신에 다이아몬드소가 사용되기도 하나, 절단 길이가 짧게 제한되는 문제가 있다.

한편, 상기의 석판재는 상업적인 건물에 많이 사용되는데, 이러한 석판재들은 금속이나 재래식 유리를 대신하여 방음막과 외벽으로 시공되고 있다. 상기된 바와 같은 형태의 석판재는 암석의 종류와 관계없이 무게가 가벼워야 할 뿐만 아니라 석판재에 보강재가 보강되어 강도가 강화되어야 하고, 또한 석판의 두께를 고려하여 대략 20 내지30㎜의 일정한 두께로 원석을 절단하여야 한다.

대략 20 내지30㎜의 일정한 두께로 절단된 원석은 상기된 바와 같이 건물의 외벽으로 사용되기 위하여, 표면의 외관을 향상시키도록 열처리되어야 하며, 이러한 열처리 방법으로는 도 1에 도시된 바와 같은 공냉식 롤러 표면 열처리 시스템과 작업자가 직접 석판재의 표면을 버너로 열처리하는 방법이 있다.

작업자가 직접 석판재의 표면을 열처리하는 수동식 방법은 지면에 받침목을 위치시킨 후에, 석판재를 받침목으로 받친 상태에서, 석판재 위에서 버너를 움직이면서, 석판재를 가열하는 것이다.

전적으로 작업자에 의존하기 때문에, 표면의 열처리가 고르게 할 수 없다는 문제가 있었기 때문에, 도 1에 도시된 바와 같은 공냉식 롤러 표면 열처리 시스템이 제안되었다.

이러한 공냉식 롤러 표면 열처리 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 석판재(100)는 다수의 롤러(102)로 만들어지는 컨베이어(101) 위를 따라서 이송된다. 석판재(100)가 이송되는 컨베이어(101)의 한쪽에는 석판재(100)를 가열하기 위한 토오치(103)를 컨베이어(101)의 좌우 방향으로 이송하기 위한 캐리어(104)가 설치된다. 토오치(103)가 설치되는 캐리어(104)는 모터, 리드 스크루와 같은 구동 수단에 의하여 구동될 수 있다.

캐리어(104)가 구동될 때, 캐리어(104)는 유동을 방지하도록 컨베이어(101)의 양쪽에 제공되는 한 쌍의 기둥(106)의 상부에서 횡으로 연결되는 수평바(107)에 상하로 설치되는 가이드 바(105)를 따라서 가이드된다. 토오치(103)로부터 분사되는 화염에 의하여 석판재(100)의 표면은 열처리되고, 이러한 열처리에 의하여 석판재(100)의 표면에 있는 울퉁불퉁한 부분이 열에 의하여 석판재(100)로부터 분리됨으로써, 석판재(100)의 표면이 다듬질되어 석판재(100)의 형상이 매끈하게 될 수 있다.

그러나, 상기된 바와 같은 종래의 건축용 석판재의 열처리 방법은 석판재의 두께가 얇은 경우에 석판재의 표면과 이면 사이의 급격한 온도 차이로 인하여 석판재에 휨이 발생하고, 이러한 휨에 의하여 석판재가 파손되어 사용할 수 없다는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 두께가 얇은 석판재를 표면 처리를 위하여 열처리하는 경우에도, 표면과 이면 사이의 급격한 온도 차이로 인한 휨의 발생을 방지하여, 열처리로 인한 석판재의 파손을 방지할 수 있는 건축용 석판재의 수냉식 열처리 장치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 건축용 석판재의 공냉식 열처리 장치를 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 본 발명에 따른 건축용 석판재의 수냉식 열처리 장치의 개략 정면도.

도 3은 도 2에 도시된 건축용 석판재의 수냉식 열처리 장치의 측면도.

도 4는 도 3에 도시된 열처리용 토오치와 물 분사 노즐의 상대 이동을 설명하기 위한 측면도.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

1 : 열처리용 컨베이어 1a : 석판재 진입용 컨베이어

1b : 석판재 배출용 컨베이어 2 : 토오치

3,4 : 제 1 물 분사 노즐 5 : 제 2 물 분사 노즐

6,7 ; 제 3 물 분사 노즐 100 : 석판재

상기된 바와 같은 목적은, 열처리되는 석판재를 이송하기 위한 컨베이어와;상기 컨베이어의 이송 방향과 교차하는 방향으로 상기 컨베이어 위에서 왕복 이동하는 캐리어와; 상기 캐리어에 장착되며, 상기 컨베이어에 의해 이송되는 석판재의 표면을 열처리하기 위하여 화염을 분사하는 토오치와; 석판재가 상기 컨베이어에 의하여 이송될 때, 석판재를 냉각하기 위하여 석판재에 물을 분사하는 다수의 수냉 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 건축용 석판재의 수냉식 열처리 장치에 의하여 달성될 수 있다.

상기 제 2 물 분사 노즐은 바람직하게 상기 토오치로부터 일정 거리 떨어져 위치된다.

상기에서, 상기 수냉 수단은 토오치에 의한 열처리 전에 컨베이어에 의해 이송되는 석판재의 표면 및 이면에 물을 분사하는 제 1 물 분사 노즐과, 상기 토오치의 하부에 위치되어, 상기 토오치에 의해 열처리된 석판재 부분의 이면을 냉각하기 위하여 물을 분사하는 제 2 물 분사 노즐과; 상기 토오치에 의하여 열처리되어 상기 컨베이어로부터 배출되는 부분에 위치되어, 석판재의 표면 및 이면에 물을 분사하는 제 3 물 분사 노즐을 포함한다.

상기에서, 석판재는 제 1 물 분사 노즐로부터 분사되는 물에 완전히 적셔진 상태로 토오치로 이송된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 건축용 석판재의 수냉식 열처리 장치의 개략 정면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 건축용 석판재의 수냉식 열처리장치는 열처리될 석판재(100)는 대략 20㎜이하의 두께를 가지며, 석판재(100)가 컨베이어(1)에 의하여 이송되는 동안, 컨베이어(1) 위에 설치된 캐리어(도시되지 않음)에 설치된 토오치(2)로부터 분사되는 화염에 의하여 일정 온도로 가열되어 열처리된다.

캐리어는 컨베이어(1)의 이송 방향과 교차하는 방향으로 컨베이어(1) 위에서 왕복 이동한다. 컨베이어(1)는 석판재(100)의 균일한 열처리를 위하여 1 내지 2㎝ 간격으로 이송되며, 캐리어는 토오치(2)가 컨베이어(1)가 한번 이송할 때마다 컨베이어(1)에 탑재된 석판재(100)의 좌우를 주행한다.

한편, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 석판재(100)가 표면 열처리를 위하여 토오치(2)가 설치된 컨베이어(1)로 이송되기 전에, 석판재(100)는 석판재 진입용 컨베이어(1a)에 설치된 제 1 물 분사 노즐(3,4)로부터 분사되는 물에 의하여 석판재(100)의 상부 및 하부에 제공되는 표면과 이면이 적셔지는 것은 물론, 물이 내부로 침투되어 완전히 적셔진다.

따라서, 물에 완전히 적셔진 석판재(100)가 컨베이어(100) 위에 제공되는 토오치(2)로부터 분사되는 화염에 의하여 표면이 열처리될 때, 석판재(100)에 함유된 물은 표면으로부터 이면으로 전달되는 열에 의하여 증발된다. 석판재(100)에 함유된 물이 열에 의하여 증발됨으로써, 석판재(100)에 가해지는 열은 석판재(100)에 함유된 물에 의하여 흡수된다. 이러한 물에 의한 열의 흡수는 석판재(100)의 표면과 이면 사이의 온도 차이를 작게 하도록 작용한다.

아울러, 석판재(100)는 도 2로부터 알 수 있는 토오치(2)에 의하여 분사되는화염에 의하여 표면이 열처리될 때, 토오치(2)의 하부에 위치된 제 2 물 분사 노즐(5)에 의하여 석판재(100)의 이면이 냉각된다. 그러므로, 석판재(100)가 토오치(2)로부터 분사되는 화염에 의하여 가열될 때, 석판재(100)에 가해지는 열은 석판재(100)에 침투되는 물에 의하여 흡수되어, 석판재(100의 표면과 이면 사이의 온도 차이가 작게 된다. 석판재(100)는 제 2 물 분사 노즐(5)로부터 분사되는 물에 의하여 열이 흡수되므로 표면과 이면 사이에 온도 차이가 더욱 작게 될 수 있다.

이러한 제 2 물 분사 노즐(5)은 도 4에 도시된 바와 같이 토오치(2)로부터 일정 거리 떨어져 좌우에 위치되는 것이 바람직하다. 이는 토오치(2)와 제 2 물 분사 노즐(5)에 의한 석판재(100)의 표면 처리 과정에서, 토오치(2)로부터 분사되는 화염이 제 2 물 분사 노즐(5)로부터 분사되는 물에 의하여 소멸되는 것을 방지한다.

토오치(2)에 의하여 열처리된 석판재(100)는 열처리용 컨베이어(1)로부터 배출용 컨베이어(1b)로 이송된다. 석판재(100)가 열처리용 컨베이어(1)로부터 배출용 컨베이어(1b)로 이송될 때, 석판재(100)는 열처리용 컨베이어(1)의 배출측에서 배출되는 석판재(100)의 상부 및 하부에 설치된 제 3 물 분사 노즐(6,7)로부터 분사되는 물에 의하여 완전히 냉각된 상태에서 배출측 컨베이어(1b)로 배출된다. 제 3 물 분사 노즐(6,7)로부터 분사되는 물은 열처리된 석판재(100)가 냉각될 때, 석판재(100)를 완전히 냉각시킴으로써, 석판재(100)는 균일한 냉각 속도로 냉각되어, 냉각 속도 차이, 즉 온도 차이에 의한 파손이 보다 확실하게 방지될 수 있다.

본 발명에 따라서 제공되는 수냉 수단, 즉 제 1 내지 제 3 물 분사노즐(3,4,5,6,7)들은 석판재(100)에 보다 효과적으로 물을 분사하도록 토오치(2)와 거의 동일한 속도로 석판재(100)의 좌우 방향으로 이송된다.

상기된 바와 같이 대략 10 내지 16㎜의 두께를 가지는 석판재를 열처리하여도, 수냉 방식에 의하여 석판재의 표면과 이면 사이의 온도차가 크지 않으므로, 석판재의 열처리시에 휨 등에 의한 파손이 방지된다. 이러한 두께를 가지는 석판재는 뒷면에 보강재가 접착되어 경량 석판재로 제조될 수 있다.

상기된 바와 같은 구조를 가지는 본 발명에 따른 건축용 석판재의 수냉식 열처리 장치에 의하면, 표면과 이면 사이의 급격한 온도 차이로 인한 휨의 발생을 방지하여, 석판재를 10 내지 16㎜의 두께로 하여도 석판재가 파손되지 않으므로, 원석을 제조 활석 공정에서 석판재의 생산 수율이 증가될 수 있다.

Claims (4)

1. 열처리되는 석판재를 이송하기 위한 컨베이어와;

   상기 컨베이어의 이송 방향과 교차하는 방향으로 상기 컨베이어 위에서 왕복 이동하는 캐리어와;

   상기 캐리어에 장착되며, 상기 컨베이어에 의해 이송되는 석판재의 표면을 열처리하기 위하여 화염을 분사하는 토오치와;

   석판재가 상기 컨베이어에 의하여 이송될 때, 석판재를 냉각하기 위하여 석판재에 물을 분사하는 다수의 수냉 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 석판재의 수냉식 열처리 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 물 분사 노즐은 바람직하게 상기 토오치로부터 일정 거리 떨어져 위치되는 것을 특징으로 하는 건축용 석판재의 수냉식 열처리 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 수냉 수단은 토오치에 의한 열처리 전에 컨베이어에 의해 이송되는 석판재의 표면 및 이면에 물을 분사하는 제 1 물 분사 노즐과, 상기 토오치의 하부에 위치되어, 상기 토오치에 의해 열처리된 석판재 부분의 이면을 냉각하기 위하여 물을 분사하는 제 2 물 분사 노즐과; 상기 토오치에 의하여 열처리되어 상기 컨베이어로부터 배출되는 부분에 위치되어, 석판재의 표면 및 이면에 물을 분사하는 제 3 물 분사 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 석판재의 수냉식 열처리 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 석판재는 제 1 물 분사 노즐로부터 분사되는 물에 완전히 적셔진 상태로 토오치로 이송되는 것을 특징으로 하는 건축용 석판재의 수냉식 열처리 장치.