KR20100131126A

KR20100131126A - 가열로

Info

Publication number: KR20100131126A
Application number: KR1020090049861A
Authority: KR
Inventors: 최병근; 김태호; 허시명; 손현성
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2009-06-05
Filing date: 2009-06-05
Publication date: 2010-12-15
Also published as: KR101091286B1

Abstract

소재에 도금된 도금물질이 용융되어 이송롤러에 소착되는 것을 감소시킬 수 있고, 또한 이송되는 소재가 정지하거나 사행하는 것을 방지할 수 있는 가열로가 개시된다.

상기한 가열로는 소재를 이송하며 적어도 하나 이상의 단차부를 구비하는 소재 이송 유닛과, 상기 단차부에 구비되며 소재에 도금된 도금물질이 상기 소재 이송 유닛에 소착되는 것을 감소시키도록 구성된 소착방지유닛을 포함한다.

이러한 가열로에 의하면, 소착방지유닛을 통해 소재에 도금된 도금물질이 용융되어 이송롤러에 소착되는 것을 감소시킬 수 있고, 또한 소착방지유닛이 소재 이송 유닛과 단차지게 배치되어 소재에 도금된 도금물질이 소착방지유닛에 소착되더라도 소착된 도금물질과 소재와의 간섭을 방지할 수 있으므로 이송되는 소재가 정지하거나 사행되는 것을 방지할 수 있다.

가열로, 열간 프레스 성형, 이송롤러, 소착

Description

가열로{FURNACE}

본 발명은 가열로에 관한 것으로, 보다 자세하게는 열간 프레스 성형용 소재를 이송하는 이송유닛을 구비하여 이송되는 소재를 가열하기 위한 가열로에 관한 것이다.

일반적으로 열간 프레스 성형공법은 열간 프레스 성형용 가열로로 냉간 상태의 소재를 오스테나이트 온도까지 가열시킨 후, 소재를 유압프레스에 장착된 금형을 통해 성형 및 동시 냉각을 시켜 고강도의 제품을 생산하는 공법이다.

한편, 가열로에는 상면에 안착된 소재를 이송 및 안내하는 롤러가 다수개의 열을 이루며 구비된다. 또한, 연속 생산을 위해 가열로의 길이가 길어져 가열로 내부를 소재가 통과하는 시간이 길어지게 된다. 이에 따라 가열로 내에서 소재가 대략 900℃까지 가열된다.

한편, 열간 프레스 성형을 위한 소재의 가열시 발생되는 산화 스케일을 방지하기 위하여 소재에는 일반적으로 알루미늄-실리콘을 도금하게 된다. 그런데 소재의 온도가 일정 온도(660℃) 이상이 되면 알루미늄의 용융 현상 및 철(Fe)과의 합금화 현상이 진행된다.

이때, 용융점 부근의 소재에서 용융 알루미늄 성분이 롤러에 소착되어 롤러의 외경 치수를 증가시키게 된다. 이러한 현상이 반복되면 롤러의 크기가 커지게 되어 롤러의 수평도가 유지될 수 없다.

결국, 소재의 진행시 롤러의 일부분에 소착된 소착층과 소재가 충돌하게 되며, 의도하지 않은 소재 이송의 진직도를 떨어뜨림으로 인해 소재가 사행될 수 있는 문제가 있다.

이는 곧 소재의 이송 기능 정지 또는 사행으로 인해 가열로 출측에서 소재 인지 기능의 저하로 이어지게 된다. 이에 따라 열간 프레스 성형공정 전체가 정지되어 제품의 연속 생산이 불가능하게 된다. 즉, 생산성이 저하되는 문제가 있다.

또한, 용융 알루미늄의 소착으로 인하여 롤러의 교체시기가 짧아져서 보수 유지 비용이 증가되는 문제가 있다.

본 발명은 소재에 도금된 도금물질이 용융되어 이송롤러에 소착되는 것을 감소시킬 수 있는 가열로를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 이송되는 소재가 정지하거나 사행하는 것을 방지할 수 있는 가열로를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 가열로는 소재를 이송하며 적어도 하나 이상의 단차부를 구비하는 소재 이송 유닛과, 상기 단차부에 구비되며 소재에 도금된 도금물질이 상기 소재 이송 유닛에 소착되는 것을 감소시키도록 구성된 소착방지유닛을 포함한다.

상기 소착방지유닛은 상기 소재 이송 유닛에 구비되어 소재를 이송하는 이송롤러보다 크거나 동일한 직경을 가지는 소착방지롤러를 구비하며, 소재의 자중에 의해 이송되는 소재를 회동시킬 수 있다.

상기 소착방지유닛은 도금물질의 도금상태에 따라 소재의 회동 반경을 변경하여 상기 소재 이송 유닛에 도금물질이 소착되는 것을 감소시키도록 상기 소착방지롤러를 승강시키는 승강실린더를 더 구비할 수 있다.

상기 단차부는 상기 이송되는 소재의 온도가 소재에 도금된 도금물질의 용융온도에 이르는 영역에 배치될 수 있다.

상기 소재 이송 유닛은 소재의 이송 방향을 따라 상기 단차부의 전방에 배치되어 내부로 유입되는 소재를 이송하는 제1 소재 이송부와, 상기 단차부의 후방에 상기 제1 소재 이송부와 단차지게 배치되며 소재를 외부로 유출하는 제2 소재 이송부를 구비하며, 상기 소착방지유닛은 상기 단차부로 유입되는 소재가 도금된 도금물질과 합금화되는 온도에서 소재를 상기 제2 소재 이송부에 접촉되도록 이송할 수 있다.

본 발명에 따르면, 소착방지유닛을 통해 소재에 도금된 도금물질이 용융되어 이송롤러에 소착되는 것을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 소착방지유닛이 소재 이송 유닛과 단차지게 배치되어 소재에 도금된 도금물질이 소착방지유닛에 소착되더라도 소착된 도금물질과 소재와의 간섭을 방지할 수 있으므로 이송되는 소재가 정지하거나 사행되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 가열로에 대하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가열로를 나타내는 구성도이다.

도 1을 참조하면, 가열로(100)는 일예로서, 소재 이송 유닛(120)과 소착 방지 유닛(140)을 포함한다.

소재 이송 유닛(120)은 소재(S)를 이송하며 적어도 하나 이상의 단차부(126)를 가지도록 구성된다. 즉, 소재 이송 유닛(120)은 제1 소재 이송부(122), 제2 소재 이송부(124), 및 단차부(126)를 구비할 수 있다.

제1 소재 이송부(122)는 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 가열로(100)의 내부로 유입되는 소재(S)를 이송하며, 이를 위해 제1 소재 이송부(122)에는 소재(S) 이송방향을 따라 다수개의 열을 가지도록 제1 이송롤러(111)가 구비될 수 있다.

한편, 제1 소재 이송부(122)에 구비되는 제1 이송롤러(111)는 소재(S)를 지면에 대하여 평행하게 이송하도록 배치될 수 있다.

제2 소재 이송부(124)는 소재(S)의 이동 방향에 대하여 단차부(126)의 후방에 배치되며, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 가열된 소재(S)를 가열로(100)의 외부로 유출시킨다.

또한, 제2 소재 이송부(124)에도 소재(S)의 이송방향을 따라 다수개의 열을 가지도록 제2 이송롤러(112)가 구비될 수 있다. 한편, 제1 소재 이송부(122)와 제2 소재 이송부(124)는 단차를 가지도록 배치된다.

단차부(126)는 제1 소재 이송부(122)와 제2 소재 이송부(124)의 사이에 경사지게 배치될 수 있다. 즉, 제1 소재 이송부(122)와 제2 소재 이송부(124)를 연결하도록 단차부(126)는 경사지게 배치될 수 있다.

한편, 단차부(126)는 이송되는 소재(S)가 소재(S)에 도금된 도금물질의 용융온도에 이르는 영역에 배치될 수 있다. 예를 들어, 소재(S)에 도금된 도금물질이 알루미늄인 경우 단차부(126)는 소재(S)의 온도가 660℃ 에 이르는 영역에 배치될 수 있다.

소착방지유닛(140)은 단차부(126)에 구비되며, 소재(S)에 도금된 도금물질이 소재 이송 유닛(120)에 소착되는 것을 감소시키도록 구성될 수 있다.

이를 위해 소착방지유닛(140)은 소재 이송 유닛(120)에 구비되는 이송롤러(110)보다 직경이 크거나 동일한 직경을 가지는 소착방지롤러(142)를 구비할 수 있다.

소착방지롤러(142)는 제1 소재 이송부(122)에 구비되는 제1 이송롤러(111)와 단차지게 배치되며, 소재(S)의 자중에 의하여 소재(S)를 회동시키는 역할을 수행한다.

이에 대하여 보다 자세히 살펴보면, 가열로(100)의 내부로 유입되는 소재(S)는 제1 소재 이송부(122)에 구비되는 제1 이송롤러(111)에 의해 단차부(126)로 이송된다.

이때, 단차부(126)는 경사지게 형성되어 있으므로, 단차부(126)로 유입되는 소재(S)는 단차부(126)에 구비되는 제3 이송롤러(113)에 접촉하지 않고 제3 이송롤러(113)로부터 이격된 상태로 진행한다.

이후, 소재(S)가 일정거리 이송되면, 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이, 제3 이송롤러(113)로부터 이격된 소재(S)의 자중에 의해 소재(S)가 소착방지롤러(142)에 접촉된다. 계속해서 소재(S)가 이송되면, 소재(S)의 일정부분이 소착방지롤러(142)를 통과하게 된다.

이에 따라, 소착방지롤러(142)를 통과한 소재(S)의 자중에 의해 소재(S)는 도 2의 (d)에 도시된 바와 같이, 아래방향으로 회동되어 제2 소재 이송부(124)에 구비되는 제2 이송롤러(112)에 비로소 접촉된다.

결국, 소재(S)에 도금된 도금물질이 용융되는 온도에서는 소재(S)는 단지 소 착방지롤러(142)에만 접촉되고, 이후 소재(S)에 도금된 도금물질과 소재(S)의 합금화가 개시된 후 비로소 소재(S)가 제2 소재 이송부(124)에 구비되는 제2 이송롤러(112)에 접촉된다.

이에 따라, 소재(S)에 도금된 도금물질이 이송롤러(111,112,113)에 소착되는 것을 감소시킬 수 있다.

한편, 소재(S)가 소착방지롤러(142)에 접촉되는 상태를 살펴보면, 소재(S)가 제1 소재 이송부(122)로부터 이송되어 소재(S)의 선단이 소착방지롤러(142)의 상부를 통과한 후, 소재(S)의 자중에 의해 비로소 소재(S)의 저면이 소착방지롤러(142)에 접촉된다.

이에 따라, 소재(S)에 도금된 도금물질이 소착방지롤러(142)에 소착되더라도, 소착방지롤러(142)에 소착된 도금물질에 의해 이송되는 소재(S)가 정지하거나 사행되는 것을 방지할 수 있다.

다시 말해, 소재(S)가 소착방지롤러(142)의 접선방향으로 진입하지 않으므로, 소착방지롤러(142)에 도금물질이 소착되더라도 소착된 도금물질에 의해 소재(S)의 진행이 방해받지 않을 수 있다.

한편, 소착방지유닛(140)은 소재(S)에 도금된 도금물질의 도금상태에 따라 소재(S)의 회동 반경을 변경하여 제2 소재 이송부(124)에 도금물질이 소착되는 것을 감소시키도록 소착방지롤러(142)를 승강시키는 승강실린더(144)를 더 구비할 수 있다.

즉, 소재(S)에 도금된 도금물질이 두껍게 도금된 경우 소재(S) 표면에 접촉 하는 도금물질과 소재(S)의 합금화가 먼저 일어나고 이후 소재(S) 표면과 이격되어 배치되는 도금물질이 소재(S)와 합금화된다.

이러한 경우, 승강실린더(144)는 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 소착방지롤러(142)를 하강시켜 소재(S)와 제2 소재 이송부(124)의 제2 이송롤러(112)의 접촉을 지연시킨다.

반대로 소재(S)에 도금된 도금물질이 얇게 도금된 경우 승강실린더(144)는 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 소착방지롤러(142)를 상승시켜 소재(S)와 제2 소재 이송부(144)의 제2 이송롤러(112)의 접촉을 앞당길 수 있다.

즉 제2 소재 이송부(144)의 후방에 배치되는 제2 이송롤러(112)와 소재(S)가 접촉되도록 승강실린더(144)는 소착방지롤러(142)를 상승시킬 수 있다.

한편, 도면에는 승강실린더(144)가 가열로(100)의 내부에 배치되는 경우를 도시하여 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고 승강실린더(144)는 가열로(100)의 외부에 배치되고 연결부재에 의해 소착방지롤러(142)에 연결되어 소착방지롤러(142)를 승강시킬 수 있을 것이다.

상기한 바와 같이, 소재(S)에 도금된 도금물질이 용융되는 온도에 소재(S)가 도달할 때 소재(S)가 소착방지롤러(142)에만 접촉되도록 하여 소재(S)로부터 소재 이송 유닛(120)에 구비되는 제1,2 이송롤러(111,112)에 도금물질이 소착되는 것을 감소시킬 수 있다.

또한, 소착방지롤러(142)가 제1 이송 유닛(120)의 제1 이송롤러(111)와 단차지게 배치되므로 소재(S)에 도금된 도금물질이 소착방지롤러(142)에 소착되더라도 소착된 도금물질과 소재(S)와의 간섭을 방지할 수 있으므로, 이송되는 소재(S)가 정지하거나 사행되는 것을 방지할 수 있다.

이에 따라, 소재(S)의 이송 기능 정지 또는 사행으로 인해 가열로(100)의 출측에서 소재인지 기능의 저하를 방지할 수 있고, 결국 열간 프레스 성형공정 전체가 정지되는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 제품의 연속 생산을 가능하게 하여 생산성을 증가시킬 수 있다.

또한, 도금물질의 소착으로 인하여 교체하여야 할 이송롤러의 수를 감소시킬 수 있어 보수, 유지 비용을 절감할 수 있다.

그리고, 승강 실린더(144)를 통해 소착방지롤러(142)를 승강시킬 수 있어 소재(S)에 도금된 도금물질의 두께에 따라 소재(S)의 회동반경을 변경시킴으로써 도금물질의 소착을 보다 효율적으로 감소시킬 수 있다.

한편, 가열로(100)에 구비되는 소재(S)를 가열하기 위한 구성은 당업계에서 널리 알려진 구성에 해당하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가열로의 작동을 설명하기 위한 작동도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 소착방지유닛의 작동을 설명하기 위한 작동도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 가열로

120 : 소재 이송 유닛

140 : 소착방지유닛

Claims

소재를 이송하며 적어도 하나 이상의 단차부를 구비하는 소재 이송 유닛;

상기 단차부에 구비되며, 소재에 도금된 도금물질이 상기 소재 이송 유닛에 소착되는 것을 감소시키도록 구성된 소착방지유닛;

을 포함하는 가열로.
제1항에 있어서, 상기 소착방지유닛은

상기 소재 이송 유닛에 구비되어 소재를 이송하는 이송롤러보다 크거나 동일한 직경을 가지는 소착방지롤러를 구비하며, 소재의 자중에 의해 이송되는 소재를 회동시키는 가열로.
제2항에 있어서, 상기 소착방지유닛은

도금물질의 도금상태에 따라 소재의 회동 반경을 변경하여 상기 소재 이송 유닛에 도금물질이 소착되는 것을 감소시키도록 상기 소착방지롤러를 승강시키는 승강실린더를 더 구비하는 가열로.
제1항에 있어서, 상기 단차부는

상기 이송되는 소재의 온도가 소재에 도금된 도금물질의 용융온도에 이르는 영역에 배치되는 가열로.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 소재 이송 유닛은 소재의 이송 방향을 따라 상기 단차부의 전방에 배치되어 내부로 유입되는 소재를 이송하는 제1 소재 이송부와, 상기 단차부의 후방에 상기 제1 소재 이송부와 단차지게 배치되며 소재를 외부로 유출하는 제2 소재 이송부를 구비하며,

상기 소착방지유닛은 상기 단차부로 유입되는 소재가 도금된 도금물질과 합금화되는 온도에서 소재를 상기 제2 소재 이송부에 접촉되도록 이송하는 것을 특징으로 하는 가열로.