KR20100131129A - Sintering furnace or heat treatment furnace enhanced by the module of uniformizing heat flux and gas flow at low temperature zone and accelerating cooldown speed - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 저온 작동구간 열유동 균일화 및 냉각 가속 모듈 부착형 고품위 소결로나 열처리로 에 관한 것으로, 특히 저온에서 고온에 이르는 전 온도 구간에 걸쳐 온도 분포와 분위기 가스의 유동을 균일하게 하고 냉각시 고온기체와 냉각기체를 강제 순환시켜 냉각 속도가 빨라지도록 하는 소결로나 열처리로에 관한 것이다.The present invention relates to a high-quality sintering furnace or heat treatment furnace with a uniform heat flow and cooling acceleration module attached to a low temperature operating section. In particular, the temperature distribution and the flow of the atmosphere gas are uniform throughout the entire temperature range from low temperature to high temperature, The present invention relates to a sintering furnace or a heat treatment furnace for forcibly circulating a cooling gas to increase a cooling rate.
일반적으로, 무기재료 분말의 사출성형기술은 종래의 압축성형으로는 얻어지지 않는 복잡한 형상의 성형품을 만드는 것이 가능하여 최근 활발히 이용되고 있다.In general, the injection molding technology of the inorganic material powder has been actively used in recent years because it is possible to make a molded article of a complicated shape that cannot be obtained by conventional compression molding.
이러한, 사출성형을 위해서는 금속이나 세라믹 분말 등의 무기재료에 결합성 과 유동성을 주기 위하여 유기 바인더 등을 무기재료 분말에 첨가하고, 상기 유기 바인더가 첨가된 무기재료를 원하는 형상으로 성형한 뒤에 가열 소결을 통해 최종 제품을 생산하게 되는 바, 소결하기 전에 저온에서 상기 유기 바인더를 제거하는 과정을 필수적으로 거치게 되는데, 이러한 유기 바인더 제거 과정을 탈지 공정이라 하며 전체 가열소성 공정 중 상당히 어려운 공정이다.For injection molding, an organic binder or the like is added to the inorganic material powder in order to give bonding and fluidity to inorganic materials such as metal or ceramic powder, and the inorganic material to which the organic binder is added is molded into a desired shape, followed by heat sintering. Through the production of the final product through the bar, it is essential to remove the organic binder at a low temperature before sintering, this organic binder removal process is called a degreasing process is a fairly difficult process of the entire heating firing process.
상기와 같은, 무기재료 분말의 사출성형기술을 통하여 성형한 제품을 최종적으로 가열소성하여 생산하는 장비로서 전기로 형식의 고온 소결로가 이용되고 있다.An electric furnace-type high-temperature sintering furnace is used as an equipment for finally heating and firing a product molded through the injection molding technology of the inorganic material powder as described above.
상기 고온 소결로의 에서는 제품 적재 공간에 피가열체를 적재하고 거리가 떨어져 있는 히터로 피가열체를 가열하는데, 상온에서 600℃도까지는 히터의 열이 중간 매개체인 기체의 열전달을 통하여 피가열체에 전달되는 이른바, 대류 전열이 주된 열전달 작용이 되어 로실 자체와 피처리물을 가열하게 되고 600℃도 이상부터는 히터의 열이 기체 등의 매개체를 통하지 않고 전자기파의 형태로 직접 피처리물과 로실 자체에 전달되어 가열이 이루어지는 이른 바, 복사 전열이라는 열전달 작용이 함께 진행된다.In the high temperature sintering furnace, the object to be heated is loaded into the product loading space and the object to be heated is heated by a heater that is far away from each other. The so-called convective heat transfer is the main heat transfer action, heating the furnace chamber itself and the workpiece. Above 600 ° C, the heater's heat does not pass through the medium such as gas, but directly in the form of electromagnetic waves. The so-called heat transfer action called radiant heat transfer proceeds together to be heated.
이렇게, 대류 전열과 복사 전열이 함께 진행되어 가지만 온도 상승과 함께 기체의 부피가 팽창하면서 로실 내부의 기체 밀도가 줄어감으로써 대류 전열의 비중이 점점 작아지게 되고 900℃도 정도부터는 로실 내부의 기체 밀도가 1/4이하로 줄어들면서 거의 복사 전열에 의해서만 가열이 진행되게 된다.In this way, the convective and radiant heat go together, but as the temperature increases, the volume of the gas expands and the density of the gas inside the chamber decreases, so that the specific gravity of the convective heat decreases gradually. Is reduced to less than a quarter, and the heating proceeds almost exclusively by radiative heat transfer.
이러한, 열전달의 원리상 900℃도 이하, 특히 복사 전열이 거의 없는 600℃ 도 이하의 저온 작동 구간에서는 자연 대류에 의해 상부 쪽에 열이 집중되는 반면 피처리물의 적재로 인해 유동이 정체되어 있는 부분은 대류가 발생하지 않아 국소적으로 가열이 지연되는 등 로실 내부에 열과 유동의 분포가 매우 불균일하게 된다.In the low temperature operating section of 900 ° C or less, especially 600 ° C or less, which is almost no radiant heat, heat is concentrated on the upper side by natural convection while the flow is stagnant due to the loading of the workpiece. There is no convection and local heating is delayed, resulting in very uneven distribution of heat and flow in the furnace chamber.
이를 해소하기 위해서는 강제적으로 로실 내부의 기체를 순환시킴으로써 로실 전역에 열과 유동이 균일하게 분포되도록 해 주어야 한다. To solve this problem, the gas inside the furnace chamber is forced to circulate so that heat and flow are uniformly distributed throughout the furnace chamber.
이에 따라 1200℃도 이하의 전기로 장치에는 로실 내부에 금속 제의 팬과 유동 박스를 설치하여 강제 대류를 발생시킬 수 있지만 1200℃도 이상의 전기로 장치에서는 공기 중에서 1200℃도 이상의 온도에 안정적으로 견딜 수 있는 재질이 없으므로 팬과 유동 박스를 로실 내부에 설치할 수가 없다.As a result, forcible convection can be generated by installing a metal fan and a flow box inside the furnace chamber in an electric furnace device of 1200 ° C or lower, but in an electric furnace device of 1200 ° C or higher, it can stably withstand temperatures of 1200 ° C or higher in the air. Since there is no material available, the fan and flow box cannot be installed inside the furnace chamber.
결국 현재의 1200℃도 이상의 전기로 장치는 고온에서는 주로 복사 전열에 의해 균일한 온도 분포를 구현할 수 있으나, 로실 내부에 강제 대류를 발생시킬 수 있는 장치가 없음으로 해서 저온역에서, 특히 600℃도 이하에서는 온도 및 유동 분포가 매우 불균일해질 수밖에 없는 한계를 가진다.As a result, the current furnace apparatus having a temperature of 1200 ° C or higher can realize a uniform temperature distribution mainly by radiative heat transfer at a high temperature, but since there is no device capable of generating forced convection inside the furnace chamber, especially in a low temperature region, especially 600 ° C. Hereinafter, there is a limit that the temperature and flow distribution will be very uneven.
그런데, 대개의 가열소성처리에서는 고온 유지 구간에서의 온도 균일성만으로도 소성처리 품질을 확보할 수 있으므로 이러한 저온역 구간의 열유동 불균일성이 문제될 게 없으나, 저온역에서의 탈지를 거쳐 고온역에서 소결을 하는 세라믹 또는 금속 분말의 성형체 소성에서는 저온역에서의 열유동 불균일로 인해 피처리물 중에서 탈지가 제대로 진행되지 않는 부분이 발생한 상태에서 소결 공정에 들어감으로써 최종 생산 제품에 발생하는 불량률이 매우 높아지게 되는 문제가 있다.By the way, in most heat firing treatments, the plasticity can be ensured only by the temperature uniformity in the high temperature holding section, so there is no problem of heat flow non-uniformity in the low temperature section. In the sintering of the molded body of the ceramic or metal powder, the defect rate occurring in the final product is very high by entering the sintering process in the state where degreasing does not proceed properly due to heat flow unevenness in the low temperature region. there is a problem.
즉, 세라믹분말 성형 소결품 특히 ITO(Indium Tin Oxide) Target과 같은 고가제품의 생산에 있어서 품질과 원가에 치명적인 영향을 미치게 되어 이를 보완할 수 있는 대안의 제시 및 대책장치의 개발이 절실한 상태라고 하겠다.In other words, in the production of high-priced products such as ceramic powder-formed sintered products, especially ITO (Indium Tin Oxide) Target, it has a fatal effect on quality and cost, and it is urgent to develop alternative proposals and countermeasures to compensate for this. .
한편, 금속 열처리에 있어서도, 미세한 온도의 차이에 민감하게 변형이 발생하는 재질 또는 형상의 금속 제품을 열처리할 경우, 저온 구간에서의 예비 열처리 단계에서 온도 분포가 균일하지 못하면 미세한 휨 등의 변형이 발생하게 되고 고온 공정에서 변형 상태가 그대로 고정되거나 혹은 더욱 심하게 진행되어 제품의 불량이 높아지게 된다. On the other hand, even in the heat treatment of metal, when heat-treating a metal product of a material or shape that is sensitive to the slight difference in temperature, if the temperature distribution is not uniform in the preheating step in the low temperature section, deformation such as fine warpage occurs. In the high temperature process, the deformation state is fixed as it is, or worse, the product defect is increased.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로 900℃이하의 저온 가열시 상부에는 대류전열에 의해 열이 집중되고 중부 또는 하부에는 피가열체의 적재로 인한 기체의 유동 정체가 발생되는데 이때, 고온 소결로(또는 금속 열처리로)의 가열실에 저온 가열/냉각 순환부와 열유동 순환구동부가 하나의 어셈블리 모듈로 조합된 <저온 작동구간 열유동 균일화 및 냉각 가속 모듈>을 연결하여 이를 통해 고온로 가열실의 내부 기체를 강제로 교반시켜 불균일한 상태의 열과 유동이 균일해지도록 하는 저온 작동구간 열유동 균일화 및 냉각 가속 모듈 부착형 고품위 소결로나 열처리로나 열처리로를 제공하는데 목적이 있다. Therefore, the present invention has been made in view of the problems of the prior art as described above, when heat is heated at a temperature lower than 900 ° C., the heat is concentrated by convective heat, and in the middle or the bottom, the flow of gas due to the loading of the heating body is In this case, connect the low temperature heating / cooling circulation part and the heat flow circulation driving part combined with one assembly module to the heating chamber of the high temperature sintering furnace (or metal heat treatment furnace). The purpose is to provide a high quality sintering furnace, heat treatment furnace, or heat treatment furnace attached to a low-temperature operating section that provides uniform heat and flow in a non-uniform state by forcibly agitating the gas inside the heating chamber. have.
그리고, 본 발명의 다른 목적은 900℃이하의 저온 영역에서 내부 기체를 순환 교반시킴으로써 피가열체의 전체를 감싸고 있는 열과 유동이 균일하게 하고 이로써 피가열체 전역에 걸쳐 탈지(또는 예비 열처리)가 균일하게 진행되도록 하는 데 있다. In addition, another object of the present invention is to uniformly heat and flow surrounding the entire heating body by circulating and stirring the internal gas in a low temperature region of 900 ℃ or less, thereby uniform degreasing (or pre-heat treatment) throughout the heating body. To make it work.
더불어, 본 발명의 또 다른 목적은 고온로 가열실의 내부 기체를 강제로 순환하는 과정에서 가열된 기체의 온도가 저하되지 않도록 저온 가열/냉각 순환부의 순환 통로에 별도의 히터를 설치 가동시켜 고온로 가열실 내부와 동일한 온도를 유지하게 함으로써 고온로 가열실을 출입, 순환 하는 기체가 일정하게 온도를 유지시킬 수 있도록 하는 데 있다.In addition, another object of the present invention is to install and operate a separate heater in the circulation passage of the low-temperature heating / cooling circulation section so that the temperature of the heated gas in the process of forcibly circulating the internal gas of the high-temperature furnace heating chamber By maintaining the same temperature as the inside of the heating chamber to ensure that the gas circulating in and out of the heating chamber at a high temperature to maintain a constant temperature.
아울러, 본 발명의 다른 목적은 탈지 및 소결과정 또는 금속열처리 과정을 거친 피가열체의 냉각시 저온 가열/냉각 순환부의 공간과 찬 기체가 존재하는 외부공간과의 연통에 의해 냉각되어진 냉각 기체가 고온로 가열실을 통과하도록 순환시켜 냉각 속도가 빨라지도록 하는 데 있다.In addition, another object of the present invention is a cooling gas cooled by the communication between the space of the low temperature heating / cooling circulation section and the external space in which the cold gas is heated during the degreasing and sintering process or the metal heat treatment of the heating target object It is to circulate through the furnace heating chamber to increase the cooling rate.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 세라믹 또는 금속 분말 성형체인 피가열체를 저온에서 고온으로 가열하면서 탈지/소결/냉각시켜 소결체 부품을 제조하는 소결로(또는 금속 열처리로)에 있어서, 상부 및 사방측면을 이루도록 단열부재가 상호 결합되고 하부로는 세라믹 또는 금속 분말 성형체(또는 금속제품)인 피가열체가 올려지는 내열 바닥판이 결합되어 형성되는 고온 가열공간의 내부로 고온가열히터가 삽입 설치되는 통 형태의 고온 전기로로 이루어지는 고온 가열부를 형성하며, 저온작동히터가 내부에 설치되는 순환공간이 형성되도록 튜브 형태로 단열재를 연장하고, 상기 단열재의 양 끝단 부분에는 공압으로 개폐작동되는 단열셔터를 구비시킨 저온 가열/냉각 순환부를 형성하여, 상기 단열재의 양 끝단이 고온 가열부의 측면에 마주보게 위치되는 단열부재를 관통하여 고온 가열공간과 순환공간이 개폐되도록 일체 또는 탈장착되게 연결 형성하고, 구동모터의 구동력으로 회전되는 순환팬이 저온 가열/냉각 순환부의 순환공간 내에 삽입 설치되는 열유동 순환구동부를 형성하여, 상기 고온 가열부의 고온 가열공간과 저온 가열/냉각 순환부의 순환공간 내의 기체를 순환시켜 저온 가열시 열 유동이 균일하고 냉각시 냉각속도가 단축되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 저온 작동구간 열유동 균일화 및 냉각 가속 모듈 부착형 고품위 소결로나 열처리로를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a sintering furnace (or metal heat treatment furnace) for producing a sintered body part by degreasing / sintering / cooling while heating a heated body which is a ceramic or metal powder molded body from low temperature to high temperature, A tube into which a high temperature heating heater is inserted into an inside of a high temperature heating space in which heat insulating members are joined to each other and a heat resistant bottom plate on which a heated object, which is a ceramic or metal powder molded body (or a metal product), is mounted, is connected to each other. Forming a high temperature heating unit consisting of a high temperature electric furnace of the form, extending the heat insulating material in the form of a tube so that the low-temperature operating heater is installed therein, and is provided with a heat insulating shutter for opening and closing at both ends of the heat insulating material A low temperature heating / cooling circulation part is formed so that both ends of the heat insulating material are attached to the side surface of the high temperature heating part. Heat flow in which the high temperature heating space and the circulation space are integrally or detachably connected to penetrate the heat insulating member positioned to be opened or closed, and a circulation fan rotated by the driving force of the driving motor is inserted into the circulation space of the low temperature heating / cooling circulation portion. Low temperature operation by forming a circulation drive unit, circulating the gas in the high temperature heating space of the high temperature heating section and the circulation space of the low temperature heating / cooling circulation section so that the heat flow is uniform during low temperature heating and the cooling rate is reduced during cooling Provides high quality sintering furnace or heat treatment furnace with section heat flow uniformity and cooling acceleration module.
이상에서와 같이 본 발명은 900℃이하의 저온 가열시 상부에는 열이 집중되고 하부에는 피가열체의 적재로 인한 기체의 유동 정체가 발생되는데 이때, 고온 가열부의 내부 기체를 강제 순환시켜 열과 유동이 균일하게 분포되도록 하여 탈지(또는 예비 열처리)가 균일하게 일어나도록 하는 효과가 있다.As described above, in the present invention, when the low temperature heating temperature of 900 ° C. or lower is concentrated, heat is concentrated in the upper portion and the flow of gas is generated due to the loading of the heated object. It is effective to make it uniformly distributed so that degreasing (or preheating) occurs uniformly.
그리고, 900℃이하의 저온 영역에서 열과 유동을 순환시킴으로써 피가열체의 전체에서 균일한 탈지(또는 예비 열처리)가 이루어지도록 하여 소결(또는 최종 열처리) 과정시 제품의 완성도가 높아지도록 하는 효과가 있다.In addition, by circulating heat and flow in a low temperature region of 900 ° C or less, uniform degreasing (or preliminary heat treatment) is performed in the entire heated object, thereby increasing the completeness of the product during sintering (or final heat treatment). .
더불어, 고온 가열부의 내부 기체를 강제 순환시 가열된 기체의 온도가 저하되지 않도록 저온 가열/냉각 순환부에 형성된 별도의 히터를 가동시켜 일정하게 온도를 유지시킬 수 있도록 하여 탈지(또는 예비 열처리) 과정시 온도의 변화로 인해 효율 또는 품질이 저하되지 않도록 하는 효과가 있다.In addition, the degreasing (or pre-heating) process may be performed by operating a separate heater formed in the low temperature heating / cooling circulation unit so that the temperature of the heated gas is not lowered when the internal gas of the high temperature heating unit is forcedly circulated. There is an effect that the efficiency or quality is not degraded due to the change in temperature.
아울러, 탈지 및 소결 과정 또는 금속 열처리 과정을 거친 피가열체의 냉각시 저온 가열/냉각 순환부 내의 공간과 찬 기체가 존재하는 외부공간을 연통시켜 냉각되어진 냉각 기체가 고온 가열부를 통과하도록 순환시킴으로써 냉각속도가 빨라지도록 하는 효과가 있다.In addition, during cooling of the heated object undergoing degreasing and sintering or metal heat treatment, the space inside the low temperature heating / cooling circulation portion communicates with the external space where cold gas exists to circulate the cooled cooling gas through the high temperature heating portion. This speeds up the effect.
이에 상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 저온 작동구간 열유동 균일화 및 냉각 가속 모듈 부착형 고품위 소결로나 열처리로 저온 작동구간 열유동 균일화 및 냉각 가속 모듈 부착형 고품위 소결로 또는 열처리로는 세라믹 또는 금속 분말 성형체인 피가열체(10)를 저온에서 고온으로 가열하면서 탈지/소결/냉각시켜 소결체 부품을 제조하는 소결로나 열처리로(100)에 관한 것이다.As shown in Figure 1, the high-temperature sintering furnace or heat treatment unit attached to the low-temperature operating section heat flow homogenization and cooling acceleration module of the present invention the high-temperature sintering furnace or heat treatment unit attached to the low temperature operating section heat flow homogenization and cooling acceleration module ceramic or metal The present invention relates to a sintering furnace or a heat treatment furnace (100) for producing a sintered compact part by degreasing / sintering / cooling a heated object (10), which is a powder compact, from low temperature to high temperature.
먼저, 상기 소결로나 열처리로(100)는 상온에서 1200℃이상의 고온까지 피가열체(10)를 가열하는 고온 가열부(20)와, 상기 고온 가열부(20)에서 피가열체(10)를 600~900℃의 저온범위로 가열시나 소결 후 냉각시 고온 가열부(20)내의 기체를 순환시키기 위한 통로가 되는 저온 가열/냉각 순환부(30)과, 가열기체나 냉각기체를 순환시키기 위해 저온 가열/냉각 순환부(30)에 설치되는 열유동 순환구동부(40)로 구성된다.First, the sintering furnace or
상기 고온 가열부(20)는 상부 및 사방측면을 이루도록 단열부재(21)가 상호 결합되고 하부로는 세라믹 또는 금속 분말인 피가열체(10)가 올려지는 내열 바닥판(22)이 결합되어 형성되는 고온 가열공간(23)의 내부로 고온가열히터(24)가 삽입 설치되는 통 형태의 고온로 가열실(25)로 이루어진다.The high
여기서, 상기 고온로 가열실(25)의 단열부재(21)는 1200℃이상의 고온에서 견딜 수 이는 내열재로 구성된 것으로 지붕을 이루는 상부와 좌/우/전/후 면인 사방측면을 감싸도록 상호연결한 후 내열 바닥판(22)을 하부에 결합되는 것이다.Here, the
아울러, 상기 고온로 가열실(25)의 상부에 지붕을 이루는 단열부재(21)를 관통하여 고온 가열공간(23)의 내부로 삽입되는 온도측정센서(21a)가 하나 이상으로 설치된다.In addition, at least one
상기 저온 가열/냉각 순환부(30)는 저온작동히터(31)가 내부에 설치되는 순환공간(32)이 형성되도록 튜브 형태로 단열재(33)를 연장하고, 상기 단열재(33)의 양 끝단 부분에는 공압으로 개폐작동되는 단열셔터(34)를 구비시켜 형성한다.The low temperature heating /
즉, 상기 저온 가열/냉각 순환부(30)는 단열재(33)의 양 끝단이 고온 가열부(20)의 측면에 마주보게 위치되는 단열부재(21)를 관통하여 고온 가열공간(23)과 순환공간(32)이 개폐되도록 일체 또는 탈장착되게 연결 형성한다.That is, the low temperature heating /
이때, 상기 저온 가열/냉각 순환부(30)는 단열재(33)를 다양한 형태로 연장하여 일부분이 절단되어 양끝단이 형성된 것이다.At this time, the low temperature heating /
여기서, 상기 저온 가열/냉각 순환부(30)의 저온작동히터(31)는 다수 개로 구성하는 것으로, 상기 저온작동히터(31)는 고온 가열부(20)에서 피가열체(10)를 600~900℃의 저온으로 가열할 때 고온로 가열실(25) 내의 가열된 기체가 순환시 온도가 저하되지 않도록 보조적으로 열을 발생시켜 순환공간(32)이 고온 가열공간(23)과 같은 온도를 갖게 하는 것이다.Here, the low
더불어, 상기 저온작동히터(31)의 온도를 측정하기 위한 온도측정센서(31a)가 단열재(33)를 관통하여 순환공간(32) 내로 노출되도록 설치된다.In addition, the
아울러, 상기 저온 가열/냉각 순환부(30)의 상부로는 단열재(33)를 관통하여 순환공간(32)과 외부공간을 연통되게 개폐하는 냉각댐퍼(35)를 하나 이상으로 더 포함하여 구성한다.In addition, the upper portion of the low temperature heating /
즉, 상기 냉각댐퍼(35)는 순환공간(32)에 존재하는 가열된 기체를 배출시키면서 외부의 냉각기체를 유입시켜 저온 가열/냉각 순환부(30)를 냉각시키기 위한 구성인 것이다.That is, the
상기 열유동 순환구동부(40)는 구동모터(41)의 구동력으로 회전되는 순환팬(42)이 저온 가열/냉각 순환부(30)의 순환공간(32) 내에 삽입 설치된다.The heat flow
여기서, 상기 열유동 순환구동부(40)의 구동모터(41)는 인버터(43)로 회전수가 조절되도록 구성한 것으로, 순환속도를 조절하기 위하여 구성된 것이다.Here, the
그리고, 상기 구동모터(41) 및 인버터(43)는 저온 가열/냉각 순환부(30)의 단열재(33) 외부에 결합되어 열의 영향을 받지 않으며, 순환팬(42)은 단열재(33)를 관통하는 모터축(도면번호 미도시)에 결합되어 순환공간(32) 내에 위치된다.In addition, the
즉, 상기 저온 가열/냉각 순환부(30)는 고온 가열부(20)의 고온 가열공간(23)과 저온 가열/냉각 순환부(30)의 순환공간(32) 내의 기체를 순환시켜 저온 가열시 열 유동이 균일하고 냉각시 냉각속도가 단축되도록 구성하는 것이다.That is, the low temperature heating /
상기와 같이 구성된 본 발명의 작동 및 작용을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation and operation of the present invention will be described.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 소결로나 열처리로(100)는 고온 가열부(20)를 이루는 내열 바닥판(22)의 상부로 세라믹 분말 또는 금속 분말 성형체(또는 금속제품)인 피가열체(10)를 올려놓는다.As shown in FIG. 2, the sintering furnace or the
이후, 상기 저온 가열/냉각 순환부(30)의 단열셔터(34)가 폐쇄되어진 상태라 면 고온 가열부(20)의 고온 가열공간(23)과 저온 가열/냉각 순환부(30)의 순환공간(32)이 연통되도록 해제 작동시켜 개방한다.Thereafter, when the
다음으로, 상기 열유동 순환구동부(40)의 구동모터(41)가 회전되도록 작동시켜 순환팬(42)을 회전시킨다.Next, the
이때, 상기 구동모터(41)의 구동됨과 동시적으로 고온 가열부(20)의 고온가열히터(24)와 저온작동히터(31)를 작동시켜 고온로 가열실(25) 내의 온도가 900℃이하의 온도(공정에 따라 정해진 저온 가열 온도)까지 가열되도록 작동시킨다.At this time, the high
여기서, 상기 고온가열히터(24)와 저온작동히터(31)는 동일한 온도로 발열되도록 하여 고온 가열공간(23)과 순환공간(32)의 내부 온도가 동일하도록 한다.In this case, the high
그리고, 상기 인버터(43)를 조정하여 공정 목적에 맞도록 그리고 및 피가열체(10)가 소결체 부품으로 제품화(또는 열처리)됨에 있어서 최적의 품질을 갖도록 구동모터(41)의 회전수를 조절한다.Then, the
이때, 상기 열유동 순환구동부(40)의 구동모터(41)의 구동력으로 순환팬(42)이 회전되면서 고온 가열공간(23)과 순환공간(32) 사이에 가열기체를 순환시켜 피가열체(10)의 전체 표면을 가열한다.At this time, the
즉, 상기 저온으로 피가열체(10)를 가열하는 과정이 분말 성형체에 있어서는피가열체의 성형에 필요한 윤활제, 결합제, 수분 등의 바인더를 성형체로부터 공정이 되는 것이며 금속제품에 있어서는 예비 열처리 공정이 되는 것이다.That is, the process of heating the
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 고온가열히터(24)와 저온작동히터(31)를 작동시켜 피가열체(10)를 900℃이하의 저온으로 가열하는 과정이 완료되면 상기 저온 가열/냉각 순환부(30)의 저온작동히터(31)의 발열작동을 정지시키며, 상기 열유동 순환구동부(40)의 구동모터(41)의 구동을 정지시켜 순환팬(42)의 회전을 중단시키는 동시에 단열셔터(34)가 고온 가열공간(23)과 순환공간(32)을 차단하도록 폐쇄 작동시키고, 상기 저온 가열/냉각 순환부(30)의 냉각댐퍼(35)를 개방시켜 순환공간(32)과 외부공간이 연통되도록 하여 순환공간(32) 내의 가열기체가 외부로 배기되고 외부공간의 냉각기체를 순환공간(32) 내로 유입시켜 저온 가열/냉각 순환부(30)를 냉각시킨다.As shown in FIG. 3, the low temperature heating / cooling circulation is completed when the high
여기서, 상기 고온 가열부(20)의 고온가열히터(24)는 지속적으로 발열 작동하여 고온로 가열실(25)의 내부를 900~1200℃이상의 온도로 상승시키면서 피가열체(10)를 가열하여 피가열체(10)가 소결체 부품이 되게 하는 소결과정(또는 최종적으로 열처리되는 열처리과정)을 거치게 된다.Here, the high
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 피가열체(10)의 소결과정(또는 최종 열처리과정)이 완료되면 고온 가열부(20)의 고온가열히터(24)의 발열작동을 정지시키고 고온로 가열실(25)의 내부 온도가 1000℃이하로 하강하면 고온 가열공간(23)과 순환공간(32)이 연통되도록 저온 가열/냉각 순환부(30)의 단열셔터(34)를 개방 작동시킨다.As shown in FIG. 4, when the sintering process (or the final heat treatment process) of the
이후, 상기 열유동 순환구동부(40)의 구동모터(41)를 작동시켜 순환팬(42)을 회전시켜 고온 가열공간(23) 내의 가열기체는 냉각댐퍼(35)의 개방으로 냉각되어진 순환공간(32) 내로 유입되면서 냉각되고, 순환공간(32) 내의 냉각기체는 고온 가열공간(23) 내로 유동되어 고온로 가열실(25) 및 피가열체(10)를 냉각시키는 순환과 정을 수행한다.Thereafter, the driving
이때, 상기 열유동 순환구동부(40)의 인버터(43)를 조정하여 구동모터(41)의 회전수를 조절을 통해 냉각을 위한 순환 유량을 조절하여 냉각속도를 조절한다.At this time, by adjusting the
그리고, 상기 고온로 가열실(25) 및 피가열체(10)의 온도가 100℃ 정도로 내려가면 열유동 순환구동부(40)의 구동모터(41)를 정지시켜 순환팬(42)의 회전을 멈추게 하면서 단열셔터(34)를 고온 가열공간(23)과 순환공간(32)이 차단되도록 폐쇄 작동시킨다.When the temperature of the high temperature
이후, 상기 고온 가열부(20)에서 피가열체(10)가 탈지/소결/냉각되어 소결체 부품으로 완성된 제품(또는 열처리가 종료된 금속제품)을 인출하여 제조를 완료한다.Subsequently, the
이로써, 상기 피가열체(10)를 900℃이하의 저온가열시 가열기체의 순환으로 인하여 전체가 균일하게 가열됨으로써 바인더를 제거하는 탈지효율이 증대되거나 열처리로 인한 금속제품의 변형이 없게 되는 이점이 있다.As a result, when the
더불어, 상기 저온작동히터(31)를 발열작동시켜 피가열체(10)의 저온 가열시 순환에 의한 온도변화가 발생되지 않도록 하는 장점이 있다.In addition, there is an advantage that the low
아울러, 상기 피가열체(10)를 1200℃이상의 고온으로 가열시 단열셔터(34)로 고온 가열공간(23)과 순환공간(32)을 차단하여 열 손실을 방지할 수 있는 이점이 있다.In addition, there is an advantage that can prevent the heat loss by blocking the high
또한, 상기 냉각댐퍼(35)를 개방하여 저온 가열/냉각 순환부(30)의 냉각속도를 증대시키고, 소결(또는 최종 열처리)이 완료된 피가열체(10)에 냉각된 기체를 순환팬(42)의 회전으로 순환시킴으로써 냉각효율이 증대되어 냉각 속도가 빨라지는 장점이 있는 것이다.In addition, the cooling
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.In the above, the present invention has been illustrated and described with reference to specific preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the present invention is not limited to the spirit of the present invention. Various changes and modifications will be possible by those who have the same.
도 1은 본 발명에 따른 저온 작동구간 열유동 균일화 및 냉각 가속 모듈 부착형 고품위 소결로나 열처리로의 구성을 나타낸 단면도,1 is a cross-sectional view showing the configuration of the high-temperature sintering furnace or heat treatment furnace attached to the low temperature operating section heat flow uniformity and cooling acceleration module according to the present invention;
도 2는 도 1에서 피가열체를 600~900℃로 저온 가열과정을 나타낸 상태 단면도,Figure 2 is a cross-sectional view showing a low-temperature heating process to 600 ~ 900 ℃ the heating element in Figure 1,
도 3은 도 2의 저온 가열과정을 거친 후 900~1200℃이상의 고온 가열과정을 나타낸 상태 단면도,3 is a cross-sectional view showing a high temperature heating process of 900 ~ 1200 ℃ or more after the low temperature heating process of FIG.
도 4는 도 3의 고온 가열과정을 거친 후 냉각과정을 나타낸 상태 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a cooling process after the high temperature heating process of FIG. 3.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
10 : 피가열체 20 : 고온 가열부10: heating element 20: high temperature heating part
21 : 단열부재 21a : 온도측정센서21:
22 : 내열 바닥판 23 : 고온 가열공간22: heat-resistant bottom plate 23: high temperature heating space
24 : 고온가열히터 25 : 고온로 가열실24: high temperature heating heater 25: high temperature furnace heating chamber
30 : 저온 가열/냉각 순환부30: low temperature heating / cooling circulation part
31 : 저온작동히터 31a : 온도측정센서31: Low
32 : 순환공간 33 : 단열재32: circulation space 33: insulation
34 : 단열셔터 35 : 냉각댐퍼34: insulation shutter 35: cooling damper
40 : 열유동 순환구동부 41 : 구동모터40: heat flow circulation drive part 41: drive motor
42 : 순환팬 43 : 인버터42: circulation fan 43: inverter
100 : 소결로나 열처리로100: sintering furnace or heat treatment furnace
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