KR20210081212A - Contact heating apparatus for material heat treatment - Google Patents

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KR20210081212A KR1020200017612A KR20200017612A KR20210081212A KR 20210081212 A KR20210081212 A KR 20210081212A KR 1020200017612 A KR1020200017612 A KR 1020200017612A KR 20200017612 A KR20200017612 A KR 20200017612A KR 20210081212 A KR20210081212 A KR 20210081212A
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Abstract

The present invention relates to a conductive heating device for material heat treatment that can increase energy efficiency and reduce production cycle time, and can uniformly heat a material regardless of the shape of the material. According to the present invention, upper and lower heating elements are in contact with upper and lower surfaces of a material while resistive heating to the target temperature to conduct heating of the material. Upper and lower insulators block heat to each periphery of the upper and lower heating elements Upper and lower tension adjustment mechanisms adjust the tension of the upper and lower heating elements respectively while the upper and lower heating elements conduct and heat the material. Upper and lower lifting mechanisms lift the upper and lower heating elements respectively. Upper and lower current supplies apply current to the upper and lower heating elements. A control panel controls the upper and lower tension adjustment mechanisms, the upper and lower lifting mechanisms, and the upper and lower current supplies.

Description

소재 열처리용 전도 가열 장치{Contact heating apparatus for material heat treatment}Conductive heating apparatus for material heat treatment

본 발명은 핫스탬핑 공정 등에서 블랭크(blank) 등의 소재를 열처리하기 위해 가열하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for heating a material such as a blank for heat treatment in a hot stamping process or the like.

최근 차량 업계에서는 차량 경량화와 안정성 향상에 부합되는 중량 대비 강도가 높은 보론강 등의 고강도 강재가 확대 적용되고 있다. 하지만, 고강도 강재는 낮은 성형성을 지니고 과도한 스프링백을 일으키기 때문에, 고강도 강재를 성형하기 위한 금형을 제조하는데 어려움이 있다. 이러한 어려움을 해결하기 위한 성형 기술로서 핫스탬핑 공정이 사용될 수 있다. 핫스탬핑은 고강도 강재의 성형성을 향상시키며 스프링백을 최소한으로 줄일 수 있는다는 장점이 있다.Recently, in the vehicle industry, high-strength steel materials such as boron steel, which have high strength-to-weight ratio, are being widely applied to reduce vehicle weight and improve stability. However, since high-strength steel has low formability and causes excessive springback, it is difficult to manufacture a mold for molding high-strength steel. A hot stamping process may be used as a forming technique to solve these difficulties. Hot stamping has the advantage of improving the formability of high-strength steel and reducing springback to a minimum.

핫스탬핑은 소재를 900℃ 이상 가열한 후 금형 내에서 성형과 동시에 급속 냉각시켜 성형품을 제조하는 공정으로서, 소재 가열 및 냉각 기술이 핵심 기술이다. 현재 핫스탬핑 공정에서 고온의 분위기 가스를 이용하여 소재를 가열하는 구성의 가열 장치는 대형화로 인한 설치 면적이 과다하며, 소재의 가열 시간이 상당히 길기 때문에 에너지의 비효율적 사용이 문제되고 있다.Hot stamping is a process for manufacturing a molded product by heating a material to 900°C or higher and then rapidly cooling it at the same time as molding in a mold. The core technology is material heating and cooling technology. In the current hot stamping process, a heating device configured to heat a material by using a high-temperature atmospheric gas has an excessive installation area due to an enlargement of the material, and inefficient use of energy is a problem because the heating time of the material is quite long.

본 발명의 과제는 에너지 효율 증대 및 생산 사이클 타임 감소를 도모할 수 있고, 소재 형상과 무관하게 소재의 균일 가열이 가능할 수 있는 소재 열처리용 전도 가열 장치를 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a conductive heating device for material heat treatment that can increase energy efficiency and reduce production cycle time, and can uniformly heat a material regardless of the shape of the material.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 소재 열처리용 전도 가열 장치는 상,하부 발열체와, 상,하부 단열재와, 상,하부 장력 조정기구와, 상,하부 승강기구와, 상,하부 전류공급기, 및 제어반을 포함한다. 상,하부 발열체는 목표 온도로 저항 발열된 상태로 소재의 상,하면에 각각 접촉되어 소재를 전도 가열한다. 상,하부 단열재는 상,하부 발열체의 각 주변으로 열을 차단한다. 상,하부 장력 조정기구는 상,하부 발열체가 소재를 전도 가열하는 동안 상,하부 발열체의 장력을 각각 조정한다. 상,하부 승강기구는 상,하부 발열체를 각각 승강시킨다. 상,하부 전류공급기는 상,하부 발열체로 전류를 인가한다. 제어반은 상,하부 장력 조정기구와 상,하부 승강기구 및 상,하부 전류공급기를 제어한다.Conductive heating device for material heat treatment according to the present invention for achieving the above object is an upper and lower heating element, upper and lower insulating materials, upper and lower tension adjustment mechanism, upper and lower lifting mechanism, upper and lower current supply, and a control panel. The upper and lower heating elements are in contact with the upper and lower surfaces of the material in a state of resistance heating to the target temperature to conduct heating of the material. Upper and lower insulators block heat to each periphery of upper and lower heating elements. The upper and lower tension adjustment mechanism adjusts the tension of the upper and lower heating elements respectively while the upper and lower heating elements conduct and heat the material. The upper and lower lifting mechanism lifts the upper and lower heating elements, respectively. The upper and lower current supplies apply current to the upper and lower heating elements. The control panel controls the upper and lower tension adjustment mechanisms, the upper and lower lifting mechanisms, and the upper and lower current supplies.

본 발명에 따르면, 고온의 분위기 가스에 의해 대류 방식으로 소재를 가열하는 분위기 가열 장치보다 소재의 가열 시간을 단축시켜 에너지 효율 증대 및 생산 사이클 타임 감소를 도모할 수 있고, 공간 활용 효율 증가에 따른 설치 면적 축소에 유리한 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to increase the energy efficiency and reduce the production cycle time by shortening the heating time of the material compared to the atmospheric heating device that heats the material in a convection manner by the high-temperature atmospheric gas, and installation according to the increase in space utilization efficiency It has an advantageous effect on area reduction.

또한, 본 발명에 따르면, 소재를 직접적으로 통전 가열하는 것보다 소재 형상과 무관하게 소재를 균일하게 가열할 수 있으므로, 적용 범위 확대에 유리한 효과가 있다.In addition, according to the present invention, since it is possible to uniformly heat the material regardless of the shape of the material rather than directly energizing the material, there is an advantageous effect in expanding the application range.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 열처리용 전도 가열 장치에 대한 정면도이다.
도 2는 도 1에 있어서, 일부를 발췌하여 나타낸 정면도이다.
도 3은 도 1에 있어서, 상부 발열체에 대한 저면도이다.
도 4는 도 3에 있어서, 일부 영역을 발췌하여 나타낸 저면도이다.
도 5는 도 1에 대한 측면도이다.
도 6은 도 1에 있어서, 하부 승강용 운동변환기의 일 예에 대한 평면도이다.1 is a front view of a conductive heating device for material heat treatment according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view in which a part is extracted and shown in FIG. 1 .
3 is a bottom view of the upper heating element in FIG. 1 .
Fig. 4 is a bottom view showing a partial region in Fig. 3;
FIG. 5 is a side view of FIG. 1 ;
6 is a plan view of an example of the lower lifting motion converter in FIG. 1 .

본 발명에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings as follows. Here, the same reference numerals are used for the same components, and repeated descriptions and detailed descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted. The embodiments of the present invention are provided in order to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art. Accordingly, the shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clearer description.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 열처리용 전도 가열 장치에 대한 정면도이다. 도 2는 도 1에 있어서, 일부를 발췌하여 나타낸 정면도이다. 도 3은 도 1에 있어서, 상부 발열체에 대한 저면도이다. 도 4는 도 3에 있어서, 일부 영역을 발췌하여 나타낸 저면도이다. 도 5는 도 1에 대한 측면도이다. 도 6은 도 1에 있어서, 하부 승강용 운동변환기의 일 예에 대한 평면도이다.1 is a front view of a conductive heating device for material heat treatment according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a front view in which a part is extracted and shown in FIG. 1 . 3 is a bottom view of the upper heating element in FIG. 1 . Fig. 4 is a bottom view showing a partial region in Fig. 3; FIG. 5 is a side view of FIG. 1 ; 6 is a plan view of an example of the lower lifting motion converter in FIG. 1 .

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 열처리용 전도 가열 장치(100)는 상,하부 발열체(111, 116)와, 상,하부 단열재(121, 126)와, 상,하부 장력 조정기구(131, 136)와, 상,하부 승강기구(141, 146)와, 상,하부 전류공급기(151, 156), 및 제어반(160)을 포함한다.1 to 6, the conductive heating apparatus 100 for material heat treatment according to an embodiment of the present invention includes upper and lower heating elements 111 and 116, upper and lower heat insulating materials 121 and 126, and upper , It includes a lower tension adjusting mechanism (131, 136), and upper and lower lifting mechanisms (141, 146), and upper and lower current supplies (151, 156), and a control panel (160).

상,하부 발열체(111, 116)는 목표 온도로 저항 발열된 상태로 소재(10)의 상,하면에 각각 접촉되어 소재(10)를 전도 가열한다. 여기서, 소재(10)는 브론강, 알루미늄, 마그네슘 등의 판재가 설정 크기로 재단된 블랭크일 수 있다.The upper and lower heating elements 111 and 116 are respectively in contact with the upper and lower surfaces of the material 10 in a state where resistance is heated to a target temperature to conduct heating of the material 10 . Here, the material 10 may be a blank in which a plate material such as bronze steel, aluminum, or magnesium is cut to a set size.

상,하부 발열체(111, 116)는 각각 판상 구조로 이루어질 수 있다. 상,하부 발열체(111, 116)는 각각 넓은 양쪽 면이 상하를 향하여 서로 마주보는 상태로 배치된다. 상,하부 발열체(111, 116)는 각각 소재(10)보다 넓은 면적을 가질 수 있다.The upper and lower heating elements 111 and 116 may each have a plate-shaped structure. The upper and lower heating elements 111 and 116 are disposed in a state in which both wide surfaces face each other in an upward and downward direction. The upper and lower heating elements 111 and 116 may each have a larger area than the material 10 .

따라서, 상,하부 발열체(111, 116)는 최대한 넓은 면적으로 소재(10)의 상,하면에 접촉되어 소재(10)를 열전도 원리로 전도 가열시킬 수 있다. 상,하부 발열체(111, 116)는 각각 복수의 분할편들이 일렬로 배열되어 조합된 구조로 이루어질 수 있다. 상,하부 발열체(111, 116)는 쌍을 이룰 수 있다.Accordingly, the upper and lower heating elements 111 and 116 are in contact with the upper and lower surfaces of the material 10 in a wide area as possible to conduct and heat the material 10 in accordance with the heat conduction principle. The upper and lower heating elements 111 and 116 may each have a combined structure in which a plurality of divided pieces are arranged in a line. The upper and lower heating elements 111 and 116 may form a pair.

상,하부 발열체(111, 116)는 최대 1,800℃ 이내 범위에서 사용 가능한 재질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 상,하부 발열체(111, 116)는 각각 칸탈(Kanthal) 등과 같은 금속 재질로 이루어질 수 있다. 칸탈은 철을 주체로 하고 크로뮴, 알루미늄 등이 합해진 합금의 상품명이다. 칸탈은 높은 온도에 잘 견디고 전기저항력이 큰 특성을 갖는다. 따라서, 상,하부 발열체(111, 116)는 통전 가열에 의한 소재(10)의 전도 가열을 효과적으로 수행할 수 있게 한다.The upper and lower heating elements 111 and 116 may be made of a material that can be used within a maximum range of 1,800°C. For example, the upper and lower heating elements 111 and 116 may each be made of a metal material such as Kanthal. Kanthal is a brand name for an alloy composed mainly of iron and chromium and aluminum. Kanthal can withstand high temperatures and has high electrical resistance. Accordingly, the upper and lower heating elements 111 and 116 enable effective conduction heating of the material 10 by energizing heating.

하부 발열체(116)는 한쪽으로부터 투입되는 소재(10)를 상면에 얹어서 적재한다. 상부 발열체(111)는 하면이 소재(10)의 상면과 마주한 상태로 하부 발열체(116)의 상측에 배치된다. 이 상태에서, 상,하부 발열체(111, 116)가 상,하부 승강기구(141, 146)에 의해 근접되게 수직 운동해서 소재(10)의 상,하면에 접촉된 상태로 유지될 수 있다.The lower heating element 116 is loaded by placing the material 10 input from one side on the upper surface. The upper heating element 111 is disposed above the lower heating element 116 with the lower surface facing the upper surface of the material 10 . In this state, the upper and lower heating elements 111 and 116 can be maintained in contact with the upper and lower surfaces of the material 10 by vertically moving close to each other by the upper and lower lifting mechanisms 141 and 146 .

상,하부 단열재(121, 126)는 상,하부 발열체(111, 116)의 각 주변으로 열을 차단한다. 상,하부 발열체(111, 116)의 가열 온도가 목표 온도로 도달 후, 복사 및 대류열로 인해 주변 기기의 고장 원인이 될 수 있다. 상,하부 단열재(121, 126)는 상,하부 발열체(111, 116)에 의한 복사 및 대류열이 주변 기기에 영향을 주는 것을 최소화한다.The upper and lower heat insulators 121 and 126 block heat to each periphery of the upper and lower heating elements 111 and 116 . After the heating temperature of the upper and lower heating elements 111 and 116 reaches the target temperature, radiation and convective heat may cause malfunction of peripheral devices. The upper and lower insulators 121 and 126 minimize the effect of radiation and convective heat by the upper and lower heating elements 111 and 116 on peripheral devices.

상,하부 단열재(121, 126)는 상,하부 발열체(111, 116)가 열손실이 최소화된 상태로 각 소재(10) 접촉 부위를 통해 소재(10)를 더욱 효과적으로 전도 가열시킬 수 있게 한다. 또한, 상,하부 단열재(121, 126)는 상,하부 발열체(111, 116)의 가열을 위해 전류가 인가되는 동안 주변을 절연할 수 있다.The upper and lower insulators 121 and 126 allow the upper and lower heating elements 111 and 116 to more effectively conduct and heat the material 10 through the contact portion of each material 10 in a state where heat loss is minimized. In addition, the upper and lower insulators 121 and 126 may insulate the periphery while current is applied to heat the upper and lower heating elements 111 and 116 .

상부 단열재(121)는 상부 발열체(111)의 상면에 배치될 수 있다. 하부 단열재(126)는 하부 발열체(116)의 하면에 배치될 수 있다. 상,하부 단열재(121, 126)는 상,하부 발열체(111, 116)의 상면을 최대한 넓게 덮을 수 있는 크기로 이루어진다. 상,하부 단열재(121, 126)는 내화 벽돌로 각각 이루어질 수 있다. 물론, 상,하부 단열재(121, 126)는 내열/절연 성능이 우수한 세라믹 등의 다양한 재질로 이루어질 수 있다.The upper insulator 121 may be disposed on the upper surface of the upper heating element 111 . The lower insulator 126 may be disposed on a lower surface of the lower heating element 116 . The upper and lower insulators 121 and 126 are sized to cover the upper surfaces of the upper and lower heating elements 111 and 116 as wide as possible. The upper and lower insulators 121 and 126 may be made of fire bricks, respectively. Of course, the upper and lower insulators 121 and 126 may be made of various materials such as ceramics having excellent heat resistance/insulation performance.

상,하부 장력 조정기구(131, 136)는 상,하부 발열체(111, 116)가 소재(10)를 전도 가열하는 동안 상,하부 발열체(111, 116)의 장력을 각각 조정한다. 상,하부 발열체(111, 116)는 저온에서 고온으로 높아짐에 따라 열팽창하고 고온에서 저온으로 낮아짐에 따라 열수축하게 된다. 이 과정에서, 상,하부 발열체(111, 116)의 평탄도가 변화된다.The upper and lower tension adjustment mechanisms 131 and 136 respectively adjust the tension of the upper and lower heating elements 111 and 116 while the upper and lower heating elements 111 and 116 conduct and heat the material 10 . The upper and lower heating elements 111 and 116 thermally expand as the temperature increases from a low temperature to a high temperature, and thermally contract as the temperature decreases from a high temperature to a low temperature. In this process, the flatness of the upper and lower heating elements 111 and 116 is changed.

상,하부 장력 조정기구(131, 136)는 상,하부 발열체(111, 116)의 열팽창/열수축에 따른 상,하부 발열체(111, 116)의 장력을 조정함으로써, 상,하부 발열체(111, 116)의 평탄도를 일정 수준으로 유지할 수 있게 한다. 따라서, 상,하부 발열체(111, 116)는 소재(10)를 전도 가열하는 동안 소재(10)의 상,하면에 균일하게 접촉되어 효과적으로 전도 가열할 수 있다.The upper and lower tension adjusting mechanisms 131 and 136 adjust the tension of the upper and lower heating elements 111 and 116 according to the thermal expansion/thermal contraction of the upper and lower heating elements 111 and 116, thereby adjusting the tension of the upper and lower heating elements 111 and 116. ) to maintain the flatness at a certain level. Therefore, the upper and lower heating elements 111 and 116 are uniformly in contact with the upper and lower surfaces of the material 10 while the material 10 is conductively heated, so that it can be effectively conductively heated.

상부 장력 조정기구(131)는 상부 발열체(111)의 영역별로 장력을 독립되게 조정하는 복수의 상부 장력 조정부(131a)들을 포함할 수 있다. 상부 장력 조정부(131a)들은 상부 발열체(111)의 분할편들에 일정 개수씩 대응되게 배열되어 해당 분할편들의 장력을 조정할 수 있다. 각각의 상부 장력 조정부(131a)는 상부 기어모터(132)와, 상부 장력 조정용 운동변환기(133), 및 상부 로드셀(134)을 포함할 수 있다.The upper tension adjusting mechanism 131 may include a plurality of upper tension adjusting units 131a for independently adjusting the tension for each region of the upper heating element 111 . The upper tension adjusting units 131a are arranged to correspond to the divided pieces of the upper heating element 111 by a predetermined number to adjust the tension of the divided pieces. Each upper tension adjusting unit 131a may include an upper gear motor 132 , a motion converter 133 for adjusting upper tension, and an upper load cell 134 .

상부 기어모터(132)는 제어반(160)에 의해 제어된다. 상부 기어모터(132)는 회전 구동축에 기어를 구비한 형태로 이루어진다. 상부 기어모터(132)는 정,역 회전력을 발생시키도록 구성된다. 상부 기어모터(132)는 몸체가 상부 승강프레임(102)에 고정된다.The upper gearmotor 132 is controlled by the control panel 160 . The upper gear motor 132 is formed in a form having a gear on the rotational drive shaft. The upper gear motor 132 is configured to generate forward and reverse rotational force. The upper gear motor 132 has a body fixed to the upper lifting frame 102 .

상부 장력 조정용 운동변환기(133)는 상부 기어모터(132)의 회전운동을 선형운동으로 변환해서 상부 발열체(111)의 해당 영역을 신장 또는 수축시킨다. 상부 장력 조정용 운동변환기(133)는 스크류(133a)와, 매개 기어들(133b, 133c)과, 수평 이동블록(133d)과, 리니어 가이드(133e), 및 수평 가동체(133f)를 포함할 수 있다.The motion converter 133 for adjusting the upper tension converts the rotational motion of the upper gear motor 132 into a linear motion to extend or contract the corresponding area of the upper heating element 111 . The upper tension adjustment motion converter 133 may include a screw (133a), intermediate gears (133b, 133c), a horizontal moving block (133d), a linear guide (133e), and a horizontal movable body (133f). have.

스크류(133a)는 상부 발열체(111)의 장력 조정 방향과 나란하게 수평으로 배치된 상태로 상부 승강프레임(102)에 베어링 등에 의해 회전 지지된다. 매개 기어들(133b, 133c)은 상부 기어모터(132)의 기어에 순차적으로 치합되어 상부 기어모터(132)의 회전력을 스크류(133a)로 전달한다.The screw 133a is rotatably supported by a bearing or the like on the upper elevating frame 102 in a state in which it is horizontally arranged in parallel with the tension adjustment direction of the upper heating element 111 . The intermediate gears 133b and 133c are sequentially meshed with the gears of the upper gearmotor 132 to transmit the rotational force of the upper gearmotor 132 to the screw 133a.

수평 이동블록(133d)은 스크류(133a)에 나사 결합되어 스크류(133a)의 회전 방향에 따라 상부 발열체(111)에 근접 또는 이격되게 선형 왕복한다. 리니어 가이드(133e)는 수평 이동블록(133d)이 상부 승강프레임(102)에 대해 수평 방향으로 선형 왕복할 수 있게 안내한다.The horizontal moving block 133d is screw-coupled to the screw 133a and linearly reciprocates to be close to or spaced apart from the upper heating element 111 according to the rotation direction of the screw 133a. The linear guide 133e guides the horizontal moving block 133d to linearly reciprocate in the horizontal direction with respect to the upper lifting frame 102 .

수평 가동체(133f)는 한쪽 부위가 수평 이동블록(133d)에 고정되어 수평 이동블록(133d)의 선형 왕복에 따라 선형 왕복한다. 여기서, 상부 발열체(111)의 한쪽 단은 상부 전극(153)들 중 제1 상부 전극을 매개로 수평 가동체(133f)에 고정되고, 상부 발열체(111)의 다른쪽 단은 상부 전극(153)들 중 제2 상부 전극을 매개로 상부 승강프레임(102)에 고정될 수 있다. 따라서, 수평 가동체(133f)는 선형 왕복함에 따라 상부 발열체(111)의 한쪽 단을 당기거나 밀어냄으로써, 상부 발열체(111)의 장력을 조정할 수 있게 한다.One side of the horizontal movable body (133f) is fixed to the horizontal moving block (133d) and linearly reciprocates according to the linear reciprocation of the horizontal moving block (133d). Here, one end of the upper heating element 111 is fixed to the horizontal movable body 133f via the first upper electrode among the upper electrodes 153 , and the other end of the upper heating element 111 is the upper electrode 153 . Among them, it may be fixed to the upper lifting frame 102 via the second upper electrode. Accordingly, the horizontal movable body 133f makes it possible to adjust the tension of the upper heating element 111 by pulling or pushing one end of the upper heating element 111 as it linearly reciprocates.

상부 로드셀(134)은 상부 발열체(111)의 해당 영역에 대한 응력을 측정해서 제어반(160)으로 제공한다. 제어반(160)은 상부 로드셀(134)로부터 측정된 응력 값을 기반으로 상부 기어모터(132)를 피드백 제어해서 상부 발열체(111)의 장력을 조정함으로써, 상부 발열체(111)가 일정 수준의 평탄도를 유지할 수 있게 한다.The upper load cell 134 measures the stress in the corresponding region of the upper heating element 111 and provides it to the control panel 160 . The control panel 160 feedback-controls the upper gearmotor 132 based on the stress value measured from the upper load cell 134 to adjust the tension of the upper heating element 111 , so that the upper heating element 111 has a certain level of flatness. make it possible to maintain

제어반(160)은 상부 발열체(111)의 열팽창시 상부 로드셀(134)로부터 측정된 응력 값이 기준 응력 값에 도달할 때까지 상부 발열체(111)를 신장시키도록 상부 기어모터(132)를 구동시킬 수 있다. 그리고, 제어반(160)은 상부 발열체(111)의 열수축시 상부 로드셀(134)로부터 측정된 응력 값이 기준 응력 값에 도달할 때까지 상부 발열체(111)를 수축시키도록 상부 기어모터(132)를 구동시킬 수 있다.The control panel 160 drives the upper gearmotor 132 to extend the upper heating element 111 until the stress value measured from the upper load cell 134 reaches a reference stress value during thermal expansion of the upper heating element 111 . can In addition, the control panel 160 operates the upper gear motor 132 to contract the upper heating element 111 until the stress value measured from the upper load cell 134 reaches the reference stress value during thermal contraction of the upper heating element 111 . can be driven

하부 장력 조정기구(136)는 하부 발열체(116)의 영역별로 장력을 독립되게 조정하는 복수의 하부 장력 조정부들을 포함할 수 있다. 하부 장력 조정부들은 하부 발열체(116)의 분할편들을 일정 개수씩 장력을 조정하도록 배열될 수 있다. 각각의 하부 장력 조정부는 하부 기어모터(137)와, 하부 장력 조정용 운동변환기(138), 및 하부 로드셀(139)을 포함할 수 있다.The lower tension adjusting mechanism 136 may include a plurality of lower tension adjusting units for independently adjusting the tension for each region of the lower heating element 116 . The lower tension adjusting units may be arranged to adjust the tension of the divided pieces of the lower heating element 116 by a predetermined number. Each lower tension adjustment unit may include a lower gear motor 137 , a motion converter 138 for lower tension adjustment, and a lower load cell 139 .

하부 기어모터(137)는 제어반(160)에 의해 제어된다. 하부 기어모터(137)는 상부 기어모터(132)와 동일하게 구성되어 하부 승강프레임(103)에 장착될 수 있다. 하부 장력 조정용 운동변환기(138)는 하부 기어모터(137)의 회전운동을 선형운동으로 변환해서 하부 발열체(116)의 해당 영역을 신장 또는 수축시킨다. 하부 장력 조정용 운동변환기(138)는 상부 장력 조정용 운동변환기(133)와 동일하게 구성되어 하부 승강프레임(103)에 장착될 수 있다.The lower gearmotor 137 is controlled by the control panel 160 . The lower gear motor 137 is configured in the same way as the upper gear motor 132 and may be mounted on the lower lifting frame 103 . The lower tension adjustment motion converter 138 converts the rotational motion of the lower gear motor 137 into a linear motion to extend or contract the corresponding area of the lower heating element 116 . The lower tension adjustment motion transducer 138 is configured in the same manner as the upper tension adjustment motion transducer 133 , and may be mounted on the lower lifting frame 103 .

하부 로드셀(139)은 하부 발열체(116)의 해당 영역에 대한 응력을 측정해서 제어반(160)으로 제공한다. 하부 로드셀(139)은 상부 로드셀(134)과 동일하게 구성될 수 있다. 즉, 하부 장력 조정기구(136)는 상부 장력 조정기구(131)와 쌍을 이룰 수 있다.The lower load cell 139 measures the stress in the corresponding region of the lower heating element 116 and provides it to the control panel 160 . The lower load cell 139 may have the same configuration as the upper load cell 134 . That is, the lower tension adjustment mechanism 136 may be paired with the upper tension adjustment mechanism 131 .

제어반(160)은 상부 장력 조정기구(131)에서와 마찬가지로, 하부 로드셀(139)로부터 측정된 응력 값을 기반으로 하부 기어모터(137)를 피드백 제어해서 하부 발열체(116)의 장력을 조정함으로써, 하부 발열체(116)가 일정 수준의 평탄도를 유지할 수 있게 한다.As in the upper tension adjusting mechanism 131, the control panel 160 feedback-controls the lower gear motor 137 based on the stress value measured from the lower load cell 139 to adjust the tension of the lower heating element 116, It enables the lower heating element 116 to maintain a certain level of flatness.

상,하부 승강기구(141, 146)는 상,하부 발열체(111, 116)를 각각 승강시킨다. 상,하부 승강기구(141, 146)는 상,하부 발열체(111, 116)를 상호 간에 수직 방향으로 근접시키거나 이격시킨다. 따라서, 소재(10)는 상,하부 발열체(111, 116)의 이격된 사이로 투입되어 하부 발열체(116)에 얹어져 적재된 상태에서 상,하부 발열체(111, 116)의 근접 이동에 따라 상,하부 발열체(111, 116)에 접촉된 상태로 유지할 수 있게 된다. 이 상태에서, 소재(10)는 가열 상태의 상,하부 발열체(111, 116)에 의해 전도 가열된다.The upper and lower lifting mechanisms 141 and 146 raise and lower the upper and lower heating elements 111 and 116, respectively. The upper and lower lifting mechanisms 141 and 146 bring the upper and lower heating elements 111 and 116 closer to or spaced apart from each other in a vertical direction. Therefore, the material 10 is inserted between the upper and lower heating elements 111 and 116 spaced apart, and in a state in which it is placed on the lower heating element 116 and is loaded, the upper and lower heating elements 111 and 116 move upward according to the proximity movement. It is possible to maintain a state in contact with the lower heating elements (111, 116). In this state, the material 10 is conductively heated by the upper and lower heating elements 111 and 116 in the heated state.

하부 승강기구(146)는 하사점에 위치한 하부 발열체(116)를 수초 내로 신속하게 거시적으로 상부 발열체(111)에 근접시키도록 구성될 수 있다. 일 예로, 하부 승강기구(146)는 스크류 모터(147)와, 하부 승강용 운동변환기(148)를 포함할 수 있다.The lower elevating mechanism 146 may be configured to quickly and macroscopically bring the lower heating element 116 located at the bottom dead center to the upper heating element 111 within a few seconds. For example, the lower lifting mechanism 146 may include a screw motor 147 and a lower lifting motion converter 148 .

스크류 모터(147)는 제어반(160)에 의해 제어된다. 제어반(160)은 스크류 모터(147)의 엔코더나 위치센서로부터 감지된 정보를 기반으로 스크류 모터(147)를 구동시킴에 따라 하부 발열체(116)의 승강 위치를 제어할 수 있다. 스크류 모터(147)는 양쪽에 회전 구동하는 구동 스크류(147a)들을 구비한 형태로 이루어진다. 스크류 모터(147a)는 정,역 회전력을 발생시키도록 구성된다. 스크류 모터(147)는 구동 스크류(147a)들이 수평축을 중심으로 회전 구동하도록 배치된 상태로 몸체가 하부 지지프레임(101a)에 고정된다.The screw motor 147 is controlled by the control panel 160 . The control panel 160 may control the elevation position of the lower heating element 116 by driving the screw motor 147 based on information sensed from an encoder or a position sensor of the screw motor 147 . The screw motor 147 is formed with driving screws 147a for rotationally driving on both sides. The screw motor 147a is configured to generate forward and reverse rotational force. The screw motor 147 has a body fixed to the lower support frame 101a in a state in which the driving screws 147a are arranged to rotate about a horizontal axis.

하부 승강용 운동변환기(148)는 스크류 모터(147)의 회전운동을 선형운동으로 변환해서 하부 발열체(116)를 승강시킨다. 하부 승강용 운동변환기(148)는 랙 잭(rack jack)으로 구성될 수 있다. 랙 잭은 하부 지지프레임(101a)에 지지된 상태로 승강봉(148e)들이 하부 승강프레임(103)에 고정된다. 랙 잭은 스크류 모터(147)의 회전운동을 승강봉(148e)들의 선형운동으로 변환하여 하부 승강프레임(103)을 승강시킴에 따라 하부 발열체(116)를 승강시킬 수 있다.The lower elevating motion converter 148 converts the rotational motion of the screw motor 147 into a linear motion to elevate the lower heating element 116 . The lower movement converter 148 for elevating may be configured as a rack jack (rack jack). The rack jack is supported by the lower support frame (101a), and the lifting rods (148e) are fixed to the lower lifting frame (103). The rack jack can elevate the lower heating element 116 by converting the rotational motion of the screw motor 147 into a linear motion of the elevating rods 148e and elevating the lower elevating frame 103 .

랙 잭은 2개의 베벨 기어세트(148a)들이 제1 회전 샤프트(148b)들에 의해 스크류 모터(147)의 구동 스크류(147a)들에 연결되고, 4개의 잭 모듈(148c)들이 제2 회전 샤프트(148d)들에 의해 베벨 기어세트(148a)들에 2개씩 연결된 형태로 이루어진다. 여기서, 제1 회전 샤프트(148b)들은 구동 스크류(147a)들에 각각 동축으로 고정되어 수평 배열되고, 제2 회전 샤프트(148d)들은 제1 회전 샤프트(148b)들과 직교한 상태로 수평 배열된다.In the rack jack, two bevel gear sets 148a are connected to the drive screws 147a of the screw motor 147 by first rotating shafts 148b, and four jack modules 148c are connected to the second rotating shaft. (148d) is made in a form connected to the bevel gear sets (148a) by two. Here, the first rotation shafts 148b are respectively fixed to the driving screws 147a and are horizontally arranged, and the second rotation shafts 148d are horizontally arranged in a state orthogonal to the first rotation shafts 148b. .

베벨 기어세트(148a)들은 스크류 모터(147)를 사이에 두고 하부 지지프레임(101a)에 지지된다. 베벨 기어세트(148a)들은 제1 회전 샤프트(148b)들의 회전운동을 제2 회전 샤프트(148d)들의 회전운동으로 전달하도록 구성된다. 잭 모듈(148c)들은 하부 지지프레임(101a)의 4개 코너 부위들에 각각 지지된다.The bevel gear sets 148a are supported by the lower support frame 101a with the screw motor 147 interposed therebetween. The bevel gear sets 148a are configured to transmit the rotational motion of the first rotational shafts 148b to the rotational movement of the second rotational shafts 148d. The jack modules 148c are respectively supported at the four corner portions of the lower support frame 101a.

잭 모듈(148c)들은 제2 회전 샤프트(148d)들의 회전운동을 승강봉(148e)의 선형운동으로 변환하도록 구성된다. 각각의 잭 모듈(148c)은 제2 회전 샤프트(148d)에 동축으로 고정되는 피니언 기어와, 피니언 기어와 치합된 상태로 승강 동작함에 따라 승강봉(148e)을 승강시키도록 승강봉(148e)에 형성된 랙 기어를 포함한다.The jack modules 148c are configured to convert the rotational motion of the second rotating shafts 148d into a linear motion of the lifting rod 148e. Each jack module 148c has a pinion gear coaxially fixed to the second rotation shaft 148d, and the lifting rod 148e to elevate the lifting rod 148e as the pinion gear and the pinion gear engage with the lifting operation. formed rack gears.

한편, 하부 지지프레임(101a)은 베이스 프레임(101c)에 대해 레일(101d)의 안내를 받아 수평이송기구(105)에 의해 수평 이동할 수 있다. 하부 발열체(116)는 하부 지지프레임(101a)의 수평 이동에 따라 상부 발열체(111)에 대응되거나 벗어날 수 있다.On the other hand, the lower support frame 101a may be horizontally moved by the horizontal transfer mechanism 105 under the guidance of the rail 101d with respect to the base frame 101c. The lower heating element 116 may correspond to or deviate from the upper heating element 111 according to the horizontal movement of the lower support frame 101a.

따라서, 하부 발열체(116)는 상부 발열체(111)로부터 벗어난 대기 위치에서 소재(10)를 적재한 후 상부 발열체(111)에 대응되게 이동함으로써, 소재(10)가 열처리되도록 할 수 있다. 그리고, 하부 발열체(116)는 소재(10)의 열처리가 완료된 후 상부 발열체(111)로부터 벗어나 대기 위치로 복귀함으로써, 열처리된 소재(10)가 배출되도록 할 수 있다.Accordingly, the lower heating element 116 may be moved to correspond to the upper heating element 111 after loading the material 10 in the standby position away from the upper heating element 111 , so that the material 10 may be heat-treated. In addition, the lower heating element 116 may be discharged from the heat-treated material 10 by returning to the standby position away from the upper heating element 111 after the heat treatment of the material 10 is completed.

하부 지지프레임(101a)은 하단에 레일(101d)을 따라 구름 동작하는 바퀴(104)들을 구비할 수 있다. 수평이송기구(105)는 회전모터(105a)와 회전모터(105a)의 회전 운동을 선형 운동으로 변환하는 운동변환기(105b)를 포함할 수 있다. 운동변환기(105b)는 풀리들과 벨트를 포함하는 등 공지의 다양한 구성으로 이루어질 수 있다.The lower support frame 101a may include wheels 104 that roll along the rail 101d at the lower end. The horizontal transfer mechanism 105 may include a rotary motor 105a and a motion converter 105b for converting the rotary motion of the rotary motor 105a into a linear motion. The motion converter 105b may be configured in various known configurations, such as including pulleys and a belt.

상부 승강기구(141)는 상사점에 위치한 상부 발열체(111)를 미시적으로 승강 동작시킬 수 있게 한다. 상,하부 발열체(111, 116)가 소재(10)에 접촉될 때, 가공 및 조립 공차 등으로 인해 접촉되는 않는 구간이 발생할 수 있는데, 상부 승강기구(141)는 상부 발열체(111)를 일정한 압력으로 가압해서 접촉되지 않는 구간이 없도록 할 수 있다. 일 예로, 상부 승강기구(141)는 스텝 모터(142)와, 상부 승강용 운동변환기(143)를 포함할 수 있다.The upper lifting mechanism 141 allows the upper heating element 111 located at top dead center to be microscopically raised and lowered. When the upper and lower heating elements 111 and 116 are in contact with the material 10, a section in which they do not contact may occur due to processing and assembly tolerances, etc., and the upper lifting mechanism 141 applies the upper heating element 111 to a constant pressure. It can be pressurized so that there is no non-contact section. For example, the upper lifting mechanism 141 may include a step motor 142 and an upper lifting motion converter 143 .

스텝 모터(142)는 제어반(160)에 의해 제어된다. 제어반(160)은 스텝 모터(142)의 엔코더나 위치센서로부터 감지된 정보를 기반으로 스텝 모터(142)를 구동시킴에 따라 상부 발열체(111)의 승강 위치를 제어할 수 있다. 스텝 모터(142)는 양쪽에 회전 구동축(142a)이 각각 인출된 형태로 이루어진다. 스텝 모터(142)는 정,역 회전력을 발생시키도록 구성된다. 스텝 모터(142)는 회전 구동축(142a)들이 수평축을 중심으로 회전 구동하도록 배치된 상태로 몸체가 상부 지지프레임(101b)에 고정된다.The step motor 142 is controlled by the control panel 160 . The control panel 160 may control the elevation position of the upper heating element 111 by driving the step motor 142 based on information sensed from the encoder or position sensor of the step motor 142 . The step motor 142 is formed in a form in which the rotation drive shafts 142a are drawn out from both sides. The step motor 142 is configured to generate forward and reverse rotational force. The step motor 142 has a body fixed to the upper support frame 101b in a state in which the rotational driving shafts 142a are arranged to rotate about a horizontal axis.

상부 승강용 운동변환기(143)는 스텝 모터(142)의 회전운동을 선형운동으로 변환해서 상부 발열체(111)를 승강시킨다. 상부 승강용 운동변환기(143)는 하부 승강용 운동변환기(148)와 동일하게 랙 잭으로 이루어질 수 있다. 랙 잭은 상부 지지프레임(101b)에 지지된 상태로 승강봉(143e)들이 상부 승강프레임(102)에 고정된다. 상부 지지프레임(101b)은 베이스 프레임(101c)에 의해 지지될 수 있다. 랙 잭은 스텝 모터(142)의 회전운동을 승강봉(143e)들의 선형운동으로 변환하여 상부 승강프레임(102)을 승강시킴에 따라 상부 발열체(111)를 승강시킬 수 있다.The upper elevating motion converter 143 converts the rotational motion of the step motor 142 into a linear motion to elevate the upper heating element 111 . The upper lifting motion converter 143 may be made of a rack jack in the same way as the lower lifting motion converter 148 . The rack jack is supported by the upper support frame (101b), and the lifting rods (143e) are fixed to the upper lifting frame (102). The upper support frame 101b may be supported by the base frame 101c. The rack jack can elevate the upper heating element 111 by converting the rotational motion of the step motor 142 into a linear motion of the lifting rods 143e to elevate the upper lifting frame 102 .

상부 승강기구(141)는 상,하부 발열체(111, 116)가 소재(10)를 전도 가열하는 동안 소재(10)의 열팽창량에 따라 상부 발열체(111)의 승강 스트로크를 변화시켜 소재(10)의 상면에 가해지는 접촉 가압력을 조정할 수 있다. 따라서, 소재(10)는 상,하부 발열체(111, 116)에 의한 접촉 가압력이 조정됨으로써, 표면 손상이 방지될 수 있다.The upper elevating mechanism 141 changes the elevating stroke of the upper heating element 111 according to the amount of thermal expansion of the material 10 while the upper and lower heating elements 111 and 116 conduct and heat the material 10. It is possible to adjust the contact pressing force applied to the upper surface of the Accordingly, the material 10 can be prevented from surface damage by adjusting the contact pressing force by the upper and lower heating elements 111 and 116 .

여기서, 소재(10)의 열팽창량과 접촉 가압력 조정값 간의 상관 관계는 실험이나 시뮬레이션 등을 통해 미리 구해질 수 있으며, 상부 승강기구(141)는 미리 구해진 상관 관계를 기반으로 소재(10)의 열팽창량에 따라 접촉 가압력을 조정할 수 있다. 일 예로, 상부 승강기구(141)는 소재(10)의 열팽창량 증가에 반비례하여 접촉 가압력을 감소시킬 수 있다.Here, the correlation between the amount of thermal expansion of the material 10 and the adjustment value of the contact pressing force can be obtained in advance through experiments or simulations, and the upper lifting mechanism 141 is the thermal expansion of the material 10 based on the previously obtained correlation. The contact pressing force can be adjusted according to the amount. For example, the upper lifting mechanism 141 may reduce the contact pressing force in inverse proportion to the increase in the amount of thermal expansion of the material 10 .

상,하부 전류공급기(151, 156)는 상,하부 발열체(111, 116)로 전류를 인가하여 상,하부 발열체(111, 116)를 통전 가열한다. 즉, 상,하부 전류공급기(151, 156)는 전기저항력을 갖는 상,하부 발열체(111, 116)에 전류를 흘렸을 때 발생하는 줄(joule) 열에 의해 상,하부 발열체(111, 116)를 가열한다.The upper and lower current supply units 151 and 156 apply current to the upper and lower heating elements 111 and 116 to energize and heat the upper and lower heating elements 111 and 116 . That is, the upper and lower current supplies 151 and 156 heat the upper and lower heating elements 111 and 116 by joule heat generated when current flows through the upper and lower heating elements 111 and 116 having electrical resistance. do.

상부 전류공급기(151)는 상부 봉 부스바(152)들과, 상부 전극(153)들, 및 상부 편조 부스바(154)들을 포함할 수 있다. 상부 봉 부스바(152)들은 전류 공급원(미도시)으로부터 전류를 공급받는다. 전류 공급원은 제어반(160)에 의해 제어될 수 있다. 예컨대, 전류 공급원은 30분 이내에 상부 발열체(111)를 목표 온도 1,200℃로 가열시키도록 전류를 공급할 수 있다. 전류 공급원은 공정 조건, 소재(10) 종류 등의 조건에 따라 설정된 전류를 상부 발열체(111)에 공급할 수 있음은 물론이다.The upper current supply 151 may include upper bar busbars 152 , upper electrodes 153 , and upper braided busbars 154 . The upper rod busbars 152 receive current from a current source (not shown). The current source may be controlled by the control panel 160 . For example, the current source may supply current to heat the upper heating element 111 to a target temperature of 1,200° C. within 30 minutes. Of course, the current source may supply the upper heating element 111 with a current set according to conditions such as process conditions and the type of material 10 .

상부 봉 부스바(152)들은 상부 편조 부스바(154)들을 통해 상부 전극(153)들에 전류를 인가함으로써, 상부 발열체(111)가 저항 발열할 수 있게 한다. 상부 봉 부스바(152)들은 수냉 재킷(152a)에 의해 수냉될 수 있다. 상부 봉 부스바(152)는 도전성을 갖는 금속 재질로 이루어진다. The upper bar busbars 152 apply current to the upper electrodes 153 through the upper braided busbars 154 , thereby enabling the upper heating element 111 to generate resistance heat. The upper bar busbars 152 may be water cooled by the water cooling jacket 152a. The upper bar bus bar 152 is made of a conductive metal material.

상부 전극(153)들은 상부 발열체(111)의 양단에 각각 전기적으로 접속되어 상부 발열체(111)에 전류를 인가시킨다. 상부 전극(153)들은 도전성을 갖는 금속 재질로 이루어진다. 상부 전극(153)들은 상부 발열체(111)의 분할편들에 일정 개수씩 대응되게 배열되어 전류를 인가할 수 있다.The upper electrodes 153 are respectively electrically connected to both ends of the upper heating element 111 to apply a current to the upper heating element 111 . The upper electrodes 153 are made of a conductive metal material. The upper electrodes 153 may be arranged to correspond to the divided pieces of the upper heating element 111 by a predetermined number to apply a current.

상부 전극(153)들 중 상부 발열체(111)의 한쪽 단에 위치한 제1 상부 전극들은 상부 장력 조정기구(131)에 연결된다. 여기서, 제1 상부 전극들은 상부 장력 조정부(131a)들의 수평 가동체(133f)들에 각각 고정될 수 있다. 상부 전극(153)들 중 상부 발열체(111)의 다른쪽 단에 위치한 제2 상부 전극들은 상부 승강프레임(102)에 고정된다. 따라서, 제1,2 상부 전극들은 상부 발열체(111)의 양단에 접속된 상태로 상부 장력 조정기구(131)에 의해 상부 발열체(111)의 장력을 조정할 수 있게 한다.Among the upper electrodes 153 , first upper electrodes located at one end of the upper heating element 111 are connected to the upper tension adjusting mechanism 131 . Here, the first upper electrodes may be respectively fixed to the horizontal movable bodies 133f of the upper tension adjusting units 131a. Among the upper electrodes 153 , second upper electrodes located at the other end of the upper heating element 111 are fixed to the upper lifting frame 102 . Accordingly, the first and second upper electrodes are connected to both ends of the upper heating element 111 , and the tension of the upper heating element 111 can be adjusted by the upper tension adjusting mechanism 131 .

상부 편조 부스바(154)들은 상부 전극(153)들을 상부 봉 부스바(152)들에 각각 전기적으로 접속시킨다. 상부 편조 부스바(154)들은 상부 봉 부스바(152)들로 공급된 전류를 상부 전극(153)들에 전달한다. 상부 편조 부스바(154)는 도전성을 갖는 금속 재질로 이루어진다. 상부 편조 부스바(154)는 탄성 변형될 수 있는 구조로 이루어진다. 따라서, 상부 편조 부스바(154)들은 상부 발열체(111)의 장력 조정시 그에 따라 탄성 변형됨으로써, 상부 발열체(111)가 원활하게 신축될 수 있게 한다.The upper braided busbars 154 electrically connect the upper electrodes 153 to the upper bar busbars 152 , respectively. The upper braided busbars 154 transmit current supplied to the upper bar busbars 152 to the upper electrodes 153 . The upper braided busbar 154 is made of a conductive metal material. The upper braided bus bar 154 has a structure that can be elastically deformed. Accordingly, the upper braided busbars 154 are elastically deformed accordingly when the tension of the upper heating element 111 is adjusted, so that the upper heating element 111 can be smoothly stretched and contracted.

하부 전류공급기(156)는 하부 봉 부스바(157)들과, 하부 전극(158)들, 및 하부 편조 부스바(159)들을 포함할 수 있다. 하부 봉 부스바(157)들은 전류 공급원으로부터 전류를 공급받는다. 하부 전극(158)들은 하부 발열체(116)의 양단에 각각 전기적으로 접속된다. 하부 편조 부스바(159)들은 하부 전극(158)들을 하부 봉 부스바(157)들에 각각 전기적으로 접속시킨다. 하부 전류공급기(156)는 상부 전류공급기(151)와 동일한 구성을 갖고 쌍을 이룰 수 있다.The lower current supply 156 may include lower bar busbars 157 , lower electrodes 158 , and lower braided busbars 159 . The lower rod busbars 157 receive current from a current source. The lower electrodes 158 are electrically connected to both ends of the lower heating element 116 , respectively. The lower braided busbars 159 electrically connect the lower electrodes 158 to the lower bar busbars 157 , respectively. The lower current supply 156 may be paired with the same configuration as the upper current supply 151 .

제어반(160)은 상,하부 장력 조정기구(131, 136)와 상,하부 승강기구(141, 146) 및 상,하부 전류공급기(151, 156)를 제어한다. 즉, 제어반(160)은 상,하부 장력 조정기구(131, 136)를 제어해서 상,하부 발열체(111, 116)의 각 장력을 조정한다. 제어반(160)은 상,하부 승강기구(141, 146)를 제어해서 상,하부 발열체(111, 116)를 각각 승강시킨다. 제어반(160)는 상,하부 전류공급기(151, 156)를 제어해서 상,하부 발열체(111, 116)에 대한 전류를 공급 또는 차단한다.The control panel 160 controls the upper and lower tension adjustment mechanisms 131 and 136 , the upper and lower lifting mechanisms 141 and 146 , and the upper and lower current supplies 151 and 156 . That is, the control panel 160 controls the upper and lower tension adjusting mechanisms 131 and 136 to adjust the respective tensions of the upper and lower heating elements 111 and 116 . The control panel 160 controls the upper and lower lifting mechanisms 141 and 146 to raise and lower the upper and lower heating elements 111 and 116, respectively. The control panel 160 controls the upper and lower current supplies 151 and 156 to supply or block current to the upper and lower heating elements 111 and 116 .

이와 같이, 본 실시예의 소재 열처리용 전도 가열 장치(100)는 상,하부 발열체(111, 116)를 통전 가열을 통해 목표 온도까지 승온시킨 후, 상,하부 발열체(111, 116)의 열을 소재(10)에 전도시키는 방식으로 소재(10)를 가열한다.In this way, the conductive heating device 100 for material heat treatment of this embodiment raises the temperature of the upper and lower heating elements 111 and 116 to a target temperature through energized heating, and then heats the upper and lower heating elements 111 and 116 from the material. The material 10 is heated in such a way that it conducts to (10).

따라서, 본 실시예의 소재 열처리용 전도 가열 장치(100)는 고온의 분위기 가스에 의해 대류 방식으로 소재(10)를 가열하는 분위기 가열 장치보다 소재(10)의 가열 시간을 단축시켜 에너지 효율 증대 및 생산 사이클 타임 감소를 도모할 수 있고, 공간 활용 효율 증가에 따른 설치 면적 축소에 유리할 수 있다.Therefore, the conductive heating apparatus 100 for material heat treatment of this embodiment shortens the heating time of the material 10 than the atmospheric heating apparatus that heats the material 10 in a convection manner by high-temperature atmospheric gas, thereby increasing energy efficiency and producing Cycle time may be reduced, and it may be advantageous to reduce the installation area due to an increase in space utilization efficiency.

또한, 본 실시예의 소재 열처리용 전도 가열 장치(100)는 소재(10)를 직접적으로 통전 가열하는 것보다 소재(10) 형상과 무관하게 소재(10)를 균일하게 가열할 수 있으므로, 적용 범위 확대에 유리할 수 있다.In addition, the conductive heating device 100 for material heat treatment of this embodiment can uniformly heat the material 10 irrespective of the shape of the material 10 rather than directly energizing the material 10, so the scope of application is expanded can be beneficial to

전술한 소재 열처리용 전도 가열 장치(100)에 의해 소재(10)를 전도 가열 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.A method of conducting heating of the material 10 by the conductive heating device 100 for heat treatment of the material described above will be described as follows.

먼저, 상호 이격된 상,하부 발열체(111, 116)에 상,하부 전류공급기(151, 156)에 의해 전류를 공급하여 상,하부 발열체(111, 116)를 목표 온도까지 통전 가열한다. 이때, 상,하부 전류공급기(151, 156)에 의해 30분 내로 상,하부 발열체(111, 116)를 1,200℃까지 통전 가열할 수 있다.First, electric current is supplied to the upper and lower heating elements 111 and 116 spaced apart from each other by the upper and lower current supplies 151 and 156 to energize and heat the upper and lower heating elements 111 and 116 to a target temperature. At this time, the upper and lower heating elements 111 and 116 can be heated to 1,200° C. by the upper and lower current supplies 151 and 156 within 30 minutes.

그 다음, 상,하부 발열체(111, 116)에 전류 공급을 차단한 상태로 상,하부 발열체(111, 116)의 이격된 사이에 소재(10)를 투입한다. 그 다음, 상,하부 발열체(111, 116)를 상,하부 승강기구(141, 146)에 의해 상호 근접시켜 소재(10)의 양쪽 면에 접촉시킨 상태로 설정 시간 동안, 예컨대 12~15초 동안 소재(10)를 전도 가열한다. 그러면, 소재(10)는 900℃까지 승온되도록 가열될 수 있다.Next, the material 10 is inserted between the upper and lower heating elements 111 and 116 spaced apart in a state in which the supply of current to the upper and lower heating elements 111 and 116 is cut off. Then, the upper and lower heating elements 111 and 116 are brought into close contact with each other by the upper and lower elevating mechanisms 141 and 146 and brought into contact with both surfaces of the material 10 for a set time period, for example, for 12 to 15 seconds. The material 10 is conductively heated. Then, the material 10 can be heated to raise the temperature to 900 ℃.

소재(10)를 전도 가열하는 동안, 상,하부 발열체(111, 116)의 각 장력을 상,하부 장력 조정기구(131, 136)에 의해 조정하여 상,하부 발열체(111, 116)를 소재(10)에 균일한 상태로 접촉시키도록 할 수 있다. 또한, 소재(10)를 전도 가열하는 동안, 상부 승강기구(141)에 의해 소재(10)에 가해지는 상,하부 발열체(111, 116)의 접촉 가압력을 조정하여 접촉 가압력에 따른 소재(10)의 표면 손상을 방지하도록 할 수 있다.During the conduction heating of the material 10, the respective tensions of the upper and lower heating elements 111 and 116 are adjusted by the upper and lower tension adjusting mechanisms 131 and 136, so that the upper and lower heating elements 111 and 116 are heated to the material ( 10) can be brought into contact in a uniform state. In addition, during the conduction heating of the material 10, by adjusting the contact pressing force of the upper and lower heating elements 111 and 116 applied to the material 10 by the upper lifting mechanism 141, the material 10 according to the contact pressing force to prevent surface damage.

그 다음, 상,하부 발열체(111, 116)를 상,하부 승강기구(141, 146)에 의해 상호 이격시킨 후 소재(10)를 취출한다. 그 다음, 상,하부 발열체(111, 116)에 상,하부 전류공급기(151, 156)에 의해 전류를 공급하여 상,하부 발열체(111, 116)를 목표 온도까지 재가열한다. 이와 같이, 목표 온도까지 가열 시간이 짧고 소재(10) 취출 후 재가열만 필요하므로, 에너지 효율이 높은 장점이 있게 된다.Next, the material 10 is taken out after the upper and lower heating elements 111 and 116 are spaced apart from each other by the upper and lower lifting mechanisms 141 and 146 . Then, current is supplied to the upper and lower heating elements 111 and 116 by the upper and lower current supplies 151 and 156 to reheat the upper and lower heating elements 111 and 116 to a target temperature. In this way, since the heating time to the target temperature is short and only reheating is required after taking out the material 10, there is an advantage of high energy efficiency.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the accompanying drawings, it will be understood that this is merely exemplary, and that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom by those skilled in the art. will be able Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.

111..상부 발열체 116..하부 발열체
121..상부 단열재 126..하부 단열재
131..상부 장력 조정기구 136..하부 장력 조정기구
141..상부 승강기구 146..하부 승강기구
151..상부 전류공급기 156..하부 전류공급기
160..제어반111..Upper heating element 116..Lower heating element
121..Upper insulation 126..Lower insulation
131..Upper tension adjustment mechanism 136..Lower tension adjustment mechanism
141..Upper lifting mechanism 146.Lower lifting mechanism
151..Upper current supply 156..Lower current supply
160..Control panel

Claims (6)

목표 온도로 저항 발열된 상태로 소재의 상,하면에 각각 접촉되어 소재를 전도 가열하는 상,하부 발열체;
상기 상,하부 발열체의 각 주변으로 열을 차단하는 상,하부 단열재;
상기 상,하부 발열체가 소재를 전도 가열하는 동안 상기 상,하부 발열체의 장력을 각각 조정하는 상,하부 장력 조정기구;
상기 상,하부 발열체를 각각 승강시키는 상,하부 승강기구;
상기 상,하부 발열체로 전류를 인가하는 상,하부 전류공급기; 및
상기 상,하부 장력 조정기구와 상,하부 승강기구 및 상,하부 전류공급기를 제어하는 제어반;
을 포함하는 소재 열처리용 전도 가열 장치.Upper and lower heating elements that are in contact with the upper and lower surfaces of the material in a state where resistance is heated to a target temperature, respectively, to conduct and heat the material;
Upper and lower insulating materials for blocking heat to each periphery of the upper and lower heating elements;
an upper and lower tension adjusting mechanism for respectively adjusting the tension of the upper and lower heating elements while the upper and lower heating elements conduct and heat the material;
upper and lower elevating mechanisms for elevating the upper and lower heating elements, respectively;
upper and lower current supplies for applying current to the upper and lower heating elements; and
a control panel for controlling the upper and lower tension adjustment mechanisms, the upper and lower lifting mechanisms, and the upper and lower current supplies;
Conductive heating device for material heat treatment comprising a. 제1항에 있어서,
상기 상부 장력 조정기구는 상기 상부 발열체의 영역별로 장력을 독립되게 조정하는 복수의 상부 장력 조정부들을 포함하며;
상기 하부 장력 조정기구는 상기 하부 발열체의 영역별로 장력을 독립되게 조정하는 복수의 하부 장력 조정부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 소재 열처리용 전도 가열 장치.According to claim 1,
the upper tension adjusting mechanism includes a plurality of upper tension adjusting units for independently adjusting the tension for each area of the upper heating element;
The lower tension adjusting mechanism conduction heating device for material heat treatment, characterized in that it comprises a plurality of lower tension adjusting parts for independently adjusting the tension for each region of the lower heating element. 제2항에 있어서,
상기 각각의 상부 장력 조정부는,
상기 제어반에 의해 제어되는 상부 기어모터와, 상기 상부 기어모터의 회전운동을 선형운동으로 변환해서 상기 상부 발열체의 해당 영역을 신장 또는 수축시키는 상부 장력 조정용 운동변환기, 및 상기 상부 발열체의 해당 영역에 대한 응력을 측정해서 상기 제어반으로 제공하는 상부 로드셀을 포함하며;
상기 각각의 하부 장력 조정부는,
상기 제어반에 의해 제어되는 하부 기어모터와, 상기 하부 기어모터의 회전운동을 선형운동으로 변환해서 상기 하부 발열체의 해당 영역을 신장 또는 수축시키는 하부 장력 조정용 운동변환기, 및 상기 하부 발열체의 해당 영역에 대한 응력을 측정해서 상기 제어반으로 제공하는 하부 로드셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 소재 열처리용 전도 가열 장치.3. The method of claim 2,
Each of the upper tension adjustment unit,
An upper gearmotor controlled by the control panel, a motion converter for adjusting the upper tension that converts the rotational motion of the upper gearmotor into a linear motion to extend or contract the corresponding area of the upper heating element, and the corresponding area of the upper heating element an upper load cell that measures the stress and provides it to the control panel;
Each of the lower tension adjustment unit,
A lower gearmotor controlled by the control panel, a motion converter for adjusting the lower tension that converts the rotational motion of the lower gearmotor into a linear motion to extend or contract the corresponding area of the lower heating element, and the corresponding area of the lower heating element Conductive heating device for material heat treatment, characterized in that it includes a lower load cell that measures the stress and provides it to the control panel. 제1항에 있어서,
상기 상부 승강기구는,
상기 제어반에 의해 제어되는 스텝 모터와, 상기 스텝 모터의 회전운동을 선형운동으로 변환해서 상기 상부 발열체를 승강시키는 상부 승강용 운동변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재 열처리용 전도 가열 장치.According to claim 1,
The upper lifting mechanism,
Conductive heating apparatus for material heat treatment, comprising: a step motor controlled by the control panel; and an upper elevating motion converter for elevating the upper heating element by converting the rotational motion of the step motor into a linear motion. 제1항에 있어서,
상기 하부 승강기구는,
상기 제어반에 의해 제어되는 스크류 모터와, 상기 스크류 모터의 회전운동을 선형운동으로 변환해서 상기 하부 발열체를 승강시키는 하부 승강용 운동변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재 열처리용 전도 가열 장치.According to claim 1,
The lower lifting mechanism,
Conductive heating apparatus for material heat treatment, comprising: a screw motor controlled by the control panel; and a lower elevating motion converter for elevating the lower heating element by converting the rotational motion of the screw motor into a linear motion. 제1항에 있어서,
상기 상부 전류공급기는,
전류 공급원으로부터 전류를 공급받는 상부 봉 부스바들과, 상기 상부 발열체의 양단에 각각 전기적으로 접속되는 상부 전극들, 및 상기 상부 전극들을 상기 상부 봉 부스바들에 각각 전기적으로 접속시키는 상부 편조 부스바들을 포함하며;
상기 하부 전류공급기는,
전류 공급원으로부터 전류를 공급받는 하부 봉 부스바들과, 상기 하부 발열체의 양단에 각각 전기적으로 접속되는 하부 전극들, 및 상기 하부 전극들을 상기 하부 봉 부스바들에 각각 전기적으로 접속시키는 하부 편조 부스바들을 포함하는 것을 특징으로 하는 소재 열처리용 전도 가열 장치.According to claim 1,
The upper current supply is,
It includes upper bar busbars receiving current from a current source, upper electrodes electrically connected to both ends of the upper heating element, respectively, and upper braided busbars electrically connecting the upper electrodes to the upper bar busbars, respectively. and;
The lower current supply is
It includes lower bar busbars receiving current from a current source, lower electrodes electrically connected to both ends of the lower heating element, respectively, and lower braided busbars electrically connecting the lower electrodes to the lower bar busbars, respectively. Conductive heating device for material heat treatment, characterized in that.
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JP2010194589A (en) * 2009-02-26 2010-09-09 Furukawa-Sky Aluminum Corp Device for partially restoring blank sheet of aluminum alloy for cold press-forming
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