KR20240076490A - 이차전지 활물질 제조용 열처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소재를 이송하여 열처리하는 노 본체; 상기 노 본체 내부에 배치되며 상기 소재를 수납한 새거를 이송시키는 롤러; 상기 노 본체 내부에 배치되며 상기 새거와 이격된 위치에 배치되고 상기 소재를 가열하는 히터; 상기 노 본체의 상부에 배치되는 상부 배출관; 상기 노 본체의 하부에 배치되는 하부 배출관; 및 상기 노 본체의 하부에 배치되는 하부 공급관을 포함하며, 상기 상부 및 하부 배출관을 포함하는 복수의 영역을 포함하고, 상기 복수의 영역은 상기 소재의 이송 방향인 제2 방향을 따라 순차적으로 배치되는 제1 내지 제N 영역을 포함하고(N은 2 이상의 자연수),상기 제1 영역은 상기 제2 내지 제N 영역보다 상기 제2 방향의 길이가 짧고, 상기 제1 내지 제N 영역 각각에서, 상기 상부 배출관은 상기 하부 공급관과 높이 방향인 제3 방향으로 서로 일직선상에 배치되지 않고 어긋나게 배치되는 열처리 장치가 제공될 수 있다.

Description

이차전지 활물질 제조용 열처리 장치{HEAT TREATMENT APPARATUS FOR FABRICATING ACTIVE MATERIAL FOR SECONDARY BATTERY}

본 발명은 이차전지 활물질 제조용 열처리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 급배기 구조가 개선된 이차전지 활물질 제조용 열처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 열처리 장치는 금속이나 비금속 소재에 고온의 열을 가하여 물성을 향상시키는 목적으로 사용되는 장치로써, 열원에 따라 석탄, 기름 및 가스를 연소시켜 열을 발생시키는 연소로와, 전기 히터를 사용하는 전기로와, 복사 방식의 열전달을 이용하는 레이디언트 관로가 있으며, 소재의 흐름에 따라 연속식 롤러허스형 열처리 장치와 배치식 열처리 장치로 구분되며, 세라믹소결, 메탈+세라믹소결, 은소부로, ITO(인듐틴옥사이드) 파우더 소결, 법랑소성, 이차전지 재료의 소성 등 다양한 분야에 사용된다.

이 중 연속식 롤러허스형 열처리 장치는 보통 상온의 소재를 100℃ 내외로 예열하는 예열존과, 상기 예열존에서 예열된 소재를 고온 상태로 유지하는 유지존과, 열처리가 끝난 소재를 냉각하는 냉각존을 포함하여 구성되는데, 상기 예열존과 유지존에 공급해주는 기체는 분위기 가스가 주로 사용된다.

종래 연속식 롤러허스형 열처리 장치는 한국등록특허공보 제0009592호에 개시되어 있는 터널 킬른이 있으며, 상기 특허에는 소성용 대차 상에 적재한 피소성물 사이에 연소실로서의 공간을 마련하여 소성을 행하는 형식의 터널킬른에 있어서, 예열대 저온측의 순환가스 흡인구와 고온측 가스 토출구 간에 노 외부의 증열장치 및 순환 팬을 설치하고, 이들과 예열대 노내를 연통시키는 덕트를 설비함과 동시에 냉각대의 노 외부에 순환팬을 설치하여 이 순환팬과 냉각대 노 내부를 덕트의 기재로 연통시켜서 되는 터널 킬른이 개시되어 있다.

한국등록특허공보 제0009592호

본 발명은 분위기 가스의 공급 및 배출을 담당하는 공급관과 배출관의 배치 관계를 개선하여 공급된 분위기 가스와 새거에 수납된 소재가 충분히 반응할 수 있도록 한 이차전지 활물질 제조용 열처리 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 해결 수단은 소재를 이송하여 열처리하는 노 본체; 상기 노 본체 내부에 배치되며 상기 소재를 수납한 새거를 이송시키는 롤러; 상기 노 본체 내부에 배치되며 상기 새거와 이격된 위치에 배치되고 상기 소재를 가열하는 히터; 상기 노 본체의 상부에 배치되는 상부 배출관; 상기 노 본체의 하부에 배치되는 하부 배출관; 및 상기 노 본체의 하부에 배치되는 하부 공급관을 포함하며, 상기 상부 및 하부 배출관을 포함하는 복수의 영역을 포함하고, 상기 복수의 영역은 상기 소재의 이송 방향인 제2 방향을 따라 순차적으로 배치되는 제1 내지 제N 영역을 포함하고(N은 2 이상의 자연수),상기 제1 영역은 상기 제2 내지 제N 영역보다 상기 제2 방향의 길이가 짧고, 상기 제1 내지 제N 영역 각각에서, 상기 상부 배출관은 상기 하부 공급관과 높이 방향인 제3 방향으로 서로 일직선상에 배치되지 않고 어긋나게 배치되는 열처리 장치가 제공될 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 복수의 존으로 이루어지는 열처리 장치에서, 분위기 가스를 공급 및 배출하는 공급관과 배출관, 상부 히터 및 하부 히터와의 배치 관계를 통해 공급관을 통해 공급되는 분위기 가스의 유동 거리를 증대시켜서 소재와의 충분한 반응 시간을 확보할 수 있고, 균일한 열원을 제공하여 제품 품질의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 열처리 장치는 복수의 영역을 포함하는 노 본체로 이루어지고, 복수의 영역이 제1 영역 내지 제N 영역으로 이루어지는 경우, 제1 영역의 소재 진행 방향인 제2 방향의 길이인 제1 길이가 가장 짧고, 제2 영역 내지 제N 영역의 제1 방향의 길이인 제2 길이는 제1 영역의 제1 길이보다 길면서 서로 동일 또는 유사하게 형성되고, 제1 영역에서의 상부 배출관과 하부 공급관과의 제1 방향의 길이인 제3 길이보다 제2 영역 또는 제2 영역 내지 제N 영역에서의 상부 배출관과 하부 공급관과의 제1 방향의 길이인 제4 길이가 더 길게 형성함으로써, 하부 공급관을 통해 공급된 분위기 가스가 상부 배출관으로 배출되는 경로가 길어져서 노 본체안에 투입된 새거안의 소재와 반응 시간이 증가하여 충분히 반응하여 양호한 품질의 제품을 생산할 수 있다.

본 발명은 복수의 영역 각각에 형성되는 배출관은 복수의 상부 배출관 외에 하부 배출관을 추가로 형성하여 상부 배출관만으로의 가스의 배출이 원활하게 이루어지지 못하는 경우, 하부 배출관을 통해 배출이 가능하므로, 소재의 열처리시에 악영향을 주지 않을 수 있다.

또한, 본 발명은 제1 영역 및 제2 영역 내지 제N 영역에서의 상부 배출관과 하부 공급관, 상부 히터, 하부 히터의 배치 위치간의 상관 관계를 통해 하부 공급관을 통해 공급되고 상부 배출관을 통해 배출되는 분위기 가스의 고른 유동과 더불어 새거안의 소재에 균일한 열원을 제공해줄 수 있다.

또한, 본 발명은 분위기 가스가 소재와 반응하고 발생되는 불순물 가스를 외부로 원활하게 배출시킬 수 있고, 산소 분압을 적절하게 제어할 수 있다.

도 1은 본 발명의 전체 구성 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 열처리 장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 보 발명에 따른 열처리 장치의 개략적인 평단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 열처리 장치의 개략적인 측단면도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 제한되지 않으며, 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술적 사상 범위 내에서 실시 예들간 구성 요소 중 적어도 하나 이상은 선택적으로 결합 및/또는 치환될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예의 용어는 특별하게 정의하지 않는 한 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있고, 일반적으로 사용하는 용어는 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 해석할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예의 용어는 실시 예의 설명을 위한 것으로 본 발명을 제한하는 것은 아니며, 단수는 문구에 언급하지 않는 한 복수로 해석될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소에서, 제1, 제2, 제3, 또는 A, B, C 등의 용어를 사용할 수 있고, 이러한 용어는 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별을 위한 것일 뿐 순서나 차례 등을 한정하지 않는다.

또한, 본 발명의 실시 예에서 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 “연결된다”, “접속된다”, “결합된다” 등으로 기재되는 것은, 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 접속, 결합되는 것뿐만 아니라, 두 구성 요소 사이의 또 다른 구성 요소에 의해 간접적으로 연결, 접속, 결합되는 것도 의미할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에서 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소의 상 또는 하, 위 또는 아래에 배치, 형성, 위치하는 것은, 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소에 직접적 또는 간접적으로 배치, 형성, 위치하는 것을 포함할 수 있다. 상 또는 하, 위 또는 아래에 대한 표현은, 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향도 의미할 수 있다.

본 발명은 소재를 열처리하는 연속식 롤러허스형 열처리 장치에 관한 것으로서, 롤러를 이용해 소재를 이송하며 소재를 예열하는 예열존과, 상기 예열존에서 예열된 소재에 고온으로 열처리를 행하는 유지존과, 고온의 소재를 냉각하는 냉각존을 포함하여 구성된 열처리 장치에 있어서, 상기 예열존과 유지존 사이에는 가열존이 형성되어 소재에 고온으로 가열을 하며, 상기 예열존과 가열존에는 상온의 가스 및 예열된 가스를 노(열처리로) 내에 주입하되, 고온 가스가 이동되는 방향대로 공급관을 노의 바닥면에 형성하고 배출관은 노의 천장에 형성하여 처리물이 분위기 가스에 원활히 반응토록 한 것이다.

도 1은 본 발명의 전체 구성 개략도, 도 2는 본 발명에 따른 열처리 장치의 개략적인 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명은 소재를 이송하며 소재를 예열하는 예열존(1)과, 상기 예열존(1)에서 예열된 소재에 고온으로 열처리를 행하는 유지존(3)과, 고온의 소재를 냉각하는 냉각존(4)을 포함하여 구성된 열처리 장치로서, 예열존(1)과 유지존(3) 사이에는 가열존(2)이 형성되어 소재에 고온으로 가열을 하며, 상기 예열존(1)과 가열존(2)에는 고온의 가스를 열처리 장치를 이루는 노(furnace) 내부에 주입할 수 있다.

고온 가스가 공급되는 공급관(10)을 노의 바닥면에 형성하고, 상부 배출관(11)은 노의 천장에 형성하여 가스 순환에 따른 동력 손실을 최소화한 것이다.

노의 내부에는 소재를 이송하기 위한 롤러(6)가 마련될 수 있고, 소재의 이송 속도를 용이하게 조절할 수 있고, 소재의 전,후 또는 상,하에 관계없이 균일하게 열처리가 이루어질 수 있다.

또한, 노 본체(30) 내부의 최상면은 평면 또는 곡면으로 형성될 수 있고, 일례로 본 발명과 같이 곡면으로 제공될 경우, 유체의 배기 특성을 개선할 수 있다. 즉, 유체 유동시 터뷸런스(turbulence)의 발생을 방지하며, 열처리를 위한 유체의 체류시간을 확보할 수 있다.

소재는 예열존(1)에서 통상 100℃ 내외로 가열되고 이때에는 120℃ 내외의 고온 가스를 이용하여 소재를 예열한다.

도 1의 그래프에서 가로축은 길이(l), 세로축은 온도(t)를 나타낸 것이다.

가열존(2)에서는 전기 히터로서 소재의 온도를 950~1250℃까지 상승시키게 되고, 이후 유지존(3)에서는 소재의 온도를 가열존(2)과 비슷한 온도로 유지시켜 열처리를 행하며, 최종적으로 냉각존(4)에서는 저온의 가스를 이용해 소재를 냉각시킬 수 있다.

예열존(1)과 가열존(2)에는 냉각존(4)에서 소재 냉각에 사용되고 난 후의 고온의 가스를 주입하게 되고, 필요시 가스 온도를 높이기 위해 별도의 가열장치가 추가적으로 구비될 수 있다

예열존(1)과 가열존(2)에 가스를 주입하는 공급관(10)을 노의 바닥면에 형성하고 상부 배출관(11)을 노의 천장에 형성하여 고온의 공기는 위로 올라가려고 하기 때문에 공급관(10)을 통해 들어온 가스는 소재와 열교환이 이루어지고 상부 배출관(11)을 통해 자연스럽게 배출될 수 있다.

상부 배출관(11)을 통해 외부로 배출되는 가스는 송풍기(12)에 의해 용이하게 배출될 수 있다.

열처리 장치의 경우, 가스 배출이 신속하게 일어나지 않으면 소재의 열처리 효과가 떨어질 수 있어 2개의 상부 배출관(11)으로 인해 상대적으로 빠른 가스의 급배기가 이루어질 수 있다.

상부 배출관(11)의 일측에는, 배출되는 가스의 온도를 측정할 수 있는 온도감지 센서가 부착할 수 있으며, 두 개의 상부 배출관(11)에서 배출되는 가스의 온도를 평균화하여 상기 가스의 온도가 상대적으로 낮다면 공급관(10)에서 공급하고 배기관(11)에서 배출하는 가스의 유량을 줄이고, 상기 가스의 온도가 상대적으로 높다면 공급하고 배기하는 가스의 유량을 늘리는 것이 바람직하다.

온도 편차, 가스 분포 편차, 가스압 편차 등이 줄어들면, 소재의 열처리 품질이 균질해지는 효과가 있다. 또한, 온도 편차, 가스압 편차 등이 줄어들면, 소재가 수용되는 노의 내부 공간이 확장되어도 무방하다. 확장된 내부 공간이 제공되면, 노 내부로 투입되는 소재의 개수를 증가시킬 수 있으므로, 대량 생산에 유리하다.

리튬 이차전지에서 양극 활물질은 합성전 물질준비 방법과 합성공정에 의존적이다. 대량 생산을 위해 소성로를 이용해 고상반응으로 양극 활물질을 생산하는 방법이 채택되고 있다.

열처리 장치를 이용한 소성로 공정은 먼저 가루로 만들어 잘 혼합한 전구체를 다공성 세라믹 용기(새거)에 넣고 고온의 부위기의 소성로에서 합성하는 방법이다. 소성로내 온도, 분위기 가스와 합성 시간에 따라 얻어지는 양극 활물질의 입자 크기와 분포, 결정 구조가 달라지기 때문에 소성로 내부의 온도 분포와 반응 가스의 유동 상태 조절이 매우 중요하다.

LiCoO₂(리튬코발트산화물) 등의 양극활물질은 합성이 용이하고 전위변화가 완만하며 전도성이 우수해 이차전지에서 주로 사용된다.

노의 내부로 공급되는 가스 분포 온도 편차를 개선하기 위해 노 본체(30) 내의 가스를 배출하는 배출관(11,13)은 유지존(3)중 가열존(2)쪽 일부 구간에 해당하는 상류 구간 및 가열존(2)에 형성될 수 있다.

배출관(11,13)은 노 본체(30)의 천장에 복수로 마련되는 상부 배출관(11), 노 본체(30)의 바닥면에 형성되는 하부 배출관(13)으로 이루어질 수 있다.

예를 들어, 상부 및 하부 배출관(11,13)은 가열존(2) 전체 영역에 형성될 수 있다. 자세하게, 상부 및 하부 배출관(11,13) 각각은 소정의 간격으로 이격되며 가열존(2)의 입구 내지 출구 영역에 배치될 수 있다. 또한, 상부 배출관(11) 및 하부 배출관(13)은 유지존(3)에 더 형성될 수 있다. 예를 들어, 상부 및 하부 배출관(11,13) 각각은 유지존(3)의 일부 영역에 형성될 수 있다. 자세하게, 상부 및 하부 배출관(11,13)은 유지존(3) 상류 구간(u)에 더 형성될 수 있다. 이에 따라, 가열존(2) 및 유지존(3) 각각에서 공정을 위한 온도 분포 편차를 최소화할 수 있고, 불순물 가스를 효과적으로 배출할 수 있으며, 산소의 분압이 낮아지는 현상이 최소화될 수 있다.

이와 다르게 노의 내부로 공급되는 가스 분포 편차를 개선하기 위해 노 본체(30) 내의 가스를 배출하는 배출관(11,13)은 유지존(3)중 가열존(2)쪽 일부 구간에 해당하는 상류 구간 및 가열존(2)에 형성될 수 있다.

하부 배출관(13)은 가열존(2) 및 상류 구간(u)에 걸쳐 형성될 수 있다. 상부 배출관(11)은 가열존(2)으로부터 상류 구간(u) 까지의 구간 중 가열존(2)의 가운데 (c) 구간에만 형성될 수 있다. 가열존(2)의 입구 부분과 출구 부분에는 상부 배출관(11)이 배제될 수 있다.

가열존(2) 가운데의 (c) 구간에서 공기보다 가벼운 각종 배기 가스가 발생될 수 있다. (c) 구간에 형성된 상부 배출관(11)을 통해 해당 불순물 가스가 외부로 배출될 수 있다.

상부 배출관(11)의 설치 위치가 가열존(2) 및 상류 구간 (u)에 걸쳐 형성되면, 상부 배출관(11)을 통해 산소가 지나치게 배출되어 산소의 분압이 낮아질 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, (c) 구간에만 상부 배출관(11)이 형성되므로, 산소의 분압이 낮아지는 현상이 최소화될 수 있다.

(c)구간에만 형성된 상부 배출관(11)으로 인해 산소의 분압 저하가 방지되고, 가열존(2) 및 상류 구간 (u) 전체에 걸쳐 형성된 하부 배출관(18)으로 인해 이산화탄소의 분압이 충분하게 저하되므로, LiCoO2의 입자 크기가 줄어들며, LiCoO2의 합성 반응이 원활하게 진행될 수 있다.

제3 방향(z축 방향)을 기준으로, 상부 배출관(11)과 하부 배출관(13)은 서로 중첩되지 않거나, 부분적으로 오버랩될 수 있다. 부분적으로 오버랩되는 경우에, 상부 배출관(11)은 하부 배출관(13)의 15%이하의 범위내로 오버랩(제2 방향(y축 방향) 기준)될 수 있다.

또한, 제 1방향(x축 방향)을 기준으로 상부 배출관(11)과 하부 배출관(13)의 너비는 서로 상이할 수 있고 상부 배출관(11)의 너비는 하부 배출관(13)의 너비보다 작을 수 있다.

또한, 상부 배출관(11)은 노 본체(30)의 내부와 연통되고, 경사진 제1 면(11a), 제1 면(11a)으로부터 제3 방향(z축 방향)을 따라 노 본체(30)의 상부 외측으로 갈수록 제1 방향(x축 방향)의 너비가 일정한 제2 면(11b)으로 이루어질 수 있다. 또한, 제3 방향인 높이 방향을 기준으로 제1 면(11a)의 높이는 제2 면(11b)의 높이보다 낮을 수 있고, 보다 구체적으로 제1 면(11a)의 높이는 제2 면(11b)의 높이보다 50% 이하로 설정될 수 있다.

경사진 제1 면(11a)을 가지는 상부 배출관(11)은 제3 방향으로 복수 마련됨으로써 노 본체(30) 내부의 유체인 분위기 가스 배출시, 급격한 유속 변화를 제어할 수 있기 때문에 노 본체(30)의 내부로 공급한 분위기 가스를 안정적으로 유동시킬 수 있고, 그에 따라 노 본체(30)안에 유입된 새거(5)안의 소재는 보다 양호하게 열처리될 수 있다. 또한, 노 본체(30) 내부의 가스 분포가 균일해지고, 온도 편차가 줄어들 수 있다. 가스 분포의 균일도 및 온도 편차의 개선을 통해 소재가 흐르는 노 본체(30)의 내부 공간을 확장할 수 있다. 따라서, 확장된 노 내부 공간을 이용해 보다 많은 개수의 새거를 실어보낼 수 있다.

가열존(2)에는 탄산리튬(Li₂CO₃), 산화코발트(Co₃O₄), 산소(O₂)가 존재할 수 있다. 일 예로, 탄산리튬, 산화코발트, 산소는 가스 상태로 가열존(2)에 주입될 수 있다. 또는, 탄산리튬, 산화코발트는 소재에 도포되고, 소재와 함께 가열존(2)에 투입될 수 있다. 탄산리튬, 산화코발트는 소재 자체가 될 수도 있다.

하부 배출관(13)은 탄산리튬, 산화코발트, 산소 간의 화학 반응의 부산물, 특히, 이산화탄소(CO₂)의 분압을 낮추게 할 수 있다.

하부 배출관(13)은 노 본체(30) 내에 위치한 소재보다 낮은 위치에 형성될 수 있다.

또한, 하부 배출관(13)은 노 본체(30)의 내부에서 소재를 지지하기 위한 지지 수단보다 낮은 위치에 형성될 수 있다. 지지 수단은 소재를 이송하기 위한 롤러(6)를 포함할 수 있다.

공기보다 무거운 이산화탄소는 노 본체(30) 내에서 아래로 하강하고, 하부 배출관(13)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 이산화탄소가 배출되는 하부 배출관(13)에 따르면, 노 본체(30) 내의 이산화탄소 분압이 낮아질 수 있다.

도 4를 참조하면, 각각의 존에 마련되는 하부 배출관(13)은 노 본체(30)의 하부에 형성된 하부 배기구(13a)와 연통되어서 분위기 가스를 배출시킬 수 있다.

노 본체(30) 내의 이산화탄소 분압이 균일해지도록, 하부 배출관(13)은 노 본체(30)의 바닥 가운데에 형성될 수 있다. 구체적으로, 소재가 y축 방향인 제2 방향을 따라 이송될 때, 하부 배출관(13)은 제1 방향에 수직한 z축 방향인 제3 방향으로 노 본체(30)의 가운데에 형성될 수 있다.

노 본체(30)는 복수의 영역을 서로 연결하여 전체를 이룰 수 있다. 각각의 영역에는 가스가 배출되는 복수의 상부 배출관(11)과 하부 배출관(13), 고온의 가스가 공급되는 측부 공급관(16)과 하부 공급관(14), 소재를 가열하는 히터로서 상부 히터(18)와 하부 히터(19)가 구비될 수 있다.

상부 배출관(11)은 노 본체(30)의 천장면에 복수로 형성될 수 있고, 하부 배출관(13)과 하부 공급관(14)은 노 본체(30)의 바닥면에 형성될 수 있다.

또한, 측부 공급관(16)은 노 본체(30)의 양쪽 측면에 복수로 형성될 수 있다. 측부 공급관(16)은 상기 측면 상에서 설정된 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 방향(x축 방향)을 기준으로 측부 공급관(16)은 새거(5)와 대응되는 영역에 배치될 수 있고, 롤러(6)와 대응되지 않는 영역에 배치될 수 있다.

또한, 측부 공급관(16)은 제3 방향(z축 방향)을 따라 복수의 층으로 적층되는 새거(5)에 비례하여 제3 방향으로 복수로 구비될 수 있다. 즉, 예를 들어 새거(5)의 적층되는 층수가 3개의 층으로 이루어진 경우, 이에 비례하여 측부 공급관(16)도 3개의 측부 공급관(16)이 서로 이격되게 배치될 수 있다.

상부 히터(18)는 롤러(6)에 의해 이송되는 새거(5)보다 높은 위치에 이격되게 배치될 수 있고, 하부 히터(19)는 롤러(6)의 하부에 이격되게 배치될 수 있다. 예를 들어, 하부 히터(19)는 상부 히터(18)보다 롤러(6)와 인접하게 배치될 수 있다.

복수의 측부 공급관(16)은 측면 공급 연결관(15)과 연결되어서 고온의 가스가 공급될 수 있다.

새거(sagger)(5)는 소재가 수납된 채로 노 본체(30)에 투입될 수 있다. 복수로 적층된 새거로 인해 각 소재의 화학 반응이 제한되지 않도록, 새거는 특수한 구조로 형성될 수 있다.

공급관(10)으로부터 주입된 산소, 공기 등의 반응 가스는 새거에 형성된 개구부를 통해 소재에 접촉되며, 화학 반응할 수 있다.

새거(5)는 x축 방향인 제1 방향(노의 폭 방향)을 따라 복수의 열로 배열될 수 있고, z축 방향인 제3 방향(노의 높이 방향)을 따라 복수로 적층되어 이송될 수 있다. 즉, 제1 방향은 열로 배열되는 방향이고, 제3 방향은 단으로 배열되는 방향일 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 열처리 장치는 복수의 영역(area)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 영역은 가열존(2) 및 유지존(3)중 적어도 하나의 존(zone)에서 상부 및 하부 배출관(11, 13)이 각각 배치된 영역일 수 있다. 복수의 영역은 제1 영역(z1) 내지 제N 영역(N은 2 이상의 자연수)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제N 영역은 새거(5)의 이송 방향에 따라 순차적으로 배치될 수 있다. 즉, 제1 영역(z1)은 복수의 영역들 중 예열존(1)과 가장 인접한 영역일 수 있고, 제N 영역은 복수의 영역들 중 냉각존(4)과 가장 인접한 영역일 수 있다.

본 발명의 열처리 장치는, 소재를 예열하는 예열존(1), 예열존(1)보다 고온으로 상기 소재를 가열하는 가열존(2), 소재를 열처리하는 유지존(3), 및 소재를 냉각하는 냉각존(4)을 포함하고, 예열존(1), 가열존(2), 유지존(3) 및 냉각존(4)은 노 본체(30)안에 투입된 새거(5)의 이송 방향인 제2 방향(y축 방향)을 따라 순차적으로 배치되고, 복수의 영역은 가열존(2) 및 유지존(3) 중 적어도 하나의 존에 마련될 수 있다.

소재를 수납한 새거(5)가 이송되는 방향인 y축 방향의 제2 방향을 따라 첫번째 진입하는 존을 제1 영역(z1)이라 하고, 제1 영역(z1)에 이어서 다음을 제2 영역(z2)이라고 할 때, 제2 방향에 따른 제1 영역(z1)과 제2 영역(z2)의 길이를 제1 길이(d1) 및 제2 길이(d2)라 할 때, 제1 길이(d1)는 제2 길이(d2)보다 짧게 형성될 수 있다.

보다 구체적으로는 제2 길이(d2)에 대하여 제1 길이(d1)는 70% ~ 95%, 보다 바람직하게는 75% ~ 95%, 보다 더 바람직하게는 80% ~ 95%로 형성할 수 있다.

즉, d1/d2 = 70% ~ 95%, 또는 75% ~ 95%, 또는 80% ~ 95%로 형성할 수 있다.

또한, 예를 들어 제1 영역(z1) 내지 제N 영역이 있다고 가정하면, 제1 영역(z1)의 제2 방향으로의 길이인 제1 길이(d1)는 제N 영역의 길이인 제N 길이를 대비하면, 제1 길이(d1)가 가장 짧고, 나머지 제2 영역(z2) 내지 제N 영역은 서로 동일하거나 유사한 길이를 가질 수 있다.

또한, 본 발명의 노 본체(30)에는 분위기 가스를 공급하기 위한 공급구가 형성될 수 있다.

공급구는 노 본체(30)의 바닥에 형성되는 복수의 하부 공급관(14)으로 이루어질 수 있다.

이때, 하부 공급관(14)은 노 본체(30)의 x축 방향인 폭방향의 제1 방향을 따라 간격을 두고 복수로 형성될 수 있다.

제1 영역(z1)과 제2 영역(z2)에 각각 하부 공급관(14)이 형성되는 경우, 제1 영역(z1)에 형성된 하부 공급관(14)의 중심으로부터 상부 배출관(11)의 중심까지의 제2 방향에 따른 길이를 제3 길이(d3)라 하고, 제2 영역(z2)에 형성된 하부 공급관(14)과 상부 배출관(11)의 중심까지의 제2 방향에 따른 길이를 제4 길이(d4)라고 정의할 때, 제4 길이(d4)에 대하여 제3 길이(d3)는 65% ~ 95%로 형성될 수 있고, 더 바람직하게는 70% ~ 90%, 보다 더 바람직하게는 75% ~ 85%로 형성될 수 있다. 즉, d3/d4 = 65% ~ 95%, 또는 70% ~ 90%, 또는 75% ~ 85%로 형성될 수 있다.

또한, 제2 영역(z2) 내지 제N 영역에서의 하부 공급관(14)의 중심으로부터 상부 배출관(11)의 중심까지의 길이는 서로 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다.

또한, 제1 영역(z1) 내지 제N 영역 각각에서 상부 배출관(11)과 하부 공급관(14)은 노 본체(30)의 높이 방향인 제3 방향으로 서로 일직선상에 배치되지 않고 어긋나게 배치될 수 있다.

상기 제3 및 제4 길이(d3, d4)가 상술한 범위를 만족할 경우 제1 영역(z1)으로 진입한 새거(5) 및 소재에 급격한 온도 변화가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 영역(z1, z2) 각각에서 공급된 유체의 유동 시간 및 유동 거리를 확보할 수 있어 새거(5) 내에 수납된 소재에 열 에너지를 효과적으로 제공할 수 있다.

다시 말해서, 제1 영역(z1)에서의 제1 길이(d1) 및 제3 길이(d3)에 비해 제2 영역(z2) 내지 제N 영역에서의 제2 길이(d2) 및 제4 길이(d4)를 더 길게 함으로써, 하부 공급관(14)을 통해 공급되는 분위기 가스가 상부 배출관(11)을 통해 배출되는 과정에서의 유동 경로가 길어져서 투입된 새거(5)안의 소재와의 반응 시간이 길어질 수 있기 때문에, 분위기 가스와 소재의 충분한 반응으로 인해 제품 품질이 향상될 수 있다.

예를 들어, 분위기 가스의 평균 유동 속도를 5m/s로 실시했을 때, 분위기 가스의 유동 경로가 길어져서 기존 열처리 장치에 비해 3 ~ 5분 정도 소재와의 반응 시간이 증가하였다.

또한, 제1 영역(z1)에서 상부 배출관(11)의 중심을 제1 방향(도 3의 x축 방향)으로 지나는 가상의 선(L1)을 그렸을 때, 가상의 선(L1)의 일부는 하부 배출관(13)과 제1 방향(도 3의 x축 방향)으로 오버랩될 수 있다.

즉, 제1 영역(z1)에서 2개의 상부 배출관(11)은 제1 방향을 따라 가상의 선(L1)을 따라 일렬로 배치되고, 2개의 상부 배출관(11)의 사이이면서 하부에 배치되는 하부 배출관(13)은 가상의 선(L1)에 일부 포함되어 오버랩될 수 있다.

또한, 제2 영역(z2) 내지 제N 영역에서 상부 배출관(11)의 중심을 제1 방향(도 3의 x축 방향)으로 지나는 가상의 선(L2)을 그렸을 때, 가상의 선(L2)의 일부는 하부 배출관(13)과 제1 방향(도 3의 x축 방향)으로 오버랩되지 않을 수 있다.

즉, 제1 영역(z1) 이외의 나머지 영역(제2 영역(z2) 내지 제N 영역)에서는 2개의 상부 배출관(11)은 제1 방향을 따라 가상의 선(L2)을 따라 일렬로 배치되고, 2개의 상부 배출관(11)의 사이이면서 하부에 배치되는 하부 배출관(13)은 가상의 선(L2)에 오버랩되지 않고 제2 방향(도 3의 y축 방향)으로 이격될 수 있다.

또한, 도 4를 참조하면, 제1 영역(z1)에 배치된 복수의 히터중 제1 영역(z1)의 입구부에 최인접한 히터(18a)는 상부 배출관(11)보다 입구부(z1-1)에 더 가깝게 배치될 수 있다. 즉, 제1 영역(z1)에 배치된 히터중 상부 히터(18)는 소재의 이송 방향을 따라 간격을 두고 복수로 형성될 수 있고, 이중에서 제1 영역(z1)의 입구부(z1-1)에 최인접한 전방 상부 히터(18a)의 중심은 제1 영역(z1)의 상부에 형성된 상부 배출관(11)의 중심보다 입구부(z1-1)에 더 가깝게 형성될 수 있다.

또한, 제1 영역(z1)에서 입구부(z1-1)에 최인접한 전방 상부 히터(18a)의 중심과 입구부(z1-1)까지의 길이를 제5 길이(d5)라 하고, 하부 히터(19)중 입구부(z1-1)에 최인접한 전방 하부 히터(19a)의 중심과 입구부(z1-1)까지의 길이를 제6 길이(d6)라고 정의할 때, 제5 길이(d5)는 제6 길이(d6)보다 짧게 형성되거나 동일하게 형성될 수 있다. 즉, d5 ≤ d6 일 수 있다.

따라서, 상부 히터(18)의 전방 상부 히터(18a)는 하부 히터(19)의 전방 하부 히터(19a) 보다 입구부(z1-1)에 더 가깝게 배치되거나 동일하게 배치될 수 있다.

일례로, 제5 길이(d5)는 제6 길이(d6)의 70% ~ 100%일 수 있다. 제5 및 제6 길이(d5, d6)가 상술한 범위를 만족할 경우, 제1 영역(z1)으로 진입한 새거(5) 및 소재에 급격한 온도 변화가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 제1 영역(z1)에서 출구부(z1-2)에 최인접한 히터는 하부 공급관(14)보다 출구부(z1-2)에 더 가깝게 배치될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 있어서, 제1 영역(z1)내에 배치된 상부 히터(18)와 하부 히터(19)중 출구부(z1-2)에 최인접한 히터는 하부 히터(19)의 후방 하부 히터(19b)이고, 후방 하부 히터(19b)의 중심은 하부 공급관(14)의 중심 보다 출구부(z1-2)에 더 가깝게 배치될 수 있다.

제1 영역(z1)에서의 입구부(z1-1)는 소재가 진입하는 곳이고, 출구부(z1-2)는 진입한 소재가 배출되는 곳일 수 있다.

또한, 제2 영역(z2)에 배치된 히터(상부 히터(18) 및 하부 히터(19))중 입구부(z2-1)에 최인접한 히터는 상부 배출관(11)보다 입구부(z2-1)로부터 더 멀리 배치될 수 있다. 다시 말해서, 제2 영역(z2)의 입구부(z2-1)에 최인접한 히터는 하부 히터(19)중 전방 하부 히터(19a)일 수 있고, 제2 영역(z2)에서의 전방 하부 히터(19a)의 중심은 상부 배출관(11)의 중심 보다 입구부(z2-1)로부터 더 멀리 배치될 수 있다.

또한, 제2 영역(z2)에 마련된 상부 히터(18)와 하부 히터(19)에서 입구부(z2-1)에 각각 최인접한 전방 상부 히터(18a)와 전방 하부 히터(19a)의 배치 관계를 보면, 전방 상부 히터(18a)의 중심에서 제2 영역(z2)의 입구부(z2-1)까지의 길이를 제7 길이(d7)라 하고, 전방 하부 히터(19a)의 중심에서 제2 영역(z2)의 입구부(z2-1)까지의 길이를 제 8길이(d8)라고 정의할 때, 제7 길이(d7)가 제8 길이(d8)보다 더 길게 형성되거나 동일하게 형성될 수 있다. 즉, d7 ≥ d8 일 수 있다.

따라서, 상부 히터(18)의 전방 상부 히터(18a)는 하부 히터(19)의 전방 하부 히터(19a) 보다 입구부(z2-1)로부터 더 멀리 배치되거나 동일하게 배치될 수 있다.

일례로, 제8 길이(d8)는 제7 길이(d7)의 70% ~ 100%일 수 있다. 제7 및 제8 길이(d7, d8)가 상술한 범위를 만족할 경우 제1 영역(z1)을 통과해 제2 영역(z2)을 진입한 새거(5)에 균일한 열 에너지를 제공할 수 있고, 제2 영역(z2) 내지 제N 영역의 온도 편차를 최소화할 수 있다.

또한, 제2 영역(z2)에서 상부 히터(18)중 출구부(z2-2)에 최인접한 히터를 후방 상부 히터(18b)라 하고, 하부 히터(19)중 출구부(z2-2)에 최인접한 히터를 후방 하부 히터(19b)라고 할 때, 출구부(z2-2)로부터 후방 상부 히터(18b)의 중심까지의 길이를 제9 길이(d9), 출구부(z2-2)로부터 후방 하부 히터(19b)의 중심까지의 길이를 제10 길이(d10)라고 하면, 제9 길이는 제10 길이 보다 더 길게 형성될 수 있다.

즉, d9 > d10 일 수 있다. 따라서, 제2 영역(z2)에서 상부 히터(18)의 후방 상부 히터(18b)가 하부 히터(19)의 후방 하부 히터(19b)보다 출구부(z2-2)에 더 멀리 배치될 수 있다.

또한, 제2 영역(z2)에서 출구부(z2-2)로부터 하부 공급관(14)의 중심까지의 길이를 제11 길이(d11)라고 하면, 제11 길이(d11)는 제9 길이(d9) 및/또는 제10 길이(d10) 보다 작을 수 있다. 즉, d11〈 d9 및/또는 d10 일 수 있다. 다시 말해서, d11〈 d10〈 d9의 관계가 설정될 수 있다.

제1 영역(z1)과 제2 영역(z2) 사이, 즉 제1 영역(z1)의 출구부(z1-2)이면서 제2 영역(z2)의 입구부(z2-1)에는 사절벽(20)이 형성될 수 있다.

사절벽(20)은 칸막이 형태로 이루어질 수 있고, 제1 영역(z1)과 제2 영역(z2) 사이의 폭 방향인 제1 방향을 따라 막히도록 형성될 수 있으며, z축 방향인 높이 방향의 제3 방향으로는 영역의 전체 높이보다 짧은 길이로 형성하여 영역의 높이 방향으로 일부가 개방되어 소재가 통과할 수 있도록 하는 개구부(22)가 형성될 수 있다. 또한, 도면에는 도시하지 않았으나, 사절벽(20)은 제2 영역(z2) 내지 제N 영역 각각의 경계에 더 배치될 수 있다.

본 발명은 상기와 같이 복수의 영역에서 상부 배출관(11), 하부 배출관(13), 하부 공급관(14), 상부 히터(18), 하부 히터(19)의 배치 관계를 설정함으로써, 노 내의 가스 분포가 균일해지고, 온도 편차가 줄어들 수 있다. 가스 분포의 균일도 및 온도 편차의 개선을 통해 소재가 흐르는 노 내부 공간을 확장할 수 있다. 따라서, 확장된 노 내부 공간을 이용해 보다 많은 개수의 새거(sagger)를 이송시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 상부 및 하부 배출관(11, 13)이 배치된 영역에 새거(5)가 진입할 경우, 새거(5) 및 상기 새거(5) 내에 수납된 소재에 급작스런 온도 변화를 방지할 수 있고, 유체의 유동 거리 및 시간을 확보해 새거(5)에 열 에너지를 효과적으로 제공할 수 있다.

다시 말해서, 하부 공급관(14)으로부터 노 본체(30)의 내부로 공급되는 분위기 가스가 소재와 반응한 후 상부 배출관(14)을 통해 외부로 배출될 때, 분위기 가스의 유동 거리가 길어질 수 있기 때문에, 소재와의 반응 시간을 증대시키고 그에 따라 제품 품질을 향상시킬 수 있다.

또한, 상부 배출관(11)으로 분위기 가스의 배출이 원활하지 않은 경우에는 하부 배출관(13)의 배치 상태를 통해 배출시키므로, 제품 품질을 양호하게 유지시킬 수 있다.

이상에서 실시 예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 실시 예의 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

또한, 이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1... 예열존 2... 가열존
3... 유지존 4... 냉각존
5... 새거 5a... 새거 단위체
6... 롤러
10... 공급관 11... 상부 배출관
12... 송풍기 13... 하부 배출관
13a... 하부 배기구 14... 하부 공급관
15... 측면 공급 연결관 16... 측부 공급관
18... 상부 히터 18a... 전방 상부 히터
18b... 후방 하부 히터
19... 하부 히터 19a... 전방 상부 히터
19b... 후방 하부 히터
20... 사절벽(Partition wall) 22... 개구부
30... 노 본체 L1,L2... 가상의 선
d1... 제1 길이 d2... 제2 길이
d3... 제3 길이 d4... 제4 길이
d5... 제5 길이 d6... 제6 길이
z1... 제1 영역 z2... 제2 영역
z1-1... 입구부 z1-2... 출구부
z2-1... 입구부 z2-2... 출구부

Claims (17)

1. 소재를 이송하여 열처리하는 노 본체;
   상기 노 본체 내부에 배치되며 상기 소재를 수납한 새거를 이송시키는 롤러;
   상기 노 본체 내부에 배치되며 상기 새거와 이격된 위치에 배치되고 상기 소재를 가열하는 히터;
   상기 노 본체의 상부에 배치되는 상부 배출관;
   상기 노 본체의 하부에 배치되는 하부 배출관; 및
   상기 노 본체의 하부에 배치되는 하부 공급관을 포함하며,
   상기 상부 및 하부 배출관을 포함하는 복수의 영역을 포함하고,
   상기 복수의 영역은 상기 소재의 이송 방향인 제2 방향을 따라 순차적으로 배치되는 제1 내지 제N 영역을 포함하고(N은 2 이상의 자연수),
   상기 제1 영역은 상기 제2 내지 제N 영역보다 상기 제2 방향의 길이가 짧고,
   상기 제1 내지 제N 영역 각각에서, 상기 상부 배출관은 상기 하부 공급관과 높이 방향인 제3 방향으로 서로 일직선상에 배치되지 않고 어긋나게 배치되는 열처리 장치.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 제2 방향에 따른 제1 영역과 제2 영역의 상기 제2 방향 길이를 각각 제1 길이 및 제2 길이라 할 때, 제2 길이에 대하여 제1 길이는 70% ~ 95%로 형성되는 열처리 장치.
   
3. 제1 항에 있어서,
   상기 제2 영역 내지 제N 영역의 상기 제2 방향에 따른 길이는 서로 동일하게 형성되는 열처리 장치.
   
4. 제1 항에 있어서,
   상기 노 본체의 하부에는 하부 배출관이 형성되고,
   상기 제1 영역에서,
   상기 상부 배출관과 상기 하부 배출관은 평면상 폭 방향인 제1 방향을 따라 가상의 선을 그린 경우, 상기 상부 배출관에 대하여 상기 하부 배출관은 일부 오버랩되게 배치되는 열처리 장치.
   
5. 제1 항에 있어서,
   상기 노 본체의 하부에는 하부 배출관이 형성되고,
   상기 제2 영역 내지 제N 영역에서,
   상기 상부 배출관과 상기 하부 배출관은 평면상 폭 방향인 제1 방향을 따라 가상의 선을 그린 경우, 상기 상부 배출관에 대하여 상기 하부 배출관은 일부 오버랩되지 않게 배치되는 열처리 장치.
   
6. 제1 항에 있어서,
   상기 노 본체의 하부에는 하부 배출관이 형성되고,
   상기 제1 영역에 형성된 상기 하부 공급관의 중심으로부터 상기 상부 배출관의 중심까지의 길이를 제3 길이라 하고,
   제2 영역 또는 제2 영역 내지 제N 영역에 형성된 하부 공급관과 상부 배출관의 중심까지의 길이를 제4 길이라고 정의할 때, 제4 길이에 대하여 제3 길이는 65% ~ 95%로 형성되는 열처리 장치.
   
7. 제1 항에 있어서,
   상기 히터는,
   상기 이송되는 새거의 상부에 이격되게 배치되는 복수의 상부 히터,
   상기 이송되는 새거의 하부에 이격되게 배치되는 복수의 하부 히터를 포함하고,
   상기 제1 영역에서,
   상기 제1 영역의 입구부에 최인접한 히터는 상부 배출관 보다 상기 입구부에 더 가깝게 배치되는 열처리 장치.
   
8. 제7 항에 있어서,
   상기 제1 영역의 입구부에 최인접한 히터는 상부 히터인 열처리 장치.
   
9. 제1 항에 있어서,
   상기 히터는,
   상기 이송되는 새거의 상부에 이격되게 배치되는 복수의 상부 히터,
   상기 이송되는 새거의 하부에 이격되게 배치되는 복수의 하부 히터를 포함하고,
   상기 복수의 상부 히터중 제1 영역의 입구부에 최인접한 전방 상부 히터의 중심과 상기 제1 영역의 입구부까지의 길이를 제5 길이라 하고,
   상기 복수의 하부 히터중 제1 영역의 입구부에 최인접한 전방 하부 히터의 중심과 상기 제1 영역의 입구부까지의 길이를 제6 길이라고 정의할 때,
   상기 제5 길이는 제6 길이보다 짧게 형성되거나 동일하게 형성되는 열처리 장치.
   
10. 제1 항에 있어서,
    상기 히터는,
    상기 이송되는 새거의 상부에 이격되게 배치되는 복수의 상부 히터,
    상기 이송되는 새거의 하부에 이격되게 배치되는 복수의 하부 히터를 포함하고,
    상기 제1 영역의 출구부에 최인접한 히터는 상기 하부 공급관보다 상기 출구부에 더 가깝게 배치되는 열처리 장치.
    
11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 영역내에 배치된 상기 복수의 상부 히터와 하부 히터중 상기 제1 영역의 출구부에 최인접한 히터는 상기 하부 히터의 후방 하부 히터이고,
    상기 하부 히터의 후방 하부 히터의 중심은 상기 하부 공급관의 중심보다 상기 출구부에 더 가깝게 배치되는 열처리 장치.
    
12. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 영역에 배치된 히터중 제2 영역의 입구부에 최인접한 히터는 상기 상부 배출관보다 상기 제2 영역의 입구부로부터 더 멀리 배치되는 열처리 장치.
    
13. 제12 항에 있어서,
    상기 히터는,
    상기 이송되는 새거의 상부에 이격되게 배치되는 복수의 상부 히터,
    상기 이송되는 새거의 하부에 이격되게 배치되는 복수의 하부 히터를 포함하고,
    상기 제2 영역의 입구부에 최인접한 히터는 상기 복수의 하부 히터중 전방 하부 히터이고, 상기 제2 영역에서의 상기 전방 하부 히터의 중심은 상기 상부 배출관의 중심 보다 제2 영역의 입구부로부터 더 멀리 배치되는 열처리 장치.
    
14. 제1 항에 있어서,
    상기 히터는,
    상기 이송되는 새거의 상부에 이격되게 배치되는 복수의 상부 히터,
    상기 이송되는 새거의 하부에 이격되게 배치되는 복수의 하부 히터를 포함하고,
    상기 제2 영역에 마련된 상부 히터와 하부 히터에서 제2 영역의 입구부에 각각 최인접한 전방 상부 히터와 전방 하부 히터의 중심에서 상기 제2 영역의 입구부까지의 길이를 각각 제7 길이와 제8 길이라 정의할 때,
    상기 제7 길이는 상기 제8 길이보다 더 길게 형성되거나 동일하게 형성되는 열처리 장치.
    
15. 제1 항에 있어서,
    상기 히터는,
    상기 이송되는 새거의 상부에 이격되게 배치되는 복수의 상부 히터,
    상기 이송되는 새거의 하부에 이격되게 배치되는 복수의 하부 히터를 포함하고,
    상기 제2 영역에 마련된 복수의 상부 히터중 상기 제2 영역의 출구부에 최인접한 히터를 후방 상부 히터라 하고,
    상기 복수의 하부 히터중 상기 제2 영역의 출구부에 최인접한 히터를 후방 하부 히터라고 하며,
    상기 제2 영역의 출구부로부터 상기 후방 상부 히터의 중심까지의 길이를 제9 길이, 상기 제2 영역의 출구부로부터 상기 후방 하부 히터의 중심까지의 길이를 제10 길이라고 정의할 때,
    상기 제9 길이는 제10 길이 보다 더 길게 형성되는 열처리 장치.
    
16. 제15 항에 있어서,
    상기 제2 영역의 출구부로부터 상기 제2 영역에 마련된 하부 공급관의 중심까지의 길이를 제11 길이라고 하면,
    상기 제11 길이는 상기 제9 길이 및/또는 제10 길이 보다 작게 형성되는 열처리 장치.
    
17. 제1 항에 있어서,
    상기 열처리 장치는,
    상기 소재를 예열하는 예열존;
    상기 예열존보다 고온으로 상기 소재를 가열하는 가열존;
    상기 소재를 열처리하는 유지존; 및
    상기 소재를 냉각하는 냉각존을 포함하고,
    상기 예열존, 상기 가열존, 상기 유지존 및 상기 냉각존은 상기 제2 방향을 따라 순차적으로 배치되고,
    상기 복수의 영역은 상기 가열존 및 상기 유지존 중 적어도 하나의 존에 형성되는 열처리 장치.

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