KR101399675B1 - Continuous High Frequency Induction Heating System of Forging Material - Google Patents
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Abstract
본 발명은 단조 소재의 연속 고주파 유도 가열 시스템에 관한 것으로, 단조가공을 위한 원형 소재 및 각형 소재와 같은 단조소재를 컨베이어 벨트(conveyor belt)로 이송하면서 고주파 유도 가열기로 연속으로 가열함으로써, 공정의 자동화를 통한 작업 능률 및 생산량을 향상시키고 제품의 불량률 및 원가를 줄일 수 있으며, 온도 제어가 용이하고 환경 오염을 줄일 수 있다.
본 발명의 단조 소재의 연속 고주파 유도 가열 시스템은, 단조소재를 탑재하여 연속으로 이송하는 컨베이어 벨트; 상기 컨베이어 벨트의 일 측 상부 및 하부에 설치되며, 상기 컨베이어 벨트로 이송되는 상기 단조소재를 고주파의 유도가열에 의해 연속으로 가열하는 유도 가열기; 상기 유도 가열기로 고주파 전류를 공급하는 고주파 컨트롤 박스; 상기 컨베이어 벨트의 동작을 제어하는 컨베이어 컨트롤 박스; 상기 유도 가열기에 의해 가열된 단조소재의 온도를 검출하는 온도감지센서; 상기 컨베이어 벨트의 속도를 감지하는 속도감지센서; 및 상기 온도감지센서와 속도감지센서의 감지신호에 따라 상기 고주파 컨트롤 박스와 컨베이어 컨트롤 박스를 통해 상기 유도 가열기와 상기 컨베이어 벨트의 동작을 제어하는 중앙제어장치;를 포함하고 있다.The present invention relates to a continuous high-frequency induction heating system for a forging material, in which a forging material such as a circular material and a square material for forging is conveyed to a conveyor belt and continuously heated by a high frequency induction heater, It is possible to improve the work efficiency and production amount, to reduce the defective rate and cost of the product, to easily control the temperature, and to reduce the environmental pollution.
A continuous high frequency induction heating system for a forged material of the present invention comprises: a conveyor belt for continuously conveying a forged material; An induction heater installed on the upper and lower sides of the conveyor belt for continuously heating the forging material conveyed by the conveyor belt by induction heating of high frequency; A high frequency control box for supplying a high frequency current to the induction heater; A conveyor control box for controlling the operation of the conveyor belt; A temperature sensor for detecting the temperature of the forged material heated by the induction heater; A speed sensing sensor for sensing the speed of the conveyor belt; And a central control unit for controlling the operation of the induction heater and the conveyor belt through the high frequency control box and the conveyor control box according to the detection signals of the temperature sensing sensor and the speed sensing sensor.
Description
본 발명은 단조 소재의 연속 고주파 유도 가열 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단조가공을 위한 원형 소재 및 각형 소재와 같은 단조소재를 컨베이어 벨트(conveyor belt)로 이송하면서 고주파 유도 가열기로 연속으로 가열하는 단조 소재의 연속 고주파 유도 가열 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a continuous high-frequency induction heating system for a forging material, and more particularly to a continuous high-frequency induction heating system for continuously heating a forged material such as a circular material and a square material for forging to a conveyor belt To a continuous high frequency induction heating system of a forged material.
일반적으로, 단조(Forging)가공은 강재를 일정한 온도로 가열한 후, 타격 및 압력을 가하여 요구하는 형상으로 성형하는 가공방법으로, 산업용 운반기구, 기계, 자동차, 우주산업의 첨단부품 등 다양한 분야에서 기초부품의 생산을 위하여 보편적으로 사용되고 있는 소성가공중의 한 가공법이다.In general, forging is a method of forming steel into a required shape by heating it to a certain temperature and then applying impact and pressure. It is used in various fields such as industrial conveying equipment, machinery, automobile, It is one of the processing methods used during plastic working that is commonly used for the production of basic parts.
이러한 단조가공은 제조공법과 설비에 따라 열간 단조, 온간 단조, 냉간 단조로 분류되는데, 이중 금속유동성의 향상과 성형성이 우수한 열간 단조가 보편적으로 많이 사용되고 있다.Such forging is classified into hot forging, hot forging and cold forging according to the manufacturing method and equipment, and hot forging, which has improved fluidity of metal and excellent formability, is widely used.
그리고 이와 같은 단조가공은 벙커씨유 및 가스와 같은 화석연료를 사용하여 가열로에서 단조소재를 가열하는데, 특히 가격이 저렴한 벙커씨유가 주된 가열 연료로 사용되고 있다. 그리고, 벙커씨유 등의 연소에 의해 가열된 단조소재는 햄머기술자에 의해 단조기로 운반되어 성형 가공된다.Such forging processes use fossil fuels such as bunker seed oil and gas to heat the forged material in a heating furnace. In particular, low cost bunker seed oil is used as the main heating fuel. Then, the forged material heated by combustion such as bunker seed oil is transported to a forging machine by a hammer technician and is formed and processed.
도 1은 종래의 가열로를 이용한 단조소재의 가열방법을 나타낸 사진이다.1 is a photograph showing a heating method of a forging material using a conventional heating furnace.
종래의 가열로를 이용한 단조소재의 가열방법은 가열을 위한 연료로서 경유와 같은 유류 연료가 사용되므로 연소과정에서 아황산가스, 이산화탄소, 일산화탄소, 매연, 분진 등 많은 공해 및 유해물질이 배출되어 대기환경과 작업환경을 심하게 오염 및 악화시키는 문제점이 있다.Since the heating method of the forged material using the conventional heating furnace uses an oil fuel such as light oil as the fuel for heating, many pollution and harmful substances such as sulfur dioxide, carbon dioxide, carbon monoxide, soot and dust are discharged in the combustion process, There is a problem that the working environment is severely polluted and aggravated.
특히, 공해 및 유해물질의 배출에 따른 열악한 작업환경은 작업자에게 각종 호흡기 질환을 발생시켜 건강상의 악영향을 제공하고, 이로 인하여 단조가공과 관련된 직무를 기피하는 주된 원인으로 작용하여 단조가공에 필요한 인력수급이 제대로 이루어지지 않는 문제점이 있다.In particular, the poor working environment due to the pollution and the emission of harmful substances causes various respiratory diseases to the workers, thereby providing health adverse effects, and as a result, it acts as a main cause for avoiding the tasks related to forging, There is a problem that it is not properly performed.
또한, 작업자가 단조소재를 가열로에 직접 투입하는 단조작업은 작업자에게 힘든 육체적 노동을 가중시켜 단조작업과 관련된 직무를 가일층 기피시키는 문제로 작용하고 있다.In addition, the forging work in which the worker directly inputs the forged material into the heating furnace increases the hard physical labor to the worker, thereby preventing the task related to the forging work.
이러한 문제를 해결하기 위해, 최근에는 도 2와 같이 고주파 유도전류를 이용하여 단조소재를 가열하는 방법이 개시되었다. 이러한 고주파 유도가열을 이용한 단조소재의 가열방법은 경유의 연소에 따른 여러 문제점, 즉 공해물질의 배출이 없고, 불꽃이 외부로 방출되지 않으며, 작업성이 매우 능률적으로 이루어지는 등 경유의 사용에 따른 여러 문제점을 해결할 수 있다.In order to solve such a problem, recently, a method of heating a forging material by using a high frequency induction current as shown in Fig. 2 has been disclosed. The method of heating a forged material using such a high frequency induction heating is not limited to the problems of burning diesel oil, that is, there is no discharge of pollutants, the flame is not emitted to the outside, and the workability is very efficient. The problem can be solved.
그러나, 이와 같은 고주파 유도가열을 이용한 단조소재의 가열방법은 장입되는 단조소재의 크기에 적합한 코일을 선정한 경우에만 획일적인 유도가열을 기대할 수 있으며, 단조소재에 적합한 코일치수 범위를 벗어날 경우에는 고품질의 균일한 가열이 이루어질 수 없는 문제점이 있다. However, such a method of heating a forged material using the high-frequency induction heating can expect uniform induction heating only when a coil suitable for the size of the forged material to be charged is selected. When the coil is out of the suitable dimension range for the forged material, There is a problem that uniform heating can not be performed.
따라서 종래의 유도가열은 정해진 사양으로 인하여 다양한 크기를 갖는 고품질 단조제품을 다품종 생산할 수 없었다. 이러한 이유로 대부분의 열간 단조 공정에서는 어쩔 수 없이, 도 1과 같은 경유 가열방식을 그대로 적용할 수밖에 없는 문제점이 있었다.Therefore, conventional induction heating can not produce a variety of high-quality forged products having various sizes due to the specified specifications. For this reason, in most hot forging processes, there is a problem that the light oil heating method as shown in FIG.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 단조소재의 크기에 따른 전용 고주파 유도가열장비를 개별적으로 구입하는 것도 가능하나, 이러한 전용 고주파 유도가열장비의 개발구입은 막대한 구입비용이 소요되고, 또한 다품종 소량 생산인 경우 유도가열장비의 이용 효율성 측면에서 볼 때 채산성을 약화시키는 문제점으로 작용하고 있다.In order to solve these problems, it is possible to purchase a dedicated high-frequency induction heating apparatus according to the size of the forged material separately. However, the development and purchase of such a high-frequency induction heating apparatus require a large purchase cost. In addition, Which is a problem of weakening profitability in terms of efficiency of use of heating equipment.
따라서, 기존의 단조소재 가열장치로서는 위에서 설명한 문제점들로 인하여 다양한 크기의 단조소재를 고품질로 가열하는 것이 불가능하였고, 또한 다품종 소량생산에는 장치의 설치비용이 부가되는 문제점이 발생하였다. 특히, 중소업체가 대부분인 국내 단조산업의 경우, 경유와 같은 화석연료의 사용에 따른 많은 문제에도 불구하고, 다품종 소량생산에 따른 유연한 생산 대응과 적은 시설비용의 장점 때문에 대부분 경유를 사용하여 단조소재를 가열할 수밖에 없는 문제점이 있다.
Therefore, it has been impossible to heat forged materials of various sizes with high quality due to the above-described problems in the conventional forging material heating apparatus, and the installation cost of the apparatus has been added to the production of a small quantity of various items. Particularly, in the domestic forging industry, where most of the small and medium-sized companies are located, despite the problems related to the use of fossil fuels such as light oil, There is a problem in that heating is inevitable.
전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 단조가공을 위한 원형 소재 및 각형 소재와 같은 단조소재를 자동화 시스템에 의해 연속적으로 가열할 수 있는 단조 소재의 연속 고주파 유도 가열 시스템을 제시하는 데 있다.In order to solve the above problems, the present invention provides a continuous high-frequency induction heating system for a forging material which can continuously heat a forging material such as a circular material and a square material for an forging process by an automated system I have to.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 단조소재를 컨베이어 벨트(conveyor belt)로 이송하면서 고주파 유도 가열기로 연속으로 가열할 수 있는 단조 소재의 연속 고주파 유도 가열 시스템을 제시하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a continuous high-frequency induction heating system for a forging material which can continuously heat a high-frequency induction heater while transferring a forging material to a conveyor belt.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 다양한 치수의 단조소재를 컨베이어 벨트(conveyor belt)와 고주파 유도 가열기를 이용하여 연속으로 가열할 수 있는 단조 소재의 연속 고주파 유도 가열 시스템을 제시하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a continuous high-frequency induction heating system of a forging material capable of continuously heating forging materials of various dimensions using a conveyor belt and a high frequency induction heater have.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 고주파 유도 가열기를 이용하여 단조소재를 가열함으로써, 온도 제어가 용이하고 환경 오염을 줄이며 제조 원가를 감소할 수 있는 단조 소재의 연속 고주파 유도 가열 시스템을 제시하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a continuous high frequency induction heating system of a forged material which can easily control temperature, reduce environmental pollution, and reduce manufacturing cost by heating a forged material using a high frequency induction heater I have to propose.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 공정의 자동화를 통해 작업 능률 및 생산량을 향상시키고 제품의 불량률 및 원가를 줄일 수 있는 단조 소재의 연속 고주파 유도 가열 시스템을 제시하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a continuous high-frequency induction heating system for a forged material capable of improving work efficiency and production through automation of processes, and reducing defective rate and cost of products.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 고주파 유도 가열기에서 다양한 치수의 단조소재를 범용적으로 가열하여 고품질의 단조제품을 생산할 수 있는 다품종 생산용 단조 소재의 연속 고주파 유도 가열 시스템을 제시하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a continuous high-frequency induction heating system of a forging material for producing a variety of products capable of producing a high quality forging product by universally heating forging materials of various dimensions in a high frequency induction heater There is.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 쾌적한 작업환경의 조성과 고된 육체적 노동을 감소시켜 단조제품의 생산성을 향상시킬 수 있는 다품종 생산용 단조 소재의 연속 고주파 유도 가열 시스템을 제시하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a continuous high-frequency induction heating system of a forging material for producing a variety of products capable of improving the productivity of a forged product by reducing the amount of physical labor and the creation of a comfortable working environment .
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 다양한 치수의 단조소재를 가열하여 고품질, 고생산성, 저 원가의 단조제품을 개별 유도로 형태에서 맞춤으로 생산할 수 있는 다품종 생산용 단조 소재의 연속 고주파 유도 가열 시스템을 제시하는 데 있다.
Another object of the present invention is to provide a continuous high-frequency material for a multi-variety forging material, which can produce high quality, high productivity, low cost forged products in individual induction furnace shapes by heating forged materials of various dimensions Induction heating system.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
The solution to the problem of the present invention is not limited to those mentioned above, and other solutions not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명에 의한 단조 소재의 연속 고주파 유도 가열 시스템은, 단조소재를 탑재하여 연속으로 이송하는 컨베이어 벨트; 상기 컨베이어 벨트의 일 측 상부 및 하부에 설치되며, 상기 컨베이어 벨트로 이송되는 상기 단조소재를 고주파의 유도가열에 의해 연속으로 가열하는 유도 가열기; 상기 유도 가열기로 고주파 전류를 공급하는 고주파 컨트롤 박스; 상기 컨베이어 벨트의 동작을 제어하는 컨베이어 컨트롤 박스; 상기 유도 가열기에 의해 가열된 단조소재의 온도를 검출하는 온도감지센서; 상기 컨베이어 벨트의 속도를 감지하는 속도감지센서; 및 상기 온도감지센서와 속도감지센서의 감지신호에 따라 상기 고주파 컨트롤 박스와 컨베이어 컨트롤 박스를 통해 상기 유도 가열기와 상기 컨베이어 벨트의 동작을 제어하는 중앙제어장치;를 포함하며, 상기 컨베이어 벨트는 두 개의 회전부재 사이를 회전하도록 설치되되 내측에 설치된 복수의 아이들러에 의해 지지 및 회전되고, 상기 단조소재의 길이보다 작은 폭을 가지며, 상기 컨베이어 벨트 상에는 상기 컨베이어 벨트의 길이 방향과 수직 방향으로 고정부재가 소정의 간격으로 돌출 배치되되, 상기 고정부재 사이의 안착면이 평평하게 구성되거나 또는 상기 단조소재의 외주면과 대향되는 형상으로 구성될 수 있다.As a means for solving the above-mentioned technical problems, a continuous high frequency induction heating system for a forging material according to the present invention comprises: a conveyor belt for continuously conveying a forging material; An induction heater installed on the upper and lower sides of the conveyor belt for continuously heating the forging material conveyed by the conveyor belt by induction heating of high frequency; A high frequency control box for supplying a high frequency current to the induction heater; A conveyor control box for controlling the operation of the conveyor belt; A temperature sensor for detecting the temperature of the forged material heated by the induction heater; A speed sensing sensor for sensing the speed of the conveyor belt; And a central control device for controlling the operation of the induction heater and the conveyor belt through the high frequency control box and the conveyor control box according to the detection signals of the temperature sensor and the speed sensor, And a plurality of idlers provided to rotate between the rotary members and supported and rotated by a plurality of idlers provided on the inner side and having a width smaller than the length of the forging material and fixed on the conveyor belt in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the conveyor belt, The seating surfaces between the fixing members may be flat or may be configured to face the outer peripheral surface of the forging material.
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상기 고주파 컨트롤 박스는, 교류 전원을 직류 전원으로 변환하고 위상 제어하는 컨버터와, 상기 컨버터로부터 인가되는 직류전원을 교류 고주파 전류로 증폭 변환하여 발진하는 인버터와, 상기 단조소재의 직경에 따라 주파수 선택스위치를 조작하여 고주파 전류를 발진시키도록 상기 인버터를 제어하는 제어부 및, 상기 인버터로부터 발진하는 고주파를 상기 유도 가열기에 안정적으로 공급하도록 콘덴서의 용량을 변화시키는 가변기를 포함하여 구성될 수 있다.
The high frequency control box includes a converter for converting an AC power source to a DC power source and performing phase control, an inverter for amplifying and converting the DC power supplied from the converter to AC high frequency current, A control unit for controlling the inverter to generate a high frequency current by operating the inverter and a variable unit for changing the capacitance of the capacitor to stably supply the high frequency oscillated from the inverter to the induction heater.
본 발명에 따르면, 단조가공을 위한 원형 소재 및 각형 소재와 같은 단조소재를 컨베이어 벨트(conveyor belt)로 이송하면서 고주파 유도 가열기로 연속으로 가열함으로써, 공정의 자동화를 통한 작업 능률 및 생산량을 향상시키고 제품의 불량률 및 원가를 줄일 수 있으며, 온도 제어가 용이하고 환경 오염을 줄일 수 있다.According to the present invention, forging materials such as a circular material and a square material for forging are transferred to a conveyor belt and continuously heated by a high frequency induction heater, thereby improving work efficiency and production through automation of the process, The defect rate and the cost of the apparatus can be reduced, temperature control is easy, and environmental pollution can be reduced.
또한, 중유로나 가스로 대신에 고주파 유도 가열기를 사용함으로써, 단조공장에서의 공해방지, 품질관리, 대량생산에 따른 비용을 절감할 수 있다.Also, by using a high frequency induction heater instead of a heavy oil furnace or gas, it is possible to reduce costs due to pollution prevention, quality control, and mass production in a forging factory.
또한, 화석연료의 연소를 통한 직접가열방식을 사용하는 산업공정 중 대표적인 에너지 다소비 공정인 철강공정의 가열로, 용해로, 열처리로 등에 응용하여 사용될 수 있다.In addition, it can be applied to a heating furnace, a melting furnace, a heat treatment furnace, and the like of a steel process which is a representative energy consuming process among industrial processes using a direct heating method through the combustion of fossil fuel.
또한, 열간 단조 작업 환경 개선을 위한 장비의 설계 및 제작기술의 축척이 가능하고, 단조 생산성의 향상과 균일한 품질의 제품 생산이 가능하다.In addition, it is possible to scale equipment designing and manufacturing technology to improve the hot forging work environment, and it is possible to improve forging productivity and produce uniform quality products.
또한, 단순 반복적인 노동의 최소화에 의해 작업 환경을 개선할 수 있고, 안전사고의 위험요소를 제거할 수 있다.In addition, by minimizing the repetitive labor, it is possible to improve the work environment and eliminate the risk of safety accidents.
또한, 다품종 열간 단조소재의 유도가열로 설계 제작기술 확보를 통한 반복적인 강도 높은 수작업에 의한 산재 발생 및 직무기피요인을 해소할 수 있다.In addition, it is possible to solve the occurrence of industrial accidents caused by repetitive and intensive manual work by avoiding job escaping factors by securing designing technology by induction heating of various kinds of hot forged materials.
또한, 영세한 국내 열간 단조업체로 다품 중 소량의 단조소재의 가열로 기술보급으로 국내 단조 업체의 경쟁력이 확보될 것으로 예상된다.In addition, it is expected that domestic forging companies will secure competitiveness by supplying small-sized forging materials as a domestic hot forging company.
또한, 작업환경개선에 의한 생산성의 증가 및 품질 향상 효과가 있다.In addition, there is an effect of increasing the productivity and improving the quality by improving the working environment.
또한, 에너지 사용량 절감에 따른 획기적인 원가절감 효과가 있다.In addition, there is a significant cost saving effect due to the reduction of energy consumption.
또한, 비용의 대폭적인 감소 및 고품질화에 따라 단조부품의 경쟁력을 강화할 수 있고, 열간 단조부품 시장에 대한 시장확대와 매출 및 순이익의 증대 효과가 있다.In addition, as the cost is greatly reduced and the quality is improved, the competitiveness of the forged parts can be strengthened, and the market for the hot forged parts market is expanded and the sales and net profit are increased.
또한, 직무기피 분야의 문제점을 해결함으로써 업체 종업원의 이직 현상의 감소와 창의력 있는 우수 인력을 유입할 수 있는 여건을 마련할 수 있고, 높은 작업강도에 발생하는 작업자의 안전사고 예방 및 정서 향상에 기여할 수 있다.In addition, by solving the problems in the field of job avoidance, it is possible to reduce the turnover phenomenon of the company employees and to set up conditions for inputting highly skilled human resources, and to contribute to prevention of safety accidents and enhancement of emotions .
또한, 인력난 해소는 물론 상기와 같이 생산량 증가로 인한 매출 경쟁력이 향상됨으로써 관련 제품의 매출을 증대시킬 수 있다.
In addition, it can increase the sales of related products by improving the competitiveness of sales due to the increase in production as well as the labor shortage.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 종래의 가열로를 이용한 단조소재의 가열 방법을 나타낸 사진
도 2는 종래의 고주파 유도전류를 이용한 단조소재의 가열 방법을 나타낸 사진
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 단조 소재의 연속 고주파 유도 가열 시스템의 구성도
도 4는 제1 실시 예에 의한 컨베이어 벨트의 평면도
도 5는 제1 실시 예에 의한 컨베이어 벨트와 유도 가열기를 측면에서 바라본 측면도
도 6은 제2 실시 예에 의한 컨베이어 벨트의 평면도
도 7은 제2 실시 예에 의한 컨베이어 벨트와 유도 가열기를 측면에서 바라본 측면도
도 8은 컨베이어 벨트의 정면도1 is a photograph showing a heating method of a forged material using a conventional heating furnace
2 is a photograph showing a heating method of a forging material using a conventional high frequency induction current
3 is a schematic diagram of a continuous high-frequency induction heating system for a forged material according to a preferred embodiment of the present invention
4 is a plan view of the conveyor belt according to the first embodiment.
5 is a side view of the conveyor belt and the induction heater according to the first embodiment
6 is a plan view of the conveyor belt according to the second embodiment.
7 is a side view of the conveyor belt and the induction heater according to the second embodiment
8 is a front view of the conveyor belt
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명되는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙여 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by similar reference numerals throughout the specification.
이하, 본 발명에서 실시하고자 하는 구체적인 기술내용에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
실시 예Example
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 단조 소재의 연속 고주파 유도 가열 시스템의 구성도이다. 도 4는 제1 실시 예에 의한 컨베이어 벨트의 평면도이고, 도 5는 제1 실시 예에 의한 컨베이어 벨트와 유도 가열기를 측면에서 바라본 측면도이다. 도 6은 제2 실시 예에 의한 컨베이어 벨트의 평면도이고, 도 7은 제2 실시 예에 의한 컨베이어 벨트와 유도 가열기를 측면에서 바라본 측면도이다. 도 8은 컨베이어 벨트의 정면도이다.3 is a configuration diagram of a continuous high-frequency induction heating system for a forging material according to a preferred embodiment of the present invention. Fig. 4 is a plan view of the conveyor belt according to the first embodiment, and Fig. 5 is a side view of the conveyor belt and the induction heater according to the first embodiment when viewed from the side. FIG. 6 is a plan view of the conveyor belt according to the second embodiment, and FIG. 7 is a side view of the conveyor belt and the induction heater according to the second embodiment. 8 is a front view of the conveyor belt.
본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 단조 소재의 연속 고주파 유도 가열 시스템은 도 3에 도시된 바와 같이, 중앙제어장치(100), 고주파 컨트롤 박스(110), 유도 가열기(120), 컨베이어 컨트롤 박스(130), 컨베이어 벨트(conveyor belt)(140), 온도감지센서(150), 속도감지센서(160), 장입부(170), 인출부(180)를 포함하고 있다.3, a continuous high frequency induction heating system for a forged material according to a preferred embodiment of the present invention includes a central control device 100, a high frequency control box 110, an
먼저, 상기 중앙제어장치(100)는 상기 온도감지센서(150)를 통해 감지된 상기 단조 소재(10)의 온도와 상기 속도감지센서(160)를 통해 감지된 상기 컨베이어 벨트(140)의 회전 속도에 따라 상기 고주파 컨트롤 박스(110)와 컨베이어 컨트롤 박스(130)를 통해 상기 유도 가열기(120)와 상기 컨베이어 벨트(140)의 동작을 제어한다.First, the central control unit 100 controls the temperature of the forging
상기 고주파 컨트롤 박스(110)는 상기 중앙제어장치(100)의 제어에 의해 상기 유도 가열기(120)로 고주파 전류를 공급하는 역할을 한다. 상기 고주파 컨트롤 박스(110)는 컨버터, 인버터, 제어부, 그리고 가변기를 포함하여 구성될 수 있다.The high frequency control box 110 serves to supply a high frequency current to the
여기서, 상기 컨버터는 통상 60㎐의 3상 교류 전원을 직류전원으로 변환 및 위상 제어하여 공급하는 것으로, 이러한 컨버터에는 여파기(Filter)를 구비하여 컨버터로부터 인가되는 전원의 리플(Ripple)을 감쇄시키는 기능도 수행하게 된다.In this case, the converter supplies a three-phase alternating-current power of 60 Hz to a direct-current power supply, and supplies the three-phase alternating-current power to the DC power supply. The converter includes a filter to attenuate a ripple .
상기 인버터는 인가되는 전원을 약400∼550㎐에서 900∼1300㎐의 주파수를 증폭 변환하여 공급하는 것으로, 높은 주파수의 발생을 위해 고속의 실리콘제어정류기(Sillicon Controlled Rectifirer)를 사용할 수 있다. 그리고 실리콘제어정류기의 스위칭에 따른 T.O.T(Turn-off-Time)를 충분히 확보할 수 있도록 초퍼(Chopper) 방식을 적용할 수 있다.The inverter supplies the supplied power by amplifying and supplying a frequency of 900 to 1300 Hz at about 400 to 550 Hz, and a high-speed silicon controlled rectifier can be used for generating a high frequency. And a chopper method can be applied to ensure sufficient T.O.T (turn-off-time) due to the switching of the silicon controlled rectifier.
상기 제어부는 단조소재의 크기 변화에 따라 선택된 주파수를 지정하여 상기 인버터의 주파수 대역을 설정할 수 있다. 예를 들어, 장입되는 단조소재(10)의 직경(ø)이 130~200㎜일 경우 500㎐로 설정하고, 단조소재(10)의 직경(ø)이 70~130㎜일 경우에는 1200㎐로 설정할 수 있다. 따라서 단조소재(10)의 크기에 알맞은 고주파 전류를 발진하게 되므로 고효율의 가열이 이루어 지게 된다.The controller may set a frequency band of the inverter by designating a selected frequency according to a size change of the forging material. For example, when the diameter (ø) of the forged
상기 가변기는 상기 인버터로부터 인가되는 고주파 전류를 상기 유도 가열기(120)에 안정적으로 공급하는 역할을 한다. 이를 위해, 콘덴서와 스위치로 구성될 수 있다. 따라서, 상기 인버터를 통해 인가되는 고주파 전류는 콘덴서를 통해 상기 유도 가열기(120)로 인가된다. The variable unit serves to stably supply the high frequency current applied from the inverter to the
상기 유도 가열기(120)는 도 3, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 컨베이어 벨트(140) 일 측의 상부 및 하부에 설치되며, 고주파의 유도가열에 의해 상기 단조소재(10)를 가열하도록 구성되어 있다. 상기 유도 가열기(120)는 내부에 유도자(Inductor)인 히팅 코일이 설치되어 있다.3, 5 and 7, the
상기 컨베이어 컨트롤 박스(130)는 상기 중앙제어장치(100)의 제어에 의해 상기 컨베이어 벨트(140)의 동작을 제어한다. The conveyor control box 130 controls the operation of the
상기 컨베이어 벨트(140)는 상기 장입부(170)로부터 단조소재(10)를 탑재하여 연속적으로 이송하며, 상기 유도 가열기(120)를 통해 상기 단조소재(10)를 가열한 후 상기 인출부(180)로 가열된 단조소재(10)를 인출하도록 구성되어 있다.The
상기 컨베이어 벨트(140)는 도 8에 도시된 바와 같이, 두 개의 회전부재(143) 사이를 회전하도록 설치되며, 상기 컨베이어 벨트(140) 내측에 복수의 아이들러(idler)(144)를 설치할 수 있다. 이때, 상기 컨베이어 벨트(140)의 폭은 상기 단조소재(10)의 길이보다 작게 구성되는 것이 바람직하다.8, the
상기 컨베이어 벨트(140) 상에는 길이 방향으로 고정부재(141)가 일정하게 배치되어 있다. 상기 고정부재(141)는 상기 단조소재(10)를 고정하기 위해 소정의 간격을 두고 설치될 수 있다. 상기 고정부재(141) 사이의 안착면(도 4의 142)은 평평하게 구성되거나 또는 상기 단조소재(10)의 외주면 형상과 대향 되도록 오목한 곡면을 가질 수 있다.On the
상기 고정부재(141)는 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 컨베이어 벨트(140)의 길이 방향과 수직 방향으로 상기 단조소재(10)를 고정하기 위해 소정의 간격을 두고 평행하게 설치될 수 있다.4 and 5, the fixing
또한, 상기 고정부재(141)는 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 컨베이어 벨트(140)의 길이 방향으로 일정하게 배치될 수 있으며, 4개의 고정부재(141)가 1개의 단조소재(10)를 고정하도록 1쌍을 이루고 있다.6 and 7, the fixing
상기 고정부재(141)는 상기 컨베이어 벨트(140) 상에 돌출 형성될 수 있으며, 상기 단조소재(10)를 고정하기 위한 여러 가지 형태로 구성될 수 있다.The fixing
상기 컨베이어 벨트(140)는 상기의 구성에 따라, 회전하면서 상기 장입부(170)에 적재되어 있는 단조소재(10)를 상기 고정부재(141)로 고정하여 연속적으로 이송할 수 있으며, 상기 유도 가열기(120)를 통해 가열된 단조소재(10)를 회전에 의해 상기 인출부(180)로 인출할 수 있다.The
상기 온도감지센서(150)는 상기 유도 가열기(120)에 의해 가열된 단조소재(10)의 온도를 검출하여 상기 중앙제어장치(100)로 전송한다. 그리고, 상기 속도감지센서(160)는 상기 컨베이어 벨트(140)의 속도를 감지하여 상기 중앙제어장치(100)로 전송한다. 이때, 상기 중앙제어장치(100)는 상기 온도감지센서(150)와 속도감지센서(160)의 감지신호에 따라 상기 고주파 컨트롤 박스(110)와 컨베이어 컨트롤 박스(130)를 통해 상기 유도 가열기(120)와 상기 컨베이어 벨트(140)의 동작을 제어한다.The temperature sensing sensor 150 detects the temperature of the forged
한편, 본 발명의 시스템에서는 상기 온도감지센서(150)와 상기 속도감지센서(160)를 생략하여 구성할 수도 있다. 이때, 상기 중앙제어장치(100)는 작업자가 설정한 값에 따라 상기 고주파 컨트롤 박스(110)와 컨베이어 컨트롤 박스(130)를 통해 상기 유도 가열기(120)와 상기 컨베이어 벨트(140)의 동작을 제어할 수 있다.Meanwhile, in the system of the present invention, the temperature sensing sensor 150 and the speed sensing sensor 160 may be omitted. At this time, the central control device 100 controls the operation of the
이상과 같이, 본 발명은 단조소재를 컨베이어 벨트(conveyor belt)로 이송하면서 고주파 유도 가열기로 연속으로 가열를 가열함으로써, 공정의 자동화를 통한 작업 능률 및 생산량을 향상시키고 제품의 불량률 및 원가를 줄일 수 있으며, 온도 제어가 용이하고 환경 오염을 줄일 수 있다.Industrial Applicability As described above, the heating of continuous heating by a high-frequency induction heater while transferring the forged material to a conveyor belt improves work efficiency and production through automation of the process, reduces defective products and costs, , Temperature control is easy and environmental pollution can be reduced.
따라서, 본 발명에 의한 단조 소재의 연속 고주파 유도 가열 시스템은 단조가공을 위한 원형 소재 및 각형 소재와 같은 단조소재를 컨베이어 벨트(conveyor belt)로 이송하면서 고주파 유도 가열기로 연속으로 가열함으로써, 본 발명의 기술적 과제를 해결할 수가 있다.
Therefore, the continuous high-frequency induction heating system of a forged material according to the present invention continuously heats a forged material such as a circular material and a square material for a forging process to a conveyor belt and continuously heating the same with a high frequency induction heater, The technical problem can be solved.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시 예들은 기술적 과제를 해결하기 위해 개시된 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(당업자)라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and changes can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the appended claims. It will be appreciated that such modifications and variations are intended to fall within the scope of the following claims.
10 : 단조소재 11 : 가열부
100 : 중앙제어장치 110 : 고주파 컨트롤 박스
120 : 유도 가열기 130 : 컨베이어 컨트롤 박스
140 : 컨베이어 벨트(conveyor belt) 141 : 고정부재
142 : 안착면 143 : 회전부재
144 : 아이들러(idler) 150 : 온도감지센서
160 : 속도감지센서 170 : 장입부
180 : 인출부10: Forging material 11: Heating part
100: central control device 110: high frequency control box
120: induction heater 130: conveyor control box
140: conveyor belt 141: fixing member
142: seat surface 143: rotating member
144: idler 150: temperature sensor
160: Speed sensing sensor 170:
180:
Claims (4)
상기 컨베이어 벨트의 일 측 상부 및 하부에 설치되며, 상기 컨베이어 벨트로 이송되는 상기 단조소재를 고주파의 유도가열에 의해 연속으로 가열하는 유도 가열기;
상기 유도 가열기로 고주파 전류를 공급하는 고주파 컨트롤 박스;
상기 컨베이어 벨트의 동작을 제어하는 컨베이어 컨트롤 박스;
상기 유도 가열기에 의해 가열된 단조소재의 온도를 검출하는 온도감지센서;
상기 컨베이어 벨트의 속도를 감지하는 속도감지센서; 및
상기 온도감지센서와 속도감지센서의 감지신호에 따라 상기 고주파 컨트롤 박스와 컨베이어 컨트롤 박스를 통해 상기 유도 가열기와 상기 컨베이어 벨트의 동작을 제어하는 중앙제어장치;를 포함하며,
상기 컨베이어 벨트는 두 개의 회전부재 사이를 회전하도록 설치되되 내측에 설치된 복수의 아이들러에 의해 지지 및 회전되고, 상기 단조소재의 길이보다 작은 폭을 가지며,
상기 컨베이어 벨트 상에는 상기 컨베이어 벨트의 길이 방향과 수직 방향으로 고정부재가 소정의 간격으로 돌출 배치되되, 상기 고정부재 사이의 안착면이 평평하게 구성되거나 또는 상기 단조소재의 외주면과 대향되는 형상으로 구성된,
단조 소재의 연속 고주파 유도 가열 시스템.
A conveyor belt for continuously conveying with a forged material;
An induction heater installed on the upper and lower sides of the conveyor belt for continuously heating the forging material conveyed by the conveyor belt by induction heating of high frequency;
A high frequency control box for supplying a high frequency current to the induction heater;
A conveyor control box for controlling the operation of the conveyor belt;
A temperature sensor for detecting the temperature of the forged material heated by the induction heater;
A speed sensing sensor for sensing the speed of the conveyor belt; And
And a central control unit for controlling operations of the induction heater and the conveyor belt through the high frequency control box and the conveyor control box according to the detection signals of the temperature sensor and the speed sensor,
Wherein the conveyor belt is supported and rotated by a plurality of idlers provided on the inner side so as to rotate between the two rotary members and has a width smaller than the length of the forging material,
Wherein the fixing member is protruded from the conveyor belt at a predetermined interval in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the conveyor belt and the seating surface between the fixing members is flat or opposed to the outer circumferential surface of the forging material,
Continuous high frequency induction heating system of forged material.
상기 고주파 컨트롤 박스는,
교류 전원을 직류 전원으로 변환하고 위상 제어하는 컨버터;
상기 컨버터로부터 인가되는 직류전원을 교류 고주파 전류로 증폭 변환하여 발진하는 인버터;
상기 단조소재의 직경에 따라 주파수 선택스위치를 조작하여 고주파 전류를 발진시키도록 상기 인버터를 제어하는 제어부; 및
상기 인버터로부터 발진하는 고주파를 상기 유도 가열기에 안정적으로 공급하도록 콘덴서의 용량을 변화시키는 가변기;
를 포함하는 단조 소재의 연속 고주파 유도 가열 시스템.
The method according to claim 1,
The high-
A converter for converting AC power into DC power and phase-controlling the AC power;
An inverter for amplifying and converting the DC power applied from the converter to an AC high frequency current;
A control unit for controlling the inverter to generate a high frequency current by operating a frequency selection switch according to the diameter of the forging material; And
A variable device for changing the capacity of the condenser so as to stably supply the high frequency wave oscillated from the inverter to the induction heater;
Wherein the forging material is a continuous high frequency induction heating system.
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