JP2002053911A - 熱処理システムおよび溶液移送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】焼入処理を行うための焼入油としては、第４石
油類などの危険物を使用していることが多い。したがっ
て、その危険物の総量が規制されるばかりでなく保管・
管理も徹底しなければならなかった。 【解決手段】焼入処理に使用する焼入油９を蓄えた熱処
理装置Ａと、この熱処理装置Ａと連結管８を介して連結
された熱処理装置Ｂを備えた熱処理システムを構成し、
熱処理装置Ａ、Ｂの焼入槽４、４’全てに蓄え得る総量
よりも少ない量の焼入油９を備えて、連結管８を介して
熱処理装置Ａ、Ｂ間で焼入油９を移送するように構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、焼入槽・焼戻油槽
や洗浄槽などを有する熱処理装置から成るシステムに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】製品を焼入処理する従来のバッチ型真空
焼入炉や雰囲気焼入炉では、無酸化雰囲気の中で焼入処
理する必要があったため、油を焼入槽に充填して焼き入
れ処理を行うようにしている。このため、一定規模以上
の熱処理工場などでは、このような熱処理装置を複数台
設けてこの焼入槽毎に焼入油を充填しなければならず、
常時大量の焼入油を保管する必要があった。また、この
ような焼入油を使用して焼入処理を行った場合、その
後、この製品に付着した焼入油を洗浄しなければならな
いため、熱処理装置の台数に対応して洗浄槽を設置し、
また、その洗浄液を保管する必要があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
焼入油や焼戻油は、第４石油類などの危険物を使用して
いることが多く、その危険物の総量制限があるばかりで
なく、その保管・管理も徹底しなければならなかった。
また、焼入油や焼戻油を洗浄する洗浄液に関しても有害
物質を使用していることが多く、環境対策上その総量を
可能な限り抑制しなければならないという問題を有して
いた。

【０００４】そこで、本発明は上記問題に鑑みて、焼入
油や焼戻油、洗浄液などの総量を少なくする熱処理シス
テムを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記問
題を解決するために、焼入・焼戻処理または焼入・焼戻
後の洗浄処理に使用する溶液を蓄えた熱処理装置と、こ
の熱処理装置と連結手段を介して連結された熱処理装置
を備えた熱処理システムであって、前記複数の熱処理装
置の溶液槽全てに蓄え得る総量よりも少ない量の溶液を
備え、前記連結手段を介して前記複数の熱処理装置との
間で前記焼入・焼戻処理または洗浄処理に使用する溶液
を移送する移送手段を備えて構成する。このように構成
したので、複数の熱処理装置で焼入油や焼戻油、洗浄液
を使用する場合であっても、これらの焼入油や焼戻油・
洗浄液などの危険物や有害物質を少なくすることができ
る。

【０００６】また、このような移送手段として、溶液を
受け取る側の溶液槽の圧力を相対的に低く設定すること
によって溶液を移送するように構成すれば、連結手段の
途中などに移送ポンプを設ける必要がなくなる。特に、
真空炉においては、それぞれに設備している真空用ポン
プにより容易に圧力差を与えることができるので、特別
の装置を必要とせずに、この方式を導入できる。

【０００７】また、このようなシステムを用いて焼入油
や焼戻油、洗浄液を移送する場合、予め溶液の使用時刻
を設定しておき、その使用時刻よりも少し手前の時刻に
なった場合に連結手段を介して他の溶液槽に移送するよ
うにすれば、溶液の移送について省力化を図ることがで
きる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。

【０００９】図１は、加熱処理した処理物７を油やガス
で冷却できる熱処理装置Ａの概略構造を示したものであ
る。この熱処理装置Ａは、リフター６に載せられた処理
物７を内部に取り込んで加熱処理するとともに油やガス
などを用いて冷却処理するものである。この熱処理装置
Ａは、処理物７に対して加熱処理をするための加熱室２
と、この加熱室２で所定温度に加熱され、所定時間保持
された処理物７を冷却するための冷却室５とに分けて構
成されている。

【００１０】この冷却室５は、その正面に、リフター６
に載せた処理物７を搬入するための開閉可能な外扉１を
設けるとともに、その内部上方に、加熱処理の終わった
処理物７をガス冷却するためのガス攪拌機１４を設け、
さらにその下方に、焼入油９を用いて焼入処理をするた
めの焼入槽４とを備えたものである。また、この冷却室
５には、冷却室５の内部気圧を調整するための真空ポン
プＰ１や、ガス冷却の際に必要となる図示しないガスタ
ンク又はガスボンベなども適宜接続できるようにしてい
る。さらに、この冷却室５の下方には、焼入槽４を設け
て、この中に第四石油類などで構成された焼入油９を入
れるようにしており、処理物用エレベータ１１に載せた
処理物７をこの焼入油９の中に浸すようにしている。ま
た、この焼入槽４には、その内部に焼入油９の量を検出
するための液面検出センサや圧力センサなどを適宜設
け、さらに、焼入油９を他の熱処理装置に移送するため
の円筒状の連結管８などを取り付けるようにしている。

【００１１】一方、この冷却室５の中間高さ位置には、
加熱室２につながる開閉可能な中間扉１３を設けてお
り、この中間扉１３を開閉することによって、処理物７
を移送できるようにしている。

【００１２】加熱室２は、冷却室５から移送されてきた
処理物７に対して加熱処理を施すものであり、この加熱
室２の周囲に設けたグラファイトヒータなどのヒータ３
を用いて処理物７に加熱処理をするようにしたものであ
る。さらに、この加熱室２には、内部の気圧を調整する
真空ポンプＰ２や、ガスを充填させるための図示しない
ガスタンク又はガスボンベなどを接続できるようにして
いる。

【００１３】図２は、このように構成された複数の熱処
理装置の複数状態を示したものである。図２において、
８は焼入槽４に接続された図１に示す連結管８であり、
この熱処理装置Ａと同様の構成を有するとともに、この
熱処理装置Ａと同等或いは小型の熱処理装置Ｂの焼入槽
４’に接続したものである。この連結管８には、熱処理
装置Ａ側に大型の電磁弁１０ａを設けるとともに、熱処
理装置Ｂとの略中間地点にも大型の電磁弁１０ｃとこれ
に並列して小型の電磁弁１０ｄを設け、さらに熱処理装
置Ｂの焼入槽４’直前にも小型の電磁弁１０ｂを設ける
ようにしている。これらの電磁弁１０ａ〜１０ｂは、電
磁式のコイルなどで弁を開閉制御できるように構成され
たものであり、シーケンスコントローラなどを用いてこ
れらの電磁弁１０ａ〜１０ｂを制御可能に構成したもの
である。また、この焼入槽４、４’の両側には、緊急時
に備えて、手動で焼入油９を移送するための連結管８’
と、手動で開閉できる手動弁１１ａ〜１１ｄ、および移
送ポンプＰｘを設けるようにしている。このように設け
られた手動弁のうち、手動弁１１ａ、１１ｄは通常状態
でその弁を閉止するように設定しており、手動弁１１
ｂ、１１ｃについては開放状態に設定している。そし
て、通常状態で焼入油９を移送する場合は、電磁弁１０
ａ、１０ｂ、１０ｃを開放するとともに、焼入槽４’に
設けられたポンプＰ１’（図１におけるＰ１に対応する
ポンプ）によって焼入槽４’側を相対的に低圧に設定
し、これによって焼入油９を移送する。そして、略規定
量の焼入油９を移送した後に、電磁弁１０ｃを閉じて電
磁弁１０ｄによって流量を微調整し、規定量に達するま
で焼入油９を徐々に移送するようにしている。

【００１４】図４は、熱処理装置Ａと熱処理装置Ｂの熱
処理に関する工程を示したものであり、図示しないシー
ケンスコントローラに記憶されるフローを模式的に示し
たものである。また、図３は熱処理装置Ａおよび熱処理
装置Ｂにおける１サイクルを拡大して示したものであ
る。このような工程において熱処理装置Ａまたは熱処理
装置Ｂに搬入された搬入物７は、真空油焼入れの場合、
次のように処理される。

【００１５】すなわち、先ず処理物７を処理物用エレベ
ータ１１の上に載せて冷却室５を通って加熱室２に搬入
し、中間扉１３を閉鎖して加熱室２の内部をポンプＰ２
で真空にする。そして、ヒータ３を徐々に加熱させて処
理物７の温度を上昇させ（昇温処理）、一定の温度にな
った時点で処理物７全体を均熱化するとともに（均熱化
処理）、再び温度を上昇させて、焼き入れのために適し
た温度で一定時間保持する（焼入温度保持処理）。その
後、加熱室２より冷却室５に所定圧力の不活性ガスでガ
スフローを作りながら、加熱室２から処理物７を取り出
し、処理物用エレベータ１１に載せて処理物７を焼入油
９の中に浸す（焼入処理）。そして、処理物７が完全に
冷却された後、この処理物７を取り出すことができるよ
うに外扉１の近傍まで持ち上げ、外扉１を開放してこの
処理物７を取り出す。また、熱処理装置Ｂ或いは他の熱
処理装置で同様の処理を行う場合に、焼入油９を使用す
る時刻よりも少し手前に、シーケンスコントローラなど
の制御を用いて熱処理装置Ａの焼入油９を熱処理装置Ｂ
或いは他の熱処理装置に移送する。

【００１６】なお、この工程においては、具体的に、大
型の熱処理装置Ａで加熱・焼入処理する場合、加熱から
２２０分後に焼入処理を開始してその約３０分後に取り
出し、加熱開始から次の加熱処理までの１サイクルとし
て約２６０分を設定している。一方、小型の熱処理装置
Ｂで加熱・焼入れ処理する場合は、加熱から１７０分後
に焼入処理を開始してその約３０分後に取り出し、加熱
開始から次の加熱処理までの１サイクルとして約２２０
分を設定している。したがって、最初の１サイクル目で
は、小型の熱処理装置Ｂと大型の熱処理装置Ａとで焼入
油９を使用する時間のバッティングがないため、焼入油
９を相互に使用することができる。しかし、このサイク
ルで焼入油９を使用し続けた場合、図５に示すように熱
処理装置Ａの５回目のサイクルにおける焼入油使用時刻
と、熱処理装置Ｂの６回目のサイクルにおける焼入油使
用時刻とが重なり、同時に焼入油９を使用できなくな
る。また、この場合に限らず、処理物の肉厚などにより
処理工程に変更が生じて焼入油使用時刻が重なる場合が
あり、このような場合は、例えば図４に示すように熱処
理装置Ｂについて５サイクル目の加熱開始時刻をα時間
だけ遅らせるようにする。このようにすることによっ
て、焼入油９の使用時刻のバッティングを防止すること
ができる。なお、バッティングが生じた場合は、この加
熱開始時刻の遅延措置以外にも、適宜、処理物７に対す
る加熱上昇率を緩めて長時間加熱する方法や、処理物７
に対する均熱時間を延長する方法、焼入温度保持時間を
最小限度内で延ばす方法などの措置を採ることもでき
る。

【００１７】なお、上記実施の形態では、２台の熱処理
装置Ａ、Ｂ間で焼入油９を移送する方法について説明し
たが、これ以外にも３台の熱処理装置間で焼入れ油９を
移送することもできる。この場合、図６に示すような第
二の実施の形態を用いても構成することができる。すな
わち、熱処理装置Ａ、Ｂ、Ｃの間で焼入油９を移送する
場合、移送する側の熱処理装置と受ける側の熱処理装置
との中間地点に、大型の電磁弁１２ｄとこれに並列に小
型の電磁弁１２ｅとを設けるとともに、各熱処理装置に
隣接して電磁弁１２ａ〜１２ｃを設ける。そして、例え
ば熱処理装置Ａと熱処理装置Ｂとで焼入油９を移送する
場合は、電磁弁１２ａと１２ｂを開放するとともに電磁
弁１２ｄを開放して略規定量の焼入油９を各焼入槽の圧
力差を利用して移送する。そして、電磁弁１２ｄを閉じ
て微調整を行うべく電磁弁１２ｅを開放して規定量まで
焼入油９を徐々に移送する。

【００１８】また、これと同様に熱処理装置Ａと熱処理
装置Ｃとの間で焼入油９を移送する場合は、電磁弁１２
ａ、１２ｃおよび電磁弁１２ｄ、１２ｆを開放する（そ
れ以外は閉止）。そして、略規定量の焼入油９を移送し
た後に電磁弁１２ｄを閉じて電磁弁１２ｅを開放し、微
調整を行いながら規定量まで焼入油９を移送する。

【００１９】また、熱処理装置Ｂと熱処理装置Ｃとの間
で焼入油９を移送する場合は、電磁弁１２ｂ、１２ｃお
よび電磁弁１２ｄ、１２ｇを開放する（それ以外は閉
止）。そして、略規定量の焼入油９を移送した後に電磁
弁１２ｄを閉じて電磁弁１２ｅを開放し、微調整を行い
ながら規定量まで焼入油９を移送する。

【００２０】なお、この第二の実施形態においても、緊
急時に備えて各熱処理装置に手動弁を設けるとともに移
送ポンプＰｙを用いて焼入油９を移送できるようにもし
ている。

【００２１】また、上述の実施の形態においては、各熱
処理装置間に設けた圧力差によって焼入油９を移送する
ようにしたが、これ以外にも第三の実施の形態に示すよ
うに移送ポンプを用いて構成することもできる。すなわ
ち、図７に示すように、各熱処理装置Ａ、Ｂ、Ｃに対し
て焼入油９を注入する側および送出する側に電磁弁１３
ａ〜１３ｆを設け、移送ポンプＰｚを用いて焼入油９を
移送するように構成する。具体的には、焼入油９を移送
する側の電磁弁１３ａ、１３ｂ、１３ｃのいずれかを開
放するとともに焼入油９を受け入れる側の電磁弁１３
ｄ、１３ｅ、１３ｆのいずれかも開放する。そして、移
送ポンプＰｚを駆動して、焼入油９を強制的に移送す
る。これによって、図１のように熱処理装置内にポンプ
Ｐ１を有していないような簡易型の熱処理装置を用いて
焼入油９を移送する場合であっても、一台のポンプＰｚ
を用いて焼入油９の移送を行うことができるようにな
る。

【００２２】このように、上述のような実施の形態によ
れば、複数の焼入槽を連結管８で連結し、これらの焼入
槽全てに蓄え得る総量よりも少ない量の焼入油９を共用
できるように連結管８で移送するようにしたので、焼入
油９の総量を少なくすることができる。したがって、焼
入油９などのように危険物に対する総量規制がある場合
であっても熱処理装置を増設することができる。

【００２３】なお、上記実施の形態では、焼入油９を移
送する場合について説明したが、これに限らず、焼き入
れ処理した処理物７を洗浄するための洗浄液および焼戻
用油の洗浄液についても同様の構成を適用することがで
きる。すなわち、洗浄槽或いは焼戻槽を例えば図７のよ
うに連結し、他の洗浄槽に洗浄液を移送したり、各焼戻
槽に焼戻油を移送することができる。また、この場合、
例えば、各洗浄槽或いは書く焼戻槽間に圧力差を設ける
ようにし、この圧力差を用いて溶液を移送することもで
きる。このように洗浄液についても焼戻油についても他
の装置で共用するように構成すれば、環境対策上必要と
される有害物質の低減を図ることができる。

【００２４】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。

【００２５】すなわち、本発明の熱処理システムは、焼
入・焼戻処理または焼入・焼戻後の洗浄処理に使用する
溶液を蓄えた熱処理装置と、この熱処理装置と連結手段
を介して連結された熱処理装置とを備えた熱処理システ
ムであって、前記複数の熱処理装置の溶液槽全てに蓄え
得る総量よりも少ない量の溶液を備え、前記連結手段を
介して前記複数の熱処理装置との間で前記焼入・焼戻処
理または洗浄処理に使用する溶液を移送する移送手段を
備えて設けたので、複数の熱処理装置で焼入油や焼戻
油、洗浄液を使用する場合であっても、このような危険
物や有害物質の総量を少なくすることができる。

【００２６】また、このような移送手段として、溶液を
受け取る側の溶液槽の圧力を相対的に低く設定すること
によって溶液を移送するように構成すれば、連結手段の
途中などに移送ポンプを設ける必要がなくなる。

【００２７】さらに、このようなシステムを用いて焼入
油や焼戻油、洗浄液を移送する場合、予め溶液の使用時
刻を設定しておき、その使用時刻に対応する時刻を計時
した場合に連結手段を介して他の溶液槽に移送するよう
にすれば、溶液の移送について省力化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す熱処理装置の概観
図。

【図２】同実施の形態における熱処理装置の連結状態を
示した図。

【図３】図１における熱処理装置の熱処理工程の１サイ
クルを示した図。

【図４】図３における熱処理装置の熱処理工程の複数サ
イクルを示した図。

【図５】図３における熱処理装置の熱処理工程の複数サ
イクルを示した図。

【図６】図２に対応する第二の実施の形態を示した図。

【図７】図２に対応する第三の実施の形態を示した図。

【符号の説明】 Ａ、Ｂ、Ｃ・・・熱処理装置 ２・・・加熱室 ４、４’・・・焼入槽 ５・・・冷却室 ８・・・連結管 ９・・・焼入油 １０ａ〜ｄ・・・電磁弁 １２ａ〜１２ｇ・・・電磁弁 １３ａ〜１３ｆ・・・電磁弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松村 良雄 京都市下京区中堂寺前田町13 エジソンハ ード株式会社内 (72)発明者 藤田 良幸 京都市下京区中堂寺前田町13 エジソンハ ード株式会社内 (72)発明者 藤野 良治 京都市下京区中堂寺前田町13 エジソンハ ード株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】焼入・焼戻処理または焼入・焼戻後の洗浄
   処理に使用する溶液を蓄えた熱処理装置と、この熱処理
   装置と連結手段を介して連結された熱処理装置を備えた
   熱処理システムであって、前記複数の熱処理装置の溶液
   槽全てに蓄え得る総量よりも少ない量の溶液を備え、前
   記連結手段を介して前記複数の熱処理装置との間で前記
   焼入・焼戻処理または洗浄処理に使用する溶液を移送す
   る移送手段を備えた熱処理システム。
2. 【請求項２】前記移送手段が、溶液を受け取る側の溶液
   槽の圧力を相対的に低く設定することによって溶液を移
   送する手段であることを特徴とする請求項１に記載の熱
   処理システム。
3. 【請求項３】焼入・焼戻処理または焼入・焼戻後の洗浄
   処理に使用する溶液を蓄えた熱処理装置と、この熱処理
   装置と連結手段を介して連結された熱処理装置とを備
   え、前記複数の熱処理装置の溶液槽全てに蓄え得る総量
   よりも少ない量の溶液を備えた熱処理システムに使用さ
   れる溶液移送方法であって、予め溶液の使用時刻を設定
   し、当該設定された時刻に対応する時刻を計時した場合
   に前記連結手段を介して熱処理装置間で前記溶液を移送
   することを特徴とする溶液移送方法。