JP2006111907A

JP2006111907A - 加熱処理装置

Info

Publication number: JP2006111907A
Application number: JP2004298997A
Authority: JP
Inventors: Masaru Kuze; 勝久世
Original assignee: FITTING KUZE CO Ltd
Current assignee: FITTING KUZE CO Ltd
Priority date: 2004-10-13
Filing date: 2004-10-13
Publication date: 2006-04-27

Abstract

【課題】加熱炉への被加熱物の搬入・搬出が容易な加熱処理装置を提供する。
【解決手段】加熱炉は被加熱物５を載置する複数の凸部６１ａを形成した炉床６１を備え、前記複数の凸部６１ａは隣接する凸部間に加熱炉の開閉部から炉内に向けて連続する空隙を設けて配置され、搬出入装置１は鉛直方向に移動可能で、その上下面側に相互に独立して水平方向に移動可能な台状部材２、３を連結して有する架台４を備え、前記台状部材２、３は被加熱物５を載置する、前記水平方向を長手とし、互いに空隙を有して配置される複数の棒状部材からなる支持部２１、３１を備え、前記棒状部材の幅と高さは前記加熱炉の炉床６１の凸部間の空隙の幅と高さより小さく、前記加熱炉と前記搬出入装置１は被加熱物５を前記棒状部材から前記凸部６１ａに移載可能なように配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は金属部品等の熱処理に好適な加熱処理装置に関し、特に加熱炉への被加熱物の搬入・搬出が容易なものに関する。

金属部品等を加熱炉内で加熱後、種々の冷却速度で冷却する熱処理が幅広い産業分野で利用されている。例えば、鉄鋼産業では厚鋼板に強度と靭性を付与するため、オーステナイト化温度に加熱後、水冷して焼入れ処理を行ったり、薄板に延性を付与するための焼鈍処理が行われている。電子機器部品産業ではステンレス製の部品に強度を付与するため所定の温度に加熱後、急冷する溶体化処理が行われている。

これらの熱処理により製品に所望の特性を付与することが可能であるが一方では加熱温度調整や燃料費が生産コストを押し上げるため、熱処理作業の効率化が種々検討されている。

加熱炉が大規模で両端部に開閉口を有し、一方の端から被加熱物を搬入し、他端から搬出して熱処理する場合は、加熱炉内部を小区画に細分化し、被加熱物の炉内移動に従い各区画の燃焼条件を最適化したり、加熱炉への搬入や炉内での移動を後工程の進捗状況を考慮して調整する技術が提案されている。

加熱炉が比較的小規模で一つの開閉口から被加熱物を搬出入する場合、搬出入作業は概そ、図６に示すようになる。加熱炉はその炉床１００の一部が開閉部から炉内外に出入り自由で、熱処理終了後、炉床１００ａを炉内より引き出し、開閉部（図では省略）を一度閉じ、被加熱物２００を降ろし、新たな被加熱物を炉床１００ａに乗せた後、開閉部を開け、炉床１００ａを炉内に引き入れる。

このような搬出入作業の効率を向上させる技術の一つとして、特許文献１がある。特許文献１は、軽合金などからなる被加熱物を溶体化処理する溶体化処理装置に関し、溶体化炉から加熱後の被加熱物をケージ車に乗せた状態で引き出し、洗浄工程などの後工程に移送する際、ケージ車から自在台車に移載する手間を省くため、ケージ車のケージ部と台車部を分離可能とすることが記載されている。

実開平５−３７９５２号公報

しかしながら、上述したように加熱炉において炉床の一部を炉外に移動可能としたり、特許文献１記載のケージ車のように熱処理後の被加熱物の取り扱いを容易としても、炉内に被加熱物を搬入し、加熱後、炉内から被加熱物を搬出する場合、その都度、加熱炉の開閉口の開け閉めが必要で、炉内温度が変化する。

また、炉外に炉床の一部を引き出し、熱処理前後の被加熱物を乗せ替える作業は手間がかかり生産性を低下させる。

そこで本発明は一度の開閉作業で熱処理後の被加熱物を搬出し、新たな被加熱物の搬入が可能な、加熱炉と搬出入装置を組合わせた加熱処理装置を提供することを目的とする。

本発明の課題は以下の手段により達成できる。
１加熱炉と、被加熱物を炉外から前記加熱炉の炉内に搬入し、加熱後の被加熱物を炉内から炉外へ搬出する搬出入装置を備えた加熱処理装置において、前記加熱炉は被加熱物を載置する複数の凸部を形成した炉床を備え、前記複数の凸部は隣接する凸部間に加熱炉の開閉部から炉内に向けて連続する空隙を設けて配置され、前記搬出入装置は鉛直方向に移動可能な架台を備え、前記架台はその上下面側に相互に独立して水平方向に移動可能な台状部材を連結して有し、前記台状部材は被加熱物を載置する、前記水平方向を長手とし、互いに空隙を有して配置される複数の棒状部材からなる支持部を備え、前記棒状部材の幅と高さは前記加熱炉の炉床の凸部間の空隙の幅と高さより小さく、前記加熱炉と前記搬出入装置は被加熱物を前記棒状部材から前記凸部に移載可能なように配置されていることを特徴とする加熱処理装置。
２前記搬出入装置に、前記架台の下方側の台状部材が浸漬可能な熱処理用冷却槽を設けたことを特徴とする１記載の加熱処理装置。
３鉛直方向に移動可能な架台と、前記架台に連結されその上下面側において相互に独立して水平方向に移動可能な台状部材を備え、前記台状部材は被加熱物を載置し且つ前記架台の鉛直方向の移動により加熱炉の炉床に前記被加熱物を移載する構造を備えていることを特徴とする加熱炉用搬出入装置。
４３記載の加熱炉用搬出入装置において、前記台状部材において被加熱物を移載する構造が加熱炉の炉床に対して入れ子状となる複数の棒状部材であることを特徴とする加熱炉用搬出入装置。

本発明に係る加熱処理装置によれば加熱炉の開閉部を一度、短時間の間開ければ熱処理前後の被加熱物を入れ替えることが可能で炉内温度が著しく低下せず、再度の昇温時間を短縮でき燃料費が削減できる。また加熱処理中に新たな被加熱物を搬出入装置に載置できるので著しく作業時間が短縮され生産性が向上する。

本発明に係る加熱処理装置は、加熱のため炉内に搬入した被加熱物を搬出入装置から炉床に移載、または所定の温度に加熱された被加熱物の炉床から前記搬出入装置への移載を容易とする。

更に、搬出入装置において被加熱物を加熱前後で複数の段状に分けて配置し、炉内へ被加熱物を搬入するための準備と、加熱後の冷却などの処理を同時に行い、生産性を向上させることを特徴とする。以下、図を用いて本発明を詳細に説明する。

図１は本発明に係る加熱処理装置の一例を模式的に示す図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図を示す。図において１は搬出入装置、１１は搬出入装置の鉛直方向の枠で架台４が上下方向に移動する際のレールを兼用するもの、２、３は被加熱物を搭載する台状部材１、台状部材２、２１、３１は２、３の台状部材１、台状部材２において被加熱物を載置する支持部、２２、３２は支持部２１、支持部３１を取り付ける走行部、４は２、３の台状部材１、台状部材２を保持する架台で、４１はその上下面側に取り付けられたレール、５は被加熱物、６は加熱炉、６１は炉床、６１ａは炉床の凸部を示す。

図示した加熱装置は加熱炉６と搬出入装置１を備え、搬出入装置１は上下方向に移動可能な架台４と被加熱物を炉内に搬出入する少なくとも二つの台状部材２、３を備える。台状部材２、３は、架台４が上下方向に移動する際、同時に移動できるように架台４の上下面側に連結して取り付けられる。

台状部材２，３は走行部２２、３２と走行部２２、３２に取り付けられ被加熱物を載置する支持部２１、３１を有する。加熱炉６に対して、支持部２２、３２（支持部２２、２３に載置された被加熱物）の水平方向の位置が独立して調整できるように、台状部材２、３は走行部２２、３２により、架台４に取り付けられたレール４１上を水平方向に夫々が独立して移動可能とする。

また、加熱炉６に対して、支持部２２、３２（支持部２２、２３に載置された被加熱物）の上下方向の位置が調整できるように、架台４は搬出入装置１の鉛直方向の枠１１に沿って上下方向に移動可能とする。

台状部材２、３で被加熱物を載置する支持部２１、３１は複数の棒状部材をお互いに空隙を設けて平行に配置し、それらの加熱炉側の端部は自由端とし、他方の端部は走行部２２、３２に固定する。支持部２１と支持部３１の上下方向の間隔は被加熱物の大きさや後工程を考慮して適宜設定すればよく、本発明では特に規定しない。例えば、熱処理後、水冷する場合は冷却槽と加熱炉の開閉部の位置関係を考慮して設定する。

一方、加熱炉６の炉床６１には被加熱物５を載置する凸部６１ａを複数形成する。凸部６１ａは隣り合う凸部６１ａ間で加熱炉の開閉部から炉内に向けて連続する空隙を設けて配置し、空隙の幅と高さは支持部２１、３１から被加熱材を移載できる寸法にする。

図２は炉内において、支持部２１から被加熱材５を炉床６１の凸部６１ａに移載する様子を模式的に説明する図で、（ａ）は移載前、（ｂ）は移載後の状態を示す。

図において支持部２１は角形断面を有する複数の棒状部材からなり、凸部６１ａの高さｈ１と隣り合う凸部６１ａの間隔（隣り合う凸部間の空隙）Ｗ１は、前記棒状部材の高さｈと幅Ｗより大きい。

被加熱物５と凸部６１ａが接触しないように支持部２１の高さを調整して、被加熱物５を炉内に搬入後（図２（ａ））、支持部２１を下降させ、支持部２１から凸部６１ａに移載する（図２（ｂ））。被加熱物５を加熱後、炉内から搬出する場合は、逆の操作を行う。支持部２１の凸部６１ａに対する高さの調整は、支持部２１が架台４に対して高さ方向の位置調整が可能な機構を設けたり、架台４を上下方向に移動して行う。支持部３１の場合も同様とする。尚、棒状部材を円形断面とする場合はその直径を凸部の幅Ｗ１、高さｈ１のいずれよりも小さくする。

本発明において炉床６１に凸部６１ａを形成する方法は特に規定しない。炉床６１の該当部分に矩形部材を載置したり、凸部６１ａが形成されるように該当部分を除いて炉床６１の一部を除去し凹部としても良い。

図４に、本発明に係る加熱処理装置の一例を用いて、加熱処理を行う手順（ａ）〜（ｈ）を側面図を用いて模式的に示す。加熱炉６と搬出入装置１は、図２で上述したように搬出入装置１の支持部２１、３１が加熱炉６の炉内において、凸部６１ａ間の空隙に入るように配置する。但し、図４の説明においては被加熱物は支持部でなく台状部材に載置されているとする。

（ａ）は加熱炉６と搬出入装置１を対向させ、搬出入装置１の台状部材２に加熱前の被加熱物５ａ，５ｂを載置させた状態を示す。台状部材２は、被加熱物を載置する作業が容易で、且つ炉内において炉床の凸部６１ａに被加熱物の移載が容易な高さに調整する。加熱炉６は所定の温度に炉内を調整する。

（ｂ）は加熱炉６の開閉扉６２を開け、被加熱物５ａ，５ｂを載置した台状部材２を炉内に移動させている状態を示す。炉床の凸部６１ａに被加熱物５ａ，５ｂを載置した後、開閉扉６２を閉め、加熱を開始する。

（ｃ）は、加熱している状態を示す。炉内から引き出した台状部材２には加熱時間を利用して新たな被加熱物５ｃ，５ｄを載置する。

（ｄ）は加熱炉６の開閉扉６２を開け、所定の温度に加熱された被加熱物５ａ，５ｂを炉床の凸部６１ａから台状部材３に移載している状態を示す。この際、搬出入装置１において新たに加熱処理を行う被加熱物５ｃ、５ｄを載置した台状部材２は上方に退避している。

（ｅ）、（ｆ）は台状部材２を下降させ（ｅ）、新たに加熱処理を行う被加熱物５ｃ、５ｄを台状部材２から炉床の凸部６１ａに移載する状態を示す（ｆ）。本発明に係る加熱処理装置では、台状部材と炉床の凸部の間での被加熱物の移載が容易で短時間に処理でき、更に、予め、新たに加熱処理する被加熱物を台状部材に載置しておくことが可能なため（ｄ）〜（ｆ）で加熱炉の開閉扉６２を開けている時間を短くすることができる。

（ｇ）は炉内において被加熱物５ｃ，５ｄが加熱され、台状部材２には新たに加熱処理を行う被加熱物５ｅ，５ｆが載置されている状態を示す。

（ｈ）は炉内において加熱中の５ｃ，５ｄを搬出するため、（ｄ）において、台状部材３に載置された、加熱処理後の被加熱物５ａ，５ｂを取り除き、台状部材２には新たな被加熱物５ｅ，５ｆを載置した状態を示す。

以上の説明では、加熱処理された後、台状部材３に載置されて炉内から引き出された被加熱物５ａ，５ｂは、新たに加熱処理された被加熱物５ｃ，５ｄを載置するまで、台状部材３に載置された状態で、炉外において冷却されているが（（ｄ）〜（ｇ））、必要に応じて適宜、除去することができる。

図３に、加熱炉に被加熱物を搬出入する過程の一部を加熱炉開閉部の斜め上方から観察した俯瞰図を示す。被加熱物５、７のいずれかが加熱前の状態である。

また、溶体化処理や焼入れのように、加熱後直ちに水冷が必要な場合は、搬出入装置１の一部に冷却槽を設ける。

図５は、搬出入装置１に台状部材３が浸漬できる熱処理用冷却槽８を設け、炉内から高温な被加熱物を載置した台状部材３を引き出し（ａ），熱処理用冷却槽８に浸漬させた状態を示す（ｂ）。

搬出入装置１の下部に熱処理用冷却槽１が設けられ、台状部材３において被加熱物を載置する支持部が棒状部材から構成されているため、被加熱物の溶体化処理などが、加熱炉から取り出された後、直ちに冷却効率良く行われ、優れた特性の製品を得ることが可能となる。

本発明に係る加熱処理装置の一例を模式的に示す図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図。炉内で被加熱材を搬出入装置に移載する様子を模式的に説明する図で、（ａ）は移載前、（ｂ）は移載後の状態を示す図。加熱炉に被加熱物を搬出入する様子を示す俯瞰図。本発明に係る加熱処理装置の一例を用いて、加熱処理を行う手順（ａ）〜（ｈ）を模式的に示す図。熱処理用冷却槽を設けた搬出入装置を示す模式図で、（ａ）は炉内から高温な被加熱物を引き出している状態，（ｂ）は熱処理用冷却槽に浸漬させた状態を示す図。加熱炉が比較的小規模で一つの開閉口から被加熱物を搬出入する場合の搬出入作業を示す図。

符号の説明

１搬出入装置、
１１搬出入装置の鉛直方向の枠
２、３台状部材
２１、３１支持部
２２、３２走行部
４架台
４１、４２レール
５、７被加熱物
６加熱炉
６１炉床
６１ａ凸部
６２開閉扉
８熱処理用冷却槽

Claims

加熱炉と、被加熱物を炉外から前記加熱炉の炉内に搬入し、加熱後の被加熱物を炉内から炉外へ搬出する搬出入装置を備えた加熱処理装置において、前記加熱炉は被加熱物を載置する複数の凸部を形成した炉床を備え、前記複数の凸部は隣接する凸部間に加熱炉の開閉部から炉内に向けて連続する空隙を設けて配置され、前記搬出入装置は鉛直方向に移動可能な架台を備え、前記架台はその上下面側に相互に独立して水平方向に移動可能な台状部材を連結して有し、前記台状部材は被加熱物を載置する、前記水平方向を長手とし、互いに空隙を有して配置される複数の棒状部材からなる支持部を備え、前記棒状部材の幅と高さは前記加熱炉の炉床の凸部間の空隙の幅と高さより小さく、前記加熱炉と前記搬出入装置は被加熱物を前記棒状部材から前記凸部に移載可能なように配置されていることを特徴とする加熱処理装置。
前記搬出入装置に、前記架台の下方側の台状部材が浸漬可能な熱処理用冷却槽を設けたことを特徴とする請求項１記載の加熱処理装置。
鉛直方向に移動可能な架台と、前記架台に連結されその上下面側において相互に独立して水平方向に移動可能な台状部材を備え、前記台状部材は被加熱物を載置し且つ前記架台の鉛直方向の移動により加熱炉の炉床に前記被加熱物を移載する構造を備えていることを特徴とする加熱炉用搬出入装置。
請求項３記載の加熱炉用搬出入装置において、前記台状部材において被加熱物を移載する構造が加熱炉の炉床に対して入れ子状となる複数の棒状部材であることを特徴とする加熱炉用搬出入装置。