JP2008208420A - 熱処理方法及び熱処理設備 - Google Patents

Abstract

【課題】油槽室に外気が流入することを抑制する。
【解決手段】熱処理室１４において被処理体２を高温の状態で処理した後、熱処理室１４と油槽室１０２との間に設けられている搬入出口２５を開口させ、搬入出口２５を通じて熱処理室１４から油槽室１０２に被処理体２を移動させる。そして、油槽室１０２において被処理体２を油槽１０３に浸漬させて油冷し、油槽１０３から被処理体２を取り出す。その後、油槽室搬出口１１１を開口させ、油槽室搬出口１１１を通じて油槽室１０２から被処理体２を搬出させる。かかる工程において、搬入出口２５を開閉する際、油槽１０３に被処理体２を浸漬させる際、油槽室搬出口１１１を開閉する際に、油槽室に不活性ガスを供給するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば鋼材等の被処理体を熱処理する熱処理方法及び熱処理設備に関する。

従来、鋼材等の被処理体を熱処理する熱処理設備の一例として、複数の熱処理室（予熱室、浸炭室、拡散室、降温室等）と、油焼入れ（油冷）を行う油槽室とを備え、各熱処理室に被処理体を順番に移動させながら、予熱処理、浸炭処理、拡散処理、降温処理等を連続的に行い、その後、油槽室において被処理体を油槽に浸漬させ、油焼入れを行う連続ガス浸炭設備が知られている（特許文献１、２参照）。

このような連続ガス浸炭設備では、例えば降温室（最も下流側の熱処理室）と油槽室が互いに隣接させて設けられており、その間には、被処理体を降温室から油槽室に搬入させるための搬入出口と、搬入出口を開閉させる搬入出口扉が設けられている。油槽室の下部には、被処理体を浸漬させる油槽が設置されている。さらに、油槽室から連続ガス浸炭設備の外部に被処理体を搬出させる油槽室搬出口、油槽室搬出口を開閉させる油槽室搬出口扉が備えられている。また、油槽室の天井部には、油槽室の排気を行うエキセス（排気機構）が設けられている。

また、搬入出口扉には、降温室側と油槽室側とを連通させる連通孔が設けられている。即ち、熱処理時、降温室内は外部の圧力に対して陽圧に設定されるが、降温室内の処理ガスは、搬入出口扉によって搬入出口を閉じた状態でも、連通孔を通じて油槽室に適宜流入させることができ、さらに、エキセスを通じて排気することができる。この排気量を調節することで、降温室の圧力、ひいては、予熱室、浸炭室、拡散室等の圧力も調整できるようになっている。

ところで、油槽室内の雰囲気温度や圧力は急激に変動しやすく、エキセスにおいては、油槽室内の排気と外気の取り込みとが、交互に繰り返される。例えば、降温室内の雰囲気温度が油槽室内よりも高温になっている状態（例えば約８５０℃程度）で、搬入出口を開くと、降温室から油槽室に輻射熱が与えられ、油槽室内が急激に加熱される。すると、油槽室内のガスが膨張しようとし、油槽室内の圧力が急激に高くなり、連続ガス浸炭設備の外部の圧力に対して陽圧になる。そのため、油槽室内のガスがエキセスを通じて多量に排気される。その後、搬入出口を閉じると、降温室の輻射熱が油槽室に与えられなくなり、油槽室内の雰囲気温度及び圧力が急激に低下する。すると、排気は行われなくなり、外気がエキセスを通じて油槽室内に流入するようになる。次に、被処理体を油槽内のオイルに浸漬させると、被処理体が高温状態（約８５０℃程度）から急冷され、油槽内のオイルは急激に加熱される。すると、油槽内のオイルが沸騰してオイルベーパが発生し、油槽室内の圧力が急激に高くなる。このときも、油槽室内のガス（オイルベーパ等）がエキセスを通じて排気される。その後、油槽室内の雰囲気温度もオイルの温度も下がり、オイルベーパが発生しなくなると、油槽室内の圧力が低下し、排気が行われなくなり、外気が再びエキセスを通じて油槽室内に流入するようになる。

特開２００６−１５２４１７号公報 特開２００５−２４８２２６号公報

しかしながら、従来の熱処理方法にあっては、外気がエキセスを通じて油槽室に流入すると、油槽室や熱処理室の雰囲気が乱され、熱処理の性能に悪影響を及ぼすおそれがあった。例えば鋼材の連続浸炭処理では、外気中の酸素（Ｏ_２）が油槽室内の被処理体に接触すると、被処理体の表面が酸化して変色（酸化着色）し、被処理体の品質が低下する問題があった。また、油槽室に流入した外気が搬入出口を通じて熱処理室に侵入すると、外気中の酸素が熱処理室の浸炭性ガスと反応して、熱処理室のＣＰ（カーボンポテンシャル）が低下する問題があった。その場合、熱処理室での処理時間を長くするか、処理ガスの供給量を多くしてＣＰを上げる必要があり、非効率的であった。

なお、油槽室や熱処理室に外気が流入することを抑制する方法、または、油槽室や熱処理室に流入した外気を排出させる方法としては、例えば、熱処理室内に供給する処理ガスの供給流量を増加させることにより、熱処理室から搬入出口扉の連通孔又は搬入出口を通じて油槽室に導入される処理ガスの流量、及び、油槽室からエキセスを通じて排気されるガスの流量を多くし、油槽室を処理ガスによってパージすることも考えられる。しかしながら、この場合、処理ガスの消費量が多くなり、処理ガスに要するコストが高くなる問題がある。また、例えば連続ガス浸炭設備のように、複数の熱処理室を有する熱処理設備では、各熱処理室の間の処理ガスの流れを考慮しながら、油槽室に処理ガスを流入させる必要があり、この場合、各熱処理室の熱処理雰囲気（例えば各熱処理室の組成、ＣＰ等）の制御が難しくなる問題があった。特に、各熱処理室のＣＰの制御に限界があった。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、油槽室に外気が流入することを抑制できる熱処理方法及び熱処理設備を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明によれば、熱処理室において高温の状態で処理した被処理体を油槽室において油冷する熱処理方法であって、前記熱処理室において被処理体を高温の状態で処理し、前記熱処理室と前記油槽室との間に設けられている被処理体の搬入出口を開口させ、前記搬入出口を通じて前記熱処理室から前記油槽室に被処理体を移動させ、前記油槽室において被処理体を油槽に浸漬させて油冷し、前記油槽から被処理体を取り出し、油槽室搬出口を開口させ、前記油槽室搬出口を通じて前記油槽室から被処理体を搬出させ、前記搬入出口を開閉する際、前記油槽に被処理体を浸漬させる際、及び／又は、前記油槽室搬出口を開閉する際に、前記油槽室に不活性ガスを供給することを特徴とする、熱処理方法が提供される。

この熱処理方法にあっては、前記油槽室内の圧力が前記油槽室の外部の圧力に対して陰圧にならないように、前記油槽室に不活性ガスを供給しても良い。

また、前記熱処理室の雰囲気温度を前記油槽室の雰囲気温度よりも高温にした状態、かつ、前記油槽室搬出口を閉塞した状態で、前記搬入出口を開閉するようにしても良い。例えば、前記熱処理室から前記油槽室に被処理体を移動させた後、前記搬入出口の開度を次第に小さくする間に、又は、前記搬入出口を閉塞してから前記油槽に被処理体を浸漬させる前に、前記不活性ガスの供給を開始し、その後、前記油槽に被処理体を浸漬させてから、前記不活性ガスの供給を停止させ、前記油槽から被処理体を取り出すようにしても良い。また、前記搬入出口及び前記油槽室搬出口を閉塞した状態で、前記油槽に被処理体を浸漬させても良い。

前記油槽室搬出口の外側において可燃ガスを燃焼させ、前記油槽室搬出口の外側の雰囲気温度を前記油槽室の雰囲気温度よりも高温にした状態、かつ、前記搬入出口を閉塞した状態で、前記油槽室搬出口を開閉するようにしても良い。また、前記油槽室搬出口を通じて前記油槽室から被処理体を搬出させた後、前記油槽室搬出口の開度を次第に小さくする間に、前記不活性ガスの供給を開始し、前記油槽室搬出口を閉塞してから、前記不活性ガスの供給を停止させても良い。

さらに、前記油槽室の排気を行う排気機構を開閉するようにしても良い。例えば、前記排気機構を開き、前記熱処理室の雰囲気温度を前記油槽室の雰囲気温度よりも高温にした状態で、前記搬入出口を開口し、その後、前記排気機構を閉じた状態で、前記搬入出口の開度を次第に小さくするようにしても良い。また、前記排気機構を閉じた状態で、前記油槽に被処理体を浸漬させ、前記油槽に被処理体を浸漬させた後、前記排気機構を開き、その後、前記油槽から被処理体を取り出すようにしても良い。さらに、前記排気機構を開き、前記油槽室搬出口の外側の雰囲気温度を前記油槽室の雰囲気温度よりも高くした状態で、前記油槽室搬出口を開口し、その後、前記排気機構を閉じた状態で、前記油槽室搬出口の開度を次第に小さくしても良い。

前記不活性ガスは窒素ガスであっても良い。前記熱処理室は、被処理体のガス浸炭を行う熱処理炉の降温室であっても良い。

さらに、本発明によれば、被処理体を高温の状態で処理する熱処理室と、前記熱処理室において処理された被処理体を油冷する油槽室とを備える熱処理設備であって、被処理体を前記熱処理室から前記油槽室に搬入する搬入出口と、前記搬入出口を開閉する搬入出口扉と、被処理体を前記油槽室から搬出させる油槽室搬出口と、前記油槽室搬出口を開閉する油槽室搬出口扉とを備え、前記油槽室に不活性ガスを供給する不活性ガス供給路を設け、前記不活性ガス供給路は、前記搬入出口を開閉する際、前記油槽室において被処理体を油槽に浸漬させる際、及び／又は、前記油槽室搬出口を開閉する際に、前記油槽室に不活性ガスを供給することを特徴とする、熱処理設備が提供される。

この熱処理設備においては、前記油槽室搬出口の外側に、可燃ガスを噴射するバーナを設けても良い。また、前記油槽室の排気を行う排気機構を備え、前記排気機構を開閉可能に構成しても良い。

前記不活性ガスは窒素ガスであっても良い。前記熱処理室は、被処理体のガス浸炭を行う熱処理炉の降温室であっても良い。

本発明によれば、油槽室に不活性ガスを供給することで、油槽室に外気が流入することを防止でき、油槽室や熱処理室の雰囲気が外気によって乱されること、熱処理に悪影響が生じることを防止できる。例えば鋼材の連続浸炭処理においては、外気中の酸素によって油槽室内の被処理体が酸化着色することを防止できる。さらに、外気中の酸素が熱処理室の浸炭性ガスと反応すること、即ち、熱処理室のＣＰが低下することを防止できる。

また、熱処理室内に供給する処理ガスの供給流量（即ち、熱処理室内から搬入出口扉の連通孔又は搬入出口を通じて油槽室に供給される処理ガスの流量）を増加させなくても、油槽室に外気が流入することを防止できる。従って、処理ガスの消費量を抑制し、処理ガスに要するコストの低減を図ることができる。

以下、本発明にかかる実施形態を、熱処理設備としての連続ガス浸炭設備１に基づいて、図面を参照しながら説明する。図１に示すように、連続ガス浸炭設備１は、鋼材品である被処理体２をＸ方向（略水平方向）に沿った搬送方向Ｄに搬送しながら被処理体２を高温の状態で処理する（予熱処理、浸炭処理、拡散処理、降温処理からなるガス浸炭を行う）熱処理炉３と、被処理体２の油冷（油焼入れ処理）を行う油冷部４とを備えている。

熱処理炉３の炉体５内には、複数の熱処理室として、被処理体２の予熱処理（昇温）を行う予熱室１１、浸炭処理を行う浸炭室１２、浸炭処理後の拡散処理を行う拡散室１３、拡散処理後の降温処理を行う降温室１４が、入口側から出口側に向かう搬送方向Ｄにおいてこの順に並べて設けられている。炉体５の入口側には、被処理体２を連続ガス浸炭設備１の外部から炉体５内（予熱室１１）に搬入するための搬入口２１、及び、搬入口２１を開閉する搬入口扉２２が設けられている。炉体５の出口側には、被処理体２を炉体５内（降温室１４）から搬出して油冷部４（後述する油槽室１０２）に搬入するための搬入出口２５、及び、搬入出口２５を開閉する搬入出口扉２６が設けられている。

炉体５の内部において、予熱室１１と浸炭室１２の間、浸炭室１２と拡散室１３の間、拡散室１３と降温室１４の間には、壁体３１、３２、３３（仕切壁）がそれぞれ備えられている。即ち、炉体５の内部は３つの壁体３１、３２、３３によって４つの熱処理室に仕切られている。各壁体３１、３２、３３には、被処理体２をＸ方向に通過させる通過口４１、４２、４３がそれぞれ開口されている。各通過口４１、４２、４３は、開閉扉５１、５２、５３によってそれぞれ開閉される。炉体５の下部には、被処理体２を搬送する搬送機構として、複数のローラ５５ａを備えたローラコンベア５５が設けられている。

搬入出口２５は、降温室１４と油冷部４（後述する油槽室１０２）との間に設けられている。搬入出口扉２６は、図示の例では搬入出口２５を降温室１４の外側（油槽室１０２側）から閉塞するように設けられている。また、搬入出口２５を閉塞する閉塞位置と、閉塞位置から上昇して搬入出口２５を開口させる開口位置との間で、Ｚ方向（鉛直方向）に昇降移動するようになっている。また、搬入出口扉２６には、降温室１４側と油冷部４側（後述する油槽室１０２）とを連通させる連通孔２６ａが設けられている。

さらに、熱処理炉３には、エンリッチガスとして例えば都市ガスなどの炭化水素系のガス（Ｃ_ｍＨ_ｎ）を供給するエンリッチガス供給路７１、変成ガスとしてのＲＸガス（例えばＣＯ、ＣＯ_２、Ｈ_２、Ｎ_２等を含有するガス）を供給するＲＸガス供給路７２、空気を供給する空気供給路７３、窒素ガス（Ｎ_２）を供給する窒素ガス供給路７４が接続されている。

エンリッチガス供給路７１は、浸炭室１２にエンリッチガスを供給する供給流路７１ａ、拡散室１３にエンリッチガスを供給する供給流路７１ｂ、降温室１４にエンリッチガスを供給する供給流路７１ｃを備えている。ＲＸガス供給路７２は、予熱室１１にＲＸガスを供給する供給流路７２ａ、浸炭室１２にＲＸガスを供給する供給流路７２ｂ、拡散室１３にＲＸガスを供給する供給流路７２ｃ、降温室１４にＲＸガスを供給する供給流路７２ｄを備えている。空気供給路７３は、予熱室１１に空気を供給する供給流路７３ａ、浸炭室１２に空気を供給する供給流路７３ｂ、降温室１４に空気を供給する供給流路７３ｄを備えている。窒素ガス供給路７４は、予熱室１１に窒素ガスを供給する供給流路７４ａ、浸炭室１２に窒素ガスを供給する供給流路７４ｂ、降温室１４に窒素ガスを供給する供給流路７４ｃを備えている。

また、熱処理炉３には、炉体５内の排気を行うエキセス８１（入口側排気機構）が設けられている。エキセス８１は、例えば予熱室１１の天井部に設けられており、予熱室１１内のガスを連続ガス浸炭設備１の外部に排出するようになっている。なお、このエキセス８１は、例えば予熱室１１が外部の圧力に対して陰圧になった場合等には、予熱室１１に対する外気（連続ガス浸炭設備１の外部の雰囲気）の取り入れを行う外気取り入れ路として機能することも可能である。即ち、エキセス８１は、予熱室１１の排気及び予熱室１１に対する外気の取り入れを行うガス流路として機能することが可能である。なお、エキセス８１の開度、即ち、予熱室１１の排ガスの排気量又は外気の流入量は、調節可能にしても良い。

さらに、熱処理炉３には、炉体５内の雰囲気を攪拌する攪拌機構８５（ファン）が、予熱室１１、浸炭室１２、拡散室１３、降温室１４の天井部にそれぞれ設けられている。また、図示はしないが、炉体５内の雰囲気を加熱するヒータが、予熱室１１、浸炭室１２、拡散室１３、降温室１４にそれぞれ設けられている。

油冷部４は、油冷部筐体１０１の内部に油槽室１０２（冷却室）が形成された構成になっており、油槽室１０２の下部には、オイル（冷却液）を貯留する油槽１０３が設けられている。また、油冷部４には、被処理体２を油槽室１０２内で搬送方向Ｄに搬送、及び、油槽１０３の上方と油槽１０３との間でＺ方向に昇降移動させる搬送昇降機１０５（エレベータ）が設けられている。

油冷部筐体１０１の出口側には、被処理体２を油槽室１０２から連続ガス浸炭設備１の外部に搬出させる油槽室搬出口１１１と、油槽室搬出口１１１を開閉する油槽室搬出口扉１１２が設けられている。油槽室搬出口扉１１２は、図示の例では油槽室搬出口１１１を油槽室１０２の外側から閉塞するように設けられている。また、油槽室搬出口１１１を閉塞する閉塞位置と、閉塞位置から上昇して油槽室搬出口１１１を開口させる開口位置との間で、Ｚ方向に昇降移動するようになっている。

さらに、油槽室搬出口１１１の外側（油槽室搬出口扉１１２の外側）には、外気に対して可燃ガス（炭化水素系のガス、Ｃ_ｍＨ_ｎ）を噴射するバーナ１１７（搬出部用バーナ）が設けられている。バーナ１１７は、図示の例では油槽室搬出口１１１の下縁部近傍に設けられている。即ち、複数の噴射口を油槽室搬出口１１１の下縁部に沿って並べるように設けられている。また、上方に向かって可燃ガスを噴射するように指向している。かかる構成により、油槽室搬出口１１１を通じて油槽室１０２に侵入しようとする外気に対して、可燃ガスを噴射し、外気中の酸素（Ｏ_２）を可燃ガスの燃焼に消費させるようになっている。なお、バーナ１１７としては、例えばいわゆるカーテンバーナを用いても良い。

また、油冷部４には、前述したＲＸガス供給路７２と、窒素ガス供給路７４が接続されている。即ち、油槽室１０２にＲＸガスを供給する供給流路７２ｅと、油槽室１０２に不活性ガス（低酸素濃度ガス）としての窒素ガスを供給する不活性ガス供給路としての供給流路７４ｅが設けられている。供給流路７２ｅには、供給流路７２ｅを開閉する開閉弁１１５が介設されている。供給流路７４ｅには、供給流路７４ｅを開閉する開閉弁１１６が介設されている。

さらに、油冷部４には、油槽室１０２の排気を行う排気機構としてのエキセス１２０（出口側排気機構）が設けられている。エキセス１２０は、例えば油槽室１０２の天井部に設けられており、油槽室１０２内のガスを連続ガス浸炭設備１の外部に排出するようになっている。なお、このエキセス１２０は、例えば油槽室１０２が外部の圧力に対して陰圧になった場合等には、油槽室１０２に対する外気の取り入れを行う外気取り入れ路として機能することも可能である。即ち、エキセス１２０は、油槽室１０２の排気及び油槽室１０２に対する外気の取り入れを行うガス流路として機能することも可能である。なお、エキセス１２０の開度、即ち、油槽室１０２の排ガスの排気量又は外気の流入量は、調節可能にしても良い。

次に、以上のように構成された連続ガス浸炭設備１を用いた被処理体２の熱処理方法について説明する。

先ず、被処理体２が搬入される前の連続ガス浸炭設備１において、予熱室１１、浸炭室１２、拡散室１３、降温室１４、油槽室１０２内の雰囲気（雰囲気温度、圧力、組成、ＣＰ（カーボンポテンシャル）等）が、それぞれ所定の処理条件に調節される。例えば、予熱室１１の温度は約９３０℃程度、浸炭室１２の温度は約９３０℃〜９５０℃程度、拡散室１３の温度は約９３０℃〜９５０℃程度、降温室１４の温度は約８５０℃程度に調節される。また、予熱室１１のＣＰ値は約０．８％程度、浸炭室１２のＣＰ値は約１．２％程度、拡散室１３のＣＰ値は約０．８％程度、降温室１４のＣＰ値は約０．８％程度に調節される。なお、ＣＰとは、熱処理雰囲気の浸炭能力を示す値であり、熱処理雰囲気中のＣＯ、Ｏ_２の分圧（Ｐ_ＣＯ／Ｐ_Ｏ２ ^１／２）で表される。

予熱室１１、浸炭室１２、拡散室１３、降温室１４、油槽室１０２の雰囲気の調節は、図示しないヒータの発熱量、エンリッチガス供給路７１によるエンリッチガスの供給流量、ＲＸガス供給路７２によるＲＸガスの供給流量、空気供給路７３による空気の供給流量、窒素ガス供給路７４による窒素ガスの供給流量、熱処理炉３のエキセス８１による排気量、油冷部４のエキセス１２０による排気量等がそれぞれ調整されることにより行われる。

また、熱処理炉３の搬入口２１、通過口４１、４２、４３、搬入出口２５、油冷部４の油槽室搬出口１１１は、搬入口扉２２、開閉扉５１、５２、５３、搬入出口扉２６、油槽室搬出口扉１１２によってそれぞれ閉じられている。

さらに、連続ガス浸炭設備１内のガスは、例えば図２に示すように、降温室１４側から入口側に向かって移動することができる。即ち、通過口４１、４２、４３は、完全には密閉されておらず、例えば開閉扉５１、５２、５３の上方等には、炉体５内のガスが通過可能な隙間が形成されており、炉体５内のガスを、降温室１４から開閉扉５３、５２、５１の上方を通じて拡散室１３、浸炭室１２、予熱室１１の順に流し、予熱室１１からエキセス８１によって連続ガス浸炭設備１の外部に排気することができる。このように、炉体５内のガスが拡散室１３側から浸炭室１２側に向かって流れるようにすると、浸炭室１２のＣＰ値を拡散室１３等のＣＰ値に対して高い値に維持しやすくなる。また、降温室１４と油槽室１０２は、連通孔２６ａを通じて互いに連通しているので、降温室１４内の処理ガス（エンリッチガス、ＲＸガス等）を油槽室１０２に流入させ、油槽室１０２からエキセス１２０によって連続ガス浸炭設備１の外部に排気することもできる。こうして、連続ガス浸炭設備１内には、降温室１４から予熱室１１側（エキセス８１）に向かうガスの流れと、降温室１４から油槽室１０２（エキセス１２０）に向かうガスの流れが形成され、これにより、各熱処理室の熱処理雰囲気が適宜調節される。

以上のように、連続ガス浸炭設備１内の雰囲気が所定の処理条件に調節された状態において、熱処理炉３の搬入口２１が開かれ、被処理体２が搬入口２１を通じて予熱室１１に搬入され、搬入口２１が閉じられる。なお、搬入口２１を開閉させる際、炉体５の内部（予熱室１１）には、連続ガス浸炭設備１の外部の雰囲気（外気）が流入してしまうが、上記のように通過口４１、４２、４３を開閉扉５１、５２、５３によって閉塞した状態にしておくと、外気が予熱室１１から通過口４１、４２、４３を通じて浸炭室１２、拡散室１３、降温室１４に流入することを防止できる。即ち、外気中の酸素（Ｏ_２）が浸炭性ガスと反応してＣＰが低下することを防止でき、浸炭室１２、拡散室１３、降温室１４の熱処理雰囲気を好適に維持することができる。

熱処理炉３に搬入された被処理体２は、ローラコンベア５５によって、予熱室１１、浸炭室１２、拡散室１３、降温室１４に順次搬送され、高温の状態で処理される。即ち、予熱室１１における予熱処理、浸炭室１２における浸炭処理、拡散室１３における拡散処理、降温室１４における降温処理が順次施される。

なお、被処理体２を予熱室１１から浸炭室１２に移動させた後は、他の被処理体２を搬入口２１から予熱室１１に搬入し、続けて処理することができる。即ち、熱処理炉３では、複数の被処理体２を並行して連続的に処理することができる。

降温室１４における降温処理が終了すると、油冷部４における処理が行われる。図３は、油冷部４において行われる工程を示している。図４〜図９は、油冷部４の状態を順番に示している。

先ず、搬入出口扉２６が搬入出口２５から離隔させられ、搬入出口２５が開口され、油槽室１０２が降温室１４に対して連通させられる（図４参照）。そして、被処理体２が搬入出口２５を通じて降温室１４から油槽室１０２に移動させられ、搬送昇降機１０５上に受け渡される。

なお、油冷部４においては、搬入出口２５を開く前に、油槽室搬出口１１１を油槽室搬出口扉１１２によって閉じた状態で、窒素ガス供給路７４（供給流路７４ｅ）から油槽室１０２内に窒素ガスを供給して、油槽室１０２を窒素ガスによってパージし、油槽室１０２から酸素（Ｏ_２）を排出するようにしても良い。即ち、油槽室１０２を実質的に無酸素状態にしても良い。そうすれば、油槽室１０２に残留した外気中の酸素によって被処理体２が酸化着色すること、また、降温室１４に酸素が流入してＣＰが低下することを防止できる。

このように、被処理体２を油槽室１０２に搬入する際に搬入出口２５が開口されるとき、降温室１４内の雰囲気温度は、油槽室１０２内の雰囲気温度よりも高温になっている。即ち、降温室１４と油槽室１０２の温度差が大きい状態になっている。かかる状態で、搬入出口２５が開口されると、降温室１４の輻射熱が搬入出口２５を通じて油槽室１０２に与えられ、油槽室１０２内のガスが急激に加熱され、膨張しようとする。また、搬入出口２５が開閉される際、油槽室搬出口１１１は閉塞された状態になっているため、油槽室１０２内のガスは、油槽室搬出口１１１を通じて油槽室１０２の外部に逃げることはできない。そのため、油槽室１０２内の圧力が、搬入出口２５が開口される前の圧力よりも急激に上昇し、連続ガス浸炭設備１の外部の圧力に対して陽圧になる。一方、エキセス１２０は開かれたままであり、油槽室１０２内のガスは、実質的にエキセス１２０を通じてのみ、外部に逃げることができる。従って、エキセス１２０の排気により、油槽室１０２内の圧力が低減される。これにより、降温室１４に油槽室１０２内のガスが流入（逆流）することを防止できる。

油槽室１０２に被処理体２が搬入されると、搬入出口２５が搬入出口扉２６によって閉塞される（図５参照）。また、搬入出口２５が閉塞される際は、窒素ガス供給路７４（供給流路７４ｅ）から油槽室１０２内に窒素ガスを供給することが好ましい。これにより、油槽室１０２の圧力が急激に低下することを防止できる。油槽室１０２内のガス（窒素ガス、処理ガス等）は、エキセス１２０を通じて外部に排ガスとして排気される。

即ち、搬入出口２５が搬入出口扉２６によって閉塞されると、降温室１４の輻射熱が搬入出口扉２６によって遮られ、油槽室１０２に与えられなくなり、油槽室１０２内の雰囲気温度が急激に低下する。そのため、油槽室１０２内のガスが収縮しようとし、油槽室１０２内の圧力が、搬入出口２５が開口されていたときの圧力に対して急激に低下し、連続ガス浸炭設備１の外部の圧力に対して陰圧になるおそれがある。この場合、外気がエキセス１２０を通じて油槽室１０２内に多量に吸い込まれるおそれがある。しかしながら、搬入出口２５が開閉される際、油槽室１０２内に窒素ガスを供給することにより、油槽室１０２内の圧力が急激に低下することを防止でき、油槽室１０２が連続ガス浸炭設備１の外部の圧力に対して陰圧になること、即ち、外気がエキセス１２０を通じて油槽室１０２内に吸い込まれることを抑制できる。これにより、油槽室１０２を実質的に無酸素状態に維持できる。

なお、搬入出口２５を開閉する際の油槽室１０２に対する窒素ガスの供給は、例えば、搬入出口２５の閉塞が開始されてから、搬入出口２５が閉塞されるまでの間（即ち、搬入出口扉２６が開口位置から下降し始めてから閉塞位置に配置されるまでの間、搬入出口２５の開度が次第に小さくなる間）に開始しても良く、その後、搬入出口扉２６が閉塞位置に配置され、搬入出口２５が搬入出口扉２６によって閉塞されてからも、油槽室１０２に対する窒素ガスの供給を継続しても良く、さらに、後述するように、被処理体２が油槽１０３に完全に浸漬させられた後、被処理体２が油槽１０３から取り出される前に、油槽室１０２に対する窒素ガスの供給を停止させても良い（図３参照）。そうすれば、搬入出口２５の開度が小さくなる間（降温室１４から油槽室１０２に与えられる熱量が減少していく間）においても、また、後述するように、被処理体２が油槽１０３に浸漬させられている間においても、油槽室１０２内の圧力が低下すること、油槽室１０２が陰圧になることを抑制できる。従って、外気がエキセス１２０を通じて油槽室１０２内に吸い込まれることを、より確実に防止できる。

また、油槽室１０２に対する窒素ガスの供給を行っている間でも、降温室１４の雰囲気を維持するため、降温室１４から油槽室１０２に処理ガスが流れるようにすることが好ましい。即ち、油槽室１０２に対する窒素ガスの供給流量は、油槽室１０２のガスが降温室１４に逆流することを抑制でき、かつ、油槽室１０２に外気が流入することを抑制できる程度にすると良い。

こうして、搬入出口２５が搬入出口扉２６によって閉塞された後、被処理体２は、油槽室１０２において搬送昇降機１０５の作動によって下降させられ、油槽１０３に貯留されているオイルに浸漬させられる（図６参照）。これにより、被処理体２が油冷される。即ち、降温室１４において約８５０℃程度（オーステナイト化温度以上）の高温の状態で処理された被処理体２が、オイルによって冷却されることにより、焼入れが施される。なお、被処理体２がオイルに浸漬される際も、窒素ガス供給路７４（供給流路７４ｅ）から油槽室１０２内に窒素ガスを供給することが好ましい。これにより、油槽室１０２の圧力が急激に低下することを防止できる。油槽室１０２内のガスは、エキセス１２０を通じて外部に排気される。

油槽１０３のオイルに被処理体２が浸漬させられると、被処理体２は高温状態（約８５０℃程度）から急冷され、油槽１０３内のオイルは急激に加熱され、沸騰する。そのため、被処理体２がオイルに浸漬させられた直後は、油槽１０３からオイルベーパが多量に発生する。一方、被処理体２がオイルに浸漬させられる際、搬入出口２５と油槽室搬出口１１１はそれぞれ閉塞されているため、油槽室１０２内のガス（窒素ガス、処理ガス、オイルベーパ等）は、搬入出口２５や油槽室搬出口１１１を通じて油槽室１０２の外部に逃げることはできない。そのため、油槽室１０２内の圧力が、被処理体２がオイルに浸漬させられる前の圧力に対して急激に上昇し、外部の圧力に対して陽圧になる。また、エキセス１２０は開かれたままであり、油槽室１０２内のガスは、実質的にエキセス１２０を通じてのみ、外部に逃げることができる。従って、エキセス１２０の排気により、油槽室１０２内の圧力が低減される。

オイルベーパが発生し始めてから暫くすると、油槽室１０２内の温度も油槽１０３のオイルの温度も低下し、オイルベーパの発生量が減少する（図７参照）。この場合、オイルベーパが多量に発生していたとき（被処理体２がオイルに浸漬させられた直後）と比較して、油槽室１０２内の圧力が大きく低下し、外気がエキセス１２０を通じて油槽室１０２内に吸い込まれるおそれがある。しかしながら、窒素ガス供給路７４から油槽室１０２内に窒素ガスが供給されることにより、油槽室１０２内の圧力が低下することを抑制できる。即ち、油槽室１０２が連続ガス浸炭設備１の外部の圧力に対して陰圧になること、外気がエキセス１２０を通じて油槽室１０２内に吸い込まれることを防止でき、油槽室１０２を実質的に無酸素状態に維持できる。

なお、油槽室１０２に対する窒素ガスの供給は、前述したように、搬入出口２５の開度を次第に小さくする間から継続して行っても良く、被処理体２がオイルに浸漬している間（オイルベーパの発生量が減少していく間）も、油槽室１０２に対する窒素ガスの供給を継続し、被処理体２がオイルから取り出される前（搬送昇降機１０５及び被処理体２が上昇させられる前）に、停止させても良い。そうすれば、オイルベーパの発生量が減少する間、油槽室１０２内の圧力が低下することを確実に抑制できる。即ち、外気がエキセス１２０を通じて油槽室１０２内に吸い込まれることを、確実に防止できる。

こうして、油槽１０３のオイルに浸漬されることにより、被処理体２が油焼入れ処理された後、搬送昇降機１０５の作動により、被処理体２が引き上げられ、油槽１０３から取り出される（図８参照）。一方、油槽室搬出口１１１の外側近傍においては、バーナ１１７から可燃ガスが噴射され、可燃ガスが燃焼させられる。即ち、油槽室搬出口１１１の外側の雰囲気温度は、油槽室１０２内の雰囲気温度よりも高温となる。かかる状態で、油槽室搬出口扉１１２が油槽室搬出口１１１から離隔させられ、油槽室搬出口１１１が開口される。そして、被処理体２が油槽室搬出口１１１を通じて油槽室１０２から搬出される。

ここで、油槽室搬出口１１１が開口されると、外気が油槽室搬出口１１１を通じて油槽室１０２に侵入できる状態になるが、油槽室搬出口１１１の近傍においては、外気中の酸素（Ｏ_２）がバーナ１１７から噴射された可燃ガス（Ｃ_ｍＨ_ｎ）の燃焼に消費させられ、二酸化炭素（ＣＯ_２）と水蒸気（Ｈ_２Ｏ）が生成される。即ち、被処理体２を酸化させるおそれがある活性状態の酸素が低減され、被処理体２を酸化させるおそれがない不活性の状態（二酸化炭素と水蒸気の状態）にされる。つまり、油槽室搬出口１１１が開かれて外気が油槽室１０２に侵入したとしても、その外気は、活性状態の酸素が低減された状態になっている。従って、油槽室１０２内の酸素（Ｏ_２）濃度が上昇することを抑制し、油槽室１０２内を実質的に無酸素状態に維持できる。

また、油槽室搬出口１１１が開かれると、バーナ１１７の可燃ガスの燃焼による輻射熱が油槽室１０２に与えられ、油槽室１０２内のガスが急激に加熱され、膨張しようとする。一方、油槽室搬出口１１１が開閉される際、搬入出口２５は閉塞された状態になっているため、油槽室１０２内のガスは、搬入出口２５を通じて降温室１４側に逃げることができない。そのため、油槽室１０２内の圧力は、油槽室搬出口１１１が開口される前の圧力に対して急激に上昇し、外部の圧力に対して陽圧になる。一方、エキセス１２０は開かれたままであり、油槽室１０２内のガスは、エキセス１２０を通じて外部に逃げることができる。従って、エキセス１２０の排気により、油槽室１０２内の圧力が低減される。

油槽室１０２から被処理体２が搬出されると、油槽室搬出口１１１が油槽室搬出口扉１１２によって閉塞される（図９参照）。また、油槽室搬出口１１１が閉塞される際は、窒素ガス供給路７４（供給流路７４ｅ）から油槽室１０２内に窒素ガスを供給することが好ましい。これにより、油槽室１０２の圧力が急激に低下することを防止できる。油槽室１０２内のガス（窒素ガス、処理ガス等）は、エキセス１２０を通じて外部に排気される。

即ち、油槽室搬出口１１１が油槽室搬出口扉１１２によって閉塞されると、バーナ１１７の熱が油槽室搬出口扉１１２によって遮られ、油槽室１０２に与えられなくなり、油槽室１０２内の温度が急激に低下する。そのため、油槽室１０２内のガスが収縮しようとし、油槽室１０２内の圧力は、油槽室搬出口１１１が開口されていたときの圧力に対して急激に低下するおそれがある。この場合、外気がエキセス１２０を通じて油槽室１０２内に多量に吸い込まれるおそれがある。しかしながら、油槽室搬出口１１１が開閉される際、油槽室１０２内に窒素ガスを供給することにより、油槽室１０２内の圧力が急激に低下することを防止でき、油槽室１０２が連続ガス浸炭設備１の外部の圧力に対して陰圧になること、即ち、外気がエキセス１２０を通じて油槽室１０２内に吸い込まれることを抑制できる。これにより、油槽室１０２を実質的に無酸素状態に維持できる。

なお、油槽室搬出口１１１を開閉する際の油槽室１０２に対する窒素ガスの供給は、例えば、油槽室搬出口１１１の閉塞が開始されてから、油槽室搬出口１１１が閉塞されるまでの間（即ち、油槽室搬出口扉１１２が開口位置から下降し始めてから閉塞位置に配置されるまでの間、油槽室搬出口１１１の開度が次第に小さくなる間）に開始しても良く、その後、油槽室搬出口扉１１２が閉塞位置に配置され、油槽室搬出口１１１が閉塞されてからも、油槽室１０２に対する窒素ガスの供給を継続し、油槽室搬出口１１１が閉塞されてから暫くしたら停止させても良い。そうすれば、油槽室搬出口１１１の開度が小さくなる間（バーナ１１７から油槽室１０２に与えられる熱量が減少していく間）も、油槽室１０２内の圧力が低下すること、油槽室１０２が陰圧になることを抑制できる。従って、外気がエキセス１２０を通じて油槽室１０２内に吸い込まれることを、より確実に防止できる。

ちなみに、被処理体２が搬出された後の油槽室１０２には、降温室１４で処理された次の被処理体２（２’）を搬入することができる。このとき、上述したように、油槽室１０２は実質的に無酸素状態にされているので、搬入出口２５を開口させても、降温室１４に酸素が流入することを防止できる。即ち、降温室１４のＣＰが低下すること、及び、被処理体２’が酸化着色することを防止できる。

以上説明したように、かかる連続ガス浸炭設備１を用いた熱処理方法によれば、窒素ガス供給路７４（供給流路７４ｅ）から油槽室１０２に窒素ガスを供給することによって、油槽室１０２内の圧力が外部の圧力に対して陰圧にならないように、即ち、外部の圧力に対して等圧以上になるようにすることができる。これにより、油槽室１０２に外気が流入することを防止でき、油槽室１０２や炉体５内（降温室１４等）の雰囲気が外気によって乱されること、被処理体２の熱処理に悪影響が生じることを防止できる。

例えば、外気中の酸素（Ｏ_２）が油槽室１０２内に流入することを防止し、油槽室１０２を実質的に無酸素状態に維持できる。これにより、被処理体２に酸素が接触すること、即ち、被処理体２が酸化によって変色（酸化着色）することを防止できる。従って、被処理体２の品質を向上させることができる。さらに、酸素が油槽室１０２から降温室１４に侵入して浸炭性ガスと反応すること、即ち、降温室１４等のＣＰが低下することを防止でき、ひいては、予熱室１１、浸炭室１２、拡散室１３のＣＰが低下することを防止できる。従って、熱処理炉３の処理性能が低下することを防止でき、熱処理炉３における処理時間の短縮、熱処理炉３における処理ガスの供給量の削減を図ることができる。

特に、降温室１４内に供給する処理ガス（エンリッチガス、ＲＸガス等）の供給流量（即ち、降温室１４から搬入出口扉２６の連通孔２６ａ又は搬入出口２５を通じて油槽室１０２に供給される処理ガスの流量）を増加させなくても、窒素ガス供給路７４（供給流路７４ｅ）から油槽室１０２に窒素ガスを供給することによって、油槽室１０２に外気が流入することを防止できる。従って、処理ガスの消費量を抑制し、処理ガスに要するコストの低減を図ることができる。

さらに、油槽室１０２内の無酸素状態を維持するために降温室１４から油槽室１０２に流すガスの流量を考慮することなく、熱処理炉３内のガスの流れを形成することができる。これにより、炉内５の雰囲気制御を自由に行い易くなる。例えば、降温室１４から油槽室１０２に流すガスの流量（後流しの流量）を従来よりも減少させ、降温室１４や均熱室１３から浸炭室１２側に流すガスの流量（前流しの流量）を、従来よりも増加させることが可能になる。換言すれば、後流しの流量に対する前流しの流量の比率を向上させることができる。これにより、例えば、浸炭室１２のＣＰを従来の１．０％程度から１．２％程度にまで高め、拡散室１３のＣＰを従来の１．０％程度から０．８％程度にまで低くすること等が、容易に実現できるようになる。即ち、浸炭雰囲気のＣＰと拡散雰囲気のＣＰとの差を大きくすることが容易になる。この場合、浸炭処理の効率と拡散処理の効率を共に向上させ、連続ガス浸炭処理設備１における処理全体の処理時間の短縮を図ることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば以上の実施形態では、搬入出口２５の開度を次第に小さくする間から被処理体２が油槽１０３に完全に浸漬させられた後まで、及び、油槽室搬出口１１１を開閉する際の２つの場合において、油槽室１０２に対する窒素ガスの供給を行うとしたが、油槽室１０２に窒素ガスを供給するタイミングは、これらには限定されない。また、窒素ガスの供給開始と供給停止のタイミングも、以上の実施形態で例示したものには限定されない。要するに、油槽室１０２の圧力が外部に対して陰圧にならないように、窒素ガスの供給を制御すれば良い。即ち、少なくとも油槽室１０２において外気の吸い込みが起こるおそれがあるときに、窒素ガスを供給すれば良い。

例えば図１０に示すように、搬入出口２５を開閉する際の油槽室１０２に対する窒素ガスの供給は、搬入出口２５の開度を小さくする間（搬入出口扉２６が開口位置から閉塞位置に移動するまでの間）ではなく、搬入出口扉２６の閉塞が開始される前（即ち、搬入出口扉２６が開口位置から下降する前）に開始しても良い。油槽室搬出口１１１を開閉する際の油槽室１０２に対する窒素ガスの供給は、油槽室搬出口１１１の開度を小さくする間（油槽室搬出口扉１１２が開口位置から閉塞位置に移動するまでの間）ではなく、油槽室搬出口１１１の閉塞が開始される前（即ち、油槽室搬出口扉１１２が開口位置から下降する前）に開始しても良い。これらの場合も、油槽室１０２内の圧力が低下すること、外気がエキセス１２０を通じて油槽室１０２内に吸い込まれることを防止できる。

また、以上の実施形態では、搬入出口２５の開度を次第に小さくする間から被処理体２が油槽１０３に完全に浸漬させられた後まで、窒素ガスを連続的に供給する例を説明したが、例えば図１１に示すように、搬入出口２５を閉塞した後、窒素ガスの供給を一旦停止させ、その後、被処理体２が油槽１０３に下降する直前（被処理体２が油槽１０３の外（上方）にあるとき）に、窒素ガスの供給を再開し、その後、搬送昇降機１０５及び被処理体２が油槽１０３に移動して、被処理体２が油槽１０３に完全に浸漬した後に、窒素ガスの供給を停止させても良い。即ち、搬入出口２５を開閉する際、被処理体２を油槽１０３に移動させる際、油槽室搬出口１１１を開閉する際の３つのタイミングに分けて、窒素ガスを供給するようにしても良い。この場合も、油槽室１０２内の圧力が低下すること、外気がエキセス１２０を通じて油槽室１０２内に吸い込まれることを防止できる。

また、例えば図１２に示すように、搬入出口２５が開閉される際は、窒素ガスを供給せず、搬入出口２５が閉塞された後、被処理体２が油槽１０３に浸漬する前（被処理体２が油槽１０３の外（上方）にあるとき）に、窒素ガスの供給を開始し、その後、搬送昇降機１０５及び被処理体２が油槽１０３に移動して、被処理体２が油槽１０３に完全に浸漬した後に、窒素ガスの供給を停止させても良い。即ち、被処理体２を油槽１０３に移動させる際、及び、油槽室搬出口１１１を開閉する際の２つの場合に、窒素ガスを供給するようにしても良い。

また、以上の実施形態では、油冷部４に設けたエキセス１２０の開度調節については特に説明しなかったが、エキセス１２０は、開閉可能に構成しても良いし、あるいは、開度を調節可能にしても良い。例えば油槽室１０２内の圧力に応じて、エキセス１２０の開閉を切り換えたり、エキセス１２０の開度を調節しても良い。

図１３は、エキセス１２０を開閉可能な構成にした場合の一例を示している。図１３に示す例において、エキセス１２０は、エキセス本体１２１と、エキセス本体１２１の上方に設けられた筒状体１２２とを備えている。エキセス１２０の内部には、油槽室１０２の排ガス又は外気を通過させるガス流路１２３（排気路）が設けられている。さらに、エキセス１２０には、ガス流路１２３を開閉させるガス流路開閉器１２５、ガス流路１２３を通じて取り入れられる外気に対して可燃ガス（炭化水素系のガス、Ｃ_ｍＨ_ｎ）を噴射するバーナ１２６、１２７（エキセス用バーナ）が設けられている。

エキセス本体１２１は、長さ方向をＺ方向（略鉛直方向）に向けて立設された略円筒状をなし、下端部開口は、油冷部筐体１０１の天井に開口されている。筒状体１２２も、長さ方向をＺ方向に向けて立設された略円筒状をなしているが、内径はエキセス本体１２２の内径よりも大きくなっている。エキセス本体１２１の上端部開口（開口１２１ａ）と、筒状体１２２の下端部開口は、互いに接続されている。即ち、これらエキセス本体１２１の内部空間と筒状体１２２の内部空間とによって、ガス流路１２３が構成されている。

ガス流路開閉器１２５は、筒状体１２２の内部に配置されている蓋体１３１、蓋体１３１を支持する蓋体支持部材１３２、蓋体支持部材１３２を昇降させる蓋体昇降装置１３３を備えている。蓋体１３１は、略水平に配置された略円形の板状をなし、筒状体１２２の内径より小さく、エキセス本体１２１の内径より大きい直径を有している。即ち、蓋体１３１の下面によって開口１２１ａを閉塞できる大きさになっている。蓋体支持部材１３２は、蓋体１３１を上方から支持し、ガス流路１２３の外部において、蓋体昇降装置１３３に接続されている。蓋体昇降装置１３３は、エキセス本体１２１、筒状体１２２の外側に設けられ、エキセス本体１２１に対して固定されている。蓋体昇降装置１３３としては、例えばシリンダ機構を用いても良い。

バーナ１２６は、可燃ガスを噴射する複数の噴射口１２６ａを備えている。噴射口１２６ａは、バーナ１２６の内周側において、筒状体１２２の上端部開口に沿って、環状に並べて設けられている。バーナ１２７はバーナ１２６の上方に設けられ、可燃ガスを噴射する複数の噴射口１２７ａを備えている。噴射口１２７ａは、噴射口１２６ａの上方において、バーナ１２７の内周側に、筒状体１２２の上端部開口に沿って、環状に並べて設けられている。なお、バーナ１２６、１２７としては、例えばリングバーナ、カーテンバーナ等を用いても良い。

かかるエキセス１２０においては、蓋体昇降装置１３３の作動により、蓋体支持部材１３２及び蓋体１３１が、エキセス本体１２１の開口１２１ａから一体的に持ち上げられると、蓋体１３１の下面が開口１２１ａから上方に離隔させられ、開口１２１ａが開口される。すると、エキセス本体１２１の内部空間が筒状体１２２の内部空間に対して連通させられ、ガス流路１２３が開いた状態にされる。一方、蓋体支持部材１３２及び蓋体１３１が一体的に下降させられ、蓋体１３１によって開口１２１ａが閉塞されると、エキセス本体１２１の内部空間が筒状体１２２の内部空間から遮断され、ガス流路１２３が閉塞される。こうして、エキセス１２０を蓋体１３１の移動によって開閉させることができる。

エキセス１２０は、通常の状態では開いた状態、即ち、排気が可能な状態にしておくことが好ましいが、油槽室１０２の圧力に応じて、エキセス１２０の開閉を切り替えても良い。例えば、油槽室１０２の圧力が低下するとき、即ち、例えば降温室１４の温度を油槽室１０２の温度よりも高温にした状態で搬入出口２５が開口された後に搬入出口２５が閉塞されるとき、被処理体２を油槽１０３に浸漬させるとき、バーナ１１７から可燃ガスを噴射して燃焼させながら油槽室搬出口１１１が開口された後に油槽室搬出口１１１が閉塞されるときなどは、エキセス１２０を閉じた状態にしても良い。そうすれば、外気がエキセス１２０を通じて油槽室１０２に流入することを、より確実に防止できる。

例えば図１４に示すように、エキセス１２０を開いた状態で、搬入出口２５を開口させ、その後、エキセス１２０を閉じた状態とし、かかる状態で搬入出口２５の閉塞を開始させ、搬入出口２５の開度を次第に小さくしても良い。そうすれば、搬入出口２５を開口するとき（即ち、油槽室１０２の圧力が上昇するとき）は、エキセス１２０によって排気を円滑に行うことができ、搬入出口２５の開度を次第に小さくする間（即ち、油槽室１０２の圧力が低下するとき）は、外気の流入を防止できる。

また、搬入出口２５を閉塞した後は、エキセス１２０を閉じた状態で、被処理体２を油槽１０３に浸漬させても良い。そして、オイルベーパの発生量が少なくなった後に、エキセス１２０を開き、その後、油槽１０３から被処理体２を取り出すようにしても良い。そうすれば、被処理体２を油槽１０３に浸漬させた後（即ち、油槽室１０２の圧力が低下するとき）、オイルベーパの発生量が少なくなったときに、外気の流入を防止できる。

さらに、エキセス１２０を開いた状態で、油槽室搬出口１１１を開口させ、その後、エキセス１２０を閉じた状態とし、かかる状態で油槽室搬出口１１１の閉塞を開始させ、油槽室搬出口１１１の開度を次第に小さくしても良い。そうすれば、油槽室搬出口１１１を開口するとき（即ち、油槽室１０２の圧力が上昇するとき）は、エキセス１２０によって排気を円滑に行うことができ、油槽室搬出口１１１の開度を次第に小さくする間（即ち、油槽室１０２の圧力が低下するとき）は、外気の流入を防止できる。なお、油槽室搬出口１１１を閉塞した後は、エキセス１２０を再び開くようにしても良い。

エキセス１２０が開かれるときは、バーナ１２６、１２７から可燃ガスを噴射させても良い。そうすれば、筒状体１２２の近傍に存在する外気中の酸素（Ｏ_２）をバーナ１２６、１２７から噴射される可燃ガス（Ｃ_ｍＨ_ｎ）の燃焼に消費させ、二酸化炭素（ＣＯ_２）と水蒸気（Ｈ_２Ｏ）にすることができる。即ち、前述したように、油槽室１０２には窒素ガスが適宜供給されるので、エキセス１２０が開かれていても、外気がエキセス１２０を通じて油槽室１０２に吸い込まれるおそれは少ないが、仮に外気がエキセス１２０を通じて油槽室１０２に侵入したとしても、その外気は、バーナ１２６、１２７から供給された可燃ガスの燃焼により、活性状態の酸素が低減された状態になる。従って、バーナ１２６、１２７から噴射される可燃ガスを燃焼させることにより、油槽室１０２内の酸素（Ｏ_２）濃度が上昇することを、より確実に防止できる。

図１５は、エキセス１２０の開度を調節可能にした場合の一例を示している。図１５に示す例において、エキセス１２０は、上記のエキセス１２０と同様に、エキセス本体１２１、筒状体１２２、ガス流路１２３（第一のガス流路）、ガス流路開閉器１２５、バーナ１２６、１２７を備えている。さらに、油槽室１０２の排ガス又は外気を通過させる第二のガス流路１４１、及び、油槽室１０２の排ガスを着火させるためのパイロットバーナ１４２を備えている。

第二のガス流路１４１の一端部（下端部）は、エキセス本体１２１の側壁に開口されている。即ち、開口１２１ａの下方において、ガス流路１２３に接続されている。第二のガス流路１４１の他端部（上端部）は、筒状体１２２の側壁に開口されている。即ち、開口１２１ａとバーナ１２６、１２７の間において、ガス流路１２３に接続されている。なお、第二のガス流路１４１の流路断面積は、ガス流路１２３の流路断面積よりも小さくなっている。パイロットバーナ１４２は、バーナ１２６、１２７の下方において、第二のガス流路１４１の他端部近傍に設けられている。

かかるエキセス１２０においては、ガス流路１２３は開閉可能になっているが、第二のガス流路１４１は、常に開かれた状態となる。また、エキセス１２０の開度は、２段階に調節可能である。即ち、ガス流路１２３が開かれると、エキセス１２０の開度は大きくなり、排ガスはガス流路１２３及び第二のガス流路１４１を通じて排気される。ガス流路１２３が閉じられると、エキセス１２０の開度は小さくなり、排ガスは第二のガス流路１４１のみを通じて排気される。

エキセス１２０は、通常の状態では開度を大きくした状態、即ち、ガス流路１２３による排気が可能な状態にしておくことが好ましいが、油槽室１０２の圧力に応じて、開度（ガス流路１２３の開閉）を切り替えても良い。例えば、油槽室１０２の圧力が低下するとき（搬入出口２５が閉塞されるとき、被処理体２を油槽１０３に浸漬させるとき、油槽室搬出口１１１が閉塞されるとき等。換言すれば、前述した図１４に示した例において、エキセス１２０が閉じられるとき）は、蓋体１３１を下降させて開口１２１ａを閉じ、エキセス１２０の開度を小さくすると良い。そうすれば、外気がエキセス１２０を通じて油槽室１０２に流入しにくくなり、外気の流入をより確実に防止できるようになる。

また、油槽室１０２を排気するときは、パイロットバーナ１４２を作動させ、油槽室１０２からの排ガスを着火させるようにしても良い。そうすれば、排ガスに含まれている可燃性ガス（炭化水素系のガス（ＣＨ）、一酸化炭素ガス（ＣＯ）等）を燃焼させ、二酸化炭素と水蒸気にし、外部に安全な状態で排出させることができる。

以上の実施形態では、熱処理設備は被処理体２の連続浸炭処理を行う連続ガス浸炭設備であるとし、被処理体は鋼材であるとし、熱処理炉は熱処理室として予熱室１１、浸炭室１２、拡散室１３、降温室１４を備えた連続式のガス浸炭を行う熱処理炉３であるとしたが、これらはかかるものに限定されず、本実施形態は、様々な熱処理を行う熱処理設備において適用できる。例えば、被処理体は鉄系合金以外の他の合金からなるものであっても良い。熱処理炉は、窒化処理あるいは浸炭窒化処理を行う連続炉、即ち、熱処理室として例えば浸炭窒化室、窒化室などを備える雰囲気熱処理炉であっても良い。

さらに、以上の実施形態では、油槽室１０２に隣接している熱処理室は降温室１４であり、降温室１４と油槽室１０２の間に搬入出口２５が設けられているとしたが、油槽室１０２に隣接する熱処理室は降温室１４には限定されず、例えば、降温処理の後に均熱処理を行う均熱室等であっても良い。

また、不活性ガスは窒素ガスであるとしたが、窒素ガスには限定されず、例えばアルゴンガス（Ａｒ）等を含むものであっても良い。

本発明は、例えば鋼材等の浸炭処理、窒化処理等を行う熱処理方法に適用できる。

連続ガス浸炭設備の構成を示した概略縦断面図である。 連続ガス浸炭設備内のガスの流れを説明する概略縦断面図である。 連続ガス浸炭設備での処理を説明するフロー図である。 搬入出口を開口するときの油冷部の状態を示した説明図である。 搬入出口を閉塞するときの油冷部の状態を示した説明図である。 被処理体を油槽に浸漬させた直後の油冷部の状態を示した説明図である。 被処理体を油槽に浸漬させてから暫く経過したときの油冷部の状態を示した説明図である。 油槽室搬出口を開口するときの油冷部の状態を示した説明図である。 油槽室搬出口を閉塞するときの油冷部の状態を示した説明図である。 別の実施形態にかかる連続ガス浸炭設備での処理を説明するフロー図であり、窒素ガスの供給を開始するタイミングを変更した例を示す説明図である。 別の実施形態にかかる連続ガス浸炭設備での処理を説明するフロー図であり、窒素ガスの供給を行うタイミングを変更した例を示す説明図である。 別の実施形態にかかる連続ガス浸炭設備での処理を説明するフロー図であり、窒素ガスの供給を開始するタイミングを変更した例を示す説明図である。 エキセスを開閉可能にした構成を説明する縦断面図である。 エキセスを開閉するタイミングの例を示した説明図である。 エキセスの開度を調節可能にした構成を説明する縦断面図である。

符号の説明

１ 連続ガス浸炭設備
２ 被処理体
３ 熱処理炉
４ 油冷部
１１ 予熱室
１２ 浸炭室
１３ 拡散室
１４ 降温室
２５ 搬入出口
２６ 搬入出口扉
１０２ 油槽室
１０３ 油槽
１１１ 油槽室搬出口
１１２ 油槽室搬出口扉
１１７ バーナ
１２０ エキセス

Claims (18)

1. 熱処理室において高温の状態で処理した被処理体を油槽室において油冷する熱処理方法であって、
   前記熱処理室において被処理体を高温の状態で処理し、
   前記熱処理室と前記油槽室との間に設けられている搬入出口を開口させ、
   前記搬入出口を通じて前記熱処理室から前記油槽室に被処理体を移動させ、
   前記油槽室において被処理体を油槽に浸漬させて油冷し、
   前記油槽から被処理体を取り出し、
   油槽室搬出口を開口させ、前記油槽室搬出口を通じて前記油槽室から被処理体を搬出させ、
   前記搬入出口を開閉する際、前記油槽に被処理体を浸漬させる際、及び／又は、前記油槽室搬出口を開閉する際に、前記油槽室に不活性ガスを供給することを特徴とする、熱処理方法。
2. 前記油槽室内の圧力が前記油槽室の外部の圧力に対して陰圧にならないように、前記油槽室に不活性ガスを供給することを特徴とする、請求項１に記載の熱処理方法。
3. 前記熱処理室の雰囲気温度を前記油槽室の雰囲気温度よりも高温にした状態、かつ、前記油槽室搬出口を閉塞した状態で、前記搬入出口を開閉することを特徴とする、請求項１又は２に記載の熱処理方法。
4. 前記熱処理室から前記油槽室に被処理体を移動させた後、前記搬入出口の開度を次第に小さくする間に、又は、前記搬入出口を閉塞してから前記油槽に被処理体を浸漬させる前に、前記不活性ガスの供給を開始し、
   その後、前記油槽に被処理体を浸漬させてから、前記不活性ガスの供給を停止させ、前記油槽から被処理体を取り出すことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の熱処理方法。
5. 前記搬入出口及び前記油槽室搬出口を閉塞した状態で、前記油槽に被処理体を浸漬させることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の熱処理方法。
6. 前記油槽室搬出口の外側において可燃ガスを燃焼させ、前記油槽室搬出口の外側の雰囲気温度を前記油槽室の雰囲気温度よりも高温にした状態、かつ、前記搬入出口を閉塞した状態で、前記油槽室搬出口を開閉することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の熱処理方法。
7. 前記油槽室搬出口を通じて前記油槽室から被処理体を搬出させた後、前記油槽室搬出口の開度を次第に小さくする間に、前記不活性ガスの供給を開始し、
   前記油槽室搬出口を閉塞してから、前記不活性ガスの供給を停止させることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の熱処理方法。
8. 前記油槽室の排気を行う排気機構を開閉することを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の熱処理方法。
9. 前記排気機構を開き、前記熱処理室の雰囲気温度を前記油槽室の雰囲気温度よりも高温にした状態で、前記搬入出口を開口し、
   その後、前記排気機構を閉じた状態で、前記搬入出口の開度を次第に小さくすることを特徴とする、請求項８に記載の熱処理方法。
10. 前記排気機構を閉じた状態で、前記油槽に被処理体を浸漬させ、
    前記油槽に被処理体を浸漬させた後、前記排気機構を開き、
    その後、前記油槽から被処理体を取り出すことを特徴とする、請求項８又は９に記載の熱処理方法。
11. 前記排気機構を開き、前記油槽室搬出口の外側の雰囲気温度を前記油槽室の雰囲気温度よりも高温にした状態で、前記油槽室搬出口を開口し、
    その後、前記排気機構を閉じた状態で、前記油槽室搬出口の開度を次第に小さくすることを特徴とする、請求項８〜１０のいずれかに記載の熱処理方法。
12. 前記不活性ガスは窒素ガスであることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載の熱処理方法。
13. 前記熱処理室は、被処理体のガス浸炭を行う熱処理炉の降温室であることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれかに記載の熱処理方法。
14. 被処理体を高温の状態で処理する熱処理室と、前記熱処理室において処理された被処理体を油冷する油槽室とを備える熱処理設備であって、
    被処理体を前記熱処理室から前記油槽室に搬入する搬入出口と、
    前記搬入出口を開閉する搬入出口扉と、
    被処理体を前記油槽室から搬出させる油槽室搬出口と、
    前記油槽室搬出口を開閉する油槽室搬出口扉とを備え、
    前記油槽室に不活性ガスを供給する不活性ガス供給路を設け、
    前記不活性ガス供給路は、前記搬入出口を開閉する際、前記油槽室において被処理体を油槽に浸漬させる際、及び／又は、前記油槽室搬出口を開閉する際に、前記油槽室に不活性ガスを供給することを特徴とする、熱処理設備。
15. 前記油槽室搬出口の外側に、可燃ガスを噴射するバーナを設けたことを特徴とする、請求項１４に記載の熱処理設備。
16. 前記油槽室の排気を行う排気機構を備え、
    前記排気機構は、開閉可能に構成されていることを特徴とする、請求項１４又は１５に記載の熱処理設備。
17. 前記不活性ガスは窒素ガスであることを特徴とする、請求項１４〜１６のいずれかに記載の熱処理設備。
18. 前記熱処理室は、被処理体のガス浸炭を行う熱処理炉の降温室であることを特徴とする、請求項１４〜１７のいずれかに記載の熱処理設備。

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