JP2009215582A - 鋼材の球状化焼鈍方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】鋼材の球状化焼鈍の熱処理後の冷却過程にある鋼材からの熱で、焼鈍前の鋼材2を予熱する。このとき、球状化焼鈍の熱処理で加熱後の鋼材1を、焼鈍前の鋼材2と隣接して配置することで予熱を行う。
【選択図】図1
Description
球状化焼鈍の処理は、特許文献1に記載のように、例えば800℃程度まで鋼材を加熱した後に徐冷することで行われる。これによって、鋼中の炭化物を球状化すると共に、球状化した炭化物が粗大化する。こうした熱処理はバッチ式で行われ、冷間の鋼材を加熱して冷却するという一連の熱処理が、繰り返し行われる。
そして、特許文献1に記載の技術では、球状化焼鈍用炉の中で熱の伝達を良くすることで、鋼材の品質を向上させることを狙っている。
しかし、軸受鋼材の球状化焼鈍は、鋼材を加熱し冷却することの繰り返しであり、温度の上がった鋼材は温度を下げる過程で、従来にあっては、その熱エネルギーを大気中に放散するだけであり、その保有する熱は散逸する一方であった。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、球状化焼鈍処理における熱エネルギー効率を向上させることを課題としている。
次に、請求項2に記載した発明は、請求項1に記載した構成に対し、上記冷却過程の鋼材と焼鈍前の鋼材とを、隣接して配置することを特徴とするものである。
次に、請求項3に記載した発明は、請求項1又は請求項2に記載した構成に対し、熱交換用の容器内に、上記冷却過程の鋼材と焼鈍前の鋼材とを収容して、焼鈍前の鋼材を予熱することを特徴とするものである。
次に、請求項4に記載した発明は、請求項3に記載した構成に対し、熱交換用の容器内の雰囲気を攪拌しながら、上記予熱を行うことを特徴とするものである。
また、次の球状化焼鈍を開始する際における鋼材の初期温度が高くなることから、球状化焼鈍のための加熱する時間を短縮することができる。この結果、処理能率を高めるという効果もある。
また、請求項3に係る発明によれば、熱交換用の容器内で予熱することで、熱交換の効率が向上して、さらに予熱効果を高めることが出来る。
更に、請求項4に係る発明によれば、雰囲気攪拌を行うことで、さらに熱交換の効率が向上して、さらに予熱効果を高めることが出来る。
次に、本発明に係る第1実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図1は、鋼材の球状化焼鈍処理手順を模式的に記載した図である。
図1中、符号3は、鋼材を加熱処理するための球状化焼鈍炉を示す。また、符号Hは、鋼材を載置する鋼材載置場を示す。
(本実施形態の処理例)
鋼材載置場Hには、複数の鋼材1,2を並べるように載置する。図1では、横方向に一列並べるように記載してあるが、紙面奥行き方向にも並べて2次元的に載置してあっても良い。
そして、その鋼材載置場Hに並べてある鋼材を、一つ置きに選択して取り出して、上記球状化焼鈍炉3に収容して加熱処理を行う。
熱処理後の鋼材1は、例えば600℃程度の高温であるから、室温状態の鋼材2に隣接しておけば、輻射や大気の対流により熱を伝えることができる。すなわち、鋼材1と鋼材2を隣接配置することによって、輻射熱により相互に熱が交換される。
そして、予熱された鋼材2を、球状化焼鈍炉3に収容して加熱処理を行う。この間に、例えば、鋼材載置場Hの空いた場所に対し、球状化焼鈍を行う新たな鋼材を載置すると共に、徐冷が完了した鋼材1を、次工程に搬送する。
球状化焼鈍で加熱して冷却過程中の鋼材1から散逸する熱を、球状化焼鈍する前の鋼材2に与える。これによって、球状化焼鈍する前の鋼材2が予熱される。この結果、その鋼材2を球状化焼鈍するための加熱に要する熱エネルギーを、抑制することが可能となる。
また、次の球状化焼鈍を開始する際における鋼材2の初期温度が高くなることから、加熱する時間を短縮することがでる。すなわち、球状化焼鈍の処理能率を高めるという効果もある。
また、単に、載置場Hに配置する鋼材の置き方を工夫するだけであるので、設備工数も掛からず、簡易に実施することが出来る。
特に、鋼材1と鋼材2とを交互に配置することで、効率良く伝熱可能となる。
上記実施形態では、鋼材載置場Hに、加熱後の鋼材1と加熱前の鋼材2とを交互に配置する例を示している。配置例はこれに限定しない。例えば、複数の加熱後の鋼材1で、加熱前の鋼材2の周りを囲むように配置したりしても良い。要は、複数の加熱後の鋼材1で、加熱前の鋼材2を予熱可能な鋼材の配置となっていればよい。
また、球状化焼鈍する鋼材としては、軸受鋼材が好適であるが、軸受鋼材以外の鋼材の球状化焼鈍に対して適用しても良い。
次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記第1実施形態と同様な構成などについては同一の符号を付して説明する。
本実施形態の基本の処理は、上記第1実施形態と同様である。
但し、本実施形態では、模式図である図2に示すように、熱交換用の容器として槽4を用意する。
そして、予め、次に加熱を行う鋼材2を、載置場Hから搬送し、隣り合う鋼材間に別の鋼材が配置可能な間隔を開けて、槽4内に並べるように載置しておく。
設置後、槽4の蓋を閉じる。これによって、槽4内の鋼材は、外気と遮断されることで、槽4内部の温度は、大気中よりも高温となる。これによって、加熱後の鋼材1から加熱前の鋼材2への伝熱の効率は、上記第1実施形態よりも向上する。このとき、槽4内の雰囲気の気体、例えば空気や、脱炭を防止するための雰囲気ガスも熱を交換する媒体として利用できる。
また、槽4を断熱性の高い材質で構成すれば、その効果が高まる。
そして、槽4内で予熱後の鋼材2を、前述と同様に球状化焼鈍炉3で熱処理する。
ここで、前述と同様な条件で予熱したところ、2トンのSUJ2軸受鋼コイル(鋼材2)の予熱温度を240℃まで高めることができた。
ここで、上記熱交換用の槽4を2以上用意しておくと良い。例えば、2つの槽4を用意しておけば、一方の槽4で予熱中に、他方の槽4で予熱完了後の鋼材1を球状化焼鈍炉3に装入することが可能となる。
また、槽4内での予熱が完了した後に、加熱後の鋼材1を載置場Hにおいて更に徐冷させればよい。予熱が完了した鋼材2は槽4内の蓋を閉じておくことで保熱することが出来る。
本実施形態によれば、第1実施形態よりも予熱効果を向上させることが出来る。
(変形例)
一つの槽4内に加熱後の鋼材1と加熱前の鋼材2とを収容するので、必ずしも加熱後の鋼材1と加熱前の鋼材2とを隣り合うように配置する必要はない。
また、一つの槽4内に加熱後の鋼材1と加熱前の鋼材2とを収容する場合を例示しているが、加熱後の鋼材1を収容する第1の槽と、加熱前の鋼材2を収納する第2の槽とを別に用意して、第1の槽の雰囲気を第2の槽に送ることで、第2の槽内の鋼材2を加熱しても良い。
次に、第3実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記第1及び第2実施形態と同様な構成などについて同一の符号を付して説明する。
本実施形態の基本構成は、上記第2実施形態と同様である。
ただし、本実施形態では、図3に示すように、上記槽4の中に、ファン5を設ける。そして、予熱中にファン5によって槽4内の雰囲気を攪拌することで、熱交換が促進し、さらに槽4内の雰囲気の均一化を図ることができる。
前述と同様な予熱条件にて予熱を行ったところ、2トンのSUJ2軸受鋼コイル(鋼材2)の予熱温度を270℃まで高めることが出来た。
これによって、第2実施形態の方法よりも更に予熱効果が向上する。
また、槽4内の雰囲気を均一化させるので、加熱前の鋼材2をより均一に予熱させることが可能となる。
(変形例)
攪拌手段は、ファン5以外であっても良い。槽4の中の雰囲気ガスを積極的に攪拌出来ればよい。
ここで、以上説明した第1〜第3の各実施形態において、予熱時間は1時間以上とすることが好ましい。1時間以下では熱処理済の鋼材1の熱が充分に被予熱材である鋼材2に伝わらない。さらに好ましくは、5時間以上である。一方、10時間程度予熱すると、熱処理後の鋼材1は冷えてしまい、それ以上は予熱効果が期待できず、むしろ被予熱材も冷え始めるので、予熱時間は10時間以下とすることが好ましい。
2 鋼材(予熱する鋼材)
3 球状化焼鈍炉
4 槽(熱交換用の容器)
5 ファン(攪拌手段)
H 鋼材載置場
Claims (4)
- 鋼材の球状化焼鈍方法において、熱処理後の冷却過程にある鋼材からの熱で、焼鈍前の鋼材を予熱することを特徴とする鋼材の球状化焼鈍方法。
- 上記冷却過程の鋼材と焼鈍前の鋼材とを、隣接して配置することを特徴とする請求項1に記載した鋼材の球状化焼鈍方法。
- 熱交換用の容器内に、上記冷却過程の鋼材と焼鈍前の鋼材とを収容して、焼鈍前の鋼材を予熱することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載した鋼材の球状化焼鈍方法。
- 熱交換用の容器内の雰囲気を攪拌しながら、上記予熱を行うことを特徴とする請求項3に記載した鋼材の球状化焼鈍方法。
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JPS5157611A (ja) * | 1974-11-15 | 1976-05-20 | Daido Steel Co Ltd | |
JPS60131914A (ja) * | 1983-12-19 | 1985-07-13 | Daido Steel Co Ltd | バツチ式熱処理装置 |
JPS6470692A (en) * | 1987-09-10 | 1989-03-16 | Daido Steel Co Ltd | Direct heat recovery method of material to be treated |
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