JP2010121790A - 熱処理方法及び熱処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】焼き入れで排出される熱エネルギーを焼き戻しに有効利用し、焼き戻しの温度を有効に調整可能とすること。
【解決手段】熱処理方法は、ワーク２を焼き入れ処理炉３にて冷媒で冷却して焼き入れする工程と、焼き入れされたワーク２を焼き戻し処理炉４にて再加熱して焼き戻しする工程とを備える。焼き入れ工程初期に、焼き入れ処理炉３にてワーク２により加熱された冷媒を導入通路５を通じて焼き戻し処理炉４へ導入し、既に焼き入れされたワーク２の焼き戻し工程に供する。焼き入れ工程中期に、焼き入れ処理炉３から排出される冷媒を導入通路５通じて焼き戻し処理炉４へ導入し、焼き戻し工程に供すると共に、焼き戻し工程で再加熱されるワーク２が所定温度を超えないように、焼き入れ処理炉３から排出される冷媒の一部を焼き戻し処理炉４を迂回通路７により迂回して蓄熱・熱交換器８へ流す。
【選択図】 図１

Description

この発明は、焼き入れ・焼き戻しにより金属製ワークの硬度や性質を変化させる熱処理方法及び熱処理装置に関する。

従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献１〜３に記載される技術が知られている。特に、特許文献１には、溶体化処理炉（焼き入れ処理炉）で用いた熱風の熱エネルギーを、下流側の時効処理炉（焼き戻し処理炉）にて再利用するように構成した熱処理装置が記載されている。すなわち、この技術は、容器内に粒状物が充填され、この粒状物が容器内に吹き込まれる熱風により流動化されて流動層が形成され、ワークピースが流動層内で熱処理される流動層炉に関する。そして、この流動層炉を、焼き入れ処理炉、焼き戻し処理炉として用いた熱処理装置において、焼き入れ処理炉と焼き戻し処理炉の他に、耐熱集塵機、熱交換器を備え、焼き入れ処理炉から出る排ガスを体熱集塵機により除塵した後、熱交換器によって排ガスの持つ廃熱を回収し、焼き戻し処理炉の熱源として再利用するようになっている。

特開２００２−１０７０６４号公報 特開２００２−０５４８８０号公報 特開２００２−１９５７５９号公報

ところが、特許文献１に記載の熱処理装置では、上流側の焼き入れ処理炉から出る廃熱を単に下流側の焼き戻し処理炉へ流しているだけなので、焼き戻し処理炉での処理温度が過剰になったり、不足したりするおそれがあった。このため、焼き戻し処理炉では、狙い通りに焼き戻しを行えなくなるおそれがあった。

この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、焼き入れで排出される熱エネルギーを焼き戻しのために有効利用すると共に、焼き戻しの温度を有効に調整することを可能とした熱処理方法及び熱処理装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、高温に加熱されたワークを焼き入れ処理炉にて冷媒で冷却して焼き入れする焼き入れ工程と、焼き入れされたワークを焼き戻し処理炉にて再加熱して焼き戻しする焼き戻し工程とを備えた熱処理方法において、焼き入れ工程の初期には、焼き入れ処理炉にて高温なワークにより加熱されて排出される冷媒を焼き戻し処理炉に導入し、既に焼き入れされているワークの焼き戻し工程に供し、焼き入れ工程の中期には、焼き入れ処理炉から排出される加熱された冷媒を焼き戻し処理炉に導入し、既に焼き入れされているワークの焼き戻し工程に供すると共に、焼き戻し工程で再加熱されるワークの温度が所定温度を超えないように、焼き入れ処理炉から排出される冷媒の一部を焼き戻し処理炉を迂回して蓄熱手段へ流すことを趣旨とする。

ここで、「熱処理」とは、形状加工と同様に素材の完成度を高める方法であり、加熱・冷却により素材の性質を変化させる処理のことであり、金属などを加熱・冷却して硬度や性質を変化させることである。「焼き入れ」とは、鋼をオーステナイト組織の状態に加熱した後、水中または油中で急冷することによって、マルテンサイト組織の状態に変化させる熱処理である。鋼の硬さを増大させる目的で行われるが、靭性が低下するので、粘り強さを得るために、焼き入れ後には焼き戻しを行うのが一般的である。「焼き戻し」とは、焼き入れによって硬化した鋼に靭性を与える目的で行われる熱処理であり、マルテンサイト組織の状態から鋼を再加熱し、一定時間保持した後に徐冷する作業をいう。

上記発明の構成によれば、焼き入れ工程の初期には、焼き入れ処理炉にて高温に加熱された冷媒が焼き入れ処理炉から排出されて焼き戻し処理炉へ導入され、既に焼き入れされているワークの焼き戻し工程に供される。従って、焼き入れ工程で不要となった冷媒の高熱が焼き戻し工程に使用される。また、焼き入れ工程の中期には、焼き入れ処理炉から排出される高温に加熱された冷媒の一部が焼き戻し処理炉に導入されてワークの焼き戻し工程に供される。これと共に、焼き戻し工程で再加熱されるワークの温度が所定温度を超えないように、焼き入れ処理炉から排出される高温に加熱されたを冷媒の一部が焼き戻し処理炉を迂回して蓄熱手段へ流される。従って、焼き入れ工程で不要となった冷媒の一部の高熱が焼き戻し工程に使用されると共に、その冷媒の一部の高熱が蓄熱手段に回収されて蓄えられる。

上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、焼き入れ工程の終期には、焼き入れ処理炉から排出される温度低下した冷媒を焼き戻し処理炉に導入することなく下流側へ流すと共に、焼き戻し処理炉から排出される冷媒を蓄熱手段を経由して焼き戻し処理炉へ再循環させることを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、焼き入れ工程の終期には、焼き入れされたワークの温度が低下し、焼き入れ処理炉から排出される冷媒の温度も低下する。ここで、焼き入れ処理炉から排出される温度低下した冷媒は、焼き戻し処理炉に導入されることなく下流側へ流される。また、焼き戻し処理炉から排出される冷媒は、蓄熱手段を経由して焼き戻し処理炉へ再循環される。従って、焼き入れ処理炉にて温度低下した冷媒が直接に焼き戻し処理炉に導入されることがなく、温度低下した冷媒によって焼き戻しが妨げられることがない。また、焼き戻し処理炉から排出される冷媒が蓄熱手段を経由して焼き戻し処理炉へ再循環するので、蓄熱手段に蓄えられた熱が焼き戻しに使用される。

上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明の熱処理装置は、高温に加熱されたワークを冷媒で冷却して焼き入れするための焼き入れ処理炉と、焼き入れされたワークを再加熱して焼き戻しするための焼き戻し処理炉とを備えた熱処理装置において、焼き入れ処理炉にて高温なワークにより加熱されて排出される冷媒を焼き戻し処理炉へ導入するための導入通路と、導入通路を流れる冷媒の一部を焼き戻し処理から迂回させるための迂回通路と、迂回通路を流れる冷媒の熱を蓄えるための蓄熱手段と、導入通路と迂回通路との間で冷媒の流れを切り替えるための第１切替手段とを備えたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、既に焼き入れされているワークを予め焼き戻し処理炉に入れておき、焼き入れ工程の初期に、第１切替手段の切り替えにより、迂回通路への冷媒の流れを遮断し導入通路への冷媒の流れを許容することにより、焼き入れ処理炉にて高温に加熱された冷媒が導入通路を通じて焼き戻し処理炉に導入され、既に焼き入れされているワークの焼き戻し工程に供される。従って、焼き入れ工程で不要となった冷媒の高熱が焼き戻し工程に使用される。また、焼き入れ工程の中期には、第１切替手段の切り替えにより、導入通路と迂回通路の両方への冷媒の流れを許容することにより、焼き入れ処理炉から排出される冷媒の一部が導入通路により焼き戻し処理炉に導入されてワークの焼き戻し工程に供されると共に、冷媒の一部が焼き戻し処理炉に導入されることなく迂回通路により蓄熱手段へ流される。従って、焼き入れ工程で不要となった冷媒の一部の高熱は焼き戻し工程に使用され、冷媒の他の一部の高熱は蓄熱手段に回収されて蓄えられる。

上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、焼き戻し処理炉から排出される冷媒を焼き戻し処理炉へ再循環させるための再循環通路と、蓄熱手段が再循環通路を流れる冷媒との間で熱交換可能に設けられることと、焼き戻し処理炉から排出される冷媒の流れを再循環通路へ切り替えるための第２切替手段とを備えたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項３に記載の発明の作用に加え、焼き入れ工程の終期には、第１切替手段の切り替えにより、焼き入れ処理炉から導入通路への冷媒の流れが遮断されると共に迂回通路への冷媒の流れが許容され、第２切替手段の切り替えにより、焼き戻し処理炉から排出される冷媒の流れが再循環通路へ切り替えられる。これにより、焼き入れ処理炉から排出される温度低下した冷媒は、焼き戻し処理炉に導入されることなく、迂回通路及び蓄熱手段を経由して下流側へ流される。また、焼き戻し処理炉から排出される冷媒は、再循環通路及び蓄熱手段を経由して焼き戻し処理炉へ再循環される。従って、温度低下した冷媒が焼き戻し処理炉に導入されることがなく、温度低下した冷媒によって焼き戻しが妨げられることがない。また、戻し処理炉から排出される冷媒が蓄熱手段を経由して焼き戻し処理炉に再循環するので、蓄熱手段に蓄えられた熱が焼き戻し処理に供給されて使用される。

請求項１に記載の発明によれば、焼き入れで排出される熱エネルギーを焼き戻しのために有効利用することができると共に、焼き戻しの温度を有効に調整することができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、温度低下して焼き戻しに使えなくなった冷媒を焼き戻し処理炉に導入することなく排出することができ、焼き戻し処理炉から排出される冷媒の温度が所定温度よりも下がっても、蓄熱手段に蓄えられた熱で冷媒を加熱して焼き戻し処理炉へ再循環させることができ、ヒータ等の加熱手段を別途設けることなく焼き戻し温度を簡便に確保することができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の熱処理方法の実施に好適な熱処理装置を提供することができる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項２に記載の熱処理方法の実施に好適な熱処理装置を提供することができる。

以下、この発明の熱処理方法及び熱処理装置を具体化した一実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

図１に、この実施形態の熱処理装置１を概略構成図により示す。この熱処理装置１は、焼き入れ・焼き戻しにより金属製のワーク２の硬度や性質を変化させるためのものであり、焼き入れ処理炉３と、焼き戻し処理炉４とを備える。

焼き入れ処理炉３は、前工程で高温に加熱されたワーク２を冷媒で急速冷却して焼き入れするためのものである。焼き入れは、ワーク２に硬さを出すための処理である。焼き入れ処理炉３には、冷媒が供給可能となっている。冷媒としては、例えば、「３０℃の窒素ガス」が使用される。窒素ガスの他に、「ヘリウムガス、水のミスト、水の噴流及び油等」を冷媒として使用することもできる。焼き戻し処理炉４は、焼き入れ処理炉３にて焼き入れされたワーク２を再加熱して焼き戻しするためのものである。焼き戻し処理炉４では、ワーク２の遅れ破壊を防止するためにワーク２を再加熱する。焼き戻し処理炉４には、焼き戻しされるワーク２の温度を監視するための温度計２１が設けられる。

この熱処理装置１では、焼き入れ処理炉３にてワーク２の焼き入れを行うのと平行して、焼き戻し処理炉４にて別のワーク２の焼き戻しを行うようになっている。焼き戻し処理炉４には、既に焼き入れ処理炉３にて焼き入れされている別のワーク２が搬送されて収容される。従って、焼き入れ処理と焼き戻し処理が行われるたびに、新しく焼き入れされるワーク２が焼き入れ処理炉３に収容され、既に焼き入れされている別のワーク２が、焼き入れ処理炉３から焼き戻し処理炉４へ搬送される。

この熱処理装置１は、焼き入れ処理炉３と焼き戻し処理炉４との間に設けられた導入通路５を更に備える。この導入通路５は、焼き入れ処理炉３にて高温なワーク２により加熱されて排出される冷媒を焼き戻し処理炉４へ導入するための通路である。焼き戻し処理炉４には、同処理炉４から冷媒を排出するための排出通路６が設けられる。また、導入通路５と排出通路６との間には、迂回通路７が設けられる。この迂回通路７は、導入通路５を流れる冷媒の一部又は全部を焼き戻し処理４から迂回させて排出通路６へ流すための通路である。この迂回通路７の途中には、同通路７を流れる冷媒の熱を蓄えると共に、熱交換可能に設けられた本発明の蓄熱手段としての蓄熱・熱交換器８が設けられる。導入通路５と迂回通路７との接続部分には、電磁式の第１切替弁２２が設けられる。この切替弁２２は、導入通路５の上流側から流れてくる冷媒を導入通路５の下流側へのみ流す第１切替状態と、導入通路５の上流側から流れてくる冷媒を導入通路５の下流側と迂回通路７の両方へ流す第２切替状態と、導入通路５の上流側から流れてくる冷媒を迂回通路７へのみ流す第３切替状態との間で選択的に切り替え可能となっている。この第１切替弁２２は、本発明の第１切替手段に相当する。

また、導入通路５と排出通路６との間には、再循環通路９が設けられる。この再循環通路９の一端は、第１切替弁２２よりも下流にて導入通路５に接続され、他端は迂回通路７の接続部分よりも上流にて排出通路６に接続される。この再循環通路９は、焼き戻し処理炉４から排出通路６へ排出される冷媒を焼き戻し処理炉４へ再循環させるための通路である。この再循環通路９の途中には、上記した蓄熱・熱交換器８が配置され、再循環通路９を流れる冷媒との間で熱交換可能に設けられる。つまり、この蓄熱・熱交換器８は、迂回通路７と再循環通路９の両方に跨って設けられる。再循環通路９と排出通路６との接続部分には、電磁式の第２切替弁２３が設けられる。この第２切替弁２３は、焼き戻し処理炉４から排出される冷媒を排出通路６の下流側へのみ流す第１切替状態と、焼き戻し処理炉４から排出される冷媒を再循環通路９へのみ流す第２切替状態との間で選択的に切り替え可能となっている。この第２切替弁２３は、本発明の第２切替手段に相当する。更に、再循環通路９には、同通路９を選択的に開閉するための電磁式の第３切替弁２４と、冷媒に流れを付与するための電動式のファン２５が設けられる。

この他、第１切替弁２２よりも上流の導入通路５には、ミストフィルタ１０が設けられる。このミストフィルタ１０は、冷媒として液体を用いた場合に、液状の冷媒が焼き戻し処理炉４へ流れ込まないように、液状の冷媒を分離してドレン通路１１から排出するようになっている。ドレン通路１１には、冷媒の逆流を防止する逆止弁１２が設けられる。また、第１切替弁２２よりも下流の導入通路５の途中位置、排出通路６の出口寄り位置には、冷媒の逆流を防止する逆止弁１３，１４がそれぞれ設けられる。

そして、この熱処理装置１は、冷媒の流れを制御するために各切替弁２２〜２４及びファン２５を制御するコントローラ２６を更に備える。各切替弁２２〜２４及びファン２５は、コントローラ２６に接続される。コントローラ２６は、所定の制御プログラムに基づいて各切替弁２２〜２４及びファン２５を制御するようになっている

次に、ワーク２を熱処理するためにコントローラ２６が実行する制御内容について説明する。図２には、この制御内容をフローチャートにより示す。図３〜図５に、熱処理装置１の作用をそれぞれ説明図により示す。

先ず、ステップ１００では、コントローラ２６は、焼き入れ工程初期において、第１切替弁２２により導入通路５を開くと共に迂回通路７を閉じる。また、コントローラ２６は、第２切替弁２３により排出通路６を開くと共に再循環通路９を閉じる。更に、コントローラ２６は、第３切替弁２４を閉じ、ファン２５を停止する。

この焼き入れ工程の初期では、焼き入れ処理炉３の中のワーク２は、例えば、「ＳＣｒ２０」を材料として使用している場合、「８５０℃」の高温となっている。上記のように各切替弁２２〜２４及びファン２５を制御することにより、図３に示すように、焼き入れ処理炉３にて高温なワーク２により加熱されて導入通路５へ排出される冷媒（図中に太線矢印で示す。）の全てが焼き戻し処理炉４に導入され、既に焼き入れされているワーク２の焼き戻しに供される。また、焼き戻し処理炉４から排出される冷媒の全てが排出通路６を下流側へ流れて排気される。

次に、ステップ２００では、コントローラ２６は、焼き入れ工程中期において、第１切替弁２２を切り替えて冷媒導入通路５と迂回通路７の両方を開く。また、コントローラ２６は、第２切替弁２３により排出通路６を開くと共に再循環通路９を閉じる。更に、コントローラ２６は、第３切替弁２４を閉じ、ファン２５を停止する。

この焼き入れ工程の中期では、焼き入れ処理炉３の中のワーク２は、例えば、「ＳＣｒ２０」を材料として使用している場合、焼き入れ工程の初期よりも低下するものの「５５０℃」の高温となっている。上記のように各切替弁２２〜２４及びファン２５を制御することにより、図４に示すように、焼き入れ処理炉３にて高温なワーク２により加熱されて導入通路５へ排出される冷媒（図中に太線矢印で示す。）の一部は焼き戻し処理炉４へ導入され、既に焼き入れされているワーク２の焼き戻しに供される。また、焼き戻しで再加熱されるワーク２の温度が所定温度（例えば「１５０℃」）を超えないように、焼き入れ処理炉３から排出される加熱されたを冷媒の一部は焼き戻し処理炉４を迂回して迂回通路７及び蓄熱・熱交換器８を経由して排出通路６の下流側へ流される。このとき、冷媒の熱が蓄熱・熱交換器８に回収されて蓄えられる。コントローラ２６は、温度計２１で計測されるワーク２の温度に基づいて第１切替弁２２の切り替えを制御する。

次に、ステップ３００では、コントローラ２６は、焼き入れ工程の終期において、第１切替弁２２を切り替えて導入通路５を閉じると共に迂回通路７を開く。また、コントローラ２６は、第２切替弁２３を切り替えて排出通路６を閉じると共に再循環通路９を開く。更に、コントローラ２６は、第３切替弁２４を切り替えて開き、ファン２５を駆動する。

この焼き入れ工程の終期では、焼き入れ処理炉３の中のワーク２は、例えば、「ＳＣｒ２０」を材料として使用している場合、「１２０℃」に温度低下する。上記のように各切替弁２２〜２４及びファン２５を制御することにより、図５に示すように、焼き入れ処理炉３から排出される温度低下した冷媒（図中に太線矢印で示す。）の全ては焼き戻し処理炉４に導入されることなく、迂回通路７及び蓄熱・熱交換器８を経由して排出通路６の下流側へ流される。これと共に、焼き戻し処理炉４から排出される冷媒の全ては再循環通路９へ流れ、蓄熱・熱交換器８を経由して導入通路５から焼き戻し処理炉４へ再循環される。

図６（Ａ）に、焼き入れ処理炉３の中の焼き入れワーク及び冷媒の温度変化を、図６（Ｂ）に、焼き戻し処理炉４の中の焼き戻しワーク及び冷媒の温度変化をそれぞれグラフに示す。図６（Ａ）に示すように、時刻ｔ０で、焼き入れ処理炉３にて焼き入れが開始すると、焼き入れワークの温度は、例えば、「８５０℃」の高温から急激に下がり、焼き戻し温度（例えば、「１５０℃」）を下回る温度まで低下する。これに伴い、冷媒温度は、急激に上昇した後、緩やかに下降してやがて焼き戻し温度を下回る。

これに対し、図６（Ｂ）に示すように、時刻ｔ０で、焼き戻し処理炉４にて焼き戻しが開始すると、冷媒温度は、焼き入れ処理炉３のそれとほぼ同様に変化する。このとき、焼き戻しワークの温度は、時刻ｔ０〜ｔ１の間の「焼き入れ工程の初期」には、上昇し、時刻ｔ１で焼き戻し温度（例えば、「１５０℃」）に達すると、その後は、時刻ｔ１〜ｔ２の間の「焼き入れ工程の中期」並びに時刻ｔ２〜ｔ３の間の「焼き入れ工程の終期」に渡って焼き戻し温度に沿って推移し、時刻ｔ３で焼き戻し処理が終了すると、焼き戻し温度を下回る。

ここで、図６（Ｂ）の時刻ｔ１は、図２のフローチャートのステップ２００の処理を開始したタイミングに対応する。そして、時刻ｔ１〜ｔ２の間は、焼き入れ処理炉３からの冷媒の一部を迂回通路７へ流し続けることで、焼き戻しワークの温度が「焼き戻し温度」に保たれることとなる。仮に、ステップ２００の処理がなければ、時刻ｔ１〜ｔ２において、焼き戻しワークの温度は、同図に２点鎖線で示すように、「焼き戻し温度」を上回りオーバーシュートすることとなる。

また、図６（Ｂ）の時刻ｔ２は、図２のフローチャートのステップ３００の処理を開始したタイミングに対応する。そして、時刻ｔ２〜ｔ３の間は、焼き入れ処理炉３からの冷媒の全てが、焼き戻し処理炉４へ導入されることなく、迂回通路７及び排出通路６を通じて排気され、焼き戻し処理炉４から排出される冷媒の全てが、再循環通路９、蓄熱・熱交換器８及び導入通路５を経由して焼き戻し処理炉４に再循環されることとなる。そして、蓄熱・熱交換器８に蓄えられた熱が冷媒により焼き戻し処理炉４へ運ばれることで、焼き戻しワークの温度が「焼き戻し温度」に保たれることとなる。仮に、ステップ３００の処理がなければ、時刻ｔ２〜ｔ３において、焼き戻しワークの温度は、同図に２点鎖線で示すように、「焼き戻し温度」を下回り、焼き戻しのための熱が不足することとなる。

以上説明したこの実施形態の熱処理装置１を使用した熱処理方法によれば、焼き入れ工程の初期には、焼き入れ処理炉３にて高温に加熱された冷媒が焼き入れ処理炉３から排出され、導入通路５を介して焼き戻し処理炉４へ導入され、既に焼き入れされているワーク２の焼き戻し工程に供される。従って、焼き入れ工程で不要となった冷媒の高熱が焼き戻し工程に使用される。このため、焼き戻し工程の実施のために、焼き戻し処理炉４に別途供給すべき熱エネルギーを削減することができ、あるいは、焼き戻し工程のために使用する加熱手段を省略することができる。この結果、焼き入れで排出される冷媒の熱エネルギーを焼き戻しのために有効利用することができ、焼き戻しのために新たに必要な熱エネルギーを低減することができる。

また、この実施形態では、焼き入れ工程の中期には、焼き入れ処理炉３から排出される高温に加熱された冷媒の一部が導入通路５を介して焼き戻し処理炉４に導入されてワーク２の焼き戻し工程に供されると共に、焼き戻し工程で再加熱されるワーク２の温度が所定の焼き戻し温度（例えば、「１５０℃」）を超えないように、焼き入れ処理炉３から排出される高温に加熱されたを冷媒の一部が迂回通路７により焼き戻し処理炉４を迂回して蓄熱・熱交換器８へと流される。従って、焼き入れ工程で不要となった冷媒の一部の高熱が焼き戻し工程に供されると共に、その冷媒の一部の高熱が蓄熱・熱交換器８に回収されて蓄えられる。このため、焼き入れ工程の中期にも、焼き入れ工程で排出される冷媒の熱エネルギーを焼き戻しに有効利用することができ、焼き戻しのために新たに必要な熱エネルギーを低減することができる。併せて、焼き入れ工程の中期には、焼き戻しの温度を焼き戻しに適した温度に有効に調整することができる。すなわち、焼き戻し工程に過剰な熱エネルギーが供給されて焼き戻し温度が上がり過ぎるのを防止することができ、ワーク２の焼き戻しが妨げられることを防止することができる。また、焼き入れ処理炉３の廃熱を蓄熱・熱交換器８により有効に回収することができる。

更に、この実施形態では、焼き入れ工程の終期には、焼き入れされたワーク２の温度が低下し、焼き入れ処理炉３から導入通路５へ排出される冷媒の温度も低下する。ここで、焼き入れ処理炉３から導入通路５へ排出される温度低下した冷媒は、焼き戻し処理炉４に導入されることなく迂回通路７を通じて排出通路６の下流側へ流される。また、焼き戻し処理炉４から排出される冷媒は、再循環通路９へ流れ、蓄熱・熱交換器８を経由して焼き戻し処理炉４へ再循環される。従って、焼き入れ処理炉３にて温度低下した冷媒が直接に焼き戻し処理炉４に導入されることがなく、温度低下した冷媒により焼き戻しが妨げられることがない。また、焼き戻し処理炉４から排出される冷媒が再循環通路９へ流れ、蓄熱・熱交換器８を経由して焼き戻し処理炉４へ再循環するので、蓄熱・熱交換器８に蓄えられた熱が焼き戻し使用される。このため、焼き入れ工程の終期には、焼き戻しに使えなくなった温度低下した冷媒を焼き戻し処理炉４に導入することなく排出通路６の下流側へ排出することができる。また、焼き戻し処理炉４から排出される冷媒を焼き戻し処理炉４に再循環させることで十分な焼き戻し時間を確保することができる。更に、焼き戻し処理炉４から排出される冷媒の温度が所定の焼き戻し温度（例えば「１５０℃」）よりも下がっても、蓄熱・熱交換器８に蓄えられた熱で冷媒を加熱して焼き戻し処理炉４へ再循環させることができ、ヒータ等の加熱手段を別途設けることなく焼き戻し温度を簡便に確保することができる。

上記したようにこの実施形態の熱処理装置１では、焼き入れ処理炉３からの廃熱を焼き戻し処理炉４に導入して焼き戻しに有効利用できることから、焼き戻し処理炉４に新たに供給すべき熱エネルギーを低減することができる。また、焼き戻し処理炉４に設けられるヒータ等の加熱手段を省略するか、加熱手段を小型化することができ、焼き戻し処理炉４の構成の簡素化を図ることができる。このように、この実施形態の熱処理装置１は、上記した熱処理方法の実施に好適な装置を提供することができる。

なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。

例えば、前記実施形態では、導入通路５の途中にミストフィルタ１０を設けたが、これを省略することもできる。

熱処理装置を示す概略構成図。 コントローラが実行する熱処理のための制御内容を示すフローチャート。 熱処理装置の作用を示す説明図。 熱処理装置の作用を示す説明図。 熱処理装置の作用を示す説明図。 （Ａ）は焼き入れ処理炉の中の焼き入れワーク及び冷媒の温度変化を示すグラフ、（Ｂ）は焼き戻し処理炉の中の焼き戻しワーク及び冷媒の温度変化を示すグラフ。

符号の説明

１ 熱処理装置
２ ワーク
３ 焼き入れ処理炉
４ 焼き戻し処理炉
５ 導入通路
７ 迂回通路
８ 蓄熱・熱交換器（蓄熱手段）
９ 再循環通路
２２ 第１切替弁（第１切替手段）
２３ 第２切替弁（第２切替手段）

Claims (4)

1. 高温に加熱されたワークを焼き入れ処理炉にて冷媒で冷却して焼き入れする焼き入れ工程と、
   前記焼き入れされたワークを焼き戻し処理炉にて再加熱して焼き戻しする焼き戻し工程と
   を備えた熱処理方法において、
   前記焼き入れ工程の初期には、前記焼き入れ処理炉にて高温なワークにより加熱されて排出される冷媒を前記焼き戻し処理炉に導入し、既に焼き入れされているワークの焼き戻し工程に供し、
   前記焼き入れ工程の中期には、前記焼き入れ処理炉から排出される前記加熱された冷媒を前記焼き戻し処理炉に導入し、既に焼き入れされているワークの焼き戻し工程に供すると共に、前記焼き戻し工程で再加熱されるワークの温度が所定温度を超えないように、前記焼き入れ処理炉から排出される冷媒の一部を前記焼き戻し処理炉を迂回して蓄熱手段へ流す
   ことを特徴とする熱処理方法。
2. 前記焼き入れ工程の終期には、前記焼き入れ処理炉から排出される温度低下した冷媒を前記焼き戻し処理炉に導入することなく下流側へ流すと共に、前記焼き戻し処理炉から排出される冷媒を前記蓄熱手段を経由して前記焼き戻し処理炉へ再循環させることを特徴とする請求項１に記載の熱処理方法。
3. 高温に加熱されたワークを冷媒で冷却して焼き入れするための焼き入れ処理炉と、
   前記焼き入れされたワークを再加熱して焼き戻しするための焼き戻し処理炉と
   を備えた熱処理装置において、
   前記焼き入れ処理炉にて高温なワークにより加熱されて排出される冷媒を前記焼き戻し処理炉へ導入するための導入通路と、
   前記導入通路を流れる冷媒の一部を前記焼き戻し処理から迂回させるための迂回通路と、
   前記迂回通路を流れる冷媒の熱を蓄えるための蓄熱手段と、
   前記導入通路と前記迂回通路との間で冷媒の流れを切り替えるための第１切替手段と
   を備えたことを特徴とする熱処理装置。
4. 前記焼き戻し処理炉から排出される冷媒を前記焼き戻し処理炉へ再循環させるための再循環通路と、
   前記蓄熱手段が前記再循環通路を流れる冷媒との間で熱交換可能に設けられることと、
   前記焼き戻し処理炉から排出される冷媒の流れを前記再循環通路へ切り替えるための第２切替手段と
   を備えたことを特徴とする請求項３に記載の熱処理装置。

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