JP2020016372A - Continuous type atmosphere heat treatment furnace - Google Patents

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Abstract

To provide a continuous type atmosphere heat treatment furnace capable of heating the object to be heated from an ordinary temperature to a prescribed temperature in a short time while suppressing the generation of oxide scales and soot.SOLUTION: A continuous type atmosphere heat treatment furnace 10 comprises: carrying means of carrying a wire rod coil W; a rapid cooling pre-heat chamber 16 of performing the rapid pre-heating of the wire rod coil W in an oxidizing atmosphere; an inlet side purge chamber 18 adjacent to the rapid pre-heat chamber 16 and performing vacuum purge in the chamber; a rapid heating chamber 20 adjacent to the inlet side purge chamber 18 and performing rapid heating to the wire rod coil W in a reducing atmosphere; a heat treatment chamber 22 adjacent to the rapid heating chamber 20 and performing heat treatment to the wire rod coil W in a reducing atmosphere; and an outlet side purge chamber 24 adjacent to the heat treatment chamber 22 and performing vacuum purge in the chamber.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、線材コイル等の被熱物を雰囲気ガス中で連続的に熱処理する連続式雰囲気熱処理炉に関する。   The present invention relates to a continuous atmosphere heat treatment furnace for continuously heat-treating an object to be heated such as a wire coil in an atmosphere gas.

下記特許文献1には、線材コイルの熱処理を行う熱処理装置についての発明が示され、そこにおいて線材コイルの上端を閉塞する閉塞板(蓋部)を設けることで、線材コイルの内径穴の下方から上向きに吹き込んだ加熱用ガスを、線材コイルの内径側から外径側に外向きに流通させ、線材コイルを短時間で且つ均一に加熱するようになした点が開示されている。   Patent Literature 1 listed below discloses an invention regarding a heat treatment apparatus for performing heat treatment of a wire coil, in which a closing plate (lid) for closing an upper end of the wire coil is provided, from below the inner diameter hole of the wire coil. It is disclosed that the heating gas blown upward is circulated outward from the inner diameter side to the outer diameter side of the wire coil to heat the wire coil uniformly in a short time.

しかしながら、このような熱処理装置を用いた場合であっても、酸化性雰囲気での加熱では、高温域において線材コイルの表面に酸化スケールが生じ、母相で脱炭が発生する問題が生じる。また、還元性雰囲気での加熱では、低温時においてガス組成中のCOがCとCO2とに分解し、発生した煤が線材コイルの表面に付着する問題が生じる。 However, even when such a heat treatment apparatus is used, when heating in an oxidizing atmosphere, there is a problem that oxide scale is generated on the surface of the wire coil in a high-temperature region, and decarburization occurs in the parent phase. Further, when heating in a reducing atmosphere, there is a problem that CO in the gas composition is decomposed into C and CO 2 at a low temperature, and soot generated adheres to the surface of the wire coil.

このような品質上の問題を解決する方法として、加熱温度域に応じて炉内のガスを入れ替えて、熱処理装置の雰囲気性状を変更することも考えられるが、その見返りとして雰囲気ガスコストの増加や雰囲気変更に要する時間分の熱処理時間延長といった新たな問題が生じてしまう。   As a method of solving such a quality problem, it is conceivable to change the atmosphere properties of the heat treatment apparatus by replacing the gas in the furnace according to the heating temperature range. A new problem such as extension of the heat treatment time corresponding to the time required for changing the atmosphere occurs.

特許2913727号公報Japanese Patent No. 2913727

本発明は以上のような事情を背景とし、酸化スケールおよび煤の発生を抑制しながら、被熱物を常温から所定温度にまで短時間で加熱することができる連続式雰囲気熱処理炉を提供することを目的としてなされたものである。   The present invention provides a continuous atmosphere heat treatment furnace capable of heating an object to be heated from a normal temperature to a predetermined temperature in a short time while suppressing the generation of oxide scale and soot in the background as described above. It was made for the purpose of.

而して本発明は、被熱物を熱処理する連続式雰囲気熱処理炉であって、前記被熱物を搬送する搬送手段と、酸化性雰囲気で前記被熱物の急速予熱を行なう第1加熱室と、該第1加熱室に隣接し、室内の真空パージが行なわれる入口側パージ室と、該入口側パージ室に隣接し、還元性雰囲気で前記被熱物の急速加熱を行う第2加熱室と、該第2加熱室に隣接し、還元性雰囲気で前記被熱物の熱処理を行う熱処理室と、該熱処理室に隣接し、室内の真空パージが行なわれる出口側パージ室と、を備えていることを特徴とする。   Thus, the present invention is a continuous atmosphere heat treatment furnace for heat-treating an object to be heated, a conveying means for conveying the object to be heated, and a first heating chamber for rapidly preheating the object to be heated in an oxidizing atmosphere. An inlet-side purge chamber adjacent to the first heating chamber and performing vacuum purging of the chamber; and a second heating chamber adjacent to the inlet-side purge chamber and rapidly heating the object to be heated in a reducing atmosphere. A heat treatment chamber adjacent to the second heating chamber and performing heat treatment of the object to be heated in a reducing atmosphere; and an outlet-side purge chamber adjacent to the heat treatment chamber and performing vacuum purging of the chamber. It is characterized by being.

このように本発明の連続式雰囲気熱処理炉は、(酸化スケールが発生しにくい)低温域での加熱に適した酸化性雰囲気の第1加熱室と、(煤が発生しにくい)高温域での加熱に適した還元性雰囲気の第2加熱室と、を同時に設けたものである。本発明では、常温から目的とする温度に到るまでの途中段階で、搬送手段を用いて被処理物を第1加熱室から第2加熱室に移動させることで、酸化性雰囲気における酸化スケールの発生と還元性雰囲気における煤の発生の両方を良好に抑制することができる。
また、本発明では、加熱温度域に応じて炉内(室内)のガスを入れ替える必要はなく、短時間で目的とする温度にまで被熱物を昇温することができる。
As described above, the continuous atmosphere heat treatment furnace of the present invention has a first heating chamber in an oxidizing atmosphere suitable for heating in a low temperature region (where oxidation scale is not easily generated) and a high temperature region (in which soot is not easily generated). And a second heating chamber having a reducing atmosphere suitable for heating. In the present invention, an object to be processed is moved from the first heating chamber to the second heating chamber by using the transfer means at an intermediate stage from the room temperature to the target temperature, so that the oxidation scale in the oxidizing atmosphere is reduced. Both generation and generation of soot in a reducing atmosphere can be satisfactorily suppressed.
Further, in the present invention, it is not necessary to exchange the gas in the furnace (in the room) according to the heating temperature range, and the temperature of the object to be heated can be raised to the target temperature in a short time.

本発明では、前記被熱物が線材コイルである場合、前記第1加熱室を、前記線材コイルの上端近傍に配置される第1蓋部と、室内のガスを加熱する第1加熱手段と、該ガスを前記線材コイルの内径穴へ下方から吹き込む第1ガス送風装置と、を備えたものとすることができる。   In the present invention, when the object to be heated is a wire coil, the first heating chamber is provided with a first lid disposed near an upper end of the wire coil, and a first heating unit for heating gas in the chamber. A first gas blower that blows the gas into the inner diameter hole of the wire coil from below.

また同様に、前記第2加熱室についても、前記線材コイルの上端近傍に配置される第2蓋部と、室内のガスを加熱する第2加熱手段と、該ガスを前記線材コイルの内径穴へ下方から吹き込む第2ガス循環装置と、を備えたものとすることができる。   Similarly, also for the second heating chamber, a second lid disposed near the upper end of the wire coil, a second heating means for heating gas in the room, and the gas to the inner diameter hole of the wire coil A second gas circulation device that blows in from below.

このようにすれば、線材コイルの内径穴内に吹き込まれたガスは、蓋部によって内径穴の上端部からの流出が阻止される。このためガスは、線材コイルを構成する線材の隙間を通って、内径側から外径側に流通することとなる。このようなガス流れとすることで、線材コイルの内外および上下間の温度差を最小に保ちながら、線材コイルを短時間で所定の温度にまで加熱することができる。   With this configuration, the gas blown into the inner diameter hole of the wire coil is prevented from flowing out from the upper end of the inner diameter hole by the lid. For this reason, the gas flows from the inner diameter side to the outer diameter side through the gap between the wires constituting the wire coil. With such a gas flow, the wire coil can be heated to a predetermined temperature in a short time while keeping the temperature difference between the inside, outside, and the top and bottom of the wire coil at a minimum.

本発明では、前記第1加熱室を、室内の雰囲気が300〜550℃に加熱されるものとすることができる。
本発明では、酸化性雰囲気の下、第1加熱室にて被熱物の急速予熱を行なうため、第1加熱室における酸化スケールの発生に留意する必要がある。酸化スケールが発生する温度は鋼種によっても異なるが、およそ300〜550℃である。このため第1加熱室は、室内の雰囲気として300〜550℃にまで加熱されるものとし、この範囲内で鋼種に応じて予熱温度を設定することが望ましい。例えば、炭素鋼の場合、500〜550℃にすることが望ましい。
In the present invention, the atmosphere in the first heating chamber may be heated to 300 to 550 ° C.
In the present invention, since the object to be heated is rapidly preheated in the first heating chamber under an oxidizing atmosphere, it is necessary to pay attention to the generation of oxide scale in the first heating chamber. The temperature at which oxide scale is generated varies depending on the type of steel, but is about 300 to 550 ° C. For this reason, the first heating chamber is heated to 300 to 550 ° C. as the indoor atmosphere, and it is desirable to set the preheating temperature within this range according to the type of steel. For example, in the case of carbon steel, the temperature is desirably set to 500 to 550 ° C.

また本発明では、前記出口側パージ室に隣接する急速冷却室を更に備えておくことができる。このようにすれば、被熱物の加熱に要する時間の短縮化に加えて、更に冷却に要する時間の短縮化を図ることができる。   In the present invention, a rapid cooling chamber adjacent to the outlet-side purge chamber may be further provided. In this manner, the time required for heating the object to be heated can be reduced, and the time required for cooling can be further reduced.

本発明の一実施形態の連続式雰囲気熱処理炉を示した図である。It is a figure showing the continuous type atmosphere heat treatment furnace of one embodiment of the present invention. 図1の急速予熱室、入口側パージ室および急速加熱室をその周辺部とともに拡大して示した図である。It is the figure which expanded and showed the rapid preheating chamber of FIG. 1, the inlet side purge chamber, and the rapid heating chamber with its peripheral part. 図1の急速予熱室の断面図である。It is sectional drawing of the rapid preheating chamber of FIG. 図1の急速加熱室の断面図である。It is sectional drawing of the rapid heating chamber of FIG. 図1の出口側パージ室および急速冷却室をその周辺部とともに拡大して示した図である。FIG. 2 is an enlarged view showing an outlet side purge chamber and a rapid cooling chamber of FIG. 1 together with peripheral portions thereof. 図1の急速冷却室の断面図である。It is sectional drawing of the rapid cooling chamber of FIG.

次に本発明の一実施形態の連続式雰囲気熱処理炉を図面に基づいて詳しく説明する。
図1において、Wは線材をコイル状に巻回した被熱物としての線材コイル、10は線材コイルWを焼鈍処理する連続式雰囲気熱処理炉である。
連続式雰囲気熱処理炉10は、図中左端の装入テーブル12と、図中右端の搬出テーブル14との間に、第1加熱室としての急速予熱室16、入口側パージ室18、第2加熱室としての急速加熱室20、熱処理室22、出口側パージ室24、急速冷却室26が配置されている。
Next, a continuous atmosphere heat treatment furnace according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In FIG. 1, W is a wire coil as a material to be heated in which the wire is wound in a coil shape, and 10 is a continuous atmosphere heat treatment furnace for annealing the wire coil W.
The continuous atmosphere heat treatment furnace 10 includes a rapid preheating chamber 16 as a first heating chamber, an inlet-side purge chamber 18, and a second heating chamber between a charging table 12 at the left end in the drawing and a discharge table 14 at the right end in the drawing. A rapid heating chamber 20, a heat treatment chamber 22, an outlet side purge chamber 24, and a rapid cooling chamber 26 as chambers are arranged.

連続式雰囲気熱処理炉10を構成する各室には、それぞれ独立駆動する搬送手段としてのローラ群31,32、33,34,35,36が配設され、線材コイルWはトレイ38(図2参照)上に載置された状態で、ローラ群31〜36によって順次図中右方向に搬送され連続的に焼鈍処理が行われる。   Rollers 31, 32, 33, 34, 35, and 36 are provided in each of the chambers constituting the continuous atmosphere heat treatment furnace 10 as transport means that are independently driven, and the wire coil W is placed in a tray 38 (see FIG. 2). 3) While the sheet is placed on the upper side, the rollers are sequentially conveyed rightward in the drawing by the roller groups 31 to 36, and the annealing process is continuously performed.

搬送方向に長く延びた熱処理室22は、還元性雰囲気中で線材コイルWの熱処理(焼鈍)を行うものである。熱処理室22は、前側(搬送方向上流側)の開口22aが仕切扉44によって閉塞可能とされている。仕切扉44はワイヤーを介してプーリ46aに懸吊され、プーリ46aの回転により昇降する。仕切扉44が閉じることで、熱処理室22は隣接する急速加熱室20と区画される。   The heat treatment chamber 22 extended in the transport direction performs heat treatment (annealing) of the wire coil W in a reducing atmosphere. In the heat treatment chamber 22, an opening 22 a on the front side (upstream side in the transport direction) can be closed by a partition door 44. The partition door 44 is suspended by a pulley 46a via a wire, and moves up and down by rotation of the pulley 46a. When the partition door 44 is closed, the heat treatment chamber 22 is partitioned from the adjacent rapid heating chamber 20.

また、熱処理室22の後側(搬送方向下流側)の開口22bは、断熱扉45により閉塞可能とされている。断熱扉45はワイヤーを介してプーリ46bに懸吊され、プーリ46bの回転により昇降する。   An opening 22 b on the rear side (downstream side in the transport direction) of the heat treatment chamber 22 can be closed by a heat insulating door 45. The heat insulating door 45 is suspended by a pulley 46b via a wire, and moves up and down by the rotation of the pulley 46b.

43は、熱処理室22にRXガス(N:45.1%,CO:19.6%、CO:0.4%、H:34.6%、CH:0.3%)などの還元性ガスを供給するガス供給配管で、熱処理室22の長手方向略中央の位置で、還元性ガスを室内に供給する。供給された還元性ガスは,熱処理室22内の圧力差に基づいて図中左向き(すなわち熱処理室22の前側)に向かうガス流れと、図中右向き(すなわち熱処理室22の後側)に向かうガス流れとを生ぜしめる。 43, RX gas into the heat treatment chamber 22 (N 2: 45.1%, CO: 19.6%, CO 2: 0.4%, H 2: 34.6%, CH 4: 0.3%) , etc. The reducing gas is supplied into the heat treatment chamber 22 at a substantially central position in the longitudinal direction by a gas supply pipe for supplying the reducing gas. The supplied reducing gas flows toward the left in the drawing (that is, the front side of the heat treatment chamber 22) and the gas flowing toward the right (that is, the rear side of the heat treatment chamber 22) in the drawing based on the pressure difference in the heat treatment chamber 22. Create a flow.

熱処理室22には、加熱手段としてのラジアントチューブバーナ40および天井ファン42が搬送方向に沿って複数設けられている。熱処理室22内は、搬送方向に沿っておおよそ昇温、均熱、徐冷の各ゾーンに区画され、各ゾーンでは所定の温度設定となるようラジアントチューブバーナ40の出力が制御されている。   A plurality of radiant tube burners 40 and ceiling fans 42 as heating means are provided in the heat treatment chamber 22 along the transport direction. The inside of the heat treatment chamber 22 is divided into zones for temperature rise, soaking, and slow cooling along the transport direction, and the output of the radiant tube burner 40 is controlled so that a predetermined temperature is set in each zone.

図2は、熱処理室22の上流側に設けられた急速予熱室16、入口側パージ室18、急速加熱室20を拡大して示した図である。   FIG. 2 is an enlarged view of the rapid preheating chamber 16, the inlet side purge chamber 18, and the rapid heating chamber 20 provided upstream of the heat treatment chamber 22.

装入テーブル12に隣接する急速予熱室16は、略室温の線材コイルWを酸化性雰囲気下で、酸化スケールおよび煤の発生を抑制しつつ所定の予熱温度にまで急速予熱するためのものである。
急速予熱室16には、前後の開口50a,50bをそれぞれ閉塞し得る断熱扉51a,51bが設けられている。これら断熱扉51a,51bは、ワイヤーを介してそれぞれプーリ52a,52bに懸吊され、プーリ52a,52bの回転により昇降する。
The rapid preheating chamber 16 adjacent to the charging table 12 is for rapidly preheating the wire coil W at approximately room temperature to a predetermined preheating temperature while suppressing generation of oxidized scale and soot under an oxidizing atmosphere. .
The rapid preheating chamber 16 is provided with heat insulating doors 51a and 51b that can close the front and rear openings 50a and 50b, respectively. These heat insulating doors 51a and 51b are suspended by pulleys 52a and 52b via wires, respectively, and are moved up and down by rotation of the pulleys 52a and 52b.

図3は、線材コイルWの搬送方向と直交する方向での急速予熱室16の断面図で、室内に線材コイルWが装入された状態を示している。
同図において、54は線材コイルWの上端近傍に配置される第1蓋部、57は予熱室内のガスを加熱する第1加熱手段としての直火バーナ、58は線材コイルWへガスを吹き込む第1ガス送風装置である。59は側壁上部に形成されたガス排出用の配管である。この急速予熱室16では、酸化性ガスとしての大気をバーナ57にて加熱する。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the rapid preheating chamber 16 in a direction orthogonal to the transport direction of the wire coil W, and shows a state where the wire coil W is loaded in the room.
In the same drawing, reference numeral 54 denotes a first lid portion arranged near the upper end of the wire coil W, 57 denotes a direct fire burner as first heating means for heating gas in the preheating chamber, and 58 denotes a first gas blown into the wire coil W. One gas blower. Reference numeral 59 denotes a gas discharge pipe formed at the upper part of the side wall. In the rapid preheating chamber 16, the atmosphere as the oxidizing gas is heated by the burner 57.

第1蓋部54は、急速予熱室16の上壁を上下方向に貫通する軸体55の先端に取付られ、線材コイルWの上端を閉塞するように、線材コイルWに被せられている。第1蓋部54は軸体55を介して昇降装置56(図2参照)に連結され、上下方向に昇降可能とされている。このため本例では、線材コイルWの上端と第1蓋部54との隙間sを適宜調整することが可能である。   The first lid 54 is attached to the tip of a shaft 55 that vertically penetrates the upper wall of the rapid preheating chamber 16, and is covered by the wire coil W so as to close the upper end of the wire coil W. The first lid portion 54 is connected to an elevating device 56 (see FIG. 2) via a shaft 55, and can be moved up and down. For this reason, in the present example, the gap s between the upper end of the wire coil W and the first lid 54 can be appropriately adjusted.

第1ガス送風装置58は、ダクト60と、ダクト60内部に収容された送風ファン62と、送風ファン62を回転駆動させる駆動モータ63を備えている。ダクト60は同図で示すように折れ曲がり形状をなし、その一端部には線材コイルWの直下において上向きに開口したガス吹出口60aが形成されている。一方、ダクト60の他端部には下向きのガス吸込口60bが形成されている。送風ファン62は、このガス吸込口60bの直上位置に配置されている。   The first gas blower 58 includes a duct 60, a blower fan 62 housed inside the duct 60, and a drive motor 63 for driving the blower fan 62 to rotate. As shown in the figure, the duct 60 has a bent shape, and has a gas outlet 60a that opens upward immediately below the wire coil W at one end thereof. On the other hand, a downward gas inlet 60 b is formed at the other end of the duct 60. The blower fan 62 is disposed immediately above the gas suction port 60b.

第1ガス送風装置58では、送風ファン62を回転させることで、ガス吸込口60bを通じてダクト60内に吸引したガスを、ダクト60のガス吹出口60aから上向きに吹き出す。ここで、ガス吹出口60aの直上に位置するトレイ38の中央には、板厚方向に貫通する貫通穴38aが形成されており、上向きのガスは、貫通穴38aを通過した後に線材コイルWの内径穴Waに送られる。   In the first gas blower 58, the gas sucked into the duct 60 through the gas inlet 60 b is blown upward from the gas outlet 60 a of the duct 60 by rotating the blower fan 62. Here, a through hole 38a penetrating in the plate thickness direction is formed in the center of the tray 38 located immediately above the gas outlet 60a, and the upward gas passes through the wire coil W after passing through the through hole 38a. It is sent to the inner diameter hole Wa.

このとき、線材コイルWの上端近傍には、線材コイルWを被うように第1蓋部54が配置されているため、線材コイルWの内径穴Wa内に吹き込まれたガスは、内径穴Wa上端部からの流出が阻止され、線材コイルWを構成する線材の隙間を通って、矢印で示すように内径側から外径側に流通することとなる。このようなガス流れを実現させることで、線材コイルWの内外および上下間の温度差を最小に保ちながら、線材コイルWは短時間で所定の予熱温度にまで加熱される。   At this time, since the first lid portion 54 is arranged near the upper end of the wire coil W so as to cover the wire coil W, the gas blown into the inner diameter hole Wa of the wire coil W is reduced to the inner diameter Wa. Outflow from the upper end portion is prevented, and flows from the inner diameter side to the outer diameter side as shown by the arrow through the gap between the wires constituting the wire coil W. By realizing such a gas flow, the wire coil W is heated to a predetermined preheating temperature in a short time while keeping the temperature difference between the inside and outside and the top and bottom of the wire coil W at a minimum.

なお、64はダクト60内を流通するガスの温度を検出する温度センサである。本例では、温度センサ64と接続された制御部(図示省略)により、温度センサ64で検出されたガスの温度が、予め設定された目標雰囲気温度と一致するように、バーナ57の燃焼が適宜調整される。   A temperature sensor 64 detects the temperature of the gas flowing through the duct 60. In this example, the control unit (not shown) connected to the temperature sensor 64 appropriately controls the combustion of the burner 57 so that the temperature of the gas detected by the temperature sensor 64 matches the preset target ambient temperature. Adjusted.

次の入口側パージ室18は、後述する還元性雰囲気の急速加熱室20内に大気が侵入するのを防止するためのものである。入口側パージ室18は、図2に示すように前後の開口66a,66bを閉塞し得る気密扉67a,67bが設けられている。気密扉67a,67bは、それぞれワイヤーを介してプーリ68a,68bに懸吊され、プーリ68a,68bの回転により昇降する。
この入口側パージ室18には、真空ポンプ71に接続された脱気用の配管70および
図示を省略したN2供給装置に接続されたN2ガス供給用の配管73がそれぞれ接続されている。
The next inlet-side purge chamber 18 is for preventing atmospheric air from entering a rapid heating chamber 20 of a reducing atmosphere described later. As shown in FIG. 2, the inlet side purge chamber 18 is provided with airtight doors 67a and 67b that can close the front and rear openings 66a and 66b. The airtight doors 67a and 67b are suspended by pulleys 68a and 68b via wires, respectively, and are moved up and down by rotation of the pulleys 68a and 68b.
A pipe 70 for deaeration connected to a vacuum pump 71 and a pipe 73 for supplying N 2 gas connected to an N 2 supply device (not shown) are connected to the inlet side purge chamber 18.

次の急速加熱室20は、急速予熱室16にて所定の温度にまで予熱された線材コイルWを、還元性雰囲気下で酸化スケールおよび煤の発生を抑制しつつ、更に所定の目標温度にまで急速加熱するためのものである。
急速加熱室20は、図2に示すように入口側パージ室18と対向する前側の開口74aを閉塞し得る断熱扉75aが設けられている。この断熱扉75aは、ワイヤーを介してプーリ76aに懸吊され、プーリ76aの回転により昇降する。
なお、入口側パージ室18と急速加熱室20との間には、外部と気密に遮断された区画室77が形成されており、入口側パージ室18の後側開口66b、急速加熱室20の前側開口74aが開いた際、外気が室内へ進入するのを防止している。プーリ68bおよび気密扉67b、プーリ76aおよび断熱扉75aは、この区画室77中に収容されている。
一方、急速加熱室20の後側の開口74bは、前述の仕切扉44により閉塞可能とされている。
The next rapid heating chamber 20 controls the wire coil W preheated to a predetermined temperature in the rapid preheating chamber 16 to a predetermined target temperature while suppressing the generation of oxidized scale and soot in a reducing atmosphere. For rapid heating.
As shown in FIG. 2, the rapid heating chamber 20 is provided with a heat insulating door 75 a capable of closing a front opening 74 a facing the inlet-side purge chamber 18. The heat-insulating door 75a is suspended by a pulley 76a via a wire, and moves up and down by rotation of the pulley 76a.
A compartment 77 is formed between the inlet-side purge chamber 18 and the rapid heating chamber 20 so as to be airtightly shut off from the outside. When the front opening 74a is opened, outside air is prevented from entering the room. The pulley 68b and the airtight door 67b, the pulley 76a and the heat insulating door 75a are housed in the compartment 77.
On the other hand, the opening 74b on the rear side of the rapid heating chamber 20 can be closed by the partition door 44 described above.

図2に示すように急速加熱室20は、供給管79により熱処理室22と接続されおり、供給管79上に設けられた開閉弁を開くことで、熱処理室22内の還元性ガスが急速加熱室20内に供給可能とされている。   As shown in FIG. 2, the rapid heating chamber 20 is connected to the heat treatment chamber 22 by a supply pipe 79, and by opening an on-off valve provided on the supply pipe 79, the reducing gas in the heat treatment chamber 22 is rapidly heated. It can be supplied into the chamber 20.

図4は、線材コイルWの搬送方向と直交する方向での急速加熱室20の断面図で、室内に線材コイルWが装入された状態を示している。
同図において、84は線材コイルWの上端近傍に配置される第2蓋部、87は加熱室内のガスを加熱する第2加熱手段としてのラジアントチューブバーナ、88は線材コイルWにガスを吹き込む第2ガス循環装置である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the rapid heating chamber 20 in a direction orthogonal to the transport direction of the wire coil W, and shows a state where the wire coil W is inserted in the room.
In the same drawing, reference numeral 84 denotes a second lid portion arranged near the upper end of the wire coil W, 87 denotes a radiant tube burner as a second heating means for heating gas in the heating chamber, and 88 denotes a gas blown into the wire coil W. It is a two-gas circulation device.

第2蓋部84は、急速加熱室20の上壁を上下方向に貫通する軸体85の先端に取付られ、線材コイルWの上端を閉塞するように、線材コイルWに被せられている。第2蓋部84は軸体85を介してプーリ86(図2参照)に連結されて、上下方向に昇降可能とされている。このため本例では、線材コイルWの上端と第2蓋部84との隙間sを適宜調整することが可能である。   The second lid portion 84 is attached to the tip of a shaft 85 that penetrates the upper wall of the rapid heating chamber 20 in the vertical direction, and covers the wire coil W so as to close the upper end of the wire coil W. The second lid portion 84 is connected to a pulley 86 (see FIG. 2) via a shaft body 85, and can be moved up and down. For this reason, in this example, the gap s between the upper end of the wire coil W and the second lid 84 can be appropriately adjusted.

第2ガス循環装置88は、ダクト90と、ダクト90内部に収容された循環ファン92と、循環ファン92を回転駆動させる駆動モータ93を備えている。ダクト90は同図で示すように折れ曲がり形状をなし、その一端部には線材コイルWの直下において上向きに開口したガス吹出口90aが形成されている。一方、ダクト90の他端部には下向きのガス吸込口90bが形成されている。循環ファン92は、このガス吸込口90bの直上位置に配置されている。   The second gas circulation device 88 includes a duct 90, a circulation fan 92 housed inside the duct 90, and a drive motor 93 for driving the circulation fan 92 to rotate. The duct 90 has a bent shape as shown in the figure, and has a gas outlet 90a which is open upward just below the wire coil W at one end thereof. On the other hand, a downward gas inlet 90b is formed at the other end of the duct 90. The circulation fan 92 is disposed immediately above the gas suction port 90b.

このように第2蓋部84および第2ガス循環装置88の構成は、前述の第1蓋部54および第1ガス送風装置58と基本的に同じであり、本例の急速加熱室20によれば、ラジアントチューブバーナ87で加熱された還元性ガスが、線材コイルWを構成する線材の隙間を通って、矢印で示すように内径側から外径側に流通することとなり、線材コイルWの内外および上下間の温度差を最小に保ちながら、線材コイルWは短時間で所定の加熱温度にまで加熱される。   As described above, the configurations of the second lid portion 84 and the second gas circulating device 88 are basically the same as those of the first lid portion 54 and the first gas blower 58 described above, and the configuration of the rapid heating chamber 20 of the present example is used. For example, the reducing gas heated by the radiant tube burner 87 flows from the inner diameter side to the outer diameter side as shown by the arrow through the gap between the wires constituting the wire coil W, and the inside and outside of the wire coil W The wire coil W is heated to the predetermined heating temperature in a short time while keeping the temperature difference between the upper and lower sides to a minimum.

なお、94はダクト90内を流通するガスの温度を検出する温度センサである。本例では、温度センサ94と接続された制御部(図示省略)により、温度センサ94で検出されたガスの温度が、予め設定された目標雰囲気温度と一致するように、ラジアントチューブバーナ87の燃焼が適宜調整される。   A temperature sensor 94 detects the temperature of the gas flowing through the duct 90. In this example, the control unit (not shown) connected to the temperature sensor 94 controls the combustion of the radiant tube burner 87 so that the temperature of the gas detected by the temperature sensor 94 matches the preset target ambient temperature. Is appropriately adjusted.

図5は、熱処理室22の下流側に設けられた出口側パージ室24および急速冷却室26を拡大して示した図である。
出口側パージ室24は、還元性雰囲気の熱処理室22内に大気が侵入するのを防止するためのものである。出口側パージ室24は、図5に示すように前後の開口96a,96bを閉塞し得る気密扉97a,97bが設けられている。気密扉97a,97bは、それぞれワイヤーを介してプーリ98a,98bに懸吊され、プーリ98a,98bの回転により昇降する。
この出口側パージ室24には、真空ポンプ99に接続された脱気用の配管100および
図示を省略したN2供給装置に接続されたN2ガス供給用の配管101がそれぞれ接続されている。
FIG. 5 is an enlarged view of the outlet purge chamber 24 and the rapid cooling chamber 26 provided on the downstream side of the heat treatment chamber 22.
The outlet side purge chamber 24 is for preventing air from entering the heat treatment chamber 22 in a reducing atmosphere. The outlet side purge chamber 24 is provided with airtight doors 97a and 97b which can close the front and rear openings 96a and 96b as shown in FIG. The hermetic doors 97a and 97b are suspended by pulleys 98a and 98b via wires, respectively, and move up and down by rotation of the pulleys 98a and 98b.
The outlet side purge chamber 24 is connected to a deaeration pipe 100 connected to a vacuum pump 99 and a N 2 gas supply pipe 101 connected to an N 2 supply device (not shown).

なお、熱処理室22と出口側パージ室24との間には、外部と気密に遮断された区画室102が形成されており、熱処理室22の後側開口22b、出口側パージ室24の前側開口96aが開いた際、外気が室内へ進入するのを防止している。   A compartment 102 is formed between the heat treatment chamber 22 and the outlet-side purge chamber 24 so as to be airtightly shut off from the outside, and has a rear opening 22 b of the heat treatment chamber 22 and a front opening of the outlet-side purge chamber 24. When 96a is opened, outside air is prevented from entering the room.

次の急速冷却室26は、線材コイルWを、大気下で急速冷却するためのものである。急速冷却室26には、前後の開口105a,105bを閉塞し得る開閉扉106a,106bが設けられている。これら開閉扉106a,106bは、ワイヤーを介してそれぞれプーリ107a,107bに懸吊され、プーリ107a,107bの回転により昇降する。   The next quick cooling chamber 26 is for rapidly cooling the wire coil W under the atmosphere. The rapid cooling chamber 26 is provided with opening and closing doors 106a and 106b that can close the front and rear openings 105a and 105b. These doors 106a and 106b are suspended by pulleys 107a and 107b via wires, respectively, and move up and down by rotation of the pulleys 107a and 107b.

図6は、線材コイルWの搬送方向と直交する方向での急速冷却室26の断面図で、室内に線材コイルWが装入された状態を示している。同図において、110は線材コイルWの上端近傍に配置される第3蓋部、114は線材コイルWの内径穴Waへ冷風(大気)を吹き込むブロア装置である。115は側壁上部に形成されたガス排出用の配管である。   FIG. 6 is a cross-sectional view of the rapid cooling chamber 26 in a direction orthogonal to the transport direction of the wire coil W, and shows a state where the wire coil W is loaded in the room. In the drawing, reference numeral 110 denotes a third lid portion arranged near the upper end of the wire coil W, and 114 denotes a blower device for blowing cool air (atmosphere) into the inner diameter hole Wa of the wire coil W. Reference numeral 115 denotes a gas discharge pipe formed at an upper portion of the side wall.

この急速冷却室26の構成は、前述の急速予熱室16、急速加熱室20と基本的に同じである。第3蓋部110は、急速冷却室26の上壁を上下方向に貫通する軸体111の先端に取付られ、線材コイルWの上端を閉塞するように、線材コイルWに被せられている。
またブロア装置114のガス吹出口114aは、線材コイルWの直下に配置されている。
The configuration of the rapid cooling chamber 26 is basically the same as the rapid preheating chamber 16 and the rapid heating chamber 20 described above. The third lid portion 110 is attached to the tip of a shaft 111 that penetrates the upper wall of the rapid cooling chamber 26 in the vertical direction, and covers the wire coil W so as to close the upper end of the wire coil W.
The gas outlet 114a of the blower device 114 is disposed immediately below the wire coil W.

このように構成された本例の急速冷却室26では、加熱されていない大気が冷却用ガスとして、ガス吸込口114bから取り込まれ、線材コイルWの内径穴Waへと送り込まれる。この冷却用ガスが、線材コイルWを構成する線材の隙間を通って、矢印で示すように内径側から外径側に流通することで線材コイルWが急冷される。なお、冷却に用いられたガスは、ガス排出用の配管115を通じて室外に排出される。   In the thus configured rapid cooling chamber 26 of the present embodiment, unheated air is taken in from the gas inlet port 114b as a cooling gas, and is sent into the inner diameter hole Wa of the wire coil W. This cooling gas flows from the inner diameter side to the outer diameter side as shown by the arrow through the gap between the wires constituting the wire coil W, whereby the wire coil W is rapidly cooled. The gas used for cooling is discharged outside the room through a gas discharge pipe 115.

次に、線材コイルWが装入された際の連続式雰囲気熱処理炉10の各部の動作について説明する。線材コイルWが装入されると、まず急速予熱室16において、酸化性雰囲気下で酸化スケールおよび煤の発生を抑制しつつ、その雰囲気温度に応じて線材コイルWを(例えば500℃)にまで急速予熱する。   Next, the operation of each part of the continuous atmosphere heat treatment furnace 10 when the wire coil W is inserted will be described. When the wire coil W is inserted, first, in the rapid preheating chamber 16, while suppressing generation of oxidized scale and soot under an oxidizing atmosphere, the wire coil W is raised to (for example, 500 ° C.) in accordance with the ambient temperature. Preheat quickly.

その後、急速予熱室16の断熱扉51bおよび入口側パージ室18の気密扉67aを開いて、ローラ群31,32を駆動させ、予熱された線材コイルWを入口側パージ室18内に移送する。気密扉67aを閉じた後、入口側パージ室18内の圧力を減圧手段70,71を用いて減圧し、室内の大気を室外に放出する。入口側パージ室18における真空引きが完了した後、入口側パージ室18内に配管73を通じてN2ガスが供給し、常圧まで復圧する。 Thereafter, the heat-insulating door 51b of the rapid preheating chamber 16 and the airtight door 67a of the inlet-side purge chamber 18 are opened to drive the roller groups 31 and 32 to transfer the preheated wire coil W into the inlet-side purge chamber 18. After closing the airtight door 67a, the pressure in the inlet side purge chamber 18 is reduced using the pressure reducing means 70 and 71, and the air in the room is discharged outside the room. After the evacuation of the inlet-side purge chamber 18 is completed, N 2 gas is supplied into the inlet-side purge chamber 18 through the pipe 73 and the pressure is restored to normal pressure.

その後、入口側パージ室18の出側の気密扉67bおよび急速加熱室20の入側の断熱扉75aを開いて、ローラ群32,33を駆動させ、線材コイルWを急速加熱室20内に移送し、気密扉67bおよび断熱扉75aを閉じる。急速加熱室20内は、供給管79による還元性ガスの供給により還元性雰囲気下とされており、酸化スケールおよび煤の発生を抑制しつつ、その雰囲気温度に応じて線材コイルWを(例えば700℃)にまで急速加熱する。   Thereafter, the airtight door 67b on the outlet side of the inlet side purge chamber 18 and the heat insulating door 75a on the inlet side of the rapid heating chamber 20 are opened, and the roller groups 32 and 33 are driven to transfer the wire coil W into the rapid heating chamber 20. Then, the airtight door 67b and the heat insulating door 75a are closed. The inside of the rapid heating chamber 20 is set in a reducing atmosphere by the supply of the reducing gas through the supply pipe 79, and while suppressing the generation of oxidized scale and soot, the wire coil W (for example, 700 (° C).

その後、急速加熱室20と熱処理室22との間に設けられた仕切扉44を開いて、ローラ群33,34を駆動させ、線材コイルWを熱処理室22に移送し、仕切扉44を閉じる。その後、線材コイルWは熱処理室22内を移動しながら焼鈍処理される。線材コイルWが熱処理室22の出口側に到ると、熱処理室22の断熱扉45および出口側パージ室24の気密扉97aを開いて、ローラ群34,35を駆動させ、線材コイルWを出口側パージ室24内に移送する。   Thereafter, the partition door 44 provided between the rapid heating chamber 20 and the heat treatment chamber 22 is opened, the roller groups 33 and 34 are driven, the wire coil W is transferred to the heat treatment chamber 22, and the partition door 44 is closed. Thereafter, the wire coil W is annealed while moving in the heat treatment chamber 22. When the wire coil W reaches the outlet side of the heat treatment chamber 22, the heat insulating door 45 of the heat treatment chamber 22 and the airtight door 97a of the outlet side purge chamber 24 are opened to drive the roller groups 34 and 35, and the wire coil W exits. It is transferred into the side purge chamber 24.

気密扉97aを閉じた後、出口側パージ室24内の圧力を減圧手段99,100によって減圧し、室内の還元性ガスを室外に放出する。出口側パージ室24における真空引きが完了した後、出口側パージ室24内にN2を供給して、常圧にまで復圧する。 After closing the airtight door 97a, the pressure in the outlet side purge chamber 24 is reduced by the pressure reducing means 99 and 100, and the reducing gas in the room is discharged outside the room. After the evacuation in the outlet-side purge chamber 24 is completed, N 2 is supplied into the outlet-side purge chamber 24 to return to normal pressure.

その後、出口側パージ室24の出側の気密扉97bおよび急速冷却室26の入側の開閉扉106aを開いて、ローラ群35,36を駆動させ、線材コイルWを急速冷却室26内に移送し、気密扉97bおよび開閉扉106aを閉じる。急速冷却室26内では、加熱されていない大気を冷却用ガスとして用いて線材コイルWが急冷する。そして冷却後、開閉扉106bを開いて線材コイルWを搬出テーブル14に移送すれば、線材コイルWの熱処理に関する一連の動作が完了する。   Thereafter, the airtight door 97b on the outlet side of the outlet side purge chamber 24 and the opening / closing door 106a on the inlet side of the rapid cooling chamber 26 are opened, and the roller groups 35 and 36 are driven to transfer the wire coil W into the rapid cooling chamber 26. Then, the airtight door 97b and the open / close door 106a are closed. In the rapid cooling chamber 26, the wire coil W is rapidly cooled using unheated air as a cooling gas. After the cooling, the opening and closing door 106b is opened and the wire coil W is transferred to the carry-out table 14, whereby a series of operations relating to the heat treatment of the wire coil W is completed.

以上のように本実施形態の連続式雰囲気熱処理炉10は、(酸化スケールが発生しにくい)低温域での加熱に適した酸化性雰囲気の急速予熱室16と、(煤が発生しにくい)高温域での加熱に適した還元性雰囲気の急速加熱室20と、を同時に設けたものである。本実施形態では、常温から目的とする温度に到るまでの途中段階で、ローラ群を用いて線材コイルWを急速予熱室16から急速加熱室20に移動させることで、酸化性雰囲気における酸化スケールの発生と還元性雰囲気における煤の発生の両方を良好に抑制することができる。また、本実施形態の連続式雰囲気熱処理炉10では、加熱温度域に応じて炉内(室内)のガスを入れ替える必要はなく、短時間で目的とする温度にまで線材コイルWを昇温することができる。   As described above, the continuous atmosphere heat treatment furnace 10 of the present embodiment includes the rapid preheating chamber 16 of an oxidizing atmosphere suitable for heating in a low temperature region (where oxidation scale is not easily generated) and a high temperature (where soot is not easily generated). And a rapid heating chamber 20 in a reducing atmosphere suitable for heating in the region. In the present embodiment, by moving the wire coil W from the rapid preheating chamber 16 to the rapid heating chamber 20 using a group of rollers at an intermediate stage from the room temperature to the target temperature, the oxidation scale in the oxidizing atmosphere is reduced. Both generation of soot and generation of soot in a reducing atmosphere can be satisfactorily suppressed. Further, in the continuous atmosphere heat treatment furnace 10 of the present embodiment, it is not necessary to exchange the gas inside the furnace (in the room) according to the heating temperature range, and the temperature of the wire coil W can be raised to the target temperature in a short time. Can be.

本実施形態では、急速予熱室16が、線材コイルWの上端近傍に配置される第1蓋部54と、室内のガスを加熱する直火バーナ57と、ガスを線材コイルWの内径穴Waへ下方から吹き込む第1ガス送風装置58と、を備えている。
また同様に、急速加熱室20が、線材コイルWの上端近傍に配置される第2蓋部84と、室内のガスを加熱するラジアントチューブバーナ87と、ガスを線材コイルWの内径穴Waへ下方から吹き込む第2ガス循環装置88と、を備えている。
このように急速予熱室16および急速加熱室20を構成することで、線材コイルWの内外および上下間の温度差が最小に保ちながら、線材コイルWを短時間で所定の温度にまで加熱することができる。
In the present embodiment, the rapid preheating chamber 16 includes a first lid portion 54 disposed near the upper end of the wire coil W, a direct-fire burner 57 for heating gas in the room, and gas to the inner diameter hole Wa of the wire coil W. A first gas blower 58 that blows in from below.
Similarly, the rapid heating chamber 20 includes a second lid portion 84 disposed near the upper end of the wire coil W, a radiant tube burner 87 for heating gas in the room, and a gas flowing downward to the inner diameter hole Wa of the wire coil W. And a second gas circulating device 88 that blows in from the air.
By configuring the rapid preheating chamber 16 and the rapid heating chamber 20 in this way, it is possible to heat the wire coil W to a predetermined temperature in a short time while keeping the temperature difference between the inside and outside and the top and bottom of the wire coil W at a minimum. Can be.

また、本実施形態の連続式雰囲気熱処理炉10では、出口側パージ室24に隣接する急速冷却室26を備えているため、線材コイルWの冷却に要する時間の短縮化を図ることができる。   Further, in the continuous atmosphere heat treatment furnace 10 of the present embodiment, since the rapid cooling chamber 26 adjacent to the outlet side purge chamber 24 is provided, the time required for cooling the wire coil W can be reduced.

以上本発明の実施形態を詳述したがこれらはあくまでも一例示である。例えば急速予熱室16内の雰囲気温度や急速加熱室20内の雰囲気温度は、煤や酸化スケールの発生を抑制できる範囲で適宜変更可能である。また加熱に使用する酸化性ガスおよび還元性ガスの組成についても適宜変更可能である等、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲において様々変更を加えた形態で実施可能である。   The embodiments of the present invention have been described above in detail, but these are merely examples. For example, the atmosphere temperature in the rapid preheating chamber 16 and the atmosphere temperature in the rapid heating chamber 20 can be appropriately changed within a range in which the generation of soot and oxide scale can be suppressed. In addition, the present invention can be implemented in variously modified forms without departing from the spirit thereof, for example, the compositions of the oxidizing gas and the reducing gas used for heating can be appropriately changed.

10 連続式雰囲気熱処理炉
16 急速予熱室(第1加熱室)
18 入口側パージ室
20 急速加熱室(第2加熱室)
22 熱処理室
24 出口側パージ室
26 急速冷却室
31,32,33,34,35,36 ローラ群(搬送手段)
54 第1蓋部
57 直火バーナ(第1加熱手段)
58 第1ガス送風装置
84 第2蓋部
87 ラジアントチューブバーナ(第2加熱手段)
88 第2ガス循環装置
W 線材コイル(被熱物)
Wa 内径穴
10 Continuous atmosphere heat treatment furnace 16 Rapid preheating chamber (first heating chamber)
18 Inlet side purge chamber 20 Rapid heating chamber (second heating chamber)
Reference Signs List 22 Heat treatment chamber 24 Outlet side purge chamber 26 Rapid cooling chamber 31, 32, 33, 34, 35, 36 Roller group (transporting means)
54 First lid 57 Direct fire burner (first heating means)
58 first gas blower 84 second lid 87 radiant tube burner (second heating means)
88 Second gas circulation device W Wire coil (heated material)
Wa inner diameter hole

Claims (5)

被熱物を熱処理する連続式雰囲気熱処理炉であって、
前記被熱物を搬送する搬送手段と、
酸化性雰囲気で前記被熱物の急速予熱を行なう第1加熱室と、
該第1加熱室に隣接し、室内の真空パージが行なわれる入口側パージ室と、
該入口側パージ室に隣接し、還元性雰囲気で前記被熱物の急速加熱を行う第2加熱室と、
該第2加熱室に隣接し、還元性雰囲気で前記被熱物の熱処理を行う熱処理室と、
該熱処理室に隣接し、室内の真空パージが行なわれる出口側パージ室と、を備えていることを特徴とする連続式雰囲気熱処理炉。
A continuous atmosphere heat treatment furnace for heat treating an object to be heated,
Conveying means for conveying the object to be heated,
A first heating chamber for rapidly preheating the object to be heated in an oxidizing atmosphere;
An inlet-side purge chamber which is adjacent to the first heating chamber and in which vacuum purging of the chamber is performed;
A second heating chamber adjacent to the inlet-side purge chamber and performing rapid heating of the object to be heated in a reducing atmosphere;
A heat treatment chamber adjacent to the second heating chamber, the heat treatment chamber performing heat treatment of the object to be heated in a reducing atmosphere;
A continuous atmosphere heat treatment furnace, comprising: an outlet side purge chamber adjacent to the heat treatment chamber, where the inside of the chamber is subjected to vacuum purging.
前記被熱物が線材コイルであって、
前記第1加熱室は、前記線材コイルの上端近傍に配置される第1蓋部と、室内のガスを加熱する第1加熱手段と、該ガスを前記線材コイルの内径穴へ下方から吹き込む第1ガス送風装置と、を備えていることを特徴とする請求項1に記載の連続式雰囲気熱処理炉。
The heat target is a wire coil,
The first heating chamber has a first lid disposed near an upper end of the wire coil, first heating means for heating gas in the room, and a first blower that blows the gas into an inner diameter hole of the wire coil from below. The continuous atmosphere heat treatment furnace according to claim 1, further comprising a gas blower.
前記被熱物が線材コイルであって、
前記第2加熱室は、前記線材コイルの上端近傍に配置される第2蓋部と、室内のガスを加熱する第2加熱手段と、該ガスを前記線材コイルの内径穴へ下方から吹き込む第2ガス循環装置と、を備えていることを特徴とする請求項1,2の何れかに記載の連続式雰囲気熱処理炉。
The heat target is a wire coil,
The second heating chamber has a second lid disposed near the upper end of the wire coil, a second heating means for heating gas in the room, and a second blower that blows the gas into an inner diameter hole of the wire coil from below. The continuous atmosphere heat treatment furnace according to claim 1, further comprising a gas circulation device.
前記第1加熱室は、室内の雰囲気が300〜550℃に加熱されるものであることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の連続式雰囲気熱処理炉。   The continuous atmosphere heat treatment furnace according to any one of claims 1 to 3, wherein the first heating chamber heats the atmosphere in the room to 300 to 550 ° C. 前記出口側パージ室に隣接する急速冷却室を更に備えていることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の連続式雰囲気熱処理炉。   The continuous atmosphere heat treatment furnace according to any one of claims 1 to 4, further comprising a rapid cooling chamber adjacent to the outlet-side purge chamber.
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