JP2023172682A - Heat treatment facility - Google Patents

Heat treatment facility Download PDF

Info

Publication number
JP2023172682A
JP2023172682A JP2022084653A JP2022084653A JP2023172682A JP 2023172682 A JP2023172682 A JP 2023172682A JP 2022084653 A JP2022084653 A JP 2022084653A JP 2022084653 A JP2022084653 A JP 2022084653A JP 2023172682 A JP2023172682 A JP 2023172682A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chamber
cooling
heat treatment
workpiece
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022084653A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
康一郎 浅井
Koichiro Asai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daido Steel Co Ltd filed Critical Daido Steel Co Ltd
Priority to JP2022084653A priority Critical patent/JP2023172682A/en
Publication of JP2023172682A publication Critical patent/JP2023172682A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
  • Tunnel Furnaces (AREA)
  • Furnace Charging Or Discharging (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Abstract

To provide a heat treatment facility which is capable of cooling a treatment object in a conveyance unit which carries the conveyance of the treatment object between batch type heat treatment chambers and capable of adjusting a cooling speed at this time.SOLUTION: A heat treatment facility 1 comprises a first heat treatment chamber 12 and a second heat treatment chamber 13 of a batch type arranged along a rail 10 and a conveyance unit 20 of conveying a treatment object W. The conveyance unit 20 comprises a cooling chamber 56 of cooling the treatment object W, and the cooling chamber 56 comprises a treatment chamber 82 which is formed so as to be partitioned by a heat insulation material in a furnace shell 76 and has a circulation fan 100 of circulating a cooling gas, a gas cooler 98 provided on a flow passage 79 of the cooling gas and a heater 120. The circulation fan 100 and the gas cooler 98 are provided at the lateral of the treatment chamber 82 and between the furnace shell 76 and the treatment chamber 82, and the heater 120 is provided at the upper part of the treatment chamber 82.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

この発明は被処理品に熱処理を行う熱処理設備に関する。 The present invention relates to heat treatment equipment for heat-treating objects to be treated.

従来より、鋼部品の材料においては、後工程での切削性を高める目的で恒温焼鈍が実施されている。恒温焼鈍では、鋼を一旦オーステナイト組織に変態させるための加熱工程と、その後目的の温度まで比較的短時間で冷却する中間冷却工程と、その後目的の温度で均熱する均熱工程が実施される。このような恒温焼鈍を実施するに際しては、加熱工程を担う1次炉、中間冷却工程を担う急冷室、均熱工程を担う2次炉の3室を備えた連続雰囲気炉を用い、処理に際して脱炭や酸化防止の為に還元性ガスを炉内に送気しながら処理を行うのが一般的であった(例えば下記特許文献1参照)。 BACKGROUND ART Conventionally, materials for steel parts have been subjected to isothermal annealing for the purpose of improving machinability in subsequent processes. Isothermal annealing involves a heating process to transform the steel into an austenite structure, an intermediate cooling process to cool the steel to the target temperature in a relatively short period of time, and a soaking process to soak the steel at the target temperature. . When carrying out such constant temperature annealing, a continuous atmosphere furnace is used, which is equipped with three chambers: a primary furnace for the heating process, a quenching chamber for the intermediate cooling process, and a secondary furnace for the soaking process. It has been common practice to carry out the treatment while supplying charcoal and a reducing gas into the furnace to prevent oxidation (for example, see Patent Document 1 below).

上記のような連続雰囲気炉を用いて焼鈍を行った場合、以下の点が課題とされていた。
(1)連続雰囲気炉停止後の再立上げに際して雰囲気が処理に適した状態になるのに時間を要してしまう。(2)その為、処理が無い場合にも炉内雰囲気を維持する為に、炉内温度と雰囲気を維持しておく必要がある。(3)よって、休日も保安要員の配置が必要となり、また炉内状態を維持するために余分なエネルギーを要してしまう。(4)連続炉であることから各処理品重量に応じたヒートパターン設定を行う事が出来ない。
When annealing is performed using a continuous atmosphere furnace as described above, the following points have been considered as problems.
(1) When the continuous atmosphere furnace is restarted after being shut down, it takes time for the atmosphere to become suitable for processing. (2) Therefore, it is necessary to maintain the temperature and atmosphere inside the furnace in order to maintain the atmosphere inside the furnace even when there is no treatment. (3) Therefore, it is necessary to deploy security personnel even on holidays, and additional energy is required to maintain the condition inside the reactor. (4) Since it is a continuous furnace, it is not possible to set a heat pattern according to the weight of each processed product.

特開平10-176217号公報Japanese Patent Application Publication No. 10-176217 特開2015-17790号公報Japanese Patent Application Publication No. 2015-17790

上記の問題を解決する手段として、本出願人の特許出願に係る上記特許文献2に示された熱処理設備を用いることが考えられる。上記特許文献2に示された熱処理設備では、バッチ式の複数の熱処理チャンバと、保温チャンバを備え被処理品を搬送する搬送ユニットと、を備えており、保温チャンバにおいては被処理品をガス冷却する機能を備えている。
しかしながら、前記保温チャンバを用いて被処理品に前記中間冷却処理に相当する冷却を行うと、必要以上に早く被処理品が冷やされてしまい、目的とする冷却勾配が得られず、処理後の組織が予定していたものとは異なるものに変化してしまう。
As a means to solve the above problem, it is possible to use the heat treatment equipment shown in the above-mentioned Patent Document 2 related to the patent application filed by the present applicant. The heat treatment equipment disclosed in Patent Document 2 is equipped with a plurality of batch-type heat treatment chambers and a transport unit that is equipped with a heat retention chamber and transports the workpieces. It has the function to
However, when the heat-retaining chamber is used to cool the workpiece corresponding to the intermediate cooling process, the workpiece is cooled down faster than necessary, and the desired cooling gradient cannot be obtained. The organization turns into something different than what it had planned.

本発明は以上のような事情を背景とし、バッチ式の熱処理チャンバ間での被処理品の搬送を担う搬送ユニット内で被処理品を冷却することが可能で、且つ、その際の冷却速度を調整することが可能な熱処理設備を提供することを目的とする。 The present invention is based on the above-mentioned circumstances, and is capable of cooling a processed item within a transfer unit responsible for transporting the processed item between batch-type heat treatment chambers, and at the same time reducing the cooling rate at that time. The purpose is to provide heat treatment equipment that can be adjusted.

而して本発明の熱処理設備は次のように規定される。即ち、
(A)搬送軌道に沿って配置されたバッチ式の第1熱処理チャンバおよび第2熱処理チャンバと、
(B)被処理品を収容し冷却ガスにより該被処理品を冷却する冷却チャンバと、前記第1熱処理チャンバ若しくは第2熱処理チャンバと前記冷却チャンバとの間で前記被処理品を受渡しする受渡しチャンバとを備えた搬送ユニットと、
を有し、前記第1熱処理チャンバから受け取った熱処理後の前記被処理品を、前記冷却チャンバで所定温度まで冷却するとともに、前記第2熱処理チャンバまで搬送し装入する熱処理設備であって、
前記冷却チャンバは、炉殻内にて断熱材により区画形成された処理室を備えるとともに、前記冷却ガスを循環させる循環ファンと、前記冷却ガスの流路上に設けられたガスクーラおよびヒータを有し、
前記循環ファンは、炉殻外、または、前記処理室の側方であって前記炉殻と前記処理室の間に設けられ、
前記ガスクーラは、炉殻外、または、前記炉殻と前記処理室の間に設けられ、
前記ヒータは、前記処理室内、前記処理室の上方、前記処理室の下方の何れかに設けられている。
The heat treatment equipment of the present invention is defined as follows. That is,
(A) a batch-type first heat treatment chamber and a second heat treatment chamber arranged along a conveyance track;
(B) a cooling chamber that accommodates a workpiece and cools the workpiece with a cooling gas, and a delivery chamber that delivers the workpiece between the first heat treatment chamber or the second heat treatment chamber and the cooling chamber; a transport unit comprising;
A heat treatment facility that cools the heat-treated workpiece received from the first heat treatment chamber to a predetermined temperature in the cooling chamber, and transports and charges the workpiece to the second heat treatment chamber,
The cooling chamber includes a processing chamber partitioned by a heat insulating material in the furnace shell, a circulation fan that circulates the cooling gas, and a gas cooler and a heater provided on the flow path of the cooling gas,
The circulation fan is provided outside the furnace shell or on the side of the processing chamber between the furnace shell and the processing chamber,
The gas cooler is provided outside the furnace shell or between the furnace shell and the processing chamber,
The heater is provided either within the processing chamber, above the processing chamber, or below the processing chamber.

このように規定された本発明の熱処理設備によれば、バッチ式の熱処理チャンバ間での被処理品の搬送を担う搬送ユニット内の冷却チャンバで恒温焼鈍における中間冷却処理を行なうことができ、恒温焼鈍のための一連の熱処理を効率よく実行することができる。ここで、この熱処理設備では、冷却チャンバで中間冷却処理を行なうに際し、冷却ガスの温度がガスクーラおよびヒータにより調整される。これにより、被処理品の冷却速度を調整することができる。 According to the heat treatment equipment of the present invention defined in this way, it is possible to perform intermediate cooling treatment in isothermal annealing in the cooling chamber in the transport unit responsible for transporting the workpiece between batch-type heat treatment chambers. A series of heat treatments for annealing can be efficiently performed. Here, in this heat treatment equipment, when performing intermediate cooling treatment in the cooling chamber, the temperature of the cooling gas is adjusted by a gas cooler and a heater. Thereby, the cooling rate of the product to be processed can be adjusted.

またこの熱処理設備では、ヒータと循環ファンとが異なる位置に配置されているため、ヒータの輻射熱が循環ファンに直接当たることで循環ファンが過度に加熱され故障する問題を回避することができる。 In addition, in this heat treatment equipment, since the heater and the circulation fan are arranged at different positions, it is possible to avoid the problem of the circulation fan being overheated and malfunctioning due to the radiant heat of the heater directly hitting the circulation fan.

この熱処理設備では、前記循環ファンによって循環せしめられる前記冷却ガスの流路に沿って、前記ガスクーラ、前記循環ファン、前記ヒータ、前記被処理品をその順に配置することができる。
このようにすることで、冷却ガスの温度を、被処理品に当たる手前の段階で調整することができるとともに、循環ファンの一次側にガスクーラが位置するため、循環ファンに高温のガスが当たるのを回避することができる。
In this heat treatment equipment, the gas cooler, the circulation fan, the heater, and the workpiece may be arranged in this order along the flow path of the cooling gas circulated by the circulation fan.
By doing this, the temperature of the cooling gas can be adjusted before it hits the workpiece, and since the gas cooler is located on the primary side of the circulation fan, it is possible to prevent high-temperature gas from hitting the circulation fan. can be avoided.

またこの熱処理設備では、前記ガスクーラを回避して前記冷却ガスを流通させるバイパス流路を更に形成することができる。
このようにすることで、被処理品を冷却する際、被処理品を通過して高温となった冷却ガスの一部のみがガスクーラを通過し冷却されるので、下流側に位置するヒータが冷却ガスを加熱する際の負荷が軽減され、ヒータの消費電力を抑制することができる。
Further, in this heat treatment equipment, a bypass passage can be further formed to allow the cooling gas to flow around the gas cooler.
By doing this, when cooling the processed item, only a part of the cooling gas that has passed through the processed item and reached a high temperature passes through the gas cooler and is cooled, so the heater located on the downstream side is cooled. The load when heating the gas is reduced, and the power consumption of the heater can be suppressed.

本発明の第1実施形態の熱処理設備の全体構成を示した図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which showed the whole structure of the heat treatment equipment of 1st Embodiment of this invention. 同実施形態における加熱チャンバ及び搬送ユニットの内部構造を示した断面図である。It is a sectional view showing the internal structure of a heating chamber and a conveyance unit in the same embodiment. 同加熱チャンバ及び搬送ユニットの平面図である。It is a top view of the same heating chamber and conveyance unit. 図2のIV-IV断面図である。3 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 2. FIG. 同実施形態における受渡し機構の動作説明図である。It is an explanatory diagram of the operation of the delivery mechanism in the same embodiment. 同実施形態における熱処理の各工程を被処理品に対するヒートパターン及び圧力パターンとともに示した図である。FIG. 3 is a diagram showing each step of heat treatment in the same embodiment together with a heat pattern and a pressure pattern for a processed product. 本発明の第2実施形態の要部を示した図である。It is a figure showing the main part of a 2nd embodiment of the present invention.

次に本発明の実施形態を以下に詳しく説明する。
図6は、本実施形態における熱処理(恒温焼鈍)の各工程を被処理品Wに対するヒートパターン及び圧力パターンとともに示したものである。同図に示しているように、ここでは被処理品Wを加熱処理した後、所定の温度にまで冷却し、かかる温度で均熱処理し、その後冷却を行っている。具体的には、加熱工程K1で被処理品Wを910℃まで昇温加熱し、続く中間冷却工程K2で所定の冷却速度(例えば1℃/s)で650℃まで冷却した後、650℃で均熱し(均熱工程K3)、その後冷却する(冷却工程K4)。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail below.
FIG. 6 shows each step of the heat treatment (constant temperature annealing) in this embodiment together with a heat pattern and a pressure pattern for the workpiece W. As shown in the figure, here, the workpiece W is heat-treated, then cooled to a predetermined temperature, soaked at this temperature, and then cooled. Specifically, the workpiece W is heated to 910°C in the heating step K1, cooled to 650°C at a predetermined cooling rate (for example, 1°C/s) in the subsequent intermediate cooling step K2, and then heated to 650°C. It is soaked (soaking step K3) and then cooled (cooling step K4).

図1は、第1実施形態の熱処理設備1の概略全体構成を示している。同図において、10は図中左右方向に直線状に延設された搬送軌道たるレールで、このレール10に沿って複数のバッチ式の熱処理チャンバ(加熱チャンバ12および均熱チャンバ13)が、後述の開口部44(図2参照)を同方向である図中上方に向けた状態で直線状に一列に配置されている。また、図1中の左端には装入テーブル16が設けられ、同図中の右端には抽出テーブル18が設けられている。 FIG. 1 shows a schematic overall configuration of a heat treatment facility 1 according to the first embodiment. In the figure, reference numeral 10 denotes a rail serving as a conveyance track that extends linearly in the left-right direction in the figure, and along this rail 10 a plurality of batch-type heat treatment chambers (heating chamber 12 and soaking chamber 13), which will be described later, are installed. The openings 44 (see FIG. 2) are arranged in a straight line with the openings 44 (see FIG. 2) facing upward in the figure. Further, a charging table 16 is provided at the left end in FIG. 1, and an extraction table 18 is provided at the right end in the same figure.

20は、レール10上を走行する搬送ユニットである。搬送ユニット20は、装入テーブル16上の被処理品Wを受け取ってレール10上を走行し、複数の加熱チャンバ12の何れかに被処理品Wを装入する。
或いはこれら加熱チャンバ12において加熱処理された後の被処理品Wを、それら加熱チャンバ12から受け取ってレール10上を走行し、複数の均熱チャンバ13の何れかに被処理品Wを装入する。
また搬送ユニット20は、均熱チャンバ13にて均熱処理された後の被処理品Wを受け取ってレール10上を走行し、これを抽出テーブル18へと搬送する。なお本例では、図6で示す熱処理のうち中間冷却および均熱処理後の冷却の処理が、搬送ユニット20内で実施される。
20 is a transport unit that travels on the rails 10. The transport unit 20 receives the workpiece W on the loading table 16 , travels on the rail 10 , and loads the workpiece W into one of the plurality of heating chambers 12 .
Alternatively, the workpiece W that has been heat-treated in the heating chambers 12 is received from the heating chambers 12, travels on the rail 10, and is loaded into any one of the plurality of soaking chambers 13. .
Further, the transport unit 20 receives the workpiece W subjected to soaking treatment in the soaking chamber 13 , travels on the rail 10 , and transports it to the extraction table 18 . In this example, among the heat treatments shown in FIG. 6, intermediate cooling and cooling after soaking are performed within the transport unit 20.

図2に、加熱チャンバ12及び搬送ユニット20の内部構造が示してある。
同図に示しているように加熱チャンバ12は、有底の円筒状とされた耐圧性の炉殻22と、その内部に配置された断熱材24とを有している。断熱材24は有底の円筒状の断熱壁25を構成している。そしてその断熱壁25は内側に処理室26を形成している。
この加熱チャンバ12には吸引口32が設けられている。吸引口32は図示を省略する真空ポンプに繋がっており、該吸引口からチャンバ内の空気を吸引することによりチャンバ内(処理室26内)は真空状態(減圧状態)とされる。
FIG. 2 shows the internal structure of the heating chamber 12 and the transport unit 20.
As shown in the figure, the heating chamber 12 includes a pressure-resistant furnace shell 22 having a cylindrical shape with a bottom, and a heat insulating material 24 disposed inside the shell. The heat insulating material 24 constitutes a cylindrical heat insulating wall 25 with a bottom. The heat insulating wall 25 forms a processing chamber 26 inside.
This heating chamber 12 is provided with a suction port 32 . The suction port 32 is connected to a vacuum pump (not shown), and by suctioning air from the chamber through the suction port, the inside of the chamber (inside the processing chamber 26) is brought into a vacuum state (depressurized state).

加熱チャンバ12にはまた、その内部に窒素ガスを供給するための供給口34が設けられている。供給口34から供給された窒素ガスは、一旦ヘッダー36へと導かれ、更にこのヘッダー36に続く分岐管37及び分岐管37に設けられたノズル38から加熱チャンバ12内部、詳しくは断熱壁25内側の処理室26へと導入される。尚ここでは分岐管37に1つのノズル38が設けられているが、複数のノズル38を設けておいても良い。 The heating chamber 12 is also provided with a supply port 34 for supplying nitrogen gas into its interior. The nitrogen gas supplied from the supply port 34 is once guided to the header 36, and then from the branch pipe 37 following the header 36 and the nozzle 38 provided in the branch pipe 37 to the inside of the heating chamber 12, specifically the inside of the heat insulating wall 25. is introduced into the processing chamber 26. Although one nozzle 38 is provided in the branch pipe 37 here, a plurality of nozzles 38 may be provided.

断熱壁25には、処理室26内で供給された窒素ガスを撹拌させて対流させ、被処理品Wの昇温期においてその昇温を促進する対流加熱用のファン39と、これを回転させるモータ40とが設けられている。また断熱壁25には、モータ40を熱から保護するための水冷パネル41がモータ40近傍に設けられている。 The heat insulating wall 25 includes a convection heating fan 39 that agitates and causes convection of the nitrogen gas supplied in the processing chamber 26 and promotes the temperature rise of the workpiece W during the temperature rise period, and a fan 39 that rotates the fan 39 for convection heating. A motor 40 is provided. Further, a water cooling panel 41 for protecting the motor 40 from heat is provided on the heat insulating wall 25 near the motor 40.

加熱チャンバ12には、開口部44を開閉する引戸式の扉42が設けられている。扉42はシリンダ46によってフランジ48内面を摺動し、閉状態で開口部44をゴムパッキンを介して気密にシールする。この扉42には板状の断熱材55が一体移動する状態に設けられており、この断熱材55によって円筒状の断熱壁25の開口部52が閉鎖される。
加熱チャンバ12においては、扉42の内面側にも、開口部44を気密にシールするゴムパッキンを熱から保護するための水冷パネル51が設けられている。
The heating chamber 12 is provided with a sliding door 42 that opens and closes an opening 44 . The door 42 slides on the inner surface of the flange 48 by a cylinder 46, and in the closed state, the opening 44 is airtightly sealed via a rubber packing. A plate-shaped heat insulating material 55 is provided on the door 42 so as to move together with the door 42, and the opening 52 of the cylindrical heat insulating wall 25 is closed by this heat insulating material 55.
In the heating chamber 12, a water cooling panel 51 is also provided on the inner surface of the door 42 to protect the rubber packing that airtightly seals the opening 44 from heat.

以上、加熱チャンバ12についての構造を説明したが、均熱チャンバ13も基本的に同様の構造である。このため均熱チャンバ13の内部構造において、加熱チャンバ12と同様の部分については符号のみを示して詳しい説明は省略する。 Although the structure of the heating chamber 12 has been described above, the soaking chamber 13 also has basically the same structure. For this reason, in the internal structure of the soaking chamber 13, only the reference numerals are shown for the same parts as the heating chamber 12, and detailed description thereof will be omitted.

図2において、搬送ユニット20は、レール10上を走行する走行台車90を有しており、更に走行台車90上において、後述の冷却チャンバ56を受渡しチャンバ54とともにレール10と直交方向である図2中左右方向に進退移動し、受渡しチャンバ54及び冷却チャンバ56を加熱チャンバ12及び均熱チャンバ13に対して連結及び連結解除させる連結台車92を有している。
94は、その連結台車92を図2中左右方向に微小ストローク進退移動させるシリンダで、冷却チャンバ56及び受渡しチャンバ54は、このシリンダ94によりローラ96の転動を伴って図2中左右方向に進退移動せしめられる。
この実施形態では、これら連結台車92,ローラ96,シリンダ94等が進退移動手段を成している。
In FIG. 2, the transport unit 20 has a traveling cart 90 that runs on the rails 10, and furthermore, on the traveling cart 90, a cooling chamber 56, which will be described later, is installed together with a delivery chamber 54 in a direction orthogonal to the rails 10. It has a connecting cart 92 that moves forward and backward in the middle and left and right directions to connect and disconnect the delivery chamber 54 and the cooling chamber 56 from the heating chamber 12 and the soaking chamber 13.
Reference numeral 94 denotes a cylinder that moves the connecting cart 92 back and forth in a minute stroke in the left-right direction in FIG. be forced to move.
In this embodiment, these connecting carts 92, rollers 96, cylinders 94, etc. constitute forward/backward moving means.

搬送ユニット20は、加熱チャンバ12,均熱チャンバ13側の前部に受渡しチャンバ54を、反対側の後部に、図6の工程K2、K4で被処理品Wを冷却するための冷却チャンバ56を有している。 The transport unit 20 has a delivery chamber 54 at the front on the heating chamber 12 and soaking chamber 13 side, and a cooling chamber 56 at the rear on the opposite side for cooling the workpiece W in steps K2 and K4 in FIG. have.

受渡しチャンバ54は、耐圧性の角筒状の筒壁58を有しており、その内部に被処理品Wを収容する収容室60を形成している。この収容室60には受渡し機構62が設けられている。
受渡し機構62は、加熱チャンバ12等と後部の冷却チャンバ56との間で被処理品Wを受渡しするもので、図5に示しているようにフォーク部62Aと水平スライド部材62B,62Cとを有しており、それらを水平方向にスライドさせることによりフォーク部62Aにて被処理品Wを受渡しする。
The delivery chamber 54 has a pressure-resistant rectangular cylindrical wall 58, and forms therein a storage chamber 60 for accommodating the workpiece W. This accommodation chamber 60 is provided with a delivery mechanism 62.
The transfer mechanism 62 transfers the workpiece W between the heating chamber 12 etc. and the cooling chamber 56 at the rear, and has a fork portion 62A and horizontal slide members 62B and 62C as shown in FIG. By sliding them in the horizontal direction, the workpiece W is delivered at the fork portion 62A.

この受渡しチャンバ54には吸引口63が設けられており、この吸引口63が、図3に示す真空ポンプ64に対して吸引管66Aを通じて接続され、受渡しチャンバ54の内部が真空ポンプ64により真空吸引されるようになっている。
吸引管66上には電磁弁から成る開閉弁68Aが設けられており、開閉弁68Aの開閉によって、吸引口63と真空ポンプ64とが連通及び連通遮断されるようになっている。
This delivery chamber 54 is provided with a suction port 63, and this suction port 63 is connected to a vacuum pump 64 shown in FIG. It is now possible to do so.
An on-off valve 68A made of a solenoid valve is provided on the suction pipe 66, and the suction port 63 and the vacuum pump 64 are communicated with each other and disconnected from each other by opening and closing the on-off valve 68A.

受渡しチャンバ54にはまた、図3に示しているように供給口70が設けられており、この供給口70を通じて窒素ガスが受渡しチャンバ54内に供給されるようになっている。
受渡しチャンバ54は、その前端即ち図2中左端が扉を有しない開口部72とされている。受渡しチャンバ54にはこの開口部72周りに偏平な枠状パッキン74が設けられている。
受渡しチャンバ54は、この枠状パッキン74を加熱チャンバ12及び均熱チャンバ13の外面に気密に接触させる状態に、加熱チャンバ12,均熱チャンバ13側への前進移動により、それら加熱チャンバ12,均熱チャンバ13にドッキングされる。
The transfer chamber 54 is also provided with a supply port 70, as shown in FIG. 3, through which nitrogen gas is supplied into the transfer chamber 54.
The delivery chamber 54 has an opening 72 having no door at its front end, that is, the left end in FIG. A flat frame-shaped packing 74 is provided around the opening 72 in the delivery chamber 54 .
The delivery chamber 54 moves forward toward the heating chamber 12 and the soaking chamber 13 so that the frame-shaped packing 74 is brought into airtight contact with the outer surfaces of the heating chamber 12 and the soaking chamber 13. It is docked in the thermal chamber 13.

他方、後者の冷却チャンバ56は有底円筒状をなす耐圧性の炉殻76の内部に断熱材78を有しており、その断熱材78が断熱壁80を構成している。断熱壁80で囲繞された内側の領域には処理室82が形成されており、そこに被処理品Wを収容するようになっている。処理室82には架台84が設けられており、処理室82内の被処理品Wは、その架台84上に載置されて支持される。また、処理室82を形成する断熱壁80の上部および下部には、後述する冷却ガスとしての窒素ガスを流通させるための開口104,106が設けられている。 On the other hand, the latter cooling chamber 56 has a heat insulating material 78 inside a pressure-resistant furnace shell 76 having a cylindrical shape with a bottom, and the heat insulating material 78 constitutes a heat insulating wall 80 . A processing chamber 82 is formed in the inner region surrounded by the heat insulating wall 80, and the workpiece W to be processed is accommodated therein. A pedestal 84 is provided in the processing chamber 82, and the workpiece W in the processing chamber 82 is placed on the pedestal 84 and supported. Furthermore, openings 104 and 106 are provided at the upper and lower parts of the heat insulating wall 80 forming the processing chamber 82, through which nitrogen gas as a cooling gas, which will be described later, flows.

この冷却チャンバ56には、図4に示しているようにその内部を真空吸引するための吸引口86が設けられており、この吸引口86が、図3に示すように上記の真空ポンプ64に対して吸引管66Bを通じ接続されている。この吸引管66B上には電磁バルブから成る開閉弁68Bが設けられており、開閉弁68Bの開閉動作によって吸引口86と真空ポンプ64とが連通及び連通遮断されるようになっている。 This cooling chamber 56 is provided with a suction port 86 for evacuating its interior as shown in FIG. 4, and this suction port 86 is connected to the vacuum pump 64 as shown in FIG. In contrast, it is connected through a suction pipe 66B. An on-off valve 68B made of an electromagnetic valve is provided on the suction pipe 66B, and the suction port 86 and the vacuum pump 64 are communicated with each other and disconnected from each other by opening and closing operations of the on-off valve 68B.

冷却チャンバ56にはまた、図4で示すように、窒素ガスを内部に供給する供給口88が炉殻76に設けられている。本例では炉殻76内部に供給された窒素ガスを冷却ガスとして用い処理室82に収容された被処理品Wを冷却する。 The cooling chamber 56 is also provided with a supply port 88 in the furnace shell 76 for supplying nitrogen gas into the cooling chamber 56, as shown in FIG. In this example, the workpiece W accommodated in the processing chamber 82 is cooled using nitrogen gas supplied into the furnace shell 76 as a cooling gas.

図4において、100は冷却チャンバ56内で窒素ガスを循環させる循環ファン、102は循環ファン100を回転させるモータである。循環ファン100は、処理室82の図中左側方であって、炉殻76と処理室82の間の領域に設けられている。また処理室82の図中右側方には、炉殻76と処理室82の間の領域(図中右側の領域)を閉鎖する隔壁77が設けられている。
本例では、循環ファン100によって、図4において矢印で示すような、処理室82内を上方から下方に抜けていく往路79aと、炉殻76と処理室82との間を上向きに抜けて行く復路79bを含む窒素ガスの循環流れ79を生じさせる。
In FIG. 4, 100 is a circulation fan that circulates nitrogen gas within the cooling chamber 56, and 102 is a motor that rotates the circulation fan 100. The circulation fan 100 is provided on the left side of the processing chamber 82 in the figure, in an area between the furnace shell 76 and the processing chamber 82 . Further, a partition wall 77 is provided on the right side of the processing chamber 82 in the figure to close off a region between the furnace shell 76 and the processing chamber 82 (region on the right side in the figure).
In this example, the circulation fan 100 passes through an outgoing path 79a that passes through the processing chamber 82 from above to below, as shown by the arrow in FIG. 4, and passes upward between the furnace shell 76 and the processing chamber 82. A circulating flow 79 of nitrogen gas is generated including a return path 79b.

98は窒素ガスを熱交換により温度低下させるガスクーラである。ガスクーラ98は、循環ファン100と同様に処理室82の図中左側方であって、炉殻76と処理室82の間に設けられており、被処理品Wを通過して高温となった窒素ガスの温度を一旦低下させる。 98 is a gas cooler that lowers the temperature of nitrogen gas by heat exchange. Like the circulation fan 100, the gas cooler 98 is provided on the left side of the processing chamber 82 in the figure, between the furnace shell 76 and the processing chamber 82, and is used to collect nitrogen that has passed through the processed product W and has reached a high temperature. Temporarily lower the gas temperature.

120は窒素ガスを加熱するためのヒータで、本例では処理室82の直上であって、上部の開口104を臨む位置に配設されている。
121は冷却チャンバ56内を流通する窒素ガスの温度を検出する温度センサで、ガス流路79におけるヒータ120と被処理品Wとの間の位置に設置されて、ヒータ120の二次側における窒素ガスの温度を検出する。本例では、温度センサ121と接続された制御部(図示省略)により、温度センサ121で検出された窒素ガスの温度が、予め設定された目標ガス温度と一致するように、ヒータ120の出力が制御される。なお、温度センサ121は、ガス流路79における被処理品Wとガスクーラ98との間の位置、あるいは、ガスクーラ98の二次側に設置することも可能である。
Reference numeral 120 denotes a heater for heating nitrogen gas, and in this example, it is disposed directly above the processing chamber 82 and at a position facing the opening 104 at the top.
A temperature sensor 121 detects the temperature of nitrogen gas flowing in the cooling chamber 56, and is installed at a position between the heater 120 and the workpiece W in the gas flow path 79 to detect the temperature of the nitrogen gas flowing in the cooling chamber 56. Detects gas temperature. In this example, a control unit (not shown) connected to the temperature sensor 121 controls the output of the heater 120 so that the temperature of the nitrogen gas detected by the temperature sensor 121 matches a preset target gas temperature. controlled. Note that the temperature sensor 121 can also be installed at a position between the workpiece W and the gas cooler 98 in the gas flow path 79 or on the secondary side of the gas cooler 98.

これらガスクーラ98、循環ファン100、ヒータ120、温度センサ121および制御部は、被処理品Wに対するガス冷却装置を構成している。
このガス冷却装置では、循環ファン100の回転により、図4で示すように、窒素ガスが断熱壁80の上部の開口104を通じ下向きに流れて高温の被処理品Wに当り、これを冷却する。このとき被処理品Wとの熱交換により高温となった窒素ガスは、断熱壁80の下部の開口106より流出した後、炉殻76と処理室82の間の流路(復路79b)を上向きに流れてガスクーラ98を通過して、そこで一旦温度低下せしめられる。その後、窒素ガスはヒータ120で加熱され、所定の温度に調整される。温度が調整された窒素ガスは、再び被処理品Wに当りこれを冷却する。即ち本例では、処理室82に収容された被処理品Wを単に冷却するだけでなく、窒素ガスの温度を制御して被処理品Wを所望の冷却勾配で冷却することができる。
These gas cooler 98, circulation fan 100, heater 120, temperature sensor 121, and control section constitute a gas cooling device for the workpiece W.
In this gas cooling device, as the circulation fan 100 rotates, nitrogen gas flows downward through the opening 104 at the top of the heat insulating wall 80 and hits the high-temperature workpiece W to cool it, as shown in FIG. At this time, the nitrogen gas, which has become high in temperature due to heat exchange with the workpiece W, flows out from the opening 106 at the bottom of the heat insulating wall 80, and then flows upward through the flow path (return path 79b) between the furnace shell 76 and the processing chamber 82. The gas flows through the gas cooler 98, where the temperature is once lowered. Thereafter, the nitrogen gas is heated by the heater 120 and adjusted to a predetermined temperature. The temperature-adjusted nitrogen gas hits the workpiece W again to cool it. That is, in this example, it is possible not only to simply cool the workpiece W accommodated in the processing chamber 82, but also to cool the workpiece W at a desired cooling gradient by controlling the temperature of the nitrogen gas.

また搬送ユニット20においては、図2に示しているように、冷却チャンバ56と受渡しチャンバ54との間、詳しくは冷却チャンバ56の受渡しチャンバ54側の端部に開口部122が設けられており、この開口部122が、シリンダ124によってフランジ126内面を摺動する扉128によって開閉されるようになっている。 Further, in the transport unit 20, as shown in FIG. 2, an opening 122 is provided between the cooling chamber 56 and the delivery chamber 54, specifically at the end of the cooling chamber 56 on the delivery chamber 54 side. This opening 122 is opened and closed by a door 128 that slides on the inner surface of the flange 126 by a cylinder 124.

前記の加熱チャンバ12におけるのと同様、この冷却チャンバ56の扉128にもまた、断熱壁80の開口部129を開閉する板状の断熱材130が一体移動する状態に設けられており、また開口部122を気密にシールするゴムパッキンを熱から保護するための水冷パネル132が扉128に設けられている。 Similar to the heating chamber 12, the door 128 of the cooling chamber 56 is also provided with a movable plate-shaped heat insulating material 130 that opens and closes the opening 129 of the heat insulating wall 80. A water-cooled panel 132 is provided on the door 128 to protect the rubber gasket that airtightly seals the portion 122 from heat.

次に本実施形態における一連の熱処理について具体的に説明する。
先ず搬送ユニット20は、受渡しチャンバ54において受渡し機構62により装入テーブル16(図1参照)上の被処理品Wを受け取り、これを受渡しチャンバ54内に収容する。その後、搬送ユニット20は何れかの加熱チャンバ12の位置まで移動し、被処理品Wを搬送する。
Next, a series of heat treatments in this embodiment will be specifically explained.
First, the transport unit 20 receives the workpiece W on the loading table 16 (see FIG. 1) by the delivery mechanism 62 in the delivery chamber 54, and stores it in the delivery chamber 54. Thereafter, the transport unit 20 moves to the position of one of the heating chambers 12 and transports the workpiece W to be processed.

その後、搬送ユニット20は、シリンダ94により受渡しチャンバ54を後部の冷却チャンバ56とともに加熱チャンバ12側に微小距離前進移動させて、受渡しチャンバ54の先端の枠状パッキン74を加熱チャンバ12の外面に密着させる状態に、加熱チャンバ12に対しドッキングさせる。 Thereafter, the conveyance unit 20 moves the delivery chamber 54 forward by a small distance toward the heating chamber 12 together with the cooling chamber 56 at the rear by the cylinder 94, so that the frame-shaped packing 74 at the tip of the delivery chamber 54 is brought into close contact with the outer surface of the heating chamber 12. The device is docked with respect to the heating chamber 12 in such a state that the

そして冷却チャンバ56との間の扉128を閉鎖した状態で、真空ポンプ64により吸引口63を通じて受渡しチャンバ54内部が真空吸引され、受渡しチャンバ54内部が加熱チャンバ12と同程度の真空圧まで減圧される。 Then, with the door 128 between the cooling chamber 56 and the cooling chamber 56 closed, the inside of the delivery chamber 54 is vacuum-suctioned through the suction port 63 by the vacuum pump 64, and the inside of the delivery chamber 54 is reduced to the same vacuum pressure as the heating chamber 12. Ru.

受渡しチャンバ54内の圧力が加熱チャンバ12内の圧力と同程度の真空圧となったところで、加熱チャンバ12の扉42を開いて、受渡しチャンバ54内の被処理品Wを受渡し機構62により加熱チャンバ12内の処理室26に装入し、架台30上にセットする。 When the pressure inside the delivery chamber 54 becomes a vacuum pressure comparable to the pressure inside the heating chamber 12, the door 42 of the heating chamber 12 is opened, and the workpiece W in the delivery chamber 54 is transferred to the heating chamber by the delivery mechanism 62. 12 into the processing chamber 26 and set on the pedestal 30.

被処理品Wが加熱チャンバ12内に装入されると、被処理品Wの加熱が開始され、図6の加熱工程K1で示すように、被処理品Wは目標加熱温度である910℃まで昇温せしめられる。 When the workpiece W is loaded into the heating chamber 12, heating of the workpiece W is started, and as shown in heating step K1 in FIG. 6, the workpiece W is heated to the target heating temperature of 910°C. The temperature is raised.

その際に昇温を促進するため、加熱チャンバ12内に窒素ガスが供給口34から供給されるとともに、対流加熱ファン39が回転せしめられて、その対流加熱ファン39による対流加熱とヒータ28による輻射熱とによって、被処理品Wが速やかに目標加熱温度の910℃まで昇温せしめられる。被処理品Wが910℃まで昇温したところで、加熱チャンバ12内部の窒素ガスが吸引口32を通じて真空排気され、加熱チャンバ12内部が設定された真空圧(例えば10Pa)に減圧される。なお、加熱チャンバ内部は大気圧以下であればよく、例えば、70kPa程度とすることも可能である。 At this time, in order to promote the temperature rise, nitrogen gas is supplied into the heating chamber 12 from the supply port 34, and the convection heating fan 39 is rotated, so that the convection heating fan 39 performs convective heating and the heater 28 emits radiant heat. As a result, the temperature of the workpiece W is quickly raised to the target heating temperature of 910°C. When the temperature of the workpiece W has risen to 910° C., the nitrogen gas inside the heating chamber 12 is evacuated through the suction port 32, and the inside of the heating chamber 12 is reduced to a set vacuum pressure (for example, 10 Pa). Note that the inside of the heating chamber only needs to be at atmospheric pressure or lower, and can be set to about 70 kPa, for example.

被処理品Wに対する加熱処理を終えたところで、一旦加熱チャンバ12から離れていた搬送ユニット20を再び加熱チャンバ12に向けて前進移動させ、受渡しチャンバ54を加熱チャンバ12に対しドッキングさせる。そして、受渡しチャンバ54の内部と冷却チャンバ56の内部とを真空ポンプ64により真空吸引し、それらを真空圧(チャンバー12と同圧)とする。 When the heat treatment on the workpiece W is finished, the transport unit 20, which was once separated from the heating chamber 12, is moved forward again toward the heating chamber 12, and the delivery chamber 54 is docked with the heating chamber 12. Then, the inside of the delivery chamber 54 and the inside of the cooling chamber 56 are evacuated by the vacuum pump 64 to bring them to a vacuum pressure (same pressure as the chamber 12).

その後に加熱チャンバ12の扉42を開いて、加熱チャンバ12内の加熱処理後の被処理品Wを受渡しチャンバ54内に移動させ、引続いてこれを受渡しチャンバ54から冷却チャンバ56へと移動させて、被処理品Wを冷却チャンバ56内に収容する。 Thereafter, the door 42 of the heating chamber 12 is opened, and the workpiece W after the heat treatment in the heating chamber 12 is moved into the delivery chamber 54, and subsequently, it is moved from the delivery chamber 54 to the cooling chamber 56. Then, the workpiece W is accommodated in the cooling chamber 56.

被処理品Wを冷却チャンバ56内に収容したところで、扉128を閉じ、その後、図6の中間冷却工程K2で示すように、被処理品Wを目的の温度(例えば650℃)まで冷却する。その際、冷却チャンバ56内に窒素ガスが供給口88から供給されるとともに、循環ファン100が回転せしめられて、窒素ガスを循環させる。このとき被処理品Wに当たる窒素ガスの温度も、ガスクーラ98およびヒータ120により調整されるため被処理品Wを所望の冷却勾配で冷却することができる。
なお、窒素ガスは定量供給してもよいし、可変供給してもよい。可変供給する場合、例えば、炉内圧力が予め設定された目標炉内圧力と一致するように窒素ガス流量が制御されるようにすることが可能である。また、炉内圧力は、一定の圧力となるように制御することが可能であり、大気圧としてもよいし、大気圧よりも圧力を高めた所定の加圧状態としてもよい。所定の加圧状態で窒素ガスを循環させることで、対流の熱伝達効率を向上させ冷却時の材料間の温度バラつきを低減する事も可能である。
After the workpiece W is accommodated in the cooling chamber 56, the door 128 is closed, and then, as shown in the intermediate cooling step K2 in FIG. 6, the workpiece W is cooled to a target temperature (for example, 650° C.). At this time, nitrogen gas is supplied into the cooling chamber 56 from the supply port 88, and the circulation fan 100 is rotated to circulate the nitrogen gas. At this time, the temperature of the nitrogen gas that hits the workpiece W is also adjusted by the gas cooler 98 and the heater 120, so the workpiece W can be cooled at a desired cooling gradient.
Note that nitrogen gas may be supplied in a fixed amount or in a variable manner. In the case of variable supply, for example, it is possible to control the nitrogen gas flow rate so that the furnace pressure matches a preset target furnace pressure. Further, the pressure inside the furnace can be controlled to be a constant pressure, and may be atmospheric pressure or a predetermined pressurized state higher than atmospheric pressure. By circulating nitrogen gas under a predetermined pressurized state, it is also possible to improve the heat transfer efficiency of convection and reduce temperature variations between materials during cooling.

被処理品Wが目的の温度まで冷却されたところで、冷却チャンバ56内部の窒素ガスが吸引口86を通じて真空排気され、冷却チャンバ56内部が減圧される。被処理品Wについては目的の温度で温度保持される。
なお、中間冷却工程における目的の温度は、所望の組織を得るために最短時間となる温度であり一般的には550~680℃である。より詳細には、恒温変態曲線を用いて定めることが可能であり、例えば、微細なフェライト-パーライト組織を得たい場合、SAE1541は550℃、SCM420は680℃とすることが可能である。また、目的の温度への冷却速度は、恒温変態曲線のノーズを考慮して決定することが可能であり、例えば、0.1~10℃/sとすることが可能であり、0.3~3℃/sとすることが好ましい。
When the workpiece W has been cooled to the target temperature, the nitrogen gas inside the cooling chamber 56 is evacuated through the suction port 86, and the pressure inside the cooling chamber 56 is reduced. The workpiece W to be processed is maintained at a target temperature.
Note that the target temperature in the intermediate cooling step is the temperature that takes the shortest time to obtain the desired structure, and is generally 550 to 680°C. More specifically, it can be determined using a constant temperature transformation curve. For example, if a fine ferrite-pearlite structure is desired, the temperature can be set at 550°C for SAE1541 and 680°C for SCM420. Further, the cooling rate to the target temperature can be determined by taking into account the nose of the isothermal transformation curve, and can be, for example, 0.1 to 10°C/s, and 0.3 to 10°C/s. It is preferable to set it as 3 degreeC/s.

搬送ユニット20が加熱チャンバ12から離れて移動し、受け渡しチャンバ54内の圧力と均熱チャンバ13内の圧力が同程度の真空圧となったところで、目的とする温度で保温された被処理品Wを、今度は均熱チャンバ13に受渡しチャンバ54を通じて装入する。 When the transfer unit 20 moves away from the heating chamber 12 and the pressure in the transfer chamber 54 and the pressure in the soaking chamber 13 become the same vacuum pressure, the workpiece W kept at the target temperature is removed. is then charged into the soaking chamber 13 through the transfer chamber 54.

均熱チャンバ13に装入された被処理品Wは、その後、図6の均熱工程K3で示すように、恒温焼鈍における等温保持温度である650℃に保持されながら均熱チャンバ13内部で均熱処理される。詳しくは、均熱チャンバ13における扉42(図2参照)を閉じた状態で、被処理品Wが、ヒータ28による加熱にて650℃に保温される。 The workpiece W loaded into the soaking chamber 13 is then equalized inside the soaking chamber 13 while being maintained at 650° C., which is the isothermal holding temperature in constant temperature annealing, as shown in the soaking step K3 in FIG. Heat treated. Specifically, with the door 42 (see FIG. 2) in the soaking chamber 13 closed, the workpiece W is kept at 650° C. by heating by the heater 28 .

均熱処理が終了したところで、搬送ユニット20の受渡しチャンバ54を均熱チャンバ13にドッキングさせる。そして均熱処理された被処理品Wを、均熱チャンバ13から取り出し、受渡しチャンバ54内に移動させ、引続いてこれを受渡しチャンバ54から冷却チャンバ56へと移動させて、被処理品Wを冷却チャンバ56内に収容する。 When the soaking process is completed, the delivery chamber 54 of the transport unit 20 is docked to the soaking chamber 13. The soaked workpiece W is then taken out from the soaking chamber 13 and moved into the delivery chamber 54, and subsequently moved from the delivery chamber 54 to the cooling chamber 56 to cool the workpiece W. It is housed in a chamber 56.

冷却チャンバ56に収容された被処理品Wは、その後、図6で示すように冷却される(冷却工程K4参照)。詳しくは、冷却チャンバ56内に窒素ガスが供給口88から供給されるとともに、循環ファン100が回転せしめられ、冷却ガスとしての窒素ガスを被処理品Wに当てることにより冷却が行われる。 The workpiece W accommodated in the cooling chamber 56 is then cooled as shown in FIG. 6 (see cooling step K4). Specifically, nitrogen gas is supplied into the cooling chamber 56 from the supply port 88, the circulation fan 100 is rotated, and the workpiece W is cooled by being exposed to nitrogen gas as a cooling gas.

そして冷却が完了すると、冷却チャンバ56の扉128が開いて、被処理品Wは開口部72を通じて図1中右端の抽出テーブル18へと排出される。抽出テーブル18上に排出された被処理品Wは、続いて下流工程へと引き取られて行く。 When cooling is completed, the door 128 of the cooling chamber 56 is opened, and the workpiece W is discharged through the opening 72 to the extraction table 18 at the right end in FIG. The workpiece W discharged onto the extraction table 18 is then taken to a downstream process.

以上のように構成された本実施形態の熱処理設備1によれば、バッチ式の熱処理チャンバ間での被処理品Wの搬送を担う搬送ユニット20内の冷却チャンバ56で中間冷却処理を行なうことができ、恒温焼鈍のための一連の熱処理を効率よく実行することができる。
バッチ式の各熱処理チャンバは、真空ポンプによる脱気機能を備え、炉内雰囲気を短時間で処理に適した状態に入れ替えることができるため、連続雰囲気炉の場合のように被処理品が無い場合に炉内雰囲気の状態を維持する必要なく、炉内雰囲気の状態を維持するためだけの無駄なエネルギー使用を削減できる。
また本実施形態の熱処理設備1では、冷却チャンバ56での中間冷却に際し、冷却ガスとしての窒素ガスの温度が、ガスクーラ98およびヒータ120により調整される。これにより、被処理品Wの冷却速度を調整することができる。
According to the heat treatment equipment 1 of the present embodiment configured as described above, the intermediate cooling process can be performed in the cooling chamber 56 in the transport unit 20 which is responsible for transporting the workpiece W between batch-type heat treatment chambers. This makes it possible to efficiently perform a series of heat treatments for constant temperature annealing.
Each batch-type heat treatment chamber is equipped with a degassing function using a vacuum pump, and the atmosphere inside the furnace can be changed to a state suitable for processing in a short period of time. It is not necessary to maintain the condition of the atmosphere inside the furnace, and it is possible to reduce wasteful energy usage just for maintaining the condition of the atmosphere inside the furnace.
Further, in the heat treatment equipment 1 of this embodiment, the temperature of nitrogen gas as a cooling gas is adjusted by the gas cooler 98 and the heater 120 during intermediate cooling in the cooling chamber 56. Thereby, the cooling rate of the workpiece W can be adjusted.

また本実施形態の熱処理設備1では、ヒータ120が処理室82の上方に、また循環ファン100が処理室82の側方にそれぞれ配置されているため、ヒータ120の輻射熱が循環ファン100に直接当たることで循環ファン100が過度に加熱され故障する問題を回避することができる。 Furthermore, in the heat treatment equipment 1 of the present embodiment, the heater 120 is arranged above the processing chamber 82 and the circulation fan 100 is arranged on the side of the processing chamber 82, so that the radiant heat of the heater 120 directly hits the circulation fan 100. This makes it possible to avoid the problem of the circulation fan 100 being overheated and breaking down.

また本実施形態の熱処理設備1では、循環ファン100によって循環せしめられる窒素ガスの流路79に沿って、ガスクーラ98、循環ファン100、ヒータ120、被処理品Wがその順に配置されているため、窒素ガスの温度を被処理品Wに当たる手前の段階で適正に調整できるとともに、循環ファン100の一次側にはガスクーラ98が位置するため、循環ファン100に高温の窒素ガスが当たるのを回避することができる。 Furthermore, in the heat treatment equipment 1 of the present embodiment, the gas cooler 98, the circulation fan 100, the heater 120, and the workpiece W are arranged in that order along the flow path 79 of nitrogen gas circulated by the circulation fan 100. The temperature of the nitrogen gas can be adjusted appropriately before it hits the workpiece W, and since the gas cooler 98 is located on the primary side of the circulation fan 100, high temperature nitrogen gas can be prevented from hitting the circulation fan 100. I can do it.

図7は、本発明の第2実施形態の要部を示した図である。
第2実施形態の熱処理設備1Bでは、炉殻76と処理室82の間の領域に上下方向に延びる隔壁135を設けてガス流路を二つに区画し、一方の流路136にのみガスクーラ98が設けられている。他方の流路137については、ガスクーラ98を回避して窒素ガスを流通させるバイパス流路とされている。本例では、このバイパス流路137に流量調節用のダンパ139が設けられ、ガス流路79におけるガスクーラ98とヒータ120の間に温度センサ121Bが設けられている。ダンパ139は、例えば温度センサ121Bで検出されたガスクーラ98の二次側のガス温度に基づいてその開度を調整できるように構成されている。なお、温度センサ121Bは、ガス流路79における被処理品Wとガスクーラ98との間に設けることも可能であり、この場合、ガスクーラ79の一次側のガス温度に基づいてダンパ139の開度を調整できるように構成することが可能である。
FIG. 7 is a diagram showing essential parts of the second embodiment of the present invention.
In the heat treatment equipment 1B of the second embodiment, a partition wall 135 extending in the vertical direction is provided in the region between the furnace shell 76 and the processing chamber 82 to divide the gas flow path into two, and a gas cooler 98 is installed only in one flow path 136. is provided. The other flow path 137 is a bypass flow path that bypasses the gas cooler 98 and allows nitrogen gas to flow therethrough. In this example, a damper 139 for flow rate adjustment is provided in the bypass flow path 137, and a temperature sensor 121B is provided between the gas cooler 98 and the heater 120 in the gas flow path 79. The damper 139 is configured to be able to adjust its opening degree based on, for example, the gas temperature on the secondary side of the gas cooler 98 detected by the temperature sensor 121B. Note that the temperature sensor 121B can also be provided between the workpiece W in the gas flow path 79 and the gas cooler 98, and in this case, the opening degree of the damper 139 can be adjusted based on the gas temperature on the primary side of the gas cooler 79. It is possible to configure it so that it can be adjusted.

被処理品Wを通過した後の窒素ガスは、二つの流路136,137に分かれて流通した後、ガスクーラ98の二次側で合流し、合流した窒素ガスはさらに下流のヒータ120に向けて送られる。なお、熱処理設備1Bの構成各部のうち、第1実施形態に係る熱処理設備1の構成と共通する構成については、同じ符号を用いて示すとともに、その説明を省略する。 After passing through the workpiece W, the nitrogen gas is divided into two flow paths 136 and 137, and then merges on the secondary side of the gas cooler 98, and the merged nitrogen gas is further directed toward the heater 120 downstream. Sent. Note that among the constituent parts of the heat treatment equipment 1B, the same components as those of the heat treatment equipment 1 according to the first embodiment are indicated using the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted.

このように構成された熱処理設備1Bによれば、被処理品Wを冷却する際、被処理品Wを通過して高温となった窒素ガスの一部のみがガスクーラ98を通過し冷却されるので、下流側に位置するヒータ120が窒素ガスを加熱する際の負荷が軽減され、ヒータ120の消費電力を抑制することができる。 According to the heat treatment equipment 1B configured in this way, when cooling the workpiece W, only a part of the nitrogen gas that has passed through the workpiece W and has become high temperature passes through the gas cooler 98 and is cooled. , the load on the heater 120 located on the downstream side when heating nitrogen gas is reduced, and the power consumption of the heater 120 can be suppressed.

以上本発明の実施形態を詳述したがこれらはあくまで一例示である。例えば下記で示すように、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。
(1)上記実施形態では、図4で示すように、処理室82の側方であって炉殻76と処理室82の間に、冷却ガス流路79における復路79bを設けているが、本発明では、かかる復路79bを炉殻76外に設け、そこにガスクーラ98や循環ファン100を設けることも可能である。
(2)上記実施形態では、図4で示すように、ガスクーラ98および循環ファン100を、処理室82の図中左側方にのみ設けているが、本発明では処理室82の左側方および右側方にそれぞれ1式(計2式)設置することも可能である。
(3)上記実施形態では、図4で示すように、処理室82の外側(上方)にヒータ120を設けているが、場合によっては処理室82内であって被処理品Wよりも上流側にヒータ120を設けることも可能である。
(4)上記実施形態では、図4で示すように、被処理品Wを冷却する際の冷却ガスの流れ79aが、処理室82の上方から導入されて下方に抜けていくダウンフローであったが、本発明ではヒータ120を処理室82の下方に配置して、冷却ガスの流れを、処理室82の下方から導入されて上方に抜けていくアップフローとすることも可能である。この場合においても、窒素ガスの流路に沿って、ガスクーラ、循環ファン、ヒータ、被処理品がその順に配置されていることが好ましい。
(5)上記実施形態では、雰囲気ガスとして窒素ガスを用いているが、場合によっては窒素ガス以外の低酸化性ガスおよび/または還元性ガスを用いることも可能である。
(6)上記実施形態は、図6で示す中間冷却および均熱処理後の冷却の両方の処理を搬送ユニット20内で行う例であったが、場合によっては冷却用の熱処理チャンバを搬送軌道に沿って別途配置し、かかる冷却用の熱処理チャンバで均熱処理後の冷却の処理を行うように熱処理設備を構成することも可能である。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, these are merely examples. For example, as shown below, the present invention can be configured with various changes without departing from the spirit thereof.
(1) In the above embodiment, as shown in FIG. 4, the return path 79b in the cooling gas flow path 79 is provided on the side of the processing chamber 82 and between the furnace shell 76 and the processing chamber 82. In the invention, it is also possible to provide the return path 79b outside the furnace shell 76 and provide the gas cooler 98 and circulation fan 100 there.
(2) In the above embodiment, the gas cooler 98 and the circulation fan 100 are provided only on the left side of the processing chamber 82 in the figure, as shown in FIG. It is also possible to install one set for each (two sets in total).
(3) In the above embodiment, the heater 120 is provided outside (above) the processing chamber 82 as shown in FIG. It is also possible to provide a heater 120.
(4) In the above embodiment, as shown in FIG. 4, the flow 79a of the cooling gas when cooling the workpiece W is a down flow that is introduced from above the processing chamber 82 and exits downward. However, in the present invention, it is also possible to arrange the heater 120 below the processing chamber 82 so that the flow of the cooling gas is an upflow that is introduced from below the processing chamber 82 and exits upward. In this case as well, it is preferable that the gas cooler, circulation fan, heater, and workpiece be arranged in that order along the nitrogen gas flow path.
(5) In the above embodiment, nitrogen gas is used as the atmospheric gas, but depending on the case, it is also possible to use a low oxidizing gas and/or a reducing gas other than nitrogen gas.
(6) In the above embodiment, both the intermediate cooling and the post-soaking cooling shown in FIG. It is also possible to configure the heat treatment equipment so that the heat treatment chamber for cooling is separately arranged and the cooling process is performed after the soaking treatment.

1,1B 熱処理設備
10 レール
12 加熱チャンバ(第1熱処理チャンバ)
13 均熱チャンバ(第2熱処理チャンバ)
20 搬送ユニット
54 受渡しチャンバ
56 冷却チャンバ
76 炉殻
79 ガス流路
82 処理室
98 ガスクーラ
100 循環ファン
120 ヒータ
137 バイパス流路
W 被処理品
1,1B Heat treatment equipment 10 Rail 12 Heating chamber (first heat treatment chamber)
13 Soaking chamber (second heat treatment chamber)
20 Transfer unit 54 Delivery chamber 56 Cooling chamber 76 Furnace shell 79 Gas flow path 82 Processing chamber 98 Gas cooler 100 Circulation fan 120 Heater 137 Bypass flow path W Workpiece

Claims (3)

(A)搬送軌道に沿って配置されたバッチ式の第1熱処理チャンバおよび第2熱処理チャンバと、
(B)被処理品を収容し冷却ガスにより該被処理品を冷却する冷却チャンバと、前記第1熱処理チャンバ若しくは第2熱処理チャンバと前記冷却チャンバとの間で前記被処理品を受渡しする受渡しチャンバとを備えた搬送ユニットと、
を有し、前記第1熱処理チャンバから受け取った熱処理後の前記被処理品を、前記冷却チャンバで所定温度まで冷却するとともに、前記第2熱処理チャンバまで搬送し装入する熱処理設備であって、
前記冷却チャンバは、炉殻内にて断熱材により区画形成された処理室を備えるとともに、前記冷却ガスを循環させる循環ファンと、前記冷却ガスの流路上に設けられたガスクーラおよびヒータを有し、
前記循環ファンは、炉殻外、または、前記処理室の側方であって前記炉殻と前記処理室の間に設けられ、
前記ガスクーラは、炉殻外、または、前記炉殻と前記処理室の間に設けられ、
前記ヒータは、前記処理室内、前記処理室の上方、前記処理室の下方の何れかに設けられている、熱処理設備。
(A) a batch-type first heat treatment chamber and a second heat treatment chamber arranged along a conveyance track;
(B) a cooling chamber that accommodates a workpiece and cools the workpiece with a cooling gas, and a delivery chamber that delivers the workpiece between the first heat treatment chamber or the second heat treatment chamber and the cooling chamber; a transport unit comprising;
A heat treatment facility that cools the heat-treated workpiece received from the first heat treatment chamber to a predetermined temperature in the cooling chamber, and transports and charges the workpiece to the second heat treatment chamber,
The cooling chamber includes a processing chamber partitioned by a heat insulating material in the furnace shell, a circulation fan that circulates the cooling gas, and a gas cooler and a heater provided on the flow path of the cooling gas,
The circulation fan is provided outside the furnace shell or on the side of the processing chamber between the furnace shell and the processing chamber,
The gas cooler is provided outside the furnace shell or between the furnace shell and the processing chamber,
The heater is a heat treatment equipment that is provided in the processing chamber, above the processing chamber, or below the processing chamber.
前記循環ファンによって循環せしめられる前記冷却ガスの流路に沿って、前記ガスクーラ、前記循環ファン、前記ヒータ、前記被処理品がその順に配置されている、請求項1に記載の熱処理設備。 The heat treatment equipment according to claim 1, wherein the gas cooler, the circulation fan, the heater, and the workpiece are arranged in this order along a flow path of the cooling gas circulated by the circulation fan. 前記ガスクーラを回避して前記冷却ガスを流通させるバイパス流路が更に形成されている、請求項2に記載の熱処理設備。 The heat treatment equipment according to claim 2, further comprising a bypass flow path that allows the cooling gas to flow around the gas cooler.
JP2022084653A 2022-05-24 2022-05-24 Heat treatment facility Pending JP2023172682A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022084653A JP2023172682A (en) 2022-05-24 2022-05-24 Heat treatment facility

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022084653A JP2023172682A (en) 2022-05-24 2022-05-24 Heat treatment facility

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023172682A true JP2023172682A (en) 2023-12-06

Family

ID=89029018

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022084653A Pending JP2023172682A (en) 2022-05-24 2022-05-24 Heat treatment facility

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2023172682A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5407153B2 (en) Single-chamber vacuum heat treatment furnace
CN106048161A (en) Multi-chamber furnace for vacuum carburizing and quenching of gears, shafts, rings and similar workpieces
JP5167640B2 (en) Heat treatment equipment
EP3006576B1 (en) Device for individual quench hardening of technical equipment components
US7377774B2 (en) Change-over apparatus for cooling gas passages in vacuum heat treating furnace
JP6078000B2 (en) Cooling system
JP2002222804A5 (en)
US10648050B2 (en) Heat treatment apparatus
JP4849785B2 (en) Vacuum heat treatment equipment
KR100830194B1 (en) Continuous type metal heat treatment system
CN116103479A (en) Vacuum double-chamber heat treatment furnace and working method thereof
JP2008214721A (en) Isothermal treatment apparatus
JP2007046073A (en) Continuous type metal heat treatment system
JP2023172682A (en) Heat treatment facility
JP6136681B2 (en) Heat treatment equipment
JP2009091638A (en) Heat-treatment method and heat-treatment apparatus
JP7155709B2 (en) Continuous atmosphere heat treatment furnace
JP5225634B2 (en) Heat treatment method and heat treatment equipment
JP2005344183A (en) Carburization gas-quenching method
CN111670113A (en) Method for processing articles and method for high-pressure treatment of articles
JP2023173176A (en) Heat treatment facility
JPH0726694U (en) Continuous heat treatment furnace
JP2004250782A (en) Heat treatment apparatus
JP6427949B2 (en) Vacuum quenching method
KR102265285B1 (en) Heat treatment unit, substrate processing apparatus and substrate processing method