JP3861099B1 - Heat treatment furnace - Google Patents
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Abstract
【課題】熱処理対象物全体をできる限り均一にガス冷却する熱処理炉を、簡易な構成で実現する。
【解決手段】ガス冷却空間20に導入される冷却ガスを吸込み吐出する攪拌機3と、前記攪拌機3が吐出する冷却ガスを導いてガス冷却空間20に配置した熱処理対象物Wに向けて吹出させる第一の吹出ダクト23と、同じ攪拌機3が吐出する冷却ガスを導いて前記第一の吹出ダクト23とは異なる方向から熱処理対象物Wに向けて吹出させる第二の吹出ダクト24とを具備する熱処理炉を構成した。
【選択図】図3A heat treatment furnace that gas-cools the entire object to be heat-treated as uniformly as possible is realized with a simple configuration.
A stirrer that sucks and discharges a cooling gas introduced into a gas cooling space, and a cooling gas discharged from the stirrer that guides the gas toward a heat treatment target W disposed in the gas cooling space. A heat treatment including one blowout duct 23 and a second blowout duct 24 that guides the cooling gas discharged from the same stirrer 3 and blows it toward the heat treatment object W from a direction different from that of the first blowout duct 23. A furnace was constructed.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、熱処理対象物を焼き入れ処理等するための熱処理炉に関する。 The present invention relates to a heat treatment furnace for quenching a heat treatment object.
例えば金型等の熱処理対象物を焼き入れ処理する装置として、真空熱処理炉(下記特許文献を参照)が公知である。この種の真空熱処理炉では、炉内を真空引きした状態で熱処理対象物を所定時間加熱した後、低温の冷却ガスを導入したり、その熱処理対象物を油槽に投入したりして急冷処理することが通例となっている。
上記の如き熱処理炉にあって、加熱した熱処理対象物をガス冷却する際には、内室に導入した冷却ガスを攪拌機で攪拌して循環させる。一般に、攪拌機、即ちターボファン及びターボファンを駆動する原動機は、1基設けられる。回転駆動されたターボファンは、冷却ガスをスラスト方向に吸込んでラジアル方向に送風する。この冷却ガスは、ファンから離れた側から熱処理対象物に向けて吹出し、その後再びファンに吸込まれる。故に、熱処理対象物は、ファンに向かって流れる一方向的な冷却ガスの風を受け続けることになる。 In the heat treatment furnace as described above, when the heated object to be heat treated is gas-cooled, the cooling gas introduced into the inner chamber is circulated while being stirred by the stirrer. Generally, one stirrer, that is, a turbofan and a prime mover that drives the turbofan is provided. The rotationally driven turbofan sucks the cooling gas in the thrust direction and blows it in the radial direction. This cooling gas is blown out toward the heat treatment object from the side away from the fan, and then sucked into the fan again. Therefore, the heat treatment object continues to receive the unidirectional cooling gas wind flowing toward the fan.
一方向的な風の流れで熱処理対象物を冷却する状況下では、熱処理対象物の温度降下に局地差が生じる。熱処理対象物に向けて吹出した冷却ガスの温度は高温の熱処理対象物の熱量を奪って漸次上昇することから、熱処理対象物において冷却ガスが最初に接触する部位と昇温した冷却ガスが接触する部位とでは冷却効果に差異が発生し、熱処理対象物の中で冷却が非均一になる。結果、熱処理対象物の中で寸法変化の差(歪み)、硬さのばらつき、内部組織や結晶粒度のばらつきが発生する原因となる。その影響は熱処理対象物の材質、質量によって異なるが、大形の対象物あるいは質量の相異なる複数の対象物を混載して熱処理する場合には看過できないものとなる。また、特定の工具鋼のように所定温度まで分・秒単位の短時間で冷却しなければならない対象物を処理する場合、局地的な冷却速度の鈍化が重大な損失につながる可能性がある。 Under the situation where the heat treatment object is cooled by the unidirectional wind flow, a local difference occurs in the temperature drop of the heat treatment object. The temperature of the cooling gas blown out toward the heat treatment object gradually increases by taking the heat amount of the high temperature heat treatment object, so that the portion of the heat treatment object where the cooling gas first comes into contact with the raised cooling gas contacts There is a difference in the cooling effect from the part, and the cooling becomes non-uniform in the heat treatment object. As a result, a difference (distortion) in dimensional change, variation in hardness, variation in internal structure and crystal grain size occurs in the heat treatment target. The influence varies depending on the material and mass of the heat treatment object, but cannot be overlooked when heat treatment is performed by mounting a large object or a plurality of objects having different masses. In addition, when processing an object that must be cooled to a predetermined temperature in a short time, such as a specific tool steel, in a short time in minutes / seconds, a slowing of the local cooling rate may lead to a serious loss. .
以上の問題に鑑みてなされた本発明は、熱処理対象物全体をできる限り均一に冷却する熱処理炉を、簡易な構成で実現しようとするものである。 The present invention made in view of the above problems is intended to realize a heat treatment furnace that cools the entire object to be heat treated as uniformly as possible with a simple configuration.
本発明では、熱処理対象物を加熱し、しかる後にガス冷却処理、油冷却処理、またはガス冷却処理後に油冷却処理できる熱処理炉であって、上下方向に拡張し、その上部領域にガス冷却のためのガス冷却空間を設け、下部領域に油冷却のための油槽を設けた冷却室と、熱処理対象物を持ち上げて前記ガス冷却空間に移送し、または熱処理対象物を下降させて前記油槽に移送するリフトと、前記ガス冷却空間に導入される冷却ガスを吸込み吐出する攪拌機と、前記攪拌機が吐出する冷却ガスを導いて前記ガス冷却空間に配置した熱処理対象物に対し下方から吹出させる第一の吹出ダクトと、同じ攪拌機が吐出する冷却ガスを導いて前記ガス冷却空間に配置した熱処理対象物に対し上方から吹出させる第二の吹出ダクトとを具備してなり、前記第一の吹出ダクトは、冷却ガスを上向きに吹出させる吹出部を有し、その吹出部が、前記リフトで熱処理対象物を移送する際の移送経路近傍において前記ガス冷却空間に配置した熱処理対象物に下方より臨む位置と、移送経路を開通する位置との間で変位可能であるものを構成した。 In the present invention, a heat treatment furnace capable of heating an object to be heat-treated and then oil-cooling after gas-cooling, oil-cooling, or gas-cooling, and extending in the vertical direction for gas cooling in the upper region. And a cooling chamber provided with an oil tank for oil cooling in the lower region, and a heat treatment object is lifted and transferred to the gas cooling space, or a heat treatment object is lowered and transferred to the oil tank. A lift, a stirrer that sucks and discharges the cooling gas introduced into the gas cooling space, and a first blowout that blows the cooling gas discharged from the stirrer from below to the heat treatment target disposed in the gas cooling space A duct, and a second blowing duct that guides a cooling gas discharged from the same stirrer and blows the heat treatment object disposed in the gas cooling space from above. The blowout duct has a blowout portion for blowing the cooling gas upward, and the blowout portion is below the heat treatment target disposed in the gas cooling space in the vicinity of the transfer path when the heat treatment target is transferred by the lift. What can be displaced between the position which faces more and the position which opens a transfer path | route was comprised.
つまり、攪拌機が吐出する冷却ガスを各吹出ダクトを介して複数方向から吹出させることにより、熱処理対象物に与える冷却効果の均一化を図ったのである。このようなものであれば、熱処理対象物の温度降下に局地差が生じる問題を実効的に解消でき、熱処理対象物の歪みや冶金的効果のばらつきを軽減ないし回避できる。また、複数基の攪拌機を熱処理炉に装備する必要がないことも、本発明の特長である。熱処理対象物全体を均一にガス冷却するべく、複数基の攪拌機を相異なる方位に設けることも考えられるが、実用上最も多く使用される熱処理炉の構造、即ちガス冷却空間の下方に冷却油槽を配置する構造様式においてはガス冷却空間の上下に攪拌機を対をなして設けることは不可能である。複数基の攪拌機が熱処理炉の他の構成要素、例えば油槽や熱処理対象物の搬送機構等と干渉し合うことを避けるためには熱処理炉の大形化が必須であり、建造コストの高騰とともに占有スペースの増大を招く。のみならず、熱処理炉の大形化に伴い熱処理対象物を加熱空間からガス冷却空間に移送する際の移送距離が延長し、加熱後冷却を開始するまでのタイムラグが大きくなって、目的とする冶金的効果に本質的な問題を惹起するおそれもある。本発明ではそのような不都合が発生しない。 In other words, the cooling gas discharged from the stirrer is blown from a plurality of directions through the blowout ducts, so that the cooling effect given to the heat treatment object is made uniform. With such a configuration, the problem of local differences in the temperature drop of the heat treatment object can be effectively solved, and distortion of the heat treatment object and variations in metallurgical effects can be reduced or avoided. It is also a feature of the present invention that it is not necessary to equip a heat treatment furnace with a plurality of stirrers. In order to uniformly cool the entire object to be heat-treated, it may be possible to provide a plurality of stirrers in different orientations, but the structure of the heat treatment furnace that is most frequently used in practice, that is, a cooling oil tank below the gas cooling space. It is impossible to provide a stirrer in pairs above and below the gas cooling space in the arrangement structure. To avoid the interference of multiple agitators with other components of the heat treatment furnace, such as the oil tank and the transfer mechanism of the heat treatment object, it is essential to increase the size of the heat treatment furnace and occupy it as the construction cost increases. Increases space. In addition to the increase in the size of the heat treatment furnace, the transfer distance when the heat treatment object is transferred from the heating space to the gas cooling space is extended, and the time lag until the cooling after heating is increased, which is the purpose. There is also the possibility of causing intrinsic problems in the metallurgical effect. Such inconvenience does not occur in the present invention.
熱処理対象物全体を均一に冷却するという所期の目的を充分に達成するためには、前記第一の吹出ダクト及び前記第二の吹出ダクトを、互いに略対向する二方に設け、そこから熱処理対象物に向けて冷却ガスを吹出させるものとする。 In order to sufficiently achieve the intended purpose of uniformly cooling the entire object to be heat treated, the first blowing duct and the second blowing duct are provided in two substantially opposite directions, and heat treatment is performed therefrom. The cooling gas is blown out toward the object.
さらに、熱処理対象物に向けて吹出した冷却ガスを、前記第一の吹出ダクト及び前記第二の吹出ダクトによる冷却ガスの吹出方向とは交差する方向に流入させて前記攪拌機へと導く還流ダクトを具備するものとすれば、ガス冷却空間における冷却ガスの循環を円滑にして熱処理対象物全体の均一な冷却に寄与し得る。 Further, a reflux duct for introducing the cooling gas blown toward the heat treatment object into a direction crossing the blowing direction of the cooling gas by the first blowing duct and the second blowing duct and leading to the stirrer If it has, it can contribute to uniform cooling of the whole heat processing target object by smooth circulation of the cooling gas in the gas cooling space.
攪拌機が吐出する冷却ガスを第一の吹出ダクトと第二の吹出ダクトとに好適に分流させるには、前記攪拌機のファンを、所定方向から冷却ガスを吸込み周囲に送風するものとし、このファンの周囲を複数区域に区画することによって前記第一の吹出ダクト、前記第二の吹出ダクトの各々に流入する冷却ガスを分かつようにする。 In order to appropriately divert the cooling gas discharged from the stirrer to the first blowout duct and the second blowout duct, the fan of the stirrer sucks the cooling gas from a predetermined direction and blows the air around the fan. The cooling gas flowing into each of the first blowout duct and the second blowout duct is divided by dividing the periphery into a plurality of sections.
また、前記第一の吹出ダクトが、熱処理対象物をガス冷却空間に移送する際の移送経路近傍に吹出部を有し、移送経路に対し略平行に冷却ガスを吹出させるものである場合、その吹出部が移送経路に干渉して熱処理対象物の搬出入の妨げとなり得るので、吹出部を移送経路に干渉しない位置に退避させられるよう可動とすることが好ましい。 Further, when the first blowing duct has a blowing portion in the vicinity of the transfer path when transferring the heat treatment object to the gas cooling space, and the cooling gas is blown out substantially parallel to the transfer path, Since the blow-out part can interfere with the transfer path by interfering with the transfer path, it is preferable that the blow-out part is movable so as to be retracted to a position that does not interfere with the transfer path.
本発明によれば、熱処理対象物全体を均一にガス冷却し得る熱処理炉を簡易な構成で実現可能である。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the heat processing furnace which can carry out gas cooling of the whole heat processing target object uniformly can be implement | achieved by simple structure.
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。但し、説明の便宜上、熱処理対象物Wを搬出入するための搬出入口212を設けている側を前方と定義している。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, for convenience of explanation, the side on which the carry-in / out
本実施形態の熱処理炉は、熱処理対象物Wを真空中または大気圧以下の減圧雰囲気中で加熱し、しかる後にガス冷却空間20に移送してガス冷却処理でき、また必要に応じてガス冷却後に油槽22に投入して油冷却処理でき、並びに熱処理対象物Wの種類、熱処理目的によっては加熱後直ちに油槽22に投入することもできる真空熱処理炉である。この熱処理炉は、図1に示すように、熱処理対象物Wを加熱する加熱室1と、加熱室1で加熱した熱処理対象物Wを冷却する冷却室2とを有する二室型のもので、加熱室1側に断熱本体12及びヒータ14、真空排気系4等を備え、冷却室2側に冷却ガス導入系5、攪拌機3、油槽22等を備えている。
The heat treatment furnace of the present embodiment heats the heat treatment object W in a vacuum or a reduced-pressure atmosphere of atmospheric pressure or less, and then transfers it to the
具体的には、加熱室1の外殻となる炉胴11内に略箱体状をなす断熱本体12を配し、その内周にヒータ14を設置して、熱処理対象物Wを加熱する加熱空間15を構築している。断熱本体12の冷却室2側には、開閉動作可能な断熱蓋13を設けてある。断熱本体12及び断熱蓋13は、例えばグラファイトフェルト等を素材として作製する。真空排気系4は、例えば拡散ポンプ、メカニカルブースタポンプや油回転真空ポンプ等を直列に連接してなるもので、バルブを介して断接切替可能であるように炉胴11に接続している。
Specifically, a
炉胴11は、冷却室2の外殻となるハウジング21に連通している。炉胴11とハウジング21との境界は、断熱蓋13と一体的に動作する仕切扉211によって隔てられる。ハウジング21は上下方向に拡張しており、上部領域に低温の冷却ガスを導入する冷却ガス導入系5、導入された冷却ガスを攪拌し循環させる攪拌機3、冷却ガスを導くダクト23、24、25、26、冷却ガスを冷却する熱交換器27等を設けて、ガス冷却空間20を構築している。冷却ガス導入系5は、加熱した対象物を急冷するN2等の不活性ガスをガスボンベから送り込むものであり、バルブを介して断接切替可能であるようにハウジング21に接続している。攪拌機3は、冷却ガスを吸込み吐出するターボファン31と、ターボファン31を回転駆動する原動機(モータまたはエンジン)32とを要素とし、ハウジング21の上端に配設してある。原動機32はハウジング21外にあり、その駆動軸をハウジング21内に貫入してファン31に接続している。原動機32の駆動軸がハウジング21を貫通する部位には、回転真空シールを施す。また、ガス冷却空間20より下方、加熱室1内の加熱空間15と略同じ高さ位置に、熱処理対象物Wを搬出入する搬出入口212を設けている。この搬出入口212は、開閉する扉212によって密閉される。加えて、ハウジング21の下部領域に、焼き入れ用の油を蓄える油槽22を配している。油槽22は、冶金的特性上ガス冷後に油冷の必要がある場合、熱処理対象物Wが大形でガス冷後に搬出可能となる温度まで冷ます時間を短縮したい場合、加熱後直ちに油焼き入れする場合等に使用する。尤も、ガス急冷処理専用の炉とするのであれば油槽22は必須でなくなる。
The
本実施形態の熱処理炉による焼き入れ処理のプロセスの概要を述べると、熱処理対象物Wを搬出入口212から加熱室1の加熱空間15に搬入した後、真空排気系4を稼働して炉内を減圧し、断熱本体12の断熱蓋13及び仕切扉211を閉止して、ヒータ14で熱処理対象物Wを加熱する。加熱が完了したならば、断熱蓋13及び仕切扉211を開放し、熱処理対象物Wを取り出して冷却室2において冷却するが、その際にガス冷却または油冷却を選択できる。熱処理対象物Wをガス冷却する場合、加熱が完了した時点で原動機32を起動してファン31を回転させる。炉内が真空または減圧状態にあることから、ファン31は極短時間(通常、50秒以内)に所要の回転数に達する。熱処理対象物Wを加熱室1から取り出した後、断熱蓋13及び仕切扉211を閉止し、リフト214によって熱処理対象物Wを持ち上げてガス冷却空間20に移送する。そして、熱処理対象物Wがガス冷却空間20に到達したら、冷却ガス導入系5を介して冷却室2に冷却ガスを導入充填し、これを攪拌、循環させて熱処理対象物Wを冷却する。冷却ガスの圧力は、冷却室2が第一種圧力容器であるならば0.02MPa以下、高圧容器として認定されていれば0.1MPa以下とする。冷却が完了したら、冷却ガスを排気して冷却室2の内圧を大気圧まで下げつつ、リフト214を駆動して熱処理対象物Wを搬出入口212付近まで下降させる。熱処理対象物Wを油冷却する場合には、熱処理対象物Wを油槽22に投入することは言うまでもない。
The outline of the quenching process by the heat treatment furnace of the present embodiment will be described. After the heat treatment object W is carried into the
しかして、本実施形態では、図2ないし図4に示すように、攪拌機3が吐出する冷却ガスを第一の吹出ダクト23及び第二の吹出ダクト24によって導き、ガス冷却空間20に配置された熱処理対象物Wに向けて複数方向から吹出させるようにしている。詳述すると、回転駆動されたターボファン31は、冷却ガスをスラスト方向即ち下方より吸込み、ラジアル方向即ち水平方位に送風する。第一の吹出ダクト23、第二の吹出ダクト24は、それぞれこのファン31の周囲に開口してファン31が送風する冷却ガスを呑み込む。言うなれば、各吹出ダクト23、24の開口部231、241によってファン31の周囲を前後左右の四つの区域に区画しており、左右に向かう冷却ガスは第一の吹出ダクト23に、前後に向かう冷却ガスは第二の吹出ダクト24に、分かれて流入する。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIGS. 2 to 4, the cooling gas discharged from the
第一の吹出ダクト23は、熱処理対象物Wに対し下方から冷却ガスを吹出させる役割を担う。第一の吹出ダクト23は、ファン31の左右に面する開口部231から下方に屈曲し、ハウジング21の左右の外壁に沿ってガス冷却空間20を回り込むように延伸しており、その下端で互いに相寄る吹出部232を内側方に突出させている。吹出部232の上面には複数のノズル234を設けてあり、第一の吹出ダクト23に流入した冷却ガスは最終的にノズル234から上向きに吹出す。因みに、複数のノズル234の一部にキャップを装着する等して、冷却ガスの吹出位置を調整することが可能である。なお、第一の吹出ダクト23の吹出部232は、熱処理対象物Wをリフト214でガス冷却空間20に移送する際の移送経路に干渉するため、熱処理対象物Wの移送時には移送の妨げとならない位置に退避させる必要がある。故に、吹出部232を可動に構成している。本実施形態では、吹出部232の基端側を水平軸233周りに回動可能に軸支しており、熱処理対象物Wの移送時には先端側を下方に回動させて吹出部232を略鉛直姿勢とし、移送経路を開通することができる。そして、熱処理対象物Wをガス冷却空間20に移送した後、先端側を上方に回動させて吹出部232を再び略水平姿勢とし、熱処理対象物Wに下方より臨ませる。吹出部232の回動は、アクチュエータ215によって惹起する。
The
第二の吹出ダクト24は、熱処理対象物Wに対し上方から冷却ガスを吹出させる役割を担う。第二の吹出ダクト24は、ファン31の前後に面する開口部241から下方に屈曲し、さらにそこからガス冷却空間20の上方を覆うように相寄る吹出部242を前後方向に伸張させている。吹出部242の下面にもやはり複数のノズル243を設けてあり、第二の吹出ダクト24に流入した冷却ガスは最終的にノズル243から下向きに吹出す。
The
上下の吹出部232、242から熱処理対象物Wに向けて吹出した冷却ガスは、第一の還流ダクト25または第二の還流ダクト26を経由して再び攪拌機3に吸込まれる。本実施形態では、これら還流ダクト25、26によって、冷却ガスをその吹出方向とは交差する複数方向に流通させるようにしている。
The cooling gas blown out from the upper and
第一の還流ダクト25は、ガス冷却空間20において上下から吹出した冷却ガスを右方に流す役割を担う。第一の還流ダクト25は、ガス冷却空間20の右側を閉塞しつつ、正断面視略逆L字型をなす還流路を形成する。ガス冷却空間20に面し、ガス冷却空間20と第一の還流ダクト25とを隔てる隔壁251には、冷却ガスを流入させるガス流入口252を穿設してある。図示例では、前後及び上下に間欠的に複数のガス流入口252を穿っている。かつ、周辺寄りにあるガス流入口252の開口寸法を、中央寄りにあるガス流入口252の開口寸法よりも小さく設定している。また、隔壁251に略沿って、熱交換器27(の冷却パイプまたはフィン)を前後及び上下に亘り配設している。図示例では、熱交換器27を還流ダクト25、26内に収めている。
The
第二の還流ダクト26は、ガス冷却空間20において上下から吹出した冷却ガスを左方に流す役割を担う。第二の還流ダクト26は、第一の還流ダクト25に対向して、ガス冷却空間20の左側を閉塞しつつ、正断面視略逆L字型をなす還流路を形成する。ガス冷却空間20に面し、ガス冷却空間20と第二の還流ダクト26とを隔てる隔壁261には、前後及び上下に間欠的に複数のガス流入口262を穿設してあって、周辺寄りにあるガス流入口262の開口寸法を、中央寄りにあるガス流入口262の開口寸法よりも小さく設定している。また、隔壁262に略沿って、熱交換器27を前後及び上下に亘り配設している。
The
第一の還流ダクト25と第二の還流ダクト26とは、上端で相互に連接している。両還流ダクト25、26を連接する管路は、ちょうどファン31の直下、第二の吹出ダクト24の吹出部の直上に位置し、その中間で攪拌機3のファン31に向けて開口する。ガス流入口252、262を介して還流ダクト25、26に流入した冷却ガスは、熱交換器27によって冷やされつつ還流ダクト25、26内を上昇し、両還流ダクト25、26を連接する管路からファン31に吸込まれる。
The
上記に加えて、本実施形態では、第一の還流ダクト25を経由して攪拌機3に吸込まれる冷却ガスの量を調節する第一の調節機構28と、第二の還流ダクト26を経由して前記攪拌機3に吸込まれる冷却ガスの量を調節する第二の調節機構29とを設けている。第一の調節機構28は、第一の還流ダクト25側の隔壁251に穿たれたガス流入口252をシャッタ281によって開閉するものである。シャッタ281は、ガス流入口252に対応して穿設した複数の貫通孔282を有する板状体であり、隔壁251に対し略平行に移動可能であるように支持させてなる。本実施形態では、シャッタ281を上下動可能とし、その上下動をアクチュエータ283によって惹起する。図5に示しているように、シャッタ281を上昇させて貫通孔282が隔壁251のガス流入口252と重なり合う開通位置に位置づければ、ガス流入口252が開通し、冷却ガスを第一の還流ダクト25へ自由に流入させることができる。翻って、図6に示しているように、シャッタ281を下降させて貫通孔282がガス流入口251から偏倚する閉塞位置に位置づければ、ガス流入口252が閉塞され、冷却ガスの第一の還流ダクト25への流入が抑制される。また、シャッタ281の高さ位置を制御して貫通孔282とガス流入口252との重なり合いの度合いを調節することにより、冷却ガスの第一の還流ダクト25への流入量を増減させることも可能である。
In addition to the above, in the present embodiment, the
第二の調節機構29は、第二の還流ダクト26側の隔壁に穿たれたガス流入口262をシャッタ291によって開閉するものである。第二の調節機構29は、第一の調節機構28と同様の構成とする。即ち、ガス流通口262に対応する複数の貫通孔292をシャッタ291に穿設し、このシャッタ291を開通位置と閉塞位置との間で隔壁261に対し略平行に上下動可能としている。シャッタ291の上下動は、アクチュエータ293によって惹起する。
The
その上で、各調節機構28、29のシャッタ281、291を駆動するアクチュエータ283、293を、プログラマブルコントローラ(図示せず)によって個別に制御する。これにより、上下の吹出部232、242から吹出した冷却ガスを、第一の還流ダクト25に流入させるのか、第二の還流ダクト26に流入させるのか、さらにはどの程度の量を流入させるのかを、プログラム制御することが可能となる。例えば、右側部位の熱容量が左側部位よりも大きい熱処理対象物Wを冷却する場合、第一の還流ダクト25のガス流入口252を大きく開け、第二の還流ダクト26のガス流入口262を絞るかまたは閉塞して、熱処理対象物Wの右側部位により多くの量の冷却ガスを当てて冷却する。あるいは、第一の還流ダクト25のガス流入口252と、第二の還流ダクト26のガス流入口262とを所定のタイムサイクルで交互に開閉するようにプログラム制御し、第一の還流ダクト25のガス流入口252を開ける時間を長く、第二の還流ダクト26のガス流入口262を開ける時間を短く設定して、熱処理対象物Wの右側部位に冷却ガスを当てる時間を長くする。
In addition, the
本実施形態によれば、ガス冷却空間20に導入される冷却ガスを吸込み吐出する攪拌機3と、前記攪拌機3が吐出する冷却ガスを導いてガス冷却空間20に配置した熱処理対象物Wに向けて吹出させる第一の吹出ダクト23と、同じ攪拌機3が吐出する冷却ガスを導いて前記第一の吹出ダクト23とは異なる方向から熱処理対象物Wに向けて吹出させる第二の吹出ダクト24とを具備する熱処理炉を構成し、攪拌機3が吐出する冷却ガスを各吹出ダクト23、24を介して複数方向(特に、互いに略対向する二方)から吹出させることで、熱処理対象物Wに与える冷却効果の均一化を図ったため、熱処理対象物Wの温度降下に局地差が生じる問題を実効的に解消でき、均一な冶金的効果が得られるとともに熱処理対象物Wの歪みを軽減ないし回避できる。また、複数基の攪拌機3を熱処理炉に装備する必要もない。
According to the present embodiment, the
さらに、熱処理対象物Wに向けて吹出した冷却ガスを、前記第一の吹出ダクト23及び前記第二の吹出ダクト24による冷却ガスの吹出方向とは交差する方向に流入させて前記攪拌機3へと導く還流ダクト25、26を具備するものとしており、ガス冷却空間20における冷却ガスの循環を円滑にして熱処理対象物W全体の均一な冷却に寄与し得る。
Further, the cooling gas blown toward the heat treatment object W is caused to flow into the
前記攪拌機3のファン31を、所定方向から冷却ガスを吸込み周囲に送風するものとし、このファン31の周囲を複数区域に区画することによって前記第一の吹出ダクト23、前記第二の吹出ダクト24の各々に流入する冷却ガスを分かつようにしており、攪拌機3が吐出する冷却ガスを好適に分流できる。
The
また、前記第一の吹出ダクト23は、熱処理対象物Wをガス冷却空間20に移送する際の移送経路近傍に吹出部を有し、移送経路に対し略平行に冷却ガスを吹出させるものであるので、その吹出部が移送経路に干渉して熱処理対象物Wの搬出入の妨げとならないよう、移送経路に干渉しない位置に退避させられる可動のものとしている。
The
なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態では各調節機構28、29におけるシャッタ281、291をそれぞれ一枚板としていたが、図7に示すように、シャッタ281、291を複数に分割し、それらを(複数のアクチュエータ283、293によって)独立して駆動し得るものとすることが考えられる。図示例では、都合3枚のシャッタ281(291)を前後に配列しており、各々を独立に上下動させることを可能としている。このような構成を採用すれば、複数のガス流入口252(262)を個別に開閉できる。即ち、上下の吹出部232、242から熱処理対象物Wに向けて吹出した冷却ガスを、前方のガス流入口252(262)に多く流入させるのか、後方のガス流入口252(262)に多く流入させるのか、または中間のガス流入口252(262)に多く流入させるのかを制御できる。ひいては、冷却ガスの流れを自在に操れるようになり、熱処理対象物Wの特定部位を重点的に冷却したり、冷却ガスの流れる経路を刻々に変化させて熱処理対象物Wの各部位をまんべんなく冷却したりすることが容易に可能となる。
The present invention is not limited to the embodiment described in detail above. For example, in the above-described embodiment, the
上記実施形態では、還流ダクト25、26内に熱交換器27を配設していたが、熱交換器27の配置は任意に変更することができる。熱交換器27を還流ダクト25、26外に配設してもよく、吹出ダクト23、24内に配設してもよい。
In the said embodiment, although the heat exchanger 27 was arrange | positioned in the
また、特に、加熱室と冷却室とが分離していない、言い換えるならば加熱空間がそのままガス冷却空間となる一室型の熱処理炉に本発明を適用することを妨げない。 In particular, the present invention is not prevented from being applied to a one-chamber heat treatment furnace in which the heating chamber and the cooling chamber are not separated, in other words, the heating space is directly used as the gas cooling space.
その他各部の具体的構成は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 Other specific configurations of the respective parts are not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
20…ガス冷却空間
23…第一の吹出ダクト
24…第二の吹出ダクト
25…第一の還流ダクト
26…第二の還流ダクト
28…第一の調節機構
29…第二の調節機構
3…攪拌機
DESCRIPTION OF
Claims (4)
上下方向に拡張し、その上部領域にガス冷却のためのガス冷却空間を設け、下部領域に油冷却のための油槽を設けた冷却室と、
熱処理対象物を持ち上げて前記ガス冷却空間に移送し、または熱処理対象物を下降させて前記油槽に移送するリフトと、
前記ガス冷却空間に導入される冷却ガスを吸込み吐出する攪拌機と、
前記攪拌機が吐出する冷却ガスを導いて前記ガス冷却空間に配置した熱処理対象物に対し下方から吹出させる第一の吹出ダクトと、
同じ攪拌機が吐出する冷却ガスを導いて前記ガス冷却空間に配置した熱処理対象物に対し上方から吹出させる第二の吹出ダクトと
を具備してなり、
前記第一の吹出ダクトは、冷却ガスを上向きに吹出させる吹出部を有し、
その吹出部を、前記リフトで熱処理対象物を移送する際の移送経路近傍において前記ガス冷却空間に配置した熱処理対象物に下方より臨む位置と、移送経路を開通する位置との間で変位可能に構成しており、
なおかつ、熱処理対象物に向けて吹出した冷却ガスを、前記第一の吹出ダクト及び前記第二の吹出ダクトによる冷却ガスの吹出方向とは交差する方向に流入させて前記攪拌機へと導く還流ダクトをさらに具備し、
前記ガス冷却空間から前記還流ダクトに冷却ガスを流入させる複数のガス流入口を、ガス冷却空間に面しガス冷却空間と還流ダクトとを隔てるとともに前記第一の吹出ダクト及び前記第二の吹出ダクトによる冷却ガスの吹出方向とは交差する方向を向く隔壁にのみ穿設し、
前記隔壁に穿設した複数のガス流入口は、周辺寄りにあるものの開口寸法が中央寄りにあるものの開口寸法よりも小さく設定され、これらが複数枚のシャッタによって個別に開閉される
ことを特徴とする熱処理炉。 A heat treatment furnace that heats an object to be heat treated, and then can perform gas cooling treatment, oil cooling treatment, or oil cooling treatment after gas cooling treatment,
A cooling chamber that extends in the vertical direction, has a gas cooling space for gas cooling in its upper region, and has an oil tank for oil cooling in its lower region;
A lift that lifts the heat treatment object and transfers it to the gas cooling space, or lowers the heat treatment object and transfers it to the oil tank;
A stirrer that sucks and discharges the cooling gas introduced into the gas cooling space;
A first blowing duct that guides the cooling gas discharged from the stirrer and blows it from below with respect to the heat treatment object disposed in the gas cooling space;
A second blowing duct that guides the cooling gas discharged from the same stirrer and blows out the heat treatment object disposed in the gas cooling space from above;
The first blowout duct has a blowout portion that blows the cooling gas upward,
The blowout portion can be displaced between a position facing the heat treatment object arranged in the gas cooling space from below and a position opening the transfer path in the vicinity of the transfer path when the heat treatment object is transferred by the lift. configured and,
In addition, a reflux duct for introducing the cooling gas blown toward the heat treatment object into the stirrer by flowing in the direction intersecting the blowing direction of the cooling gas by the first blowing duct and the second blowing duct. In addition,
A plurality of gas inlets through which the cooling gas flows from the gas cooling space into the reflux duct faces the gas cooling space, separates the gas cooling space and the reflux duct, and the first blowout duct and the second blowout duct. Perforated only in the partition wall facing the direction intersecting with the cooling gas blowing direction by
The plurality of gas inlets drilled in the partition wall are set so that the opening size is closer to the periphery but the opening size is closer to the center, and these are individually opened and closed by a plurality of shutters.
A heat treatment furnace characterized by that .
前記ファンの周囲を複数区域に区画して前記第一の吹出ダクト、前記第二の吹出ダクトの各々に流入する冷却ガスを分流させるようにし、
前記第一の吹出ダクトは、前記ファンの左右に面する開口部から下方に屈曲し、前記ガス冷却空間を回り込むように下方に延伸して、その下端で吹出部を内側方に突出させており、その吹出部から冷却ガスを上向きに吹出させるものであり、
前記第二の吹出ダクトは、前記ファンの前後に面する開口部から下方に屈曲し、さらにそこからガス冷却空間の上方を覆うように吹出部を前後方向に伸張させており、その吹出部から冷却ガスを下向きに吹出させるものである請求項1または2記載の熱処理炉。 The stirrer is provided at the upper end of the cooling chamber, and has a fan that sucks cooling gas from a predetermined direction and blows it around.
The cooling gas flowing into each of the first blowing duct and the second blowing duct is divided into a plurality of sections around the fan,
The first blowing duct is bent downward from an opening facing the left and right of the fan, extends downward so as to go around the gas cooling space, and projects the blowing part inward at the lower end thereof. The cooling gas is blown upward from the blowing part,
The second blowout duct is bent downward from the opening facing the front and rear of the fan, and further extends the blowout portion in the front-rear direction so as to cover the upper part of the gas cooling space from the blowout portion. The heat treatment furnace according to claim 1 or 2, wherein the cooling gas is blown downward.
原動機は前記冷却室のハウジング外にあって、その駆動軸をハウジング内に貫入してファンに接続しており、
熱処理対象物をガス冷却するに際しては、炉内が真空または減圧状態にある段階で原動機を起動してファンを回転させ所要の回転数に至らしめ、熱処理対象物を加熱室から取り出してガス冷却空間に移送した後に、冷却室に冷却ガスを導入充填しこれを攪拌、循環させて熱処理対象物を冷却する請求項1、2または3記載の熱処理炉。 The stirrer includes a fan that sucks and discharges a cooling gas and a prime mover that rotationally drives the fan.
The prime mover is outside the housing of the cooling chamber, the drive shaft penetrates into the housing and is connected to the fan,
When gas-cooling the object to be heat-treated, start the prime mover in a stage where the furnace is in a vacuum or reduced pressure state, rotate the fan to reach the required number of revolutions, take out the object to be heat-treated from the heating chamber, and then enter the gas cooling space. The heat treatment furnace according to claim 1, 2 or 3 , wherein after being transferred to the heat treatment object, a cooling gas is introduced and filled in the cooling chamber, and this is stirred and circulated to cool the heat treatment object.
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