【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は線状材，帯状材等の金属材料をコイル状に巻回してなるコイル状物の熱処理炉およびその運転方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コイル状物を焼鈍するのに従来からベル型炉が一般的に使用されている。ところでベル型炉は、周知のように運転の度にベル型の大きなアウターカバーとインナーカバーとを昇降装置で吊ってコイル状物の上に被せるものであるから、自動化，省力化が容易でなく、処理能力が低い割に操業スペースを要するという問題点があった。また、コイル状物を横にして数段に積み重ね加熱するものであるので、熱が充分に内芯部まで行き届かず±１０〜１５℃の温度差ができ均一加熱ができない欠点があると共に、同室にてコイル状物を冷却するので昇温に時間がかかり熱消費量もきわめて大きい欠点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、自動化，省力化が容易で処理能力を向上させられると共に、均一加熱と省エネルギー化を可能とするコイル状物の熱処理炉およびその運転方法を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
そのために本発明のコイル熱処理炉は、コイル状物の中心に水平支持棒を貫挿して該コイル状物を吊下支持し得る前記スタンドトレイと、正面扉より前記スタンドトレイを出入りし得るように形成されたパージ室と、該パージ室の一端部に出入口部が対面し該パージ室内より前記スタンドトレイが出入りし得るように形成された加熱室と、該パージ室の他端部に出入口部が対面し該パージ室より前記スタンドトレイが出入りし得るように形成された冷却室とからなることを特徴とする。 また本発明は上記コイル熱処理炉において、パージ室が耐圧性に形成され真空ポンプにより該パーシ室内の空気を排出し得るようにしたことを特徴とする。
さらに本発明に係るコイル熱処理炉の運転方法は、コイル状物が支持されたスタンドトレイを正面扉からパージ室内に挿入し該パージ室内を雰囲気ガスに置換してから該スタンドトレイを加熱室に移動してコイル状物を所定の熱処理温度に加熱し、該加熱室内のスタンドトレイをパージ室を経て冷却室に移動させた後、該パージ室内に正面扉から新らたなコイル状物が支持されたスタンドトレイを挿入して該パージ室内を雰囲気ガスに置換し該スタンドトレイを加熱室に移動することにより該加熱室内のコイル状物を所定の熱処理温度に加熱しその間に前記冷却室内のコイル状物を所定温度に冷却し、該冷却室内のスタンドトレイをパージ室を経て正面扉から抽出した後、加熱室内のスタンドトレイをパージ室を経て冷却室に移動させ、以下同様にコイル状物が支持されたスタンドトレイをパージ室→加熱室→パージ室→冷却室→パージ室の順に移動させ加熱と冷却とが同時進行されるようにしたことを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を説明する。図１にこのコイル熱処理炉の水平断面平面図、図２にその縦断面正面図、図３に図２のＡーＡ線断面図、図４に図２のＢーＢ線断面図を示す。図において、１は耐圧性の容器からなるパージ室、２はパージ室１の正面壁に開設された正面開口、３は該正面開口２を開閉し得る正面扉、４は該正面扉３を開閉するための昇降装置である。５は正面扉３の前方床面に敷設されたレール、６は該レール５上を走行し得るように配設された台車、８は該台車６の前面に設けられたフォーク７上に支持されたスタンドトレイである。
【０００６】
スタンドトレイ８は、平板状のトレイ部９上に支柱１０が樹立され、コイル状物１１の中心に貫挿された水平支持棒１２の両端を該支柱１０に支持することにより該コイル状物１１を吊下支持している。そして正面扉３を開けることにより該スタンドトレイ８をパージ室１内に挿入し得る。
【０００７】
またパージ室１の左右両端部に開口１３，１４が形成され、該開口１３，１４に設けられた開閉扉１５，１６は昇降装置１７，１８より上下動し得るように構成されている。２０はその出入口部２１がパージ室１の一方の開口１３と相対面するように配設された加熱室、２２は該出入口部２１に昇降装置２３により上下動するように吊下された出入口扉である。なお開閉扉１５，出入口扉２２は夫々扉室４２中に配備されている。また、２４はその出入口部２５がパージ室１の他方の開口１４と相対面するように配設された冷却室、２７は該出入口部２５に昇降装置２６により上下動するように吊下された出入口扉である。なお、開閉扉１６，出入口扉２７は夫々扉室４３中に配備されている。また、パージ室１の床面から加熱室２０の床面および冷却室２４の床面にわたっては一連に搬送ローラ４１，４１，４１，…が配設され、該ローラ上に前記スタンドトレイ８を移動可能に支持し得る。
【０００８】
加熱室２０は、図３にも示したように、天井部に循環ファン２８が設けられ、該循環ファン２８より下方にバッフル２９がスタンドトレイ８を囲うように垂下状に設けられ、該循環ファン２８を回転させることにより矢印で示したように雰囲気ガスを循環させられる。３０は該バッフル２９の外側に雰囲気ガスを加熱するために設けられたラジアントチューブバーナである。なお、バッフル２９のコイル状物１１と相対する部面には多数の通気孔が開設されている。
【０００９】
また冷却室２４は、図４に示したように、天井部に循環ファン３１が設けられ、該循環ファン３１より下方にバッフル３２が垂下状に設けられ、該バッフル３２の外側に冷却器３３が設けられ、該循環ファン３１の回転により冷却室２４内の雰囲気ガスが矢印で示したように循環するようにしている。なおバッフル３２のコイル状物１１と相対する部面は同様に多数の通気孔が開設されている。
【００１０】
３５はバルブ３６，３７，３８を介して夫々パージ室１，加熱室２０，冷却室２４に連通している雰囲気ガス発生器である。また、３９はロータリーポンプとメカブポンプとからなる真空ポンプで、該真空ポンプ３９はバルブ４０を介してパージ室１と連通している。
【００１１】
次にこのコイル熱処理炉の運転方法を説明する。コイル状物１１が吊下支持されたスタンドトレイ８を台車６によりパージ室１に正面開口２より挿入し、正面扉３を閉じることによりパージ室１を気密に保ち、真空ポンプ３９を作動させることにより該パージ室１内の空気を排出する。そしてバルブ３６を開けパージ室１内に雰囲気ガスを供給する。なお、加熱室２０および冷却室２４内は予め雰囲気ガスに置換しておく。そして、開閉扉１５，出入口扉２２を開け、搬送ローラ４１，４１，４１，…上を転動させることによりパージ室１の一端部の開口１３より該スタンドトレイ８を加熱室２０に移動させ、開閉扉１５，出入口扉２２を閉じ、ラジアントチューブバーナ３０を熱源として循環ファン２８により該加熱室２０内の雰囲気ガスを循環させることにより、該加熱室２０内のコイル状物１１を目的とする焼鈍温度に加熱する。
【００１２】
次いで開閉扉１５，１６，出入口扉２２，２７を開け、該スタンドトレイ８をパージ室１を経て冷却室２４に移動する。そして、開閉扉１５，１６，出入口扉２２，２７を閉じると共に、冷却器３３により該冷却室２４内の雰囲気ガスを冷却しつつ循環ファン３１によりその雰囲気ガスを循環させることにより該冷却室２４内のコイル状物１１を冷却する。その冷却をしている間に、次の新らたなコイル状物１１が支持されたスタンドトレイ８を台車６によりパージ室１に挿入し、同様に該パージ室１内の空気を排出させて雰囲気ガスに置換し、該スタンドトレイ８を加熱室２０に移動させ該コイル状物１１を目的とする焼鈍温度に加熱する。このように加熱室２０におけるコイル状物１１の加熱と冷却室２４におけるコイル状物１１の冷却とが同時に進行されるようにする。そして冷却室２４内のコイル状物１１の冷却が終えたところで開閉扉１６，出入口扉２７を開き、該冷却室２４内のスタンドトレイ８をパージ室１に移動させ、正面扉３を開け台車６により該スタンドトレイ８を外に抽出する。次いで正面扉３を閉じ開閉扉１５，１６，出入口扉２２，２７を開けて加熱室２０内のスタンドトレイ８を冷却室２４に移動する。そして正面扉３をまた開けてまた新らたなコイル状物１１が支持されたスタンドトレイ８をパージ室１に挿入し雰囲気ガスに置換して該スタンドトレイ８を加熱室２０に移動し加熱する。以下同様にしてスタンドトレイ８に支持したコイル状物１１を雰囲気ガス中で熱処理することができる。
【００１３】
このように本発明のコイル熱処理炉では、コイル状物１１を水平支持棒１２により吊下支持することによりその両側から熱風が当たり得るようになるので、コイル状物１１を短時間で均一加熱することができ温度差も±３℃程度ときわめて少ないものとなり理想的な均一加熱が達成される。また、常にパージ室１を経てスタンドトレイ８を移動させるようにしたので、加熱室２０内または冷却室２４内等に外気が侵入するのが防止されると共に、加熱室２０および冷却室２４内の温度変動を少なくできるので熱エネルギーを無駄なく使用することができる。また、スタンドトレイ８を所定温度に保たれた加熱室２０や冷却室２４に一定時間滞在させ時間管理によってスタンドトレイ８を移動させることにより、所期の熱処理をなし得るので、自動化，省力化が容易に達成できると共に、加熱と冷却を両室にて同時進行させることにより処理能力を大幅に向上し得る。
さらにまた本発明のコイル熱処理炉ではベル型炉のように毎回炉内を大気にオープンすることがなく真空パージ室によって外気の侵入を防ぐことができるので、炉内の雰囲気の露点を低く維持することが可能となり、炉内の雰囲気露点が高くなるのが防止される。このため、本発明のコイル熱処理炉で熱処理することにより被処理材を表面性状の非常に清浄なものにすることができる。
【００１４】
【発明の効果】
このように本発明によれば、コイル熱処理炉の自動化，省力化を容易にすると共に、処理能力を向上させ、均一加熱および省エネルギー化が達成されるなど有益な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコイル熱処理炉の水平断面平面図。
【図２】図１のコイル熱処理炉の縦断面正面図。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図。
【図４】図２のＢ−Ｂ線断面図。
【符号の説明】
１ パージ室
２ 正面開口
３ 正面扉
８ スタンドトレイ
１０ 支柱
１１ コイル状物
１２ 水平支持棒
１３，１４ 開口
１５，１６ 開閉扉
２０ 加熱室
２１ 出入口部
２４ 冷却室
２５ 出入口部
２８ 循環ファン
３０ ラジアントチューブバーナ
３１ 循環ファン
３３ 冷却器
３５ 雰囲気ガス発生器
３９ 真空ポンプ
４１ 搬送ローラ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat treatment furnace for a coiled material obtained by winding a metal material such as a wire material or a belt material into a coil shape, and an operation method thereof.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a bell-type furnace has been generally used to anneal a coil-shaped object. By the way, as is well known, the bell-type furnace hangs a large bell-shaped outer cover and inner cover with a lifting device and covers them on a coiled object every time it is operated, so automation and labor saving are not easy. However, there is a problem that an operation space is required for a low processing capacity. In addition, since the coiled material is stacked and heated in several stages, there is a drawback that the heat does not reach the inner core part sufficiently and a temperature difference of ± 10 to 15 ° C. can be produced and uniform heating cannot be performed. Since the coiled material is cooled in the same room, it takes time to raise the temperature and the heat consumption is extremely large.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, the present invention provides a heat treatment furnace for a coiled material that can be easily automated and labor-saving, can improve the processing capacity, and can be uniformly heated and save energy, and an operating method thereof.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
For this purpose, the coil heat treatment furnace of the present invention is configured so that a horizontal support rod can be inserted into the center of the coiled material to suspend and support the coiled material, and the stand tray can enter and exit from the front door. The formed purge chamber, a heating chamber formed so that the inlet / outlet portion faces one end of the purge chamber and the stand tray can enter / exit from the purge chamber, and an inlet / outlet portion is formed at the other end of the purge chamber. And a cooling chamber formed so that the stand tray can enter and exit from the purge chamber. According to the present invention, in the coil heat treatment furnace, the purge chamber is formed with pressure resistance so that the air in the peri chamber can be discharged by a vacuum pump.
Furthermore, the operation method of the coil heat treatment furnace according to the present invention is such that the stand tray on which the coiled material is supported is inserted into the purge chamber from the front door, the purge chamber is replaced with atmospheric gas, and then the stand tray is moved to the heating chamber. The coiled product is heated to a predetermined heat treatment temperature, and the stand tray in the heating chamber is moved to the cooling chamber through the purge chamber, and then a new coiled product is supported from the front door in the purge chamber. The purged chamber is inserted to replace the purge chamber with atmospheric gas, and the stand tray is moved to the heating chamber to heat the coiled material in the heating chamber to a predetermined heat treatment temperature, while the coiled material in the cooling chamber is heated. The object is cooled to a predetermined temperature, and the stand tray in the cooling chamber is extracted from the front door through the purge chamber, and then the stand tray in the heating chamber is moved to the cooling chamber through the purge chamber. Coil-like material purge chamber stand trays supported → heating chamber → purge chamber → the heat is moved in the order of the cooling chamber → purge chamber cooling and is characterized in that so as to be simultaneously proceeding as.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described. 1 is a horizontal sectional plan view of the coil heat treatment furnace, FIG. 2 is a longitudinal sectional front view thereof, FIG. 3 is a sectional view taken along line AA in FIG. 2, and FIG. 4 is a sectional view taken along line BB in FIG. In the figure, 1 is a purge chamber composed of a pressure-resistant container, 2 is a front opening formed in the front wall of the purge chamber 1, 3 is a front door that can open and close the front opening 2, and 4 is an opening and closing of the front door 3. It is a lifting device for doing. 5 is a rail laid on the front floor surface of the front door 3, 6 is a carriage arranged to run on the rail 5, and 8 is supported on a fork 7 provided on the front surface of the carriage 6. Stand tray.
[0006]
In the stand tray 8, a support column 10 is established on a flat tray portion 9, and both ends of a horizontal support rod 12 inserted through the center of the coiled product 11 are supported by the support column 10, thereby the coiled product 11. The suspension is supported. The stand tray 8 can be inserted into the purge chamber 1 by opening the front door 3.
[0007]
Further, openings 13 and 14 are formed at both left and right ends of the purge chamber 1, and the open / close doors 15 and 16 provided in the openings 13 and 14 are configured to be movable up and down by the lifting devices 17 and 18. Reference numeral 20 denotes a heating chamber in which the inlet / outlet portion 21 is arranged so as to face one opening 13 of the purge chamber 1, and 22 denotes an inlet / outlet door suspended from the inlet / outlet portion 21 by an elevating device 23. It is. The open / close door 15 and the entrance door 22 are provided in the door chamber 42, respectively. Reference numeral 24 denotes a cooling chamber in which the inlet / outlet portion 25 is disposed so as to face the other opening 14 of the purge chamber 1, and 27 is suspended from the inlet / outlet portion 25 so as to be moved up and down by an elevating device 26. It is an entrance door. The open / close door 16 and the entrance door 27 are provided in the door chamber 43, respectively. Further, transport rollers 41, 41, 41,... Are arranged in a series from the floor surface of the purge chamber 1 to the floor surface of the heating chamber 20 and the floor surface of the cooling chamber 24, and the stand tray 8 is moved on the rollers. It can be supported as possible.
[0008]
As shown in FIG. 3, the heating chamber 20 is provided with a circulation fan 28 at the ceiling, and a baffle 29 is provided below the circulation fan 28 so as to surround the stand tray 8. By rotating 28, the atmospheric gas can be circulated as shown by the arrows. Reference numeral 30 denotes a radiant tube burner provided to heat the atmospheric gas outside the baffle 29. In addition, a large number of air holes are formed in the surface of the baffle 29 facing the coiled object 11.
[0009]
As shown in FIG. 4, the cooling chamber 24 is provided with a circulation fan 31 on the ceiling, a baffle 32 is provided below the circulation fan 31, and a cooler 33 is disposed outside the baffle 32. An atmospheric gas in the cooling chamber 24 is circulated as indicated by an arrow by rotation of the circulation fan 31. In addition, many vent holes are similarly opened in the part surface facing the coil-shaped object 11 of the baffle 32.
[0010]
An atmospheric gas generator 35 communicates with the purge chamber 1, the heating chamber 20, and the cooling chamber 24 through valves 36, 37, and 38, respectively. Reference numeral 39 denotes a vacuum pump composed of a rotary pump and a mechanical pump. The vacuum pump 39 communicates with the purge chamber 1 via a valve 40.
[0011]
Next, the operation method of this coil heat treatment furnace will be described. The stand tray 8 on which the coiled object 11 is suspended and supported is inserted into the purge chamber 1 from the front opening 2 by the carriage 6, and the purge chamber 1 is kept airtight by closing the front door 3, and the vacuum pump 39 is operated. Thus, the air in the purge chamber 1 is discharged. Then, the valve 36 is opened to supply atmospheric gas into the purge chamber 1. Note that the inside of the heating chamber 20 and the cooling chamber 24 is previously replaced with an atmospheric gas. Then, the opening / closing door 15 and the entrance door 22 are opened, and the stand tray 8 is moved to the heating chamber 20 from the opening 13 at one end of the purge chamber 1 by rolling on the transport rollers 41, 41, 41,. The opening / closing door 15 and the entrance door 22 are closed, and the atmospheric gas in the heating chamber 20 is circulated by the circulation fan 28 using the radiant tube burner 30 as a heat source, thereby annealing the coiled object 11 in the heating chamber 20 for the purpose. Heat to temperature.
[0012]
Next, the open / close doors 15 and 16 and the entrance doors 22 and 27 are opened, and the stand tray 8 is moved to the cooling chamber 24 through the purge chamber 1. Then, the open / close doors 15 and 16 and the entrance doors 22 and 27 are closed, and the atmosphere gas in the cooling chamber 24 is cooled by the cooler 33 and the atmosphere gas is circulated by the circulation fan 31 to thereby circulate in the cooling chamber 24. The coiled article 11 is cooled. During the cooling, the stand tray 8 on which the next new coiled object 11 is supported is inserted into the purge chamber 1 by the carriage 6, and the air in the purge chamber 1 is similarly discharged. The atmosphere is replaced with atmospheric gas, and the stand tray 8 is moved to the heating chamber 20 to heat the coiled article 11 to a target annealing temperature. In this way, the heating of the coiled object 11 in the heating chamber 20 and the cooling of the coiled object 11 in the cooling chamber 24 proceed simultaneously. When the coiled object 11 in the cooling chamber 24 has been cooled, the door 16 and the door 27 are opened, the stand tray 8 in the cooling chamber 24 is moved to the purge chamber 1, the front door 3 is opened, and the carriage 6 is opened. Thus, the stand tray 8 is extracted to the outside. Next, the front door 3 is closed, the doors 15 and 16 and the doors 22 and 27 are opened, and the stand tray 8 in the heating chamber 20 is moved to the cooling chamber 24. Then, the front door 3 is opened again, and the stand tray 8 on which the new coiled material 11 is supported is inserted into the purge chamber 1 and replaced with the atmospheric gas, and the stand tray 8 is moved to the heating chamber 20 and heated. . Similarly, the coiled material 11 supported on the stand tray 8 can be heat-treated in the atmospheric gas.
[0013]
As described above, in the coil heat treatment furnace of the present invention, the coiled object 11 is suspended and supported by the horizontal support rod 12 so that hot air can be hit from both sides thereof, so that the coiled object 11 is uniformly heated in a short time. Therefore, the temperature difference is as small as about ± 3 ° C., and ideal uniform heating is achieved. Further, since the stand tray 8 is always moved through the purge chamber 1, it is possible to prevent the outside air from entering the heating chamber 20 or the cooling chamber 24, and the heating chamber 20 and the cooling chamber 24. Since temperature fluctuation can be reduced, heat energy can be used without waste. In addition, the desired heat treatment can be performed by staying in the heating chamber 20 or the cooling chamber 24 in which the stand tray 8 is maintained at a predetermined temperature for a certain period of time and moving the stand tray 8 by time management, so that automation and labor saving can be achieved. It can be easily achieved, and the processing capacity can be greatly improved by simultaneously performing heating and cooling in both chambers.
Further, in the coil heat treatment furnace of the present invention, the inside of the furnace is not opened to the atmosphere every time as in the bell type furnace, and the intrusion of outside air can be prevented by the vacuum purge chamber, so that the dew point of the atmosphere in the furnace is kept low. It is possible to prevent the atmospheric dew point in the furnace from becoming high. For this reason, the material to be treated can be made very clean in terms of surface properties by heat treatment in the coil heat treatment furnace of the present invention.
[0014]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, there are beneficial effects such as facilitating automation and labor saving of the coil heat treatment furnace, improving the processing capability, and achieving uniform heating and energy saving.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a horizontal sectional plan view of a coil heat treatment furnace according to the present invention.
2 is a longitudinal sectional front view of the coil heat treatment furnace of FIG. 1;
3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
4 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Purge chamber 2 Front opening 3 Front door 8 Stand tray 10 Column 11 Coiled object 12 Horizontal support rods 13, 14 Opening 15, 16 Opening / closing door 20 Heating chamber 21 Entrance / exit 24 Cooling chamber 25 Entrance / exit 28 Circulating fan 30 Radiant tube burner 31 Circulating fan 33 Cooler 35 Atmospheric gas generator 39 Vacuum pump 41 Conveying roller
