JP4419160B2 - 加熱炉雰囲気の保護方法と雰囲気加熱炉 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大気よりも重いアルゴンガスを炉室内に満たして運転される雰囲気加熱炉に開するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高温で金属等を加熱しようとするとき、これを空気中で行えば金属が酸化するので、窒素や水素、アンモニア分解ガス、一酸化炭素等を雰囲気ガスとし、これらの雰囲気ガス中での金属等の加熱処理が多用されてきた。
【０００３】
ところが、これらの雰囲気ガスは、金属に対して窒化や浸炭、水素吸着等の副作用が生じる。そこで、これらの副作用のない保護雰囲気ガスとして、アルゴンガスが使われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、アルゴンガスは前述した通り大気よりも重く、添付図面の図４に示されるように加熱下でもその密度が窒素よりも高いので、炉室の底部に近いところから炉外に漏れ出し、反対に炉室の上部からは大気が炉内に侵入して、炉内雰囲気が汚染されてしまう。このような現象は、炉の開口部である入口と出口において顕著であり、被加熱処理品を炉へ出し入れするときに激しく生じる。
【０００５】
従って、本発明は、このような炉外へのアルゴン雰囲気ガスのリーク現象を極力抑えることのできる加熱炉雰囲気の保護方法と、そのための雰囲気加熱炉を提案するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では、炉外につながる炉の部分、即ち入口と出口に接して、大気よりも重いアルゴンガスを貯留せしめるように働く堰堤の役をなす容器を設ける。そして、被加熱処理品をこの堰堤状の容器中を通って、炉内へ送る。即ち、被加熱処理品は、該容器に設けられた開口から容器中に手動または自動装置によって送られ、容器中のアルゴンガスによる浴にさらされながら、容器の底面上に沿って水平に移動して炉内へ入る。堰堤状の容器の側壁の高さは、被加熱処理品の高さよりも高く設定されているので、容器中の滞留するアルゴンガス中に没入し、被加熱処理品に付着した空気は浮上して、容器から随時に溢流するアルゴンガスと共に大気中に放散する。
【０００７】
従って、被加熱処理品によって炉内へもたらされる外乱は極めて少なく、しかも炉の入口と出口は堰堤状の容器中の貯留されたアルゴンガスによって外気と遮断され、また炉から漏出するアルゴンガスは堰堤状の容器中に回収されて利用されるので、加熱炉雰囲気は本発明によって大いに保護、活用されることになる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の方法および加熱炉をより明らかにするために、以下の実施例によって更に本発明を説明する。
【０００９】
実施例１
図１と図２は、本発明の方法を実施するために好適な加熱炉の一例を示すものである。全体が符号１で示される加熱炉は、鋼製の外殻の内側の断熱材によって囲まれた長尺なトンネル状の加熱室を有する。この加熱室中を通って、被加熱処理品を炉外から炉内へ運搬するためのコンベヤベルト２が循環する。
【００１０】
符号３はこのコンベヤベルト２を循環駆動するためのローラーである。また、加熱室内へは、パイプ４によってアルゴンガスが供給される。符号５は、炉が連続して運転されないときに、炉内雰囲気が汚染されないように入口６と出口７を塞ぐ蓋である。
【００１１】
炉の入口６と出口７のそれぞれには、それらと連通する堰堤状の容器８が設けられている。この容器８の炉の入口６または出口７と連通する側と反対側の側面には、コンベヤベルト２を案内するための細長い開口１０が設けられ、コンベアベルト２は容器８の底面上に沿って水平に移動して炉内へ入る。なお、堰堤状の容器８の上面は、その全部または一部が開口していて、大気に対して開放されている。符号９は加熱炉の支脚である。
【００１２】
本実施例では、炉１の加熱室を幅３００mm、長さ６０００mm、高さ１２０mmとした。また、堰堤状の容器８の高さを１４０mmとした。この堰堤状の容器の高さは、加熱室の入口と出口から炉外へ炉内雰囲気が逃げないように、加熱室の高さと同じか、それよりも高くすることが好ましい。また、その高さは少なくとも被加熱処理品の高さよりも高くなければならない。
【００１３】
加熱室を１１２５℃に保ち、アルゴンガスをパイプ４から加熱室内に毎時１６立方ｍ供給した。アルゴンガスは加熱室から入口と出口を通ってそれぞれ容器８へ流れ、アルゴンガスは大気圧下で容器中に滞留した。
【００１４】
１個８０g のクロム鋼になる被加熱焼結部品を、入口６に臨む容器８中を走るコンベヤベルト上に手動で順次に置き、容器中のアルゴンガスによる浴にさらした後、炉内に送って毎時８０Kgで熱処理した。この実施例では、手動で被加熱処理品を入口の容器８へ送り、出口の容器から取り出したが、これらの操作を自動装置で行ってもよいことは勿論である。
【００１５】
上述した熱処理の結果、酸素含有量0.02％の良好な焼結品を得ることができた。容器８を設けない同様な加熱炉を用い、同様な加熱条件で同一の品物を焼結したところ、焼結品の酸素含有量は0.64％であった。
【００１６】
なお、本発明になる上記の加熱炉で、上記した加熱操業時に加熱室内のアルゴンガス中に外乱として持ち込まれた酸素は、２ppm が認められたに過ぎなかった。容器８を設けない炉では、２１８ppm の酸素が外乱として持ち込まれたことが認められた。
【００１７】
また、炉内アルゴンガス中の酸素量を上記した操業下で５ppm 以下に保つために必要なアルゴンガスの量を測定したところ、本発明によれば毎時１１立方ｍであったが、堰堤状の容器８を設けない従来の方法では毎時２４立方ｍを要した。
【００１８】
実施例２
図３に示される通りに、堰堤状の容器８の炉入口６または出口７と連通する側と反対の側の側面を、被加熱処理品が通過できるような大きさの開口とし、この開口をのれん状の金属片１１で覆った。多数の金属片になるこののれん１１は、被加熱処理品の容器８中への進行に支障を与えることなく、しかも容器からのアルゴンガスの漏出を極力抑えた。
【００１９】
このようにした加熱炉を使って、実施例１と同様な熱処理を行ったところ、実施例１とほぼ同様な良好な結果を得た。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、上述したところから明らかな通り、アルゴンガスを炉内雰囲気とする加熱方法と加熱炉において、アルゴン雰囲気ガスを効果的に活用して、アルゴンガスの消費を少なくすることができると共に、炉内アルゴンガス雰囲気が良好に保たれて良好な熱処理をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施に好適な加熱炉の説明的な斜視図である。
【図２】図１に示される加熱炉を入口側からみた説明的な側面図である。
【図３】図１に示される加熱炉の一部を改変した炉の図２と同様な説明的な側面図である。
【図４】ＡｒとＮ _２ の温度における密度変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１−加熱炉
２−コンベヤベルト
３−駆動案内ローラー
４−雰囲気供給パイプ
５−可動蓋
６−炉入口
７−炉出口
８−堰堤状の容器
９−支脚
１０−細長い開口
１１−のれん状金属片

Claims (3)

1. アルゴンガスを炉内雰囲気として供給するための雰囲気供給パイプを備えた加熱炉の入口に連通する堰堤状の容器中に炉内から流入するアルゴンガスを貯留し、かつ上記容器から溢流するアルゴンガスは炉内から流入するアルゴンガスによって随時置換するするようにし、被加熱処理品は上記容器中でアルゴンガスによる浴にさらした後に加熱炉内に送ることを特徴とする加熱炉雰囲気の保護方法。
2. アルゴンガスを炉内雰囲気として供給するための雰囲気供給パイプを備えた加熱炉の入口および／または出口と連通する堰堤状の容器を有し、この容器の上面はその全部または一部が大気に向かって開放され、かつ上記加熱炉の入口および／または出口と連通する側と反対側の堰堤状容器の側面には加熱炉内を循環するコンベヤを案内する開口が設けられてなり、この堰堤状容器の底面上に沿って被加熱処理品が運ばれるようにしてなる雰囲気加熱炉。
3. 前記堰堤状容器の側面に設けられたコンベヤを案内する開口は、被加熱処理品が通過できる大きさを有し、この開口は多数ののれん状の金属片で覆われてなる請求項２記載の雰囲気加熱炉。

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