JP4431743B2 - 熱処理装置 - Google Patents

Description

本発明は，被処理体の熱処理を行う熱処理装置，特には，鉄鋼製品の浸炭処理や窒化処理等の表面硬化処理に適した熱処理装置に関するものである。

鉄鋼製品の表面硬度を向上させる表面処理として，浸炭処理や窒化処理等が行われている。例えば浸炭処理を行う装置は，被処理体を炉内に装入して加熱し，カーボン雰囲気によって浸炭を行う構成になっている（例えば，特許文献１参照。）。また，ブラウン管の製造工程においては，ブラウン管の熱処理が行われている。かかる熱処理を行う装置として，炉内にマッフルを設け，マッフルの上部に形成した開口の上方にファンを設け，ファンの回転により，炉内雰囲気がマッフルの開口を介してマッフルの内側から外側に流れるようにした構成が知られている（例えば，特許文献２参照。）。

特開平１１−１８１５１６号公報 特公平４−６６５２号公報

従来の熱処理装置にあっては，炉内雰囲気ガスの流れ，それに伴う熱分布の制御が困難であり，炉内の温度分布を均一にすることが難しい問題があった。鉄鋼製品の窒化処理等においては，炉内の温度分布の均一性が悪いと，処理むらが発生したり，被処理体の伸びにばらつきが生じたりして，歩留まりが多くなる。近年，自動車部品において使用されるスチールベルトを窒化処理する場合，厳しい品質が要求され，従来の熱処理装置では対応できない問題があった。

本発明の目的は，処理室内の温度分布の均一性を向上させることができる熱処理装置を提供することにある。

上記課題を解決するために，本発明によれば，被処理体の熱処理を行う熱処理装置であって，処理室の内部に，被処理体の上方及び被処理体の搬送方向に対して被処理体の左右を囲むマッフルを備え，被処理体はマッフルの内側を通過し，前記マッフルの上板に開口が形成され，前記開口の上方にファンを備え，被処理体の搬送方向に対してマッフルの左方及び右方にヒータが配置され，前記ファンの回転により，マッフルの内側の雰囲気が前記開口を通過してマッフルの外側に流れ，マッフルの左右を通過して，ヒータによって加熱され，マッフルの下部の開口を通過し，再びマッフルの内側に流入する構成とし，前記マッフルの上方において，被処理体の搬送方向に対して前記ファンの前方及び後方に，ファンの前方又は後方の空間を被処理体の搬送方向に対して左右に仕切る遮蔽板を備えることを特徴とする，熱処理装置が提供される。かかる熱処理装置によれば，ファンの回転によってマッフルの内側から上昇した雰囲気が，マッフルの上方において遮蔽板の左右に分離され，マッフルの左右に流れる。従って，処理室内の雰囲気が円滑に循環するので，処理室内の温度分布の均一性が向上する。

また，マッフルの外側の空間を被処理体の搬送方向に対して前後に仕切る仕切りを備えても良い。即ち，マッフルの外側の空間を各ファンの風量仕様に合わせた容積に仕切ることにより，処理室内の雰囲気を効率的に循環させることができる。前記ファンはシロッコファンであることが好ましい。

前記処理室は，被処理体の予熱を行う予熱室，及び／又は，被処理体に処理ガスを供給して表面処理を行う熱処理室であることが好ましい。さらに，被処理体の搬送方向に対して前記マッフルの左方及び右方にヒータを備え，前記ヒータは，処理室の天井部からマッフルの下方まで延設されることが好ましい。

本発明によれば，処理室内にマッフルとファンを設け，ファンの前後に遮蔽板を設けたことにより，処理室内の雰囲気が円滑に循環するので，処理室内の温度分布の均一性が向上する。従って，処理むらや歩留まりの発生を抑制することができる。

以下，本発明の好ましい実施の形態を，ＣＶＴスチールベルト等の被処理体の熱処理として表面の窒化処理を行う窒化処理装置に基づいて説明する。図１に示すように，本発明にかかる熱処理装置としての窒化処理装置１は，被処理体２の予熱を行う処理室としての予熱室３と窒化処理を行う熱処理室としての２つの窒化室５Ａ，５Ｂとを有する窒化炉６を備えている。窒化炉６の後方（図１において右方）には，窒化室５Ａ，５Ｂにおいて窒化処理した被処理体２を冷却させる冷却部７が設けられている。また，窒化炉６の前方（図１において左方）には，窒化炉６に外部雰囲気が流入することを防止する前パージ部１０が設けられている。冷却部７の後方には，冷却室７に外部雰囲気が流入することを防止する後パージ部１１が設けられている。被処理体２は，前方から後方に向かう搬送方向Ｄに搬送され，前パージ部１０，窒化炉６の予熱室３，窒化室５Ａ，５Ｂ，冷却部７，後パージ部１１の順に通過するようになっている。

前パージ部１０は，パージ室１５と，戸袋チャンバー１６を備えている。パージ室１５と戸袋チャンバー１６の内部は，窒素ガスによってパージされるようになっている。戸袋チャンバー１６は，パージ室１５と窒化炉６との間に形成されている。

パージ室１５の前部には，被処理体２をパージ室１５内に搬入するための搬入口２１が形成されており，搬入口２１を開閉するシャッター２２が設けられている。パージ室１５の後部には，被処理体２をパージ室１５内から搬出するための搬出口２３が形成されており，搬出口２３を開閉するシャッター２４が設けられている。搬出口２３は，戸袋チャンバー１６内に連通している。シャッター２４は，戸袋チャンバー１６の内部において搬出口２１を開閉するようになっている。パージ室１５の内部には，パージ室１５内において被処理体２を載せて搬送する図示しない搬送ベルトが備えられている。また，パージ室１５内を真空引きする図示しない真空排気路と，パージ室１５内に窒素ガスを供給する図示しない窒素ガス供給路が設けられている。なお，パージ室１５は，被処理体２を１個収納することができる大きさに形成されている。

戸袋チャンバー１６には，戸袋チャンバー１６内を排気する排気路２５が設けられている。排気路２５には，急速開閉弁２６が介設されている。また，戸袋チャンバー１６内に窒素ガスを供給する図示しない窒素ガス供給路が設けられている。

被処理体２を窒化処理装置１に搬入するときは，先ず予め窒素ガスによってパージされたパージ室１５に被処理体２を搬入して，パージ室１５内を密閉してパージ室１５内のパージを行った後，搬出口２３を開いて，被処理体２を窒化炉６に搬入するようになっている。これにより，窒化炉６内に外部雰囲気が侵入することを防止でき，窒化炉６内の酸素濃度を低く抑えることができる。即ち，窒化炉６における窒化処理において，被処理体２の表面に化合物が析出することを防止できるので，被処理体２の機械的強度が向上する。

窒化炉６の炉体３０の前部には，被処理体２を炉体３０内に搬入するための搬入口３１が形成されており，搬入口３１を開閉するシャッター３２が設けられている。搬入口３１は，戸袋チャンバー１６内に連通している。シャッター３２は，戸袋チャンバー１６の内部において搬入口３１を開閉するようになっている。

窒化炉６の炉体３０の内部には，被処理体２の搬送方向Ｄに対して前方から，予熱室３，窒化室５Ａ，窒化室５Ｂがこの順に設けられている。予熱室３，窒化室５Ａ，窒化室５Ｂは，それぞれ被処理体２を２個収納することができる大きさに形成されている。炉体３０の後部には，被処理体２を炉体３０内から搬出するための搬出口３３が形成されており，搬出口３３を開閉するシャッター３４が設けられている。また，炉体３０の天井部には，炉体３０内を排気する排気路３５が設けられている。排気路３５には，急速開閉弁３６が介設されている。さらに，炉体３０内に窒素ガスを供給する図示しない窒素ガス供給路が設けられている。

図２に示すように，窒化炉６の炉体３０の内部には，被処理体２を搬入口３１と搬出口３３との間で前後方向に搬送するローラコンベア４０が備えられている。窒化炉６において，搬入口３１から搬入された被処理体２は，ローラコンベア４０の駆動により，搬送方向Ｄに沿って搬送され，予熱室３，窒化室５Ａ，窒化室５Ｂを順に通過し，搬出口３３から搬出されるようになっている。

図２及び図３に示すように，予熱室３には，被処理体２を加熱するヒータ４５と，予熱室３内の雰囲気を攪拌するファン４６が備えられている。ヒータ４５としては，例えばラジアントチューブヒータ等を用いることが好ましい。図２及び図３に示す例では，ヒータ４５は，ローラコンベア４０上の被処理体２の左方及び右方に立設され，また，前後方向に複数本並列に並べて配置されており，輻射熱によって被処理体２を加熱するようになっている。ファン４６としては，例えばシロッコファン等を用いることが好ましい。ファン４６は，ローラコンベア４０上の被処理体２の上方に備えられている。図２に示すように，炉体３０の上方には，ファン４６を回転させる駆動機構４７が備えられている。

図２及び図３に示すように，窒化室５Ａには，被処理体２の上方及び被処理体２の搬送方向Ｄに対して被処理体２の左右を囲むマッフル５０が備えられている。搬送方向Ｄに対してマッフル５０の左方及び右方には，ヒータ５１が備えられている。マッフル５０の上部には，ファン５２が備えられている。搬送方向Ｄに対してファン５２の前方及び後方には，ファン５２の前方又は後方の空間を搬送方向Ｄに対して左右に仕切る遮蔽板５３，５４がそれぞれ設けられている。マッフル５０の前端側及び後端側には，マッフル５０の外側の空間を搬送方向Ｄに対して前後に仕切る仕切り５５，５６がそれぞれ備えられている。また，窒化室５Ａ内は，窒素ガス雰囲気となっている。

図４に示すように，マッフル５０は，ローラコンベア４０の上方に配置され，断面略コの字状に形成されている。即ち，マッフル５０は，炉体３０の略水平な天井面３０ａに対して略平行に配置された上板５０ａと，搬送方向Ｄに対して左方に位置する炉体３０の略鉛直な左内側面３０ｂに対して，略平行に配置された左側板５０ｂと，搬送方向Ｄに対して右方に位置する炉体３０の略鉛直な右内側面３０ｃに対して，略平行に配置された右側板５０ｃとによって構成されており，下部の開口はローラコンベア４０の上面に対向している。炉体３０の天井面３０ａと上板５０ａとの間，炉体３０の左内側面３０ｂと左側板５０ｂとの間，炉体３０の右内側面３０ｃと右側板５０ｃとの間には，それぞれ一定幅の隙間が設けられている。なお，マッフル５０の形状は，断面略コの字状に限定されず，炉体３０の内面と相似形であることが好ましい。被処理体２は，マッフル５０の内側を通過するようになっている。マッフル５０の前方及び後方は，被処理体２が通過する開口となっている。

マッフル５０の上板５０ａの中央部には，窒素ガス雰囲気を通流させるための開口６０が形成されている。開口６０は，ローラコンベア４０上の被処理体２の上方に開口するように配置されている。ファン５２は，開口６０の上方に設けられている。また，マッフル５０の左側板５０ｂ及び右側板５０ｃの各下縁部には，マッフル５０を支持するマッフル支持部材６１が複数本設けられている。マッフル支持部材６１は，ローラコンベア４０の各ローラ４０ａ同士の間に配置されており，マッフル支持部材６１の下端部は炉体３０の底面に固定され，上端部にマッフル５０の左側板５０ｂ又は右側板５０ｃの下縁部が固着されている。

ヒータ５１は，炉体３０の左内側面３０ｂと左側板５０ｂとの間，又は，炉体３０の右内側面３０ｃと右側板５０ｃとの間に，それぞれ前後方向に複数本並列に並べて配置されている。ヒータ５１としては，例えばラジアントチューブヒータ等を用いることが好ましい。各ヒータ５１は，棒状に形成され略鉛直に立設されており，また，窒化室５Ａの天井部からマッフル５０の下方まで延設されている。即ち，各ヒータ５１の上端部は，炉体３０の天井部によって支持されている。各ヒータ５１の下部は，ローラコンベア４０の各ローラ４０ａ同士の間に配置されており，ヒータ５１の下端部がマッフル５０の下縁部より下方に突出するように設けられている。このようにすると，窒化室５Ａ内の窒素ガス雰囲気を効率的に加熱することができ，また，窒化室５Ａ内の温度分布の均一性を向上させることができる。

ファン５２は，マッフル５０の上板５０ａに形成された開口６０の上方に設けられている。ファン５２の回転軸６５は，略鉛直方向に向けて配置されており，炉体３０の天井部を貫通するように設けられている。回転軸６５の上端側は，炉体３０の上方に設けられた回転駆動機構６６に接続されている。ファン５２としては，例えばシロッコファンを用いることが好ましい。この場合，窒化室５Ａ内の窒素ガス雰囲気を強攪拌して，効率良く循環させることができる。従って，窒化室５Ａ内の温度分布の均一性をより向上させることができる。

回転駆動機構６６を駆動させると，ファン５２が回転軸６５を中心として回転し，マッフル５０の内側の窒素ガス雰囲気が開口６０を通過して上昇し，ファン５２の周囲に流出するようになっている。ファン５２の周囲に流出した窒素ガス雰囲気は，炉体３０の天井面３０ａと上板５０ａとの間から，炉体３０の左内側面３０ｂと左側板５０ｂとの間，又は，炉体３０の右内側面３０ｃと右側板５０ｃとの間に流入して，ヒータ５１によって加熱されながら下降し，ローラコンベア４０の各ローラ４０ａ同士の間を通過して，ローラコンベア４０の下方の空間に流入する。こうしてマッフル５０の外側を流れた窒素ガス雰囲気は，ローラコンベア４０の各ローラ４０ａ同士の間を介してマッフル５０の下部の開口を通過し，再びマッフル５０の内側に流入して，開口６０に向かって上昇するようになっている。

図３に示すように，ファン５２の前方には，遮蔽板５３が略鉛直な姿勢で設けられている。遮蔽板５３は，ファン５２の前端部近傍からマッフル５０の上板５０ａの前縁まで延設されており，ファン５２の前方において炉体３０の天井面３０ａと上板５０ａとの間の空間を左右に仕切るように設けられている。ファン５２の後方には，遮蔽板５４が略鉛直な姿勢で設けられている。遮蔽板５４は，ファン５２の後端部近傍からマッフル５０の上板５０ａの後縁まで延設されており，ファン５２の後方において炉体３０の天井面３０ａと上板５０ａとの間の空間を左右に仕切るように設けられている。即ち，ファン５２の回転によりファン５２の周囲に流出した窒素ガス雰囲気は，遮蔽板５３，５４の左右に均等に分離され，マッフル５０の左右に向かって円滑に流れるようになっている。従って，遮蔽板５３，５４が設けられていることにより，窒化室５Ａ内の窒素ガス雰囲気が，マッフル５０の内側から外側に円滑に循環するので，窒化室５Ａ内の温度分布の均一性が良好になる。また，窒化室５Ａ内における窒素ガス雰囲気のガス組成の均一性が良好になる。

マッフル５０の前端側には，仕切り５５が備えられている。仕切り５５は，マッフル５０の外面と炉体３０の内面との間の空間を前方において塞ぐように設けられている。即ち，仕切り５５によって，マッフル５０の外側の空間と予熱室３内の空間とが遮断されている。仕切り５５には，マッフル５０の前端側の開口と連通するように形成された開口５５ａが設けられている。さらに，開口５５ａを予熱室３側から開閉するシャッター６８が設けられている。シャッター６８は，開口５５ａを塞ぐ閉塞位置と，閉塞位置から上昇して開口５５ａを開口させる待機位置とに移動させることができる。また，シャッター６８を閉塞位置と待機位置とに移動させる図示しないシャッター移動機構が備えられている。シャッター６８を閉塞位置に移動させると，マッフル５０の内側の空間と予熱室３内の空間とが遮断されるようになっている。

マッフル５０の後端側には，仕切り５６が備えられている。仕切り５６は，マッフル５０の外面と炉体３０の内面との間の空間を後方において塞ぐように設けられている。即ち，仕切り５６によって，窒化室５Ａ内に備えたマッフル５０の外側の空間と窒化室５Ｂ内に備えたマッフル５０の外側の空間とが遮断されている。仕切り５６には，マッフル５０の後端側の開口と連通するように形成された開口５６ａが設けられている。

マッフル５０の外側において，窒素ガス雰囲気は，仕切り５５，５６の間で循環するようになっている。仕切り５５，５６の間は，ファン５２の風量仕様に合わせた容積になっている。従って，窒化室５Ａ内の雰囲気を効率的に循環させることができるようになっている。

窒化室５Ｂは，図２に示すように，窒化室５Ａとほぼ同様の構成を有するマッフル５０，ヒータ５１，ファン５２，遮蔽板５３，５４を備えている。窒化室５Ｂに備えたマッフル５０の前端側は，前述した窒化室５Ａに備えたマッフル５０の後端側に配置した仕切り５６の後面に近接している。窒化室５Ｂに備えたマッフル５０の後端側は，炉体３０の後部内面に近接している。窒化室５Ｂ内は，窒素ガス雰囲気となっている。

窒化室５Ｂにおいては，マッフル５０の外側の窒素ガス雰囲気は，仕切り５６と炉体３０の後部内面との間で循環するようになっている。仕切り５６と炉体３０の後部内面との間の空間は，窒化室５Ｂに備えたファン５２の風量仕様に合わせた容積になっている。従って，窒化室５Ｂ内の雰囲気を効率的に循環させることができるようになっている。

図１に示すように，冷却部７は，戸袋チャンバー７１と，冷却室７２とを備えている。戸袋チャンバー７１は，窒化炉６と冷却室７２との間に形成されている。炉体３０の後部に形成された搬出口３３は，戸袋チャンバー７１内に連通している。シャッター３４は，戸袋チャンバー７１の内部において搬出口３３を開閉するようになっている。冷却室７２の内部には，冷却室７２内において被処理体２を載せて搬送する図示しない搬送ベルトが備えられている。冷却室７２の前部の搬入口７３は，戸袋チャンバー７１に連通している。冷却室７２の後部には搬出口７４が形成されている。なお，窒化炉６から搬出した直後の被処理体は高温状態であり，そのまま外部雰囲気に接触させると，酸化による変色等が起こり，品質に悪影響があるので，窒素ガスによって予めパージされた冷却室７２内において，被処理体２を冷却させるようになっている。

後パージ部１１は，戸袋チャンバー８１と，パージ室８２とを備えている。戸袋チャンバー８１とパージ室８２の内部は，窒素ガスによってパージされるようになっている。戸袋チャンバー８１は，冷却室７２とパージ室８２との間に形成されている。冷却室７２の後部の搬出口７４は，戸袋チャンバー８１に連通している。

戸袋チャンバー８１には，戸袋チャンバー８１及び冷却室７２内を排気する排気路８５が設けられている。排気路８５には，急速開閉弁８６が介設されている。また，戸袋チャンバー８１及び冷却室７２内に窒素ガスを供給する図示しない窒素ガス供給路が設けられている。

パージ室８２の前部には，被処理体２を戸袋チャンバー８１からパージ室８２内に搬入するための搬入口９１が形成されており，搬入口９１を開閉するシャッター９２が設けられている。シャッター９２は，戸袋チャンバー８１の内部において搬入口９１を開閉するようになっている。パージ室８２の後部には，被処理体２をパージ室８２内から搬出するための搬出口９３が形成されており，搬出口９３を開閉するシャッター９４が設けられている。パージ室８２の内部には，パージ室８２内において被処理体２を載せて搬送する図示しない搬送ベルトが備えられている。また，パージ室８２内を真空引きする図示しない真空排気路と，パージ室８２内に窒素ガスを供給する図示しない窒素ガス供給路が設けられている。なお，パージ室８２は，被処理体２を１個収納することができる大きさに形成されている。

被処理体２を窒化処理装置１から搬出するときは，冷却室７２から搬出口７４，搬入口９１を介して，予め窒素ガスによってパージされたパージ室８２に被処理体２を搬入する。そして，シャッター９４によって搬入口９１を閉じた後，搬出口９３を開き，パージ室８２から被処理体２を搬出する。その後，シャッター９４によって搬出口９３を閉じたら，パージ室８２内のパージを行い，次の被処理体２の搬出を待つ。これにより，冷却室７２や窒化炉６内に外部雰囲気が侵入することを防止でき，冷却室７２，窒化炉６内の酸素濃度を低く抑えることができる。即ち，窒化炉６における窒化処理において，被処理体２の表面に化合物が析出することを防止できるので，被処理体２の機械的強度が向上する。また，冷却室７２内で被処理体２の酸化による変色等の品質劣化が生じることを防止できる。

この窒化処理装置１においては，パージ室１５に被処理体２を搬入するとき，炉体３０に設けた排気路３５の急速開閉弁３６と，戸袋チャンバー８１に設けた排気路８５の急速開閉弁８６は閉じておく。このようにすると，パージ室１５に被処理体２を搬入するときに戸袋チャンバー１６内の雰囲気が急激に冷却され，戸袋チャンバー１６内が負圧となっても，排気路３５，排気路８５から炉体３０や戸袋チャンバー８１，冷却室７２内に雰囲気が吸い込まれることを防止できる。即ち，排気路３５，排気路８５から炉体３０や戸袋チャンバー８１，冷却室７２内に酸素を含有した雰囲気が流入することを防止でき，炉体３０，戸袋チャンバー８１，冷却室７２内の酸素濃度を低く抑えることができる。なお，パージ室１５に被処理体２を搬入するとき，戸袋チャンバー１６に設けた排気路２５から雰囲気が吸い込まれても，パージ室１５のパージと並行して戸袋チャンバー１６の窒素ガスによるパージを行うことで，戸袋チャンバー１６内の圧力を回復させると共に，戸袋チャンバー１６内に流入した酸素を排出することができる。

また，パージ室８２から被処理体２を搬出するときは，炉体３０に設けた排気路３５の急速開閉弁３６と，戸袋チャンバー１６に設けた排気路２５の急速開閉弁２６は閉じておく。このようにすると，パージ室８２から被処理体２を搬出するときに戸袋チャンバー１６内が減圧しても，排気路３５，排気路２５から炉体３０や戸袋チャンバー１６内に雰囲気が吸い込まれることを防止できる。即ち，排気路３５，排気路２５から炉体３０や戸袋チャンバー１６内に酸素を含有した雰囲気が流入することを防止でき，炉体３０や戸袋チャンバー１６内の酸素濃度を低く抑えることができる。なお，パージ室８２から被処理体２を搬出するとき，戸袋チャンバー８１に設けた排気路８５から雰囲気が吸い込まれても，パージ室８２に被処理体２を搬入した後，戸袋チャンバー７１，冷却室７２，戸袋チャンバー８１の窒素ガスによるパージを行うことで，戸袋チャンバー７１，冷却室７２，戸袋チャンバー８１内に流入した酸素を排出することができる。

次に，以上のように構成された窒化処理装置１を用いた被処理体２の窒化処理工程について説明する。先ず，パージ室１５の搬入口２１から被処理体２をパージ室１５に搬入し，シャッター２２によって搬入口２１を閉じて，パージ室１５内を密閉状態にする。搬出口２３はシャッター２４によって予め閉じられており，パージ室１５内は，被処理体２を搬入する前に予め窒素ガスによってパージされている。被処理体２をパージ室１５に搬入してパージ室１５内を密閉したら，再びパージ室１５内の排気と窒素ガスの供給を行ってパージ室１５内をパージし，被処理体２を搬入したときに流入した外部雰囲気をパージ室１５内から排出させる。なお，このパージ室１５のパージは，２回行うことが好ましい。これにより，パージ室１５から酸素を効果的に排出することができる。

また，シャッター２２によって搬入口２１を閉じた後，戸袋チャンバー１６内を窒素ガスによってパージする。これにより，戸袋チャンバー８１内の圧力を回復させると共に，排気路２５から戸袋チャンバー１６内に吸い込まれた酸素を，戸袋チャンバー１６内から排出する。なお，パージ室１５に被処理体２を搬入するとき，炉体３０に設けた排気路３５の急速開閉弁３６と，戸袋チャンバー８１に設けた排気路８５の急速開閉弁８６は閉じておく。これにより，排気路３５，排気路８５から炉体３０や戸袋チャンバー８１，冷却室７２内に酸素を含有した雰囲気が吸い込まれることを防止できる。

パージ室１５内と戸袋チャンバー１６内をパージした後，搬出口２３，搬入口３１を開き，被処理体２をパージ室１５から窒化炉６の炉体３０内に移動させる。そして，搬出口２３，搬入口３１を閉じ，ローラコンベア４０を駆動させ，被処理体２を予熱室３に移動させる。予熱室３において，被処理体２は，ヒータ４５によって昇温される。これにより，窒化室５Ａ，５Ｂにおける窒化処理の時間を短縮することができる。

予熱室３で昇温させた後，シャッター６８を移動させて仕切り５５の開口５５ａを開口させ，ローラコンベア４０の駆動により，被処理体２を搬送方向Ｄに搬送して窒化室５Ａに移動させる。被処理体２は，窒化室５Ａに設けたマッフル５０の前端側の開口部からマッフル５０の内側に進入する。そして，開口５５ａを閉じ，窒化室５Ａ内で被処理体２の表面の窒化処理を行う。

図４に示すように，窒化室５Ａにおいて，窒素ガス雰囲気は，ファン５２の回転によりマッフル５０の内側から開口６０を通過してマッフル５０の外側に流れ，マッフル５０の左右を通過して，ヒータ５１によって加熱され，マッフル５０の下方から再びマッフル５０の内側に流入するように循環している。即ち，マッフル５０の内側において，加熱された窒素ガス雰囲気が被処理体２に供給され，被処理体２の窒化処理が行われる。マッフル５０の外側において，窒素ガス雰囲気は，仕切り５５，５６の間で循環するようになっている。仕切り５５，５６の間は，ファン５２の風量仕様に合わせた容積になっている。従って，窒化室５Ａ内の雰囲気を効率的に循環させることができるようになっている。また，開口６０から上昇してファン５２の周囲に流出した窒素ガス雰囲気は，遮蔽板５３，５４の左右に均等に分離され，マッフル５０の左右に向かって円滑に流れる。炉体３０の左内側面３０ｂと左側板５０ｂとの間，炉体３０の右内側面３０ｃと右側板５０ｃとの間には，ほぼ同じ流量で窒素ガス雰囲気が流れる。このように，遮蔽板５３，５４が設けられていることにより，窒化室５Ａ内の窒素ガス雰囲気が円滑に循環するので，窒化室５Ａ内の温度分布の均一性が良好になる。また，窒化室５Ａ内における窒素ガス雰囲気中のガス組成の均一性が良好になる。即ち，窒化室５Ａ内の温度分布や窒素の分布状態を均一にすることにより，被処理体２に処理むらが発生したり，被処理体２の伸びにばらつきが生じたりすることを防止できる。従って，歩留まりを低減することができ，品質を向上させることができる。

また，ヒータ５１が窒化室５Ａの天井部からマッフル５０の下方まで延設されていることにより，窒化室５Ａ内の窒素ガス雰囲気を効率的に加熱することができ，また，窒化室５Ａ内の温度分布の均一性をより向上させることができる。

窒化室５Ａ内を通過させた後，仕切り５６の開口５６ａを介して，被処理体２を窒化室５Ａから窒化室５Ｂに移動させる。被処理体２は，窒化室５Ａに設けたマッフル５０の前端側の開口部からマッフル５０の内側に進入する。そして，引き続き被処理体２の表面の窒化処理を行う。窒化室５Ｂにおいても，窒化室５Ａと同様にして窒素ガス雰囲気が円滑に循環し，窒化室５Ｂ内の温度分布の均一性，窒素ガス雰囲気のガス組成の均一性が良好な状態になっている。

窒化室５Ｂ内を通過させた後，搬出口３３を開口させ，戸袋チャンバー７１を介して冷却室７２内に被処理体２を移動させ，搬出口３３を閉じる。戸袋チャンバー７１，冷却室７２，戸袋チャンバー８１内は，窒素ガスによって予めパージされており，搬入口９１は閉じられている。そして，窒化炉６から搬出した直後の高温状態の被処理体２を冷却室７２内において十分に冷却させる。

冷却室７２で被処理体２を冷却させたら，搬入口９１を開口させ，被処理体２をパージ室８２に移動させ，搬入口９１を閉じる。パージ室８２の搬出口９３は予め閉じられており，パージ室８２内は予め窒素ガスによってパージされている。搬入口９１を閉じた後，搬出口９３を開口させ，パージ室８２から被処理体２を搬出する。こうして，窒化処理装置１における被処理体２の処理が終了する。なお，パージ室８２から被処理体２を搬出するとき，炉体３０に設けた排気路３５の急速開閉弁３６と，戸袋チャンバー１６に設けた排気路２５の急速開閉弁２６は閉じておく。これにより，排気路３５，排気路２５から炉体３０や戸袋チャンバー１６内に酸素を含有した雰囲気が吸い込まれることを防止できる。

パージ室８２から被処理体２を搬出した後，搬出口９３を閉じ，パージ室８２を密閉して，パージ室８２内の排気と窒素ガスの供給を行ってパージ室８２内をパージし，被処理体２を搬出したときに流入した外部雰囲気をパージ室８２内から排出させる。なお，このパージ室８２のパージは，２回行うことが好ましい。これにより，パージ室８２から酸素を効果的に排出することができる。こうして，パージ室８２内から酸素を排出することにより，冷却室７２や窒化炉６内に酸素が侵入することを防止でき，冷却室７２，窒化炉６内の酸素濃度を低く抑えることができる。

かかる窒化処理装置１によれば，窒化室５Ａ，５Ｂ内にマッフル５０とファン５２を設けたことにより，窒化室５Ａ内の雰囲気を循環させ，加熱された窒素ガス雰囲気を被処理体２に効率良く供給し，窒化処理を効率良く行うことができる。さらに，ファン５２の前後に遮蔽板５３，５４を設けたことにより，ファン５２によって攪拌された窒素ガス雰囲気が，遮蔽板５３，５４の左右に均等に分離され，マッフル５０の左右に向かって円滑に流れる。従って，窒化室５Ａ内の窒素ガス雰囲気が円滑に循環するので，窒化室５Ａ内の温度分布の均一性が向上する。これにより，被処理体２に処理むらが発生したり，被処理体２の伸びにばらつきが生じたりすることを防止できる。従って，被処理体２の窒化処理における歩留まりを低減することができ，品質を向上させることができる。

また，ヒータ５１が窒化室５Ａの天井部からマッフル５０の下方まで延設されていることにより，窒化室５Ａ内の窒素ガス雰囲気を効率的に加熱することができる。さらに，窒化室５Ａ内の温度分布の均一性をより向上させることができる。

以上，本発明の好ましい実施の形態を説明したが，本発明はかかるものに限定されない。例えば，本実施の形態では，窒化室５Ａ，５Ｂにマッフル５０，ファン５２，遮蔽板５３，５４を備えることとしたが，予熱室３にマッフル５０，ファン５２，遮蔽板５３，５４を備え，窒素ガス雰囲気を循環させることとしても良い。即ち，左右のヒータ４５同士の間にマッフル５０を備え，窒素ガス雰囲気をマッフル５０の外側においてヒータ４５によって加熱し，マッフル５０内の被処理体２に熱風を供給して加熱するようにする。この場合，予熱室３内の温度分布の均一性を向上させることができる。

また，冷却室７２にマッフル５０，ファン５２，遮蔽板５３，５４を備え，窒素ガス雰囲気を循環させることとしても良い。即ち，冷却室７２内に備えたマッフル５０の左右に冷却管を備え，窒素ガス雰囲気をマッフル５０の外側において冷却管によって冷却し，マッフル５０内の被処理体２に冷風を供給して冷却するようにする。これにより，被処理体２を効率良く冷却できる。また，冷却室７２内の温度分布の均一性を向上させることができる。

遮蔽板５３，５４の形状は，実施の形態に示したものに限定されない。例えば，図５に示すように，遮蔽板５３の前部の左右，遮蔽板５４の後部の左右に，それぞれ気流をガイドするガイド部材１０１，１０２，１０３，１０４を設けても良い。図５において，ガイド部材１０１は，遮蔽板５３の左側面と仕切り５５との間の角部に配置されており，前方に向かうほど遮蔽板５３から離隔するように，遮蔽板５３に対して傾斜させて設けられている。ガイド部材１０２は，遮蔽板５３の右側面と仕切り５５との間の角部に配置されており，前方に向かうほど遮蔽板５３から離隔するように，遮蔽板５３に対して傾斜させて設けられている。
ガイド部材１０３は，遮蔽板５４の左側面と仕切り５６との間の角部に配置されており，後方に向かうほど遮蔽板５４から離隔するように，遮蔽板５４に対して傾斜させて設けられている。ガイド部材１０４は，遮蔽板５４の右側面と仕切り５６との間の角部に配置されており，後方に向かうほど遮蔽板５４から離隔するように，遮蔽板５４に対して傾斜させて設けられている。このようにガイド部材１０１，１０２，１０３，１０４を設けることにより，窒素ガス雰囲気がマッフル５０の左右に向かってより円滑に流れるようにすることができる。即ち，ファン５２の回転により攪拌され，遮蔽板５３の左右に沿って前方に向かって流れた窒素ガス雰囲気が，それぞれガイド部材１０１，１０２に沿って流れ，左右に円滑に誘導される。また，ファン５２の回転により攪拌され，遮蔽板５４の左右に沿って後方に向かって流れた窒素ガス雰囲気が，それぞれガイド部材１０３，１０４に沿って流れ，左右に円滑に誘導されるようになる。また，ガイド部材１０１，１０２，１０３，１０４によって遮蔽板５３，５４が補強され，遮蔽板５３，５４を安定させて設置することができる。

本発明は，鉄鋼製品の窒化処理を行う装置に限定されず，鉄鋼製品の浸炭処理や，ブラウン管の熱処理等，種々の熱処理を行う装置に適用できる。

本実施の形態にかかる窒化処理装置の構成を説明する説明図である。 窒化炉の構成を説明する概略縦断面図である。 予熱室，窒化室の構成を説明する概略横断面図である。 図２におけるＡ−Ａ線による断面図である。 別の実施の形態にかかる遮蔽板とガイド部材の構成を説明する説明図である。

符号の説明

１ 窒化処理装置
２ 被処理体
３ 予熱室
５Ａ，５Ｂ 窒化室
６ 窒化炉
５０ マッフル
５１ ヒータ
５２ ファン
５３，５４ 遮蔽板
５５，５６ 仕切り
６０ 開口

Claims (5)

1. 被処理体の熱処理を行う熱処理装置であって，
   処理室の内部に，被処理体の上方及び被処理体の搬送方向に対して被処理体の左右を囲むマッフルを備え，被処理体はマッフルの内側を通過し，
   前記マッフルの上板に開口が形成され，前記開口の上方にファンを備え，
   被処理体の搬送方向に対してマッフルの左方及び右方にヒータが配置され，
   前記ファンの回転により，マッフルの内側の雰囲気が前記開口を通過してマッフルの外側に流れ，マッフルの左右を通過して，ヒータによって加熱され，マッフルの下部の開口を通過し，再びマッフルの内側に流入する構成とし，
   前記マッフルの上方において，被処理体の搬送方向に対して前記ファンの前方及び後方に，ファンの前方又は後方の空間を被処理体の搬送方向に対して左右に仕切る遮蔽板を備えることを特徴とする，熱処理装置。
2. マッフルの外側の空間を被処理体の搬送方向に対して前後に仕切る仕切りを備えることを特徴とする，請求項１に記載の熱処理装置。
3. 前記ファンはシロッコファンであることを特徴とする，請求項１又は２に記載の熱処理装置。
4. 前記処理室は，被処理体の予熱を行う予熱室，及び／又は，被処理体に処理ガスを供給して表面処理を行う熱処理室であることを特徴とする，請求項１，２又は３に記載の熱処理装置。
5. 被処理体の搬送方向に対して前記マッフルの左方及び右方にヒータを備え，
   前記ヒータは，処理室の天井部からマッフルの下方まで延設されたことを特徴とする，請求項１，２，３又は４に記載の熱処理装置。
   

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