JP5945919B2 - Rotary retort heat treatment furnace - Google Patents
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Description
本発明は、レトルトと呼ばれる容器内に被処理物を入れて、レトルトを回転させながら高温に加熱して熱処理を行うバッチ式の熱処理炉に関し、特に鋼球やボルト、ナット等の小さな鉄鋼製品の焼入、焼戻しなどの熱処理に好適な回転レトルト式熱処理炉に関する。 The present invention relates to a batch-type heat treatment furnace in which an object to be treated is placed in a container called a retort and heated to a high temperature while rotating the retort, and particularly for small steel products such as steel balls, bolts and nuts. The present invention relates to a rotary retort heat treatment furnace suitable for heat treatment such as quenching and tempering.
従来から、鋼球やボルト、ナット等の小さな鉄鋼製品を熱処理する炉としては、大別して連続式とバッチ式がある。連続式の熱処理炉は、回転する円筒形のレトルトの一端から被処理物を連続的に送入し、設定温度に加熱された帯域を通過させた後、他の一端から連続的に排出する構造を有しており、一定条件での大量生産に適しているが、装置が大型化して高価になると共に、熱処理条件の変更が容易にできない問題があった。一方、バッチ式の熱処理炉は、一端のみ開口して開口部が縮径した形状のレトルトを回転し、開口部から被処理物を送入して設定温度に加熱して一定時間保持した後、同じ開口部から排出する構造を有しており、比較的少量生産に適すると共に、熱処理条件の変更が容易な利点がある。 Conventionally, furnaces for heat treating small steel products such as steel balls, bolts and nuts are roughly classified into a continuous type and a batch type. A continuous heat treatment furnace is a structure in which an object to be processed is continuously fed from one end of a rotating cylindrical retort, passed through a zone heated to a set temperature, and then continuously discharged from the other end. However, there is a problem that the apparatus becomes large and expensive, and the heat treatment conditions cannot be easily changed. On the other hand, the batch-type heat treatment furnace rotates a retort having a shape in which only one end is opened and the diameter of the opening is reduced, and after feeding an object to be processed from the opening and heating to a set temperature and holding for a certain period of time, Since it has a structure for discharging from the same opening, it is suitable for relatively small-scale production and has an advantage that the heat treatment conditions can be easily changed.
例えば特許文献１〜３は、各種熱処理に用いられるバッチ式の熱処理炉であるが、共通する基本的な構造は、一端が開口して開口部が縮径した形状のレトルト、レトルトを内蔵してレトルト外面の加熱手段を備えた炉体、炉体を傾動可能に支持する架台、炉体の傾動機構、レトルトを回転可能に支持する機構、レトルトの回転機構から構成されている。また、浸炭処理などの場合には、前記の構造に加えて、雰囲気を調整するためのガスを導入する導入管等が備えられている。 For example, Patent Documents 1 to 3 are batch-type heat treatment furnaces used for various heat treatments, but the basic structure in common is that a retort having a shape in which one end is open and the opening is reduced in diameter is built in. It comprises a furnace body provided with heating means on the outer surface of the retort, a gantry that supports the furnace body in a tiltable manner, a tilting mechanism for the furnace body, a mechanism for rotatably supporting the retort, and a rotation mechanism for the retort. In addition, in the case of carburizing treatment or the like, in addition to the above structure, an introduction pipe for introducing a gas for adjusting the atmosphere is provided.
ここで、特許文献１の回転式熱処理炉は、炉の本体である加熱装置、回転炉（レトルト）からなり、加熱装置に相対して転動する回転炉は加熱装置内に設置されて回転駆動装置に接続し、加熱装置は支架（架台）の頂部で支えられてモータ装置と接続することを特徴とし（請求項１）、回転炉を回転可能に支持する機構はベアリングを採用している（請求項２）。さらに、特許文献２の回転筒状体式熱処理炉は、レトルトの外面を加熱する手段として燃焼ガスを用い、炉体は架台頂部の軸受によって傾動可能に支持され、炉体の傾動機構は炉体下部に設けられたシリンダ装置を駆動する構造であり、レトルトは炉体の下方にほぼ全長にわたって設けた細長いローラによって回転可能に支持され、ローラはスプロケットとチェーンを介して電動モータと接続され、ローラが回転することによってレトルトを回転する構造となっている。加えて、特許文献３のドラム式ガス焼入炉はスチールショットを焼入するためのバッチ式の熱処理炉であるが、レトルトの外面を加熱する手段として燃焼ガスを用い、炉体は架台頂部の軸受によって傾動可能に支持され、炉体の傾動機構は炉本体の一側を傾動モータの軸に固定した構造であり、レトルトの一端はローラによって回転可能に支持され、レトルトの他の一端は回転モータと直結された構造となっている。 Here, the rotary heat treatment furnace of Patent Document 1 is composed of a heating device and a rotary furnace (retort) that are the main body of the furnace, and the rotary furnace that rolls relative to the heating device is installed in the heating device and is rotationally driven. The heating device is connected to the motor device by being supported by the top of the support (base) (Claim 1), and the mechanism for rotatably supporting the rotary furnace employs a bearing ( Claim 2). Furthermore, the rotating cylindrical body heat treatment furnace of Patent Document 2 uses combustion gas as means for heating the outer surface of the retort, the furnace body is tiltably supported by a bearing at the top of the gantry, and the tilting mechanism of the furnace body is the lower part of the furnace body. The retort is rotatably supported by an elongated roller provided over the entire length below the furnace body. The roller is connected to an electric motor via a sprocket and a chain. The retort is rotated by rotation. In addition, the drum-type gas quenching furnace of Patent Document 3 is a batch-type heat treatment furnace for quenching steel shots, but using combustion gas as means for heating the outer surface of the retort, the furnace body is located at the top of the gantry. The furnace body tilting mechanism is supported by a bearing so that it can tilt, and one side of the furnace body is fixed to the shaft of the tilting motor. One end of the retort is rotatably supported by a roller, and the other end of the retort rotates. The structure is directly connected to the motor.
また、特許文献４の連続ロータリーレトルト炉は、複数のレトルトを同時に用い、炉体上部が開口してレトルトを着脱可能にすることによって生産性の向上を図ったものである。従って、炉体を傾動する必要が無いため傾動機構は備えていないが、レトルトの両端はローラによって回転可能に支持され、レトルトの一端が回転モータと直結された構造となっている。 Moreover, the continuous rotary retort furnace of patent document 4 aims at the improvement of productivity by using a several retort simultaneously, opening a furnace body upper part, and making a retort removable. Therefore, since there is no need to tilt the furnace body, a tilting mechanism is not provided, but both ends of the retort are rotatably supported by rollers, and one end of the retort is directly connected to the rotary motor.
一方、特許文献５のレトルトは、鋼球や小ネジ等の小物の鉄鋼製品の焼入等の熱処理に用いられるレトルトであるが、レトルトの垂直断面形状を多角形とし、内面にセラミック溶射層を形成したことを特徴とする。即ち、一端のみ開口して開口部が縮径した形状のレトルトの断面形状を改良して被処理物の撹拌を促進し、加熱の均一化を図ったものである。 On the other hand, the retort of Patent Document 5 is a retort used for heat treatment such as quenching of small steel products such as steel balls and small screws. The retort has a polygonal vertical cross-sectional shape and a ceramic sprayed layer on the inner surface. It is formed. That is, the cross-sectional shape of the retort having a shape in which only one end is opened and the opening is reduced in diameter is used to promote stirring of the object to be processed and to make the heating uniform.
上記の特許文献１〜５に示されるように、従来のバッチ式の熱処理炉は、主にスチールショットや鋼球、小ネジ等の小さな鉄鋼製品を被処理物とし、焼入や浸炭処理などの熱処理に適した基本的な構造として、一端が開口して開口部が縮径した形状のレトルト、レトルトを内蔵してレトルト外面の加熱手段を備えた炉体、炉体を傾動可能に支持する架台、炉体の傾動機構、レトルトを回転可能に支持する機構、レトルトの回転機構から構成されている。そして、目的に応じて、加熱手段、レトルトの支持機構、回転機構、炉体の傾動機構、レトルトの形状などに改良が加えられている。 As shown in Patent Documents 1 to 5, the conventional batch-type heat treatment furnace mainly uses small steel products such as steel shots, steel balls, and small screws to be processed, and is used for quenching and carburizing. As a basic structure suitable for heat treatment, a retort with an opening at one end and a reduced diameter opening, a furnace body with a built-in retort and heating means on the outer surface of the retort, and a stand that supports the furnace body in a tiltable manner , A tilting mechanism for the furnace body, a mechanism for rotatably supporting the retort, and a rotating mechanism for the retort. And according to the objective, improvement is added to the heating means, the retort support mechanism, the rotation mechanism, the tilting mechanism of the furnace body, the shape of the retort, and the like.
しかし、特許文献１では、回転炉（レトルト）を回転可能に支持する機構としてベアリングを採用しているため、ベアリングが熱影響によって損傷し易く、且つ、加熱によるレトルトの膨張を吸収することが難しいという問題があった。また、特許文献２では、炉体の下方にほぼ全長にわたって設けた細長いローラによってレトルトを回転可能に支持する構造を採用しているが、ローラが高温にさらされて酸化損耗すると同時に熱変形を起こす問題があった。さらに、特許文献３および４では、レトルトの一端が回転モータと直結された構造となっているため、モータへの熱影響が深刻でありモータが故障を起こす問題があった。加えて、特許文献５では、レトルトの製作コストが高くなるという問題があった。 However, in Patent Document 1, since a bearing is adopted as a mechanism for rotatably supporting a rotary furnace (retort), the bearing is easily damaged by a thermal effect, and it is difficult to absorb expansion of the retort due to heating. There was a problem. Further, in Patent Document 2, a structure in which a retort is rotatably supported by an elongated roller provided substantially over the entire length below the furnace body is employed. However, the roller is exposed to high temperature and undergoes oxidation deformation and simultaneously undergoes thermal deformation. There was a problem. Further, in Patent Documents 3 and 4, since one end of the retort is directly connected to the rotary motor, there is a problem that the thermal influence on the motor is serious and the motor fails. In addition, Patent Document 5 has a problem that the manufacturing cost of the retort increases.
本発明の回転レトルト式熱処理炉は、主にスチールショットや鋼球、小ネジ等の小さな鉄鋼製品の焼入や焼戻しなどの熱処理に対応し、上記の問題に対処するものである。よって、レトルトを回転可能に支持する機構が簡易であって熱影響によって損傷することがなく、且つ、加熱によるレトルトの膨張を吸収することが容易であり、さらにレトルトを回転するモータが熱影響で故障することがなく、加えてレトルトの製作コストが安価であり、総合的に耐久性、作業性、安全性に優れ、メンテナンスコストが低い回転レトルト式熱処理炉を提供することを目的とする。 The rotary retort type heat treatment furnace of the present invention mainly addresses heat treatment such as quenching and tempering of small steel products such as steel shots, steel balls, and small screws, and addresses the above problems. Therefore, the mechanism for supporting the retort in a rotatable manner is simple and is not damaged by thermal effects, and it is easy to absorb expansion of the retort due to heating. Further, the motor that rotates the retort is affected by thermal effects. An object of the present invention is to provide a rotary retort type heat treatment furnace that is free from failure, has a low retort manufacturing cost, is generally excellent in durability, workability and safety, and has a low maintenance cost.
本発明の請求項１に記載の回転レトルト式熱処理炉は、一端が開口して開口部が縮径した形状のレトルトと、該レトルトを内蔵して該レトルト外面を加熱する加熱手段を備えた炉体と、該炉体を傾動可能に支持するとともに前記炉体を傾動する炉体の傾動機構と、前記レトルトを回転可能に支持するとともに前記レトルトを回転するレトルトの回転機構と、を備えたバッチ式の回転レトルト式熱処理炉において、
前記レトルトは、回転軸方向の断面が対称形状であって、両端部が縮径し、両端部と中央部は円筒形状であり、両端部と中央部の間にテーパ部を有し、
前記炉体は、その炉体の両側面中央部に炉体傾動軸を備え、該炉体傾動軸は炉体支持台の頂部に設置された一対の炉体支持軸受に傾動可能に支持され、
前記炉体の傾動機構は、前記炉体傾動軸の一端に設置されるとともに該炉体傾動軸とともに回転するウォームホイール及びウォームギア、該ウォームギアのウォームギア軸スプロケット、該ウォームギア軸スプロケットの回転を伝動する傾動用チェーン、該傾動用チェーンの他端で回転を伝動する傾動モータ軸スプロケット、及び傾動モータ軸スプロケットを回転させる傾動モータを備え、
前記レトルトの回転機構は、レトルトとともに回転可能なガイドローラと、該ガイドローラを載せる一対のローラと、該一対のローラを各々支持するローラ支持台と、該ローラ支持台を支持する炉体に固定されたレトルト支持台を備え、前記ガイドローラの外周に前記ローラが当接して支持する溝部が形成され、該溝部の幅を前記ローラよりも１０〜５０ｍｍ大きくし、
前記炉体に固定された回転モータ支持台、該回転モータ支持台のうえに載せた回転モータ、該回転モータの回転モータ軸スプロケット、該回転モータ軸スプロケットに伝動する回転用チェーン、該回転用チェーンに伝動する回転軸スプロケットを備えることを特徴とする。
A rotary retort type heat treatment furnace according to claim 1 of the present invention is a furnace provided with a retort having an opening at one end and a reduced diameter at an opening, and a heating means for heating the outer surface of the retort by incorporating the retort. A body, a tilting mechanism of the furnace body that tiltably supports the furnace body, and a rotation mechanism of a retort that rotatably supports the retort and rotates the retort. In the rotary retort type heat treatment furnace of the type
The retort has a symmetrical cross section in the rotational axis direction, both ends are reduced in diameter, both ends and the center are cylindrical, and has a tapered portion between both ends and the center,
The furnace body includes a furnace body tilting shaft at the center of both side surfaces of the furnace body, and the furnace body tilting shaft is tiltably supported by a pair of furnace body support bearings installed at the top of the furnace body support base,
The furnace body tilting mechanism is installed at one end of the furnace body tilting shaft and rotates with the furnace body tilting shaft, the worm gear shaft sprocket of the worm gear, and the tilting gear that transmits the rotation of the worm gear shaft sprocket. A tilt motor shaft sprocket that transmits rotation at the other end of the tilt chain, and a tilt motor that rotates the tilt motor shaft sprocket,
The rotation mechanism of the retort is fixed to a guide roller that can rotate together with the retort, a pair of rollers on which the guide roller is mounted, a roller support base that supports the pair of rollers, and a furnace body that supports the roller support base. Provided with a retort support base, a groove is formed on the outer periphery of the guide roller to be supported by the roller, and the width of the groove is 10 to 50 mm larger than the roller.
A rotary motor support fixed to the furnace body, a rotary motor mounted on the rotary motor support, a rotary motor shaft sprocket of the rotary motor, a rotation chain transmitted to the rotary motor shaft sprocket, and the rotation chain And a rotating shaft sprocket that is transmitted to the motor.
このように、レトルトを左右対称の簡易な構造とすると、熱応力が集中する部分が少ないため耐久性に優れ、且つ製作コストを低減可能である。また、炉体の傾動機構は、ウォームホイールをウォームギア、ウォームギア軸スプロケット、傾動用チェーン、傾動モータ軸スプロケットを介して傾動モータで駆動する構造とすると、炉体傾動軸にモータを直結する構造と比較してモータへの負荷が小さく、故障が減少する。さらに、レトルトの回転機構は、レトルトとともに回転可能なガイドローラと、該ガイドローラを載せる一対のローラと、該一対のローラを各々支持するローラ支持台と、該ローラ支持台を支持する炉体に固定されたレトルト支持台を備え、前記ガイドローラの外周に前記ローラが当接して支持する溝部が形成され、該溝部の幅を前記ローラよりも１０〜５０ｍｍ大きな構造とすると、炉体を傾動した時にレトルトが回転軸方向に過大にずれるのを防止することができ、溝部の幅をローラの幅よりも１０〜５０ｍｍ大きくすると、レトルトの熱膨張を吸収することができるため、レトルトにかかる応力が軽減されて耐久性が向上し、メンテナンスコストの低減が可能であって、１０ｍｍ未満では熱膨張を吸収する効果が不十分であり、５０ｍｍを超えると炉体を傾動した時にレトルトが回転軸方向にずれる量が過大となるため好ましくない。加えて、レトルトの回転機構は、レトルトの一端にモータを直結する構造ではなく、炉体に固定された回転モータ支持台、回転モータ、回転モータ軸スプロケット、回転用チェーン、回転軸スプロケットからなる構造とすると、モータが熱影響で故障することがなく、耐久性が向上する。 Thus, when the retort has a simple left-right symmetrical structure, since there are few portions where thermal stress is concentrated, the durability is excellent and the manufacturing cost can be reduced. The furnace body tilting mechanism is a structure in which the worm wheel is driven by a tilting motor via a worm gear, worm gear shaft sprocket, tilting chain, and tilting motor shaft sprocket, compared with a structure in which the motor is directly connected to the furnace body tilting shaft. Thus, the load on the motor is small and the failure is reduced. Further, the retort rotating mechanism includes a guide roller that can rotate together with the retort, a pair of rollers on which the guide roller is mounted, a roller support base that supports the pair of rollers, and a furnace body that supports the roller support base. When a fixed retort support base is provided and a groove is formed on the outer periphery of the guide roller to be supported by the roller, and the width of the groove is 10 to 50 mm larger than the roller, the furnace body is tilted. Sometimes the retort can be prevented from excessively shifting in the direction of the rotation axis, and if the groove width is made 10 to 50 mm larger than the width of the roller, the thermal expansion of the retort can be absorbed. It is reduced, durability is improved, and maintenance costs can be reduced. If it is less than 10 mm, the effect of absorbing thermal expansion is insufficient, and 50 m By weight, the retort when tilting the furnace body is not preferable because the amount of shift in the rotation axis direction becomes excessive. In addition, the rotation mechanism of the retort is not a structure that directly connects the motor to one end of the retort, but a structure that includes a rotation motor support, a rotation motor, a rotation motor shaft sprocket, a rotation chain, and a rotation shaft sprocket fixed to the furnace body. Then, the motor does not break down due to the heat effect, and the durability is improved.
本発明の請求項２に記載の回転レトルト式熱処理炉は、請求項１に記載のレトルトの両端部内径が中央部内径の０．２〜０．５倍であり、レトルト回転軸に対するテーパ部の角度が２０〜４０度であることを特徴とする。このように、レトルトの両端部内径を適正な範囲に設定すると、被処理物の送入排出が容易で、且つ処理量を適正に確保することが可能であって、レトルトの両端部内径が中央部内径の０．２倍未満では被処理物の送入排出に時間を要し、０．５倍を超えると処理量が確保できない。また、レトルトの両端部内径が中央部内径の０．２倍未満の場合には、レトルト全体の重量を支える両端部の強度が低下するため、耐久性の点でも好ましくない。さらに、レトルト回転軸に対するテーパ部の角度を２０〜４０度とすると、小さな傾動角度で被処理物の送入排出が可能であって、２０度未満では被処理物の処理量が減少し、４０度を超えると傾動角度も４０度以上にする必要があるため作業性が悪化する。 In the rotary retort type heat treatment furnace according to claim 2 of the present invention, the inner diameter of both ends of the retort according to claim 1 is 0.2 to 0.5 times the inner diameter of the central portion, and the taper portion of the retort rotation axis is The angle is 20 to 40 degrees. In this way, if the inner diameters at both ends of the retort are set within an appropriate range, it is possible to easily feed and discharge the object to be processed, and it is possible to appropriately secure the processing amount, and the inner diameters at both ends of the retort are the center. If it is less than 0.2 times the inner diameter of the part, it takes time to send and discharge the object to be processed, and if it exceeds 0.5 times, the processing amount cannot be secured. Further, when the inner diameter of both ends of the retort is less than 0.2 times the inner diameter of the central portion, the strength of both ends supporting the weight of the entire retort is lowered, which is not preferable from the viewpoint of durability. Furthermore, if the angle of the taper portion with respect to the retort rotation axis is 20 to 40 degrees, the processing object can be sent and discharged at a small tilt angle. If the angle is less than 20 degrees, the processing amount of the processing object is reduced. If it exceeds 60 degrees, the tilting angle must be 40 degrees or more, so workability deteriorates.
本発明の請求項３に記載の回転レトルト式熱処理炉は、請求項１に記載の炉体の傾動機構が、炉体傾動軸の一端に設置された１つの検出部と、炉体支持台に設置された２つのセンサーを備え、傾動角度の上限と下限を、検出部とセンサーによって検出することを特徴とする。このように、炉体の傾動角度の上限と下限をセンサーによって検出する構造とすると、作業性と安全性が向上する。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a rotary retort type heat treatment furnace in which the furnace body tilting mechanism according to the first aspect is provided with one detection unit installed at one end of the furnace body tilting shaft and the furnace body support base. Two installed sensors are provided, and an upper limit and a lower limit of the tilt angle are detected by a detection unit and a sensor. Thus, if the structure is such that the upper and lower limits of the tilt angle of the furnace body are detected by the sensor, workability and safety are improved.
本発明の請求項４に記載の回転レトルト式熱処理炉は、請求項１に記載の加熱手段が、空気導入管、ガス導入管、燃焼装置、燃焼確認装置、排気口からなり、燃焼装置には空気導入管とガス導入管が接続し、燃焼装置は炉体内面に先端を突出して設置され、燃焼確認装置は燃焼装置の先端部近傍に設置され、燃焼ガスは炉体内面とレトルトの間の空間を流れて排気口から排気されることを特徴とする。このように、簡易な構造とした上で、燃焼確認装置を燃焼装置の先端部近傍に設置すると、失火を素早く検知することが可能であり、安全性が向上する。 In the rotary retort type heat treatment furnace according to claim 4 of the present invention, the heating means according to claim 1 comprises an air introduction pipe, a gas introduction pipe, a combustion apparatus, a combustion confirmation apparatus, and an exhaust port. The air introduction pipe and the gas introduction pipe are connected, the combustion device is installed with its tip protruding from the inner surface of the furnace body, the combustion confirmation device is installed near the tip of the combustion device, and the combustion gas is placed between the inner surface of the furnace body and the retort. It flows through the space and is exhausted from the exhaust port. Thus, if it is set as a simple structure and a combustion confirmation apparatus is installed in the front-end | tip part vicinity of a combustion apparatus, it will be possible to detect misfire quickly and safety will improve.
本発明の請求項５に記載の回転レトルト式熱処理炉は、請求項１に記載の加熱手段が、電熱線を炉体内面とレトルトの間に炉体内面から一定の距離を隔てて設置することを特徴とする。このように、電熱線を炉体内面から一定の距離を隔てて設置する構造とすると、電熱線による熱の大部分をレトルトの加熱に活用できるため、熱効率が向上する。
In the rotary retort type heat treatment furnace according to claim 5 of the present invention, the heating means according to claim 1 is configured such that the heating wire is installed between the furnace body inner surface and the retort at a certain distance from the furnace body inner surface. It is characterized by. Thus, if it is set as the structure which installs a heating wire at a fixed distance from the furnace body inner surface, since most of the heat by a heating wire can be utilized for the heating of a retort, thermal efficiency improves.
本発明の回転レトルト式熱処理炉は、レトルトの回転機構を、炉体に固定されたレトルト支持台、ローラ支持台、ローラ、ガイドローラによってレトルトを回転可能に支持する簡易な構造とすると、熱影響によって損傷することがなく、且つ加熱によるレトルトの膨張を吸収することができる。また、レトルトの回転機構を、炉体に固定された回転モータ支持台、回転モータ、回転モータ軸スプロケット、回転用チェーン、回転軸スプロケットからなる構造とすると、モータが熱影響で故障することがなく、耐久性が向上する。さらに、レトルトを左右対称の簡易な構造とすると、熱応力が集中する部分が少ないため耐久性に優れ、且つ製作コストを低減可能である。 The rotary retort type heat treatment furnace of the present invention has a heat effect when the retort rotating mechanism has a simple structure that rotatably supports the retort by a retort support base, a roller support base, a roller, and a guide roller fixed to the furnace body. Can absorb the expansion of the retort due to heating. In addition, if the retort rotating mechanism is made up of a rotating motor support fixed to the furnace body, a rotating motor, a rotating motor shaft sprocket, a rotating chain, and a rotating shaft sprocket, the motor will not break down due to thermal effects. , Durability is improved. Furthermore, when the retort has a simple left-right structure, there are few portions where thermal stress is concentrated, so that the durability is excellent and the manufacturing cost can be reduced.
また、レトルトの両端部内径が中央部内径の０．２〜０．５倍であり、レトルト回転軸に対するテーパ部の角度が２０〜４０度とすると、被処理物の送入排出が容易で、且つ処理量を適正に確保することができ、作業性が向上する。さらに、炉体の傾動角度の上限と下限をセンサーによって検出する構造とすると、作業性と安全性が向上する。加えて、ガイドローラの外周にローラが当接して支持する溝部を設けた構造とすると、炉体を傾動した時にレトルトが回転軸方向にずれるのを防止することができる。また、溝部の幅をローラの幅よりも１０〜５０ｍｍ大きくすると、レトルトの熱膨張を吸収することができるため、レトルトにかかる応力が軽減されて耐久性が向上し、メンテナンスコストが低減できる。 In addition, if the inner diameter of both ends of the retort is 0.2 to 0.5 times the inner diameter of the central portion and the angle of the taper portion with respect to the retort rotation shaft is 20 to 40 degrees, it is easy to feed and discharge the workpiece. In addition, the processing amount can be appropriately secured, and workability is improved. Furthermore, when the upper and lower limits of the tilt angle of the furnace body are detected by a sensor, workability and safety are improved. In addition, if a groove is provided on the outer periphery of the guide roller to support the roller, the retort can be prevented from shifting in the direction of the rotation axis when the furnace body is tilted. Further, when the width of the groove is increased by 10 to 50 mm from the width of the roller, the thermal expansion of the retort can be absorbed, so that stress applied to the retort is reduced, durability is improved, and maintenance cost can be reduced.
本発明の実施形態について、図１および図２を参照して説明する。
本実施形態において回転レトルト式熱処理炉は、図１および図２に示されるように、レトルト６が炉体５に内蔵され、炉体５は両側面中央部に炉体傾動軸４を備え、炉体傾動軸４は、台座１上に固定される炉体支持台２の頂部に設置された一対の炉体支持軸受３に嵌合して傾動可能に支持される。炉体の傾動機構は、炉体傾動軸４の一端に設置されたウォームホイール１８、ウォームギア１７、ウォームギア軸スプロケット１６、傾動用チェーン１５、傾動モータ軸スプロケット１４、傾動モータ１３から構成され、ウォームギア１７とウォームギア軸スプロケット１６は台座１上に固定されるギア支持台１２によって回転可能に支持され、傾動モータ１３は台座１上に固定された傾動モータ支持台１１上に設置され、傾動モータ１３の出力軸に設置された傾動モータ軸スプロケット１４とウォームギア軸スプロケット１６が傾動用チェーン１５によって連結されることにより、傾動モータ１３が駆動するとウォームホイール１８が回転して炉体５を傾動する。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
In the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the rotary retort type heat treatment furnace includes a retort 6 built in the furnace body 5, and the furnace body 5 includes furnace body tilting shafts 4 at the center of both side surfaces. The body tilting shaft 4 is fitted to a pair of furnace body support bearings 3 installed at the top of the furnace body support base 2 fixed on the pedestal 1 and is supported so as to be tiltable. The furnace body tilting mechanism includes a worm wheel 18, a worm gear 17, a worm gear shaft sprocket 16, a tilting chain 15, a tilting motor shaft sprocket 14, and a tilting motor 13 installed at one end of the furnace body tilting shaft 4. The worm gear shaft sprocket 16 is rotatably supported by a gear support 12 fixed on the pedestal 1, and the tilt motor 13 is installed on the tilt motor support 11 fixed on the pedestal 1. By connecting the tilting motor shaft sprocket 14 and the worm gear shaft sprocket 16 installed on the shaft by the tilting chain 15, the worm wheel 18 rotates and tilts the furnace body 5 when the tilting motor 13 is driven.
レトルト６は、回転軸方向の断面が対称形状であって、両端部が縮径し、両端部と中央部は円筒形状であり、両端部と中央部の間にテーパ部を有し、一方の端部にはレトルト蓋３５が設けられ、他の端部は被処理物の送入排出口７であり、送入排出口７には必要に応じて図示しない蓋を設置することができる。レトルトの回転機構は、炉体５に固定されたレトルト支持台３１、ローラ支持台３２、ローラ３３、ガイドローラ３４から構成されてレトルトを回転可能に支持し、ローラ３３はローラ支持台３２によって回転可能に支持され、ガイドローラ３４はレトルト６の両端部外周に固定されてローラ３３によって回転可能に支持される。さらに、レトルトの回転機構は、炉体５に固定された回転モータ支持台２１、回転モータ２２、回転モータ軸スプロケット２３、回転用チェーン２４、回転軸スプロケット２５から構成され、モータ支持台２１上に設置された回転モータ２２の出力軸に設置された回転モータ軸スプロケット２３とレトルト６の端部外周に固定された回転軸スプロケット２５が回転用チェーン２４によって連結されることにより、回転モータ２２が駆動するとレトルト６が回転する。 The retort 6 has a symmetrical cross section in the rotation axis direction, both ends are reduced in diameter, both ends and the center are cylindrical, and has a tapered portion between both ends and the center. A retort lid 35 is provided at the end, and the other end is an inlet / outlet 7 for the object to be processed. A lid (not shown) can be provided at the inlet / outlet 7 as required. The retort rotating mechanism is composed of a retort support base 31, a roller support base 32, a roller 33, and a guide roller 34 fixed to the furnace body 5. The retort is rotatably supported by the roller support base 32. The guide roller 34 is fixed to the outer periphery of both end portions of the retort 6 and is rotatably supported by the roller 33. Further, the retort rotating mechanism includes a rotary motor support 21, a rotary motor 22, a rotary motor shaft sprocket 23, a rotation chain 24, and a rotary shaft sprocket 25 fixed to the furnace body 5. The rotation motor shaft sprocket 23 installed on the output shaft of the installed rotation motor 22 and the rotation shaft sprocket 25 fixed to the outer periphery of the end of the retort 6 are connected by a rotation chain 24, whereby the rotation motor 22 is driven. Then, the retort 6 rotates.
また、レトルトの両端部内径が中央部内径の０．２〜０．５倍であり、レトルト回転軸に対するテーパ部の角度が２０〜４０度であるように製作すると、被処理物の送入排出が容易であり、処理量を適正に確保し、且つ小さな傾動角度で被処理物の送入排出が可能である。なお、レトルトの両端部内径が中央部内径の０．２倍未満の場合には、レトルト全体の重量を支える両端部の強度が低下するため、耐久性の点でも好ましくない。 In addition, if the inner diameter of both ends of the retort is 0.2 to 0.5 times the inner diameter of the central portion and the angle of the tapered portion with respect to the retort rotation shaft is 20 to 40 degrees, the processing object is fed and discharged. Therefore, the processing amount can be appropriately secured, and the workpiece can be sent and discharged with a small tilt angle. If the inner diameter of both ends of the retort is less than 0.2 times the inner diameter of the central portion, the strength of both ends supporting the weight of the entire retort is lowered, which is not preferable from the viewpoint of durability.
また、前記炉体の傾動機構が、炉体傾動軸４の一端に設置された１つの検出部５１と、炉体支持台に設置された２つのセンサー５２を備え、傾動角度の上限と下限を、検出部とセンサーによって検出する構造とすると、作業性と安全性が向上する。ここで、センサー５２は検出部５１と接触するタイプのリミットスイッチ等でも良いし、非接触タイプの近接センサー等も使用可能であり、本発明に含まれる。 Further, the tilting mechanism of the furnace body includes one detection unit 51 installed at one end of the furnace body tilting shaft 4 and two sensors 52 installed on the furnace body support base, and the upper and lower limits of the tilt angle are set. When the structure is detected by the detection unit and the sensor, workability and safety are improved. Here, the sensor 52 may be a type of limit switch that contacts the detection unit 51, or a non-contact type proximity sensor may be used, and is included in the present invention.
また、前記レトルトの回転機構が、レトルト６の端部に設置されたガイドローラ３４の外周にローラ３３が当接して支持する溝部を有し、溝部の幅がローラ３３の幅よりも１０〜５０ｍｍ大きい構造とすると、炉体を傾動した時にレトルトが回転軸方向に過大にずれるのを防止できると同時に、レトルトの熱膨張を吸収することができるため、レトルトにかかる応力が軽減されて耐久性が向上し、メンテナンスコストの低減が可能となる。ここで、前記溝部の深さは炉体を傾動した時にレトルトが回転軸方向にずれない程度に適宜設定すれば良い。また、外周に溝部を形成したガイドローラ３４は、レトルト６の両端部に設置しても良いし、片方の端部だけに設置しても良い。なお、本発明の回転レトルト式熱処理炉は、レトルト６の全長が約２〜４ｍ、炉体５の加熱帯長さが約１．５〜３ｍ、加熱温度が１０００℃以下の場合に好適であるが、これらの条件に限定されるものではない。 Further, the retort rotating mechanism has a groove portion supported by the roller 33 in contact with the outer periphery of the guide roller 34 installed at the end of the retort 6, and the width of the groove portion is 10 to 50 mm larger than the width of the roller 33. With a large structure, it is possible to prevent the retort from shifting excessively in the direction of the rotation axis when the furnace body is tilted, and at the same time, it is possible to absorb the thermal expansion of the retort, reducing the stress applied to the retort and improving durability. This improves the maintenance cost. Here, the depth of the groove may be set as appropriate so that the retort does not shift in the direction of the rotation axis when the furnace body is tilted. Further, the guide rollers 34 having grooves on the outer periphery may be installed at both ends of the retort 6 or may be installed only at one end. The rotary retort type heat treatment furnace of the present invention is suitable when the total length of the retort 6 is about 2 to 4 m, the heating zone length of the furnace body 5 is about 1.5 to 3 m, and the heating temperature is 1000 ° C. or less. However, it is not limited to these conditions.
次に、加熱手段について説明する。本発明の回転レトルト式熱処理炉は、既存の加熱手段であるガス加熱、電気加熱のいずれも適用可能であり、ガス加熱の場合は、加熱手段が空気導入管４１、ガス導入管４２、燃焼装置４３、燃焼確認装置４４、排気口８から構成され、燃焼装置４３には空気導入管４１とガス導入管４２が接続し、燃焼装置４３は炉体５の内面に先端を突出して設置され、燃焼確認装置４４は燃焼装置４３の先端部近傍に設置され、燃焼ガスは炉体５内面とレトルト６の間の空間を流れて排気口８から排気される。ここで、空気は図示しない空気供給設備から空気導入管４１に供給され、ガスは図示しないガス供給設備からガス導入管４２に供給され、燃焼装置４３の中で空気とガスが混合されて燃焼炎を噴出する。燃焼装置４３としては既存の各種ガスバーナ、ガスノズルを適用可能であり、燃焼装置４３には自動着火装置が内蔵または付属されたものを用いることができる。さらに、燃焼確認装置４４を燃焼装置４３の先端部近傍に設置することによって、失火による事故を防止することができる。ここで、燃焼確認装置４４としては、例えば燃焼炎の紫外線を検知する装置や映像撮影装置等を用いることができ、図示しない警報装置等に燃焼確認装置４４からの信号を接続することによって、自動的に警報音を発すると同時にガスの供給を遮断することも可能である。また、燃焼装置４３は、炉体５内面とレトルト６の間の空間を均一に加熱できるように、設置する位置と数を適宜設定することができる。また、排気口８にはダンパーハンドル４７で調整可能なダンパー４６を設置し、加熱温度を微調整できる構造とすることが可能で、排気口８は複数設置しても良い。 Next, the heating means will be described. The rotary retort-type heat treatment furnace of the present invention can be applied to both existing heating means, gas heating and electric heating. In the case of gas heating, the heating means is an air introduction pipe 41, a gas introduction pipe 42, and a combustion apparatus. 43, a combustion confirmation device 44, and an exhaust port 8. An air introduction tube 41 and a gas introduction tube 42 are connected to the combustion device 43, and the combustion device 43 is installed on the inner surface of the furnace body 5 with its tip protruding. The confirmation device 44 is installed in the vicinity of the tip of the combustion device 43, and the combustion gas flows through the space between the inner surface of the furnace body 5 and the retort 6 and is exhausted from the exhaust port 8. Here, air is supplied from an air supply facility (not shown) to the air introduction pipe 41, gas is supplied from a gas supply equipment (not shown) to the gas introduction pipe 42, and air and gas are mixed in the combustion device 43 to burn the combustion flame. Erupt. Various existing gas burners and gas nozzles can be applied as the combustion device 43. As the combustion device 43, an automatic ignition device can be used. Furthermore, the accident due to misfire can be prevented by installing the combustion confirmation device 44 in the vicinity of the tip of the combustion device 43. Here, as the combustion confirmation device 44, for example, a device for detecting ultraviolet rays of a combustion flame, a video photographing device, or the like can be used. By automatically connecting a signal from the combustion confirmation device 44 to an alarm device (not shown) or the like, It is also possible to shut off the gas supply at the same time as an alarm sound is generated. Moreover, the combustion apparatus 43 can set the position and number of installation suitably so that the space between the furnace body 5 inner surface and the retort 6 can be heated uniformly. Further, a damper 46 that can be adjusted by a damper handle 47 is installed at the exhaust port 8 so that the heating temperature can be finely adjusted. A plurality of exhaust ports 8 may be installed.
前記加熱手段が電気加熱の場合は、電熱線を炉体内面とレトルトの間に炉体内面から一定の距離を隔てて設置する構造とすると、電熱線による熱の大部分をレトルトの加熱に活用できるため、熱効率が向上する。ここで、電熱線としては、既存の各種製品を用い、例えば、炉体内面から突出するように多数設置された絶縁体の突起物を介して電熱線を配置することによって、炉体内面から一定の距離を隔てて設置することができる。また、電熱線としては、Ｎｉ−Ｃｒ合金、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金等の金属電熱材料や炭化珪素等の非金属系発熱体が好適に使用可能である。
なお、加熱手段がガス加熱、電気加熱のいずれの場合も、加熱および冷却は、図示しない制御装置によって任意に制御可能であって、例えばレトルト６内の雰囲気温度は熱電対４５で測定し、被処理物の温度は図示しない他の熱電対で測定して、加熱条件等を制御することができる。
When the heating means is electric heating, if the heating wire is installed between the inner surface of the furnace body and the retort at a certain distance from the inner surface of the furnace body, most of the heat from the heating wire is used for heating the retort. This improves thermal efficiency. Here, as the heating wire, various existing products are used. For example, the heating wire is arranged from the inner surface of the furnace body by arranging a plurality of insulating protrusions so as to protrude from the inner surface of the furnace body. Can be installed at a distance of As the heating wire, a metal electrothermal material such as a Ni—Cr alloy, a Ni—Cr—Fe alloy, or a Fe—Cr—Al alloy, or a nonmetallic heating element such as silicon carbide can be suitably used.
When the heating means is either gas heating or electric heating, heating and cooling can be arbitrarily controlled by a control device (not shown). The temperature of the processed product can be measured with another thermocouple (not shown) to control the heating conditions and the like.
次に、一例として、上記のように構成された回転レトルト式熱処理炉を用いた焼入熱処理について説明する。まず、回転モータ２２を駆動してレトルト６を回転し、ガス加熱の場合は燃焼装置４３を着火して、被処理物に応じて設定される焼入温度（８００〜９００℃）まで加熱する。その後、一定時間保持して温度が安定してから、被処理物をレトルト６に送入するため、傾動モータ１３を駆動して炉体５を上方に傾動し、設定された傾動角度に達するとセンサー５２が検出部５１を検知して傾動が止まる。そして、被処理物が図示しないホッパーから送入排出口７に一定量送入された後、炉体は下方に傾動して原位置に復帰する。続いて、図示しない熱電対によって被処理物の温度を測定しながら、設定された焼入温度に一定時間保持した後、傾動モータ１３を駆動して炉体５を下方に傾動し、設定された傾動角度に達するとセンサー５２が検出部５１を検知して傾動が止まる。被処理物は、送入排出口７から図示しない冷却装置へ排出され、焼入熱処理が実施される。 Next, as an example, a quenching heat treatment using the rotary retort type heat treatment furnace configured as described above will be described. First, the rotary motor 22 is driven to rotate the retort 6, and in the case of gas heating, the combustion device 43 is ignited and heated to a quenching temperature (800 to 900 ° C.) set according to the object to be processed. After that, when the temperature is stabilized after being held for a certain time, the tilt motor 13 is driven to tilt the furnace body 5 upward to reach the set tilt angle in order to feed the workpiece into the retort 6. The sensor 52 detects the detection unit 51 and stops tilting. Then, after a certain amount of material to be processed is fed from a hopper (not shown) into the feed / discharge port 7, the furnace body tilts downward and returns to the original position. Subsequently, while measuring the temperature of the object to be processed by a thermocouple (not shown), after maintaining the set quenching temperature for a certain period of time, the tilting motor 13 is driven to tilt the furnace body 5 downward and set. When the tilt angle is reached, the sensor 52 detects the detection unit 51 and stops tilting. The object to be processed is discharged from the inlet / outlet 7 to a cooling device (not shown) and subjected to quenching heat treatment.
上記一連の工程中、レトルト６の回転軸方向の長さが熱膨張によって徐々に増大するが、レトルト６を回転可能に支持するローラ３３の幅よりも、ローラ３３が当接するガイドローラ３４の溝部の幅を４０ｍｍ大きく設定したので、レトルト６は拘束されることなく回転軸方向に動くことができるため、連続使用してもレトルト６に変形や亀裂が発生することがなく、優れた耐久性が確認された。さらに、レトルトの両端部内径が中央部内径の０．３倍、レトルト回転軸に対するテーパ部の角度が３５度となるようにレトルト６を製作したので、傾動角度を４０度に設定した場合、被処理物の送入排出時間は従来（レトルトの両端部内径が中央部内径の０．１５倍、レトルト回転軸に対するテーパ部の角度が４５度）と比較して１／３になった。 During the series of steps, the length of the retort 6 in the rotational axis direction gradually increases due to thermal expansion, but the groove portion of the guide roller 34 with which the roller 33 abuts the width of the roller 33 that rotatably supports the retort 6. Since the retort 6 can be moved in the direction of the rotation axis without being constrained, the retort 6 is not deformed or cracked even when continuously used, and has excellent durability. confirmed. Furthermore, since the retort 6 was manufactured so that the inner diameter of both ends of the retort was 0.3 times the inner diameter of the central portion and the angle of the taper portion with respect to the retort rotation axis was 35 degrees, when the tilt angle was set to 40 degrees, Compared with the conventional method (the inner diameter of both ends of the retort is 0.15 times the inner diameter of the central portion, and the angle of the taper portion with respect to the retort rotating shaft is 45 degrees), the time for feeding and discharging the processed material is 1/3.
１ 台座
２ 炉体支持台
３ 炉体支持軸受
４ 炉体傾動軸
５ 炉体
６ レトルト
７ 送入排出口
８ 排気口
１１ 傾動モータ支持台
１２ ギア支持台
１３ 傾動モータ
１４ 傾動モータ軸スプロケット
１５ 傾動用チェーン
１６ ウォームギア軸スプロケット
１７ ウォームギア
１８ ウォームホイール
２１ 回転モータ支持台
２２ 回転モータ
２３ 回転モータ軸スプロケット
２４ 回転用チェーン
２５ 回転軸スプロケット
３１ レトルト支持台
３２ ローラ支持台
３３ ローラ
３４ ガイドローラ
３５ レトルト蓋
４１ 空気導入管
４２ ガス導入管
４３ 燃焼装置
４４ 燃焼確認装置
４５ 熱電対
４６ ダンパー
４７ ダンパーハンドル
５１ 検出部
５２ センサー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base 2 Furnace body support stand 3 Furnace body support bearing 4 Furnace body tilting shaft 5 Furnace body 6 Retort 7 Inlet / outlet 8 Exhaust port 11 Tilt motor support base 12 Gear support base 13 Tilt motor 14 Tilt motor shaft sprocket 15 For tilting Chain 16 Worm gear shaft sprocket 17 Worm gear 18 Worm wheel 21 Rotating motor support base 22 Rotating motor 23 Rotating motor shaft sprocket 24 Rotating chain 25 Rotating shaft sprocket 31 Retort support base 32 Roller support base 33 Roller 34 Guide roller 35 Retort lid 41 Air introduction Pipe 42 Gas introduction pipe 43 Combustion device 44 Combustion confirmation device 45 Thermocouple 46 Damper 47 Damper handle 51 Detector 52 Sensor
Claims (5)
前記レトルトは、回転軸方向の断面が対称形状であって、両端部が縮径し、両端部と中央部は円筒形状であり、両端部と中央部の間にテーパ部を有し、
前記炉体は、その炉体の両側面中央部に炉体傾動軸を備え、該炉体傾動軸は炉体支持台の頂部に設置された一対の炉体支持軸受に傾動可能に支持され、
前記炉体の傾動機構は、前記炉体傾動軸の一端に設置されるとともに該炉体傾動軸とともに回転するウォームホイール及びウォームギア、該ウォームギアのウォームギア軸スプロケット、該ウォームギア軸スプロケットの回転を伝動する傾動用チェーン、該傾動用チェーンの他端で回転を伝動する傾動モータ軸スプロケット、及び傾動モータ軸スプロケットを回転させる傾動モータを備え、
前記レトルトの回転機構は、レトルトとともに回転可能なガイドローラと、該ガイドローラを載せる一対のローラと、該一対のローラを各々支持するローラ支持台と、該ローラ支持台を支持する炉体に固定されたレトルト支持台を備え、前記ガイドローラの外周に前記ローラが当接して支持する溝部が形成され、該溝部の幅を前記ローラよりも１０〜５０ｍｍ大きくし、
前記炉体に固定された回転モータ支持台、該回転モータ支持台のうえに載せた回転モータ、該回転モータの回転モータ軸スプロケット、該回転モータ軸スプロケットに伝動する回転用チェーン、該回転用チェーンに伝動する回転軸スプロケットを備えることを特徴とする回転レトルト式熱処理炉。 A retort having an opening at one end and a reduced diameter opening, a furnace body including the retort and heating means for heating the outer surface of the retort, the furnace body supported in a tiltable manner, and the furnace body In a batch-type rotary retort type heat treatment furnace comprising a tilting mechanism of a furnace body that tilts and a rotating mechanism of a retort that rotatably supports the retort and rotates the retort,
The retort has a symmetrical cross section in the rotational axis direction, both ends are reduced in diameter, both ends and the center are cylindrical, and has a tapered portion between both ends and the center,
The furnace body includes a furnace body tilting shaft at the center of both side surfaces of the furnace body, and the furnace body tilting shaft is tiltably supported by a pair of furnace body support bearings installed at the top of the furnace body support base,
The furnace body tilting mechanism is installed at one end of the furnace body tilting shaft and rotates with the furnace body tilting shaft, the worm gear shaft sprocket of the worm gear, and the tilting gear that transmits the rotation of the worm gear shaft sprocket. A tilt motor shaft sprocket that transmits rotation at the other end of the tilt chain, and a tilt motor that rotates the tilt motor shaft sprocket,
The rotation mechanism of the retort is fixed to a guide roller that can rotate together with the retort, a pair of rollers on which the guide roller is mounted, a roller support base that supports the pair of rollers, and a furnace body that supports the roller support base. Provided with a retort support base, a groove is formed on the outer periphery of the guide roller to be supported by the roller, and the width of the groove is 10 to 50 mm larger than the roller.
A rotary motor support fixed to the furnace body, a rotary motor mounted on the rotary motor support, a rotary motor shaft sprocket of the rotary motor, a rotation chain transmitted to the rotary motor shaft sprocket, and the rotation chain A rotary retort type heat treatment furnace comprising a rotary shaft sprocket that is transmitted to the rotary shaft.
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