JP7341405B1 - 熱処理炉及び熱処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
被熱処理物の焼鈍用の熱処理炉であって、
前記被熱処理物を加熱するように構成された加熱室と、
前記加熱室を通過した前記被熱処理物を冷却するように構成された第1冷却室と、
前記被熱処理物の搬送方向において前記第1冷却室の下流側に位置して、前記第1冷却室を通過した前記被熱処理物を冷却するように構成された第2冷却室と、
前記第1冷却室及び前記第2冷却室のそれぞれに発熱型変成ガスを炉内雰囲気ガスとして供給するように構成された雰囲気ガス供給装置と
を備え、
前記第1冷却室は、第1冷媒を用いて冷却する第1冷却状態と、前記第1冷媒を用いずに前記第1冷媒とは異なる第2冷媒を用いて冷却する第2冷却状態とを有するように構成されていて、
前記第2冷却室は、第3冷媒を用いて冷却する第3冷却状態と、前記第3冷媒を用いずに前記第3冷媒とは異なる第4冷媒を用いて冷却する第4冷却状態とを有するように構成されている、
熱処理炉
を提供する。
被熱処理物の焼鈍における熱処理方法であって、
前記被熱処理物を加熱する工程と、
加熱された前記被熱処理物を、炉内雰囲気ガスとして発熱型変成ガスである第1ガスと、発熱型変成ガスでありかつ前記第1ガスの露点よりも低い露点を有する第2ガスとを選択的に供給して冷却する工程であって、ブルーイング処理を施すとき炉内雰囲気ガスとして前記第1ガスを供給するとともに第1冷媒を用いずに前記第1冷媒とは異なる第2冷媒を用いて第1冷却速度で冷却し、疑似ブルーイング処理を施すとき炉内雰囲気ガスとして前記第2ガスを供給するとともに前記第1冷媒を用いて1時間当たり600℃を超える第2冷却速度で冷却し、前記第1冷却速度よりも前記第2冷却速度は速い冷却速度である、工程と
を含む、
熱処理方法
を提供する。
3/2Fe+O2=1/2Fe3O4の酸素平衡分圧及び2Fe+O2=2FeOの酸素平衡分圧のうち、低い方の酸素平衡分圧以上、
4/3Fe+O2=2/3Fe2O3の酸素平衡分圧以下、
とすることが好ましい。これは、モーターコアの酸化を好適にコントロールするためであり、酸化鉄の標準生成自由エネルギーを表したエリンガム図から理解できよう。この雰囲気を実現するように、ガス供給装置44の加熱装置44aの作動、加熱装置44aに供給される空気との燃料ガスとの混合割合、及び/又は、加熱装置44aで生成された変成ガスの冷却及び/又は脱水などは制御されるとよい。
まず、所定枚数以上の電磁鋼板が積層されたモーターコアである被熱処理物Wを、ブルーイング処理するときについて説明する。このとき、被熱処理物Wは、上記予熱室14で均熱温度(例えば850℃)まで加熱され、その後加熱室16でその温度に維持される。その後、保持室18でのヒーター30は非作動にされているので徐冷が実質的に開始され、第1冷却室20、20Aでも、空気である第2冷媒C2を冷媒通路33に流すように、第1冷却機構32、32Aが作動されずに第2冷却機構34、34Aが作動されて徐冷が継続される。つまり、第1冷却室20では、第1冷媒である水を用いずに第2冷媒である空気を用いて冷却する第2冷却状態が実現される。このとき、第1冷却室20、20A内には極低露点ガスG3が供給されるように、かつ、第1冷却室20、20Aと第2冷却室22との間の雰囲気ガスの混合を抑制するように、第5バルブ64が開かれる。これにより、被熱処理物Wは、第1冷却室20、20Aを通過することで、所定温度(例えば550℃)にまで冷却される。そして、第2冷却室22では、被熱処理物Wにブルーイング処理を施すように、第2バルブ59が開かれて高露点ガスG1が炉内雰囲気ガスとして供給される。このとき、第2冷却室22でも、第1冷却機構32、32Aが作動されずに第2冷却機構34、34Aが作動され、これにより第3冷媒である水を用いずに第4冷媒である空気を用いて冷却する第4冷却状態が実現される。
次に、第1例と同じく、所定枚数以上の電磁鋼板が積層されたモーターコアである被熱処理物Wを、疑似ブルーイング処理するときについて説明する。このとき、被熱処理物Wは、上記予熱室14で均熱温度(例えば850℃)まで加熱され、その後加熱室16及び保持室18でその温度に維持される。保持室18を通過した被熱処理物Wは、第1冷却室20、20Aで、水である第1冷媒C1を用いる第1冷却機構32、32Aが作動されているので、第1冷却機構32、32Aを作動させずに第2冷却機構34、34Aを作動させるときの冷却速度よりも速い冷却速度で冷却され、具体的には600℃/時を超える冷却速度で冷却される。なお、第1冷却室20が図2Aに示す上記構成を備えるとき、ここでは、第1冷却機構32の作動の際、第2冷却機構34も作動され、これにより第1冷媒である水を用いて冷却する第1冷却状態が実現される。これは、以下の説明でも同様に適用される。そして、第1冷却室20では、その中に低露点ガスG2が供給されるように、第3バルブ60が開かれる。これにより、被熱処理物Wは、第1冷却室20、20Aを通過することで、疑似ブルーイング処理が施される。そして、第2冷却室22でも、第1冷却室20と同様に、第1冷却機構32、32Aの作動及び、第4バルブ62の開弁による低露点ガスG2の供給が継続され、疑似ブルーイング処理が更に施される。このとき、第2冷却室22では、第3冷媒である水を用いて冷却する第3冷却状態が実現される。
まず、所定枚数未満の電磁鋼板が積層された又は1枚の電磁鋼板からなるモーターコアである被熱処理物Wを、ブルーイング処理するときについて説明する。このとき、被熱処理物Wは、上記予熱室14で均熱温度(例えば850℃)まで加熱され、その後加熱室16及び保持室18でその温度に維持される。第1冷却室20、20Aでは、空気である第2冷媒C2を冷媒通路33に流すように、第1冷却機構32、32Aが作動されずに第2冷却機構34、34Aが作動されて徐冷が行われる。第1冷却室20、20Aでは、第1冷媒である水を用いずに第2冷媒である空気を用いて冷却する第2冷却状態が実現される。このとき、第1冷却室20内には極低露点ガスG3が供給され、特に第1冷却室20と第2冷却室22との間の雰囲気ガスの混合を抑制するように、第5バルブ64が開かれる。これにより、被熱処理物Wは、第1冷却室20、20Aを通過することで、所定温度(例えば550℃)にまで冷却される。そして、第2冷却室22では、被熱処理物Wにブルーイング処理を施すように、第2バルブ59が開かれて高露点ガスG1が炉内雰囲気ガスとして供給される。このとき、第2冷却室22でも、第1冷却機構32、32Aが作動されずに第2冷却機構34、34Aが作動される。これにより、第2冷却室22では、第3冷媒である水を用いずに第4冷媒である空気を用いて冷却する第4冷却状態が実現される。
次に、第3例と同じく、所定枚数未満の電磁鋼板が積層された又は1枚の電磁鋼板からなるモーターコアである被熱処理物Wを、疑似ブルーイング処理するときについて説明する。このとき、被熱処理物Wは、上記予熱室14で均熱温度(例えば850℃)まで加熱され、その後加熱室16及び保持室18でその温度に維持される。保持室18を通過した被熱処理物Wは、第1冷却室20、20Aで、水である第1冷媒C1を用いる第1冷却機構32、32Aが作動されているので、第1冷却機構32、32Aを作動させずに第2冷却機構34、34Aを作動させるときの冷却速度よりも速い冷却速度で冷却され、具体的には600℃/時を超える冷却速度で冷却される。これにより、第1冷媒である水を用いて冷却する第1冷却状態が実現される。そして、第1冷却室20、20Aでは、その中に低露点ガスG2が供給されるように、第3バルブ60が開かれる。これにより、被熱処理物Wは、第1冷却室20を通過することで、疑似ブルーイング処理が施される。そして、ここでは、第2冷却室22での冷却は停止される、つまり第1冷却機構32、32A及び第2冷却機構34、34Aの全作動は停止される。しかし、第2冷却室22で、第1冷却室20、20Aと同様に、第1冷却機構32の作動及び、第4バルブ62の開弁による低露点ガスG2の供給が継続され、疑似ブルーイング処理が更に施されてもよい。このとき、第2冷却室22では、第3冷媒である水を用いて冷却する第3冷却状態が実現されるとよい。
12 バーンオフ炉
14 予熱室
16 加熱室
18 保持室
20、20A 第1冷却室
22 第2冷却室
24 第3冷却室
32 第1冷却機構
34 第2冷却機構
44 雰囲気ガス供給装置
44a 燃焼装置
50、50a、50b、50c、50d、50e、50f、50g、50h、50i、50j 供給口
54 冷凍脱水機
56 除湿器
58 第1バルブ
59 第2バルブ
60 第3バルブ
62 第4バルブ
64 第5バルブ
Claims (8)
- 被熱処理物の焼鈍用の熱処理炉であって、
前記被熱処理物を加熱するように構成された加熱室と、
前記加熱室を通過した前記被熱処理物を冷却するように構成された第1冷却室と、
前記被熱処理物の搬送方向において前記第1冷却室の下流側に位置して、前記第1冷却室を通過した前記被熱処理物を冷却するように構成された第2冷却室と、
前記第1冷却室及び前記第2冷却室のそれぞれに発熱型変成ガスを炉内雰囲気ガスとして供給するように構成された雰囲気ガス供給装置と
を備え、
前記第1冷却室は、第1冷媒を用いて冷却する第1冷却状態と、前記第1冷媒を用いずに前記第1冷媒とは異なる第2冷媒を用いて冷却する第2冷却状態とを有するように構成されていて、
前記第2冷却室は、第3冷媒を用いて冷却する第3冷却状態と、前記第3冷媒を用いずに前記第3冷媒とは異なる第4冷媒を用いて冷却する第4冷却状態とを有するように構成されていて、
前記第1冷媒及び前記第2冷媒のそれぞれは、前記炉内雰囲気ガスとは異なり、
前記第3冷媒及び前記第4冷媒のそれぞれは、前記炉内雰囲気ガスとは異なる、
熱処理炉。 - 前記第1冷却室は、第1冷媒を流す第1冷媒通路と、第2冷媒を流す第2冷媒通路とを備え、前記第1冷媒通路は前記第2冷媒通路と共通部分を有し、
前記第2冷却室は、第3冷媒を流す第3冷媒通路と、第4冷媒を流す第4冷媒通路とを備え、前記第3冷媒通路は前記第4冷媒通路と共通部分を有する、
請求項1に記載の熱処理炉。 - 前記第3冷媒は前記第1冷媒であり、前記第4冷媒は前記第2冷媒である、
請求項1に記載の熱処理炉。 - 前記雰囲気ガス供給装置は、発熱型変成ガスである第1ガスと、発熱型変成ガスでありかつ前記第1ガスの露点よりも低い露点を有する第2ガスとを選択的に供給するように構成されている、
請求項1に記載の熱処理炉。 - 前記雰囲気ガス供給装置は、前記被熱処理物にブルーイング処理を施すとき、前記第1冷却室及び前記第2冷却室の少なくともいずれか一方に前記第1ガスを供給するように作動される、
請求項4に記載の熱処理炉。 - 前記雰囲気ガス供給装置は、前記被熱処理物に疑似ブルーイング処理を施すとき、前記第1冷却室及び前記第2冷却室の少なくともいずれか一方に前記第2ガスを供給するように作動される、
請求項4に記載の熱処理炉。 - 前記被熱処理物は、モーターコアである、
請求項1から6のいずれか一項に記載の熱処理炉。 - 被熱処理物の焼鈍における熱処理方法であって、
前記被熱処理物を加熱する工程と、
加熱された前記被熱処理物を、炉内雰囲気ガスとして発熱型変成ガスである第1ガスと、発熱型変成ガスでありかつ前記第1ガスの露点よりも低い露点を有する第2ガスとを選択的に供給して冷却する工程であって、ブルーイング処理を施すとき炉内雰囲気ガスとして前記第1ガスを供給するとともに第1冷媒を用いずに前記第1冷媒とは異なる第2冷媒を用いて第1冷却速度で冷却し、疑似ブルーイング処理を施すとき炉内雰囲気ガスとして前記第2ガスを供給するとともに前記第1冷媒を用いて1時間当たり600℃を超える第2冷却速度で冷却し、前記第1冷却速度よりも前記第2冷却速度は速い冷却速度である、工程と
を含む、
熱処理方法。
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