JPH02228420A - 通過炉にて水素に富んだ保護ガス下に金属部片を灼熱させる方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は通過炉（Ｄｕｒｃｈｌａｕｆｏｆｅｎ）にて水
素に富んだ保護ガス下に金属部片を灼熱させる方法に関
する。

［従来の技術１ 西ドイツ国公開公報第３７３３８８４　ＡＩ号に於て、
実質的に水素より成る保護ガス雰囲気下に金属部片を灼
熱させる方法が提案されている。その場合衣の問題が生
ずる。即ち通過炉内で水素雰囲気にて灼熱させることは
比較的費用が高いことである。何故ならば一方では水素
が比較的高価な保護ガスを意味し、他方では常に又は周
期的に開放されて排出を行う連続的な処理の経過によっ
て大量の水素が通過炉から失われるからである。

これに関連して、保護ガスの流出損失を設備の炉入口及
び炉出口にある水門状の装置によって減少させることは
公知である。このことは好都合な変形形態に於ては、例
えば通過炉の入口及び出口の水門室内に常に窒素を導入
し、このようにして炉からの水素の排出損失を減少させ
のである。

こ−で説明される純水素熱処理と共にアンモニウムより
発生される保護ガス雰囲気によって稼働する熱処理及び
灼熱方法も公知である。この雰囲気はアンモニウム（Ｎ
Ｈ３）の分解によって発生され、７５容積％の水素及び
２５容積％の窒素を有して甚だ高い水素成分を含んでい
る。この保護ガス及びこの保護ガス製造により多くの熱
処理方法が行われているが、その為に通過炉内には特に
高いガス量が必要とされるのである。

更に又、分離されて存在する個々のガスに基づいて稼働
され、使用者によってその場所で任意に合成される、所
謂合成保護ガスが作られるような多くの熱処理が公知で
ある。これらの内でこ−で問題になる発明に対しては実
質的に保護ガス内に５０％よりも多い水素成分を有する
熱処理方法が重要である。この方法はこ−では水素に富
んだ保護ガス雰囲気を有する方法として考えられ、この
方法に於ては保護ガスの損失を出来るだけ低く保持する
ように努力されるのである。

特に純水素−雰囲気を得ることに努力が払われている方
法に於ては、特に通過炉の入口側及び出口側に堰が配置
されてこれが窒素によって洗滌されることが重要である
場合に更に他の問題を生ずる。何故ならばこの場合窒素
が通過循環回路の主な範囲に侵入するからである。この
ような設備の上述の区域に窒素が侵入することは場合に
よっては、その後に於て上述の区域にある熱交換器の閉
塞により冷却区域の冷却能力の減少を生ずるような所謂
白い塵埃の形成を行うのである（この問題は個々に上述
の特許側又は鋼及び鉄（Ｓｔａｈｌ　ｕｎｄＥｉｓｅｎ
）／１０７．１９８７年３月７第６号、第２６７−２７
３頁、特に第２７１頁、右欄、下部を参照）。従ってこ
のような水素−熱処理に於ては、窒素の堰を有しないで
大なる水素の消費を我慢するか、又は更に増大する白い
塵埃の形成を許容するかと言う問題を生ずるのである。

［発明が解決しようとする課８］ 本発明の目的は、空気の侵入や白い塵埃の発生のような
不具合な現象を生じないで保護ガスの必要量を大幅に減
少出来るように通過炉内の水素ガス又は水素に富んだ保
護ガス下に於ける金属部片の灼熱方法を構成することで
ある。

［課題を解決する為の手段及び作用］ 上述の目的は本発明によって、例えば、特に炉の入口及
び炉の出口に於けるような通過炉の漏洩開口を生じた時
に水素よりも大なる密度のガスを吹込み、これによって
通過炉の漏洩開口を生じた部分にある保護ガスに混合さ
せると共にその他の通過炉の部分に於て企図された熱処
理に従って水素に富んだ雰囲気を適正に保持することに
よって解決されるのである。

上述の方法は、過圧Δｐにて稼働される炉から漏洩開口
を通して流出するガスの流過量Ｑが次のように流過する
ガスの密度ｄに関係すると言う認識に基づいている。即
ち Ｑ＝ｆ（ｄ）＝ＡＸ（１／ｄＸ２Δｐ　）　Ｉ　／　２
（Ａ＝炉の定数） 水素に富んだ雰囲気に於ては密度の低いガスが問題にさ
れるのであるから、水素及び水素に富んだガス混合物に
対しては流過量が甚だ大になり、従ってこのような保護
ガスによる熱処理の場合には保護ガスの大なる損失を生
ずるのである。例えば漏洩開口の断面のような漏洩開口
の部分に本発明の基本的概念の意味に於て水素よりも密
度の大なるガス、例えば窒素、アルゴン又はＳＦ、その
他のガスを導入すると、この範囲の保護ガスが導入され
たガスと混合され、これによって生じたガス混合物の密
度が増大し、これに対応して炉の圧力が同じに保持され
ると言う前提の下では漏洩開口を通る流過量が減少する
のである。その結果、圧力が同じであれば、全体として
更に少ない保護ガスしか熱処理設備から排出されず、又
は保護ガスの供給量が同じ場合に於ては熱処理設備内の
圧力が上昇するのである。

これによって本発明の特に有利な構成が得られ、即ち調
合及び圧力に関して保護ガス雰囲気の適正な保持が、炉
の内部圧力の測定に基づいて保護ガスの供給が制御され
、しかも例えば一定の圧力値、即ち３−５　ｍｂａｒの
炉の内部圧力のような一定の圧力経過が保持されるよう
になすことによって達成されるのである。

このような圧力制御の保護ガス供給により、保護ガスを
節約すると言う本発明による目的が自動化された方法で
達成されるのである。何故ならば既述のように、混合ガ
スの導入の後で、保護ガスの導入量を同じに保持すると
炉の圧力が上昇するからである。このような導入量は圧
力により得られる制御により減少され、これによって少
量の保護ガスしか消費されないようになすのである。し
かし保護ガス量の取り戻しは、保護ガス雰囲気に重要な
例えば比率Ｈｚ　／Ｈ２０（酸化平衡条件）のような他
のパラメーターが低下されない範囲までしか行ってはな
らない。このことは臨界的な場合には更に他の検出器に
よって監視され、制御及び調整に関与させることが出来
る。

基本的には漏洩開口の周囲のみしか混合ガスの供給が行
われず実際上混合ガス、特に窒素が通過炉の主な範囲に
は達しないようになされるのであって、このことは白い
塵埃の形成を制限するのである。

特に有利な構成に於て、水素よりも大なる密度を有する
混合ガスが漏洩開口の範囲で炉の外部に向う方向に漏洩
断面部分に吹込まれるのである。

これによって、保護ガスに対する混合ガスの特に能率の
よい混合が行われ、混合ガスの最少限の部分しか通過炉
の主な範囲に導入されないようになすことが可能になる
のである。この実施方法を、炉の外部に向う方向の混合
作用の導入によって特徴付けることが出来る。

［実施例］ 添付の概略的図面を参照して本発明による方法が以下に
詳述される。

さて、第１図は鋼帯片の灼熱を行う通過炉を示している
。鋼帯片５がロール６によって炉を通して案内されるが
、この炉は順次導入範囲１、灼熱範囲２、冷却範囲３及
び排出範囲４より成っている。灼熱範囲２及び冷却範囲
３の間には保護ガス導入導管７、即ち例えば純水素雰囲
気による熱処理の場合には水素導入導管が配置されてい
る。導入範囲ｌ及び排出範囲４には本発明による方法を
実施する装置８．９が配置されている。

純水素による稼働に於ては、導入導管７を経て水素が通
過炉内に導入される。アンモニウム分解ガス又はこれに
相当する７５容積％水素及び２５容積％窒素より成る合
成ガス混合物による稼働の場合に比較して、他の条件が
同゛じであれば、純水素だけの導入により必要な導入さ
れる保護ガス量が明らかに増大する。何故ならば純水素
は上述のガス混合物よりも小さい密度を有するからであ
る。しかし、特に純水素雰囲気の場合、又水素に富んだ
雰囲気の場合にも本発明による方法を導入するのが有利
である。

本発明によって、保護ガスが設備から排出される実質的
な漏洩断面部分に於て窒素が炉の外部に向う方向に吹込
まれるのである。その為に窒素導入導管８．９が設けら
れ、これらの導管は第１図の線Ａ−Ａに沿う断面図を示
す第２図に詳細に示されている。第２図は概略的に断面
図にて銅帯片５と共に通過炉の導入範囲を示している。

窒素導入導管８には横方向に両端部が閉じられた管が結
合されていて、この管はその周囲に長平方向線に沿って
孔１０（所謂ノズル）を設けられている。

これらの孔１０は図面の平面に関して横方向に指向され
、従って銅帯片５の入口間隙、即ち実質的な漏洩開口を
形成する入口間隙内で炉の外部に向う方向に指向されて
いる。従って第２図によって特に間隙内に走行される鋼
帯片５に対して側方から、又入口間隙の全体の幅に対し
て一側から窒素が導入され、これによって本発明によっ
て望まれる効果を達成出来るのである。

特に帯片灼熱炉の入口範囲及び出口範囲は案内ロール２
１．２２を設けられることが出来る。このことは第３図
に断面図で示されている。調帯片５は通過回路内でロー
ル２１．２２の間を走行される。この配置を密閉する為
に外壁２３．２４及びこの配置のロール２１．２２の間
にフェルト帯片２５．２６が配置され、ロールはその正
面側に遮断円板２７を有する。銅帯片の両側に生ずる間
隙２８及び遮断円板２７の外側の範囲２９に混合ガスが
導入導管３０．３１を経て漏洩断面部分に吹込まれるよ
うになっている。

実施される熱処理の全体的な経過について、本発明によ
る方法は次のようにして行われる。即ち通過炉に取付け
られた圧力検出器３５によって炉の圧力が測定される。

漏洩部分に於ける混合ガスの定められた量の混合は混合
の開始後に炉内圧力を上昇させる。この圧力上昇は圧力
検出器によって確認されてその後、保護ガス導入導管７
に配置された制御弁３７に連結されて、適当にプログラ
ムされた制御ユニット３６により保護ガスの供給が減少
され、このようにして圧力が所望の通りに保持される。

全体として、圧力は制御回路の処理にて好都合に確定さ
れたレベルに大体一定に調節される。これによって熱処
理に必要な方向にガス量が明らかに減少されるのである
。例えば水素雰囲気に於ける必要量はＮＨ，分解ガスに
よる方法に於ける要求によって低下されることが出来る
が、この場合本発明による装置、又はその他の節約され
る装置は稼働されないのである。同様にして純水素雰囲
気の場合には、白い塵埃の形成が減少されるのである。

炉の圧力により上述の灼熱方法の圧力制御を行うと共に
特に漏洩開口からの排出ガス内の水素含有量又は排出ガ
スの排出速度による制御も可能である。更に混合ガスの
供給量はそれ自体更に他の、灼熱方法を実施する時に変
化出来る制御可能の量を示すのである。

本発明による方法によって、その副効果として附加的に
、水素に富んだ雰囲気による方法に対する確実性の向上
が可能である。何故ならば排出される保護ガスの水素含
有量の低下によって発火の危険性が減少されるからであ
る。

従って前述で提案された方法は、少量の他のガスの添加
によって処理用ガスの実質的な節約が得られるような水
素に富んだ保護ガスによる熱処理の特に有利な構成を可
能になすのである。

［発明の効果］ 本発明は上述のように構成されているから、通過炉の入
口及び炉の出口のような通過炉の漏洩開口に水素よりも
大なる密度のガスを吹込むことによって空気の侵入や白
い塵埃の発生のような不具合な現象を生じないで保護ガ
スの必要量を大幅に減少出来る水素ガス又は水素に富ん
だ保護ガス下に於ける通過炉による金属部片の灼熱方法
が提供されるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は炉の入口及び炉の出口に本発明による装置を設
けた鋼帯片の灼熱を行う通過炉を示す概略図。 第２図は本発明による炉の入口を示す詳細断面図。 第３図は案内ロールを有する炉の入口を示す断１０　・ ２１． ２３． ２５． ２７　・ ２８　・　・　・ ３６　・　・　・ ３７　・　・　・ 導入範囲 灼熱範囲 冷却範囲 排出範囲 銅帯片 ロール 本発明の方法を実施する装置部 ち窒素導入導管 孔 ロール 外壁 フェルト帯片 遮断円板 間隙 制御ユニット 制御弁 ｔ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、通過炉にて水素に富んだ保護ガス下に金属部片を灼
   熱させる方法に於て、例えば、特に炉の入口及び炉の出
   口に於けるような通過炉に漏洩開口を生じた場合に水素
   よりも更に大なる密度のガスを吹込み、これによりその
   部分にある保護ガスと混合させると共に更に前記通過炉
   内で行われている熱処理に従って水素に富んだ保護ガス
   −雰囲気を正しく保持することを特徴とする金属部片の
   灼熱方法。 ２、保護ガスの供給を炉内部圧力の測定に基づいて制御
   し、生成物の稼働種類に関係して規定される圧力経過を
   保持することにより保護ガス雰囲気の適正な保持を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載された方法。 ３、前記水素よりも更に大なる密度を有するガスを炉の
   外部に向う方向に前記通過炉の夫々の漏洩開口に吹込む
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載された方法。 ４、流出するガス内の前記更に大なる密度のガスの割合
   が２５％よりも大きくなるような多量の前記ガスを吹込
   むことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載され
   た方法。