JPH03243717A - 雰囲気熱処理炉の炉圧制御方法 - 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、金属材料を還元性ガスや不活性ガス等からな
る雰囲気ガス中で熱処理する雰囲気熱処理炉において、
熱処理中の炉圧変動を抑制し、炉内への大気の侵入を防
止するための炉圧制御方法に関するものである。

「従来の技術」 雰囲気熱処理炉では、金属材料の熱処理中炉内圧力が低
下すると大気が炉内に侵入し、熱処理中の金属材料に大
気が接触して酸化変色するおそれかあるので、雰囲気ガ
ス発生装置で燃焼等により発生させた大気圧よりやや高
圧の雰囲気カスを炉内に供給しつつ熱処理を行なってい
る。

すなわち、一般に炉内には時間当り炉内容積の３〜６倍
程度の雰囲気ガスを常時投入するため、炉内圧力は＋１
０〜３０ｍｍＨ＊０程度の正圧で安定し、普通は大気の
侵入はほとんどない。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、金属材料の炉内挿入間隔の間のびによる
影響、半連続式熱処理炉において、金属材料の移動によ
る各室の入口の開閉や、金属材料のタクト送りの影響が
あると、炉内圧力は変動し、このとき炉内が負圧になる
と炉内に大気が侵入し、金属材料が酸化変色して品質低
下を招いていた。

前述の原因で炉圧が変動するときは一１００ｍｍ８．０
以下に達することもあり、このような場合従来の方法で
炉圧変動を防止するには限界かあるほか、従来方法によ
り前述のように炉内が負圧になるのを防止するには、連
続して炉内に供給される雰囲気ガスの投入量をさらに増
加しなければならないので、エネルギーロスを増大させ
てコストアップになる。

本発明の目的は、前述のような場合に炉内圧力を負圧に
ならないように調整することかてき、しかもエネルギー
ロスも少ない炉圧制御方法を提供することにある。

「課題を解決するための手段」 本発明方法は前述の目的を達成するため、炉内に雰囲気
ガスを供給しつつ金属材料を熱処理する熱処理炉におい
て、炉内圧力をセンサて検出しながら、前記センサの検
出値か所定値以下になったとき大気圧以上に圧縮された
雰囲気ガスを前記炉内に供給する手段を採用している。

炉内の加熱領域と冷却領域とか連続して一室となってい
る、いわゆる連続式熱処理炉にあっては炉の長さか長い
ので、センサを炉内長さ方向へ所定間隔に数箇所設け、
このセンサの設置部位てそれぞれ当該センサの検出値か
所定値以下になったときに、圧縮された雰囲気ガスを出
線部位へ供給するように構成する。

また、炉内が長さ方向へ教室に仕切られ、金属材料を所
定の時間サイクルでタクト送りして熱処理するいわゆる
半連続式熱処理炉にあっては、各室毎に前記センサを設
置し、当該センサの検出値か所定値以下になったとき当
該室内に圧縮された雰囲気ガスを供給するように構成す
るのが望ましい。

「作用」 本発明に係る炉圧制御方法によれば、炉内圧力か適宜に
選択された設定値以下になると、通常の雰囲気ガスの供
給のほかに、大気圧以上に圧縮されて高圧になった雰囲
気ガスが当該炉内に供給されるのて、炉内圧力は前記設
定値より大きく低下することはなく、前記設定値に大気
圧よりやや大きい値を選択することにより、炉圧変動要
因か発生したときでも炉内圧力か負圧になるのを防止で
きる。

「実施例」 第１図は本発明方法を連続式雰囲気熱処理炉に実施した
例を説明するための装置例を示すもので、連続焼鈍炉で
ある熱処理炉１は金属材料２の入口側にある加熱領域１
ａと冷却領域１ｂからなり、入口側と出口側はそれぞれ
金属製すだれ状の開閉部材１１．１２で閉じられている
。

熱処理炉１内には、雰囲気ガス発生装Ｍ３で生成した還
元性ガスよりなる一部の雰囲気ガスが、通常ガス配管３
１を介して数箇所から時間当り炉ｌの容積の４〜５倍程
度の割合で常時投入され。

金属材料２の炉内への挿入等がなければ、熱処理炉ｌ内
の内圧は＋１０〜３０ｍｍＨ，Ｏ程度の正圧に保たれる
ようになっている。

雰囲気ガスの他の一部は圧縮機４により５Ｋｇ／　ｃ　
ｍ　”まで加圧圧縮され、熱処理炉１内の適所に設けら
れたセンサ５が＋１０ｍｍＨ，０以下の内圧を検出する
と、圧縮ガス配管４１中の弁（電磁弁）４２か作動して
、圧縮された雰囲気ガスか前記配管４１を通し前記熱処
理炉ｌ内へ供給されるようになっており、センサ５が＋
２０　ｍ　ｍ　ＨｚＯ以上の内圧を検出すると弁４２が
閉じ、圧縮された雰囲気ガスの炉内への供給か停止され
るようになっている。

この実施例の金属材料２は、外径９．５３ｍｍ、長さ１
０００ｍのリン脱酸銅製のチュウブをコイル状に巻いた
もので、移動レベル７上を走行する耐熱性の自動送り架
台６に載せられて熱処理炉ｌ内に供給され、加熱領域１
ａを移動中に６００°Ｃで焼鈍され、冷却領域１ｂを移
動中に冷却されるように設定されている。

第１図の装置において、圧縮ガス配管４１に設けられた
弁４２の作動は、前述のようにセンサ５の検出値に応じ
て図示しない制御装置によって制御されているか、弁４
２に対する制御を停止した状態、すなわち、炉ｌの内圧
が変化しても圧縮された雰囲気ガスか熱処理炉１内に供
給されない状態で運転しく従来の方法と同じ状態になる
）たところ、熱処理炉ｌの炉圧は一５〜＋２０ｍｍＨａ
Ｏの範囲で変動し、この間の炉ｌ内の０２濃度は、炉圧
が−５ｍ　ｍ　Ｈ＊０に低下したときとほぼ同時期に５
０ｐｐｍから８００ｐｐｍに増加し、金属材料２は変色
した。

これに対し、弁４２をセンサ５の検出値に基いて前述の
ように制御しながら運転したところ、炉圧の変動幅は＋
５〜２０　ｍ　ｍ　ＬＯの範囲にとどまって負圧にはな
らず、この時の熱処理炉１内の０２濃度は５０ｐｐｍ以
下に保たれ、金属材料ｌにも変色は発生しなかった。

第２図は、本発明方法を半連続式雰囲気熱処理炉に実施
した例を説明するための装置例を示すもので、半連続焼
鈍炉である熱処理炉１の入口側ｌＣ及び出口側１ｄには
、昇降する開閉部材１１゜１２が設けられ、入口側１ｃ
と出口側１ｄの間は、昇降する開閉部材１７〜１９によ
り、前室１３、加熱室１４．冷却室１５及び後室１６と
にそれぞれ仕切られている。

この実施例においても、加熱室１４における焼鈍温度は
ほぼ６００℃になるように設定されている。

熱処理炉１の各室１３〜１６内には、雰囲気ガス発生装
Ｎ３で生成した還元性ガスよりなる一部の雰囲気ガスが
、通常ガス配管３１を介してそれぞれ時間当り炉ｌの容
積の４〜５倍程度の密合で常時投入され、金属材料２の
炉内への投入や炉内での移動がなければ、熱処理炉１内
の内圧は＋３０〜１００ｍｍ程度の正圧に保たれるよう
になっている。

雰囲気ガスの他の一部は圧縮機４で５　Ｋ　ｇ　／　ｃ
ｍ２まで加圧圧縮され、熱処理炉１の各室１３〜１６に
設けられたセンサ５が＋３０ｍｍ８．０以下の内圧を検
出すると、圧縮ガス配管４１中の弁（電磁弁）４２か作
動して、圧縮された雰囲気ガスが前記配管４１を通じ当
該の室１３〜１６内へ供給されるようになっており、セ
ンサ５が＋５０ｍｍ　８２０以上の内圧を検出すると弁
４２が閉じ、圧縮された雰囲気ガスの当該室に対する供
給が停止されるようになっている。

各開閉部材１１，１２，１７．１８．１９はそれぞれ上
方に設けられた巻き上げ装置１０によって適時に昇降す
る。

金属材料２やその他の構成は第１図の装置と同様である
。

各弁４２はそれぞれ対応するセンサ５の検出値に基いて
図示しない制御装置で制御されるが、弁４２に対する制
御を停止した状態、すなわち、それぞれの室１３〜１６
の内圧が変化しても圧縮された雰囲気ガスがそれ等の室
１３〜１６内に供給されない状態で運転しく従来の方法
と同じ状態になる）たところ、熱処理炉１の炉圧は−１
５０〜＋　１００　ｍｍＨａＯの範囲で変動し、この間
の炉１内の０２濃度は、炉圧が−１５０ｍ　ｍ　Ｈ２Ｏ
に低下したときとほぼ同時期に５０ｐｐｍから１５００
ｐｐｍに増加し、金属材料２は変色した。

これに対し、弁４２をそれぞれ対応するセンサ５の検出
値に基いて前述のように制御しながら運転したところ、
炉圧の変動幅は＋５〜１００ｍｍ８．０の範囲にとどま
って負圧にはならず、この時の熱処理炉ｌ内の０２濃度
も５０ｐｐｍ以下に保たれ、金属材料２にも変色は認め
られなかった。

本発明方法において、熱処理炉内に圧縮された雰囲気ガ
スを投入するときの炉内圧力は、炉の内容積や形式（連
続か、半連続か）その他を考慮し、大気圧以下にならな
い範囲で適宜設定することかできる。

本発明方法は前記実施例のみに限定されず、特許請求の
範囲内において適宜変更して実施することができる。

「発明の効果」 本発明方法によれば、炉内圧力が所定範囲にあるときの
み圧縮された高圧の雰囲気ガスを炉内に供給することに
より、雰囲気熱処理炉内の圧力が負圧にならないよう制
御するものであるから、エネルギーコストをさ程増大さ
せないで炉圧の低下第１図は本発明方法を連続式雰囲気
熱処理炉の炉圧制御に適用した実施例を説明するための
装置例の概略図、第２図は本発明方法を半連続式雰囲気
熱処理炉の炉圧制御に適用した実施例を説明するための
装置例の概略図である。

主要図中符号の説明 ｌは熱処理炉、１ａは加熱領域、ｌｂは冷却領域、ｌｃ
は入口側、１ｄは出口側、１１，１２゜１７〜１９は開
閉部材、１３は前室、１４は加熱室、１５は冷却室、１
６は後室、２は金属材料、３は雰囲気ガス発生装置、３
１は通常ガス配管、４は圧縮機、４１は圧縮ガス配管、
４２は弁、５は炉内圧力を検出するセンサである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、炉内に雰囲気ガスを供給しつつ金属材料を熱処
   理する熱処理炉において、炉内圧力をセンサで検出しな
   がら、前記センサの検出値が所定値以下になったとき大
   気圧以上に圧縮された雰囲気ガスを前記炉内に供給する
   ことを特徴とする雰囲気熱処理炉の炉圧制御方法。