JPH0586416A - 熱処理設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱処理炉で加熱した処理物を大気暴露防止状
態で受け入れて焼入処理する焼入槽を備える熱処理設備
において、安全性、保守管理性を向上し、又、処理の多
様化を図る。 【構成】 熱処理炉１と焼入槽２とを、熱処理炉１の炉
内と焼入槽２の焼入室３１とが非接合の相互独立構成と
し、熱処理炉１と焼入槽２との夫々に対して接合及び接
合解除自在で、熱処理炉１との接合により処理物Ｗを大
気暴露防止状態で熱処理炉１から受け入れ、かつ、焼入
槽２との接合により処理物Ｗを大気暴露防止状態で焼入
槽２の焼入室３１に受け渡す移動自在な保持炉８を設
け、この保持炉８の炉内を所定温度の大気暴露防止雰囲
気に維持する炉内状態維持手段１６，１８ａ，１８ｂを
設けてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、大気暴露を防止した状
態で処理物を加熱する熱処理炉、及び、この熱処理炉で
加熱した処理物を大気暴露防止状態で受け入れて焼入処
理する焼入槽を備える熱処理設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記の如き熱処理設備では、熱処
理炉で加熱した処理物を大気暴露防止状態で焼入槽の焼
入室に受け渡す必要性から、図６に示すように、熱処理
炉１００と焼入槽１０１とを、熱処理炉１００の炉内
（加熱室）１００ａと焼入槽１０１の焼入室１０１ａと
が接合する一体構造に構成していた。

【０００３】図中、Ｗは処理物、１０２は炉扉、１０３
は装入・抽出扉、１０４はローラ搬送装置、１０５は処
理物Ｗを焼入槽１０１の槽本体１０１ｂ中へ浸漬させる
昇降装置、１０６は焼入液Ｌの冷却装置であり、同図の
例では、焼入槽１０１の焼入室１０１ａは熱処理炉１０
０に対する装入室を兼ねている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この種の熱処
理設備では、処理物Ｗの大気暴露を防止すべく熱処理炉
１００の炉内１０１ａ、及び、焼入槽１０１の焼入室１
０１ａの夫々に不活性ガスを満たす等の処置を行ってい
るが、熱処理炉１００で高温加熱した処理物Ｗを焼入槽
１０１に持ち込んで焼入処理する際、焼入槽１０１の焼
入室１０１ａがシール不全等の何らかの原因で空気侵入
状態にあると発火事故を招く場合がある。

【０００５】ところが、このような発火事故に対して対
処すべく自動消火装置を装備するものの、熱処理炉１０
０の炉内１００ａと焼入槽１０１の焼入室１０１ａとが
接合しているため、炉内１００ａの高温雰囲気（例え
ば、９５０℃といった温度）の影響で消火が難しい問題
があった。

【０００６】また、熱処理炉１００で高温加熱した処理
物Ｗを焼入液Ｌ中に浸漬する際、水冷式焼入液冷却装置
１０６の損傷等に起因して焼入液Ｌ中に水が混入してい
ると、その混入水が沸き立って焼入液Ｌや沸き立ち水が
飛散するといったことが生じる場合もあるが、このよう
な場合にも、熱処理炉１００の炉内１００ａと焼入槽１
０１の焼入室１０１ａとが接合しているため、炉扉１０
２はあるものの、飛散した焼入液Ｌや沸き立ち水が熱処
理炉１００の炉内１００ａに侵入して熱処理炉１００の
損傷原因となる問題もあった。

【０００７】本発明の目的は、合理的な改良により、上
記の如き保安上の問題の解消を図りながら、加熱から焼
入に至る一連の処理を大気暴露防止状態で適切に進行で
きるようにする点にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による熱処理設備
の第１の特徴構成は、大気暴露を防止した状態で処理物
を加熱する熱処理炉、及び、この熱処理炉で加熱した処
理物を大気暴露防止状態で受け入れて焼入処理する焼入
槽を備える熱処理設備において、前記熱処理炉と前記焼
入槽とを、前記熱処理炉の炉内と前記焼入槽の焼入室と
が非接合の相互独立構成とし、前記熱処理炉と前記焼入
槽との夫々に対して接合及び接合解除自在で、前記熱処
理炉との接合により処理物を大気暴露防止状態で前記熱
処理炉から受け入れ、かつ、前記焼入槽との接合により
処理物を大気暴露防止状態で前記焼入槽の焼入室に受け
渡す移動自在な保持炉を設け、この保持炉の炉内を所定
温度の大気暴露防止雰囲気に維持する炉内状態維持手段
を設けたことにあり、その作用・効果は次の通りであ
る。

【０００９】

【作用】つまり、上記の第１特徴構成においては、先
ず、炉内状態維持手段をもって炉内を所定温度の大気暴
露防止雰囲気にした保持炉と熱処理炉との接合により、
熱処理炉において大気暴露防止状態で加熱した処理物を
熱処理炉の炉内から保持炉内へ大気暴露防止状態で受け
入れる。

【００１０】次に、この受け入れ完了後、熱処理炉と保
持炉との接合を解除するとともに、炉内状態維持手段に
より保持炉の炉内を引き続き所定温度の大気暴露防止雰
囲気に維持した状態で保持炉を適宜移動して焼入槽に接
合し、この接合により、保持炉内の処理物を大気暴露防
止状態で焼入槽の焼入室へ受け渡す。

【００１１】すなわち、この手順をもって、処理物の大
気暴露を確実に防止した状態で、かつ、処理物温度を所
定の温度に保った状態で、熱処理炉から焼入槽への処理
物移送を行える。

【００１２】そして、保持炉の炉内から焼入槽の焼入室
へ処理物を受け渡した後は、保持炉と焼入槽との接合を
解除して、保持炉を適当位置へ適宜移動できる。

【００１３】

【発明の効果】したがって、本発明の第１特徴構成によ
れば、仮に、焼入槽へ持ち込んだ処理物の焼入処理の際
に、焼入槽の焼入室への空気侵入に起因した発火事故が
生じたとしても、また、焼入液中に混入した水の沸き立
ちによる焼入液や沸き立ち水の飛散が生じたとしても、
熱処理炉と焼入槽とは炉内と焼入室とが非接合の相互独
立構成であり、また、保持炉も焼入槽への処理物移行
後、焼入槽との接合を断って速やかに移動できることか
ら、熱処理炉や保持炉における高温雰囲気の影響を断っ
た状態で焼入槽での上記発火事故に対する消火を容易か
つ速やかに行え、また、飛散した焼入液や沸き立ち水が
熱処理炉や保持炉に侵入して炉の損傷原因になるといっ
たことも確実に防止でき、従来に比べ、安全性、保守管
理性、ひいては、設備の信頼性を大きく向上し得るに至
った。

【００１４】〔本発明の第２特徴構成〕本発明による熱
処理設備の第２の特徴構成は、相互独立構成とする前記
熱処理炉と前記焼入槽との少なくとも一方を複数設けて
あることにある。

【００１５】つまり、焼入槽において焼入液の種類や温
度等の焼入条件を変更することは長時間を要し容易でな
いことから、焼入条件を異ならせた複数の焼入槽を設け
ることで処理の多様化を図る場合、先述の従来構成、す
なわち、熱処理炉の炉内と焼入槽の焼入室との接合上、
熱処理炉と焼入槽とを一体構造とする構成では、焼入槽
を増設して複数化することにおいて熱処理炉部分の増設
も伴い、このため、設備コストや設備スペースが嵩むと
いった問題を生じる。

【００１６】この点、上記の第２特徴構成によれば、焼
入槽と熱処理炉とは相互独立構成であるから熱処理炉の
不要な増設は伴わずに焼入槽だけを複数化できて、それ
ら焼入槽の焼入条件を異ならせることができ、また、熱
処理炉から処理物を受け取った保持炉をいずれの焼入槽
に対し接合させるかをもって処理物ごとに焼入条件を選
択でき、これによって、必要設備コスト及び必要設備ス
ペースの増大を効果的に抑制しながら処理の多様化を達
成できる。

【００１７】一方、熱処理炉での処理物滞炉時間が長い
ことに対し熱処理炉を複数基設けることで生産性の向上
を図る場合、元来、焼入槽での処理時間は熱処理炉にお
ける処理物滞炉時間に比べ１／５から１／２０といった
短時間であって、稼働効率の面では生産性向上に焼入槽
の増設は不要であるにもかかわらず、熱処理炉と焼入槽
とを一体構造とする従来構成では、熱処理炉を増設して
複数化することにおいて焼入槽部分の増設も伴い、この
ため、この場合にも設備コストや設備スペースが嵩むと
いった問題が生じる。

【００１８】この点、上記の第２特徴構成によれば、前
述の焼入槽の複数化の場合と同様、焼入槽と熱処理炉と
は相互独立構成であるから焼入槽の不要な増設は伴わず
に熱処理炉だけを複数化できて、必要設備コスト及び必
要設備スペースの増大を効果的に抑制しながら生産性の
向上を達成でき、また、熱処理炉を複数設けることにお
いて、それら熱処理炉の熱処理形態を異ならせれば、処
理の多様化をも合わせ達成できる。

【００１９】更に、上記の第２特徴構成の実施におい
て、熱処理炉と焼入槽との双方を複数として焼入槽夫々
の焼入条件を異ならせれば、各熱処理炉で加熱した処理
物を保持炉により各焼入槽へ選択的に移送することで、
必要設備コスト及び必要設備スペースの増大を抑制しな
がら、生産性の向上と処理の多様化とを同時に達成でき
る。

【００２０】また、熱処理炉と焼入槽との双方を複数と
して熱処理炉夫々の熱処理形態を異ならせるとともに焼
入槽夫々の焼入条件を異ならせれば、保持炉により処理
物の受け渡しを行う熱処理炉と焼入槽との組み合わせを
選択することにより、必要設備コスト及び必要設備スペ
ースの増大を抑制しながら、処理の多様化を一層高度に
達成できて、近年要求される多品種少量生産に対して高
い対応性を得ることができる。

【００２１】

【実施例】次に実施例を説明する。

【００２２】図１は全体設備構成を示す平面図であり、
１は熱処理炉、２は焼入槽、３は装入テーブル４から受
け取った処理物Ｗを前洗浄槽５での洗浄工程を経て熱処
理炉１へ運ぶとともに、焼入槽２から受け取った焼入処
理後の処理物Ｗを後洗浄槽６での洗浄工程を経て抽出テ
ーブル７へ運ぶ移動台車、８は熱処理炉１で加熱した処
理物Ｗを焼入槽２へ運ぶ保持炉である。

【００２３】図２は熱処理炉１と保持炉８との接合状態
を示し、熱処理炉１において、１ａは炉殻、１ｂは断熱
材、１ｃは炉内加熱室、９は装入扉、１０はヒータ、１
１は攪拌ファン、１２はローラ搬送装置、１３は抽出
扉、１４ａは雰囲気ガス入口である。

【００２４】また、保持炉８において、８ａは炉殻、８
ｂは断熱材、８ｃは炉内保温室、１５は炉扉、１６はヒ
ータ、１７はローラ搬送装置、１８ａは雰囲気ガス入
口、１９は保持炉８を熱処理炉１や焼入槽２に接合する
接合装置であり、２０は保持炉８の駆動移動を案内する
レール、２１は保持炉８に対する動力用や制御用のケー
ブルダクトである。

【００２５】図３は接合部の細部構造を示し、熱処理炉
１側において、２２はシリンダ２３による抽出扉１３の
開閉操作に連動して開閉するようにリンク２４を介して
抽出扉１３に連結したシール扉であり、抽出扉１３及び
シール扉２２の閉じ状態において、抽出扉１３と断熱材
１ｂとの隙間を介し炉内加熱室１ｃからリークした雰囲
気ガスは扉フード２５内に充満させるようにしてある。

【００２６】また、保持炉８側において、２６は熱処理
炉１側と同様にシリンダ２７による炉扉１５の開閉操作
に連動して開閉するようにリンク２８を介して炉扉１５
に連結したシール扉であり、炉扉１５及びシール扉２６
の閉じ状態において、炉扉１５と断熱材８ｂとの隙間を
介し炉内保温室８ｃからリークした雰囲気ガスは扉フー
ド２９内に充満させるようにしてある。

【００２７】熱処理炉１側及び保持炉８側の夫々におい
て、１４ｂ，１８ｂは雰囲気ガス出口である。

【００２８】接合装置１９は、保持炉８に取り付けた鋼
板製フード１９ａ、そのフード１９ａに連設したフレキ
シブル継手１９ｂ、フレキシブル継手１９ｂの先端に取
り付けた接合用フランジ１９ｃ、及び、接合操作用シリ
ンダ１９ｄを備え、フレキシブル継手１９ｂの伸長を伴
う状態でシリンダ１９ｄにより接合用フランジ１９ｃを
進出させて熱処理炉１に当接させることで保持炉８と熱
処理炉１とを気密に接合し、また逆に、フレキシブル継
手１９ｂの収縮を伴う状態でシリンダ１９ｄにより接合
用フランジ１９ｃを引退させることで保持炉８と熱処理
炉１との接合を解除する構成としてある。

【００２９】１９ｅ、及び、１９ｆは、フード１９ａ及
びフレキシブル継手１９ｂにより囲まれる処理物受け渡
し路としての接合部空間Ａに対する雰囲気ガス入口、及
び、雰囲気ガス出口であり、１９ｇは接合用フランジ１
９ｄに付設した気密シールである。

【００３０】一方、焼入槽２は、保持炉８を熱処理炉１
側から移動させて焼入槽２に接合させた状態で、その保
持炉８から装入扉３０を介して処理物Ｗを受け入れる焼
入室３１、焼入油を貯留する油槽３２、焼入室３１に受
け入れた処理物Ｗを油槽３２中の焼入油に浸漬させて焼
入処理するとともに、その後、処理物Ｗを油槽３２から
引き上げるエレベータ装置（図示せず）、雰囲気ガス中
において大気暴露を防止した状態で処理物Ｗを焼入処理
するように焼入室３１内を雰囲気ガス空間とする大気暴
露防止雰囲気形成手段（図示せず）を備えており、焼入
槽２と保持炉８とは前述の熱処理炉１に対する保持炉８
の接合と同様の形態で接合させるようにしてある。

【００３１】また、二基設ける焼入槽２は、例えば、一
方ではホットオイル焼入を行い、他方ではコールドオイ
ル焼入を行うといったように、互いの焼入条件を異なら
せてあり、保持炉８をいずれの焼入槽２に接合するかを
もって処理物Ｗごとに焼入条件を選択できるようにして
ある。

【００３２】図４は熱処理炉１において浸炭処理を施す
場合を例にした運転手順を示し、熱処理炉１の加熱室１
ｃにおいては、加熱室１ｃ内を雰囲気ガス空間として大
気暴露を防止した状態で、処理物Ｗを昇温し、その後、
一定高温状態で浸炭処理し続いて降温保持過程に入る。

【００３３】一方、保持炉８は、炉内状態維持手段とし
ての雰囲気ガス入口・出口１８ａ，１８ｂ、ヒータ１６
により炉内を雰囲気ガスで満たした所定温度の大気暴露
防止雰囲気とした状態で、熱処理炉１からの処理物抽出
に先立ち熱処理炉１側に移動して接合装置１９により抽
出対象の熱処理炉１に接合し、接合完了後、接合装置１
９における雰囲気ガス入口・出口１９ｅ，１９ｆにより
接合部空間Ａをパージして雰囲気ガスで満たす。

【００３４】その後、熱処理炉１の抽出扉１３、シール
扉２２、及び、保持炉８の炉扉１５、シール扉２６を開
き、熱処理炉１の加熱室１ｃ、接合部空間Ａ、及び、保
持炉８の保温室８ｃの夫々が雰囲気ガスで満たされた大
気暴露防止雰囲気中で、加熱処理物Ｗをローラ搬送装置
１２，１７により熱処理炉１の加熱室１ｃから保持炉８
の保温室８ｃ内へ受け入れる。

【００３５】受け入れ完了後、熱処理炉１の抽出扉１
３、シール扉２２、及び、保持炉８の炉扉１５、シール
扉２６を閉じ、その後、接合装置１９による熱処理炉１
と保持炉８の接合を解除して保持炉８を焼入槽２側へ移
動する。

【００３６】保持炉８の移動過程において、保持炉８内
では所定温度での雰囲気ガス中で処理物Ｗの降温保持を
継続する。

【００３７】移動した保持炉８は、炉内の処理物Ｗに応
じた焼入条件の焼入槽２に対し接合装置１９により接合
し、接合完了後、接合装置１９における雰囲気ガス入口
・出口１９ｅ，１９ｆにより接合部空間Ａをパージして
雰囲気ガスで満し、続いて、焼入槽２の装入扉３０、及
び、保持炉８の炉扉１５、シール扉２６を開き、焼入槽
２の焼入室３１、接合部空間Ａ、及び、保持炉８の保温
室８ｃの夫々が雰囲気ガスで満たされた大気暴露防止雰
囲気中で、処理物Ｗをローラ搬送装置１７により保持炉
８の保温室８ｃから焼入槽２の焼入室３１内へ受け渡
す。

【００３８】その後、焼入槽２の装入扉３０、及び、保
持炉８の炉扉１５、シール扉２６を閉じ、焼入槽２で
は、保持炉８から焼入室３１へ受け入れた処理物Ｗを雰
囲気ガス中で油槽３２の焼入液に浸漬させて焼入処理
し、一方、保持炉８については、接合装置１９による焼
入槽２との接合を解除して次の移動に移る。

【００３９】そして、その後、上述の如き保持炉８によ
る熱処理炉１から焼入槽２への処理物移送を各熱処理炉
１と各焼入槽２との間で繰り返す。

【００４０】尚、各熱処理炉１での熱処理形態は上述の
如き昇温・浸炭・降温保持に限られるものではなく、熱
処理炉１夫々の熱処理形態は同一のものであってもよ
く、また、互いに異なるものであってもよい。

【００４１】〔別実施例〕次に別実施例を列記する。

【００４２】図５に示すように、保持炉８において、熱
処理炉１から処理物Ｗを受け入れる装入扉１５Ａと焼入
槽２に対して処理物Ｗを受け渡す抽出扉１５Ｂとを各別
に設けるとともに、それに応じ、接合装置についても、
熱処理炉１に対し保持炉８を接合する接合装置１９Ａ
と、焼入槽２に対し保持炉８を接合する接合装置１９Ｂ
とを各別に設ける構成としてもよい。

【００４３】なお、図５における熱処理炉１は、連続雰
囲気ガス浸炭炉等の連続熱処理炉を示し、また、図５に
おける複数基の焼入槽２は、例えば、ホットオイル焼入
槽、コールドオイル焼入槽、ソルト焼入槽等、互いに焼
入条件を異ならせたものとしてある。

【００４４】相互に独立した構成とする熱処理炉１と焼
入槽２とは夫々、一基ないし複数基のいずれであっても
よい。

【００４５】保持炉８の具体構造、及び、保持炉８の移
動構造は夫々、種々の構成変更が可能であり、また、熱
処理炉１と保持炉８とを接合する接合構造、及び、焼入
槽２と保持炉８とを接合する接合構造の夫々について
も、種々の構成変更が可能である。

【００４６】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするため符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】全体設備構成を示す平面図

【図２】熱処理炉と保持炉との接合状態を示す断面図

【図３】接合部の細部構造を示す断面図

【図４】運転手順を示すチャート図

【図５】別実施例を示す平面図

【図６】従来例を示す断面図

【符号の説明】

１ 熱処理炉 ２ 焼入槽 ８ 保持炉 １６，１８ａ，１８ｂ 炉内状態維持手段 ３１ 焼入室 Ｗ 処理物

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 大気暴露を防止した状態で処理物（Ｗ）
   を加熱する熱処理炉（１）、及び、この熱処理炉（１）
   で加熱した処理物（Ｗ）を大気暴露防止状態で受け入れ
   て焼入処理する焼入槽（２）を備える熱処理設備であっ
   て、 前記熱処理炉（１）と前記焼入槽（２）とを、前記熱処
   理炉（１）の炉内と前記焼入槽（２）の焼入室（３１）
   とが非接合の相互独立構成とし、前記熱処理炉（１）と
   前記焼入槽（２）との夫々に対して接合及び接合解除自
   在で、前記熱処理炉（１）との接合により処理物（Ｗ）
   を大気暴露防止状態で前記熱処理炉（１）から受け入
   れ、かつ、前記焼入槽（２）との接合により処理物
   （Ｗ）を大気暴露防止状態で前記焼入槽（２）の焼入室
   （３１）に受け渡す移動自在な保持炉（８）を設け、こ
   の保持炉（８）の炉内を所定温度の大気暴露防止雰囲気
   に維持する炉内状態維持手段（１６），（１８ａ），
   （１８ｂ）を設けた熱処理設備。
2. 【請求項２】 相互独立構成とする前記熱処理炉（１）
   と前記焼入槽（２）との少なくとも一方を複数設けてあ
   る請求項１記載の熱処理設備。