JPH0670552B2 - 熱処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は熱処理装置に係り、特に金属，セラミックス及
びガラス等の被加熱材を雰囲気ガス中で加熱する熱処理
装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、金属，セラミックス及びガラス等の被加熱材を雰
囲気ガス中で加熱する熱処理装置１は、第３図に示す如
く構成されていた。図示するように、被加熱材を予熱す
る予熱炉２と、予熱された被加熱材を雰囲気ガス中で熱
処理する熱処理炉３とは間隔を隔てて夫々独立して直列
に設けられている。これら予熱炉２及び熱処理炉３内に
は、夫々移動用ローラテーブル４が設けられている。ま
た、これら予熱炉２及び熱処理炉３の間には予熱炉２か
ら熱処理炉３へ被加熱材５を受け渡すための搬送用ロー
ラテーブル６が設けられている。予熱炉ハウジング７と
熱処理炉ハウジング８とには、夫々入口と出口側とに開
閉ゲート９が設けられている。上記熱処理炉３には炉内
に雰囲気ガスを供給するための雰囲気ガス供給管10が接
続されている。更に、熱処理炉３内にはバーナによる輻
射加熱を行う輻射管11が備えられている。この輻射管11
にはその排ガスを予熱炉２に供給するための排ガス供給
系12が接続されており、この排ガス供給系12には昇圧機
13が介設されている。また、上記予熱炉２には炉内に供
給された排ガスを排出する排ガス煙突14が接続されてい
る。

このように構成された熱処理装置１は、熱処理炉３の輻
射管11の排ガスを排ガス供給系12の昇圧機13により昇圧
して、予熱炉２内に供給し、この排ガスで被加熱材５を
予熱する。予熱後、予熱炉２から搬送用ローラテーブル
６で、熱処理炉３に受け渡し、この熱処理炉３内に雰囲
気ガス供給管12から雰囲気ガスを吹き込んで輻射管11で
加熱して雰囲気熱処理を行う省エネルギ炉であり、特公
昭53-29283号公報に報告されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、この種の熱処理装置１にあっては次のような
問題点があった。

予熱炉２で予熱された被加熱材５は、これを予熱炉２か
ら熱処理炉３に受け渡すための搬出用ローラテーブル６
上で大気にさらされて冷却されるため熱損失が大きいと
いう問題があった。

また、予熱炉ハウジング７の出口と、熱処理炉ハウジン
グ８の入口とには夫々開閉ゲート９が設けられている
が、被加熱材５が両炉にまたがって通過しているときは
開閉ゲート９を閉成することができないため、熱処理炉
３の雰囲気ガスの流量は開閉ゲート９の閉成時に比して
５〜10倍必要であるという問題があった。そのため、連
続操業を行うことが困難であった。

更に、予熱炉２と熱処理炉３とをバッチ的に開閉ゲート
９を閉成して使用するため、予熱炉２は被加熱材５の最
大長さ以上の炉長を必要とし、設備費が過大になるとい
う問題があった。

上記三つの問題点を改善すべく予熱炉２と熱処理炉３と
を一体的に接続すると、予熱炉２の排ガスが熱処理炉３
内に侵入して炉内雰囲気が汚染され被加熱材５が酸化さ
れてしまうという別の問題があった。

上述の如き問題点に鑑みて本発明は、予熱炉と熱処理炉
とを一体的に接続しても予熱炉の排ガスにより熱処理炉
の炉内雰囲気が汚染されることなく予熱炉から熱処理炉
まで連続操業を行うことができる熱処理装置を提供する
ことを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 従来技術における問題点を解決すべく本考案は、炉内に
雰囲気ガスを供給すると共に、輻射管で被加熱材を加熱
して雰囲気加熱を行う熱処理炉と、この熱処理炉の輻射
管からの排ガスで熱処理炉に移送される前の被加熱材を
予熱する予熱炉との間にこれらを接続する搬送部を設
け、この搬送部内にこれを通過する被加熱材に熱処理炉
側から予熱炉側に向けて上記輻射管から排ガスを導引し
てスリット状に噴出するガスシール装置を備えたもので
ある。

［作用］ 上述の如く構成され、上記搬送部に備えられたガスシー
ル装置が熱処理炉の輻射管から排ガスを導引して、搬送
部を通過する被加熱材に熱処理炉側から予熱炉側に向け
て噴出するので、排ガスは被加熱材の表面に沿って予熱
側へと流れ、完全シールがなされて熱処理炉内の雰囲気
汚染が防止され、予熱炉と熱処理炉との連続操業が達成
されると共に、被加熱材の予熱効果が向上されるもので
ある。そして、上記シールガスとして排ガスを使用する
ので被加熱材はシール部でも加熱されることになる。

［実施例］ 以下に本発明の熱処理装置の一実施例を添付図面に基づ
いて詳述する。

第１図に示す如く、熱処理装置20は主に被加熱材21を予
熱する予熱炉22と、この予熱炉22によって予熱された被
加熱材21を雰囲気ガス中で加熱する熱処理炉23とから成
っている。上記予熱炉22及び熱処理炉23は被加熱材21の
搬送方向に直列に設けられており、これらの間には搬送
部24が設けられ、これらを一体的に接続している。すな
わち、予熱炉ハウジング25の出口側と熱処理炉ハウジン
グ26の入口側とが、鋼板及び耐火材で接続され、これら
鋼板及び耐火材で区画された部分が搬送部24となってい
る。これら予熱炉22及び熱処理炉23内には、夫々炉内で
被加熱材21を移動させるための移動用ローラテーブル27
が設けられている。また、熱処理炉23には炉内に例えば
N₂ガス,Arガス及びHNXガス等の不活性な雰囲気ガスを吹
き込むための雰囲気ガス供給管28が第１の開閉弁29を介
して接続されている。更に熱処理炉23内の上下には被加
熱材21を上記雰囲気ガス中でバーナによる輻射加熱を行
うための輻射管30が設けられている。輻射管30は被加熱
材21の幅方向に延出され、被加熱材21の長手方向に沿っ
て複数本並列に設けられている。これら複数本の輻射管
30は排ガスヘッダ31によって連通され、このヘッダ31に
は輻射管30から予熱炉22に排ガスを供給するための排ガ
ス供給系32が接続されている。この排ガス供給系32には
高温送風機33が介設され、その先端部は二叉に分かれて
夫々第２及び第３の開閉弁34,35を介して予熱炉22内の
上下に設けられた排ガス噴出ノズル36に接続されてい
る。この排ガス噴出ノズル36は被加熱材21の長手方向に
沿って複数の噴出口を有しており、被加熱材21の上下か
らこれに噴出口を臨ませている。そして、上記予熱炉22
には予熱炉22内に供給された排ガスを排出するための排
ガス煙突37が配管接続されている。

また、上記熱処理炉23と予熱炉22とを接続する搬送部24
内にも移動用ローラテーブル27が設けられており、予熱
炉22及び熱処理炉23内に夫々設けられた移動用ローラテ
ーブル27と共に、被加熱材21を連続移送できるように設
けられている。すなわち、予熱炉22から搬送部24を介し
て熱処理炉23まで、これらの長手方向に沿って移動用ロ
ーラテーブル27のローラが等間隔で並列に設けられてい
る。この搬送部24に位置された相隣接するローラの間に
はガスシールノズル38が設けられている。このガスシー
ルノズル38は第２図に示す如く、搬送部24内の上下に配
置され、この搬送部24に位置されたローラ上を通過する
被加熱材21に熱処理炉23側から予熱炉22側に向けてその
吹き出し口を臨ませている。具体的には、ガスシールノ
ズル38の吹き出し口の吹き出し角度αは被加熱材21の上
下表面に対して夫々α＝５°〜45°となるように設けら
れている。このガスシールノズル38は被加熱材21の幅方
向にスリット状の連続した開口となっており、ノズルヘ
ッダ39に連続されている。このノズルヘッダ39は上記排
ガス供給系32の高温送風機33の下流側から分岐された排
ガス導入系40に接続されている。この排ガス導入系40は
二叉に分かれて夫々第４及び第５の開閉弁41,42を介し
て上下のガスシールノズル38のノズルヘッダ39に接続さ
れている。これらガスシールノズル38、ノズルヘッダ3
9、第４及び第５の開閉弁41,42及び排気ガス導入系40は
ガスシール装置43を構成している。これらガスシールノ
ズル38よりも予熱炉22側に位置された１〜５本程度のロ
ーラは、ガスシールノズル38から吹き出された排ガスの
流れを妨げないようローラ表面に流れ方向に沿って溝加
工が施された溝付ローラ44として形成されている。この
溝付ローラ44の本数はガスシールノズル38から吹き出さ
れる排ガス量に応じて設定する。更に、搬送部24内の上
部のガスシールノズル38よりも熱処理炉23側には、金網
等によって形成されたシールカーテン45が垂下されてい
る。本実施例にあっては、シールカーテン45は二重に設
けられている。そして、上記予熱炉ハウジング25の入口
部、搬送部24のシールカーテン45よりも熱処理炉23側及
び熱処理炉ハウジング26の出口部手前には、夫々開閉ゲ
ート46が設けられている。

次に上記実施例における作用を述べる。

熱処理炉23はバーナで輻射加熱を行う輻射管30により加
熱される。この加熱の際、炉内へは雰囲気ガス供給管28
より例えばN₂ガス,Arガス及びHNXガス等の雰囲気ガスが
供給され、熱処理炉23内で被加熱材21は雰囲気加熱され
ることになる。雰囲気ガス量は第１の開閉弁29で調節さ
れる。熱処理炉23内での被加熱材21の搬送は移動用ロー
ラ27によって行われる。上記輻射管30の排ガスは排ガス
ヘッダ31に集合され、排ガス供給系32の高温送風機33で
昇圧され、予熱炉22内の排ガス噴出ノズル36から噴出さ
れる。排ガス噴出ノズル36から噴出される排ガス量は第
２及び第３の開閉弁34,35によって調節され、噴出され
た排ガスは被加熱材21を予熱する。そして、予熱炉22内
の排ガスは排ガス煙突37から排出される。予熱炉22内で
の被加熱材21の搬送は熱処理炉23と同様に移動用ローラ
27によって行われる。これら熱処理炉23及び予熱炉22は
鋼板及び耐火材によって区画された搬送部24によって接
続され、この搬送部24内には被加熱材21に熱処理炉23側
から予熱炉22側に向けて排ガスを吹き出すガスシールノ
ズル38が設けられている。このガスシールノズル38の吹
き出し口はスリット状の開口を有し、被加熱材21の上下
表面に対して吹き出し角度α＝５°〜45°を有してい
る。吹き出し角度αが５°よりも小さいと、ガスシール
ノズル38の先端部は被加熱材21と例えば10mm以下となる
ように接近し、被加熱材21と接触してノズルが破損した
り、被加熱材21の表面にキズを付けたりする。また、吹
き出し角度αが45°よりも大きいと、吹き出し口から吹
き出された排ガスは被加熱材21の表面で大きく反射する
ためシール効果が低下すると共に、ガスの一部は熱処理
炉23内に吹き込まれて炉内を汚染する。吹き出し角度α
を５°〜45°に設定すると、吹き出し口から吹き出され
た排ガスは被加熱材21の表面に沿って予熱炉22に流れ
る。上述したように、ガスシールノズル38よりも予熱炉
22側に位置された１〜５本程度のローラはローラ表面に
流れ方向に沿って溝加工が施され溝付ローラ44として形
成されているので、ガスシールノズル38から吹き出され
た排ガスの流れを妨げることなくシール効果を悪化させ
ない。上記ガスシールノズル38はノズルヘッダ31、第４
及び第５の開閉弁41,42及び排ガス導入系40と共にガス
シール装置43を構成している。この排ガス導入系40が排
ガス供給系32に接続されているので、輻射管30の排ガス
を高温送風機33で高温・高圧の排ガスにして排ガス導入
系40を介してガスシールノズル38から吹き出すことにな
る。このガスシールノズル38から吹き出す排ガス量は上
記第４及び第５の開閉弁41,42で調節される。この高温
・高圧の排ガスにより被加熱材21はガスシールされるだ
けでなく予熱されることになる。ガスシールノズル38は
被加熱材21の幅方向にスリット状に全幅開口となってい
るため被加熱材21の幅が変化してもシール効果は変化せ
ず予熱炉22と熱処理炉23との炉内雰囲気を完全に区分す
るものである。

尚、下部のガスシールノズル38の熱処理炉23側にはロー
ラが位置されているため、本実施例にあっては上部のガ
スシールノズル38の熱処理炉23側にはシールカーテン45
を設けている。これによりガスシールノズル38より熱処
理炉23側の上下の断面積の差が小さくなるため、流れ抵
抗がより均一化してシール効果が向上するものである。

更に、被加熱材21がガスシール部に無い時にはガスシー
ル装置43を停止して、搬送部24に設けられた開閉ゲート
46を閉成することができる。

また更に、この搬送部24は鋼板及び耐火材によって区画
されているため、予熱された被加熱材21の冷却が防止さ
れるものである。この搬送部24での被加熱材21の搬送は
予熱炉22及び熱処理炉23と同様に移動用ローラテーブル
27によってなされるものである。

［発明の効果］ 以上要するに本発明によれば次の如き優れた効果を発揮
する。

（１）熱処理炉と予熱炉との間にこれらを接続する搬送
部が設けられ、この搬送部内にこれを通過する被加熱材
に熱処理炉側から予熱炉側に向けて熱処理炉を輻射管か
ら排ガスを導引して噴出するガスシール装置を備えたの
で、予熱炉と熱処理炉との連続操業ができるため、予熱
炉の炉長が被加熱材の長さに制約されることがなく、自
由に炉長を設計することができる。

（２）ガスシール装置のシールガスに排ガスを使用する
ため、被加熱材をシール部でも加熱することができる。

（３）ガスシール装置から被加熱材に排ガスを熱処理炉
側から予熱炉側に向けて噴出するため、排ガスは被加熱
材の表面に予熱炉側へと流れ、完全シールができると共
に予熱効果も大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の熱処理装置の一実施例を示す概略図、
第２図は第１図の要部拡大図、第３図は従来の熱処理装
置を示す概略図である。 図中、20は熱処理装置、21は被加熱材、22は予熱炉、23
は熱処理炉、24は搬送部、30は輻射管、43はガスシール
装置である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】炉内に雰囲気ガスを供給すると共に、輻射
   管で被加熱材を加熱して雰囲気加熱を行う熱処理炉と、
   該熱処理炉の輻射管からの排ガスで熱処理炉に移送され
   る前の被加熱材を予熱する予熱炉との間にこれらを接続
   する搬送部を設け、該搬送部内にこれを通過する被加熱
   材に熱処理炉側から予熱炉側に向けて上記輻射管から排
   ガスを導引してスリット状に噴出するガスシール装置を
   備えたことを特徴とする熱処理装置。