JPH0720560Y2

JPH0720560Y2 - バッチ式熱処理炉の爆発防止装置

Info

Publication number: JPH0720560Y2
Application number: JP1988131925U
Authority: JP
Inventors: 正明橋本
Original assignee: Iwatani Corp
Current assignee: Iwatani Corp
Priority date: 1988-10-07
Filing date: 1988-10-07
Publication date: 1995-05-15
Anticipated expiration: 2003-10-07
Also published as: JPH0252100U

Description

【考案の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本考案は、バッチ式熱処理炉の爆発防止装置に関し、炉
扉が開くときに搬送口を窒素ガスで封止して外気の侵入
を阻止し、炉内のガスと外気が接触して爆発するのを円
滑に防止できるものを提供する。

〈従来技術〉バッチ式熱処理炉の爆発防止装置の従来技術としては、
例えば、第４図に示す浸炭炉がある。

即ち、この浸炭炉は、鋼材を浸炭処理する加熱室1aと、
浸炭後に鋼材を焼き入れする焼き入れ室1bとから成り、
鋼材を加熱室1aの入り口2aから入れ、焼き入れ室1bの出
口2bから出すワークスルー方式に構成されるとともに、
当該入口2aと出口2bとの下端縁４に沿わせて、横方向に
フレーミング管50を各々設ける。

そして、ブタン供給源51から導出したブタンガス導入ラ
イン52と空気導入ライン53との合流点にミキサー54を設
け、各ミキサー54を上記フレーミング管50に混合気導入
ライン55を介して夫々接続し、フレーミング管50から混
合気を噴出させてブタンを燃やすようにしたものであ
る。

但し、符号56は、混合気に着火するたのパイロットバー
ナーであって、ブタン供給源51から導出したバーナー用
ライン57によりブタンガスを引いて燃料としている。

一般に、浸炭炉内にはキャリアガス、即ち、COとH₂との
混合気が充満しているので、加熱室1aにワークを搬入す
るために入口2aを開いたときに、或いは、焼き入れ室1b
からワークを搬出するために出口2bを開いたときに、浸
炭炉内に外気が侵入して爆発を起こす危険がある。

特に、焼き入れ室1bの側は、焼き入れ室1bから下方のオ
イル槽15にワークを移動して焼き入れを行う際に負圧に
なり易いので、炉扉の開放とともに、外気が勢い良く流
入して爆発する危険性がより大きい。

そこで、上記爆発防止装置によって、炉扉の開放と同時
に、フレーミング管50からブタンの火焔を噴き上げて、
外気の侵入を防止するようになっている。

〈考案が解決しようとする課題〉しかしながら、上記従来技術では、火焔が噴き上げるた
び毎に、炉扉にススが付着して汚染が激しい。

しかも、場合によっては、ブタンが空気不足によって不
完全燃焼し、発生したCOで作業者が中毒を起こす危険性
がある。

また、一方、実開昭62−37076号公報（第３図参照）に
は、還元炉の炉本体60の投入口61に雰囲気ガスの冷却ゾ
ーン62を接続し、冷却ゾーン62から導出したワークの出
口側通路63に不活性ガス導入パイプ64を突入させ、導入
パイプ64から不活性ガス、例えば、窒素ガスを導入し、
当該出口側通路63内を不活性ガスのシール帯域65に形成
して、炉内に外気が入り込んで爆発を起こすのを防止し
ようとする技術が開示されている。

しかし、上記公知技術では、炉本体60の外部に出口側通
路63を設け、この通路63に不活性ガスを導入するように
構成しているので、構造が複雑になるうえ、出口側通路
63は不活性ガスの投入口61に冷却ゾーン62を介して直結
しているため、不活性ガスによって雰囲気ガスの組成が
乱されて、ワークの熱処理が適正に行われない虞れがあ
る。

本考案は、炉扉の汚染をなくし、作業を安全に行うとと
もに、装置の構造を簡略にすることを技術的仮題とす
る。

〈課題を解決するための手段〉上記課題を解消するための手段を、実施例に対応する図
面を用いて以下に説明する。

即ち、本考案は、鋼材を熱処理する熱処理室１の搬送口
２に上方に向かって開く炉扉３を設け、搬送口２の少な
くとも下端縁４に沿わせてガス噴出管５を搬送口２外に
配置し、ガス噴出管５を窒素ガス供給源７にガス供給ラ
イン８を介して接続し、搬送口２の下端縁４付近に付設
した炉扉３の開扉移動を検出する開扉検出センサ12を、
ガス供給ライン８に介装した開閉弁10に連動して、炉扉３が上方に開き始めると、この開扉移動開始を検出
した開扉検出センサ12からの信号で開閉弁10が、開閉
し、ガス噴出管５から噴き出した窒素ガスを、搬送口２
の開口面14に沿わせながら少なくとも搬送口２を上向き
縦断状に噴き通すようにしたことを特徴とするバッチ式
熱処理炉の爆発防止装置である。

〈作用〉炉扉３が上方に開き始めると、開扉検出センサ12が作動
して開閉弁10を開弁させ、窒素ガスが迅速にガス噴出管
５から噴き出て、搬送口２にいわば窒素ガスのガスカー
テンを形成するので、熱処理室１を外気から完全に遮断
して、炉内ガスが外気に接触するのをなくせる。

この場合、炉扉３が上方に開き始めると、外気と炉扉３
の下方から侵入を始めるようとするが、窒素ガスは少な
くとも搬送口２の下方を起点として上向き縦断状に噴き
上がるので、炉扉３の開放初期から開放完了までの全過
程を通じて外気の侵入を確実に遮断できる。

また、ガス噴出管５を搬送口２外に配置し、当該ガス噴
出管５に案内した窒素ガスを搬送口２の開口面14に沿わ
せながら噴出するので、窒素ガスは搬送口２に臨む外部
空間側にカーテン域を形成し、熱処理室１内に入って炉
内ガス雰囲気を乱すことはない。

〈考案の効果〉（１）従来技術のように燃焼ガスの火焔で外気をカット
する構成に替えて、窒素ガスでカットするので、炉扉が
ススで汚染されることがなく、熱処理炉の爆発防止操作
を清浄に行える。

（２）上記（１）のように、窒素ガスを使用するので、
従来技術のように作業者がCOガスで中毒を起こす危険性
はなく、安全に熱処理作業ができる。

（３）炉扉の開放初期から開放完了までの全過程を通じ
て外気の侵入を確実に遮断できるので、爆発防止効率を
向上できる。

（４）前記公知例のように出口側通路を設け、不活性ガ
ス管をこの通路に突入させるなどの構成を必要とせず、
窒素ガスの噴出管を炉の搬送口の所定部位に配置するだ
けなので、装置の構造を簡略にできる。

（５）前記公知例とは異なり、窒素ガスが熱処理室内に
入って炉内ガス雰囲気を乱すことはないので、ワークの
熱処理を適正に行える。

（６）前記公知例のように、燃焼ガスに着火するための
パイロットバーナが不要になって、構造が簡略になるう
え、このパイロットバーナの燃焼を継続するための燃料
が省略できるので、燃料コストが低減できる。

〈実施例〉以下、本考案の実施例を図面に基づいて述べる。

第１図はN₂ベース・ガス浸炭炉の爆発防止装置の概略系
統図、第２図は同浸炭炉の炉扉の正面図であって、当該
爆発防止装置は、メタノール供給ライン18とN₂ガス供給
ライン19と炉本体から成るN₂ベース・ガス浸炭炉Ａに防
爆用N₂供給ライン８を組み合わせて構成される。

上記N₂ベース・ガス浸炭炉Ａは、浸炭を行う加熱室1a
と、浸炭後に焼き入れをする焼き入れ室1bとの二つの熱
処理室１を前後に連結して構成され、焼き入れ室1bの下
方にオイル槽15が設けられる。

また、上記加熱室1a内に上壁から滴注用筒具23を突入さ
せ、メタノール供給ライン18及びN₂ガス供給ライン19を
当該筒具23に接続し、メタノール供給ライン18の先端を
流量制御盤20を介してメタノール供給源16に接続し、N₂
供給ライン19の先端を同流量制御盤20を介してN₂ガス供
給源７に接続する。

上記N₂ガス供給源７の複数のN₂ガス貯蔵設備7aを並列し
て構成され、N₂ガス供給ライン19のガス圧力を適正に低
減して流量制御盤20に送供するために、減圧弁21・22が
介装される。

また、上記メタノール供給源16は複数のメタノール液槽
16aを並列して構成される。

但し、符号26は、ワークを収容するためのバスケット、
符号27はワークをオイル槽15に浸漬するためのエレベー
タである。

一方、ワークを搬入するための加熱室1aの入口２及び、
ワークを搬出するための焼き入れ室1bの出口２が夫々矩
形に形成され、当該出・入口２に上方に向かって開く方
式の炉扉３が当該出・入口２に夫々設けられる。

上記出・入口２の各下端縁４に近接させて平行にガス噴
出管５を横向きに配置し、噴出管５の長さ方向に沿って
多数のガス噴出孔６を空ける。

このガス噴出管５は、炉扉３が出・入口２に対して完全
に閉扉した場合に、炉扉３の下端縁3aの真下に来るよう
に配置されるとともに、ガス噴出孔６は第２図に示すよ
うに、噴出管５の真上及び炉扉３から離れる側の側面に
沿って２列に空けられる。

従って、ガス噴出孔６から噴出するガスは、出入口２の
下部から上方に行くにつれて（第１図に見るように）前
後方向並びに（第２図に見えるように）左右方向に広が
るとともに、そのガス領域の炉側（即ち、前後方向）の
境界は開口面14に平行であって、炉内に噴き入ることは
ない。

また、ガス領域は、外気の侵入を確実に防ぐために、出
入口２の上端縁11よりさらに上に噴き上がるようにガス
噴出圧を調節される。

上記各炉扉３の下端縁3aと略同一の高さに開扉検出セン
サ（例えば、光電管12などのフォトセンサ或いはリミッ
トスイッチ等）を配置し、炉扉３が上方へ開扉した場合
に、その開扉移動開始を迅速に検出するように構成す
る。

他方、上記N₂ガス供給ライン19から前記防爆用N₂ガス供
給ライン８を分岐し、その下手側をさらに二股状に分け
たうえで、その先端を減圧弁24及び開閉弁10を介して夫
々ガス噴出管５に接続し、上記光電管12を開閉弁10に連
動して、光電管12が炉扉３の開扉移動開始を検出した場
合に、光電管12からの開弁信号で開閉弁10が開弁し、N₂
ガスがガス噴出管５から上方に噴出するように構成す
る。

尚、実際には、その後、開放していた炉扉３が完全に閉
まると、上記光電管12がこの閉扉を検出して、開閉弁10
を閉じるように構成してある。

そこで、上記N₂ベース・浸炭炉の爆発防止装置の機能を
説明する。

但し、出・入口２・２でのガス噴出管５の機能は同じで
あるが、前述したように、焼き入れ室1bの方が負圧にな
り易く爆発の危険がより大きいことから、ここでは、焼
き入れ室1bの出口２に例を採って爆発防止機能を述べ
る。

（１）ワークを搬出するために、出口２の炉扉３が開こ
うとすると、この開扉移動開始を光電管12が検出し、防
爆用N₂ガス供給ライン８の開閉弁10に開弁信号を送る。

（２）開閉弁10が開弁すると、N₂ガスが上記防爆ライン
８からガス噴出管５に案内され、ガス噴出孔６から噴き
上げて、出口２の開口面14を縦断状に噴き通し、N₂のガ
スカーテンを形成する。

この結果、焼き入れ室1b内はN₂ガスカーテンによって外
気から遮断され、爆発は確実に防止される。

尚、上記実施例では、ガスカーテン機能を高めるため
に、ガス噴出管５を、搬送口２の下部に設けたものに加え
て、第２図に示すように、出・入口２の左・右に縦向き
に一対或いは片方、追加配置しても良い。

第１図に示すように、出・入口２・２の各上方にN₂ガ
スを吸引するフード30を配置しても差し支えない。

以上のように、上記実施例は、N₂ベース・ガス浸炭炉Ａ
のN₂ガス供給ライン19の既存の設備を利用して、このラ
イン19から防爆用N₂ガス供給ライン８を分岐導出すれば
良いので、N₂ベース以外の浸炭炉に比べて爆発防止装置
の構造をより簡略にできる。

また、冒延の従来技術の熱処理炉（第４図参照）に本考
案を適用する場合には、仮想線で示す防爆用N₂ガス供給
ライン８を空気導入ライン53に接続点32から接続するだ
けで、あとは空気導入ライン53の開閉弁58とブタンガス
導入ライン52の開閉弁31を閉じれば、ブタン火焔に替え
てN₂ガスをフレーミング管50から噴き出させることがで
きる。

従って、火焔カーテン方式で外気を遮断する形態の浸炭
炉であれば、N₂ベース方式の有・無を問わず、フレーミ
ング管50への燃焼ガス導入ライン55などの既存の設備を
利用すれば、本考案を容易に適用できる。

しかも、本考案は、浸炭炉以外の熱処理炉、例えば、還
元性ガスとしてH₂ガスを使用するために爆発の危険のあ
る焼き入れ炉、焼鈍炉、焼結処理炉或いはロウ付け処理
炉などにも適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案の実施例を示し、第１図はN₂
ベース・ガス浸炭炉の爆発防止装置の概略系統図、第２
図は同浸炭炉の炉扉の正面図、第３図は公知例を示す還
元炉の概略説明図、第４図は従来技術を示す第１図相当
図である。１…熱処理炉、２…搬送口、３…炉扉、４…２の下端
縁、５…ガス噴出管、７…窒素ガス供給源、８…窒素ガ
ス供給ライン、10…開閉弁、12…開扉検出センサ、14…
２の開口面。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】鋼材を熱処理する熱処理室１の搬送口２に
上方に向かって開く炉扉３を設け、搬送口２の少なくと
も下端縁４に沿わせてガス噴出管５を搬送口２外に配置
し、ガス噴出管５を窒素ガス供給源７にガス供給ライン
８を介して接続し、搬送口２の下端縁４付近に付設した
炉扉３の開扉移動を検出する開扉検出センサ12を、ガス
供給ライン８に介装した開閉弁10に連動して、炉扉３が上方に開き始めると、この開扉移動開始を検出
した開扉検出センサ12からの信号で開閉弁10が開弁し、
ガス噴出管５から噴き出した窒素ガスを、搬送口２の開
口面14に沿わせながら少なくとも搬送口２を上向き縦断
状に噴き通すようにしたことを特徴とするバッチ式熱処
理炉の爆発防止装置