JPH0798973B2 - 回転炉床式多室多目的炉システム - Google Patents

回転炉床式多室多目的炉システム

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JPH0798973B2
JPH0798973B2 JP63503194A JP50319488A JPH0798973B2 JP H0798973 B2 JPH0798973 B2 JP H0798973B2 JP 63503194 A JP63503194 A JP 63503194A JP 50319488 A JP50319488 A JP 50319488A JP H0798973 B2 JPH0798973 B2 JP H0798973B2
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carburizing
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ダブリュ． スミス，ジョン
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キャタピラーインコーポレイテッド
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • F27D7/00—Forming, maintaining, or circulating atmospheres in heating chambers
    • F27D7/04—Circulating atmospheres by mechanical means

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 この発明は連続多炉型熱処理システム、特に、異なる熱
処理サイクルを必要とする部品をひとつのシステムで同
時に処理するために多数の回転炉を使用する炉システム
に関する。
従来の連続浸炭炉システムは浸炭プロセス、つまり加
熱、浸炭、拡散、及び均一化冷却、の種々の処理を分離
するために別々の区域ないし室を含む例が多い。例え
ば、アメリカ特許第3,598,381号及び第3,662,996号は、
金属部品を設定された温度で、異なる雰囲気内で所定時
間加熱、浸炭及び拡散するために、平面視でほぼ矩形の
別々の炉段階を備えた装置を記載している。そのような
システムでは、各部品載置部材がシステムの全行程にわ
たってラインの同じ相対位置にある状態で、一定の順序
で次々と各炉に押し入れられ、また引き出される。各部
品は同一の熱処理を受ける。
上記システムは同様な部品の連続した長い処理行程に広
く利用されているが、異なるサイクル時間、異なる種類
の急冷／冷却が要求される種々の金属部品の処理を必要
とするプラントや、在庫を少なく維持するために種々の
部品を「受注生産」することが望まれる場合には適して
いない。例えば、アメリカ特許第3,598,381号及び第3,6
62,996号のシステムは、大体において、処理ラインの所
定部分で空の載置部材を使用して、ラインの一部ないし
全部を無積載状態にすることによってのみ異なる熱処理
を行えるので、上記のような用途で使用するのは煩わし
いであろう。そのような使用は時間がかかり、炉システ
ムの効率を著しく低下させる。
例えば「メタル・プログレス（Metal Progress）」（19
85年９月号）の19及び21ページに開示されているよう
に、一個の回転炉床式浸炭炉を使用することによって炉
システムにおける処理部の柔軟性を増すいくつかの試み
がなされている。また、アメリカ特許第3,598,381号の
第６図は、公知の浸炭室と別に拡散室を設けた回転炉床
式拡散器を示している。これらのシステムはかなりの改
良ではあるが、部品処理時間の変更が全熱処理プロセス
のたった一部においてのみ可能である。更に、これら公
知のシステムに開示された回転炉床式炉は、より優れた
温度制御のために回転炉室を多数の区域ないし室に十分
区分けすることができない。また、このような単一室型
回転炉は、二つの回転炉間で部品の載置部材を搬送する
ための高温引出し機構を必要とし、これによって搬送の
信頼性が低下し、搬送機構の保守管理が困難になる。
上述の回転炉は、浸炭炉において、異なる浸炭深さを達
成するために異なる浸炭時間を必要とする用途に対応す
るために開発されたものである。すなわち、部品の形状
等により、必要とされる浸炭時間が時間単位で異なるこ
とがあるが、回転炉は、種々の部品を同時に同一の浸炭
炉に入れて置き、所定の時間を経過した部品を随時炉か
ら取り出すことが可能であるので、異なる浸炭時間の部
品に融通性をもって対処することができる。
発明の要約 本発明は、回転炉を従来の用途とは異なり均一化炉に採
用して、該均一化炉の用途を大幅に拡げることを目的と
する。
従来、回転炉は、浸炭炉に使用するのが普通であり、そ
の目的は、異なる浸炭深さの部品を同一の炉において取
り扱い得るようにして、浸炭炉の稼働効率を高めること
にあった。回転炉は固定炉床を有する炉に比べて高価で
あるため、均一化炉のような比較的単純な作業を行う炉
に採用することは経済的でない、というのが普通の認識
である。本発明は、そのような従来の通念にとらわれ
ず、均一化炉に回転炉を採用して、該均一化炉の用途を
従来では考えられない程に拡張するものである。
すなわち、本発明は、浸炭室と、該浸炭室から直接又は
間接的に部品を受け取るように配置された均一化炉とを
有する熱処理炉において、均一化炉を回転炉として構成
する。この回転炉は、部品の載置部材を支持して載置部
材を運搬する運搬手段として機能するほぼ環形の回転炉
床と、該炉床を囲んで環状の均一化室を形成する断熱性
の内外壁と、均一化室に制御された炭素雰囲気を形成す
る手段と、均一化室の温度を所定の値に維持する手段と
を備える。そして、均一化室には、該均一化室から部品
を受け取るように急冷装置と、徐冷室とが接続される。
徐冷室は、たとえば焼きなまし処理に使用されるもの
で、均一化室から受け取った部品を均一化室の室内に維
持される所定温度より低い温度に徐冷する。均一化室と
徐冷室との間には、該均一化室から部品を徐冷室に、及
びその逆に押し動かすための押圧手段が設けられる。
本発明のこの構成によれば、均一化室の部品は、急冷装
置及び徐冷室のいずれにも任意に送ることができる。さ
らに、本発明の上記構成によれば、徐冷室は、均一化室
から部品を受け取るだけでなく、該均一化室に部品を返
すことができる。徐冷室から部品が均一化室に移された
場合には、該均一化室は、たとえば焼きもどしのため
に、部品を再熱するように機能する。すなわち、本発明
においては、均一化室は、均一化室としての通常の機能
の他に再熱室としての機能を達成することができる点で
従来にない構成のものである。
図面の簡単な説明 第１図は本発明による好適な炉システムの概略を示す平
面図である。
第２図は回転浸炭炉を示す第１図の２−２線断面立面図
である。
第３図は回転拡散炉を示す第１図の３−３線断面立面図
である。
第４図は回転均一化炉を示す第１図の４−４線断面立面
図である。
第５図は回転浸炭炉の一部を示す第１図の５−５線立面
図である。
第６図は好適な壁型雰囲気循環ファンを示す第５図の６
−６線断面立面図である。
第７図は好適な炉システムの予熱炉を示す縦断面図であ
る。
第８図は予熱炉の端面を示す断面図である。
第９図は本発明の炉システムの別実施例を示す概略図で
ある。
好適実施例の詳細な説明 第１図は本発明による好適な連続浸炭炉システム20の設
計の概略を示す。（ここで使用する「浸炭」という用語
は、炭素濃度の高い雰囲気だけでなく、炭素／窒素（浸
炭窒化）雰囲気中での処理も含む。）システム20は、互
いに接続された数個の炉を含み、それらは別個の炉室を
それぞれ形成し、その炉室内において部品が載置される
載置部材が浸炭サイクルの間処理される。予熱炉22と焼
戻し炉24等、いくつかの炉の典型例は公知の装置で、部
品（部品の載置部材）が導入順にその中を搬送される
（予熱炉22は、後で述べるように、それぞれが異なる速
度で押され得る二列を使用することによって処理順序に
ある程度の柔軟性を持たせてもよいし、必要に応じて回
転「ドーナツ」式としてもよい）。他の炉、つまり連続
して接続された回転ドーナツ型炉30、32、及び34、は、
独自の可変サイクル炉であって、部品を導入の時や順序
にかかわらず選択された順序で排出することができる。
これらの炉及び連続浸炭システム20の他の構成要素を浸
炭サイクルで部品が処理される順に説明する。
浸炭される部品、例えばギヤ、シャフト等の表面を硬化
させるべき鋼鉄製部品を積載した載置部材は、先ず積卸
し区域38から予熱炉22へ移送される（第１、７及び８図
参照）。予熱炉22は、公知の固定炉床式の炉として図示
されているが、必要に応じて後述する炉と同様に回転炉
床式の炉であってもよく、脱炭又はスケールの発生（sc
aling）を防止する雰囲気中で被処理物を例えば約1700゜
Fの浸炭温度に加熱する作用を有する。この目的のた
め、一端が気体燃料又は液体燃料バーナに連結された典
型的にはＵ形の放熱管42（電気加熱式放熱管を使用して
もよい）が予熱炉22の側壁から載置部材の上方に、そし
て必要に応じて下方にも延びており、更に炉22の雰囲気
が吸熱式ガス発生器（図示しない）の出力と適当な供給
源からの窒素及び必要に応じて少量の炭素富化ガスとを
用いることによって少量の炭素（例えば重量比で0.2
％）を含むよう制御される。放熱管を通過した高温ガス
から熱を回収するために、放熱管42に公知設計の復熱装
置を連結してもよい。炉22の屋根45に取り付けられたフ
ァン44のように均一な雰囲気を維持するためにガスを循
環させる一個ないし複数個のファンを設けてもよい。部
品47の載置部材46は、炉の技術分野で周知の典型的には
内蔵チェーン横押し式の電動押圧手段48の作用で予熱炉
22に送り込まれ、そして炉22内でレール50に沿って、電
動式の剛性型主押圧手段56によって一列に、あるいは二
台の別個の主押圧手段56及び58によって二列になって押
される。必要に応じて運転停止時に空の載置部材を使用
せずこの炉を空にできるように、押圧手段56及び58が載
置部材を予熱炉22の長手方向に沿って各載置部材位置へ
押すような構成とすることが望ましい。それぞれが別個
の主押圧手段に対して整列され、かつそれぞれが３箇所
又は４箇所の載置部材位置を有する隣接した二つの列を
備えた予熱炉の場合、運転開始時において隣の浸炭炉30
を迅速に充填するための大きな予熱容量が確保できるの
で望ましい。また、二列とした場合、異なる部品が予熱
炉に留まる時間についてある程度の柔軟性が得られる。
例えば、長い予熱時間を要する重い部品と比較して、軽
い部品はより速く炉22を通過させて浸炭炉30へ送り込む
ことが可能になる。通常の運転時において典型的には、
浸炭炉30とペースを合わせるために全ての予熱位置を使
用する必要はない。
予熱炉22の出口側の端部は回転式浸炭炉30と接続され、
通常は扉が閉じている特殊な二重扉構造61によってそれ
と隔てられている。二重扉構造61としては、アメリカ特
許第3,662,996号に記載され、その第２図に示されたも
のが適している。アメリカ特許第3,662,996号に言及す
ることによって、その開示内容をここに組み入れること
とする。このような扉構造は、二個の扉61間の接続区域
63の一方の側壁に流出構造62を備えている。流出構造62
は、扉61が閉じられたとき、そしてより重要なのはそれ
が開かれたときに、予熱炉22又は浸炭炉30から接続区域
63に流入するガスを排出するための出口として作用す
る。これによって、炉22及び30の異なる雰囲気同士が混
合することを防止できる。
浸炭炉30へ送られる部品の載置部材が予熱炉22内で適正
な移送用位置に確実につくように、予熱炉22の各列に沿
って前進する載置部材は予熱炉22の出口端に設けられた
載置部材位置決め手段64と相互作用する。各載置部材位
置決め手段64は、炉22内へ延設された位置決め杆を備
え、その位置決め杆は、載置部材が予熱炉22の「排出位
置」に到達する前に載置部材と接触する。前進する載置
部材は、排出位置に達するまで載置部材の移動方向に沿
って位置決め杆を押し戻し、そこで載置部材位置決め杆
はスイッチを作動させ、これによって主押圧手段56の押
す動作が停止し、載置部材位置決め杆が引っ込む。
載置部材46を回転式浸炭器30へ移動させる場合は、扉61
を上昇させる。そして載置部材は、典型的には内蔵チェ
ーン横押し式の電動押圧手段65の動作により浸炭器30内
の円形炉床66上へ押される。炉床66上での載置部材の適
正な位置決めは、押圧手段65と、上記位置決め手段64と
同様なものであって、浸炭炉30の内側壁68によって形成
された中央部の「ドーナツ」孔内に設置された載置部材
位置決め手段67との相互作用によって達成される。
ドーナツ形の浸炭炉30に形成された環状の炉室69には、
炭素が部品表面に均一に浸透するように、制御された炭
素富化雰囲気が供給される。その雰囲気は、酸素プロー
ブを含んでいてもよい雰囲気分析／制御器に連係された
吸熱式ガス発生器によって炭素富化状態で供給すること
ができる。雰囲気中での典型的な炭素含有量は、例えば
重量比で約１〜1.35％の範囲の値が考えられる。浸炭の
ために望まれる高温（例えば1700゜F）を維持するため
に、放熱管72（第２図参照）は、内外側壁68及び76間に
延設され、内外側壁68及び76は断熱性耐火材で形成され
るか被覆されることが望ましい。
部品は環状の浸炭室69内での炉床66の回転によって浸炭
器30内を移動し、炉床66は典型的には、部品の搬入又は
搬出のために停止するときを除いて連続的に回転される
ことが望ましい。移動を容易にするため、炉床66は炉床
66の下面の環状軌道84を走る固定ホイール80に支持され
ている。炉床の内外径個所付近に適当なオイルシール88
が設けられ、オイル温度を予め選択されたレベルに保つ
ため、エア／オイル熱交換器（図示しない）を通してオ
イルを循環することが望ましい。炉床66の回転は、油圧
モータ駆動式のチェーン等の駆動機構92の作用で行われ
る。駆動機構は炉床の移動の加速、通常運転速度、及び
減速を調節する速度制御手段を含み、通常の生産作業時
に炉床66を一方向にのみ回転させることが望ましい。生
産時に炉床の回転を一方向にのみ行う構成の場合、動作
不良の際に駆動機構92が、保守管理を行うために炉床の
手動による「ジョグ（jog）」逆回転を許すことが望ま
しい。あるいは、機構92は、生産時に炉床66を時計回り
と反時計回りの両方向に回転させ、選択された載置部材
を浸炭室69から排出するために必要な移動距離を最短に
するため、回転方向を自動的に選択するように構成して
もよい。炉床66の通常の回転速度は少なくとも１分間に
一回転であることが望ましい。しかし、このような速度
の下においては、二方向回転によって「最短移動距離」
が達成できるという利点は、それを実現して制御するた
めに複雑さが増すことによる不利益に見合わない。
炉システム20において、部品の載置部材は浸炭炉30の二
重扉61付近の搬入位置93から出口扉構造96付近の排出位
置94へ、炉室に沿う載置部材の列の一部を押すことによ
るというよりはむしろ炉床66の移動によって搬送され
る。炉床上のいかなる箇所も排出位置94へ回転されるの
で、どの部品載置部材も、浸炭炉30内での滞留長さにか
かわらず、いかなる時でも排出位置へ運ばれる。これに
より、例えばより大きな表面層（case）の深さを達成す
るために他の部品より長い浸炭時間を必要とする部品が
混ざったものを炉30内で同時に浸炭することが可能にな
る。また、優先的に熱処理を行う必要のある部品を、付
加的な浸炭に耐え、すぐに必要とされない部品に先んじ
て選択的に排出することも可能になる。更に、この浸炭
炉30の多目的運転は、浸炭時間の異なる部品の載置部材
間に特定数の空の載置部材を使用せずに達成される。い
くつかの空の載置部材を使用することは、従来の多室押
圧手段式炉におけるサイクル時間の変更のために通常行
われる不能率な方法である。
炉30内での部品の適切な浸炭には、雰囲気が環状炉室69
全体にわたって均一である必要がある。従って、第１図
に示す好適な構成では、浸炭炉室69が複数の区域、例え
ば三つの区域、に分割されている。三つの区域それぞれ
の温度センサ104が雰囲気及び炉室69の温度を監視し、
制御する。センサ104は、例えば各区域の中央で、積載
された載置部材の移動に干渉しないように炉床66から十
分上方に離れた位置（例えば、積載された載置部材から
約２インチ上）に設けられ、望ましい室温を維持するた
めに、それらが対応する区域の放熱管72に熱供給するバ
ーナに温度コントローラ（図示しない）を介して連係さ
れている。各区域が別々に監視、制御されるので、円周
方向の温度変化が最少に抑えられ、部品の適切な浸炭が
保証される。
雰囲気の均一性は、回転浸炭器30の炉床66の上方の外側
壁76に取り付けられたファン112（第１、５及び６図参
照）、望ましくは渦巻形ファン、によっても促進され
る。各ファンは側壁76の耐火材に形成されたトンネル11
8の入口116内に位置し、入口116から側壁76に沿って円
周方向に離れた、例えば入口116から約４フィートの距
離にある出口120へ流れを向ける。第６図に示すよう
に、雰囲気の円周方向の、望ましくは炉床66の回転方向
と反対方向の流れ成分の生成を助長するために、出口12
0には、角度を持たせている。この気体の対向流れは、
ひとつのファン機構の出口から次のファン機構の入口へ
移動しつつ（しかし、外側壁76に密着することなく）、
浸炭炉室69内の気体の完全な混合を促進し、部品と新し
い炭素富化雰囲気との十分な接触を確実にする。
炉30内において一つの載置部材の部品の浸炭が終了に近
づくと、炉床66が回転してその載置部材を排出位置94へ
送る。そして浸炭炉30と拡散炉32の間の接続区域126の
扉124が開かれ、拡散炉32の中心部のドーナツ孔133内の
適当な載置部材位置決め手段131と協働する電動の内蔵
チェーン式押圧手段130によって部品載置部材は回転拡
散炉32の環状炉室128の予め定められた位置へ押し入れ
られる。拡散炉30はドーナツ形の構成であるから、その
中心部の「孔」132がその空いた空間内での押圧手段130
の配置と作動を許容する。これによって、炉30及び32間
の高温接続区域ないしスロート126内に引出し機構を設
ける必要がなくなる。既に述べたように、ドーナツ形状
は環状炉室69全体にわたるより良好な温度制御のための
炉30の区分けを容易にする。
炉30及び32の間の扉124は、既述の予熱器22及び浸炭器3
0間の二重扉61と同様な二重扉型であることが望まし
い。この二重扉構成は、特に部品を拡散炉32へ送り込む
ために扉124が開かれた時に、炉30及び32の異なった雰
囲気が互いに混合することを防止する。
回転拡散炉32と回転均一化炉34は浸炭炉30と同様な構造
であるが、通常、浸炭炉30より小さい室を有し、例えば
浸炭炉30が載置部材位置を14箇所備えるのに対して８箇
所の載置部材位置を備えている。これは、炉32及び34内
での部品の滞留時間が浸炭炉30内でのそれより相当短い
から可能であり、従って浸炭炉30での処理数と同じ数の
部品を、より少ない載置部材位置で処理できる。もちろ
ん回転炉30、32及び34の一部又は全部が全容量以下で稼
働する場合もあり、種類の異なる部品を収納した載置部
材を選別するためには、載置部材位置を空にしておくこ
とが望まれる場合もある。
拡散炉32は回転炉床140と二つの温度制御区域144を含
み、均一の雰囲気を維持するために各区域が温度センサ
146と屋根に取り付けられたファン148を備えている。第
１図に示す好適な炉システム20においては、回転拡散炉
32の炉室128は、半径流型の一個の屋根ファン148をそれ
ぞれ備えた二つの区域144を含んでいる。拡散炉32は、
部品の外層の炭素含有量を調節して、典型的には部品の
表面から所定の深さまで均一レベルの炭素を生成する作
用を有している。これを達成するため、浸炭炉30で使用
されるものよりも炭素含有率が幾分低い（例えば0.9
％）雰囲気が、炭素富化ガスが出力に加えられる吸熱式
ガス発生器によって拡散炉32に供給される。望ましい炭
素レベルは、酸素プローブを含んでもよい適当な雰囲気
分析・制御器を介して維持される。例えば1700゜Fの選択
された拡散温度を維持するため、内外側壁154及び156間
に放熱管152（第３図参照）が延設されている。
拡散炉32は、浸炭器30と同様、その炉床140が要求に応
じて部品の載置部材を炉32内のいかなる位置からも排出
位置へ移動させることができるので、異なる拡散時間が
必要な部品の拡散炉室128内での同時処理が可能であ
る。従って、選択された部品が拡散炉32で所定時間熱処
理された後、炉床140が回転して部品を収納した載置部
材を、均一化炉34に至る戸口通路と整列状であって、か
つドーナツ形拡散炉32に形成された中心部の孔133内に
位置する電動の内蔵チェーン式押圧手段162とも整列状
の排出位置158へ移動させる。そして浸炭器30と拡散炉3
2の間の二重扉124と同様な二重扉168が開かれ、載置部
材が均一化炉34へ押し入れられる。本発明のこの実施例
では、均一化炉34は、浸炭炉30から拡散炉32を介して間
接的に部品を受け取るように配列される。
均一化炉34は回転炉30及び32と同様な構造であり、（第
４図参照）回転炉床170、放熱管172、そしてその炉室17
4の制御された炭素富化（例えば0.9％）雰囲気を維持す
るための手段（図示しない）を含んでいる。均一化炉室
174の雰囲気の均一性維持を助けるために、一個ないし
複数個の半径流式ファン176が屋根180に延設され、均一
化炉は、二つの温度制御区域を含み、その各区域は温度
センサ178を備えている。また、均一化炉34は、必要に
応じて異なる急冷及び冷却処理が利用できるように、三
つの出口186、187及び188を含む。従って、均一化器34
は、部品を異なる急冷ステーションへ移動させる上で相
当な柔軟性を備えた搬送装置として機能する。また、急
冷前に部品の温度を拡散温度から所定レベル（例えば15
40゜F）に下げたり、出口187に隣接した徐冷室202から均
一化器34へ再導入された部品を再加熱する機能を持つ。
第１図に示すように、ドーナツ形均一化炉34に形成され
た中心部の開口189には、均一化器34の三つの出口186、
187及び188とそれぞれ整列した三つの電動の内蔵チェー
ン式押圧手段190、191及び192が配置されている。ま
た、回転拡散炉32から均一化炉室174へ押し入れられ
る。又は均一化器34の出口187と整列した徐冷室202から
戻される載置部材を正しく位置決めするための載置部材
位置決め手段193及び194も孔189内に設けられている。
ドーナツ開口ないし孔189の大きさをできるだけ小さく
するために、押圧手段190、191及び192のチェーン保持
管196と「剛性」チェーン195を駆動するスプロケット19
8が、予熱炉22用の内蔵チェーン式押圧手段48及び65の
ように水平ではなく、縦向きに取り付けられていること
が望ましい（第４図参照）。従って、例えば屋根に取り
付けられたモータによって押圧手段190、191及び192の
スプロケット198が駆動されると、チェーン195が90度の
屈曲部203と207に沿って均一化炉室174に水平に、かつ
保持部196内で縦横に出退する。回転炉30及び32の押圧
手段130及び162も縦向きに取り付けられている。
また、第１図に示すように、均一化器34の出口186は、
オイル等の急冷媒体を収納したタンク内に部品を降下さ
せてから、後続の急冷後処理のためにそれを上昇させる
エレベータを含む公知装置であるエレベータ式浸せき急
冷装置200から扉199によって隔てられている。均一化器
34の出口位置186へ回転搬送された部品は電動の内蔵チ
ェーン式押圧手段190によって浸せき急冷装置200のエレ
ベータに移送される。そして部品は降ろされて浸せき急
冷された後、持ち上げられて急冷後搬送経路201へ移さ
れる。
例えば700〜800゜Fに徐冷される部品の場合は、均一化器
34の炉床170が二位置型徐冷室202に向かう出口187付近
まで回転する。一枚の接続用内側式扉204が上昇し、電
動の内蔵チェーン式押圧手段191によって載置部材が徐
冷室202の二つの載置部材位置の一方へ移動させられ
る。そして載置部材は、リフト機構によって徐冷位置へ
持ち上げられ、徐冷室の上部外側をおおう水冷プレート
と、屋根に取り付けられた二個の軸流ファン205で循環
される雰囲気とによって冷却が行われる。二つの載置部
材位置が設けられることによって、「前部」又は「後
部」位置のいずれかにある載置部材をいつでも降ろし、
押圧手段206で均一化器34へ戻して再加熱した後、急冷
又は再び徐冷サイクルへ回すことができる。また、載置
部材を徐冷室202の後部位置から押し出す内蔵チェーン
式押圧手段208の作用により、載置部材を徐冷室202から
直接載置部材回送路210へ移すこともできる。このよう
にして、徐冷を受けている二つの載置部材の一方を取り
除くことが可能である。
均一化路34へ戻された部品は、均一化路室174で再加熱
され、浸せき急冷装置200により、又はプレス急冷保持
室214から取り出された部品を手作業で詰め込むプレス
急冷器212で急冷される。室214は均一化器34の出口188
付近に接続されており、扉216が開けられて電動の内蔵
チェーン式押圧手段192が動作することによって部品の
供給を受ける。プレス急冷器212は、急冷媒体が作用す
る間部品を締付け保持する固定具ないしダイスを有し、
浸せき急冷装置200で処理すると変形する恐れが強い部
品の急冷に利用される。
プレス急冷保持室214は、部品温度を例えば約1540゜Fの
所定レベルに維持するために炉床の上方で室を横切って
延設された放熱管を備え、炭素含有量が均一化炉34の場
合と同じ又はそれより若干少ない炭素富化雰囲気の供給
を受けることが望ましい。室214は、異なる種類の部品
を収納した載置部材を保持する二つの載置部材位置、例
えば積み重ねられたギヤ用の第一の位置218とシャフト
用の第２の位置220を備えている。位置218に対しては上
下動壁スロット式扉222を通じて出し入れができ、位置2
20に対してはサルーン式縦方向ヒンジ付扉224を通じて
出し入れができる。これらの異なる扉構成によって、扉
222及び224を繰り返し開く間にプレス急冷保持室214内
へ侵入する空気を最小限に抑えながら、特定部品を出し
入れし易くしている。
急冷された後、部品は炉システム20の他の公知構成を介
して急冷後処理へ送られる。プレス急冷された部品は、
急冷用載置部材冷却ステーション232に取り付けられた
小型ファン230の作用で冷却された載置部材に載置さ
れ、ドッグレール搬送装置等の適当な搬送機構によって
搬送路201に沿って送られる。
第１図に示すように、急冷された部品は、急冷後位置23
4に到着する順に、洗浄用（そして、必要に応じてすす
ぎ用）のタンク236及び（必要に応じて）焼戻し炉24を
通される。炉24は、部品の応力を緩和し、硬さを低下さ
せて延性を増すために例えば約300゜Fの温度に再加熱す
る横断面が矩形の電気加熱式又はガスだきの式の炉であ
ってもよい。必要に応じて、焼戻し炉24の出口242付近
に設けられたステーション240で部品のくせ取りを手作
業で行う。くせ取り作業前に部品を高温（例えば約300゜
F）に保つために、手動の部品取出し扉を備えた電気加
熱室244が設けられている。部品を積み卸し区域38へ搬
送する間行われる別の作業としては、部品をその保持具
から取り外す作業がある。載置部材の歪をできるだけ抑
えるために載置部材反転ステーション246が使用され
る。部品の清浄化は、ショットブラスト（shot blast）
・ステーション（図示しない）で行うことができる。
炉システム20全体は、システムに含まれる種々の扉、押
圧手段及び種々の炉の回転炉床を制御し、炉の温度なら
びに雰囲気中の炭素含有量を予め設定するためのメニュ
ー及び記憶された指示を含むコンピュータを利用した制
御部250によって制御される。また、制御部250は、各回
転炉内における各部品載置部材の位置及び処理状態を絶
えず掌握するために、各回転炉の駆動機構92に連係され
たエンコーダに接続されている。部品を継続的に掌握す
ることにより、運転停止の際に炉システム内での各載置
部材の位置を即座に判定できるとともに、各部品の処理
記録を蓄積して品質管理を容易にすることができる。
炉システム20の回転炉30、32及び34のサイズは、そのド
ーナツ形状の中心部の開口ないし孔内に押圧手段構造と
載置部材位置決め手段を容易に取り付けることができ、
保守管理のために中心部の開口に対する出入りが可能
で、載置部材の処理及び炉の保守管理に十分な大きさの
炉室が確保できるよう設定される。
本発明の各回転炉は、既に述べたように拡散炉32と均一
化炉34の外径が浸炭炉のそれより多少小さいのが望まし
いが、例えば中央部の開口の最小直径が約５フィート
で、炉の全直径が約30フィートまでである。典型的な載
置部材寸法は約30インチ平方で、生産時の回転炉の炉床
の典型的な回転速度は１分間に約一回転である。この比
較的速い速度は生産時における炉床の二方向回転を不要
にし、部品の均一な熱処理を保証するのに役に立つ。熱
処理される部品の種類と望まれる実効、拡散表面層（ca
se）の深さによって異なるが、処理サイクルの間、部品
は浸炭炉30に約７〜15時間、拡散炉32と均一化炉34それ
ぞれに約1.5〜４時間滞留する。
第９図は本発明の別実施例の平面図で、前述の炉システ
ム20の対応する構成部材と同じ番号がこのシステムの炉
及び他の部分に付されている。第９図に示された炉シス
テム280は、別個の拡散炉を含まず、拡散及び均一化処
理が一個の回転炉282で行われる点で第１図のシステム
と相違する。すなわち、この実施例では、回転炉282が
本発明の均一化炉を構成する。回転炉282とは別の炉で
の拡散処理を必要としない部品は、二基の回転炉システ
ム280で容易に、かつ三基の回転炉システムの他のすべ
ての長所と柔軟性を維持しながら、前述のシステム20の
場合より短い全所要時間とより低コストで処理できる。
この詳細な説明に開示され、図面に示された炉システム
は好適な実施例であって、本発明の趣旨と範囲から逸脱
せずに種々の変更が可能である。本発明はすべての実施
例とそれらの均等物として以下の請求の範囲に定義され
ている。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】浸炭室と、前記浸炭室から直接又は間接的
    に部品を受け取るように配置された均一化炉とを有する
    熱処理炉において、 前記均一化炉が、部品の載置部材を支持して該載置部材
    を運搬する運搬手段として機能するほぼ環形の回転炉床
    と、前記炉床を囲んで環状の均一化室を形成する断熱性
    の内外壁と、前記均一化室に制御された炭素雰囲気を形
    成する手段と、前記均一化室の温度を所定の値に維持す
    る手段とを備え、 前記均一化室から部品を受け取るように前記均一化室に
    接続された急冷装置と、 前記均一化室に接続され該均一化室から受け取った部品
    を前記均一化室の前記所定温度より低い温度に徐冷する
    徐冷室と、 前記均一化室から部品を前記徐冷室に、及びその逆に押
    し動かすための押圧手段と、 が設けられたことを特徴とする熱処理炉。
  2. 【請求項２】請求の範囲第１項に記載した熱処理炉にお
    いて、前記急冷装置が、プレス急冷保持機構と浸せき急
    冷機構の少なくとも１つを備え、前記均一化室から前記
    急冷装置に前記部品の載置部材を押すための押圧手段が
    設けられたことを特徴とする熱処理炉。
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