JPH08127814A - 鋼の熱処理方法 - Google Patents
鋼の熱処理方法Info
- Publication number
- JPH08127814A JPH08127814A JP26853194A JP26853194A JPH08127814A JP H08127814 A JPH08127814 A JP H08127814A JP 26853194 A JP26853194 A JP 26853194A JP 26853194 A JP26853194 A JP 26853194A JP H08127814 A JPH08127814 A JP H08127814A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat treatment
- gas
- furnace
- nitrogen gas
- treatment furnace
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 窒素ガスベースで熱処理する方法を提供す
る。 【構成】 熱処理炉(１)を窒素ガスでパージしながら昇
温し、炉内温度が所定温度に達すると、熱処理炉(１)に
供給する窒素ガスの流量を減少させるとともに、炭素数
２〜４で二重結合を有する炭化水素系ガスを窒素ガスに
添加して熱処理炉(１)内に供給し、この炭化水素系ガス
の添加量を熱処理炉(１)から排出される排ガス中のメタ
ン濃度に基づき制御する。
る。 【構成】 熱処理炉(１)を窒素ガスでパージしながら昇
温し、炉内温度が所定温度に達すると、熱処理炉(１)に
供給する窒素ガスの流量を減少させるとともに、炭素数
２〜４で二重結合を有する炭化水素系ガスを窒素ガスに
添加して熱処理炉(１)内に供給し、この炭化水素系ガス
の添加量を熱処理炉(１)から排出される排ガス中のメタ
ン濃度に基づき制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、炭素鋼や炭素合金鋼等
の鉄鋼を熱処理方法に関する。
の鉄鋼を熱処理方法に関する。
【０００２】
【従来技術】従来、鋼の熱処理は、ワークを収容した熱
処理炉を窒素ガスでパージしながら昇温し、熱処理炉内
の温度が所定温度に達すると、パージ用窒素ガスの供給
を止めるとともに、変成炉ガスを熱処理炉内に供給して
熱処理炉内を変成炉ガス雰囲気に維持し、この変成炉ガ
ス雰囲気中でワークを所定温度に加熱し、ワークを所定
温度で一定時間保持し、所定の冷却速度で熱処理をして
いた。
処理炉を窒素ガスでパージしながら昇温し、熱処理炉内
の温度が所定温度に達すると、パージ用窒素ガスの供給
を止めるとともに、変成炉ガスを熱処理炉内に供給して
熱処理炉内を変成炉ガス雰囲気に維持し、この変成炉ガ
ス雰囲気中でワークを所定温度に加熱し、ワークを所定
温度で一定時間保持し、所定の冷却速度で熱処理をして
いた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の熱処
理方式では、熱処理炉内に充満させるガスを変成炉発生
ガスで形成していたことから、変成炉の維持管理が面倒
である。また、球状化焼鈍のようなＡ１変態点域では処
理中に熱処理炉に撹拌モータ軸部分及びシール部分など
から外気が侵入すると、爆発する危険性があり、熱処理
炉などの気密性の確保が面倒であるとともに、エンリッ
チ方式で酸素計、二酸化炭素計によるカーボンコントロ
ール制御が困難であった。本発明はこのような点に着目
して窒素ガスベースで熱処理する方法を提供するもので
ある。
理方式では、熱処理炉内に充満させるガスを変成炉発生
ガスで形成していたことから、変成炉の維持管理が面倒
である。また、球状化焼鈍のようなＡ１変態点域では処
理中に熱処理炉に撹拌モータ軸部分及びシール部分など
から外気が侵入すると、爆発する危険性があり、熱処理
炉などの気密性の確保が面倒であるとともに、エンリッ
チ方式で酸素計、二酸化炭素計によるカーボンコントロ
ール制御が困難であった。本発明はこのような点に着目
して窒素ガスベースで熱処理する方法を提供するもので
ある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明は、熱処理炉内を窒素ガスでパージしながら
昇温し、炉内温度が所定温度に達すると、熱処理炉内に
供給する窒素ガスの流量を減少させるとともに、炭素数
２〜４で二重結合を有する炭化水素系ガスを窒素ガスに
添加して熱処理炉内に供給し、この炭化水素ガスの添加
量を熱処理炉から排出される排ガス中のメタン濃度に基
づき炉内雰囲気を制御するように構成したことを特徴と
している。
めに本発明は、熱処理炉内を窒素ガスでパージしながら
昇温し、炉内温度が所定温度に達すると、熱処理炉内に
供給する窒素ガスの流量を減少させるとともに、炭素数
２〜４で二重結合を有する炭化水素系ガスを窒素ガスに
添加して熱処理炉内に供給し、この炭化水素ガスの添加
量を熱処理炉から排出される排ガス中のメタン濃度に基
づき炉内雰囲気を制御するように構成したことを特徴と
している。
【０００５】
【作用】本発明では、熱処理炉内を窒素ガスでパージし
ながら昇温し、炉内温度が所定温度に達すると、熱処理
炉内に供給する窒素ガスの流量を減少させるとともに、
炭素数２〜４で二重結合を有する炭化水素系ガスを窒素
ガスに添加して熱処理炉内に供給し、この炭化水素系ガ
スの添加量を熱処理炉から排出される排ガス中のメタン
濃度に基づき炉内雰囲気を制御するように構成している
ので、ワーク中の炭素量のコントロールは低温度で分解
する炭素数２〜４で二重結合を有する炭化水素系ガスを
用い、外乱として炉壁や炉壁の間隙から侵入した酸素や
水分と炭化水素系ガスとを反応させて一酸化炭素を生成
することにより行う。
ながら昇温し、炉内温度が所定温度に達すると、熱処理
炉内に供給する窒素ガスの流量を減少させるとともに、
炭素数２〜４で二重結合を有する炭化水素系ガスを窒素
ガスに添加して熱処理炉内に供給し、この炭化水素系ガ
スの添加量を熱処理炉から排出される排ガス中のメタン
濃度に基づき炉内雰囲気を制御するように構成している
ので、ワーク中の炭素量のコントロールは低温度で分解
する炭素数２〜４で二重結合を有する炭化水素系ガスを
用い、外乱として炉壁や炉壁の間隙から侵入した酸素や
水分と炭化水素系ガスとを反応させて一酸化炭素を生成
することにより行う。
【０００６】
【実施例】図１はベル型炉を使用して焼鈍する装置の概
略図であり、符号(１)はベル型炉で形成した熱処理炉で
あり、この熱処理炉(１)の底部に撹拌ファン(２)が配置
してあり、この撹拌ファン(２)のファン軸(３)は熱処理
炉(１)の底壁(４)を貫通して炉外に突出している。
略図であり、符号(１)はベル型炉で形成した熱処理炉で
あり、この熱処理炉(１)の底部に撹拌ファン(２)が配置
してあり、この撹拌ファン(２)のファン軸(３)は熱処理
炉(１)の底壁(４)を貫通して炉外に突出している。
【０００７】また、熱処理炉(１)の底壁(４)には、雰囲
気ガス導入口(５)と雰囲気ガス導出口(６)とが形成して
あり、雰囲気ガス導入口(５)には窒素ガス供給路(７)と
添加用炭化水素ガス供給路(８)を合流させて接続させて
ある。窒素ガス供給路(７)は流量調節可能な開閉弁(９)
と流量計(10)を介して窒素ガスボンベ等の窒素ガス源(1
1)に接続してあり、添加用炭化水素系ガス供給路(８)は
流量調節弁(12)と流量計(13)を介して添加用炭化水素系
ガス容器(14)に接続してある。なお、添加用炭素水素系
ガスとしては、プロピレンが使用されている。
気ガス導入口(５)と雰囲気ガス導出口(６)とが形成して
あり、雰囲気ガス導入口(５)には窒素ガス供給路(７)と
添加用炭化水素ガス供給路(８)を合流させて接続させて
ある。窒素ガス供給路(７)は流量調節可能な開閉弁(９)
と流量計(10)を介して窒素ガスボンベ等の窒素ガス源(1
1)に接続してあり、添加用炭化水素系ガス供給路(８)は
流量調節弁(12)と流量計(13)を介して添加用炭化水素系
ガス容器(14)に接続してある。なお、添加用炭素水素系
ガスとしては、プロピレンが使用されている。
【０００８】一方、雰囲気ガス導出口(６)からの排気ガ
ス路(15)には、オリフィス(16)が配置してあり、このオ
リフィス(16)よりも上流側部分から分岐導出させた分析
用ガス導出管(17)が分析計(18)に接続している。そし
て、この分析計(18)で分析検出したメタンガス濃度に基
づき、添加用炭化水素系ガス供給路(８)に配置した流量
調節弁(12)の開閉度を調節するようにしてある。
ス路(15)には、オリフィス(16)が配置してあり、このオ
リフィス(16)よりも上流側部分から分岐導出させた分析
用ガス導出管(17)が分析計(18)に接続している。そし
て、この分析計(18)で分析検出したメタンガス濃度に基
づき、添加用炭化水素系ガス供給路(８)に配置した流量
調節弁(12)の開閉度を調節するようにしてある。
【０００９】このような構成による熱処理炉での焼鈍操
作の手順を以下に説明する。処理するワーク(Ｗ)を熱処
理炉(１)内にセットする。このワークのセット時に炉室
内は大気雰囲気になり、また炉壁内には大気や水蒸気が
侵入している。そしてこのまま昇温すると、この大気中
の酸素の影響でワーク表面が酸化することになるから、
熱処理炉(１)内を昇温しながら、窒素ガス供給路(７)か
ら窒素ガスを供給して、炉室内の大気を窒素ガスで置換
する。
作の手順を以下に説明する。処理するワーク(Ｗ)を熱処
理炉(１)内にセットする。このワークのセット時に炉室
内は大気雰囲気になり、また炉壁内には大気や水蒸気が
侵入している。そしてこのまま昇温すると、この大気中
の酸素の影響でワーク表面が酸化することになるから、
熱処理炉(１)内を昇温しながら、窒素ガス供給路(７)か
ら窒素ガスを供給して、炉室内の大気を窒素ガスで置換
する。
【００１０】炉室内が残留酸素濃度１００ppm 程度の窒
素雰囲気となり、炉室内の温度がプロピレンの分解温度
である５５０℃程度になると、窒素ガス供給路(７)の開
閉弁(９)を絞ってその流量を半減させるとともに、添加
用炭化水素系ガス供給路(８)の流量調整弁(12)を調節開
弁して、プロピレンガスを窒素ガスに１％程度添加した
状態で熱処理炉(１)内に供給する。
素雰囲気となり、炉室内の温度がプロピレンの分解温度
である５５０℃程度になると、窒素ガス供給路(７)の開
閉弁(９)を絞ってその流量を半減させるとともに、添加
用炭化水素系ガス供給路(８)の流量調整弁(12)を調節開
弁して、プロピレンガスを窒素ガスに１％程度添加した
状態で熱処理炉(１)内に供給する。
【００１１】図２に示す熱処理パターンに基づき、この
プロピレンガスを１％添加した窒素ガスの供給を継続し
た状態でワークをＡ１変態温度よりも２０℃程度高い温
度に１０時間程度維持し、その後ゆっくりと冷却して、
ワークを焼鈍する。
プロピレンガスを１％添加した窒素ガスの供給を継続し
た状態でワークをＡ１変態温度よりも２０℃程度高い温
度に１０時間程度維持し、その後ゆっくりと冷却して、
ワークを焼鈍する。
【００１２】この高温維持期間に、撹拌ファン軸(３)の
挿通部分等からわずかに外気が侵入するが、このとき、
酸素や水分等の酸化性ガスが炉内に存在すると、プロピ
レンは次のように反応して一酸化炭素ガスと水素ガスを
生成し、ワークの脱炭を防止する。
挿通部分等からわずかに外気が侵入するが、このとき、
酸素や水分等の酸化性ガスが炉内に存在すると、プロピ
レンは次のように反応して一酸化炭素ガスと水素ガスを
生成し、ワークの脱炭を防止する。
【化１】
【００１３】一方、高温維持期間中に、炉内の酸化性ガ
ス量がなくなると、プロピレンは次のように分解してメ
タンガスを生成する。
ス量がなくなると、プロピレンは次のように分解してメ
タンガスを生成する。
【化２】 そしてこのカーボン量が多くなると、ワーク表面から浸
炭することになる。
炭することになる。
【００１４】このため、排気ガス中のメタンガス量を分
析検出し、そのメタンガス量に基づき、添加用炭化水素
ガス供給路(８)での流量調整弁(12)の開弁量調節して、
窒素ガスへのプロピレンガス添加量を調整する。そし
て、炉の気密度にもよるが、プロピレンガスの添加量が
２％をこえると、上記式の分解がおこり、ワークの表
面に浸炭が見られ、炉壁にも遊離炭素の付着が見られ
た。また、プロピレンの添加量が１％を切ると、ワーク
の表面に脱炭が見られた。この結果、焼鈍作業でプロピ
レンの添加量を１〜２％に制御することが望ましい。な
お、プロピレンの添加量を調整することにより、浸炭処
理や脱炭処理を行うこともできる。
析検出し、そのメタンガス量に基づき、添加用炭化水素
ガス供給路(８)での流量調整弁(12)の開弁量調節して、
窒素ガスへのプロピレンガス添加量を調整する。そし
て、炉の気密度にもよるが、プロピレンガスの添加量が
２％をこえると、上記式の分解がおこり、ワークの表
面に浸炭が見られ、炉壁にも遊離炭素の付着が見られ
た。また、プロピレンの添加量が１％を切ると、ワーク
の表面に脱炭が見られた。この結果、焼鈍作業でプロピ
レンの添加量を１〜２％に制御することが望ましい。な
お、プロピレンの添加量を調整することにより、浸炭処
理や脱炭処理を行うこともできる。
【００１５】上記実施例では、添加する炭化水素をプロ
ピレンガスとしたが、エチレンガスを使用するようにし
てもよい。この場合、ワークの加熱温度よりも低温で分
解する炭化水素が必要となるから、炭素数２から炭素数
４で分解しやすい二重結合を有する炭化水素が最適であ
るが、プロパンやエタン等の二重結合を有しない炭化水
素であってもよい。
ピレンガスとしたが、エチレンガスを使用するようにし
てもよい。この場合、ワークの加熱温度よりも低温で分
解する炭化水素が必要となるから、炭素数２から炭素数
４で分解しやすい二重結合を有する炭化水素が最適であ
るが、プロパンやエタン等の二重結合を有しない炭化水
素であってもよい。
【００１６】
【発明の効果】本発明では、熱処理炉内を窒素ガスでパ
ージしながら昇温し、炉内温度が所定温度に達すると、
熱処理炉内に供給する窒素ガスの流量を減少させるとと
もに、炭素数２〜４で二重結合を有する炭化水素系ガス
を窒素ガスに添加して熱処理炉内に供給し、この炭化水
素系ガスの添加量を熱処理炉から排出される排ガス中の
メタン濃度に基づき制御するように構成しているので、
炉内に残存している酸素や水分と炭化水素系ガスとを反
応させて一酸化炭素を生成してワーク中の炭素量のコン
トロールすることができ、炭化水素ガスの添加量により
脱炭処理や浸炭処理、あるいは脱炭又は浸炭することな
しに熱処理できる。しかも、その場合、窒素ガスに炭化
水素系ガスを微量添加するだけであることから、従来の
変成炉ガスを使用するものに比べて安全面で優れている
うえ、変成炉を必要としない分だけ構造が簡素化され、
変成炉の維持管理も必要ないので、ランニングコストも
低下させることかできる。
ージしながら昇温し、炉内温度が所定温度に達すると、
熱処理炉内に供給する窒素ガスの流量を減少させるとと
もに、炭素数２〜４で二重結合を有する炭化水素系ガス
を窒素ガスに添加して熱処理炉内に供給し、この炭化水
素系ガスの添加量を熱処理炉から排出される排ガス中の
メタン濃度に基づき制御するように構成しているので、
炉内に残存している酸素や水分と炭化水素系ガスとを反
応させて一酸化炭素を生成してワーク中の炭素量のコン
トロールすることができ、炭化水素ガスの添加量により
脱炭処理や浸炭処理、あるいは脱炭又は浸炭することな
しに熱処理できる。しかも、その場合、窒素ガスに炭化
水素系ガスを微量添加するだけであることから、従来の
変成炉ガスを使用するものに比べて安全面で優れている
うえ、変成炉を必要としない分だけ構造が簡素化され、
変成炉の維持管理も必要ないので、ランニングコストも
低下させることかできる。
【図１】焼鈍装置の一例を示す概略図である。
【図２】熱処理パターンを示す時間−温度関係グラフで
ある。
ある。
Ｗ…ワーク、１…熱処理炉。
Claims (4)
- 【請求項１】 低炭素鋼や低炭素合金鋼からなるワーク
(Ｗ)を収容した熱処理炉(１)の内部に非酸化性ガスを注
入し、非酸化性ガス雰囲気中で加熱処理する鋼の熱処理
方法において、熱処理炉(１)を窒素ガスでパージしなが
ら昇温し、炉内温度が所定温度に達すると、熱処理炉
(１)に供給する窒素ガスの流量を減少させるとともに、
炭素数２〜４で二重結合を有する炭化水素系ガスを窒素
ガスに添加して熱処理炉(１)内に供給し、この炭化水素
ガスの添加量を熱処理炉(１)から排出される排ガス中の
メタン濃度に基づき制御するように構成した鋼の熱処理
方法。 - 【請求項２】 窒素ガスへの炭化水素系ガスの添加量を
１〜２％に制御することにより、ワーク(Ｗ)を脱炭も浸
炭も起こすことなく熱処理する請求項１に記載の鋼の熱
処理方法。 - 【請求項３】 窒素ガスへの炭化水素系ガスの添加量を
１％未満に制御することにより、ワーク(Ｗ)の表面を脱
炭する請求項１に記載の鋼の熱処理方法。 - 【請求項４】 窒素ガスへの炭化水素ガス系の添加量を
２％以上に制御することにより、ワーク(Ｗ)の表面を浸
炭する請求項１に記載の鋼の熱処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26853194A JP2929068B2 (ja) | 1994-11-01 | 1994-11-01 | 鋼の熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26853194A JP2929068B2 (ja) | 1994-11-01 | 1994-11-01 | 鋼の熱処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08127814A true JPH08127814A (ja) | 1996-05-21 |
| JP2929068B2 JP2929068B2 (ja) | 1999-08-03 |
Family
ID=17459815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26853194A Expired - Fee Related JP2929068B2 (ja) | 1994-11-01 | 1994-11-01 | 鋼の熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2929068B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016121962A (ja) * | 2014-12-25 | 2016-07-07 | オリエンタルエンヂニアリング株式会社 | 酸素センサ校正システム及び酸素センサの校正方法 |
| TWI580792B (zh) * | 2016-05-09 | 2017-05-01 | 中國鋼鐵股份有限公司 | 減少含碳鋼胚高溫表面脫碳的方法 |
-
1994
- 1994-11-01 JP JP26853194A patent/JP2929068B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016121962A (ja) * | 2014-12-25 | 2016-07-07 | オリエンタルエンヂニアリング株式会社 | 酸素センサ校正システム及び酸素センサの校正方法 |
| TWI580792B (zh) * | 2016-05-09 | 2017-05-01 | 中國鋼鐵股份有限公司 | 減少含碳鋼胚高溫表面脫碳的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2929068B2 (ja) | 1999-08-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1084392A (en) | Methods for carburizing steel parts | |
| JP2000178710A (ja) | 浸炭および浸炭窒化処理方法 | |
| US4208224A (en) | Heat treatment processes utilizing H2 O additions | |
| JPH06172960A (ja) | 真空浸炭方法 | |
| JPH064906B2 (ja) | 金属加工物の浸炭法 | |
| US4152177A (en) | Method of gas carburizing | |
| KR100512187B1 (ko) | 열처리로의 분위기 제어방법 및 장치 | |
| US20080149225A1 (en) | Method for oxygen free carburization in atmospheric pressure furnaces | |
| US1979820A (en) | Heat treatment | |
| JPH08127814A (ja) | 鋼の熱処理方法 | |
| US4236941A (en) | Method of producing heat treatment atmosphere | |
| JP6543213B2 (ja) | 表面硬化処理方法および表面硬化処理装置 | |
| US4359351A (en) | Protective atmosphere process for annealing and or spheroidizing ferrous metals | |
| JP2001214255A (ja) | 金属表面のガス硬化処理方法 | |
| GB2044804A (en) | Heat treatment method | |
| KR100522050B1 (ko) | 열처리로의분위기제어방법및장치 | |
| JP2003147506A (ja) | 鋼材部品の浸炭方法 | |
| JP6543208B2 (ja) | ガス浸炭方法およびガス浸炭装置 | |
| JPH04107256A (ja) | 浸炭炉 | |
| JPH06317380A (ja) | 金属部品のガス雰囲気熱処理炉 | |
| JPH0515782B2 (ja) | ||
| JPH08296028A (ja) | 金属部材を浸炭又は浸炭窒化する炉雰囲気のｃｏ含有量を制御する方法と装置 | |
| JPH0232678Y2 (ja) | ||
| SK2532000A3 (en) | Method and device for thermal treatment of parts | |
| JPS6372821A (ja) | 金属処理方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080521 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090521 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090521 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100521 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110521 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130521 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130521 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140521 Year of fee payment: 15 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |