JPH09157737A - 雰囲気ガス供給方法及び装置 - Google Patents

雰囲気ガス供給方法及び装置

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JPH09157737A
JPH09157737A JP32077495A JP32077495A JPH09157737A JP H09157737 A JPH09157737 A JP H09157737A JP 32077495 A JP32077495 A JP 32077495A JP 32077495 A JP32077495 A JP 32077495A JP H09157737 A JPH09157737 A JP H09157737A
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gas
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Mitsuyasu Yamada
光康 山田
Hideki Iwamoto
秀樹 岩本
Yoshinobu Tsuzaki
好信 津崎
Takashi Kuriyama
隆 栗山
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 雰囲気ガス炉内の雰囲気ガスを安定させるこ
とができる雰囲気ガス供給方法及び装置を提供する。 【解決手段】 ラジアントチューブ33の排気ガスが、
2O除去装置41にてH2Oが除去され、雰囲気ガスと
なる。この雰囲気ガスと雰囲気ガス発生装置1によって
発生した雰囲気ガスとが混合されて、混合雰囲気ガスと
なり、この混合雰囲気ガスが導管43を通流して炉31
内に供給される。この場合に、混合雰囲気ガスのCO濃
度はCO計6により測定され、この測定結果に基づい
て、制御手段9により燃料弁5の開閉度が調整され、雰
囲気ガス発生装置1のバーナー3の燃焼が制御される。
このため、ラジアントチューブ33が排出する排気ガス
の化学成分が変動した場合であっても、混合雰囲気ガス
のCO濃度が常に適切なものとなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属又は合金材を熱処
理する雰囲気ガス炉の雰囲気ガス供給方法及び装置に関
し、特に雰囲気ガス炉内の雰囲気ガスの化学成分を一定
に保持することができる雰囲気ガス供給方法及び装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、雰囲気ガス炉内のラジアント
チューブから排出された排気ガスを雰囲気ガス炉内に導
入し、排気ガスを雰囲気ガスとして再利用している(特
開昭61−73824号公報及び特開昭61−6771
5号公報)。このように、排気ガスを雰囲気ガスとして
使用することによって、資源を節約することができると
共に、排気ガスが高温であるため、排気ガスを加熱する
必要がなく、エネルギー消費を節約することができる。
【0003】図3は、従来の雰囲気ガス供給装置を示す
模式図である。雰囲気ガス炉31は断熱材32に覆われ
ており、炉31内には、金属又は合金製の被熱処理材6
1が挿入されている。断熱材32を貫通して、炉31内
に複数本のラジアントチューブ33が入り込んでいる。
ラジアントチューブ33の一端34aからラジアントチ
ューブ33内にバーナー35が挿入されている。一端3
4aは導管36に接続されており、導管36は分岐管3
7を介して導管38a及び38bに接続されている。導
管38aには調整弁39aが設けられ、導管38a内を
通流する燃料ガスの流量を調整できるようになってい
る。一方、導管38bには調整弁39bが設けられ、導
管38b内を通流する空気の流量を調整することができ
る。調整弁39a及び39bの開閉度を変化させること
により、空燃比を変化させ、バーナー35の燃焼状態を
最適なものに保つことができる。ラジアントチューブ3
3の他端34bには導管40を介して、H20除去装置
41が設置されている。ラジアントチューブ33の排気
ガスが、除去装置41を通過することにより、雰囲気ガ
スとして不必要なH2Oが除外され、排気ガスはDXガ
ス(CO:2乃至3体積%、H2:2乃至3体積%、C
2:10乃至12体積%及びN2:残部)となる。H2
O除去装置41は導管43に接続されており、導管43
には調整弁44が設けられている。導管43は断熱材3
2を貫通して雰囲気ガス炉31内に入り込んでおり、雰
囲気ガスは導管43を通流して、炉31内に供給される
ようになっている。
【0004】このように構成された雰囲気ガス供給装置
において、調整弁39aにより燃料ガスの流量を調整す
ると共に、調整弁39bにより空気の流量を調整した
後、導管38aから燃料ガスを導入し、また導管38b
から空気を導入して、これらの気体を分岐管37におい
て混合し、得られた混合気を導管36を介してラジアン
トチューブ33内のバーナー35内に流入させ、混合気
を燃焼させる。そうすると、バーナー35がラジアント
チューブ33を加熱し、ラジアントチューブ33の熱に
より炉31内の雰囲気ガスが高温となる。雰囲気ガスの
熱により、被熱処理材61が熱処理される。また、ラジ
アントチューブ33から排気ガスが排出され、この排気
ガスはH2O除去装置41にてH2Oが除去され、DXガ
スとなる。得られたDXガスは、調整弁44にて流量が
調整された後、雰囲気ガスとして導管43により、炉3
1内に供給される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来技術には、以下に示す問題点がある。即ち、ラジア
ントチューブ33は、炉内の雰囲気ガスを加熱するため
に設置されたものであるため、燃料ガスの熱量が変動す
ることにより、ラジアントチューブ33より排出される
排気ガスの成分に変動が生じる。このため、適切な化学
成分を有する雰囲気ガスを安定して得ることが困難であ
るという問題点がある。
【0006】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、雰囲気ガス炉内の雰囲気ガスを安定させる
ことができる雰囲気ガス供給方法及び装置を提供するこ
とを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係る雰囲気ガス
供給方法は、雰囲気ガス炉内を加熱するラジアントチュ
ーブから排出された排気ガスと、雰囲気ガス発生装置の
バーナーの燃焼により発生した雰囲気ガスとを混合して
混合雰囲気ガスとし、この混合雰囲気ガスの化学成分を
測定し、得られた測定結果に基づいて、前記雰囲気ガス
発生装置のバーナーの燃焼を制御しつつ、前記混合雰囲
気ガスを前記雰囲気ガス炉内に供給することを特徴とす
る。
【0008】この場合に、前記混合雰囲気ガスの化学成
分のうちCOの濃度に基づいて前記バーナーの燃焼を制
御することができる。
【0009】また、前記雰囲気ガス炉は連続熱処理炉の
加熱帯であってもよい。
【0010】本発明に係る雰囲気ガス供給装置は、雰囲
気ガス炉と、この雰囲気ガス炉内を加熱するラジアント
チューブと、バーナーの燃焼により雰囲気ガスを発生さ
せる雰囲気ガス発生装置と、前記雰囲気ガスと前記ラジ
アントチューブから排気される排気ガスとを混合して混
合雰囲気ガスとし、この混合雰囲気ガスを前記雰囲気ガ
ス炉内に導入する配管と、この配管を通流する前記混合
雰囲気ガスの化学成分を測定する測定器と、この測定の
測定結果に基づいて前記雰囲気ガス発生装置のバーナー
の燃焼を制御する制御手段とを有することを特徴とす
る。
【0011】
【作用】本発明に係る雰囲気ガス供給方法においては、
雰囲気ガス炉内を加熱するラジアントチューブから排出
された排気ガスと、雰囲気ガス発生装置のバーナーの燃
焼により発生した雰囲気ガスとを混合して混合雰囲気ガ
スとし、この混合雰囲気ガスを雰囲気ガス炉内に供給す
る。この場合に、混合雰囲気ガスの化学成分を測定し、
この測定結果に基づいてバーナーの燃焼を制御する。そ
うすると、ラジアントチューブに供給される燃料ガスの
熱量が変化し、ラジアントチューブから発生する排気ガ
スの化学成分が変化した場合であっても、バーナーの燃
焼を制御することにより、混合雰囲気ガスの化学成分を
適切なものとし、雰囲気ガス炉内の雰囲気ガス濃度を安
定させることができる。これにより、炉内の被熱処理材
の品質を安定させることができると共に、被熱処理材に
酸化及び変色が発生することを防止できる。
【0012】なお、混合雰囲気ガスの化学成分に含まれ
る化学成分としては、H2、CO2及びCO等がある。こ
の場合に、H2及び/又はCO2の濃度を制御することも
可能であるが、CO成分に対する制御装置及び機器の入
手が容易であるため、CO成分を制御することが好まし
い。
【0013】また、本発明における雰囲気ガス供給方法
を連続熱処理炉の加熱帯に適用することができる。純銅
製の金属管コイル等を連続処理炉で熱処理する場合に
は、雰囲気ガスの化学組成の変動により、金属管コイル
等に酸化及び変色等が発生しやすいが、本発明を実施す
ることによって、この酸化及び変色を防止し、金属管コ
イル等を良好に熱処理することができる。
【0014】本発明に係る雰囲気ガス供給装置において
は、雰囲気ガス供給装置のバーナーを燃焼させ、発生し
た雰囲気ガスとラジアントチューブから排出された排気
ガスとを混合して、混合雰囲気ガスとした後、この混合
雰囲気ガスを配管内を通流させて雰囲気ガス炉内に導入
する。この場合に、混合雰囲気ガスの化学成分を測定
し、この測定結果に基づいて、雰囲気ガス発生装置のバ
ーナーの燃焼を制御する。そうすると、上述の雰囲気ガ
ス供給方法と同様に、ラジアントチューブに供給される
燃料ガスの熱量が変化し、ラジアントチューブから排出
される排気ガスの化学成分が変化した場合であっても、
バーナーの燃焼を制御することにより、混合雰囲気ガス
の化学成分を適切なものとし、雰囲気ガス炉内の雰囲気
ガス濃度を安定させることができる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例について、添付の図面
を参照して具体的に説明する。図1は本発明の実施例に
係る雰囲気ガス供給方法及び装置を示す模式図である。
図1において、図3と同一物には同一符号を付してその
詳細な説明は省略する。雰囲気ガス発生装置1は雰囲気
ガスを発生し、この雰囲気ガス発生装置1のガス供給口
にはH2O除去装置42が接続されている。このH2O除
去装置42は分岐管2が接続されている。分岐管2の残
りの管端のうち、一方の管端は調整弁44に接続されて
おり、他方の管端は導管43に接続されている。雰囲気
ガス発生装置1の上部にはバーナー3が設置されてい
る。このバーナー3には導管4が接続され、導管4の途
中に燃料弁5が設けられている。導管4により供給され
る燃料でバーナー3は燃焼し、この燃焼により発生した
排気ガスが、雰囲気ガス供給装置1において雰囲気ガス
となる。この雰囲気ガスと調整弁44を通過してきた雰
囲気ガスとが分岐管2において混合され、混合雰囲気ガ
スとなるようになっている。導管43には導管45を介
してCO計6が接続されており、CO計6は前述の混合
雰囲気ガスのCO濃度を計測する。CO計6は信号線7
を介して制御手段9に接続されており、制御手段9は信
号線8を介して燃料弁5に接続されている。CO計6に
て測定されたCO濃度に応じて、制御手段9は、信号線
8を介して、燃料弁5に電気信号を送出し、この電気信
号によって燃料弁5の開閉率が調整され、バーナー3の
燃焼が制御される。
【0016】このように構成された装置において、図3
に示す装置と同様に、ラジアントチューブ33の排気ガ
スがH2O除去装置41にてH2Oが除去され、雰囲気ガ
スとなる。また、雰囲気ガス発生装置1により雰囲気ガ
スが発生し、この雰囲気ガスはH2O除去装置42にて
2Oが除去された後、分岐管2において前述の雰囲気
ガスと混合されて混合雰囲気ガスとなる。この混合雰囲
気ガスが導管43を通過して炉31内に供給される。こ
の場合に、混合雰囲気ガスのCO濃度はCO計6により
測定され、この測定結果に基づいて、制御手段9が燃料
弁5の開閉度を調整して、バーナー3の燃焼が制御され
る。このため、燃料ガスの熱量が変動し、バーナー35
の燃焼状態が変化して、ラジアントチューブ33が排出
する排気ガスの化学成分が変動した場合であっても、混
合雰囲気ガスのCO濃度が常に適切なものとなる。これ
により、炉31内の雰囲気ガスの化学成分が安定するの
で、被熱処理材61の品質が安定すると共に、被熱処理
材61に酸化及び変色が発生することを防止することが
できる。
【0017】なお、本実施例では、混合雰囲気ガスの化
学成分のうちCOについて、その濃度を制御したが、C
O計6の代わりにH2計又はCO2計を設置し、混合雰囲
気ガスの各成分を制御してもよい。また、これらの測定
計を併用し、複数の気体の濃度を制御してもよい。
【0018】次に、本実施例を連続熱処理炉(光輝焼鈍
炉)に適用した場合の結果について説明する。図2は、
連続熱処理炉を示す模式図である。図2に示すように、
連続熱処理炉は、入側ベスチブル25a、加熱帯26、
冷却帯27及び出側ベスチブル25bにより構成され
る。入側ベスチブル25aは大気が加熱帯26内に入る
ことを防止する部屋であり、出側ベスチブル25bは大
気が冷却帯27内に入ることを防止する部屋である。連
続熱処理炉には、被熱処理材61として純銅製の金属管
コイルが装入される。被熱処理材61は、入側ベスチブ
ル25aを通過後、加熱帯26にて焼鈍され、次いで冷
却帯27cにて冷却された後、出側ベスチブル25bを
通過して、連続熱処理炉外へ送出される。このような連
続熱処理炉の加熱帯26に本実施例の雰囲気ガス供給方
法を適用した。なお、ラジアントチューブ33から排出
された排気ガスの流量は180Nm3/hであり、燃料
弁5を通過した燃料の流量は120乃至150Nm3
hであった。
【0019】その結果、金属管コイルに特に酸化及び変
色といった不良が発生することなく、金属管コイルを良
好に熱処理することができた。また、ラジアントチュー
ブ33における燃料ガスの熱量の変動は1500kca
l/Nm3であったが、混合雰囲気ガスのCO濃度の変
動量を0.5%以内に抑制することができた。なお、本
実施例の雰囲気ガス供給方法を実施しない場合は、混合
雰囲気ガスのCO濃度の変動量は2.0%と極めて大き
くなった。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
雰囲気ガス炉内のラジアントチューブから排出される排
気ガスと、雰囲気ガス発生装置のバーナーの燃焼により
発生した雰囲気ガスとを混合して混合雰囲気ガスとし、
この混合雰囲気ガスの化学成分に基づいて、雰囲気ガス
発生装置のバーナーの燃焼を制御しつつ、混合雰囲気ガ
スを雰囲気ガス炉内に供給するので、雰囲気ガス炉内の
雰囲気ガス濃度が安定し、被熱処理材の酸化及び変色を
防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における雰囲気ガス供給方法及
び装置を示す模式図である。
【図2】連続熱処理炉を示す模式図である。
【図3】従来の雰囲気ガス供給装置を示す模式図であ
る。
【符号の説明】
1;雰囲気ガス発生装置 2,37;分岐管 3,35;バーナー 4,36,38a,38b,40,43,45;導管 5;燃料弁 6;CO計 7,8;信号線 9;制御手段 25a;入側ベスチブル 25b;出側ベスチブル 26;加熱帯 27;冷却帯 31;雰囲気ガス炉 32;断熱材 33;ラジアントチューブ 34a;一端 34b;他端 39a,39b,44;調整弁 41,42;H2O除去装置 61;被熱処理材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗山 隆 東京都千代田区丸の内1丁目8番2号 株 式会社神戸製鋼所東京本社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 雰囲気ガス炉内を加熱するラジアントチ
    ューブから排出された排気ガスと、雰囲気ガス発生装置
    のバーナーの燃焼により発生した雰囲気ガスとを混合し
    て混合雰囲気ガスとし、この混合雰囲気ガスの化学成分
    を測定し、得られた測定結果に基づいて、前記雰囲気ガ
    ス発生装置のバーナーの燃焼を制御しつつ、前記混合雰
    囲気ガスを前記雰囲気ガス炉内に供給することを特徴と
    する雰囲気ガス供給方法。
  2. 【請求項2】 前記混合雰囲気ガスの化学成分のうちC
    Oの濃度に基づいて前記バーナーの燃焼を制御すること
    を特徴とする請求項1に記載の雰囲気ガス供給方法。
  3. 【請求項3】 前記雰囲気ガス炉は連続熱処理炉の加熱
    帯であることを特徴とする請求項1又は2に記載の雰囲
    気ガス供給方法。
  4. 【請求項4】 雰囲気ガス炉と、この雰囲気ガス炉内を
    加熱するラジアントチューブと、バーナーの燃焼により
    雰囲気ガスを発生させる雰囲気ガス発生装置と、前記雰
    囲気ガスと前記ラジアントチューブから排気される排気
    ガスとを混合して混合雰囲気ガスとし、この混合雰囲気
    ガスを前記雰囲気ガス炉内に導入する配管と、この配管
    を通流する前記混合雰囲気ガスの化学成分を測定する測
    定器と、この測定の測定結果に基づいて前記雰囲気ガス
    発生装置のバーナーの燃焼を制御する制御手段とを有す
    ることを特徴とする雰囲気ガス供給装置。
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