JPH1046232A - 連続熱処理方法および装置 - Google Patents

連続熱処理方法および装置

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JPH1046232A
JPH1046232A JP21662796A JP21662796A JPH1046232A JP H1046232 A JPH1046232 A JP H1046232A JP 21662796 A JP21662796 A JP 21662796A JP 21662796 A JP21662796 A JP 21662796A JP H1046232 A JPH1046232 A JP H1046232A
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JP
Japan
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heating
furnace
zone
fluidized bed
heat
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Pending
Application number
JP21662796A
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English (en)
Inventor
Katsumi Nodera
克己 野寺
Kiyoshi Kubo
清 久保
Masahiro Seki
正広 関
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Parker Netsushori Kogyo KK
Original Assignee
Parker Netsushori Kogyo KK
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 金属製の線材、管材、棒材、帯材等の部材を
加熱区域、徐冷区域、急冷区域を、もしくは加熱区域、
徐冷区域を順次通過せしめて熱処理する連続熱処理。 【解決手段】 金属製の線材、管材、棒材、帯材等の部
材を加熱区域、冷却区域を順次通過せしめて熱処理する
に際し、前記加熱区域、冷却区域を横方向に連続して配
置し、前記部材がこれら各区域を水平方向に逐次通過せ
しめるようにし、前記加熱区域における前記部材の加熱
を流動層18を用いて行ない、かつ加熱区域の出入口に
設けた前記流動層18に用いたと同様の粉体からなる充
填層12により流動化ガスの漏洩を防止する連続熱処理
方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は金属製の線材、管
材、棒材、帯材等の部材を加熱区域、徐冷区域、急冷区
域を、もしくは加熱区域、徐冷区域を順次通過せしめて
熱処理する連続熱処理方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、金属は線材、管材、棒材、帯材
等の製造工程において、機械加工すると次第に硬化する
所謂加工硬化する性質を有している。従って、処理品は
製造工程の途中で軟化処理と加工処理を交互に行なうの
が一般的である。そのため、従来は機械加工途中の半製
品をリールに巻き取って回分式に加熱炉へ処理品を装入
して軟化処理を行なうか、あるいは無酸化の雰囲気炉へ
連続的に装入して処理品の軟化処理を実施している。
【0003】しかしながら、前者においては製造ライン
を連続的にすることができないために生産性が低く、し
かも生産コストが上昇する欠点がある。また、後者にお
いては水平な炉を用いると、熱処理時間を適切に保つた
めには加熱炉の全長がかなり長くなり、処理品を水平送
りすると熱処理品の自重で垂れ下がりが大きく中間に支
点が必要であった。加熱中の処理品支持は処理品に傷を
つける確率が大きく実際には殆ど実用化されていない。
【0004】そのため、従来は縦型の雰囲気炉を用いる
ことが一般的であり、その一例として、銅の連続焼鈍炉
について示す図3に基づいて従来例を説明する。所望の
温度に保持された縦型の雰囲気炉31の頂上部から処理品
33を連続的に炉内へ装入する。炉内の雰囲気はレトルト
32によって安定的に維持されている。雰囲気炉31は上部
が加熱帯、下部が徐冷帯なっている。レトルト32は発熱
体34によって所望温度まで加熱され維持される。発熱体
34は断熱材35によって保温される。処理品33は炉内を垂
直に降下し焼鈍されるために軟化しても殆ど変形を生じ
ない。処理品33は冷却水36の中に入り常温近傍まで冷却
され、空気中に取り出しても変色はない。冷却水は次第
に温度が上昇するために必要に応じて熱交換器37で温度
調節を行なう。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記した図3のような
従来例において、連続熱処理は可能であるが、雰囲気炉
であるため、伝熱係数が小さく処理に長時間を必要とす
るため、必然的に縦型の高い連続炉が必要となり、多く
の場合冷却部を含めて装置の全高は10メートルから2
0メートルという非常に高い設備を必要とした。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明では、熱処理品が
自重で垂れ下がることなく処理品を水平送りすることが
でき、効率良く、かつ装置全体を小型化することができ
る連続熱処理方法および装置を提供することを目的とす
るものであって、その要点は処理品の加熱もしくは加
熱、徐冷に流動層を応用することによって従来の雰囲気
加熱に比べて約3倍程度の加熱速度を達成し、これによ
り熱処理の有効区域を従来の約3分の1以下にすること
により前記従来の問題点の解決を図ったものである。す
なわち、本発明方法は、金属製の線材、管材、棒材、帯
材等の部材を加熱区域、冷却区域を順次通過せしめて熱
処理するに際し、前記加熱区域、冷却区域を横方向に連
続して配置し、前記部材がこれら各区域を水平方向に逐
次通過せしめるようにし、前記加熱区域における前記部
材の加熱を流動層を用いて行ない、かつ加熱区域の出入
口に設けた前記流動層に用いたと同様の粉体からなる充
填層により前記流動化ガスの漏洩を防止することを特徴
とし、もしくは前記部材を加熱区域、徐冷区域、急冷区
域を順次通過せしめて熱処理するに場合は、加熱区域、
徐冷区域、急冷区域を横方向に連続して配置し、前記部
材がこれら各区域を水平方向に逐次通過せしめるように
し、前記加熱区域、徐冷区域における加熱および徐冷を
流動層を用いて行ない、かつこれら加熱区域、徐冷区域
の出入口に設けた前記流動層に用いたと同様の粉体から
なる充填層により前記流動化ガスの漏洩を防止すること
を特徴とする。なお、前記加熱区域もしくは徐冷区域に
おける流動層を形成するための流動化ガスとして不活性
ガス、還元性ガス、水蒸気あるいはこれらの混合ガスを
用いることが好ましく、さらに前記部材が帯材である場
合、帯材がその幅方向に垂直に立てられた状態もしくは
垂直から±45度以内の保持角度で保持された状態で前
記流動層内を搬送させることが好ましい。
【0007】また、本発明装置は、金属製の線材、管
材、棒材、帯材等の部材を加熱炉、冷却炉を順次通過せ
しめて熱処理する装置において、前記加熱炉は、その対
抗する両側面に部材の出入口を有し、底面に流動化ガス
導入管を、頂部に該ガス煙道を有し、炉内に装入された
耐熱性微粒子と前記流動化ガスによって流動層を形成さ
せ、この流動層を炉内側壁に設けられた発熱体により所
定温度に加熱するようになっており、かつ前記加熱炉の
出入口は前記耐熱性微粒子による充填層が形成されたも
のとし、あるいは前記部材を加熱炉、冷却炉、急冷槽を
順次通過せしめて熱処理する装置において、前記加熱炉
および冷却炉として、それら炉の対抗する両側面に前記
部材の出入口を有し、底面に流動化ガス導入管を、頂部
に該ガス煙道を有し、炉内に装入された耐熱性微粒子と
前記流動化ガスにより流動層を形成させ、かつ該流動層
を炉内側壁に設けられた発熱体もしくは熱交換器により
所定温度に加熱もしくは徐冷するようになっており、前
記加熱炉および冷却炉の出入口として前記耐熱性微粒子
による充填層が形成されたものを用いることを特徴とす
る。なお、前記冷却炉における部材の徐冷を流動層を用
いて行なう場合、該冷却炉の出口の水平方向下流側に急
冷槽を設けることが好ましい。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明方法および装置を装
置の一実施例を示す図1を参照して説明する。図1にお
いて、処理品巻き戻し機1から金属製の線材、管材、棒
材、帯材等の部材からなる処理品2が連続的に供給され
る。インラインの製造工場においては加工機から直線的
に供給される。処理品2は耐熱性の機械的に安定した微
粒子からなる充填層12が形成された加熱炉入口3から加
熱炉4内に入る。加熱炉4内は、炉内に予め装入されて
いる前記充填層に使用したと同一の微粒子が装入されて
おり、この微粒子が流動化ガス導入管5から分散板6に
て均等に炉内に導入された流動化ガスにより流動層を形
成するようにされている。流動層は定常的なガスの供給
によって安定した流動が維持され、その温度は発熱体7
からの熱によって所定温度に加熱される。流動化ガスは
流動層を通過すると排気ガス煙道8を経由して排出され
る。この加熱炉4内の流動層により所定温度に加熱され
た処理品2は加熱炉入口3と同様の耐熱性の機械的に安
定した微粒子からなる充填層12が形成された加熱炉出口
9から次の急冷槽10に送られる。なお、前記加熱炉の入
口3および出口9における充填層12はそれぞれ入口およ
び出口に微粒子の補給ビン11を有し、また13は出口充填
層からオーバーフローした微粒子の回収ホッパーであ
る。加熱炉4内で所定温度に加熱された処理品2は加熱
炉出口の充填層12から急冷槽10に装入され、そこで冷却
水で100℃以下になるまで完全に冷却され、酸化変色
を防止する。冷却水は熱交換器14で所定温度に維持され
る。冷却水は循環ポンプ15で処理品2へ供給される。冷
却された処理品2は巻取機20で巻取られる。
【0009】図2は本発明装置の別の実施例を示すもの
であり、次にこの図2に示された装置を用いて連続熱処
理する場合について説明する。図2の装置では図1の装
置における加熱炉4と急冷槽10との間に徐冷炉17を設け
てなる。すなわち、加熱炉4の出口9に接続された徐冷
炉入口16から徐冷炉17内に装入される。この加熱炉出口
9およびそれに接続された徐冷炉入口16は加熱炉入口3
と同様に流動層18を形成すると同様の微粒子からなる充
填層をなしており、無酸化状態のまま徐冷炉17内に装入
される。徐冷炉17内も加熱炉4内と同様に炉底面に設け
られた流動化ガス導入管5から分散板6にて均等に徐冷
炉内に導入された流動化ガスにより流動層18が形成さ
れ、通常の徐冷炉に比べて熱効率を高め冷却時間を短縮
し得るようになっている。徐冷用流動層18は目的の処理
に応じた所望温度に保持されている。常温近傍で徐冷す
る場合には加熱源を有しないで冷却用熱交換器19のみで
運転される。徐冷炉17で所定温度まで徐冷された処理品
2は急冷が必要な場合には、次いで図1と同様の急冷槽
10に送られ、そこで水冷もしくは適宜の冷媒で急冷さ
れ、急冷が必要でない場合はそのまま巻取機20で巻取ら
れる。
【0010】上記のように本発明は加熱炉もしくは加熱
炉と徐冷炉とにおける加熱もしくは冷却を流動層を用い
て行ない、かつこれら加熱炉もしくは徐冷炉の出入口に
炉内の流動層を形成したと同一の耐熱性の機械的に安定
した微粒子からなる充填層を設けたことがその特徴の一
つとするところである。すなわち、処理品2を急冷する
ことが可能であれば処理品2を図1に示すような装置で
急冷し、徐冷する必要がある場合には図2に示すような
装置を用い加熱炉内の流動層から出た処理品を外気を遮
断した接続通路を経由して低温の雰囲気炉あるいは流動
層に装入して徐冷することが可能である。冷却の熱応力
による変形を防止するには徐冷法を利用することが好ま
しい。
【0011】本発明において、加熱炉もしくは加熱炉お
よび徐冷炉内の流動層を形成するためのガスとしては、
処理品に対して無酸化あるいは無反応ガスを使用すべき
であり、その具体的ガスは処理品の種類および熱処理の
種類に対応して適宜選択する。例えば処理品が銅、銀等
の合金であり、これらを軟化焼鈍する場合には、流動化
ガスとして不活性ガス、還元性ガス、水蒸気あるいはこ
れらの混合ガスを用いるが、このうち水蒸気を用いるの
が経済的かつ安定でしかも高品質な表面性状を得ること
ができ、最も好ましい。また、熱処理が鉄鋼(高速度
鋼)のホモ処理に対しては水蒸気の使用が、水蒸気と鉄
との反応により四三酸化鉄を生成させるために必須であ
る。このように加熱炉もしくは徐冷炉内は高温の流動化
ガス、例えば上記したガス、アルゴン、窒素等の不活性
ガス、可燃性の還元性ガスが送入されており、これらの
ガスに空気が混入したり、外部に漏出すれば熱効率の低
下や操業条件を不安定にするだけでなく、発火や爆発の
危険性がある。そのため本発明では炉内の流動層と同一
の微粒子からなる充填層を設けてこれら問題点を解消し
たことが大きな特徴とするところである。
【0012】本発明における熱処理品が特に帯部材であ
る場合、帯材がその幅方向に垂直に立てられた状態もし
くは垂直から±45度以内の保持角度で保持された状態
で前記流動層内を搬送されるようにすることより、帯材
の幅方向に水平に搬送されるよりも一層熱伝達の効率が
高くなる。すなわち、流動層への装入角度を図4のよう
に定義すると、帯材の装入角度と昇温時間の関係は図5
のようになり、装入角度が垂直の場合が最も熱効率が高
く、保持角度が±45度を越えると熱効率が不十分とな
ることがわかる。
【0013】
【発明の効果】以上のような本発明によれば、各種部材
を連続熱処理するに際し、加熱、もしくは加熱および徐
冷を流動層を用いて行ない、かつそれぞれの加熱炉、ま
たは徐冷炉の出入口に前記流動層に用いたと同様な微粒
子からなる充填層を設けて熱処理するため、加熱もしく
は加熱と徐冷が極めて熱効率良く実施でき、従って例え
ば加熱炉についてみれば図6に示すように加熱時間が著
しく短縮できるため、従来炉に比べてその長さを短くす
ることが出きることになり、従来は途中に支点を設けな
ければならなかった部材の水平方向送りが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の一実施例を示す概略説明図であ
る。
【図2】本発明装置の他の実施例を示す概略説明図であ
る。
【図3】従来装置を示す概略説明図である。
【図4】帯材の装入角度の説明図である。
【図5】帯材の装入角度と昇温時間との関係図である。
【図6】流動層炉と雰囲気炉の昇温速度の比較図であ
る。 【符号の説明 1 巻き戻し機 2 処理品 3 加熱炉入口 4 加熱炉 5 流動化ガス導入管 6 分散板 7 発熱体 8 排気ガス煙道 9 加熱炉出口 10 急冷槽 11 補給ビン 12 充填層 13 回収ホッパー 14 熱交換器 15 循環ポンプ 16 徐冷炉入口 17 徐冷炉 18 流動層 19 冷却用熱交換器 20 巻取機 31 雰囲気炉 32 レトルト 33 処理品 34 発熱体 35 断熱材 36 冷却水 37 熱交換器

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属製の線材、管材、棒材、帯材等の部
    材を加熱区域、冷却区域を順次通過せしめて熱処理する
    に際し、前記加熱区域、冷却区域を横方向に連続して配
    置し、前記部材がこれら各区域を水平方向に逐次通過せ
    しめるようにし、前記加熱区域における前記部材の加熱
    を流動層を用いて行ない、かつ加熱区域の出入口に設け
    た前記流動層に用いたと同様の粉体からなる充填層によ
    り流動化ガスの漏洩を防止することを特徴とする連続熱
    処理方法。
  2. 【請求項2】 金属製の線材、管材、棒材、帯材等の部
    材を加熱区域、徐冷区域、急冷区域を順次通過せしめて
    熱処理するに際し、前記加熱区域、徐冷区域、急冷区域
    を横方向に連続して配置し、前記部材がこれら各区域を
    水平方向に逐次通過せしめるようにし、前記加熱区域、
    徐冷区域における加熱および冷却を流動層を用いて行な
    い、かつこれら加熱区域、徐冷区域の出入口に設けた前
    記流動層に用いたと同様の粉体からなる充填層により流
    動化ガスの漏洩を防止することを特徴とする連続熱処理
    方法。
  3. 【請求項3】 前記加熱区域、徐冷区域における流動層
    を形成するための流動化ガスとして不活性ガス、還元性
    ガス、水蒸気あるいはこれらの混合ガスを用いることを
    特徴とする請求項1または2記載の連続熱処理方法。
  4. 【請求項4】 熱処理部材が帯材である場合、帯材がそ
    の幅方向に垂直に立てられた状態もしくは垂直から±4
    5度以内の保持角度で保持された状態で前記流動層内を
    搬送されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか
    に記載の連続熱処理方法。
  5. 【請求項5】 金属製の線材、管材、棒材、帯材等の部
    材を加熱炉、冷却炉を順次通過せしめて熱処理する装置
    において、前記加熱炉は、その対抗する両側面に部材の
    出入口を有し、底面に流動化ガス導入管を、頂部に該ガ
    ス煙道を有し、炉内に装入された耐熱性微粒子を前記流
    動化ガスによって流動層を形成させ、この流動層を炉内
    側壁に設けられた発熱体により所定温度に加熱するよう
    になっており、かつ前記加熱炉の出入口として前記耐熱
    性微粒子による充填層が配置されていることを特徴とす
    る連続熱処理装置。
  6. 【請求項6】 金属製の線材、管材、棒材、帯材等の部
    材を加熱炉、冷却炉急冷槽を順次通過せしめて熱処理す
    る装置において、前記加熱炉、冷却炉にはそれら炉の対
    抗する両側面に前記部材の出入口を有し、底面に流動化
    ガス導入管を、頂部に該ガス煙道を有し、炉内に装入さ
    れた耐熱性微粒子と前記流動化ガスにより流動層を形成
    させ、かつ該流動層を炉内側壁に設けられた発熱体もし
    くは熱交換器により所定温度に加熱もしくは徐冷するよ
    うになっており、前記加熱炉および冷却炉の出入口とし
    て前記耐熱性微粒子による充填層が配置されたことを特
    徴とする連続熱処理装置。
JP21662796A 1996-07-30 1996-07-30 連続熱処理方法および装置 Pending JPH1046232A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000047794A1 (en) * 1999-02-08 2000-08-17 Quality Heat Technologies Pty. Ltd. Surface treatment method and treatment apparatus
JP2017025356A (ja) * 2015-07-16 2017-02-02 中外炉工業株式会社 鋼帯の冷却装置
CN114107645A (zh) * 2021-12-08 2022-03-01 中冶南方(武汉)热工有限公司 合金棒材多功能等温正火炉及其工作方法

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