JPH111759A - ガス浸炭方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス浸炭処理時における浸炭炉内雰囲気の安
定化を図った経済的なガス浸炭方法及びその装置を提供
する。 【解決手段】 搬入室１へのワ−クＷの搬入及び／ある
いは焼入油槽室３からのワ−クＷ搬出をエア−パ−ジ室
１１及び／あるいは１３を通して行ない、好ましくはエ
ア−パ−ジ室１１及び／あるいは１３のエア−パ−ジを
該エア−パ−ジ室１１及び／あるいは１３の減圧後、不
活性ガスによる復圧により行なうガス浸炭方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス浸炭処理時におけ
る浸炭炉内雰囲気の安定化を図った経済的なガス浸炭方
法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のガス浸炭装置は、図４に示すごと
く、ワ−ク搬入時のエア−（大気）の流入による浸炭雰
囲気の乱れを防ぐため、浸炭炉４０の入口部に搬入室４
１を設け、ワ−ク搬入時には該搬入室４１の搬入扉４２
部に設けたカ−テンバ−ナ４３に着火し、搬入室４１、
さらには浸炭炉４０へのエア−の流入を防いでいる。

【０００３】また、ワ−クの搬出時における焼入油槽室
４４内へのエア−の流入による焼入油槽室４４、さらに
浸炭炉４０の雰囲気の乱れを防ぐため、焼入油槽室４４
の搬出扉４５部に設けたカ−テンバ−ナ４６に着火し、
エア−の流入を防いでいる。図中、４７は前記搬入室４
１と浸炭炉４０間に設けられた開閉扉、４８は前記浸炭
炉４０と焼入油槽室４４間に設けられた開閉扉である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記従来のカ−テンバ
−ナ方式では、ワ−クの搬入後あるいは搬出後にカ−テ
ンバ−ナ４３あるいは４６が消されて搬入扉４２あるい
は搬出扉４５が閉じられると、搬入室４１あるいは焼入
油槽室４４、さらに浸炭炉４０内が負圧になり、エア−
が吸い込まれる現象があった。

【０００５】さらに前記開閉扉４７及び４８の開閉時に
も搬入室４１及び焼入油槽室４４と浸炭炉４０との温度
差により同様の現象が生じた。従来前記のごとき現象を
防止するため大量のキャリアガス等を供給しているが不
経済であり、また、エア−が吸い込まれた場合の酸化性
雰囲気を打ち消すために大量の還元性ガスと炭化水素ガ
スを必要とし、さらに雰囲気回復までに時間を必要とし
た。

【０００６】前記のごとく、搬入室及び焼入油槽室にエ
ア−が吸い込まれると、操業継続中の浸炭炉のカ−ボン
ポテンシャルが下げられ、焼入油槽室にあっては焼入油
の劣化が促進されるなどして処理品の品質低下を招くと
ともに、大量のエンリッチガス供給のためガスインレッ
トの詰まりが生じる等の問題があった。

【０００７】その他、カ−テンバ−ナ方式では、カ−テ
ンバ−ナ着火のための安全装置が必要となるなどの問題
があった。

【０００８】本発明は、前記事情に鑑みなされたもの
で、ガス浸炭時における炉内浸炭雰囲気の安定化を図っ
た経済的な浸炭方法及び浸炭装置を提供することを目的
とする。

【０００９】

【問題を解決しようとする手段】請求項１の発明は、ワ
−ク搬入時の浸炭炉の雰囲気の乱れを防ぐため、搬入室
へのワ−ク搬入をエア−パ−ジ室を通して行なうもので
あり、請求項２の発明は、ワ−ク搬出時の浸炭炉の雰囲
気の乱れを防ぐため、焼入油槽室からのワ−ク搬出をエ
ア−パ−ジ室を通して行なうものであり、請求項３の発
明は、前記搬入室へのワ−ク搬入時及び焼入油槽室から
のワ−ク搬出時の浸炭炉の雰囲気の乱れを防ぐため、そ
れぞれをエア−パ−ジ室を通して行なうものである。

【００１０】請求項４の発明は、前記エア−パ−ジを迅
速に行なうため、エア−パ−ジ室のエア−パ−ジをエア
−パ−ジ室の減圧後、窒素、その他の不活性ガスによる
復圧により行なうものであり、請求項５の発明は、前記
エア−パ−ジ室の減圧を真空排気装置による真空引きに
より行なうものである。

【００１１】また、装置の発明は、搬入室前に開閉扉を
介してエア−パ−ジ室（以下「前エア−パ−ジ室」と言
う。）を設けること、焼入油槽室後に開閉扉を介してエ
ア−パ−ジ室（以下「後エア−パ−ジ室」と言う。）を
設けること、さらに好ましくは、前記搬入室前に前エア
−パ−ジ室及び焼入油槽室後に後エア−パ−ジ室を設け
ることであり、さらにまた、前記搬入室に炉圧調整装置
を設けること、前記焼入油槽室に炉圧調整装置を設ける
こと、さらに好ましくは、前記搬入室及び焼入油槽室に
炉圧調整装置を設けることである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態の一例
を説明する。図１は本発明のガス浸炭装置の側面縦断面
図、図２は炉圧調整装置の一例を示す一部断面図、図３
は従来のガス浸炭装置と本願のガス浸炭装置の炉圧変化
を示す線図、図４は従来のガス浸炭装置の一例を示す概
略側面図である。

【００１３】図１中、１は搬入室、２は浸炭炉、３は焼
入油槽室であり、具体的には浸炭炉２が予熱室４、予熱
ゾ−ン５、浸炭ゾ−ン６、拡散ゾ−ン７、降温室８及び
焼入室、９で構成されている。

【００１４】本発明では、前記搬入室１前に開閉扉１０
を介して前エア−パ−ジ室１１が設けられる。さらに、
前記焼入油槽室３後に開閉扉１２を介して後エア−パ−
ジ室１３が設けられる。

【００１５】図中、１４は前記前エア−パ−ジ室の搬入
扉、１５は前記焼入油槽３の搬出扉、１６は前記搬入室
１と浸炭炉２間に設けられた開閉扉、１７は前記予熱室
４と予熱ゾ−ン５間に設けられた開閉扉、１８は前記拡
散ゾ−ン７と降温室８間に設けられた開閉扉、１９は前
記降温室８と焼入室９間に設けられた開閉扉、２０は前
記焼入室９と焼入油槽室３間に設けられた開閉扉であ
る。

【００１６】また、図中、２１、２２及び２３はそれぞ
れ変成ガス供給装置、２４はそれぞれファン、２５はヒ
−タ−であり、全部を図示していないが、前記浸炭ゾ−
ン６、拡散ゾ−７、降温室８及び焼入室９の側壁部にも
設けられている。

【００１７】前記構成において、ワ−クＷは、前エア−
パ−ジ室１１内のチェ−ン搬送装置２６、搬入室１内の
チェ−ン搬送装置２７、浸炭炉２内のロ−ラ−ハ−ス２
８、焼入油槽３内エレベ−タの搬送装置２９及び後エア
−パ−ジ室１３内のチェ−ン搬送装置３０によって予め
定められた時間に合わせて搬送され、同時に前記扉１
０、１２、１４、１５、１６乃至２０の開閉が行なわれ
る。

【００１８】また、前記前エア−パ−ジ室１１及び後エ
ア−パ−ジ室１３には、詳細を図示しないが、真空排気
装置３８及び不活性（不燃性）ガスの供給部３９が設け
られる。

【００１９】さらに前記搬入室１及び焼入油槽室３には
炉圧調整装置３１及び３２が設けられる。この炉圧調整
装置３１及び３２は、搬入室１及び焼入油槽室３の負圧
時にエア−（酸素）の侵入を阻止しつつ搬入室１及び焼
入油槽室３、さらには浸炭炉２の負圧を解消する装置で
あり、例えば、出願人の所有する燃焼排ガス方式（実用
新案登録第１８０５３８３号、実公平１−１６７７６号
記載の装置）が採用される。

【００２０】前記燃焼排ガス方式の炉圧調整装置は、前
記搬入室１及び焼入油槽室３の負圧想定時、あるいは負
圧検知時に、該搬入室１及び焼入油槽室３排気筒３３の
開口部に設けたリングバ−ナ３４にブタンガス等を供給
して着火し、その後、開閉弁３５を開き、前記リングバ
−ナ３４の内側を通る酸素を含まない燃焼排ガスを前記
搬入室１及び焼入油槽室３内に供給して炉内の負圧を防
止するものである。図中、３６はパイロットバ−ナ、３
７はブタンガス等の供給路に設けたソレノイドバルブで
ある。

【００２１】つぎに、本発明のガス浸炭方法について説
明する。請求項１の発明は、搬入室１へのワ−クＷの搬
入をエア−パ−ジ室、具体的には前記前エア−パ−ジ室
１１を通して行なうものである。

【００２２】ここで前エア−パ−ジ室１１の好ましいエ
ア−パ−ジ（エア−パ−ジ室１３のエア−パ−ジも同
じ）について説明する。

【００２３】当初、前エア−パ−ジ室１１へのワ−クＷ
の搬入に先立ち、該前エア−パ−ジ室１１に設けられた
真空排気装置３８が作動させられ、真空引きにより前エ
ア−パ−ジ室１１内が８０Ｔｏｒｒ程度に減圧される。

【００２４】つぎに不活性ガスとして、例えば、窒素ガ
スが不活性ガスの供給部３９から前エア−パ−ジ室１１
内に供給され、該前エア−パ−ジ室１１内が復圧（７６
０Ｔｏｒｒ）される。

【００２５】その後、搬入扉１４が開かれて前エア−パ
−ジ室１１にワ−クＷの搬入が行なわれ、つぎに搬入扉
１４が閉じられるととも前記同様に真空排気装置３８が
作動させられて真空引きにより前エア−パ−ジ室１１内
が８０Ｔｏｒｒ程度に減圧される。

【００２６】続いて、前記同様に窒素ガスが不活性ガス
の供給部３９から前エア−パ−ジ室１１内に供給され、
該前エア−パ−ジ室１１内の復圧が行なわれ、該前エア
−パ−ジ室の１１の復圧とともに開閉扉１０が開かれて
ワ−クＷが搬入室１へ移送される。

【００２７】すなわち、ワ−クＷが窒素ガスによってエ
ア−パ−ジされた前エア−パ−ジ室１１から搬入室１へ
搬送されるため、ワ−クＷの搬送時において、搬入室
１、さらには浸炭炉２へのエア−の流入が阻止され、浸
炭炉２内の雰囲気の乱れが防止される。

【００２８】その後、真空排気装置３８による真空引き
により前エア−パ−ジ室１１内が再度８０Ｔｏｒｒ程度
の減圧され、エア−（大気）により復圧されて、つぎの
ワ−クＷの搬入を待ち、繰り返される。

【００２９】前記減圧及び復圧工程を繰り返す前エア−
パ−ジ室１１（後エア−パ−ジ室１３も同じ）のエア−
パ−ジによれば、エア−パ−ジ室１１の容積量の窒素ガ
スで足り経済的であるが、減圧工程を経ずして窒素ガス
でエア−パ−ジを行なう場合にはエア−パ−ジ室１１の
容積の約１．５倍の窒素ガスが必要である。

【００３０】請求項２の発明は、焼入油槽室３からのワ
−クＷの搬出をエア−パ−ジ室、具体的には前記後エア
−パ−ジ室１３を通して行なうものであり、その実際の
作用は前記前エア−パ−ジ室１１と同様であり、ワ−ク
Ｗの搬出時において、焼入油槽室３、さらには浸炭炉２
へのエア−の流入が阻止され、浸炭炉２内の雰囲気の乱
れを防止する。

【００３１】請求項３の発明は、最も好ましい方法であ
り、前記請求項１の発明と請求項２の発明を組み合わ
せ、ワ−クＷの搬入及び搬出時における浸炭炉２へのエ
ア−の流入を阻止でき、浸炭炉２内の雰囲気の安定化に
役立つ。

【００３２】図３には、図１に示した本発明のガス浸炭
装置の炉圧変化曲線（Ａ）と、図４に示した従来のガス
浸炭装置の炉圧変化曲線（Ｂ）が示されている。

【００３３】すなわち、従来のガス浸炭装置における炉
圧変化曲線（Ｂ）においては、搬入扉４２の開閉時ａ
点、搬入室４１と浸炭炉４０間の開閉扉４７の開閉時ｂ
点、浸炭炉４０と焼入油槽室４４間の開閉扉４８の開閉
時ｃ点及び搬出扉４５の開閉時ｄ点においてそれぞれ負
圧現象が四回生じている。

【００３４】一方、本発明のガス浸炭装置の炉圧変化曲
線（Ａ）においては、搬入室１と浸炭炉２間の開閉扉１
６の開閉時ｂ点及び浸炭炉２と焼入油槽室３間の開閉扉
２０の開閉時ｃ点にのみ負圧現象が生じ、負圧現象が半
減している。

【００３５】この負圧現象の半減は、浸炭炉内雰囲気の
安定化を意味するとともに、雰囲気回復のための還元性
ガス、炭化水素ガス、さらには時間の削減を意味し、処
理時間の短縮を可能にする。

【００３６】すなわち、炉内におけるワ−クＷの間欠移
送を、従来約１４分間隔で行なわれていたが、本発明で
は負圧現象の半減、炉内浸炭雰囲気の安定化により約１
０分間隔で同様の処理効果を得ることが確認されたもの
であり、したがって、ワ−クＷの搬入から処理済搬出ま
での処理短縮が可能となったものである。

【００３７】さらに、前記負圧現象の半減は変成ガスの
削減にも役立つ。すなわち、従来のガス浸炭装置におい
ては、浸炭炉４０の入口部、すなわち、開閉扉４７及び
出口部、すなわち開閉扉４８部における雰囲気の乱れが
大きいため大量の変成ガスを供給しているが、本発明の
ガス浸炭装置で開閉扉１６及び開閉扉２０部における雰
囲気の乱れが極めて小さいため、変成ガス使用量を半減
することができ、したがって、ガスインレットの詰まり
も防止される。

【００３８】また、浸炭炉内に直接原料ガスを供給する
ガス浸炭に際しては、前記炉圧調整装置３１及び３２に
よって炉圧を微調整することにより、浸炭ゾ−ン６にお
ける変成ガスの供給が不要になり、この場合も変成ガス
を削減することができる。

【００３９】さらに本発明の方法及び装置によれば、搬
入室及び焼入油槽室にエア−が吸い込まれることがない
ため、操業継続中に浸炭炉のカ−ボンポテンシャルが下
げられることがなく、さらに焼入油槽室における焼入油
の劣化が防止され、結果として処理品の品質低下が防止
される。

【００４０】

【発明の効果】本発明の方法及び装置によれば、ガス浸
炭時における炉内浸炭雰囲気の安定化が図られ、さらに
カ−テンバ−ナが不要であり、さらにまた、使用ガス量
の削減、処理時間の短縮が可能であり、経済的であると
ともに処理品の品質低下を招くことがない効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガス浸炭装置の側面縦断面図である。

【図２】炉圧調整装置の一例を示す一部断面図である。

【図３】従来のガス浸炭装置と本願のガス浸炭装置の炉
圧変化を示す線図である。

【図４】従来のガス浸炭装置の一例を示す概略側面図で
ある。

【符号の説明】

１ 搬入室 ２ 浸炭室 ３ 焼入油槽室 １０ 開閉扉 １１ 前エア−パ−ジ室 １２ 開閉扉 １３ 後エア−パ−ジ室 ３１ 炉圧調整装置 ３２ 炉圧調整装置

フロントページの続き (72)発明者 北本 健一 東京都千代田区丸の内一丁目８番２号 同 和鉱業株式会社内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搬入室へのワ−ク搬入をエア−パ−ジ室
   を通して行うことを特徴とするガス浸炭方法。
2. 【請求項２】 焼入油槽室からのワ−ク搬出をエア−パ
   −ジ室を通して行うことを特徴とするガス浸炭方法。
3. 【請求項３】 搬入室へのワ−ク搬入をエア−パ−ジ室
   を通して行ない、焼入油槽室からのワ−ク搬出をエア−
   パ−ジ室を通して行なうことを特徴とするガス浸炭方
   法。
4. 【請求項４】 エア−パ−ジ室のエア−パ−ジをエア−
   パ−ジ室の減圧後、不活性ガスによる復圧により行なう
   ことを特徴とする請求項１、２または３記載のガス浸炭
   方法。
5. 【請求項５】 エア−パ−ジ室の減圧が真空引きである
   ことを特徴とする請求項４記載のガス浸炭方法。
6. 【請求項６】 搬入室前に開閉扉を介して前エア−パ−
   ジ室が設けられてなることを特徴とするガス浸炭装置。
7. 【請求項７】 焼入油槽室後に開閉扉を介して後エア−
   パ−ジ室が設けられてなることを特徴とするガス浸炭装
   置。
8. 【請求項８】 搬入室前に開閉扉を介して前エア−パ−
   ジ室が設けられ、焼入油槽室後に開閉扉を介して後エア
   −パ−ジ室が設けられてなることを特徴とするガス浸炭
   装置。
9. 【請求項９】 搬入室に炉圧調整装置が設けられた請求
   項５記載のガス浸炭装置。
10. 【請求項１０】 焼入油槽室に炉圧調整装置が設けられ
    た請求項６記載のガス浸炭装置。
11. 【請求項１１】 搬入室及び焼入油槽室に炉圧調整装置
    が設けられた請求項７記載のガス浸炭装置。