JPS5822526B2 - 金属材料の連続熱処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はワイヤ又は帯板等の細長の金属材料を連続的に
熱処理する装置に関する。

本発明のワイヤ熱処理装置を適用する熱処理はパテンテ
ィングであり、ワイヤの組織をオーステナイトから完全
にフルバ４１〜組織に変化させる。

古典的パテンティングにおいては、ワイヤをパテンティ
ング温度に加熱するために電流加熱炉内でワイヤを加熱
した。

従って、直径の大きなワイヤについては比較的長い時間
ワイヤを炉内に保持する必要かあった。

その後、１９３０年代になって電気的パテンティング法
が開発され、ワイヤを直接抵抗加熱によって加熱する。

現在実用されている装置は、ワイヤを鉛等の溶融金属浴
とした予熱浴内を通して４５０〜５５０℃に予熱する。

この予熱塔は所要の加熱手段で所要温度まで加熱する。

下流側に同様の金属浴とした急冷浴を設置する。

両金属浴に変圧器の二次巻線を接続し、両金属浴内を通
すワイヤの一部は両金属浴間は空間を通り、オーム抵抗
によって加熱される。

変圧器負荷を適切に選択し、空間を通るワイヤ部分（俗
称白熱部）の長さを選択することによって、オーステナ
イト変態所要温度、即ちＡＣ３変態点以」二の約１００
０°Ｃの温度まで短時間で到達させる。

ワイヤを急冷浴を通して約５００°Ｃに急冷し、約２０
秒間５００℃に保持することによって所望の微細粒子の
ソルバイト組織が得られる。

予熱浴内でワイヤを加熱するためには大きなエネルギ供
給を必要とし、白熱ワイヤから急冷浴に与えられた熱エ
ネルギは再び取去る必要がある。

従って、エネルギ酸および技法的投資を必要とする。

上述の電気抵抗パテンティングにおいては、実際上山金
属浴を作動温度に保つためのエネルギ消費はワイヤの抵
抗加熱のためのエネルギよりも大きい。

エネルギ消費を少なくするためワイヤを少なくとも１個
の電気誘導加熱炉によってオーステナイト化し、金属浴
を１個として予熱塔と急冷浴を兼ねさせることが提案さ
れている。

この方法の第１点は全エネルギ消費は実際に減少するこ
とであるか、その反面で著しい欠点が生ずる。

すなわち、直径３ｗ１１以上のワイヤを誘導炉を通す時
の、炉内の加熱速度とワイヤの送り速度とをパテンティ
ング過程の冶金学上の要求に適合させて制御することが
不可能なことである。

本発明の目的は、既知のオーム抵抗加熱方式によるワイ
ヤのパテンティング方法を採用し、しかも既知の方法に
生ずる高いエネルギ消費を著しく減少するにある。

上述の目的を達成するため、本発明によるワイヤ等の細
長金属材料の連続熱処理装置は、鉛等の液状金属を入れ
た２個の槽を有し、一方を予熱槽とすると共に他方を急
冷槽とし、両槽を変圧器の二次巻線間に接続したものに
おいて、予熱槽を急冷槽内に一部浸漬し、予熱槽外壁と
急冷槽内の敵状金属との間に高い熱伝達を行なわせると
共にこれら両者間を完全に電気的に絶縁する手段を設け
ることを特徴とする。

本発明の好適実施例によって、急冷槽内にポンプ装置を
配置する。

急冷槽の容量を予熱槽の２倍以上とする場合にはポンプ
装置を配置するのが望ましい。

ポンプ装置としては金属浴の循環に使用できる通常のポ
ンプを使用する。

金属浴を急冷槽内を循環させることによって予熱槽外壁
に直接接触させて熱伝達を行なわせると共に、ワイヤ導
入部の金属浴が過熱されるのを防ぐ。

ワイヤの白熱とオーステナイト化に必要とするエネルギ
は、次のンルバイト化工程の際に完全に急冷浴に伝達さ
れるが、本発明によってこの熱は予熱塔の加熱にも利用
され、予熱槽は急冷槽内の溶融金属が完全に外面を流過
する。

本発明の他の実施例によって、急冷槽内に加熱兼冷却装
置を取付ける。

この装置の役割は装置始動の際の所要温度を生じさせる
と共に、過剰熱エネルギを必要に応じて取出すことにあ
る。

本発明の装置によれば、予熱塔が個有のエネルギ供給装
置を使用せずに作動し、所要の高温度に保たれる。

急冷浴は所要のソルバイト変態に必要とする条件、即ち
５００〜５５０℃の均等な温度に保たれ、白熱ワイヤ部
分によって急冷浴に与えられる熱エネルギーを有効に利
用する。

既知の抵抗加熱式パテンティング設備に比較して本発明
の装置では約５０％のエネルギ節約が可能となる。

急冷浴の容量を予熱塔の２倍以上とするために、急冷槽
をできるだけ長い形状とする。

この形状とした場合の実施例として、急冷槽を隔壁によ
って２部分に区画するか、２個の分離した急冷槽の形□
式とし、一方の槽に予熱槽を浸漬し、両急冷槽を連通路
によって連通させる。

槽の外壁は鋼製とするのが好適である。

予熱槽外面に電気絶縁層を接着剤等によって固着する。

２板の鋼板の間に絶縁層を介挿したサンドインチ構造と
することができる。

絶縁層としては例えばセラミック材料とする。

以下、本発明を図面に示した実施例について説明する。

第１図に示す通り、本発明による細長金属材料（図示例
ではワイヤ）の連続熱処理装置に予熱塔１０と急冷浴２
０とを設ける。

予熱塔１０、急冷浴２０は鉛等の金属浴とし、予熱浴温
度は４５０〜５５０°Ｃ１急冷浴温度は約５００°Ｃと
し、急冷浴内にワイヤは約２０秒保持する。

予熱槽１１は支持部材１３に支持されて急冷浴２０内に
一部浸漬する。

予熱槽１１に絶縁外張１２、例えばセラミック層を設け
て予熱塔１０と急冷浴２０とを電気的に絶縁し、しかも
熱伝達は容易に行なわれるようにする。

予熱槽１１と急冷槽２１吉の間に変圧器３０の二次巻線
３１を接続する。

これによって、金属浴１０．２０は矢印方向に動くワイ
ヤ１に対する電気的接点として作用する。

点線で示したワイヤ露出部分Ｇは白熱加熱部分となり、
ワイヤ部分Ｇは急速に約１０００℃に加熱される。

即ち、ワイヤ１は予熱塔１０に入って約４５０〜５５０
℃に予熱され、予熱塔１０を出た露出部分Ｇにおいて約
１０００°Ｃに加熱され、急冷浴２０に入って約５００
°Ｃまで急冷される。

急冷浴２０で所定時間保持されたワイヤは冷却部４０で
空中放冷される。

これによって所要のパテンティング熱処理が行なわれる
。

急冷槽２０内に加熱冷却装置２２を取付け、装置の始動
の時の作動温度までの加熱、ワイヤ熱処理作業間の過剰
エネルギの取出し用とする。

予熱塔１０に対する熱の供給は本発明装置では急冷浴２
０から行ない、予熱塔１０には加熱冷却装置は必要とし
ない。

矢印方向に動くワイヤ１は予熱塔１０と白熱部Ｇを通っ
た後に反対方向に急冷浴２０を通り、急冷浴２０を出た
ワイヤは冷却部４０で外気によって冷却される。

第２図に示す本発明の第２の実施例による熱処理装置は
、急冷浴２０を長い寸法とする。

図示の例ではポンプ装置２３を急冷浴２０内に設置し、
熱エネルギを予熱槽外面に直接伝達する。

第２図の装置では予熱浴内と急冷浴内のワイヤの方向は
同じである。

ポンプ装置２３はワイヤの動きと反対方向に急冷浴金属
を送り、均等に予熱槽を加熱する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例による金属ワイヤ熱処理装
置の路線図、第２図は第２実施例を示す路線図である。 １・・・・・・ワイヤ、１０・・・・・・予熱塔、１１
・・・・・・予熱槽、１２・・・・・・電気絶縁層、１
３・・・・・・支持部材、２０・・・・・・急冷浴、２
１・・・・・・急冷槽、２２・・・・・・加熱冷却装置
、２３・・・・・・ポンプ、３０・・・・・・変圧器、
３１・・・・・・二次巻線、４０・・・・・・冷却部、
Ｇ・・・・・・白熱部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ワイヤ等の細長金属材料を連続的に熱処理するため
   の装置であって、鉛等の液状金属を入れる２個の槽を有
   し、一方を予熱槽とすると共に他力を急冷槽とし、両槽
   を変圧器の二次巻線間に接続したものにおいて、予熱槽
   を急冷槽内に一部浸漬し、予熱槽外壁と急冷槽内の液状
   金属との間に高い熱伝達を行なわせると共にこれら両者
   間を完全に電気的に絶縁する手段を設けることを特徴と
   する金属材料の連続熱処理装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、急冷槽
   内にポンプ装置を配置することを特徴とする金属材料の
   連続熱処理装置。 ３ 特許請求の範囲第１項又は第２項記載の装置におい
   て、急冷槽内に冷却加熱装置を設けることを特徴とする
   金属材料の連続熱処理装置。