JPS5827323B2 - 熱処理炉 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、熱処理炉、特に、加熱域および冷却域を有す
る無酸化熱処理装置と、この熱処理装置の炉気として使
用される発熱型ガスの発生装置とを有する熱処理炉に関
するものである。

この種の熱処理炉は、各種部品の焼鈍ろう付は等に用い
られ、連続処理の可能なものに広く用いられている。

第１図は、従来用いられている熱処理炉の一例を示すブ
ロック図で、無酸化熱処理装置１と発熱ガス発生装置２
とよりなり、これらはそれぞれ独立して設けられている
。

無酸化熱処理装置１は、加熱域１１、冷却域１２１，１
２２および被処理物の搬入テーブル１３、被処理物の搬
出テーブル１４よりなり、これらは連続して配設され、
被処理物はこれらの内部を移動するメツシュベルト（図
示せず）によって移送される。

発熱型ガス発生装置２は、発熱型ガス変成炉２１および
冷凍機２２を有し、原料ガス用配管２３、変成ガス用配
管２４１，２４２、冷却水用配管２５１２５２、廃水用
配管２６が設けられている。

３１は温度制御器、３２は電源盤である。

この熱処理炉においては、流量計を用いて予め設定され
た混合比に混合された原料ガスを原料ガス用配管２３か
ら発熱型ガス変成炉２１に供給して不完全燃焼させ変成
する。

発熱型ガス変成炉２１で１０００℃以上に加熱された変
成ガスは、冷却水用配管２５１から供給される冷却水で
約３０℃に冷却された後、変成ガス用配管２４１を介し
て冷凍機２２に送られ、さらに約５℃まで冷却して水分
を除去し露点を調節された後、変成ガス用配管２４２に
より、無酸化熱処理装置１に供給され被処理物の無酸化
処理が行われる。

しかし、この熱処理炉では、一旦燃焼熱により高温にな
った変成ガスを冷却して使用しているため、変成ガスの
もつ熱エネルギー及び変成ガスを冷却する冷却水が無駄
に使用されており、経済的、省エネルギー的にも改善が
望まれている。

本発明は、これらの問題点を除去し、経済的にも省エネ
ルギー的にも優れた熱処理炉を提供することを目的とす
るもので、加熱域および冷却域を有し被処理物の移送手
段の設けられている無酸化熱処理装置と、この熱処理装
置の炉気として使用される発熱型ｙスの発生装置とを有
する熱処理炉において、発熱型ガスの発生装置が熱処理
装置の加熱域の昇温部に位置する被処理物の移送手段に
熱交換可能に設置されていることを特徴とするものであ
る。

すなわち、本発明は、発熱型ガスの発生装置において発
生した熱エネルギーを熱処理装置における被処理物の予
熱に使用可能とすることによって、目的の達成を可能と
したものである。

以下、実施例について説明する。

第２図は、本発明の熱処理炉の一実施例のブロック図で
、第１図と同一部分には同一符号が付してあり、４が発
熱型ガス発生装置で、加熱域１１の昇温部に位置してお
り、４１は熱交換器、２２は冷凍機で、原料ガス用配管
４３、変成ガス用配管４４１，４４２および冷却水用配
管４５１゜４５２．４５３、廃水用配管４６が設けられ
ている。

第３図は第２図の要部を断面で示した側面図、第４図ａ
およびｂは発熱型ガスの発生装置の構造を示す互いに直
角をなす方向の縦断面図で、第２図と同一部分には同一
符号を付しである。

発熱型ガス発生装置４は熱処理炉の加熱域１１に隣接し
た昇温域に位置しセラミックファイバ一部材５１および
耐火煉瓦５２よりなる外壁内部に配置され、原料ガスの
供給用配管５３が接続し、燃焼用バーナー５４が設けら
れ、ガス変成用の触媒５５が充填されている燃焼室５６
と、この燃焼室５６に連通し耐熱鋼等よりなる熱遮蔽板
５７により燃焼室５６と断熱され、メツシュベルト７１
に隣接して位置し表面を特殊コーテングして放熱効果の
優れた熱放射管５８１，５８２よりなっている。

８１は熱処理炉の加熱域１１の炉壁、８２は発熱体であ
る。

なお、１５は排気ダクトを示している。そして、この熱
処理炉で熱処理を行う場合は、流量計を用いて予め設定
された混合比で燃焼用空気の混合された原料ガスが燃焼
室５６に原料ガス用配管５３から供給され、この燃焼室
５６に送給された混合ガスは燃焼用バーナ５４にて燃焼
して、触媒５５によって変成を促進される。

この燃焼によって約１０００℃になり熱エネルギーを持
つ変成ガスは、熱放射管５８１．５８２から放熱してメ
ツシュベルト７１を介して被処理物７２を約２００’Ｃ
ｔこ予熱する。

熱放射管５８１．５８２を出た変成ガスは熱交換器４１
で冷却水により冷却、脱水された後、冷凍機２２でさら
に冷却、脱水され、露点が調節される。

この露点の調節された変成ガスは、加熱域１１および冷
却域１２１．１２２に送給され無酸化処理用の炉気とし
て使用される。

従って、この熱処理炉では、被処理物７２をメツシュベ
ルト７１により炉内に送給すると、熱放射管５８Ｌ５８
２からの放射熱により予熱された後、加熱域１１に送給
される。

以下に具体例について説明する。

ここで用いた熱処理炉はガス発生量６０ｍ３／Ｈｒの発
熱型ガス発生装置の設けられている炉体全長１３．３６
０ｍＨベルト幅４５０山、電気容量１２０ｋＶＡのメツ
シュベルト式連続炉の加熱装置と、冷凍能力６０ｍ”／
Ｈｒのガス冷凍機を有するもので、この熱処理炉と炉体
全長が１６．２６０ｍｍである点を除き同一構成の加熱
装置及び独立して設けられたガス発生量の同一な発熱型
ガス変成装置と、同一能力のガス冷凍機を有する従来の
熱処理炉との性能比較を行った。

用いた変成ガスのガス組成比は第１表に示す如くである
。

これらの熱処理炉を用いて、］ ０ＯＸＩ ０ＯＸ１５
ｔの大きさを有する冷鍛して製造された自動車部品の中
間燃鈍を加熱温度７５０℃で行った所、処理量は４４０
ｋｇ／Ｈｒ、ブタンガスの使用量は３ ｍ ／ Ｈｒ
ｓ冷却水使用量は６．４ｍ″／Ｈｒであり、これに対し
て、従来炉を用いた場合は、処理量は３５０ｋｇ／Ｈｒ
、ブタンガスの使用量は３ｍ３／Ｈｒｓ冷却水使用量は
９．５ｒｒｌ／Ｈｒで、ブタンガスの使用量同一で、冷
却水使用量の著しい低減と、処理量の増大を得ることが
でき、冷却水の使用量は３３φ減少し、生産能力は２５
φ増加した。

また、同様の比較を、ろう付温度１１３０℃で銅ろう付
する場合について行った、処理重量が１２０ｋｇ／Ｈｒ
の場合、本実施例の熱処理炉を用いる場合の消費電力は
ｌｌ５ｋＶＡ、冷却水使用量は６．０ｍ３／Ｈｒで、こ
れに対し従来の熱処理炉を用いた場合には、消費電力１
３０ｋＶＡ、冷却水使用量は１２．２７７１”／ Ｈｒ
となるので、消費電力が１ｏ％削減され、冷却水使用量
は５】饅削減することができた。

第５図は加熱炉保有有効熱量の比較を行ったもので、Ａ
は本実施例における熱処理炉、Ｂは従来の熱処理炉の場
合を示すもので、所要電力１３５ｋＶＡのうち１５ｋＶ
Ａが有効に活用されていることを示している。

また、第６図すは本実施例の熱処理装置内の温度分布を
示すもので、横綱、縦軸には、それぞれ、炉内通過時間
（分）、温度（’Ｃ）が示してあり、同図ａの熱処理装
置の側面図（第２図と同一符号が付しである）に対応さ
せである。

図で、Ｃは熱電対で測定された炉内雰囲気温度、Ｄは］
ＯＯＸ］ ００ＸＩ ５ ｔの寸法を有する鋼板の温
度を示し、Ｅは従来炉の熱電対で測定された炉内雰囲気
温度、ＦはＤの場合と同様寸法を有する鋼板の温度を示
している。

これらの曲線の比較から明らかなように、本実施例の熱
処理炉においては、予熱域があるため、被処理物の加熱
が徐々に行われ、かつ、被処理物の加熱域の範囲が実質
的に広がる。

これにより、短時間で焼鈍温度に到達するため、搬送速
度のアップが可能となり、処理能力の増大を図ることが
できる。

これに対して、実施例と同一炉長をもつ従来炉において
は、予熱域がないので、被処理物を実施例と同一速度で
搬送する場合は加熱時間が充分とれず搬送速度を遅くす
る必要がある。

すなわち、本実施例の熱処理炉においては、被処理物の
予熱域があるため、従来炉より搬送速度を早めても予め
設定された温度まで十分に昇温するため処理能力の向上
が可能となることがわかる。

なお、発熱型ガス発生装置の熱放射管は、表面を黒色と
したり、あるいは熱放射用のフィンを設けて、メツシュ
ベルトに対する熱の放射効率を上げると効果的である。

また、熱放射管より熱交換器に送給されるガスは７６０
℃程度になるので、これを発熱型ガス発生装置の燃焼室
に保給される空気の予熱用に使用することもできる。

すなわち、本実施例の熱処理炉は、蛮族ガス生成時に発
生した熱エネルギーを有効に活用できるため、冷却水使
用量の低減および所要電力の低減を可能とし、経済的に
も、省エネルギー的にも効果的であり、さらに焼鈍精度
および処理能力の向上を可能とするものである。

以上の如く、本発明は経済的にも、省エネルギー的にも
効果的な熱処理炉の提供を可能とするもので、産業上の
効果の犬なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の熱処理炉のブロック図、第２図は本発明
の熱処理炉の一実施例のブロック図、第３図は同じく要
部を断面で示した側面図、第４図ａおよびｂは同じく要
部のそれぞれ互いに直角をなす方向の縦断面図、第５図
は本発明の熱処理炉の効果を示すための説明図、第６図
ａは本発明の熱処理炉の一実施例の側面図、第６図すは
同じく同図ａの熱処理炉の温度分布を従来の熱処理炉の
温度分布との比較において示した線図である。 １１・・・・・・（無酸化熱処理装置の）加熱域、１２
１．１２２・・・・・・（無酸化熱処理装置の）冷却域
、２２・・・・・・冷凍機、４・・・・・・発熱型ガス
発生装置、５６・・・・・・燃焼室、５７・・・・・・
熱遮蔽板、５８１゜５８２・・・・・・熱放射管、７１
・・・・・・メツシュベルト、７２・・・・・・被処理
物。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加熱域および冷却域を有し被処理物の移送手段の設
   けられている無酸化熱処理装置と、該熱処理装置の炉気
   として使用される発熱型ガスの発生装置とを有する熱処
   理炉において、前記発熱型ガスの発生装置が前記熱処理
   装置の加熱域の昇温部に位置する前記被処理物の移送手
   段ｌこ熱交換可能に設置されていることを特徴とする熱
   処理炉。 ２ 前記発熱型ガスの発生装置が、燃焼室と、該燃焼室
   と連通し熱遮蔽板により該燃焼室と断熱され前記被処理
   物の移送手段と熱交換可能に近接して設けられている熱
   放射管とよりなる特許請求の範囲第１項記載の熱処理炉
   。