JPS59571B2 - 鋼材の加熱方法及びその装置 - Google Patents

鋼材の加熱方法及びその装置

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JPS59571B2
JPS59571B2 JP10958880A JP10958880A JPS59571B2 JP S59571 B2 JPS59571 B2 JP S59571B2 JP 10958880 A JP10958880 A JP 10958880A JP 10958880 A JP10958880 A JP 10958880A JP S59571 B2 JPS59571 B2 JP S59571B2
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JP
Japan
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induction heating
heating furnace
steel material
billet
steel
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JP10958880A
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JPS5735616A (en
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良夫 岡田
融 広瀬
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KONAN KOSHUHA KOGYO KK
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KONAN KOSHUHA KOGYO KK
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/34Methods of heating

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鋼材の加熱方法及びその装置、更に詳しくは、
高周波誘導加熱炉と非誘導加熱炉とを組み合して直径が
30〜100mm程度で長さが100〜500mm程度
の鋼材(ビレット)を所要の焼入、焼鈍、規準などの熱
処理に応じて加熱するための加熱方法及びその装置に関
するものである。
一般に、誘導加熱のみで鋼材を加熱すると短時間で鋼材
が加熱されるが、目的温度で内外温度差の少ない均一な
加熱を行うには、複雑な制御機構を要し、且つ時間が長
く掛る、しかも鋼材の寸法毎に確定した制御を行うこと
が困難であり、焼入や焼鈍或いは規準などの熱処理を迅
速に行うことができず、他方、ガスや電気抵抗炉のよう
な非誘導加熱炉で鋼材を目的温度迄加熱するには長時間
を要し、処理能率が悪いという問題があった。
また、高周波誘導加熱のために用いるビレットヒータは
これに用いる鋼材の径が限定され、1つのビレットヒー
タで径の異る鋼材を能率よく加熱することができないと
いう問題があった。
本発明は上記の点に鑑みて為されたものであって、主な
目的とするところは鋼材を短時間で均一に加熱でき、焼
入や焼鈍や規準などの熱処理を効率よく行うことができ
る鋼材の加熱方法を提供することであり、他の目的とす
るところは高周波誘導加熱と非誘導加熱とを鋼材へ連続
的に与え、加熱後の鋼材を1つ宛取り出すことができ、
しかも径の異る鋼材であっても、同じ非誘導加熱炉を用
いて加熱できる鋼材の加熱装置を提供するにある。
本発明を以下図に示す実施例に基いて詳述する本発明に
係る鋼材の熱処理方法は、鋼材1を高周波誘導炉2によ
って結晶粒の粗大化が起らない温度範囲内で目的温度よ
り高い温度に加熱した後、目的温度に制御された非誘導
加熱炉3内に装入して鋼材1を目的温度で均一に加熱す
ることを特徴とするものであり、本発明に係る鋼材の加
熱装置は、内部に挿入される鋼材1を高周波誘導加熱に
より目的温度より高い温度に加熱するためのビレットヒ
ータ2a 、 2b 、 2c 、 2ct、=、ビレ
ットヒータと同軸上に配設されてビレットヒータ2a2
b 、2c 、2dより送られる鋼材1を目的温度に加
熱する非誘導加熱炉3と、ビレットヒータ2a 、2b
、2c 、2dの入口でビレットヒータ2a 、2b
、2c 、2dの軸方向で進退自在に配設されビレッ
トヒータ2a 、2b 、2c 、2d内に鋼材1を押
入れると共にビレットヒータ2 a +2b 、2c
、2d内より順次非誘導加熱炉3内へ鋼材を進めて非誘
導加熱炉3内で軸方向に並ぶ鋼材1を1つ宛非誘導加熱
炉3より送り出す送り出し手段11とより成ることを特
徴とするものであって、本実施例にあっては、径の異る
複数のビレットヒータ2a 、2b 、2c 、2dを
回転軸を中心にして間欠回転自在となった回転板10上
に形成し、鋼材1の径に応じた任意のビレットヒータ2
a 、2b 、2c 、2dで加熱される鋼材1を1つ
の非誘導加熱炉3内へ水平方向に沿って移動させ、非誘
導加熱炉3より鋼材1を冷却室5内に送り出して、ここ
で鋼材1を冷却して焼入や焼鈍や規準などの操作を行う
例を示している。
鋼材1としては直径30〜11007nで長さ100m
71L〜500mmのものが用いられ、任意のビレット
ヒータ2a2b 、2c 、2d中で急速に鋼材1を結
晶粒の粗大化が起きない温度範囲(普通鋼、低合金鋼で
は約950°C以下)で目的温度(焼入、規準の場合は
800〜900°C)より30〜100℃高い温度に、
内外温度差が50〜100℃以内となるように略均−に
加熱し、この後、直ちに目的温度に設定された非誘導加
熱炉3、すなわちガスや電気抵抗炉のような普通加熱炉
内に加熱された鋼材1を装入して、10〜30分間程度
の短時間で鋼材1の内外及び各部分の温度差を2〜5℃
で目的温度に対する誤差を±5〜10’C以内に抑えて
均熱調整し、一本宛非誘導加熱炉3内より引出して冷却
室5により空冷、油冷、水冷などで適宜の冷却方法によ
り、冷却速度が各部で均等になるように冷却するわけで
ある。
非誘導加熱炉3にはマツフル15が全長に亘って設けら
れ、このマツフル15内に複数の鋼材1が一直線上に並
んで収められ、マツフル15の全長に亘って設けられた
スキッド13に沿って鋼材1が移動する間に加熱炉3の
外壁に装着したバーナ16により鋼材1が均熱されるわ
けであり、ビレットヒータ2より非誘導加熱炉3内に鋼
材1が1つ送られる毎に、非誘導加熱炉3より冷却室5
に1つの鋼材1が送り出されるようになっている。
各ビレットヒータ2 a +2b 、2c 、2dは非
誘導加熱炉3の入口に近接した位置で任意の1つが非誘
導加熱炉3の口軸と一致するように水平軸を中心にして
回転する回転板10の外周部に設けてあり、回転板10
を任意の回転位置に停止させることにより処理すべき鋼
材1の径に応じた径のビレットヒータ’l a 22
b s2c 、2dを非誘導加熱炉3と連通させ、ビレ
ットヒータ2a 、2b 、2c 、2dより非誘導加
熱炉3内へ鋼材1を連続的に進めるものである。
各ビレットヒータ2a、2b、2c、2dは加熱コイル
4内周にライニング5を設けると共に、ライニング5内
)こスキッドレール6を全長に亘って配置して構成され
、このスキッドレール6が非誘導加熱炉3内のスキッド
13と一直線上に対応して鋼材1がビレットヒータ2よ
り非誘導加熱炉3内へ進むものである。
送り出し手段11としては駆動シリンダ14によって非
誘導加熱炉3と同軸上で進退自在となったプッシャー1
1が用いられ、ビレットヒータ2の入口がわの定位置に
配置されたガイドに沿ってプッシャー11に送られる鋼
材1を1つ宛ビレットヒータ2内に送り込むものであり
、鋼材1が1つ宛ビレットヒータ2内に送り込まれると
、ビレットヒータ2と非誘導加熱炉3内に亘って複数個
−直線上に並ぶ鋼材1が冷却室5がわに押され、1つ宛
非誘導加熱炉3より鋼材1が冷却室5に送り出されるも
のである。
従って非誘導加熱炉3内で所定時間加熱された鋼材1が
ビレットヒータ2に鋼材1を送り込むのと同じピッチで
非誘導加熱炉3より送り出されることとなり、複数本の
鋼材1を連続的に加熱処理できるものである。
図中8は高周波発振器、9は結合部である。
〈実施例〉 70φX3001c))SCM435の鋼棒を1000
Hz、400kWの出力で誘導加熱により約900℃に
1分間で急速加熱した後、850°Cに設定された非誘
導炉内へ直ちに装入して10分間保持した後、非誘導炉
内より引出し50℃の焼入油中で良く振り動かしながら
5分間冷却した。
この焼入硬さを測定した結果外周部の硬度がHB’46
1、中心部がHB388であり、良好な焼入硬さ分布が
得られた。
このような焼入れを非誘導炉で行うには最低3時間を要
するものであるが、本発明による加熱時間は約12分間
という短時間で行なえ、鋼材の熱処理時間が大幅に短縮
されるものである。
尚、上記実施例には焼入れを行う場合の加熱を示したが
、勿論本発明はこれのみに限定されるものではなく、焼
鈍や規準などの熱処理に適用されるものである。
また図の実施例にあっては、鋼材を水平方向に沿ってビ
レットヒータ2より非誘導加熱炉3に進める例を示した
が、勿論鋼材1を垂直方向、或いはその他の方向に進め
るようにしてもよいものである。
以上のように、本発明にあっては、鋼材を高周波誘導加
熱により結晶粒の粗大化が起らない温度範囲内で目的温
度より高い温度に加熱した後、目的温度に制御された非
誘導炉内で均一に加熱するものであるから、非誘導加熱
のみで加熱を行う場合のように、昇温に長時間を要する
こともなく、また誘導加熱のみで加熱を行う場合のよう
に、鋼材を均一に加熱するために複雑な制御操作を行う
必要もなく、短時間で簡単に所定の熱処理を行うことが
できるものであり、しかも均熱工程前に誘導加熱による
鋼材の温度を目的温度よりも高くするものであるから、
非誘導加熱炉内での均熱調整時間は非誘導加熱炉のみで
加熱を行う場合のように25關厚さ当り30分以上かか
るようなことがないのは勿論のこと、高周波誘導加熱を
その後に行なう非誘導加熱よりも高い温度で行なうこと
により、この高周波誘導加熱で得られる温度T1 より
も低い目的温度T。
での非誘導加熱中に、高周波加熱で高い温度T1 に加
熱された部分から鋼材内部に向けて熱伝導を生じさせて
鋼材内部の加熱を加速することができ、すなわち、鋼材
外部から熱が与えられる非誘導加熱に於いて熱の伝わり
方が遅い鋼材に内部の加熱を早めることができるもので
あり、従って、非誘導加熱によって鋼材全体を均一な目
的温度T。
に加熱するまでの加熱時間を短縮できることができると
いう利点がある。
このことは、通常の高周波誘導加熱操作によって鋼材を
加熱する場合は加熱中心を鋼材の表層部より内側に設定
されることを考えると、より一層効果を発揮するもので
あり、実用上優れた利点を有するものである。
しかも、鋼材を一本宛誘導加熱しては非誘導加熱炉内で
均熱することができるため、非誘導加熱炉内より引出し
て冷却する操作と誘導加熱操作とを同調させることがで
き、誘導加熱操作と冷却加熱操作を同じ断続作業で行え
、連続した熱処理を安定した作業条件で行なえるという
利点がある。
更に本発明の鋼材の加熱装置にあっては、径の異る複数
のビレットヒータを備える回転板が非誘導加熱炉の入口
で回転自在となり、任意のビレットヒータと非誘導加熱
炉とが同軸上に配列されるものであるから、処理される
鋼材の径に応じて最適のビレットヒータを用いてミビレ
ットヒータより非誘導加熱炉へ鋼材を進めることができ
るものであり、径が異る鋼材であっても同じ非誘導加熱
炉を用いて鋼材に高周波誘導加熱と非誘導加熱を連続し
て付加できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す概略正断面図、第2図
は同上に用いる高周波誘導加熱炉を示す斜視図、第3図
a、bは夫々同上に用いるビレットビータの正断面図と
側断面図、第4図は同上に用いる非誘導加熱炉の断面図
、第5図は同上に用いる各ビレットヒータのブロック回
路図であり、1は鋼材、2は高周波誘導加熱炉、2a
、 2b 。 2c 、2dは夫々ビレットヒータ、3は非誘導加熱炉
、10は回転板、11は送り出し手段である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 鋼材を高周波誘導加熱によって結晶粒の粗大化が起
    こらない温度範囲内で目的温度より高い温度に加熱した
    後、目的温度に制御された非誘導加熱炉内に装入して鋼
    材を目的温度で均一・に加熱することを特徴とする鋼材
    の加熱方法。 2 内部に挿入される鋼材を高周波誘導加熱により目的
    温度より高い温度に加熱するためのビレットヒータと、
    ビレツI・ヒータと同軸上に配設されてビレットヒータ
    より送られる鋼材を目的温度で均一に加熱するための非
    誘導加熱炉と、ビレットヒータの入口でビレットヒータ
    の口軸方向で進退自在に配設され、ビレットヒータ内に
    鋼材を押入れると共にビレットヒータ内より順次非誘導
    加熱炉内へ鋼材を進めて非誘導加熱内で軸方向に並ぶ鋼
    材を1つ宛非誘導加熱炉内より送り出すための送り出し
    手段とより成り、上記ビレットヒータとしては互いに径
    の異なるものが用いられると共に各ビレットヒータが回
    転軸を中心にして間欠回転する回転板上へ周方向に沿っ
    て配設され、回転板が非誘導加熱炉の入口で回転自在と
    成ったことを特徴とする鋼材の加熱装置。
JP10958880A 1980-08-09 1980-08-09 鋼材の加熱方法及びその装置 Expired JPS59571B2 (ja)

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JPS5735616A JPS5735616A (en) 1982-02-26
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JPS6386812A (ja) * 1986-09-29 1988-04-18 Chugai Ro Kogyo Kaisha Ltd 誘導加熱式型焼入設備

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JPS5735616A (en) 1982-02-26

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