JPS6122006B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は高速度鋼焼入れ用流動層炉の運転方法
にするものである。

（従来の技術） 高速度鋼の焼入れは、原則として予熱した鋼を
1230℃ないし1280℃に加熱した後、油冷却槽に浸
漬冷却し、500℃ないし600℃で焼戻しを行つて完
了する。

ところが鋼を無酸化雰囲気下1230℃ないし1280
℃に加熱することは必ずしも容易ではなく従来は
主として溶融塩を用いるソルトバスか、真空下に
輻射熱で加熱する真空炉による方法が用いられて
いた。

しかし、ソルトバスによる方法は不純物の混入
による爆発と付着塩の水洗除去に伴う公害発生の
恐れがあり、真空炉は被処理物の昇温に長時間を
要し、それが為、高速度鋼中の一成分の昇華によ
る品質低下の問題があつた。

これに対し、最近急速に普及しつつある流動層
炉による方法は、耐熱性粉体中に窒素又は所望の
雰囲気を形成する気体を吹込み粉体を流動化させ
液体に類似の熱媒体とし、この中に被処理物を浸
漬、電気若しくは燃料によつて加熱々処理する方
法である。

（発明が解決しようとする問題点） この方法は被処理物の昇温が容易であること、
爆発や公害の恐れのないことで他の方法に優れて
いる。しかし装置を構成する材料の耐熱性の点で
1200℃以上に昇温することが難しく高速度鋼の焼
入れには不向な方法とされていた。

例えば、第２図において示すように耐熱性の高
いセラミツク製のレトルト１を用いその内部に固
着されているガス分散装置２上にアルミナ粒体若
しくはジルコンサンド等の流動媒体を充填した炉
床へ管路３から圧力室４を経て流動化ガスを供給
し流動層５を形成すると共に電気ヒータ６により
流動層５を1200℃〜1300℃の範囲から選ばれた設
定温度を加熱し、そしてこのようにして準備され
た加熱流動層中へ高速度鋼７を浸漬して焼入れす
るように用いられていた。

ところが、このような焼入れにおいては、流動
層炉にセラミツク製のレトルト１を装着している
関係上、そのコストが非常に高くなり設備投資上
不利であつた。

また、セラミツク製のレトルト１の銅部１ａと
底部１ｂとを一体成型することは現時点において
は困難であるからこれらを耐熱性接着剤等により
固着しているが、炉の運転条件などの影響により
前記接着部分にクラツクが発生し、従つて炉の運
転及び保守の点で実用的でなかつた。

このような欠点はセラミツク製のレトルトにか
えて金属製のレトルトを設けることができるなら
ば解決しうるが、耐熱鋼は融点がせいぜい1300℃
であつて金属製のレトルトではレトルト外部から
の加熱したのではその耐熱性の制限から実用上
1200℃までの昇温が限界であり、従つてこれを簡
単に採用することができなかつた。

そこで、本発明者らは各方面から鋭意検討した
結果、流動層が形成される金属製のレトルトに対
し、流動層内にも電気ヒータを配し、レトルトの
外方に配されている電気ヒータ（以下、第２電気
ヒータという）によりレトルトの側壁外周面を注
意深く1200℃〜1280℃の範囲から選ばれた所定温
度に加熱しながら流動層中に配されている電気ヒ
ータ（以下、第１電気ヒータという）により1230
℃〜1280℃の範囲から選ばれた設定温度に加熱す
るようにすれば良いことを見い出したのである。

（問題点を解決するための手段） すなわち、本発明に係る方法は、1230℃〜1280
℃の範囲から選ばれた設定温度に加熱する高速度
鋼焼入れ用流動層炉の運転方法において金属製の
レトルト内に設けられているガス分散装置上に流
動媒体を充填した炉床へ流動化ガスを供給して形
成される流動層中に例えば耐熱耐摩耗性の保護体
を介して第１電気ヒータを配すと共に前記レトル
トの側壁外周面を包囲するように第２電気ヒータ
を配し、前記第２電気ヒータにより前記レトルト
の側壁外周面を1200℃〜1280℃の範囲から選ばれ
た所定温度に加熱しながら前記第１電気ヒータに
より前記設定温度に加熱することを特徴とするも
のである。

（実施例） 図面に基いて本発明を実施例により具体的に述
べると、第１図において、８は融点が1300℃〜
1370℃の耐熱鋼（市販されている最も融点の高い
耐熱鋼）で構成された円筒容器状のレトルト、９
はレトルト８内に固着されたガス分散装置１０は
レトルト８の底に開口されたガス供給管路であ
り、この管路１０から加圧された流動化ガスを圧
力室１１へ供給し、ガス分散装置９より均一に分
散させてこの装置９上に充填されているアルミナ
粒体若しくはジルコンサンドなどの流動媒体を流
動化して流動層１２を形成している。

なお、１３は第１電気ヒータであり、この電気
ヒータ１３は下端が閉塞されているセラミツク製
円筒状保護体１４内に挿入されて流動層１２中に
配されている。また、１５は第２電気ヒータであ
り、この電気ヒータ１５はレトルト８の側壁外周
面Ａを包囲するように配されている。

炉運転においてこれらの電気ヒータ１３，１５
により流動層１２が加熱されるが、この際、第２
電気ヒータ１５によりレトルト８の側壁外周面Ａ
が、1200℃〜1280℃の範囲から選ばれた所定温度
に加熱されると共に第１電気ヒータ１３により
1230℃〜1280℃の範囲から選ばれた設定温度に加
熱される。

すなわち、図示しないが、レトルト８の側壁外
周面Ａには熱電対が固着されており、これにより
前記外周面Ａが、例えば1270℃に加熱されたこと
が検出されると第２電気ヒータ１５への通電が停
止され、そして一定時間経過して1265℃に降温し
たことが検出されると再び通電される。

このように第２電気ヒータ１５をON−OFF制
御することにより、第２電気ヒータ１５のみでレ
トルト１を過度に加熱しないで流動層１２を、
1200℃に加熱することができる。

なぜならば、第２電気ヒータ１５のみにより加
熱されるときには前記外周面Ａの温度が外周面を
通して加熱される流動層１２の温度よりも高くな
るからである。

両者の温度差は流動層の大きさ、流動粒体等に
よつて異なるが、通常は50℃ないし100℃となる
よう設計される。この為、金属製のレトルトを設
けた流動層炉においてはレトルト１の融点が1300
℃〜1370℃であるのに対し、流動層１２を1230℃
に加熱しようとするとレトルト１の側壁外周面Ａ
がそれ以上の例えば1300℃に加熱せざるを得な
い。従つて、その耐熱性上の安全を考慮して1200
℃以下での処理が余儀なくされていた訳である。

しかし、本発明においては第１電気ヒータ１３
を設けているので金属製のレトルト８を設けてい
ても1230℃〜1280℃に流動層１２を加熱すること
ができるのである。

すなわち、流動層１２中に配されている第１電
気ヒータ１３により加熱すると、この場合におい
ては、レトルト８の側壁内周面Ｂの温度が流動層
１２の温度よりも低くすることができ、例えば流
動層１２を1280℃に加熱してもレトルト８の側壁
内周面Ｂは1270℃に加熱されるにすぎず外部加熱
と同様に融点（1300℃）以下に保つことができる
のである。

なお、第１電気ヒータ１３も上述した第２電気
ヒータ１５と同様にON−OFF制御しうるように
設けられている。

流動層１２中には図示しない熱電対が配されて
あり、この熱電対により流動層１２が1230℃〜
1280℃の範囲から選ばれた設定温度よりプラス３
℃に加熱されたことが検出されると第１電気ヒー
タ１３への通電が停止され、そして設定温度より
マイナス３℃に降温したことが検出されると再び
通電されるように設けられている。

本発明においては保護体をシリコンカーバイド
製や焼成アルミナ製に設けることができると共に
ガス分散装置を多孔質セラミツク板型のものや特
公昭57−16706号公報において開示されているネ
ジ型のものなどに各種に設けることができる。

なお、第２電気ヒータ１５を設けないで流動層
１２中へ高密度に多数の第１電気ヒータ１２を配
しても1230℃〜1280℃に加熱することができる
が、この場合においては高速度鋼を浸漬するに必
要な流動層スペースを充分に設けることが困難で
あるため第１電気ヒータを装着するスペースを含
めた流動層が必要となり、それだけレトルトに余
裕を必要とし、必然的に流動化に必要なガス量が
増大し経済性が失われる。従つて実用的な流動層
炉を得ることができない。

（発明の効果） 以上述べた如く、本発明によると、金属製のレ
トルトを設けた高速度鋼焼入れ用流動層炉の運転
方法が得られ、従来のセラミツク製レトルトを設
けた流動層炉の場合において問題視されていた
〓クラツクの発生〓や〓設備コストのアツプ〓な
どを解消することができる。

また、従来の外部加熱式の炉においては、伝熱
が律速になるため径が大きくなるとレトルトの表
面温度が高くなりすぎ、従つて1200℃の使用温度
では300mmのレトルトが限度であつたが、本発明
によるとこれよりも大きな径のレトルトを装着し
た高温炉を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す高速度鋼焼入れ
用流動層炉の縦断面図、第２図は従来の高速度鋼
焼入れ用流動層炉の縦断面図である。 ８……金属製のレトルト、９……ガス分散装
置、１０……流動化ガス供給管路、１２……流動
層、１３……第１電気ヒータ、１５……第２電気
ヒータ、Ａ……レトルト８の側壁外周面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 1230℃〜1280℃の範囲から選ばれた設定温度
   に加熱する高速度鋼焼入れ用流動層炉の運転方法
   において、金属製のレトルト内に設けられている
   ガス分散装置上に流動媒体を充填した炉床へ流動
   化ガスを供給して形成される流動層中に第１電気
   ヒータを配すと共に前記レトルトの側壁外周面を
   包囲するように第２電気ヒータを配し、前記第２
   電気ヒータにより前記レトルトの側壁外周面を
   1200℃〜1280℃の範囲から選ばれた所定温度に加
   熱しながら前記第１電気ヒータにより前記設定温
   度に加熱することを特徴とする高速度鋼焼入れ用
   流動層炉の運転方法。