JPS61231157A - 連続ガス浸炭炉の操業中断における浸炭熱処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、浸炭焼入れの連続処理が可能なガス浸炭炉の
操業の一時中断およびその後の再開に際して、浸炭焼入
れ効率の向上および浸炭製品の品質均一化等を図ること
ができる連続ガス浸炭炉の操業中断における浸炭熱処理
方法に関する。

〔従来の技術〕

休止期間、例えば休日や夏期休暇に際して連続ガス浸炭
炉の操業を中断する場合、従来、休止期間の前日に浸炭
炉内の全ての被処理品を搬出して炉内部を空にした後、
浸炭炉の操業を停止し、これと共に窒素ガス等を炉内に
導入して炉内雰囲気を浸炭性のものより不活性なものに
置換する手順がよく取られていた。

そして、従来、休止期間経過後の初日に連続ガス浸炭炉
の操業再開を通常次の手順に従って行っていた。まず、
浸炭炉を再び起動させて炉内の温度を平常操業時の水準
まで上昇させ１．これと共に浸炭性ガス（例えば、ブタ
ンクラッキングガス（ＲＸガス））等を炉内に導入して
炉内部を不活性雰囲気から浸炭性雰囲気に置換した後に
、被処理品の炉内への連続搬入を開始して、それらを順
次浸炭、拡散および焼入れ処理に供していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記の従来方法では、浸炭炉の操業再開後最初
の浸炭焼入れ製品が得られるまで長時間を要し、操棗中
断期間の前後における浸炭焼入れ処理の効率が低いもの
であった。

また、連続ガス浸炭炉内を通って得られる浸炭製品の品
質、例えばはだ焼深さや炭素濃度などＫついては、一般
に操業中断前および再開後の製品の品質が平常操業時の
製品のそれと同等に保たれることが求められる。

本発明の目的は、操業の中断時および再開時における浸
炭焼入れ効率を向上させ、浸炭製品の生産性を増大する
ことができ、しか本操業の中断を経ても浸炭製品の品質
を実質的に一定に保つことができる連続ガス浸炭炉の操
業中断における浸炭熱処理方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の連続ガス浸炭炉の操業中断における浸炭熱処理
方法は、被処理品を収めたトレーを連続ガス浸炭炉内に
残したまま炉温の昇降および炉内雰囲気のガス置換を遂
行して該浸炭炉の操業中断およびその後の操業再開を行
い、かつ操業中断時および／または操業再開時において
前記浸炭炉内に残された前記被処理品を平常操業時より
低い炉温および／またはそれより少ない浸炭性ガス量若
しくはエンリッチガス量の条件の下で浸炭処理すること
を特徴とする方法である。例えば、本発明の好ましい方
法は、連続ガス浸炭炉の操業中断のとき、適当数の空ト
レー、好ましくは浸炭炉の焼入れゾーンに収容されるト
レー数に相当する数の空トレーを被処理品（例えば、ク
ロム鋼部品）積載のトレー列の間に装入し、これらを浸
炭炉内に連続搬送して順次浸炭焼入れし、このとき空ト
レーより後方の被処理品を平常時より低い炉温および／
またはそれよりも少ない浸炭性ガス量若しくはエンリッ
チガス量の条件で遂行し、浸炭不十分のまま搬送し、そ
の後空トレー直前の被処理品の浸炭焼入れ処理が完了し
たとき、空トレーより後方の被処理品を浸炭炉内に残し
たまま、操業を中断し炉温を下降さぜると共に不活性ガ
ス、例えばＮＸガス（Ｃｏ　：　１　％、鴇：１％、Ｎ
、：残部）を炉内に導入して炉内部を浸炭性雰囲気から
不活性雰囲気に置換し、その後前記浸炭炉の操業再開の
とき、炉温を平常操業時の温度またはやや低い温度まで
上昇させ、かつその昇温の中途において、好ましくは平
常操業時の炉温よりも低い７８０℃〜８５０℃の温度に
て浸炭性ガス例えばＢＪＸガス（Ｃｏ：２３％、Ｈｌ：
５ａｅ４．穐：４３チ）およびエンリッチガス例えば０
４　Ｈｌ（ｌｋ浸炭炉内に導入して炉内部を不活性雰囲
気から所定の浸炭性雰囲気に置換調整する方法である。

〔作　　用〕

本発明の方法では、浸炭炉内に残された被処理品が操業
中断時および／または操業再開時において平常操業時の
水準より低い炉温および／または、それより少ない浸炭
性ガス量若しくはエンリッチガス量の条件の下で浸炭処
理され、そして操業再開の後平常操業の水準で浸炭焼入
れ処理される。従って、得られる浸炭製品の品質、特に
はだ焼深さや炭素濃度を平常操業時の製品のそれと同等
に保っことができる。

また、本発明の方法では、被処理品を浸炭炉内に入れた
まま炉の操業を中断するため、上記の従来方法、即ち操
業中断時全ての被処理品を、炉外に搬出し操業再開時被
処理品を新たに炉内に搬入する方法と比較して、操業の
中断が短時間で完了しかつ操業再開後最初の浸炭製品が
得られるまでの時間が格段に短かく、よって浸炭焼入れ
処理の効率が大きく向上する。

〔実　施　例〕

以下、本発明の実施例を図面により説明する。

実施例１ 第３図に示す連続ガス浸炭炉１を使用して連続浸炭処理
を行なう。炉１は、第１ゾーン（加熱）２ａ、７ｇ２シ
ー７＜浸炭＞２ｂ、　第５ゾーン（拡散）２ｃおよび第
４ゾーン（焼入れ）２ｄよりなり、かつ被処理品３を各
々乗せる多数のトレー４・・・を第１ゾーン２ａより第
４ゾーン２ｄまで連続搬送する搬送機構５を備えてなる
。また、炉１の第１ゾーン側にはトレー４を炉内に押入
れる搬入シリンダ６が備えられ、一方炉１の第４ゾーン
側には焼入れ油槽７と共に、被処理品３ｔ−焼入れ油中
に浸漬し続いて引上げる焼入れ装置８が備えられている
。従って、クロム鋼部品等の被処理品３・・・は、浸炭
炉１内に搬入されると、第１ゾーン２ａにおいて加熱さ
れ、第１ゾーン２ａおよび第３ゾーン２Ｃにおいて浸炭
性ガス（ＲＸガス）およびエンリッチガス（Ｃ４Ｈ１（
１）による浸炭・拡散作用を受け、第４ゾーン２ｄにお
いである程度冷却され、その後油槽７中にて焼入れされ
、浸炭製品として得られるようになっている。

このガス浸炭炉１の平常操業は、次の第１表に示す条件
で行なう。

第　　１　　表 連続ガス浸炭炉の平常操業条件 そして、週末の操業中断のとき、中断前の被処理品３を
各々乗せたトレー列と中断時炉内に残る被処理品３を各
々乗せたトレー列の間に、５個の空トレー（浸炭炉１の
第４ゾーンに収まるトレー数に相当する数の空トレー）
を装入し、該トレー列を浸炭炉１の内部に搬送して、空
トレーより前方の操業中断前の被処理品３の浸炭焼入れ
処理を平常操業時と同一の条件で順次行なう。これと同
時に空トレーより後方の操業中断時炉内に残る被処理品
３の浸炭処理を平常操業時より低い炉温およびそれより
少ないエンリッチガス量の条件で遂行する。より詳しく
説明すると、この浸炭処理は例えば、操業中断時炉内に
残る被処理品を乗せた先頭のトレー４が浸炭炉１の第２
ゾーン２ｂ４Ｃ搬入されたとき、第２ゾーン２ｂの温度
を平常操業時の９３０℃から９００℃まで下降させかつ
第１および第２ゾーン２ａ、２ｂへのエンリッチガス流
量を平常操業時の２．６ｔ１分から１．８ｔ／分に減少
し、続いて前記の先頭トレーが浸炭炉１の第３ゾーン２
ｃ４Ｃ搬入されたとき、第３ゾーン２Ｃの温度を平常操
業時の９３０℃から９００℃まで下降させる手順により
行なう。

その後、空トレー直前の中断前最終の被処理品が焼入れ
油槽７に浸漬されその焼入れ処理が完了したとき、空ト
レーより後方の被処理品３を浸炭炉１内に入れたまま、
炉１の操業を停止して炉温を下降させると共に、ＲＸガ
スおよびエンリッチガスの供給を止めＮＸガスを炉内に
導入して炉内部を浸炭性雰囲気から不活性雰囲気に置換
する。

そして、休止期間の経過後に、浸炭炉１を再起動させて
炉温を平常操業時の温度よりやや低い９００℃まで上昇
させ、かつその昇温過程の中途において即ち８００℃に
おいてＲＸガスおよび少量のエンリッチガスを浸炭炉１
内に導入して炉内部を不活性雰囲気から浸炭性雰囲気に
置換し浸炭性雰囲気を調整し、調整の完了後、炉温およ
びエンリッチガス量を平常操業時の条件に′合ぜて、浸
炭炉１の操業を再開する。第１図は以上の炉温昇降およ
び雰囲気置換の過程全表わしたものである。

上記の方法によれば、５個のトレーのみが空搬送される
だけであり、従来のように操業中断前に浸炭炉内の２６
個のトレーに各々乗せた被処理品を全て搬出する必要が
なく、浸炭焼入れ処理の効率が向上する。

また、上記の方法により得られた浸炭製品の品質、特に
はだ焼深さを調べたところ、第４図に示すような結果が
得られた。この図より、操業中断時浸炭炉１の各ゾーン
２８〜２ｄに残された浸炭製品は、操業中断前の浸炭製
品および操業再開後に新たに炉内に搬入された浸炭製品
と比較して、はだ焼き深さがほぼ同等であり、浸炭割合
が同程度であることがわかる。

実施例２ 上記の連続ガス浸炭炉１を使用して浸炭焼入れの連続処
理を行なう。平常操業時の条件は実施例１と同じである
。

そして、週末の操業中断のとき、中断前の被処理品３を
各々乗せたトレーの後に連続して中断時炉内に残る被処
理品３（はだ焼深さの深い製品、例えば、中断前の被処
理品かはだ焼深さｃＬ７．であれば中断時炉内に残る被
処理品ははだ焼深さ１．０．の製品）を乗せ装入し、そ
の後、中断前の最終の被処理品３が焼入れ油槽７に浸漬
され、その焼入れ処理が完了したとき、炉１の操業を停
止して炉温を下降させると共に、ｋＬＸガスおよびエン
リッチガスの供給を止め、ＮＸガスを炉内に導入して炉
内部を浸炭性雰囲気から不活性雰囲気Ｋｔ換する。そし
て休止期間の経過後に浸炭炉を再起動させて炉温を平常
操業時の温度まで上昇させ、かつその昇温過程の中途に
おいて、即ち８００℃においてＲＸガスおよび少量のエ
ンリッチガスを浸炭炉１内に導入して炉内部を不活性雰
囲気から浸炭性雰囲気に置換し、浸炭性雰囲気を調整ｊ
７、炉内雰囲気の調整の完了後、浸炭炉１の操業を再開
する。

第２図は以上の炉温昇降および雰囲気置換の過程を表わ
したものである。

上記の方法によれば空トレーを装入する必要がなく浸炭
焼入れ処理の効率が実施例１の方法と比してより向上す
る。

また、本発明者等は、実施例２の方法において、操業中
断のとき浸炭炉１の温度を速く下降させる程、具体的に
は炉温を６００℃にまで急速に下げる程、操業中断時炉
内に残る被処理品のはだ焼深さが平常操業時の製品のそ
れに近くなることを確認している。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の連続ガス浸炭炉の操業中
断における浸炭熱処理方法は、操業中断時及び／又は操
業再開時において浸炭炉内に残された被処理品を平常操
業時の水準より緩やかな浸炭条件で処理する方法とした
ことにより、操業中断の際浸炭炉内に残された浸炭製品
の品質を平常操業時の製品のそれと同等に保つことがで
きる。その上、本発明の方法は、被処理品を浸炭炉内に
入れたまま操業を中断しその後再開する方法としたこと
により、中断前に全ての被処理品を炉外に出す従来の方
法と比較して、操業の中断工程が短時間で完了しかつ再
開後最初の製品が得られるまでの時間が格段に短かくな
り、よって所要エネルギー量が軽減され、また浸炭焼入
れの作業工数が低減され、ひいては浸炭製品の生産性が
著しく向上し、製造コストの低減を図ることができる。

また、途切れることなく連続して製品化できるため、製
品の在庫量の一層の削減を図ることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の実施例１および実施例２
の方法に従う連続ガス浸炭炉の炉温昇降及び雰囲気置換
の過程を経時的に夫々示す図、 第３図は実施例１および実施例２の方法に使用した連続
ガス浸炭炉を示す図、 第４図は実施例１の方法により得られた製品のはだ焼深
さを表わす図である。 図中、 １・・・連続ガス浸炭炉 ３・・・被処理品 ４・・・トレー 特許出願人　　トヨタ自動車株式会社 代理人　弁理士　萼　　　優　美　ほか１名牙１図 才２図 牙３図 １１！を気ケ又；ｌ／３！炉 ３−碇ルＩ！＾ ４　　トド 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被処理品を収めたトレーを連続ガス浸炭炉内に残したま
   ま炉温の昇降および炉内雰囲気のガス置換を遂行して該
   浸炭炉の操業中断およびその後の操業再開を行い、かつ
   操業中断時および／または操業再開時において前記浸炭
   炉内に残された前記被処理品を平常操業時より低い炉温
   および／またはそれより少ない浸炭性ガス量若しくはエ
   ンリッチガス量の条件の下で浸炭処理することを特徴と
   する連続ガス浸炭炉の操業中断における浸炭熱処理方法
   。