JPS61276938A - 流動層中での鋼材の熱処理方法及び装置 - 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） この発明は、流動層中で鋼材を熱処理し、とくに（ただ
し限定するものではないが）焼入れ後パテンティング処
理でワイヤを等温変態させる処理方法及び装置に関する
。

（従来技術） ／ｌテンティングは、炭素鋼ワイヤをオーステナイト相
（通常８００℃以上）に加熱し、次いでワイヤを所定温
度に焼入れし、通常この温度で所定時間保持して、オー
ステナイトの等県分解を完了させる。この温度は通常５
５０℃で、一般に微細パーライト構造を作るようにする
。

しかる後ワイヤが引抜かれる。

一般にワイヤは、炭素含有量が０．１％から１チ以上好
捷しくは０．２５９１ｉ〜１．２５％の普通鋼又は合金
鋼からなる。ワイヤの断面は四角又は矩形でもよいが好
捷しくけ丸形で、その断面積が０．１５　ｍｍ２を越え
るものがよい。ここで１ワイヤ」なる言葉はロッド、ス
リップ及び他の伸延材をも含む。

従来の・！テンティング処理では、恒温溶融鉛浴中で焼
入れ工程と変態工程とを行なっている。

この方法では、溶融鉛の熱吸収容量が大きいため、急冷
効果が大きく、この点で好適であるが、いくつかの問題
がある。溶融鉛を取扱うという環境上及び安全上の問題
とともに、鉛汚染による鉛の付着や表面欠陥が生じる問
題がある。

＝９− 鉛浴に代えてガスや空気を用いて強制的に冷却する方法
が提案されている。しかしこの方法は多くのワイヤ引抜
きプラントで使用する５ｍｍ以下の径のワイヤの場合、
とくに２　ｍｍ以下の径のワイヤの場合、信頼性が十分
でない。

また加熱流動層装置を使用することも提案されている。

この装置では、ガスや空気による強制冷却に比べて、熱
移動特性が向上する。代表的な流動層装置として、固定
水平面で分離された２つの室を有する耐火炉を備えてい
るものがある。

この装置は上部室を長ＫＵ型状容器で形成され、この内
に粒子（シリカ、アルｉす、ジルコニア等）が挿入され
、ここに高温ガスを水平底板を通して吹付けることによ
り、この粒子を流動化し加熱する。この底板は、多孔状
のもの（例えば穴のあいた又はスリット状の金属）、ア
ルいけアスベストシートやセラミック板の如き多孔セラ
ミワク材からなる。ガス分配板の下にある下部室はガス
が充満しており、ここから粒子容器の圧力下において流
動ガスが入る。流動粒子媒体は、適切な速度（通常は平
均粒径１５０〜５００μｍの粒子に対して８〜１５ｃｒ
ｎ／秒の速度）の流動ガス中に懸濁する固体粒子で形成
されている。この粒子は液体の熱移動媒体と類似する挙
動を示し、その性質は強制空気冷却と溶融鉛との中間に
位置するものである。

しかしこのような流動装置で処理されたワイヤの機械的
性質及び顕微鏡組織は、鉛浴処理のものよりかなり劣っ
ている。すなわち、このワイヤは理想的な微細・！−ラ
イト構造とは相当異なり、例えば、粗大パーライトやベ
イナイトがかなりの情形成される。この理由は、一般に
流動層が鉛浴に比べて熱容量が低くかつ熱性動特性が低
く、この結果、冷却速度が遅くなり、−貫した恒温変態
条件を維持できなくなるためである。

これらの問題、とくにロッド又は重いワイヤ（例えば径
が２．５　ｍｍ以上のロッド又は重いワイヤ）に関する
問題を解決するために次の提案がなされている（米国特
許３，６１５，０８３）。このものは、冷却空気によっ
て流動化した別個の予備冷却層を使用し、これをオース
テナイト化層と加熱流動層との間に配置したものである
。この特許によれば、従来技術の問題は、冷却速度が十
分速くないことにあるとしている。しかし、実験によれ
ばこの特許の方法では、ワイヤが必要とする質的な改善
がなされていない。とくにこのことは、３ｍｍ以下、典
型的には０．７〜１．５ｍｍの径のワイヤにいえる。

本発明者らは、流動層の問題は必ずしも冷却速度に多く
起因するのではなく、むしろワイヤを焼入れする温度と
、ワイヤを浸漬しなければない高温との間において満足
すべき折衷温度を選択することが難しいためであると考
えた。

ワイヤ浸漬中では、実質的に恒温変態が生じる。しかし
変態は発熱反応であり、ワイヤの温度は上昇する傾向に
ある。鉛浴の熱容量では、温度はほぼ一定に保持される
が、従来の流動層では温度が相当上昇する。この結果、
粗大パーライトが形成されてしまう。一方、高温で浸漬
して変態させる前に著しく冷却すると、初期に上部ベイ
ナイトなど好ましくない組織が形成されやすくなる。

微細・ぞ−ライト構造を信頼性よく得ることができる温
度領域は、比較的狭く、最適な顕微鏡組織を得るために
は更に狭くなる。ワイヤ処理に用りた従来の加熱流動層
では、温度のバラツキが上記好適温度領域と同程度又は
それよりも大きい。流動層の温度を変態時の発熱を考慮
して、浸漬温度に対して十分に低く設定した場合、焼入
れ段階での過度の冷却によりベイナイトが形成され、好
ましくない結果となるおそれがある。また層の温度を上
昇してこの問題をさけようとすれば、変態段階で過熱し
てしまい、この結果粗大ノ！−ライトが形成されてしま
うという好寸しくない結果となるおそれがある。

米国特許３，６１５，０８３は、これらの問題を解決し
ていない。すなわちとの特許は、２つの層を有している
が、その配置では特に薄いワイヤの場合、過度の冷却と
なってしまうためである。

（発明が解決しようとする技術的課題）この発明は流動
層技術で問題となっているいくつかの問題を解決するこ
とを目的とする。

（技術的課題を解決する手段） 従って米国特許３，６１５，０８３で示された方法、即
ちオーステナイト化したワイヤを第１の流動層ゾーンで
焼入れし、次いで流動ガスで加熱されτいる第２の流動
層ゾーンに送り、ここで変態を生ぜしめる／ＩＰテンテ
ィング処理を行なうスチールワイヤの熱処理方法におい
て、この発明では第１の流動層ゾーンを上記流動ガスで
加熱し、かつ２つのゾーンの温度を別々に独立してコン
トロールすることを流動化する。

この発明の装置は、加熱流動ガスを第１の流動層ゾーン
に供給する手段と、第１及び第２のゾーンの温度を独立
してコントロールする手段とを備えたことを流動化する
。

（発明の作用効果） この発明によれば、焼入れ操作と変態操作との間の折衷
あるいは妥協は必要としない。第２のゾーンの温度を選
択して、熱入力をコントロールし、第１のゾーン中の焼
入れ温度に邪魔されることなく、逆に所望の顕微鏡組織
を得ることができる。

（発明の詳細な説明） 第１のゾーン〒は、加熱流動ガスを供給することにより
、処理ワイヤからの熱入力を含めて総ての熱入力を調節
し、ワイヤ温度が、ベイナイトを形成するような臨界レ
ベル以下に下がらないようにするととができる。このと
とけ、薄肉ワイヤすなわち肉厚のワイヤはど多くの熱を
保有していない薄肉ワイヤの場合に、特に利点がある。

一般には、層状の顕微鏡組織が好ましいが、ワイヤ温度
が微細構造ではなく粗大パーライト構造となる温度レベ
ルまで上昇しないようにする必要がある。このことは、
第１の流動層ゾーンに、別々にコントロール可能な冷却
手段を設けることにより達成される。そして熱入力と冷
却手段とを適宜バランスさせることにより、所望＋’Ｍ
　Ｉｆを容易に得ることができろ。

これらの冷却手段としては、冷却チューブ即ち固定した
流速の水、又は好ましくは速度調整した水、又は速度調
整した水スフ０レー又はより好ましくは空気などを用い
て、流動層の表面゛を冷却する浸漬冷却チューブが挙げ
られる。

多くの場合、２つのゾーンはそれぞれ熱入力を別個に独
立してコントロールして、異なる条件及び状態となるよ
うにしているが、これらのゾーンの温度は似ている。こ
のように菓２のゾーンにわたってコントロールすること
により、浸漬温度をより一定のレベルとして、得られる
顕微鏡組織を改良する。従って従来の流動層システムの
他の問題も少なくすることができる。

ワイヤの冷却と変態の開始条件をコントロールすること
を組合せることにより、著しく改良することができる。

２つの流動層ゾーンは、２つの別々の流動層を備え、流
動化をそれぞれ独立してコントロールしている。これと
は別に、１つの流動層を２つのゾーンに分けてもよい。

これら２つのゾーンが１つの高温ガス源によって流動化
している場合、少なくとも１つのゾーンが、独立して別
々にコントロールされる補助加熱手段及び／又は冷却手
段を備えることができる。従って焼入れゾーンが上述の
冷却手段を備え及び／又は浸漬ゾーンが加熱手段を備え
ることができる。この加熱手段は高温ガスの基礎温度に
依存している。

本発明者らは、変態が例えば発熱反応であるため、この
発明を実施した時浸漬ゾーンでさえも理想温度から変動
することがわかった。このことは、浸漬ゾーンを補助加
熱手段及び／又は冷却手段により、いくつかの個別のゾ
ーンに分割することにより修正される。

従ってこの発明を他の観点から見れば、熱処理鋼材を、
高温ガス源で流動化され、加熱されている１つの流動層
に適する方法において、層の分離したゾーンの温度を、
独立してコントロールされる補助加熱手段及び／又は冷
却手段によってコントロールすることを流動化する。

この方法で使用する装置は、広く応用でき、更に広い観
点から見ると、高温ガスで加熱された流動層が、独立し
てコントロールされる補助加熱手段及び／又は冷却手段
を備えて、層の分離ゾーンの温度を冷却することを流動
化する。

例えば上述のパテンティングに使用する２つのゾーン流
動層の場合、浸漬ゾーンでは補助冷却手段は一般に必要
としない。浸漬ゾーン部分に電気抵抗ヒーターを浸漬す
るのが、好適である。これを浸漬されたラジアントチー
−ブヒーターに代えることもできる。このような配置で
は、流動ガスからの基礎熱入力、例えばその入口温度は
全く低く設定され、補助ヒーターは層を所望温度にする
ようになっている。

全ての配置において、各ゾーンでの流動ガスの入口温度
の調節は、特別の混合物、燃焼ガスを有する混合冷却空
気、又はガス側と燃焼室との間の熱交換を調整しておこ
なうことができる。

この発明の好適な実施例では、流動層浸漬ゾ−ンはその
長手方向に、別個に熱移送及びコントロールをする室を
１ハくつか有し、加工１こよる熱、第１の流動化及び補
助ヒーターによる熱入力、冷却、外部への熱損失に起因
する局部的なエネルギーバランスをもたせることができ
る。

このことにより局部的な層温度を瞬時に正確に修正する
ことができ、この温度を全ての浸漬ベッド長さに沿って
一定に保持でき、入［］から出口までの浸漬ゾーンを予
じめ所定のものに維持することができる。

この発明の装置、方法では、特に従来の焼入れ及び浸漬
温度を用いたパテンティング処理に用いられるが、他の
処理にも使用できる。従って［段階パテンティング（ｓ
ｔｅｐ　ｐａｔｅｎｔｉｎｇ）Ｊもおこなうことができ
る。ここでは、焼入れ温度は４００’Ｃと、より低いが
Ｍｓ点より上である。

次いで急速加熱して所定の変態温度とする「勾配パテン
ティング（ｇｒａｄｌｅｎｔ　ｐａｔｅｎｔｉｎｇ）Ｊ
についても、焼入れした後流動層の各ゾーンの温度コン
トロールを分離しておこなった所定の温度勾配に通すこ
とによって行なわれる、装置はこれらを組合せて他の処
理にも使用できる。例えばマルテンサイトを作った後こ
れを焼戻しくｔｅｍｐａｒｉｎｇ）　Ｌ／て硬い構造と
する。この処理では、焼入れ温度はＭＢ点より低い。他
の処理と１７で、析出硬化、焼入れ硬化などがある。

勾配Ａ？テンティング処理では、ノ２−ライト反応が低
温レベル、例えば５４０〜５６０℃で始まり、所定程度
進行する。ここでは、微細ソルバイトの形成を開始する
。この稜、例えば１０〜２０％変態後、残りのオーステ
ナイトを高温レベル例えば６００〜６５０℃又はそれ以
上で分解する。このことにより、セメンタイトの成長速
度が十分低くなる。この結果微細構造のものを、小さな
層状間距離で、かつ高速の等温反応（例えば一定の低温
）で生じる微細・９−ライトに生じやすい成長欠陥な１
．に、作ることガできる。

この方法で作られたワイヤは、引抜性及び強度が改善さ
れろ。事実、好ましい具体例による流動層装置及び方法
では、ＴＴＴ曲線での冷却変態曲線を任意に選択できる
。また特殊な曲線によるパテンティング処理、例えば特
定の効果又は特定のワイヤ特性を得るための処理をおこ
なうことができる。このことは通常の流動層ゾラント又
は鉛浴では知られていない。

この発明の利点は、発熱反応を十分利用して通常より大
きな層間距離の均一・（−ライト構造を形成しつる可能
性があることである。従って反応は５８０〜６００℃で
開始し、ワイヤ温度が変態熱（６０〜８０℃上昇する）
の効果により、上昇する。ワイヤ強度は低いが、ワイヤ
の変態性は良好である。

流動層例えば従来の冷却空気層中でスチールワイヤを焼
入れする問題として、ワイヤ表面が酸化してスケールが
作られる問題がある。この点について、この発明では、
鋼材の熱処理に際して、オーステナイト化層から送られ
た鋼材を流動層中で焼入れする時に、オーステナイト化
層から導入された非酸化性排気ガスによって層を流動化
する。との発明の鋼材熱処理装置は、オーステナイト化
層と焼入れ流動層とを備え、炉から層へ排気ガスを供給
する手段を設けて層を流動化することを流動化する。

このような方法及び装置は多くの分野＋使用できる。し
かし先に述べたノ！テンティング処理にとくに使用され
る。

２つの流動層ゾーンを使用する場合、排気ガスは両ゾー
ンを通る。これは、１つの層を複数のゾーンに分けた場
合、又は２つの別々に分離した層を通る場合にあてはま
る。後者の場合、排気ガスは実質的に２つの層を通る。

排気ガスは、好ましくは酸素５容駄チ以下、好ましくは
最大１％の対象では２チ未満がよい。

また好ましくは０．５％未満、より好捷しくけＯＪ〜０
．２％であるのがよい。一酸化炭素は０．１多以上、好
捷しくは０．５〜２チがよい。

非酸化性ガスとｔ〜でオースブナイト化層から得られた
ものでない他のものを使用できる。

好ましい配置例として、高温排ガスを熱回収装置例えば
排熱ボイラで予じめ冷却して１５０℃を越えないレベル
とし、所望の人口温度に加熱するものがある。この加熱
は、調節可能な電気ヒーター装置によってなされる。人
口温度は操作段階に応じて（開始時には高温が必要であ
る）　１００〜１５０℃から４５０〜５００℃に変えら
れる。

この発明の流動層装置では、別個の流動ガス製造部は、
基礎流動層の外に位置するのが好ましい。従来の流動層
の炉設計（固定耐火物を備えた堅固な構造／金属結合）
に代えて、英国特許出願Ａ８４．２６４５５に述べられ
た調整可能なフレヤシプルな構成とすることが好捷しい
。なおこの選択は、この発明の各釉効果をもたらすため
に基本的なものではない。特に、好ましい構成として、
生麩皮付きの耐火物構造で、移動可能又はヒ昇可能な屋
根に被接されたトンネル状空間を形成し、この中に少な
くとも２つの分離した流動層モジュール（バーナを有し
ていない）がある。これらはそれぞれ焼入れモノーール
と１又は２以上の浸漬モジー−ルである。別のモジュー
ルとして好ましくは２室の金属アセンブリーからなり、
これらが粒子含有の開放容器と調整ガス充填室とを備え
、この充填室はガス分配底板（流動ガス入口用孔及び／
又はノズルを有する）によって粒子容器と分離され、か
つその下部に設けられている。更にモノニール部分を別
の一体的アセンブリー中で重ねることにより更に改善さ
れる。このようなモノー−ル設計は、燃焼ガスがない時
、使用−ヒ及びメンテナンス上有利である。各ゾーンの
モジュールは、装置内に容易に設けられ、必要ならば、
これらは主フレームに取付け（例えば修正のため）及び
他のモジュールにおきかえられる。

浸漬ゾーンは適当な長さの１つの流動層モジー−ルとす
ることもできる。又は長さを必要とするなら小さなモノ
ニールをいくつか結合してもよい。１又は２以上のモノ
ニールを備えた浸漬ゾーンへ流動ガスを入れるには、浸
漬ガス源からガス室に隣接する共通のガスダクトを通っ
て中央入口から行なうことができる。

更に従来の装置では、内部燃焼器、熱感部（火炎の熱に
直接さらされる）を備え、性質の異なる金属と耐火物と
を固定して結合しているので、装置の作業中止がしばし
ば生じる。また修理費用がかかり、生産効率が低下する
。これらの問題は少なくとも部分的に以下の好ましめ具
体例によって解決される。

好ましい配置では、各ゾーンは、それ自身の流動化回路
を有し、熱コントロールシステムを設けている。従って
分離した別個の焼入れゾーンと浸漬ゾーンはそれぞれガ
ス混合物によって流動化される。これらガス混合物は装
置外にある各ゾーンのガス製造部内で所定の基礎温度と
される。そして独立して熱入力調整がなされ、独立して
温度コントロールがなされる。このような各ゾーンごと
のシステムは、流動層ラインの開始時及び操作時に有効
である。従って各ゾーンに適切なガス混合物を用い、ま
た好ましくは焼入れゾーンに非酸化性ガスを用いて高温
のワイヤをスケールのない状態で冷却できる。捷た各ゾ
ーンに応じてガス入ロ温度をＨ［定の基礎温度（ワイヤ
の種類や処理条件による）にしだいに適合させていく（
開始から一定操業捷で）ことができる。この基礎レベル
から流動層内の温度は、好ましい具体例では、焼入れゾ
ーン及び浸漬ゾーンに設けた第２のコントロール装置に
よってより正確に調整される。更に加えてゾーンモジュ
ール内にバーナ（加熱用及び流動用）がないので、直接
的な熱損傷が減少し、モノニール部分の取扱い、修正及
び取替えが容易となる。

第１ａ図及び第２ａ図は鉛浴（ｐｂ　）　ノｆテンティ
ングラインと従来の流動層（ＦＢ　）・ンテンティング
ラインを示す。ここではワイヤ材Ｗは、オーステナイト
化層１で加熱後鉛浴２′に入り、あるいは一般に１つの
ゾーンからなるＦ’Ｂ装置２に入り、適当な手段（図示
せず）により一定温度に保持される。

第１ｂ図及び第２ｂ図は、オーステナイト化２６一 温度（Ｔａ）からパテンティング保持温度（Ｔｐ）まで
の経時的なワイヤ温度変化を示す。ここでＴｇは焼入れ
中のワイヤ温度曲線である。第１ｂ図及び第２ｂ図を比
較すると、従来のＦＢ装置では、曲線゛ｒ１とノ・ッチ
ング部分で示される変態の開始温度と実際のワイヤの変
態γ品度は、好ましい温度Ｔｐからかなり離れている。

そして・ｆ−ライト反応が広い温度範囲で生じうる。こ
れらは、ワイヤが再加熱（変態による熱の放出）される
ため及び熱の移動が少ないこと及び流動層の熱容惜が小
さいことから、反応過程で過剰となる傾向にある。

第３図はＴＴＴ曲線で鉛浴（ｐｂ）の場合と比較した従
来の流動層ノ４テンティングで得られたワイヤの冷却変
態曲線（ＦＢ）を示す。破線（ＴＲ）及び（ＴＲ）Ｊ　
ｏ　ｏはオーステナイト変態の開始点及び終了点を示し
、ノ・ッチング部分は微細・や−ライト構造を得るのに
最適な変態領域（ＯＴＢ　）を示す。従来のＦ　Ｂ−９
テンテイングでは、温度がＯＴＢ領域から離れている。

従来、この変態を改善する試みがなされている。例えば
冷風Ｆ　Ｂ−ゾーンの如き予備冷却ユニットを用いる方
法、流動層浸漬温度を相当下げて第２ｂ図のＴ、の如き
温度曲線を得る方法などがなされているが、これらはＴ
ｐ以下のＴ、に過度に冷却することによってベイナイト
が形成されるおそれが多分にある。

第４ａ図はこの発明の一般例を示す。ここには、オース
テナイト化加熱炉１と２つのゾーン流動層装置２とを備
え、この装置は独立した焼入れゾーンＱと変態浸漬ゾー
ンＴＲ−Ｓとを有している。これらゾーンは、それぞれ
寸法調節したアセンブリ３を有し、基本的に粒子容器４
、ガス室５、ガス分配板６（穴のあいた板、好ましくは
ガスパイプ、ノズル等を備えた板）を備え、この板は容
器底部と空気室上部とを連絡している。またガス導入管
５′が空気室底部に接続している。パイプ接続部、好ま
しくは取外し可能な・やイゾ接続部は、各モジュールを
流動ガス製造部７（ここでは詳細には示さない）のガス
供給ダクトに結合している。このガス製造部７は、一定
の基礎温度で所望のガス（容量及び組成）を供給しうる
。この基礎温度は、ワイヤの種類や選択した処理によっ
て各ゾーンのために設定され、開始時、操業中、ワイヤ
径の変化時々どの処理過程に応じて調整される。発熱ガ
ス製造部としては、ガス発生器、可燃混合ガス、好まし
くは偏向した（ｌｅａｎ）ガスを供給する・々−す、強
制空気ヒーター及びこれらの組合せた装置である。２つ
のゾーンＱ、ＴＲ−８はワイヤ通過孔を有する熱絶縁壁
によって分離されている。この装置は数本のワイヤが直
線状かつ平行に通るように設計されている。ワイヤは炉
１から焼入れゾーンＱに保護保持体を通って導入される
。

第４ｂ図は他の２つのゾーンの流動層を示す。

ここでは、オーステナイト化層の排ガスはまず浸漬ゾー
ンの流動化に用いられ、次に焼入れゾーンの流動化に用
いられる（また予備冷却１−た炉排ガスを用いたときは
逆になる）。この場合、オーステナイト化層１からの排
ガスは、プロワ２８− ７′により・ンイプ８を通って流動層装置２に供給され
る。ガスの基礎温度の調整は、浸漬ゾーンや焼入れゾー
ンのモジュールに入る前に、各ゾーンの入口に位置して
いる熱交換器７０　、　Ｊ　Ｏ’に入る。

第５ａ図は、特に有効な具体例を示す。ここには、ガス
燃焼オーステナイト化加熱炉１と、分離した焼入れ及び
浸漬モソーールＱ　、　ＴＲ−８からなる２つのゾーン
の流動層２とを備え、焼入れゾーンは炉排ガス８好まし
くは非酸化性ガスによって流動化し７、ここでは浸漬ゾ
ーンＴＲ−８は独立しまたガス発生器７を備え、例えば
燃焼器（バーナ等）を備えている。この特別な場合、焼
入れゾーン入口での流動化基礎温度は、次のようにコン
トロールされるのが好ましい。第１に取出した炉排ガス
を炉の熱回収装置１１内で予じめ冷却し、好ましくは１
５０℃以下にし、次いで調節可能な熱交換器１２（例え
ば電気ガスヒーター）に吹込み、実際のガス温度を必要
とする入口温度レベルにすぐに調節する。このレベルは
、操作管理による焼入れ層内の熱条件、昼温ワイヤから
の熱人口、処理スピード等に瞬間的に打勝つように変化
できる。焼入れガス入１］温度の第１の調節は、追加さ
れた第２のコントロールシステムによって疑こなわれ、
焼入れ層内の温度を正確に調節１−て所望の値を保持す
る。実際、第２のコントロールシステムは、全時間操業
が完全になされるとこれに引継がれる。

すなわち流動ガスからの熱入力の追加が必要なくなると
、焼入れガス予備加熱源が切れる。このことは以下に詳
しく述べる。

浸漬ゾーンＴＲ−８はガス源７、例えば燃焼装置からの
高温ガス手段によって流動化し加熱される。このガス源
７は所定の基礎温度のガス燃焼混合物を浸漬ゾーンモジ
ー−ルに供給するものである。ガス入ロ温度レベルは、
浸漬層を一定の平均温度に加熱し保持するために必要と
され、実際の浸漬層熱バランス（仕事量、再熱現象、熱
損等）として自動的に順応される。

従ってこのようにして焼入れ層と浸漬層とがそれぞれ流
動化し、加熱され、温度コントロールされて、このこと
により一定の層温度を保持する。これは各層ごとにワイ
ヤ及び工程で必要とする性質に応じてなされる。ワイヤ
のパテンティングでは、例えば最初の焼入れ層温度では
２５０〜６００℃に変えることができる（Ｍｓ点と所定
のパーライト反応温度との間のワイヤ温度を得るため）
。一方浸漬ゾーンでは設定温度を４５０〜７００℃に選
択できる（各種微細のパーライト構造を得るため）。

第５ｂ図は、この発明の好ましい例で示されたワイヤパ
テンティングで得られたワイヤ冷却変態曲線（ＦＢ−Ｉ
Ｎ）を１つのゾーンを用いた従来の流動層パテンティン
グ（ＦＢ−ＰＡ曲線）と比較して示す。図から明らかな
ように、曲線ＦＢ−ＩＮは、従来のものより厳密に・！
テンティング処理をコントロールできる。また／４’−
ライト反応温度を正確にコントロールしてワイヤの冷却
や変態開始条件の調整を改善できる。

先に述べた再加熱現象（変態熱の放出）により、変態段
階での最適レベル温度を越えることが局部的に生じる。

実験によれば、再加熱現象の程度及び浸漬ゾーンのうち
温度上昇効果のある位置は、ワイヤ径、処理スピード及
び選択した変態曲線によって変わる。

従って好適な例では、浸漬ゾーンモジー−ルの粒子層内
に補助加熱要素及び温度センサを設けている。この要素
は、完全な浸漬−変態ゾーン長さを作るいくつかの特殊
なゾーン室中に配置されかつ操作される。これらは、室
ごとに独立して調整され局部的浸漬ゾーン温度を、第１
の流動化熱のコントロールとの組合せにより調節する。

−変軒熱放出が変わることによる不均一な熱損失の間亀
を解決するためしこ、平均熱入力を第１及び第２の部分
に分割し、第１の部分を一定操業時に必要とする熱より
も故意に低く選択している。この方法では補助ヒーター
は、局部的な熱不足を補正するに必要な能力を持つだけ
でなく、第１の加熱としての機能をもつ。その結果、ワ
イヤ再加熱（これは平均層熱損失より大きい）による局
部的な層過熱を、隣接する変態ゾーンに影譬を与えるこ
となく、防ぐことができる。この方法によれば、更にプ
ログラムされた・や−ライト反応、例えば異なる温度レ
ベル段階や反応スピードでのパーライト反応を得ること
ができる利点がある。これは、実際いくつかの利点があ
る。例えば対象物上に・２テンテイングを正しく行なう
場合、容易に対応でき（鉛浴の場合よりも良好であろう
）、通常の冷却変態曲線より優れたパテンティング反応
をコントロールすることができる。また所望の管理操作
での開始時間が短くなり変態が早くなるので、生産性が
向上する。

第６図は、上述の原理にもとづいて、ワイヤＷに関し変
態処理中に最適反応温度を正確に調整できることを示す
。この目的から、浸漬層ＴＲ−８は各部分１３に分けら
れ、それぞれが流動層内で各熱要素１４と、温度センサ
１６と加熱電力調節器１７とのセットを備えている。熱
要素は所定の基礎能力で作動し浸漬層を所定の温度に保
持する。これは浸漬層ガス製造部によって供給された高
温流動ガスの熱入力と組合されている。これらは更に局
部層温度が先述の浸漬温度より下がり又は越えると、能
力感度を増加し又は減少するように作用する。加熱及び
流動ガス製造部は、主装置の外部に配置される。ここで
この製造部は基本的に燃焼器であり、これは所望の速度
で燃焼ガス混合物を作るように配置される。またこの製
造部は燃焼室２０とガス・９−す２ノとを備え、このバ
ーナは好ましくはガス燃料（例えば天然ガス）の供給源
２３とブロワ７からの強制空気２２とを有している。ガ
ス人口温度はライン１８によってパネル１５に入力され
る。焼入れゾーンＱ用のガス、例えば炉から予備冷却さ
れたガスはヒーター１２を通る。

第７図は、ＴＴＴ曲線のノ４テンティング曲線の位置に
関して、浸漬ゾーン内での付加的な温度修正の効果を示
す。図から明らかなように、局部的な浸漬層温度を瞬間
的な修正を行うことにより変態温度又は・Ｐ−ライト反
応は全＜Ｌ９１望の最適０Ｔ）１領域になる（曲線Ａ）
。これに対し、曲線Ｂけ、層部分を別個に調整しない場
合を示］−２、最適変態領域から外れ、部分的に焼鈍さ
れた粗大な・！−ライト構造となる。

第８図は第６図の原理を実１１する流動層プラントの好
適な具体例をより詳細に示す。ワイヤＷは、ガス燃焼炉
１でオーステナイト化され、流動層装置ｆ　２の焼入れ
室Ｑと分離した冷却ゾーンＴＲ−８とを連続的に通る。

浸漬ゾーンはいくつかの部分１３を有し、これらは浸漬
している補助層ヒーターとコントロール装置（第６図に
示したので、ここでｔす示さない）とを設けている。

・ぐ−す２１の燃焼空気は、好擾しくけ予熱され、この
目的のために、浸漬層排気部２５内にある熱回収装置２
４上のプロワ２によってこの燃焼空気が供給される。

燃焼室２０から、流動ガスが浸漬ゾーンモノニールＴＲ
／Ｓに入る。このモジー−ルはＦｌｌ−炉のＩＪ型の内
側空間内に配置された金属アセンブリーからなる。この
アセンブリーでは、粒子容器、ガス室及びガス人［］ダ
クトが組込−まれでいる。容器３内に含件れる粒子層４
は流動する。

またガス室５はガス入口ダクト５′とガス分配装置ｄ６
とを有し、この装置６は容器底部とこれに隣接するガス
との間にある。この装置６は好ましくは一定の短かい間
隔（例えば３〜２０ｃｒｎの間隔）で多数の流動ノズル
６′を有する多孔板がよい。ノズルは、ガス室からの流
動ガスを受け、そのガス入口ダクト５′は浸漬層製造部
２０の供給パイｆ９に接続され、最適流動速度（通常的
１０〜１２　ｃｒｎ／秒）を作り、かつ維持し更に層条
件を安定にするようになっている。浸漬層をコントロー
ルする手段は、コントロール装置（図示せず）を設け、
製造燃焼器２１を調整して所望の浸漬ガス入口温度を設
定し、調節する（第１に浸漬層加熱及び基礎温度の保持
を行う）。

そして第２のコントロール装置を設け（第６図に示した
）、これを各浸漬ゾーン部分の補助ヒーターに接続して
局部的な浸漬層温度を修正し、＝３７＝ 高温流動ガスの基礎熱入力を浸漬ゾーンに増加させる（
これはとくに流動層装置の開始時に有益である）。

焼入れゾーンＱは、浸漬ゾーンで述べたのと同じタイプ
の１つの流動層上ノーールを備えている。ただし短かく
、５０〜２５０ｃｒｎの間が好ましい。原理的には、浸
漬ゾーンと同じように流動化される。すなわち、焼入れ
七ノーールに接続した分離外部燃焼ガス製造部によって
なされる。排気ガスの組成は、焼入れ中高温ワイヤの酸
化を少なくし又は防止しうるものが用いられる。従って
焼入れ七ジーールに入る排気ガス混合物は、最大２容惜
チの酸素、好ましくは０．５％以下として、表面酸化進
行を低下させ又は防ぐようにするのがよい。より好まし
くは、酸素が０．１チ以下であるのがよい。酸化のない
焼入れをするために、０５〜約２％の少量のＣＯを含有
させて、酸化防止を確実にするのがよい。

後者の場合、加熱炉での非化学量論的燃焼によりエネル
ギー消費が少し増加する。

引抜きブロワ８′は排気ガスを供給するもので、このガ
スが予備冷却器又は排熱回収装置（図示せず）を通って
、温度低下される。そして調節可能な電気ガスヒーター
１２は、流動ガスを所望の入口温度レベルで焼入れゾー
ンに供給しうるようにしている。第１のコントロール装
Ｍはコントロール器３４を備え、これは予熱器１２のパ
ワ源３６を焼入れ層温度とライン３３゜３５に供給され
た人口温度の関数として調節する。

更に別の冷却及び層コントロール手段を加えて、こルを
調節１〜一定操業中の焼入れ層内における設定温度を保
持する。すなわち入力ガス予備加熱器がＯＦ’Ｆのとき
、高温ワイヤの熱入力が流動焼入れ層の熱除去容量を犬
１Ｊに越えた時に、この手段で調節される。これらの補
助冷却手段は、浸漬水コイル（図示せず）の如き固定層
冷却手段及び調節用能な層玲却手段を備オている。

後者にブロア２８を備え、このブロワは任意量の冷却空
気を玲却源２９からパイプ２６を通し、焼入れ層の表面
又はこの層の内側に吹込む。自動弁２７は冷却空気速度
を適当なコントロールシステム３４によって調整するも
ので、これらはライン３０によって接続されている。コ
ントロールシステム３４は実際の層温度をセンサ３３に
よって測定して焼入れ層温度と比較し、その比較によっ
て冷却空気供給用バルブを調節する。別の水冷装置とし
て、粒子層内に位置している熱交換コイル（加圧水又は
蒸気）があり、自動コントロール・々ルブによって任意
の水流速とすることができる。

炭素鋼ワイヤのパテンティングに使用する場合、焼入れ
ゾーンは、焼入れ長さ０．５〜２．５ｍに対して２５０
〜６５０℃好ましくは３５０〜５５０℃の温度に調整さ
れかつ保持される。また浸漬ゾーン温度は４５０〜７０
０℃好ましくＦｉ、５５０〜６５０℃の範囲に調整され
る。

上述の各加熱及び冷却手段は好ましくは自動的ニコント
ロールするのがよい。

実施例１ 径１．５０ｍｍ炭素含有量０７１チのスチールワイヤを
異なるＦ　Ｂ　−ｙ？ケテンィングラインと比較用鉛浴
・量テンティングで処理した。オーステナイト化温度と
ワイヤスピードは、いずれも９２０℃、　　２４　ｍ７
分とした。

異なる流動層モードは次のものを用いた。

ＦＢＩ：１つの浸漬ゾーンを持つ従来の流動層装置；層
温度設定値ＴＦＢ−５６０℃ ＦＢ２：分離した焼入れ及び浸漬ゾーン及び各流動化手
段及びゾーンコントロールを備えたこの発明に係る流動
層 Ｔｇ−焼入れゾーン５００℃ Ｔ１８−浸漬ゾーン　５６０℃ 焼入れゾーンの長さ１２５ｍ 浸漬ゾーンの長さ：４．５ｍ １９テント処理したワイヤの性質は次の通りである。

表　　１ （り最大延びは、炉の位置に従って同じワイヤ及び異な
るワイヤ間で測定した この結果から、この発明（ＦＢ−２）のものは、従来の
流動層・９テンテイング（ＦＢ−１）に比べて・！テン
ティング処理したワイヤの性質が優れていることがわか
る。

実施例２ ３６ワイヤのｐ　Ｂ−ｔ＋テンティングラインとしてこ
の発明に係る２つのゾーンの流動層装置を用いた。この
装置は１．５ｍの焼入れゾーンと５．５ｍの浸漬ゾーン
とを備え、各々別個に温度設定した。焼入れゾーンは異
なるガス混合物６で＝４２− 流動化した。

処理条件： ワイヤ径１．３ｍｍ　：　０．６９チ炭素鋼焼入れ層温
度　：４５５℃ 浸漬層温度　　：５３０℃ オーステナイト化温度：９００℃；ワイヤ速度＝３０ｒ
ｒＩ／ｍＩｎガス製造及び焼入れゾーン中のガス組成に
関する焼入れモード： ＦＢ−３：炉排気ガス％α戸ｏ、ｔ　５　；％ｏ２＝　
２ＦＢ−４：外部バーナ部からの燃焼ガス％ＣＯ２−４
；％０２＝５；％Ｃ０＝ＯＦＢ−５：高温空気 Ｆ１３−　ｙｆテンティングワイヤの結果を、５６０℃
の等温変態を行った鉛パテントワイヤと比較した。

ワイヤ特性を以下に示す。

表２ フェライト この発明のパテンティング処理したワイヤの性質及び顕
微鏡組織は、鉛パテンテイングのものに似ている。ただ
し焼入れを加熱空気で行ったコントロールをあまりおこ
なっていないものをのぞく。また非酸化性焼入れガスを
用いたことによるワイヤの表面酸化が少ないことがはっ
きり認められた。

実施例３ 実施例２と同じＦＢ−ｐ９テンティングラインを用いた
。ただし浸漬変態ゾーンを５つの分割室に分けてそれぞ
れに加熱要素を設け、このことにより補助加熱及び局部
的浸漬ゾーン温度の修正を行なう。

ワイヤ：　ｇ　１．２５　ｍｍ　；　０．７３％Ｃ鋼設
定温度：焼入れゾーン５５０℃ 浸漬ゾーン５２０℃ ラインの操業を次の条件下で比較した。

Ａ：スイッチオンした浸漬部分の加熱要素Ａ１：４００
℃に調節した入口ガス温度；総電力１２　ｋＷの部分ヒ
ーター Ａ２　：　３５５℃の入口ガス温度； 大加熱電力（２５ｋＷ）を有する部分ヒーター、局部温
度補償と基礎温度の保持を行う。

Ｂ：通常の浸漬ゾーン（補助ヒーターを使わない）、流
動ガスは約５００℃で供給される。

Ａ１の場合、有効な操業は４０分以内でなされ、Ａ２の
場合３０分以内でなされる。Ｂの場合、唆態ゾーンで所
望の温度を得るのに１時間以上かかる。

更に、通常の操業中における温度の分布及び広がりを異
なる層部分で比較した。測定結果を表３に示す。

４６一 −〜 ＜　　　　＜　　　　菌 ＡＩ及びＡ２の場合、層温度の平均化に関して分離した
浸漬ゾーンコントロール部分での効果があった。Ｂでは
、局部粒子層温度が最適レベルを越えて上昇しつづけた
。（実際のワイヤ又は変態温度は少し高い）。これらの
好ましくない温度のゆらぎは、例えばワイヤ径の変化に
より生じる可能性があり、間欠的な操作（停止及び続行
）を行なうと（ライントラブルの場合など）、ワイヤの
性質が劣化して、スクラップワイヤとなり、従来の流動
層パテンティングでよく生じる結果となる。Ａ２から、
補助電力（広い範囲を補償する）を選択し、通常の第１
のガス温度より低くすれば、フレキシビリティ−が優れ
、局部温度を−Ｆ述したしくルにきわめて近いものに保
持できる。

Ａ１．Ａ２及びＢ（更に比較として鉛浴パテンティング
）で得られたワイヤの性質は次の通りである。

Ａ１：抗張力＝　１２１７　Ｎ／ｍｍ２ワイヤ間の平均
伸び（ａｐｒｅｎｄ）＝１２．７Ｎ／ｒｎｍ２Ａ２：抗
張力−１２３４Ｎ／ｍｍ２ ワイヤ間の平均伸び−１０，２Ｎ／ｍｍ２Ｂ　：抗張力
＝１１９２Ｎ／ｍｍ２ ワイヤ間の平均伸び＝　１９．５　Ｎ　／　ｍｍ２鉛（
５６０℃）：抗張力＝　１２４７　Ｎ　／　ｍｍ２ワイ
ヤ間の平均伸び＝　１２．４　Ｎ　／　ｍｍ２第９（ａ
）図及び第９（ｂ）図では、処理ワイヤＡＩ。

Ｂの抗県力分布（炉位置に関する）を鉛浴・！テンティ
ングワイヤと比較して示す。ＡＩではワイヤの特性が改
善されたことがわかる。

第１０図は各種パテンティングモードを示す。

これは、厳格な浸漬ゾーンコントロＴル室を有する本発
明の２つのゾーンの流動層を用いた時のものである。こ
のＴ、Ｔ、Ｔ図で、曲線１及び２は、２つの異なる温度
レベルで（７）　Ｆ　Ｂ　−ノ’？テアティングを示す
。曲線３は第１の温度で変態を開始し、変態を進行し、
所定の高温で終了する。

この終了温度は曲線３ｍ　＋　３ｂ　、　３ｃと交差す
る任意の変態曲線（ＴＲ）Ｘによってきめられる。曲線
４はオーステナイトを著しく冷却した後急速加熱してパ
ーライトの等温変態を行なう段階パテンティングを示す
。

２つの流動層によりスチールワイヤを連続的にマルテン
サイト硬化するためには、深く冷却する焼入れゾーンを
設けて、ソフト焼入れを行なってＭＩＩ点以下（マルテ
ンサイト開始点以下）とする。この場合、１１１曲線の
・９−ライトノーズ（ｎｏｓｅ）を横切らないようにし
、焼入れゾーンを十分長くシ、又は必要があれば冷却層
モノー−ルを追加し、このことによって浸漬ゾーンに入
る前にオーステナイトからマルテンサイトへの変態を完
了させる。この浸漬ゾーンではマルテンサイトは、所定
の温度で焼戻される。

とくに小さな径のスチールワイヤを・ｆテンティングす
る装置として、１つの共通の粒子浸漬層金膜けて、所定
の低い基礎温度のガス混合物（炉排ガス又はバーナから
供給される）で流動化する。次いで浸漬又はモジュール
長さを分離したコントロール部分に細分する。第１のコ
ントロール部分は焼入れに用いられ、固定冷却手段と調
整可能な冷却手段とを設けて、過剰な焼入れ熱を除去す
る。第２及びこれに続く七ノーール部分では、適当な変
態ゾーンを形成するもので、十分な能力の調整可能な内
部ヒーターを設けて、上述の変態温度を設定し、維持す
る。

この場合、流動層は、１つのモジュールで構成され、加
熱コントロール及び温度補償装置は焼入れと変態、浸漬
とでそれぞれ２つの独立したシステムを設けている。

なおこの発明では、いくつかの分離流動層とするか、又
は分離ゾーンに分割した１つの層にするかは、とくに重
要なことではない。勾配パテンティングは、例えば隣接
する分離した流動層をいくつか用いて行なわれる。本発
明は、ことでのべた実施例に限らず、発明の範囲内にお
いて変形、修正が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、第１図（ｂ）、第２図（、）及び第２図
（ｂ）は、それぞれ標準的な鉛浴・ンテンティング装置
及び従来の流動層・量テンティング装置と、これらのワ
イヤ冷却時の変態曲線を示す図である。 第３図ｒ１’、　＋！　変一時間一変ｉ図（ＴＴＴ［Ｉ
ＩＩｍ　）　ト、鉛浴・９テンデイングや従来の流動層
・ンデンティングを炭素鋼ワイヤに施した場合の冷却変
態曲線との関係を示すダイヤグラム図である。 第４ａ図及び第４ｂ図は、この発明に係る流動層装置の
第１及び第２の実施例を示す図である。 第５＆図及び第５ｂ図は、この発明に係る装Ｌｄの第３
の実施例と、そのノ９テンティング時の曲線を示す図で
ある。 第６図はこの発明装置の詳細を示す図である。 第７図はこの発明方法の流動層・ンテンナイングで得ら
れたワイヤの冷却及び変態曲線を示す図である。 第８図はこの発明装置の詳細を示す図である。 第９図（、）及び第９図（ｂ）は鉛浴・！テンティング
又は流動層・ｆテンティングを行ったワイヤの強度の変
動を比較して示す図である。 第１０図は流動層・ヤテンティング曲線のいくつかの例
を示す図である。 １・・・オーステナイト比重、２・・・流動層装置、３
・・・アセンブリー、４・・・粒子容器、５・・・ガス
室、６・・・ガス分配板、７・・・流動ガス製造部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、オーステナイト化したスチールワイヤを第１の流動
   層ゾーン（Ｑ）で焼入れし、次いでこれを流動ガスで加
   熱された第２の流動層ゾーン（ＴＲ−Ｓ）に送って変態
   を生じせしめるパテンティング処理を行なうスチールワ
   イヤの熱処理方法において、上記流動ガスで第１の流動
   層ゾーンを加熱し、かつこれら２つのゾーンの温度を独
   立してコントロールする熱処理方法。 ２、第１及び第２のゾーン（Ｑ、ＴＲ−Ｓ）は、独立し
   てコントロールされたガス供給源（７）によって流動化
   される特許請求の範囲第１項に記載の熱処理方法。 ３、第２のゾーン（ＴＲ−Ｓ）の温度の少なくとも一部
   分を、層中の補助加熱手段（１４）によってコントロー
   ルする特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の熱処理
   方法。 ４、第２のゾーン（ＴＲ−Ｓ）に沿う各領域（１３）の
   温度の少なくとも一部分を、各領域用の個別加熱手段（
   １４）によってコントロールする特許請求の範囲第３項
   に記載の熱処理方法。 ５、各領域（１３）の温度をコントロールして、第２の
   ゾーン（ＴＲ−Ｓ）に沿って温度勾配を作る特許請求の
   範囲第４項に記載の熱処理方法。 ６、温度勾配は、最初の温度で変態が始まり、次いでよ
   り高い第２の温度で変態が継続するような温度勾配であ
   る特許請求の範囲第５項に記載の熱処理方法。 ７、第２の温度での変態は、約１０〜２０％の変態が生
   じた後にはじまる特許請求の範囲第６項に記載の熱処理
   方法。 ８、オーステナイト化したワイヤを急速に著しく冷却し
   た後変態に適した温度に急速加熱する特許請求の範囲第
   １項ないし第７項のいずれか１項に記載の熱処理方法。 ９、第１のゾーン（Ｑ）の温度の少なくとも一部は、補
   助冷却手段（２８）によってコントロールされる特許請
   求の範囲第１項ないし第８項のいずれか１項に記載の熱
   処理方法。 １０、第１のゾーン（Ｑ）が第１の冷却手段によって連
   続して冷却され、かつ第２の冷却手段（２８）（２７）
   によって各種の冷却がなされる特許請求の範囲第９項に
   記載の熱処理方法。 １１、第１のゾーン（Ｑ）は、オーステナイト化炉（１
   ）から生じた実質的に非酸化性の排気ガスによって流動
   化される特許請求の範囲第１項ないし第１０項のいずれ
   か１項に記載の熱処理方法。 １２、排気ガスは、第１のゾーン（Ｑ）に入る前に、補
   助手段（１１、１２）により冷却及び／又は加熱される
   特許請求の範囲第１１項に記載の熱処理方法。 １３、排気ガスは、酸素を２容量％以下含有している特
   許請求の範囲第１１項又は第１２項に記載の熱処理方法
   。 １４、排気ガスは、非酸化条件を促進する一酸化炭素を
   含有している特許請求の範囲第１３項に記載の熱処理方
   法。 １５、一酸化炭素含有量は０．５〜２％である特許請求
   の範囲第１４項に記載の熱処理方法。 １６、金属組織が実質的に全て層状の顕微鏡組織となる
   ように条件を設定している特許請求の範囲第１項ないし
   第１５項のいずれか１項に記載の熱処理方法。 １７、顕微鏡組織が実質的に微細パーライト又はソルバ
   イトからなるように条件を設定している特許請求の範囲
   第１６項に記載の熱処理方法。 １８、スチールワイヤを焼入れする第１の流動層ゾーン
   （Ｑ）と、加熱された第２の流動層ゾーン（ＴＲ−Ｓ）
   と、第２のゾーンを流動化しかつ加熱する手段（２）と
   を具備したスチールワイヤ熱処理用流動層装置において
   、 第１の流動層ゾーンを流動化し加熱する手段（８′）と
   、第１及び第２のゾーンの温度を独立してコントロール
   する手段（３４、１５）とを具備した装置。 １９、第１のゾーン（Ｑ）を冷却するために手段（２８
   ）を備えた特許請求の範囲第１８項に記載の装置。 ２０、冷却手段は固定冷却手段と、調節可能な冷却手段
   （２８、２７）とを備えた特許請求の範囲第１８項に記
   載の装置。 ２１、手段（１４）が第２のゾーンに沿う分離した領域
   （１３）の温度を、独立してコントロールする特許請求
   の範囲第１８項ないし第２０項のいずれか１項に記載の
   装置。 ２２、層の分離領域（１３）に、別々にコントロールす
   る加熱要素（１４）を備えた特許請求の範囲第２１項に
   記載の装置。 ２３、第１のゾーン（Ｑ）にオーステナイト化炉（１）
   からの排気ガスを供給する特許請求の範囲第１８項ない
   し第２２項のいずれか１項に記載の装置。 ２４、第１のゾーン（Ｑ）に供給する前段に排気ガスを
   予備冷却する予備冷却器（１１）及び補助加熱する補助
   加熱器（１２）を備えた特許請求の範囲第２３項に記載
   の装置。 ２５、第１及び第２のゾーン（Ｑ、ＴＲ−Ｓ）に順次ガ
   スを通過せしめる手段と、各ゾーンに入る排気ガスの温
   度をコントロールする分離温度コントロール手段（１０
   ）（１０′）とを備えた特許請求の範囲第２３項又は第
   ２４項に記載の装置。 ２６、完全に独立したガス源（８、２１）によって第１
   及び第２のゾーン（Ｑ、ＴＲ−Ｓ）を流動化する特許請
   求の範囲第１０項ないし第２４項のいずれか１項に記載
   の装置。 ２７、流動化しかつ高温ガス源（２１）によって加熱さ
   れた１つの流動層（ＴＲ−Ｓ）に鋼材を通す鋼材の熱処
   理方法において、 層の分離ゾーン（１３）の温度を、独立してコントロー
   ルされる補助加熱手段及び／又は冷却手段（１４）によ
   ってコントロールする熱処理方法。 ２８、高温ガス源（２１）によって流動化し加熱される
   流動層（ＴＲ−Ｓ）において、 独立してコントロールされる補助加熱手段及び／又は冷
   却手段（１４）を備えて、この層の各ゾーン（１３）の
   温度をコントロールするようにした熱処理装置。 ２９、オーステナイト化炉（１）からの鋼材を流動化層
   （Ｑ）で焼入れする鋼材の熱処理方法において、オース
   テナイト化炉から導入された実質的に非酸化性の排気ガ
   スでこの層を流動化する熱処理方法。 ３０、オーステナイト化炉（１）と、焼入れ流動層（Ｑ
   ）とを備えた鋼材の熱処理装置において、炉（１）から
   の排気ガスを層（Ｑ）に供給してこの層を流動化する手
   段（８′）を備えた熱処理装置。 ３１、オーステナイト化されかつ焼入れされた鋼材を温
   度制御されたゾーン（１３）を有する層（ＴＲ−Ｓ）に
   通す際に、ゾーン（１３）に温度勾配をもたせてオース
   テナイト化された鋼材の変態が最初の温度で始まり、よ
   り高い第２の温度で継続されるようにした特許請求の範
   囲第２７項に記載の熱処理方法。 ３２、鋼材をオーステナイト化し、焼入れし、次いで変
   態を生じせしめる加熱流動化層装置（ＴＲ−５）に通す
   パテンティング処理を行う鋼材の熱処理方法において、
   装置（ＴＲ−Ｓ）に沿った温度を、独立して加熱手段及
   び／又は冷却手段でコントロールして温度勾配を作り、
   このことによりオーステナイト化した鋼材の変態が最初
   の温度で生じ、より高い第２の温度で継続する熱処理方
   法。 ３３、変態は５４０〜５００℃で生じて微細パーライト
   又はソルバイトを作り、かつこの変態がより高い温度で
   継続してセメンタイトの成長度を相当低いものとした特
   許請求の範囲第３１項又は第３２項に記載の熱処理方法
   。