JPS6150123B2 - - Google Patents
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- JPS6150123B2 JPS6150123B2 JP18025582A JP18025582A JPS6150123B2 JP S6150123 B2 JPS6150123 B2 JP S6150123B2 JP 18025582 A JP18025582 A JP 18025582A JP 18025582 A JP18025582 A JP 18025582A JP S6150123 B2 JPS6150123 B2 JP S6150123B2
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- Japan
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- furnace
- burner
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- temperature
- electric heater
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/34—Methods of heating
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
- Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は焼入炉や焼戻し炉などの熱処理炉に
おける加熱方法に関するものである。
おける加熱方法に関するものである。
従来から各種金属製品の熱処理炉として、重油
バーナやガスバーナ等のバーナを加熱装置とした
タイプのものや、電熱ヒータを加熱装置としたタ
イプのものが知られているが、これらのタイプの
熱処理炉には一長一短があり、熱処理対象物や要
求される熱処理条件によつてそれぞれ使い分けら
れている。たとえば、アルミ鋳物、アルミ合金鋳
物を熱処理する場合は、加熱温度を所期の温度か
ら±５℃程度の範囲に保たなければならない場合
もあるので、温度制御の容易性、的確性の点から
すると、電熱ヒータを加熱装置とした熱処理炉が
好ましい。これに対し、エネルギーコストの点か
らすると、電力コストが極めて高いのが実情であ
るから、バーナを加熱装置とした熱処理炉が好ま
しい。さらに、例えば自動車用鋳造部品にあつて
は、軽量化のために薄肉化が図られているため、
中子砂払い落し工程で充分な振動衝撃を掛けられ
ない場合があり、このような鋳造部品を対象物と
した場合には、熱硬化性樹脂を含んだ中子砂を熱
処理工程で焼くことが望まれるが、バーナを加熱
装置とした熱処理炉では、炉内の酸素濃度が低下
し、中子砂を充分焼くことができない場合があ
り、したがつて中子砂を充分に焼く点からする
と、電熱ヒータを加熱装置とした熱処理炉が好ま
しい。
バーナやガスバーナ等のバーナを加熱装置とした
タイプのものや、電熱ヒータを加熱装置としたタ
イプのものが知られているが、これらのタイプの
熱処理炉には一長一短があり、熱処理対象物や要
求される熱処理条件によつてそれぞれ使い分けら
れている。たとえば、アルミ鋳物、アルミ合金鋳
物を熱処理する場合は、加熱温度を所期の温度か
ら±５℃程度の範囲に保たなければならない場合
もあるので、温度制御の容易性、的確性の点から
すると、電熱ヒータを加熱装置とした熱処理炉が
好ましい。これに対し、エネルギーコストの点か
らすると、電力コストが極めて高いのが実情であ
るから、バーナを加熱装置とした熱処理炉が好ま
しい。さらに、例えば自動車用鋳造部品にあつて
は、軽量化のために薄肉化が図られているため、
中子砂払い落し工程で充分な振動衝撃を掛けられ
ない場合があり、このような鋳造部品を対象物と
した場合には、熱硬化性樹脂を含んだ中子砂を熱
処理工程で焼くことが望まれるが、バーナを加熱
装置とした熱処理炉では、炉内の酸素濃度が低下
し、中子砂を充分焼くことができない場合があ
り、したがつて中子砂を充分に焼く点からする
と、電熱ヒータを加熱装置とした熱処理炉が好ま
しい。
しかるに従来では、電熱ヒータもしくはバーナ
のいずれか一方で加熱しているのが一般的であつ
て、上述したような相反する要請のいずれをも満
足し得ないのが実情であり、たとえばアルミ鋳物
もしくはアルミ合金鋳物を熱処理する場合には、
専ら電熱ヒータによつて加熱し、多大のエネルギ
ーコストをかけていた。
のいずれか一方で加熱しているのが一般的であつ
て、上述したような相反する要請のいずれをも満
足し得ないのが実情であり、たとえばアルミ鋳物
もしくはアルミ合金鋳物を熱処理する場合には、
専ら電熱ヒータによつて加熱し、多大のエネルギ
ーコストをかけていた。
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、炉内温度を容易かつ的確に制御することがで
きるうえに、対象物に付着している中子砂を確実
に焼くことができ、しかも所要エネルギーコスト
の低廉化を図ることのできる熱処理炉における加
熱方法を提供することを目的とするものである。
そしてこの発明の特徴とするところは、発熱量が
一定となるようバーナを固定燃焼させて必要熱量
のうち所定の割合の熱量を炉内に供給する一方、
必要熱量のうち残部を電熱ヒータによつて供給し
かつ炉内温度が一定となるよう電熱ヒータの熱量
を制御する点にある。
で、炉内温度を容易かつ的確に制御することがで
きるうえに、対象物に付着している中子砂を確実
に焼くことができ、しかも所要エネルギーコスト
の低廉化を図ることのできる熱処理炉における加
熱方法を提供することを目的とするものである。
そしてこの発明の特徴とするところは、発熱量が
一定となるようバーナを固定燃焼させて必要熱量
のうち所定の割合の熱量を炉内に供給する一方、
必要熱量のうち残部を電熱ヒータによつて供給し
かつ炉内温度が一定となるよう電熱ヒータの熱量
を制御する点にある。
以下この発明を実施例に基づいて詳細に説明す
る。
る。
まずこの発明の方法を実施するための装置につ
いて説明すると、第１図はこの発明の方法を実施
し得るよう構成した熱風循環式連続熱処理炉の一
例を示す略解断面図であつて、熱処理製品バスケ
ツト１を搬送するコンベヤ２が炉３内に設けられ
ており、そのコンベヤ２上の熱処理製品バスケツ
ト１を覆うようバツフル４が炉３内に設置されて
いる。そのバツフル４の左右両側壁には、熱風流
入口５が形成され、またバツフル４の天井部に
は、吸込口をバツフル４内に向けて開口させかつ
炉３の上部に設けたモータ６によつて駆動される
循環フアン７が設けられており、したがつて炉３
内の気体が循環フアン７によつてバツフル４の内
部と外部とを循環流動するようになつている。
いて説明すると、第１図はこの発明の方法を実施
し得るよう構成した熱風循環式連続熱処理炉の一
例を示す略解断面図であつて、熱処理製品バスケ
ツト１を搬送するコンベヤ２が炉３内に設けられ
ており、そのコンベヤ２上の熱処理製品バスケツ
ト１を覆うようバツフル４が炉３内に設置されて
いる。そのバツフル４の左右両側壁には、熱風流
入口５が形成され、またバツフル４の天井部に
は、吸込口をバツフル４内に向けて開口させかつ
炉３の上部に設けたモータ６によつて駆動される
循環フアン７が設けられており、したがつて炉３
内の気体が循環フアン７によつてバツフル４の内
部と外部とを循環流動するようになつている。
また炉３の側壁部に重油バーナあるいはガスバ
ーナ等のバーナ８が炉３の内部、より正確にはバ
ツフル４と炉壁との間に向けて設置されており、
さらに炉３の天井部には、電熱ヒータ９が炉３内
に垂下して設けられている。その電熱ヒータ９は
発熱量を制御するための電力制御盤１０に接続さ
れており、さらにその電力制御盤１０に温度調節
計１１が接続されている。温度調節計１１は予め
定めた設定温度を入力しておく機能および所定の
温度検出器からの入力信号と設定温度とを比較演
算して出力する機能を具備したものであつて、そ
の温度検出器として熱電対１２が前記バツフル４
の内部に挿入されている。したがつてバツフル４
内の温度に応じて熱電対１２が出力する信号と予
め定めた設定温度に対応する設定値とを温度調節
計１１が比較演算してその結果を出力し、温度調
節計１１の出力信号によつて電力制御盤１０が動
作し、電熱ヒータ９の発熱量を制御するようにな
つている。
ーナ等のバーナ８が炉３の内部、より正確にはバ
ツフル４と炉壁との間に向けて設置されており、
さらに炉３の天井部には、電熱ヒータ９が炉３内
に垂下して設けられている。その電熱ヒータ９は
発熱量を制御するための電力制御盤１０に接続さ
れており、さらにその電力制御盤１０に温度調節
計１１が接続されている。温度調節計１１は予め
定めた設定温度を入力しておく機能および所定の
温度検出器からの入力信号と設定温度とを比較演
算して出力する機能を具備したものであつて、そ
の温度検出器として熱電対１２が前記バツフル４
の内部に挿入されている。したがつてバツフル４
内の温度に応じて熱電対１２が出力する信号と予
め定めた設定温度に対応する設定値とを温度調節
計１１が比較演算してその結果を出力し、温度調
節計１１の出力信号によつて電力制御盤１０が動
作し、電熱ヒータ９の発熱量を制御するようにな
つている。
つぎに上記のように構成した熱処理炉における
加熱方法すなわちこの発明の方法を説明する。
加熱方法すなわちこの発明の方法を説明する。
まず、温度調節計１１に所期の設定温度Ｔ℃
（例えば500℃）を入力しておくとともに、循環フ
アン７を動作させ、その状態でバーナ８に点火
し、かつ電熱ヒータ９を通電発熱させる。第２図
(A)は炉内温度の推移を示す線図であり、第２図(B)
はバーナ８および電熱ヒータ９の発熱量を示す線
図であつて、加熱開始当初は炉３が室温程度に冷
えているので、熱処理を行う以前に炉３を設定温
度Ｔ℃まで昇温する必要があり、そのため加熱開
始当初はバーナ８を高レベルで燃焼させて発熱量
を多くし、かつ電熱ヒータ９に対する供給電力を
多く設定しその発熱量を高くする。この昇温期間
における電力が最大電力となるが、昇温に必要な
熱量のうちの数十％例えば20〜70％をバーナ８に
よつて供給することにより、電熱ヒータのみによ
つて加熱する場合と比べて最大電力を大幅に低下
させることができ、したがつて買電の場合には契
約電力を低くできるので、ランニングコストの低
廉化に大きく資することができる。また逆に昇温
時において既存の契約電力の限度程度まで電力を
使つた場合には、バーナ８による熱量が付加され
ることになるため、昇温時間を短縮でき、したが
つて電力消費量が少なくなるためにバーナ８で消
費するエネルギーコストを考え合せても、昇温に
要する総エネルギーコストを低廉化することがで
きる。
（例えば500℃）を入力しておくとともに、循環フ
アン７を動作させ、その状態でバーナ８に点火
し、かつ電熱ヒータ９を通電発熱させる。第２図
(A)は炉内温度の推移を示す線図であり、第２図(B)
はバーナ８および電熱ヒータ９の発熱量を示す線
図であつて、加熱開始当初は炉３が室温程度に冷
えているので、熱処理を行う以前に炉３を設定温
度Ｔ℃まで昇温する必要があり、そのため加熱開
始当初はバーナ８を高レベルで燃焼させて発熱量
を多くし、かつ電熱ヒータ９に対する供給電力を
多く設定しその発熱量を高くする。この昇温期間
における電力が最大電力となるが、昇温に必要な
熱量のうちの数十％例えば20〜70％をバーナ８に
よつて供給することにより、電熱ヒータのみによ
つて加熱する場合と比べて最大電力を大幅に低下
させることができ、したがつて買電の場合には契
約電力を低くできるので、ランニングコストの低
廉化に大きく資することができる。また逆に昇温
時において既存の契約電力の限度程度まで電力を
使つた場合には、バーナ８による熱量が付加され
ることになるため、昇温時間を短縮でき、したが
つて電力消費量が少なくなるためにバーナ８で消
費するエネルギーコストを考え合せても、昇温に
要する総エネルギーコストを低廉化することがで
きる。
以上のようにして炉３の内部を加熱した結果炉
３の内部温度が設定温度Ｔ℃近くまでに達する
と、局部的な温度のバラツキがあるために、温度
調節計１１における熱電対１２からの入力信号と
設定値との比較結果に基づいて電力制御盤１０が
電熱ヒータ９に対する供給電力を低下させるの
で、電熱ヒータ９の発熱量が一時的に低下する。
すなわち電熱ヒータ９の発熱量を制御することに
より炉３の内部温度が制御され、その結果炉３の
内部全体が設定温度Ｔ℃になると、電熱ヒータ９
が電力制御盤１０によつて制御されてその発熱量
が大幅に低下し、これと同時にバーナ８を低レベ
ルの燃焼状態に切り換え、その状態で熱処理製品
をバスケツト１に入れて炉３内に送り込むことに
より、熱処理製品の加熱すなわちランニングを行
う。したがつてランニング時においてもバーナ８
と電熱ヒータ９とによつて加熱することになる
が、その場合のバーナ８の燃焼は、低レベルでか
つ発熱量が一定となる固定燃焼としておく。ここ
で低レベルの燃焼とは、バーナ８に対する二次空
気および熱処理製品の炉３に対する搬入・搬出時
の扉開閉に伴つて炉３内に侵入する外気によつて
炉３内のO2濃度が15％以上となるような燃焼状
態である。すなわち本発明者等の実験によれば、
熱処理製品に付着している中子砂を焼き落すため
には、炉３内のO2濃度が最低15％程度あれば充
分であるからである。第３図に本発明者等が行つ
た実験における炉３内のO2濃度の推移を示す。
３の内部温度が設定温度Ｔ℃近くまでに達する
と、局部的な温度のバラツキがあるために、温度
調節計１１における熱電対１２からの入力信号と
設定値との比較結果に基づいて電力制御盤１０が
電熱ヒータ９に対する供給電力を低下させるの
で、電熱ヒータ９の発熱量が一時的に低下する。
すなわち電熱ヒータ９の発熱量を制御することに
より炉３の内部温度が制御され、その結果炉３の
内部全体が設定温度Ｔ℃になると、電熱ヒータ９
が電力制御盤１０によつて制御されてその発熱量
が大幅に低下し、これと同時にバーナ８を低レベ
ルの燃焼状態に切り換え、その状態で熱処理製品
をバスケツト１に入れて炉３内に送り込むことに
より、熱処理製品の加熱すなわちランニングを行
う。したがつてランニング時においてもバーナ８
と電熱ヒータ９とによつて加熱することになる
が、その場合のバーナ８の燃焼は、低レベルでか
つ発熱量が一定となる固定燃焼としておく。ここ
で低レベルの燃焼とは、バーナ８に対する二次空
気および熱処理製品の炉３に対する搬入・搬出時
の扉開閉に伴つて炉３内に侵入する外気によつて
炉３内のO2濃度が15％以上となるような燃焼状
態である。すなわち本発明者等の実験によれば、
熱処理製品に付着している中子砂を焼き落すため
には、炉３内のO2濃度が最低15％程度あれば充
分であるからである。第３図に本発明者等が行つ
た実験における炉３内のO2濃度の推移を示す。
ところでランニング時には、熱処理製品の搬
入・搬出のため扉を開閉することによる外気の侵
入、室温程度の低温度の熱処理製品の新規搬入、
また加熱を完了した熱処理製品の搬出、さらには
炉壁からの放熱等によつて炉３の内部温度が低下
するが、内部温度の低下が生じると、温度調節計
１１が熱電対１２からの入力信号と設定値とを比
較して信号を出力し、その出力信号によつて電力
制御盤１０が電熱ヒータ９に供給する電力量を増
大させるので、炉３の内部が従前よりも加熱さ
れ、その結果炉３の内部温度が設定温度Ｔ℃にほ
ぼ一定に保たれる。すなわちランニング時におい
ても炉３の内部温度の制御を、電熱ヒータ９の発
熱量を制御することによつて行う。したがつてバ
ーナ８の発熱量の微妙な制御は一般に困難であ
り、これに加え炉３内のO2濃度の調整のために
はバーナ８の二次空気の制御も必要であるが、こ
の発明の方法では上述したようにバーナ８を固定
燃焼とし、温度制御を電熱ヒータ９の発熱量を制
御することにより行うから、炉３の内部温度の制
御を容易かつ的確に行うことができる。またバー
ナ８を設置したことにより、電力よりもエネルギ
ー単価の安い熱源を併用することになるから、総
エネルギーコストを低く抑えることができる。
入・搬出のため扉を開閉することによる外気の侵
入、室温程度の低温度の熱処理製品の新規搬入、
また加熱を完了した熱処理製品の搬出、さらには
炉壁からの放熱等によつて炉３の内部温度が低下
するが、内部温度の低下が生じると、温度調節計
１１が熱電対１２からの入力信号と設定値とを比
較して信号を出力し、その出力信号によつて電力
制御盤１０が電熱ヒータ９に供給する電力量を増
大させるので、炉３の内部が従前よりも加熱さ
れ、その結果炉３の内部温度が設定温度Ｔ℃にほ
ぼ一定に保たれる。すなわちランニング時におい
ても炉３の内部温度の制御を、電熱ヒータ９の発
熱量を制御することによつて行う。したがつてバ
ーナ８の発熱量の微妙な制御は一般に困難であ
り、これに加え炉３内のO2濃度の調整のために
はバーナ８の二次空気の制御も必要であるが、こ
の発明の方法では上述したようにバーナ８を固定
燃焼とし、温度制御を電熱ヒータ９の発熱量を制
御することにより行うから、炉３の内部温度の制
御を容易かつ的確に行うことができる。またバー
ナ８を設置したことにより、電力よりもエネルギ
ー単価の安い熱源を併用することになるから、総
エネルギーコストを低く抑えることができる。
なお、上記の実施例では連続熱処理炉を例に採
つたが、この発明はバツチ式（回分式）熱処理炉
にも適用できることは勿論である。
つたが、この発明はバツチ式（回分式）熱処理炉
にも適用できることは勿論である。
以上の説明から明らかなようにこの発明の加熱
方法によれば、発熱量が一定となるようバーナを
固定燃焼させて必要熱量のうち所定の割合の熱量
を炉内に供給する一方、必要熱量のうち残部を電
熱ヒータによつて供給しかつ炉内温度が一定とな
るよう電熱ヒータの熱量を制御する方法であるか
ら、温度制御を電気的に行うことになるために炉
の内部温度を容易かつ的確に制御することがで
き、しかも電力の他に電力よりもエネルギー単価
の安い重油やLPG等のエネルギー源を用いるか
ら、必要総エネルギーコストを低廉価することが
でき、同時にバーナの燃焼状態を所定レベル以下
にすることにより、中子砂を良好に焼き落すこと
ができる。また加熱開始当初の昇温時には大熱量
を必要とするが、この発明の方法ではバーナを併
用したことにより、所要電力量を従来よりも大幅
に少なくすることができるため、買電の場合には
契約電力を低く抑えることができ、同時に必要昇
温時間が短くなるために電力消費量が少なくな
り、これらの点からも所要エネルギーコストの低
廉化を図ることができる。さらにバーナを設けた
ことにより、炉の内部圧力が大気圧より若干高い
正圧となるので、扉開閉時に炉内に侵入する大気
量が少なくなり、したがつて炉内の温度分布をよ
り均一化することができる。
方法によれば、発熱量が一定となるようバーナを
固定燃焼させて必要熱量のうち所定の割合の熱量
を炉内に供給する一方、必要熱量のうち残部を電
熱ヒータによつて供給しかつ炉内温度が一定とな
るよう電熱ヒータの熱量を制御する方法であるか
ら、温度制御を電気的に行うことになるために炉
の内部温度を容易かつ的確に制御することがで
き、しかも電力の他に電力よりもエネルギー単価
の安い重油やLPG等のエネルギー源を用いるか
ら、必要総エネルギーコストを低廉価することが
でき、同時にバーナの燃焼状態を所定レベル以下
にすることにより、中子砂を良好に焼き落すこと
ができる。また加熱開始当初の昇温時には大熱量
を必要とするが、この発明の方法ではバーナを併
用したことにより、所要電力量を従来よりも大幅
に少なくすることができるため、買電の場合には
契約電力を低く抑えることができ、同時に必要昇
温時間が短くなるために電力消費量が少なくな
り、これらの点からも所要エネルギーコストの低
廉化を図ることができる。さらにバーナを設けた
ことにより、炉の内部圧力が大気圧より若干高い
正圧となるので、扉開閉時に炉内に侵入する大気
量が少なくなり、したがつて炉内の温度分布をよ
り均一化することができる。
第１図はこの発明の方法を実施するための熱処
理炉の一例を示す略解断面図、第２図(A)は炉の内
部温度の推移を示す線図、第２図(B)は電熱ヒータ
とバーナとの発熱量の推移を示す線図、第３図は
炉内のO2濃度の推移を示す線図である。 ３…炉、８…バーナ、９…電熱ヒータ、１０…
電力制御盤、１１…温度調節計、１２…熱電対。
理炉の一例を示す略解断面図、第２図(A)は炉の内
部温度の推移を示す線図、第２図(B)は電熱ヒータ
とバーナとの発熱量の推移を示す線図、第３図は
炉内のO2濃度の推移を示す線図である。 ３…炉、８…バーナ、９…電熱ヒータ、１０…
電力制御盤、１１…温度調節計、１２…熱電対。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 熱処理炉内に電熱ヒータを設置するととも
に、その熱処理炉内に向けてバーナを設置してお
き、バーナをその発熱量が一定となるよう固定燃
焼させて必要熱量のうち所定の熱量を炉内に供給
する一方、必要熱量の残部を前記電熱ヒータによ
つて供給しかつ炉内温度を一定に保つべく電熱ヒ
ータの発熱量を制御することにより、前記電熱ヒ
ータとバーナとによつて炉内を加熱することを特
徴とする熱処理炉における加熱方法。 ２ 前記熱処理炉内の酸素濃度が15％以上となる
よう前記バーナを固定燃焼させることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の熱処理炉における
加熱方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18025582A JPS5970714A (ja) | 1982-10-14 | 1982-10-14 | 熱処理炉における加熱方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18025582A JPS5970714A (ja) | 1982-10-14 | 1982-10-14 | 熱処理炉における加熱方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5970714A JPS5970714A (ja) | 1984-04-21 |
| JPS6150123B2 true JPS6150123B2 (ja) | 1986-11-01 |
Family
ID=16080060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18025582A Granted JPS5970714A (ja) | 1982-10-14 | 1982-10-14 | 熱処理炉における加熱方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5970714A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109987925A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-07-09 | 丽水学院 | 一种烧制龙泉青瓷电气结合的窑炉及应用窑炉烧制龙泉青瓷的方法 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6154612A (ja) * | 1984-08-24 | 1986-03-18 | Toshiba Corp | 鉄心の製造方法 |
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1982
- 1982-10-14 JP JP18025582A patent/JPS5970714A/ja active Granted
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN109987925A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-07-09 | 丽水学院 | 一种烧制龙泉青瓷电气结合的窑炉及应用窑炉烧制龙泉青瓷的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5970714A (ja) | 1984-04-21 |
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