JPS6346380A - 複式ガス雰囲気熱処理炉設備の操業方法 - 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、炉内に高圧の雰囲気ガスを注入して所定の熱
処理を行なう形式のガス雰囲気熱処理炉を複数配備した
設備における操業方法に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は従来の熱処理炉およびそれに付随する装置の一
例を示す図である。図中符号１は密封可能な構造であっ
てかつ内部にヒータ等の加熱手段を有する熱処理炉を示
す。熱処理炉１にはバルブ２ａが介装された配管２を介
して真空ポンプ３が接続され、かつ、バルブ４ａが介装
された配管４を介して雰囲気ガス供給源５が接続されて
いる。

さらに、熱処理炉１はバルブ６ａが介装された配管６を
介して大気に開放されるようになっている。

上記装置の一般的な使用方法について第４図を参照しな
がら説明する。

Ｓｌ　：炉蓋を開き、熱処理炉１内に被処理物をセット
した後、炉蓋を閉じる。

Ｓｌ　：バルブ２ａを開き、真空ポンプ３を駆動させて
炉内を頁空引きする。

Ｓ３　：バルブ４ａを開き雰囲気ガス供給源５から炉内
にガスを供給する。

Ｓ４　：炉内を加熱手段によって加熱昇温する。

Ｓ５　：炉内を一定温度に保つ。

Ｓ６　：加熱を停止する。

Ｓ７　：炉内を雰囲気ガス環境下で冷却する。

Ｓ８　二上記冷却が終わった時点で熱処理が完了する。

Ｓ９　：バルブ６ａを間き配管６を介して炉外にガスを
排出し、炉内を大気圧に戻す。

Ｓ＋ｏ：その後炉蓋を開いて被処理物を取り出す。

以上が第３図に示す熱処理炉の一般的な操業サイクルで
ある。実際の操業では該サイクルが繰り返される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、最近、セラミックスの開発が著しいが、それ
らセラミックスを高温熱処理炉で焼結させる場合、製品
の品質向上のため、従来１０Ｋｇ／ｍ程度であった炉内
の雰囲気ガス圧を、１００〜３００に９　／　ｃｉとい
った１１圧まで高めて処理する傾向にある。このように
高圧の雰囲気ガス下で熱処理する場合には、前述したよ
うな、炉内のガスを大気に排出する従来の操業方法であ
るとガス消費量が著しく増加することとなり、しかも。

それら使用する雰囲気ガスは、Ｎ２　、Ａｒ　、８２な
どの高価な高純度のガスであるため、コスト高を招くこ
ととなる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、雰囲気ガス
の消費量を少なくすることができ、コスト低減が図れ、
かつ、熱回収も図れる複式ガス雰囲気熱処理炉設備の操
業方法を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明では、熱処理炉の１サイクルでの炉内の圧力変化
に着目し、熱処理炉を複数配備するとともに、それら炉
同士を連絡パイプにより互いにガスの流通が可能なよう
に接続し、前記炉のうち少なくとも１つが高圧状態のと
き他の１つが低圧状態となるよう８炉の操業サイクルを
設定し、高圧状態と低圧状態が入れ替わる炉の間で、前
記連絡パイプにより高圧側の炉から低圧側の炉にガスを
自然流入させるように構成した。

〔作　用〕

複数の熱処理炉のうちの１つで行う高温高圧下での熱処
理工程が完了した時点で、残る他の熱処理炉内での高温
高圧下での熱処理工程が始まる。

このとき、バルブ調整により両者をつないでいる連結パ
イプが開放され、高圧側の炉から低圧側の炉に雰囲気ガ
スが自然流入する。

すなわち、−の熱処理炉の内部を高圧条件下に保ってい
た雰囲気ガスは、他側の熱処理炉内に流れ込んで、同他
側の熱処理炉内を高圧条件下に保つのに供される。この
ように従来の操業方法において、排出していた雰囲気ガ
スを有効に回収することができ、雰囲気ガスの消費量を
減じ得るばかりか、該雰囲気ガスが持つ熱エネルギーの
回収も図れることとなる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図および第２図を参照し
て説明する。

第１図は本発明を実施するのに好適な複式ガス雰囲気熱
処理炉設備を示す図である。

本発明方法を説明する前に、この熱処理炉設備について
説明する。

第１図において、符号１１は第１の焼結炉、１２は第２
の焼結炉である。これらの炉は共に同一構成とされたも
のであり、セラミックス焼結用として供されるものであ
る。また、これらの炉１１゜１２は密封可能であってか
つ内部にヒータ等の加熱手段を有する構造となっている
。さらに、それらの炉１１．１２には図示せぬ定圧装置
および温度制御装置が付設され、炉内が例えばＮ２雰囲
気ガス下において２，２００℃、　　９．５Ｋｆｆ　／
　ｃｄの高温高圧環境下に保たれる構造となっている。

内炉１１．１２間には互いの炉内を連通ずる連結パイプ
１３が設けられ、該連結パイプ１３には開閉バルブ１３
ａが介装されている。

また、雨戸１１．１２は各単独に真空引き、雰囲気ガス
供給および大気開放が行える構造となっている。

すなわち、熱処理炉１１．１２はそれぞれバルブ１４ａ
、１５ａが介装された配管１４．１５を介して真空ポン
プ１６に並列的に接続され、また、バルブ１７ａ、１８
ａが介装された配管１７，１８を介して高圧ガス発生源
１９に並列的に接続されている。

また、熱処理炉１１は一端が大気に開放された配管２０
に接続され、該配管２０にはバルブ２０ａが介装されて
いる。他方、熱処理炉１２も一端が大気に開放された配
管２１に接続され、該配管２１にはバルブ２１ａが介装
されている。

次に、上記装置を用いた本発明方法の実施について第２
図（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。

第２図（ａ）は第１の焼結炉の操業パターン、第２図（
ｂ、）は第２の焼結炉の操業パターンである。双方の炉
の操業パターンは共に略同じであり、一方の炉内が高圧
状態のとき他方の炉内が低圧状態となるよう、スタート
時間がずらされていることのみ異なる。

まず、第１の焼結炉１１において炉内に被処理物をセッ
トする（時間ｔｏ）。

第１の焼結炉１１に通じる配管に介装されたバルブ１４
ａを開くとともに、第２の焼結炉側のバルブ１５ａを閉
じ、この状態で、真空ポンプ１６を駆動させて第１の焼
結炉１１内を真空引きする（時間１＋）。

バルブ１４ａ、１８ａを開じるとともにバルブ１７ａを
開き、高圧ガス供給源１９から高圧ガスを導入して第１
の焼結炉１１内を所定圧まで高める（時間ｔ２）。

加熱手段を作動させて第１の焼結炉１１内を加熱昇温す
る。

炉内に組み込んだ定圧装置を作動させ、炉内の圧力を一
定に保つ（時間ｔ３）。

炉内に組み込んだ温度制ａｌｔ装置により、炉内の温度
を一定に保つ（時間ｊ４）。

加熱を停止する。このとき、第２の焼結炉にも被処理物
をセットし、予め炉内を真空引きしておく（時間ｔｓ）
。

バルブ１３ａを開き、雨戸内の圧力差を利用し連結パイ
プ１３を通じて第１の焼結炉１１内の雰囲気ガスを第１
の焼結炉１２へ、双方の圧力がバランスするまで移動さ
せる（時間ｉｓ）。

ガス移動が完了した時点でバルブ１３ａを閉じ、第１の
焼結炉１１内を密閉状態に保ったまま、炉内を冷却させ
る（時間ｔ１）。

上記冷却が完了すると、バルブ２０ａを開き配管２０を
通して第１の焼結ｒｉｉ内を大気に開放させ、炉内を大
気圧まで下げる（時間ｔｓ）。

炉蓋を開き被熱処理物を取り出すとともに、新たな被熱
処理物を類１１内にセットする（時間ｔ９）。

以上が第１の焼結炉１１の操業パターンの１サイクルで
ある。

一方、第１の焼結炉１２においては、第１の焼結炉１１
から雰囲気ガスが尋人される際、そのガス量だけでは不
足するので、該ガス導入が完了した時点で、昇温時にお
いて炉内が所定の圧力が保てる程度のガス量を、ガス供
給源１９から補給する（時間ｔ６）。

第２の焼結炉１２に対しても第１の焼結炉１１と同様な
操業パターンを行わせる。このとき、第２の焼結炉１２
内でのｔｂｍ高圧下での熱処理が完了した時点で、前述
とは逆に第２の焼結炉１２内の雰囲気ガスを、バルブ１
３ａを開き連結パイプ１３を通じて、予めこの時間に合
わせて真空引きした第１の焼結炉１１内に導入する（時
間Ｌ＋ｏ）。

以下、前述の如く、双方の炉１１．１２の間で雰囲気ガ
スの回収を交互に行いながら、連続運転する。

なお、上記実施例では、熱処理炉が２個の場合を例にと
って説明したが、熱処理炉が３個以上ある場合にも勿論
本発明方法は適用できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、複数配備した熱処
理炉間をバルブを備えた連絡パイプにより互いにガスの
流通が可能なように接続し、前記類のうち少なくとも１
つが高圧状態のとき他の１つが低圧状態となるよう８炉
の操業サイクルを設定し、高圧状態と低圧状態が入れ替
わる炉の間で前記連絡パイプにより高圧側の炉から低圧
側の炉にガスを自然流入させるようにしたから、従来の
操業方法において、排出していた雰囲気ガスを有効に回
収することができ、雰囲気ガスの消費間を減じ得るばか
りか、該雰囲気ガスが持つ熱エネルギーの回収も図れる
こととなった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するのに好適な装ｄの一例を示す
概略構成図、第２図（ａ）、（ｂ）は本発明方法による
操業パターンを示す図、第３図は従来の熱処理炉および
その付属装置の構造を示す図、第４図は同熱処理炉の操
業を説明するフローチｔｙ−ト図である。 １１・・・・・・第１の焼結炉、１２・・・・・・第２
の焼結炉、１３・・・・・・連結パイプ、　１３ａ・・
・・・・バルブ、１６・・・・・・真空ポンプ、　１９
・・・・・・高圧ガス供給源。 出願人　　石川島播磨重工業株式会社 ゛にミニーソ 第２図 第８図 ス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 炉内に高圧の雰囲気ガスを注入して所定の熱処理を行な
   う形式のガス雰囲気炉を複数配備した設備において、各
   熱処理炉間をバルブを備えた連絡パイプにより互いにガ
   スの流通が可能なように接続し、前記炉のうち少なくと
   も１つが高圧状態のとき他の１つが低圧状態となるよう
   各炉の操業サイクルを設定し、高圧状態と低圧状態が入
   れ替わる炉の間で前記連絡パイプにより高圧側の炉から
   低圧側の炉にガスを自然流入させることを特徴とする複
   式ガス雰囲気熱処理炉設備の操業方法。