JPS642168B2 - - Google Patents
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- JPS642168B2 JPS642168B2 JP57160742A JP16074282A JPS642168B2 JP S642168 B2 JPS642168 B2 JP S642168B2 JP 57160742 A JP57160742 A JP 57160742A JP 16074282 A JP16074282 A JP 16074282A JP S642168 B2 JPS642168 B2 JP S642168B2
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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
- C21D1/74—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
- C21D1/76—Adjusting the composition of the atmosphere
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- Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
- Tunnel Furnaces (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は鉄族材料を処理する方法、特に窒素ベ
ース雰囲気のもとで工具鋼を焼純する方法に関す
る。
ース雰囲気のもとで工具鋼を焼純する方法に関す
る。
例えば歪解放などの目的での鉄族材料の焼純に
おいて、材料の表面治金における変化を避けるこ
とは重要である。従つて、表面浸炭及び脱炭は焼
純中避けるべきである。多くの工具鋼は例え比較
的低温度でも焼純中に脱炭する傾向を強く有する
ことが発見された。加うるに、焼純炉の加熱帯に
おいては、吸熱性、発熱性又はその他の如き保護
雰囲気を利用するのが通常の手段となつている。
しかしながら、これらの雰囲気は炭化水素供給源
例えば天然ガス（即ちメタン）より誘導されるの
で、これらの雰囲気を製造するコストは近年著る
しく増加した。さらに、高価な発生炉装置がこれ
らの雰囲気を製造するには必要であり、又これら
の装置は可成りの保守を必要とし、而も、なお、
広い範囲の流量によつて広い範囲の雰囲気を製造
するには有工でない点で融通性に乏しい。典型的
には、前述の普通の生成雰囲気は天然ガスを多く
含有するので、充分なレベルの炭化水素が炉に漏
洩してくる酸化剤と反応するのに役立ち、それに
よつて焼純される鉄族材料の脱炭又は酸化は回避
される。
おいて、材料の表面治金における変化を避けるこ
とは重要である。従つて、表面浸炭及び脱炭は焼
純中避けるべきである。多くの工具鋼は例え比較
的低温度でも焼純中に脱炭する傾向を強く有する
ことが発見された。加うるに、焼純炉の加熱帯に
おいては、吸熱性、発熱性又はその他の如き保護
雰囲気を利用するのが通常の手段となつている。
しかしながら、これらの雰囲気は炭化水素供給源
例えば天然ガス（即ちメタン）より誘導されるの
で、これらの雰囲気を製造するコストは近年著る
しく増加した。さらに、高価な発生炉装置がこれ
らの雰囲気を製造するには必要であり、又これら
の装置は可成りの保守を必要とし、而も、なお、
広い範囲の流量によつて広い範囲の雰囲気を製造
するには有工でない点で融通性に乏しい。典型的
には、前述の普通の生成雰囲気は天然ガスを多く
含有するので、充分なレベルの炭化水素が炉に漏
洩してくる酸化剤と反応するのに役立ち、それに
よつて焼純される鉄族材料の脱炭又は酸化は回避
される。
炉加熱帯における特殊な温度での鉄族材料の浸
炭及び脱炭を回避するためには、CO2とCOとの
間の平衡状態を保つ必要がある。即ち所定の温度
で予定の比を保つ必要がある。同様に、H2Oと
H2との間の所定の比は特殊の温度において鉄族
材料の酸化を回避するように保たれなければなら
ない。これらの比に関する議論は
WireTechnology，November／December、
1979、p51〜57に掲載され、それには窒素ベース
雰囲気に炭化水素を添加することにより、COの
レベルが次の反応によつて増加し：CH4＋CO2
2CO＋2H2、斯るCOの増加は一定の温度におい
てCO2／COの比を減じ、それによつて雰囲気の
脱炭傾向を減ずることを示している。このよう
に、メタン添加は炉の雰囲気の脱炭傾向を低減す
るのに有効であり、このような脱炭を調節又は制
限するのに用いることができるが、低温度、即ち
約1450〓（787.8℃）以下で焼純するときは、メ
タンは比較的不活発であり、脱炭を避けるように
は充分に反応しないのでメタンの連続添加はこの
問題を救済していない。
炭及び脱炭を回避するためには、CO2とCOとの
間の平衡状態を保つ必要がある。即ち所定の温度
で予定の比を保つ必要がある。同様に、H2Oと
H2との間の所定の比は特殊の温度において鉄族
材料の酸化を回避するように保たれなければなら
ない。これらの比に関する議論は
WireTechnology，November／December、
1979、p51〜57に掲載され、それには窒素ベース
雰囲気に炭化水素を添加することにより、COの
レベルが次の反応によつて増加し：CH4＋CO2
2CO＋2H2、斯るCOの増加は一定の温度におい
てCO2／COの比を減じ、それによつて雰囲気の
脱炭傾向を減ずることを示している。このよう
に、メタン添加は炉の雰囲気の脱炭傾向を低減す
るのに有効であり、このような脱炭を調節又は制
限するのに用いることができるが、低温度、即ち
約1450〓（787.8℃）以下で焼純するときは、メ
タンは比較的不活発であり、脱炭を避けるように
は充分に反応しないのでメタンの連続添加はこの
問題を救済していない。
窒素及びプロパンより成る窒素ベース雰囲気を
炉加熱帯に導入する技術は
IronandSteelEngineer，November，1980、p51
〜57に記載されている。この記事は52頁に、プロ
パンは正確に添加するのが比較的困難であり又不
充分なプロパンは脱炭を生じ、一方過剰のプロパ
ンは煤形成となり、ともに非常に望ましくない結
果となると述べている。この記事は、好ましい焼
純雰囲気は炉加熱帯に導入される窒素とメタノー
ル（CH3OH）との混合物により発展させ得るこ
とを示唆している。メタノールはCOとH2に分解
され、CO2／CO及びH2O／H2比を脱炭に対する
傾向が減少するように変える。当業者はメタノー
ルの使用は別個の貯蔵容器、ポンプ設備及びパイ
ピングなどがメタノールを貯蔵し、かつ熱処理炉
に輸送するのに必要である点において高価である
と認めるであろう。従つて、メタノールの使用は
熱処理炉におけ保護雰囲気を生成するのに寧ろ高
価な、複雑な解決手段である。
炉加熱帯に導入する技術は
IronandSteelEngineer，November，1980、p51
〜57に記載されている。この記事は52頁に、プロ
パンは正確に添加するのが比較的困難であり又不
充分なプロパンは脱炭を生じ、一方過剰のプロパ
ンは煤形成となり、ともに非常に望ましくない結
果となると述べている。この記事は、好ましい焼
純雰囲気は炉加熱帯に導入される窒素とメタノー
ル（CH3OH）との混合物により発展させ得るこ
とを示唆している。メタノールはCOとH2に分解
され、CO2／CO及びH2O／H2比を脱炭に対する
傾向が減少するように変える。当業者はメタノー
ルの使用は別個の貯蔵容器、ポンプ設備及びパイ
ピングなどがメタノールを貯蔵し、かつ熱処理炉
に輸送するのに必要である点において高価である
と認めるであろう。従つて、メタノールの使用は
熱処理炉におけ保護雰囲気を生成するのに寧ろ高
価な、複雑な解決手段である。
従つて、窒素ベース雰囲気下で、許容できる
“均熱”時間において脱炭と煤形成とが避けられ
て甚だしく高価でなく、而も炉雰囲気に必ずしも
メタノールの添加を必要としないような明確なる
要求が工具鋼ような鉄族材料を焼純する方法に対
して存在する。
“均熱”時間において脱炭と煤形成とが避けられ
て甚だしく高価でなく、而も炉雰囲気に必ずしも
メタノールの添加を必要としないような明確なる
要求が工具鋼ような鉄族材料を焼純する方法に対
して存在する。
鉄族材料を熱処理する改良方法を提供するのが
本発明の目的である。
本発明の目的である。
工具鋼を焼純する改良方法を提供するのが本発
明の追加の目的である。
明の追加の目的である。
窒素ベース雰囲気下で鉄族材料を焼純する改良
方法を提供するのが本発明のもう一つの目的であ
る。
方法を提供するのが本発明のもう一つの目的であ
る。
影響のある浸炭又は脱炭することなく許容でき
る時間で鉄族材料を焼純する改良方法を提供する
のが本発明のなお他の目的である。
る時間で鉄族材料を焼純する改良方法を提供する
のが本発明のなお他の目的である。
窒素ベース雰囲気下で比較的温度において鉄族
材料を焼純する改良方法を提供するのが本発明の
さらに別の目的である。
材料を焼純する改良方法を提供するのが本発明の
さらに別の目的である。
本発明の他の目的は次の詳細な説明により明ら
かとする。
かとする。
本発明によれば、炉への周囲の酸化剤の漏洩が
生ずる炉において鉄族材料を焼純する方法は次の
工程より成る：加熱帯を約1250〜1650〓（676.7
〜898.9℃）又はそれ以上の温度に加熱し、窒素、
メタン及びプロパンを前記加熱帯に導入し、こゝ
において前記プロパンは前記酸化剤の一部と反応
して比較的活性のメタンを生成し、そしてそれは
前記導入されたメタンと共に前記酸化剤と反応す
ことによる鉄族材料の脱炭を前記導入されたメタ
ンと共に有効に防止する工程より成る。
生ずる炉において鉄族材料を焼純する方法は次の
工程より成る：加熱帯を約1250〜1650〓（676.7
〜898.9℃）又はそれ以上の温度に加熱し、窒素、
メタン及びプロパンを前記加熱帯に導入し、こゝ
において前記プロパンは前記酸化剤の一部と反応
して比較的活性のメタンを生成し、そしてそれは
前記導入されたメタンと共に前記酸化剤と反応す
ことによる鉄族材料の脱炭を前記導入されたメタ
ンと共に有効に防止する工程より成る。
本発明によれば、管、バー、ロツド、ストリツ
プなどの如き鉄族材料は実質的にそれから酸素を
排除するためにその前室に供給された窒素でバツ
チ又は連続炉において焼純される。連続炉の場合
は多数の加熱及び冷却部分、前室を備え、而み必
要なとき、異なる雰囲気がこのような異なる部分
に導入される。
プなどの如き鉄族材料は実質的にそれから酸素を
排除するためにその前室に供給された窒素でバツ
チ又は連続炉において焼純される。連続炉の場合
は多数の加熱及び冷却部分、前室を備え、而み必
要なとき、異なる雰囲気がこのような異なる部分
に導入される。
メタン−窒素混合物へプロパン添加を利用する
ことによつて、鉄族材料は約1250〜1400〓
（676.7〜760％）の低温度で、通常の時間におい
て許容できる標準に焼純される。加うるに窒素−
プロパン混合物が利用されるとき、予め調節する
ことの困難な工程条件はプロパンが窒素−メタン
混合物に添加されるとき、容易に調節することが
可能となる。浸炭発生及び脱炭発生条件の間の差
異は焼純方法を順々に、より安定なものとなしか
つ高価にして非常に複雑な雰囲気調節設備の必要
性を避け得るところのN2−CH4−C3H8添加を利
用するとき有効に広げられる。而もメタノールの
使用及びそれに伴うコストは本発明方法を実施例
する場合に避けられる。
ことによつて、鉄族材料は約1250〜1400〓
（676.7〜760％）の低温度で、通常の時間におい
て許容できる標準に焼純される。加うるに窒素−
プロパン混合物が利用されるとき、予め調節する
ことの困難な工程条件はプロパンが窒素−メタン
混合物に添加されるとき、容易に調節することが
可能となる。浸炭発生及び脱炭発生条件の間の差
異は焼純方法を順々に、より安定なものとなしか
つ高価にして非常に複雑な雰囲気調節設備の必要
性を避け得るところのN2−CH4−C3H8添加を利
用するとき有効に広げられる。而もメタノールの
使用及びそれに伴うコストは本発明方法を実施例
する場合に避けられる。
以下、図面に基いて本発明を説明する。
第１図において、熱処理雰囲気の成分と窒素ベ
ース雰囲気下において鉄族材料の炭素及び酸素含
有量を変える斯る成分の傾向との間の関係を表わ
す一組のカーブを例示する。所定の温度において
浸炭又は脱炭を避けるためには、CO2／COの予
定の比を保つことが必要である。同様に、所定の
温度において、酸化又は還元を避けようとするな
らば、H2O／H2の比は予定の値にしなければな
らない。斯くて、第１図に示した平衡曲線は材料
における炭素酸素レベルを所定の温度での焼純雰
囲気において同様のレベルで平衡に保つために、
保持しなければならない成分の前述の比を規定し
ている。窒素ベース雰囲気、即ち少くとも70％窒
素の下で焼純するとき、窒素が稀釈剤として作用
するにつれて、炭化水素添加と内部へ漏洩する酸
化剤との間の反応速度を低減する傾向がある。加
うるに、浸炭／脱炭平衡曲線は一定温度において
CO2／COの比を減少する方向即ち、図面におい
て左方に向つて移動する傾向を有する。窒素ベー
ス雰囲気のCO2含有量は通常吸熱ガスの如き慣用
の生成雰囲気におけるより少ないので、少いCO
はさらに脱炭を避ける少ないCO2／CO比を提供
するだろう。従つて窒素ベース雰囲気は本質的に
は不活性であるけれども、例えば浸炭／脱炭平衡
曲線が移動する傾向を有するために完全には不活
性ではない。
ース雰囲気下において鉄族材料の炭素及び酸素含
有量を変える斯る成分の傾向との間の関係を表わ
す一組のカーブを例示する。所定の温度において
浸炭又は脱炭を避けるためには、CO2／COの予
定の比を保つことが必要である。同様に、所定の
温度において、酸化又は還元を避けようとするな
らば、H2O／H2の比は予定の値にしなければな
らない。斯くて、第１図に示した平衡曲線は材料
における炭素酸素レベルを所定の温度での焼純雰
囲気において同様のレベルで平衡に保つために、
保持しなければならない成分の前述の比を規定し
ている。窒素ベース雰囲気、即ち少くとも70％窒
素の下で焼純するとき、窒素が稀釈剤として作用
するにつれて、炭化水素添加と内部へ漏洩する酸
化剤との間の反応速度を低減する傾向がある。加
うるに、浸炭／脱炭平衡曲線は一定温度において
CO2／COの比を減少する方向即ち、図面におい
て左方に向つて移動する傾向を有する。窒素ベー
ス雰囲気のCO2含有量は通常吸熱ガスの如き慣用
の生成雰囲気におけるより少ないので、少いCO
はさらに脱炭を避ける少ないCO2／CO比を提供
するだろう。従つて窒素ベース雰囲気は本質的に
は不活性であるけれども、例えば浸炭／脱炭平衡
曲線が移動する傾向を有するために完全には不活
性ではない。
代表的焼純炉では、大気酸化剤の連続する内部
への漏洩がある。斯くて、炉への空気漏洩は、代
表的焼純温度において鉄族材料の表面を脱炭及び
酸化する少量のCO2及びH2Oを、一緒に運ぶであ
ろう。これらの結果は、焼純中鋼中の炭素含有量
の変化が実質的に避けられるべきであるとき非常
に望ましくなるものである。本発明によれば、脱
炭及び酸化を避けるため、プロパンとメタンの両
者が炉加熱帯において窒素ベース雰囲気に下記の
反応が起るように添加される： C3H8＋CO22CO＋2CH4 …(1) CH4＋CO22CO＋2H2 …(2) H2＋CO2CO＋H2O …(3) CH4＋H2OCO＋3H2 …(4) CH4の添加は反応(2)及び(4)を促進するが、約
1100〜1450〓（593.3〜787.8℃）の低焼純温度に
おける窒素雰囲気下では、CH4は比較的不活発で
あり、これらの反応の進行は全く遅い。従つて、
平衡状態に達するのに過剰の時間が必要である。
斯るCH4添加は、理論上は、脱炭を避けるのに充
分な平衡炭素濃度を与えるが、これらの低い温度
で急速に進めるには反応(2)及び(4)の欠除の結果と
して、検出設備は適当な平衡炭素濃度が炉雰囲気
に存在することを示すけれども、実際の存在する
炭素はCH4がこのような低温度では徐々に反応す
るという事実により脱炭を避けるのに完全に有効
ではないのでCH4添加の流量を調節するが困難で
ある。本発明によれば、窒素及びメタンと共に供
給される焼純炉の加熱帯へのC3H8の添加は反応
(1)〜(4)全部を急速に促進するのに有効である。プ
ロパンが1100〓（593.3℃）以上の温度で急速に
CO2と反応するとき、反応(1)は急速な速度でCH4
を生成するように進行し、かつ反応(1)によつて生
成されるメタンは上述の低温度でさえ炉雰囲気に
正常に添加されるメタンより可成り反応性であ
る。従つて、反応(1)において生成される“反応
性”メタンはC3H8より得られる“反応性”メタ
ンと炉雰囲気に添加されたCH4との混合により反
応(2)及び(4)において反応速度を増加する原因とな
る。反応(1)において生成される“反応性”メタン
は普通は不活発な、添加せるCH4を可成りより活
性ならしめる点において相乗効果を有するものと
思われ、斯くして反応(2)及び(4)が進行す速を促進
する。さらに、上記のようCH4と共に添加される
少量のC3H8はC8H8単味の添加により生ずる前述
の不安定な脱炭／煤形成条件を生ぜず、斯くして
本発明方法により容易に調節される。即ち、空気
漏洩における変化による炉加熱帯のCO2又はH2O
レベルにおける変化は脱炭又は煤形成を起すこと
なしに通常の調節設備によるC3H8及びCH4の流
量における変化によつて打消すことができる。
への漏洩がある。斯くて、炉への空気漏洩は、代
表的焼純温度において鉄族材料の表面を脱炭及び
酸化する少量のCO2及びH2Oを、一緒に運ぶであ
ろう。これらの結果は、焼純中鋼中の炭素含有量
の変化が実質的に避けられるべきであるとき非常
に望ましくなるものである。本発明によれば、脱
炭及び酸化を避けるため、プロパンとメタンの両
者が炉加熱帯において窒素ベース雰囲気に下記の
反応が起るように添加される： C3H8＋CO22CO＋2CH4 …(1) CH4＋CO22CO＋2H2 …(2) H2＋CO2CO＋H2O …(3) CH4＋H2OCO＋3H2 …(4) CH4の添加は反応(2)及び(4)を促進するが、約
1100〜1450〓（593.3〜787.8℃）の低焼純温度に
おける窒素雰囲気下では、CH4は比較的不活発で
あり、これらの反応の進行は全く遅い。従つて、
平衡状態に達するのに過剰の時間が必要である。
斯るCH4添加は、理論上は、脱炭を避けるのに充
分な平衡炭素濃度を与えるが、これらの低い温度
で急速に進めるには反応(2)及び(4)の欠除の結果と
して、検出設備は適当な平衡炭素濃度が炉雰囲気
に存在することを示すけれども、実際の存在する
炭素はCH4がこのような低温度では徐々に反応す
るという事実により脱炭を避けるのに完全に有効
ではないのでCH4添加の流量を調節するが困難で
ある。本発明によれば、窒素及びメタンと共に供
給される焼純炉の加熱帯へのC3H8の添加は反応
(1)〜(4)全部を急速に促進するのに有効である。プ
ロパンが1100〓（593.3℃）以上の温度で急速に
CO2と反応するとき、反応(1)は急速な速度でCH4
を生成するように進行し、かつ反応(1)によつて生
成されるメタンは上述の低温度でさえ炉雰囲気に
正常に添加されるメタンより可成り反応性であ
る。従つて、反応(1)において生成される“反応
性”メタンはC3H8より得られる“反応性”メタ
ンと炉雰囲気に添加されたCH4との混合により反
応(2)及び(4)において反応速度を増加する原因とな
る。反応(1)において生成される“反応性”メタン
は普通は不活発な、添加せるCH4を可成りより活
性ならしめる点において相乗効果を有するものと
思われ、斯くして反応(2)及び(4)が進行す速を促進
する。さらに、上記のようCH4と共に添加される
少量のC3H8はC8H8単味の添加により生ずる前述
の不安定な脱炭／煤形成条件を生ぜず、斯くして
本発明方法により容易に調節される。即ち、空気
漏洩における変化による炉加熱帯のCO2又はH2O
レベルにおける変化は脱炭又は煤形成を起すこと
なしに通常の調節設備によるC3H8及びCH4の流
量における変化によつて打消すことができる。
第２図において、熱処理炉１０を適当なガス供
給手段とともに例示する。ローラ床設計の連続炉
である炉１０は夫々装入室１３、排出室１４を備
えている。炉１０の加熱帯１２は前記室１３及び
１４の間に多数の帯域〜より成るものと考え
ることゝする。導管１６の適当なるセツトが加熱
帯１２の種々の帯域と同様に装入室及び排出室１
３及び１４に窒素を供給することができるように
設けられる。代表的には、窒素は連続ローラ床炉
１０の加熱帯１２の帯域〜に導入される。一
組の導管１８が炉１０のある帯域、例えば帯域
及びにプロパンを供給できるように設けられ、
一方同様の一組の導管２０が帯域〜の如き帯
域にメタンを供給することができるように設けら
れる。鉄族材料は装入前室１３に導入され、加熱
帯１２の帯域〜を通過し、第２図に示す矢印
で及び排出室１４を通つて排出される。
給手段とともに例示する。ローラ床設計の連続炉
である炉１０は夫々装入室１３、排出室１４を備
えている。炉１０の加熱帯１２は前記室１３及び
１４の間に多数の帯域〜より成るものと考え
ることゝする。導管１６の適当なるセツトが加熱
帯１２の種々の帯域と同様に装入室及び排出室１
３及び１４に窒素を供給することができるように
設けられる。代表的には、窒素は連続ローラ床炉
１０の加熱帯１２の帯域〜に導入される。一
組の導管１８が炉１０のある帯域、例えば帯域
及びにプロパンを供給できるように設けられ、
一方同様の一組の導管２０が帯域〜の如き帯
域にメタンを供給することができるように設けら
れる。鉄族材料は装入前室１３に導入され、加熱
帯１２の帯域〜を通過し、第２図に示す矢印
で及び排出室１４を通つて排出される。
操業に当つて、加熱帯１２の帯域〜の如き
帯域は予定の“均熱”温度、所謂1500〓（815.6
℃）にもたらされ、一方後続の帯域は温度である
が、1100〓（593.3℃）又は夫以上のレベルに保
持される。窒素はそれから酸素を排除し、かつ爆
発の可能性を避ける目的で装入室１３及び排出室
１４に供給される。鉄族材料の炭素含量を変える
ことなしに、焼純を行うため、窒素、プロパン及
びメタンが加熱帯１２の帯域及びに供給され
る。前述のように、このように導入されたC3H8
は加熱帯１２に漏洩してくるH2O又はCO2の如き
酸化剤の一部と反応して、順次斯る酸化剤の他の
部分と反応して上述の反応(1)〜(4)によつてCO及
びH2を生成するところの非常に活性の型式のメ
タンを形成する。この手段で、炉１０を通過する
鉄族材料は影響のある浸炭又は脱炭或は酸化なし
で焼純される。窒素及びメタンが加熱帯１２の他
の帯域において炭化水素の適当なレベルを保証
するために、存在するCO2又はH2Oの脱炭及び
（又は）酸化を避けるために反応されるように導
管１６，２０を通つて供給される。冷却帯〜
は炭素の付着即ち煤形成を防止するために低い
CO含有量を必要とし、必要な窒素のみが（導管
１６を通つて）これらの帯域に添加される。
帯域は予定の“均熱”温度、所謂1500〓（815.6
℃）にもたらされ、一方後続の帯域は温度である
が、1100〓（593.3℃）又は夫以上のレベルに保
持される。窒素はそれから酸素を排除し、かつ爆
発の可能性を避ける目的で装入室１３及び排出室
１４に供給される。鉄族材料の炭素含量を変える
ことなしに、焼純を行うため、窒素、プロパン及
びメタンが加熱帯１２の帯域及びに供給され
る。前述のように、このように導入されたC3H8
は加熱帯１２に漏洩してくるH2O又はCO2の如き
酸化剤の一部と反応して、順次斯る酸化剤の他の
部分と反応して上述の反応(1)〜(4)によつてCO及
びH2を生成するところの非常に活性の型式のメ
タンを形成する。この手段で、炉１０を通過する
鉄族材料は影響のある浸炭又は脱炭或は酸化なし
で焼純される。窒素及びメタンが加熱帯１２の他
の帯域において炭化水素の適当なレベルを保証
するために、存在するCO2又はH2Oの脱炭及び
（又は）酸化を避けるために反応されるように導
管１６，２０を通つて供給される。冷却帯〜
は炭素の付着即ち煤形成を防止するために低い
CO含有量を必要とし、必要な窒素のみが（導管
１６を通つて）これらの帯域に添加される。
種々の等級の鋼が種々の形例えば管、バー、ロ
ツド又はストリツプなどで、本発明による方法で
焼純される。温度及び処理時間は変るがN2、
C3H8及びCH4の流量は加熱帯１２の異なる帯域
〜において所望の雰囲気を制定するために容
易に調節される。例えば、直径２インチ（50.8
mm）のAISI S7工具鋼のバーが連続ローラ床炉
で、供給状態のまゝ冷間引抜又は熱間加工材料か
ら追加の影響のある脱炭なしで、かつ煤形成を起
こすことなしで、工合よく焼純されている。約６
％の天然ガス（98％メタン）、0.25％のプロパン、
残部窒素より成る混合物が1500〓（815.6℃）で
ある最高温度に帯域に供給され、生成する焼純さ
れたバーは0.0002インチ（0.00508mm）以下の全
影響深さ（遊離フエライトプラス部分的脱炭）を
示した。
ツド又はストリツプなどで、本発明による方法で
焼純される。温度及び処理時間は変るがN2、
C3H8及びCH4の流量は加熱帯１２の異なる帯域
〜において所望の雰囲気を制定するために容
易に調節される。例えば、直径２インチ（50.8
mm）のAISI S7工具鋼のバーが連続ローラ床炉
で、供給状態のまゝ冷間引抜又は熱間加工材料か
ら追加の影響のある脱炭なしで、かつ煤形成を起
こすことなしで、工合よく焼純されている。約６
％の天然ガス（98％メタン）、0.25％のプロパン、
残部窒素より成る混合物が1500〓（815.6℃）で
ある最高温度に帯域に供給され、生成する焼純さ
れたバーは0.0002インチ（0.00508mm）以下の全
影響深さ（遊離フエライトプラス部分的脱炭）を
示した。
本発明による方法は連続炉と同様にバツチ炉で
も実施できる。焼純される特殊の材料及び利用さ
れる炉により、０〜10％のCH4、０〜3.0％の
C3H8、残部窒素の混合物が焼純を保証するため
に1450〓（787.8℃）以下の温度における均熱温
度で材料表面の炭素又は酸素レベルを特に変更す
ることなしで炉の加熱帯に供給することができ
る。
も実施できる。焼純される特殊の材料及び利用さ
れる炉により、０〜10％のCH4、０〜3.0％の
C3H8、残部窒素の混合物が焼純を保証するため
に1450〓（787.8℃）以下の温度における均熱温
度で材料表面の炭素又は酸素レベルを特に変更す
ることなしで炉の加熱帯に供給することができ
る。
窒素、プロパン及びメタンは導管１６，１８，
２０を通つて夫々供給されるように示されている
けれども、適当な弁及び流量計が各導管に設けら
れ、かつ斯る弁は人手により又は自動的に調節さ
れるものと理解すべきである。前述の成分は加熱
帯１２に別々に又は第２図に示したように混合物
として導入することができる。
２０を通つて夫々供給されるように示されている
けれども、適当な弁及び流量計が各導管に設けら
れ、かつ斯る弁は人手により又は自動的に調節さ
れるものと理解すべきである。前述の成分は加熱
帯１２に別々に又は第２図に示したように混合物
として導入することができる。
本発明に対する他の変更は本発明の精神より逸
脱することなしでなされ、本発明の範囲は次の特
許請求の範囲によつて決定されるべきであること
は明らかである。
脱することなしでなされ、本発明の範囲は次の特
許請求の範囲によつて決定されるべきであること
は明らかである。
添付図面において、第１図は焼純方法において
存在するCO2／CO及びH2O／H2の比の図表であ
り、第２図は本発明により熱処理炉及びそれに炉
雰囲気成分を供給する設備の図解図である。
存在するCO2／CO及びH2O／H2の比の図表であ
り、第２図は本発明により熱処理炉及びそれに炉
雰囲気成分を供給する設備の図解図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 炉の加熱帯を1250〓（676.7℃）以上の温度
に加熱し、 窒素、メタン及びプロパンを前記加熱帯に導入
し、そこで前記プロパンは周囲の酸化剤の一部と
反応して、前記酸化剤との反応による鉄族材料の
脱炭を前記導入メタンと共に有効に防止する比較
的活性のメタンを形成する工程より成る周囲の酸
化剤の内部への漏洩が生ずる炉において鉄族材料
を焼純する方法。 ２ 前記酸化剤はCO2より成り、又前記プロパン
はCO2と反応して比較的活性のメタンを形成する
特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 窒素、プロパン及びメタンを導入する前記工
程は０〜10％のメタン、０〜3.0のプロパン、残
部窒素より成る混合物を導入することより成る特
許請求の範囲第１項記載の方法。 ４ 前記炉は装入室及び排出室を有する連続炉よ
り成り、又加熱帯は多数の帯域より成り、さらに
窒素、プロパン及びメタンを導入する前記工程は
その混合物を前記加熱帯の少くとも２つの帯域に
導入することより成る特許請求の範囲第１項記載
の方法。 ５ 実質的に窒素及びプロパンより成る混合物を
前記加熱帯の他の帯域に導入し、かつ実質的に窒
素のみを前記加熱帯のさらに他の帯域に導入する
工程よりさらになる特許請求の範囲第４項記載の
方法。 ６ 不活性ガスを装入室及び排出室に導入する工
程よりさらになる特許請求の範囲第４項記載の方
法。 ７ 窒素、プロパン及びメタンを導入する工程は
６％のメタン、0.25％のプロパン、残部窒素の混
合物を導入することより成る特許請求の範囲第１
項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US302336 | 1981-09-15 | ||
| US06/302,336 US4415379A (en) | 1981-09-15 | 1981-09-15 | Heat treatment processes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58123821A JPS58123821A (ja) | 1983-07-23 |
| JPS642168B2 true JPS642168B2 (ja) | 1989-01-13 |
Family
ID=23167329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57160742A Granted JPS58123821A (ja) | 1981-09-15 | 1982-09-14 | 熱処理方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4415379A (ja) |
| JP (1) | JPS58123821A (ja) |
| AU (1) | AU548644B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4549911A (en) * | 1984-02-02 | 1985-10-29 | The Boc Group, Inc. | Processes for heat treating ferrous material |
| US4632707A (en) * | 1985-04-09 | 1986-12-30 | Air Products And Chemicals, Inc. | Protective atmosphere process for annealing and/or hardening ferrous metals |
| FR2649123B1 (fr) * | 1989-06-30 | 1991-09-13 | Air Liquide | Procede de traitement thermique de metaux |
| US5139584A (en) * | 1989-07-13 | 1992-08-18 | Solo Fours Industriels Sa | Carburization process |
| US5221369A (en) * | 1991-07-08 | 1993-06-22 | Air Products And Chemicals, Inc. | In-situ generation of heat treating atmospheres using non-cryogenically produced nitrogen |
| DE102004016975B4 (de) * | 2004-04-07 | 2009-07-30 | Air Liquide Deutschland Gmbh | Verfahren zur Wärmebehandlung von Metallen |
| CN102766743A (zh) * | 2011-05-06 | 2012-11-07 | 贵州汇新科技发展有限公司 | 一种铁路货车制动圆销表面可控气氛热处理 |
| JP6301824B2 (ja) * | 2014-12-18 | 2018-03-28 | 株式会社神戸製鋼所 | 鋼板およびその製造方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2955062A (en) * | 1952-02-27 | 1960-10-04 | Midland Ross Corp | Method for carburizing in a continuous furnace |
| US3663315A (en) * | 1969-03-26 | 1972-05-16 | Union Carbide Corp | Gas carburization and carbonitriding |
| FR2285461A1 (fr) * | 1974-09-20 | 1976-04-16 | Air Liquide | Procede de traitement thermique de l'acier en atmosphere reductrice et non decarburante |
| US4049473A (en) * | 1976-03-11 | 1977-09-20 | Airco, Inc. | Methods for carburizing steel parts |
| US4175986A (en) * | 1978-10-19 | 1979-11-27 | Trw Inc. | Inert carrier gas heat treating control process |
| US4208224A (en) * | 1978-11-22 | 1980-06-17 | Airco, Inc. | Heat treatment processes utilizing H2 O additions |
| FR2446322A2 (fr) * | 1979-01-15 | 1980-08-08 | Air Liquide | Procede de traitement thermique de l'acier et de controle dudit traitement |
| US4294395A (en) * | 1979-03-23 | 1981-10-13 | Airco, Inc. | Brazing process |
-
1981
- 1981-09-15 US US06/302,336 patent/US4415379A/en not_active Expired - Fee Related
-
1982
- 1982-08-23 AU AU87512/82A patent/AU548644B2/en not_active Ceased
- 1982-09-14 JP JP57160742A patent/JPS58123821A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU8751282A (en) | 1983-03-24 |
| US4415379A (en) | 1983-11-15 |
| JPS58123821A (ja) | 1983-07-23 |
| AU548644B2 (en) | 1985-12-19 |
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