KR20150037496A

KR20150037496A - 열처리로 및 그것을 갖는 열처리 장치

Info

Publication number: KR20150037496A
Application number: KR20140085287A
Authority: KR
Inventors: 히데오 치카오카
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2014-07-08
Publication date: 2015-04-08
Also published as: JP2015068624A; US20150093711A1; TW201522651A; CN104515384A

Abstract

본 발명의 실시 형태는, 열처리로 및 그것을 갖는 열처리 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 보다 고온 환경 하에서 피처리물을 연속적으로 열처리하는 것이 가능한 열처리로 및 그것을 갖는 열처리 장치를 제공한다.
실시 형태의 열처리로는, 하우징과, 하우징 내를 가열하기 위한 히터와, 하우징 내에 회전 가능하게 배치되고, 중심축측에 개구부가 형성되어 있는 테이블과, 하우징 내에서 고정되어, 테이블 상에 배치되어 있고, 테이블의 외주측으로부터 개구부를 향하여 소용돌이 형상으로 되도록 형성되어 있는 가이드를 갖는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 실시 형태의 열처리로를 갖는 열처리 장치는, 하우징과, 하우징 내를 가열하기 위한 히터와, 하우징 내에 회전 가능하게 배치되고, 중심축측에 개구부가 형성되어 있는 테이블과, 하우징 내에서 고정되어, 테이블 상에 배치되어 있고, 테이블의 외주측으로부터 개구부를 향하여 소용돌이 형상으로 되도록 형성되어 있는 가이드를 갖는 열처리로와, 열처리로에 대하여 연직 방향측에 배치되어 있는 냉각 기구를 갖는 것을 특징으로 하고 있다.

Description

열처리로 및 그것을 갖는 열처리 장치{HEAT TREATMENT FURNACE AND HEAT TREATMENT APPARATUS HAVING THE SAME}

본 출원은, 일본 특허 출원 2013-205868(출원일: 2013년 9월 30일)을 기초로 하고, 이 출원으로부터 우선권의 이익을 향수한다. 본 출원은, 이 출원을 참조함으로써, 동 출원의 내용 모두를 포함한다.

본 발명의 실시 형태는, 열처리로(爐) 및 그것을 갖는 열처리 장치에 관한 것이다.

종래의 열처리 장치의 일례로서는, 피처리물을 연속적으로 열처리하기 위해서, 바닥면 상에 한 쌍의 레일을 소용돌이 형상으로 배치하고, 한 쌍의 레일 양측에 가열 수단을 대략 등간격으로 배치함과 함께, 한 쌍의 레일 양측을 단열재로 둘러싸도록 설치되어 있는 열처리 장치가 있다.

그리고, 피처리물을 열처리할 때에는, 피처리물을 탑재하여 한 쌍의 레일 위를 주행하는 대차를 설치하고, 주행시킴으로써 열처리를 행하고 있다.

그러나, 종래의 열처리 장치의 구성에서는, 대차를 주행시킬 수 없을 만큼 고온의 환경 하에서 피처리물을 열처리해야 하는 경우, 열처리를 행할 수 없다.

따라서 본 발명에서는, 보다 고온 환경 하에서 피처리물을 연속적으로 열처리하는 것이 가능한 열처리로 및 그것을 갖는 열처리 장치의 제공을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 실시 형태의 열처리로는, 하우징과, 하우징 내를 가열하기 위한 히터와, 하우징 내에 회전 가능하게 배치되고, 중심축측에 개구부가 형성되어 있는 테이블과, 하우징 내에서 고정되어, 테이블 상에 배치되어 있고, 테이블의 외주측으로부터 개구부를 향하여 소용돌이 형상으로 되도록 형성되어 있는 가이드를 갖는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 실시 형태의 열처리로를 갖는 열처리 장치는, 하우징과, 하우징 내를 가열하기 위한 히터와, 하우징 내에 회전 가능하게 배치되고, 중심축측에 개구부가 형성되어 있는 테이블과, 하우징 내에서 고정되어, 테이블 상에 배치되어 있고, 테이블의 외주측으로부터 개구부를 향하여 소용돌이 형상으로 되도록 형성되어 있는 가이드를 갖는 열처리로와, 열처리로에 대하여 연직 방향측에 배치되어 있는 냉각 기구를 갖는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 구성의 실시 형태에 따르면, 보다 고온 환경 하에서 피처리물을 연속적으로 열처리하는 것이 가능한 열처리로 및 그것을 갖는 열처리 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 실시 형태에 따른 열처리 장치의 단면 사시도.
도 2는 실시 형태에 따른 열처리 장치의 테이블과 피처리물을 도시하는 사시도.
도 3은 실시 형태에 따른 열처리 장치의 테이블과 피처리물을 도시하는 도면이며, 도 2의 선분 A-A를 따른 개략 단면도.
도 4는 실시 형태에 따른 열처리 장치의 피처리물의 움직임을 도시하는 상면도.

이하, 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 도면은 모식적 또는 개념적인 것이며, 각 부분의 형상이나 종횡의 치수 관계, 부분간의 크기의 비율 등은, 반드시 현실의 것과 동일하다고는 할 수 없다. 또한, 동일한 부분을 나타내는 경우에도, 도면에 따라 서로의 치수나 비율이 상이하게 표현되는 경우도 있다.

도 1은, 실시 형태에 따른 열처리 장치의 단면 사시도이며, 열처리 장치(1)는 피처리물 공급부(2)와, 열처리로(3)와, 냉각 기구(4)를 갖고 있다. 또한, 실시 형태에 따른 열처리 장치(1)는 예를 들어 자화하기 전의 자석을 피처리물(5)로서 열처리하기 위한 장치이다.

피처리물 공급부(2)는 피처리물(5)을 열처리로(3) 내에 공급하기 위한 기구이다. 피처리물 공급부(2)는 Z축 방향으로 이동 가능하도록 설치되고, 피처리물(5)을 탑재하고, 열처리로(3) 내에 공급하는 것이 가능한 공급대(2a)를 갖고 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 피처리물(5)을 Z 방향을 향하여 이동시키고, 후술하는 열처리로(3)의 기체 치환부(6) 내에 공급하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 열처리로(3) 내에 연속하여 공급 가능하도록 설치되어 있으면 된다.

열처리로(3)는 피처리물 공급부(2)에 의해 공급된 피처리물(5)을 연속적으로 열처리하는 것이며, 기체 치환부(6)와, 피처리물 투입부(7)와, 하우징(8)과, 히터(9)와, 테이블(10)과, 회전 기구(12)를 갖고 있다.

기체 치환부(6)는 특히 피처리물(5)을 열처리할 때에 대기 분위기 이외의 기체 분위기에서 열처리를 행하는 경우에 사용되는 구성이며, 피처리물(5)이 공급될 때에 인입하는 대기 분위기로부터 대기 분위기 이외의 기체 분위기로 치환하기 위한 것이다. 또한, 하우징(8) 내에 대기가 인입하는 것을 억제하는 역할도 하고 있다. 본 실시 형태에서는, 피처리물(5)을 열처리할 때에 예를 들어 Ar 등의 불활성 가스 분위기에서 열처리를 행하고 있다.

기체 치환부(6)는 기체 치환실(6a)과 게이트 밸브(6b)를 갖고 있으며, 게이트 밸브(6b)를 통하여 기체 치환실(6a)과 하우징(8)이 연통하도록 설치되어 있다. 기체 치환실(6a)은 피처리물 공급부(2)로부터 공급된 피처리물(5)을 배치하고, 대기 분위기 상태로부터 대기 분위기 이외의 기체 분위기로 치환하기 위한 것이다. 게이트 밸브(6b)는 기체 치환실(6a) 내의 기체가 치환될 때까지 폐쇄하고, 기체가 치환된 후에 개방하도록 설치되어 있다.

이러한 구성으로 함으로써, 피처리물(5)의 열처리를 행하고 있는 하우징(8) 내에 대기가 인입하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 하우징(8) 내를 포함하여 치환할 필요가 없으므로, 효율적으로 기체를 치환하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 실시 형태에서는 대기 분위기 이외의 기체 분위기에서 열처리를 행하고 있지만, 대기 분위기에서 열처리를 행하는 경우에는, 기체 치환실(6a)에서는 기체를 치환하지 않고, 피처리물 공급부(2)로부터 공급된 피처리물(5)을 배치하는 배치부로서 역할을 해도 된다. 그 경우, 게이트 밸브(6b)를 설치해도 되지만, 없어도 된다.

피처리물 투입부(7)는 기체 치환부(6)의 기체 치환실(6a) 내에 설치되어 있고, 피처리물 공급부(2)로부터 공급된 피처리물(5)을 하우징(8) 내에 배치되어 있는 테이블(10) 상에 압출하기 위한 것이다. 피처리물 투입부(7)는 예를 들어 실린더 등의 액추에이터를 사용하여 움직이게 하고 있고, 본 실시 형태에서는 X축 방향으로 움직이도록 설치되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는 X축 방향으로 움직이도록 설치되어 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.

또한, 피처리물 투입부(7)는 피처리물(5)을 테이블(10) 상에 압출할 때, 일정 간격을 설정하여 연속하여 압출하고 있다. 그리고, 피처리물(5)은 기체 치환실(6a)로부터 하우징(8) 내에 배치되어 있는 테이블(10) 상에 압출되는 때에, 판 형상의 부재로 형성되고, 기체 치환실(6a)로부터 테이블(10)까지 연속하도록 설치되어 있는 판 형상 부재 P 상에서 압출된다. 또한, 본 실시 형태에서는 판 형상 부재 P 상에서 피처리물(5)이 압출되고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 기체 치환실(6a)로부터 테이블(10)까지 압출할 수 있으면 된다.

하우징(8)은 내부에 히터(9)와 테이블(10)이 배치되어 있고, 히터(9)는 테이블(10) 상에 배치된 피처리물(5)을 열처리하기 위해서, 테이블(10)과 일정한 간격을 설정하여 바로 위에 배치되어 있다. 또한, 본 실시 형태의 히터(9)에 의해, 하우징(8) 내는 1000도 이상의 고온으로 가열하고 있다. 또한, 본 실시 형태에서는 히터(9)는 테이블(10)의 바로 위에 설치되어 있지만, 이것에 한정되지 않고, 피처리물(5)을 불균일없이 열처리할 수 있는 위치에 설치되어 있으면 어떠한 배치여도 된다.

테이블(10)은 피처리물 투입부(7)에 의해 압출된 피처리물(5)을 탑재하는 것이며, 원 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 테이블(10)의 중심축측에는 열처리를 종료한 피처리물(5)을 낙하시키기 위한 개구부(10a)가 형성되어 있다.

또한, 테이블(10)은 회전 구동부(12a)와 회전 지지부(12b)를 갖는 회전 기구(12)에 의해 회전 가능하도록 설치되어 있다.

회전 구동부(12a)는 회전 지지부(12b)를 회전시키기 위한 것이고, 하우징(8)의 밖에 배치되어 있다. 이와 같이, 회전 구동부(12a)를 하우징(8)의 외측에 배치함으로써, 고온 상태의 열처리로(3)의 영향을 완화시키는 것이 가능하게 된다.

회전 지지부(12b)는 테이블(10)과 접속되고, 하우징(8)에 대하여 Z축 방향으로 관통되어 설치되고, 회전 구동부(12a)에 의해 지지되면서 회전 가능하게 배치되어 있다. 그로 인해, 테이블(10)을 회전시킬 때는, 회전 구동부(12a)에 의해 회전 지지부(12b)를 회전시킴으로써, 테이블(10)을 회전시키게 된다.

테이블(10)에 접속되는 회전 지지부(12b)는 테이블(10)에 형성되어 있는 개구부(10a)와 연통시키기 위하여 내부가 중공이 되도록(관통되도록) 설치되어 있고, 개구부(10a)로부터 낙하된 피처리물(5)이 회전 지지부(12b) 내를 통과하는 것이 가능하게 되도록 형성되어 있다.

또한, 회전 지지부(12b)의 X-Y 평면의 단면적은, 테이블(10)의 개구부(10a)로부터 하우징(8)을 향하여 연속적으로 좁아지도록 설치되어 있고, 테이퍼 형상으로 되어 있다. 그리고, 하우징(8)으로부터 회전 구동부(12a)에 걸쳐서의 X-Y 평면의 단면적은, 대략 일정한 단면적이 되도록 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 테이블(10)부터 하우징(8) 사이의 X-Y 평면의 단면적과, 하우징(8)으로부터 회전 구동부(12a)에 걸친 X-Y 평면의 단면적이 상이하도록 설치되어 있지만, 이것에 한정되지 않고, 낙하하는 피처리물(5)을 회전 지지부(12b) 내를 통과시키는 것이 가능하면, 예를 들어 동일한 단면적이 되도록 설치되어 있어도 된다.

도 2는, 실시 형태에 따른 열처리 장치의 테이블과 피처리물을 도시하는 사시도이다. 테이블(10)의 회전 방향으로서는, 화살표 W의 방향(시계 방향)을 향하여 회전한다. 본 실시 형태에서는 화살표 W의 방향으로 되도록 회전시키고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 역방향(반시계 방향)을 향하여 회전해도 된다.

테이블(10)의 회전 속도와, 테이블(10) 상에 공급되는 피처리물(5)의 공급 속도로서는, 피처리물(5)이 테이블(10) 상에 일정 간격을 설정하여 배치될 수 있는 속도로 테이블(10)이 회전하고, 또한 피처리물(5)이 공급된다. 본 실시 형태에서는, 이렇게 공급됨으로써 개구부(10a)에 대하여 방사 형상으로 되도록 피처리물(5)이 배치되어 있지만, 이것에 한정되지 않고, 피처리물(5)의 열처리 시간이 균일해지도록 배치되어 있으면 어떻게 배치되어 있어도 된다.

또한, 도 2 및 도 3(도 2의 선분 A-A를 따른 개략 단면도)에 도시한 바와 같이, 테이블의 원주측에 공급되는 피처리물(5)을 테이블(10)의 중심축측에 형성되어 있는 개구부(10a)에 회전시키면서 유도시키기 위한 가이드(11)가 테이블(10) 상에 배치되어 있다.

가이드(11)는 테이블(10)과 일정한 간격을 설정하여 배치되어 있고, 피처리물(5)을 유도시키는 것이 가능한 높이 위치에 배치되어 있다. 그리고, 가이드(11)는 테이블(10)과 함께 회전하지 않고 열처리로(3) 내에 고정되어 있고, 원주측(외주측)으로부터 개구부(10a)를 향하여 소용돌이 형상으로 되도록 형성되어 있다. 또한, 가이드(11)를 고정하는 것은 어떤 것이어도 되고, 회전하지 않는 것이면 된다. 본 실시 형태에서는, 가이드(11)와 테이블(10) 사이에 일정의 간격을 설정하고 있지만 이것에 한정되지 않고, 가이드(11)가 회전하지 않도록 배치되어 있으면 접하고 있어도 된다.

이어서, 도 4를 사용하여 피처리물(5)의 움직임을 설명한다. 먼저, 테이블(10)의 원주측에 공급되는 피처리물(5)은 테이블(10) 상에 배치되면 화살표 W의 방향을 향하여 테이블(10)과 함께 회전한다. 그리고, 고정되어 있는 외측의 가이드(11)와 내측의 가이드(11)가 인접하고 있는 영역으로 유도되어, 가이드(11)를 따라 테이블(10)의 개구부(10a) 측으로 회전하면서 서서히 이동한다. 마지막으로, 개구부(10a) 측의 가이드(11)의 단부는 개구부(10a)의 접선 상에 배치되기 때문에, 테이블(10)과 피처리물(5)이 접하고 있는 면적이 서서히 좁아져, 개구부(10a) 내에 피처리물(5)이 낙하한다.

이와 같이, 테이블(10) 상에 피처리물(5)을 배치하여 회전시키고, 고정되어 소용돌이 형상으로 형성된 가이드(11)에 의해 유도시킴으로써, 피처리물(5)을 다른 부재를 사용하여 유도시키지 않고, 연속적으로 처리하는 것이 가능하게 된다. 이에 의해, 보다 고온 환경 하에서도 피처리물(5)을 연속적으로 열처리하는 것이 가능하게 된다. 또한, 각각의 피처리물(5)의 테이블(10) 상에서의 열처리 시간을 일정하게 하는 것이 가능하게 된다.

테이블(10)의 개구부(10a)로부터 회전 지지부(12b)를 통하여 낙하하는 피처리물(5)은 도 1에 도시한 바와 같이 냉각 기구(4)에 의해 냉각된다. 냉각 기구(4)는 냉각조(13)와 회전 벨트(14)를 갖고 있다.

냉각조(13)는 피처리물(5)을 냉각하기 위한 냉각재(도시하지 않음)가 설치되어 있고, 피처리물(5)이 낙하하는 방향측(연직 방향측)에 배치되어 있다. 냉각재로서는, 예를 들어 기름 등을 사용하는 것이 가능하지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.

본 실시 형태에서는, 냉각조(13)는 열처리로(3)에 대하여 -Z축 방향으로 배치되어 있다. 본 실시 형태와 같이 자유 낙하하는 방향(연직 방향)에 냉각조(13)를 배치시킴으로써, 피처리물(5)을 급속하게 냉각시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 피처리물(5)을 급속하게 냉각시킬 필요가 없는 경우에는, 자유 낙하하는 방향으로 배치되지 않아도 된다.

또한, 냉각조(13) 내에는 회전 벨트(14)가 설치되어 있다. 회전 벨트(14)는 냉각조(13) 내에 낙하하는 피처리물(5)을 받아들이고, 소정의 장소에 연속적으로 이동시키기 위한 것이다. 본 실시 형태에서는, 예를 들어 메쉬 벨트를 사용하고 있지만 이것에 한정되지 않고, 피처리물(5)을 연속적으로 이동시킬 수 있으면 어떤 벨트를 사용해도 된다.

본 발명의 몇 가지의 실시 형태를 설명했지만, 이들 실시 형태는 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 신규의 실시 형태는, 기타의 각양각색의 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시 형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함됨과 함께, 특허청구범위에 기재된 발명과 그 균등 범위에 포함된다.

Claims

열처리로(爐)로서,
하우징과,
상기 하우징 내를 가열하기 위한 히터와,
상기 하우징 내에 회전 가능하게 배치되고, 중심축측에 개구부가 형성되어 있는 테이블과,
상기 하우징 내에서 고정되어, 상기 테이블 상에 배치되어 있고, 상기 테이블의 외주측으로부터 상기 개구부를 향하여 소용돌이 형상으로 되도록 형성되어 있는 가이드
를 갖는 것을 특징으로 하는 열처리로.
제1항에 있어서,
상기 테이블을 회전시키는 회전 기구를 더 구비하고,
상기 회전 기구는 상기 하우징 밖에 설치되고,
상기 회전 기구는, 상기 테이블의 상기 개구부와 접속되는 회전 지지부와,
상기 회전 지지부를 회전시키는 회전 구동부
를 갖는 것을 특징으로 하는 열처리로.
제2항에 있어서, 상기 회전 지지부는, 상기 테이블의 상기 개구부와 연통되도록 내부가 관통되어 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리로.
제2항에 있어서, 상기 회전 기구는, 상기 하우징에 대하여 연직 방향측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리로.
제1항에 있어서, 상기 테이블과 상기 가이드 사이는, 상기 테이블 상에 배치되는 피처리물의 높이보다도 낮아지도록 배치되는 것을 특징으로 하는 열처리로.
제1항에 있어서, 상기 테이블에 피처리물을 공급하기 위한 피처리물 투입부를 더 갖는 것을 특징으로 하는 열처리로.
열처리 장치로서,
하우징과,
상기 하우징 내를 가열하기 위한 히터와,
상기 하우징 내에 회전 가능하게 배치되고, 중심축측에 개구부가 형성되어 있는 테이블과,
상기 하우징 내에서 고정되어, 상기 테이블 상에 배치되어 있고, 상기 테이블의 외주측으로부터 상기 개구부를 향하여 소용돌이 형상으로 되도록 형성되어 있는 가이드
를 갖는 열처리로와,
상기 열처리로에 대하여 연직 방향측에 배치되어 있는 냉각 기구
를 갖는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
제7항에 있어서,
상기 열처리로는, 상기 테이블을 회전시키는 회전 기구를 더 구비하고,
상기 회전 기구는 상기 하우징 밖에 설치되고,
상기 테이블의 상기 개구부와 접속되는 회전 지지부와,
상기 회전 지지부를 회전시키는 회전 구동부
를 갖는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
제8항에 있어서, 상기 회전 지지부는, 상기 테이블의 상기 개구부와 연통되도록 내부가 관통되어 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
제8항에 있어서, 상기 회전 기구는, 상기 하우징에 대하여 연직 방향측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
제7항에 있어서, 상기 테이블과 상기 가이드 사이는, 상기 테이블 상에 배치되는 피처리물의 높이보다도 낮아지도록 배치되는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
제7항에 있어서, 상기 테이블에 피처리물을 공급하기 위한 피처리물 투입부를 더 갖는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.