KR20220038479A - 열처리 노 - Google Patents

열처리 노 Download PDF

Info

Publication number
KR20220038479A
KR20220038479A KR1020227006566A KR20227006566A KR20220038479A KR 20220038479 A KR20220038479 A KR 20220038479A KR 1020227006566 A KR1020227006566 A KR 1020227006566A KR 20227006566 A KR20227006566 A KR 20227006566A KR 20220038479 A KR20220038479 A KR 20220038479A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
quenching
oil
heating chamber
heat treatment
gas
Prior art date
Application number
KR1020227006566A
Other languages
English (en)
Inventor
신이치 다카하시
기이치 간다
Original Assignee
간토 야낀 고교 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 간토 야낀 고교 가부시키가이샤 filed Critical 간토 야낀 고교 가부시키가이샤
Publication of KR20220038479A publication Critical patent/KR20220038479A/ko

Links

Images

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
    • C21D1/62—Quenching devices
    • 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
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • 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
    • C21D1/56—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering characterised by the quenching agents
    • C21D1/58—Oils
    • 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
    • C21D1/62—Quenching devices
    • C21D1/63—Quenching devices for bath quenching
    • 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
    • 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
    • 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
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0056—Furnaces through which the charge is moved in a horizontal straight path
    • 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
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0062—Heat-treating apparatus with a cooling or quenching zone
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/02—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity of multiple-track type; of multiple-chamber type; Combinations of furnaces
    • F27B9/021—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity of multiple-track type; of multiple-chamber type; Combinations of furnaces having two or more parallel tracks
    • F27B9/025—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity of multiple-track type; of multiple-chamber type; Combinations of furnaces having two or more parallel tracks having two or more superimposed tracks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/04—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity adapted for treating the charge in vacuum or special atmosphere
    • F27B9/045—Furnaces with controlled atmosphere
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/04—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity adapted for treating the charge in vacuum or special atmosphere
    • F27B9/045—Furnaces with controlled atmosphere
    • F27B9/047—Furnaces with controlled atmosphere the atmosphere consisting of protective gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/06—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity heated without contact between combustion gases and charge; electrically heated
    • F27B9/068—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity heated without contact between combustion gases and charge; electrically heated heated by radiant tubes, the tube being heated by a hot medium, e.g. hot gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/14—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment
    • F27B9/20—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path tunnel furnace
    • F27B9/24—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path tunnel furnace being carried by a conveyor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/14—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment
    • F27B9/20—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path tunnel furnace
    • F27B9/24—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path tunnel furnace being carried by a conveyor
    • F27B9/243—Endless-strand conveyor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/30—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B9/32—Casings
    • F27B9/34—Arrangements of linings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D7/00—Forming, maintaining, or circulating atmospheres in heating chambers
    • F27D7/06—Forming or maintaining special atmospheres or vacuum within heating chambers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D7/00—Forming, maintaining, or circulating atmospheres in heating chambers
    • F27D7/06—Forming or maintaining special atmospheres or vacuum within heating chambers
    • F27D2007/063—Special atmospheres, e.g. high pressure atmospheres

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Tunnel Furnaces (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Abstract

본 개시의 목적은, 담금질용의 열처리 노에 있어서, 변성 가스를 사용하지 않고, 강철 등의 피처리물의 표면에서의 탈탄 등에 의한 개질층의 발현을 바람직하게 방지하는 것을 가능하게 하는 구성을 제공하는 것에 있다. 본 발명의 일 태양에 관한 열처리 노(10)는, 담금질 가열실(12)에 중성 가스 또는 불활성 가스를 공급하도록 구성된 가스 공급부(26)와, 적어도 일부가 그래파이트계 재료제인 상기 담금질 가열실의 내부 구조물, 예를 들면 머플(34)을 구비한다.

Description

열처리 노
본 발명은, 열처리 노(Furance)에 관한 것이며, 특히 담금질(quenching)용의 열처리 노에 관한 것이다.
종래, 피처리물로서의 강철의 담금질 가열 중의 산화, 탈탄(脫炭) 및 침탄(浸炭) 등의 표면의 개질층의 생성을 방지하는 광휘 가열을 실시할 때, 노 내 분위기 가스로서, 연료(부탄 등)과 공기를 원료로 하는 변성 가스를 사용하는, 담금질용의 열처리 노가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
일본 공개실용신안 소57-92757호 공보
그러나, 담금질용의 열처리 노에서 상기 변성 가스를 사용하기 위해서는, 연료의 소비가 필요 불가결하며, 에너지 효율 면에서 개선의 여지가 있다. 또한, 원하는 변성 가스를 생성시키기 위해서는, 숙련도를 가지는 카본 포텐셜(CP) 컨트롤이 필요 불가결하다. 또한, 품질적으로는, 실리콘, 망간, 크롬 등의 난(難)환원 금속 성분을 포함하는 합금강의 담금질 가열에 있어서는, 종래의 변성 가스를 분위기 가스로서 사용할 때, 피처리물의 표면에 있어서 입계 산화가 일어나고, 담금질 후에 그 표면을 연삭하는 등 기계 가공이 필요했다.
본 발명의 목적은, 담금질용의 열처리 노에 있어서, 변성 가스를 사용하지 않고, 강철 등의 피처리물의 표면에서의 탈탄 등에 의한 개질층의 발현을 바람직하게 방지하는 것을 가능하게 하는 구성을 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 태양(態樣)은,
담금질 가열실에 중성 가스 또는 불활성 가스를 공급하도록 구성된 가스 공급부와,
적어도 일부가 그래파이트계 재료제인 상기 담금질 가열실의 내부 구조물
를 구비한 열처리 노를 제공한다.
바람직하게는, 상기 담금질 가열실에 있어서는, 피처리물이 반송(搬送)되는 공간을 가열 수단으로부터 사이를 두도록 그래파이트계 재료제 머플(muffle)이 설치되어 있다. 상기 담금질 가열실 내에 피처리물을 반송하는 벨트는, 종래의 내열성 금속 벨트라도 되지만, 보다 바람직하게는 그래파이트계 재료제이면 된다. 상기 담금질 가열실의 하류측의 담금질 유조로의 피처리물의 낙하 공간의 적어도 일부를 구획 형성하는 머플은, 그래파이트계 재료제라도 되지만, 보다 바람직하게는, 그래파이트계 재료 이외의 재료로서 소정 레벨 이상의 내산화 성능을 가지는 재료로 제작되면 된다.
바람직하게는, 전술의 열처리 노는, 상기 담금질 가열실의 하류측의 담금질 유조로부터 상기 담금질 가열실 내로의 오일의 유입을 방지하도록 구성된 오일 유입 방지 수단을 더 구비한다. 상기 오일 유입 방지 수단은, 상기 담금질 가열실과 상기 담금질 유조 사이에 유체(流體) 커튼을 형성하도록 구성된 유체 커튼 형성부를 구비하면 된다. 상기 유체 커튼 형성부는, 상기 담금질 가열실과 상기 담금질 유조 사이에 오일 커튼을 형성하도록 구성된 오일 커튼 형성 장치와, 상기 오일 커튼을 받아들이도록 상기 담금질 가열실과 상기 담금질 유조 사이에 설치된 오일 수용부를 구비하고 있으면 된다. 상기 오일 수용부는, 상기 담금질 유조와 연결되고, 기포 억제부를 구비하면 된다.
전술한 열처리 노는, 상기 담금질 가열실의 하류측의 담금질 유조로의 피처리물의 낙하 공간에서의 유연(油煙)을 처리하도록 구성된 유연 처리 장치를 더 구비하면 된다.
또한, 바람직하게는, 전술한 열처리 노는, 상기 담금질 가열실과 상기 담금질 가열실의 하류측의 담금질조(quenching tank) 사이에 유체 커튼을 형성하도록 구성된 유체 커튼 형성부를 더 구비한다.
본 발명의 상기 일 태양에 의하면, 상기 구성을 구비함으로써, 담금질용의 열처리 노에 있어서, 변성 가스를 사용하지 않고, 피처리물의 표면에서의 탈탄 등에 의한 개질층의 발현을 바람직하게 방지하는 것이 가능해진다.
[도 1] 본 발명의 제1 실시형태에 관한 열처리 노의 일부의 개략 구성도이다.
[도 2] 도 1의 열처리 노에서의 분위기 가스 컨트롤을 설명하기 위한 도면이다.
[도 3] 도 1의 열처리 노에서의 표시 장치의 표시예를 나타내는 도면이다.
[도 4] 도 1의 열처리 노에서의 분위기 가스 컨트롤을 설명하기 위한 도면이다.
[도 5] 본 발명의 제2 실시형태에 관한 열처리 노의 일부의 개략 구성도이다.
이하, 본 발명에 따른 실시형태를 첨부 도면에 기초하여 설명한다. 동일한 부품(또는 구성)에는 동일한 부호를 붙이고 있고, 이들의 명칭 및 기능도 동일하다. 따라서, 이들에 대한 상세한 설명은 반복하지 않는다.
본 발명의 제1 실시형태에 관한 열처리 노(10)의 일부의 개략 구성을 도 1에 나타낸다. 열처리 노(10)는 담금질 가열실(12)과, 담금질 유조(14)를 구비한다. 담금질 가열실(12)의 하류측에, 담금질 유조(14)가 설치되어 있다. 도 1로부터 명백한 바와 같이, 담금질 유조(14)는, 담금질 가열실(12)보다 연직 방향 하방측에 위치하고 있다. 그리고, 열처리 노(10)는, 도 1에는 나타내고 있지 않지만, 담금질 유조(14)의 하류측에 템퍼링(tempering)용 가열실을 구비한다.
담금질 가열실(12)에는, 피처리물(W)의 반송 수단 즉 반송 장치로서 메쉬 벨트 컨베이어(16)가 설치되어 있다. 메쉬 벨트 컨베이어(16)의 메쉬 벨트(18)는 무단(無端) 벨트이며, 제1 롤러(20) 및 제2 롤러(22) 등에 감겨 있다. 메쉬 벨트(18)는 담금질 가열실(12) 내를 순환 이동할 수 있다. 그리고, 여기서는, 제1 롤러(20)가 구동 롤러이며, 전동 구동된다. 다만, 제1 롤러(20)는 구동 드럼으로 불리는 경우도 있고, 예를 들면, 이 때의 종동(從動) 롤러인 제2 롤러(22)는 종동 드럼으로 불릴 수 있다.
담금질 가열실(12)은, 가열 수단 즉 가열 장치로서 히터(24)를 구비한다. 히터(24)는 복수 개 설치되어 있다. 여기서는, 히터(24)는 각각, 피처리물(W)의 반송 방향에 직교하는 방향으로, 즉 폭 방향으로 연장되도록 연재(延在)한다. 도 1에서는, 히터(24)는, 담금질 가열실(12)의 상하에 각각 설치되어 있지만, 폭 방향에서의 그 좌우 측부에도 설치되어도 된다. 메쉬 벨트 컨베이어(16)에 의해 반송되는 피처리물(W)은, 히터(24) 사이의 가열 공간(가열 영역 또는 가열 영역)(HS)을 통과한다. 히터(24)는, 담금질 가열실(12)의 상하에 설치되는 것에 한정되지 않고, 당연하지만, 예를 들면 그 어느 한쪽만 등, 각종 배치 또는 배열로 설치되어도 된다. 또한, 히터(24)는, 전기 가열식의 가열 장치라도 되고, 연소 가열식의 가열 장치라도 된다. 연소 가열식의 가열 장치에는, 예를 들면, 라디언트 튜브(radiant tube) 버너가 있다. 라디언트 튜브 버너는, 라디언트 튜브 내에서 연료를 연소시키고, 그 방사열에 의해 가열하는 방식의 버너이다.
담금질 가열실(12)에 분위기 가스를 공급하도록 구성된 가스 공급부(26)가 설치되어 있다. 여기서는, 분위기 가스로서, 중성 가스인 질소 가스가 사용된다. 그러나, 분위기 가스는 중성 가스인 것에 한정되지 않고, Ar 가스 등의 불활성 가스라도 된다. 가스 공급부(26)는, 담금질 가열실(12)에 개구하는 도입부(28)를 구비하는 공급관(30)과, 공급관(30)에 설치된 밸브(32)을 구비한다. 공급관(30)은 질소 가스 탱크(33)에 연결되어 있다. 그리고, 도 1에서는, 1개의 도입부(28)만을 나타내지만, 도입부(28)의 수는 복수라도 된다. 또한, 도 1에 나타낸 것 이외의 개소에, 도입부(28)는 설치되어도 된다. 또한, 가스 탱크는 질소 가스 탱크(33)에 한정되지 않고, 분위기 가스로서 사용되는 가스, 즉 중성 가스 또는 불활성 가스에 따른 가스 탱크로 된다.
담금질 가열실(12)의 내부 구조물은, 그래파이트계 재료로 제작되어 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 메쉬 벨트 컨베이어(16)로 피처리물(W)가 반송되는 반송공간 즉 상기 가열 공간(HS)을, 히터(24)로부터 사이를 두도록, 격벽(隔壁) 즉 머플(34)이 설치되어 있다. 이 머플(34)은 그래파이트계 재료제이며, 특히 여기서는 그래파이트제다. 머플(34)로서의 시트형 즉 판형의 그래파이트 즉 그래파이트판은, 예를 들면, 냉간(冷間) 정수압 성형법(CIP)에 의해 제작 가능하다. 따라서, 피처리물(W)은, 그래파이트 머플(34)의 복사열로 가열된 질소 가스 분위기의, 그래파이트 머플(34)로 둘러싸인 터널 내를 통과하도록 반송된다. 담금질 가열실(12)의 내부 구조물인 머플(34)은 그 전체가 그래파이트계 재료제이면 되지만, 그 적어도 일부를 그래파이트계 재료제로 해도 된다. 또한, 여기서는, 가열 공간(HS)을 정하는 터널이 그 전체 주위에 걸쳐 그래파이트 머플(34)로 구성되어 있지만, 그 터널의 일부만이 머플(34)로 구성되어도 된다. 그리고, 담금질 가열실(12)의 내부 구조물로서의 머플(34)의 일부 또는 전부는, 다른 그래파이트계 재료로 제작되어도 되고, 구체적으로는 그래파이트계 재료인 C/C 컴포지트로 제작되어도 된다. 그리고, 머플 이외의 담금질 가열실(12)의 내부 구조물 중 적어도 일부가, 그래파이트계 재료로 제작되어도 된다.
여기서는, 메쉬 벨트(18)도 그래파이트계 재료제이며, 보다 구체적으로는 그래파이트제다. 다만, 메쉬 벨트(18)도 머플(34)과 마찬가지로, 다른 그래파이트계 재료로, 예를 들면 C/C 컴포지트로 제작되어도 된다. 그러나, 메쉬 벨트(18)는 그래파이트계 재료제인 것에 한정되지 않고, 예를 들면 내열성 금속 벨트라도 된다. 그리고, 반송 장치는, 메쉬 벨트(18) 등을 사용하는 것에 한정되지 않고, 롤러 반송 장치로서 구성되어도 된다.
메쉬 벨트 컨베이어(16)의[도 1 좌측 단(端)의] 반입 단에는 외기 차단 구조(36)가 적용되고 있다. 외기 차단 구조(36)는, 메쉬 벨트(18)의 노 내에 들어가는 측의 입구 스로틀부(36a)와, 메쉬 벨트(18)의 노 내로부터 나오는 측의 출구 스로틀부(36b)를 가진다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 입구 스로틀부(36a)와 출구 스로틀부(36b)를 서로 접근시켜, 실질적으로 메쉬 벨트(18)의 출입구를 1개로 한다. 이로써, 메쉬 벨트(18)의 출입구를 나누었을 때의 이들의 차압(差壓)에 의한 노 내로의 외기의 흡인을 막고, 노 내 분위기의 안정화를 도모하는 것이 가능해진다.
또한, 메쉬 벨트 컨베이어(16)의 반입 단에는, 복수의 커튼체(36c)가 설치되어 있다. 커튼체(36c)는 가요성을 가지고, 여기서는 시트형이지만, 다른 형상을 가져도 되고, 예를 들면 선형 또는 끈형이라도 된다. 복수의 커튼체(36c)는, 연직 방향 상측으로부터 하측으로 수하(垂下)되도록 매달려 있다. 그리고, 커튼체(36c)는, 여기서는 니켈계 박판재로 제작되어 있다. 그러나, 커튼체(36c)는 다른 재료로 제조되어도 되고, 예를 들면 탄소계 재료, 유리계 재료, 세라믹계 재료 외에, 철강 재료나 티탄계 재료 등으로 열처리 온도에 있어서 충분한 강도와 가요성을 가지는 금속 재료로 제작되어도 된다.
메쉬 벨트 컨베이어(16)의 반출 단[즉, 도 1에 있어서 제2 롤러(22) 측의 단부(端部)]에는, 담금질 가열실(12)의 하류측의 담금질 유조(14)가 설치되어 있다. 담금질 가열실(12)의(도 1 중 우측의) 반출 단에는, 연직 방향으로 연장되는 슈트(13)가 설치되어 있다. 슈트(13)는, 가열 공간(HS) 중 후술하는 낙하 공간의 하방에 위치되어 있다. 슈트(13)는 담금질 유조(14) 중까지 연재된다. 슈트(13)는 담금질 유조(14)의 유면(油面)(S)에는 도달하지 않지만, 담금질 유조(14)의 오일 내에까지 연장되어도 된다. 담금질 유조(14)는 슈트(13)를 통하여 담금질 가열실(12) 내에 연통(連通)하고 있다. 따라서, 담금질 유조(14)의 유면(S)까지, 담금질 가열실(12) 내와 대략 동일한 상기 분위기 가스로 할 수 있다. 즉, 유면(S)과 접하는 가스는, 변성 가스와 상이하고, 수소 및 일산화탄소를 포함하지 않는 중성 가스인 질소 가스이므로, 담금질 오일의 산화 등의 반응의 가능성을 지극히 낮게 억제할 수 있다. 그리고, 유면(S)의 산화를 더욱 방지하도록, 이하에서 설명하는 커튼(C)과 유면(S) 사이에 또한, 중성 가스 또는 불활성 가스를, 예를 들면 질소 가스를 공급해도 된다. 예를 들면, 상기 질소 가스 탱크(33)에 추가의 공급관이 연결되어, 그 공급관을 통하여, 질소 가스가 오일 커튼(C)과 유면(S) 사이에 공급되면 된다.
열처리 노(10)는, 담금질 유조(14)로부터 담금질 가열실(12) 내로의 오일 (예를 들면, 유연)의 유입을 방지하도록 구성된 오일 유입 방지 수단(OP)을 더 구비한다. 오일 유입 방지 장치로도 바꾸어 말할 수 있는 오일 유입 방지 수단(OP)은, 여기서는 유체 커튼 형성부(40)를 구비한다. 구체적으로는, 오일 유입 방지 수단(OP)으로서, 담금질 가열실(12)과 담금질 유조(14) 사이에 유체 커튼을 형성하도록 구성된 유체 커튼 형성부(40)가 설치되어 있다. 유체 커튼 형성부(40)는 슈트(13)에 설치되어 있다. 유체 커튼 형성부(40)는, 여기서는 오일 커튼을 형성하도록 구성되어 있지만, 예를 들면 질소 가스로 에어 커튼(air curtain)을 형성하도록 구성되어도 된다. 이 경우, 후술하는 공급구(46)는 가스 공급구로 될 수 있고, 질소 가스 등의 탱크에 접속될 수 있다.
유체 커튼 형성부(40)는, 담금질 가열실(12)과 담금질 유조(14) 사이에 오일 커튼(C)을 형성하도록 구성된 오일 커튼 형성 장치(42)를 구비한다. 유조(14) 내로부터 오일을 퍼내는 유로(油路)(43)가 설치되어 있다. 이 유로(43)에 오일 펌프(44)가 설치되어 있다. 유로(43)는, 슈트(13)의 위치에 설치된 오일 공급구(46)를 가진다. 오일 커튼 형성 장치(42)는, 그 오일 공급구(46)로부터 나온 오일의 흐름을 정돈하여 오일 커튼(C)을 형성하도록 정류(整流) 부재(48)를 구비한다. 정류 부재(48)는 슈트(13)에 설치된 오일 송출구(49)와 오일 공급구(46) 사이에 연재하도록 설치되어 있다. 정류 부재(48)는 매끄러운 오목 만곡면(48a)을 구비한다. 오목 만곡면(48a)을 따라, 오일 공급구(46)로부터 흘러 나온 오일이 흐를 수 있고, 그에 의해, 도 1에 나타낸 바와 같은 오일 커튼(C)이 형성된다.
또한, 유체 커튼 형성부(40)는, 오일 커튼(C)을 받아들이도록 담금질 가열실(12)과 담금질 유조(14) 사이에 설치된 오일 수용부(50)를 구비한다. 오일 수용부(50)는, 오일 커튼 형성 장치(42)가 생성한 오일 커튼을 받아들이도록, 오일 커튼 형성 장치(42)의 정류 부재(48)와 대향하는 위치에 설치되어 있다. 보다 구체적으로는, 오일 수용부(50)는 슈트(13)에 개구되도록 설치되어 있다. 오일 수용부(50)는, 오일 커튼(C)이 담금질 유조(14)의 유면(S)에 직접적으로 충돌하지 않고, 오일 커튼(C)을 받아들이도록 소정의 위치에 설치되어 있다. 오일 수용부(50)는 그 하방에서, 담금질 유조(14)와 연결된다. 또한, 오일 수용부(50)는 기포 억제부(52)를 구비한다. 기포 억제부(52)는, 오일 커튼(C)의 받아들임에 따라 생긴 오일의 기포를 억제하도록, 바람직하게는 소실시키도록 설치되어 있다. 여기서는, 기포 억제부(52)는 래버린스(labyrinth) 구조의 유로를 가지는 부재로서 구성되어 있지만, 그와 같은 기포 억제 효과를 가져오는 각종 장치 또는 구조물로 되어도 된다.
그리고, 담금질 유조(14)에는, 담금질 유조(14)로부터 템퍼링용 가열실을 향하여 피처리물(W)을 반송하기 위한 컨베이어(54)가 설치되어 있다.
상기 구성을 갖추는 열처리 노(10)는, 제어 장치(60)를 구비한다. 제어 장치(60)는, 처리부(예를 들면 CPU), 기억부(예를 들면 ROM, RAM), 입출력 포트 등을 구비하는 소위 컴퓨터다. 제어 장치(60)에는, 담금질 가열실(12) 내의 분위기 가스의 온도를 검출하기 위한 온도 센서(62), 담금질 가열실(12) 내의 분위기 가스의 가스 성분(농도)를 검출하기 위한 제1 가스 센서(64) 및 제2 가스 센서(65)가 접속되고 있다. 제1 가스 센서(64)는 여기서는 산소 센서이며, 제2 가스 센서(65)는 CO 센서이지만, 열처리 노(10)는 산소 센서, CO 센서 및/또는 CO2 센서 등 중에서 1개 또는 복수의 가스 센서를 구비할 수 있다. 제어 장치(60)는, 소정의 프로그램에 따라서, 담금질 가열실(12) 내의 특히 가열 공간(HS)의 분위기 가스를 바람직한 상태로 유지하고, 또한, 피처리물(12)의 열처리를 바람직하게 행하는 것을 가능하게 하도록, 제1 롤러(20)의 구동 모터의 회전, 히터(24)의 작동, 밸브(32)의 개도(開度)(예를 들면, 개폐), 오일 펌프(44)의 작동 등을 제어한다. 이와 같이, 제어 장치(60)는 기능 모듈 즉 기능부로서, 제1 롤러(20)의 구동 모터의 제어부, 히터(24)의 제어부, 가스 공급부(26)의 밸브(32)의 제어부, 오일 펌프(44)의 제어부를 가지고 있다. 각 기능 모듈은, 기억부에 기억된 프로그램을 제어 장치(60)의 처리부에 의해 실행함으로써 실현된다. 다만, 이들 기능 모듈은, 1개의 제어 장치(60)에서 실현되는 것에 한정되지 않고, 예를 들면, 복수의 제어 장치에 의해 개별적으로 실현되어도 된다. 그리고, 제어 장치(60)는, 표시 장치(68)에 연결되어 있어, 거기에 제어 장치(60)에 의한 처리 결과, 담금질 가열실(12) 내의 분위기 가스의 각종 값 등을 표시한다. 제어 장치(60)로의 입력 장치 즉 키보드 등의 입력 수단의 설명은 생략한다.
상기 제어 장치(60)는, 담금질 가열 중에, 피처리물(W)의 광휘 열처리를 행하기 위한 프로그램이나 데이터를 기억한다. 피처리물(W)은, 각종 재료의 것일 수 있지만, 여기서는 철강 재료제다. 도 2에 엘링감 도표 E의 일부를 개념적으로 나타낸다. 다만, 엘링감 도표란, 가로축에 온도, 세로축에 생성 깁스 에너지(Gibbs energy)를 잡고, 다양한 산화물에 대하여, 각 온도에서의 표준 생성 깁스 에너지(ΔG0)를 플롯한 그래프이다. 도 2의 엘링감 도표 E에서의 선 L1은, 철(Fe) 및 산화철(FeO)의 표준 생성 깁스 에너지의 근사적인 직선이고, 선 L2는, 2C+O2=2CO의 반응에서의 표준 생성 깁스 에너지의 근사적인 직선이다. 피처리물(W)이 철강 재료일 때, 도 2의 그래프에 있어서 선 L1과 선 L2의 양쪽에 대하여 하방의 영역 GA에, 담금질 가열 중의 담금질 가열실(12) 내의 분위기 가스에서의 ΔG0(표준 생성 깁스 에너지)가 위치하도록, 광휘 열처리를 행하기 위한 프로그램 등은 규정되어 있다. 영역 GA는 철의 환원 영역이고 또한, 탄소의 환원 영역이기도 하므로, 담금질 가열 중의 피처리물(W)이 산화하거나 탈탄하거나 하는 문제점은 생기지 않는다. 이 때, 분위기 가스에서의 ΔG0가 영역 GA(제1 소정 영역) 중 더욱 특정의 영역(제2 소정 영역)에 위치하도록 프로그램 등은 규정되어 있으면 더 바람직하다. 그리고, 피처리물(W)의 성분에 따라 선 L1을 또는 그에 더하여 더욱 지정되는 선을, 그 성분에 따른 산화물의 직선으로 할 수 있다. 그러므로, 제어 장치(60)는 각종 산화물의 데이터를 기억하고, 사용자는 입력 수단에 의해 1개 또는 복수의 산화물을 지정할 수 있다.
또한, 제어 장치(60)는 산소 분압 연산부, CO 분압 연산부, ΔG0(표준 생성 깁스 에너지) 연산부의 각 기능을 담당하는 기능부를 가진다. 산소 분압 연산부는, 제1 가스 센서(64)의 출력에 기초하여 연산한다. CO 분압 연산부는, 제2 가스 센서(65)의 출력에 기초하여 연산한다. ΔG0 연산부는, 온도 센서(62)의 출력에 기초하여, 산소 분압 연산부 및 CO 분압 연산부에서 각각 산출된 산출 결과를 참조하여 운전 중의 열처리 노(10)의 노 내 분위기 가스의 ΔG0를 산출한다. 그 산출 결과에 기초하여 광휘 열처리를 바람직하게 실행하기 위하여, 산출 결과의 ΔG0가 상기 영역 GA에 위치하도록, 더욱 바람직하게는 제2 소정 영역에 위치하도록, 제어 장치(60)는 밸브(32) 등을 제어한다.
ΔG0의 산출 방법은 몇 가지 있지만, 이하에 대표적인 계산 방법을 나타낸다. 그리고, 채용하는 ΔG0의 산출 방법에 따라, 센서(62, 64, 65) 등의 각종 센서는 선택되고, 거기에 알맞은 장소에 설치되면 된다.
(1)식을 이용하여 산소 분압과 절대 온도에 기초하여ΔG0를 산출할 수 있다.
이 경우, P(O2)는 산소 분압이고, T는 절대 온도이며, R은 기체상수이다.
ΔG0=RTlnP(O2) …… (1)
또한, CO-O2간 반응
2C+O2=2CO ……(2)
에 착안하여, (3)식을 이용하여 CO 분압과 절대 온도에 기초하여 ΔG0를 산출할 수 있다. 이 경우, P(CO)는 CO 분압이고, T는 절대 온도이며, R은 기체상수이다. 또한, ΔG0(2)는 관계식[ΔG0(2)=-221000-179.6T(J·mol-1)]으로부터 구하는 값이다.
ΔG0=RTlnP(O2)=ΔG0(2)+2RTlnP(CO) …… (3)
이와 같이, (1)식을 이용하여 산소 분압에 기초하여ΔG0를 산출할 수 있다. 또한 (3)식을 이용하여, 일산화탄소 분압(CO 분압)에 기초하여ΔG0를 구할 수 있다.
여기서는, 정밀도를 높이기 위해 (1)식에 의한 ΔG0=RTlnP(O2), (3)식에 의한 ΔG0=ΔG0(2)+2RTlnP(CO)를 각각 산출하고, 이들의 예를 들면 평균값을 ΔG0로 하여 산출함으로써, ΔG0의 산출 정밀도를 높이도록 하고 있다. 그러므로, 전술한 바와 같이, 열처리 노(10)는 산소 센서인 제1 가스 센서(64) 및 CO 센서인 제2 가스 센서(65)를 구비한다. 다만, 예를 들면, (1)식만을 이용하여 ΔG0를 산출하는 경우에는, 제2 가스 센서는 설치되지 않아도 된다. 또한, CO-O2간 반응에 착안하고 (3)식을 이용하여 ΔG0를 산출하는 경우에 있어서는, 가스 센서로서는 제2 가스 센서(65)를 설치하면 된다.
도 3에 제어 장치(60)에 연결된 표시 장치(68)의 표시예를 나타낸다. 표시 장치(68)는, 제어 장치(60)의 ΔG0 연산부가 생성한 분위기 가스의 ΔG0의 플롯(P)을, 표시하고 있는 엘링감 도표 E 상에 표시한다. 그리고, 선 L1 및 선 L2는 도 2의 이들과 동일하다. 이로써, 열처리 노(10) 내의 열처리의 분위기 가스의 상태를 가시화할 수 있고, 그 가시화를 도모하는 것이 가능해진다.
그런데, 상기 구성의 열처리 노(10)에서의 담금질, 즉 담금질 템퍼링의 전단계 부분에 대하여 설명한다. 피처리물(W)은, 열처리 노(10)에서의 처리 전에, 그 표면에 부착된 피막이나 오일 등을 제거하기 위한 전(前)처리가 실시되고 있다. 여기서 제거의 목적으로 되는 것으로서는, 인산염 피막이나 가공 오일을 예시할 수 있다. 전처리된 피처리물(W)은, 반입 단에서 메쉬 벨트 컨베이어(16)에 올려지고, 커튼체(36c)를 밀어내면서 노 내 즉 담금질 가열실(12) 내의 가열 공간(HS)에 들어가고, 반출 단까지 보내어져, 자중에 의한 자연낙하에 의해 담금질 유조(14)에 투입된다. 담금질 가열실(12) 내의 분위기 가스는, 질소 가스 분위기로 치환되어 있고, 또한, 히터(24)의 작동에 의해 담금질 온도로 유지되고 있다. 담금질 온도는 소정의 온도이며, 피처리물에 따라 설정되면 된다.
일반적으로 질소 가스의 분위기 가스는 미량의 산소를 포함한다. 이 산소는, 머플(34)이나 메쉬 벨트(18)를 구성하는 그래파이트와 반응하여 일산화탄소(CO)가 되고, 캐리어 가스를 겸하는 분위기 가스와 함께, 열처리 노(10)의 부재의 간극 등으로부터 열처리 노(10)의 외부로 방출된다. 그러므로, 질소 가스 분위기는 보다 저산소 농도를 가지게 되고, 피처리물의 산화나 탈탄 등은 한층 더 생기기 어려워진다.
그리고, 담금질 가열실을 통과한 피처리물(W)은, 담금질 유조(14)에 투입될 때, 오일 커튼(C)을 찢고, 유면(S)에 도달한다. 오일 커튼(C)은 피처리물(W)에 의해 부서지지만, 바로 막형(膜形)의 커튼의 상태로 돌아오므로, 피처리물(W)이 유면(S)을 찢음으로써 생길 수 있는 유적(油滴)이나 유연(油煙)(이하, 유연 등)은 오일 커튼(C)에 의해 차단된다. 이로써, 유연 등의 오일이 담금질 가열실(12) 내에 들어가는 것을 바람직하게 방지할 수 있다. 따라서, 상기 광휘 열처리를 바람직하게 발생시키는 것이 가능해진다.
또한, 오일 수용부(50)에 의해 오일 커튼(C)이 받아들여지므로, 오일 커튼(C)에 의해 유면(S)에 오일의 기포가 생기는 것을 방지할 수 있다. 또한, 오일 수용부(50)의 기포 억제부(52)에 의하여, 오일 커튼(C)의 받아들임에 따라 오일 수용부(50) 내에서 생긴 오일의 기포도 억제될 수 있고, 바람직하게는 소실된다. 따라서, 오일 커튼(C)에 사용된 오일은, 실질적으로 기포를 수반하지 않고 유조(14)로 돌아올 수 있다. 따라서, 유연 등의 발생을 보다 바람직하게 방지하는 것이 가능해진다.
그리고, 이와 같이 하여 담금질된 피처리물(W)은, 컨베이어(54)에 의해, 담금질 유조(14)로부터 템퍼링용 가열실을 향하여 반송된다.
이상 설명한 바와 같이, 상기 구성의 열처리 노(10)에 의하면, 특히 노 내 분위기 가스로서 질소 가스가 공급되고, 또한, 담금질 가열실(12) 내의 머플(34) 등의 노 내 구조물 즉 내부 구조물이 그래파이트 재료제다. 따라서, 위에서 설명한 바와 같이, 보다 저산소 농도의 질소 분위기 가스로 담금질 가열을 행하는 것이 가능해지고, 따라서 담금질 가열 중의, 피처리물(W)의 표면에서의 산화나 탈탄 등에 의한 개질층의 발현을 충분히 막는 것이 가능해진다.
또한, 위에서 설명한 바와 같이, 유체 커튼 형성부(40)라는 오일 유입 방지 수단(OP)이 설치된다. 이로써, 담금질 가열실(12)로의 오일의 유입을 바람직하게 방지할 수 있고, 따라서 그 담금질 가열을 더욱 바람직하게 행하는 것이 가능해진다.
그리고, 상기 열처리 노(10)에서는, 오일 유입 방지 수단(OP)으로서 유체 커튼 형성부(40)를 설치하였으나, 유체 커튼 형성부에 더하여, 혹은, 유체 커튼 형성부(40) 대신, 담금질 가열실(12)로의 오일의 유입을 방지하기 위한 각종 구성을 구비해도 된다. 예를 들면, 슈트(13)에 유연 등을 흡인하기 위한 펌프를 설치해도 된다. 그리고, 후술하는 제2 실시형태의 열처리 노(10A)는 이와 같은 구성을 구비한다.
여기서, 상기 열처리 노(10)에 의한 분위기 가스 컨트롤에 대하여 추가로 설명한다.
담금질 처리가 행해지는 피처리물(W)로서의 철강 재료로서는, 탄소(C), 크롬(Cr), 망간(Mn), 규소(Si) 등 중 적어도 1개의 성분을 소정 비율 포함하는 것이 있다. 예를 들면, 기계 구조용 탄소강(SC재), 기계 구조용 합금강 등이 있다. 기계 구조용 합금강은, 기계 구조용 탄소강에 크롬이나 망간 등의 원소를 첨가한 것이며, 망간크롬강(SMnC), 크롬강(SCr), 크롬몰리브덴강(SCM)을 예시할 수 있다.
예를 들면 이와 같은 기계 구조용 합금강에서는, 종래의 변성 가스를 사용한 담금질 가열일 때, 표면층의 결정 입계가 분위기 가스 중의 산소에 의해 산화되는 입계 산화 등의 내부 산화 현상이 생기는 경우가 있다. 내부 산화에서는, 크롬 산화물, 망간 산화물 등이 생길 수 있다. 이와 같은 내부 산화는, 이상(異常) 파손 등의 원인이 될 수 있으므로, 그 열처리 후에, 표면층을 연마하는 등의 기계 가공을 실시하는 것이 일반적으로 행해진다.
또한, 종래의 변성 가스를 사용한 담금질 가열에서는, 특히 탄화수소 가스 등의 환원성 가스를 많게 하여 환원성을 높인 변성 가스(예를 들면, RX 가스)를 분위기 가스로서 사용할 때, 침탄이나 매연이 발생할 우려가 생기고 또한, CO 분압이나 CO2 분압을 안정적으로 유지하는 것이 어렵다.
또한, 탈탄을 방지하기 위해서는, 분위기 가스의 카본 포텐셜(CP)의 컨트롤이 필요하다. 그러나, 카본 포텐셜은 온도에 의해 변화되므로, 분위기 가스의 제어에는 숙련도를 필요로 한다.
도 4에, 엘링감 도표 E의 일부를 개념적으로 나타낸다. 이 엘링감 도표 상에는, 상기 선 L1[철(Fe) 및 산화철(FeO)의 표준 생성 깁스 에너지의 근사적인 직선] 및 선 L2(2C+O2=2CO의 반응에서의 표준 생성 깁스 에너지의 근사적인 직선)을 나타내고 있다. 또한 이 엘링감 도표 상에는, 크롬(Cr) 및 크롬 산화물(Cr2O3)의 표준 생성 깁스 에너지의 근사적인 직선인 직선 L3도 나타내고 있다. 담금질 가열의 분위기 가스로서 변성 가스를 사용할 때, 상세한 설명은 생략하지만, 분위기 가스의 ΔG0의 플롯 P는, 상기의 산화, 탈탄 및 침탄 등을 고려하여, 도 4의 그래프에 있어서 선 L1 및 선 L2에 대하여 하방의 좁은 영역 GA1에 위치하는 것이 요구된다. 이 영역 GA1은 선 L3에 대하여 상방의 영역이며, 분위기 가스의 ΔG0의 플롯 P를 영역 GA1에 위치부여함으로써, Cr의 산화가 발생하게 된다. 이에 대하여, 본 실시형태에 관한 열처리 노(10)에서는, 분위기 가스로서 질소 가스를 사용하고, 또한, 담금질 가열실의 내부 구조물을 그래파이트 재료제로 하고 있으므로, 피처리물의 표면의 산화, 탈탄 및 침탄 등을 고려해도, 선 L1, L2, L3의 하방의 영역 GA2에 분위기 가스의 ΔG0의 플롯 P를 용이하고 또한 확실하게 위치부여할 수 있다. 따라서, 예를 들면 피처리물이 크롬강일 때, Cr 등의 입계 산화 등의 내부 산화를 바람직하게 방지하면서, 피처리물의 산화, 탈탄 등도 바람직하게 방지하는 것이 가능해진다.
즉, 상기 열처리 노(10)에서는, 상기 구성에 의하여, 질소 가스를 사용한 저산소 분위기를 용이하게 실현할 수 있고, 분위기 가스의 ΔG0의 플롯 P를, 도 4의 그래프에 있어서 선 L2과 선 L3에 대하여 하측의 영역 GA2에 위치부여하면 된다. 이것은, 분위기 가스 컨트롤을 용이하게 하고, 피처리물의 안정적인 열처리를 용이하게 가능하게 한다. 이와 같이, 본 실시형태에 관한 열처리 노(10)에 의하면, 분위기 가스 컨트롤의 면에서 지극히 우수하다. 그리고, 영역 GA2는 제2 소정 영역의 일례이다.
다음으로, 본 발명의 제2 실시형태에 관한 열처리 노(10A)에 대하여 도 5에 기초하여 설명한다. 이하에서는, 상기 열처리 노(10)와의 상위점에 대하여, 본 제2 실시형태에 관한 열처리 노(10A)를 설명한다. 이하에서 특별히 언급하지 않는 구성 및 효과 등에 대해서는, 열처리 노(10A)는 상기 열처리 노(10)에 대하여 설명한 구성을 동일하게 가지고, 그것과 동일 또는 그 이상의 효과를 발휘한다.
도 5의 열처리 노(10A)에서는, 노 내의 즉 가열 공간(HS)의 승온부(HS1), 균열부(HS2), 낙하부(HS3)의 3개의 공간 사이에 칸막이 커튼(70, 72)을 설치하고 있다. 이로써, 각 공간(HS1, HS2, HS3)의 분위기를, 다른 인접하는 공간의 분위기로부터, 실질적으로 차단하는 것이 가능해진다. 특히, 칸막이 커튼(72)을 설치함으로써, 만일 낙하부(HS3)의 공간(이하, 낙하 공간)에 유연 등의 오일이 진입해도, 보다 확실하게 그것의 더 상류측으로의 유입을 막는 것이 가능해진다. 그리고, 도 5의 칸막이 커튼(70, 72)은, 상기 커튼체(36c)와 동일한 니켈계 재료제이지만, 니켈계 재료 이외의 세라믹 재료 등의 내열성 재료로 제작 가능하다. 또한, 칸막이 커튼(70, 72)은, 도 5에서는, 메쉬 벨트 컨베이어(16)의 메쉬 벨트(18)로부터 떨어져 있지만, 메쉬 벨트(18)에 접할 정도의 위치까지 연장되어도 된다. 이것은 본제2 실시형태 및 상기 제1 실시형태에서의 가열 공간(HS)으로의 반입 단의 커튼체(36c)에서도 마찬가지다. 그리고, 칸막이 커튼(70, 72)의 각각은 1장인 것에 한정되지 않고, 복수 장이라도 된다.
또한, 칸막이 커튼 대신에 또는 그에 더하여, 드롭 아치라는 노 내의 내부 구조물이 하방으로 돌출된 부분을 설치해도 된다. 이 경우, 드롭 아치는 C/C 컴포지트 등의 그래파이트계 재료제이면 된다. 이와 같은 탄소계의 드롭 아치를 설치함으로써, 분위기 가스를 보다 바람직하게 저산소 분위기로 할 수 있다. 그리고, 드롭 아치는, 상기 머플(34)과 일체로 구성되어도 되고, 머플(34)과는 별개로 구성되어 머플(34)과 떨어져도 되고 접하고 있어도 된다.
또한, 열처리 노(10A)는 유연 처리 장치(74)를 구비한다. 유연 처리 장치(74)는 펌프(76)와, 유연 회수 통로(78)를 가진다. 여기서는, 펌프(76)는 제어 장치(60)에 연결되고, 제어 장치(60)에 의해 제어되지만, 오퍼레이터에 의해 조작되는 전원 ON-OFF 스위치만을 가져도 된다. 유연 회수 통로(78)는 펌프(76)에 연결되고, 흡입구(80, 82)를 가진다. 흡입구(80)는 낙하 공간에 연결된다. 흡입구(82)는 오일 수용부(50)에 연결된다. 이로써, 이들에 있어서 유연 등이 생겨도, 그 유연 등을 흡인하여 배출 처리하는 것이 가능해지고, 따라서 가열 공간(HS)에 유연 등이 이르는 것을 보다 확실하게 방지하는 것이 가능해진다. 다만, 흡입구(80, 82)는, 어느 한쪽만, 예를 들면 흡입구(80)만으로도 된다. 그리고, 펌프(76)에 의해 흡인된 유연 등은, 연소 처리 등이 되면 된다. 이 경우, 그 연소열은, 열처리 노의 가열 공간(HS)의 일부 또는 전부의 가열에 이용되어도 된다.
또한, 열처리 노(10A)에서는, 낙하 공간의 일부를 구획 형성하는 머플(34a)을 SiC를 주원료로 하는 부재로 구성한다. SiC를 주원료로 하는 부재로서, 여기서는 SiC 연와가 사용된다. SiC 연와는, 소정 레벨 이상의 내산화 성능을 가질 뿐만 아니라, 고온 내산·내알칼리 부식 성능 및 고온 강도의 면에서도 우수하다. 따라서, 슈트(13)의 바로 상류에 위치하는, 여기서는 바로 위에 위치하는 낙하 공간에 만일 유연 등이 진입해도, 머플(34a)은 유연 등과의 반응에 의해 실질적으로 감소하지 않고, 머플로서 발열 효과를 보다 길게 유지하는 것이 가능해진다. 다만, 낙하 공간을 구획 형성하는 머플(34a) 등의 보다 많은 머플은 SiC를 주원료로 하는 부재로 제작되어도 되고, 그 이외의 각종 내산화 성능이 우수한 재료로 제작되어도 된다. 그리고, 이것은, 머플(34a)이 그래파이트계 재료로 제작되는 것을 배제하는 것은 아니다.
그리고, 열처리 노(10A)에서는, 칸막이 커튼(70, 72)에 의하여, 가열 공간(HS)은 승온부(HS1), 균열부(HS2), 낙하부(즉 낙하 공간)(HS3)의 3개의 공간으로 실질적으로 나뉘어 있다. 이에 대응하도록, 이들의 공간의 각각에 상기 각종 센서는 설치되면 된다. 이로써, 열처리 노(10A)에 있어서, 분위기 가스 컨트롤을 보다 바람직하게 행하는 것이 가능해진다. 구체적으로는, 상기의 온도 센서(62), 제1 가스 센서(64) 및 제2 가스 센서(65)가, 이들 공간(HS1, HS2, HS3)의 각각에 설치되는 것이 한층 바람직하다는 것은 말할 것도 없을 것이다.
이상, 본 발명에 따른 실시형태 및 그 변형예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다. 본원의 특허청구의 범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신 및 범위로부터 일탈하지 않는 한, 각종 치환, 변경이 가능하다.
예를 들면 상기 실시형태 및 변형예의 임의의 일부끼리의 각종 조합이 가능하다. 예를 들면, 제2 실시형태의 열처리 노(10A)에서의, 낙하 공간을 구획 형성하는 머플(34a)은, 제1 실시형태의 열처리 노(10)에 적용되어도 된다. 또한, 유연 처리 장치(74)도 마찬가지로 제1 실시형태의 열처리 노(10)에 적용되어도 된다.
전술한 2개의 실시형태에서는, 열처리 노(10, 10A)는 연속 열처리 노 즉 연속로였다. 그러나, 본 발명은 각종 열처리 노에 적용할 수 있고, 예를 들면, 이른바 반연속로(Semicontinuous furnace), 배치로(batch furnace)에 있어서도, 기술적인 모순이 생기지 않는 범위에서, 유연하게 적용할 수 있다. 또한, 상기 2개의 실시형태에서는, 담금질조는 담금질 유조(14)이고, 냉매는 오일이었다. 그러나, 담금질조의 냉매는 오일에 한정되지 않고, 물이라도 되고, 수용성 담금질 오일이라도 된다. 그리고, 담금질 가열실과 상기 담금질 가열실의 하류측의 담금질조 사이에 유체 커튼을 형성하도록 구성된 유체 커튼 형성부(40)는, 그 냉매로 유체 커튼을 형성하면 된다. 구체적으로는, 상기 실시형태와 동일하도록, 담금질층의 냉매를 퍼 올려, 그 냉매로 상기 오일 커튼(C)과 같은 유체 커튼을 형성하면 된다. 이 경우, 유체 커튼 형성부(40)는, 담금질 가열실과 담금질조 사이에 유체 커튼을 형성하도록 구성된 유체 커튼 형성 장치[상기 오일 커튼 형성 장치(42)에 상당]뿐만 아니라, 유체 커튼을 받아들이도록 담금질 가열실과 담금질조 사이에 설치된 유체 수용부[상기 오일 수용부(50)에 상당]도 구비해도 된다. 그리고, 이 유체 수용부는, 담금질조와 연결되고, 상기 기포 억제부(52)를 구비하면 된다. 그리고, 담금질 가열실의 하류측의 담금질조로의 피처리물의 낙하 공간에서의 냉매를, 예를 들면 안개 상태의 냉매를 처리하도록 구성된 처리 장치[상기 유연 처리 장치(74)에 상당]가 더 설치되어도 된다. 다만, 이 경우에도, 냉매 이외의 유체로, 예를 들면, 질소 가스와 같은 중성 가스 또는 불활성 가스로 유체 커튼을 형성해도 된다.
10, 10A : 열처리 노
12 : 담금질 가열실
14 : 담금질 유조
16 : 메쉬 벨트 컨베이어
18 : 메쉬 벨트
24 : 히터
26 : 가스 공급부
34, 34a : 머플
40 : 유체 커튼 형성부
70, 72 : 칸막이 커튼
74 : 유연 처리 장치
HS : 가열 공간
HS1 : 승온부
HS2 : 균열부
HS3 : 낙하부(낙하 공간)
OP : 오일 유입 방지 수단
C : 오일 커튼

Claims (10)

  1. 담금질(quenching) 가열실에 중성 가스 또는 불활성 가스를 공급하도록 구성된 가스 공급부; 및
    적어도 일부가 그래파이트계 재료제인 상기 담금질 가열실의 내부 구조물;
    을 구비하는 열처리 노(Furance).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 담금질 가열실에 있어서는, 피처리물이 반송(搬送)되는 공간을 가열 수단으로부터 사이를 두도록 그래파이트계 재료제 머플(muffle)이 설치되어 있는, 열처리 노.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 담금질 가열실 내에 피처리물을 반송하는 벨트는, 그래파이트계 재료제인, 열처리 노.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 담금질 가열실의 하류측의 담금질 유조로의 피처리물의 낙하 공간의 적어도 일부를 구획 형성하는 머플은, 그래파이트계 재료 이외의 재료로서 소정 레벨 이상의 내산화 성능을 가지는 재료로 제작되어 있는, 열처리 노.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 담금질 가열실의 하류측의 담금질 유조로부터 상기 담금질 가열실 내로의 오일의 유입을 방지하도록 구성된 오일 유입 방지 수단을 더 구비하는, 열처리 노.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 오일 유입 방지 수단은, 상기 담금질 가열실과 상기 담금질 유조 사이에 유체(流體) 커튼을 형성하도록 구성된 유체 커튼 형성부를 구비하는, 열처리 노.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 유체 커튼 형성부는,
    상기 담금질 가열실과 상기 담금질 유조 사이에 오일 커튼을 형성하도록 구성된 오일 커튼 형성 장치와
    상기 오일 커튼을 받아들이도록 상기 담금질 가열실과 상기 담금질 유조 사이에 설치된 오일 수용부를 구비하고 있는, 열처리 노.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 오일 수용부는, 상기 담금질 유조와 연결되고, 기포 억제부를 구비하는, 열처리 노.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 담금질 가열실의 하류측의 담금질 유조로의 피처리물의 낙하 공간에서의 유연(油煙)을 처리하도록 구성된 유연 처리 장치를 더 구비하는, 열처리 노.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 담금질 가열실과 상기 담금질 가열실의 하류측의 담금질조(quenching tank) 사이에 유체 커튼을 형성하도록 구성된 유체 커튼 형성부를 더 구비하는, 열처리 노.
KR1020227006566A 2019-08-27 2020-08-22 열처리 노 KR20220038479A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019155082 2019-08-27
JPJP-P-2019-155082 2019-08-27
PCT/JP2020/031745 WO2021039677A1 (ja) 2019-08-27 2020-08-22 熱処理炉

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220038479A true KR20220038479A (ko) 2022-03-28

Family

ID=74685560

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227006566A KR20220038479A (ko) 2019-08-27 2020-08-22 열처리 노

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4023985A4 (ko)
JP (1) JP6948746B2 (ko)
KR (1) KR20220038479A (ko)
WO (1) WO2021039677A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113862440B (zh) * 2021-08-25 2023-11-17 河南四通精密模具有限公司 一种淬火装置及其淬火工艺
CN114908228A (zh) * 2022-04-13 2022-08-16 重庆骏诚机械有限公司 一种淬火油回收装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5792757A (en) 1980-11-29 1982-06-09 Toshiba Battery Co Ltd Manufacture of dry cell

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4942778B1 (ko) * 1969-04-21 1974-11-16
JPS5792757U (ko) 1980-10-28 1982-06-08
JPH0339887A (ja) * 1989-07-05 1991-02-20 Kanto Yakin Kogyo Kk 雰囲気熱処理方法とその装置
JPH07316642A (ja) * 1994-05-27 1995-12-05 Shimadzu Corp 熱処理炉
JPH09101086A (ja) * 1995-10-02 1997-04-15 Kanto Yakin Kogyo Kk 高温雰囲気炉
ATE207546T1 (de) * 1996-08-30 2001-11-15 Franz Hillingrathner Rundtaktofen zum behandeln von werkstücken
JP4458079B2 (ja) * 2006-09-27 2010-04-28 株式会社Ｉｈｉ 真空浸炭処理装置
WO2014007046A1 (ja) * 2012-07-04 2014-01-09 関東冶金工業株式会社 熱処理方法および熱処理装置、並びに熱処理システム

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5792757A (en) 1980-11-29 1982-06-09 Toshiba Battery Co Ltd Manufacture of dry cell

Also Published As

Publication number Publication date
JP6948746B2 (ja) 2021-10-13
EP4023985A4 (en) 2023-09-20
EP4023985A1 (en) 2022-07-06
JPWO2021039677A1 (ja) 2021-09-13
WO2021039677A1 (ja) 2021-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI488975B (zh) 鋼帶之連續退火爐以及連續退火方法
WO2013175757A1 (ja) 鋼帯の連続焼鈍炉、鋼帯の連続焼鈍方法、連続溶融亜鉛めっき設備及び溶融亜鉛めっき鋼帯の製造方法
KR20220038479A (ko) 열처리 노
JP5167301B2 (ja) 連続式ガス浸炭炉
WO2013175758A1 (ja) 鋼帯の連続焼鈍炉、連続焼鈍方法、連続溶融亜鉛めっき設備及び溶融亜鉛めっき鋼帯の製造方法
JP5209921B2 (ja) 熱処理方法及び熱処理設備
US11242592B2 (en) Continuous nitriding treatment furnace and continuous nitriding treatment method
WO2013187039A1 (ja) 鋼帯の連続焼鈍方法、鋼帯の連続焼鈍装置、溶融亜鉛めっき鋼帯の製造方法及び溶融亜鉛めっき鋼帯の製造装置
JP2008214721A (ja) 等温処理装置
JP5410652B2 (ja) 熱処理炉
JP6237459B2 (ja) 鋼管の熱処理方法およびそれを用いる軸受用鋼管の製造方法
KR950001215B1 (ko) 가스 침탄방법 및 그의 장치
US2228564A (en) Heat treating furnace
JP2009046700A (ja) 熱処理方法及び熱処理設備
JP5144136B2 (ja) 連続浸炭方法
JP2001116462A (ja) メッシュベルトコンベア無酸化雰囲気熱処理炉の操炉方法
JP6031313B2 (ja) 浸炭処理方法
JP6330612B2 (ja) 連続溶融金属めっき装置及び溶融金属めっき鋼帯の製造方法
JP5212025B2 (ja) 雰囲気ガス流量制御方法、これを用いた連続式熱処理炉および管
JP2003343981A (ja) 連続熱処理炉および熱処理方法
JP6131560B2 (ja) 連続焼鈍炉内雰囲気ガス濃度の制御方法
JP4864512B2 (ja) 連続焼鈍炉におけるシール装置
JP2023065905A (ja) マッフル式連続熱処理装置
CN117867442A (zh) 一种双排燃气推盘式可控气氛渗碳淬火方法
JP2015031487A (ja) 雰囲気熱処理炉

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal