WO2006061903A1 - ガス雰囲気熱処理装置 - Google Patents

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Tadanori Mizoguchi
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    • F27B9/30—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B9/36—Arrangements of heating devices

Definitions

  • the present invention relates to a gas atmosphere heat treatment apparatus for heat treating metal parts.
  • a heat-resistant metal mesh belt conveyor is provided in a heat-resistant metal mattle tube, and a heating device is disposed outside the pine-full tube.
  • a heat insulating material is provided so as to surround the pine tube and an atmosphere gas is supplied to make the muffle tube non-oxidized.
  • Patent Document 1 relates to a temperature control method in a furnace for heat treatment in a non-oxidizing atmosphere
  • Patent Document 2 relates to a technique for heat-treating a treated product containing a slight amount of water in an acid-free atmosphere
  • Patent Document 3 relates to a technique for extending the usable period of the mesh belt for high temperature.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 5-209216
  • Patent Document 2 JP-A-7-139882
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-116462
  • the present invention solves such a conventional problem, and it is possible to improve the productivity by reducing the frequency of operation stoppage due to maintenance work, and a gas that can be processed efficiently. It is an object to provide an atmosphere heat treatment apparatus.
  • a means for conveying metal parts is provided in the furnace body for allowing the heat-treated metal parts to pass therethrough, and there is a heating means for directly heating the metal parts without providing a pineapple in the furnace body.
  • An installation location of the conveying means and the heating means to the furnace body is covered with a casing from the outside of the furnace body, and atmospheric gas is introduced into the casing to increase the internal pressure of the casing and to suppress air intrusion into the furnace body.
  • a gas atmosphere heat treatment apparatus characterized in that an atmosphere gas supply apparatus for pressurizing and supplying the gas is provided.
  • the conveying means includes a plurality of ceramic rollers arranged continuously in the furnace body, and a driving device that rotationally drives the ceramic rollers.
  • a heating means without providing a pinefull is provided in the furnace body, and the metal parts are directly heated.
  • the parts can be quickly raised to the required temperature, and the processing time and length of the heat treatment furnace can be shortened compared to the conventional equipment.
  • heating means are provided in the furnace Therefore, there is no deterioration due to heating of the force outside the pine full cylinder as in the past, and no replacement due to deterioration of the pine full cylinder is necessary.
  • the heating means is provided in the furnace body, a gap is generated at the attachment position of the heating means to the furnace body, and similarly, the attachment position of the conveying means is also a gap between the furnace body.
  • the above-mentioned heat treatment furnace is configured to cover these gaps with a casing from the outside of the furnace body and to supply atmospheric gas under pressure in the casing. Therefore, it is possible to effectively suppress the penetration of air into the furnace and create an oxygen-free atmosphere efficiently.
  • the conveying means allows the metal parts to pass through a plurality of ceramic rollers, compared to a conventional gas atmosphere heat treatment apparatus using a mesh belt. In addition, it has high heat resistance and can reduce the frequency of shutdown of gas atmosphere heat treatment equipment by replacing parts.
  • nitrogen gas and hydrogen gas are supplied into the casings covering the gaps between the furnace body, the heating means, and the conveying means to increase the internal pressure. This prevents air from entering the furnace through the gap, and part of the hydrogen gas enters the furnace and reacts with oxygen that has entered from other locations to eliminate it as HO.
  • the gas atmosphere heat treatment apparatus is configured such that a heated metal part is first cooled with a cooling gas in an oxygen-free atmosphere. For example, it can be cooled to about 300-270 ° C or less without causing any discoloration.
  • the gas atmosphere heat treatment apparatus is configured to cool the metal part with water after being cooled in this manner, so that the metal part does not cause obstacles such as oxidation discoloration and crystal structure. It can be cooled to below 100 ° C. Thus, for example, if it is cooled to about 100 ° C. or less, handling of metal parts becomes much easier, and handling by workers is also possible.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of the present invention cut in the line direction.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line ⁇ - ⁇ in FIG.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view along IV-IV in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line V-V in FIG.
  • FIG. 6 is a diagram showing the internal temperature of the gas atmosphere heat treatment apparatus.
  • a section 11 for heating and heat-treating metal parts and a section 12 for cooling the metal parts overheated in the section 11 are connected.
  • a plurality of ceramic roller rollers 15 are continuously arranged in the entire section from the inlet 13 to the outlet 14, and these ceramic rollers 15 are rotationally driven by the driving device 16, and are metal parts.
  • 17 is placed in a container such as a tray and placed on the ceramic roller 15, and the ceramic roller 15 rotated by the driving device 16 conveys the metal part 17 from the inlet 13 to the outlet 14 in the right direction in FIG. .
  • a plurality of electric heaters 18 for directly heating the metal component 17 are provided in the furnace body 19, and the attachment points of the electric heater 18 and the ceramic roller 15 to the furnace body 19 are outside the furnace body.
  • Each force is also covered with a casing 20, and atmospheric gas is pressurized and supplied into the casing 20 by an atmospheric gas supply device (not shown).
  • each ceramic roller 15 is inserted into the side wall of the furnace body 19 at both ends, and both ends thereof are rotatably supported by a driving device 16 including a pulley, a chain, a motor, etc. (not shown). Driven by rotation.
  • the furnace body 19 is made of a ceiling 19a, both side walls 19b, and a hearth 19c, each of which is made of refractory bricks and heat-resistant materials. 21 is pivotably suspended from the ceiling 19a.
  • the heat shielding flap 21 extends to the ceramic roller 15, and when the metal component 17 placed in the tray is carried into the furnace body 19, the heat shielding flap 21 is pushed to open and close it.
  • a nozzle (pilot burner) 22 for a frame curtain forming device is provided at the inlet 13 in the furnace body 19 after passing through the heat shut-off flap 21.
  • flames are ejected from upper and lower nozzles (pilot burners) 22 toward the inside of the furnace body at the inlet of the furnace body 19 to form a frame curtain.
  • the inside of 19 is cut off to prevent air from entering the furnace body 19.
  • the frame curtain forming apparatus is provided with a frame curtain monitoring device (not shown) and an emergency stop safety system (not shown).
  • the monitoring device monitors the misfire of the frame curtain, and the emergency stop safety system stops the frame curtain forming device when an abnormality such as a misfire occurs in the monitoring result.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the connecting portion 24 before the frame curtain partial force also enters the heat treatment furnace 23, and the hatched portion is an internal space through which metal parts pass.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the heat treatment furnace 23, and the hatched portion is an internal space through which the metal part 17 passes.
  • a plurality of electric heaters 18 are provided above and below the ceramic roller 15.
  • Each electric heater 18 has both ends inserted into the side wall 19b in the same manner as the ceramic roller 15.
  • Some gaps are formed at the attachment positions of the ceramic roller 15 and the electric heater 18 on the side wall 19b, but these gaps are covered with casings 20 provided outside the furnace body 19, respectively.
  • a nozzle 28 for supplying pressurized atmospheric gas containing hydrogen and nitrogen toward the inside of the heat treatment furnace 23 is also provided at the rear end of the heat treatment furnace 23. Hydrogen contained in these atmospheric gases reacts with oxygen slightly present in the furnace body 19 to become water (steam), thereby creating an oxygen-free state in the furnace body 19.
  • Heat treatment furnace 23 has a temperature sensor One (not shown) is provided, and the electric heater 18 is controlled by a control device (not shown) in accordance with the temperature sensor force data.
  • the metal part 17 is heated to, for example, about 1000 ° C. or more.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the cooling device 25 using cold air, and the hatched portion is an internal space for the passage of metal parts.
  • cooling devices 25 are arranged at a plurality of locations, and each cooling device 25 has a plurality of finned water cooling pipes 25a arranged above the ceramic rollers, and a cooling fan above these water cooling pipes 25a.
  • 25b and a motor 25c for driving the cooling fan 25b are provided, the temperature is monitored by a temperature sensor (not shown), and the amount of cold water supplied to the water cooling pipe 25a is monitored (not shown).
  • the cooling device 25 is controlled by a control device (not shown). With such a cooling device 25, the metal component 17 is cooled by blowing cool air onto the metal component 17, and when the cooling device 25 is provided, the metal component 17 is cooled to, for example, about 300 ° C or less. Is done.
  • a nozzle (pilot burner) 29 is also provided at the outlet 14 in the furnace body 19 so as to form a frame force.
  • the same frame curtain forming apparatus as the inlet 13 is used including the nozzle (pilot burner) 29.
  • the exit frame curtain monitoring device (not shown) and emergency stop safety system (not shown) are similar to the entrance.
  • a shower water cooling device 26 When passing through the exit frame curtain, a shower water cooling device 26 as shown in the sectional view of FIG.
  • a cold water header 26a provided above the ceramic roller 15 has a plurality of nozzles
  • a drain pipe 26c is connected to a water collection container 26b provided below the ceramic roller 15, and the nozzle force is also metal.
  • the metal part 17 is cooled to, for example, about 100 ° C. or less by pouring cold water into the part 17, and the cold water that has passed through the metal part 17 and the ceramic roller 15 is drained from the water collection container 26b through the drain pipe 26c.
  • the metal part 17 has already been placed in front of the shower water cooling device 26, for example, 3 00—Cooled to about 270 ° C or lower, which makes it possible to cool metal parts 17 with water. That is, when the metal part 17 is about 300 to 270 ° C. or more, there is a possibility of adverse effects such as oxidation discoloration and crystal structure, and cooling with water is not preferable.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the internal temperature and the total length of the gas atmosphere heat treatment apparatus 10 of the present invention.
  • the length of the metal part 17 placed in the tray from the heat insulation flap 19a to the furnace body 19 and passing through the shower water cooling device 26 is approximately 6500 mm, approximately
  • the graph in Fig. 6 shows the temperature change inside the equipment during the 22-minute heat treatment process, which requires 22 minutes. Therefore, in the graph arranged vertically in FIG. 6 and the gas atmosphere heat treatment apparatus, the horizontal axis (time axis) corresponds to the position in the processing direction, respectively. Also from FIG. 6, in the gas atmosphere heat treatment apparatus 10 of the present invention, the internal temperature rapidly rises in the heat treatment furnace 23 provided with the electric heater 18, and a desired atmosphere of 1000 ° C or higher can be obtained relatively quickly. You can see that
  • the gas atmosphere heat treatment apparatus 10 of the present invention has a configuration in which the plurality of electric heaters 18 are provided in the furnace body 19 and the metal component 17 is directly heated without providing a pineapple.
  • the metal part 17 can be quickly raised to the required temperature, and the processing time can be shortened. Further, in the gas atmosphere heat treatment apparatus 10, there is no deterioration due to heating outside the pine full cylinder as in the past, and it is not necessary to replace the deteriorated pine full cylinder.
  • the ceramic roller 15 and the electric heater 18 are attached to the furnace body 19 with the casing 20 covered from the outside of the furnace body 19, and the atmosphere gas is pressurized and supplied into the casing 20. Due to the construction, the internal pressure in the casing 20 is increased, the force of these attachment points can be effectively suppressed, and the intrusion of air into the furnace body 19 can be effectively suppressed, and an oxygen-free atmosphere can be created efficiently.
  • the metal parts 17 are conveyed by a plurality of ceramic rollers 15 in the furnace body 19, and therefore, compared with a gas atmosphere heat treatment apparatus using a conventional mesh belt. High heat resistance performance of gas atmosphere heat treatment equipment by replacing parts The frequency of shutdown can be reduced.
  • the atmosphere gas supplied into the casing 20 contains nitrogen gas and hydrogen gas, part of the hydrogen gas enters the furnace body 19 and oxygen that has entered from other locations. It is possible to eliminate it outside the furnace as HO.
  • the inside can be effectively made into an acid-free state.
  • the nitrogen gas contained in the atmospheric gas increases the internal pressure in the casing 20 and prevents the invasion of air into the furnace body 19 by preventing the ceramic roller 15 and the electric heater 18 from being attached to the furnace body 19. This is to make the body 19 non-oxidized.

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Abstract

　本発明は、メンテナンス作業等による操業停止頻度を少なくして生産性を向上させ、熱効率良く処理することができるガス雰囲気熱処理装置を提供することを目的とする。この目的は、炉体内に金属部品の搬送手段を設け、炉体内に金属部品を加熱するための加熱手段を設け、搬送手段及び加熱手段の炉体への取り付け箇所を炉体外側からケーシングで覆い、雰囲気ガスをケーシング内に加圧供給するための雰囲気ガス供給装置を設けることにより達成される。搬送手段は、炉体内で連続配置された複数のセラミックローラと、セラミックローラを回転駆動させる駆動装置とで構成することができる。雰囲気ガス供給装置は、少なくとも窒素ガスと水素ガスとを含む雰囲気ガスを供給するものである。

Description

明 細 書
ガス雰囲気熱処理装置
技術分野
[0001] 本発明は、金属部品を熱処理するためのガス雰囲気熱処理装置に関する。
背景技術
[0002] 金属部品の成形方法としてハイド口フォーミングと呼ばれものがある。その原理は、 金属パイプや金属プレートの外側を金型で押さえつけながら、内側から強力な水圧 をかけることにより、ノイブやプレートを膨張させて金型に押し付け、自在に変形させ るものである。このようにカ卩ェされた金属部品はプレス時の応力を解除しなければな らず、そのために熱処理により金属の再結晶化を行っている。
この熱処理のためのガス雰囲気熱処理装置としては、例えば、耐熱金属製のマツフ ル筒内に耐熱金属製のメッシュベルトコンベア一が設けられ、マツフル筒の外側に加 熱装置が配置され、この加熱装置とマツフル筒とを囲むように断熱材が設けられ、マ ッフル筒内を無酸ィ匕状態にするために雰囲気ガスが供給されるように構成されたもの がある。
[0003] なお、無酸化雰囲気の熱処理炉に関して先行技術を調査した結果、下記のような 特許文献が見い出された。特許文献 1は、無酸化雰囲気中で熱処理する炉内の温 度制御方法に関するものであり、特許文献 2は、若干水分を含んでいる処理品を無 酸ィ匕雰囲気中で熱処理する技術に関するものであり、さらに、特許文献 3は、高温用 メッシュベルトの使用可能期間を延ばす技術に関するものである。
特許文献 1：特開平 5— 209216号公報
特許文献 2 :特開平 7-139882号公報
特許文献 3：特開 2001—116462号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] 上述した従来のガス雰囲気熱処理装置では、メッシュベルトコンベア一がマツフル 筒内に設けられているため、熱による劣化でメッシュベルトを頻繁に交換しなければ ならず、交換作業時にはガス雰囲気熱処理装置の操業を停止しなければならな 、と いう欠点がある。また従来の熱処理炉では、加熱装置をマツフル筒の外側に設けるこ とにより、マツフル筒内の気密性を高めて無酸ィ匕状態を効率良く作っているものの、 マツフル筒外力 の加熱では熱効率が悪くなるという欠点がある。
[0005] 本発明は、このような従来の問題を解決するものであり、メンテナンス作業による操 業停止頻度を低減させて生産性を向上させることが可能であり、熱効率良く処理する ことができるガス雰囲気熱処理装置を提供することを課題とする。
課題を解決するための手段
[0006] 本発明の上記課題は下記の手段によって解決される。
[0007] (1)熱処理される金属部品を通過させるための炉体内に金属部品の搬送手段が設 けられ、該炉体内にマツフルを設けること無く金属部品を直接加熱するための加熱手 段が設けられ、前記搬送手段及び前記加熱手段の炉体への取り付け箇所が炉体外 側からケーシングで覆われ、該ケーシング内圧を高めて炉体内への空気の侵入を抑 制するべく雰囲気ガスをケーシング内に加圧供給するための雰囲気ガス供給装置が 設けられたことを特徴とするガス雰囲気熱処理装置。
[0008] (2)前記搬送手段が、炉体内に連続するように配置された複数のセラミックローラと、 該セラミックローラを回転駆動させる駆動装置とを備えることを特徴とする前記（1)に 記載のガス雰囲気熱処理装置
[0009] (3)前記雰囲気ガス供給装置は、少なくとも窒素ガスと水素ガスとを含む雰囲気ガス を供給するものである前記（1)に記載のガス雰囲気熱処理装置。
[0010] (4)前記加熱手段が設けられた炉体を通過させることにより加熱された金属部品を冷 却気体により冷却する手段と、該冷却気体により冷却された金属部品をさらに水によ り冷却する手段とを含むものである前記（1)に記載のガス雰囲気熱処理装置。
発明の効果
[0011] 前記（1)に記載のガス雰囲気熱処理装置では、マツフルを設けること無ぐ加熱手 段を炉体内に設け、金属部品を直接的に加熱する構成としたので、熱処理炉内の金 属部品を所要温度まで迅速に上昇させることができ、従来装置と比較して、処理時 間や熱処理炉の長さを短くすることが可能になった。また加熱手段を炉体内に設け たので、従来のようにマツフル筒外側力 の加熱による劣化が生じず、マツフル筒の 劣化による交換が不要である。
本発明のガス雰囲気熱処理装置では、加熱手段を炉体内に設けたが故に、加熱 手段の炉体への取り付け箇所に隙間が生じ、同様に、搬送手段の取り付け箇所も炉 体との間に隙間が生じ、これら隙間からは空気が侵入することが懸念されるものであ る力 上記熱処理炉では、これら隙間を炉体外側からケーシングで覆い、ケーシング 内に雰囲気ガスを加圧供給するように構成しているため、空気の炉体内への侵入を 効果的に抑制し、効率的に無酸素雰囲気を作ることができる。
[0012] 前記（2)に記載のガス雰囲気熱処理装置では、搬送手段が、複数のセラミックロー ラにより金属部品を通過させるものであるため、従来のメッシュベルトを使用するガス 雰囲気熱処理装置に比べて、耐熱性能が高く部品交換によるガス雰囲気熱処理装 置の操業停止頻度を少なくすることができる。
[0013] 前記（3)に記載のガス雰囲気熱処理装置では、炉体と、加熱手段及び搬送手段と の隙間をそれぞれ覆うケーシング内に、窒素ガスと水素ガスとを供給して内圧を高め ることにより、隙間から炉体内への空気の侵入を防止するとともに、水素ガスの一部が 炉体内へ侵入し、他の箇所から侵入した酸素と反応して H Oとして炉外に排除する
2
ことが可能になり、炉体内をより効果的に無酸ィ匕状態にすることができる。
[0014] 前記 (4)に記載のガス雰囲気熱処理装置は、加熱された金属部品を最初に無酸 素雰囲気中で冷却気体により冷却するように構成しているので、金属部品には酸ィ匕 変色等の障害を生じること無ぐ例えば、 300— 270°C程度以下まで冷却することが できる。そして、ガス雰囲気熱処理装置は、このように冷却した後に金属部品を水で 冷却するように構成して 、るので、金属部品には酸化変色や結晶構造等の障害を生 じること無ぐ例えば、 100°C程度以下まで冷却することができる。このように、例えば 、 100°C程度以下まで冷却すれば、金属部品の取り扱いが格段に容易になり、作業 員の手による取り扱 、も可能になる。
図面の簡単な説明
[0015] [図 1]本発明の一実施形態をライン方向に切断した際の断面図である。
[図 2]図 1における Π-Πに沿った断面図である。 [図 3]図 1における III IIIに沿った断面図である。
[図 4]図 1における IV-IVに沿った断面図である。
[図 5]図 1における V-Vに沿った断面図である。
[図 6]ガス雰囲気熱処理装置の内部温度を示した図である。
符号の説明
[0016] 10 ガス雰囲気熱処理装置
15 セラミックローラ (搬送手段）
16 駆動装置 (搬送手段）
17 金属部品
18 電気ヒータ (加熱手段）
19 炉体
20 ケーシング
発明を実施するための最良の形態
[0017] 以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明のガス雰囲気熱処理装置 10は、図 1に示したように、金属部品を加熱して 熱処理する区間 11と、この区間 11で過熱された金属部品を冷却する区間 12とが連 続して設けられたものであり、入口 13から出口 14までの全区間に複数のセラミック口 ーラ 15が連続して配置され、これらセラミックローラ 15は駆動装置 16により回転駆動 されるものであり、金属部品 17はトレイなどの容器に入れられてセラミックローラ 15上 に載せられ、駆動装置 16により回転されるセラミックローラ 15が金属部品 17を、入口 13から図 1における右方向に向けて出口 14まで搬送する。そして、熱処理区間 11で は、金属部品 17を直接加熱するための複数の電気ヒータ 18が炉体 19内に設けられ 、電気ヒータ 18とセラミックローラ 15の炉体 19への取り付け箇所が炉体外側力もそれ ぞれケ一シング 20で覆われ、雰囲気ガス供給装置（図示せず）によりケーシング 20 内に雰囲気ガスが加圧供給されて 、る。
[0018] 更に詳細に説明すると、各セラミックローラ 15は両端が炉体 19の側壁に貫挿され、 その両端が回転可能に支承され、図示しないプーリー、チェーン、モーターなどを含 む駆動装置 16により回転駆動される。 熱処理区間 11において、炉体 19は天井 19aと両側壁 19bと炉床 19cと力 それぞ れ耐火煉瓦及び耐熱材から形成され、その入口 13には、安全性を確保するための 熱遮断用フラップ 21が天井 19aから回動可能に吊るされている。この熱遮断用フラッ プ 21はセラミックローラ 15まで延びており、トレイに入れられた金属部品 17が炉体 19 内に搬入されるときに、熱遮断用フラップ 21を押してこれを開閉する。熱遮断用フラ ップ 21を通過すると、炉体 19内には入口 13にフレームカーテン形成装置のノズル（ パイロットバーナー） 22が設けられている。この装置は、炉体 19の入口部で炉体内側 に向けて上下のノズル (パイロットバーナー） 22から炎を噴き出してフレームカーテン を形成し、このフレームカーテンにより酸素を燃焼すると共に、外部と炉体 19内とを 遮断して空気が炉体 19内へ侵入することを防止する。またフレームカーテン形成装 置には、フレームカーテンの監視装置（図示せず）と緊急停止安全システム（図示せ ず)とが設けられている。監視装置は、フレームカーテンの失火等を監視するもので あり、緊急停止安全システムは、この監視結果に失火等の異常が発生した場合に、 フレームカーテン形成装置を停止するものである。ここで、図 2は、フレームカーテン 部分力も熱処理炉 23に入る前の連結部分 24の断面図であり、斜線を付した部分は 金属部品が通過するための内部空間である。
図 3は熱処理炉 23の断面図であり、斜線を付した部分は、金属部品 17が通過する ための内部空間である。フレームカーテンを通過して熱処理炉 23に入ると、セラミック ローラ 15の上下には複数の電気ヒータ 18が設けられている。各電気ヒータ 18は、セ ラミックローラ 15と同様に両端が側壁 19bに貫挿されて 、る。これらセラミックローラ 1 5と電気ヒータ 18の側壁 19bへの取り付け箇所には、それぞれ若干の隙間が生じるも のであるが、これら隙間は炉体 19外側にそれぞれ設けたケーシング 20で覆われ、水 素と窒素を含む雰囲気ガスがケーシング 20内に加圧供給されることにより、ケーシン グ 20の内圧が高められ、外部の空気がケーシング 20を介して炉体 19内に侵入する のを防止する。また熱処理炉 23の後端にも、水素と窒素を含む雰囲気ガスを熱処理 炉 23の内部に向けて加圧供給するためのノズル 28が設けられて 、る。これら雰囲気 ガスに含まれる水素は、炉体 19内に僅かに存在する酸素と反応して水（水蒸気）とな り、炉体 19内の無酸素状態を作るためのものである。熱処理炉 23には、温度センサ 一（図示せず）が設けられており、この温度センサー力 のデータに応じて制御装置（ 図示せず）により電気ヒータ 18が制御される。
以上のような熱処理炉 23を通過させることにより、金属部品 17は例えば 1000°C程 度以上まで加熱される。
[0020] 次に、冷却区間 12では、冷却気体により金属部品 17を冷却した後に、水により冷 却するように装置が構成されている。すなわち、図 4は冷気による冷却装置 25の断面 図であり、斜線を付した部分は、金属部品が通過するための内部空間である。この冷 却区間 12には冷却装置 25が複数箇所に配置されており、各冷却装置 25は、複数 のフィン付き水冷パイプ 25aがセラミックローラの上方に配置され、これら水冷パイプ 25aの上方に冷却ファン 25bと、冷却ファン 25bを駆動するためのモーター 25cとが 設けられており、温度が温度センサー（図示せず)で監視され、水冷パイプ 25aに供 給される冷水量が監視システム（図示せず）により監視され、制御装置（図示せず）に より冷却装置 25は制御される。このような冷却装置 25により、冷気を金属部品 17に 吹き付けることにより金属部品 17を冷却し、この冷却装置 25が設けられた箇所を通 過すると、金属部品 17は例えば 300°C程度以下まで冷却される。
[0021] 冷却装置 25が設けられた箇所を通過すると、炉体 19内の出口 14にもフレーム力 一テンを形成するためのノズル (パイロットバーナー） 29が設けられている。このノズ ル (パイロットバーナー） 29を含むフレームカーテン形成装置は、入口 13と同じもの が用いられる。出口フレームカーテンの監視装置（図示せず）と緊急停止安全システ ム（図示せず)も入口と同様である。
出口フレームカーテンを通過すると、図 5の断面図に示したようなシャワー水冷装置 26が出口 14に設けられている。シャワー水冷装置 26は、セラミックローラ 15の上方 に設けられた冷水ヘッダー 26aが複数のノズルを有し、セラミックローラ 15の下方に 設けられた集水容器 26bに排水管 26cが接続され、ノズル力も金属部品 17に冷水を 降り注ぐことにより金属部品 17を例えば 100°C程度以下まで冷却し、金属部品 17と セラミックローラ 15とを通過した冷水が集水容器 26bから排水管 26cを通って排水さ れる。
なお、金属部品 17は、上記シャワー水冷装置 26の直前において、既に、例えば 3 00— 270°C程度以下まで冷却されており、これが故に、金属部品 17の水による冷却 が可能になっている。つまり、金属部品 17が 300— 270°C程度以上である場合には 、酸化変色や結晶構造等の悪影響を生じる可能性があり、水による冷却は好ましくな いからである。
[0022] 次に、図 6は本発明のガス雰囲気熱処理装置 10における内部温度と装置全長との 関係を示した図である。
ガス雰囲気熱処理装置 10では、トレイに入れられた金属部品 17が熱遮断用フラッ プ 19aから炉体 19内に搬入され、シャワー水冷装置 26を通過するまでの長さは、概 ね 6500mm程度、ほぼ 22分間を要するものであり、この 22分間の熱処理工程にお ける装置内部の温度変化を示したものが図 6のグラフである。したがって、図 6におい て上下に配置したグラフとガス雰囲気熱処理装置は、それぞれ横軸（時間軸）と処理 方向の位置がほぼ対応するものである。図 6からも、本発明のガス雰囲気熱処理装 置 10では、電気ヒータ 18が設けられた熱処理炉 23において内部温度は急激に上 昇し、所望の 1000°C以上の雰囲気を比較的迅速に得られることが判る。
[0023] 以上のように本発明のガス雰囲気熱処理装置 10では、複数の電気ヒータ 18を炉体 19内に設け、マツフルを設けること無ぐ金属部品 17を直接的に加熱する構成とした ので、金属部品 17を所要温度まで迅速に上昇させることができて、処理時間ゃ熱処 理炉の長さを短くすることが可能になった。またガス雰囲気熱処理装置 10では、従 来のようにマツフル筒外側の加熱による劣化が生じず、劣化したマツフル筒の交換が 不要である。
本発明のガス雰囲気熱処理装置 10では、セラミックローラ 15及び電気ヒータ 18の 炉体 19への取り付け箇所を炉体 19の外側からケーシング 20で覆い、ケーシング 20 内に雰囲気ガスを加圧供給するように構成しているため、ケーシング 20内の内圧は 高まり、これら取り付け箇所力 炉体 19内への空気の侵入を効果的に抑制すること ができて、効率的に無酸素雰囲気を作ることができる。
[0024] ガス雰囲気熱処理装置 10では、炉体 19内において複数のセラミックローラ 15によ り金属部品 17を搬送するものであるため、従来のメッシュベルトを使用するガス雰囲 気熱処理装置に比べて、耐熱性能が高く部品交換によるガス雰囲気熱処理装置の 操業停止頻度を少なくすることができる。
ガス雰囲気熱処理装置 10では、ケーシング 20内に供給する雰囲気ガスが窒素ガ スと水素ガスとを含むものであるため、水素ガスの一部が炉体 19内へ侵入し、他の箇 所から侵入した酸素と反応して H Oとして炉外に排除することが可能になり、炉体 19
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内を効果的に無酸ィ匕状態にすることができる。また雰囲気ガスに含まれる窒素ガスは 、ケーシング 20内の内圧を高めて、セラミックローラ 15及び電気ヒータ 18の炉体 19 への取り付け箇所力 炉体 19内へ空気が侵入することを防止し、炉体 19内を無酸 化状態にするためのものである。

Claims

請求の範囲
[1] 熱処理される金属部品を通過させるための炉体内に金属部品の搬送手段が設けら れ、該炉体内にマツフルを設けること無く金属部品を直接加熱するための加熱手段 が設けられ、前記搬送手段及び前記加熱手段の炉体への取り付け箇所が炉体外側 力 ケーシングで覆われ、該ケーシング内圧を高めて炉体内への空気の侵入を抑制 するべく雰囲気ガスをケーシング内に加圧供給するための雰囲気ガス供給装置が設 けられたことを特徴とするガス雰囲気熱処理装置。
[2] 前記搬送手段が、炉体内に連続するように配置された複数のセラミックローラと、該 セラミックローラを回転駆動させる駆動装置とを備えることを特徴とする請求項 1に記 載のガス雰囲気熱処理装置。
[3] 前記雰囲気ガス供給装置は、少なくとも窒素ガスと水素ガスとを含む雰囲気ガスを 供給するものである請求項 1に記載のガス雰囲気熱処理装置。
[4] 前記加熱手段が設けられた炉体を通過させることにより加熱された金属部品を冷却 気体により冷却する手段と、該冷却気体により冷却された金属部品をさらに水により 冷却する手段とを含むものである請求項 1に記載のガス雰囲気熱処理装置。
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