WO2006078052A1 - 熱処理炉、及びそれを備える熱処理設備 - Google Patents

熱処理炉、及びそれを備える熱処理設備 Download PDF

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WO2006078052A1
WO2006078052A1 PCT/JP2006/301091 JP2006301091W WO2006078052A1 WO 2006078052 A1 WO2006078052 A1 WO 2006078052A1 JP 2006301091 W JP2006301091 W JP 2006301091W WO 2006078052 A1 WO2006078052 A1 WO 2006078052A1
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furnace
heat treatment
solution
aging
workpiece
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PCT/JP2006/301091
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English (en)
French (fr)
Inventor
Kazuhide Takano
Shinji Goto
Original Assignee
Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Nihon Kohnetsu Industrial Co., Ltd.
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    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
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    • 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
    • F27B9/16—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 circular or arcuate path
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    • 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
    • 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
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    • C21D9/0037—Rotary furnaces with vertical axis; Furnaces with rotating floor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
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    • 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
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    • 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
    • F27B9/38—Arrangements of devices for charging
    • 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
    • F27B9/39—Arrangements of devices for discharging

Definitions

  • the present invention relates to a heat treatment technology for a molded article such as an aluminum alloy formed by forging or forging, and more specifically, a heat treatment furnace for performing solution treatment and aging treatment, and a heat treatment provided with these heat treatment furnaces Regarding equipment.
  • facilities for performing a series of treatments such as solution treatment, quenching treatment, and aging treatment are known in the heat treatment equipment for aluminum and steel materials and forgings.
  • a plurality of workpieces are accommodated in the tray 70, and in the process of transporting the tray 70, each workpiece in the tray 70 is subjected to a solution treatment.
  • the quenching process and the aging process are continuously performed.
  • the technology relating to the heat treatment process using the tray 70 is well known.
  • 71 is a solution furnace
  • 72 is a quenching water tank
  • 73 is an aging furnace
  • 7 7 ⁇ 7 0 ⁇ ⁇ ⁇ is continuously supplied to these. It is said.
  • a conveyor 7 5-7 5 for collecting core sand adhering to the workpiece is provided in the underground pit 7 6, and the core sand is conveyed to the sand collection box 7 7 by the conveyor 7 5 ⁇ 7 5. It is said.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 20 03-1-18 3 7 2 5 discloses a configuration in which a solution furnace and an aging furnace are rotary furnaces.
  • a high-speed heating furnace that performs temperature rise in a short time is installed before the solution treatment. .
  • the purpose of this rapid temperature rise is to remove internal stress accumulated in the workpiece.
  • the equipment configuration shown in Fig. 9 has the following problems.
  • the tray 70 when the tray 70 is loaded into the solution furnace 7 1 and the aging furnace 7 3, the temperature inside the furnace will decrease, which also contributes to energy loss and prolonged heating time. Will be connected.
  • the core sand is collected by rotating the screw provided in the chute 7 9-7 9 ⁇ and discharging it onto the conveyor 75.
  • the drive source of this screw Is required.
  • the screw was worn by the core sand, resulting in an increase in maintenance costs such as repair and replacement of parts.
  • comparers 5 and 7 may be possible to abolish comparers 5 and 7 and install sand collection boxes 7 7 below each chute 7 9 7 9. Increase labor costs).
  • the equipment is configured to transport multiple trays 70 inside, the equipment is large and the burner 8 1 8 1 ⁇ , fan 8 2 8 2 ⁇ , conveyor 8 3 * 8 3 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ Disclosure of the Invention
  • the present invention proposes a heat treatment furnace having a novel configuration and a heat treatment facility including the heat treatment furnace.
  • a furnace chamber is formed from a furnace body whose lower side is opened and a floor body that closes an open portion on the lower side of the furnace body, and a mounting shelf for mounting a workpiece in the furnace chamber
  • the heat treatment furnace is provided with one or more stages.
  • the present invention does not use a tray as compared with a conventional facility using a saddle, so that variations in the quality of each workpiece can be reduced and the quality of the workpiece can be improved.
  • energy loss due to tray heating / cooling can be reduced.
  • the furnace body is provided with a hot air circulation device for circulating hot air in a circumferential direction in a plan view in the furnace chamber. This eliminates variations in the amount (energy) of hot air supplied to each mounting shelf provided in a plurality of stages, enables uniform heat treatment for each workpiece, and prevents variations in workpiece quality. In addition, there is no rolling up of falling sand and the service life of the device can be extended.
  • a furnace chamber is formed from a furnace body whose lower side is opened, and a floor body that closes an open part on the lower side of the furnace body, and the furnace chamber is divided into two upper and lower spaces by a partition wall.
  • the upper space is configured as an aging furnace chamber for performing an aging treatment
  • the lower space is configured as a solution furnace chamber for performing a solution treatment, the aging furnace chamber and the solution furnace chamber.
  • a hot air circulation device for circulating hot air in a planar view circumferential direction in the aging furnace chamber, and the solution furnace A heat-air circulation device for circulating hot air in a circumferential direction in a plan view and a heat treatment furnace provided with: to this Therefore, in the present invention, the installation space for the heat treatment furnace is small (miniaturization of the apparatus), and the installation space for the entire heat treatment equipment can be reduced.
  • the floor body is configured to be rotationally driven, and the mounting shelf is supported by a support column erected on the floor body and rotates with the floor body.
  • the floor body is provided with a chute part communicating with an external space below the floor body, and a sand discharge mechanism including a lid body that opens and closes a lower opening of the chute part.
  • a guide member that contacts the lid body and opens and closes the lid body, and sand accumulated on the lid body when the lid body is opened are charged.
  • a sand collection box is provided below the floor body.
  • the heat treatment furnace is used as a solution furnace and an aging furnace
  • the heat treatment equipment includes the solution furnace and the aging furnace.
  • the solution treatment in the solution furnace and the aging treatment in the aging furnace can be completed in a short time compared to the heat treatment furnace of the conventional configuration, and the entire heat treatment process can be completed in a short time. be able to.
  • construction costs can be reduced, construction periods can be shortened, and maintenance costs can be reduced.
  • the solution furnace and the aging furnace are configured separately, the equipment can be easily transferred and diverted.
  • the number of burners and fans can be reduced, and the tray transport device is not necessary, so the device can be configured at low cost.
  • the heat treatment equipment includes the solution heat treatment furnace for solution treatment of the workpiece, a quenching water tank for quenching the work solution treated in the solution heat treatment furnace, and the quenching treatment.
  • the aging furnace for aging treatment of a work hardened in a water tank, an empty device for cooling the work aging treated by the aging furnace, and a work to be solution treated in the solution heat treatment furnace
  • a work carry-in device for carrying in the work
  • a work carry-out device for carrying out the work cooled by the air cooling device
  • a robot arm for moving the workpieces one by one in the order of the device and the workpiece unloading device.
  • the robot arm can transport workpieces with complex shapes that cannot be transported by conveyors, etc., and workpieces with core sand. Also quenching water tank Since only the work piece is cooled, it can be made compact. In addition, by performing forced cooling of the heat-treated work using an air cooling device, it is possible to easily perform work inspection manually in the subsequent process.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a heat treatment facility according to the present invention.
  • FIG. 2 is a plan sectional view showing the structure of the heat treatment furnace of Example 1.
  • FIG. 2 is a plan sectional view showing the structure of the heat treatment furnace of Example 1.
  • FIG. 3 is a side sectional view showing the structure of the heat treatment furnace of Example 1.
  • FIG. 4 is a diagram showing time reduction of solution treatment and aging treatment.
  • FIG. 5 shows the sand discharge mechanism
  • Fig. 6 shows how sand is discharged into the sand collection box.
  • FIG. 7 is a side sectional view showing the structure of the heat treatment furnace of Example 2.
  • FIG. 8 is a view showing a heat treatment facility equipped with the heat treatment furnace of Example 2.
  • FIG. 9 is a diagram showing the configuration of a heat treatment facility using a ladle.
  • FIG. 10 is a view showing a straw tray and a work housed in the tray.
  • heat treatment equipment 10 includes a solution furnace 1, a quenching water tank 2, an aging furnace 3, an air cooling device 4, a mouth pot arm 5, a workpiece carry-in device 6, and a cake carry-out device. 7.
  • the workpieces 8, 8, and so on carried in by the cake carrying-in device 6 are subjected to solution treatment in the solution furnace 1, quenching in the quenching water tank 2, aging treatment in the aging furnace 3, Heat treatment is performed in the order of cooling processing by the air cooling device 4 and the workpiece is unloaded by the workpiece unloading device 7.
  • the solution furnace 1 and the aging furnace 3 are constituted by a heat treatment furnace according to the present invention.
  • a heat treatment furnace configuration by setting the temperature and time of heat treatment, either solution treatment or aging treatment can be performed alternatively.
  • the heat treatment furnace (solution furnace 1, aging furnace 3) according to the present invention is supported by a base 11 and has a cylindrical furnace body 12 whose lower side is opened, A floor chamber 14 is formed by closing a lower open portion of the furnace main body 1 2 and rotatably supported by the base 13, and a plurality of stages are formed in the furnace chamber 15. It has a configuration in which mounting racks 1 6 ⁇ 1 6 ⁇ ⁇ ⁇ are provided.
  • the furnace body 1 2 The upper side of is closed by an upper wall 1 2 a.
  • the mounting shelves 16 1 6 16 are fixed to pillars 17 that are erected in the vertical direction at the center of the floor body 14. In this embodiment, a total of 20 pieces 8 ⁇ 8 ⁇ 'can be placed in each stage.
  • the floor body 14 is rotated by a motor (not shown) around the center line of the support column 17.
  • the rotation of the floor body 14 causes the support column 17 and the mounting shelf 1 to rotate.
  • 6 ⁇ 1 6 ⁇ ⁇ ' is rotating.
  • the number of loading shelves 1 6 ⁇ 16 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ is designed as appropriate. For example, in the case of a device configuration for processing a small number of workpieces 8 ⁇ 8 ⁇ ⁇ ⁇ , it may be possible to use one stage.
  • the furnace main body 1 2 includes a loading port 1 8 for loading the work 8 ⁇ 8 ⁇ ⁇ ⁇ into the mounting shelf 1 6 ⁇ 1 6 ⁇ ⁇ ⁇ and a mounting shelf 1 6 ⁇ 1 6 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ Unloading port 19 for unloading work 8 ⁇ 8 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ is provided.
  • Each loading / unloading port 18 and unloading port 19 is provided with an opening / closing door 18 / 19a, and the loading / unloading port 18 and unloading port 19 are opened and closed as necessary.
  • the outer peripheral portion of the furnace main body 12 is provided with two hot air circulation devices 20 A and 20 B having a burner 21 and a fan 22, and in this embodiment, The two hot air circulators 2 OA ⁇ 20 B are installed at a position approximately 180 degrees apart in the circumferential direction.
  • Each of the hot air circulation devices 20 A and 20 B is configured by installing a burner 21 and a fan 22 in a casing 23 disposed on the outer periphery of the furnace body 12.
  • the inside of the casing 2 3 is divided into two chambers, a burner chamber 2 5 and a fan chamber 26, by a partition wall 24, and the heat generating portion 2 1a of the burner 2 1 is disposed in the burner chamber 25.
  • the chamber 2 6 is provided with a fan 22.
  • the burner chamber 25 and the fan chamber 26 are communicated with the interior of the furnace chamber 15 through openings 25 a and 26 a provided in the furnace main body 12, respectively.
  • the partition wall 24 has a structure in which an inlet of the fan 22 is opened, and an exhaust port of the fan 22 is provided on the fan chamber 26 side.
  • the air in the heated burner-chamber 25 is sucked by the rotation of the fan 22 and discharged into the fan chamber 26 and into the furnace chamber 15 through the opening 26a.
  • the hot air discharged from one hot air circulation device 2 OA is guided into the burner chamber 25 of the hot air circulation device 20 B by the suction force of the fan 22 of the other hot air circulation device 20 B.
  • the air is discharged from the fan 2 2 of the hot air circulation device 20 B and returned again as the hot air circulation device 2 OA.
  • heat Wind is circulated in the furnace chamber 15.
  • the opening 26 6 a has a vertical dimension in which the workpieces 8 and 8 are respectively placed on the uppermost mounting shelf 16 and the lowermost mounting shelf 16.
  • ⁇ ⁇ ⁇ Is set to face each other, and hot air is sent horizontally to each mounting shelf 1 6
  • the hot air sent to each mounting shelf 1 6 * 1 6 ⁇ as shown in Fig. 2, in each mounting shelf 1 6 ⁇ 1 6 ⁇ ⁇ ⁇ of each work 8 ⁇ 8 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ While passing through the gap between them, it is circulated in the furnace chamber 15.
  • the configuration is such that hot air is sent to each mounting shelf 1 6 ⁇ 1 6 ⁇ , so that the amount of hot air (energy) supplied to each mounting shelf 1 6 ⁇ 1 6 ⁇ ⁇ ⁇ ) Will be eliminated, and it will be possible to heat-treat each workpiece 8 ⁇ 8 ⁇ ⁇ ⁇ uniformly.
  • a large contact area between the work 8 ⁇ 8 ⁇ ⁇ ⁇ and hot air is secured, and even in each work 8 ⁇ 8 ⁇ ⁇ ⁇ , there is less variation in temperature distribution, and each work 8 ⁇ 8 ⁇ ⁇ ⁇ Can improve product quality.
  • FIG. 4 shows the shortening of the temperature rise time.
  • the temperature rise time T 2 was required for the solution treatment.
  • the temperature rise time T 1 can be set. If soaking time T3 is required, the time required for the entire solution treatment is shortened by the difference between temperature rise time T2 and temperature rise time T1 (T2-T1). It becomes possible.
  • the heat treatment furnace according to the present invention is used as the aging furnace 3, and the temperature rise time T 4 and the soaking time T 6 when performing the aging treatment are also shown.
  • the temperature increase time T 5 was required for the aging treatment.
  • the temperature increase time T 4 can be set, and the time required for the entire aging treatment can be increased. It also shows that it is possible to shorten by the difference (T 5 – T 4) between the warming time T 5 and the heating time T 4.
  • the hot air does not convect in the vertical direction, so the core sand that has fallen from the workpieces 8, 8, etc. does not roll up and falls down to the floor 14
  • the chutes formed are guided to 1 4 a ⁇ 1 4 a.
  • the core sand collides with the inner wall of the furnace main body 12 and the inner wall surface is worn and damaged, or the burner 21 may be damaged. Since this problem does not occur in the configuration, the service life of the device can be extended.
  • the floor body 14 is provided with a plurality of locations around the center line of the support pillars 17 at a plurality of locations with a substantially Y-shaped shrimp portion 14 a ⁇ 14 a. It has been.
  • a total of 10 chute portions 14a / 14a are provided, and the chute portions 14a / 14a are disposed below the workpieces 8/8 ... It is configured.
  • Each chute 14a ⁇ 14a is provided with an openable sand discharge mechanism 30 ⁇ 30 at the lower opening.
  • the sand discharge mechanism 30 includes a cylindrical body 31 having a substantially square cross-sectional view, and a cradle-shaped lid 3 2 covering the lower opening of the cylindrical body 31 having a support shaft 3 3. 3, and a protrusion 34 projected from the side of the lid 32 is connected to a guide member 35 fixed to the apparatus installation floor 9 side.
  • the lid body 32 is configured to swing by the contact.
  • a sand collection box 36 is installed at a position where the lid 32 swings and the sand deposited on the lid 32 falls.
  • the guide member 35 is a side-view mountain-shaped cam as shown in FIG. 6, and the floor body 14 rotates (sand discharge) by having the protrusion 3 4 run along the cam. As the mechanism 30 is moved, the lid 3 2 is opened and closed.
  • the above is the configuration of the heat treatment furnace according to the present invention, and this configuration is also applied to the solution furnace 1 and the aging furnace 3.
  • the heat treatment furnace described above includes a furnace body 12 whose lower side is opened, a floor body 14 which is rotationally driven while closing a lower open part of the furnace body 12, and a furnace chamber 15.
  • a mounting shelf 1 6 ⁇ 1 6 ⁇ or a plurality of stages for placing the work 8 * 8 ⁇ is provided in the furnace chamber 15.
  • a configuration using a conventional tray is used. Compared with the equipment, since the tray is not used, it is possible to reduce the variation in quality of each work 8 ⁇ 8 ⁇ ⁇ ⁇ , and to improve the quality of the work 8 ⁇ 8 ⁇ ⁇ '.
  • the furnace body 12 is provided with a hot air circulation device 2 O A-20 B for circulating hot air in the circumferential direction in the plan view in the furnace chamber 15.
  • ⁇ 8 ⁇ ⁇ ⁇ can prevent quality variations.
  • there is no rolling up of the falling sand and the service life of the equipment can be extended.
  • Compared with conventional equipment that uses a tray there is no energy loss associated with the heating and cooling of the tray, so it is possible to use burners and fans with small capacity.
  • the storage racks 1 6 ⁇ 1 6 ⁇ are supported by a support column 17 standing on the floor body 14 and are configured to rotate together with the floor body 14.
  • the effect of variation in the heat transfer amount due to different installation locations can be reduced, and the quality of each work 8 ⁇ 8 ⁇ ⁇ ⁇ can be made uniform.
  • work 8 * 8 * ... to place it is good also as a structure which the floor body 14 does not rotate.
  • the floor body 14 is opened and closed with a shout portion 14 a ⁇ 14 a communicating with an external space below the floor body 14 and a lower opening of the chute portion 14 a ⁇ 14 a.
  • Sand discharge mechanism 3 0 ⁇ 30 having a sliding lid 3 2 is provided, and below the floor body 14 is in contact with the lid body 3 2 to open and close the lid body 3 2.
  • the guide member 35 and the sand collection box 36 into which the sand accumulated on the lid 32 is introduced when the lid 32 is opened are provided.
  • the heat treatment furnace configured as described above is used as the solution furnace 1 and the aging furnace 3, and the heat treatment equipment 10 having the solution furnace 1 and the aging furnace 3 is provided.
  • the heat treatment equipment 10 includes a solution furnace 1 for solution treatment of the workpieces 8, 8, and so on, and a metal solution treated in the solution furnace 1.
  • the workpieces 8 ⁇ 8 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ are moved one by one by the mouth pot arm 5, so that the workpieces with complicated shapes that cannot be conveyed by a conveyor etc.
  • workpieces with core sand can be transported.
  • the solution treatment in the solution furnace 1 and the aging treatment in the aging furnace 3 can be completed in a short time, and the entire heat treatment process can be completed in a short time. Can be completed.
  • it can reduce the construction cost, shorten the construction period, and reduce the maintenance cost compared to the equipment using conventional trays.
  • the solution furnace 1 and the aging furnace 3 are configured separately, the equipment can be easily transferred and diverted.
  • the device can be configured at low cost and can be configured compactly.
  • the quenching water tank 2 can cool the workpieces 8 ⁇ 8 ⁇ ⁇ ⁇ alone and can be configured compactly.
  • by performing forced cooling of the workpiece after the heat treatment by the air cooling device 4 it is possible to easily perform the workpiece inspection manually in the subsequent process.
  • the workpieces are transported and cooled one by one in the air cooling device 4, a large number of workpieces are not cooled at the same time, and the workpieces are uniformly cooled to the set temperature without variation. Can do.
  • no tray since no tray is used, there is no energy loss for cooling the tray. In addition, there is no need to stock workpieces for natural cooling.
  • the heat treatment furnace 40 of Example 2 has a furnace chamber 15 of the furnace body 12 divided into two upper and lower spaces by a partition wall 41 provided in the horizontal direction.
  • the space is configured as an aging furnace chamber 42 for performing an aging treatment
  • the lower space is configured as a solution furnace chamber 43 for performing a solution treatment
  • the aging furnace chamber 42 and the solution furnace chamber Each of 4 3 is provided with one or a plurality of stages of mounting shelves 4 6 * 4 6...
  • the furnace body 12 has a plan view circumference in the aging furnace chamber 4 2.
  • the hot air circulation device 44 for circulating the hot air in the direction and the hot air circulation device 45 for circulating the hot air in the circumferential direction in the plan view are provided in the solution furnace chamber 43.
  • a solution furnace chamber 4 3 is formed below the aging furnace chamber 4 2. This is because core sand adhering to the work 8 ⁇ 8 ⁇ ⁇ ⁇ is easy to fall in a higher temperature environment, the solution treatment that is performed at a higher temperature than the aging treatment in the furnace By carrying out under the main body 12, the fallen core sand can be efficiently guided to the chute portions 14 a and 14 a of the floor body 14 and collected.
  • a heat insulating material is provided inside the partition wall 41 so that heat transfer between the aging furnace chamber 4 2 and the solution furnace chamber 4 3 is appropriately blocked.
  • the heat of the solution furnace chamber 43 is transferred to the aging furnace chamber 42.
  • a support column 4 7 is provided so as to penetrate the partition wall 41 in the vertical direction, and the mounting shelf 4 6-4 6 ⁇ is supported by the support column 4 7, and the mounting shelf 4 6-4 6 ⁇ ⁇ ⁇ is rotated with the support 4 7.
  • the configuration of the heat treatment equipment 50 as shown in FIG. 8 can be obtained, and compared with the configuration shown in FIG.
  • the installation space for the furnace 40 is small (miniaturization of the equipment), and the installation space for the entire heat treatment facility 50 can be reduced.
  • the present invention can be used in a heat treatment technique for a molded product such as an aluminum alloy formed by forging or forging.

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Abstract

下側が開放される炉本体１２と、前記炉本体１２の下側の開放部分を閉じるとともに、回転駆動される床体１４と、から炉室１５が形成され、前記炉室１５内に、ワーク８・８・・・を載置するための載置棚１６・１６・・・が一又は複数段設けられる熱処理炉（溶体化炉１、時効炉３）とする。また、前記炉本体１２には、炉室１５内において、平面視周方向に熱風を循環させるための熱風循環装置２０Ａ・２０Ｂが設けられる。また、前記載置棚１６・１６・・・は、床体１４に立設される支柱１７に支持され、床体１４とともに回転する構成とする。

Description

明 細 書 熱処理炉、 及びそれを備える熱処理設備 技術分野
本発明は、 本発明は、 铸造ゃ鍛造によって成形されたアルミニウム合金な どの成形品の熱処理技術に関し、 より詳しくは、 溶体化処理、 時効処理を行 う熱処理炉と、 これらの熱処理炉を備える熱処理設備に関する。 背景技術
従来、 アルミニウム材、 鋼材等の鎵物、 鍛造品の熱処理設備において、 溶 体化処理、 焼入れ処理、 時効処理の一連の処理を行う設備が知られている。 例えば、 図 9に示す設備の構成では、 トレー 7 0内に複数のワーク （被処 理体） を収容し、 該トレー 7 0を搬送する過程で、 トレー 7 0内の各ワーク について溶体化処理、 焼入れ処理、 時効処理が連続的に行われる構成とする ものであり、 このように、 トレ一 7 0を用いた形態の熱処理工程に関する技 術は周知となっている。
また、 図 9に示す構成において、 7 1は溶体化炉、 7 2は焼入れ水槽、 7 3は時効炉であり、 これらにトレ一 7 0 · 7 0 · · ·が連続的に供給される こととしている。 また、 ワークに付着した中子砂を回収するためのコンベア 7 5 - 7 5を地下ピット 7 6に設け、 該コンベア 7 5 · 7 5にて中子砂を砂 回収箱 7 7まで搬送する構成としている。
また、 特開 2 0 0 3— 1 8 3 7 2 5号公報においては、 溶体化炉及び時効 炉を回転式炉とした構成について開示されている。 この技術文献 1では、 上 記の溶体化処理、 焼入れ処理、 時効処理のプロセスにおいて、 溶体化処理の 前に、短時間で昇温を実施する高速昇温炉を設置する構成とするものである。 この高速昇温は、 ワーク内に蓄積した内部応力の除去を目的としている。 図 9に示すような設備の構成においては、 次のような問題がある。
まず、 溶体化炉 7 1、 時効炉 7 3における昇温時においては、 トレ一 7 0 内のワーク毎の温度分布のバラツキが大きく、 トレー 7 0内の全てのワーク が設定温度に達するまでに長時間を要することとなつていた。 結果として、 昇温が早いワークに対しては、 均熱時間が長くなり、 昇温が遅いワークにつ いては、均熱時間が短くなり、ワークの品質にバラツキが生じることになる。 これは、 ワークを詰め込んだトレ一 7 0内においては、 熱風の届きにくい、 いわゆる死角となる箇所が形成されてしまうためであり、 例えば、 図 1 0に 示すワーク 7 8 aと、 ワーク 7 8 bでは、 品質が異なってしまうものであつ た。
また、 焼入れ水槽 7 2における冷却時においても、 ワーク 7 8 aとワーク 7 8 bの冷却速度にバラツキが生じることになる。
また、 昇温過程、 冷却過程においては、 トレー 7 0自体の昇温や冷却に熱 エネルギーの移動が発生するため、 ワークの昇温、 冷却のためのエネルギー のロスが発生することになる。 このため、 溶体化炉 7 1、 時効炉 7 3のライ ンの長大化や、 バーナー出力の増大等といったことにつながることになつて いた。
また、 設備へのトレー 7 0の積み込み作業、 及び、 設備からのトレー 7 0 の取り出し作業が必要とされていた。
また、 昇温時間短縮のため、 均熱温度よりも高温の高速昇温ゾーンを設け ることも検討されるが、 上記のバラツキの問題から、 融点超えのワークを発 生させてしまう恐れがある。
また、 溶体化炉 7 1、 時効炉 7 3にトレー 7 0が搬入される際には、 炉内 の温度が低下することになるため、 このこともエネルギーロスや、 昇温時間 の長期化につながることになる。
また、 トレ一 7 0自体についても、 冷却、 加熱が繰り返されるため、 トレ 一 7 0に歪が発生し、 搬送路にて引つかかる等して、 ライン停止を招くとい つた問題があった。 また、 トレー 7 0のメンテナンス費も必要とされること になる。
また、 中子砂の回収については、 シュート 7 9 - 7 9 · · '内に設けたス クリュウを回転させることにより、 コンベア 7 5上へと排出させることとし ているが、 このスクリュウの駆動源が必要となる。 また、 前記スクリュウが 中子砂により摩耗し、補修や部品交換等のメンテナンス費の増大をもたらし ていた。
また、 コンベア 7 5 · 7 5のつなぎ箇所にて砂こぼれが派生するという問 題もあった。
この点、 コンペアマ 5 · 7 5を廃止して各シュート 7 9 · 7 9 · · ·の下方 に砂回収箱 7 7を設置することも考えられるが、 砂回収作業の負担が生じ、 保全費 （労務費） の増大をもたらすことになる。
また、 内部にて複数のトレー 7 0を搬送する設備構成であるため、 設備が 大型で、 バーナー 8 1 · 8 1 · · ·、 ファン 8 2 · 8 2 · · ·、 搬送装置 8 3 * 8 3 · · ·等のァクチユエ一夕類の点数が多くなるため、 施工費用の増 大、 施工期間の長大や、 保全費が高いといったこと、 また、 設備の移設転用 が困難であるという問題があつた 発明の開示
また、 前記技術文献で開示される技術では、 高速昇温炉の設置が必要とな るため、 この高速昇温炉の設置費用が必要とされることになる。 この点、 溶 体化炉における昇温の効率化が図ることができれば、高速昇温炉を設置しな くても、 設置した場合と同等の効果を得ることができるようになる。
本発明は、 以上の問題点に鑑み、 新規な構成の熱処理炉と、 該熱処理炉を 備える熱処理設備を提案するものである。
本発明の解決しょうとする課題は以上のごとくであり、 次にこの課題を解 決するための手段を説明する。
即ち、 本発明では、 下側が開放される炉本体と該炉本体の下側の開放部分 を閉じる床体とから炉室が形成され、 該炉室内に、 ワークを載置するための 載置棚が、 一又は複数段設けられる熱処理炉とする。 これにより、 本発明は 従来の卜レーを用いる設備と比較すると、 トレーを利用しないため、 ワーク ごとの品質のバラツキを低減でき、 また、 ワークの品質を向上させることが できる。 また、 トレーの昇温 ·冷却に伴うエネルギーロスを削減できる。 ま た、 各ワークと熱風との間の接触面積を広く確保することができ、 昇温時間 の短縮化、 さらには、 均熱時間を含めた熱処理全体に要する時間を短縮する ことができる。 また、 載置棚を複数段設けることにより、 短時間に多くのヮ ークを熱処理することができ、 優れた処理能力を発揮することができる。 また、 本発明では、 前記炉本体には、 前記炉室内において、 平面視周方向 に熱風を循環させるための熱風循環装置が設けられる構成とする。 これによ り、 複数段設けられる各載置棚に供給される熱風の量 （エネルギー） のバラ ツキがなくなり、 各ワークについて均一に熱処理を行うことができ、 ワーク の品質のバラツキを防止できる。 また、 落下する砂の巻き上げがなく、 装置 の耐用期間の長期化が図られる。
また、 本発明では、 下側が開放される炉本体と、 前記炉本体の下側の開放 部分を閉じる床体と、 から炉室が形成され、 該炉室は、 隔壁にて上下二つの 空間に区画され、 上側の空間が時効処理を行うための時効炉室として構成さ れ、 下側の空間が溶体化処理を行うための溶体化炉室として構成され、 前記 時効炉室及び溶体化炉室には、それぞれ、一又は複数段の載置棚が設けられ、 前記炉本体には、 前記時効炉室内において、 平面視周方向に熱風を循環させ るための熱風循環装置と、 前記溶体化炉室内において、 平面視周方向に熱風 を循環させるための熱風循環装置と、 が設けられる熱処理炉とする。 これに より、本発明では、熱処理炉の設置スペースが少なく済み（装置の小型化）、 熱処理設備全体の設置スペースの狭小化を図ることができる。
また、 本発明では、 前記床体は、 回転駆動される構成とするとともに、 前 記載置棚は、 前記床体に立設される支柱に支持され、 前記床体とともに回転 する構成とする。 これにより、 設置場所が異なることによる熱伝達量のバラ ツキの影響を低減することができ、 各ワークの品質を均一にすることができ る。
また、 本発明では、 前記床体には、 前記床体の下方の外部空間と連通する シュート部と、 該シュート部の下部開口を開閉する蓋体を具備する砂排出機 構と、 が設けられ、 前記床体の下方には、 前記蓋体に当接し、 蓋体を開閉す るためのガイド部材と、 前記蓋体が開かれた際に、 蓋体上に堆積された砂が 投入される砂回収箱と、 が設けられる構成とする。 これにより、 砂回収に関 する装置が簡易であることから、 安価に構成することができる。 また、 砂回 収作業も効率よく行うことができる。
また、 本発明では、 熱処理炉を、 溶体化炉、 及び、 時効炉として用いるこ ととし、 前記溶体化炉と前記時効炉とを具備する構成とした熱処理設備とす る。これにより、従来構成の熱処理炉と比較して、溶体化炉での溶体化処理、 時効炉での時効処理を、 それぞれ短時間で完了することができ、 熱処理の全 工程を短時間で完了することができる。従来のトレ一を用いる設備と比較し て、 施工費用の削減、 施工期間の短縮、 保全費の削減を図ることができる。 溶体化炉と時効炉は個別に構成されるため、 設備を容易に移設転用できる。 従来の卜レ一を用いる設備と比較して、バーナー、ファンの個数を削減でき、 また、 トレーの搬送装置が必要なくなるため、 装置を安価に構成することが できる。
また、 本発明では、 前記熱処理設備は、 ワークを溶体化処理するための前 記溶体化炉と、 前記溶体化炉にて溶体化処理されたワークを焼入れ処理する ための焼入れ水槽と、 該焼入れ水槽にて焼入れ処理されたワークを時効処理 するための前記時効炉と、前記時効炉により時効処理されたワークを冷却す るための空装置と、 前記溶体化炉にて溶体化処理されるワークを搬入するた めのワーク搬入装置と、前記空冷装置にて冷却されたワークを搬出するため のワーク搬出装置と、前記ワーク搬入装置、前記溶体化炉、前記焼入れ水槽、 前記時効炉、 前記空冷装置、 前記ワーク搬出装置の順に、 ワークを一つずつ 移動させるためのロボッ卜アームと、 を具備する構成の熱処理設備とする。 このため、 ロボットアームによって、 コンベア等で搬送できない複雑形状の ワークや、 中子砂付きのワークを搬送することができる。 また、 焼入れ水槽 は、 ワーク単体のみを冷却することになるため、 コンパクトに構成すること ができる。また、空冷装置により、熱処理後のワークを強制冷却することで、 後工程の人手によるワーク検査を行いやすくすることができる。 図面の簡単な説明
第 1図は本発明にかかる熱処理設備の構成について示す図である。
第 2図は実施例 1の熱処理炉の構成について示す平面断面図である。
第 3図は実施例 1の熱処理炉の構成について示す側面断面図である。
第 4図は溶体化処理、 時効処理の時間短縮について示す図である。
第 5図は砂排出機構について示す図である。
第 6図は砂回収箱への砂の排出について示す図である。
第 7図は実施例 2の熱処理炉の構成について示す側面断面図である。
第 8図は実施例 2の熱処理炉を備えた熱処理設備ついて示す図である。 第 9図は卜レ一を用いる熱処理設備の構成について示す図である。
第 1 0図は卜レーと、該トレーに収容されるワークについて示す図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の形態を、 図面に基づいて説明する。
[実施例 1 ]
図 1に示すごとく、 熱処理設備 1 0は、 溶体化炉 1と、 焼入れ水槽 2と、 時効炉 3と、 空冷装置 4と、 口ポットアーム 5と、 ワーク搬入装置 6と、 ヮ ーク搬出装置 7とを具備する構成としている。 この装置構成において、 ヮー ク搬入装置 6にて搬入されるワーク 8 · 8 · · ·は、 溶体化炉 1において溶 体化処理、 焼入れ水槽 2にて焼入れ処理、 時効炉 3にて時効処理、 空冷装置 4にて冷却処理、 といった順に熱処理が行われ、 ワーク搬出装置 7にて搬出 される。
また、 前記溶体化炉 1と前記時効炉 3は、 本発明にかかる熱処理炉により 構成されるものである。 そして、 以下の熱処理炉の構成において、 熱処理の 温度、 時間を設定することにより、 溶体化処理、 時効処理のいずれかを択一 的に行うことを可能とするものである。
図 2及び図 3に示すごとく、 本発明にかかる熱処理炉 （溶体化炉 1、 時効 炉 3 )は、ベース 1 1にて支持され、下側が開放される筒状の炉本体 1 2と、 該炉本体 1 2の下側の開放部分を閉じるとともに、 ベース 1 3にて回転自在 に支持される床体 1 4と、 から炉室 1 5が形成され、 該炉室 1 5内に、 複数 段の載置棚 1 6 · 1 6 · · ·が設けられる構成としている。 前記炉本体 1 2 の上側は、 上壁 1 2 aによって閉じられている。
また、 載置棚 1 6 · 1 6 · · ·は、 前記床体 1 4の中心部に上下方向に立 設される支柱 1 7に固定され、 各段において、 支柱 1 7を中心とする円盤形 状に構成されており、 本実施例においては、 各段において合計 2 0個のヮ一 ク 8 · 8 · · 'の載置を可能としている。
また、 前記床体 1 4は、 図示せぬモータにより、 前記支柱 1 7の中心線を 軸として回転するようになっており、 この床体 1 4の回転によって、 支柱 1 7、 載置棚 1 6 · 1 6 · · 'が回転するようになっている。 尚、 載置棚 1 6 · 1 6 · · ·の段数については、 適宜設計されるものである。 例えば、 少ない 個数のワーク 8 · 8 · · ·を処理するための装置構成とする場合には、 一段 とすることも考えられる。
また、 前記炉本体 1 2には、 載置棚 1 6 · 1 6 · · ·にワーク 8 · 8 · · · を搬入するための搬入口 1 8と、載置棚 1 6 · 1 6 · · ·からワーク 8 · 8 · · · を搬出するための搬出口 1 9が設けられている。 各搬入口 1 8、 搬出口 1 9 には、 それぞれ、 開閉扉 1 8 a · 1 9 aが設けられ、 該搬入口 1 8、 搬出口 1 9は必要に応じて開閉される。
また、 前記炉本体 1 2の外周部には、 バーナー 2 1と、 ファン 2 2を具備 する熱風循環装置 2 0 A · 2 0 Bが二箇所に設けられており、 本実施例にお いては、 二つの熱風循環装置 2 O A · 2 0 Bは、 円周方向において略 1 8 0 度離れた位置に設置される。
各熱風循環装置 2 0 A · 2 0 Bは、 それぞれ、 炉本体 1 2の外周部に配置 される筐体 2 3に、 バーナー 2 1とファン 2 2を設置して構成される。 前記 筐体 2 3の内部は、 隔壁 2 4によって、 バーナー室 2 5とファン室 2 6の 2 室に区画され、バーナー室 2 5にはバーナー 2 1の発熱部 2 1 aが配置され、 ファン室 2 6にはファン 2 2が配置される。 また、 バーナー室 2 5と、 ファ ン室 2 6は、 炉本体 1 2に設けた開口部 2 5 a · 2 6 aを介して、 それぞれ 炉室 1 5内と連通されている。また、ファン 2 2に関し、前記隔壁 2 4には、 ファン 2 2の吸入口が開口され、 また、 ファン室 2 6側にはファン 2 2の排 出口が設けられる構成としており、バーナー 2 1によって昇温されたバ一ナ —室 2 5内の空気が、ファン 2 2の回転によって吸引され、ファン室 2 6内、 そして、 開口部 2 6 aを介して炉室 1 5内へと排出される。 また、 一方の熱 風循環装置 2 O Aから排出される熱風は、他方の熱風循環装置 2 0 Bのファ ン 2 2の吸引力によって、 熱風循環装置 2 0 Bのバーナー室 2 5内へと導か れ、 バーナー 2 1によって昇温された後、 熱風循環装置 2 0 Bのファン 2 2 から排出されて、 再び熱風循環装置 2 O Aと戻される。 上のようにして、 熱 風が炉室 1 5内で循環するようになっている。
また、 図 3に示すごとく、 前記開口部 2 6 aは、 その上下寸法が、 最上段 の載置棚 1 6と、 最下段の載置棚 1 6に、 それぞれ載置されるワーク 8 · 8 · · ·に対向するように設定されており、 各載置棚 1 6 · 1 6 · · ·に対 し、 水平方向に熱風が送り込まれるようになつている。 そして、 各載置棚 1 6 * 1 6 · · · に送り込まれた熱風は、 図 2に示すごとく、 各載置棚 1 6 · 1 6 · · ·において、 各ワーク 8 · 8 · · ·の間の隙間を通過しながら、 炉 室 1 5内を循環される。 このように、 各載置棚 1 6 · 1 6 · ·、·について熱 風を送り込む構成とすることで、 各載置棚 1 6 · 1 6 · · ·に供給される熱 風の量 （エネルギー） のバラツキがなくなり、 各ワーク 8 · 8 · · ·につい て均一に熱処理を行うことができるようになる。 これにより、 ワーク 8 · 8 · · 'の製品品質のバラツキを防止できる。 また、 ワーク 8 · 8 · · · と 熱風との接触面積が広く確保されることになり、 各ワーク 8 · 8 · · ·にお いても、 温度分布のバラツキが少なくなり、 各ワーク 8 · 8 · · 'の製品品 質の向上を図ることができる。 また、 各ワーク 8 · 8 · · 'において、 熱風 との間での効率のよい熱伝達が行われるため、 昇温時間の短縮化が図られる。 図 4は、 この昇温時間の短縮化について示すものであり、 背景技術で述べ たトレーを用いる設備の場合において、溶体化処理に昇温時間 T 2を要して いたところを、 本発明による構成では、 昇温時間 T 1とすることができるよ うになる。 また、 均熱時間 T 3が必要とされる場合においては、 溶体化処理 全体に必要な時間を、 昇温時間 T 2と昇温時間 T 1の差分 （T 2—T 1 ) だ け短縮することが可能となる。 尚、 図 4においては、 本発明にかかる熱処理 炉を時効炉 3として用い、 時効処理を行う場合における昇温時間 T 4、 均熱 時間 T 6についても示しており、背景技術で述べたトレーを用いる設備の場 合において、 時効処理に昇温時間 T 5を要していたところを、 本発明による 構成では、 昇温時間 T 4とすることができ、 時効処理全体に必要な時間を、 昇温時間 T 5と昇温時間 T 4の差分 （T 5—T 4 ) だけ短縮することが可能 となることも示している。
また、上記の熱風の循環の形態に関し、熱風が上下方向に対流しないため、 ワーク 8 · 8 · · ·から落下した中子砂が巻き上げられることもなく、 下方 へ落下し、 床体 1 4に形成されるシュート部 1 4 a · 1 4 aへと導かれる。 中子砂が巻き上げられると、 中子砂が炉本体 1 2の内壁に衝突し、 内壁面が 摩耗、 損傷したり、 バーナー 2 1が損傷する問題が生じたりすることになる が、 本発明の構成では、 この問題が生じないことから、 装置の耐用期間の長 期化を図ることができる。 また、 図 3に示すごとく、 前記床体 1 4においては、 前記支柱 1 7の中心 線を中心として、 複数箇所に、 断面視略 Y字形状のシュ一卜部 1 4 a · 1 4 aが設けられている。 本実施例においては、 シュート部 1 4 a · 1 4 aは、 合計 1 0箇所設けられており、 各ワーク 8 · 8 · · ·の下方にシュート部 1 4 a · 1 4 aが配置される構成としている。 また、 各シュート部 1 4 a · 1 4 aにおいては、 その下側開口部に、 開閉式の砂排出機構 3 0 · 3 0が設け られている。
この砂排出機構 3 0は、図 5に示すごとく、断面視略正方形の筒体 3 1に、 該筒体 3 1の下側開口を覆う揺りかご形状の蓋体 3 2が支持軸 3 3 · 3 3に て揺動自在に支持される構成としており、 また、 前記蓋体 3 2の側部に突設 された突起部 3 4を、装置設置床面 9側に固定されるガイド部材 3 5に当接 させることによって、 蓋体 3 2が揺動する構成としている。 また、 前記蓋体 3 2が揺動し、 該蓋体 3 2に堆積されていた砂が落下する位置には、 砂回収 箱 3 6が設置されている。 本実施例においては、 前記ガイド部材 3 5は、 図 6に示すごとく、 側面視山型のカムであり、 該カムに突起部 3 4を沿わせる ことにより、 床体 1 4の回転 （砂排出機構 3 0の移動） に伴って、 蓋体 3 2 が開閉されるような単純な構成となっている。
以上の構成により、 図 6に示すごとく、 各砂排出機構 3 0 · 3 0が、 ガイ ド部材 3 5の設置される位置に到達した場合には、前記蓋体 3 2が開かれて、 該蓋体 3 2上に堆積した砂が砂回収箱 3 6内へと投入される。 このようにし て、 砂回収箱 3 6へと砂を回収することができる。 また、 前記ガイド部材 3 5及び砂回収箱 3 6については、一箇所に設けるだけでも全ての砂排出機構 3 0 - 3 0に対して機能させることができる。また、装置構成が簡易である。 また、 一箇所で砂を回収するため、 砂回収箱 3 6を処理する砂回収作業の効 率化を図ることもできる。 また、 従来のスクリュウを用いた構成等では、 砂 回収のための専用のァクチユエ一夕が必要とされていたが、 上記の砂排出機 構 3 0 · 3 0によれば、 専用のァクチユエ一夕を必要とせずに、 床体 1 4の 回転駆動を利用して蓋体 3 2の開閉を行うことができ、設備費を安価に抑え ることができる。
以上が本発明にかかる熱処理炉の構成であり、 この構成を、 溶体化炉 1及 び時効炉 3にも適用するものである。 そして、 以上の熱処理炉は、 下側が開 放される炉本体 1 2と、 前記炉本体 1 2の下側の開放部分を閉じるとともに、 回転駆動される床体 1 4と、 から炉室 1 5が形成され、 前記炉室 1 5内に、 ワーク 8 * 8 · · ·を載置するための載置棚 1 6 · 1 6 · · ·がー又は複数 段設けられる構成としている。 この構成によれば、 従来のトレーを用いる設 備と比較すると、 トレーを利用しないため、 ワーク 8 · 8 · · ·ごとの品質 のバラツキを低減でき、 また、 ワーク 8 · 8 · · 'の品質を向上させること ができる。 また、 トレーの昇温 ·冷却に伴うエネルギーロスを削減できる。 また、 各ワーク 8 · 8 · · ·と熱風との間の接触面積を広く確保すること ができ、 昇温時間の短縮化、 さらには、 均熱時間を含めた熱処理全体に要す る時間を短縮することができる。 また、 載置棚 1 6 · 1 6 · · 'が複数段設 けられるので、短時間に多くのワーク 8 · 8 · · ·を熱処理することができ、 優れた処理能力を発揮することができる。
また、 前記炉本体 1 2には、 炉室 1 5内において、 平面視周方向に熱風を 循環させるための熱風循環装置 2 O A - 2 0 Bが設けられる構成としている。 これにより、 各載置棚 1 6 · 1 6 · · ·に供給される熱風の量 （エネルギー） のバラツキがなくなり、 各ワーク 8 · 8 · · ·について均一に熱処理を行う ことができ、 ワーク 8 · 8 · · ·の品質のバラツキを防止できる。 また、 落 下する砂の巻き上げがなく、 装置の耐用期間の長期化が図られる。 従来のト レーを用いる設備と比較すると、 トレ一の昇温 ·冷却に伴うエネルギーロス が発生しないため、 バーナー、 ファンは、 少容量のものを採用することがで さる。
また、 前記載置棚 1 6 · 1 6 · · ·は、 床体 1 4に立設される支柱 1 7に 支持され、 床体 1 4とともに回転する構成としている。 これにより、 設置場 所が異なることによる熱伝達量のバラツキの影響を低減することができ、 各 ワーク 8 · 8 · · ·の品質を均一にすることができる。 尚、 載置するワーク 8 · 8 · · ·の数が少ない装置構成とする場合は、 床体 1 4が回転しない構 成としてもよい。
また、 前記床体 1 4には、 該床体 1 4の下方の外部空間と連通するシユー ト部 1 4 a · 1 4 aと、 前記シュート部 1 4 a · 1 4 aの下部開口を開閉す る蓋体 3 2を具備する砂排出機構 3 0 · 3 0と、 が設けられ、 前記床体 1 4 の下方には、 前記蓋体 3 2に当接し、 蓋体 3 2を開閉するためのガイド部材 3 5と、 前記蓋体 3 2が開かれた際に、 蓋体 3 2上に堆積された砂が投入さ れる砂回収箱 3 6が設けられる構成としている。 これにより、 砂回収に関す る装置が簡易であることから、 安価に構成することができる。 また、 砂回収 作業も効率よく行うことができる。
また、 以上のように構成した熱処理炉を、 溶体化炉 1、 時効炉 3として用 いることとし、 前記溶体化炉 1と前記時効炉 3とを具備する構成とした熱処 理設備 1 0とする。 また、 前記熱処理設備 1 0は、 ワーク 8 · 8 · · ·を溶 体化処理するための溶体化炉 1と、 前記溶体化炉 1にて溶体化処理されたヮ ーク 8 · 8 · · ·を焼入れ処理するための焼入れ水槽 2と、 前記焼入れ水槽 2にて焼入れ処理されたワーク 8 · 8 · · ·を時効処理するための時効炉 3 と、 前記時効炉 3により時効処理されたワーク 8 · 8 · · 'を冷却するため の空冷装置 4と、 前記溶体化炉 1にて溶体化処理されるワーク 8 · 8 · · · を搬入するためのワーク搬入装置 6と、 前記空冷装置 4にて冷却されたヮー ク 8 · 8 · · ·を搬出するためのワーク搬出装置 7と、 前記ワーク搬入装置 6、 溶体化炉 1、 焼入れ水槽 2、 時効炉 3、 空冷装置 4、 ワーク搬出装置 7 の順に、 ワーク 8 · 8 · · 'を一つずつ移動させるための口ポットアーム 5 と、 を具備する構成としている。
以上の熱処理設備 1 0の構成においては、 各装置間のワーク 8 · 8 · · · の移動が、 口ポットアーム 5によって一つずつ行われることとしているため、 コンベア等で搬送できない複雑形状のワークや、 中子砂付きのワークを搬送 することができる。 また、 従来構成の熱処理炉と比較して、 溶体化炉 1での 溶体化処理、 時効炉 3での時効処理を、 それぞれ短時間で完了することがで き、 熱処理の全工程を短時間で完了することができる。 また、 従来のトレ一 を用いる設備と比較して、 施工費用の削減、 施工期間の短縮、 保全費の削減 を図ることができる。また、溶体化炉 1と時効炉 3は個別に構成されるため、 設備を容易に移設転用できる。 また、 バーナー、 ファンの個数の削減が図ら れ、 トレーの搬送装置の必要もないため、装置を安価に構成することができ、 また、 コンパクトに構成することができる。 また、 焼入れ水槽 2は、 ワーク 8 · 8 · · ·単体のみを冷却することになるため、 コンパクトに構成するこ とができる。 また、 空冷装置 4により、 熱処理後のワークを強制冷却するこ とで、後工程の人手によるワーク検査を行いやすくすることができる。また、 空冷装置 4にはワークが一つずつ搬送され冷却されることとなっているた め、 多量のワーク同時に冷却されることがなく、 ワーク毎にバラツキなく設 定温度まで均一に冷却することができる。 また、 トレーを用いないため、 ト レーを冷却するためのエネルギーロスが発生することもない。 また、 自然冷 却のために、 ワークをストツクするといつた必要もない。
[実施例 2 ]
図 7に示すごとく、 本実施例 2の熱処理炉 4 0は、 前記炉本体 1 2の炉室 1 5は、 水平方向に設けられる隔壁 4 1にて上下二つの空間に区画され、 上 側の空間が時効処理を行うための時効炉室 4 2として構成され、 下側の空間 が溶体化処理を行うための溶体化炉室 4 3として構成され、 前記時効炉室 4 2及び溶体化炉室 4 3には、それぞれ、一又は複数段の載置棚 4 6 * 4 6 · · · が設けられ、 前記炉本体 1 2には、 前記時効炉室 4 2内において、 平面視周 301091
方向に熱風を循環させるための熱風循環装置 4 4と、前記溶体化炉室 4 3内 において、 平面視周方向に熱風を循環させるための熱風循環装置 4 5と、 を 具備する構成としている。
この構成では、 時効炉室 4 2の下側に溶体化炉室 4 3を構成している。 こ れは、 ワーク 8 · 8 · · ·に付着した中子砂は、 より高温の環境下において 落下しやすいことに着目したものであり、時効処理よりも高温で実施される 溶体化処理を炉本体 1 2の下側で実施することで、落下した中子砂を前記床 体 1 4のシュート部 1 4 a · 1 4 aへと効率よく導き、 回収することができ るようにしている。
また、 前記隔壁 4 1の内部には、 断熱材が設けられており、 時効炉室 4 2 と溶体化炉室 4 3の間での熱の伝達が適度に遮断されるようになっている。 また、 熱の伝達を完全に遮断させないこととすることで、 時効処理よりも先 に実施される溶体化処理が実施されると、溶体化炉室 4 3の熱が時効炉室 4 2へと伝達され、 時効炉室 4 2内の室内温度が昇温することになり、 時効炉 室 4 2の暧機運転時間を短縮できる。 尚、 隔壁 4 1を上下方向に貫通するよ うに支柱 4 7が設けられ、 該支柱 4 7に前記載置棚 4 6 - 4 6 · · ·が支持 されて、 該載置棚 4 6 - 4 6 · · ·が支柱 4 7とともに回転されるようにな つている。
また、 本実施例 2の熱処理炉 4 0の構成を採用することによれば、 図 8に 示すごとくの熱処理設備 5 0の構成とすることができ、 図 1に示す構成と比 較すると、 熱処理炉 4 0の設置スペースが少なく済み （装置の小型化）、 熱 処理設備 5 0全体の設置スペースの狭小化を図ることができる。 産業上の利用可能性
本発明は、銹造ゃ鍛造によって成形されるアルミニウム合金などの成形品 の熱処理技術に利用可能である。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 下側が開放される炉本体と、
該炉本体の下側の開放部分を閉じる床体と、 から炉室が形成され、 該炉室内に、 ワークを載置するための載置棚が一、 又は、 複数段設けられ ていることを特徴とする熱処理炉。
2 . 前記炉本体には、 前記炉室内において、 平面視周方向に熱風を循環さ せるための熱風循環装置が設けられることを特徴とする、請求の範囲 1に記 載の熱処理炉。
3 . 下側が開放される炉本体と、
該炉本体の下側の開放部分を閉じる床体と、 から炉室が形成され、 該炉室は、 隔壁にて上下二つの空間に区画され、
上側の空間が時効処理を行うための時効炉室として構成され、
下側の空間が溶体化処理を行うための溶体化炉室として構成され、 該時効炉室及び溶体化炉室には、 それぞれ、 一又は複数段の載置棚が設け られ、
前記炉本体には、
前記時効炉室内において、 平面視周方向に熱風を循環させるための熱風循 環装置と、
前記溶体化炉室内において、平面視周方向に熱風を循環させるための熱風 循環装置と、
が設けられることを特徴とする熱処理炉。
4. 前記床体は、 回転駆動される構成とするとともに、
前記載置棚は、 前記床体に立設される支柱に支持され、 前記床体とともに 回転する構成とする、
ことを特徴とする、請求の範囲 1乃至請求の範囲 3のいずれか一項に記載 の熱処理炉。
5 . 前記床体には、 床体の下方の外部空間と連通するシュート部と、 該シュート部の下部開口を開閉する蓋体を具備する砂排出機構と、 が設け られ、
該床体の下方には、
前記蓋体に当接し、 蓋体を開閉するためのガイド部材と、
前記蓋体が開かれた際に、 蓋体上に堆積された砂が投入される砂回収箱と、 が設けられる構成とする、
ことを特徴とする、請求の範囲 1乃至請求の範囲 4のいずれか一項に記載 の熱処理炉。
6 . 請求の範囲 1乃至請求の範囲 5のいずれか一項に記載の前記熱処理炉 を、
溶体化炉、 時効炉として用いることとし、
該溶体化炉と該時効炉とを具備する構成とした熱処理設備。
7 . 前記熱処理設備は、 ワークを溶体化処理するための前記溶体化炉と、 前記溶体化炉にて溶体化処理されたワークを焼入れ処理するための焼入 れ水槽と、
該焼入れ水槽にて焼入れ処理されたワークを時効処理するための前記時 効炉と、
該時効炉により時効処理されたワークを冷却するための空冷装置と、 前記溶体化炉にて溶体化処理されるワークを搬入するためのワーク搬入 装置と、
前記空冷装置にて冷却されたワークを搬出するためのワーク搬出装置と、 該ワーク搬入装置、 前記溶体化炉、 前記焼入れ水槽、 前記時効炉、 前記空 冷装置、 前記ワーク搬出装置の順に、 ワークを一つずつ移動させるための口 ボッ卜アームと、
を具備する構成とする、 ことを特徴とする請求の範囲 6に記載の熱処理設 備。
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