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公開番号2024171158
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-11
出願番号2023088079
出願日2023-05-29
発明の名称連続式雰囲気熱処理炉および熱処理方法
出願人大同特殊鋼株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類F27B 9/04 20060101AFI20241204BHJP(炉,キルン,窯;レトルト)
要約【課題】雰囲気ガスの使用量を抑制しつつ、被熱物に対して復炭反応を伴う焼鈍処理を行うことが可能な連続式雰囲気熱処理炉を提供する。
【解決手段】連続式雰囲気熱処理炉1は、被熱物Wを搬送する搬送手段41と、室内の真空パージが行なわれる入口側パージ室10と、入口側パージ室10の搬送方向下流側に設けられ、被熱物Wが真空雰囲気で加熱される真空加熱室14と、真空加熱室14の搬送方向下流側に設けられ、被熱物Wが熱処理されるときの室内雰囲気を制御する室内雰囲気制御手段を有する熱処理室18A,18Bと、熱処理室の搬送方向下流側に設けられ、室内の真空パージ及び被熱物Wの冷却が行なわれる出口側パージ室20と、を備えている。室内雰囲気制御手段は、CO濃度とCO₂濃度から定まるカーボンポテンシャルの指標値が所定値になるように、室内に供給する雰囲気ガスの流量を調節する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
被熱物を熱処理する連続式雰囲気熱処理炉であって、
前記被熱物を搬送する搬送手段と、
室内の真空パージが行なわれる入口側パージ室と、
前記入口側パージ室の搬送方向下流側に設けられ、前記被熱物が真空雰囲気で加熱される真空加熱室と、
前記真空加熱室の搬送方向下流側に設けられ、前記被熱物が熱処理されるときの室内雰囲気を制御する室内雰囲気制御手段を有する熱処理室と、
前記熱処理室の搬送方向下流側に設けられ、室内の真空パージ及び前記被熱物の冷却が行なわれる出口側パージ室と、
を備え、
前記室内雰囲気制御手段は、室内雰囲気が、ＣＯガス、ＣＯ
2
ガス、及び、０．０１体積％以下の炭化水素ガスを含み、かつ、ＣＯ濃度とＣＯ
2
濃度から定まるカーボンポテンシャルの指標値が所定値になるように、室内に供給する雰囲気ガスの流量を調節する、連続式雰囲気熱処理炉。
続きを表示（約 650 文字）【請求項２】
前記熱処理室は真空ポンプが接続されており、該真空ポンプによって室内が減圧可能とされている、請求項１に記載の連続式雰囲気熱処理炉。
【請求項３】
前記熱処理室は複数設けられており、熱処理室ごとに室内温度および／または室内圧力を制御する手段を有している、請求項１に記載の連続式雰囲気熱処理炉。
【請求項４】
前記入口側パージ室と前記真空加熱室の間に設けられ、前記被熱物を不活性ガス雰囲気で加熱する不活性雰囲気加熱室を備えている、請求項１に記載の連続式雰囲気熱処理炉。
【請求項５】
前記真空加熱室と前記熱処理室の間に、前記被熱物が冷却される中間冷却室を更に備え、前記中間冷却室は、その内部に区画形成された収容処理室を備えるとともに、冷却ガスを循環させる循環ファンと、前記冷却ガスの流路上に設けられたガスクーラおよびヒータを含むガス冷却手段を備えている、請求項１に記載の連続式雰囲気熱処理炉。
【請求項６】
前記中間冷却室が前記室内雰囲気制御手段を備えている、請求項５に記載の連続式雰囲気熱処理炉。
【請求項７】
被熱物収容空間を上下方向に複数段備えた治具を用いて前記被熱物を段積みし、請求項１に記載の連続式雰囲気熱処理炉を用いて前記被熱物を熱処理する、熱処理方法。
【請求項８】
前記治具には、前記被熱物収容空間に向けて雰囲気ガスを案内する導風板が設けられている、請求項７に記載の熱処理方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は被熱物を連続的に熱処理する連続式雰囲気熱処理炉およびこれを用いた熱処理方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来より、後工程での切削性を高める等の目的で鋼部品（被熱物）に対して焼鈍処理が施されている。焼鈍処理に用いられる連続式雰囲気熱処理炉としては、例えば下記特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
焼鈍処理では、ＣＯ、Ｈ
2
、Ｎ
2
を主成分とする還元性かつ浸炭性ガスを雰囲気ガスとして用い、脱炭ならびに酸化を抑制しながら処理することが行われており、前工程において表面に脱炭が生じた被熱物に対しては、平衡反応に基づく復炭反応が生じ、前工程の影響の緩和が図られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平１０－１７６２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
連続式雰囲気熱処理炉を用いて焼鈍処理を行なう場合、処理に適した炉内雰囲気とするため継続的に雰囲気ガスを炉内に供給する必要があり、ガスの使用量が増加してしまう問題があった。特に被熱物の表面に酸化スケールがあると、雰囲気ガス中のＣＯの消費が促進されてガス使用量が増加してしまう。焼鈍処理の前に予め酸化スケールを除去することも考えられるが、この場合には新たな工程を追加することとなってしまう。
【０００６】
本発明は以上のような事情を背景とし、雰囲気ガスの使用量を抑制しつつ、被熱物に対して復炭反応を伴う焼鈍処理を行うことが可能な連続式雰囲気熱処理炉および熱処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
而してこの発明の第１の局面の連続式雰囲気熱処理炉は次のように規定される。即ち、
被熱物を熱処理する連続式雰囲気熱処理炉であって、
前記被熱物を搬送する搬送手段と、
室内の真空パージが行なわれる入口側パージ室と、
前記入口側パージ室の搬送方向下流側に設けられ、前記被熱物が真空雰囲気で加熱される真空加熱室と、
前記真空加熱室の搬送方向下流側に設けられ、前記被熱物が熱処理されるときの室内雰囲気を制御する室内雰囲気制御手段を有する熱処理室と、
前記熱処理室の搬送方向下流側に設けられ、室内の真空パージ及び前記被熱物の冷却が行なわれる出口側パージ室と、
を備え、
前記室内雰囲気制御手段は、室内雰囲気が、ＣＯガス、ＣＯ
2
ガス、及び、０．０１体積％以下の炭化水素ガスを含み、かつ、ＣＯ濃度とＣＯ
2
濃度から定まるカーボンポテンシャルの指標値が所定値になるように、室内に供給する雰囲気ガスの流量を調節する。
【０００８】
このように規定された第１の局面の連続式雰囲気熱処理炉によれば、前段の真空加熱室での熱処理が、真空雰囲気で行われるため、この間の雰囲気ガスの使用を省略することができる。また、真空雰囲気での熱処理により被熱物表面の酸化スケールを除去することができる。
この第１の局面の連続式雰囲気熱処理炉では、後段の熱処理室で復炭反応を伴う熱処理が行われるが、前段の熱処理において酸化スケールが除去されるため、後段の熱処理において、酸化スケールとの反応により雰囲気ガス中のＣＯの消費が促進されてガス使用量が増加してしまうのを回避することができる。
よって第１の局面の連続式雰囲気熱処理炉によれば、雰囲気ガスの使用量を抑制しつつ、被熱物に対して復炭反応を伴う焼鈍処理を施すことができる。
【０００９】
ここで、前記熱処理室に真空ポンプを接続し、室内を減圧可能に構成することができる（第２の局面）。
減圧状態で熱処理することで雰囲気ガスの使用量を更に抑制することができる。
また従来の雰囲気熱処理炉にあっては、停止後の再立上げに際して雰囲気が処理に適した状態になるのに時間を要してしまう為、処理が無い場合にも室内雰囲気を維持しておく必要があったが、第２の局面の熱処理炉によれば真空ポンプでの脱気により室内雰囲気を短時間で処理に適した状態に入れ替えることができる。
【００１０】
またこの発明では、前記熱処理室を複数設け、熱処理室ごとに室内温度および／または室内圧力を制御する手段を有する構成とすることができる（第３の局面）。
このようにすれば、熱処理室ごとに温度や圧力を変更することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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