JP2000096133A - 熱処理装置および熱処理方法 - Google Patents
熱処理装置および熱処理方法Info
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- JP2000096133A JP2000096133A JP10267130A JP26713098A JP2000096133A JP 2000096133 A JP2000096133 A JP 2000096133A JP 10267130 A JP10267130 A JP 10267130A JP 26713098 A JP26713098 A JP 26713098A JP 2000096133 A JP2000096133 A JP 2000096133A
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- Japan
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- furnace
- heat treatment
- cracking
- gas
- methanol
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- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 メタノール分解触媒が充填された一次分解炉
で窒素ガスとメタノールの混合原料ガスを分解し、該一
次分解炉で発生した分解ガスを、該熱処理炉の徐冷室ま
たは冷却室の熱源を利用した二次分解炉で分解して熱処
理雰囲気ガスを発生させることにより、取り扱いが容易
で操作が簡便な、鋼を連続的に熱処理炉するガス熱処理
装置及び方法を提供する。 【解決手段】 予熱室１、加熱室２、徐冷室３、冷却室
４を有する連続式熱処理炉５に、熱処理雰囲気ガスを導
入して被熱処理材の熱処理を行う装置である。窒素ガス
とメタノールの混合原料ガスを分解するためにメタノー
ル分解触媒が充填された一次分解炉１１と、熱処理炉５
の徐冷室３もしくは冷却室４に配設されておりメタノー
ル分解触媒が充填された二次分解炉とを有し、一次分解
炉１１で発生した分解ガスが二次分解炉２１へ送入さ
れ、二次分解炉２１内で発生した熱処理雰囲気ガスが熱
処理炉内へ送入される。
で窒素ガスとメタノールの混合原料ガスを分解し、該一
次分解炉で発生した分解ガスを、該熱処理炉の徐冷室ま
たは冷却室の熱源を利用した二次分解炉で分解して熱処
理雰囲気ガスを発生させることにより、取り扱いが容易
で操作が簡便な、鋼を連続的に熱処理炉するガス熱処理
装置及び方法を提供する。 【解決手段】 予熱室１、加熱室２、徐冷室３、冷却室
４を有する連続式熱処理炉５に、熱処理雰囲気ガスを導
入して被熱処理材の熱処理を行う装置である。窒素ガス
とメタノールの混合原料ガスを分解するためにメタノー
ル分解触媒が充填された一次分解炉１１と、熱処理炉５
の徐冷室３もしくは冷却室４に配設されておりメタノー
ル分解触媒が充填された二次分解炉とを有し、一次分解
炉１１で発生した分解ガスが二次分解炉２１へ送入さ
れ、二次分解炉２１内で発生した熱処理雰囲気ガスが熱
処理炉内へ送入される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼等の被熱処理材
を連続的に熱処理するガス熱処理法及びその装置に関す
る。更に詳しくは、窒素ガスを利用してメタノールを噴
霧し、メタノール分解触媒を用いて発生させた熱処理雰
囲気ガスと窒素ガスをベースにした雰囲気ガスにより熱
処理を行う方法及び装置に関する。
を連続的に熱処理するガス熱処理法及びその装置に関す
る。更に詳しくは、窒素ガスを利用してメタノールを噴
霧し、メタノール分解触媒を用いて発生させた熱処理雰
囲気ガスと窒素ガスをベースにした雰囲気ガスにより熱
処理を行う方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的に鋼を連続的に熱処理する連続式
の熱処理方法においては、特開平４−２５９３２４号公
報に開示されているように、ＬＰＧ、天然ガスなどの炭
化水素ガスを変成炉を用いて、ＣＯ２０〜２４％、Ｈ2
３０〜４０％を含む浸炭性ガス（以下ＲＸガスと称す
る）に変成して行う方法と、炭化水素ガスを完全燃焼又
は、不完全燃焼させて水分を除去し変成するガス（ＣＯ
１．５〜１０％、Ｈ2Ｏ０．８〜１．０％、以下ＤＸガ
スと称する）を用いて連続式熱処理炉の各ゾーン（予熱
室、加熱室、徐冷室、冷却室）に送入して雰囲気制御を
行う方法が行われてきた。
の熱処理方法においては、特開平４−２５９３２４号公
報に開示されているように、ＬＰＧ、天然ガスなどの炭
化水素ガスを変成炉を用いて、ＣＯ２０〜２４％、Ｈ2
３０〜４０％を含む浸炭性ガス（以下ＲＸガスと称す
る）に変成して行う方法と、炭化水素ガスを完全燃焼又
は、不完全燃焼させて水分を除去し変成するガス（ＣＯ
１．５〜１０％、Ｈ2Ｏ０．８〜１．０％、以下ＤＸガ
スと称する）を用いて連続式熱処理炉の各ゾーン（予熱
室、加熱室、徐冷室、冷却室）に送入して雰囲気制御を
行う方法が行われてきた。
【０００３】またこれらのＲＸガス、ＤＸガス等はそれ
ぞれの発生ＣＯ,Ｈ2ガスの成分が異なるため、熱処理方
法又は熱処理を行う鋼種により使い分けられている。
ぞれの発生ＣＯ,Ｈ2ガスの成分が異なるため、熱処理方
法又は熱処理を行う鋼種により使い分けられている。
【０００４】一方、バッチ式の熱処理炉においては、変
成炉によるＲＸガス ,ＤＸガス等の発生方法以外に、操
作性の簡便さから、特開昭５４−６４０３３号公報に開
示されているように、メタノール等の浸炭用有機液体を
熱処理炉に滴注して有機液体から熱分解させて発生させ
たガスを用いる方法が行われている。
成炉によるＲＸガス ,ＤＸガス等の発生方法以外に、操
作性の簡便さから、特開昭５４−６４０３３号公報に開
示されているように、メタノール等の浸炭用有機液体を
熱処理炉に滴注して有機液体から熱分解させて発生させ
たガスを用いる方法が行われている。
【０００５】更に、特開昭５４−６４０３３号公報では
滴注したメタノールを触媒を用いて分解させることが開
示されている。
滴注したメタノールを触媒を用いて分解させることが開
示されている。
【０００６】しかし、従来の連続式熱処理炉に使用され
ている変成炉による雰囲気ガスの発生方法では、（１）
変成炉の操作に熟練を要すると共に、変成炉の立ち上げ
までに長時間を要する、（２）空気と混合すると爆発の
危険性が高い、（３）ＣＯガスを大量に含んでいるた
め、配管等のリークチェックを行ってガス漏洩の有無を
確認するなどの作業環境上の配慮が必要になる、という
問題がある。
ている変成炉による雰囲気ガスの発生方法では、（１）
変成炉の操作に熟練を要すると共に、変成炉の立ち上げ
までに長時間を要する、（２）空気と混合すると爆発の
危険性が高い、（３）ＣＯガスを大量に含んでいるた
め、配管等のリークチェックを行ってガス漏洩の有無を
確認するなどの作業環境上の配慮が必要になる、という
問題がある。
【０００７】このような変成炉の問題を解決するため、
メタノール等を直接炉内に滴注する方法と、原料ガスと
空気の混合ガスを炉内の所定温度領域に送入する炉内変
成方式が最近実用化されてきている。
メタノール等を直接炉内に滴注する方法と、原料ガスと
空気の混合ガスを炉内の所定温度領域に送入する炉内変
成方式が最近実用化されてきている。
【０００８】しかし、これら炉内変成方式においても連
続式熱処理炉に用いるときには、次の様な問題点があっ
た。
続式熱処理炉に用いるときには、次の様な問題点があっ
た。
【０００９】Ａ．メタノール滴注式の場合 （１）連続熱処理炉にはほとんどが雰囲気攪拌ファンが
ないため、メタノールを炉内に滴注しても炉内に均一な
雰囲気が得られない。
ないため、メタノールを炉内に滴注しても炉内に均一な
雰囲気が得られない。
【００１０】また、炉内の冷却室にメタノールを滴注し
ても炉内温度が低いため、このゾーンでは滴注液体の熱
分解反応が起こり難く、還元ガスを得ることが難しい。 （２）連続炉徐冷室の炉材は耐熱鋼あるいは煉瓦で構成
されており、特に、炉材が耐熱鋼の場合は、滴注液体に
直接触れて冷却されると劣化するおそれがある。 （３）メタノールの熱分解には大きな熱量（1.073Kcal/
l)を要し、大量の雰囲気ガスを必要とする雰囲気ガスの
供給装置に用いるには不適である。
ても炉内温度が低いため、このゾーンでは滴注液体の熱
分解反応が起こり難く、還元ガスを得ることが難しい。 （２）連続炉徐冷室の炉材は耐熱鋼あるいは煉瓦で構成
されており、特に、炉材が耐熱鋼の場合は、滴注液体に
直接触れて冷却されると劣化するおそれがある。 （３）メタノールの熱分解には大きな熱量（1.073Kcal/
l)を要し、大量の雰囲気ガスを必要とする雰囲気ガスの
供給装置に用いるには不適である。
【００１１】Ｂ．炭化水素系ガスと空気との混合ガスを
用いた炉内変成の場合 （１）連続炉で必要とする大量のガスを発生させること
が困難であり、炉本体の密閉度を向上させるために大が
かりな改造を要する。 （２）ガス発生量が少ないため、炉内圧力が負圧にな
り、爆発の危険性を伴う。 （３）炉内雰囲気の調整に時間を要する。
用いた炉内変成の場合 （１）連続炉で必要とする大量のガスを発生させること
が困難であり、炉本体の密閉度を向上させるために大が
かりな改造を要する。 （２）ガス発生量が少ないため、炉内圧力が負圧にな
り、爆発の危険性を伴う。 （３）炉内雰囲気の調整に時間を要する。
【００１２】また、メタノール分解方法の一種として、
メタノール分解触媒を用いてメタノールの分解を促進さ
せて雰囲気ガスを得る方法があるが、完全にＣＯ＋Ｈ2
に転換することは困難であり、メタノールからＣＯ＋Ｈ
2への転換率は通常では約９０％程度で、残りの１０％
は副生成物である。このため、この副生成物により、必
要とする成分の雰囲気ガスを得られなかったりする問題
があった。
メタノール分解触媒を用いてメタノールの分解を促進さ
せて雰囲気ガスを得る方法があるが、完全にＣＯ＋Ｈ2
に転換することは困難であり、メタノールからＣＯ＋Ｈ
2への転換率は通常では約９０％程度で、残りの１０％
は副生成物である。このため、この副生成物により、必
要とする成分の雰囲気ガスを得られなかったりする問題
があった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点を
解決するためになされたものであり、その目的とすると
ころは、取り扱いが容易で操作が簡便な、鋼等の被熱処
理材を連続的に熱処理する熱処理法及び装置を提供する
ことにある。
解決するためになされたものであり、その目的とすると
ころは、取り扱いが容易で操作が簡便な、鋼等の被熱処
理材を連続的に熱処理する熱処理法及び装置を提供する
ことにある。
【００１４】本発明の他の目的は、連続炉で必要とする
大量のガスを発生させることができる熱処理装置及びそ
の方法を提供することにある。
大量のガスを発生させることができる熱処理装置及びそ
の方法を提供することにある。
【００１５】本発明のさらに他の目的は、連続炉徐冷室
の炉材を劣化するおそれがなく、またスーチングが起こ
り難く、必要とする熱処理雰囲気ガスを得られる熱処理
装置及びその方法を提供することにある。
の炉材を劣化するおそれがなく、またスーチングが起こ
り難く、必要とする熱処理雰囲気ガスを得られる熱処理
装置及びその方法を提供することにある。
【００１６】本発明のさらに他の目的は、連続式熱処理
炉の各ゾーンに雰囲気ガスを流すことができる熱処理装
置及びその方法を提供することにある。
炉の各ゾーンに雰囲気ガスを流すことができる熱処理装
置及びその方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明の熱処理装置は、
予熱室、加熱室、徐冷室、冷却室を有する連続式熱処理
炉に、熱処理雰囲気ガスを導入して被熱処理材の熱処理
を行う装置において、窒素ガスとメタノールの混合原料
ガスを分解するためにメタノール分解触媒が充填された
一次分解炉と、該熱処理炉の徐冷室もしくは冷却室の少
なくともいずれか一方に配設されておりメタノール分解
触媒が充填された二次分解炉とを有し、該一次分解炉で
発生した分解ガスが二次分解炉へ送入され、該二次分解
炉内で発生した熱処理雰囲気ガスが該熱処理炉内へ送入
され、そのことにより上記目的が達成される。
予熱室、加熱室、徐冷室、冷却室を有する連続式熱処理
炉に、熱処理雰囲気ガスを導入して被熱処理材の熱処理
を行う装置において、窒素ガスとメタノールの混合原料
ガスを分解するためにメタノール分解触媒が充填された
一次分解炉と、該熱処理炉の徐冷室もしくは冷却室の少
なくともいずれか一方に配設されておりメタノール分解
触媒が充填された二次分解炉とを有し、該一次分解炉で
発生した分解ガスが二次分解炉へ送入され、該二次分解
炉内で発生した熱処理雰囲気ガスが該熱処理炉内へ送入
され、そのことにより上記目的が達成される。
【００１８】一つの実施態様では、前記二次分解炉が分
解ガス供給路と、窒素ガス供給路と、メタノール分解触
媒を保持する触媒筒とを備え、メタノール分解触媒によ
って一次分解炉からの分解ガスが二次分解されて生成す
る熱処理雰囲気ガスが窒素ガス供給路からの窒素ガス流
によって該熱処理炉内へ送られる。
解ガス供給路と、窒素ガス供給路と、メタノール分解触
媒を保持する触媒筒とを備え、メタノール分解触媒によ
って一次分解炉からの分解ガスが二次分解されて生成す
る熱処理雰囲気ガスが窒素ガス供給路からの窒素ガス流
によって該熱処理炉内へ送られる。
【００１９】一つの実施態様では、前記二次分解炉が、
窒素ガスの噴出口を有し、該窒素ガス噴出口に前記二次
分解されて生成した熱処理雰囲気ガスの流路が連通して
いる。
窒素ガスの噴出口を有し、該窒素ガス噴出口に前記二次
分解されて生成した熱処理雰囲気ガスの流路が連通して
いる。
【００２０】一つの実施態様では、前記一次分解炉内の
温度が３００℃〜４００℃であり、該一次分解炉内にメ
タノールが窒素ガス中で霧状に送られて、前記メタノー
ル分解触媒により水素と一酸化炭素に分解される。
温度が３００℃〜４００℃であり、該一次分解炉内にメ
タノールが窒素ガス中で霧状に送られて、前記メタノー
ル分解触媒により水素と一酸化炭素に分解される。
【００２１】一つの実施態様では、前記二次分解炉が配
設される前記熱処理炉内の温度が３００℃〜９００℃で
ある。
設される前記熱処理炉内の温度が３００℃〜９００℃で
ある。
【００２２】本発明の熱処理方法は、予熱室、加熱室、
徐冷室、冷却室を有する連続式熱処理炉に、熱処理雰囲
気ガスを導入して被熱処理材の熱処理を行う方法におい
て、窒素ガスと霧状のメタノールの混合原料ガスを、メ
タノール分解触媒が充填された一次分解炉内に送入して
分解ガスを生成し、該熱処理炉の徐冷室もしくは冷却室
の少なくともいずれか一方に配設されておりメタノール
分解触媒が充填された二次分解炉内に、該一次分解炉で
発生した分解ガス及び窒素ガスを送入して、二次分解炉
内で発生した熱処理雰囲気ガスを該熱処理炉内へ送入す
ることを特徴とし、そのことにより上記目的が達成され
る。
徐冷室、冷却室を有する連続式熱処理炉に、熱処理雰囲
気ガスを導入して被熱処理材の熱処理を行う方法におい
て、窒素ガスと霧状のメタノールの混合原料ガスを、メ
タノール分解触媒が充填された一次分解炉内に送入して
分解ガスを生成し、該熱処理炉の徐冷室もしくは冷却室
の少なくともいずれか一方に配設されておりメタノール
分解触媒が充填された二次分解炉内に、該一次分解炉で
発生した分解ガス及び窒素ガスを送入して、二次分解炉
内で発生した熱処理雰囲気ガスを該熱処理炉内へ送入す
ることを特徴とし、そのことにより上記目的が達成され
る。
【００２３】次に、本発明の作用について説明する。
【００２４】低温度域（例えば、３００℃〜４００℃）
に加熱した一次分解炉内に、窒素ガス圧力を利用しメタ
ノールを霧状にして投入する。低温低圧下で銅−ニッケ
ル等のメタノール分解触媒と霧状メタノールとの接触時
間を保ちながら、第１段階として、メタノールを熱分解
し水素と一酸化炭素を発生させる。しかし、この方法に
おいても、一般的に用いられるメタノール分解触媒を使
用すると、完全な分解ガスは得られない。このため、よ
り完全な分解ガスを得るために、第２段階として熱処理
炉の徐冷室または冷却室にメタノール分解触媒（白金−
ニッケル系等の触媒）が充填された二次分解炉を配設す
る。
に加熱した一次分解炉内に、窒素ガス圧力を利用しメタ
ノールを霧状にして投入する。低温低圧下で銅−ニッケ
ル等のメタノール分解触媒と霧状メタノールとの接触時
間を保ちながら、第１段階として、メタノールを熱分解
し水素と一酸化炭素を発生させる。しかし、この方法に
おいても、一般的に用いられるメタノール分解触媒を使
用すると、完全な分解ガスは得られない。このため、よ
り完全な分解ガスを得るために、第２段階として熱処理
炉の徐冷室または冷却室にメタノール分解触媒（白金−
ニッケル系等の触媒）が充填された二次分解炉を配設す
る。
【００２５】このように、メタノール分解ガスを２段階
で分解することにより、従来、未分解ガスの問題で実用
的ではなかったメタノールを用いた方法が可能となり、
かつ炉本体の損傷を防ぎ熱処理雰囲気ガスとして適用が
可能となる。
で分解することにより、従来、未分解ガスの問題で実用
的ではなかったメタノールを用いた方法が可能となり、
かつ炉本体の損傷を防ぎ熱処理雰囲気ガスとして適用が
可能となる。
【００２６】また、窒素ガスを利用したインジェクター
方式により分解ガスの吹き出し方向に方向性を持たせ、
連続式熱処理炉の各ゾーンに供給し、インジェクターで
の窒素ガス量をコントロールすることにより、各ゾーン
に送入するＣＯ、Ｈ2ガス量を調整することができる。
この場合、各ゾーンでのＣＯ、Ｈ2ガス濃度はベースと
なる窒素ガス量でコントロールすることができる。この
方法により、従来問題視されてきたメタノール分解での
副生成物の発生を極力抑え、且つ熱処理で問題となるす
すの発生を抑えることと、連続炉での徐冷室または冷却
室に還元ガスを供給することが可能となる。
方式により分解ガスの吹き出し方向に方向性を持たせ、
連続式熱処理炉の各ゾーンに供給し、インジェクターで
の窒素ガス量をコントロールすることにより、各ゾーン
に送入するＣＯ、Ｈ2ガス量を調整することができる。
この場合、各ゾーンでのＣＯ、Ｈ2ガス濃度はベースと
なる窒素ガス量でコントロールすることができる。この
方法により、従来問題視されてきたメタノール分解での
副生成物の発生を極力抑え、且つ熱処理で問題となるす
すの発生を抑えることと、連続炉での徐冷室または冷却
室に還元ガスを供給することが可能となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】本発明を実施形態に基づいて具体
的に説明する。
的に説明する。
【００２８】図１はこの発明の連続ガス熱処理装置の全
体概略図を示すもので、連続熱処理炉５内には、被熱処
理材を送るコンベアが配設され、該被熱処理材の移動方
向の上流側から順に予熱室１、加熱室２、徐冷室３、冷
却室４が設けられている。このような各室からなる連続
式熱処理炉５に、ガス流量計３１〜３５と、流量調整弁
３６〜４１を備えたガス供給パネル４２介して、窒素ガ
スとメタノールの流量をコントロールしつつ送るように
構成されている。
体概略図を示すもので、連続熱処理炉５内には、被熱処
理材を送るコンベアが配設され、該被熱処理材の移動方
向の上流側から順に予熱室１、加熱室２、徐冷室３、冷
却室４が設けられている。このような各室からなる連続
式熱処理炉５に、ガス流量計３１〜３５と、流量調整弁
３６〜４１を備えたガス供給パネル４２介して、窒素ガ
スとメタノールの流量をコントロールしつつ送るように
構成されている。
【００２９】すなわち、原料液体であるメタノールは、
バルブ３９にてコントロールされ、一次メタノール分解
炉１１に、窒素流量調整弁４０により流量調整される窒
素ガスとともにインジェクターを介して噴霧状に送入さ
れる。
バルブ３９にてコントロールされ、一次メタノール分解
炉１１に、窒素流量調整弁４０により流量調整される窒
素ガスとともにインジェクターを介して噴霧状に送入さ
れる。
【００３０】この一次メタノール分解炉（一次分解炉と
もいう）１１は、メタノール分解触媒が充填された触媒
筒とヒータ等とを有し、また安全機構として、温度異
常、圧力異常時にはメタノールを遮断し、窒素ガスのみ
流れる機構がガス供給パネル内に設けられている（図示
せず）。一次分解炉１１内の温度は３００℃〜４００℃
に設定され、またメタノール分解触媒としては、例え
ば、銅−ニッケル触媒を用いることができる。
もいう）１１は、メタノール分解触媒が充填された触媒
筒とヒータ等とを有し、また安全機構として、温度異
常、圧力異常時にはメタノールを遮断し、窒素ガスのみ
流れる機構がガス供給パネル内に設けられている（図示
せず）。一次分解炉１１内の温度は３００℃〜４００℃
に設定され、またメタノール分解触媒としては、例え
ば、銅−ニッケル触媒を用いることができる。
【００３１】この一次分解炉１１内にメタノールが窒素
ガスとともに霧状に送られてくると、メタノール分解触
媒により水素と一酸化炭素に分解され、得られたＮ2、
ＣＯ、Ｈ2の混合ガスは配管１２を通じ、連続式熱処理
炉５内に配設された二次分解炉２１に送入される。この
二次分解炉２１は、連続式熱処理炉５の徐冷室３及び／
もしくは冷却室４に配設することができる。二次分解炉
２１が配設される連続式熱処理炉５内の温度は３００℃
〜９００℃が好ましく、さらに好ましくは６００℃〜９
００℃である。
ガスとともに霧状に送られてくると、メタノール分解触
媒により水素と一酸化炭素に分解され、得られたＮ2、
ＣＯ、Ｈ2の混合ガスは配管１２を通じ、連続式熱処理
炉５内に配設された二次分解炉２１に送入される。この
二次分解炉２１は、連続式熱処理炉５の徐冷室３及び／
もしくは冷却室４に配設することができる。二次分解炉
２１が配設される連続式熱処理炉５内の温度は３００℃
〜９００℃が好ましく、さらに好ましくは６００℃〜９
００℃である。
【００３２】二次分解炉２１が配設される室の温度が３
００℃未満であると、メタノールの熱分解反応が進みに
くく分解効率が低下し、９００℃を越えると二次分解炉
の構成部材の劣化を起こすおそれがある。従って、二次
分解炉２１は連続式熱処理炉５内の低温領域である冷却
室４に配設することもできるが、二次分解炉２１は該熱
処理炉内の熱源を利用するために比較的高い室内に配設
するのがよく、６００℃〜９００℃程度である徐冷室３
に配設するのが効率的である。
００℃未満であると、メタノールの熱分解反応が進みに
くく分解効率が低下し、９００℃を越えると二次分解炉
の構成部材の劣化を起こすおそれがある。従って、二次
分解炉２１は連続式熱処理炉５内の低温領域である冷却
室４に配設することもできるが、二次分解炉２１は該熱
処理炉内の熱源を利用するために比較的高い室内に配設
するのがよく、６００℃〜９００℃程度である徐冷室３
に配設するのが効率的である。
【００３３】二次分解炉２１は、図３〜図５に示すよう
に、炉壁に取り付けられるフランジ２２ａを有する触媒
筒２２と窒素ガスを利用したベンチュリー管インジェク
ター３０で構成されている。ベンチュリーインジェクタ
ーの噴出口２６は二つあり、熱処理炉５の加熱室２と冷
却室４にそれぞれ向けられ、二次分解炉２１で得られた
分解雰囲気ガスの流量を窒素ガス流量調整バルブ３７，
３８で調節することにより、それぞれの各ゾーンへ送入
することが可能である。
に、炉壁に取り付けられるフランジ２２ａを有する触媒
筒２２と窒素ガスを利用したベンチュリー管インジェク
ター３０で構成されている。ベンチュリーインジェクタ
ーの噴出口２６は二つあり、熱処理炉５の加熱室２と冷
却室４にそれぞれ向けられ、二次分解炉２１で得られた
分解雰囲気ガスの流量を窒素ガス流量調整バルブ３７，
３８で調節することにより、それぞれの各ゾーンへ送入
することが可能である。
【００３４】図３〜図５に示すように、二次分解炉２１
は、一次分解炉からの分解ガスの流入口２３と窒素ガス
流入口２４を有する筒体２５と、該筒体２５内に配設さ
れたメタノール触媒筒２２と、筒体２５の底部に配設さ
れた噴出口２６とを有する。分解ガス流入口２３から筒
体２５内へ送入された分解ガスは触媒筒２２内へ送ら
れ、触媒筒２２内に充填されたメタノール分解触媒によ
って分解された一酸化炭素及び水素を含む還元ガスは、
触媒筒２２内を通過して筒体２５内へ送られる。窒素ガ
ス流入口２４に連通する窒素ガス管２７は噴出口２６に
連通されている。触媒筒２２はその下部で噴出口２６に
連通し、従って、窒素ガス管２７から噴出口２６へ送ら
れた窒素ガスの流れによって触媒筒２２内の還元ガスは
熱処理雰囲気ガスとなって噴出口２６から外部へ噴出さ
れる。この噴出口２６は、上記したように加熱室２およ
び冷却室４へそれぞれ向いており、熱処理雰囲気ガスは
熱処理炉内へ分配される。
は、一次分解炉からの分解ガスの流入口２３と窒素ガス
流入口２４を有する筒体２５と、該筒体２５内に配設さ
れたメタノール触媒筒２２と、筒体２５の底部に配設さ
れた噴出口２６とを有する。分解ガス流入口２３から筒
体２５内へ送入された分解ガスは触媒筒２２内へ送ら
れ、触媒筒２２内に充填されたメタノール分解触媒によ
って分解された一酸化炭素及び水素を含む還元ガスは、
触媒筒２２内を通過して筒体２５内へ送られる。窒素ガ
ス流入口２４に連通する窒素ガス管２７は噴出口２６に
連通されている。触媒筒２２はその下部で噴出口２６に
連通し、従って、窒素ガス管２７から噴出口２６へ送ら
れた窒素ガスの流れによって触媒筒２２内の還元ガスは
熱処理雰囲気ガスとなって噴出口２６から外部へ噴出さ
れる。この噴出口２６は、上記したように加熱室２およ
び冷却室４へそれぞれ向いており、熱処理雰囲気ガスは
熱処理炉内へ分配される。
【００３５】なお、連続炉での雰囲気ガスが外部へ漏れ
ることを極力抑えるために、連続炉出口付近にカーテン
ボックス１８が取り付けられ、さらに連続炉の入口、出
口には安全上のフレームカーテン１６，１７が設置され
ている。また、安全機構とし、炉本体の炉内温度異常も
しくは停電時等にはメタノールをガス供給パネル内で遮
断し、同時に窒素ガスで炉内をパージするシステムとな
っている。
ることを極力抑えるために、連続炉出口付近にカーテン
ボックス１８が取り付けられ、さらに連続炉の入口、出
口には安全上のフレームカーテン１６，１７が設置され
ている。また、安全機構とし、炉本体の炉内温度異常も
しくは停電時等にはメタノールをガス供給パネル内で遮
断し、同時に窒素ガスで炉内をパージするシステムとな
っている。
【００３６】以下の表１及び表２に、従来の滴注方式
と、本発明の二次分解炉を利用した方式の結果を示して
いる。
と、本発明の二次分解炉を利用した方式の結果を示して
いる。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【表２】
【００３９】表１及び表２の結果から、本発明の方法に
よれば、水素及び一酸化炭素を加熱室、徐冷室及び冷却
室の各室へ分配できていることがわかる。
よれば、水素及び一酸化炭素を加熱室、徐冷室及び冷却
室の各室へ分配できていることがわかる。
【００４０】図６は二次分解炉の他の実施形態を示す。
【００４１】この二次分解炉は、筒体２５内に触媒筒２
２を配設し、筒体２５の下部に対向する外部に向けて開
口する少なくとも２以上の噴出口２６を設けて構成され
ている。窒素ガスの流入口２４は直接筒体２５内に開口
し、触媒筒２２で生成する還元ガスと窒素ガスが筒体２
５内で混合して、混合ガス（熱処理雰囲気ガス）が噴出
口２６から熱処理炉５内へ噴出するように構成されてい
る。該噴出口２６は上記実施形態と同様に加熱室２およ
び冷却室４へそれぞれ向いている。
２を配設し、筒体２５の下部に対向する外部に向けて開
口する少なくとも２以上の噴出口２６を設けて構成され
ている。窒素ガスの流入口２４は直接筒体２５内に開口
し、触媒筒２２で生成する還元ガスと窒素ガスが筒体２
５内で混合して、混合ガス（熱処理雰囲気ガス）が噴出
口２６から熱処理炉５内へ噴出するように構成されてい
る。該噴出口２６は上記実施形態と同様に加熱室２およ
び冷却室４へそれぞれ向いている。
【００４２】
【発明の効果】本発明によれば、窒素ガスとメタノール
の混合原料ガスを分解するためにメタノール分解触媒が
充填された一次分解炉と、該一次分解炉で発生した分解
ガスを該熱処理炉の徐冷室または冷却室の熱源を利用し
た二次分解炉に送入し、ここで熱処理雰囲気ガスを発生
させるので、以下の効果を有する。 （１）連続熱処理炉での被熱処理材の焼結、焼き入れ、
光輝処理等の各種熱処理において、変成ガスより安全で
環境面で優れる雰囲気ガスが得られる。 （２）二次分解炉から吹き出され雰囲気ガスが加熱室、
冷却室に送入され、均一な雰囲気ガスが得られる。 （３）雰囲気ガス組成の変更等に柔軟に対応できる。 （４）メンテナンスが容易である。 （５）窒素ガスをベースにしているため、炭化水素系ガ
スと空気との混合ガスを用いた炉内変成方式より安全で
ある。
の混合原料ガスを分解するためにメタノール分解触媒が
充填された一次分解炉と、該一次分解炉で発生した分解
ガスを該熱処理炉の徐冷室または冷却室の熱源を利用し
た二次分解炉に送入し、ここで熱処理雰囲気ガスを発生
させるので、以下の効果を有する。 （１）連続熱処理炉での被熱処理材の焼結、焼き入れ、
光輝処理等の各種熱処理において、変成ガスより安全で
環境面で優れる雰囲気ガスが得られる。 （２）二次分解炉から吹き出され雰囲気ガスが加熱室、
冷却室に送入され、均一な雰囲気ガスが得られる。 （３）雰囲気ガス組成の変更等に柔軟に対応できる。 （４）メンテナンスが容易である。 （５）窒素ガスをベースにしているため、炭化水素系ガ
スと空気との混合ガスを用いた炉内変成方式より安全で
ある。
【図１】本発明の熱処理装置の一実施形態の概略図であ
る。
る。
【図２】図１で示す熱処理装置の模式図である。
【図３】本発明で使用する二次分解炉の一実施形態の正
面図である。
面図である。
【図４】図３で示す二次分解炉の側面図である。
【図５】図３で示す二次分解炉の底面図である。
【図６】本発明で使用する二次分解炉の他の実施形態の
正面図である。
正面図である。
１ 予熱室 ２ 加熱室 ３ 徐冷室 ４ 冷却室 ５ 連続式熱処理炉 １１ 一次分解炉 ２１ 二次分解炉
Claims (6)
- 【請求項１】 予熱室、加熱室、徐冷室、冷却室を有す
る連続式熱処理炉に、熱処理雰囲気ガスを導入して被熱
処理材の熱処理を行う装置において、 窒素ガスとメタノールの混合原料ガスを分解するために
メタノール分解触媒が充填された一次分解炉と、該熱処
理炉の徐冷室もしくは冷却室の少なくともいずれか一方
に配設されておりメタノール分解触媒が充填された二次
分解炉とを有し、該一次分解炉で発生した分解ガスが二
次分解炉へ送入され、該二次分解炉内で発生した熱処理
雰囲気ガスが該熱処理炉内へ送入されることを特徴とす
る、熱処理装置。 - 【請求項２】 前記二次分解炉が分解ガス供給路と、窒
素ガス供給路と、メタノール分解触媒を保持する触媒筒
とを備え、該メタノール分解触媒によって一次分解炉か
らの分解ガスが二次分解されて生成する熱処理雰囲気ガ
スが窒素ガス供給路からの窒素ガス流によって該熱処理
炉内へ送られることを特徴とする、請求項１に記載の熱
処理装置。 - 【請求項３】 前記二次分解炉が、窒素ガスの噴出口を
有し、該窒素ガス噴出口に前記二次分解されて生成した
熱処理雰囲気ガスの流路が連通していることを特徴とす
る、請求項１又は２に記載の熱処理装置。 - 【請求項４】 前記一次分解炉内の温度が３００℃〜４
００℃であり、該一次分解炉内にメタノールが窒素ガス
中で霧状に送られて、前記メタノール分解触媒により水
素と一酸化炭素に分解されることを特徴とする、請求項
１に記載の熱処理装置。 - 【請求項５】 前記二次分解炉が配設される前記熱処理
炉内の温度が３００℃〜９００℃であることを特徴とす
る、請求項１に記載の熱処理装置。 - 【請求項６】 予熱室、加熱室、徐冷室、冷却室を有す
る連続式熱処理炉に、熱処理雰囲気ガスを導入して被熱
処理材の熱処理を行う方法において、 窒素ガスと霧状のメタノールの混合原料ガスを、メタノ
ール分解触媒が充填された一次分解炉内に送入して分解
ガスを生成し、該熱処理炉の徐冷室もしくは冷却室の少
なくともいずれか一方に配設されておりメタノール分解
触媒が充填された二次分解炉内に、該一次分解炉で発生
した分解ガス及び窒素ガスを送入して、二次分解炉内で
発生した熱処理雰囲気ガスを該熱処理炉内へ送入するこ
とを特徴とする、熱処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10267130A JP2000096133A (ja) | 1998-09-21 | 1998-09-21 | 熱処理装置および熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10267130A JP2000096133A (ja) | 1998-09-21 | 1998-09-21 | 熱処理装置および熱処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000096133A true JP2000096133A (ja) | 2000-04-04 |
Family
ID=17440501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10267130A Pending JP2000096133A (ja) | 1998-09-21 | 1998-09-21 | 熱処理装置および熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000096133A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100830194B1 (ko) | 2005-08-05 | 2008-05-16 | 히로히사 타니구치 | 연속식 금속 열처리 장치 |
| JP2009517542A (ja) * | 2005-11-23 | 2009-04-30 | サーフェス・コンバスチョン・インコーポレーテッド | 雰囲気炉における金属製品の表面処理 |
| JP2012032113A (ja) * | 2010-08-02 | 2012-02-16 | Air Liquide Japan Ltd | 熱処理雰囲気ガスの供給装置および供給方法 |
| JP2017106054A (ja) * | 2015-12-08 | 2017-06-15 | 日本エア・リキード株式会社 | 浸炭システム及び表面硬化鋼材の製造方法 |
| CN108588374A (zh) * | 2018-02-06 | 2018-09-28 | 冷水江天宝实业有限公司 | 一种连续热处理炉及其密封装置与方法 |
-
1998
- 1998-09-21 JP JP10267130A patent/JP2000096133A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100830194B1 (ko) | 2005-08-05 | 2008-05-16 | 히로히사 타니구치 | 연속식 금속 열처리 장치 |
| JP2009517542A (ja) * | 2005-11-23 | 2009-04-30 | サーフェス・コンバスチョン・インコーポレーテッド | 雰囲気炉における金属製品の表面処理 |
| JP2012032113A (ja) * | 2010-08-02 | 2012-02-16 | Air Liquide Japan Ltd | 熱処理雰囲気ガスの供給装置および供給方法 |
| JP2017106054A (ja) * | 2015-12-08 | 2017-06-15 | 日本エア・リキード株式会社 | 浸炭システム及び表面硬化鋼材の製造方法 |
| CN108588374A (zh) * | 2018-02-06 | 2018-09-28 | 冷水江天宝实业有限公司 | 一种连续热处理炉及其密封装置与方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060613 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061011 |