JP2002180126A - Method for preventing oxidation of carbonaceous member for atmospheric furnace and atmospheric furnace - Google Patents
Method for preventing oxidation of carbonaceous member for atmospheric furnace and atmospheric furnaceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、雰囲気炉におい
て用いられるカーボン部材の酸化防止方法およびカーボ
ン部材をそなえた雰囲気炉に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for preventing oxidation of a carbon member used in an atmosphere furnace and an atmosphere furnace provided with the carbon member.
【０００２】[0002]
【従来の技術】雰囲気炉は、たとえば鋼材の熱処理や各
種金属材料の焼結などに用いられ、そのうちでもローラ
ハース式雰囲気炉が多く用いられている。このローラハ
ース式雰囲気炉における被熱物搬送用のハースロールと
しては、ステンレス材や耐熱鋳鋼などから成る金属製の
ハースロールを用いるのが一般的であるが、この金属製
のハースロールは耐熱性の点で最高使用温度は約１１０
０℃であり、これより炉温の高い場合はアルミナ系のセ
ラミックロールが使われることが多いが、熱衝撃に弱く
割れ易いという欠点を有する。2. Description of the Related Art Atmosphere furnaces are used, for example, for heat treatment of steel materials and sintering of various metal materials, and among them, a roller hearth type atmosphere furnace is often used. Generally, a metal hearth roll made of stainless steel or heat-resistant cast steel is used as a hearth roll for transferring a heated object in the roller hearth type atmosphere furnace. The maximum operating temperature in point is about 110
When the furnace temperature is higher than 0 ° C., alumina-based ceramic rolls are often used, but they have a drawback that they are susceptible to thermal shock and easily broken.
【０００３】また雰囲気炉における被熱物加熱用の電熱
ヒータとしては、従来多く用いられていたＮｉ系やＣｒ
系の金属製のヒータは、最高使用温度は１１００〜１２
５０℃程度であり、またＳｉＣヒータは酸化性雰囲気内
では表面部にＳｉＯ２成分の保護層を形成するため、１
３００℃程度迄は使用できるが、非酸化性雰囲気におい
ては寿命が短く、また製造方法上の制約から大型のもの
は作れなかった。As an electric heater for heating an object to be heated in an atmosphere furnace, Ni-based and Cr-based heaters which have been widely used in the past have been used.
System metal heaters, the maximum operating temperature is 1100-12
The temperature is about 50 ° C., and the SiC heater forms a protective layer of a SiO 2 component on the surface in an oxidizing atmosphere.
Although it can be used up to about 300 ° C., it has a short life in a non-oxidizing atmosphere and cannot be made large due to restrictions on the manufacturing method.
【０００４】一方雰囲気炉の炉壁部を構成する断熱材と
しては、セラミックファイバ系で１５００℃、耐火レン
ガ系で１８００℃位迄の耐熱度があるため、前記ハース
ロールや電熱ヒータの耐熱度が向上すれば、１１００℃
以上（たとえば１４００℃）の高温処理ゾーンを有する
雰囲気炉を得ることができる。そこで耐熱度が高く２０
００℃程度までは強度低下の少ないカーボン材によっ
て、上記のハースロールや電熱ヒータを構成することが
考えられるが、カーボン材は特に高温においては酸化の
進行が著しく、工業用雰囲気炉の炉内部材としては殆ど
使用されていない。On the other hand, the heat insulating material constituting the furnace wall of the atmosphere furnace has a heat resistance up to about 1500 ° C. for a ceramic fiber type and about 1800 ° C. for a refractory brick type. 1100 ° C if improved
It is possible to obtain an atmosphere furnace having the above-mentioned (for example, 1400 ° C.) high-temperature processing zone. Therefore, the heat resistance is high and 20
It is conceivable that the above-mentioned hearth roll or electric heater is constituted by a carbon material having a small decrease in strength up to about 00 ° C. The oxidation of the carbon material is remarkable, especially at high temperatures, and the inner member of an industrial atmosphere furnace Is rarely used.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】この発明は上記の点に
かんがみてなされたもので、雰囲気炉内で使用するカー
ボン部材の酸化を防止して、カーボン部材を高温雰囲気
内で支障なく使用できるようにする雰囲気炉用カーボン
部材の酸化防止方法および雰囲気炉を提供することを目
的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and aims to prevent oxidation of a carbon member used in an atmosphere furnace so that the carbon member can be used in a high-temperature atmosphere without any trouble. It is an object of the present invention to provide a method for preventing oxidation of an atmosphere furnace carbon member and an atmosphere furnace.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に発明者らは、カーボン部材を実験炉などの炉内で使用
したときの雰囲気による酸化状態を詳細に観察・調査し
た結果、一般にカーボン部材の気孔率は０．１〜２０％
で通気性を有するため、雰囲気ガスの酸化成分がカーボ
ン部材の表層からその内部にも侵入して酸化が進行し、
これによって部材全体の強度が低下して破断に至り、使
用不能になることを知見し、この知見に基づいてこの発
明を完成するに至った。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present inventors have observed and investigated in detail the oxidation state due to the atmosphere when a carbon member was used in a furnace such as an experimental furnace. The porosity of the member is 0.1-20%
Because it has air permeability, the oxidizing component of the atmospheric gas penetrates from the surface layer of the carbon member into the inside thereof, and oxidation proceeds,
As a result, the inventors have found that the strength of the entire member is reduced and the member is broken, which renders it unusable. Based on this finding, the present invention has been completed.
【０００７】すなわち、請求項１記載の雰囲気炉用カー
ボン部材の酸化防止方法は、無酸化性雰囲気内で被熱物
の加熱処理をおこなう雰囲気炉において、炉内で使用す
るカーボン部材を、通気性を有するカーボン製の中空体
で構成し、この中空体内に、炉内の雰囲気よりも高圧の
無酸化性雰囲気ガスを供給することを特徴とする。That is, in the method for preventing oxidation of a carbon member for an atmospheric furnace according to the first aspect of the present invention, the carbon member used in the furnace is provided with a gas permeable material. And a non-oxidizing atmosphere gas having a higher pressure than the atmosphere in the furnace is supplied into the hollow body.
【０００８】また請求項２記載の雰囲気炉は、無酸化性
雰囲気内で被熱物の加熱処理をおこなう雰囲気炉におい
て、被熱物搬送用のハースロールを、通気性を有するカ
ーボン製の中空筒状のカーボンロールで構成し、このカ
ーボンロールを無酸化性雰囲気ガス供給源に接続して、
該カーボンロール内に、炉内の雰囲気よりも高圧の無酸
化性雰囲気ガスを供給するようにしたことを特徴とす
る。According to a second aspect of the present invention, there is provided an atmosphere furnace for heating a material to be heated in a non-oxidizing atmosphere, wherein the hearth roll for transporting the material to be heated is a hollow cylinder made of carbon having gas permeability. It consists of a carbon roll in the shape of, and this carbon roll is connected to a non-oxidizing atmosphere gas supply source,
A non-oxidizing atmosphere gas having a higher pressure than the atmosphere in the furnace is supplied into the carbon roll.
【０００９】また請求項３記載の雰囲気炉は、無酸化性
雰囲気内で被熱物の加熱処理をおこなう雰囲気炉におい
て、被熱物加熱用の電熱ヒータを、通気性を有するカー
ボン製の中空棒状のカーボンヒータで構成し、このカー
ボンヒータを無酸化性雰囲気ガス供給源に接続して、該
カーボンヒータ内に、炉内の雰囲気よりも高圧の無酸化
性雰囲気ガスを供給するようにしたことを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, there is provided an atmosphere furnace for heating an object to be heated in a non-oxidizing atmosphere, wherein the electric heater for heating the object to be heated is a hollow rod made of carbon having air permeability. The carbon heater is connected to a non-oxidizing atmosphere gas supply source, and a non-oxidizing atmosphere gas having a higher pressure than the atmosphere in the furnace is supplied into the carbon heater. Features.
【００１０】この発明において、無酸化性雰囲気とは、
ＡｒやＮ２などの不活性ガスや、ＮＸガスなどの酸化成
分の少ない変成ガスを炉内に供給することにより形成さ
れる雰囲気をいう。またこの無酸化性雰囲気内で被熱物
の加熱処理をおこなう雰囲気炉には、バッチ炉と連続炉
の両方が含まれ、この連続炉の場合は、炉内全長にわた
って無酸化性雰囲気に維持される雰囲気炉はもとより、
たとえば予熱ゾーンに続く高温処理ゾーンなどの炉内の
一部のゾーンが無酸化性雰囲気に維持される雰囲気炉も
含まれるものとし、この一部のゾーンで使用されるカー
ボン部材，ハースロール，または電熱ヒータが請求項
１，２，または３記載の要件を充足するものであればよ
い。In the present invention, the non-oxidizing atmosphere is
And an inert gas such as Ar or N 2, refers to the atmosphere is formed by supplying less reformed gas with oxidizing components such as NX gas into the furnace. Atmosphere furnaces that perform heat treatment of the object to be heated in this non-oxidizing atmosphere include both batch furnaces and continuous furnaces. In the case of this continuous furnace, the furnace is maintained in an non-oxidizing atmosphere over the entire length of the furnace. Atmosphere furnace,
Atmosphere furnaces in which some zones in the furnace such as a high-temperature treatment zone following the preheating zone are maintained in a non-oxidizing atmosphere are also included, and carbon members, hearth rolls, or The electric heater may be any as long as it satisfies the requirements of Claims 1, 2, and 3.
【００１１】またこの発明において、カーボンとは、焼
成温度が１５００℃程度の通常の炭素材を主体とするも
のの他、黒鉛や炭素繊維複合炭素材であるＣ／Ｃコンポ
ジット（以下Ｃ／Ｃ材という）やＡｌ２Ｏ３やＳｉＣを
コーティングしたものやそれらを含浸させたものも含む
ものとし、特にＣ／Ｃ材は高温強度に優れているので好
ましい。またカーボンは通気性を有するものであればよ
いが、後述の無酸化性雰囲気のガス流を確実に形成させ
る点から、気孔率０．１〜３０％のものが特に好まし
い。In the present invention, the term "carbon" refers to a carbon / carbon composite (hereinafter, referred to as a carbon / carbon composite) which is a carbon or carbon fiber composite carbon material in addition to a carbon material mainly composed of a normal carbon material having a firing temperature of about 1500 ° C. ), Al 2 O 3, or SiC coated or impregnated with them. Particularly, C / C materials are preferable because of their excellent high-temperature strength. The carbon may have any air permeability, but a carbon material having a porosity of 0.1 to 30% is particularly preferable from the viewpoint of surely forming a gas flow in a non-oxidizing atmosphere described later.
【００１２】この発明によれば、カーボン部材を構成す
る中空体、ハースロールを構成するカーボンロール、電
熱ヒータを構成するカーボンヒータ等の内部に供給され
た無酸化性雰囲気ガスは、炉内雰囲気より高圧であるた
め、また中空体、カーボンロール、カーボンヒータ（以
下、上記中空体と総称する）が通気性を有するカーボン
製であるため、上記中空体の内部（中空穴部）から表面
部へと拡散・流通して表面部から炉内へと流出する無酸
化性雰囲気ガスの小流量のガス流が形成される。According to the present invention, the non-oxidizing atmosphere gas supplied to the interior of the hollow member forming the carbon member, the carbon roll forming the hearth roll, the carbon heater forming the electric heater, etc. Because of the high pressure, and because the hollow body, the carbon roll, and the carbon heater (hereinafter collectively referred to as the hollow body) are made of air-permeable carbon, the inside of the hollow body (hollow hole) to the surface portion A small gas flow of the non-oxidizing atmosphere gas that diffuses and circulates and flows out of the surface into the furnace is formed.
【００１３】このため炉内雰囲気が、たとえば外気の流
入や隣接ゾーンからの酸化性雰囲気ガスの流入、被熱物
からの水分あるいは酸化性ガス蒸散などにより、酸化成
分の多い雰囲気となっても、上記中空体は内部から表面
部まで無酸化性雰囲気ガスにより包囲され、前記酸化成
分ガスが表面部から侵入することも、上記中空体内部か
らの無酸化性雰囲気ガス流により阻止されるので、カー
ボン製の上記中空体は酸化が防止されて酸化による折損
や消耗を生じることなく長期間の使用が可能となり、耐
熱度および高温強度が高いカーボン製のカーボンロー
ル、カーボンヒータ等のカーボン部材を活用して、１１
００℃以上の高温（たとえば１４００℃）で被熱物の加
熱処理をおこなうことができるのである。For this reason, even if the atmosphere in the furnace becomes an atmosphere having a large amount of oxidizing components due to, for example, inflow of outside air, inflow of oxidizing atmosphere gas from an adjacent zone, or evaporation of moisture or oxidizing gas from a heated object, The hollow body is surrounded by a non-oxidizing atmosphere gas from the inside to the surface, and the oxidizing component gas is prevented from entering from the surface by the non-oxidizing atmosphere gas flow from the inside of the hollow body. The above-mentioned hollow body made of carbon is prevented from being oxidized and can be used for a long period of time without causing breakage or wear due to oxidation. And 11
The heat treatment of the object to be heated can be performed at a high temperature of 00 ° C. or higher (for example, 1400 ° C.).
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】以下図１に示す具体例により、こ
の発明の実施の形態を説明する。図１は、ローラハース
式雰囲気炉１の高温処理ゾーン２を横断面図で示し、３
は鋼板製の炉殻、４はこの炉殻内に内張状に配設された
断熱材製の炉壁である。５は雰囲気ガス供給口で、図示
しない雰囲気ガス供給源に接続され、無酸化性炉内雰囲
気ガス（この例ではＮＸガス）が炉内に供給され、炉内
ガス圧は３０mmＡｑに維持されるようになっている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to a specific example shown in FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a high-temperature treatment zone 2 of a roller hearth type atmosphere furnace 1.
Is a furnace shell made of a steel plate, and 4 is a furnace wall made of a heat insulating material and arranged inside the furnace shell. Reference numeral 5 denotes an atmosphere gas supply port, which is connected to an atmosphere gas supply source (not shown) so that the non-oxidizing furnace atmosphere gas (NX gas in this example) is supplied into the furnace, and the furnace gas pressure is maintained at 30 mmAq. It has become.
【００１５】１０はカーボン製の中空筒状のカーボンロ
ールで、被熱物Ｗ搬送用のハースロールとして、炉内下
部に並設されている。カーボンロール１０は、気孔率１
１％のＣ／Ｃ材製の筒体１１の両端部に、同じくＣ／Ｃ
材製の段付軸１２，１３を嵌合およびカーボンセメント
により固着して成り、炉壁４を貫通した段付軸１２，１
３部を軸受１４，１４により回転自在に支持してある。
段付軸１２の中心部には、筒体１１内に形成された中空
穴１１ａに連通する中心穴１２ａが形成され、この中心
穴１２ａの先端部を閉鎖する形で段付軸１２の先端部に
キーとカーボンセメントにより固着したステンレス製の
駆動軸１５の炉外突出部には、スプロケット１６がキー
止めにより固定取付けしてある。カーボンロール１０
は、このスプロケット１６に巻掛けられた図示しないチ
ェーンにより回転駆動されることにより、被熱物Ｗを炉
内搬送する。Reference numeral 10 denotes a hollow cylindrical carbon roll made of carbon, which is arranged in parallel in the lower part of the furnace as a hearth roll for transporting the object to be heated W. The carbon roll 10 has a porosity of 1
1% of C / C material cylindrical body 11 is also provided with C / C
Stepped shafts 12 and 13 made of material are fixed by fitting and fixed with carbon cement, and penetrated through the furnace wall 4.
The three parts are rotatably supported by bearings 14,14.
At the center of the stepped shaft 12, a center hole 12a communicating with the hollow hole 11a formed in the cylindrical body 11 is formed, and the front end of the stepped shaft 12 is closed in a form that closes the front end of the center hole 12a. A sprocket 16 is fixedly attached by a key to a protruding portion outside the furnace of a stainless steel drive shaft 15 fixed to a key and carbon cement. Carbon roll 10
Is driven by a chain (not shown) wound around the sprocket 16 to convey the object to be heated W in the furnace.
【００１６】また段付軸１３の中心部にも、筒体１１内
に形成された中空穴１１ａに連通する中心穴１３ａが形
成され、この中心穴１３ａに接続され段付軸１３の先端
部にキーとカーボンセメントにより固着した給気管１７
は、ロータリージョイント１８を介して、図示しない無
酸化性雰囲気ガス供給源に接続され、上記給気系を経て
無酸化性雰囲気ガス（この例ではＡｒガス）が、２００
mmＡｑのガス圧でカーボンロール１０の中空穴１１ａ内
に供給されるようになっている。A center hole 13a communicating with a hollow hole 11a formed in the cylindrical body 11 is also formed at the center of the stepped shaft 13, and is connected to the center hole 13a. Air supply pipe 17 fixed by key and carbon cement
Is connected to a non-oxidizing atmosphere gas supply source (not shown) through a rotary joint 18, and the non-oxidizing atmosphere gas (Ar gas in this example) becomes 200
The gas is supplied into the hollow hole 11a of the carbon roll 10 at a gas pressure of mmAq.
【００１７】一方２０は、カーボン製の中空棒状のカー
ボンヒータで、被熱物Ｗ加熱用の電熱ヒータとして、炉
内上部に並設されている。カーボンヒータ２０は、気孔
率２％のガラス質黒鉛製の中空棒状体から成り、炉壁４
を貫通したその両端部には、図示しない電源に接続した
電線２１，２２が接続されている。On the other hand, reference numeral 20 denotes a carbon-made hollow rod-shaped carbon heater, which is arranged in parallel in the upper part of the furnace as an electric heater for heating the object to be heated W. The carbon heater 20 is made of a hollow rod made of vitreous graphite having a porosity of 2%.
Are connected to electric wires 21 and 22 connected to a power supply (not shown).
【００１８】また、カーボンヒータ２０の中心部を貫通
する中空穴２３の一端部はキャップ２４により閉鎖さ
れ、中空穴２３の他端部に接続されカーボンヒータ２０
の先端部に固着した給気管２５は、前記カーボンロール
１０用と同じ図示しない雰囲気ガス供給源に接続され、
無酸化性雰囲気ガスとしてＡｒガスが２００mmＡｑのガ
ス圧で、カーボンヒータ２０の中空穴２３内に供給され
るようになっている。なお２６，２７，２８は、駆動軸
１５，給気管１７，２５が炉殻３を貫通する部分にそれ
ぞれ設けた、気密シール装置である。One end of a hollow hole 23 penetrating the center of the carbon heater 20 is closed by a cap 24, and connected to the other end of the hollow hole 23 so that the carbon heater 20 is closed.
Is connected to the same atmosphere gas supply source (not shown) as that for the carbon roll 10,
Ar gas as a non-oxidizing atmosphere gas is supplied into the hollow hole 23 of the carbon heater 20 at a gas pressure of 200 mmAq. Reference numerals 26, 27, and 28 denote airtight seal devices provided at portions where the drive shaft 15, and the air supply tubes 17, 25 penetrate the furnace shell 3, respectively.
【００１９】上記構成のローラハース式雰囲気炉１にお
いては、雰囲気ガス供給口５からのＮＸガス供給によ
り、高温処理ゾーン２内を無酸化性雰囲気に維持した状
態で、図示しない予熱ゾーンで予熱された被熱物Ｗをカ
ーボンロール１０により炉内搬送し、カーボンヒータ２
０により高温（たとえば１４００℃）に加熱処理する。In the roller hearth type atmosphere furnace 1 having the above-described structure, the NX gas is supplied from the atmosphere gas supply port 5 and is preheated in a preheating zone (not shown) while the inside of the high temperature processing zone 2 is maintained in a non-oxidizing atmosphere. The object to be heated W is conveyed in a furnace by a carbon roll 10, and the carbon heater 2
Heat treatment is performed at a high temperature (for example, 1400 ° C.) according to 0.
【００２０】このときカーボンロール１０内には、炉内
雰囲気よりも高圧のＡｒガスを供給し、これによって中
空穴１１ａ部から筒体１１の表面部へと、また中心穴１
２ａ，１３ａ部から段付軸１２，１３の表面部へと、そ
れぞれ拡散・流通するＡｒガスのガス流が形成され、同
様にカーボンヒータ２０内にも、炉内雰囲気よりも高圧
のＡｒガスを供給し、これによって中空穴２３部からカ
ーボンヒータ表面部へと拡散・流通するＡｒガスのガス
流が形成されている。At this time, Ar gas is supplied into the carbon roll 10 at a pressure higher than the atmosphere in the furnace, so that the hollow hole 11a extends to the surface of the cylinder 11 and the center hole 1
A gas flow of Ar gas that diffuses and circulates is formed from the portions 2a and 13a to the surface portions of the stepped shafts 12 and 13, respectively. Similarly, Ar gas having a pressure higher than the furnace atmosphere is supplied into the carbon heater 20 as well. Thus, a gas flow of Ar gas which diffuses and flows from the hollow hole 23 to the surface of the carbon heater is formed.
【００２１】このため高温処理ゾーン２においては、先
ずカーボンロール１０およびカーボンヒータ２０とも、
炉内の無酸化雰囲気（ＮＸガス）中にあるのでその酸化
は防止され、またたとえば炉の出入口部からの外気の侵
入や、隣接ゾーンからの酸化性雰囲気の流入、被熱物か
らの水分や酸化性ガスの蒸散などによって、炉内雰囲気
が一時的あるいは局部的に酸化成分の多い雰囲気となっ
ても、上記のロールおよびヒータ内部から表面部へのＡ
ｒガスのガス流により、上記酸化成分ガスがカーボンロ
ール１０やカーボンヒータ２０の表面に接触したり内部
に侵入したりするのが防止されるので、カーボンロール
１０およびカーボンヒータ２０とも、酸化による折損や
消耗を生じることなく、長期にわたり支障なく使用でき
るのである。Therefore, in the high-temperature treatment zone 2, first, both the carbon roll 10 and the carbon heater 20
Since it is in the non-oxidizing atmosphere (NX gas) in the furnace, its oxidation is prevented. For example, invasion of outside air from the entrance and exit of the furnace, inflow of the oxidizing atmosphere from the adjacent zone, moisture and Even if the atmosphere in the furnace temporarily or locally becomes rich in oxidizing components due to the evaporation of the oxidizing gas, etc.
The gas flow of the r gas prevents the oxidizing component gas from contacting the surface of the carbon roll 10 or the carbon heater 20 or intruding into the inside thereof, so that both the carbon roll 10 and the carbon heater 20 are damaged by oxidation. It can be used for a long period of time without any trouble or wear.
【００２２】[0022]
【実施例】上記構成のカーボンロール１０およびカーボ
ンヒータ２０と、他材質のロールおよびヒータを用い
て、実験炉でおこなった比較実験の結果を次に記す。い
ずれも炉内雰囲気はＮＸガス（炉圧３０mmＡｑ）、カー
ボンロールおよびカーボンヒータ内への供給ガスはＡｒ
ガス（供給圧２００mmＡｑ）である。EXAMPLES The results of comparative experiments performed in an experimental furnace using the carbon roll 10 and the carbon heater 20 having the above-described configuration and rolls and heaters of other materials will be described below. In any case, the atmosphere in the furnace was NX gas (furnace pressure 30 mmAq), and the supply gas to the carbon roll and carbon heater was Ar.
Gas (supply pressure 200 mmAq).
【００２３】○比較結果１ カーボンロール１０（筒体１１：直径１００mm，長さ６
００mm）と、これと同寸のＮｉ−Ｃｒ耐熱鋼（ＳＣＨ１
３）製ロールについて、炉内温度および被熱物Ｗによる
ロールに対する垂直負荷荷重（但しロール１本当り最大
１４０Ｋｇ）を変えて、被熱物Ｗを往復駆動（移動距離
２５０mm，移動時間１２０秒，停止時間１０分間）し、
１００００時間支障なく使用できるロール１本当りの実
用耐荷重を求めた結果を、表１に示す。カーボンロール
１０は、１４００℃においても酸化はほとんど見られ
ず、１４０Ｋｇの実用耐荷重を確保できた。Comparative result 1 Carbon roll 10 (tube 11: diameter 100 mm, length 6)
00 mm) and Ni-Cr heat-resistant steel of the same size (SCH1
3) The roll to be heated is reciprocally driven (moving distance 250 mm, moving time 120 seconds, changing the furnace temperature and the vertical load applied to the roll by the heated object W (up to 140 kg per roll). Stop time 10 minutes)
Table 1 shows the results of determining the practical load capacity per roll that can be used without any trouble for 10,000 hours. The carbon roll 10 hardly oxidized even at 1400 ° C., and a practical load capacity of 140 kg was secured.
【００２４】[0024]
【表１】 [Table 1]
【００２５】○比較結果２ カーボンヒータ２０（外径２０mm，内径１０mm，炉内長
４００mm）と、Ｎｉ−Ｃｒ系（ＮＣＨ２製）ヒータおよ
びＳｉＣ系ヒータ（いずれも直径１５mm，炉内長４００
mmの中実丸棒状ヒータ）を絶縁材を介して保持し、通電
電力制御によりヒータ温度１０００℃と１６００℃の間
を三角波状パターンで昇降温を繰返す昇降温テスト（昇
降温サイクル＝１０回／時）をおこなったところ、Ｎｉ
−Ｃｒ系ヒータは１３５０℃で溶断して使用不能とな
り、ＳｉＣ系ヒータは５０回の昇降温で溶断して使用不
能となったのに対し、カーボンヒータ２０は２００回の
昇降温後も、酸化もほとんど見られず支障なく使用でき
る状態にあった。Comparative result 2 Carbon heater 20 (outside diameter 20 mm, inside diameter 10 mm, furnace length 400 mm), Ni-Cr type (made of NCH2) heater and SiC type heater (both diameter 15 mm, furnace length 400 mm)
mm solid round bar-shaped heater) is held through an insulating material, and a temperature rise / fall test in which the heater temperature is repeated between 1000 ° C. and 1600 ° C. in a triangular wave pattern by power supply control (temperature rise / fall cycle = 10 times / Time), Ni
The -Cr heater was blown out at 1350 ° C and became unusable, and the SiC-based heater was blown out at 50 times the temperature rise and fall and became unusable, whereas the carbon heater 20 was oxidized even after 200 times the temperature rise and fall. Was almost unobservable and usable without any problems.
【００２６】この発明は上記の例に限定されるものでは
なく、たとえばカーボンロール１０やカーボンヒータ２
０の具体的構造や材質、その内部に供給する無酸化性雰
囲気ガスの種類や供給圧力等は、上記以外のものとして
もよい。またこの発明の方法は、上記のカーボンロール
１０（ハースロール）やカーボンヒータ２０（電熱ヒー
タ）以外の、炉内で使用するカーボン部材の酸化防止方
法にも適用できるものである。The present invention is not limited to the above-described example.
The specific structure and material of O, the type of the non-oxidizing atmosphere gas supplied therein, the supply pressure, and the like may be other than those described above. The method of the present invention can also be applied to a method for preventing oxidation of carbon members used in a furnace other than the carbon roll 10 (hearth roll) and the carbon heater 20 (electric heater).
【００２７】[0027]
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
通気性を有するカーボン製のカーボンロールやカーボン
ヒータなどの中空体内に供給した無酸化性雰囲気ガス
が、中空体の中空穴部から表面へと向かう雰囲気ガス流
を形成して該中空体の酸化を防止するので、上記中空体
で構成されたハースロールや電熱ヒータなどのカーボン
部材の酸化が防止されて高温雰囲気内で支障なく使用で
きるようになり、雰囲気炉における被熱物の高温加熱処
理に寄与するものである。As described above, according to the present invention,
A non-oxidizing atmosphere gas supplied into a hollow body such as a carbon roll or carbon heater having air permeability forms an atmosphere gas flow directed from the hollow hole of the hollow body to the surface to oxidize the hollow body. As a result, oxidation of carbon members such as hearth rolls and electric heaters made of the above-mentioned hollow body is prevented, so that they can be used without trouble in a high-temperature atmosphere, contributing to high-temperature heating of a heated object in an atmosphere furnace. Is what you do.
【図１】この発明の実施の形態の一例を示すローラハー
ス式雰囲気炉の横断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a roller hearth type atmosphere furnace showing an example of an embodiment of the present invention.
１…ローラハース式雰囲気炉、２…高温処理ゾーン、５
…雰囲気ガス供給口、１０…カーボンロール、１１…筒
体、１１ａ…中空穴、１２…段付軸、１２ａ…中心穴、
１３…段付軸、１３ａ…中心穴、１７…給気管、２０…
カーボンヒータ、２３…中空穴、２５…給気管。1: Roller hearth type atmosphere furnace, 2: High temperature processing zone, 5
... Atmosphere gas supply port, 10 ... Carbon roll, 11 ... Cylinder, 11a ... Hole hole, 12 ... Stepped shaft, 12a ... Center hole,
13: stepped shaft, 13a: center hole, 17: air supply pipe, 20 ...
Carbon heater, 23: hollow hole, 25: air supply pipe.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松原 寛和 愛知県名古屋市熱田区六野一丁目２番５号 大同特殊鋼株式会社高蔵製作所内 Ｆターム(参考） 4K034 AA16 CA05 DB02 DB04 EA12 EB03 EB08 EC08 EC09 EC10 4K050 AA02 AA04 BA02 BA03 CA19 CC07 CD08 CF06 CF16 CG05 EA08 EA10 4K063 AA05 AA06 AA07 AA12 AA15 BA02 BA03 CA05 FA04 FA27 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Hirokazu Matsubara 1-2-5 Rokuno, Atsuta-ku, Nagoya-shi, Aichi F-term in Takakura Works, Daido Steel Co., Ltd. 4K034 AA16 CA05 DB02 DB04 EA12 EB03 EB08 EC08 EC09 EC10 4K050 AA02 AA04 BA02 BA03 CA19 CC07 CD08 CF06 CF16 CG05 EA08 EA10 4K063 AA05 AA06 AA07 AA12 AA15 BA02 BA03 CA05 FA04 FA27
Claims (3)
おこなう雰囲気炉において、炉内で使用するカーボン部
材を、通気性を有するカーボン製の中空体で構成し、こ
の中空体内に、炉内の雰囲気よりも高圧の無酸化性雰囲
気ガスを供給することを特徴とする雰囲気炉用カーボン
部材の酸化防止方法。1. An atmosphere furnace for performing heat treatment of an object to be heated in a non-oxidizing atmosphere, wherein a carbon member used in the furnace is constituted by a hollow body made of gas-permeable carbon. A method for preventing oxidation of an atmosphere furnace carbon member, comprising supplying a non-oxidizing atmosphere gas having a higher pressure than the atmosphere in the furnace.
おこなう雰囲気炉において、被熱物搬送用のハースロー
ルを、通気性を有するカーボン製の中空筒状のカーボン
ロールで構成し、このカーボンロールを無酸化性雰囲気
ガス供給源に接続して、該カーボンロール内に、炉内の
雰囲気よりも高圧の無酸化性雰囲気ガスを供給するよう
にしたことを特徴とする雰囲気炉。2. An atmosphere furnace for performing heat treatment of an object to be heated in a non-oxidizing atmosphere, wherein a hearth roll for transferring the object to be heated is formed of a hollow cylindrical carbon roll made of carbon having air permeability. An atmosphere furnace, wherein the carbon roll is connected to a non-oxidizing atmosphere gas supply source, and a non-oxidizing atmosphere gas having a higher pressure than the atmosphere in the furnace is supplied into the carbon roll.
おこなう雰囲気炉において、被熱物加熱用の電熱ヒータ
を、通気性を有するカーボン製の中空棒状のカーボンヒ
ータで構成し、このカーボンヒータを無酸化性雰囲気ガ
ス供給源に接続して、該カーボンヒータ内に、炉内の雰
囲気よりも高圧の無酸化性雰囲気ガスを供給するように
したことを特徴とする雰囲気炉。3. An atmosphere furnace for heating an object to be heated in a non-oxidizing atmosphere, wherein the electric heater for heating the object to be heated is constituted by a carbon rod-shaped carbon heater having air permeability. An atmosphere furnace, wherein a carbon heater is connected to a non-oxidizing atmosphere gas supply source, and a non-oxidizing atmosphere gas having a higher pressure than an atmosphere in the furnace is supplied into the carbon heater.
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