JP2003171717A - 2室型熱処理炉 - Google Patents
2室型熱処理炉Info
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- JP2003171717A JP2003171717A JP2001375914A JP2001375914A JP2003171717A JP 2003171717 A JP2003171717 A JP 2003171717A JP 2001375914 A JP2001375914 A JP 2001375914A JP 2001375914 A JP2001375914 A JP 2001375914A JP 2003171717 A JP2003171717 A JP 2003171717A
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Abstract
かつ、冷却速度の速い2室型熱処理炉を提供する。 【解決手段】 所定の内面形状を有する炉本体1内を加
熱域1Aと冷却域1Bとに区画した2室型熱処理炉にお
いて、前記加熱域の炉壁を断熱構造とし、冷却域の炉壁
を水冷構造とするとともに、加熱域の一端部に第1扉5
を備え、冷却域の他端部を開放構造とした炉本体1と、
前記炉本体の内面形状とほぼ同形の外形を有し、内部に
加熱手段9を備えるとともに前記第1扉側の一端部に第
2扉を、他端部に雰囲気の排気管12と雰囲気ガス供給
管13を備えた後面壁11で閉鎖された構成のマッフル
8と、前記マッフルを炉本体内でその加熱域内と冷却域
内の間を移動させる移動機構14で構成した。
Description
関するものである。 【0002】 【従来の技術】処理材に熱処理を施す熱処理炉は、大別
すると、多室型と1室型とに分類される。 【0003】多室型の熱処理炉としては、加熱処理を行
なう加熱室と処理材の冷却および処理材の装入、抽出を
行なう冷却室とで構成した2室型や、処理材の装入室と
加熱室と処理材の冷却および抽出を行なう冷却室とで構
成した3室型等がある。 【0004】ところで、前記多室型の熱処理炉では、加
熱室および冷却室の炉温あるいは雰囲気を独立して制御
する必要があるため各室を区画する中間扉が設けてあ
り、熱処理の工程に合わせて前記中間扉を開閉して処理
材を移動させ、各室毎に熱処理を行なっている。 【0005】ここで、一例として、ガス浸硫窒化処理を
行なう2室型の熱処理について図3により説明する。 【0006】この2室型ガス浸硫窒化処理炉T’は、冷
却兼装入・抽出室20および加熱処理室30の2室を備
えており、この2室間には中間遮断部40が設けられ、
前記冷却兼装入・抽出室20の開口部には入口遮断部5
0が設けられている。 【0007】冷却兼装入・抽出室20には、冷却器2
1、冷却用循環ファン22、処理材支持ローラ23、処
理材移送装置24および中間ローラ25が設けられ、真
空排気管26および復圧用のN2ガス供給管27が接続
されている。 【0008】中間ローラ25は、前記2室間での処理材
Wの移動の際には水平に倒されて両側のローラ間で橋渡
しとなり、それ以外のときには図示するように垂直状態
になるまで回動可能に設けられている。 【0009】真空排気管26は開閉弁V1を介して真空
ポンプVPに接続されるとともに、開閉弁V2を介して
処理ガス焼却炉GIに接続されている。N2ガス供給管
27は開閉弁V3および減圧弁VRを介して図示しない
N2ガス供給源に接続されている。 【0010】加熱処理室30には、雰囲気循環ファン3
1、処理材支持ローラ32および電気ヒータ33が設け
られ、処理材支持ローラ32の下方全体にわたって噴き
出し口が均一に分散配置されたプロセスガス導入ノズル
34が設けられている。 【0011】さらに加熱処理室30の上部に真空排気管
35およびパージ用のN2ガス供給管36が接続され、
プロセスガス導入ノズル34に浸硫窒化ガス供給管37
が接続されている。 【0012】加熱処理室30の炉壁は断熱材により形成
され、この断熱材表面には、耐腐食処理(例:アルマー
加工)された不銹鋼板が配置されている。なお、加熱処
理室30内の部品類についても、原則的には、耐腐食処
理された不銹鋼材が使用されている。 【0013】真空排気管35は開閉弁V4を介して真空
ポンプVPに接続される。N2ガス供給管36は開閉弁
V5を介して減圧弁VRの二次側に接続されている。 【0014】また、浸硫窒化ガス供給管37は開閉弁V
6、V7および流量計F1を介して減圧弁VRの二次側
に接続され、この開閉弁V6およびV7間の管路は流量
計F2および開閉弁V8を介して図示しないNH3ガス
供給源に接続されるとともに、マスフローコントローラ
MCおよび開閉弁V9を介して図示しないH2Sガス供
給源に接続されている。 【0015】中間遮断部40は前記冷却兼装入・抽出室
20と加熱処理室30との境界部に面した加熱処理室3
0の開口部に対して進退する中間扉41を備えており、
この中間扉41は加熱処理室30の開口部から冷却兼装
入・抽出室20に向かう方向に後退した状態で昇降手段
42により吊上げられ、処理材Wの移動空間から退避可
能となっている。中間扉41および昇降手段42を含
め、中間扉41の駆動機構全体が扉フード43内に収め
られ、外部から遮断されている。前記2室間での処理材
Wの移動時以外は前記加熱処理室30の開口部は中間扉
41により閉じられ、前記2室は互いに雰囲気的に隔離
されている。中間扉41の断熱材表面には耐腐食処理
(例:アルマー加工)された不銹鋼板が配置されてい
る。 【0016】入口遮断部50は、流体圧シリンダ51の
駆動により昇降する装入・抽出扉52を設けて形成さ
れ、この装入・抽出扉52が閉じた状態で冷却兼装入・
抽出室20内の気密性が保たれる。 【0017】つぎに、前述した2室型ガス浸硫窒化処理
炉T’での浸硫窒化処理について説明する。まず、装入
・抽出扉52を開いて複数の処理材Wを炉外から冷却兼
装入・抽出室20内の所定位置に移送した後、装入・抽
出扉52を閉じ、この状態で加熱処理室30内および冷
却兼装入・抽出室20内を真空排気管26および35を
介して所定圧力(約1Torr)まで真空排気し、それぞれ
の内部を真空パージする。 【0018】この真空パージ完了後に中間扉41を開
き、中間ローラ25を水平に倒して処理材Wを冷却兼装
入・抽出室20から加熱処理室30内に移送した後、中
間ローラ25を垂直状態になるまで回動させ、中間扉4
1を閉じて加熱処理室30内を所定圧力(約0.5Tor
r)まで真空排気する。 【0019】この加熱処理室30内の真空パージ完了
後、冷却兼装入・抽出室20内および加熱処理室30内
にN2ガス供給管27および36を介してN2ガスを供給
し、それぞれの内部を所定圧力(約650Torr)まで復
圧するとともにN2ガス雰囲気下で雰囲気循環ファン3
1を作動させ、強制対流加熱により処理材Wの加熱を開
始し、この状態で所定温度(約350℃)まで昇温して
均熱する。 【0020】この均熱状態下で加熱処理室30内を再度
真空排気管35を介して所定圧力(約0.5Torr)まで
真空排気したのち加熱処理室30内にN2ガス供給管3
6を介してN2ガスを供給するとともに、浸硫窒化ガス
供給管37を介してH2SガスおよびNH3ガスの混合ガ
スを処理材支持ローラ32の下方から均一かつ分散させ
て供給する。また、前記各ガスの供給により加熱処理室
30内を略大気圧状態にするとともに浸硫窒化処理温度
にする。そして、この状態を所定時間保持して処理材W
の表面に浸硫窒化層を形成する。 【0021】この浸硫窒化層の形成後、冷却兼装入・抽
出室20内および加熱処理室30内を真空排気管26お
よび35を介して所定圧力(約1Torr)まで真空排気
し、両室を略同一圧力にして中間扉41を開き、中間ロ
ーラ25を水平に倒したのち処理材Wを加熱処理室30
から冷却兼装入・抽出室20に移行させ、中間ローラ2
5を垂直状態になるまで回動させて中間扉41を閉じ
る。 【0022】そして、冷却兼装入・抽出室20内にN2
ガス供給管27を介してN2ガスを供給し、室内を略大
気圧まで復圧するとともに冷却用循環ファン22を作動
させつつ冷却器21を作動させ、処理材を強制対流冷却
により所定温度まで冷却する。前記冷却工程が終了した
ら、装入・抽出扉52を開いて処理材Wを炉外に搬出
し、装入・抽出扉52を閉じて一連の浸硫窒化処理を終
了する。 【0023】 【発明が解決しようとする課題】以上の説明で明らかな
ように、多室型の熱処理炉では各室を区画するため中間
扉が必須の構成要件となるため中間遮断部が必要とな
り、それだけ熱処理炉が大型化(設置スペースが大)す
るという問題があった。 【0024】しかも、中間扉は加熱室にしか設けられて
おらず、かつ、冷却兼装入・抽出室と中間遮断部とは常
時連通状態であるため、冷却兼装入・抽出室の給排気量
が多くなる。すなわち、各室の雰囲気および圧力を同一
としなければ処理材を各室間で移動できないため、処理
材の移動毎に多量の雰囲気を給排気しなければならず、
雰囲気の消費量が多くなるとともに、それだけ熱処理に
必要な時間が長くなるという問題があった。 【0025】また、省スペースを図る目的で前記2室型
熱処理炉での熱処理工程を1室型の熱処理炉で行なうと
加熱処理も冷却処理も同一処理室で行なうため、処理材
の加熱工程では処理材に加えて断熱構造の処理室も昇温
する必要があり、その後の冷却工程では処理材に加えて
熱容量の大きな処理室も降温しなければならず、所定の
昇温レートあるいは冷却レートを保持するには加熱、冷
却能力を大きくしなければならなくなる。 【0026】つまり、1室型の熱処理炉では加熱手段、
冷却手段の容量を非常に大きくしなければならないとい
う問題があった。 【0027】そこで、本発明は、マッフル自体を炉本体
の加熱域と冷却域との間で移動させて加熱処理と冷却処
理とを行なわせることにより雰囲気の給排気量および熱
容量を抑制して省エネルギーを図るとともに、中間扉を
省略して省スペースを図ることのできる2室型熱処理炉
を提供することを目的とする。 【0028】 【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、所定の内面形状を有する炉本体内を加熱
域と冷却域とに区画した2室型熱処理炉において、前記
加熱域の炉壁を断熱構造とし、冷却域の炉壁を水冷構造
とするとともに、加熱域の一端部に第1扉を備え、冷却
域の他端部を開放構造とした炉本体と、前記炉本体の内
面形状とほぼ同形の外形を有し、内部に加熱手段を備え
るとともに前記第1扉側の一端部に第2扉を、他端部に
雰囲気の排気管と雰囲気ガス供給管を備えた後面壁で閉
鎖された構成のマッフルと、前記マッフルを炉本体内で
その加熱域内と冷却域内の間を移動させる移動機構で構
成したものである。 【0029】 【発明の実施の形態】つぎに、本発明の2室型熱処理炉
の実施の形態を図1、図2にしたがって説明する。本発
明にかかる2室型熱処理炉Tは、大略、炉本体1と、マ
ッフル8と、移動機構14とからなる。 【0030】前記炉本体1は、円筒状あるいは四角形状
等の所定形状をなし、炉壁を断熱材2で形成して断熱構
造とした加熱域1Aと、炉壁を、たとえば、水冷ジャケ
ット3で形成して水冷構造とした冷却域1Bとで構成し
たもので、図示しない基台上に設置されている。 【0031】そして、前記加熱域1Aの一端開放部には
第1扉5が開閉可能に取り付けられており、冷却域1B
の一端は扉を有さず開放状態となっている。なお、4は
シール部材である。 【0032】また、前記冷却域1Bの上部には、一端が
開放された第1開口部6が設けられる一方、加熱域1A
と冷却域1Bの下部には両域にわたって第2開口部7が
設けられている。 【0033】前記マッフル8は、下記移動機構14の載
置部材18上に載置されて炉本体1内に位置するので、
前記炉本体1と略同形状をなし、内部に電熱ヒータ等の
加熱手段9を有するとともに前記第1扉5側の開口部に
は断熱材からなる第2扉10が開閉可能に取り付けら
れ、他方の開口部は、断熱材からなる後面壁11により
閉鎖されている。 【0034】なお、前記後面壁11には、マッフル8内
の雰囲気を排気する排気管12とマッフル8内に雰囲気
ガス(N2ガス)や浸硫窒化ガス(H2Sガス、NH3
ガス)を供給する複数本の雰囲気ガス供給管13とを備
え、前記排気管12は前記第1開口部6から炉本体1外
の図示しない排気装置に連通する一方、雰囲気ガス供給
管13は冷却域1Bの他端開口から各雰囲気ガス供給源
に連通している。 【0035】前記移動機構14は、前記マッフル8を載
置して炉本体1内の加熱域1Aと冷却域1B間を移動さ
せるもので、前記炉本体1の下方に設置したレール15
と、このレール15上に摺動部材16を介して設置した
支持部材17と、この支持部材17上に設けられた前記
マッフル8を支持する載置部材18とからなる。 【0036】また、前記支持部材17には、図示しない
シリンダ等の駆動装置が設けられ、マッフル8の前進、
後退を行なわせるようになっている。 【0037】つぎに、前記構成からなる2室型熱処理炉
Tの操業方法について説明する。まず、図1の状態で、
前記第1扉5と第2扉10を開き、処理材Wをマッフル
8内に装入した後、前記両扉を閉じ、図示しない排気装
置を駆動することにより排気管12を介してマッフル8
内を所定圧(たとえば、約0.5Torr)まで真空排気す
る。 【0038】その後、雰囲気ガス供給管13からマッフ
ル8内にN2ガスを供給するとともに浸硫窒化ガス(N
2SガスおよびNH3ガス)を供給してマッフル8内を
略大気圧に復圧し、浸硫窒化処理温度を所定時間維持す
ることにより処理材Wの表面に浸硫窒化層を形成する。 【0039】前述のようにして、浸硫窒化層形成処理が
終了すると前記マッフル8内を所定圧力(たとえば、約
1Torr)まで真空排気した後マッフル8内にN2ガスを
供給してマッフル内を大気圧に復圧する。 【0040】その後、シリンダ等を駆動して前記マッフ
ル8を冷却域1Bに移動(図2の状態)させ、処理材W
を所定温度まで冷却する。 【0041】前記処理材Wの冷却が完了すると、再度、
前記マッフル8を加熱域1Aに移動させ、前記第1扉5
と第2扉10を開いて処理材Wを炉外に搬出する。 【0042】なお、前記説明では、2室型熱処理炉Tで
浸硫窒化処理をする場合について説明したが、本発明は
これに限定されることなく、炉内雰囲気を切り換えなが
ら熱処理を施すものであれば、たとえば、黒化処理等、
どのような熱処理にも対応できることは勿論である。 【0043】また、前記第1開口部6を設けることな
く、排気管12を冷却域1Bの他端開口から雰囲気ガス
供給管13と同様突出させるようにしてもよい。 【0044】さらに、移動機構14も前記第2開口部7
を設けることなく炉本体1内にレールを敷設し、マッフ
ル8を、たとえば、シリンダ、チェーン等で往復移動さ
せるようにしてもよい。 【0045】 【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
かかる2室型熱処理炉によれば、2室型であるものの中
間遮断部を有さないので炉を小型化できる。 【0046】また、中間遮断部がなく、しかも、雰囲気
の給排気はマッフル内だけのため雰囲気ガスの消費量を
大幅に削減することができるとともに、給排気時間が短
縮され、かつ、1室型熱処理炉で加熱した後に冷却する
ものに比べて加熱域と冷却域とが別であるため加熱域の
断熱材まで冷却する必要がなく、冷却速度を速くするこ
とができる。
おける断面図。 【図2】 本発明にかかる2室型熱処理炉の冷却状態に
おける断面図。 【図3】 従来の2室型熱処理炉の断面図。 【符号の説明】 1〜炉本体、1A〜加熱域、1B〜冷却域、2〜断熱
材、3〜水冷ジャケット、5〜第1扉、6〜第1開口
部、7〜第2開口部、8〜マッフル、9〜加熱手段、1
0〜第2扉、11〜後面壁、12〜排気管、13〜雰囲
気ガス供給管、14〜移動機構、T〜2室型熱処理炉、
W〜処理材。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 所定の内面形状を有する炉本体内を加熱
域と冷却域とに区画した2室型熱処理炉において、 前記加熱域の炉壁を断熱構造とし、冷却域の炉壁を水冷
構造とするとともに、加熱域の一端部に第1扉を備え、
冷却域の他端部を開放構造とした炉本体と、 前記炉本体の内面形状とほぼ同形の外形を有し、内部に
加熱手段を備えるとともに前記第1扉側の一端部に第2
扉を、他端部に雰囲気の排気管と雰囲気ガス供給管を備
えた後面壁で閉鎖された構成のマッフルと、 前記マッフルを炉本体内でその加熱域内と冷却域内の間
を移動させる移動機構とから構成したことを特徴とする
2室型熱処理炉。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001375914A JP2003171717A (ja) | 2001-12-10 | 2001-12-10 | 2室型熱処理炉 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001375914A JP2003171717A (ja) | 2001-12-10 | 2001-12-10 | 2室型熱処理炉 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003171717A true JP2003171717A (ja) | 2003-06-20 |
JP2003171717A5 JP2003171717A5 (ja) | 2005-05-12 |
Family
ID=19184209
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001375914A Pending JP2003171717A (ja) | 2001-12-10 | 2001-12-10 | 2室型熱処理炉 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003171717A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104451070A (zh) * | 2014-12-16 | 2015-03-25 | 浙江海洋学院东海科学技术学院 | 一种真空热处理炉的装料机构 |
KR101909672B1 (ko) * | 2017-04-13 | 2018-10-18 | 대흥과학(주) | 진공가열로 |
-
2001
- 2001-12-10 JP JP2001375914A patent/JP2003171717A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104451070A (zh) * | 2014-12-16 | 2015-03-25 | 浙江海洋学院东海科学技术学院 | 一种真空热处理炉的装料机构 |
KR101909672B1 (ko) * | 2017-04-13 | 2018-10-18 | 대흥과학(주) | 진공가열로 |
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Legal Events
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Effective date: 20040629 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
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A977 | Report on retrieval |
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A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20060502 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |