JPH0319284B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 産業上の利用分野 本発明は、金属材料の材質改善のため、加熱及
び冷却の熱処理操作を連続的に施す熱処理炉に関
する。

先行技術 自動車部品や機械用部品に使用される高級鋳物
は全て熱処理され、組織改善を行なう事が必要と
される。熱処理は、金属材料に所要の性質を付与
することを目的として行なう加熱及び冷却の諸操
作であつて、金属材料の硬化を目的とした焼入
れ、組織の軟化と安定を目的とした焼なまし、組
織の微細化と均一化化を目的とした焼ならしなど
がある。この熱処理は、加熱炉や均熱炉及び冷却
手段あるいは徐冷手段等を材質改善目的に合せて
適宜組み合せに熱処理炉を使用して行なわれる。
しかし、この熱処理炉は、処理品の種類や寸法、
改善目的に応じて熱処理操作が夫々異なるため、
処理品が少量の場合にはバツチ式として汎用化す
るのが一般的であり、大量でかつ継続性がある場
合にのみ連続式として専用化されている。したが
つて、多品種少量の処理品を無駄なく効率よく多
目的に使用できる熱処理炉即ち連続式の多目的熱
処理炉は従来から存在しない。

発明の目的 本発明は、処理物が他品種少量であつても無駄
なく効率良くかつ多目的に使用できる熱処理炉を
提供することを目的とする。

発明の構成 発明の特徴的構成 斯かる目的を達成するため、本発明の連続熱処
理炉は、(a)ドロツプアーチによつて上方が複数の
帯域に仕切られると共に各帯域に夫々独自に温度
制御可能な加熱源を備えて実質上複数の加熱室に
画成される一方各加熱室内を通過して被熱処理品
を任意の速度で運搬する速度制御可能な通風型搬
送コンベアを備えた連続加熱炉と、(b)前記連続加
熱炉の出口において前記被熱処理品を任意の速度
で搬出する速度制御可能な通風型搬出コンベアを
設ける一方、このコンベア下において冷却能を上
げるときにコンベア上の被熱処理品へ向けて冷却
風を任意に噴出するエアノズルと、更に冷却能を
上げるときに前記エアノズルへ冷却風を供給する
ダクト内においてウオータミストを噴霧するウオ
ータノズルと、冷却速度を遅くするときに前記搬
出コンベア上の被熱処理品を覆い熱放散を制御す
る保温カバーとを備えた冷却部とから構成したも
のである。

発明の具体的構成 以下本考案の構成を図面に示す一実施例に基づ
いて詳細に説明する。

第１図に本考案に係る連続熱処理炉の一実施例
を概略中央縦断面図で示す。この連続熱処理炉
は、被熱処理品（以下ワークという）Ｗを所定温
度ま加熱し均熱する連続加熱炉１と、所望速度で
ワークＷの冷却を図る冷却部６とから主に成る。

連続加熱炉１は、ドロツチアーチ９によつて上
方が複数の帯域に仕切られると共に各帯域に夫々
独自に温度制御可能な加熱源７を備えて実質上複
数の加熱室２，３，４，５に画成されている。即
ち、焼ならし炉として実施されている本実施例の
連続加熱炉１の場合、ワークＷを所定温度まで加
熱する加熱室２と、ワークＷの温度分布を均一に
するため加熱する均熱室３とワークＷを高温度か
ら所定温度まで徐々に冷却するのに主として使用
される第一次徐冷室４及び第二次徐冷室５が順次
連通状態に連設されいる。また本実施例の場合、
加熱室２から排出される燃焼ガスを以てワークＷ
を予熱する予熱室１１が加熱室２の直前に連設さ
れ、排熱回収が図られている。

前記加熱室２，均熱室３，第一次徐冷室４及び
第二次徐冷室５の各室は、夫々加熱用バーナ７と
熱電対温度計８が夫々備え付けられて所望温度に
保ち得るように設けられた室であり、その用途に
応じて呼称を異にする。例えば、焼入れ処理に使
用する場合、上述の第一次徐冷室４及び第二次徐
冷室５は均熱室として使用される。加熱室２，均
熱室３，第一次徐冷室４及び第二次徐冷室５の各
室は、夫々吊下げ壁（ドロツプアーチ）９によつ
て室上方が各々仕切られて独立した温度制御を可
能としているが、室下方即ちワークＷを通過させ
るための搬送ラインＬは上開口されて夫々連通状
態に設けられている。したがつて、各室２，３，
４，５の燃焼ガスは各吊り下げ壁９を潜つて順次
ワーク搬入口３３寄りの隣室へ移動し予熱室１１
に接続されている煙道１２から大気中へ排出され
る。加熱室２側から予熱室１１内に流入した燃焼
ガスは、予熱室１１内に配管された熱交換器１３
を介して各バーナ７の燃焼用空気を温めると共に
搬入されるワークＷを直接温めて予熱した後、予
熱室１１の入口寄りで搬送ラインＬの下に開口さ
れた煙道口１４から抜き取られる。

前記連続熱処理炉１には、予熱室１１、加熱室
２，均熱室３，第一次徐冷室４及び第二次徐冷室
５の各室にワークＷを連続的に搬入しかつ搬出す
るため、無端状のワーク搬送手段１０が備え付け
られている。このワーク搬送手段１０としては、
本実施例の場合、さまざまな形状・寸法のワーク
Ｗを搬送しかつ燃焼ガスの流れを妨げないため、
通風型のメツシユベルトコンベア１０が採用れて
いる。このメツシユベルトコンベア１０は、予熱
室１の直前のプーリ２３と第二次徐冷室５内のプ
ーリ２４との間に掛け渡されて加熱炉内を貫通す
るように設けられ、図示しない可変速駆動モータ
の作動によつて所望の速度即ち所定処理時間で炉
内をワークＷが通過するように設けられている。

他方、第二次徐冷室５の出口２２にはワークＷ
を所定速度で冷却する開放的な冷却部６が連設さ
れている。この冷却部６は、速度が制御可能な通
風型のメツシユベルトコンベア１５と、この下か
らワークＷに冷却空気を吹きつける送風装置１６
及びワークＷからの輻射熱の放射を抑える保温カ
バー１７とから成る。送風装置１６は、メツシユ
ベルトコンベア１５の下において空気を噴射した
メツシユベルトコンベア１５と直交する帯状の空
気流を幾条か形成するノズル１８とこれに接続さ
れて空気を供給するエアダクト１９と、このダク
ト１９内に設置されて供給空気内に水を噴霧する
スプレーノズル２０及び供給空気量を調整するダ
ンパ２１とから成る。この冷却部６における冷却
速度の調整は、メツシユベルトコンベア１５の速
度を変化させることと、送風装置１６を調整して
冷却用空気の供給量を変化させること及びこの冷
却用空気に水分を含ませることにより行なわれ
る。例えば、冷却速度を早めて焼入れ効果を得る
場合には、メツシユベルトコンベア１５の速度を
上げてワークＷが重なり合うのを防いで冷却用空
気の流れを良くする一方、ダンパ２１を用いて多
量の冷却用空気をノズル１８から吹きつける。焼
入れを目的として急速冷却する場合、ワークＷの
形状、肉厚に見合つた風量を設定することで十分
であるが、冷却不足になる肉厚品の場合にはスプ
レーノズル２０から水を噴射させてミスト状にし
て冷却用空気中に含ませる。水の蒸発潜熱を利用
して冷却効果を上げるのである。他方、冷却速度
を遅くして焼入れを抑える場合には、冷却用空気
の量を絞ると共にメツシユベルトコンベア１５の
速度を遅くして又は間欠送りとしてコンベア１５
上にワークＷを重ね合せ熱の放散を妨げる。更
に、ワークＷの冷却速度を遅くする場合には、保
温カバー１７で第二次徐冷室５の出口たるワーク
搬出口２２を被いワークＷからの輻射熱の放射を
抑える。保温カバー１７はセラミツクフアイバー
等の断熱材のライニングを施した横断面コ形の覆
いであつて、メツシユベルトコンベア１５に沿つ
て移動可能に設けられている。

また、炉の出口側たる第二次徐冷室５には、メ
ツシユベルトコンベア１０の出口２５及びシユー
ト２６を以てワークＷを冷却部６へ取出すワーク
搬出口２２が大気と連通する出口側流路２７，２
８を形成して大気の逆流を招くため、この出口側
流路２７，２８の開口部近傍には真空源３１と連
結された側孔２９，３０が穿孔され開口部近傍の
空気を常時吸い出すように設けられている。即
ち、ワーク搬出口２２及びコンベア出口２５から
侵入する外気は炉内ガスの一部と共に側孔２９，
３０から夫々炉外へ吸い出され、それ以上の侵入
が防がれている。尚、真空源３１としては、本実
施例の場合、高温耐熱使用の吸引送風機（IDF）
が採用されているが、これに限定されるものでな
く、真空ポンプ等を採用しても良い。また、側孔
２９，３０と真空源３１を連結する集合ダクト３
２に調節ダンパ（図示省略）を組込んで圧力バラ
ンスをとることが好ましい。

斯様に構成された熱処理炉は以下の通りさまざ
まな形状及び寸法の被加熱品に対して所望の熱処
理を加えることができる。例えば、予熱室１１を
通過する間に予熱されたワークＷを加熱室２にお
いて所定の温度まで加熱し、その状態を均熱室３
において所定時間保持してから第一次徐冷室４及
び第二次徐次室５において所定温度まで徐冷し、
更に冷却部６に取出してからも保温カバー１７で
覆いかつ冷却用空気を吹きつけずに空中徐冷を実
施することにより焼なまし処理できる。このと
き、加熱室２，均熱室３，第一次徐冷室４及び第
二次徐冷室５は各々バーナ７を制御して所定温度
に設定されている。また、加熱時間の制御はメツ
シユベルトコンベア１０の速度を調節することに
より行なわれる。また、冷却速度の制御は、上述
の如く、積極的に冷却風を当てないこと及び熱放
散を防ぐことと共にメツシユベルトコンベア１５
の速度を調整することにより行なわれる。

また、焼ならしの場合は、上述の第一次徐冷室
４及び第二次徐冷室５を均熱室として使用し、炉
内においてAC₃点又はAcm点以上の適当な温度
に加した後に冷却部６へ取出し、冷却用空気も吹
きつけずかつ保温カバー１７も覆せずに空気中で
静かに冷却する。

また、焼入れの場合は、加熱室２において変態
点以上の適当な温度に加熱してから、均熱室３，
４及び５において所定時間均熱した後、冷却部６
へ取出してから冷却用空気の吹付けのもとに急冷
する。ここで、冷却速度の制御は、吹付ける冷却
風の風量を調整したり、この中にウオータミスト
を含ませること並びにメツシユベルトコンベア１
５の速度を調整することによつて行なわれる。著
しく肉厚に偏りがないワークＷの場合、その形状
や肉厚に見合つた風量を設定することで十分な衝
風冷却効果は得られるが、冷冷却不足になりがち
な厚肉品のワークＷの場合には、スプレーノズル
２０からウオータミストを噴霧して冷却しなけれ
ばならない。

以上の各熱処理操作は、必要であれば中断する
ことなく連続的に実施できる。即ち、連続加熱炉
１内における加熱操作が帯域毎に独立した温度制
御によつて任意に設定できる一方、冷却操作が冷
却風の遮断、風量調節あるいはウオータミストの
噴射や保温カバー１７の操作等の連続的に調節可
能な手段であるため、メツシユベルトコンベア１
０によつて連続的に搬入されるワークＷの載置間
隔・搬入間隔を通常の場合より若干隔てて切替時
間を取ることより、前の熱処理操作が進んでいる
際中にも次の異なる熱処理操作を始めることがで
きる。

以上の説明より明らかなように、本発明の連続
熱処理炉は、(a)ドロツプアーチによつて上方が複
数の帯域に仕切られると共に各帯域に夫々独自に
温度制御可能な加熱源を備えて実質上複数の加熱
室に画成される一方各加熱室内を通過して被熱処
理品を任意の速度で運搬する速度制御可能な通風
型搬送コンベアを備えた連続加熱炉と、(b)前記連
続加熱炉の出口において前記被熱処理品を任意の
速度で搬出する速度制御可能な通風型搬出コンベ
アを設ける一方、このコンベア下において冷却能
を上げるときにコンベア上の被熱処理品へ向けて
冷却風を任意に噴出するエアノズルと、更に冷却
能を上げるときに前記エアノズルへ冷却風を供給
するダクト内においてウオータミストを噴霧する
ウオータノズルと、冷却速度を遅くするときに前
記搬出コンベア上の被熱処理品を覆い熱放散を制
御する保温カバーとを備えた冷却部とから構成
し、複数の加熱帯域の設定温度を比熱処理品に対
応させて制御する一方、冷却風の風量調整更には
ウオータミストの噴射あるいは保温カバーによる
熱放散の防止によつて冷却速度を被熱処理品に対
応させて連続的に変更できるので、多品質少量の
被熱処理品を連続的に熱処理できる。即ち、多品
種少量の処理品を無駄なく効率良く熱処理でき
る。また、連続加熱炉内における加熱操作が帯域
毎に独立した温度制御によつて任意に設定できる
一方、冷却操作が冷却風の遮断、風量調節あるい
はウオータミストの噴射や保温カバーーの操作等
の連続的に調整可能な手段であるため、メツシユ
ベルトコンベアによつて連続的に搬入されるワー
クの載置間隔・搬入間隔を通常の場合より若干隔
てて切替時間を取ることにより、前の熱処理操作
が進んでいる最中にも次の異なる熱処理操作を始
めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る連続熱処理炉の一実施例
を示す概略中央断面図、第２図は同熱処理炉の冷
却部の平面図である。 １……連続処理炉、２，３，４，５……加熱
室、６……冷却部、７……バーナ、９……ドロツ
プアーチ、１０……通風型搬送コンベア（メツシ
ユコンベア）、１５……通風型搬出コンベア（メ
ツシユコンベア）、１６……送風装置、１７……
保温カバー、１８……エアノズル、１９……ダク
ト、２０……ウオータノズル、２１……風量調整
ダンパ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ (a)ドロツプアーチによつて上方が複数の帯域
   に仕切られると共に各帯域に夫々独自に温度制御
   可能な加熱源を備えて実質上複数の加熱室に画成
   される一方各加熱室内を通過して被熱処理品を任
   意の速度で運搬する速度制御可能な通風型搬送コ
   ンベアを備えた連続加熱炉と、(b)前記連続加熱炉
   の出口において前記被熱処理品を任意の速度で搬
   出する速度制御可能な通風型搬出コンベアを設け
   る一方、このコンベア下において冷却能を上げる
   ときにコンベア上の被熱処理品へ向けて冷却風を
   任意に噴出するエアノズルと、更に冷却能を上げ
   るときに前記エアノズルへ冷却風を供給するダク
   ト内においてウオータミストを噴霧するウオータ
   ノズルと、冷却速度を遅くするときに前記搬出コ
   ンベア上の被熱処理品を覆い熱放散を制御する保
   温カバーとを備えた冷却部とから成ることを特徴
   とする連続熱処理炉。