JPS60223988A - Method of improving and maintaining heat treatment atmospheric gas composition - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 較発明はグラファイトマツフルケースを内装する不活性
カス雰囲気炉において、マツフルケース内を高精度の無
酸化、無税炭雰囲気に維持する方法に関するもσノであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The comparative invention relates to a method for maintaining a highly accurate oxidation-free and duty-free coal atmosphere inside the pine full case in an inert scum atmosphere furnace equipped with a graphite pine full case.

以１・に　本発明の方法を添付図面を参照ｌ、て詳細に
、：Ｑ　１１１１する。In the following, the method of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第１図は本発明の方法を実施するために好適な熱処理温
度７００〜２８００℃の不活性ガス雰囲気熱処理炉の構
成を説明した断面図である。FIG. 1 is a sectional view illustrating the configuration of an inert gas atmosphere heat treatment furnace having a heat treatment temperature of 700 to 2800° C. suitable for carrying out the method of the present invention.

この炉は金属および非金属の熱処理を目的とするもので
１例えば雰囲気ガスにＮ２を使用してハイスピード鋼を
１２２０℃に加熱し、雰囲気中で冷却焼入れしたり、あ
るいは２６００　’Ｃ！で炭素繊維を焼成したりするも
のである。This furnace is intended for heat treatment of metals and non-metals.1 For example, it heats high-speed steel to 1220°C using N2 as an atmospheric gas, and then cools and hardens it in the atmosphere, or it heats it to 2600'C! It is used to sinter carbon fibers.

このイくｆ工＋／１−ガス雪開焙拍の拍郁’Ａ７÷宰Ｆ
Ａ　Ｌｙ　Ｎ　ｇれ、中央部に角型の内側グラファイト
マツフルケース１をその人［−夏および出１］の耐火物
で保持する。２は外側グラファイトケースで、内側グラ
ファイトマンフルケースｌを囲んで設けられる。This orgasm +/1-Gas Yuki's opening beat 'A7÷Zai F
A Ly N g and hold the square inner graphite pine full case 1 in the center with the refractory material of the person [-Summer and Out 1]. 2 is an outer graphite case, which is provided surrounding the inner graphite manfull case l.

内側マンフルケースｌと外側マツプルケース２の間に形
成された密閉の空間１１には、複数の加熱ヒーター５を
設ける。外側グラファイトマンフルケース２の外側と上
記炉殻４との間にグラファイト粉末３を充填して断熱す
る。そして、内側マンフルケースｌの前部はパージ室７
に、その後部は冷却室８に断熱扉６を介してそれぞれ連
通ずる。A plurality of heaters 5 are provided in a closed space 11 formed between the inner manful case l and the outer manful case 2. Graphite powder 3 is filled between the outside of the outer graphite manful case 2 and the furnace shell 4 for insulation. The front part of the inner manful case l is the purge chamber 7.
The rear portion thereof communicates with a cooling chamber 8 via a heat insulating door 6.

９．９は入口扉と出口扉を示し、ｌＯは被処理品を示し
ている。9.9 indicates an entrance door and an exit door, and IO indicates a product to be processed.

２１は内側マツフルケースｌ内に開口する雰囲気ガス入
１］であり、２０は内側と外側のマンフルケース間に形
成された前記した密閉空間１１に開口する別の雰囲気ガ
ス人口である。２２はこの空間１１と内側マンフルケー
スｌ内をつなぐ雰囲気ガス導入孔である。２３は断熱扉
６．６にそれぞれ設けられた雰囲気ガス導孔であり、２
４は雰囲気ガス排出孔で１記した構成になるマツフルケ
ースを内装したこの炉は、ｊ？温前に炉殻内をＮ２によ
ってあらかじめ空気を捕除したのち、Ｎ２を流しながら
昇温する。Reference numeral 21 denotes an atmospheric gas chamber 1 which opens into the inner pine full case l, and 20 denotes another atmospheric gas chamber which opens into the aforementioned sealed space 11 formed between the inner and outer manful cases. Reference numeral 22 denotes an atmospheric gas introduction hole that connects this space 11 with the inside of the inner manful case l. Reference numeral 23 indicates an atmospheric gas guide hole provided in each of the heat insulating doors 6 and 6;
4 is an atmospheric gas discharge hole, and this furnace is equipped with a pine full case configured as shown in 1. Before heating, air inside the furnace shell is removed using N2, and then the temperature is raised while flowing N2.

定常状態での雰囲気ガスＮ２の炉殻内への送入（図示せ
ず）と内側マツフルケースｌへの雰囲気ガス入「１２１
を介しての送入は小破とし、主として雰囲気Ｎ２ガスは
外側ケース２内へ導入孔２０から送入し、Ｎ２ガス４入
札２２より内側ケースｌ内を経て、ｌ：とじて入口より
、また小車を出口より排出するようにする。Injecting atmospheric gas N2 into the furnace shell in a steady state (not shown) and introducing atmospheric gas into the inner pine full case 121
The N2 gas is mainly fed into the outer case 2 through the introduction hole 20, and from the N2 gas 4 bid 22 through the inner case l, from the inlet l: Allow small vehicles to be ejected from the exit.

以下に述べる実施例で使用したＮ２は市販されている液
体Ｎ２　（０２：２ｐｐｍ以下、Ｈ２０：露点温度−６
０°Ｃ以下）である。運転は比較的低温（１５００℃以
下）な加熱のときには発熱体として炭化硅素を用い、高
温用のときには炭素を用いた。The N2 used in the examples described below is commercially available liquid N2 (02: 2 ppm or less, H20: dew point temperature -6
(below 0°C). During operation, silicon carbide was used as the heating element when heating at a relatively low temperature (below 1500°C), and carbon was used when heating at a high temperature.

さて、雰囲気カス入口２０よりの送気の一つの目的は、
内側マツフルケースｌの外側および高温用の炭素発熱体
５の保護にあるが、もう一つの目的は、送入されたＮｚ
中に含まれる微陽のＮ２０　、Ｏ，を外側ケース２の空
間１１内で、その内面と内側ケース１の外面および高温
用の炭素発熱体５の表面で反応させて、Ｈ，およびｃｏ
とするためである。Now, one purpose of air supply from the atmosphere waste inlet 20 is as follows.
The purpose is to protect the outside of the inner pine full case l and the high-temperature carbon heating element 5, but another purpose is to protect the injected Nz
In the space 11 of the outer case 2, the N20, O, and N20 contained therein are reacted on the inner surface of the outer case 2, the outer surface of the inner case 1, and the surface of the high-temperature carbon heating element 5, thereby generating H, and CO.
This is for the purpose of

このＮ２０，０２等の酸化、脱炭性ガス成分が除去され
たＮクガスが導入孔２２より内側ケースｌ内に導かれる
ので、被処理品１ｏを良好な無酸化、無脱炭状態で加熱
することができる。Since this N gas from which oxidizing and decarburizing gas components such as N20 and 02 have been removed is guided into the inner case l through the introduction hole 22, the product to be treated 1o is heated in a good non-oxidizing and non-decarburizing state. be able to.

この種のグラファイトマツフルケースを内装した雰囲気
炉においては、従来雰囲気ガスは入ｃ＋２１などからマ
ツプルケースｌ内に直接送入されてきたか、前記したＮ
２に含まれるＮ２０．０２が無視できない場合がしばし
ばある。In an atmospheric furnace equipped with this kind of graphite pine full case, the atmosphere gas has conventionally been directly fed into the pine case l from an inlet C+21, or the above-mentioned N
There are many cases where N20.02 included in 2 cannot be ignored.

実施例 本発明の方法とト記した従来の一般的なＮｚカス送入法
とを比較するために、内側マリフルケース１内の被処理
品１０の位置でのＮ２ガス雰囲気の酸素分圧を測定した
。Example In order to compare the method of the present invention with the conventional general Nz waste feeding method described above, the oxygen partial pressure in the N2 gas atmosphere at the position of the workpiece 10 in the inner marifle case 1 was It was measured.

本発明の方法ではＩ２００°Ｃのときの０２分圧は１×
１０−２４以下、一般的な従来の進入法では０あルイは
２１で＋７）Ｏｚ分圧はｌＸｌ０−６〜３Ｘ１０−６で
あった。In the method of the present invention, the 02 partial pressure at I200°C is 1×
10-24 or less, in the general conventional approach method, the 0 louis was 21 and +7) Oz partial pressure was 1X10-6 to 3X10-6.

この発明の方法によってハイスピード鋼を１２２０°Ｃ
で加熱し、雰囲気中で冷却して無酸化、無脱炭の満足す
る処理結果を得た。そして、自由エネルギーと０２分圧
一温度線図を用いてハイスピード鋼中のＣｒの酸化、還
元および脱炭を検討した。By the method of this invention, high speed steel can be heated to 1220°C.
By heating the material in a vacuum atmosphere and cooling it in an atmosphere, a satisfactory treatment result of no oxidation and no decarburization was obtained. Then, oxidation, reduction, and decarburization of Cr in high-speed steel were investigated using free energy and 02 partial pressure-temperature diagrams.

ｇ東からの一般的な方法下での０２分圧ｌＸｌ０−ＩＢ
では、１２００’ｏのときはＣｒはほぼ酸化−昂、ｒｃ
′＋衡線１二線１るが、１２００℃以１：　−ｃ　ハ酸
化城となってしまう。g02 partial pressure lXl0-IB under the general method from East
So, at 1200'o, Cr is almost oxidized, rc
'+ Equilibrium line 1, 2 lines 1, but above 1200℃ 1: -c It becomes oxidized.

Ｃれに対し、本発明の方法Ｆでの０２分圧ｌ×ＩＱ−２
４では、Ｃｒはなお充分に還元域内であり、約９００℃
まで還元域となる。02 partial pressure l×IQ-2 in method F of the present invention for C
4, Cr is still well within the reduction range, at about 900°C.
It becomes a reduction area until

また、１足腺図によると鋼中の炭素は１２００’Ｃで０
２分圧ｌＸｌ０−１７以ヒで脱炭する。０２分Ｉｔ：Ｉ
　Ｘ　Ｌ　Ｏ”　テは１２００’ｃ−Ｑは脱炭りないが
、１００°Ｃ以下では脱炭城となる。Also, according to the monopod diagram, carbon in steel is 0 at 1200'C.
Decarburize at a partial pressure of 1X10-17 or higher. 02 minutes It:I
X L O" Te does not decarburize at 1200'c-Q, but decarburizes at temperatures below 100°C.

ところが、Ａ′発明方法でのｏＰ分圧ｉｘｉ　ｏ−がか
なり遅くても脱炭しないことになる。However, in the method of invention A', decarburization does not occur even if the oP partial pressure ixio- is considerably slow.

本発明方法は以上詳細に述べた如く、雰囲気の特別な調
整を要せず、安定した熱処理を可能とする卓越した効果
を有するものである。As described in detail above, the method of the present invention has the outstanding effect of enabling stable heat treatment without requiring any special adjustment of the atmosphere.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明方法に使用するグラフフィトマツフル雰
囲気炉の説明的な断面図である。 符号説明 ｌ−内側グラファイトケース　２−外側グラファイトケ
ース　３−断熱材　４−炉殻　５−発熱体６−断熱扉　
７−パージ室　８−冷却室　９−人１−１．出ロ扉　ｌ
〇−被処理品　１１−密閉空間２０−外側ケース内密閉
空間への雰囲気ガス人口２１−内側ケース内への雰囲気
ガス入口２２−雰囲気ガス導入孔　２３−雰囲気ガス通
孔２４−雰囲気ガス排出孔FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view of a graphite matzul atmosphere furnace used in the method of the present invention. Symbol explanation 1-Inner graphite case 2-Outer graphite case 3-Insulating material 4-Furnace shell 5-Heating element 6-Insulating door
7-Purge room 8-Cooling room 9-Person 1-1. Exit door l
〇 - Product to be processed 11 - Sealed space 20 - Atmospheric gas population into the sealed space in the outer case 21 - Atmospheric gas inlet into the inner case 22 - Atmospheric gas introduction hole 23 - Atmospheric gas vent 24 - Atmospheric gas discharge hole

Claims (1)

【特許請求の範囲】 （りグラファイトマンフルケースを設けた雰囲気熱処理
装置における雰囲気ガスの改質維持方法にして、内側グ
ラファイトマンフルケースと外側グラファイトマンフル
ケースとの間に形成された空間中に雰囲気カスを送入し
てマツフルケースの酸化を防１１−すると共に、送入さ
れた雰囲気ガス中の嶺部の酸化性ガス絹成分を１−記空
間内でグラファイトと反応せしめて自動的に還元性ガス
に改質し、その後内側マツフルケースに設けた雰囲気カ
ス導入孔より被処理品を加熱する内側マンフルケース内
に改質された雰囲気カスを導き、該ケース内の熱処理雰
囲気カスを高精度の無酸化性カス組成に維持することを
特徴とする熱処理雰囲気ガス組成の改質維持方法。 （２）前記内側グラファイトマツフルケースを発熱体と
して雰囲気ガスを加熱する特許請求の範囲第１項（３）
前記内側グラフアイマツフルケースと外側グラファイト
マ・ンフルケース間の空間に設けた発熱体により雰囲気
ガスを加熱する特許請求の範囲第１項記・戎の方法。[Claims] (A method for maintaining the reforming of atmospheric gas in an atmospheric heat treatment apparatus equipped with a graphite manfull case, in which Atmosphere gas is introduced to prevent oxidation of the pine full case, and the oxidizing gas silk components at the ridges in the introduced atmosphere gas are reacted with graphite in the space described in 1-1 to automatically prevent oxidation of the pine full case. The reformed atmosphere scum is reformed into a reducing gas, and then the reformed atmosphere scum is introduced into the inner manful case where the workpiece is heated through the atmosphere scum introduction hole provided in the inner pine full case, and the heat treatment atmosphere scum inside the case is introduced. A method for maintaining modification of a heat treatment atmosphere gas composition, characterized by maintaining a highly accurate non-oxidizing residue composition. (2) Claim 1: heating the atmosphere gas using the inner graphite pine full case as a heating element. Section (3)
The method according to claim 1, wherein atmospheric gas is heated by a heating element provided in a space between the inner graphite mantle case and the outer graphite mantle case.