KR100512187B1 - 열처리로의 분위기 제어방법 및 장치 - Google Patents

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코이치 오기하라
아키히로 와카츠키
타다노리 나카히로
히데키 이노우에
요시오 나카시마
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Abstract

본 발명에 따른 열처리로(爐)의 분위기를 제어하는 방법 및 장치에서는, 탄화수소계 가스와 산화성 가스를 노 내에 공급하면서 침탄을 행한다. 노 내의 잔류 CH4의 양과, 산화성 가스의 분압 및 CO의 분압을 측정하고, 이들 값 중 어느 하나에 따라 상기 각 가스의 공급량을 제어한다.

Description

열처리로의 분위기 제어 방법 및 장치{Control method of and Apparatus for atmosphere in heat treatment furnace}
본 발명은, 열처리로(爐)의 분위기 제어 방법 및 장치에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 가스 침탄, 침탄 질화, 또는 광휘(光輝) 분위기 열처리 등을 행하는 열처리로의 분위기를 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
종래, 금속의 가스 침탄과 같은 열처리 방법으로서는, 탄화수소계 가스와 공기를 혼합하고 흡열(吸熱)형 변성가스 발생기를 사용하여 변성시킨 가스(흡열형 가스)를 노 내에 도입하고, 소정의 카본 포텐셜(carbon potential)을 얻기 위해 탄화수소계 가스(엔리치 가스(enriched gas))를 노에 첨가하는 방법이 많이 채용되어 왔다.
그러나, 최근, 품질을 향상시키고 처리시간과 운전비용을 감소시키기 위해, 변성가스 발생기를 사용하지 않고 탄화수소계 가스와 산화성 가스를 노 내에 직접 도입하여, 노에서 침탄을 행하는 직접침탄 방법이 제안되었다. 그러한 방법이 일본국 공개특허공고 소61-159,567호 및 평4-63,260호 공보에 기재되어 있다.
그러나, 일본국 공개특허공고 소61-159,567호 공보에 개시된 방법에서는, 노 내에 첨가되는 산화성 가스가 산소이고, 탄화수소계 가스로서 CH4가 사용되는 경우 CO의 분압이 대략 29%이고, 탄화수소계 가스로서 C4H10이 사용되는 경우에는 CO의 분압이 대략 38%이다. 일본국 공개특허공고 평4-63,260호 공보에 개시된 방법에서는, CO2가 사용되고 탄화수소계 가스로서 부탄이 사용되는 경우, CO의 분압이 대략 40%이다. 그러한 종래의 방법들에 따르면, CO의 분압이 다른 종래의 방법에서보다 높기 때문에, 침탄 시간이 단축될 수 있으나, 피처리물의 입계층에서의 산화가 증대한다.
또한, 일반적으로 피처리물을 노에 넣고 노로부터 꺼낼 때 다량의 공기가 노 내로 도입되기 때문에, 노의 분위기의 CO 분압이 변동한다. 일본국 공개특허공고 평4-63,260호 공보에 나타낸 방법에서는, 노에 공급되는 탄화수소계 가스의 공급량을 조절하여, 분위기내의 카본 포텐셜이 일정하게 되게 한다. 그러나, 실제로는, 피처리물의 상태(중량과 표면적)의 변화에 따라 분위기가 크게 변하고, 따라서, 카본 포텐셜의 변동이 크게 되어, 강(鋼)의 표면탄소농도의 변동이 크게 된다.
또한, 직접침탄 방법에서의 침탄 속도는 침탄기(期)와 확산기(期)의 영향을 크게 받는다. 침탄기에서는, 탄화수소계 가스 등(원료가스)의 직접 분해가 침탄에의 주 효과이고, 확산기에서는, 바운도아드(Boundouard) 반응이 주체가 된다.
따라서, 침탄기에 있어서는, 노에 직접 도입되는 탄화수소계 가스의 양, 노 내의 분위기 온도 및 피처리물의 형태 때문에, 그의 분해 정도가 다르다. 그 결과, 침탄에 요구되는 양을 초과하는 탄화수소계 가스는 노 내에 검댕(soot)으로서 퇴적하거나, 또는 피처리물이 검댕으로 더렵혀진다(수우팅(sooting)한다).
또한, 수우팅 범위에 들어가 있는 것을 알고도 조업을 한 경우에는, 산소 센서의 수명이 단축된다.
본 발명의 목적은 상기한 종래의 결점들을 제거하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따라, 탄화수소계 가스와 산화성 가스를 노 내에 공급하면서 침탄을 행하는 단계와, 노 내의 CO 분압이 소정 값에 도달한 때 산화성 가스의 공급을 정지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리로의 분위기 제어 방법이 제공된다.
또한, 본 발명에 따라, 탄화수소계 가스와 산화성 가스를 노 내에 공급하면서 침탄을 행하는 단계와, 노 내의 CO 분압이 소정 값에 도달한 때 산화성 가스의 공급을 정지시키는 단계와, 노 내의 카본 포텐셜이 소정 값에 도달하도록 탄화수소계 가스의 공급량을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리로의 분위기 제어 방법이 제공된다.
본 발명에서, 상기 탄화수소계 가스는 부탄이고, CO 분압에 대한 상기 소정 값이 대략 30%이다.
본 발명에서, 상기 탄화수소계 가스는 프로판이고, CO 분압에 대한 상기 소정 값이 대략 27%이다.
본 발명에서, 상기 탄화수소계 가스는 LPG이고, CO 분압에 대한 상기 소정 값이 대략 29%이다.
본 발명에서, 상기 탄화수소계 가스는 메탄이고, CO 분압에 대한 상기 소정 값이 대략 24%이다.
또한, 본 발명에 따라, 탄화수소계 가스와 산화성 가스를 노 내에 공급하면서 침탄을 행하는 단계와, 노 내의 카본 포텐셜이 소정 값에 도달하도록 탄화수소계 가스의 공급량을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리로의 분위기 제어 방법이 제공된다.
본 발명에서, 노 내의 잔류 CH4의 양이 감소로부터 증가로 변한 때 상기 탄화수소계 가스의 공급이 정지된다.
또한, 본 발명에 따라, 노(爐)의 내부를 가열하는 히터와, 노 내의 CO 분압을 측정하는 수단과, 노 내의 카본 포텐셜을 연산하는 수단과, 노 내에 탄화수소계 가스와 산화성 가스를 도입하는 수단과, 노 내에 도입되는 탄화수소계 가스와 산화성 가스의 도입량을 제어하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리로의 분위기 제어 장치가 제공된다.
본 발명에서, 상기 탄화수소계 가스로서는, 알코올과 같은, 탄소원자를 함유하는 액체, 또는, 주성분으로 탄화수소를 함유하는 아세틸렌, 메탄, 프로판 또는 부탄과 같은 가스, 바람직하게는, 메탄, 프로판 또는 부탄이 사용된다.
본 발명에서, 상기 산화성 가스는 공기 또는 CO2 가스이다.
본 발명의 상기한 목적 및 다른 목적, 특징과 이점(利點)은, 첨부 도면에 나타낸 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시형태의 하기 상세한 설명으로부터 명백하게 될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 열처리로의 분위기 제어 장치를 나타낸다.
도 1에서, 부호 1은 노의 셀(shell)을 나타내고, 2는 노의 셀(1)을 형성하는 내화 벽돌, 3은 노 내의 분위기를 순환시키기 위한 팬(fan), 4는 히터, 5는 노 내의 온도를 제어하기 위한 열전쌍, 6은 노 내에 직접 삽입되어, 예를 들어, 고체 전해질 산소의 분압을 감지하는 지르코니아형 센서, 7은 CO의 분압을 측정하기 위한 튜브, 8은 CH4의 분압을 측정하기 위한 튜브, 9는 CO의 분압을 분석하기 위한 분석기, 10은 CH4의 분압을 분석하기 위한 분석기, 11은 노 내에 탄화수소계 가스를 도입하기 위한 파이프, 12는 파이프(11)내에 삽입된 조절 밸브, 13은 노 내에 산화성 가스를 도입하기 위한 파이프, 14는 파이프(13)내에 삽입된 조절 밸브, 15는 카본 포텐셜 연산장치, 16은 조절 밸브(12, 14)에 조절신호를 공급하기 위한 콘트롤러를 나타낸다.
도 2는 카본 포텐셜에 따른 침탄 깊이와 침탄 시간과의 관계를 나타낸다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 침탄 중의 카본 포텐셜이 높으면, 낮은 경우에 비하여 단시간에 침탄이 종료될 수 있다는 것과, 도 2에 나타낸 Fe-C계 평형상태도의 빗금친 수우팅(sooting) 영역에서 열처리를 행하는 것은 적절하지 않다는 것은 널리 알려져 있다.
카본 포텐셜을 증가시키기 위해서는 엔리치 가스(탄화수소계 가스)를 다량으로 첨가하는 것이 좋다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 피처리물의 중량을 150 kg으로 하고, 2.5 리터/분의 유량으로 C4H10 가스가 도입되는 경우(케이스 A)와, 1.4 리터/분의 유량으로 C4H10 가스가 도입되는 경우(케이스 B)와, 1.0 리터/분의 유량으로 C4H10 가스가 도입되는 경우(케이스 C) 각각에서는, 침탄 시간의 경과에 따라 잔류 CH4의 양이 감소된 다음, 증가되어, 피처리물의 수우팅을 발생한다. 그러나, 0.5 리터/분의 유량으로 C4H10 가스가 도입되는 경우(케이스 D)에는, 잔류 CH4의 양은 실질적으로 일정하여, 수우팅이 발생하지 않는다. (A), (B) 및 (C)의 경우는, C4H10 가스의 첨가량이 많아, 일부 탄소가 강(鋼)에 의해 흡수될 수 없어, 미분해 잔류 CH4의 양이 증가되지만, (D)의 경우에는, 탄소 전부가 강에 의해 흡수될 수 있는 것으로 고려된다. 따라서, 잔류 CH4의 양을 분석하고 그 값을 제어함으로써, 수우팅을 방지할 수 있다.
또한, Fe-C계 평형상태도로부터 명백한 바와 같이, 특정 온도에서는 최대 탄소 고용량(固溶量)이 일정하기 때문에, 최대 탄소 고용량에 상응하는 산소 분압을 측정함으로써, 수우팅을 방지할 수 있다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 침탄 속도는 탄소 이행(移行) 계수(β)에 따라 변화하고, 침탄로 분위기 중의 CO 분압이 50%인 경우에 최대로 된다. 또한, CO 분압이 증가함에 따라, CO2 분압도 증가한다. 도 5는, 표면으로부터의 입계 산화층 깊이와 CO 분압(CO 분압은 CO2 분압에 비례한다)과의 관계를 나타낸다.
입계 산화층 깊이는 재료의 피로강도에 대한 영향을 고려하여 13.5 μm로 제한된다는 것은 널리 알려져 있다. 따라서, CO의 최적 분압은 13.5 μm의 입계 산화층 깊이에 대응하는 CO의 분압 값에 의해 결정된다. 그 최적 값은, 탄화수소계 가스가 부탄인 경우 대략 30% CO이다. 따라서, 본 발명에서는, 노 내의 CO 분압이 대략 30%에 도달한 때, CO의 최적 분압을 분석기(9)의 분석결과로부터 판단하고, 산화성 가스에 대한 조절 밸브(14)를 폐쇄한다.
도 6에 나타낸 실험결과로부터 명백한 바와 같이, CH4와 CO2는 화학량론적으로 1 : 1로 반응하기 때문에, 탄화수소계 가스가 부탄인 경우 탄화수소계 가스가 대략 30% CO를 중심으로 변하도록 조절 밸브(14)가 조정된다. 그러나, 실제로는, 피처리물이 노 내에 도입될 때 그리고 노의 밀봉 시일이 손상된 때 노 내로 공기가 들어가기 때문에, CH4 대 CO2의 비가 1: 1로는 되지 않는다. 따라서, 각각의 조절 밸브(12, 14)는 CO 분압의 측정결과에 따라 제어된다.
또한, 산화성 가스의 유량을 일정하게 유지하면서, 노에 도입되는 탄화수소계 가스의 유량을 제어하는 것에 의해서도, 동일한 효과가 얻어질 수 있다.
상기한 바와 같이, CO가 대략 30%로 제어될 때, 다음 식이 얻어질 수 있다.
ac = Pco/{Kp·Po2 1/2) ········(1)
여기서, ac는 오스테나이트에서의 탄소의 활성도(카본 포텐셜)이고, Pco는 CO 분압이고, Kp는 <C>+1/2·O2 → CO로부터 얻어진 평형 정수이고, Po2는 산소 분압이다.
따라서, 온도와 CO가 일정하면 Kp도 일정하기 때문에, ac는 Po2 1/2의 함수로 표현될 수 있다. 요구되는 카본 포텐셜을 얻기 위해서는, 산소의 기전력 값이 요구되는 값보다 작은 경우는, 탄화수소계 가스에 대한 조절 밸브(12)가 개방되도록 하고, 산소의 기전력 값이 요구되는 값보다 큰 경우는, 탄화수소계 가스에 대한 조절 밸브(12)가 폐쇄되도록 한다.
CO의 분석결과를 상기 식 (1)에 대입하여 CO와 O2를 연산하면, 카본 포텐셜이 얻어질 수 있다.
온도가 변동한 경우는, Kp의 변화가 자동적으로 계산되고(예를 들어, 식 log Kp = 5840.6/T+4.583에 의해), Kp의 변화값을 상기 식 (1)에 대입함으로써 연산이 행해진다.
[실시예 1]
배치(batch)형 노를 사용하고, 150 kg의 피처리물을 노 내에 도입하고, 탄화수소계 가스로서 C4H10 가스를 사용하고 산화성 가스로서 CO2 가스를 사용하여 930℃에서 4시간 침탄 작업을 실행하였다.
도 7은, 조업중의 CO 분압과, 피처리물의 표면 탄소량, 및 침탄 깊이에 관해서 본 발명과 일본국 공개특허공고 소61-159,567호 및 평4-63,260호에 개시된 방법 사이의 차이를 나타낸다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따르면, 탄화수소계 가스가 부탄이고 CO%의 목표 값이 30%인 경우, CO%에 대한 CO의 변동이 28.5∼31.5%(30%±1.5%)의 범위로 감소될 수 있는 반면에, 종래의 방법들에 따르면, CO의 변동이 23∼40%의 범위이다.
또한, 본 발명에 따르면, 표면 탄소량의 목표 값이 1.20%인 경우, 표면 탄소량의 변동이 1,10∼1.30%의 범위로 감소될 수 있는 반면에, 종래의 방법들에 따르면, 표면 탄소량의 변동이 0.7∼1.70%의 범위이다.
마찬가지로, 본 발명에 따르면, 침탄 깊이의 목표 값이 0.7 mm인 경우, 침탄 깊이의 변동이 0.6∼0.8 mm의 범위로 감소될 수 있는 반면에, 종래의 방법들에 따르면, 침탄 깊이의 변동이 0.55∼0.85 mm의 범위이다.
도 8은, 조절 밸브(12)를 통과하는 C4H10 가스의 최대 유량이 2.5 리터/분으로 설정되고 조절 밸브(14)를 통과하는 CO2 가스의 최대 유량이 2.0 리터/분으로 설정된 경우에 있어서, 첨가되는 가스들의 유량의 시간경과에 따른 변화와, CO 분압의 시간경과에 따른 변화와의 관계를 나타낸다. 첨가되는 C4H10과 CO2 각각의 유량은 대략 930℃에서 최대로 되지만, 각각의 조절 밸브(12. 14)는 CO의 분석결과에 따라 직접 제어되어, CO의 양이 30%±1.05%의 정밀도로 제어된다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 1.0 리터/분 이상의 부탄이 탄화수소계 가스로서 첨가되는 경우, 시간경과에 따라 CH4의 양이 증가한다. 이것은, 잔류 CH4가 분해되지 않고 노 내에 축적되어 수우팅이 촉진된다는 것을 의미한다.
도 8로부터 명백한 바와 같이, 930℃에서 탄화수소계 가스로서 2.5 리터/분의 부탄이 첨가되는 경우, 수우팅이 일어나지만, 본 발명에서는, 탄화수소계 가스의 도입량이 서서히 감소되기 때문에, 수우팅이 방지될 수 있다.
또한, 도 8에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따르면, 노에 도입되는 피처리물의 중량을 150 kg÷2∼150 kg×2에서 변경하거나 또는 그 중량을 소정의 값으로 설정하고 표면적을 1/2로 감소시키거나 또는 6배로 증가시키면서 탄화수소계 가스로서 부탄을 첨가한 경우, 분위기내 CO의 변동이 30%±1.50%로 제어될 수 있었다.
[실시예 2]
도 9는, 탄화수소계 가스로서 부탄이 첨가된 경우에서 본 발명(CO는 대략 30%이다)에 따른 침탄과, 흡열형 가스를 사용하는 종래 방법(CO는 대략 23%이다)에 따른 침탄 구조의 현미경 사진을 나타낸다. 우측의 현미경 사진은 본 발명의 것을 나타내고, 좌측의 현미경 사진은 종래 방법의 것을 나타낸다.
어느 현미경 사진에서도, 좌측은 입계 산화가 일어난 표면을 나타낸다. 양 경우, 입계 산화층 깊이는 대략 10 μm이다. 이것은, CO가 대략 30%로 제어되기 때문에 입계 산화가 촉진되지 않는다는 것을 의미한다.
[실시예 3]
도 10은, 150 kg의 피처리물이 본 발명의 방법과 종래 방법에 따라 930℃에서 침탄된 경우의 침탄 시간과 침탄 깊이와의 관계를 나타낸다. 본 발명에 따르면, 일정 시간의 침탄에 있어서 침탄 깊이가 흡열형 가스를 사용하는 종래 방법의 경우에서보다 대략 19%만큼 더 크게 된다는 것이 도 10으로부터 명백하다. 따라서, 본 발명에서는, 침탄 깊이가 일정 값으로 설정되는 경우, 침탄 시간이 종래 방법에 비하여 단축될 수 있다.
[실시예 4]
도 11은, 열처리 온도가 930℃이고 카본 포텐셜이 1.0%로 고정된 상태에서 1 mm의 유효 경화층 깊이(0.4% C에 상응)를 얻기 위해 침탄을 행한 경우, C4H10 가스와 CO2 가스를 사용한 본 발명과, 원료가스로서 흡열형 가스를 사용하고 엔리치 가스(enriched gas)로서 C4H10 가스를 사용한 종래 방법에서의 가스 소비량의 비교를 나타낸다. 그 결과, 본 발명에 따르면, 1 mm의 유효 경화층 깊이를 얻기 위해 사용되는 C4H10 가스의 양이 종래의 흡열형 가스 방법에서의 것에 비하여 69% 만큼 감소될 수 있다.
탄화수소계 가스로서는, 알코올과 같은, 탄소원자를 함유하는 액체, 또는, 주성분으로 탄화수소를 함유하는 아세틸렌, 메탄, 프로판 또는 부탄과 같은 가스, 바람직하게는, 메탄, 프로판 또는 부탄이 사용된다.
산화성 가스로서는, 공기 또는 CO2 가스가 사용된다.
또한, 본 발명에 있어서는, 분석기(10)의 분석결과에 따라, 잔류 CH4의 양이 감소로부터 증가로 변한 때 조절 밸브(12)를 폐쇄하여, 탄화수소계 가스 C4H10의 도입을 정지시키고 잔류 CH4의 양이 증가하지 못하게 함으로써, 수우팅이 방지될 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 지르코니아형 센서(6)의 기전력을 측정함으로써 산소 분압을 측정하고, 산소 분압이 소정 값에 도달한 때 조절 밸브(12)를 폐쇄하여, 수우팅을 방지할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 가스 침탄, 침탄 질화, 또는 광휘 분위기 열처리와 같은 열처리에 있어서, 탄화수소계 가스와 산화성 가스의 첨가량을 제어하여 분위기내의 CO 분압을 일정하게 유지함으로써, 피처리물의 상태(중량 및 표면적) 또는 공로(空爐) 유지 시간이 변하여도, 카본 포텐셜이 일정하게 유지될 수 있고 피처리물의 품질이 안정화될 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 열처리 분위기내 CH4 분압과 산소 분압에 따라 탄화수소계 가스의 첨가량을 제어함으로써, 수우팅이 미리 방지될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 열처리로의 분위기 제어 방법 및 장치를 나타내는 개략도.
도 2는 카본 포텐셜(carbon potential)에 따른 침탄 깊이와 침탄 시간과의 관계를 설명하는 그래프.
도 3은 엔리치 가스(enriched gas)의 첨가량에 따른 잔류 CH4의 양과 침탄 시간과의 관계를 설명하는 그래프.
도 4는 노 내의 CO 분압과 탄소 이행 계수와의 관계를 설명하는 그래프.
도 5는 CO%와 입계 산화층 깊이와의 관계를 설명하는 그래프.
도 6은 CO2/CH4와 CO%와의 관계를 설명하는 그래프.
도 7은 CO%의 변동, 표면 탄소량의 변동 및 침탄 깊이의 변동에 관하여 본 발명과 종래 방법의 비교를 나타내는 그래프.
도 8은 침탄 시간에 따른 미분해 잔류 CH4의 양의 변화와, 첨가되는 C4H19의 유량의 변화와, 첨가되는 CO2의 유량의 변화와의 관계를 설명하는 그래프.
도 9는 본 발명과 종래 방법에서의 입계 산화를 나타내는 현미경 사진.
도 10은 본 발명과 종래 방법 각각에서의 침탄 시간과 침탄 깊이와의 관계를 설명하는 그래프.
도 11은 본 발명과 흡열형 가스 방법 각각에서의 가스 소비량을 비교 설명하는 표.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1: 셀(shell) 2: 내화 벽돌 3: 팬(fan)
4: 히터 5: 열전쌍 6: 지르코니아형 센서
9, 10: 분석기 12, 14: 조절 밸브 15: 연산장치
16: 콘트롤러

Claims (15)

  1. 탄화수소계 가스와 산화성 가스를 노 내에 공급하면서 침탄을 행하는 단계와,
    노 내의 CO 분압이 피처리물에서의 대략 13.5 μm의 입계 산화층 깊이에 대응하는 값에 도달한 때 상기 산화성 가스의 공급을 정지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리로의 분위기 제어방법.
  2. 탄화수소계 가스와 산화성 가스를 노 내에 공급하면서 침탄을 행하는 단계와,
    노 내의 CO 분압이 피처리물에서의 대략 13.5 μm의 입계 산화층 깊이에 대응하는 값에 도달한 때 상기 산화성 가스의 공급을 정지시키는 단계와,
    노 내의 카본 포텐셜이 식 ac = Pco/{Kp·Po2 1/2) (여기서, ac는 카본 포텐셜이고, Pco는 CO 분압이고, Po2는 산소 분압이고, Kp는 평형 정수이다)으로 정의되는 값에 도달하도록 상기 탄화수소계 가스의 공급량을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리로의 분위기 제어방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 탄화수소계 가스가 부탄이고, 상기 CO 분압이 대략 30%인 것을 특징으로 하는 열처리로의 분위기 제어방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 탄화수소계 가스가 프로판이고, 상기 CO 분압이 대략 27%인 것을 특징으로 하는 열처리로의 분위기 제어방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 탄화수소계 가스가 LPG이고, 상기 CO 분압이 대략 29%인 것을 특징으로 하는 열처리로의 분위기 제어방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 탄화수소계 가스가 메탄이고, 상기 CO 분압이 대략 24%인 것을 특징으로 하는 열처리로의 분위기 제어방법.
  7. 탄화수소계 가스와 산화성 가스를 노 내에 공급하면서 침탄을 행하는 단계와,
    노 내의 카본 포텐셜이 식 ac = Pco/{Kp·Po2 1/2) (여기서, ac는 카본 포텐셜이고, Pco는 CO 분압이고, Po2는 산소 분압이고, Kp는 평형 정수이다)으로 정의되는 값에 도달하도록 상기 탄화수소계 가스의 공급량을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리로의 분위기 제어방법.
  8. 제 1 항, 제 2 항, 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 노 내의 잔류 CH4의 양이 감소로부터 증가로 변한 때 상기 탄화수소계 가스의 공급을 정지시키는 것을 특징으로 하는 열처리로의 분위기 제어방법.
  9. 제 1 항, 제 2 항, 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄화수소계 가스가 주성분으로 탄화수소를 함유하고, 아세틸렌, 메탄, 프로판, 부탄 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 열처리로의 분위기 제어방법.
  10. 제 1 항, 제 2 항, 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 산화성 가스가 공기 또는 CO2 가스인 것을 특징으로 하는 열처리로의 분위기 제어방법.
  11. 열처리로(爐)내의 분위기를 제어하는 장치로서, 노의 내부를 가열하는 히터와, 노 내의 CO 분압을 측정하는 수단과, 노 내의 카본 포텐셜을 연산하는 수단과, 노 내에 탄화수소계 가스와 산화성 가스를 도입하는 수단과, 노 내에 도입되는 상기 탄화수소계 가스와 상기 산화성 가스의 도입량을 제어하는 수단, 및 노 내의 카본 포텐셜이 식 ac = Pco/{Kp·Po2 1/2) (여기서, ac는 카본 포텐셜이고, Pco는 CO 분압이고, Po2는 산소 분압이고, Kp는 평형 정수이다)으로 정의되는 값에 도달하도록 상기 탄화수소계 가스의 공급량을 제어하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리로의 분위기 제어장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 노 내의 산소 분압과 CH4 분압을 측정하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리로의 분위기 제어장치.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 탄화수소계 가스가 주성분으로 탄화수소를 함유하고, 아세틸렌, 메탄, 프로판, 부탄 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 열처리로의 분위기 제어장치.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 산화성 가스가 공기 또는 CO2 가스인 것을 특징으로 하는 열처리로의 분위기 제어장치.
  15. 열처리로 내의 분위기를 제어하는 장치로서, 노의 내부를 가열하는 히터와, 노 내의 CO 분압을 측정하는 수단과, 노 내의 카본 포텐셜을 연산하는 수단과, 노 내에 탄화수소계 가스와 산화성 가스를 도입하는 수단과, 노 내에 도입되는 상기 탄화수소계 가스와 상기 산화성 가스의 도입량을 제어하는 수단, 및 노 내의 CO 분압이 피처리물에서의 대략 13.5 μm의 입계 산화층 깊이에 대응하는 값에 도달한 때 상기 산화성 가스의 공급을 정지시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리로의 분위기 제어장치.
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