JPH0123523B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0123523B2 JPH0123523B2 JP56109178A JP10917881A JPH0123523B2 JP H0123523 B2 JPH0123523 B2 JP H0123523B2 JP 56109178 A JP56109178 A JP 56109178A JP 10917881 A JP10917881 A JP 10917881A JP H0123523 B2 JPH0123523 B2 JP H0123523B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chamber
- heating
- temperature
- heated
- heating chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/74—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
- C21D1/767—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material with forced gas circulation; Reheating thereof
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はたとえば鋼片、鋼板などの被熱物の
加熱または熱処理をおこなう加熱炉に関する。
加熱または熱処理をおこなう加熱炉に関する。
バーナあるいはヒータなどの加熱装置をそなえ
た加熱室内において被熱物の加熱または熱処理を
おこなう加熱炉においては、加熱室内の上部温度
が下部温度より高温となる傾向があり、50℃以上
の温度差が生じる場合も多い。この場合被熱物に
も温度差が生じ、均一加熱が困難となる。そこで
均一加熱を必要とする熱処理炉等においては、炉
内にフアンを設置し、炉内ガスを攪拌して炉内温
度の均一化および対流熱伝達の促進をはかること
がおこなわれている。しかしこの方法によると高
速回転するフアンの羽根車部分の高温強度の関係
等から、適用炉内温度は800〜900℃程度が上限で
ある。
た加熱室内において被熱物の加熱または熱処理を
おこなう加熱炉においては、加熱室内の上部温度
が下部温度より高温となる傾向があり、50℃以上
の温度差が生じる場合も多い。この場合被熱物に
も温度差が生じ、均一加熱が困難となる。そこで
均一加熱を必要とする熱処理炉等においては、炉
内にフアンを設置し、炉内ガスを攪拌して炉内温
度の均一化および対流熱伝達の促進をはかること
がおこなわれている。しかしこの方法によると高
速回転するフアンの羽根車部分の高温強度の関係
等から、適用炉内温度は800〜900℃程度が上限で
ある。
この発明は上記の点にかんがみてなされたもの
で、炉内の被熱物温度の均熱化および被熱物への
熱伝達の促進をはかることができ、炉内温度が高
温の場合にも適用できる加熱炉を提供しようとす
るものである。
で、炉内の被熱物温度の均熱化および被熱物への
熱伝達の促進をはかることができ、炉内温度が高
温の場合にも適用できる加熱炉を提供しようとす
るものである。
しかしてこの発明の要旨は、炉本体内の上部と
下部をそれぞれ通気性ふく射体で仕切つて、加熱
室の上側に上部室を、加熱室の下側に上部室をそ
れぞれ設け、上記加熱室内には被熱物加熱用の加
熱装置を設けるとともに、上記上部室と上記下部
室とを連通する循環路を設け、上記循環路中に上
記加熱室内のガスを上記上部室から上記循環路、
上記下部室を経て上記加熱室内に循環させる循環
フアンを設置したことを特徴とする加熱炉にあ
る。
下部をそれぞれ通気性ふく射体で仕切つて、加熱
室の上側に上部室を、加熱室の下側に上部室をそ
れぞれ設け、上記加熱室内には被熱物加熱用の加
熱装置を設けるとともに、上記上部室と上記下部
室とを連通する循環路を設け、上記循環路中に上
記加熱室内のガスを上記上部室から上記循環路、
上記下部室を経て上記加熱室内に循環させる循環
フアンを設置したことを特徴とする加熱炉にあ
る。
この発明において通気性ふく射体とは、金属や
セラミツク等の耐熱材料から成り、網状、ハニカ
ム状、せんい状、多孔質状などの通気性を有する
形状に成形された適宜厚さの固体をいう。この通
気性ふく射体は小球あるいは小径線が多数集合し
たものと等価と考えられるので、実質的な表面積
がきわめて大きく、この通気性ふく射体にガスを
流通させた場合には、対流熱伝達係数が著しく大
きい。
セラミツク等の耐熱材料から成り、網状、ハニカ
ム状、せんい状、多孔質状などの通気性を有する
形状に成形された適宜厚さの固体をいう。この通
気性ふく射体は小球あるいは小径線が多数集合し
たものと等価と考えられるので、実質的な表面積
がきわめて大きく、この通気性ふく射体にガスを
流通させた場合には、対流熱伝達係数が著しく大
きい。
以下第１図乃至第４図によりこの発明の一実施
例を説明する。
例を説明する。
図中、１はバツチ式の加熱炉で、２は箱状の炉
本体、３は炉蓋である。４は炉側壁、５は炉側壁
４により四周を囲繞されて形成された加熱室であ
り、６はこの加熱室を貫通して取付けたラジアン
トチユーブである。７は加熱室５の底部の下部通
気口、８はこの下部通気口に取付けた仕切板状の
通気性ふく射体で、ステンレス金網（線径0.5mm、
14メツシユ）を15層積層して厚さ13mmとし、縁部
をステンレス枠で補強したものであり、炉側壁４
により四周を保持されている。また９は加熱室５
の上部通気口、１０はこの上部通気口に着脱自在
に取付けた仕切板状の通気性ふく射体で、前記通
気性ふく射体８と同じ構造を有するものである。
１１は通気性ふく射体１０と炉蓋３との間に形成
された上部室、１２は通気性ふく射体８と炉底と
の間に形成された下部室で、１３は上部室１１お
よび下部室１２に両端が開口する循環管路であ
り、１４はこの循環管路の途中に設けた循環フア
ンである。循環フアン１４は高温フアンから成
り、その吐出口は下部室１２側に接続されてい
る。なお加熱室５内には被熱物載置用の火格子を
設けてあるが、図示を省略した。
本体、３は炉蓋である。４は炉側壁、５は炉側壁
４により四周を囲繞されて形成された加熱室であ
り、６はこの加熱室を貫通して取付けたラジアン
トチユーブである。７は加熱室５の底部の下部通
気口、８はこの下部通気口に取付けた仕切板状の
通気性ふく射体で、ステンレス金網（線径0.5mm、
14メツシユ）を15層積層して厚さ13mmとし、縁部
をステンレス枠で補強したものであり、炉側壁４
により四周を保持されている。また９は加熱室５
の上部通気口、１０はこの上部通気口に着脱自在
に取付けた仕切板状の通気性ふく射体で、前記通
気性ふく射体８と同じ構造を有するものである。
１１は通気性ふく射体１０と炉蓋３との間に形成
された上部室、１２は通気性ふく射体８と炉底と
の間に形成された下部室で、１３は上部室１１お
よび下部室１２に両端が開口する循環管路であ
り、１４はこの循環管路の途中に設けた循環フア
ンである。循環フアン１４は高温フアンから成
り、その吐出口は下部室１２側に接続されてい
る。なお加熱室５内には被熱物載置用の火格子を
設けてあるが、図示を省略した。
上記構成の加熱炉１において、加熱室５内に被
熱物を装入してラジアントチユーブ６により加熱
室内の加熱をおこなえば、ラジアントチユーブ６
からのふく射熱伝達により被熱物は加熱される。
またラジアントチユーブ６からのふく射および対
流熱伝達により加熱室５内の雰囲気ガス（以下単
にガスと称する）が1000〜1200℃に昇温し、この
ガスからの対流熱伝達により被熱物が加熱される
とともに昇温したガスは比重量の減少に伴うドラ
フト作用と、さらにこれより強力な循環フアン１
４の吸引作用とにより上部通気口９から上方へ流
出する。この際通気性ふく射体１０は表面積が大
きいため対流熱伝達により高温（約1000℃）に加
熱され、ガスは200〜400℃温度低下した状態で上
部室１１、循環管路１３、下部室１２、下部通気
口７を経て、前記ドラフト作用と循環フアン１４
の押込作用により再び加熱室５内に循環流入す
る。この際通気性ふく射体８はラジアントチユー
ブ６よりのふく射熱伝達により高温となつている
ため、低温のガスは表面積の大きい通気性ふく射
体８を通過する際に対流熱伝達により200〜400℃
昇温させられ、高温ガスとして加熱室５内に流入
し被熱物を対流熱伝達により加熱するのである。
熱物を装入してラジアントチユーブ６により加熱
室内の加熱をおこなえば、ラジアントチユーブ６
からのふく射熱伝達により被熱物は加熱される。
またラジアントチユーブ６からのふく射および対
流熱伝達により加熱室５内の雰囲気ガス（以下単
にガスと称する）が1000〜1200℃に昇温し、この
ガスからの対流熱伝達により被熱物が加熱される
とともに昇温したガスは比重量の減少に伴うドラ
フト作用と、さらにこれより強力な循環フアン１
４の吸引作用とにより上部通気口９から上方へ流
出する。この際通気性ふく射体１０は表面積が大
きいため対流熱伝達により高温（約1000℃）に加
熱され、ガスは200〜400℃温度低下した状態で上
部室１１、循環管路１３、下部室１２、下部通気
口７を経て、前記ドラフト作用と循環フアン１４
の押込作用により再び加熱室５内に循環流入す
る。この際通気性ふく射体８はラジアントチユー
ブ６よりのふく射熱伝達により高温となつている
ため、低温のガスは表面積の大きい通気性ふく射
体８を通過する際に対流熱伝達により200〜400℃
昇温させられ、高温ガスとして加熱室５内に流入
し被熱物を対流熱伝達により加熱するのである。
通気性ふく射体１０部におけるふく射エネルギ
射出状態について第３図の模式図により説明する
と、通気性ふく射体１０はガス流通方向に厚さＸ
を有するため、その層内には通過するガスとの対
流熱伝達により曲線１５で示す温度勾配を生じ
る。そして各層X1，X2，……X5においてガスの
上流側Ｙおよび下流側Ｚに射出するふく射エネル
ギは矢印y1，y2，……y5、およびZ1，Z2，……Z5
であるが、このうちふく射エネルギZ1，Z2，y4，
y5は通気性ふく射体の遮蔽効果により減衰される
ので、結局ふく射エネルギの主要部１６はガスの
上流側Ｙ方向に向き、被熱物の加熱やガスに吸収
されて温度降下を防ぎ有効に利用されるのであ
る。通気性ふく射体８部においても同様な現象に
より（但し第３図とガス流方向は逆）ふく射エネ
ルギの主要部は加熱室５の内方に向かい、被熱物
の加熱等に有効に利用される。
射出状態について第３図の模式図により説明する
と、通気性ふく射体１０はガス流通方向に厚さＸ
を有するため、その層内には通過するガスとの対
流熱伝達により曲線１５で示す温度勾配を生じ
る。そして各層X1，X2，……X5においてガスの
上流側Ｙおよび下流側Ｚに射出するふく射エネル
ギは矢印y1，y2，……y5、およびZ1，Z2，……Z5
であるが、このうちふく射エネルギZ1，Z2，y4，
y5は通気性ふく射体の遮蔽効果により減衰される
ので、結局ふく射エネルギの主要部１６はガスの
上流側Ｙ方向に向き、被熱物の加熱やガスに吸収
されて温度降下を防ぎ有効に利用されるのであ
る。通気性ふく射体８部においても同様な現象に
より（但し第３図とガス流方向は逆）ふく射エネ
ルギの主要部は加熱室５の内方に向かい、被熱物
の加熱等に有効に利用される。
このように加熱室５と、上部室１１および循環
管路１３および下部室１２から成る循環路との間
にドラフト作用と、これより強力な循環フアン１
４の圧送作用とによるガスの循環流が形成され、
加熱室５内を高温のガスが上昇流として流れるた
め、加熱室５内の温度分布が均一となり、さらに
被熱物への対流熱伝達が促進される。また通気性
ふく射体８，１０はその前後に著るしい温度差を
生じ一種の断熱材として機能するため、加熱室外
部のガス温度は低温となり、循環フアン１４の耐
熱限度は加熱室５内のガス温度より200〜400℃低
いものでよく、また炉底や炉蓋３、循環管路１３
等からの熱損失が減少するのである。
管路１３および下部室１２から成る循環路との間
にドラフト作用と、これより強力な循環フアン１
４の圧送作用とによるガスの循環流が形成され、
加熱室５内を高温のガスが上昇流として流れるた
め、加熱室５内の温度分布が均一となり、さらに
被熱物への対流熱伝達が促進される。また通気性
ふく射体８，１０はその前後に著るしい温度差を
生じ一種の断熱材として機能するため、加熱室外
部のガス温度は低温となり、循環フアン１４の耐
熱限度は加熱室５内のガス温度より200〜400℃低
いものでよく、また炉底や炉蓋３、循環管路１３
等からの熱損失が減少するのである。
次に上記構成の加熱炉１（加熱室内長さ1900
mm、同巾950mm、同高さ1000mm）を用いた発明者
の実験結果を示す。ラジアントチユーブ６の燃焼
量を毎時35000kcalとし、第１図および第２図に
示す位置に置いた被熱物W1，W2（いずれも一辺
100mmの立方体状の普通鋼材）を加熱したところ、
第４図に実線で示すような被熱物昇温曲線が得ら
れた。また同図中破線で示したのは比較例として
第１図において循環フアン１４を用いずに、上部
室１１と下部室１２を循環管路２０により直接接
続した場合（他の条件は前記と同じ）の、被熱物
昇温曲線である。第４図から判るように本発明装
置によれば、加熱室５の上部および下部に配置し
た被熱物W1，W2の温度差は、比較例のドラフト
作用のみによりガスを自然循環させる場合の９℃
に対し５℃に減少し、被熱物の到達温度も比較例
に対し約40℃高温（いずれも３時間経過時）とな
り、本発明による加熱室内の均熱化および加熱性
能の向上、熱損失の減少傾向が明示されている。
mm、同巾950mm、同高さ1000mm）を用いた発明者
の実験結果を示す。ラジアントチユーブ６の燃焼
量を毎時35000kcalとし、第１図および第２図に
示す位置に置いた被熱物W1，W2（いずれも一辺
100mmの立方体状の普通鋼材）を加熱したところ、
第４図に実線で示すような被熱物昇温曲線が得ら
れた。また同図中破線で示したのは比較例として
第１図において循環フアン１４を用いずに、上部
室１１と下部室１２を循環管路２０により直接接
続した場合（他の条件は前記と同じ）の、被熱物
昇温曲線である。第４図から判るように本発明装
置によれば、加熱室５の上部および下部に配置し
た被熱物W1，W2の温度差は、比較例のドラフト
作用のみによりガスを自然循環させる場合の９℃
に対し５℃に減少し、被熱物の到達温度も比較例
に対し約40℃高温（いずれも３時間経過時）とな
り、本発明による加熱室内の均熱化および加熱性
能の向上、熱損失の減少傾向が明示されている。
なお以上はバツチ式加熱炉の場合について説明
したが、この発明は連続式加熱炉にも適用でき、
また被熱物の加熱装置は直焔式のバーナや電気ヒ
ータなどラジアントチユーブ以外の加熱装置を用
いてもよい。
したが、この発明は連続式加熱炉にも適用でき、
また被熱物の加熱装置は直焔式のバーナや電気ヒ
ータなどラジアントチユーブ以外の加熱装置を用
いてもよい。
以上説明したようにこの発明によれば、加熱室
と循環路との間に循環フアンによりガスの循環流
を形成させ、加熱室と上部室間の通気性ふく射体
により加熱室を流出するガスの顕熱の回収をおこ
なうとともに、加熱室と下部室間の通気性ふく射
体により加熱室へ流入するガスの昇温をおこなう
ようにしたので、加熱室内には高温ガス流が生じ
て被熱物の均熱化および被熱物への熱伝達の促進
をはかることができる。また加熱室外の循環ガス
は加熱室内のガスより低温となるため、熱損失が
減少し省エネルギ化を達成できるとともに、加熱
室内温度が循環フアンの耐熱限度を越える場合に
も本発明は支障なく適用できるのである。
と循環路との間に循環フアンによりガスの循環流
を形成させ、加熱室と上部室間の通気性ふく射体
により加熱室を流出するガスの顕熱の回収をおこ
なうとともに、加熱室と下部室間の通気性ふく射
体により加熱室へ流入するガスの昇温をおこなう
ようにしたので、加熱室内には高温ガス流が生じ
て被熱物の均熱化および被熱物への熱伝達の促進
をはかることができる。また加熱室外の循環ガス
は加熱室内のガスより低温となるため、熱損失が
減少し省エネルギ化を達成できるとともに、加熱
室内温度が循環フアンの耐熱限度を越える場合に
も本発明は支障なく適用できるのである。
第１図はこの発明の一実施例を示す加熱炉の縦
断面図、第２図は第１図のＡ―Ａ線断面図、第３
図は第１図の通気性ふく射体のふく射射出状態を
示す模式説明図、第４図はこの発明の一実施例を
示す被熱物昇温線図である。 １……加熱炉、２……炉本体、５……加熱室、
６……ラシアントチユーブ、７……下部通気口、
８……通気性ふく射体、９……上部通気口、１０
……通気性ふく射体、１１……上部室、１２……
下部室、１３……循環管路、１４……循環フア
ン。
断面図、第２図は第１図のＡ―Ａ線断面図、第３
図は第１図の通気性ふく射体のふく射射出状態を
示す模式説明図、第４図はこの発明の一実施例を
示す被熱物昇温線図である。 １……加熱炉、２……炉本体、５……加熱室、
６……ラシアントチユーブ、７……下部通気口、
８……通気性ふく射体、９……上部通気口、１０
……通気性ふく射体、１１……上部室、１２……
下部室、１３……循環管路、１４……循環フア
ン。
Claims (1)
- １ 炉本体内の上部と下部をそれぞれ通気性ふく
射体で仕切つて、加熱室の上側に上部室を、加熱
室の下側に下部室をそれぞれ設け、上記加熱室内
には被熱物加熱用の加熱装置を設けるとともに、
上記上部室と上記下部室とを連通する循環路を設
け、上記循環路中に上記加熱室内のガスを上記上
部室から上記循環路、上記下部室を経て上記加熱
室内に循環させる循環フアンを設置したことを特
徴とする加熱炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10917881A JPS5811723A (ja) | 1981-07-13 | 1981-07-13 | 加熱炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10917881A JPS5811723A (ja) | 1981-07-13 | 1981-07-13 | 加熱炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5811723A JPS5811723A (ja) | 1983-01-22 |
| JPH0123523B2 true JPH0123523B2 (ja) | 1989-05-02 |
Family
ID=14503627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10917881A Granted JPS5811723A (ja) | 1981-07-13 | 1981-07-13 | 加熱炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5811723A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0213996U (ja) * | 1988-07-12 | 1990-01-29 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51111941A (en) * | 1975-03-27 | 1976-10-02 | Daiichi Netsukou Kk | Utilization method of exhaust heat of heating furnace & heating furnac e structured to utilize exhaust heat |
| JPS51141839U (ja) * | 1975-05-08 | 1976-11-15 | ||
| JPS54123509A (en) * | 1978-03-20 | 1979-09-25 | Kawasaki Steel Co | Heating furnace |
-
1981
- 1981-07-13 JP JP10917881A patent/JPS5811723A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5811723A (ja) | 1983-01-22 |
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