JPH018951Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、炉体の熱処理室内で高温の流動粒子
を流動させることにより、前記熱処理室内に投入
される被熱処理物を高温の流動粒子と接触させて
加熱するようにした流動熱処理炉に関するもので
ある。

（従来技術） 従来より鋳鉄などの機械的性質の内、特に靭性
を高める熱処理法としてオーステンパー処理法が
知られている。即ち、オーステンパー処理とは、
被熱処理物を約800℃〜1000℃まで加熱してその
組織をγ−固溶体とした後、これをMs点以上の
焼入れ温度で焼入れし、その後、Ms点以上の温
度（約200℃〜500℃）において所定時間（約
0.1Hr〜5.0Hr）保持して恒温変態を行なわせて
靭性の高いベーナイト組織を得るものである。

ところで、このオーステンパー処理における焼
入れには従来、オイルバスを用いる方法とソルト
炉を用いる方法（例えば、特公昭51−530号公報
参照）とが行なわれていたが、これらの方法にお
いてはそれぞれ下記の如き欠点があつた。即ち、
オイルバスを用いる方法は、所定の焼入れ温度に
保温したオイル中に加熱された被熱処理物を投入
して焼入れするものであるが、この場合には焼入
れ温度をあまり高くすることができないため（オ
イルは約250℃以上になると極めて引火し易い状
態となり危険であるとともに、劣化が激しく連続
した処理が不可能となる）、焼入れ終了後、その
まま被熱処理物をオイルバス内に浸漬しつづけて
恒温変態を行なわせた場合には変態温度が低いた
め十分な靭性をもつたベーナイト組織が得られな
い。このため、通常はオイルバス内において油浴
焼入れした後、被熱処理物を該オイルバスから取
り出して別設置の熱処理炉（例えば流動熱処理炉
を用いることが考えられる）内に入れて素早くし
かも均一に所定の恒温変態温度（200℃〜500℃）
まで加熱して保持し、該熱処理炉内で恒温変態を
行なわせる（このように、焼入れ後、再び加熱し
て恒温変化を行なわせる処理法は、特に昇温オー
ステンパー処理といわれる）。ところが、このオ
イルバス法においては、オイルバスから取出した
被熱処理物を流動熱処理炉内に投入すると該被熱
処理物に付着しているオイル分がミストとなつて
排出され作業雰囲気が汚染されたり、あるいはオ
イルの着火温度が約400℃と高いため燃焼せずに
粘性のある炭化物となり被熱処理物の表面に付着
する等の問題があつた。

一方、ソルト炉を使用する方法は、オイルバス
による焼入れと異なつて高温焼入れが可能であ
り、従つて焼入れ終了後もひきつづいて被熱処理
物をソルト炉内に放置してそのまま該ソルト炉内
で恒温変態を行なわせることができるので作業性
が良好であるという利点を有する反面、焼入れ液
が塩分を含むため、被熱処理物に錆が発生し易
く、また焼入れ液を廃棄した場合には放水路の汚
染を招くなど公害発生の原因になるというような
問題点がある。

（考案の目的） 本考案は、上記の如きオーステンパー処理時に
おける問題に鑑み、オイルバスと併用される流動
熱処理炉において、被熱処理物に付着しているオ
イル等の可燃物を該流動熱処理炉内において効率
的に燃焼除去して清浄な表面を持つた被熱処理物
が得られるようにすると共に作業環境の悪化を防
止することを目的としてなされたものである。

（考案の構成） 本考案の流動熱処理炉は、被熱処理物の加熱媒
体として作用する流動粒子が充填された熱処理室
内に、被熱処理物に付着しているオイル等の可燃
物の燃焼除去を促進する作用をする酸化触媒を設
け、被熱処理物に付着している可燃性を酸化触媒
の燃焼促進作用を利用してより低温域から効果的
に燃焼させて除去し、もつて被熱処理物の表面を
清浄ならしめると共に作業環境の悪化を防止する
ようにしたことを特徴とするものである。

（実施例） 以下、本考案の流動熱処理炉を第１図に示す第
１実施例及び第２図に示す第２実施例に基いて説
明する。

第１図には本考案第１実施例に係る流動熱処理
炉z₁が示されている。この流動熱処理炉Z₁は、炉
壁５により上方の開口した略筐状体に一体形成さ
れた炉体１を有しており、該炉体１の内部空間は
熱処理室９とされている。

炉体１の側壁部６の外側には、加熱器２が取付
けられている。又、炉体１の熱処理室９の底部に
は、厚さ方向に多数の小径の孔４，４…をその全
域にわたつてほぼ同密度で形成した分流板３が、
前記炉壁５の底板部７との間に適宜大きさの通風
空間８を形成するようにして取付けられている
（即ち、熱処理室９の一部を通風空間８として利
用している）。この通風空間８は、別設置の酸素
供給機１２と空気供給機１３に接続されており、
該通風空間８内には該酸素供給機１２からの酸素
と空気供給機１３からの空気よりなる混合気体Ａ
が供給される。

一方、熱処理室９内の分流板３の上方部分に
は、被熱処理物に対する加熱媒体となる流動粒子
１１が適量だけ充填されている。この流動粒子１
１は、酸化アルミナ（Al₂O₃）、酸化ケイ素
（SiO₂）、酸化マグネシウム（MgO）、酸化ジルコ
ニア（zrO₂）の単体又はこれらの混合された組
成をもつセラミツク粒子の表面に、白金（Pt）、
パラジウム（Pd）等の貴金属あるいは、マンガ
ン（Mn）、銅（Cu）、コバルト（Co）、ニツケル
（Ni）等の卑金属を酸化触媒として付着せしめて
（コーテングして）構成されている。尚、この流
動粒子１１の径寸法は、分流板３の孔４の径より
大径とされる。

続いて、この流動熱処理炉Z₁の作用を簡単に説
明すると、この流動熱処理炉Z₁を使用してオース
テンパー処理における恒温変態処理を行なう場合
には、予じめ酸素供給機１２と空気供給機１３を
作動させて混合気体Ａを分流板３の各孔４，４…
から熱処理室９側に吹き出させ、該混合気体Ａの
吹出しエネルギー（流速及び速度圧）により熱処
理室９内に充填された流動粒子１１を流動させる
と同時に、加熱器２を作動させて熱処理室９内の
流動粒子１１をほぼ均一に所定の恒温変態処理温
度（この実施例では約370〜400℃としている）ま
で加熱しておく。

この状態において、別設置のオイルバスで焼入
れ処理した被熱処理物１０（温度約250℃）を流
動熱処理炉z₁の熱処理室９内の流動粒子１１中に
埋没させ、そのまま所定時間（約0.1Hr〜5.0Hr）
保持して恒温変態を行なわしめる。この際、流動
粒子11中に被熱処理物１０が埋設されると該被熱
処理物１０の全表面に絶えず流動している伝熱性
の良好な高温の流動粒子１１が接触するため（換
言すれば、加熱器２と被熱処理物１０の間で流動
粒子１１を介して高速度で熱の授受が行われるた
め）、該被熱処理物１０は迅速且つ均一に焼入れ
温度（約250℃）から恒温変態熱処理温度（約370
℃〜400℃）まで昇温せしめられ且つ該熱処理温
度のまま保持される。従つて、好条件で被熱処理
物１０の恒温変態が進行せしめられるため、高度
のオーステンパー処理が実現され、より靭性の高
いベーナイト組識をもつた被熱処理物１０が得ら
れる。

さらに、熱処理室９内に投入される被熱処理物
１０の表面には、オイルバスにおける焼入れ処理
時に付着したオイルの一部がそのまま付着してい
るが、この付着オイルは、熱処理室９内において
流動粒子１１にコーテイングされた酸化触媒と接
触し、該酸化触媒によりその燃焼が促進されてそ
の着火温度（約400℃）よりも低温域（約100℃）
から次第に燃焼を開始し、恒温変態処理終了時点
においてはほぼ完全に燃焼除去される（即ち、付
着オイルがミストとして排出されたり、粘性のあ
る炭化物として被熱処理物１０の表面に残つたり
することがない）。従つて、恒温変態処理の終了
後において被熱処理物１０を流動熱処理炉z₁から
取り出すと、該被熱処理物１０の表面は炭化物等
の不純物の付着していない清浄面となつている。

第２図には本考案第２実施例に係る流動熱処理
炉z₂が示されており、図中符号３１は炉壁３５で
上方の開口した略筐状体に形成された炉体であ
り、この炉体３１の側壁部３６の外側には加熱器
３２が配置されている。又、炉体３１の内側に形
成された熱処理室３９の底部には、小径の孔３
４，３４…を多数形成した分流板３３が、底板部
３７との間に適宜大きさの通風空間３８を形成す
る如くして取りつけられている。この通風空間３
８には酸素供給機４２と空気供給機４３が接続さ
れており、該通風空間３８内には酸素と空気の混
合気体Ａが供給される。

一方、分流板３３の直上方位置には、メツシユ
ベルトを有するコンベア５１が配設されている。
又、分流板３３の上方の熱処理室３９内には、酸
化アルミナ（Al₂O₃）、酸化ケイ素（SiO₂）、酸化
マグネシウム（MgO）、酸化ジルコニア（zrO₂）
等のセラミツク粒子からなる流動粒子４１が適量
だけ充填されている。さらに、熱処理室３９の上
方部には、触媒担体５０が、流動粒子４１内に埋
設された状態で配置されている。この触媒担体５
０は、酸化アルミナ（Al₂O₃）、酸化ケイ素
（SiO₂）、酸化マグネシウム（MgO）、酸化ジルコ
ニア（ZrO₂）等の単体または実質的にこれらの
混合された組織をもつセラミツク担体に、白金
（Pt）、パラジウム（Pd）等の貴金属又はマンガ
ン（Mn）、銅（Cu）、コバルト（Co）、ニツケル
（Ni）等の卑金属よりなる酸化触媒を含浸または
混練させて構成されている。即ち、前記第１実施
例の流動熱処理炉Z₁においては酸化触媒を流動粒
子１１表面にコーテングした状態で設けたのに対
して、この第２実施例のものは流動粒子４１とは
別に触媒担体として熱処理室３９内に酸化触媒を
設けたものである。

この流動熱処理炉Z₂を使用して被熱処理物４０
の恒温変態処理を行なう場合には、炉体３１の一
方側から被熱処理物４０を流動粒子４１内に没入
させてコンベア５１上に載置し、さらに、コンベ
ア５１によつて炉体３１の他方側まで所定時間
（恒温変態処理時間）をかけて移動させる。この
移動時間中に被熱処理物１０に所定の恒温変態を
行なわせる。一方、被熱処理物４０の表面に付着
しているオイルは、流動粒子４１に付着して触媒
担体５０側に運ばれ、該触媒担体５０の酸化触媒
と接触してその燃焼が促進され、効率的に燃焼除
去される。また、オイルミストも酸化触媒で効率
的に燃焼除去される。従つて、この流動熱処理炉
Z₂の場合にも、前記第１実施例の流動熱処理炉Z₁
の場合と同様に高度の恒温変態処理と被熱処理物
４０の表面の清浄化を図ることができると共に作
業環境の悪化を防止できる。

（考案の効果） 本考案の流動熱処理炉は、熱処理室内に酸化触
媒を設けて被熱処理物の表面に付着しているオイ
ル等の可燃物の燃焼除去を促進させるようにして
いるため、例えばオーステンパー処理においてオ
イルバスで焼入れ処理された被熱処理物を流動熱
処理炉において恒温変態処理する場合には、該被
熱処理物の表面に付着しているオイルがより低温
域から効率的に燃焼除去され、従来の流動熱処理
炉の如くオイルがミストとなつて排出されて作業
雰囲気を汚染したり、また粘性のある炭化物とな
つて被熱処理物の表面に付着するというようなお
それがなく、清浄な表面をもち且つ高度の熱処理
が施された被熱処理物を得ることができるという
実用的効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例に係る流動熱処理
炉の縦断面図、第２図は本考案の第２実施例に係
る流動熱処理炉の縦断面図である。 １，３１……炉体、２，３２……加熱器、３，
３３……分流板、４，３４……孔、５，３５……
炉壁、８，３８……通風空間、９，３９……熱処
理室、１０，４０……被熱処理物、１１，４１…
…流動粒子、１２，４２……酸素供給機、１３，
４３……空気供給機、５０……触媒担体、５１…
…コンベア、Z₁，Z₂……流動熱処理炉。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 炉体の熱処理室内で高温の流動粒子を流動さ
   せるようにした流動熱処理炉であつて、前記熱
   処理室内に、該熱処理室内の流動粒子中に投入
   される被熱処理物の表面に付着しているオイル
   等の可燃物の燃焼除去を促進する作用をする酸
   化触媒が設けられていることを特徴とする流動
   熱処理炉。 ２ 前記酸化触媒が前記流動粒子の表面に付着せ
   しめられていることを特徴とする実用新案登録
   請求の範囲第１項記載の流動熱処理炉。 ３ 前記酸化触媒が前記処理室の上部に設けた担
   体に担持された状態で設けられていることを特
   徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の
   流動熱処理炉。