JPH02115357A

JPH02115357A - バッチ浸炭炉の炉休処置方法

Info

Publication number: JPH02115357A
Application number: JP26784488A
Authority: JP
Inventors: Yonezo Ishida; 石田　米三
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1988-10-24
Filing date: 1988-10-24
Publication date: 1990-04-27

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、頻繁に炉体するバッチ浸炭炉に好適な炉体処
置方法に関する。

（従来の技術）炭素鋼ワークに浸炭表面処理を施すガス浸炭炉には、連
続炉とバッチ炉とがある。連続炉は炉長が大きく、室数
が多いので炉体頻度の小さい大量生産設備に向き、逆に
バッチ炉は炉長が小さく、室数が少ないので炉体頻度の
大きい少量生産設備に向いている。

また、ガス浸炭炉では、雰囲気ガスからカーボンが遊離
し、この遊離カーボンが徐々に炉内、特に壁面に堆積す
る。この堆積物は炉の機能を低下させるので、時々除去
する必要がある。

バッチ炉では上記除去作業を炉体時に実施している。即
ち、作業終了後に炉温を約８５０℃まで下げ、炉内へ空
気を導入し、カーボンを燃焼し、ガス化して除去する（
以下、この技術をバーンアウトと記す）。

（発明が解決しようとする課題）しかし、前記従来方法ではカーボンを燃焼させるに過多
な空気を投入する為、この過剰空気は炉内を酸化し、特
にレンガ等断熱材の空隙へ侵入し滞留する。その結果、
次に炉を立上げる際に炉内をパージし浸炭処理可能なカ
ーボンポテンシャルへ安定させるまでの立上がり時間は
、８〜１０時間を必要とし、炉の利用率は高め難い。

上記欠点を解消すべく提案された技術の一つに、特公昭
６２−５４８４５号公報に示される低露点雰囲気炉があ
る。

この低露点雰囲気炉は、焼鈍炉であり、炉内耐火物内の
水分を炉内へ拡散させぬように耐火物表面を金属板で覆
ったことを一特徴とし、これによって炉の立上り時間の
短縮を図る。

しかし、炉内温度が約７５０℃である焼鈍炉では比較的
容易な金属板の取りつけを、炉内温度が約９３０℃であ
る浸炭焼入炉に適用することは次の理由により難しい、
金属板はステンレス系耐熱鋼であっても、　８５０〜９
００℃を境にしてそのクリープ強度を減少せしめ、長時
間の使用に耐え難く、また熱膨張収縮の関係から気密構
造を維持し難い。

よって、浸炭炉へ金属板を内張するには問題がある。

従って、従来の炉構造のままで、バーンアウトを実施し
つつ立上り時間を短縮する操炉方法が切望されている。

（課題を解決するための手段及び作用）上記要望に応え
るべく本発明は、バッチ浸炭炉の作業終了後に炉内温度
を約８５［１℃まで下げ、窒素ガス及び外気空気を炉内
へ導入してバーンアウトを開始し、炉中の一酸化炭素の
濃度が零若しくは二酸化炭素の濃度が下降しはじめた時
点でバーンアウトを終了し、次いで炉圧を正圧に保つだ
けの窒素ガスを炉内へ導入しつづけるようにしたことを
特徴とする。

（実施例）本発明の実施例を添付図面に基づいて以下に説明する。

第１図は、本発明に係るバッチ浸炭炉断面図であり、バ
ッチ浸炭炉１は変形箱型の炉体２と、この炉体の入口２
ａを塞ぐ入口ｍ３と、同出口２ｂを塞ぐ出口扉４と、炉
体を前後に仕切る中間扉５とを備え、この中間ｆｆ１Ｉ
５より人口２ａ側の浸炭室６と、中間扉５により出口２
ｂ側の焼入室７とからなる。

前記浸炭室６には、炉気攪拌ファン８と、炉気導入管９
と、電熱ヒータ１０とが設けられている。

炉気導入管９は、図示する如く集合ヘッダ１１を介して
、各種の気体を単独若しくは混合して炉内へ導入する作
用をなす、この集合ヘッダ１１にはＲＸガス（ＣＯ：　
２３％、　Ｈ２：　３４％、　Ｎｓ　：　４３％）供給
ライン１２と、エンリッチガス（炭化水素）供給ライン
１３と、空気供給ライン１４と、窒素ガス供給ライン１
５とが接続し、これらライン１２．１３．１４．１５に
は夫々流量を計測するオリフィス１２ａ、１３ａ、１４
ａ、１５ａと、流量計兼コントローラ１２ｂ、１３ｂ、
１４ｂ。

１５ｂと、流量調節弁１２ｃ、１３ｃ、１４ｃ。

１５ｄとが設けられている。

電熱ヒータ１０は、温度コントローラ１６にて制御され
、コントローラ１６は予めインプットされた昇温カーブ
とサーモカップル１７が検出する実炉温とを合致させる
べく投入電力を制御する。

なお、前記浸炭室６には、炉中の二酸化炭素ガス濃度を
測る赤外線式ＣＯ，計１８と、炉中の一酸化炭素ガス濃
度を図るＣＯ計１９と、炉圧を測る炉圧針２０とが夫々
接続している。

処理物は入口２ａから浸炭室６に投入され、この浸炭室
６内のＲＸガス雰囲気中で約９３０℃まで加熱浸炭され
る。そして、中間扉５を開いて、この処理物を焼入室７
へ移し、焼入室内のエレベータ７ａにて下方の焼入油へ
浸漬急速冷速して油焼入を施し、処理物を出口２ｂから
抽出する。この間、入口扉３、中間扉５及び出入扉４は
必要時以外は閉じられている。

以上に示したバッチ浸炭炉１の運転を停止し、次の運転
まで休止させる時の炉体処置方法を次に説明する。

第２図は本発明方法に係る炉温と各種ガス流量との関係
を示すグラフである。

作業終了後に、ＲＸガスの供給を停止するとともに炉温
を９３０℃から８５０℃へ降下させる。（第２図■）８５０℃炉温にて、窒素ガスを導入し、次いで出口扉４
を明け、図示せぬパイロットバーナにて焼入室７内部の
残留ＲＸガスを燃焼せしめ、後に出口扉４を閉じる。

一方、浸炭室６は前記窒素ガスで希釈され、室内雰囲気
の一酸化炭素濃度が下限値を下廻った時点で、空気供給
ライン１４から外気空気を導入する。この窒素ガスと空
気の混合気体にて炉内の浮遊カーボンは燃焼しガス化す
る。（第２図■）このバーンアウト中は、　ＣＯ，計１
８、ＣＯ計１９で炉内雰囲気は連続計測され、−旦上昇
した二酸化炭素濃度が下降しはじめるか又は−酸化炭素
濃度が零になった時点で、バーンアウトを終了し空気の
供給を停止する。そして、電熱ヒータ１０を止め、窒素
ガスの供給量を減少させる。（第２図■）以降、炉圧計２０が少くとも零圧若しくは負圧にならな
いように、窒素ガスは窒素ガス供給ライン１５から浸炭
室６へ連続して供給される。この処置によって、炉体中
は炉内の残留空気は希釈排除され且つ、炉外からの外気
の侵入を防止するので炉内の酸化及び断熱材への空気侵
入を防げる。

（第２図■）次の炉室上げには、第２図■に示すように、所定の昇温
曲線に沿って電熱ヒータ１０にて浸炭室６の温度を９３
０℃まで高める。この途中、約９００℃にて、窒素ガス
の導入量を増加せしめ、この窒素ガスにて浸炭室６を掃
気する。

そして、ＲＸガスを導入しはじめる（第２図■）、この
ＲＸガスは炉内に残留する空気若しくは少量侵入する外
気空気と反応して二酸化炭素ガスを発生する。この二酸
化炭素の濃度を、前記窒素ガスと新たに導入するエンリ
ッチガスとで減少させ、相対的にカーボンポテンシャル
を増加せしめる。

このカーボンポテンシャルの確認はＣＯ□計１８にてモ
ニタし、二酸化炭素の濃度が所定値に達したら、窒素ガ
ス及びエンリッチガスの導入を停止し、約４０分間維持
して炉雰囲気の濃度安定を図る。（第゛２図■）以降、処理材は投入可能であり、操炉中にエンリッチガ
スを適宜導入してカーボンポテンシャルを一定に保つ。

以上に述べた本実施例の炉体処理方法によれば炉温が９
３０℃に達してからカーボンポテンシャルが安定するま
で（第２図■〜■）に２〜３時間であった。

第３図は、従来技術に係る炉温と各種ガス流量の関係を
示すグラフであるが、図中■〜＠の間の約２時間は、炉
内空気は導入したＲＸガスと盛んに反応し、大量の二酸
化炭素ガスを発生する。

点＠にて、やっと二酸化炭素濃度はＣＯ２計１８の読み
取り可能な１％以下となり、エンリッチガスの投入を開
始する。そして、このエンリッチガスで二酸化炭素濃度
を下げようとするが、同濃度が高レベルにある為、所望
のカーボンポテンシャルを得るには更に５〜６時間を要
していた。（第３図＠〜＠の間）なお、ＲＸガス導入を伴わぬ、９３０℃までの昇温は安
全であるから、休日の深夜から翌朝にかけて無人計器運
転によりて為すことが可能であるから、炉の立上り時間
はＲＸガス導入後の時間が重要になる。

（発明の効果）以上に述べた如く、本発明方法によれば、バーンアウト
を実施するにもかかわらず炉内の酸化を微小とし且つ炉
体中の外気の侵入を防ぐので、ＲＸガス吹込後の立上り
時間を大幅に短縮し、且つ希釈ガスであるエンリッチガ
スの消費量を節約し、以って浸炭熱処理工程の作業効率
並びに生産効率を大幅に向上せしめる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るバッチ浸炭炉断面図、第２図は本
発明方法に係る炉温と各種ガス流量との関係を示すグラ
フ、第３図は従来技術に係る炉温と各種ガス流量との関
係を示すグラフである。１・・・バッチ浸炭炉９・・・炉気導入管１４・・・空気供給ライン１５・・・窒素ガス供給ライン１８・・・二酸化炭素濃度を測るＣＯ□計１９・・・−
酸化炭素濃度を測るＣＯＯ２Ｏ３・・炉圧計第２図第３図手糸売補正書（自発）平成１年１月１８日１、事件の表示特願昭６３−２６７８４４号２、発明の名称パッチ浸炭炉の炉体処置方法３、補正をする者事件との関係　特許出願人（５３２）本田技研工業株式会社４、代理人６、補正の対象明細書の発明の詳細な説明の欄７、補正の内容発明の詳細な説明の欄を次の通り訂正する。明細書第１０頁第６行のｒ希釈ガスである」を削除

Claims

【特許請求の範囲】

作業終了後に炉内温度を約８５０℃まで下げ、窒素ガス
及び外気空気を炉内へ導入して炉内のカーボンを燃焼せ
しめるバーンアウトを開始し、炉中の一酸化炭素の濃度
が零若しくは二酸化炭素の濃度が下降しはじめた時点で
バーンアウトを終了し、次いで炉圧を正圧に保つだけの
窒素ガスを炉内へ導入しつづけるようにしたことを特徴
とするバッチ浸炭炉の炉休処置方法。