JPH04202648A - 連続浸炭炉における浸炭性雰囲気ガスの供給方法 - 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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、浸炭炉内に鋼ストリップを通板して連続的
に浸炭を施す連続浸炭炉における浸炭性雰囲気ガスの供
給方法に関する。

浸炭炉内の雰囲気組成は、鋼板表面の炭素濃度を調節す
る上で厳密に制画する必要があり、特に雰囲気中のＣポ
テンシャルを一定水準に常時維持することか肝要である
。さらに浸炭性雰囲気に求められる条件として、スーテ
ィングと呼ばれるすすの発生かないこと及びテンパーカ
ラーを生じる露点未満に雰囲気温度を保持することも、
安定した処理及び高品質の製品を提供する上で不可欠と
なる。

（従来の技術） この浸炭性雰囲気を決定する浸炭性雰囲気ガスの供給方
法に関し、特開昭５０−１５９８０７号公報にはガス循
環方式の提案かなされているが、連続式浸炭のように多
量の雰囲気ガスを必要とする場合は低温のガスか炉内に
再循環されるため、炉内に温度分布か生じ浸炭むらやス
ーティングの原因となる不利かある。また特開昭５１−
１３８５４２号公報には、エンリッチガスを炉内に吹込
むことか開示されているか、導入するエンリッチガスの
熱分解反応か平衡に達するまで時間を要するため、雰囲
気制御か極めて困難である。

（発明か解決しようとする課題） そこでこの発明は、炉内に温度分布を生じさせることか
なくかつ好適雰囲気に制御された浸炭性雰囲気を実現す
る浸炭性雰囲気ガスの供給方法について提案することを
目的とする。

（課題を解決するための手段） この発明は、連続式の浸炭炉に浸炭性雰囲気ガスを供給
するに当たり、 浸炭性雰囲気ガスを浸炭炉に導入するに先立ち、該ガス
を所定温度まで加熱すること、および浸炭性雰囲気ガス
のＣポテンシャルと炉内における目標Ｃポテンシャルと
の比較結果に基ついて、ＣＯ２、ＣＯ，Ｎ２及び希釈ガ
スの１種又は２種以上を浸炭性雰囲気ガスに加えて炉内
温度における目標Ｃポテンシャルを満足する組成に調整
することを特徴とする連続浸炭炉における浸炭性雰囲気
ガスの供給方法である。

また浸炭性雰囲気ガスは浸炭炉から排出された排ガスと
ＣＯ□、ＣＯ及びＮ２との混合ガスであること及び、希
釈ガスは浸炭炉から排出された排ガスであることか、そ
れぞれ実施に当たって有利に適合する。

次にこの発明の方法を、第１図に示すところに従って詳
述する。図において符号工は浸炭炉で、この浸炭炉ｌに
供給する浸炭性雰囲気ガスＧ。は、例えばＮ２、ＣＯ及
びＮ２と、浸炭炉１から除湿装置２を通して導いた排ガ
スとの混合ガスとし、浸炭性雰囲気ガスを循環利用する
。なお浸炭性雰囲気ガスＧ。は、排ガスを混合しない組
成であってもよい。

そしてこの浸炭性雰囲気ガスＧ。を浸炭炉１に導入する
に先立ち、まず該浸炭性雰囲気ガスＧ。を加熱器３にて
浸炭炉１内温度まで加熱する。

次いて浸炭性雰囲気ガスＧ。の加熱か終了した後に、加
熱後の浸炭性雰囲気ガスＧ１の組成、すなわちｃｏ、　
ｃｏ２、Ｎ２１１度をを検出する。なおＣポテンシャル
は、ＣＯ濃度、ＣＯ２濃度及びガス温度から計算式によ
って求めることかできる。

次いて検出した各数値と浸炭炉ｌ内での各目標値とを比
較し、目標よりも低い場合はＣＯ２、ＣＯ１Ｈ２及びＣ
Ｈ４のうち不足するガスを加熱器３内に添加し、また目
標よりも高いものかある場合はさらに希釈ガスとして、
上記した浸炭炉１からの排ガスを利用し、所望のガス組
成に調整する。調整後の浸炭性雰囲気ガスＧ２はミキサ
ー４で攪拌し温度分布をなくすことてスーティングのな
いガスとし、浸炭炉１へ供給する。

なお、供給ガスの加熱は混合前でも混合後でもよく、浸
炭炉に供給する時点て、炉内温度を管理範囲から外さな
い所定の温度域に達していればよい。

すなわち、第１図において、雰囲気ガスの供給量か少な
く組成変動か小さいときはガス組成の調整は加熱器の前
または後のいずれか１回ですませることもてきる。

（作　用） 浸炭炉に導入する浸炭性雰囲気ガスを予め所定の温度ま
で加熱し、該温度域における組成を目標とする炉内雰囲
気と同様に調整することによって、浸炭性雰囲気の厳密
な制御か実現できる。

特に厳密な制御か必要なＣポテンシャルは、ガス組成の
他、雰囲気温度によっても変化するため、単に浸炭炉に
エンリッチガスを導入することては炉内を所定のＣポテ
ンシャルに保持することは難しい。そこで浸炭炉内と同
様の環境でガス組成の調整を予め行い、炉内の浸炭性雰
囲気を乱すことのない浸炭性雰囲気ガスの供給を達成し
た。

また浸炭炉の排ガスを、導入する浸炭性雰囲気ガスの一
部として再利用することて、連続式浸炭炉での浸炭に要
する大量の雰囲気ガスを確保し得る。

（実施例） 第１図に示したところに従って、浸炭炉への浸炭性雰囲
気ガスの供給を行うに当たり、下記の（１１〜（４）式
を用いた流量調節によって、浸炭性雰囲気ガス組成の制
御を実施した。

なお同図における符号は、Ｖｌ、浸炭性雰囲気ガス流量
、Ｖ２：排ガス流量、ｖ３・放散ガス流量。

■Ｎ□・Ｎ２ガス流量、　Ｖｃｏ：　ＣＯガス流量、　
ＶＨ２：Ｎ２ガス流量、　ｃｏ２’“：排ガス中のＣＯ
７濃度。

ＣＯｏｏ“・排ガス中のＣＯ濃度　Ｎ２ｏｕｔ：排ガス
中のＮ２１１度　Ｃｏ２ＩＱ　　浸炭性雰囲気ガス中の
ＣＯ２濃度、ＣＯ“：浸炭性雰囲気ガス中のＣＯａ度及
びＮ２”°　浸炭性雰囲気ガス中のＮ２濃度、をそれぞ
れ示す。

記 Ｖｏｏ＝Ｖ、−ＣＯ２”−（Ｖ２−Ｖ、）−ＣＯｏ”　
　　　　　　（２）Ｖ、２＝ＶＩ−Ｎ２”−（ｖ２−ｖ
３）　　・Ｎ２°”　　　　　　（３）ＶＮ２＝ｖ、−
（ｖ２−ｖ３）−Ｖｏｏ−ＶＨ２−（４）そしてＣポテ
ンシャルを制御するには、ｃｏ”及びｃｏ２”を、次の
（５）式に示すＣポテンシャルＫか目標Ｃポテンシャル
となる範囲に調整した。

上記に従って調整した浸炭性雰囲気（炉温。

７５０°Ｃ）にて、低炭素鋼ストリップの表層への浸炭
を行ったところ、浸炭炉出口でのＣポテンシャルは常時
１１００ｐｐ以上に保持されかつ炉内にスーティングの
発生はなく、また鋼ストリップの表面から３０μｍ深さ
までの表層に平均Ｃ濃度：　１３０ｐｐｍのα相浸炭層
を導入でき、さらに浸炭後の鋼ストリップにテンパーカ
ラーの発生は見られなかった。

（発明の効果） この発明によって、安定した浸炭性雰囲気、すなわち目
標Ｃポテンシャルを満足しかつ、スーティング及びテン
パーカラーの生じない浸炭性雰囲気を提供し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の浸炭性雰囲気ガスの供給方法を示す
説明図である。 １　浸炭炉　　　　　２−除湿装置 ３　加熱器　　　　　４　ミキサー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．連続式の浸炭炉に浸炭性雰囲気ガスを供給するに当
   たり、 浸炭性雰囲気ガスを浸炭炉に導入するに先 立ち、該ガスを所定温度まで加熱すること、および浸炭
   性雰囲気ガスのＣポテンシャルと炉内における目標Ｃポ
   テンシャルとの比較結果に基づいて、ＣＯ＿２、ＣＯ、
   Ｈ＿２及び希釈ガスの１種又は２種以上を加熱後の浸炭
   性雰囲気ガスに加えて炉内温度における目標Ｃポテンシ
   ャルを満足する組成に調整することを特徴とする連続浸
   炭炉における浸炭性雰囲気ガスの供給方法。
2. ２．浸炭性雰囲気ガスは浸炭炉から排出された排ガスと
   ＣＯ＿２、ＣＯ及びＨ＿２との混合ガスである請求項１
   に記載の方法。
3. ３．希釈ガスは浸炭炉から排出された排ガスである請求
   項１に記載の方法。