JPH0559426A - 熱処理炉の雰囲気ガス加湿方法およびその装置 - Google Patents
熱処理炉の雰囲気ガス加湿方法およびその装置Info
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- JPH0559426A JPH0559426A JP21840491A JP21840491A JPH0559426A JP H0559426 A JPH0559426 A JP H0559426A JP 21840491 A JP21840491 A JP 21840491A JP 21840491 A JP21840491 A JP 21840491A JP H0559426 A JPH0559426 A JP H0559426A
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- heat treatment
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- treatment furnace
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 水分を気化させる箇所に使用する金物の熱変
形やクラック発生を防止する。 【構成】 液相の水を計量して送り出す水タンク１、定
量ポンプ２、これに連動する流量計３と、水をミスト状
に霧化させるスプレイノズル９と、これに直結し、ミス
トを加熱装置13により加熱して直ちに気化させる蒸発ポ
ット８と、気化した蒸気を搬送ガスと混合させて熱処理
炉17内へ供給する加湿ガス供給配管14および吹き出しヘ
ッダ16とから構成する。
形やクラック発生を防止する。 【構成】 液相の水を計量して送り出す水タンク１、定
量ポンプ２、これに連動する流量計３と、水をミスト状
に霧化させるスプレイノズル９と、これに直結し、ミス
トを加熱装置13により加熱して直ちに気化させる蒸発ポ
ット８と、気化した蒸気を搬送ガスと混合させて熱処理
炉17内へ供給する加湿ガス供給配管14および吹き出しヘ
ッダ16とから構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鋼材等の熱処理炉で使
用する雰囲気ガスの加湿技術に関する。
用する雰囲気ガスの加湿技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】ある種の鋼板、例えば電磁鋼板の熱処理
炉においては、鋼材中の炭素分を除去して所望の品質を
得るために、熱処理炉の雰囲気ガス中に水蒸気を含有さ
せその湿度、または雰囲気ガス中の水蒸気が結露し始め
る温度すなわち露点を管理することが行われている。
炉においては、鋼材中の炭素分を除去して所望の品質を
得るために、熱処理炉の雰囲気ガス中に水蒸気を含有さ
せその湿度、または雰囲気ガス中の水蒸気が結露し始め
る温度すなわち露点を管理することが行われている。
【０００３】これは、雰囲気ガス中の水蒸気と鋼材中の
炭素との間で、 Ｈ2 Ｏ ＋ Ｃ → Ｈ2 ＋ ＣＯ の反応を行わせ、脱炭するのである。したがって、露点
制御を精度よく行うためには、含有させる水の量を正確
に管理することが重要となる。水分として雰囲気ガス中
に蒸気を直接吹き込む方法もあるが、一般に知られるよ
うに、少量の水蒸気量を正確に計量することは非常に困
難であり、蒸気の圧力、温度、蒸気量等を正確に測定し
て把握することができないためあまり採用されず、一般
に液相の水の状態でその量を正確に測定し、これを炉内
の雰囲気ガス中に送り込んで気化させることが行われて
いる。
炭素との間で、 Ｈ2 Ｏ ＋ Ｃ → Ｈ2 ＋ ＣＯ の反応を行わせ、脱炭するのである。したがって、露点
制御を精度よく行うためには、含有させる水の量を正確
に管理することが重要となる。水分として雰囲気ガス中
に蒸気を直接吹き込む方法もあるが、一般に知られるよ
うに、少量の水蒸気量を正確に計量することは非常に困
難であり、蒸気の圧力、温度、蒸気量等を正確に測定し
て把握することができないためあまり採用されず、一般
に液相の水の状態でその量を正確に測定し、これを炉内
の雰囲気ガス中に送り込んで気化させることが行われて
いる。
【０００４】しかしこの方法では、トータルの炉への水
分の投入量は正確に把握できるものの水の気化を炉内で
行わせるため、炉内ガスの組成や濃度の不均一が避けら
れないという欠点がある。そこで計量して切り出された
水を直接炉に投入せず、炉外で予めこの水を加熱して気
化させたのちに雰囲気ガスに混合することが提案されて
いる。その一例として、特開平1-263216号公報に開示さ
れた雰囲気ガスの加湿供給装置の構成を図２に示す。
分の投入量は正確に把握できるものの水の気化を炉内で
行わせるため、炉内ガスの組成や濃度の不均一が避けら
れないという欠点がある。そこで計量して切り出された
水を直接炉に投入せず、炉外で予めこの水を加熱して気
化させたのちに雰囲気ガスに混合することが提案されて
いる。その一例として、特開平1-263216号公報に開示さ
れた雰囲気ガスの加湿供給装置の構成を図２に示す。
【０００５】この図において、21は水蒸気用の液相の水
の供給配管、22は乾燥雰囲気ガスの供給配管である。3
1、32は水および乾燥雰囲気ガスの流量制御弁、33、34
はそれぞれの流量計である。51は液相の水を加熱する第
１加熱装置、52は雰囲気ガスを加熱する第２加熱装置、
53は第１加熱装置で発生した水蒸気と、第２加熱装置で
加熱した高露点乾燥雰囲気ガスを混合した加湿雰囲気ガ
スを加熱する第３加熱装置である。
の供給配管、22は乾燥雰囲気ガスの供給配管である。3
1、32は水および乾燥雰囲気ガスの流量制御弁、33、34
はそれぞれの流量計である。51は液相の水を加熱する第
１加熱装置、52は雰囲気ガスを加熱する第２加熱装置、
53は第１加熱装置で発生した水蒸気と、第２加熱装置で
加熱した高露点乾燥雰囲気ガスを混合した加湿雰囲気ガ
スを加熱する第３加熱装置である。
【０００６】61、62、63はそれぞれ水蒸気、乾燥雰囲気
ガス、加湿雰囲気ガスの温度計、64は乾燥雰囲気ガスの
圧力計、17は加湿雰囲気ガスを供給する熱処理炉であ
る。熱処理炉17において必要な加湿雰囲気ガスの量およ
び露点が決まると、21、22に供給する水および乾燥雰囲
気ガスの必要量が決定し、前記流量制御弁、流量計を経
て、液相の水は第１加熱装置において、その出口を通過
する水蒸気が、乾燥雰囲気ガスの圧力に対応する飽和蒸
気温度以上の過熱蒸気となるように加熱制御装置41によ
り加熱される。
ガス、加湿雰囲気ガスの温度計、64は乾燥雰囲気ガスの
圧力計、17は加湿雰囲気ガスを供給する熱処理炉であ
る。熱処理炉17において必要な加湿雰囲気ガスの量およ
び露点が決まると、21、22に供給する水および乾燥雰囲
気ガスの必要量が決定し、前記流量制御弁、流量計を経
て、液相の水は第１加熱装置において、その出口を通過
する水蒸気が、乾燥雰囲気ガスの圧力に対応する飽和蒸
気温度以上の過熱蒸気となるように加熱制御装置41によ
り加熱される。
【０００７】一方、乾燥雰囲気ガスは第２加熱装置にお
いて、その出口における温度および流量により、露点温
度以上となるように加熱制御装置42により加熱される。
さらにこれら過熱蒸気および乾燥雰囲気ガスを混合させ
てなる加湿雰囲気ガスは第３加熱装置においてその露点
温度以上に加熱、保温されて熱処理炉17に供給されるの
である。
いて、その出口における温度および流量により、露点温
度以上となるように加熱制御装置42により加熱される。
さらにこれら過熱蒸気および乾燥雰囲気ガスを混合させ
てなる加湿雰囲気ガスは第３加熱装置においてその露点
温度以上に加熱、保温されて熱処理炉17に供給されるの
である。
【０００８】この方法によれば、水分量は液相の水とし
て正確に計量され、かつ炉に供給されるまでに露点温度
以上に加熱され、雰囲気ガスと均一に混合されるから炉
内での水の気化はなく、炉内ガスの組成や濃度の不均一
は発生しないけれども、３基の加熱装置とこれらの制御
装置等を必要とするという設備上の問題がある。これに
対して、図３に示すのは、実開平2-53959 号公報により
提案されている蒸発ポット方式で、水タンク１からポン
プ２、流量計３、流量制御器４、流量制御弁５を経て必
要量計量して切り出された水を水配管７により熱処理炉
の外壁部18に埋め込まれた蒸発ポット８内に送り、水配
管先端部10から滴下させる。
て正確に計量され、かつ炉に供給されるまでに露点温度
以上に加熱され、雰囲気ガスと均一に混合されるから炉
内での水の気化はなく、炉内ガスの組成や濃度の不均一
は発生しないけれども、３基の加熱装置とこれらの制御
装置等を必要とするという設備上の問題がある。これに
対して、図３に示すのは、実開平2-53959 号公報により
提案されている蒸発ポット方式で、水タンク１からポン
プ２、流量計３、流量制御器４、流量制御弁５を経て必
要量計量して切り出された水を水配管７により熱処理炉
の外壁部18に埋め込まれた蒸発ポット８内に送り、水配
管先端部10から滴下させる。
【０００９】蒸発ポット８は内部空間に水を収容できる
よう下方は全周が仕切り板で囲まれているが、炉内に面
した上方は開口しており、炉内の熱によって内部の水を
蒸発させ、蒸気はこの開口部8aから炉内に供給されるよ
うになっている。このほか、この蒸発ポットに代えて水
配管を炉内に延長し、Ｓ字状の蛇管として先端の開口部
に至る間に完全に気化させたり、この蛇管部を炉外とし
て加熱装置により加熱し、完全に気化させた状態で炉内
に供給するなどの方式も行われている。
よう下方は全周が仕切り板で囲まれているが、炉内に面
した上方は開口しており、炉内の熱によって内部の水を
蒸発させ、蒸気はこの開口部8aから炉内に供給されるよ
うになっている。このほか、この蒸発ポットに代えて水
配管を炉内に延長し、Ｓ字状の蛇管として先端の開口部
に至る間に完全に気化させたり、この蛇管部を炉外とし
て加熱装置により加熱し、完全に気化させた状態で炉内
に供給するなどの方式も行われている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、これらの蒸
発ポット方式あるいは蛇管方式は、さきの図２の加熱混
合方式に比較して設備としては簡単であるが、いずれの
場合も、高熱にさらされる露出金属部分が存在する一方
で蒸発ポット底部あるいは蛇管の特定位置には水滴が落
下し、部分的に大きい熱応力が発生して蒸発ポットや蛇
管に変形が生じ、さらにこの変形によって水滴の当たる
位置が一層特定されて変形が助長される結果クラックが
発生したり、周囲に加熱装置のある場合これを変形させ
たりするという問題がある。これらの変形により、蒸発
ポットや蛇管の交換作業も困難をきわめていた。
発ポット方式あるいは蛇管方式は、さきの図２の加熱混
合方式に比較して設備としては簡単であるが、いずれの
場合も、高熱にさらされる露出金属部分が存在する一方
で蒸発ポット底部あるいは蛇管の特定位置には水滴が落
下し、部分的に大きい熱応力が発生して蒸発ポットや蛇
管に変形が生じ、さらにこの変形によって水滴の当たる
位置が一層特定されて変形が助長される結果クラックが
発生したり、周囲に加熱装置のある場合これを変形させ
たりするという問題がある。これらの変形により、蒸発
ポットや蛇管の交換作業も困難をきわめていた。
【００１１】本発明はこうした問題点を解消し、簡単な
設備で、変形等を生じない熱処理炉の雰囲気ガス加湿を
実現することを目的とする。
設備で、変形等を生じない熱処理炉の雰囲気ガス加湿を
実現することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の熱処理炉の雰囲
気ガス加湿方法は、液相の水を計量してこれを霧化手段
に供給し、霧化させたのち直ちに加熱して気化させ、気
化した蒸気を搬送ガスと混合させてから熱処理炉に供給
することを特徴とする。また、本発明の熱処理炉の雰囲
気ガス加湿装置は、液相の水を計量して送り出す水供給
手段と、供給された水をミスト状に霧化させる霧化手段
と、このミストを加熱して気化させる気化手段と、気化
した蒸気を搬送ガスと混合させて炉内へ供給する加湿ガ
ス供給手段とから構成される。
気ガス加湿方法は、液相の水を計量してこれを霧化手段
に供給し、霧化させたのち直ちに加熱して気化させ、気
化した蒸気を搬送ガスと混合させてから熱処理炉に供給
することを特徴とする。また、本発明の熱処理炉の雰囲
気ガス加湿装置は、液相の水を計量して送り出す水供給
手段と、供給された水をミスト状に霧化させる霧化手段
と、このミストを加熱して気化させる気化手段と、気化
した蒸気を搬送ガスと混合させて炉内へ供給する加湿ガ
ス供給手段とから構成される。
【００１３】
【作 用】本発明によれば、水分は液相の水を計量する
から精度よく管理でき、かつ一旦スプレイノズルにより
霧化させたのち直ちにこれを加熱して気化させるので、
気化手段である蒸発ポットや蛇管の加熱面全体から均一
に気化が行われ、熱負荷が平均しており変形やクラック
の発生は少ない。
から精度よく管理でき、かつ一旦スプレイノズルにより
霧化させたのち直ちにこれを加熱して気化させるので、
気化手段である蒸発ポットや蛇管の加熱面全体から均一
に気化が行われ、熱負荷が平均しており変形やクラック
の発生は少ない。
【００１４】
【実施例】本発明の一実施例の構成を図１に示す。水タ
ンク１の水は流量計３の指示値をフィードバックし、定
量ポンプ２で所定量が水配管７を経てスプレイノズル９
へ供給される。６はポンプ停止時に水が逆流しないため
の逆止弁である。一方、スプレイ用気体として炉内雰囲
気ガスと同一ガスか、混合して支障のない炉内雰囲気ガ
スの構成ガス（例えば、雰囲気ガスがＨ2 ＋Ｎ2 である
とき、スプレイ用ガスとしてＮ2 ) をおなじく逆止弁11
を経てスプレイ用気体配管12によりスプレイノズル９へ
供給する。
ンク１の水は流量計３の指示値をフィードバックし、定
量ポンプ２で所定量が水配管７を経てスプレイノズル９
へ供給される。６はポンプ停止時に水が逆流しないため
の逆止弁である。一方、スプレイ用気体として炉内雰囲
気ガスと同一ガスか、混合して支障のない炉内雰囲気ガ
スの構成ガス（例えば、雰囲気ガスがＨ2 ＋Ｎ2 である
とき、スプレイ用ガスとしてＮ2 ) をおなじく逆止弁11
を経てスプレイ用気体配管12によりスプレイノズル９へ
供給する。
【００１５】スプレイノズル９は蒸発ポット８の内面に
向けて直接取り付けられており、水はスプレイノズル９
により微細なミスト状に霧化されて蒸発ポット８内に噴
出し、直ちにこれを囲む加熱装置13により加熱を受けて
気化する。最近では１〜４kg／cm2 の気体圧で粒径70μ
ｍ以下という霧化性能を持つノズルも市販されているか
ら、 100μｍ以下のミストは容易に実現できる。
向けて直接取り付けられており、水はスプレイノズル９
により微細なミスト状に霧化されて蒸発ポット８内に噴
出し、直ちにこれを囲む加熱装置13により加熱を受けて
気化する。最近では１〜４kg／cm2 の気体圧で粒径70μ
ｍ以下という霧化性能を持つノズルも市販されているか
ら、 100μｍ以下のミストは容易に実現できる。
【００１６】スプレイノズル９へ供給されたスプレイ用
気体はそのまま搬送ガスとなり、蒸発ポット８で生成さ
れた水蒸気と混合され加湿ガスとなって加湿ガス供給配
管14により、さらにスーパーヒータ15によって炉内温度
にまで加熱され、吹き出しヘッダ16から熱処理炉17内へ
供給される。水供給手段としてはこの実施例で示した定
量ポンプ２と流量計３の組み合わせが制御精度において
優れているが、定量ポンプ２に代えて通常のポンプを使
用し、さきの図３の例のように流量調整弁や制御器を組
み合わせてもよい。
気体はそのまま搬送ガスとなり、蒸発ポット８で生成さ
れた水蒸気と混合され加湿ガスとなって加湿ガス供給配
管14により、さらにスーパーヒータ15によって炉内温度
にまで加熱され、吹き出しヘッダ16から熱処理炉17内へ
供給される。水供給手段としてはこの実施例で示した定
量ポンプ２と流量計３の組み合わせが制御精度において
優れているが、定量ポンプ２に代えて通常のポンプを使
用し、さきの図３の例のように流量調整弁や制御器を組
み合わせてもよい。
【００１７】霧化手段として、スプレイノズル９をスプ
レイ用気体を使用しないで水の圧力により噴霧する圧力
噴霧方式とする場合は、スプレイ用気体配管12は不要と
なり、必要に応じ搬送ガスを蒸発ポットに送り込んでや
るだけでよい。炉内雰囲気の露点変更等により供給水量
が変化すると蒸発ポット８の熱負荷も変動するので、水
量の変化に対応してスプレイ用気体の供給量を適宜調整
することが望ましい。
レイ用気体を使用しないで水の圧力により噴霧する圧力
噴霧方式とする場合は、スプレイ用気体配管12は不要と
なり、必要に応じ搬送ガスを蒸発ポットに送り込んでや
るだけでよい。炉内雰囲気の露点変更等により供給水量
が変化すると蒸発ポット８の熱負荷も変動するので、水
量の変化に対応してスプレイ用気体の供給量を適宜調整
することが望ましい。
【００１８】また、この実施例では気化手段として蒸発
ポット８を炉外に設置して加熱装置13により加熱し、さ
らにさらにスーパーヒータ15によって炉内温度にまで加
熱し、炉温や板温に影響を与えないようにして炉内に供
給しているが、温度条件によってはスーパーヒータ15は
省略してもよい。蒸発ポットに代えて蛇管を使用しても
よい。さらに、注水量が微小で、炉温や板温への影響が
懸念されない場合は、蒸発ポット８をさきの図３のよう
に外壁部に埋め込んで炉内熱により加熱し、蒸発ポット
８の炉内への開口部から加湿ガスを直接炉内に供給して
もよい。この場合、搬送ガスを系外から供給する必要は
なく、蒸発ポット８の炉内への開口部から侵入する雰囲
気ガスがそのまま搬送ガスとなる。
ポット８を炉外に設置して加熱装置13により加熱し、さ
らにさらにスーパーヒータ15によって炉内温度にまで加
熱し、炉温や板温に影響を与えないようにして炉内に供
給しているが、温度条件によってはスーパーヒータ15は
省略してもよい。蒸発ポットに代えて蛇管を使用しても
よい。さらに、注水量が微小で、炉温や板温への影響が
懸念されない場合は、蒸発ポット８をさきの図３のよう
に外壁部に埋め込んで炉内熱により加熱し、蒸発ポット
８の炉内への開口部から加湿ガスを直接炉内に供給して
もよい。この場合、搬送ガスを系外から供給する必要は
なく、蒸発ポット８の炉内への開口部から侵入する雰囲
気ガスがそのまま搬送ガスとなる。
【００１９】
【発明の効果】本発明によって、高温状態の蒸発ポット
や蛇管の金属部分に直接水滴を落下させることがなくな
ったので、これらの気化手段の熱変形やクラックの発生
が防止され、熱処理炉の操業トラブルが減少し、生産能
率が向上した。
や蛇管の金属部分に直接水滴を落下させることがなくな
ったので、これらの気化手段の熱変形やクラックの発生
が防止され、熱処理炉の操業トラブルが減少し、生産能
率が向上した。
【図１】本発明の雰囲気ガス加湿装置の一実施例の構成
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図２】従来の技術による雰囲気ガス加湿装置の構成を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図３】他の従来の技術による雰囲気ガス加湿装置の構
成を示す説明図である。
成を示す説明図である。
１ 水タンク ２ ポンプ ３ 流量計 ７ 水配管 ８ 蒸発ポット ９ スプレイノズル 13 加熱装置 17 熱処理炉
Claims (2)
- 【請求項１】 液相の水を計量してこれを霧化手段に供
給し、霧化させたのち直ちに加熱して気化させ、気化し
た蒸気を搬送ガスと混合させてから熱処理炉に供給する
ことを特徴とする熱処理炉の雰囲気ガス加湿方法。 - 【請求項２】 液相の水を計量して送り出す水供給手段
と、供給された水をミスト状に霧化させる霧化手段と、
このミストを加熱して気化させる気化手段と、気化した
蒸気を搬送ガスと混合させて炉内へ供給する加湿ガス供
給手段とから構成される熱処理炉の雰囲気ガス加湿装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21840491A JPH0559426A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 熱処理炉の雰囲気ガス加湿方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21840491A JPH0559426A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 熱処理炉の雰囲気ガス加湿方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0559426A true JPH0559426A (ja) | 1993-03-09 |
Family
ID=16719386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21840491A Pending JPH0559426A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 熱処理炉の雰囲気ガス加湿方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0559426A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009036505A (ja) * | 2007-07-12 | 2009-02-19 | Ngk Insulators Ltd | 雰囲気ガスの露点制御装置 |
| WO2018212029A1 (ja) * | 2017-05-15 | 2018-11-22 | 株式会社エアレックス | インキュベータ |
| CN114743900A (zh) * | 2022-04-25 | 2022-07-12 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 汽化系统以及半导体工艺设备 |
-
1991
- 1991-08-29 JP JP21840491A patent/JPH0559426A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009036505A (ja) * | 2007-07-12 | 2009-02-19 | Ngk Insulators Ltd | 雰囲気ガスの露点制御装置 |
| WO2018212029A1 (ja) * | 2017-05-15 | 2018-11-22 | 株式会社エアレックス | インキュベータ |
| JP2018191546A (ja) * | 2017-05-15 | 2018-12-06 | 株式会社エアレックス | インキュベータ |
| US11142742B2 (en) | 2017-05-15 | 2021-10-12 | Airex Co., Ltd. | Incubator |
| CN114743900A (zh) * | 2022-04-25 | 2022-07-12 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 汽化系统以及半导体工艺设备 |
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