JPH10237618A - 金属の浸炭加熱処理方法 - Google Patents
金属の浸炭加熱処理方法Info
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- JPH10237618A JPH10237618A JP7641597A JP7641597A JPH10237618A JP H10237618 A JPH10237618 A JP H10237618A JP 7641597 A JP7641597 A JP 7641597A JP 7641597 A JP7641597 A JP 7641597A JP H10237618 A JPH10237618 A JP H10237618A
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Landscapes
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 連続炉内外に置かれた発熱型シールドバーナ
ーの燃焼排ガスを炉内雰囲気として再利用するもので、
該燃焼排ガスの加炭潜在能力を更に向上させることがで
きるようにした金属の浸炭加熱方法を提案する。 【解決手段】 炭化水素系の燃焼排ガスから任意の量の
窒素を除去し、これを浸炭用キャリアガスとして再利用
することを特徴とする金属の浸炭熱処理方法。
ーの燃焼排ガスを炉内雰囲気として再利用するもので、
該燃焼排ガスの加炭潜在能力を更に向上させることがで
きるようにした金属の浸炭加熱方法を提案する。 【解決手段】 炭化水素系の燃焼排ガスから任意の量の
窒素を除去し、これを浸炭用キャリアガスとして再利用
することを特徴とする金属の浸炭熱処理方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、炉内での金属の浸炭加
熱方法に関するもので、更に詳細には、ベルトコンベア
を用いる連続炉内外に置かれた発熱型シールドバーナー
の排ガスを炉内雰囲気として再利用する金属の浸炭加熱
方法の改良に係るものである。
熱方法に関するもので、更に詳細には、ベルトコンベア
を用いる連続炉内外に置かれた発熱型シールドバーナー
の排ガスを炉内雰囲気として再利用する金属の浸炭加熱
方法の改良に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】加熱炉内に置かれたバーナーの排ガスを
炉内雰囲気として利用する金属の加熱方法は、例えば特
公昭５８−２７３２３号公報に記載されるところであ
る。炭化水素系ガス例えばプロパンガスを熱源とし、こ
れに空気を混ぜてシールドバーナー内で完全燃焼（燃焼
率８０〜１００％）したときの排ガスを脱水すると、次
の如き組成となる。
炉内雰囲気として利用する金属の加熱方法は、例えば特
公昭５８−２７３２３号公報に記載されるところであ
る。炭化水素系ガス例えばプロパンガスを熱源とし、こ
れに空気を混ぜてシールドバーナー内で完全燃焼（燃焼
率８０〜１００％）したときの排ガスを脱水すると、次
の如き組成となる。
【０００３】ＣＯ：１０．８〜０％，ＣＯ２：２．３〜
１３．６％，Ｈ２：１３．２〜０％，Ｈ２Ｏ：０．８％
（Ｃｏｎｓｔ．５℃），Ｎ２：６７．９〜８５．６％
１３．６％，Ｈ２：１３．２〜０％，Ｈ２Ｏ：０．８％
（Ｃｏｎｓｔ．５℃），Ｎ２：６７．９〜８５．６％
【０００４】かかる組成からなる炭化水素系の燃焼排ガ
スは、鉄、鋼、ニッケル系の金属に対して還元性である
ため、それらの光輝焼鈍、焼きならしやろう付け用の炉
内雰囲気として使えるが、金属の浸炭用キャリアガスと
しては使用することができない。
スは、鉄、鋼、ニッケル系の金属に対して還元性である
ため、それらの光輝焼鈍、焼きならしやろう付け用の炉
内雰囲気として使えるが、金属の浸炭用キャリアガスと
しては使用することができない。
【０００５】そこで、かかる燃焼排ガスにプロパンガス
と空気を混合しニッケル触媒の存在下で吸熱反応させて
変成することが知られている。このようにして変成され
たときの燃焼排ガスの組成は次の通りであって、金属の
浸炭用炉内キャリアガスとして用いることができる。
と空気を混合しニッケル触媒の存在下で吸熱反応させて
変成することが知られている。このようにして変成され
たときの燃焼排ガスの組成は次の通りであって、金属の
浸炭用炉内キャリアガスとして用いることができる。
【０００６】ＣＯ：０．０１〜２％，ＣＯ２：０．１〜
０．４％，Ｈ２：０．０１〜４０％，Ｈ２Ｏ：露点−１
０℃〜１０℃，Ｎ２：残部
０．４％，Ｈ２：０．０１〜４０％，Ｈ２Ｏ：露点−１
０℃〜１０℃，Ｎ２：残部
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、上
述した種類の変成燃焼排ガスの加炭潜在能力を更にしか
も所望するところに従って任意に向上させることを目的
とするものである。
述した種類の変成燃焼排ガスの加炭潜在能力を更にしか
も所望するところに従って任意に向上させることを目的
とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】燃焼排ガスの加炭能力の
向上は、ガス中のＣＯにかかるものであり、加炭能力に
組みしないガス中のＮ２量が減じれば、ＣＯのガス中で
の比が増加することに本発明者は着目した。そして、脱
水後の燃焼排ガスを気体分離用の超薄膜を介して所定の
減圧下で吸引し、ガス中から所望量のＮ２を排気した。
経済的かつ工業的規模でガス中のＣＯを４０％台まで上
げることができた。
向上は、ガス中のＣＯにかかるものであり、加炭能力に
組みしないガス中のＮ２量が減じれば、ＣＯのガス中で
の比が増加することに本発明者は着目した。そして、脱
水後の燃焼排ガスを気体分離用の超薄膜を介して所定の
減圧下で吸引し、ガス中から所望量のＮ２を排気した。
経済的かつ工業的規模でガス中のＣＯを４０％台まで上
げることができた。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１を参照して、以下に本発明の
好適な実施例１〜３を説明する。図１は、本発明の方法
を実施するために好適な連続浸炭熱処理用雰囲気炉と雰
囲気キャリアガスを供給するための系路とを説明的に図
示する平面図であり、図中符号１は焼入炉本体を示し、
１３は金属処理品の搬入台、５は焼入油槽を示し、２は
炉中を循環するコンベアベルトである。
好適な実施例１〜３を説明する。図１は、本発明の方法
を実施するために好適な連続浸炭熱処理用雰囲気炉と雰
囲気キャリアガスを供給するための系路とを説明的に図
示する平面図であり、図中符号１は焼入炉本体を示し、
１３は金属処理品の搬入台、５は焼入油槽を示し、２は
炉中を循環するコンベアベルトである。
【００１０】焼入炉１内の雰囲気はヒーター（図示せ
ず）によって加熱させれ、３で示される区域は開口部に
臨む低温度域で、４で示される区域は高温浸炭域であ
る。金属処理品は、図中の下方の矢印の方向にコンベア
ベルトによって搬送される。６は焼入油槽５中に設けら
れコンベアベルトであり、該油槽５中に落下した処理品
を油槽から搬出するためのものである。符号７は炉内に
設けられたシールドバーナ一変成筒で、パイプ（図示せ
ず）によって該変成筒中に供給された炭化水素系ガスと
空気とは筒中で完全燃焼して発熱型変成ガスとなり、燃
焼排ガスとして炉外に取り出される。この変成筒７は炉
内の低温度域３にあって、その輻射熱は該域の加熱に役
立つ。これは、本発明のかかる実施態様における効果の
一つである。
ず）によって加熱させれ、３で示される区域は開口部に
臨む低温度域で、４で示される区域は高温浸炭域であ
る。金属処理品は、図中の下方の矢印の方向にコンベア
ベルトによって搬送される。６は焼入油槽５中に設けら
れコンベアベルトであり、該油槽５中に落下した処理品
を油槽から搬出するためのものである。符号７は炉内に
設けられたシールドバーナ一変成筒で、パイプ（図示せ
ず）によって該変成筒中に供給された炭化水素系ガスと
空気とは筒中で完全燃焼して発熱型変成ガスとなり、燃
焼排ガスとして炉外に取り出される。この変成筒７は炉
内の低温度域３にあって、その輻射熱は該域の加熱に役
立つ。これは、本発明のかかる実施態様における効果の
一つである。
【００１１】炉外に取り出された燃焼排ガスは冷凍器８
で冷却あるいは冷凍脱水されてキャリアガスとなる。こ
の脱水されたガスは、気体分離用の多段の超薄膜を収容
するユニット９に送られ、選択した減圧下で真空ポンプ
１０により吸引されて反応器１１に進む。
で冷却あるいは冷凍脱水されてキャリアガスとなる。こ
の脱水されたガスは、気体分離用の多段の超薄膜を収容
するユニット９に送られ、選択した減圧下で真空ポンプ
１０により吸引されて反応器１１に進む。
【００１２】一方、ユニット９でガス中より分離された
所望の量のＮ２は雰囲気を供給するための系路外に排気
ファン（図示せず）によって排気される。この排気され
たＮ２を炉の入口と出口に送って、外気が炉内に侵入し
ないように用いることができる。このような排気される
Ｎ２の再利用は本発明の効果の他の一つでもある。
所望の量のＮ２は雰囲気を供給するための系路外に排気
ファン（図示せず）によって排気される。この排気され
たＮ２を炉の入口と出口に送って、外気が炉内に侵入し
ないように用いることができる。このような排気される
Ｎ２の再利用は本発明の効果の他の一つでもある。
【００１３】反応器１１に送られたＣＯ２富化の燃焼排
ガスは、器１２から送られる炭化水素ガスと反応器１１
中で触媒の介在により吸熱反応して変成された後に、Ｃ
Ｏ富化の浸炭用雰囲気のキャリアガスとして炉内の高温
浸炭域４に送られる。かようにして、任意の加炭能力を
もつＣＯ富化の雰囲気を容易かつ自由に得られること
が、本発明の最大の効果である。さらに、具体的に本発
明の実施例を以下に記載する。
ガスは、器１２から送られる炭化水素ガスと反応器１１
中で触媒の介在により吸熱反応して変成された後に、Ｃ
Ｏ富化の浸炭用雰囲気のキャリアガスとして炉内の高温
浸炭域４に送られる。かようにして、任意の加炭能力を
もつＣＯ富化の雰囲気を容易かつ自由に得られること
が、本発明の最大の効果である。さらに、具体的に本発
明の実施例を以下に記載する。
【００１４】実施例１ プロパンガスと空気を発熱変成筒バーナー７中で完全燃
焼空気比近くで燃焼させ、これで冷凍器８で−５℃まで
冷却させ脱水したところ、次の組成の排ガスが得られ
た。
焼空気比近くで燃焼させ、これで冷凍器８で−５℃まで
冷却させ脱水したところ、次の組成の排ガスが得られ
た。
【００１５】ＣＯ２：１３．４７％，Ｎ２：８５．０１
％％，Ｈ２Ｏ：０．８６％，Ｈ２：０．０３％，ＣＯ：
０．０３％
％％，Ｈ２Ｏ：０．８６％，Ｈ２：０．０３％，ＣＯ：
０．０３％
【００１６】この組成の排ガスを分離用薄膜ユニット９
に送り、真空ポンプ１０の減圧を−４００ｍｍＨｇとし
て吸引し、ガス中より約８．６１％のＮ２を除去した。
このガスを反応器１１に送り、これに器１２から送られ
たプロパンガスと空気を混合し、反応器１１中に充填し
たＮｉ触媒中で１０００℃に加熱し、カーボンポテンシ
ャルを０．３％になるように制御して、ＣＯ富化のキャ
リアガスとして炉内に送った。
に送り、真空ポンプ１０の減圧を−４００ｍｍＨｇとし
て吸引し、ガス中より約８．６１％のＮ２を除去した。
このガスを反応器１１に送り、これに器１２から送られ
たプロパンガスと空気を混合し、反応器１１中に充填し
たＮｉ触媒中で１０００℃に加熱し、カーボンポテンシ
ャルを０．３％になるように制御して、ＣＯ富化のキャ
リアガスとして炉内に送った。
【００１７】このＣＯ富化のキャリアガスの組成は次の
通りで、高い加炭能力を有するものであった。
通りで、高い加炭能力を有するものであった。
【００１８】ＣＯ：２９．２４％，ＣＯ２：０．３３７
％％，Ｈ２：１９．３７％，ＣＨ４：０．５１％，
Ｎ２：５０．６９％。また、その露点（℃）は−７．３
５であった。
％％，Ｈ２：１９．３７％，ＣＨ４：０．５１％，
Ｎ２：５０．６９％。また、その露点（℃）は−７．３
５であった。
【００１９】このＣＯ富化のキャリアガスをエンリッチ
ガスにて炉内ＣＰが１．１％になるように制御したとこ
ろ、その組成は次の通りで、高い浸炭性炉内ガスとなっ
た。
ガスにて炉内ＣＰが１．１％になるように制御したとこ
ろ、その組成は次の通りで、高い浸炭性炉内ガスとなっ
た。
【００２０】ＣＯ：２９．７７％、ＣＯ２：０．０９４
％、Ｈ２：１９．７９％、ＣＨ４：０．５１％、Ｎ２：
５０．２２％で、露点（℃）は−２２．８２であった。
％、Ｈ２：１９．７９％、ＣＨ４：０．５１％、Ｎ２：
５０．２２％で、露点（℃）は−２２．８２であった。
【００２１】なお、上記した組成の排ガスを分離用薄膜
ユニットで処理せずに、反応器１１で上記したところと
同様にプロパンガスと空気とを混合し、反応させたとき
の組成は次の通りであった。
ユニットで処理せずに、反応器１１で上記したところと
同様にプロパンガスと空気とを混合し、反応させたとき
の組成は次の通りであった。
【００２２】ＣＯ：２３．１２％、ＣＯ２：０．２０９
％、Ｈ２：３０．６４％、ＣＨ４：０．４２％、Ｎ２：
４５．６０％。その露点（℃）は−４．５２であった。
％、Ｈ２：３０．６４％、ＣＨ４：０．４２％、Ｎ２：
４５．６０％。その露点（℃）は−４．５２であった。
【００２３】この組成のガスを炉内でエンリッチガスに
よって炉内ＣＰ＝１．１％となるように制御したとこ
ろ、そのときの炉内ガス組成は次のようであった。これ
は普通の浸炭性の炉内ガスである。
よって炉内ＣＰ＝１．１％となるように制御したとこ
ろ、そのときの炉内ガス組成は次のようであった。これ
は普通の浸炭性の炉内ガスである。
【００２４】ＣＯ：２３．４６％、ＣＯ２：０．０５８
％、Ｈ２：３１．１％、ＣＨ４：０．４２％、Ｎ２：４
５．１１％、露点−２０．３５℃。
％、Ｈ２：３１．１％、ＣＨ４：０．４２％、Ｎ２：４
５．１１％、露点−２０．３５℃。
【００２５】実施例２ 上記実施例１と同様の排ガスを分離用薄膜ユニット９を
介して−６５０ｍｍＨｇで吸引し、ガス中より約２７．
６１％のＮ２を除去した。このガスを反応器１１中で実
施例１と同様に反応させたところ、次の組成のＣＯ富化
の極めて高い加炭能力をもつキャリアガスを得た。
介して−６５０ｍｍＨｇで吸引し、ガス中より約２７．
６１％のＮ２を除去した。このガスを反応器１１中で実
施例１と同様に反応させたところ、次の組成のＣＯ富化
の極めて高い加炭能力をもつキャリアガスを得た。
【００２６】ＣＯ：４０．５９％、ＣＯ２：０．６７
％、Ｈ２：２６．８４％、ＣＨ４：０．９５％、Ｎ２：
３１．１９％。その露点（℃）は１．９３であった。
％、Ｈ２：２６．８４％、ＣＨ４：０．９５％、Ｎ２：
３１．１９％。その露点（℃）は１．９３であった。
【００２７】このガスを、炉内に導入し、エンリッチガ
スにて炉内ＣＰ＝１．１％となるように炉内雰囲気を制
御したところ、炉内ガスの組成は次のようになった。こ
れは、極めて高い浸炭性の炉内雰囲気である。
スにて炉内ＣＰ＝１．１％となるように炉内雰囲気を制
御したところ、炉内ガスの組成は次のようになった。こ
れは、極めて高い浸炭性の炉内雰囲気である。
【００２８】ＣＯ：４１．９０％、ＣＯ２：０．１９
％、Ｈ２：２７．８３％、ＣＨ４：０．９５％、Ｎ２：
３１．１９％、露点−１４．７１℃。
％、Ｈ２：２７．８３％、ＣＨ４：０．９５％、Ｎ２：
３１．１９％、露点−１４．７１℃。
【００２９】実施例３ 吸熱型の反応器１１を加熱するために、この反応器中に
設けられたシールドバーナー１４の燃焼排ガスは上記し
た実施例１及び２で述べた発熱変成筒バーナー７の燃焼
排ガスと同様の組成である。従って、これを冷凍器８
へ、そして分離用薄膜ユニット９と反応器１１を通って
炉内へ送って、この燃焼排ガスもＣＯ富化のキャリヤカ
スとして再利用した。
設けられたシールドバーナー１４の燃焼排ガスは上記し
た実施例１及び２で述べた発熱変成筒バーナー７の燃焼
排ガスと同様の組成である。従って、これを冷凍器８
へ、そして分離用薄膜ユニット９と反応器１１を通って
炉内へ送って、この燃焼排ガスもＣＯ富化のキャリヤカ
スとして再利用した。
【００３０】
【発明の効果】上述した実施例から明らかな通り、本発
明の方法は炉内又は炉外で燃焼した炭化水素の排ガスを
任意の加炭能力を有するＣＯ富化の雰囲気に変えて再利
用できる卓越した効果を有する。
明の方法は炉内又は炉外で燃焼した炭化水素の排ガスを
任意の加炭能力を有するＣＯ富化の雰囲気に変えて再利
用できる卓越した効果を有する。
【図１】本発明の方法を実施するために好適な連続浸炭
熱処理用雰囲気炉と雰囲気を供給するための系路とを示
す説明的な平面図である。
熱処理用雰囲気炉と雰囲気を供給するための系路とを示
す説明的な平面図である。
１−焼入炉 ２−循環コンベアベルト ３−低温度域 ４−高温浸炭域 ５−油槽 ６−油槽コンベアベルト ７−変成シールドバーナー ８−冷凍器 ９−気体分離用薄膜ユニット １０−真空ポンプ １１−反応器 １２−器 １３−金属被処理品搬入台 １４−反応器加熱用シールドバーナー
Claims (2)
- 【請求項１】 炉内または炉外あるいは炉内外で燃焼し
た炭化水素系ガスの排ガスを炉外で脱水し炭化水素と反
応させた後にこの排ガスを炉内に導いて炉内キャリアガ
スとする金属の浸炭加熱方法で、この排ガスを炉内に導
く前に該ガスから任意の量の窒素を除去して該ガスの加
炭能力を任意に高めることを特徴とする上記の浸炭加熱
処理方法。 - 【請求項２】 炉の入口部で空気が炉内へ侵入するのを
防ぐために排ガスから除去した窒素を用いることを特徴
とする請求項１記載の金属の浸炭加熱処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7641597A JPH10237618A (ja) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | 金属の浸炭加熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7641597A JPH10237618A (ja) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | 金属の浸炭加熱処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10237618A true JPH10237618A (ja) | 1998-09-08 |
Family
ID=13604594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7641597A Pending JPH10237618A (ja) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | 金属の浸炭加熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10237618A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009299135A (ja) * | 2008-06-13 | 2009-12-24 | Koyo Thermo System Kk | 浸炭ガス生成装置及び浸炭ガスの生成方法 |
| JP2015509070A (ja) * | 2012-01-06 | 2015-03-26 | レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | 実質的に等比率の一酸化炭素および水素を含有するガス混合物の生成方法 |
| JP2015129324A (ja) * | 2014-01-07 | 2015-07-16 | 株式会社日本テクノ | ガス浸炭方法およびガス浸炭装置 |
-
1997
- 1997-02-20 JP JP7641597A patent/JPH10237618A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2009299135A (ja) * | 2008-06-13 | 2009-12-24 | Koyo Thermo System Kk | 浸炭ガス生成装置及び浸炭ガスの生成方法 |
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