JPS6260446B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、真空金属熱処理装置に関するもので
ある。

更に詳しくは、真空加熱せしめた被処理物を外
気と遮断された雰囲気内において冷却処理して焼
入れや固溶化処理などを行う金属熱処理装置に関
するものである。

［従来の技術］ 従来、一般に知られている如く、真空金属熱処
理装置は、真空加熱せしめた被処理物を外気と遮
断された雰囲気内において冷却処理して焼入れや
固溶化処理などを行うものであるが、この冷却手
段として、油槽を用いる油冷式のものと、ソルト
バスを用いるソルト冷却式のものと、N2ガス等
の不活性ガスを用いるガス冷却式のものとに大別
される。

ところが、油冷式のものにおいては、油発火の
危険がある為、200℃以下での処理が余儀なくさ
れ、従つて、限られた鋼種の被処理物のみしか処
理することができなかつた。

また、ソルト冷却式のものにおいては、ソルト
の溶融状態を保たねばならない関係上、140℃〜
600℃での処理が余儀なくされ、従つて、これに
おいても限られた鋼種の被処理物のみしか処理す
ることができなかつた。

更に、ガス冷却式のものにおいては、その冷却
能が劣る関係上、常温域での処理が余儀なくさ
れ、従つて、これにおいても限られた鋼種の被処
理物のみしか処理することができなかつた。

このように、従来の真空金属熱処理装置は、い
ずれの型式においても、限られた狭い温度範囲で
の冷却処理が余儀なくされ、この為、少なくとも
二種の型式の装置を設置しないと、あらゆる鋼種
の熱処理に対処し得なかつた。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、このようなことに着目し、これを解
決すべく各方面から鋭意検討の結果、真空加熱せ
しめた被処理物の冷却手段として流動層炉を用い
れば、広い温度範囲での冷却処理が可能になつて
一台の装置であらゆる鋼種の熱処理に対処し得る
ことを見い出したのである。

［問題点を解決するための手段］ すなわち、本発明に係る真空金属熱処理装置
は、加熱室を装着した真空炉と、冷却炉上に配設
された前室とを連設すると共に、前記加熱室と前
記前空間において被処理物の移送を行う第１移送
装置、及び前記前室と前記冷却炉間において被処
理物の移送を行う第２移送装置を備えた真空金属
熱処理装置において、前記冷却炉を流動層炉で構
成し、かつこの流動層冷却炉と前記前室間の通路
を開閉する可動扉と、前記流動層冷却炉及び前記
前室から排出されるガス中から粉粒体を分離する
粉粒体分離装置と、前記流動層冷却炉から前記前
室内へ移送された被処理物に対して圧空を噴射す
るノズルとを装着したことを特徴とするものであ
る。

［実施例］ 以下、図面に基いてより具体的に述べると、第
１図において、１は真空炉、２は前室、３は流動
層冷却炉、４は粉粒体分離装置、５は第１移送装
置、６は第２移送装置を夫々示し、真空炉１は炉
殻７内に加熱室８を装着すると共に、図示しない
が、炉殻７のジヤケツト部分９へ冷媒を供給し得
る冷媒供給装置及び炉殻７内を真空にし得る真空
ポンプ装置を装着し、かつ加熱室８は、断熱構造
の周壁１０を設け、室内に、真空炉１の縦断面図
である第２図において示されているように複数の
電気ヒータ１１を装着している。なお、図示しな
いが、周壁１０には複数の貫通孔が設けられ、こ
の孔を介して加熱室８内と炉殻７内とが連通され
ている。

一方、前室２は、炉殻１２を真空炉１の炉殻７
に連結すると共に断熱構造の仕切壁１３によつて
真空炉１と区画され、そして、これの下方に配さ
れている流動層冷却炉３とは外気を遮断し得る構
造に設けられている通路１４を介して連通されて
いる。

また、流動層冷却炉３は、管路を介して冷媒を
循環させる型式の熱交換器１５及び電気ヒータ１
６を装着していると共に管路１７から流動化ガス
を炉床へ供給し得るように設けられている。な
お、炉床には、アルミナやジルコンサンド等の耐
熱性粉粒体（流動媒体）が充填されている。

また、粉粒体分離装置４は、ブロア１８で前室
２及び流動層冷却炉３の排ガスを吸引し、サイク
ロン１９において排ガス中から粉粒体を分離し得
るよう設けられている。

また、第１移送装置５は、前室２内に設けられ
た台車装置２０と、加熱室８内に設けられたコン
ベア装置２１とで構成され、かつ台車装置２０は
前室２の縦断面図である第３図において示されて
いるように、一対のレール２２で案内されて自走
し得る台車２３の荷台上に複数のローラ２４を軸
支し、これらをモータ２５及び図示しないチエン
伝動機構等を介して正逆回転駆動し得るように装
着している。

また、コンベア装置２１は、第２図において示
されているように複数のローラ２６を、周壁１０
及び炉殻７に対して軸支し、これらをモータ２７
及び図示しないチエン伝動機構等を介して正逆回
転駆動し得るように装着している。

なお、第１図において示されている２８，２９
は可動扉であつて、この可動扉２８は、流体圧ア
クチユエータ３０によつて上下方向へ移動されて
放熱室８の出入口３１を開閉し得るように、そし
て、可動扉２９は、流体圧アクチユエータ３２に
よつて水平方向へ移動されて流動層冷却炉３と前
室２間の通路１４を開閉し得るように夫々設けら
れている。

第２移送装置６については後述するが、処理に
当つて前室２の炉殻１２を構成している蓋体３３
が開けられ、図示Ａの位置において第１移送装置
５の台車装置２０上へ被処理物３４が載置、すな
わちローラ２４群上の所定位置へ被処理物３４が
載置され、その後、蓋体３３が締められる。

すると、加熱室８の出入口３１を閉塞している
可動扉２８が流体圧アクチユエータ３０によつて
上方へ移動され、加熱室８の出入口３１が開口さ
れる。

次いで、台車装置２０の台車２３が加熱室８側
へ向つて自走し、出入口３１の手前のＣ地点で停
止される。すなわち、その先端に装着されている
ローラ２４ａ（第１図参照）を出入口３１に位置
させた状態に停止される。

この為、続いてモータ２５，２７によつてロー
ラ２４，２６が回転駆動されると、被処理物３４
が台車装置２０上からコンベア装置２１上へ移載
され、そして、コンベア装置２１上へ移載された
被処理物３４が加熱位置（図示Ｄの位置）へ運ば
れると、モータ２７の駆動が停止される。

なお、モータ２５は、被処理物３４がコンベア
装置２１上へ移載された時点において駆動停止さ
れ、かつモータ２５の駆動が停止されると、台車
２３が自走し図示Ｂの位置へ移動される。

続いて、流体圧アクチユエータ３０によつて可
動扉２８が下方へ移動されて加熱室８の出入口３
１が閉塞された後、図示しない真空ポンプ装置に
よつて炉殻７内と一緒に加熱室８内が高真空にさ
れると共に電気ヒータ１１によつて昇温され、従
つて、被処理物３４が真空雰囲気内において所定
温度に加熱される。

そして、所定の加熱時間が経過すると、流体圧
アクチユエータ３０によつて可動扉２８が再び上
方へ移動され、次いで、台車装置２０の台車２３
が自走し図示Ｂの位置から図示Ｃの位置へ移動さ
れる。すなわち、ローラ２４ａ（第１図参照）を
出入口３１に位置させるように移動される。

以下、モータ２５，２７によつてローラ２４，
２６が回転駆動され、真空加熱された被処理物３
４がコンベア装置２１上から台車装置２０上へ移
載されるが、この際において、モータ２７は、被
処理物３４が台車装置２０上へ移載された時点に
おいて駆動停止され、かつモータ２５は、移載さ
れた被処理物３４がローラ２４群上の所定の位置
へ運ばれると駆動停止される。

なお、このようにして、加熱室８内から前室２
内へ被処理物３４を移送するに先だつて前室２に
おいては不活性ガス、例えばN2ガスが供給され
て室内雰囲気がパージされる。

このガス供給は図示しない不活性ガス供給装置
によつて行なわれる。この為、高温度に加熱され
た被処理物３４を前室２内へ移送してもこれの酸
化を防止することができる。

また、モータ２５の駆動が停止されると、台車
装置２０の台車２３が自走し図示Ｃの位置から図
示Ｂの位置へ移動されると共に流体圧アクチユエ
ータ３０によつて可動扉２８が下方へ移動されて
出入口３１が再び閉塞される。

次いで、図示Ｂの位置へ運ばれた被処理物３４
は、第２移送装置６によつて流動層冷却炉３内へ
移送される。

第２移送装置６は、流体圧アクチユエータ３５
のピストンロツドの先端にチヤツク３６を装着し
て構成され、かつチヤツク３６は、第４図におい
て拡大されて示されているように一対のツメ３７
を図示矢印の如くに揺動し得るように装着してい
る。なお、これらのツメ３７には第５図において
示されているように凹部３８が設けられている。

この為、被処理物３４上に位置されているチヤ
ツク３６を流体圧アクチユエータ３５によつて下
方へ移動せしめて吊り治具３９を把持することが
できる。

この場合において、一対のツメ３７は互いに遠
ざかる方向へ最大に揺動された状態に保たれて降
下され、かつ把持位置に降下されると互いに接近
する方向へ揺動され、第４図において示されてい
るように凹部３８内へ吊り治具３９の細径部を挿
入して強固に把持する。なお、吊り治具３９は、
被処理物３４を収容しているバスケツトの上端に
固着されている。

次いで、この把持後において前記バスケツトが
流体圧アクチユエータ３５によつてわずかに上方
へ移動されて台車装置２０のローラ２４群から離
別されて宙吊り状態にされる。すると、台車装置
２０の台車２３が自走し、図示Ｂの位置からＡの
位置へ移動される。

続いて、流体圧アクチユエータ３５によつて前
記バスケツトと一緒に被処理物３４が下方へ移動
されて流動層中へ浸漬される。

この際、被処理物３４は、一対のレール２２間
を通過して下方へ移動されるが、この移送中にお
いても被処理物３４の酸化を防止することがで
き、かつ被処理物３４は不活性ガス雰囲気の流動
層中へ浸漬される。

流動層冷却炉３と前室２とを連通する通路１４
は外気を遮断し得る構造に設けられており、この
通路１４を閉塞している可動扉２９は、被処理物
３４を流動層冷却炉３へ移送するに当つて事前に
水平方向へ移動される。なお、可動扉２９の移動
は流体圧アクチユエータ３２によつて行われる。

また、流動層冷却炉３においては、管路４０，
１７を経て炉床へ不活性ガスが供給されてここに
充填されているアルミナ等の粉粒体（流動媒体）
が均一に流動化され、かつ電気ヒータ１６によつ
て加熱されて不活性雰囲気の加熱流動層が形成さ
れている。

そして、熱交換器１５は、真空加熱された被処
理物３４を流動層中へ浸漬する際において、これ
によつて流動層の温度が所定の冷却温度以上に昇
温されるのを防止する為に用いられ、かつ流動層
を通過したガスは、管路４１を経てサイクロン１
９へ送られてガス中の粉粒体（流動媒体）が分離
される。

このように、本発明においては流動層冷却炉３
に設けているが、この炉３は熱伝導性に優れ、常
温域から例えば800℃というように広い範囲の炉
温制御が可能であると共に均一な温度分布を得る
ことができ、従つて、いろいろな鋼種の被処物３
４を所定に冷却処理することができる。

次いで、この炉３での処理を終えると、被処理
物３４は流体圧アクチユエータ３５によつて前室
２内へ移送される。すなわち、被処理物３４の下
端が、台車装置２０のローラ２４群よりわずかに
上方の所に位置されるように移送される。

すると、台車装置２０の台車２３が自走して図
示Ａの位置からＢの位置へ移動し、その後、吊り
治具３９を把持しているチヤツク３６の一対のツ
メ３７が互いに離別されるように揺動されて被処
理物３４が台車装置２０のローラ２４群上へ移載
される。

続いて、被処理物３４に付着している粉粒体
（流動媒体）が除去される。これは、圧空供給源
に配管されているノズル４３群から加圧空気を噴
射せしめて行われる。そして、一定の時間、加圧
空気が噴射されると、台車装置２０の台車２３が
自走し図示Ｂの位置からＡの位置へ移動され、か
つこのようにして熱処理された被処理物３４は蓋
体３３を開けて室外へ取出される。

なお、流動層冷却炉３から前室２内へ被処理物
３４が移送されると、流体圧アクチユエータ３２
によつて可動扉２９が移動されて図示の如く通路
１４を閉塞すると共に管路４４，１７を経て炉床
へ空気が供給される。すなわち、流動層冷却炉３
においては、被処理物３４を浸漬しないときには
空気雰囲気が準備され、かつ浸漬するときには不
活性ガス雰囲気が準備される。

更に、前室２内のガスは、管路４２を経てサイ
クロン１９へ送られ、ここにおいてガス中の粉粒
体が分離される。なお、このガス送りは前室２内
へ不活性ガスを供給してパージする際においては
バルブ操作により中断され、真空加熱された被処
理物３４が前室２から流動層冷却炉３へ移送され
ると再びガス送りを開始する。

このように、本発明においては、流動層冷却炉
３の装着に加えて、可動扉２９、粉粒体分離装置
４及びノズル４３を装着しているから、熱処理し
た被処理物を前室２内から外へ取出したりあるい
は熱処理する被処理物を外から前室２内へ入れた
りする際において、粉粒体（流動媒体）がガスに
同伴して外気中へ運ばれるのを阻止することがで
きると共に、被処理物に付着した姿で外気中へ運
ばれるのも阻止することができ、従つて、外気汚
染を防止することができる。

以上、一実施例について述べたが、本発明にお
いては、流動層冷却炉３及び加熱室８の加熱手段
は電気ヒータ以外の手段に設けてもよく、かつ第
１、２移送装置についても他の型式に設けてもよ
い。

［発明の効果］ 上述した如く、本発明によると、流動層冷却炉
を設けているから、一つの装置でいろいろな鋼種
の被処理物を所定に熱処理することができ、かつ
流動層冷却炉と前室間の通路を開閉する可動扉
と、流動層冷却炉及び前室から排出されるガス中
から粉粒体を分離する粉粒体分離装置と、流動層
冷却炉から前室内へ移送された被処理物に対して
圧空を噴射するノズルとを設けているから、粉粒
体（流動媒体）が外気中へ運ばれるのを阻止し得
て外気汚染を防止することができる真空金属熱処
理装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図は本発明の実施例を示し、第１図は
真空金属熱処理装置の概略構成図、第２図は真空
炉１の縦断面図、第３図は前室２の縦断面図、第
４図はチヤツク３６の拡大図、第５図はチヤツク
３６のツメ３７の斜視図である。 １……真空炉、２……前室、３……流動層冷却
炉、４……粉粒体分離装置、５……第１移送装
置、６……第２移送装置、８……加熱室、１４…
…通路、２９……可動扉、３４……被処理物、４
３……圧空を噴射するノズル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 加熱室を装着した真空炉と、冷却炉上に配設
   された前室とを連設すると共に、前記加熱室と前
   記前室間において被処理物の移送を行う第１移送
   装置、及び前記前室と前記冷却炉間において被処
   理物の移送を行う第２移送装置を備えた真空金属
   熱処理装置において、前記冷却炉を流動層炉で構
   成し、かつこの流動層冷却炉と前記前室間の通路
   を開閉する可動扉と、前記流動層冷却炉及び前記
   前室から排出されるガス中から粉粒体を分離する
   粉粒体分離装置と、前記流動層冷却炉から前記前
   室内へ移送された被処理物に対して圧空を噴射す
   るノズルとを装着したことを特徴とする真空金属
   熱処理装置。