(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物を筒状のマッフル内で移動させることで連続的に熱処理を行う連続加熱式マッフル炉であって、
前記マッフルの外部に配置され、前記被処理物を加熱するガス燃焼式加熱手段と、
前記マッフルの外部に配置され、前記ガス燃焼式加熱手段が停止しているときに当該マッフルを保温する電気式加熱手段と、を備えたことを特徴とする連続加熱式マッフル炉。
【請求項２】
前記ガス燃焼式加熱手段は、マッフルの軸方向に沿って所定の間隔おきに配置された複数のガスバーナを備えており、
前記電気抵抗式加熱手段は、互いに隣接する前記ガスバーナの相互間にそれぞれ配置された電気ヒータを備えている請求項１に記載の連続加熱式マッフル炉。
【請求項３】
前記複数の電気ヒータは、マッフルの外部下側のみに配置されている請求項２に記載の連続加熱式マッフル炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱処理等を行うための連続加熱式マッフル炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、熱源から被処理物を隔離するためのマッフルを備えたマッフル炉には、前記マッフルを耐熱鋼等によって比較的長尺の筒状に形成することで、焼結部品や金属部品について連続的に熱処理を行う連続炉として構成されたものがある。このような連続加熱式マッフル炉は、前記マッフルと、前記マッフルの外部に配置され当該マッフル内の被処理物を間接的に加熱する加熱手段とを備えており、焼結部品等の被処理物をメッシュベルト等のコンベアによってマッフル内に順次通過させて連続的に熱処理を行うように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１２１０７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記連続加熱式マッフル炉において、例えば、休日等により操業を停止するごとに加熱手段を停止させて炉内温度を下げると、再度操業を行う際に昇温させることになり、炉内の昇降温が繰り返されることになる。このような場合、操業を停止するごとに、マッフルには、昇降温による温度変化によって熱応力が作用し、この熱応力により序々に変形が生じたり、その変形に伴って当該マッフルのつなぎ目部分に割れが発生し、当該マッフルの耐久性を低下させるおそれがあった。
そこで、操業を停止する際にも加熱手段を停止させず炉内温度を保持することで、マッフルにおける熱応力の発生を防止することが考えられるが、加熱手段としてガスバーナ等のガス燃焼式の加熱手段を用いている場合には、可燃ガスを使用するという性質上、操業が停止され作業者の監視が行き届かない状況下でガス燃焼式の加熱手段を動作させるのは好ましくない。このため、加熱手段を停止せざるを得ず、結果的にマッフルの耐久性を低下させてしまっていた。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、マッフルの耐久性の低下を好適に抑制することができる連続加熱式マッフル炉を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明は、被処理物を筒状のマッフル内で移動させることで連続的に熱処理を行う連続加熱式マッフル炉であって、前記マッフルの外部に配置され、前記被処理物を加熱するガス燃焼式加熱手段と、前記マッフルの外部に配置され、前記ガス燃焼式加熱手段が停止しているときに当該マッフルを保温する電気式加熱手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００７】
上記のように構成された連続加熱式マッフル炉によれば、マッフルを保温するための電気式加熱手段を備えているので、被処理物を加熱するためのガス燃焼式加熱手段を停止させたとしても、電気式加熱手段によってマッフルを加熱し保温することができる。この結果、当該焼結炉の操業を停止する場合には、可燃ガスを用いることなくマッフルを保温することができ、当該マッフルに作用する温度変化に伴う熱応力の発生を防止でき、マッフルの耐久性が低下するのを好適に抑制することができる。
【０００８】
上記連続加熱式マッフル炉において、前記ガス燃焼式加熱手段は、マッフルの軸方向に沿って所定の間隔おきに配置された複数のガスバーナを備えており、前記電気抵抗式加熱手段は、互いに隣接する前記ガスバーナの相互間にそれぞれ配置された電気ヒータを備えていることが好ましい。
この場合、マッフルが複数のガスバーナにより加熱される加熱領域に、電気ヒータを偏り無く配置することができるので、マッフルにおける加熱領域を偏熱が生じることなく保温することができる。
【０００９】
また、上記連続加熱式マッフル炉において、前記複数の電気ヒータは、マッフルの外部下側のみに配置されているものであってもよい。
この場合、電気ヒータは、操業を停止しているときに動作させるので、マッフル内を被処理物が通過することがなく加熱対象に変動が生じないことから、マッフルの外部下側に電気ヒータを配置すれば、マッフルを含む炉内全体を炉内雰囲気の対流によって均一に保温することができる。これにより、例えば、マッフルの外部上下両側に電気ヒータを配置した場合と比較して、運転コストを低減することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の連続加熱式マッフル炉によれば、マッフルの耐久性の低下を好適に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るガス加熱式連続焼結炉の側面図である。
【図２】図１中、ガス加熱式連続焼結炉の予熱室、焼結室、及び徐冷室を拡大した部分側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るガス加熱式連続焼結炉の側面図である。
図１において、ガス加熱式連続焼結炉１は、焼結部品の焼結処理に関する一連の熱処理を連続的に行うためのものであり、被処理物Ｗを炉内に挿入するための装入テーブル２に続いて順次配置されている、バーンオフ室３、予熱室４、焼結室５、徐冷室６、及び冷却室７を備えている。また、ガス加熱式連続焼結炉１は、これら各室を貫通して配置された長尺な筒状のマッフル８と、マッフル８内を走行するメッシュベルト９ａを有するコンベア９とを備えている。本実施形態のガス加熱式連続焼結炉１は、上記のようにマッフル８を備えた、いわゆるガス加熱式のマッフル型連続熱処理炉を構成している。
【００１３】
バーンオフ室３は、マッフル８の外部上下側に配置された複数のガスバーナ３ａを有しており、装入テーブル２からマッフル８内に装入され当該マッフル８内を移動してくる被処理物Ｗに対して加熱を行い、被処理物Ｗに含まれるワックス等の油脂分を取り除く脱脂処理を行う。なお、この脱脂処理は、本実施形態では、被処理物Ｗを約８００度に昇温することで行われる。
【００１４】
予熱室４は、脱脂処理を終えた被処理物Ｗを、焼結室９において焼結処理を行うための処理温度にまで段階的に昇温するために、処理温度よりもやや低い温度に予熱する予熱処理を行う。この予熱処理は、本実施形態では、被処理物Ｗを約１０００度に昇温することで行われる。
焼結室５は、予熱室４にて予熱が完了した被処理物Ｗを所定の処理温度に保持して焼結処理を行う。本実施形態において、この焼結処理の処理温度は約１１３０度に設定される。
徐冷室６は、焼結処理の処理温度に保持された被処理物Ｗを段階的に降温させるための徐冷処理を行う。徐冷室６は、被処理物Ｗを焼結処理の処理温度よりもやや低い温度で保持する。徐冷処理は、本実施形態では、被処理物Ｗを約９５０度で保持することで行われる。
冷却室７は、徐冷処理後の被処理物Ｗを冷却する冷却処理を行うためのものであり、マッフル８の周囲に配置された水冷ジャケット（図示せず）を備えている。冷却室７は、前記水冷ジャケットによって、徐冷室６を通過してきた被処理物Ｗを冷却する。
【００１５】
マッフル８は、耐熱鋼板等を用いて筒状に形成された部材であり、各室内に配置された耐火レンガからなる基礎部材（図示せず）によって支持されている。
マッフル８の内部には、メッシュベルト９ａとともに当該メッシュベルト９ａ上に載置されて移動する被処理物Ｗが収納される。マッフル８は、内部に被処理物Ｗを収納することで、上記各室３〜７内の空間と、被処理物Ｗが処理される処理空間とを分離している。これにより、処理を行う際の雰囲気調整を容易にする他、各室が有する加熱装置から排出される燃焼排ガスに被処理物Ｗから生じる有害なガス等が混入するのを防止し、当該燃焼排ガスを廃熱として回収するのを容易にしている。
【００１６】
コンベア９は、メッシュベルト９ａを駆動することで当該メッシュベルト９ａをマッフル８内で走行させ、メッシュベルト９ａに載置された被処理物Ｗをマッフル８内で移動させることで、バーンオフ室３から順に、各室４〜７を通過させる。
【００１７】
図２は、図１中、ガス加熱式連続焼結炉１の予熱室４、焼結室５、及び徐冷室６を拡大した部分側面図である。
予熱室４、焼結室５、及び徐冷室６は、それぞれ、被処理物Ｗを加熱するガス燃焼式加熱手段としてのガスバーナ４ａ，５ａ，６ａを複数備えている。これらガスバーナ４ａ，５ａ，６ａは、マッフル８の外部上側と下側それぞれに所定の間隔をおいて配置されている。また、これらガスバーナ４ａ，５ａ，６ａは、上側に配置されたガスバーナと下側に配置されたガスバーナとがマッフル８の軸方向に交互となるように配置されている。
これらガスバーナ４ａ，５ａ，６ａは、それぞれが配置されている各室４，５，６内を所定の温度に昇温保持することで、マッフル８及びマッフル８内を移動する被処理物Ｗを加熱する。
【００１８】
また、予熱室４、焼結室５、及び徐冷室６は、それぞれ、マッフル８を保温するための電気式加熱手段としての電気ヒータ４ｂ，５ｂ，６ｂを複数備えている。
【００１９】
これら電気ヒータ４ｂ，５ｂ，６ｂは、例えば抵抗加熱式のロッド型のヒータであり、複数本を一単位（図例では３本）として、マッフル８を支持する前記基礎部材の間隙に設けられ、マッフル８の外部下側のみに配置されている。また、各電気ヒータ４ｂ，５ｂ，６ｂは、互いに隣接するガスバーナ４ａ，５ａ，６ａの相互間にそれぞれ配置されている。
【００２０】
上記構成のガス加熱式連続焼結炉１は、操業時においては、各ガスバーナ４ａ，５ａ，６ａを用いて各室４，５，６内を昇温保持しマッフル８及び被処理物Ｗを加熱する一方、操業を停止する場合には、複数の電気ヒータ４ｂ，５ｂ，６ｂのみによって各室４，５，６内を、例えば９００度程度に昇温保持しマッフル８を保温する。
すなわち本実施形態のガス加熱式連続焼結炉１によれば、マッフル８を保温するための複数の電気ヒータ４ｂ，５ｂ，６ｂを備えているので、被処理物Ｗを加熱するための複数のガスバーナ４ａ，５ａ，６ａを停止させたとしても、複数の電気ヒータ４ｂ，５ｂ，６ｂによってマッフル８を加熱し保温することができる。この結果、当該焼結炉の操業を停止する場合には、可燃ガスを用いることなくマッフル８を保温することができ、当該マッフル８に作用する温度変化に伴う熱応力の発生を防止でき、マッフル８の耐久性が低下するのを好適に抑制することができる。
【００２１】
また、本実施形態のガス加熱式連続焼結炉１では、各電気ヒータ４ｂ，５ｂ，６ｂは、互いに隣接するガスバーナ４ａ，５ａ，６ａ同士の間ごとそれぞれに配置されているので、マッフル８が各ガスバーナ４ａ，５ａ，６ａにより加熱される加熱領域に、各電気ヒータ４ｂ，５ｂ，６ｂを偏り無く配置することができ、マッフル８における加熱領域を偏熱が生じることなく保温することができる。
【００２２】
また、本実施形態のガス加熱式連続焼結炉１において、各電気ヒータ４ｂ，５ｂ，６ｂは、当該焼結炉の操業を停止させているときに動作させるので、マッフル８内を被処理物Ｗが通過することがなく加熱対象に変動が生じない。このため、本実施形態のように、マッフル８の外部下側のみに各電気ヒータ４ｂ，５ｂ，６ｂを配置すれば、マッフル８を含む各室内それぞれを炉内雰囲気の対流によって均一に保温することができる。これにより、例えば、マッフル８の外部上下両側に電気ヒータを配置した場合と比較して、運転コストを低減することができる。
【００２３】
なお、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。上記実施形態では、連続加熱式マッフル炉として構成されたガス加熱式連続焼結炉に本発明を適用した場合を例示したが、例えば、連続加熱式マッフル炉として構成された連続焼成炉や、アニール炉等に対しても本発明を適用することができる。
また、上記実施形態では、マッフルを横方向に配置した連続加熱式マッフル炉を例示したが、例えば、マッフルをピット等に縦方向に配置した連続加熱式マッフル炉に対しても本発明を適用することができる。
なお、上記実施形態では、複数の電気ヒータ４ｂ，５ｂ，６ｂを保温のためにのみ動作させる場合を例示したが、これに限定されるものではなく、操業時においても、ガスバーナ４ａ，５ａ，６ａと併用して動作させてもよいことはもちろんである。
【符号の説明】
【００２４】
１      ガス加熱式連続焼結炉（連続加熱式マッフル炉）
４ａ，５ａ，６ａ  ガスバーナ（ガス燃焼式加熱手段）
４ｂ，５ｂ，６ｂ  電気ヒータ（電気式加熱手段）
８      マッフル
Ｗ      被処理物
【図１】
0005550924.tif 000002
【図２】
0005550924.tif 000003