(57)【要約】【課題】設備の省エネ化や省コスト化を図ることができる焼鈍炉及び防錆処理方法を提供する。【解決手段】還元性雰囲気にした炉内で被処理物を焼鈍するバッチ式の焼鈍炉１０であって、炉内に不活性ガスを供給する供給弁１３と、炉内を排気する排気弁１４と、を有し、被処理物には、有機酸を含有する潤滑剤が塗布されており、炉内が、潤滑剤から発生した還元性ガスによって還元性雰囲気にされて、この還元性雰囲気にした炉内で被処理物を焼鈍して、被処理物の表面に防錆用酸化皮膜を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
還元性雰囲気にした炉内で被処理物を焼鈍するバッチ式の焼鈍炉であって、
炉内に不活性ガスを供給する供給弁と、炉内を排気する排気弁と、を有し、
前記被処理物には、有機酸を含有する潤滑剤が塗布されており、
炉内が、前記潤滑剤から発生した還元性ガスによって還元性雰囲気にされていることを特徴とする焼鈍炉。
【請求項２】
前記潤滑剤は、有機酸として、ステアリン酸系化合物又はエステル系化合物を含有する請求項１に記載の焼鈍炉。
【請求項３】
前記供給弁には、バブリング法により調湿した不活性ガスを供給する供給器が接続されている請求項１又は請求項２に記載の焼鈍炉。
【請求項４】
前記被処理物は、コイル状に巻いて束ねられた鋼線材である請求項１から請求項３の何れか一項に記載の焼鈍炉。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れか一項に記載の焼鈍炉を使用した防錆処理方法であって、
炉内に被処理物を装入した後、排気弁を開いて炉内を排気しながら、供給弁を開いて炉内に不活性ガスを供給し、炉内雰囲気を不活性ガス雰囲気に置換する第１工程と、
排気弁を閉じ、不活性ガス雰囲気にした炉内で潤滑剤を蒸し焼きにして、前記潤滑剤から発生した還元性ガスで炉内雰囲気を還元性雰囲気に変更する第２工程と、
還元性雰囲気にした炉内で被処理物を焼鈍して、前記被処理物の表面に防錆用酸化皮膜を形成する第３工程と、
を備えることを特徴とする防錆処理方法。
【請求項６】
前記第１工程では、炉内の酸素濃度が１．０ｖｏｌ％以下になるまで炉内を排気する請求項５に記載の防錆処理方法。
【請求項７】
前記第２工程では、炉内の一酸化炭素濃度が５ｖｏｌ％以上になるように、不活性ガスを供給する請求項５又は請求項６に記載の防錆処理方法。
【請求項８】
前記第２工程では、炉圧が１０００Ｐａ以下になるように、不活性ガスを供給する請求項５から請求項７の何れか一項に記載の防錆処理方法。
【請求項９】
前記第３工程では、炉内の露点が１０℃〜３０℃の範囲になるように、調湿した不活性ガスを供給する請求項５から請求項８の何れか一項に記載の防錆処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼材等の被処理物を焼鈍して防錆処理するための焼鈍炉、その焼鈍炉を使用した防錆処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、鋼材等の被処理物を焼鈍する焼鈍炉は、被処理物の酸化を防止するために、一酸化炭素（ＣＯ）を含む雰囲気ガスを炉内に供給する設備を備えており、この雰囲気ガスの供給によって炉内が所定の雰囲気にされている。
例えば、特許文献１には、焼鈍炉の誘導加熱炉に雰囲気ガス供給装置が接続されており、この雰囲気ガス供給装置から炉内に、雰囲気ガスとして水素（Ｈ２）＋窒素（Ｎ２）ガス等の還元性ガスを供給してもよいことが記載されている。
特許文献２には、連続焼鈍炉の雰囲気ガス漏洩防止装置において、供給気体の供給経路を備えることが記載されている。
特許文献３には、バッチ式焼鈍炉における炉内雰囲気安定化処理方法において、炉内に不活性ガスを供給して炉内雰囲気を不活性ガス雰囲気に置換したのち、還元性ガスを供給して炉内雰囲気を還元性雰囲気に変更することが記載されている。
特許文献４には、水素ガスを主成分とする還元性ガス雰囲気中にて、ワークを焼鈍する光輝焼鈍炉と、該光輝焼鈍炉から排出される廃ガスを再生する廃ガス再生装置とによって構成される光輝焼鈍炉装置において、炉の略中央部に、還元性ガス供給管を介して水素ガス供給装置が繋がっていることが記載されている。
特許文献５には、熱処理雰囲気ガスの供給装置において、炭化水素ガスを供給する炭化水素供給装置を備えることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−１９９４６１号公報
【特許文献２】特開平８−２８３８７３号公報
【特許文献３】特開２００３−２０１５１２号公報
【特許文献４】特開２００９−１４４１８１号公報
【特許文献５】特開２０１２−３２１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一酸化炭素（ＣＯ）を含む雰囲気ガスは、都市ガス等を原料ガスとして、この原料ガスを変性して製造しなければならず、その製造のための設備を用意する必要がある。しかし、雰囲気ガス製造のための設備は、従来の焼鈍炉に関わる設備の煩雑化を招くとともに、雰囲気ガスの製造に要するエネルギーが嵩むことから、設備の省コスト化や省エネ化を図ることが難しいという問題があった。
また、雰囲気ガスは、炉内雰囲気の置換時には大量に必要となるが、置換後は、炉内雰囲気を維持できるだけの少量で事足りるため、省エネ化や省コスト化の観点からすれば、置換後は雰囲気ガスの発生ガス量を絞ることが望ましい。しかし、雰囲気ガス製造のための設備である雰囲気ガス発生装置は、発生ガス量を１／２〜１／３程度までしか絞ることができず、従来の焼鈍炉は、必要量を超えて供給された雰囲気ガスを燃焼排気しているので、省エネ化や省コスト化に反しているという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような従来技術が有していた問題点を解決しようとするものであり、設備の省エネ化や省コスト化を図ることができる焼鈍炉及び防錆処理方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するべく、請求項１に記載の発明は、還元性雰囲気にした炉内で被処理物を焼鈍するバッチ式の焼鈍炉であって、炉内に不活性ガスを供給する供給弁と、炉内を排気する排気弁と、を有し、前記被処理物には、有機酸を含有する潤滑剤が塗布されており、炉内が、前記潤滑剤から発生した還元性ガスによって還元性雰囲気にされていることを要旨とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記潤滑剤は、有機酸として、ステアリン酸系化合物又はエステル系化合物を含有することを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記供給弁には、バブリング法により調湿した不活性ガスを供給する供給器が接続されていることを要旨とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３の何れか一項に記載の発明において、前記被処理物は、コイル状に巻いて束ねられた鋼線材であることを要旨とする。
【０００７】
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４の何れか一項に記載の焼鈍炉を使用した防錆処理方法であって、炉内に被処理物を装入した後、排気弁を開いて炉内を排気しながら、供給弁を開いて炉内に不活性ガスを供給し、炉内雰囲気を不活性ガス雰囲気に置換する第１工程と、排気弁を閉じ、不活性ガス雰囲気にした炉内で潤滑剤を蒸し焼きにして、前記潤滑剤から発生した還元性ガスで炉内雰囲気を還元性雰囲気に変更する第２工程と、還元性雰囲気にした炉内で被処理物を焼鈍して、前記被処理物の表面に防錆用酸化皮膜を形成する第３工程と、を備えることを要旨とする。
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記第１工程では、炉内の酸素濃度が１．０ｖｏｌ％以下になるまで炉内を排気することを要旨とする。
請求項７に記載の発明は、請求項５又は請求項６に記載の発明において、前記第２工程では、炉内の一酸化炭素濃度が５ｖｏｌ％以上になるように、不活性ガスを供給することを要旨とする。
請求項８に記載の発明は、請求項５から請求項７の何れか一項に記載の発明において、前記第２工程では、炉圧が１０００Ｐａ以下になるように、不活性ガスを供給することを要旨とする。
請求項９に記載の発明は、請求項５から請求項８の何れか一項に記載の発明において、前記第３工程では、炉内の露点が１０℃〜３０℃の範囲になるように、調湿した不活性ガスを供給することを要旨とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の焼鈍炉は、被処理物の処理中は炉内が閉じた状態に保たれるバッチ式のものである。この焼鈍炉は、炉内に不活性ガスを供給する供給弁と、炉内を排気する排気弁と、を有しているため、炉内雰囲気の置換時には、供給弁から不活性ガスを供給しながら、排気弁を開くことで、大量の還元性ガスを使用することなく、炉内の空気を排気することができる。
また、被処理物には、有機酸を含有する潤滑剤が塗布されたものが使用されており、この潤滑剤から発生した還元性ガスによって、焼鈍炉の炉内が還元性雰囲気にされている。このため、焼鈍炉は、炉外で還元性ガスを製造し、その還元性ガスを炉内に供給しなくても、炉内を還元性雰囲気にすることができる。
従って、本発明は、炉内に還元性ガスを供給する設備や、その還元性ガスを製造する設備を設ける必要がなく、還元性ガスの製造にのみ使用されるエネルギーを必要としないので、設備の省エネ化や省コスト化を図ることができる。
【０００９】
潤滑剤は、有機酸として、ステアリン酸系化合物又はエステル系化合物を含有する場合は、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ２）及び水素（Ｈ２）を含む還元性ガスを好適に発生することができる。
供給弁には、バブリング法により調湿した不活性ガスを供給する供給器が接続されている場合は、潤滑剤を好適に蒸し焼きにすることができる。
被処理物は、コイル状に巻いて束ねられた鋼線材である場合は、鋼線材同士が重なった個所についても、防錆用酸化皮膜を好適に形成することができる。
【００１０】
本発明の防錆処理方法は、上述の焼鈍炉の炉内で被処理物を焼鈍することによって行われる。
防錆処理方法の第１工程では、焼鈍炉の炉内が不活性ガス雰囲気に置換される。焼鈍炉が供給弁及び排気弁を有していることから、不活性ガス雰囲気への置換は、排気弁を開いたまま、供給弁から炉内に不活性ガスを供給することにより、炉内の空気が不活性ガスによって排気弁から押し出されて排気されるので、不活性ガスの供給のみで行うことができる。
第２工程では、焼鈍炉の炉内を不活性ガス雰囲気から還元性雰囲気に変化させる。被処理物には、有機酸を含有する潤滑剤が塗布されているので、この潤滑剤は、処理温度になるまで炉内が加熱される際、炉内に僅かに残った酸素によって、蒸し焼きにされる。すると、潤滑剤に含有された有機酸が変性して、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ２）及び水素（Ｈ２）を含む還元性ガスが発生する。そして、蒸し焼きにされた潤滑剤から発生した還元性ガスは、焼鈍炉がバッチ式のものであり、排気弁を閉じることで炉内に留まるため、炉内を不活性ガス雰囲気から還元性雰囲気に変化させることができる。
そして、第３工程では、還元性雰囲気にした炉内で被処理物が焼鈍されることにより、被処理物の表面に防錆用酸化皮膜が形成される。
本発明では、炉内で蒸し焼きにされた潤滑剤から発生した還元性ガスを利用することで、炉内を還元性雰囲気にしており、炉内に還元性ガスを供給する設備や、その還元性ガスを製造する設備を設ける必要がない。そして、潤滑剤を蒸し焼きにするのに要するエネルギーは、処理温度になるまで炉内を加熱するエネルギーで賄うことができるので、還元性ガスの製造にのみ使用されるエネルギーを必要としない。
従って、本発明は、炉内に還元性ガスを供給する設備や、その還元性ガスを製造する設備を設ける必要がなく、還元性ガスの製造にのみ使用されるエネルギーを必要としないので、設備の省エネ化や省コスト化を図ることができる。
【００１１】
第１工程では、炉内の酸素濃度が１．０ｖｏｌ％以下になるまで炉内を排気する場合は、被処理物の酸化を好適に抑制しつつ、潤滑剤を良好に蒸し焼きにすることができる。
第２工程では、炉内の一酸化炭素濃度が５ｖｏｌ％以上になるように、不活性ガスを供給する場合は、炉内を還元性雰囲気に好適に変化させることができる。
第２工程では、炉圧が１０００Ｐａ以下になるように、不活性ガスを供給する場合は、炉内を防錆処理に好適な雰囲気にすることができる。
第３工程では、炉内の露点が１０℃〜３０℃の範囲になるように、調湿した不活性ガスを供給する場合は、潤滑剤から還元性ガスを好適に発生させながら、良好な防錆用酸化皮膜を形成することができる
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】焼鈍炉を示す概略説明図。
【図２】炉温、炉内ＣＯ濃度、Ｎ２供給量、及び排気弁の開閉状態を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
ここで示される事項は例示的なもの及び本発明の実施形態を例示的に説明するためのものであり、本発明の原理と概念的な特徴とを最も有効に且つ難なく理解できる説明であると思われるものを提供する目的で述べたものである。この点で、本発明の根本的な理解のために必要である程度以上に本発明の構造的な詳細を示すことを意図してはおらず、図面と合わせた説明によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者に明らかにするものである。
【００１４】
本実施形態に係る焼鈍炉は、還元性雰囲気にした炉内で被処理物を焼鈍するバッチ式の焼鈍炉（１０）であって、炉内に不活性ガスを供給する供給弁（１３Ａ，１３Ｂ）と、炉内を排気する排気弁（１４）と、を有している（例えば、図１等参照）。被処理物には、有機酸を含有する潤滑剤が塗布されている。そして、焼鈍炉（１０）は、被処理物に塗布された潤滑剤から発生した還元性ガスにより、炉内が還元性雰囲気にされている。
【００１５】
焼鈍炉（１０）は、被処理物の処理中は炉内が閉じた状態に保たれるバッチ式のものであれば、構成、形状、大きさ、炉内容積、加熱・冷却方式、被処理物の搬送方式等は、特に問わない。バッチ式の焼鈍炉は、例えば、被処理物を炉内に装入及び炉内から抽出する一対の出入口（１１，１２）が、扉（１１Ａ，１２Ａ）によって開閉可能とされた焼鈍炉（１０）（例えば、図１等参照）、あるいは炉内から被処理物を出し入れする１つの出入口が開閉可能とされた焼鈍炉等で構成することができる。
焼鈍炉（１０）において、供給弁（１３Ａ，１３Ｂ）及び排気弁（１４）の設置場所等は、特に問わない。これら供給弁（１３Ａ，１３Ｂ）及び排気弁（１４）は、例えば、電磁弁等で構成することができる。
【００１６】
焼鈍炉（１０）は、供給弁（１３Ａ，１３Ｂ）及び排気弁（１４）の他に、例えば、露点計、ＣＯ濃度計、ＣＯ２濃度計、圧力計等のような炉内雰囲気を計測する測定計を有しているものとしてもよい。
また、焼鈍炉（１０）は、上記の測定計による測定結果に基づいて、供給弁（１３Ａ，１３Ｂ）又は排気弁（１４）の開閉や開度を制御する制御装置を有しているものとしてもよい。
なお、被処理物の処理中に装入口と抽出口とが開いた状態に保たれる連続式の焼鈍炉は、潤滑剤から発生した還元性ガスが、被処理物の搬送に乗じて炉外に放出されてしまうので、本発明には不適である。
【００１７】
被処理物は、有機酸を含有する潤滑剤が塗布されたものであれば、材質、形状、大きさ等は、特に問わない。この被処理物は、例えば、鉄、アルミニウム、銅などの金属や、鉄鋼、ステンレス鋼等の鉄合金、ジュラルミン等のアルミニウム合金、インコネル、ハステロイ等のニッケル合金、真鍮、白銅等の銅合金などの合金からなる線材、管材、柱材等を挙げることができる。
【００１８】
潤滑剤は、有機酸を含有するものであれば、種類、組成、用途、形態等は、特に問わない。この潤滑剤は、例えば、粉状で被処理物の表面に付着させて使用する固形潤滑剤、液状で被処理物を浸漬させたり、被処理物の表面に塗工したりして使用する液体潤滑剤を挙げることができる。
有機酸は、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ２）及び水素（Ｈ２）を含む還元性ガスを発生できるものであれば、種類、組成等は、特に問わない。この有機酸としては、例えば、カルボキシル基、ヒドロキシル基、エノール基を持つ有機化合物を挙げることができる。
【００１９】
上述の潤滑剤は、例えば、有機酸として、ステアリン酸系化合物又はエステル系化合物を含有するものを挙げることができる。
ステアリン酸系化合物は、分子中にカルボン酸骨格（−ＣＯＯＨ）を有するステアリン酸からなる化合物である。エステル系化合物は、分子中にエステル結合（Ｒ−ＣＯＯ−Ｒ’）を有する化合物である。
上述の有機酸の具体例としては、ステアリン酸、ラウリン酸、リシノール酸、オクチル酸などの脂肪酸と、リチウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、亜鉛などの金属とからなる金属石鹸、より具体的にステアリン酸カルシウムやステアリン酸ナトリウムを挙げることができる。
【００２０】
上述の供給弁（１３Ａ，１３Ｂ）には、例えば、バブリング法により調湿した不活性ガスを供給する供給器（１５）を接続することができる（例えば、図１等参照）。
供給器（１５）は、バブリング法により調湿した不活性ガスを供給することが可能であれば、構成、形状、大きさ、容積、材質等は、特に問わない。この供給器（１５）は、例えば、不活性ガス供給装置（１５Ａ）と、この不活性ガス供給装置（１５Ａ）に接続されたバブリング装置（１５Ｂ）とで構成することができる。また、供給弁は、例えば、不活性ガス供給装置（１５Ａ）が接続される第１供給弁（１３Ａ）と、バブリング装置（１５Ｂ）が接続される第２供給弁（１３Ｂ）とで構成することができる。そして、供給弁は、第１供給弁（１３Ａ）と、第２供給弁（１３Ｂ）とで構成することにより、調湿していない不活性ガスと、調湿した不活性ガスとを、所望に応じて切り替えて焼鈍炉（１０）の炉内に供給することができる。
【００２１】
上述の被処理物には、例えば、コイル状に巻いて束ねられた鋼線材を挙げることができる。この鋼線材において、コイルの径、長さ、太さ、組成等は、特に問わない。
通常、コイル状に巻いて束ねられた鋼線材は、鋼線材同士が重なる個所に還元性ガスが接触しづらく、防錆処理を行い難い。
本発明は、こうした鋼線材同士が重なる個所においても、該個所の表面に塗布された潤滑剤から還元性ガスが発生し、その還元性ガスが該個所に接触して防錆処理が行われるので、コイル状に巻いて束ねられた鋼線材は本発明の被処理物として好適である。
【００２２】
本実施形態に係る防錆処理方法は、上述の焼鈍炉（１０）を使用した被処理物の防錆処理方法であり、第１工程と、第２工程と、第３工程とを備える（例えば、図２等参照）。
第１工程では、炉内に被処理物を装入した後、排気弁（１４）を開いて炉内を排気しながら、供給弁（１３Ａ，１３Ｂ）を開いて炉内に不活性ガスを供給し、炉内雰囲気を不活性ガス雰囲気に置換する。
第２工程では、排気弁（１４）を閉じ、供給弁（１３Ａ，１３Ｂ）を適宜開き、不活性ガス雰囲気にした炉内で潤滑剤を蒸し焼きにして、潤滑剤から発生した還元性ガスで炉内雰囲気を還元性雰囲気に変更する。
第３工程では、還元性雰囲気にした炉内で被処理物を焼鈍して、被処理物の表面に防錆用酸化皮膜を形成する。
また、防錆処理方法は、例えば、第３工程の後、炉内で被処理物を徐冷する冷却工程を備えていてもよい。
【００２３】
上述の第１工程では、被処理物の酸化を防止できる酸素濃度になるまで炉内を排気することが好ましく、例えば炉内の酸素濃度が１．０ｖｏｌ％以下とすることができる。また、潤滑剤を蒸し焼きにするには、炉内に極僅かな酸素が残っていることがより好ましく、例えば炉内の酸素濃度が０ｖｏｌ％を超えるものとすることができる。
【００２４】
上述の第２工程では、不活性ガスの供給によって、好適な還元性雰囲気になるように、炉内の一酸化炭素濃度を調節することが好ましく、例えば炉内の一酸化炭素濃度が５ｖｏｌ％以上とすることができる。
【００２５】
また、上述の第２工程では、不活性ガスの供給によって、好適な還元性雰囲気になるように、炉圧を調節することが好ましく、例えば炉内が１０００Ｐａ以下とすることができる。
【００２６】
上述の第３工程では、調湿した不活性ガスの供給によって、潤滑剤を好適に蒸し焼きにして還元性ガスが発生するように、炉内の露点を調節することが好ましく、例えば炉内の露点が１０℃〜３０℃の範囲とすることができる。
【００２７】
なお、上記実施形態で記載した各構成の括弧内の符号は、後述する実施例に記載の具体的構成との対応関係を示すものである。
【実施例】
【００２８】
以下、図面を参照しつつ、焼鈍炉１０及び防錆処理方法の実施例を説明する。
図１に示すように、焼鈍炉１０は、被処理物である鋼線材を炉内に装入及び炉内から抽出する一対の出入口１１，１２が、鋼線材の処理中は扉１１Ａ，１２Ａによって閉じた状態に保たれるバッチ式のものである。
焼鈍炉１０には、供給弁として電磁弁からなる第１供給弁１３Ａ及び第２供給弁１３Ｂが取り付けられている。供給弁である第１供給弁１３Ａ及び第２供給弁１３Ｂは、焼鈍炉１０の装入口１１寄りの位置に設けられている。
また、焼鈍炉１０には、電磁弁からなる排気弁１４が取り付けられている。排気弁１４は、第１供給弁１３Ａ及び第２供給弁１３Ｂから離して、焼鈍炉１０の抽出口１２寄りの位置に設けられている。
上述したように、第１供給弁１３Ａ及び第２供給弁１３Ｂと、排気弁１４とを離して設置することにより、焼鈍炉１０では、第１供給弁１３Ａ及び第２供給弁１３Ｂから供給された不活性ガスが、炉内の空気を押し出すことなく、そのまま排気弁１４から排気されてしまうことが防止されている。
【００２９】
第１供給弁１３Ａ及び第２供給弁１３Ｂは、不活性ガスである窒素（Ｎ２）ガスを供給するための供給器１５と接続されている。この供給器１５は、不活性ガス供給装置１５Ａと、不活性ガス供給装置１５Ａに接続されたバブリング装置１５Ｂとによって構成されている。
不活性ガス供給装置１５Ａは、例えばＮ２ガスの発生器又はＮ２ガスのボンベと、このＮ２ガスを焼鈍炉１０の炉内へ圧送するポンプと、によって構成することができ、不活性ガスであるＮ２ガスを焼鈍炉１０の炉内へ供給する機能を有している。
バブリング装置１５Ｂは、焼鈍炉１０の供給弁１３と、不活性ガス供給装置１５Ａとの間に設けられている。このバブリング装置１５Ｂは、不活性ガス供給装置１５Ａから焼鈍炉１０の供給弁１３へと供給されるＮ２ガスを水中に通してバブリングするバブリング法により、Ｎ２ガスに水蒸気を添加して、調湿したＮ２ガスを製造する機能を有している。
【００３０】
第１供給弁１３Ａは、不活性ガス供給装置１５Ａとバブリング装置１５Ｂとを接続する経路から分岐した分岐経路を介して、不活性ガス供給装置１５Ａと接続されている。この第１供給弁１３Ａは、不活性ガス供給装置１５Ａからバブリング装置１５Ｂを介さず、焼鈍炉（１０）の炉内に、調湿していない不活性ガス（Ｎ２ガス）を供給することができる。
第２供給弁１３Ｂは、バブリング装置１５Ｂと接続されている。この第２供給弁１３Ｂは、不活性ガス供給装置１５Ａからバブリング装置１５Ｂを介して、焼鈍炉（１０）の炉内に、調湿した不活性ガス（Ｎ２ガス）を供給することができる。
従って、焼鈍炉１０は、第１供給弁１３Ａ及び第２供給弁１３Ｂを利用することにより、調湿していない不活性ガス（Ｎ２ガス）と調湿した不活性ガス（Ｎ２ガス）とを所望に応じて適宜切り替えて、炉内に供給することができるように構成されている。
【００３１】
被処理物は、コイル状に巻いて束ねられた鋼線材が使用されている。この鋼線材は、その表面に固形の潤滑剤が塗布されている。
潤滑剤は、有機酸として、金属石鹸を含有している。この金属石鹸は、具体的に、ステアリン酸カルシウム〔Ｃａ（Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯ）２〕と、ステアリン酸ナトリウム（Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯＮａ）である。
潤滑剤中における金属石鹸の含有量は、特に限定されない。炉内を還元性雰囲気に好適に変化させるという観点からすれば、潤滑剤中の金属石鹸の含有量は、ステアリン酸カルシウムとステアリン酸ナトリウムの合計で、好ましくは３０％〜１００％、より好ましくは３０％〜８０％、さらに好ましくは４０％〜７０％である。
【００３２】
上記焼鈍炉１０を使用した鋼線材の防錆処理方法について説明する。
防錆処理方法の第１工程では、焼鈍炉１０の炉内に鋼線材が潤滑剤を塗布されたままの状態で装入され、更に供給弁の第１供給弁１３Ａが全開にされるとともに、排気弁１４が全開にされる。
図２に示すように、第１工程では、炉温が、防錆処理温度よりも低い所定温度まで上昇される。
焼鈍炉１０の炉内には、全開にされた第１供給弁１３Ａを介して、供給器１５の不活性ガス供給装置１５Ａから、調湿していないＮ２ガスが供給量を最大（ＭＡＸ）にして供給される。
全開にされた排気弁１４からは、供給量を最大（ＭＡＸ）にして供給されたＮ２ガスによって炉内の空気（酸素）が押し出されて排気される。
そして、炉内の空気（酸素）がＮ２ガスに置き換わって、炉内がＮ２ガス雰囲気に置換されたら、第１工程が終了する。
【００３３】
第１工程は、炉内の空気（酸素）を排気して、炉内を、鋼線材の酸化を防止可能な酸素濃度にすること、及び、潤滑剤を、燃焼ではなく蒸し焼きにすることができる酸素濃度にすることを目的として行われる。
このため、第１工程では、鋼線材の酸化を防止し、潤滑剤を蒸し焼きにできるようにするという観点から、炉内の酸素濃度は、好ましくは１．０ｖｏｌ％以下、より好ましくは０．５ｖｏｌ％以下、さらに好ましくは０ｖｏｌ％を超えて０．５ｖｏｌ％以下の範囲とされる。
【００３４】
防錆処理方法の第２工程では、排気弁１４が全閉にされ、供給弁が適宜開かれながら、炉温が防錆処理温度まで上昇される。第２工程では、後述する第３工程で炉内を所望の露点にするという観点から、第２供給弁１３Ｂが適宜開かれながら、第２供給弁１３Ｂを介して供給器１５のバブリング装置１５Ｂから、調湿したＮ２ガスが適量で供給される。
焼鈍炉１０の炉内は、第１工程でＮ２ガス雰囲気に置換されており、酸素が極僅かに残った状態となっている。この状態で、炉温が上昇されると、鋼線材に塗布された潤滑剤の金属石鹸は、酸素量が極僅かであるため燃焼せずに、蒸し焼きにされる。
金属石鹸、具体的にステアリン酸カルシウム及びステアリン酸ナトリウムは、分子中にカルボキシ基を有しており、蒸し焼きにされることで変性して、ＣＯガス、ＣＯ２ガス及びＨ２ガスを含む還元性ガスを発生させる。
そして、金属石鹸から発生した還元性ガスがＮ２ガスと混じることにより、炉内をＮ２ガス雰囲気から還元性雰囲気に変化させたら、第２工程が終了する。
【００３５】
第２工程は、潤滑剤を蒸し焼きにして、金属石鹸から還元性ガスを発生させることを目的として行われる。
第２工程では、鋼線材の防錆処理に好適な還元性雰囲気にするという観点から、炉内の一酸化炭素濃度は、好ましくは５ｖｏｌ％以上、より好ましくは５ｖｏｌ％〜３０ｖｏｌ％、さらに好ましくは５ｖｏｌ％〜２０ｖｏｌ％の範囲とされる。この炉内の一酸化炭素濃度は、Ｎ２ガスの供給量を適量とすることによって調節することができる。
また、第２工程では、鋼線材の防錆処理に好適な炉内雰囲気にするという観点から、炉圧は、好ましくは１０００Ｐａ以下、より好ましくは１００Ｐａ〜５００Ｐａ、さらに好ましくは１００Ｐａ〜４００Ｐａの範囲とされる。この炉圧は、Ｎ２ガスの供給量を適量とすることによって調節することができる。
【００３６】
防錆処理方法の第３工程では、排気弁１４が全閉にされて、供給弁からのＮ２ガスの供給量を適量としながら、炉温が防錆処理温度に保持される。第３工程では、炉内を所望の露点に保持するという観点から、主に第２供給弁１３Ｂを介して、調湿したＮ２ガスが適量で供給される。
還元性雰囲気とした炉内で高温に曝された鋼線材は、その表面に四酸化三鉄（Ｆｅ３Ｏ４）からなる防錆用酸化皮膜が形成される。この四酸化三鉄（Ｆｅ３Ｏ４）からなる防錆用酸化皮膜は、黒錆とも称され、鋼線材を侵すことなく酸化から保護する。
また、鋼線材は、その表面に塗布された潤滑剤から発生した還元性ガスにより、防錆用酸化皮膜が形成される。つまり、炉外から炉内へ還元性ガスを供給する場合、コイル状に巻いて束ねられた鋼線材において、鋼線材同士が重なる個所には、還元性ガスが接触しづらく、こうした個所に防錆用酸化皮膜が形成されない可能性がある。一方、この鋼線材は、表面に塗布された潤滑剤から還元性ガスが発生することにより、鋼線材同士が重なる個所においても、還元性ガスが好適に接触するため、表面全体にムラなく良好に防錆用酸化皮膜が形成される。
【００３７】
第３工程は、潤滑剤を蒸し焼きにして発生した還元性ガスによって、鋼線材の表面に四酸化三鉄（Ｆｅ３Ｏ４）からなる防錆用酸化皮膜を好適に形成することを目的として行われる。
第３工程において、炉温は、被処理物の材質等に応じて適宜設定され、特に限定されない。本実施例の鋼線材の防錆処理の場合であれば、四酸化三鉄（Ｆｅ３Ｏ４）からなる防錆用酸化皮膜を好適に形成するという観点から、好ましくは４００℃〜８５０℃、より好ましくは４００℃〜８００℃、さらに好ましくは４５０℃〜７５０℃である。
第３工程では、潤滑剤を好適に蒸し焼きにして還元性ガスを良好に発生させるという観点から、炉内の露点は、好ましくは１０℃〜３０℃、より好ましくは１０℃〜２５℃、さらに好ましくは１５℃〜２５℃の範囲とされる。この炉内の露点は、調湿したＮ２ガスを利用することによって調節することができる。
【００３８】
なお、上述の第２工程と第３工程では、第３工程で炉内を所望の露点にできるのであれば、第２供給弁１３Ｂによる調湿したＮ２ガスの供給タイミング、調湿したＮ２ガスの供給時間、調湿したＮ２ガスの供給量等は特に問わない。また、第２工程と第３工程では、第２供給弁１３Ｂから調湿したＮ２ガスを炉内に供給することに限らず、第１供給弁１３Ａから調湿していないＮ２ガスを炉内に供給することができる。
例えば、第２工程の開始時には、第１供給弁１３Ａから調湿していないＮ２ガスを炉内に供給し、第２工程の途中で、第２供給弁１３Ｂから調湿したＮ２ガスを炉内に供給してもよい。
また、第３工程で、炉内の露点を上げずに適量のＮ２ガスを供給する場合等には、第１供給弁１３Ａから調湿していないＮ２ガスを炉内に供給してもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１０    焼鈍炉
１３    供給弁
１４    排気弁
１５    供給器
【図１】
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【図２】
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