(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉可能なパージ室によって加熱室の内部と外気とを遮断するとともに、所定の雰囲気ガスが供給された前記加熱室の内部でワークを加熱する熱処理方法において、
ワークを加熱する加熱室と、この加熱室に連結室を介して連接され、加熱室の内部と外気とを遮断するパージ室と、制御部と、外部からパージ室及び連結室を経て加熱室にワークを移送する移送手段とを備えた熱処理装置を用い、
前記パージ室の内圧を所定の圧力まで減圧し、
前記連結室と前記パージ室との間で並列に配設された配管にそれぞれ互いに口径が異なる開閉弁が設けられ、当該開閉弁の動作を制御することにより、減圧したパージ室の内部に加熱室内の雰囲気ガスを徐々に供給して、そのパージ室の内圧を加熱室の内圧と実質的に同圧にし、その同圧にした状態で前記ワークを、連結室を介してパージ室と加熱室との間で移送することを特徴とする熱処理方法。
【請求項２】
ワークを加熱する加熱室と、
この加熱室に雰囲気ガスを供給する雰囲気ガス供給手段と、
前記加熱室に連結室を介して連設され、その加熱室の内部と外気とを遮断する密閉可能なパージ室と、
前記ワークを移送する移送手段と、
前記加熱室の内圧を検出する第１の圧力センサと、
前記パージ室の内圧を検出する第２の圧力センサと、
前記パージ室の内圧を所定の圧力に減圧するための減圧手段と、
前記加熱室内の雰囲気ガスを前記パージ室の内部に供給するパージガス供給手段と、
前記第１及び第２の圧力センサの検出値に基づいて、前記移送手段、前記減圧手段、及び前記パージガス供給手段を制御する制御部とを備え、
前記パージガス供給手段が、前記連結室と前記パージ室との間で並列に配設された配管にそれぞれ互いに口径が異なる開閉弁が設けられ、
前記制御部が、前記所定の圧力まで減圧した前記パージ室の内部に、前記パージガス供給手段の前記口径が異なる開閉弁の動作を制御することにより、前記雰囲気ガスを徐々に供給させて、そのパージ室の内圧を前記加熱室の内圧と実質的に同圧にさせた状態で、前記移送手段を動かして前記ワークを、前記連結室を介してパージ室と加熱室との間で移送させることを特徴とする熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の雰囲気ガスによる雰囲気下でワークを熱処理する熱処理方法及びその方法の実施に直接使用する熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
鋼の浸炭処理等に使用される連続炉などの熱処理装置では、ＣＯガスやＮ2ガス等の所定の雰囲気ガスが供給される加熱室の入出口側に、不活性ガス等のパージガスが供給されるパージ室を設けて、加熱室の内部と外部とを遮断することで作業環境や安全性を向上し、さらには加熱室内の雰囲気を安定なものとしている。
ところが、上記のような従来の熱処理方法及び装置では、例えば入口側のパージ室から加熱室にワークを移送する際、そのパージ室内の不活性ガスが加熱室内に乱入し加熱室内の雰囲気ガスを乱して、その加熱室内における雰囲気ガスの濃度や圧力の低下などを生じることがあった。その結果、ワークを所望の処理条件で処理することができずにワークの処理品質が低下したり、加熱室内が上記の処理条件で安定するまでに時間を要して、ワークの処理効率が低下するという問題を生じた。
【０００３】
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、加熱室内の雰囲気ガスに乱れが生じるのを防ぐことができ、よってワークの処理品質及び処理効率の低下を防止することができる熱処理方法及びそれに用いる熱処理装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の熱処理方法は、密閉可能なパージ室によって加熱室の内部と外気とを遮断するとともに、所定の雰囲気ガスが供給された前記加熱室の内部でワークを加熱する熱処理方法において、
ワークを加熱する加熱室と、この加熱室に連結室を介して連接され、加熱室の内部と外気とを遮断するパージ室と、制御部と、外部からパージ室及び連結室を経て加熱室にワークを移送する移送手段とを備えた熱処理装置を用い、
前記パージ室の内圧を所定の圧力まで減圧し、
前記連結室と前記パージ室との間で並列に配設された配管にそれぞれ互いに口径が異なる開閉弁が設けられ、当該開閉弁の動作を制御することにより、減圧したパージ室の内部に加熱室内の雰囲気ガスを徐々に供給して、そのパージ室の内圧を加熱室の内圧と実質的に同圧にし、その同圧にした状態で前記ワークを、連結室を介してパージ室と加熱室との間で移送することを特徴とする。
【０００５】
上記の熱処理方法では、所定の圧力まで減圧したパージ室内に加熱室と同じ雰囲気ガスを供給し、さらにはその雰囲気ガスでパージ室の内圧を加熱室のものと実質的に同じ圧力にした後、パージ室と加熱室との間でワークを移送することにより、加熱室内の雰囲気ガスの濃度や圧力等が変動するのを極力抑えて、その雰囲気ガスに乱れが生じるのを防ぐことができる。
【０００６】
また、上記熱処理方法では、前記パージ室の内圧と前記加熱室の内圧とを実質的に同圧にするとき、前記加熱室の内部から前記減圧したパージ室の内部に前記雰囲気ガスが徐々に供給される。これにより、上記加熱室内の圧力変動をより少なくすることができる。
【０００７】
また、本発明の熱処理装置は、ワークを加熱する加熱室と、
この加熱室に雰囲気ガスを供給する雰囲気ガス供給手段と、
前記加熱室に連結室を介して連設され、その加熱室の内部と外気とを遮断する密閉可能なパージ室と、
前記ワークを移送する移送手段と、
前記加熱室の内圧を検出する第１の圧力センサと、
前記パージ室の内圧を検出する第２の圧力センサと、
前記パージ室の内圧を所定の圧力に減圧するための減圧手段と、
前記加熱室内の雰囲気ガスを前記パージ室の内部に供給するパージガス供給手段と、
前記第１及び第２の圧力センサの検出値に基づいて、前記移送手段、前記減圧手段、及び前記パージガス供給手段を制御する制御部とを備え、
前記パージガス供給手段が、前記連結室と前記パージ室との間で並列に配設された配管にそれぞれ互いに口径が異なる開閉弁が設けられ、
前記制御部が、前記所定の圧力まで減圧した前記パージ室の内部に、前記パージガス供給手段の前記口径が異なる開閉弁の動作を制御することにより、前記雰囲気ガスを徐々に供給させて、そのパージ室の内圧を前記加熱室の内圧と実質的に同圧にさせた状態で、前記移送手段を動かして前記ワークを、前記連結室を介してパージ室と加熱室との間で移送させることを特徴とする。
【０００８】
上記のように構成された熱処理装置では、制御部が所定の圧力まで減圧したパージ室内に加熱室と同じ雰囲気ガスを供給させ、さらにはその雰囲気ガスでパージ室の内圧を加熱室のものと実質的に同じ圧力にさせた状態で、移送手段によってワークをパージ室と加熱室との間で移送させることにより、そのワーク移送の際に加熱室内の雰囲気ガスの濃度や圧力等が変動するのを極力抑えることができ、加熱室内の雰囲気ガスに乱れが生じるのを防ぐことができる。
【０００９】
また、上記熱処理装置では、前記パージガス供給手段が、前記加熱室の内部から前記パージ室の内部に前記雰囲気ガスを徐々に供給するための開閉弁を備えている。これにより、雰囲気ガスは上記開閉弁により加熱室の内部からパージ室の内部に徐々に供給されるので、加熱室内の圧力変動をより少なくすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の熱処理方法及び装置を示す好ましい実施形態について、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よる熱処理装置の要部構成例を示す説明図である。尚、以下の説明では、説明の簡略化のために、熱処理装置の入口側の構成についてのみ説明する。また、図中の太線は気体回路用の配管を示し、それ以外は制御線を示している。図において、本実施形態の熱処理装置は、ワークＷを加熱する加熱室１と、この加熱室１に連結室２を介在して連設され、加熱室１の内部と外気とを遮断するパージ室３と、当該装置の各部を制御する制御部４と、外部からパージ室３及び連結室２を経て加熱室１にワークＷを移送する移送手段５とを備えている。この移送手段５は、ローラコンベアで構成されており、制御部４からの指示信号にしたがって各ローラが回転駆動されることによりワークＷを収容したバスケット６を移動させる。
【００１１】
上記加熱室１の内部は、制御部４からの指示信号に基づき所定濃度のＣＯガスやＮ2ガス等を含む雰囲気ガスをガス供給源１５から加熱室１に供給する雰囲気ガス供給手段７と、当該加熱室１の内圧を検出してその検出値を制御部４に出力する第１の圧力センサＰＳ１とが連通されている。また、加熱室１には、上記制御部４によって加熱制御されるヒータ（図示せず）が設けられており、ワークＷは上記の雰囲気ガスが供給された状態で所望の処理条件で熱処理される。加熱室１の入り口１ａには、開閉扉８ａが取り付けられている。この開閉扉８ａは、制御部４からの指示信号に基づき動作する駆動部８ｂにより昇降されて開閉されるものであり、ワークＷの移送時のみ、上記入り口１ａを開放するようになっている。なお、開閉扉８ａには、連通孔８ａ１が設けられており、加熱室１と連結室２とを連通状態として雰囲気ガスの流れを許容している。
【００１２】
上記パージ室３の搬入口３ａ及び搬出口３ｂには、当該パージ室３を密閉するための前扉９ａ及び後扉１０ａがそれぞれ取り付けられている。これらの前扉９ａ及び後扉１０ａは、制御部４からの指示信号に基づき動作する駆動部９ｂ、１０ｂによりそれぞれ昇降されて開閉される。
また、このパージ室３内は、加熱室１と同じ雰囲気ガスが適宜供給されるように、配管１１を介して連結室２に連通されている。具体的には、配管１１には、上記雰囲気ガスから煤などを除去するストレーナ１２と、互いに並列に連結された大口径開閉弁１３ａ及び小口径開閉弁１３ｂとが取り付けられており、制御部４の指示信号にしたがって大口径開閉弁１３ａと小口径開閉弁１３ｂとが開閉することにより、加熱室１内の雰囲気ガスがパージ室３の内部に供給される。尚、上記の配管１１と大口径開閉弁１３ａ及び小口径開閉弁１３ｂとが、加熱室１内の雰囲気ガスと同じガスをパージ室３の内部に供給するパージガス供給手段を構成している。
【００１３】
また、パージ室３には、上記の配管１１により、当該パージ室３の内圧を検出してその検出値を制御部４に出力する第２の圧力センサＰＳ２と、制御部４によって動作される真空ポンプＶＰ及び開閉弁１４とが接続されている。上記真空ポンプＶＰは、パージ室３を所定の圧力まで減圧する減圧手段を構成している。開閉弁１４は、制御部４からの指示信号にしたがって開閉し、パージ室３と外部とを連通状態として外気によりパージ室３内を復圧する。尚、上記の大口径開閉弁１３ａ、小口径開閉弁１３ｂ、及び開閉弁１４は、電磁弁や空圧弁等により構成されている。
【００１４】
上記のように構成された本実施形態の熱処理装置では、制御部４は移送手段５を動かし当該装置の外部からパージ室３の内部にワークＷを搬入させた後、前扉９ａ及び後扉１０ａによりパージ室３を密閉状態とする。そして、制御部４は、真空ポンプＶＰを動作して、第２の圧力センサＰＳ２からの検出値に基づきパージ室３の内圧を所定の圧力（例えば、１３３Ｐａ程度）まで減圧する。これにより、パージ室３内の空気を上記雰囲気ガスでより確実に置換することができる。
続いて、制御部４は、小口径開閉弁１３ｂを開閉して、ストレーナ１２を通して加熱室１の内部から雰囲気ガスを徐々にパージ室３の内部に供給させる。このように、制御部４が加熱室１からパージ室３に徐々に雰囲気ガスを供給させることにより、加熱室１内の圧力変動をより少なくすることができる。
【００１５】
その後、制御部４は、第１及び第２の圧力センサＰＳ１、ＰＳ２からの各検出値に基づいて、パージ室３の内圧が加熱室１の内圧に対して所定範囲内に近づいたことを検知すると、制御部４は、パージ室３の内圧と加熱室１の内圧とが実質的に同じ圧力になるまで大口径開閉弁１３ａも開閉する。そして、これらの内圧が実質的に同じ圧力になると、制御部４は、大口径開閉弁１３ａ及び小口径開閉弁１３ｂを閉塞状態に操作する。
続いて、制御部４は、駆動部８ｂ、１０ｂを動かして開閉扉８ａ及び後扉１０ａをそれぞれ開かせた後、移送手段５を動かしワークＷをパージ室３から加熱室１に移送させる。次に、制御部４は、駆動部８ｂ、１０ｂを動かして開閉扉８ａ及び後扉１０ａをそれぞれ閉じさせて、パージ室３を密閉状態とする。そして、制御部４は、上記のように、パージ室３の内圧を所定の圧力まで減圧した後、開閉弁１４を操作してパージ室３内を外気により復圧させる。
【００１６】
以上のように、本実施形態の熱処理方法及び装置では、制御部４が真空ポンプＶＰを動作して所定の圧力まで減圧したパージ室３内に、大口径開閉弁１３ａ及び小口径開閉弁１３ｂを操作して加熱室１からの雰囲気ガスを供給させている。さらに、制御部４が、第１及び第２の圧力センサＰＳ１、ＰＳ２からの各検出値に基づいて、上記雰囲気ガスでパージ室３の内圧を加熱室１の内圧と実質的に同じ圧力にさせた状態で、移送手段５を動かしワークＷをパージ室３から加熱室１に移送させているので、そのワーク移送の際に加熱室１内の雰囲気ガスの濃度や圧力等が変動するのを極力抑えることができ、加熱室１内の雰囲気ガスに乱れが生じるのを防ぐことができる。
【００１７】
尚、上記の説明では、熱処理装置の入口側の構成についてのみ説明したが、当該装置の出口側にも上記加熱室１に連設して上記のパージ室３、パージガス供給手段等が設けられており、熱処理後のワークＷの搬出時に加熱室１内の雰囲気ガスに乱れが生じるのを防いでいる。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明は以下の効果を奏する。
請求項１の熱処理方法によれば、ワーク移送の際に加熱室内の雰囲気ガスの濃度や圧力等が変動するのを極力抑えて、その雰囲気ガスに乱れが生じるのを防ぐことができるので、上記ワーク移送の後、当該加熱室内を所望の処理条件に改めて調整することなく、ワークを直ちに処理することができる。その結果、タイムロスを生ずることなくワークを所望の処理条件で処理することができ、ワークの処理品質及び処理効率の低下を防止することができる。
【００１９】
また、前記熱処理方法によれば、加熱室の内部から減圧したパージ室の内部に上記雰囲気ガスを徐々に供給するので、加熱室内の圧力変動をより少なくすることができる。
【００２０】
前記熱処理装置によれば、ワーク移送の際に加熱室内の雰囲気ガスの濃度や圧力等が変動するのを極力抑えることができ、加熱室内の雰囲気ガスに乱れが生じるのを防ぐことができるので、上記ワーク移送の後、制御部が加熱室内における雰囲気ガスの濃度や圧力等を所望の処理条件に改めて調整することなく、ワークを直ちに処理することができる。その結果、タイムロスを生ずることなくワークを所望の処理条件で処理することができ、ワークの処理品質及び処理効率の低下を防止することができる。
【００２１】
また、前記熱処理装置によれば、雰囲気ガスは上記開閉弁により加熱室の内部からパージ室の内部に徐々に供給されるので、加熱室内の圧力変動をより少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態による熱処理装置の要部構成例を示す説明図である。
【符号の説明】
１    加熱室
３    パージ室
４    制御部
５    移送手段
７    雰囲気ガス供給手段
１１    配管（パージガス供給手段）
１３ａ    大口径開閉弁（パージガス供給手段）
１３ｂ    小口径開閉弁（パージガス供給手段）
ＰＳ１    第１の圧力センサ
ＰＳ２    第２の圧力センサ
ＶＰ    真空ポンプ（減圧手段）
【図１】
0004574051.tif 000002