(57)【要約】【課題】作業性が改善された熱処理装置を提供する。【解決手段】本発明は、単一の構成によって炉内部の冷却及び加熱が選択的に実現されるように構成された熱処理手段が備えられた熱処理炉と、前記熱処理炉の内部に出入り可能に移動手段が備えられた台車本体を含む熱処理用台車と、を含み、前記台車は、被処理材が配置される内部空間を形成するインナーカバー、及び前記台車本体と雰囲気ガス供給部に連結され、一側が前記台車本体に沿って共に移動するように構成されたガス供給管を含み、前記台車本体の上面に前記インナーカバーが置かれ、前記台車本体は、前記内部空間が前記雰囲気ガス供給部と連通するように構成されることを特徴とする。【選択図】図１
2020514656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一の構成によって炉内部の冷却及び加熱が選択的に実現されるように構成された熱処理手段が備えられた熱処理炉と、
前記熱処理炉の内部に出入り可能に移動手段が備えられた台車本体を含む熱処理用台車と、を含むことを特徴とする熱処理装置。
【請求項２】
前記台車は、被処理材が配置される内部空間を形成するインナーカバー、及び前記台車本体と雰囲気ガス供給部に連結され、一側が前記台車本体に沿って共に移動するように構成されたガス供給管を含み、
前記台車本体の上面に前記インナーカバーが置かれ、前記台車本体は、前記内部空間が前記雰囲気ガス供給部と連通するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の熱処理装置。
【請求項３】
前記ガス供給管は、前記台車本体の下部に連結されることを特徴とする請求項２に記載の熱処理装置。
【請求項４】
前記移動手段は、前記台車本体において熱処理炉の外側方向に配置された駆動手段に連結されることを特徴とする請求項１に記載の熱処理装置。
【請求項５】
前記熱処理手段は、加熱時に燃料と空気を供給して燃焼させることで前記インナーカバーを加熱するバーナーに、冷却時には空気のみを供給するように構成されることを特徴とする請求項２に記載の熱処理装置。
【請求項６】
前記台車は、ピットの上部に配置され、前記ガス供給管は、ピット内に配置されることを特徴とする請求項３に記載の熱処理装置。
【請求項７】
前記台車において、前記インナーカバーによって形成される内部空間の下部には、被処理材を下部から加熱する電気ヒーターが配置されることを特徴とする請求項６に記載の熱処理装置。
【請求項８】
前記台車本体の下部には、前記電気ヒーターに電気を供給する電気供給線が連結され、前記電気供給線は、前記ガス供給管と共にムービングトレイに連結されて、前記台車の移動に沿って一側が共に移動するように構成されることを特徴とする請求項７に記載の熱処理装置。
【請求項９】
前記ピットは、台車の移動方向に沿って形成され、
前記ガス供給管及び電気供給線の他側は、ピットの内部で固定され、
前記ムービングトレイは、一定の曲率まで曲がるフレキシブルダクトを含み、
前記ムービングトレイの下部に位置し、前記ムービングトレイの移動を案内するレールをさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の熱処理装置。
【請求項１０】
前記台車本体は、前記インナーカバーと連携して内部空間をシールするシール溝部と、熱処理炉のドアが装着する装着部と、前記装着部よりも熱処理炉方向において外側に位置し、前記装着部よりも突出してドアが閉じたときに前記熱処理炉をシールする突出部と、を含むことを特徴とする請求項２に記載の熱処理装置。
【請求項１１】
前記移動手段は、前記台車本体において前記突出部よりも熱処理炉の外側方向に配置された駆動手段に連結されることを特徴とする請求項１０に記載の熱処理装置。
【請求項１２】
前記熱処理炉は、前記被処理材を加熱または冷却し、且つ固定された構造であり、前記台車が出入り可能に一側に配置されたドア及びドアの反対側に位置し、流入したガスを排出する排出口を含むことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の熱処理装置。
【請求項１３】
炉内部を加熱する熱処理手段が備えられた熱処理炉と、
コイルが配置される内部空間を有するインナーカバー、前記インナーカバーが置かれ、前記内部空間が雰囲気ガス供給部と連通するように構成され、且つ前記熱処理炉の内部に出入り可能に移動手段が備えられた台車本体、及び前記台車本体と前記雰囲気ガス供給部に連結され、少なくとも一側がムービングトレイに沿って共に移動するように構成されたガス供給管を含む熱処理用台車と、を含むことを特徴とする熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱処理装置に係り、より詳しくは、被処理材、例えば、コイルのような物品を熱処理する熱処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、一つ或いは複数個の被処理材を熱処理するためのバッチ式熱処理装置は、例えば、特許文献１のような文献によって知られている。かかるバッチ式熱処理装置によると、被処理材、例えば、コイルを装入した後にインナーカバーを被せ、加熱時には加熱のための加熱カバーを被せる。そして、冷却が必要な場合には加熱カバーを除去し、冷却カバーを被せて冷却を行う。
【０００３】
かかる熱処理装置は、小型に製作が可能であるため、１万トン／年といった少量の熱処理が必要な少量の製品に用いられることができるが、加熱と冷却のための工程が非常に複雑であるため、作業性に劣るという欠点がある。
【０００４】
特に、加熱後に冷却が必要な場合には、加熱時に用いた燃焼ガスをすべてパージした後に再び冷却カバーを被せて冷却し、その後、冷却カバーを除去した後に内部のインナーカバーを除去してコイルを抽出しなければならないという煩わしさがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＵＳ２０１０−１３８６１６  Ａ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、従来技術の問題点を解決するためのものであり、作業性が改善された熱処理装置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】
【０００７】
本発明は、単一の構成によって炉内部の冷却及び加熱が選択的に実現されるように構成された熱処理手段が備えられた熱処理炉と、前記熱処理炉の内部に出入り可能に移動手段が備えられた台車本体を含む熱処理用台車と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
前記台車は、被処理材が配置される内部空間を形成するインナーカバー、及び前記台車本体と雰囲気ガス供給部に連結され、一側が前記台車本体に沿って共に移動するように構成されたガス供給管を含み、前記台車本体の上面に前記インナーカバーが置かれ、前記台車本体は、前記内部空間が前記雰囲気ガス供給部と連通するように構成されることを特徴とする。
【０００９】
前記ガス供給管は、前記台車本体の下部に連結されることができ、前記移動手段は、前記台車本体において熱処理炉の外側方向に配置された駆動手段に連結されることを特徴とする。
【００１０】
前記熱処理手段は、加熱時に燃料と空気を供給して燃焼させることで前記インナーカバーを加熱するバーナーに、冷却時には空気のみを供給するように構成されることを特徴とする。
【００１１】
前記台車は、ピットの上部に配置され、前記ガス供給管はピット内に配置でき、前記台車において前記インナーカバーによって形成される内部空間の下部には、被処理材を下部から加熱する電気ヒーターが配置されることを特徴とする。
【００１２】
前記台車本体の下部には、前記電気ヒーターに電気を供給する電気供給線が連結され、前記電気供給線は、前記ガス供給管と共にムービングトレイに連結されて、前記台車の移動に沿って一側が共に移動するように構成されることを特徴とする。
【００１３】
前記ピットは、台車の移動方向に沿って形成され、前記ガス供給管及び電気供給線の他側は、ピットの内部で固定され、前記ムービングトレイは、一定の曲率まで曲がるフレキシブルダクトを含み、前記ムービングトレイの下部に位置し、前記ムービングトレイの移動を案内するレールをさらに含むことを特徴とする。
【００１４】
前記台車本体は、前記インナーカバーと連携して内部空間をシールするシール溝部と、熱処理炉のドアが装着する装着部と、前記装着部よりも熱処理炉方向において外側に位置し、前記装着部よりも突出してドアが閉じたときに前記熱処理炉をシールする突出部と、を含み、前記移動手段は、前記台車本体において前記突出部よりも熱処理炉の外側方向に配置された駆動手段に連結されることを特徴とする。
【００１５】
前記熱処理炉は、前記被処理材を加熱または冷却し、且つ固定された構造であり、前記台車が出入り可能に一側に配置されたドア及びドアの反対側に位置し、流入したガスを排出する排出口を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、加熱／冷却が可能な熱処理炉と前記熱処理炉に進退可能な台車によって熱処理が可能であり、別の加熱カバー及び冷却カバーがなくても作業効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態による熱処理装置の概略平面図である。
【図２】本発明の一実施形態による熱処理装置の概略正面図である。
【図３】本発明の一実施形態による熱処理装置の概略側面図である。
【図４】本発明の一実施形態による熱処理装置の送風概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明の具体的な実施形態を中心に説明する。
【００１９】
以下、本発明を説明するに当たって、本発明の構成要素を指す用語は、それぞれの構成要素の機能を考慮して名付けられたものであるため、本発明の技術的構成要素を限定する意味として理解されてはならない。
【００２０】
さらに、明細書全体において、ある構成が他の構成と「連結」されているということは、これら構成が「直接的に連結」されている場合だけでなく、他の構成を挟んで「間接的に連結」されている場合も含むことを意味する。また、ある構成要素を「含む」ということは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含むことができるということを意味する。
【００２１】
図１〜３には本発明の一実施形態による熱処理装置を示す。具体的には、図１には一実施形態の概略平面図、図２には一実施形態の概略正面図、図３には一実施形態の概略側面図を示す。
【００２２】
図１〜３に示すように、本発明の一実施形態による熱処理装置１は、熱処理炉１０と、前記熱処理炉１０に進退可能な台車５０と、を含む。
【００２３】
熱処理装置１の熱処理炉１０には、前記台車５０が進入することができる空間が形成されており、側壁には複数の熱処理手段１１〜１４が配置される。本実施形態における熱処理手段１１〜１４は、４つのバーナーが熱処理炉１０の側面に互いにずれて配置される構造であるが、熱処理手段の個数、位置は適宜選択できる。
【００２４】
熱処理炉１０は、台車５０が出入りする一側にドア２０が形成されており、ドアの反対側には排出口１５が形成されている。排出口１５には送風装置１７（図４参照）が連結されており、熱処理炉１０の内部に供給されるガス（燃料／空気あるいは酸素）及び排気ガスを外部に排出する。
【００２５】
ドア２０は、台車５０が進入したときに台車５０の装着部５３に下降し、台車５０の突出部５４と協力して熱処理炉１０の内部空間と外部とを遮断する。
【００２６】
一方、熱処理炉１０に進退可能な台車５０は、駆動手段５９と、駆動手段５９と動力伝達部材６０を介して連結された移動手段６５とを含んで構成されて、駆動手段５９の駆動力によって熱処理炉１０の内部または外部に移動することができる。本実施形態における駆動手段５９は、モータで実現されており、動力伝達部材６０は、ギア及びチェーンで実現され、移動手段６５は、台車の下部に配置された車輪で実現されているが、台車５０を移動させることができるものであれば、他の構造を採用することもできる。
【００２７】
台車５０は、熱処理炉１０の内部に入る台車本体５１を含み、台車本体５１の上面には、インナーカバー７０と連携してインナーカバー７０の内部空間をシールするシール溝部５２が形成されている。台車本体５１のうち熱処理炉１０の内部に入る部分は耐火物で形成される。
【００２８】
シール溝部５２を基準として、熱処理炉１０の外側方向には、熱処理炉１０のドア２０を装着する装着部５３が位置し、装着部５３の後側には、装着部５３よりも突出し、ドア２０が装着部５３に装着したときにドア２０と共に熱処理炉１０の内部をシールする突出部５４が位置する。突出部５４よりも熱処理炉１０の外側方向には駆動手段支持部５８が配置され、駆動手段支持部５８には駆動手段５９が置かれる。
【００２９】
台車本体５１においてシール溝部５２の中央部には、ガス供給管３８ａと連結され、内部空間に雰囲気ガスを供給する供給通路３０が形成されている。供給通路３０は、下部の供給管３１及びガス供給管３８ａに連結され、ガス供給管３８ａは固定部３７に連結されることで、固定部３７に連結された雰囲気ガス供給部１１１から供給されるガスが内部空間に供給できる。雰囲気ガス供給部１１１は、雰囲気ガスとして、水素及び／または窒素を提供する。
【００３０】
また、供給通路３０には示していないが、供給管３１と共に排出管が形成されており、排出管は、ガス排出管３８ｂ、固定部３７及び排出部１１０に連結されて内部空間のガスを外部に排出できる。
【００３１】
インナーカバー７０によって形成される内部空間には、本実施形態ではコイルＣである被処理材を支持する被処理材支持部４０が配置される。この被処理材支持部４０は、上面にコイルＣが置かれるベースプレートと、ベースプレートの下部からベースプレートを支持する煉瓦支持部と、を含む。このとき、煉瓦支持部は、中心から放射状にベースプレートの外側端部まで延びる複数の煉瓦で構成できる。
【００３２】
また、被処理材支持部４０には、コイルＣを下部から直接加熱することができるように電気ヒーター４１が配置される。電気ヒーター４１は、半径方向に延びた煉瓦支持部の間ごとに複数個が配置される。
【００３３】
一方、電気ヒーター４１は、ガス供給／排出管３８ａ、３８ｂと共にムービングトレイ３５に配置される電気供給線３９によって電源供給部１１２に連結される。電気供給線３９を介して連結された電線は、供給管３１を経て各電気ヒーター４１に連結される。
【００３４】
ムービングトレイ３５は、図３に示すように、電線を含む電気供給線３９と、ガスの出入りが可能なフレキシブルガス管で形成されたガス供給管３８ａ及びガス排出管３８ｂとが内部に配置されるフレキシブルダクト３６を含む。フレキシブルダクト３６には、電気供給線３９及びガス供給／排出管３８ａ、３８ｂと共に、内部空間に向かって配置された熱電対に連結される熱電対ケーブルが配置される。
【００３５】
ムービングトレイ３５は、台車５０に連結されて台車５０と共に移動する移動端部と、電源供給部１１２及び雰囲気ガス供給部１１１、排出部１１０に連結される固定部３７に連結される固定端部と、を含み、ムービングトレイ３５の下部には、ムービングトレイの移動を案内するレール４５が配置される。
【００３６】
ムービングトレイ３５は、台車５０の移動方向に沿って配置されたレール４５に沿って、図２のように台車５０の移動に伴って曲がったり伸びたりできる。
【００３７】
本発明の一実施形態における台車５０は、ピットの上部で移動する。ピット１００は、台車５０の幅方向中央において台車５０の移動方向に沿って形成された洞空であって、ピット１００には、台車５０の下部から延びる供給管３１及びそれに連結されたムービングトレイ３５が配置される。
【００３８】
図４には本発明の一実施形態による送風概略図を示す。図４に示すように、本発明の一実施形態における送風機１６は、各熱処理手段１１〜１４であるバーナーに連結されている。
【００３９】
本実施形態において熱処理手段１１〜１４であるバーナーには、空気が送風機１６によって供給される。加熱時にはバーナーに空気と共に燃料（燃焼ガス）が供給されて燃焼することで、炉内部の温度を上昇させてインナーカバー７０及びその内部の被処理材を加熱する。
【００４０】
加熱が完了して冷却を行う際、バーナーに供給される燃料は遮断されるが、空気は送風機１６によって継続的に供給される。即ち、熱処理手段１１〜１４は加熱手段として用いられるだけではなく、冷却手段としても用いられる。したがって、従来技術のように、加熱カバーや冷却カバーを交換しなくても、熱処理炉１０で加熱及び冷却を同時に行うことができる。例えば、電気鋼板コイルを熱処理する場合、加熱時の炉内部の温度は１３００℃まで上昇するものの、冷却機構の耐久性に対する問題は発生しない。したがって、設備を交換することなく、単一の設備で加熱から冷却まで行うことができるように構成される。
【００４１】
また、パイロットバーナーは、雰囲気ガスとして用いられる水素の爆発を防止するためにバーナーの点火用として構成されたものではない。パイロットバーナーは未燃の水素を燃焼させるために、加熱時から冷却時まで常に点火される構造となっている。
【００４２】
したがって、本発明の一実施形態による熱処理装置１でコイルＣを熱処理する場合、バーナーに燃料と空気を共に供給して熱処理炉で加熱し、所望の温度で一定時間維持した後、燃料を除いた空気のみを供給して熱処理炉で冷却することにより、所望の温度及び時間で加熱することができる。
【００４３】
また、熱処理炉１０の内部とコイルＣが配置された内部空間は、インナーカバー７０によって分離されているため、バーナーに影響されずに所望の雰囲気ガスで熱処理することができる。
【００４４】
さらに、一実施形態による熱処理装置１には、インナーカバー７０の外部に配置された熱処理手段１１〜１４のほかに、インナーカバー７０の内側においてコイルＣの下部に配置される電気ヒーター４１が含まれているため、コイルＣを中心としてあらゆる方向に熱を供給することができる。したがって、コイルＣの熱処理中に内部の温度差が少なく維持でき、所望の熱処理を正確に行うことができるため、コイルの品質を向上させることができる。
【符号の説明】
【００４５】
１  熱処理装置
１０  熱処理炉
２０  ドア
３０  供給通路
４０  被処理材支持部
５０  台車
５９  駆動手段
７０  インナーカバー
【図１】
2020514656.tif 000003
【図２】
2020514656.tif 000004
【図３】
2020514656.tif 000005
【図４】
2020514656.tif 000006
【国際調査報告】
2020514656.tif 000007
2020514656.tif 000008
2020514656.tif 000009
2020514656.tif 000010