熱処理方法及び熱処理装置
【課題】 焼入室から流入する大気エアで熱処理室の雰囲気が害されることのない熱処理方法を提案する。
【解決手段】 熱処理室３において非減圧下で熱処理した被処理体２を焼入室４において冷却する熱処理方法において、焼入済みの被処理体２を前記焼入室４から取り出す際に、前記熱処理室３から前記焼入室４へのガス導入のための連通を遮断する。これにより、焼入室４側から熱処理室３側へとエアが流入することがなくなるので、熱処理室３の雰囲気が害されることがない。
【解決手段】 熱処理室３において非減圧下で熱処理した被処理体２を焼入室４において冷却する熱処理方法において、焼入済みの被処理体２を前記焼入室４から取り出す際に、前記熱処理室３から前記焼入室４へのガス導入のための連通を遮断する。これにより、焼入室４側から熱処理室３側へとエアが流入することがなくなるので、熱処理室３の雰囲気が害されることがない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼材等の被処理体を熱処理する熱処理方法及び熱処理装置に関するものである。本発明の方法及び装置は、特に、減圧下で行われる真空浸炭等の熱処理に対するものとしての、非減圧下（大気圧以上の圧力）で行われるガス雰囲気中の熱処理に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼材等の被処理体を熱処理する装置の一種として、連続ガス浸炭装置が知られている。この装置においては、予熱室（昇温室）、浸炭室、拡散室、降温室等の複数の熱処理室に被処理体を順番に移動させながら、予熱処理、浸炭処理、拡散処理、降温処理等が連続的に行われ、その後、焼入室において被処理体を冷却油中に浸漬させることで油焼入れが行われる（特許文献１，２参照）。
【０００３】
従来、前記連続ガス浸炭装置においては、前記降温室と前記焼入室とを仕切る仕切り扉に連通孔を形成し、この連通孔を通して前記降温室内の浸炭ガスを前記焼入室へ導入していた。
【０００４】
また、前記焼入室から焼入れ処理済みの被処理体を取り出す際には、焼入室搬出扉を開けて前記焼入室に形成された焼入室搬出口を開くが、この際に焼入室搬出口から放出される可燃性の熱処理ガスを燃焼させるため、前記焼入室搬出口の近傍にカーテン式等のバーナが配設されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１５２４１７号公報
【特許文献２】特開２００５−２４８２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の構成では、開放された前記焼入室搬出口から焼入室に流入する大気エアが、前記連通孔を通して前記熱処理室側へと流入してしまうことがあり、これによって熱処理室の雰囲気が乱されるという問題がある。
【０００７】
また、前記従来の構成では、前記焼入室搬出扉の開閉の際に、前記バーナの燃焼を原因として焼入室の内圧が変動してしまう。すなわち、焼入れ済みの被処理品を取り出すために前記焼入室搬出扉を開くと、前記バーナの燃焼熱によって焼入室内のガスが加熱・膨張され、焼入室の内圧が上昇する。一方、焼入れ済みの被処理品の取り出しが終了して前記焼入室搬出扉を閉じると、前記バーナの燃焼熱による影響がなくなるので、焼入室内のガスが収縮して内圧が低下する。焼入室の内圧変動は、前記連通孔を介して前記熱処理室の圧力変動につながるので、熱処理室の雰囲気が乱されるという問題がある。
【０００８】
さらに、前記バーナが省略できれば、製造コスト低減及びバーナ燃焼によるＣＯ２排出量の低減の観点からも好ましい。
【０００９】
本発明は、前記の如き事情に鑑みてなされたものであり、焼入室から流入する大気エアで熱処理室の雰囲気が害されることのない熱処理方法及び熱処理装置を提案しようとするものである。
【００１０】
さらに本発明は、従来必要であった前記バーナを省略して、焼入室の内圧変動の要因を減少でき、且つ、コスト低減に資することができる熱処理方法及び熱処理装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するため、本発明に係る熱処理方法は、熱処理室において非減圧下で熱処理した被処理体を焼入室において冷却する熱処理方法であって、焼入済みの被処理体を前記焼入室から取り出す際に、前記熱処理室から前記焼入室へのガス導入のための連通を遮断することを特徴とする（請求項１）。
【００１２】
本発明によれば、焼入済みの被処理体を前記焼入室から取り出す際に、前記熱処理室から前記焼入室へのガス導入のための連通が遮断されるので、焼入室側から熱処理室側へとエアが流入することがない。よって、熱処理室の雰囲気が害されることがない。
【００１３】
好適な実施の一形態として、焼入済みの被処理体を前記焼入室から取り出す前に前記ガス導入のための連通を遮断し、且つ、前記焼入室にエアを供給して前記焼入室内のガスを排出することもできる（請求項２）。このようにすれば、焼入室のガスがエアで強制的に排出されるので、焼入済みの被処理体を前記焼入室から取り出す際に従来必要とされていたガス燃焼用のバーナが省略できる。よって、バーナの燃焼熱に起因する焼入室の内圧変動の問題が解決でき、且つ、コスト低減及びバーナ燃焼によるＣＯ２排出量の低減に貢献できる。
【００１４】
一方、本発明に係る熱処理装置は、被処理体を非減圧下で熱処理する熱処理室と、該熱処理室で熱処理された被処理体を冷却する焼入室と、前記熱処理室と前記焼入室とを仕切る仕切り扉と、被処理体を前記焼入室から搬出するための搬出口と、該搬出口を開閉する搬出口扉と、前記熱処理室から前記焼入室へのガス導入のための連通路と、該連通路を開閉する連通路開閉手段と、を備えることを特徴とする（請求項３）。
【００１５】
本発明に係る熱処理装置によれば、前記熱処理室で被処理体が熱処理された後、前記仕切り扉が開いて、被処理体が前記焼入室に搬入される。そして、該焼入室において被処理体に対して焼入処理が行われる。焼入処理の終了後、前記搬出口扉が開いて、前記搬出口を通って被処理体が外部に搬出される。焼入済みの被処理体を前記焼入室から搬出する際に、前記連通路開閉手段によって前記連通路が閉じられる。これにより、前記焼入室側から前記熱処理室側へのエアの流入が阻止される。よって、前記熱処理室の雰囲気が害されることがない。
【００１６】
なお、前記連通路は、従来技術と同様に、前記仕切り扉に形成した連通孔であっても良いし、前記熱処理室と前記焼入室とを配管で連通させたものであっても良い。前者の場合には、前記連通路開閉手段として、前記連通孔を開閉するための蓋体等を採用することができ、後者の場合には、仕切り扉に連通孔を設けず、前記連通路開閉手段として、前記配管を開閉するバルブを採用することができる。
【００１７】
好適な実施の一形態として、前記焼入室にエアを供給するエア供給路と、該エア供給路を開閉するエア供給路開閉バルブと、を備える態様を例示する（請求項４）。この実施の形態では、焼入済みの被処理体を前記焼入室から取り出す前に前記連通路を遮断し、且つ、前記焼入室にエアを供給して、前記焼入室内の前記熱処理室側から流入した可燃性の熱処理ガスを排出することができる。このようにすれば、焼入室内の熱処理室側から流入した可燃性の熱処理ガスがエアで強制的に排出されるので、焼入済みの被処理体を前記焼入室から取り出す際に従来必要とされていたガス燃焼用のバーナが省略できる。よって、バーナの燃焼熱に起因する焼入室の内圧変動の問題が解決でき、且つ、コスト低減及びバーナ燃焼によるＣＯ２排出量の低減に貢献できる。
【００１８】
好適な実施の一形態として、前記熱処理室から前記焼入室へのガス導入のための連通路が、配管によって形成される態様を例示する（請求項５）。このようにすれば、前記配管内を流通するガスが該配管を介して放熱し自然冷却されるので、焼入室内における引火の危険性が減少して好適である。
【００１９】
好適な実施の一形態として、前記熱処理室を仕切る仕切り扉と、該仕切り扉の上方への開作動時に該仕切り扉を収容するとともに前記熱処理室と連通する仕切り扉室と、該仕切り扉室と前記焼入室とを連通せしめる配管と、該配管上に配設されるバルブと、を備え、前記配管によって前記連通路が形成され、前記バルブによって前記連通路開閉手段が形成される態様を例示する（請求項６）。
【００２０】
この実施の形態によれば、前記仕切り扉室を前記熱処理室の排ガス煙突として利用できるので、煙突状の排ガス出口を別に設ける必要がなく、熱処理室からの無駄な放熱を抑制することができる。
【００２１】
好適な実施の一形態として、前記焼入室に、バーナが配設された排気を行うエキセスが配設されている態様を例示する（請求項７）。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の一形態に係る熱処理装置の全体図である。
【図２】図１の熱処理装置による熱処理工程の一部（焼入直前の状態）を示す説明図である。
【図３】図１の熱処理装置による熱処理工程の一部（焼入処理時の状態）を示す説明図である。
【図４】図１の熱処理装置による熱処理工程の一部（被処理体の搬出時の状態）を示す説明図である。
【図５】図１の熱処理装置による熱処理工程の一部（雰囲気置換時の状態）を示す説明図である。
【図６】従来の熱処理装置による焼入室の圧力変動の態様を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の一形態に係る熱処理方法及び熱処理装置について説明する。
【００２４】
図１は、本発明の方法の実施に用いて好適な熱処理装置の一例としての連続ガス浸炭装置１を示している。図１に示すように、該連続ガス浸炭装置１は、鋼材等の被処理体２に対して非減圧下で熱処理を行う熱処理室３と、該熱処理室３で熱処理された被処理体２に対して焼入処理を行う焼入室４と、を備える。
【００２５】
前記熱処理室３は、昇温室５、浸炭室６、拡散室７及び降温室８を順に備え、隣接する室同士の間には、上下動自在な仕切り扉９が配設されている。各仕切り扉９は、上昇することによって隣接する前記室同士を連通させ、下降することによって隣接する前記室同士を仕切る。
【００２６】
前記熱処理室３の天井壁の外部には、前記各仕切り扉９に対応する位置に、上方へ突出させて仕切り扉室１０が配設されている。該各仕切り扉室１０は、前記各仕切り扉９の上方への開作動時に前記各仕切り扉９を収容する。前記各仕切り扉室１０の内部は前記熱処理室３の内部と連通している。
【００２７】
前記昇温室５には被処理体２の搬入口１１があり、該搬入口１１は搬入口扉１２で開閉される。前記搬入口１１から装入された被処理体２は、図示しないローラハース等の移送装置によって前記各室を順次移動させられながら所定の熱処理を受ける。前記各仕切り扉９は、各室における熱処理中には下降して仕切り状態にあり、被処理体２を或る室から次の室へと移動させる際に上昇して被処理体２の室間移動を許容する。
【００２８】
前記各室にはガス配管１３が接続されており、これらのガス配管１３を通じて熱処理に必要な浸炭ガスなどの所定のガスが各室に供給される。
【００２９】
前記焼入室４は前記降温室８に連なるように配置されている。前記焼入室４は、上部のベスチブル１４と下部の油槽１５とで構成される。前記降温室８と前記ベスチブル１４は仕切り扉１６で仕切られている。該仕切り扉１６は、上昇することによって前記降温室８と前記ベスチブル１４とを連通させ、下降することによって前記降温室８と前記ベスチブル１４とを仕切る。前記仕切り扉１６は、常時は下降して前記降温室８と前記焼入室４を仕切っており、被処理体２を降温室８から焼入室４へと移動させる時にのみ上昇して被処理体２の移動を許容する。
【００３０】
なお、図示してはいないが、前記仕切り扉１６は、前記降温室８の焼入室側の端面に対し、シールパッキンを介して摺動自在に接触している。これにより、前記降温室８と前記ベスチブル１４との間の雰囲気遮断性が向上する。これに対し、従来は、雰囲気遮断性が不要であるため、例えば熱処理用の炉体を構成する断熱レンガと鋼板製の仕切り扉とが接触する等の構造が採用されていた。このような従来構成では、前記断熱レンガの表面の凹凸が大きいため、雰囲気は遮断できていなかった。
【００３１】
前記油槽１５には焼入油が貯留されている。前記ベスチブル１４に搬入された被処理体２は、図示しない昇降装置で下降させられて前記油槽１５の焼入油に浸漬され、焼入処理を受ける。その後、前記被処理体２は、前記昇降装置で上昇させられて前記ベスチブル１４に戻される。
【００３２】
前記焼入室４には、焼入れ済みの被処理体２を搬出するための搬出口１７と、該搬出口１７を開閉する搬出口扉１８と、が配設されている。該搬出口扉１８を開けて、前記搬出口１７を通して、焼入れ済みの被処理体２が前記焼入室４の前記ベスチブル１４から外部へと搬出される。
【００３３】
前記焼入室４には、前記ベスチブル１４の排気を行うエキセス１９が配設されている。このエキセス１９は、一例として前記焼入室４の天井部から上方へ延び出している。前記エキセス１９は、ベスチブル１４内の熱処理ガスを外部へと排出するためのガス排出路として作用するとともに、ベスチブル１４内が外部の圧力に対して負圧となった場合等には、ベスチブル１４内に外気を取り入れて復圧するための外気取り入れ路としても作用する。図示してはいないが、前記エキセス１９の上端開口部には、排出される可燃性の熱処理ガスを燃焼させるためのバーナが配設される。
【００３４】
前記エキセス１９内には、例えば自動開閉式のダンパー２０が配設されている。このダンパー２０は、前記エキセス１９を完全に閉じる全閉姿勢と前記エキセス１９を完全に開く全開姿勢とに変位動作自在である。前記ダンパー２０が全開姿勢にある時には、前記エキセス１９内を大量の熱処理ガス又は外気が通過可能であり、前記ダンパー２０が全閉姿勢にある時には、該ダンパー２０によって熱処理ガス又は外気の通過が阻止される。なお、前記ダンパー２０の開度を調整可能とすることにより、前記エキセス１９内における熱処理ガス又は外気の流量を変化させて焼入室内の圧力の調整を可能とすることもできる。
【００３５】
前記エキセス１９には、前記ダンパー２０を迂回する迂回排出管路２１が設けられている。前記ダンパー２０が全開状態の時の前記エキセス１９が大流量排出ラインであるのに対し、前記迂回排出管路２１は小流量排出ラインとして配設される。前記迂回排出管路２１には流量調整バルブ２２が配設されており、該流量調整バルブ２２を手動操作等することにより、前記迂回排出管路２１によるガス流量を変化させて焼入室の内圧の調整ができるようになっている。
【００３６】
前記連続ガス浸炭装置１は、前記熱処理室３から前記焼入室４（前記ベスチブル１４）へのガス導入のための連通路２３と、該連通路２３を開閉する連通路開閉手段２４と、を備える。本実施の形態では、前記連通路として、前記各仕切り扉室１０と前記ベスチブル１４とを連通せしめる排ガス管路２３を採用し、前記連通路開閉手段として、前記排ガス管路２３上に配設される開閉バルブ２４を採用している。
【００３７】
具体的には、前記排ガス管路２３は、前記各仕切り扉室１０の上部に形成される排ガス出口２５から延び出す個別排ガス管路２６と、該各個別排ガス管路２６を集合させる集合排ガス管路２７と、該集合排ガス管路２７から二股に分岐して延びる焼入室側排ガス管路２８及びエキセス側排ガス管路２９と、を備える。該エキセス側排ガス管路２９は、前記エキセス１９において前記ダンパー２０よりも上方位置に接続されている。前記焼入室側排ガス管路２８上には、前記連通路開閉手段としての焼入室側開閉バルブ２４が配設され、前記エキセス側排ガス管路２９上にはエキセス側開閉バルブ３０が配設される。
【００３８】
したがって、前記エキセス側開閉バルブ３０を閉じた状態で前記焼入室側開閉バルブ２４を開くと、前記熱処理室３の排ガスの全てを前記焼入室４（前記ベスチブル１４）へと導入することができる。一方、前記焼入室側開閉バルブ２４を閉じた状態で前記エキセス側開閉バルブ３０を開くと、前記熱処理室３の排ガスの全てが前記エキセス１９へと導入され、前記バーナで燃焼されて排出される。
【００３９】
なお、前記焼入室側開閉バルブ２４と前記エキセス側開閉バルブ３０に代えて、前記集合排ガス管路２７の分岐点に切換えバルブを配設することとしてもよい。
【００４０】
本実施の形態のように、前記仕切り扉室１０の上部に前記排ガス出口２５を設けると、前記仕切り扉室１０を前記熱処理室３の排ガス煙突として利用できるので、煙突状の排ガス出口を別に設ける必要がなく、熱処理室３からの無駄な放熱を抑制することができる。
【００４１】
また、本実施の形態のように、前記熱処理室３から前記焼入室４（前記ベスチブル１４）へのガス導入のための連通路として前記の如き配管、すなわち排ガス管路２３を採用すると、該排ガス管路２３を通過中に、排ガスが該排ガス管路２３を介して放熱し、排ガスが自然冷却されるので、前記焼入室４内における引火の危険性が減少して好適である。
【００４２】
なお、前記個別排ガス管路２６上には流量調整バルブ２６ａが配設されている。これは、各室５，６，７，８の排ガス量を調整することで各室の内圧の差をなくし、各室間の熱処理ガスの行き来をなくして熱処理の精度を向上させるためである。
【００４３】
前記連続ガス浸炭装置１は、前記焼入室４の前記ベスチブル１４にエアを供給するエア供給路３１と、該エア供給路３１を開閉するエア供給路開閉バルブ３２と、を備える。前記エア供給路３１は、送風機等のエア供給源３３に接続されており、前記ベスチブル１４に強制的にエアを送り込むことにより、前記ベスチブル１４内の雰囲気をエアで置換する作用をする。
【００４４】
本実施の形態では、前記エア供給路３１は、前記焼入室側排ガス管路２８における前記焼入室側開閉バルブ２４の下流側（焼入室側）に接続されているが、これには限定されないことは勿論である。
【００４５】
前記のように構成される熱処理装置は、次のように作用する。
【００４６】
前記熱処理室３を順次移動しながら熱処理を受けた被処理体２は、前記降温室８と前記焼入室４との間の前記仕切り扉１６を開けて、前記降温室８から前記焼入室４のベスチブル１４へと搬入される。このとき、前記焼入室４には前記熱処理室３からの排ガスが導入されており、ベスチブル１４内には排ガス（浸炭ガス）が充満している。よって、前記仕切り扉１６の開閉によって前記降温室８の雰囲気が乱されることが防止される。
【００４７】
図２には、焼入室４への被処理体２の搬入直後の状態、すなわち、焼入室４のベスチブル１４に被処理体２が搬入されて、前記降温室８と前記焼入室４との間の前記仕切り扉１６が閉じられた状態（焼入直前の状態）が示されている。図２の状態では、前記エキセス側開閉バルブ３０が「閉」、前記焼入室側開閉バルブ２４が「開」、前記エア供給路開閉バルブ３２が「閉」、前記ダンパー２０が「閉」となっている。したがって、前記焼入室４には前記排ガス管路２３を通して前記熱処理室３からの排ガスが導入され、余分な排ガスは前記エキセス１９の前記迂回排出管路（小流量排出ライン）２１を通って排出される。該迂回排出管路２１に配設された前記流量調整バルブ２２によって、前記焼入室４内は、例えば５０Ｐａ程度の圧力に維持される。
【００４８】
前記仕切り扉１６が閉じられると、降温室８の輻射熱が仕切り扉１６によって遮られ、焼入室４に与えられなくなり、焼入室４のベスチブル１４の雰囲気温度が急激に低下する。そのため、ベスチブル１４内のガスが収縮しようとして、ベスチブル１４内の圧力が前記仕切り扉１６が開いていたときの圧力に対して急激に低下し、連続ガス浸炭装置１の外部の圧力に対して負圧になるおそれがある。しかしながら、前記仕切り扉１６が開閉される際、焼入室４内に熱処理室３の排ガスを供給し続けることにより、焼入室４内の圧力が急激に低下することを防止でき、焼入室４が装置外の圧力に対して負圧になることを抑制できる。
【００４９】
図３には、焼入時の状態が示されている。図３の状態では、前記エキセス側開閉バルブ３０が「開」、前記焼入室側開閉バルブ２４が「閉」、前記エア供給路開閉バルブ３２が「開」、前記ダンパー２０が「開」となっている。したがって、前記焼入室４にはエアが供給され、それまで焼入室のベスチブル１４内に充満していた排ガスがエアで置換される。排ガスはエアと混じってエキセス１９へと押し出され、全開の前記ダンパー（大流量排出ライン）２０を通過して外部へと排出される。
【００５０】
焼入室４の排ガスをエアで置換するのは、次工程で焼入れ済みの被処理体２を焼入室４から搬出する際に、搬出口１７からの排ガスの流出をなくするためである。よって、エアによる排ガスの置換は、焼入時間内（焼入油への被処理体の浸漬中）に完了させなければならない。このため、エアの流入量を多くする（例えば、ベスチブル１４の容積の３倍以上の量）とともに、排ガスの流出は全開の前記ダンパー（大流量排出ライン）２０を通じて行われる。また、被処理体２が焼入油に浸漬されると焼入室のベスチブル１４が負圧になるが、前記ダンパー２０が全開しているので、前記エキセス１９から大気エアが吸い込まれて負圧が瞬時に解消される。
【００５１】
なお、焼入室４と降温室８との間の前記仕切り扉１６は、前記降温室８の焼入室側端面に対してシール性が高められているので、前記焼入室８の圧力変動が前記降温室８の雰囲気に悪影響を及ぼすことはない。
【００５２】
ベスチブル１４にあった８５０℃等の高温の被処理体２が焼入油中に浸漬されると、ベスチブル１４内のガスを加熱する物がなくなるのでベスチブル１４の内圧が低下し負圧の方向に働く。その後、被処理体の浸漬で焼入油が沸騰すると、ベスチブル１４の内圧は反対に高圧方向へ働く。さらに、焼入油の沸騰が落ち着くとベスチブル１４内の温度も油槽１５の焼入油の温度も低下し、被処理体の浸漬直後と比べて、ベスチブル１４内の圧力が大きく低下する。このように、様々な作用でベスチブル１４内は負圧、高圧を不規則に繰り返す。これを制御装置で制御しようとしても、作用時間が速く、処理品の量や大きさによっても圧力変化の態様が異なるので、制御が難しい。これに対し、本実施の形態では、エア供給とエキセス１９のダンパー２０とにより、ベスチブル１４内の圧力を適切なレベルに迅速に復圧させることができる。
【００５３】
焼入れが終了したら、前記昇降装置の作動により、油槽１５内の被処理体２がベスチブル１４へと戻される。
【００５４】
図４には、焼入れ済みの被処理体２を焼入室４のベスチブル１４から搬出するときの状態が示されている。図４の状態も、図３の状態と同じく、前記エキセス側開閉バルブ３０が「開」、前記焼入室側開閉バルブ２４が「閉」、前記エア供給路開閉バルブ３２が「開」、前記ダンパー２０が「開」となっている。したがって、被処理体２を搬出するために前記搬出口扉１８を作動させて前記焼入室４の前記搬出口１７を開けても、該搬出口１７から流出するのはエアのみであり、排ガスが外部に流出してしまうことはない。このため、搬出口１７から流出する可燃性の排ガスを燃焼させるために前記搬出口１７の外側に従来設置されていたカーテン式等のバーナが不要となる。よって、バーナの燃焼熱に起因する焼入室４の内圧変動の問題が解決でき、且つ、コスト低減及びバーナ燃焼によるＣＯ２排出量の低減に貢献できる。
【００５５】
また、前記焼入室開閉バルブ２４が閉じているので、前記焼入室４側から前記熱処理室３側へのエアの流入が阻止される。よって、前記熱処理室３の雰囲気が害されることもない。
【００５６】
さらに、前記エキセス側開閉バルブ３０が開いているので、熱処理室３からの排ガスの排出量に変化はない。よって、熱処理室３の雰囲気が乱されることがない。
【００５７】
焼入室４からの被処理体２の搬出が完了したら、前記搬出口扉１８で前記搬出口１７が閉じられる。
【００５８】
図５には、被処理体２の焼入室４からの搬出が終わり、前記搬出口扉１８が閉じられた状態が示されている。図５の状態では、図２の状態と同じく、前記エキセス側開閉バルブ３０が「閉」、前記焼入室側開閉バルブ２４が「開」、前記エア供給路開閉バルブ３２が「閉」、前記ダンパー２０が「閉」とされる。これにより、前記焼入室４には前記熱処理室３からの排ガスが導入され、焼入室４のベスチブル１４内にそれまで充満していたエアが前記排ガスで置換される。
【００５９】
この置換が完了した後に、前記降温室８と前記焼入室４との間の前記仕切り扉１６が開いて、前記降温室８から前記焼入室４のベスチブル１４へと次の被処理体２が搬入される。以後、これら一連の工程の繰り返しにより、連続的に被処理体２が処理される。
【００６０】
図６には、前記背景技術の項で述べた従来の熱処理装置による焼入室の圧力変動の一態様が示されている。該従来の熱処理装置とは、降温室と焼入室との間の仕切り扉に連通孔を形成し、この連通孔を通して前記降温室内の浸炭ガスを前記焼入室へ導入する形式の熱処理装置であり、且つ、焼入室からの被処理品の取り出し時に焼入室搬出口から放出される可燃性の熱処理ガスを燃焼させるため、前記焼入室搬出口の近傍にカーテン式等のバーナが配設されている熱処理装置である。
【００６１】
図６に示すように、従来の熱処理装置においては、降温室から焼入室へと被処理品を移送するために降温室と焼入室との間の仕切り扉を開けると［図６の（１）］、熱処理室である降温室からの熱により焼入室のベスチブル内のガスが膨張するので、ベスチブル内の圧力が上昇する。
【００６２】
被処理品の焼入室への移送が終わり、前記仕切り扉を閉めると［図６の（２）］、降温室からの熱が遮断されるので、焼入室のベスチブル内のガスが収縮してベスチブル内の圧力が下降する。
【００６３】
続いて、被処理品を焼入油に浸漬する［図６の（３）］と、浸漬直後においては、それまでベスチブル内を加熱していた高温の被処理品がなくなるので、ベスチブル内のガスがさらに収縮して圧力が急激に下降し負圧となる。そのまま浸漬を続けると、焼入油の沸騰によりベスチブル内の圧力が急激に高まる。
【００６４】
その後、被処理品が冷えるにつれてベスチブル内の圧力は低下し、やがて前記仕切り扉を開く前の初期圧力状態に戻る。この初期圧力状態は、焼入れが終了し、被処理品を油槽からベスチブルへ戻した後［図６の（４）］も維持される。
【００６５】
焼入れ済みの被処理品を焼入室のベスチブルから取り出すために焼入室の搬出口扉を開けると［図６の（５）］、搬出口の近傍に配設されるバーナの燃焼によってベスチブル内のガスが加熱・燃焼されて膨張し、ベスチブル内の圧力が上昇する。
【００６６】
被処理品の搬出が終わると、前記搬出口扉が閉じられる［図６の（６）］とともに、前記ガスの燃焼も停止する。このため、焼入室のベスチブル内のガスが収縮して圧力が低下する。その後、初期圧力状態に戻り安定する。
【００６７】
以上のような従来の熱処理装置による焼入室の圧力変動の態様に対し、本実施の形態では、前記エア供給路３１によるエア供給と前記エキセス１９のダンパー２０（大流量排出ライン）とにより、ベスチブル１４内の圧力が適切なレベルに迅速に復圧されるので、図６におけるＡ部の圧力変動が改善される。また、本実施の形態では、焼入室の搬出口扉近傍のバーナが存在しないので、該バーナに起因するベスチブルの圧力変動、すなわち、図６におけるＢ部の圧力変動が改善される。さらには、本実施の形態においては、被処理品の焼入油への浸漬時、及び、搬出口扉の開閉時には仕切り扉１６が閉じられ、降温室８と焼入室４は遮断されているので、熱処理室の雰囲気が乱されることがない。
【００６８】
本実施の形態では、本発明を連続式熱処理装置について適用した場合を例に挙げて説明したが、これには限らず、本発明は、単一の熱処理室で昇温、浸炭、拡散等の処理が行われ、その後焼入室で焼入れが行われるバッチ炉についても適用できることは勿論である。
【００６９】
また、本発明は、浸炭処理、浸炭処理炉に限らず、ガス軟窒化処理、ガス軟窒化炉など、可燃性ガスを扱う熱処理方法および熱処理装置に好適である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼材等の被処理体を熱処理する熱処理方法及び熱処理装置に関するものである。本発明の方法及び装置は、特に、減圧下で行われる真空浸炭等の熱処理に対するものとしての、非減圧下（大気圧以上の圧力）で行われるガス雰囲気中の熱処理に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼材等の被処理体を熱処理する装置の一種として、連続ガス浸炭装置が知られている。この装置においては、予熱室（昇温室）、浸炭室、拡散室、降温室等の複数の熱処理室に被処理体を順番に移動させながら、予熱処理、浸炭処理、拡散処理、降温処理等が連続的に行われ、その後、焼入室において被処理体を冷却油中に浸漬させることで油焼入れが行われる（特許文献１，２参照）。
【０００３】
従来、前記連続ガス浸炭装置においては、前記降温室と前記焼入室とを仕切る仕切り扉に連通孔を形成し、この連通孔を通して前記降温室内の浸炭ガスを前記焼入室へ導入していた。
【０００４】
また、前記焼入室から焼入れ処理済みの被処理体を取り出す際には、焼入室搬出扉を開けて前記焼入室に形成された焼入室搬出口を開くが、この際に焼入室搬出口から放出される可燃性の熱処理ガスを燃焼させるため、前記焼入室搬出口の近傍にカーテン式等のバーナが配設されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１５２４１７号公報
【特許文献２】特開２００５−２４８２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の構成では、開放された前記焼入室搬出口から焼入室に流入する大気エアが、前記連通孔を通して前記熱処理室側へと流入してしまうことがあり、これによって熱処理室の雰囲気が乱されるという問題がある。
【０００７】
また、前記従来の構成では、前記焼入室搬出扉の開閉の際に、前記バーナの燃焼を原因として焼入室の内圧が変動してしまう。すなわち、焼入れ済みの被処理品を取り出すために前記焼入室搬出扉を開くと、前記バーナの燃焼熱によって焼入室内のガスが加熱・膨張され、焼入室の内圧が上昇する。一方、焼入れ済みの被処理品の取り出しが終了して前記焼入室搬出扉を閉じると、前記バーナの燃焼熱による影響がなくなるので、焼入室内のガスが収縮して内圧が低下する。焼入室の内圧変動は、前記連通孔を介して前記熱処理室の圧力変動につながるので、熱処理室の雰囲気が乱されるという問題がある。
【０００８】
さらに、前記バーナが省略できれば、製造コスト低減及びバーナ燃焼によるＣＯ２排出量の低減の観点からも好ましい。
【０００９】
本発明は、前記の如き事情に鑑みてなされたものであり、焼入室から流入する大気エアで熱処理室の雰囲気が害されることのない熱処理方法及び熱処理装置を提案しようとするものである。
【００１０】
さらに本発明は、従来必要であった前記バーナを省略して、焼入室の内圧変動の要因を減少でき、且つ、コスト低減に資することができる熱処理方法及び熱処理装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するため、本発明に係る熱処理方法は、熱処理室において非減圧下で熱処理した被処理体を焼入室において冷却する熱処理方法であって、焼入済みの被処理体を前記焼入室から取り出す際に、前記熱処理室から前記焼入室へのガス導入のための連通を遮断することを特徴とする（請求項１）。
【００１２】
本発明によれば、焼入済みの被処理体を前記焼入室から取り出す際に、前記熱処理室から前記焼入室へのガス導入のための連通が遮断されるので、焼入室側から熱処理室側へとエアが流入することがない。よって、熱処理室の雰囲気が害されることがない。
【００１３】
好適な実施の一形態として、焼入済みの被処理体を前記焼入室から取り出す前に前記ガス導入のための連通を遮断し、且つ、前記焼入室にエアを供給して前記焼入室内のガスを排出することもできる（請求項２）。このようにすれば、焼入室のガスがエアで強制的に排出されるので、焼入済みの被処理体を前記焼入室から取り出す際に従来必要とされていたガス燃焼用のバーナが省略できる。よって、バーナの燃焼熱に起因する焼入室の内圧変動の問題が解決でき、且つ、コスト低減及びバーナ燃焼によるＣＯ２排出量の低減に貢献できる。
【００１４】
一方、本発明に係る熱処理装置は、被処理体を非減圧下で熱処理する熱処理室と、該熱処理室で熱処理された被処理体を冷却する焼入室と、前記熱処理室と前記焼入室とを仕切る仕切り扉と、被処理体を前記焼入室から搬出するための搬出口と、該搬出口を開閉する搬出口扉と、前記熱処理室から前記焼入室へのガス導入のための連通路と、該連通路を開閉する連通路開閉手段と、を備えることを特徴とする（請求項３）。
【００１５】
本発明に係る熱処理装置によれば、前記熱処理室で被処理体が熱処理された後、前記仕切り扉が開いて、被処理体が前記焼入室に搬入される。そして、該焼入室において被処理体に対して焼入処理が行われる。焼入処理の終了後、前記搬出口扉が開いて、前記搬出口を通って被処理体が外部に搬出される。焼入済みの被処理体を前記焼入室から搬出する際に、前記連通路開閉手段によって前記連通路が閉じられる。これにより、前記焼入室側から前記熱処理室側へのエアの流入が阻止される。よって、前記熱処理室の雰囲気が害されることがない。
【００１６】
なお、前記連通路は、従来技術と同様に、前記仕切り扉に形成した連通孔であっても良いし、前記熱処理室と前記焼入室とを配管で連通させたものであっても良い。前者の場合には、前記連通路開閉手段として、前記連通孔を開閉するための蓋体等を採用することができ、後者の場合には、仕切り扉に連通孔を設けず、前記連通路開閉手段として、前記配管を開閉するバルブを採用することができる。
【００１７】
好適な実施の一形態として、前記焼入室にエアを供給するエア供給路と、該エア供給路を開閉するエア供給路開閉バルブと、を備える態様を例示する（請求項４）。この実施の形態では、焼入済みの被処理体を前記焼入室から取り出す前に前記連通路を遮断し、且つ、前記焼入室にエアを供給して、前記焼入室内の前記熱処理室側から流入した可燃性の熱処理ガスを排出することができる。このようにすれば、焼入室内の熱処理室側から流入した可燃性の熱処理ガスがエアで強制的に排出されるので、焼入済みの被処理体を前記焼入室から取り出す際に従来必要とされていたガス燃焼用のバーナが省略できる。よって、バーナの燃焼熱に起因する焼入室の内圧変動の問題が解決でき、且つ、コスト低減及びバーナ燃焼によるＣＯ２排出量の低減に貢献できる。
【００１８】
好適な実施の一形態として、前記熱処理室から前記焼入室へのガス導入のための連通路が、配管によって形成される態様を例示する（請求項５）。このようにすれば、前記配管内を流通するガスが該配管を介して放熱し自然冷却されるので、焼入室内における引火の危険性が減少して好適である。
【００１９】
好適な実施の一形態として、前記熱処理室を仕切る仕切り扉と、該仕切り扉の上方への開作動時に該仕切り扉を収容するとともに前記熱処理室と連通する仕切り扉室と、該仕切り扉室と前記焼入室とを連通せしめる配管と、該配管上に配設されるバルブと、を備え、前記配管によって前記連通路が形成され、前記バルブによって前記連通路開閉手段が形成される態様を例示する（請求項６）。
【００２０】
この実施の形態によれば、前記仕切り扉室を前記熱処理室の排ガス煙突として利用できるので、煙突状の排ガス出口を別に設ける必要がなく、熱処理室からの無駄な放熱を抑制することができる。
【００２１】
好適な実施の一形態として、前記焼入室に、バーナが配設された排気を行うエキセスが配設されている態様を例示する（請求項７）。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の一形態に係る熱処理装置の全体図である。
【図２】図１の熱処理装置による熱処理工程の一部（焼入直前の状態）を示す説明図である。
【図３】図１の熱処理装置による熱処理工程の一部（焼入処理時の状態）を示す説明図である。
【図４】図１の熱処理装置による熱処理工程の一部（被処理体の搬出時の状態）を示す説明図である。
【図５】図１の熱処理装置による熱処理工程の一部（雰囲気置換時の状態）を示す説明図である。
【図６】従来の熱処理装置による焼入室の圧力変動の態様を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の一形態に係る熱処理方法及び熱処理装置について説明する。
【００２４】
図１は、本発明の方法の実施に用いて好適な熱処理装置の一例としての連続ガス浸炭装置１を示している。図１に示すように、該連続ガス浸炭装置１は、鋼材等の被処理体２に対して非減圧下で熱処理を行う熱処理室３と、該熱処理室３で熱処理された被処理体２に対して焼入処理を行う焼入室４と、を備える。
【００２５】
前記熱処理室３は、昇温室５、浸炭室６、拡散室７及び降温室８を順に備え、隣接する室同士の間には、上下動自在な仕切り扉９が配設されている。各仕切り扉９は、上昇することによって隣接する前記室同士を連通させ、下降することによって隣接する前記室同士を仕切る。
【００２６】
前記熱処理室３の天井壁の外部には、前記各仕切り扉９に対応する位置に、上方へ突出させて仕切り扉室１０が配設されている。該各仕切り扉室１０は、前記各仕切り扉９の上方への開作動時に前記各仕切り扉９を収容する。前記各仕切り扉室１０の内部は前記熱処理室３の内部と連通している。
【００２７】
前記昇温室５には被処理体２の搬入口１１があり、該搬入口１１は搬入口扉１２で開閉される。前記搬入口１１から装入された被処理体２は、図示しないローラハース等の移送装置によって前記各室を順次移動させられながら所定の熱処理を受ける。前記各仕切り扉９は、各室における熱処理中には下降して仕切り状態にあり、被処理体２を或る室から次の室へと移動させる際に上昇して被処理体２の室間移動を許容する。
【００２８】
前記各室にはガス配管１３が接続されており、これらのガス配管１３を通じて熱処理に必要な浸炭ガスなどの所定のガスが各室に供給される。
【００２９】
前記焼入室４は前記降温室８に連なるように配置されている。前記焼入室４は、上部のベスチブル１４と下部の油槽１５とで構成される。前記降温室８と前記ベスチブル１４は仕切り扉１６で仕切られている。該仕切り扉１６は、上昇することによって前記降温室８と前記ベスチブル１４とを連通させ、下降することによって前記降温室８と前記ベスチブル１４とを仕切る。前記仕切り扉１６は、常時は下降して前記降温室８と前記焼入室４を仕切っており、被処理体２を降温室８から焼入室４へと移動させる時にのみ上昇して被処理体２の移動を許容する。
【００３０】
なお、図示してはいないが、前記仕切り扉１６は、前記降温室８の焼入室側の端面に対し、シールパッキンを介して摺動自在に接触している。これにより、前記降温室８と前記ベスチブル１４との間の雰囲気遮断性が向上する。これに対し、従来は、雰囲気遮断性が不要であるため、例えば熱処理用の炉体を構成する断熱レンガと鋼板製の仕切り扉とが接触する等の構造が採用されていた。このような従来構成では、前記断熱レンガの表面の凹凸が大きいため、雰囲気は遮断できていなかった。
【００３１】
前記油槽１５には焼入油が貯留されている。前記ベスチブル１４に搬入された被処理体２は、図示しない昇降装置で下降させられて前記油槽１５の焼入油に浸漬され、焼入処理を受ける。その後、前記被処理体２は、前記昇降装置で上昇させられて前記ベスチブル１４に戻される。
【００３２】
前記焼入室４には、焼入れ済みの被処理体２を搬出するための搬出口１７と、該搬出口１７を開閉する搬出口扉１８と、が配設されている。該搬出口扉１８を開けて、前記搬出口１７を通して、焼入れ済みの被処理体２が前記焼入室４の前記ベスチブル１４から外部へと搬出される。
【００３３】
前記焼入室４には、前記ベスチブル１４の排気を行うエキセス１９が配設されている。このエキセス１９は、一例として前記焼入室４の天井部から上方へ延び出している。前記エキセス１９は、ベスチブル１４内の熱処理ガスを外部へと排出するためのガス排出路として作用するとともに、ベスチブル１４内が外部の圧力に対して負圧となった場合等には、ベスチブル１４内に外気を取り入れて復圧するための外気取り入れ路としても作用する。図示してはいないが、前記エキセス１９の上端開口部には、排出される可燃性の熱処理ガスを燃焼させるためのバーナが配設される。
【００３４】
前記エキセス１９内には、例えば自動開閉式のダンパー２０が配設されている。このダンパー２０は、前記エキセス１９を完全に閉じる全閉姿勢と前記エキセス１９を完全に開く全開姿勢とに変位動作自在である。前記ダンパー２０が全開姿勢にある時には、前記エキセス１９内を大量の熱処理ガス又は外気が通過可能であり、前記ダンパー２０が全閉姿勢にある時には、該ダンパー２０によって熱処理ガス又は外気の通過が阻止される。なお、前記ダンパー２０の開度を調整可能とすることにより、前記エキセス１９内における熱処理ガス又は外気の流量を変化させて焼入室内の圧力の調整を可能とすることもできる。
【００３５】
前記エキセス１９には、前記ダンパー２０を迂回する迂回排出管路２１が設けられている。前記ダンパー２０が全開状態の時の前記エキセス１９が大流量排出ラインであるのに対し、前記迂回排出管路２１は小流量排出ラインとして配設される。前記迂回排出管路２１には流量調整バルブ２２が配設されており、該流量調整バルブ２２を手動操作等することにより、前記迂回排出管路２１によるガス流量を変化させて焼入室の内圧の調整ができるようになっている。
【００３６】
前記連続ガス浸炭装置１は、前記熱処理室３から前記焼入室４（前記ベスチブル１４）へのガス導入のための連通路２３と、該連通路２３を開閉する連通路開閉手段２４と、を備える。本実施の形態では、前記連通路として、前記各仕切り扉室１０と前記ベスチブル１４とを連通せしめる排ガス管路２３を採用し、前記連通路開閉手段として、前記排ガス管路２３上に配設される開閉バルブ２４を採用している。
【００３７】
具体的には、前記排ガス管路２３は、前記各仕切り扉室１０の上部に形成される排ガス出口２５から延び出す個別排ガス管路２６と、該各個別排ガス管路２６を集合させる集合排ガス管路２７と、該集合排ガス管路２７から二股に分岐して延びる焼入室側排ガス管路２８及びエキセス側排ガス管路２９と、を備える。該エキセス側排ガス管路２９は、前記エキセス１９において前記ダンパー２０よりも上方位置に接続されている。前記焼入室側排ガス管路２８上には、前記連通路開閉手段としての焼入室側開閉バルブ２４が配設され、前記エキセス側排ガス管路２９上にはエキセス側開閉バルブ３０が配設される。
【００３８】
したがって、前記エキセス側開閉バルブ３０を閉じた状態で前記焼入室側開閉バルブ２４を開くと、前記熱処理室３の排ガスの全てを前記焼入室４（前記ベスチブル１４）へと導入することができる。一方、前記焼入室側開閉バルブ２４を閉じた状態で前記エキセス側開閉バルブ３０を開くと、前記熱処理室３の排ガスの全てが前記エキセス１９へと導入され、前記バーナで燃焼されて排出される。
【００３９】
なお、前記焼入室側開閉バルブ２４と前記エキセス側開閉バルブ３０に代えて、前記集合排ガス管路２７の分岐点に切換えバルブを配設することとしてもよい。
【００４０】
本実施の形態のように、前記仕切り扉室１０の上部に前記排ガス出口２５を設けると、前記仕切り扉室１０を前記熱処理室３の排ガス煙突として利用できるので、煙突状の排ガス出口を別に設ける必要がなく、熱処理室３からの無駄な放熱を抑制することができる。
【００４１】
また、本実施の形態のように、前記熱処理室３から前記焼入室４（前記ベスチブル１４）へのガス導入のための連通路として前記の如き配管、すなわち排ガス管路２３を採用すると、該排ガス管路２３を通過中に、排ガスが該排ガス管路２３を介して放熱し、排ガスが自然冷却されるので、前記焼入室４内における引火の危険性が減少して好適である。
【００４２】
なお、前記個別排ガス管路２６上には流量調整バルブ２６ａが配設されている。これは、各室５，６，７，８の排ガス量を調整することで各室の内圧の差をなくし、各室間の熱処理ガスの行き来をなくして熱処理の精度を向上させるためである。
【００４３】
前記連続ガス浸炭装置１は、前記焼入室４の前記ベスチブル１４にエアを供給するエア供給路３１と、該エア供給路３１を開閉するエア供給路開閉バルブ３２と、を備える。前記エア供給路３１は、送風機等のエア供給源３３に接続されており、前記ベスチブル１４に強制的にエアを送り込むことにより、前記ベスチブル１４内の雰囲気をエアで置換する作用をする。
【００４４】
本実施の形態では、前記エア供給路３１は、前記焼入室側排ガス管路２８における前記焼入室側開閉バルブ２４の下流側（焼入室側）に接続されているが、これには限定されないことは勿論である。
【００４５】
前記のように構成される熱処理装置は、次のように作用する。
【００４６】
前記熱処理室３を順次移動しながら熱処理を受けた被処理体２は、前記降温室８と前記焼入室４との間の前記仕切り扉１６を開けて、前記降温室８から前記焼入室４のベスチブル１４へと搬入される。このとき、前記焼入室４には前記熱処理室３からの排ガスが導入されており、ベスチブル１４内には排ガス（浸炭ガス）が充満している。よって、前記仕切り扉１６の開閉によって前記降温室８の雰囲気が乱されることが防止される。
【００４７】
図２には、焼入室４への被処理体２の搬入直後の状態、すなわち、焼入室４のベスチブル１４に被処理体２が搬入されて、前記降温室８と前記焼入室４との間の前記仕切り扉１６が閉じられた状態（焼入直前の状態）が示されている。図２の状態では、前記エキセス側開閉バルブ３０が「閉」、前記焼入室側開閉バルブ２４が「開」、前記エア供給路開閉バルブ３２が「閉」、前記ダンパー２０が「閉」となっている。したがって、前記焼入室４には前記排ガス管路２３を通して前記熱処理室３からの排ガスが導入され、余分な排ガスは前記エキセス１９の前記迂回排出管路（小流量排出ライン）２１を通って排出される。該迂回排出管路２１に配設された前記流量調整バルブ２２によって、前記焼入室４内は、例えば５０Ｐａ程度の圧力に維持される。
【００４８】
前記仕切り扉１６が閉じられると、降温室８の輻射熱が仕切り扉１６によって遮られ、焼入室４に与えられなくなり、焼入室４のベスチブル１４の雰囲気温度が急激に低下する。そのため、ベスチブル１４内のガスが収縮しようとして、ベスチブル１４内の圧力が前記仕切り扉１６が開いていたときの圧力に対して急激に低下し、連続ガス浸炭装置１の外部の圧力に対して負圧になるおそれがある。しかしながら、前記仕切り扉１６が開閉される際、焼入室４内に熱処理室３の排ガスを供給し続けることにより、焼入室４内の圧力が急激に低下することを防止でき、焼入室４が装置外の圧力に対して負圧になることを抑制できる。
【００４９】
図３には、焼入時の状態が示されている。図３の状態では、前記エキセス側開閉バルブ３０が「開」、前記焼入室側開閉バルブ２４が「閉」、前記エア供給路開閉バルブ３２が「開」、前記ダンパー２０が「開」となっている。したがって、前記焼入室４にはエアが供給され、それまで焼入室のベスチブル１４内に充満していた排ガスがエアで置換される。排ガスはエアと混じってエキセス１９へと押し出され、全開の前記ダンパー（大流量排出ライン）２０を通過して外部へと排出される。
【００５０】
焼入室４の排ガスをエアで置換するのは、次工程で焼入れ済みの被処理体２を焼入室４から搬出する際に、搬出口１７からの排ガスの流出をなくするためである。よって、エアによる排ガスの置換は、焼入時間内（焼入油への被処理体の浸漬中）に完了させなければならない。このため、エアの流入量を多くする（例えば、ベスチブル１４の容積の３倍以上の量）とともに、排ガスの流出は全開の前記ダンパー（大流量排出ライン）２０を通じて行われる。また、被処理体２が焼入油に浸漬されると焼入室のベスチブル１４が負圧になるが、前記ダンパー２０が全開しているので、前記エキセス１９から大気エアが吸い込まれて負圧が瞬時に解消される。
【００５１】
なお、焼入室４と降温室８との間の前記仕切り扉１６は、前記降温室８の焼入室側端面に対してシール性が高められているので、前記焼入室８の圧力変動が前記降温室８の雰囲気に悪影響を及ぼすことはない。
【００５２】
ベスチブル１４にあった８５０℃等の高温の被処理体２が焼入油中に浸漬されると、ベスチブル１４内のガスを加熱する物がなくなるのでベスチブル１４の内圧が低下し負圧の方向に働く。その後、被処理体の浸漬で焼入油が沸騰すると、ベスチブル１４の内圧は反対に高圧方向へ働く。さらに、焼入油の沸騰が落ち着くとベスチブル１４内の温度も油槽１５の焼入油の温度も低下し、被処理体の浸漬直後と比べて、ベスチブル１４内の圧力が大きく低下する。このように、様々な作用でベスチブル１４内は負圧、高圧を不規則に繰り返す。これを制御装置で制御しようとしても、作用時間が速く、処理品の量や大きさによっても圧力変化の態様が異なるので、制御が難しい。これに対し、本実施の形態では、エア供給とエキセス１９のダンパー２０とにより、ベスチブル１４内の圧力を適切なレベルに迅速に復圧させることができる。
【００５３】
焼入れが終了したら、前記昇降装置の作動により、油槽１５内の被処理体２がベスチブル１４へと戻される。
【００５４】
図４には、焼入れ済みの被処理体２を焼入室４のベスチブル１４から搬出するときの状態が示されている。図４の状態も、図３の状態と同じく、前記エキセス側開閉バルブ３０が「開」、前記焼入室側開閉バルブ２４が「閉」、前記エア供給路開閉バルブ３２が「開」、前記ダンパー２０が「開」となっている。したがって、被処理体２を搬出するために前記搬出口扉１８を作動させて前記焼入室４の前記搬出口１７を開けても、該搬出口１７から流出するのはエアのみであり、排ガスが外部に流出してしまうことはない。このため、搬出口１７から流出する可燃性の排ガスを燃焼させるために前記搬出口１７の外側に従来設置されていたカーテン式等のバーナが不要となる。よって、バーナの燃焼熱に起因する焼入室４の内圧変動の問題が解決でき、且つ、コスト低減及びバーナ燃焼によるＣＯ２排出量の低減に貢献できる。
【００５５】
また、前記焼入室開閉バルブ２４が閉じているので、前記焼入室４側から前記熱処理室３側へのエアの流入が阻止される。よって、前記熱処理室３の雰囲気が害されることもない。
【００５６】
さらに、前記エキセス側開閉バルブ３０が開いているので、熱処理室３からの排ガスの排出量に変化はない。よって、熱処理室３の雰囲気が乱されることがない。
【００５７】
焼入室４からの被処理体２の搬出が完了したら、前記搬出口扉１８で前記搬出口１７が閉じられる。
【００５８】
図５には、被処理体２の焼入室４からの搬出が終わり、前記搬出口扉１８が閉じられた状態が示されている。図５の状態では、図２の状態と同じく、前記エキセス側開閉バルブ３０が「閉」、前記焼入室側開閉バルブ２４が「開」、前記エア供給路開閉バルブ３２が「閉」、前記ダンパー２０が「閉」とされる。これにより、前記焼入室４には前記熱処理室３からの排ガスが導入され、焼入室４のベスチブル１４内にそれまで充満していたエアが前記排ガスで置換される。
【００５９】
この置換が完了した後に、前記降温室８と前記焼入室４との間の前記仕切り扉１６が開いて、前記降温室８から前記焼入室４のベスチブル１４へと次の被処理体２が搬入される。以後、これら一連の工程の繰り返しにより、連続的に被処理体２が処理される。
【００６０】
図６には、前記背景技術の項で述べた従来の熱処理装置による焼入室の圧力変動の一態様が示されている。該従来の熱処理装置とは、降温室と焼入室との間の仕切り扉に連通孔を形成し、この連通孔を通して前記降温室内の浸炭ガスを前記焼入室へ導入する形式の熱処理装置であり、且つ、焼入室からの被処理品の取り出し時に焼入室搬出口から放出される可燃性の熱処理ガスを燃焼させるため、前記焼入室搬出口の近傍にカーテン式等のバーナが配設されている熱処理装置である。
【００６１】
図６に示すように、従来の熱処理装置においては、降温室から焼入室へと被処理品を移送するために降温室と焼入室との間の仕切り扉を開けると［図６の（１）］、熱処理室である降温室からの熱により焼入室のベスチブル内のガスが膨張するので、ベスチブル内の圧力が上昇する。
【００６２】
被処理品の焼入室への移送が終わり、前記仕切り扉を閉めると［図６の（２）］、降温室からの熱が遮断されるので、焼入室のベスチブル内のガスが収縮してベスチブル内の圧力が下降する。
【００６３】
続いて、被処理品を焼入油に浸漬する［図６の（３）］と、浸漬直後においては、それまでベスチブル内を加熱していた高温の被処理品がなくなるので、ベスチブル内のガスがさらに収縮して圧力が急激に下降し負圧となる。そのまま浸漬を続けると、焼入油の沸騰によりベスチブル内の圧力が急激に高まる。
【００６４】
その後、被処理品が冷えるにつれてベスチブル内の圧力は低下し、やがて前記仕切り扉を開く前の初期圧力状態に戻る。この初期圧力状態は、焼入れが終了し、被処理品を油槽からベスチブルへ戻した後［図６の（４）］も維持される。
【００６５】
焼入れ済みの被処理品を焼入室のベスチブルから取り出すために焼入室の搬出口扉を開けると［図６の（５）］、搬出口の近傍に配設されるバーナの燃焼によってベスチブル内のガスが加熱・燃焼されて膨張し、ベスチブル内の圧力が上昇する。
【００６６】
被処理品の搬出が終わると、前記搬出口扉が閉じられる［図６の（６）］とともに、前記ガスの燃焼も停止する。このため、焼入室のベスチブル内のガスが収縮して圧力が低下する。その後、初期圧力状態に戻り安定する。
【００６７】
以上のような従来の熱処理装置による焼入室の圧力変動の態様に対し、本実施の形態では、前記エア供給路３１によるエア供給と前記エキセス１９のダンパー２０（大流量排出ライン）とにより、ベスチブル１４内の圧力が適切なレベルに迅速に復圧されるので、図６におけるＡ部の圧力変動が改善される。また、本実施の形態では、焼入室の搬出口扉近傍のバーナが存在しないので、該バーナに起因するベスチブルの圧力変動、すなわち、図６におけるＢ部の圧力変動が改善される。さらには、本実施の形態においては、被処理品の焼入油への浸漬時、及び、搬出口扉の開閉時には仕切り扉１６が閉じられ、降温室８と焼入室４は遮断されているので、熱処理室の雰囲気が乱されることがない。
【００６８】
本実施の形態では、本発明を連続式熱処理装置について適用した場合を例に挙げて説明したが、これには限らず、本発明は、単一の熱処理室で昇温、浸炭、拡散等の処理が行われ、その後焼入室で焼入れが行われるバッチ炉についても適用できることは勿論である。
【００６９】
また、本発明は、浸炭処理、浸炭処理炉に限らず、ガス軟窒化処理、ガス軟窒化炉など、可燃性ガスを扱う熱処理方法および熱処理装置に好適である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱処理室において非減圧下で熱処理した被処理体を焼入室において冷却する熱処理方法であって、焼入済みの被処理体を前記焼入室から取り出す際に、前記熱処理室から前記焼入室へのガス導入のための連通を遮断することを特徴とする熱処理方法。
【請求項２】
焼入済みの被処理体を前記焼入室から取り出す前に前記ガス導入のための連通を遮断し、且つ、前記焼入室にエアを供給して、前記焼入室内の前記熱処理室側から流入した可燃性の熱処理ガスを排出することを特徴とする、請求項１に記載の熱処理方法。
【請求項３】
被処理体を非減圧下で熱処理する熱処理室と、該熱処理室で熱処理された被処理体を冷却する焼入室と、前記熱処理室と前記焼入室とを仕切る仕切り扉と、被処理体を前記焼入室から搬出するための搬出口と、該搬出口を開閉する搬出口扉と、前記熱処理室から前記焼入室へのガス導入のための連通路と、該連通路を開閉する連通路開閉手段と、を備える、熱処理装置。
【請求項４】
前記焼入室にエアを供給するエア供給路と、該エア供給路を開閉するエア供給路開閉バルブと、を備える、請求項３に記載の熱処理装置。
【請求項５】
前記熱処理室から前記焼入室へのガス導入のための連通路が、配管によって形成される、請求項３又は４に記載の熱処理装置。
【請求項６】
前記熱処理室を仕切る仕切り扉と、該仕切り扉の上方への開作動時に該仕切り扉を収容するとともに前記熱処理室と連通する仕切り扉室と、該仕切り扉室と前記焼入室とを連通せしめる配管と、該配管上に配設されるバルブと、を備え、前記配管によって前記連通路が形成され、前記バルブによって前記連通路開閉手段が形成される、請求項３，４又は５に記載の熱処理装置。
【請求項７】
前記焼入室に、バーナが配設された排気を行うエキセスが配設されている、請求項３乃至６のいずれか一項に記載の熱処理装置。
【請求項１】
熱処理室において非減圧下で熱処理した被処理体を焼入室において冷却する熱処理方法であって、焼入済みの被処理体を前記焼入室から取り出す際に、前記熱処理室から前記焼入室へのガス導入のための連通を遮断することを特徴とする熱処理方法。
【請求項２】
焼入済みの被処理体を前記焼入室から取り出す前に前記ガス導入のための連通を遮断し、且つ、前記焼入室にエアを供給して、前記焼入室内の前記熱処理室側から流入した可燃性の熱処理ガスを排出することを特徴とする、請求項１に記載の熱処理方法。
【請求項３】
被処理体を非減圧下で熱処理する熱処理室と、該熱処理室で熱処理された被処理体を冷却する焼入室と、前記熱処理室と前記焼入室とを仕切る仕切り扉と、被処理体を前記焼入室から搬出するための搬出口と、該搬出口を開閉する搬出口扉と、前記熱処理室から前記焼入室へのガス導入のための連通路と、該連通路を開閉する連通路開閉手段と、を備える、熱処理装置。
【請求項４】
前記焼入室にエアを供給するエア供給路と、該エア供給路を開閉するエア供給路開閉バルブと、を備える、請求項３に記載の熱処理装置。
【請求項５】
前記熱処理室から前記焼入室へのガス導入のための連通路が、配管によって形成される、請求項３又は４に記載の熱処理装置。
【請求項６】
前記熱処理室を仕切る仕切り扉と、該仕切り扉の上方への開作動時に該仕切り扉を収容するとともに前記熱処理室と連通する仕切り扉室と、該仕切り扉室と前記焼入室とを連通せしめる配管と、該配管上に配設されるバルブと、を備え、前記配管によって前記連通路が形成され、前記バルブによって前記連通路開閉手段が形成される、請求項３，４又は５に記載の熱処理装置。
【請求項７】
前記焼入室に、バーナが配設された排気を行うエキセスが配設されている、請求項３乃至６のいずれか一項に記載の熱処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−５７１０７（Ｐ２０１３−５７１０７Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９６６６４（Ｐ２０１１−１９６６６４）
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（３０６０３９１２０）ＤＯＷＡサーモテック株式会社 (45)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（３０６０３９１２０）ＤＯＷＡサーモテック株式会社 (45)
【Ｆターム（参考）】
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