(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023173176
(43)【公開日】2023-12-07
(54)【発明の名称】熱処理設備
(51)【国際特許分類】
F27B 5/04 20060101AFI20231130BHJP
F27D 7/06 20060101ALI20231130BHJP
F27D 9/00 20060101ALI20231130BHJP
C21D 1/00 20060101ALI20231130BHJP
C21D 1/74 20060101ALI20231130BHJP
C21D 1/76 20060101ALI20231130BHJP
F27B 5/12 20060101ALI20231130BHJP
C21D 1/773 20060101ALI20231130BHJP
F27D 3/06 20060101ALI20231130BHJP
【ＦＩ】
F27B5/04
F27D7/06 C
F27D9/00
C21D1/00 111
C21D1/74 P
C21D1/76 G
F27B5/12
C21D1/773 D
F27D3/06 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022085242
(22)【出願日】2022-05-25
(71)【出願人】
【識別番号】000003713
【氏名又は名称】大同特殊鋼株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100076473
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 昭夫
(74)【代理人】
【識別番号】100112900
【弁理士】
【氏名又は名称】江間 路子
(74)【代理人】
【識別番号】100198247
【弁理士】
【氏名又は名称】並河 伊佐夫
(72)【発明者】
【氏名】浅井 康一郎
【テーマコード（参考）】
4K034
4K055
4K061
4K063
【Ｆターム（参考）】
4K034AA07
4K034AA11
4K034AA17
4K034AA19
4K034BA01
4K034CA05
4K034CA06
4K034DB02
4K034DB03
4K034DB04
4K034DB05
4K034DB06
4K034EA02
4K034GA01
4K034GA11
4K034GA12
4K034GA18
4K055AA06
4K055EA00
4K061AA01
4K061BA02
4K061CA21
4K061DA05
4K061EA10
4K061FA14
4K061GA02
4K061GA03
4K063AA05
4K063AA15
4K063BA02
4K063CA01
4K063CA06
4K063DA05
4K063DA06
4K063DA19
4K063DA24
4K063DA33
4K063DA34
4K063EA06
(57)【要約】
【課題】ブルーイング処理を含む一連の熱処理を被処理品に施すことができ、設備停止により炉内雰囲気の組成が変動した場合でも再立ち上げを短時間で行うことができる熱処理設備を提供する。
【解決手段】熱処理設備１は、（Ａ）レール１０に沿って配置され、真空排気口３２を備えたバッチ式の熱処理チャンバであって、被処理品Ｗを加熱する加熱チャンバ１２と、（Ｂ）熱処理チャンバであって、過熱水蒸気または酸化性ガスを炉内に供給する供給口３４Ｂを備え、被処理品の表面に酸化膜を形成するブルーイング処理チャンバ１４と、（Ｃ）被処理品Ｗを収容し被処理品Ｗを保温する保温チャンバ５６と、加熱チャンバ１２若しくはブルーイング処理チャンバ１４と保温チャンバ５６との間で被処理品Ｗを受渡しする受渡しチャンバ５４と、を備えた搬送ユニット２０と、を有する。
【選択図】 図１
【解決手段】熱処理設備１は、（Ａ）レール１０に沿って配置され、真空排気口３２を備えたバッチ式の熱処理チャンバであって、被処理品Ｗを加熱する加熱チャンバ１２と、（Ｂ）熱処理チャンバであって、過熱水蒸気または酸化性ガスを炉内に供給する供給口３４Ｂを備え、被処理品の表面に酸化膜を形成するブルーイング処理チャンバ１４と、（Ｃ）被処理品Ｗを収容し被処理品Ｗを保温する保温チャンバ５６と、加熱チャンバ１２若しくはブルーイング処理チャンバ１４と保温チャンバ５６との間で被処理品Ｗを受渡しする受渡しチャンバ５４と、を備えた搬送ユニット２０と、を有する。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
（Ａ）搬送軌道に沿って配置され、真空排気口を備えたバッチ式の熱処理チャンバであって、被処理品を加熱する加熱チャンバと、
（Ｂ）前記熱処理チャンバであって、過熱水蒸気または酸化性ガスを炉内に供給する供給口を備え、前記被処理品の表面に酸化膜を形成するブルーイング処理チャンバと、
（Ｃ）前記被処理品を収容し該被処理品を保温する保温チャンバと、前記加熱チャンバ若しくはブルーイング処理チャンバと前記保温チャンバとの間で前記被処理品を受渡しする受渡しチャンバと、を備えた搬送ユニットと、
を有する熱処理設備。
（Ｂ）前記熱処理チャンバであって、過熱水蒸気または酸化性ガスを炉内に供給する供給口を備え、前記被処理品の表面に酸化膜を形成するブルーイング処理チャンバと、
（Ｃ）前記被処理品を収容し該被処理品を保温する保温チャンバと、前記加熱チャンバ若しくはブルーイング処理チャンバと前記保温チャンバとの間で前記被処理品を受渡しする受渡しチャンバと、を備えた搬送ユニットと、
を有する熱処理設備。
【請求項2】
前記ブルーイング処理チャンバは、過熱水蒸気と酸化性ガスのいずれかに切り替えて炉内に供給する切替機構を更に備えている、請求項１に記載の熱処理設備。
【請求項3】
前記熱処理チャンバであって、前記加熱チャンバで加熱された前記被処理品を所定温度にまで徐冷する徐冷チャンバを更に備えている、請求項１，２の何れかに記載の熱処理設備。
【請求項4】
前記熱処理チャンバであって、被処理品に付着した油分を蒸発させる脱脂チャンバを更に備えている、請求項１，２の何れかに記載の熱処理設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は被処理品に熱処理を行う熱処理設備に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、所定形状の電磁鋼板を曲げ加工等で所定の形に成形し製造される変圧器用のトランスコアの製造では、鉄損を回復させトランス性能の向上させる歪抜焼鈍や、鋼板表面に青色または黒色の四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）の皮膜を作り、鋼板表面を保護するブルーイング処理が行われる。これらの処理は、もっぱら連続雰囲気炉を用いて実施されるのが一般的であった（例えば下記特許文献１参照）。
【0003】
しかしながら上記のような連続雰囲気炉を用いた場合、以下の点が課題とされていた。
（１）連続雰囲気炉停止後の再立上げに際して雰囲気が処理に適した状態になるのに時間を要してしまう。（２）その為、熱処理を行わない場合にも炉内雰囲気を維持する為に、炉内温度と雰囲気を維持しておく必要がある。（３）よって、休日も保安要員の配置が必要となり、また炉内状態を維持するために余分なエネルギーを要してしまう。（４）また連続炉であることから各処理品重量に応じたヒートパターン設定を行う事が出来ない。
（１）連続雰囲気炉停止後の再立上げに際して雰囲気が処理に適した状態になるのに時間を要してしまう。（２）その為、熱処理を行わない場合にも炉内雰囲気を維持する為に、炉内温度と雰囲気を維持しておく必要がある。（３）よって、休日も保安要員の配置が必要となり、また炉内状態を維持するために余分なエネルギーを要してしまう。（４）また連続炉であることから各処理品重量に応じたヒートパターン設定を行う事が出来ない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１９－２１５１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は以上のような事情を背景とし、ブルーイング処理を含む一連の熱処理を被処理品に施すことができ、設備停止により炉内雰囲気の組成が変動した場合でも再立ち上げを短時間で行うことができる熱処理設備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】
而して本発明の熱処理設備は次のように規定される。即ち、
（Ａ）搬送軌道に沿って配置され、真空排気口を備えたバッチ式の熱処理チャンバであって、被処理品を加熱する加熱チャンバと、
（Ｂ）前記熱処理チャンバであって、過熱水蒸気または酸化性ガスを炉内に供給する供給口を備え、前記被処理品の表面に酸化膜を形成するブルーイング処理チャンバと、
（Ｃ）前記被処理品を収容し該被処理品を保温する保温チャンバと、前記加熱チャンバ若しくはブルーイング処理チャンバと前記保温チャンバとの間で前記被処理品を受渡しする受渡しチャンバと、を備えた搬送ユニットと、
を有する。
（Ａ）搬送軌道に沿って配置され、真空排気口を備えたバッチ式の熱処理チャンバであって、被処理品を加熱する加熱チャンバと、
（Ｂ）前記熱処理チャンバであって、過熱水蒸気または酸化性ガスを炉内に供給する供給口を備え、前記被処理品の表面に酸化膜を形成するブルーイング処理チャンバと、
（Ｃ）前記被処理品を収容し該被処理品を保温する保温チャンバと、前記加熱チャンバ若しくはブルーイング処理チャンバと前記保温チャンバとの間で前記被処理品を受渡しする受渡しチャンバと、を備えた搬送ユニットと、
を有する。
【0007】
本発明の熱処理設備によれば、被処理品を、搬送ユニットを用いて複数のバッチ式の熱処理チャンバ内に、決められた順に搬送することにより、ブルーイング処理を含む一連の熱処理を被処理品に施すことができる。ここでバッチ式の各熱処理チャンバは、真空排気口を備えており、真空排気を通じて炉内雰囲気を短時間で処理に適した状態に入れ替えることができるため、一旦設備停止により炉内雰囲気の組成が変動した場合でも、その後の再立ち上げを短時間で行うことができる。このため従来の連続雰囲気炉の場合のように、熱処理を行わない場合に炉内雰囲気の状態を維持しておく必要なく、炉内雰囲気の状態を維持するためだけの無駄なエネルギー使用を削減できる。
【0008】
ここで、前記ブルーイング処理チャンバは、過熱水蒸気と酸化性ガスのいずれかに切り替えて炉内に供給する切替機構を更に備えるように構成することができる。
このようにすれば、過熱水蒸気によるブルーイング処理と、酸化性ガスによるブルーイング処理を簡便に切り替えることができる。
このようにすれば、過熱水蒸気によるブルーイング処理と、酸化性ガスによるブルーイング処理を簡便に切り替えることができる。
【0009】
また本発明の熱処理設備では、前記熱処理チャンバであって、前記加熱チャンバで加熱された前記被処理品を所定温度にまで徐冷する徐冷チャンバを更に備えるように構成することができる。
このようにすることで、加熱、徐冷、ブルーイング処理の順に熱処理を行なう、歪抜焼鈍とブルーイング処理とを含む一連の熱処理を効率良く実現することができる。
このようにすることで、加熱、徐冷、ブルーイング処理の順に熱処理を行なう、歪抜焼鈍とブルーイング処理とを含む一連の熱処理を効率良く実現することができる。
【0010】
また本発明の熱処理設備では、前記熱処理チャンバであって、被処理品に付着した油分を蒸発させる脱脂チャンバを更に備えるように構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の一実施形態の熱処理設備の全体構成を示した図である。
【図2】同実施形態における加熱チャンバ及び搬送ユニットの内部構造を示した断面図である。
【図3】同加熱チャンバ及び搬送ユニットの平面図である。
【図5】同実施形態における受渡し機構の動作説明図である。
【図6】同実施形態におけるブルーイング処理チャンバの内部構造を示した断面図である。
【図7】同実施形態における熱処理の各工程を被処理品に対するヒートパターン及び圧力パターンとともに示した図である。
【図8】脱脂チャンバを更に追加した熱処理設備の全体構成を示した図である。
【図9】冷却チャンバを別途設けた変形例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
次に本発明の実施形態を以下に詳しく説明する。
図７は、本実施形態における熱処理の各工程を被処理品Ｗに対するヒートパターン及び圧力パターンとともに示したものである。
図７の例は、所定形状に加工された電磁鋼板を被処理品Ｗとし、かかる被処理品Ｗに対し歪抜焼鈍処理およびブルーイング処理を行なうもので、具体的には、加熱工程Ｋ１で被処理品Ｗを８００℃まで加熱し、その後徐冷工程Ｋ３で所定温度（ここでは４００℃）まで所定の温度勾配で徐冷し、かかる所定温度を保持した状態でブルーイング処理を行なう（ブルーイング処理工程Ｋ５）。これら加熱、徐冷、ブルーイングの各処理は、それぞれ別個のバッチ式の熱処理チャンバで行われる。なお、図７で示すヒートパターンおよび圧力パターンは一例であり、必要に応じて適宜変更可能である。
図７は、本実施形態における熱処理の各工程を被処理品Ｗに対するヒートパターン及び圧力パターンとともに示したものである。
図７の例は、所定形状に加工された電磁鋼板を被処理品Ｗとし、かかる被処理品Ｗに対し歪抜焼鈍処理およびブルーイング処理を行なうもので、具体的には、加熱工程Ｋ１で被処理品Ｗを８００℃まで加熱し、その後徐冷工程Ｋ３で所定温度（ここでは４００℃）まで所定の温度勾配で徐冷し、かかる所定温度を保持した状態でブルーイング処理を行なう（ブルーイング処理工程Ｋ５）。これら加熱、徐冷、ブルーイングの各処理は、それぞれ別個のバッチ式の熱処理チャンバで行われる。なお、図７で示すヒートパターンおよび圧力パターンは一例であり、必要に応じて適宜変更可能である。
【0013】
図１は本実施形態の熱処理設備１の概略全体構成を示している。同図において、１０は図中左右方向に直線状に延設された搬送軌道たるレールで、このレール１０に沿って複数のバッチ式の熱処理チャンバ（ここでは加熱チャンバ１２、徐冷チャンバ１３、ブルーイング処理チャンバ１４）が、後述の開口部４４（図２参照）を同方向である図中上方に向けた状態で直線状に一列に配置されている。また、図１中の左端には装入テーブル１６が設けられ、同図中の右端には抽出テーブル１８が設けられている。
【0014】
２０は、レール１０上を走行する搬送ユニットである。搬送ユニット２０は、装入テーブル１６上の被処理品Ｗを受け取ってレール１０上を走行し、加熱チャンバ１２に被処理品Ｗを装入する。
或いは加熱チャンバ１２において加熱された後の被処理品Ｗを加熱チャンバ１２から受け取ってレール１０上を走行し、徐冷チャンバ１３に被処理品Ｗを装入する。
或いは徐冷チャンバ１３において徐冷された後の被処理品Ｗを徐冷チャンバ１３から受け取ってレール１０上を走行し、ブルーイング処理チャンバ１４に被処理品Ｗを装入する。
また搬送ユニット２０は、ブルーイング処理チャンバ１４にてブルーイング処理された後の被処理品Ｗを受け取ってレール１０上を走行し、これを抽出テーブル１８へと搬送する。
或いは加熱チャンバ１２において加熱された後の被処理品Ｗを加熱チャンバ１２から受け取ってレール１０上を走行し、徐冷チャンバ１３に被処理品Ｗを装入する。
或いは徐冷チャンバ１３において徐冷された後の被処理品Ｗを徐冷チャンバ１３から受け取ってレール１０上を走行し、ブルーイング処理チャンバ１４に被処理品Ｗを装入する。
また搬送ユニット２０は、ブルーイング処理チャンバ１４にてブルーイング処理された後の被処理品Ｗを受け取ってレール１０上を走行し、これを抽出テーブル１８へと搬送する。
【0015】
図２に、加熱チャンバ１２及び搬送ユニット２０の内部構造が示してある。
同図に示しているように加熱チャンバ１２は、有底の円筒状とされた耐圧性の炉殻２２と、その内部に配置された断熱材２４とを有している。断熱材２４は有底の円筒状の断熱壁２５を構成している。そしてその断熱壁２５は内側に処理室２６を形成している。
この加熱チャンバ１２には真空排気口３２が設けられている。真空排気口３２は図示を省略する真空ポンプに繋がっており、該真空排気口からチャンバ内の空気もしくは雰囲気ガスを吸引（排気）することによりチャンバ内（処理室２６内）が真空状態（減圧状態）とされる。
同図に示しているように加熱チャンバ１２は、有底の円筒状とされた耐圧性の炉殻２２と、その内部に配置された断熱材２４とを有している。断熱材２４は有底の円筒状の断熱壁２５を構成している。そしてその断熱壁２５は内側に処理室２６を形成している。
この加熱チャンバ１２には真空排気口３２が設けられている。真空排気口３２は図示を省略する真空ポンプに繋がっており、該真空排気口からチャンバ内の空気もしくは雰囲気ガスを吸引（排気）することによりチャンバ内（処理室２６内）が真空状態（減圧状態）とされる。
【0016】
加熱チャンバ１２にはまた、その内部に窒素ガス、水素等の還元性ガスの片方、もしくは双方を供給するための供給口３４が設けられている。供給口３４から供給された窒素ガスは、一旦ヘッダー３６へと導かれ、更にこのヘッダー３６に続く分岐管３７及び分岐管３７に設けられたノズル３８から加熱チャンバ１２内部、詳しくは断熱壁２５内側の処理室２６へと導入される。尚ここでは分岐管３７に１つのノズル３８が設けられているが、複数のノズル３８を設けておいても良い。
【0017】
断熱壁２５の内壁には加熱手段としてのヒータ２８が設けられるとともに、断熱壁２５には、処理室２６内で供給された窒素ガスを撹拌させて対流させ、被処理品Ｗの昇温期においてその昇温を促進する対流加熱用のファン３９と、これを回転させるモータ４０とが設けられている。また断熱壁２５には、モータ４０を熱から保護するための水冷パネル４１がモータ４０近傍に設けられている。
【0018】
加熱チャンバ１２には、開口部４４を開閉する引戸式の扉４２が設けられている。扉４２はシリンダ４６によってフランジ４８内面を摺動し、閉状態で開口部４４をゴムパッキンを介して気密にシールする。この扉４２には板状の断熱材５５が一体移動する状態に設けられており、この断熱材５５によって円筒状の断熱壁２５の開口部５２が閉鎖される。
加熱チャンバ１２においては、扉４２の内面側にも、開口部４４を気密にシールするゴムパッキンを熱から保護するための水冷パネル５１が設けられている。
加熱チャンバ１２においては、扉４２の内面側にも、開口部４４を気密にシールするゴムパッキンを熱から保護するための水冷パネル５１が設けられている。
【0019】
以上、加熱チャンバ１２についての構造を説明したが、他の熱処理チャンバである徐冷チャンバ１３およびブルーイング処理チャンバ１４も基本的に同様の構造である。このため徐冷チャンバ１３およびブルーイング処理チャンバ１４において、加熱チャンバ１２と同様の部分については符号のみを示して詳しい説明は省略する。但し、徐冷チャンバ１３においては、その内部に雰囲気ガスの温度を熱交換により低下させる熱交換器（図示省略）を備えている。
【0020】
図６は、同実施形態におけるブルーイング処理チャンバ１４の内部構造を示した断面図である。ブルーイング処理チャンバ１４では、被処理品Ｗの表面に酸化被膜を形成するブルーイング処理が行われる。ブルーイング処理チャンバ１４の供給口３４Ｂには、過熱水蒸気をチャンバ内に供給するための第１供給ライン１４０と、酸化性ガスとしての大気をチャンバ内に供給するための第２供給ライン１４５が接続されている。
【0021】
第１供給ライン１４０は、過熱水蒸気源１４４から供給口３４Ｂに向けて延びており、その流路上に設けられた流量調整弁１４２および開閉弁１４１を含んで構成されている。
第２供給ライン１４５は、エアー供給源１４９から供給口３４Ｂに向けて延びており、その流路上に設けられた流量調整弁１４７と開閉弁１４６を含んで構成されている。
これら供給ライン上に設けられた開閉弁１４１および１４６は、図示を省略する制御部によってその開閉動作が制御され、供給口３４Ｂを通じて過熱水蒸気または大気が択一的にチャンバ内に供給される。即ち、開閉弁１４１および１４６は、過熱水蒸気と大気のいずれかに切り替えてチャンバ内にブルーイング処理のためのガスを供給する切替機構を構成する。
第２供給ライン１４５は、エアー供給源１４９から供給口３４Ｂに向けて延びており、その流路上に設けられた流量調整弁１４７と開閉弁１４６を含んで構成されている。
これら供給ライン上に設けられた開閉弁１４１および１４６は、図示を省略する制御部によってその開閉動作が制御され、供給口３４Ｂを通じて過熱水蒸気または大気が択一的にチャンバ内に供給される。即ち、開閉弁１４１および１４６は、過熱水蒸気と大気のいずれかに切り替えてチャンバ内にブルーイング処理のためのガスを供給する切替機構を構成する。
【0022】
図２において、搬送ユニット２０は、レール１０上を走行する走行台車９０を有しており、更に走行台車９０上において、後述の保温チャンバ５６を受渡しチャンバ５４とともにレール１０と直交方向である図２中左右方向に進退移動し、受渡しチャンバ５４及び保温チャンバ５６を加熱チャンバ１２及び徐冷チャンバ１３に対して連結及び連結解除させる連結台車９２を有している。
９４は、その連結台車９２を図２中左右方向に微小ストローク進退移動させるシリンダで、保温チャンバ５６及び受渡しチャンバ５４は、このシリンダ９４によりローラ９６の転動を伴って図２中左右方向に進退移動せしめられる。
この実施形態では、これら連結台車９２，ローラ９６，シリンダ９４等が進退移動手段を成している。
９４は、その連結台車９２を図２中左右方向に微小ストローク進退移動させるシリンダで、保温チャンバ５６及び受渡しチャンバ５４は、このシリンダ９４によりローラ９６の転動を伴って図２中左右方向に進退移動せしめられる。
この実施形態では、これら連結台車９２，ローラ９６，シリンダ９４等が進退移動手段を成している。
【0023】
搬送ユニット２０は、加熱チャンバ１２，徐冷チャンバ１３，ブルーイング処理チャンバ１４側の前部に受渡しチャンバ５４を、反対側の後部に保温チャンバ５６を、有している。
【0024】
受渡しチャンバ５４は、耐圧性の角筒状の筒壁５８を有しており、その内部に被処理品Ｗを収容する収容室６０を形成している。この収容室６０には受渡し機構６２が設けられている。
受渡し機構６２は、加熱チャンバ１２等と後部の保温チャンバ５６との間で被処理品Ｗを受渡しするもので、図５に示しているようにフォーク部６２Ａと水平スライド部材６２Ｂ，６２Ｃとを有しており、それらを水平方向にスライドさせることによりフォーク部６２Ａにて被処理品Ｗを受渡しする。
受渡し機構６２は、加熱チャンバ１２等と後部の保温チャンバ５６との間で被処理品Ｗを受渡しするもので、図５に示しているようにフォーク部６２Ａと水平スライド部材６２Ｂ，６２Ｃとを有しており、それらを水平方向にスライドさせることによりフォーク部６２Ａにて被処理品Ｗを受渡しする。
【0025】
この受渡しチャンバ５４には真空排気口６３が設けられており、この真空排気口６３が、図３に示す真空ポンプ６４に対して排気管６６Ａを通じて接続され、受渡しチャンバ５４の内部が真空ポンプ６４により真空排気されるようになっている。
排気管６６上には電磁弁から成る開閉弁６８Ａが設けられており、開閉弁６８Ａの開閉によって、真空排気口６３と真空ポンプ６４とが連通及び連通遮断されるようになっている。
排気管６６上には電磁弁から成る開閉弁６８Ａが設けられており、開閉弁６８Ａの開閉によって、真空排気口６３と真空ポンプ６４とが連通及び連通遮断されるようになっている。
【0026】
受渡しチャンバ５４にはまた、図３に示しているように供給口７０が設けられており、この供給口７０を通じて窒素ガスが受渡しチャンバ５４内に供給されるようになっている。
受渡しチャンバ５４は、その前端即ち図２中左端が扉を有しない開口部７２とされている。受渡しチャンバ５４にはこの開口部７２周りに偏平な枠状パッキン７４が設けられている。
受渡しチャンバ５４は、この枠状パッキン７４を加熱チャンバ１２，徐冷チャンバ１３およびブルーイング処理チャンバ１４の外面に気密に接触させる状態に、加熱チャンバ１２，徐冷チャンバ１３およびブルーイング処理チャンバ１４側への前進移動により、それら加熱チャンバ１２，徐冷チャンバ１３およびブルーイング処理チャンバ１４にドッキングされる。
受渡しチャンバ５４は、その前端即ち図２中左端が扉を有しない開口部７２とされている。受渡しチャンバ５４にはこの開口部７２周りに偏平な枠状パッキン７４が設けられている。
受渡しチャンバ５４は、この枠状パッキン７４を加熱チャンバ１２，徐冷チャンバ１３およびブルーイング処理チャンバ１４の外面に気密に接触させる状態に、加熱チャンバ１２，徐冷チャンバ１３およびブルーイング処理チャンバ１４側への前進移動により、それら加熱チャンバ１２，徐冷チャンバ１３およびブルーイング処理チャンバ１４にドッキングされる。
【0027】
他方、後者の保温チャンバ５６は有底円筒状をなす耐圧性の炉殻７６の内部に断熱材７８を有しており、その断熱材７８が断熱壁８０を構成している。断熱壁８０は内側に収容室８２を形成しており、そこに被処理品Ｗを収容するようになっている。
収容室８２には架台８４が設けられている。収容室８２内の被処理品Ｗは、その架台８４上に載置されて支持される。
収容室８２には架台８４が設けられている。収容室８２内の被処理品Ｗは、その架台８４上に載置されて支持される。
【0028】
この保温チャンバ５６には、図４に示しているようにその内部の雰囲気ガスを真空排気するための真空排気口８６が設けられており、この真空排気口８６が、図３に示すように上記の真空ポンプ６４に対して排気管６６Ｂを通じ接続されている。
この排気管６６Ｂ上には電磁バルブから成る開閉弁６８Ｂが設けられており、開閉弁６８Ｂの開閉動作によって真空排気口８６と真空ポンプ６４とが連通及び連通遮断されるようになっている。
この排気管６６Ｂ上には電磁バルブから成る開閉弁６８Ｂが設けられており、開閉弁６８Ｂの開閉動作によって真空排気口８６と真空ポンプ６４とが連通及び連通遮断されるようになっている。
【0029】
保温チャンバ５６は、断熱壁８０の内部に、被処理品Ｗを保温するための加熱手段としてのヒータ１２０が設けられている。そして保温チャンバ５６には、断熱壁８０の上部の開口１０４及び下部の開口１０６を開閉する断熱材製の扉１１０，１１２が設けられており、それらがシリンダ１１４，１１６にて開閉動作せしめられる。
【0030】
保温チャンバ５６にはまた、冷却ガスとして窒素ガスを内部に供給する供給口８８が炉殻７６に設けられている。
またその内部には、供給された窒素ガスを水冷パイプ間に通すことで、熱交換により温度低下させる熱交換器９８と、これにより冷却された窒素ガスを撹拌し、保温チャンバ５６内で循環させる冷却ファン１００と、これを回転させるモータ１０２とを有しており、それらが被処理品Ｗに対するガス冷却装置を構成している。
またその内部には、供給された窒素ガスを水冷パイプ間に通すことで、熱交換により温度低下させる熱交換器９８と、これにより冷却された窒素ガスを撹拌し、保温チャンバ５６内で循環させる冷却ファン１００と、これを回転させるモータ１０２とを有しており、それらが被処理品Ｗに対するガス冷却装置を構成している。
【0031】
このガス冷却装置では、冷却ファン１００の回転により、温度低下した窒素ガスが断熱壁８０の下部の開口１０６を通じ上向きに流れて被処理品Ｗに当り、これを冷却した後断熱壁８０の上部の開口１０４より流出し、再び熱交換器９８を通過してそこで温度低下せしめられる。そしてそのような循環流れを生じつつ被処理品Ｗを冷却処理する。なお、１１８は該冷却ファン１００の過熱を防止するために開口１０４上に設けられた冷却水配管である。
【0032】
即ちこの実施形態では、保温チャンバ５６に、被処理品Ｗを保温する保温機能と併せて冷却機能も備えられている。
【0033】
図２に示しているように、保温チャンバ５６と受渡しチャンバ５４との間、詳しくは保温チャンバ５６の受渡しチャンバ５４側の端部には開口部１２２が設けられており、この開口部１２２が、シリンダ１２４によってフランジ１２６内面を摺動する扉１２８によって開閉されるようになっている。
【0034】
前記の加熱チャンバ１２におけるのと同様、この保温チャンバ５６の扉１２８にもまた、断熱壁８０の開口部１２９を開閉する板状の断熱材１３０が一体移動する状態に設けられており、また開口部１２２を気密にシールするゴムパッキンを熱から保護するための水冷パネル１３２が扉１２８に設けられている。
【0035】
次に、本実施形態における熱処理設備１を用いた一連の熱処理動作について、具体的に説明する。
先ず搬送ユニット２０は、受渡しチャンバ５４において受渡し機構６２により装入テーブル１６（図１参照）上の被処理品Ｗを受け取り、これを受渡しチャンバ５４内に収容する。その後、搬送ユニット２０は加熱チャンバ１２の位置まで移動し、被処理品Ｗを搬送する。
先ず搬送ユニット２０は、受渡しチャンバ５４において受渡し機構６２により装入テーブル１６（図１参照）上の被処理品Ｗを受け取り、これを受渡しチャンバ５４内に収容する。その後、搬送ユニット２０は加熱チャンバ１２の位置まで移動し、被処理品Ｗを搬送する。
【0036】
その後、搬送ユニット２０は、シリンダ９４により受渡しチャンバ５４を後部の保温チャンバ５６とともに加熱チャンバ１２側に微小距離前進移動させて、受渡しチャンバ５４の先端の枠状パッキン７４を加熱チャンバ１２の外面に密着させる状態に、加熱チャンバ１２に対しドッキングさせる。
【0037】
そして保温チャンバ５６との間の扉１２８を閉鎖した状態で、真空ポンプ６４により真空排気口６３を通じて受渡しチャンバ５４内部が真空排気され、受渡しチャンバ５４内部が加熱チャンバ１２と同程度の真空圧まで減圧される。
【0038】
受渡しチャンバ５４内の圧力が加熱チャンバ１２内の圧力と同程度の真空圧となったところで、加熱チャンバ１２の扉４２を開いて、受渡しチャンバ５４内の被処理品Ｗを受渡し機構６２により加熱チャンバ１２内の処理室２６に装入し、架台３０上にセットする。
【0039】
被処理品Ｗが加熱チャンバ１２内に装入されると、被処理品Ｗの加熱が開始され、図７の加熱工程Ｋ１で示すように、被処理品Ｗは目標加熱温度である８００℃まで昇温せしめられる。
【0040】
その際に昇温を促進するため、加熱チャンバ１２内に窒素ガスが供給口３４から供給されるとともに、対流ファン３９が回転せしめられて、その対流ファン３９による対流加熱とヒータ２８による輻射熱とによって、被処理品Ｗが速やかに目標加熱温度の８００℃まで昇温せしめられる。被処理品Ｗが８００℃まで昇温したところで、加熱チャンバ１２内部の窒素ガスが真空排気口３２を通じて真空排気され、加熱チャンバ１２内部が設定された真空圧（例えば１０Ｐａ）に減圧される。
【0041】
被処理品Ｗに対する加熱処理を終えたところで、一旦加熱チャンバ１２から離れていた搬送ユニット２０を再び加熱チャンバ１２に向けて前進移動させ、受渡しチャンバ５４を加熱チャンバ１２に対しドッキングさせる。そして受渡しチャンバ５４の内部と保温チャンバ５６の内部とを真空ポンプ６４により真空排気し、それらを真空圧とし、扉１２８を開く。
【0042】
その後に加熱チャンバ１２の扉４２を開いて、加熱チャンバ１２内の加熱処理後の被処理品Ｗを受渡しチャンバ５４内に移動させ、引続いてこれを受渡しチャンバ５４から保温チャンバ５６へと移動させて、被処理品Ｗを保温チャンバ５６内に収容する。保温チャンバ５６はヒータ１２０を通電させることにより８００℃に予熱され、収容された被処理品Ｗは８００℃に保持され、その間に搬送ユニット２０は徐冷チャンバ１３に移動する。
【0043】
続いて搬送ユニット２０は、被処理品Ｗを徐冷チャンバ１３に装入する。なお、熱処理チャンバ１３，１４と搬送ユニット２０との間での被処理品Ｗの受渡し動作は、上述の加熱チャンバ１２と搬送ユニット２０との間での受渡し動作と同様であるため、以降の受渡し動作については詳しい説明は省略する。
【0044】
８００℃で温度保持された被処理品Ｗを受けた徐冷チャンバ１３は、被処理品Ｗに対し徐冷を行う。その際に、徐冷チャンバ１３内は窒素ガスが供給口３４から供給されるとともに、対流ファン３９が回転せしめられて、その対流ファン３９による対流伝熱によって、被処理品Ｗが次の目標温度（４００℃）に向けて徐冷される。
【0045】
徐冷が終了すると、搬送ユニット２０が徐冷チャンバ１３から徐冷後の被処理品Ｗを取り出して、保温チャンバ５６内に収容し、所定温度（４００℃）で保温する。次に、搬送ユニット２０は図１中右方向に移動して、被処理品Ｗをブルーイング処理チャンバ１４の前まで搬送し、続いてこれをブルーイング処理チャンバ１４へと装入する。
【0046】
被処理品Ｗがブルーイング処理チャンバ１４内に装入されると、被処理品Ｗを所定温度（４００℃）に保持した状態で、図６で示す第１供給ライン１４０の開閉弁１４１が開いて、真空状態の処理室２６内に供給口３４Ｂを通じて過熱水蒸気が導入され、被処理品Ｗにブルーイング処理が施される。なお、この例では被処理品Ｗの温度を４００℃としたが、ブルーイング処理は３００℃～４５０℃の範囲内で行うのが好ましい。また過熱水蒸気に代えて大気をチャンバ内に導入してブルーイング処理を行なうことも可能である。その際には、第１供給ライン１４０の開閉弁１４１を閉じて、第２供給ライン１４５の開閉弁１４６を開くことで、大気（エアー）をチャンバ内に導入することができる。
【0047】
ブルーイング処理が終了すると、搬送ユニット２０がブルーイング処理チャンバ１４から被処理品Ｗを取り出して、保温チャンバ５６内に収容し、被処理品Ｗを冷却する。その際、図４で示す供給口８８より窒素ガスを導入し、チャンバ内を所定圧力に加圧して、ガス冷却手段たる熱交換器９８に冷却水を通水するとともにファン１００を回転させ、保温チャンバ５６内のガスを同図に矢印で示したように、熱交換器９８と被処理品Ｗに強制循環させ、被処理品Ｗをガス冷却する。
【0048】
そして冷却された被処理品Ｗは、図１中右端の抽出テーブル１８へと排出される。これにより被処理品Ｗの一連の熱処理が完了する。抽出テーブル１８上に排出された被処理品Ｗは、続いて下流工程へと引き取られて行く。
【0049】
以上のように構成された本実施形態の熱処理設備１によれば、被処理品Ｗを、搬送ユニット２０を用いて複数のバッチ式の熱処理チャンバ１２，１３，１４内に、決められた順に搬送することにより、歪抜焼鈍とブルーイング処理を含む一連の熱処理を被処理品Ｗに施すことができる。
ここでバッチ式の各熱処理チャンバ１２，１３，１４は、真空排気口３２を備えており、真空排気を通じて炉内雰囲気を短時間で処理に適した状態に入れ替えることができるため、一旦設備停止により炉内雰囲気の組成が変動した場合でも、その後の再立ち上げを短時間で行うことができる。このため従来の連続雰囲気炉の場合のように、熱処理を行わない場合に炉内雰囲気の状態を維持しておく必要なく、炉内雰囲気の状態を維持するためだけの無駄なエネルギー使用を削減できる。
ここでバッチ式の各熱処理チャンバ１２，１３，１４は、真空排気口３２を備えており、真空排気を通じて炉内雰囲気を短時間で処理に適した状態に入れ替えることができるため、一旦設備停止により炉内雰囲気の組成が変動した場合でも、その後の再立ち上げを短時間で行うことができる。このため従来の連続雰囲気炉の場合のように、熱処理を行わない場合に炉内雰囲気の状態を維持しておく必要なく、炉内雰囲気の状態を維持するためだけの無駄なエネルギー使用を削減できる。
【0050】
本実施形態の熱処理設備１では、ブルーイング処理チャンバ１４が、過熱水蒸気と大気のいずれかに切り替えて炉内に供給する切替機構（開閉弁１４１，１４６）を備えており、過熱水蒸気によるブルーイング処理と、大気によるブルーイング処理を簡便に切り替えることができる。
【0051】
次に、図８に基づいて、脱脂チャンバを更に追加した変形例について説明する。この例では、加熱チャンバ１２、徐冷チャンバ１３、ブルーイング処理チャンバ１４に加えて、脱脂チャンバ１１がレール１０に沿って配置されている。脱脂チャンバ１１の構造は、上述の加熱チャンバ１２と基本的に同様である。
この例では、装入テーブル１６上の被処理品Ｗは、搬送ユニット２０により先ず脱脂チャンバ１１に装入される。脱脂チャンバ１１に装入された被処理品Ｗは、真空下で脱脂可能な温度（３００～５００℃）に加熱され、被処理品Ｗに付着していたオイルを蒸発させることができる。なおオイルの蒸気は脱気用の配管を通じて外部に排出され、必要に応じてコールドトラップで捕集される。このようにすることで、上流側の製造工程において被処理品Ｗに付着した油分を歪抜焼鈍に先立って除去しておくことができる。
この例では、装入テーブル１６上の被処理品Ｗは、搬送ユニット２０により先ず脱脂チャンバ１１に装入される。脱脂チャンバ１１に装入された被処理品Ｗは、真空下で脱脂可能な温度（３００～５００℃）に加熱され、被処理品Ｗに付着していたオイルを蒸発させることができる。なおオイルの蒸気は脱気用の配管を通じて外部に排出され、必要に応じてコールドトラップで捕集される。このようにすることで、上流側の製造工程において被処理品Ｗに付着した油分を歪抜焼鈍に先立って除去しておくことができる。
【0052】
以上本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示である。本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。
例えば上記実施形態では、加熱処理とブルーイング処理との間に実施する徐冷の処理を、専用の徐冷チャンバを用いて実施したが、搬送ユニット２０内の保温チャンバ５６を用いて徐冷を実施することも可能である。また加熱チャンバ、ブルーイング処理チャンバ等の熱処理チャンバの数は適宜変更可能である。またブルーイング処理チャンバにおける加熱手段としてラジアントチューブバーナを用い、ラジアントチューブバーナの排ガス中の水蒸気をブルーイング処理チャンバに対する過熱水蒸気源として使用することも可能である。またブルーイング処理後の冷却については窒素に代えて大気を用いて冷却する事も可能である。またモータコアの熱処理に本発明の熱処理設備を用いることも可能である。
例えば上記実施形態では、加熱処理とブルーイング処理との間に実施する徐冷の処理を、専用の徐冷チャンバを用いて実施したが、搬送ユニット２０内の保温チャンバ５６を用いて徐冷を実施することも可能である。また加熱チャンバ、ブルーイング処理チャンバ等の熱処理チャンバの数は適宜変更可能である。またブルーイング処理チャンバにおける加熱手段としてラジアントチューブバーナを用い、ラジアントチューブバーナの排ガス中の水蒸気をブルーイング処理チャンバに対する過熱水蒸気源として使用することも可能である。またブルーイング処理後の冷却については窒素に代えて大気を用いて冷却する事も可能である。またモータコアの熱処理に本発明の熱処理設備を用いることも可能である。
【0053】
また上記実施形態は、ブルーイング処理後の冷却に搬送ユニット２０内の保温チャンバ５６を用いた例であったが、多数のチャンバで同時処理を実施する場合に保温チャンバ５６をブルーイング処理後の冷却に用いると、再昇温に時間やエネルギーを要することとなり非効率である。このような場合には、搬送ユニット２０とは別途に冷却用のチャンバを設けることが望ましい。例えば、図９で示すように、冷却チャンバ１５および抽出テーブル１８を、受渡し機構６２を介してブルーイング処理チャンバ１４と直列に接続し、ブルーイング処理が終了した被処理品Ｗを冷却チャンバ１５内に収容し冷却するように構成することも可能である。図１０は、冷却チャンバ１５の内部構造を示した図である。冷却チャンバ１５は、その内部に、窒素ガス（雰囲気ガス）を熱交換により温度低下させる熱交換器９８（図４で示されたものと同様である）と、冷却された窒素ガスを撹拌し、チャンバ内で循環させる冷却ファン１００と、これを回転させるモータ１０２と、を設けて、被処理品Ｗに対するガス冷却装置を構成している。すなわち、冷却チャンバ１５は、被処理品Ｗの装入・抽出方向、走行機構、加熱手段が不要な点を除いて上述の搬送ユニット２０と基本的に同様の構造とすることができる。図１０において搬送ユニット２０と同様の部分については、符号のみ示して詳しい説明は省略する。
なお、冷却チャンバ１５の構造は、被処理品Ｗの抽出方向を除いて上述の加熱チャンバ１２や徐冷チャンバ１３と基本的に同様とすることも可能である。
なお、冷却チャンバ１５の構造は、被処理品Ｗの抽出方向を除いて上述の加熱チャンバ１２や徐冷チャンバ１３と基本的に同様とすることも可能である。
【0054】
また、図１１で示すように、レール１０上に搬送ユニット２０とは別途に、第２搬送ユニット２０Ｂを設け、第２搬送ユニット２０Ｂ内の保温チャンバ５６Ｂをブルーイング処理後の冷却を担う冷却専用チャンバとすることも可能である。この場合、保温チャンバ５６Ｂの構造は、上述の保温チャンバ５６と同様とすることができ、さらには加熱手段を不要とするのが好ましい。
また、図１２で示すように、冷却チャンバ１５をレール１０に沿って配置して、ブルーイング処理が終了した被処理品Ｗを冷却チャンバ１５内に収容し冷却するように構成することも可能である。また、図１２の変形例において、上述の第２搬送ユニット２０Ｂを併用することも可能である。
また、図１２で示すように、冷却チャンバ１５をレール１０に沿って配置して、ブルーイング処理が終了した被処理品Ｗを冷却チャンバ１５内に収容し冷却するように構成することも可能である。また、図１２の変形例において、上述の第２搬送ユニット２０Ｂを併用することも可能である。
【符号の説明】
【0055】
１ 熱処理装置（搬送軌道）
１０ レール
１１ 脱脂チャンバ（熱処理チャンバ）
１２ 加熱チャンバ（熱処理チャンバ）
１３ 徐冷チャンバ（熱処理チャンバ）
１４ ブルーイング処理チャンバ（熱処理チャンバ）
２０ 搬送ユニット
３２ 真空排気口
３４，３４Ｂ 供給口
５４ 受渡しチャンバ
５６ 保温チャンバ
１４１，１４６ 開閉弁（切替機構）
Ｗ 被処理品
１０ レール
１１ 脱脂チャンバ（熱処理チャンバ）
１２ 加熱チャンバ（熱処理チャンバ）
１３ 徐冷チャンバ（熱処理チャンバ）
１４ ブルーイング処理チャンバ（熱処理チャンバ）
２０ 搬送ユニット
３２ 真空排気口
３４，３４Ｂ 供給口
５４ 受渡しチャンバ
５６ 保温チャンバ
１４１，１４６ 開閉弁（切替機構）
Ｗ 被処理品
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】