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特許7225394熱処理設備用の監視装置及び熱処理設備並びに熱処理設備の監視方法及び製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-02-10
(45)【発行日】2023-02-20
(54)【発明の名称】熱処理設備用の監視装置及び熱処理設備並びに熱処理設備の監視方法及び製造方法
(51)【国際特許分類】
F27D 21/00 20060101AFI20230213BHJP
F27D 19/00 20060101ALI20230213BHJP
F27B 9/40 20060101ALI20230213BHJP
F27D 1/00 20060101ALI20230213BHJP
C21D 9/56 20060101ALI20230213BHJP
【ＦＩ】
F27D21/00 A
F27D19/00 D
F27B9/40
F27D1/00 V
C21D9/56 101C
【請求項の数】
14
(21)【出願番号】P 2021525475
(86)(22)【出願日】2019-06-12
(86)【国際出願番号】 JP2019023311
(87)【国際公開番号】W WO2020250344
(87)【国際公開日】2020-12-17
【審査請求日】2021-09-14
(73)【特許権者】
【識別番号】314017543
【氏名又は名称】Ｐｒｉｍｅｔａｌｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｊａｐａｎ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000785
【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】永井 孝典
【審査官】櫛引 明佳
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－０８０８７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－２０３１３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６３－１３４６１６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１６－５２２３８２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２７Ｄ ２１／００
Ｃ２１Ｄ １／００
Ｃ２１Ｄ ９／５２－９／６６
Ｆ２７Ｄ １９／００
Ｆ２７Ｄ １／００
Ｆ２７Ｂ ９／４０
Ｇ０１Ｂ ５／００－５／３０
Ｇ０１Ｂ ２１／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱処理設備用の監視装置であって、前記熱処理設備の炉体の外側に設けられ、前記炉体を構成する一対の炉壁の一方の水平方向の変位を検出するように構成された少なくとも１つの変位検出器
を備える熱処理設備用の監視装置。
【請求項2】
前記炉体の外側に設けられ、前記一対の炉壁の前記一方から前記炉体の外側に離間した位置に固定される静止部材と、前記炉体の外側に設けられ、前記一対の炉壁の前記一方の変形に伴い前記一対の炉壁の前記一方とともに移動可能な可動部材と、を備え、
前記変位検出器は、前記静止部材に対する前記可動部材の水平方向における相対変位を検出可能に構成された
請求項１に記載の熱処理設備用の監視装置。
【請求項3】
前記少なくとも１つの変位検出器は、前記一対の炉壁の一方側に設けられ、前記一対の炉壁の一方の水平方向の変位を検出するように構成された第１変位検出器と、
前記一対の炉壁の他方側において、前記炉体の炉内空間を挟んで前記第１変位検出器とは反対側に位置し、前記一対の炉壁の他方の水平方向の変位を検出するように構成された第２変位検出器と、
を含み、
前記第１変位検出器と前記第２変位検出器の検出結果に基づいて、前記炉体に膨張変形が生じたか否かを判定するように構成された判定部をさらに備える
請求項１又は２に記載の熱処理設備用の監視装置。
【請求項4】
前記第１変位検出器は、前記一対の炉壁の前記一方の前記炉体の外側に向かう変位を検出可能に構成され、前記第２変位検出器は、前記一対の炉壁の前記他方の前記炉体の外側に向かう変位を検出可能に構成され、
前記判定部は、前記第１変位検出器及び前記第２変位検出器によって、前記一対の炉壁の両方が前記炉体の外側に向かって変位していることを検出したときに、前記炉体に膨張変形が生じたと判定するように構成された
請求項３に記載の熱処理設備用の監視装置。
【請求項5】
前記第１変位検出器は、前記一対の炉壁の前記一方の外側及び内側への変位量を検出可能に構成され、前記第２変位検出器は、前記一対の炉壁の前記他方の外側及び内側への変位量を検出可能に構成され、
前記判定部は、前記第１変位検出器又は前記第２変位検出器の一方によって、前記一対の炉壁の一方が前記炉体の外側に向かって変位していることを検出し、前記第１変位検出器又は前記第２変位検出器の他方によって、前記一対の炉壁の他方が前記炉体の内側に向かって変位していることを検出し、かつ、前記一対の炉壁の前記一方の外側への前記変位量が前記一対の炉壁の前記他方の内側への前記変位量よりも大きいときに、前記炉体に膨張変形が生じたと判定するように構成された
請求項３又は４に記載の熱処理設備用の監視装置。
【請求項6】
前記少なくとも１つの変位検出器は、前記第１変位検出器及び前記第２変位検出器の複数のペアを含み、前記判定部は、前記複数のペアのうち、前記炉体に膨張変形が生じたと判定した前記第１変位検出器と前記第２変位検出器のペアの数に基づいて、前記膨張変形の要因を特定するように構成された
請求項３乃至５の何れか一項に記載の熱処理設備用の監視装置。
【請求項7】
前記判定部により前記炉体が膨張変形したと判定されたとき、前記炉体の異常を通知するように構成された通知部をさらに備える請求項３乃至６の何れか一項に記載の熱処理設備用の監視装置。
【請求項8】
互いに対向するように設けられ、炉体を構成する一対の炉壁と、請求項１乃至７の何れか一項に記載の監視装置と、
を備える熱処理設備。
【請求項9】
前記炉体の内部にて前記一対の炉壁の一方に固定される内部機器と、前記炉体の内部にて前記一対の炉壁の他方に固定され、前記一対の炉壁の前記他方に対する水平方向の相対変位を許容しながら前記内部機器を支持するように構成された支持部と、
をさらに備える請求項８に記載の熱処理設備。
【請求項10】
前記監視装置は、前記少なくとも１つの変位検出器の検出結果に基づいて、前記炉体が膨張変形したか否かを判定するように構成された判定部を備え、前記炉体の内部にガスを供給するガス供給部と、
前記炉体の内部から前記ガスを排出するガス排出部と、
前記判定部により前記炉体に膨張変形が生じたと判定されたとき、前記炉体の内圧が減少するように、前記ガス供給部によるガスの供給量又は前記ガス排出部によるガスの排出量を調節するように構成された調節部と、
をさらに備える請求項８又は９に記載の熱処理設備。
【請求項11】
前記炉体の外側に設けられた架構を備え、前記少なくとも１つの変位検出器は、少なくとも部分的に、水平方向において前記一対の炉壁の一方と前記架構との間に設けられる
請求項８乃至１０の何れか一項に記載の熱処理設備。
【請求項12】
前記炉体の外側にて前記一対の炉壁の前記一方から前記炉体の外側に離間して設けられた架構を備え、前記監視装置は、
前記架構に固定される静止部材と、
前記炉体の外側に設けられ、前記一対の炉壁の前記一方の変形に伴い前記一対の炉壁の前記一方とともに移動可能な可動部材と、を含み、
前記変位検出器は、前記静止部材又は前記可動部材の一方に取り付けられ、前記静止部材に対する前記可動部材の水平方向における相対変位を検出可能に構成された
請求項８乃至１１の何れか一項に記載の熱処理設備。
【請求項13】
熱処理設備用の監視方法であって、前記熱処理設備の炉体の外側において、前記炉体を構成する一対の炉壁の一方の水平方向の相対変位を検出するステップ
を備える熱処理設備の監視方法。
【請求項14】
熱処理設備の製造方法であって、前記熱処理設備は、
互いに対向するように設けられ、炉体を構成する一対の炉壁を含み、
前記炉体の外側において、前記一対の炉壁の一方の水平方向の相対変位を検出するように構成された少なくとも１つの変位検出器を設置するステップ
を備える熱処理設備の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、熱処理設備用の監視装置及び熱処理設備並びに熱処理設備の監視方法及び製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
連続焼鈍炉等の熱処理設備では、熱処理炉の炉体が内圧上昇等に起因して変形する場合がある。炉体の変形が生じると、炉体を構成する壁面（炉壁）に支持されている内部機器が脱落したり破損したりするおそれがある。そこで、炉体の変形を防止するための方策が提案されている。
【0003】
例えば、特許文献１には、連続焼鈍炉の炉殻（炉体）構造において、対向配置された壁部材の間に、これらの壁部材同士を連結する引張り材（鋼管）を設けることにより、連続焼鈍炉の操業時における壁部材の熱膨張や内圧上昇に起因する炉体膨張を防止することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特許第６２４４２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１に記載される、引張り材を用いて壁部材同士を連結した構造を採用することにより、炉体の内圧上昇した場合であっても炉体の変形を抑制できると考えられる。しかしながら、この場合、炉体自体をより高圧に耐え得る構造とする必要があるため、炉体の製造コストが上昇し、したがって熱処理設備の製造コストが上昇してしまう。
【0006】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、熱処理設備の製造コストの増大を抑制しながら炉体の変形を抑制可能な熱処理設備用の監視装置及び熱処理設備並びに熱処理設備の監視方法及び製造方法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】
本発明の少なくとも一実施形態に係る熱処理設備用の監視装置は、熱処理設備用の監視装置であって、前記熱処理設備の炉体の外側に設けられ、前記炉体を構成する一対の炉壁の一方の水平方向の変位を検出するように構成された少なくとも１つの変位検出器を備える。
【発明の効果】
【0008】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、熱処理設備の製造コストの増大を抑制しながら炉体の変形を抑制可能な熱処理設備用の監視装置及び熱処理設備並びに熱処理設備の監視方法及び製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】一実施形態に係る熱処理炉の概略図である。
【図2A】一実施形態に係る監視装置が適用される熱処理設備の概略図である。
【図3】膨張変形が生じたときの熱処理炉の状態を示す概略図である。
【図4】一実施形態に係る変位検出器を含む監視装置の概略図である。
【図5】一実施形態に係る変位検出器を含む監視装置の概略図である。
【図6】一実施形態に係る監視装置の構成を示す概略図である。
【図7】炉体の変形の形態の一例を示す模式図である。
【図8】炉体の変形の形態の一例を示す模式図である。
【図9】炉体の変形の形態の一例を示す模式図である。
【図10A】熱処理設備における変位検出器の配置及び検出結果の例を示す模式図である。
【図10B】熱処理設備における変位検出器の配置及び検出結果の例を示す模式図である。
【図11A】熱処理設備における変位検出器の配置及び検出結果の例を示す模式図である。
【図11B】熱処理設備における変位検出器の配置及び検出結果の例を示す模式図である。
【図12A】熱処理設備における変位検出器の配置及び検出結果の例を示す模式図である。
【図12B】熱処理設備における変位検出器の配置及び検出結果の例を示す模式図である。
【図13A】熱処理設備における変位検出器の配置及び検出結果の例を示す模式図である。
【図13B】熱処理設備における変位検出器の配置及び検出結果の例を示す模式図である。
【図14】一実施形態に係る熱処理設備１の運転方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【0011】
【0012】
図１は、一実施形態に係る熱処理炉の概略図である。図２Ａは、一実施形態に係る監視装置が適用される熱処理設備の概略図である。なお、図２Ａには、図１に示す熱処理炉の概略的なＡ－Ａ矢視断面が示されている。図２Ｂは、一実施形態に係る内部機器及び支持部の概略図であり、図２Ａの部分的な拡大図である。
【0013】
幾つかの実施形態に係る熱処理設備１は、図１及び図２Ａに示す熱処理炉２を含む。
図１及び図２Ａに示す熱処理炉２は、帯状の金属板Ｓ（例えば鋼板等）を連続的に焼鈍処理するための連続焼鈍炉であって、図１に示すように、予熱帯３、加熱帯４、均熱帯５、及び、冷却帯６を備えている。図示を省略するが、熱処理炉２は、冷却帯６の下流側に設けられた過時効帯等をさらに備えている。
図１及び図２Ａに示す熱処理炉２は、帯状の金属板Ｓ（例えば鋼板等）を連続的に焼鈍処理するための連続焼鈍炉であって、図１に示すように、予熱帯３、加熱帯４、均熱帯５、及び、冷却帯６を備えている。図示を省略するが、熱処理炉２は、冷却帯６の下流側に設けられた過時効帯等をさらに備えている。
【0014】
熱処理炉２は、炉体８（炉殻）を備えており、炉体８の内部には、金属板Ｓを搬送するための複数の搬送ロール１０が設けられている。搬送ロール１０を介して金属板Ｓに張力を与えることで、この張力に応じた搬送速度で金属板Ｓが搬送されるようになっている。
【0015】
また、熱処理炉２の内部には内部機器１１が設けられている。内部機器１１は、例えば、炉体８の内部で搬送される金属板Ｓを熱処理するための加熱手段や冷却手段を含む。図１に示す例示的な実施形態では、加熱帯４及び均熱帯５には、内部機器１１として、金属板Ｓを加熱するためのラジアントチューブ１２が設けられている。また、冷却帯６には、内部機器１１として、金属板Ｓを冷却するための冷却ガスノズル１４が設けられている。また、特に図示しないが、内部機器１１として、予熱帯３にバーナが設けられていてもよく、過時効帯（不図示）に伝熱輻射管が設けられていてもよい。
【0016】
炉体８の内部は、熱処理される金属板Ｓの酸化防止のため、非酸化雰囲気となっており、かつ、気密構造となっている。熱処理炉２は、炉体８の内部にガス（雰囲気ガス）を供給するためのガス供給部４０と、炉体８からガス（雰囲気ガス）を排出するためのガス排出部４１と、を含む。
【0017】
ガス供給部４０は、ガス供給ライン３８と、ガス供給ライン３８を介した炉体８へのガスの供給量を調節するための供給バルブ４２を含む。ガス排出部４１は、ガス排出ライン３９と、炉体８からガス排出ライン３９を介したガスの排出量を調節するための排出バルブ４４を含む。ガス供給部４０及びガス排出部４１により、炉体８内部の圧力を調節できるようになっている。なお、炉体８内部の雰囲気ガスとしては、窒素等の不活性ガスや水素等を用いることができる。
【0018】
予熱帯３は、炉体８の入口部に設けられており、不図示の熱交換器によって炉体８内部の雰囲気ガスを加熱し、不図示の循環ファンによって金属板Ｓの表面に噴射させることによって予熱するように構成される。また加熱帯４からの排ガスも予熱帯３における金属板Ｓの予熱に用いられる。加熱帯４及び均熱帯５では、ラジアントチューブ１２（内部機器１１）によって金属板Ｓを加熱するように構成される。加熱帯４及び均熱帯５の温度は、例えば、ラジアントチューブ１２への燃料供給量を増減させることにより調節可能となっている。冷却帯６では、加熱帯４及び均熱帯５で加熱された金属板Ｓの表面に、冷却ガスノズル１４（内部機器１１）によって冷却流体を噴き付けて、金属板Ｓを徐冷又は急冷するように構成される。過時効帯は、冷却帯６で冷却された後の金属板Ｓを、伝熱輻射管（内部機器）によって過時効処理を行うように構成される。
【0019】
上述の構成を有する熱処理炉２では、上述の予熱帯３、加熱帯４、均熱帯５及び冷却帯６を金属板Ｓが通過することにより、金属板Ｓの焼鈍処理が行われるようになっている。
【0020】
なお、本発明に係る熱処理炉は焼鈍炉に限定されず、幾つかの実施形態では、熱処理炉は、焼き入れ、焼き戻し、焼きならし等の焼鈍以外の熱処理を行うための熱処理炉であってもよい。
【0021】
また、金属板Ｓを熱処理するための内部機器１１は、上述した例（ラジアントチューブ１２、冷却ガスノズル１４、伝熱輻射管、又は、バーナ）に限定されず、種々の物を用いることができる。
【0022】
図２Ａに示すように、熱処理炉２の炉体８は、互いに対向するように設けられた一対の炉壁９Ａ，９Ｂを含む。より具体的には、炉体８は、互いに対向するように設けられた第１炉壁９Ａ及び第２炉壁９Ｂ（一対の炉壁９）を含む。
【0023】
炉体８の内部にて一対の炉壁９の一方（第１炉壁９Ａ又は第２炉壁９Ｂ）には、上述した内部機器１１（図２Ａにおいてはラジアントチューブ１２）が固定されている。また、炉体の内部にて一対の炉壁９の他方（第２炉壁９Ｂ又は第１炉壁９Ａ）には、内部機器１１を支持するための支持部１６が固定されている。支持部１６は、一対の炉壁９の他方（第２炉壁９Ｂ又は第１炉壁９Ａ）に対する内部機器１１の水平方向の相対変位を許容しながら内部機器１１を支持するように構成されている。すなわち、内部機器１１は、支持部１６によって、水平方向においてスライド可能に支持されている。
【0024】
ラジアントチューブ１２を例として、内部機器１１の支持構造についてより具体的に説明する。図２Ｂに示すように、ラジアントチューブ１２は、水平方向における一端側５１において第１炉壁９Ａに固定されている。また、ラジアントチューブ１２は、水平方向における他端側５２において、水平方向に第２炉壁９Ｂに向かって突出する突出部５４を有している。一方、支持部１６は、第２炉壁９Ｂから第１炉壁９Ａに向けて水平方向に突出するように設けられる支持板１５と、支持板１５を支持するリブ１７と、を含む。そして、支持部１６の支持板１５の上に、ラジアントチューブ１２の突出部５４が載せられることによって、支持板１５（支持部１６）と、突出部５４（ラジアントチューブ１２）とが、水平方向において部分的にオーバーラップした状態となっている。これにより、ラジアントチューブ１２が、支持部１６によって、水平方向においてスライド可能に支持されている。
【0025】
なお、図２Ａに示すように、熱処理炉２に複数の内部機器１１（図２Ａではラジアントチューブ１２）が設けられる場合、高さ方向において、第１炉壁９Ａに固定される内部機器１１と、第２炉壁９Ｂに固定される内部機器１１とが交互に配置される場合がある。この場合、第１炉壁９Ａに固定される内部機器１１は、第２炉壁９Ｂに固定される支持部１６に支持されるとともに、第２炉壁９Ｂに固定される内部機器１１は、第１炉壁９Ａに固定される支持部１６に支持される。
【0026】
図２Ａに示すように、炉体８の外側には、架構１８（１８Ａ，１８Ｂ）が設けられている。架構１８は、炉壁９（９Ａ，９Ｂ）の側方にて、炉壁９とは距離を空けて配置されている。架構１８は、例えば、内部機器１１のメンテナンス時に足場として用いられる。
【0027】
図２Ａに示す例示的な実施形態では、第１炉壁９Ａの側方に架構１８Ａが設けられているとともに、第２炉壁９Ｂの側方に架構１８Ｂが設けられている。したがって、第１炉壁９Ａ側に設けられた架構１８Ａは、第１炉壁９Ａに固定されたラジアントチューブ１２（内部機器１１）のメンテナンスに用いることができる。また、第２炉壁９Ｂ側に設けられた架構１８Ｂは、第２炉壁９Ｂに固定されたラジアントチューブ１２（内部機器１１）のメンテナンスに用いることができる。
【0028】
なお、炉体８の内部に設けられた搬送ロール１０は、第１炉壁９Ａ及び第２炉壁９Ｂを貫通するように設けられたロールシャフト１３とともに回転するように設けられており、ロールシャフト１３は、軸受１９によって回転可能に支持されている。また、軸受１９は、炉体８の外側に設けられる架構１１８に支持されている。ロールシャフト１３の貫通部は図示しない伸縮管やオイルシール等により気密性を持たせてある。
【0029】
図２Ａに示すように、熱処理設備１は、上述した熱処理炉２と、炉体８の外側に設けられた少なくとも１つの変位検出器２４（２４Ａ，２４Ｂ）と、を備えている。変位検出器２４の各々は、炉体８を構成する一対の炉壁９（第１炉壁９Ａ及び第２炉壁９Ｂ）の一方の水平方向の変位を検出するように構成されている。
【0030】
ここで、図３は、図２Ａに示す熱処理炉２に膨張変形が生じたときの熱処理炉２の状態を示す概略図である。
炉体８に変形が生じると、様々な問題が生じ得る。例えば、上述した熱処理炉２のように、一対の炉壁９の一方に固定された内部機器１１を、一対の炉壁９の他方に固定された支持部１６により水平方向にスライド可能に支持する構造を有する場合、炉体８に膨張変形（すなわち、一対の炉壁９（９Ａ，９Ｂ）間の距離が広がる変形）が生じると（図３参照）、水平方向における内部機器１１と支持部１６とのオーバーラップ量が減少する。そして、炉体８の膨張変形が拡大すると、図３に示すように、水平方向において内部機器１１と支持部１６とが離れて（図３中の符号Ｇの箇所を参照）、内部機器１１が支持部１６から脱落してしまう場合がある。
炉体８に変形が生じると、様々な問題が生じ得る。例えば、上述した熱処理炉２のように、一対の炉壁９の一方に固定された内部機器１１を、一対の炉壁９の他方に固定された支持部１６により水平方向にスライド可能に支持する構造を有する場合、炉体８に膨張変形（すなわち、一対の炉壁９（９Ａ，９Ｂ）間の距離が広がる変形）が生じると（図３参照）、水平方向における内部機器１１と支持部１６とのオーバーラップ量が減少する。そして、炉体８の膨張変形が拡大すると、図３に示すように、水平方向において内部機器１１と支持部１６とが離れて（図３中の符号Ｇの箇所を参照）、内部機器１１が支持部１６から脱落してしまう場合がある。
【0031】
この点、上述の実施形態に係る熱処理設備１では、炉体８の外側に変位検出器２４を設けた簡素な構成で、炉壁９の水平方向の変位を検出することができる。したがって、この検出結果に基づいて炉体８の変形を検知することができ、これにより、例えば炉体８の変形が拡大しないように対処することが可能となる。すなわち、上述の実施形態によれば、炉体８の耐圧性能を向上させることを必要とせず、炉体８の外側に変位検出器２４を設けることで炉壁９の変位を検出することで炉体８の変形を検知可能であるので、熱処理設備１の製造コスト増大を抑制しながら炉体の変形を抑制することができる。よって、炉体８の変形に起因する問題（例えば、炉壁９に支持される内部機器１１の脱落等）の発生を抑制することができる。
【0032】
【0033】
図２Ａ、図４及び図５に示すように、幾つかの実施形態では、変位検出器２４（第１変位検出器２４Ａ，第２変位検出器２４Ｂ）は、少なくとも部分的に、水平方向において一対の炉壁９（９Ａ、９Ｂ）の一方と架構１８との間に設けられる。このように、水平方向において炉壁９と架構１８との間に変位検出器２４を設けることにより、足場となる架構１８から変位検出器２４に容易にアクセスすることができる。よって、変位検出器２４のメンテナンス作業が容易となる。
【0034】
幾つかの実施形態では、例えば図４及び図５に示すように、監視装置２０は、炉体８の外側に設けられた静止部材２６及び可動部材２８を用いて、変位検出器２４により炉壁９の水平方向の変位を検出するようになっている。静止部材２６は、炉壁９から炉体８の外側に離間した位置に固定されている。静止部材２６は、例えば、架構１８に固定されていてもよい。可動部材２８は、炉壁９の変形に伴い炉壁９とともに移動可能となっている。そして、変位検出器２４は、静止部材２６に対する可動部材２８の水平方向における相対変位を検出可能に構成されている。
【0035】
変位検出器２４は、水平方向における静止部材２６と可動部材２８との距離が規定値以下になったことを検出可能に構成されていてもよい。この場合、変位検出器２４は、近接スイッチ又はリミットセンサを含んでいてもよい。あるいは、変位検出器２４は、水平方向における静止部材２６と可動部材２８との距離を計測可能に構成されていてもよい。この場合、変位検出器２４は、接触子、レーザ光、又はレーダーを利用して上述の距離を計測するように構成されていてもよい。
【0036】
また、静止部材２６又は可動部材２８の一方は、変位検出器２４を支持するように構成されていてもよい。あるいは、静止部材２６又は可動部材２８の一方は、変位検出器２４を支持するように構成されているとともに、静止部材２６又は可動部材２８の他方は、変位検出器２４による検出ターゲット（変位検出器２４の接触の相手部材、又は、変位検出器２４によるレーザやレーダーの照射ターゲット）であってもよい。
【0037】
図４に示す例示的な実施形態では、監視装置２０は、静止部材２６として、架構１８に固定された静止ブラケット６０を含み、可動部材２８として、炉壁９に固定される補強材（山形鋼）５８に取り付けられた可動ブラケット６２を含む。静止ブラケット６０は垂直方向に延びる垂直面６０ａを含み、可動ブラケット６２は垂直方向に延びる垂直面６２ａを含み、垂直面６０ａと垂直面６２ａは互いに対向するように配置されている。
【0038】
静止ブラケット６０の垂直面には、水平方向に延びるスリット６４が設けられており、変位検出器２４としての近接スイッチの接触子６６が、スリット６４を介して水平方向に移動可能となるように静止ブラケット６０に支持されている。静止ブラケット６０と可動ブラケット６２の水平方向距離が規定値まで小さくなると、可動ブラケット６２の端部が接触子６６に接触する。接触子６６はこの接触を検知するようになっており、これにより、静止ブラケット６０と可動ブラケット６２の距離が規定値未満に狭くなったことを検出する。これにより、静止ブラケット６０に対する可動ブラケット６２の水平方向の相対変位を検出することができる。
【0039】
図５に示す例示的な実施形態では、監視装置２０は、静止部材２６として、架構１８に固定された静止ブラケット６８を含み、可動部材２８として、炉壁９に固定される補強材（山形鋼）５８に取り付けられたターゲット板７０を含む。ターゲット板７０は、炉壁９とおよそ平行に設けられる。変位検出器２４は、静止ブラケット６８とターゲット板７０との水平方向の距離を計測可能に構成されたレーザ距離計７２を含む。レーザ距離計７２は、ターゲット板７０に向けてレーザ光を発光するとともに、ターゲット板７０からの反射光を受光し、これらの波長等に基づいて、上述の距離を算出するように構成される。これにより、静止ブラケット６８とターゲット板７０との距離が規定値未満に狭くなったことを検出可能であるとともに、これにより、静止ブラケット６８に対するターゲット板７０の水平方向の相対変位を検出することができる。
【0040】
幾つかの実施形態では、静止部材２６と、可動部材２８とは、上下方向において少なくとも部分的にオーバーラップするように設けられる。この場合、炉壁９の熱伸びにより炉壁が上下方向に延び、これに伴い可動部材２８が上下方向に移動してしまった場合であっても、静止部材２６と可動部材２８の上下方向における離間が抑制されるため、静止部材２６に対する可動部材２８の水平方向における相対変位を検出しやすくなる。
【0041】
図６は、一実施形態に係る監視装置２０の構成を示す概略図である。幾つかの実施形態では、監視装置２０は、変位検出器２４（２４Ａ，２４Ｂ）から、検出結果を示す信号を受け取るように構成された制御装置２２を含んでいてもよい。図６に示すように、制御装置２２は、後述する判定部３０や調節部３２を含んでいてもよい。
【0042】
制御装置２２は、ＣＰＵ、メモリ（ＲＡＭ）、補助記憶装置及びインターフェース等を含んでいてもよい。制御装置２２は、インターフェースを介して、変位検出器２４からの情報（検出結果を示す信号）受け取るように構成されている。ＣＰＵは、このようにして受け取った情報を処理するように構成される。また、ＣＰＵは、メモリに展開されるプログラムを処理するように構成される。
【0043】
上述の判定部３０や調節部３２等は、ＣＰＵにより実行されるプログラムとして実装され、補助記憶装置に記憶されていてもよい。プログラム実行時には、これらのプログラムはメモリに展開される。ＣＰＵは、メモリからプログラムを読み出し、必要に応じて各種センサから受け取った情報を用いて、プログラムに含まれる命令を実行するようになっている。
【0044】
幾つかの実施形態では、例えば図２Ａに示すように、監視装置２０は、第１炉壁９Ａ側に設けられ、第１炉壁の水平方向の変位を検出するように構成された第１変位検出器２４Ａと、第２炉壁９Ｂ側に設けられ、第２炉壁の水平方向の変位を検出するように構成された第２変位検出器２４Ｂと、を含む。第２変位検出器２４Ｂは、炉体８の炉内空間を挟んで、第１変位検出器２４Ａとは反対側に位置するよう設けられる。また、監視装置２０は、第１変位検出器２４Ａと第２変位検出器２４Ｂの検出結果に基づいて、炉体８に膨張変形が生じたか否かを判定するように構成された判定部３０（図６参照）を備える。
【0045】
ここで、図７～図９は、それぞれ、炉体８の変形の形態の一例を示す模式図である。図７～図９において、ｘ１及びｘ２は、それぞれ、高さ方向の代表的な位置（各図中では中央位置）における第１炉壁９Ａ及び第２炉壁９Ｂの変位量を示す。また、図７～図９において、二点鎖線は、変形前の炉体８の形状を示す。
【0046】
炉体８に生じる変形の形態としては、膨張や傾動等が考えられる。例えば、図７に示す例では、互いに対向する第１炉壁９Ａ及び第２炉壁の両方が、炉体８の外側に向かって変位している。これは、炉体８には膨張変形が生じていることを示す。また、図８に示す例では、第１炉壁９Ａは炉体８の内側に向かって変位し、第２炉壁９Ｂは炉体８の外側に向かって変位し、第２炉壁９Ｂの外側に向かう変位量ｘ２が、第１炉壁９Ａの内側に向かう変位量ｘ１よりも大きい。これは、炉体８に傾動変形が生じながら膨張変形も生じていることを意味する。一方、図９に示す例では、第１炉壁９Ａは炉体８の内側に向かって変位し、第２炉壁９Ｂは炉体８の外側に向かって変位し、第１炉壁９Ａの変位量ｘ１と第２炉壁９Ｂの変位量ｘ２とが同程度である。これは、炉体８に傾動変形が生じていることを意味する。
【0047】
炉体８に傾動変形が生じているだけの場合には、第１炉壁９Ａと第２炉壁９Ｂとの間の距離は変形前とほぼかわらないため、炉壁９に支持される内部機器１１等に異常は生じない。一方、炉体８に膨張変形が生じた場合には、第１炉壁９Ａと第２炉壁９Ｂとの間の距離が増大するため、一対の炉壁９Ａ，９Ｂに支持される内部機器１１が脱落する等の問題が生じ得る。
【0048】
この点、上述の実施形態では、一対の炉壁９（第１炉壁９Ａ及び第２炉壁９Ｂ）に第１変位検出器２４Ａ及び第２変位検出器２４Ｂをそれぞれ設けたので、これらの変位検出器２４Ａ，２４Ｂによる検出結果に基づいて、炉体８に膨張変形が生じたか否かを判定することができる。よって、この判定結果に基づき、炉体８の膨張変形が拡大しないように対処することが可能となり、炉体８の膨張変形に起因する問題（例えば、一対の炉壁９に支持される内部機器１１の脱落等）の発生を効果的に抑制することができる。
【0049】
なお、協働して膨張変形を検出する一対の第１変位検出器２４Ａ及び第２変位検出器２４Ｂは、同程度の高さ方向位置、及び、同程度の水平方向位置に設けられていることが望ましい。例えば、図２Ａに示すように、第１変位検出器２４と第２変位検出器が高さ方向においてずれた位置に配置されている場合、高さ方向において隣り合う第１変位検出器２４Ａと第２変位検出器２４Ｂとをペアとして、炉体８の膨張変形の検出に用いることが望ましい。
【0050】
幾つかの実施形態では、第１変位検出器２４Ａは、第１炉壁９Ａの炉体８の外側に向かう変位を検出可能に構成されるとともに、第２変位検出器２４Ｂは、第２炉壁９Ｂの炉体８の外側に向かう変位を検出可能に構成されている。そして、判定部３０は、第１変位検出器２４Ａ及び第２変位検出器２４Ｂによって、一対の炉壁９（第１炉壁９Ａ及び第２炉壁）の両方が炉体８の外側に向かって変位していること（例えば図７に示す状態）を検出したときに、炉体８に膨張変形が生じたと判定するように構成される。これにより、炉体８の膨張変形を適切に検知可能である。
【0051】
なお、変位検出器２４が一対の炉壁９間の距離を計測可能なタイプのもの（例えば、レーザ、レーダー又は接触子を用いた距離計）である場合、判定部３０は、第１変位検出器２４Ａ及び第２変位検出器２４Ｂにより検出される、第１炉壁９Ａ及び第２炉壁９Ｂの炉体８外側に向かう変位量がそれぞれ規定値以上であるときに、炉体８に膨張変形が生じたと判定するようにしてもよい。あるいは、判定部は、第１変位検出器２４Ａ及び第２変位検出器２４Ｂにより検出される、第１炉壁９Ａ及び第２炉壁９Ｂの炉体８外側に向かう変位量の合計値が規定値以上であるときに、炉体８に膨張変形が生じたと判定するようにしてもよい。
【0052】
幾つかの実施形態では、第１変位検出器２４Ａは、第１炉壁９Ａの炉体８の外側及び内側への変位量を検出可能に構成されるとともに、第２変位検出器２４Ｂは、第２炉壁の炉体８の外側及び内側への変位量を検出可能に構成されている。そして、判定部３０は、第１変位検出器２４Ａ及び第２変位検出器２４Ｂによって、一対の炉壁９Ａ，９Ｂの一方が炉体８の外側に向かって変位していることを検出し、一対の炉壁９Ａ，９Ｂの他方が炉体８の内側に向かって変位していることを検出し、かつ、一対の炉壁９Ａ，９Ｂの前記一方の外側への変位量が一対の炉壁９Ａ，９Ｂの前記他方の内側への変位量よりも大きいときに（例えば図８に示す状態のとき）、炉体８に膨張変形が生じたと判定するように構成される。これにより、炉体の膨張変形を適切に検知可能である。
【0053】
なお、判定部３０は、一対の炉壁９Ａ，９Ｂの一方の炉体８の外側への変位量と、一対の炉壁９Ａ，９Ｂの他方の炉体８の内側への変位量との差が規定値以上であるときに、炉体８に膨張変形が生じたと判定するようにしてもよい。
【0054】
幾つかの実施形態では、監視装置２０は、第１変位検出器２４Ａ及び第２変位検出器２４Ｂの複数のペアを含む。そして、判定部３０は、第１変位検出器２４Ａと第２変位検出器２４Ｂの複数のペアのうち、炉体８に膨張変形が生じたと判定した第１変位検出器２４Ａと第２変位検出器２４Ｂのペアの数に基づいて、膨張変形の要因を特定するように構成される。
【0055】
この場合、炉体８に膨張変形が生じたと判定した第１変位検出器２４Ａと第２変位検出器２４Ｂのペアの数（例えば、絶対数や総ペア数に対する割合）に基づいて、膨張変形の要因を特定することができる。例えば、第１変位検出器２４Ａと第２変位検出器２４Ｂの総ペア数のうち、ある程度の数のペア（例えば総ペア数の２０％以上）によって膨張変形が生じたと判定されたときには、炉体８の内圧上昇が炉体変形の要因であると推定することができる。また、第１変位検出器２４Ａと第２変位検出器２４Ｂの総ペア数のうち、少数ペア（例えば１ペア）によって膨張変形が生じたと判定されたときには、炉壁９に支持される特定の内部機器１１に何らかの異常が生じたことが炉体変形の要因であると推定することができる。
【0056】
ここで、内部機器１１に生じる何らかの異常とは、例えば、内部機器１１と支持部１６とが固着してしまうことが挙げられる。この場合、内部機器１１の水平方向における熱膨張を支持部１６とのスライドで吸収できなくなるため、内部機器１１の熱膨張によって、炉壁９間の距離が広くなるように炉体８に変形が生じることがあるためである。
【0057】
したがって、このように膨張変形の要因を特定することにより、特定された要因に基づいて、炉体の膨張変形が拡大しないように、適切に対処することが可能となる。
【0058】
第１変位検出器２４Ａと第２変位検出器２４Ｂのペアによる検出結果に基づく炉体８変形の形態の特定や膨張変形の要因の特定について、図１０Ａ～図１３Ｂを参照してより具体的に説明する。図１０Ａ～図１３Ｂは、それぞれ、熱処理設備における第１変位検出器２４Ａ及び第２変位検出器２４Ｂの配置及び検出結果の例を示す模式図である。なお、これらの図では、一対の炉壁９Ａ，９Ｂに配置されたセンサの状態を見やすくするために、炉体８の形状は実際とは異なるものとなっている。図中の矢印は、炉体８の内部における金属板Ｓの搬送方向を示す。
【0059】
また、図１０Ａ～図１３Ｂに示す例では、符号において同一の添え字を含む第１変位検出器２４Ａと第２変位検出器２４Ｂとが１ペアを構成する組み合わせを示し、例えば、第１変位検出器２４Ａ１１と第２変位検出器２４Ｂ１１との組み合わせが１ペアを構成している。すなわち、第１変位検出器２４Ａ１１～２４Ａ３３と第２変位検出器２４Ｂ１１～２４Ｂ３３それぞれの組合せからなる９ペア（上下方向に３ペアずつ、水平方向に３ペアずつ）の変位検出器が設けられている。
【0060】
また、図１０Ａと図１０Ｂとでは、炉体８に生じている変形は同一であるが、炉壁９の変位を検出する変位検出器２４のタイプが異なる。図１０Ａにおける変位検出器２４は、炉壁９と架構１８（静止部）との水平方向の距離を計測可能に構成されたものであり、炉体８の内側及び外側に向かう炉壁９の変位を検出可能なものである。また、図１０Ｂにおける変位検出器２４は、近接スイッチなど、炉壁９と架構１８との水平方向の距離が規定値以下であるか否かをＯｎ／Ｏｆｆの２値で検出するものであり、炉体８の外側に向かう炉壁９の検出を可能であるが、炉体８の内側に向かう炉壁９の検出はしないものである。
図１１Ａ～図１３Ｂについても同様である。
図１１Ａ～図１３Ｂについても同様である。
【0061】
なお、炉体８の膨張変形の要因について、ここでは、９ペア中、３ペア以上の変位検出器２４Ａ，２４Ｂにより膨張変形が検出された場合、炉体８の内圧上昇に起因する炉体８の膨張変形が生じていると判定し、９ペア中、１ペアの変位検出器２４Ａ，２４Ｂにより膨張変形が検出された場合、内部機器１１と支持部１６とのスライド不良による炉体８の変形が生じていると判定する。
【0062】
図１０Ａ及び図１０Ｂに示す例では、変位検出器（２４Ａ１２，２４Ｂ１２）、（２４Ａ２２，２４Ｂ２２）、（２４Ａ３２，２４Ｂ３２）の３ペアにおいて、第１変位検出器２４Ａと第２変位検出器２４Ｂの両方で炉体８の外側に向かう炉壁９の変位（膨張変形）を検出している。したがって、炉体８は膨張変形していると判定される。また、９ペア中３ペアの変位検出器２４において膨張変形が検出されているので、炉体８の内圧上昇に起因して、炉体８が膨張変形したと判定される。
【0063】
図１１Ａ及び図１１Ｂに示す例では、変位検出器（２４Ａ１２，２４Ｂ１２）、（２４Ａ２２，２４Ｂ２２）、（２４Ａ３２，２４Ｂ３２）の３ペアにおいて、第１変位検出器２４Ａで炉体８の外側に向かう炉壁９の変位を検出し、第２変位検出器２４Ｂでは炉壁９の変位を検出していない。したがって、これらの３ペアにおいて、炉壁の外側に向かう変位の合計量が正であるから、炉体８は膨張変形していると判定される。また、９ペア中３ペアの変位検出器２４において膨張変形が検出されているので、炉体８の内圧上昇に起因して、炉体８が膨張変形したと判定される。
【0064】
図１２Ａに示す例では、変位検出器（２４Ａ１１，２４Ｂ１１）、（２４Ａ１２，２４Ｂ１２）の２ペアにおいて、第１変位検出器２４Ａで炉体８の外側に向かう炉壁９の変位を検出するとともに、第２変位検出器２４Ｂで炉体８の内側に向かう炉壁９の変位を検出している。即ち、炉体８には傾動変形が生じていると判定することができる。なお、膨張変形を検出した変位検出器のペアは存在しないので、図１２Ａに示す例においては、炉体８に膨張変形が生じたとは判定されない。
【0065】
一方、図１２Ｂに示す例では、変位検出器（２４Ａ１１，２４Ｂ１１）、（２４Ａ１２，２４Ｂ１２）の２ペアにおいて、第１変位検出器２４Ａで炉体８の外側に向かう炉壁９の変位を検出しているが、第２変位検出器２４Ｂでは炉体８の変位を検出していない。このため、炉体８には傾動変形が生じている可能性があると判定することができる。なお、膨張変形を検出した変位検出器のペアは存在しないので、図１２Ｂに示す例においては、炉体８に膨張変形が生じたとは判定されない。
【0066】
図１３Ａ及び図１３Ｂに示す例では、変位検出器（２４Ａ１１，２４Ｂ１１）の１ペアにおいて、第１変位検出器２４Ａで炉体８の外側に向かう炉壁９の変位を検出し、第２変位検出器２４Ｂでは炉壁９の変位を検出していない。したがって、この１ペアにおいて、炉壁の外側に向かう変位の合計量が正であるから、炉体８は膨張変形していると判定される。また、９ペア中１ペアの変位検出器２４において膨張変形が検出されているので、内部機器１１と支持部１６とのスライド不良による炉体８の変形が生じていると判定される。
【0067】
幾つかの実施形態では、監視装置２０は、判定部３０により炉体８が膨張変形したと判定されたとき、炉体８の異常を通知するように構成された通知部３４をさらに備える（図６参照）。通知部３４は、炉体８の異常を示す信号を監視装置２０から受け取るように構成される。通知部３４は、炉体８の異常を示す情報を視覚的に示すディスプレイ（不図示）や、炉体８の異常を示す情報を聴覚的に示すスピーカ（不図示）等を含んでいてもよい。
【0068】
このように、炉体８に膨張変形が生じたと判定されたとき、炉体８の異常を通知するようにしたので、これにより、オペレータ等が炉体８の異常を認知して、炉体８の膨張変形が拡大しないように対処することが可能となる。よって、炉体８の膨張変形を適切に抑制することができる。
【0069】
幾つかの実施形態では、監視装置２０は、判定部３０により炉体８に膨張変形が生じたと判定されたとき、炉体８の内圧が減少するように、ガス供給部４０を介したガスの供給量又はガス排出部４１によるガスの排出量を調節するように構成された調節部３２（図６参照）をさらに備えている。
【0070】
上述の実施形態によれば、炉体８に膨張変形が生じたと判定されたとき、炉体８の内圧が減少するように、ガス供給部４０によるガスの供給量又はガス排出部４１によるガスの排出量を調節するようにしたので、炉体８の膨張変形の拡大を効果的に抑制することができる。よって、炉体８の変形に起因する内部機器１１の脱落等の発生を効果的に抑制することができる。
【0071】
図１４を参照して、ガス供給部４０及びガス排出部４１によるガス（雰囲気ガス）の供給及び排出の制御を含む、熱処理設備１の運転方法について説明する。図１４は、一実施形態に係る熱処理設備１の運転方法のフローチャートである。
【0072】
まず、熱処理炉２の炉体８の内圧（炉圧）の設定値をＰ０に設定する（ステップＳ１０２）。そして、通常運転時には、調節部３２は、炉圧が設定値Ｐ０で一定となるように、供給バルブ４２又は排出バルブ４４の開度を調節して、ガス供給部４０によるガスの供給量又はガス排出部４１によるガスの排出量を調節する（ステップＳ１０４）。
【0073】
次に、判定部３０により、変位検出器２４の検出結果に基づいて、炉体８に変形が生じたか否かを判定する（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０６にて炉体８の変形が検出されない場合（ステップＳ１０６のＮＯ）、炉圧を設定値Ｐ０で一定に維持する運転を継続する（ステップＳ１０４に戻る）。一方、ステップＳ１０６にて炉体８の変形が検出された場合（ステップＳ１０６のＹＥＳ）、その変形が炉体８の膨張変形であるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。
【0074】
ステップＳ１０８にて、膨張変形でないと判定された場合（例えば炉体８の傾動変形であると判定された場合）（ステップＳ１０８のＮＯ）、通知部３４に対して、炉体変形は生じたが膨張変形ではないことを示す通知を出力し（ステップＳ１０９）、炉圧を設定値Ｐ０で一定に維持する運転を継続する（ステップＳ１０４に戻る）。
【0075】
一方、ステップＳ１０８にて膨張変形であると判定された場合（ステップＳ１０８のＹＥＳ）、通知部３４に対して、炉体変形が生じたことを示す警告を出力する（ステップＳ１１０）。また、炉体８の膨張変形を検知した変位検出器２４の数（又は、第１変位検出器２４Ａと第２変位検出器２４Ｂのペアの数）を閾値と比較する（ステップＳ１１２）。
【0076】
ステップＳ１１２にて、炉体８の膨張変形を検知した変位検出器２４の数が閾値未満である場合（ステップＳ１１２のＮＯ）、炉体８の膨張変形の要因は内圧上昇ではないと判断できるので、炉圧を設定値Ｐ０で一定に維持する運転を継続するか（ステップＳ１０４に戻る）、あるいは、炉体８の膨張変形の要因（例えば、内部機器１１と支持部１６との固着）を取り除くために、熱処理設備１の運転を停止してメンテナンスを行う（不図示）。
【0077】
ステップＳ１１２にて、炉体８の膨張変形を検知した変位検出器２４の数が閾値以上である場合（ステップＳ１１２のＹＥＳ）、炉体８の膨張変形の要因は内圧上昇であると判断できる。そこで、炉圧設定値を初期設定値Ｐ０よりも小さいＰＡに変更し（ステップＳ１１４）、調節部３２は、炉圧が変更後の設定値ＰＡで一定となるように、供給バルブ４２又は排出バルブ４４の開度を調節して、ガス供給部４０によるガスの供給量又はガス排出部４１によるガスの排出量を調節する（ステップＳ１１６）。
【0078】
その後、変位検出器２４が炉壁９の変位を検出し続けている間は（ステップＳ１１８のＮＯ）、炉体８の膨張変形が十分に縮小していないと判断されるため、炉圧を設定値ＰＡで一定に維持する運転を継続する（ステップＳ１１６に戻る）。
【0079】
一方、変位検出器２４が炉壁９の変位を検出しなくなった場合は（ステップＳ１１８のＹＥＳ）、炉体８の膨張変形が十分に縮小したと判断できるため、炉圧の設定値を初期設定値のＰ０に戻し、炉圧を設定値Ｐ０で一定に維持する運転に移行する（ステップＳ１０４に戻る）。
【0080】
このように、炉体８の膨張変形の検出結果に基づいて、ガス供給部４０によるガスの供給量又はガス排出部４１によるガスの排出量を適切に調節することにより、炉体８の膨張変形の拡大を効果的に抑制することができる。
【0081】
次に、幾つかの実施形態に係る熱処理設備１の製造方法について説明する。
一実施形態に係る熱処理設備１の製造方法は、互いに対向するように設けられ、炉体８を構成する一対の炉壁９を含む熱処理設備１の製造方法であって、炉体８の外側において、一対の炉壁９の一方の水平方向の相対変位を検出するように構成された少なくとも１つの変位検出器２４を設置するステップを備える。
一実施形態に係る熱処理設備１の製造方法は、互いに対向するように設けられ、炉体８を構成する一対の炉壁９を含む熱処理設備１の製造方法であって、炉体８の外側において、一対の炉壁９の一方の水平方向の相対変位を検出するように構成された少なくとも１つの変位検出器２４を設置するステップを備える。
【0082】
上述の実施形態によれば、例えば既存の熱処理設備１に対し、炉体８の外側において、炉壁９の水平方向の変位を検出するように構成された変位検出器２４を設置する、との簡易な手順により、炉壁９の水平方向の変位の検出が可能となる。これにより、あまりコストを掛けずに、炉体８の変形が拡大しないように対処することが可能となり、熱処理設備１の製造コスト増大を抑制しながら炉体８の変形を抑制することができる。よって、炉体８の変形に起因する問題（例えば、炉壁９に支持される内部機器１１の脱落等）の発生を抑制することができる。
【0083】
以下、幾つかの実施形態に係る熱処理設備用の監視装置及び熱処理設備並びに熱処理設備の監視方法及び製造方法について概要を記載する。
【0084】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る熱処理設備用の監視装置は、
熱処理設備用の監視装置であって、
前記熱処理設備の炉体の外側に設けられ、前記炉体を構成する一対の炉壁の一方の水平方向の変位を検出するように構成された少なくとも１つの変位検出器を備える。
熱処理設備用の監視装置であって、
前記熱処理設備の炉体の外側に設けられ、前記炉体を構成する一対の炉壁の一方の水平方向の変位を検出するように構成された少なくとも１つの変位検出器を備える。
【0085】
上記（１）の構成によれば、炉体の外側に変位検出器を設けた簡素な構成で、炉壁の水平方向の変位を検出することができる。したがって、この検出結果に基づいて炉体変形を検知することができ、これにより、例えば炉体の変形が拡大しないように対処することが可能となる。すなわち、上記（１）の構成によれば、熱処理設備の製造コスト増大を抑制しながら炉体の変形を抑制することができる。よって、炉体の変形に起因する問題（例えば、炉壁に支持される内部機器の脱落等）の発生を抑制することができる。
【0086】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記監視装置は、
前記炉体の外側に設けられ、前記一対の炉壁の前記一方から前記炉体の外側に離間した位置に固定される静止部材と、
前記炉体の外側に設けられ、前記一対の炉壁の前記一方の変形に伴い前記一対の炉壁の前記一方とともに移動可能な可動部材と、を備え、
前記変位検出器は、前記静止部材に対する前記可動部材の水平方向における相対変位を検出可能に構成される。
前記監視装置は、
前記炉体の外側に設けられ、前記一対の炉壁の前記一方から前記炉体の外側に離間した位置に固定される静止部材と、
前記炉体の外側に設けられ、前記一対の炉壁の前記一方の変形に伴い前記一対の炉壁の前記一方とともに移動可能な可動部材と、を備え、
前記変位検出器は、前記静止部材に対する前記可動部材の水平方向における相対変位を検出可能に構成される。
【0087】
上記（２）の構成によれば、上述の変位検出器で静止部材に対する可動部材の水平方向における相対を検出することにより、炉体の外側に変位検出器、静止部材及び可動部材を設けた簡素な構成で、炉壁の水平方向の変位を検出することができる。よって、上記（２）の構成によれば、熱処理設備の製造コスト増大を抑制しながら炉体の変形を抑制することができる。
【0088】
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、
前記少なくとも１つの変位検出器は、
前記一対の炉壁の一方側に設けられ、前記一対の炉壁の一方の水平方向の変位を検出するように構成された第１変位検出器と、
前記一対の炉壁の他方側において、前記炉体の炉内空間を挟んで前記第１変位検出器とは反対側に位置し、前記一対の炉壁の他方の水平方向の変位を検出するように構成された第２変位検出器と、
を含み、
前記監視装置は、
前記第１変位検出器と前記第２変位検出器の検出結果に基づいて、前記炉体に膨張変形が生じたか否かを判定するように構成された判定部をさらに備える。
前記少なくとも１つの変位検出器は、
前記一対の炉壁の一方側に設けられ、前記一対の炉壁の一方の水平方向の変位を検出するように構成された第１変位検出器と、
前記一対の炉壁の他方側において、前記炉体の炉内空間を挟んで前記第１変位検出器とは反対側に位置し、前記一対の炉壁の他方の水平方向の変位を検出するように構成された第２変位検出器と、
を含み、
前記監視装置は、
前記第１変位検出器と前記第２変位検出器の検出結果に基づいて、前記炉体に膨張変形が生じたか否かを判定するように構成された判定部をさらに備える。
【0089】
炉体に生じる変形の形態としては、膨張や傾動等が考えられるが、このうち膨張変形が生じた場合には、例えば、一対の炉壁に支持される内部機器が脱落する等の問題が生じ得る。この点、上記（３）の構成によれば、一対の炉壁に第１変位検出器及び第２変位検出器をそれぞれ設けたので、これらの変位検出器による検出結果に基づいて、炉体に膨張変形が生じたか否かを判定することができる。よって、この判定結果に基づき、炉体の膨張変形が拡大しないように対処することが可能となり、炉体の膨張変形に起因する問題（例えば、一対の炉壁に支持される内部機器の脱落等）の発生を効果的に抑制することができる。
【0090】
（４）幾つかの実施形態では、上記（３）の構成において、
前記第１変位検出器は、前記一対の炉壁の前記一方の前記炉体の外側に向かう変位を検出可能に構成され、
前記第２変位検出器は、前記一対の炉壁の前記他方の前記炉体の外側に向かう変位を検出可能に構成され、
前記判定部は、前記第１変位検出器及び前記第２変位検出器によって、前記一対の炉壁の両方が前記炉体の外側に向かって変位していることを検出したときに、前記炉体に膨張変形が生じたと判定するように構成される。
前記第１変位検出器は、前記一対の炉壁の前記一方の前記炉体の外側に向かう変位を検出可能に構成され、
前記第２変位検出器は、前記一対の炉壁の前記他方の前記炉体の外側に向かう変位を検出可能に構成され、
前記判定部は、前記第１変位検出器及び前記第２変位検出器によって、前記一対の炉壁の両方が前記炉体の外側に向かって変位していることを検出したときに、前記炉体に膨張変形が生じたと判定するように構成される。
【0091】
上記（４）の構成によれば、第１変位検出器及び第２変位検出器により、一対の炉壁の両方が炉体の外側に向かって変位していることを検出したときに、炉体に膨張変形が生じたと判定するようにしたので、炉体の膨張変形を適切に検知可能である。
【0092】
（５）幾つかの実施形態では、上記（３）又は（４）の構成において、
前記第１変位検出器は、前記一対の炉壁の前記一方の外側及び内側への変位量を検出可能に構成され、
前記第２変位検出器は、前記一対の炉壁の前記他方の外側及び内側への変位量を検出可能に構成され、
前記判定部は、前記第１変位検出器又は前記第２変位検出器の一方によって、前記一対の炉壁の一方が前記炉体の外側に向かって変位していることを検出し、前記第１変位検出器又は前記第２変位検出器の他方によって、前記一対の炉壁の他方が前記炉体の内側に向かって変位していることを検出し、かつ、前記一対の炉壁の前記一方の外側への前記変位量が前記一対の炉壁の前記他方の内側への前記変位量よりも大きいときに、前記炉体に膨張変形が生じたと判定するように構成される。
前記第１変位検出器は、前記一対の炉壁の前記一方の外側及び内側への変位量を検出可能に構成され、
前記第２変位検出器は、前記一対の炉壁の前記他方の外側及び内側への変位量を検出可能に構成され、
前記判定部は、前記第１変位検出器又は前記第２変位検出器の一方によって、前記一対の炉壁の一方が前記炉体の外側に向かって変位していることを検出し、前記第１変位検出器又は前記第２変位検出器の他方によって、前記一対の炉壁の他方が前記炉体の内側に向かって変位していることを検出し、かつ、前記一対の炉壁の前記一方の外側への前記変位量が前記一対の炉壁の前記他方の内側への前記変位量よりも大きいときに、前記炉体に膨張変形が生じたと判定するように構成される。
【0093】
上記（５）の構成によれば、第１変位検出器及び第２変位検出器により、一対の炉壁の一方が炉体の外側に向かって変位し、一対の炉壁の他方が炉体の内側に向かって変位し、かつ、一対の炉壁の一方の外側への変位量が一対の炉壁の他方の内側への変位量よりも大きいときに、炉体に膨張変形が生じたと判定するようにしたので、炉体の膨張変形を適切に検知可能である。
【0094】
（６）幾つかの実施形態では、上記（３）乃至（５）の何れかの構成において、
前記少なくとも１つの変位検出器は、前記第１変位検出器及び前記第２変位検出器の複数のペアを含み、
前記判定部は、前記複数のペアのうち、前記炉体に膨張変形が生じたと判定した前記第１変位検出器と前記第２変位検出器のペアの数に基づいて、前記膨張変形の要因を特定するように構成される。
前記少なくとも１つの変位検出器は、前記第１変位検出器及び前記第２変位検出器の複数のペアを含み、
前記判定部は、前記複数のペアのうち、前記炉体に膨張変形が生じたと判定した前記第１変位検出器と前記第２変位検出器のペアの数に基づいて、前記膨張変形の要因を特定するように構成される。
【0095】
上記（６）の構成によれば、炉体に膨張変形が生じたと判定した第１変位検出器と第２変位検出器のペアの数に基づいて、膨張変形の要因を特定することができる。例えば、第１変位検出器と第２変位検出器の総ペア数のうち、ある程度の数のペア（例えば総ペア数の２０％以上）によって膨張変形が生じたと判定されたときには、炉体の内圧上昇が炉体変形の要因であると推定することができる。また、第１変位検出器と第２変位検出器の総ペア数のうち、少数ペア（例えば１ペア）によって膨張変形が生じたと判定されたときには、炉壁に支持される特定の内部機器に何らかの異常が生じたことが炉体変形の要因であると推定することができる。したがって、このように膨張変形の要因を特定することにより、特定された要因に基づいて、炉体の膨張変形が拡大しないように、適切に対処することが可能となる。
【0096】
（７）幾つかの実施形態では、上記（３）乃至（６）の何れかの構成において、
前記監視装置は、
前記判定部により前記炉体が膨張変形したと判定されたとき、前記炉体の異常を通知するように構成された通知部をさらに備える。
前記監視装置は、
前記判定部により前記炉体が膨張変形したと判定されたとき、前記炉体の異常を通知するように構成された通知部をさらに備える。
【0097】
上記（７）の構成によれば、炉体に膨張変形が生じたと判定されたとき、炉体の異常を通知するようにしたので、これにより、オペレータ等が炉体の異常を認知して、炉体の膨張変形が拡大しないように対処することが可能となる。よって、炉体の膨張変形を適切に抑制することができる。
【0098】
（８）本発明の少なくとも一実施形態に係る熱処理設備は、
互いに対向するように設けられ、炉体を構成する一対の炉壁と、
上記（１）乃至（７）の何れか一項に記載の監視装置と、
を備える。
互いに対向するように設けられ、炉体を構成する一対の炉壁と、
上記（１）乃至（７）の何れか一項に記載の監視装置と、
を備える。
【0099】
上記（８）の構成によれば、炉体の外側に変位検出器を設けた簡素な構成で、炉壁の水平方向の変位を検出することができる。したがって、この検出結果に基づいて炉体変形を検知することができ、これにより、例えば炉体の変形が拡大しないように対処することが可能となる。すなわち、上記（８）の構成によれば、熱処理設備の製造コスト増大を抑制しながら炉体の変形を抑制することができる。よって、炉体の変形に起因する問題（例えば、炉壁に支持される内部機器の脱落等）の発生を抑制することができる。
【0100】
（９）幾つかの実施形態では、上記（８）の構成において、
前記熱処理設備は、
前記炉体の内部にて前記一対の炉壁の一方に固定される内部機器と、
前記炉体の内部にて前記一対の炉壁の他方に固定され、前記一対の炉壁の前記他方に対する水平方向の相対変位を許容しながら前記内部機器を支持するように構成された支持部と、
をさらに備える。
前記熱処理設備は、
前記炉体の内部にて前記一対の炉壁の一方に固定される内部機器と、
前記炉体の内部にて前記一対の炉壁の他方に固定され、前記一対の炉壁の前記他方に対する水平方向の相対変位を許容しながら前記内部機器を支持するように構成された支持部と、
をさらに備える。
【0101】
上記（９）の熱処理設備では、一対の炉壁の一方に固定された内部機器を、一対の炉壁の他方に固定された支持部により水平方向の相対変位が許容しながら支持している。このような熱処理設備において炉体に膨張変形が生じると、水平方向における内部機器と支持部とのオーバーラップ量が減少する。そして、炉体の膨張変形が拡大すると、水平方向において内部機器と支持部とが離れてしまい、内部機器が支持部から脱落してしまう場合がある。
この点、上記（９）の構成によれば、炉体の外側に変位検出器を設けた簡素な構成で、炉壁の水平方向の変位を検出することができる。したがって、この検出結果に基づいて炉体の膨張変形等の変形を検知することができ、これにより、炉体の変形が拡大しないように対処することが可能となる。すなわち、上記（９）の構成によれば、熱処理設備の製造コスト増大を抑制しながら炉体の変形を抑制することができる。よって、炉体の変形に起因する内部機器の脱落等の発生を抑制することができる。
この点、上記（９）の構成によれば、炉体の外側に変位検出器を設けた簡素な構成で、炉壁の水平方向の変位を検出することができる。したがって、この検出結果に基づいて炉体の膨張変形等の変形を検知することができ、これにより、炉体の変形が拡大しないように対処することが可能となる。すなわち、上記（９）の構成によれば、熱処理設備の製造コスト増大を抑制しながら炉体の変形を抑制することができる。よって、炉体の変形に起因する内部機器の脱落等の発生を抑制することができる。
【0102】
（１０）幾つかの実施形態では、上記（８）又は（９）の構成において、
前記監視装置は、前記少なくとも１つの変位検出器の検出結果に基づいて、前記炉体が膨張変形したか否かを判定するように構成された判定部を備え、
前記熱処理設備は、
前記炉体の内部にガスを供給するガス供給部と、
前記炉体の内部から前記ガスを排出するガス排出部と、
前記判定部により前記炉体に膨張変形が生じたと判定されたとき、前記炉体の内圧が減少するように、前記ガス供給部によるガスの供給量又は前記ガス排出部によるガスの排出量を調節するように構成された調節部と、
をさらに備える。
前記監視装置は、前記少なくとも１つの変位検出器の検出結果に基づいて、前記炉体が膨張変形したか否かを判定するように構成された判定部を備え、
前記熱処理設備は、
前記炉体の内部にガスを供給するガス供給部と、
前記炉体の内部から前記ガスを排出するガス排出部と、
前記判定部により前記炉体に膨張変形が生じたと判定されたとき、前記炉体の内圧が減少するように、前記ガス供給部によるガスの供給量又は前記ガス排出部によるガスの排出量を調節するように構成された調節部と、
をさらに備える。
【0103】
上記（１０）の構成によれば、炉体に膨張変形が生じたと判定されたとき、炉体の内圧が減少するように、ガス供給部によるガスの供給量又はガス排出部によるガスの排出量を調節するようにしたので、炉体の膨張変形の拡大を効果的に抑制することができる。よって、炉体の変形に起因する内部機器の脱落等の発生を効果的に抑制することができる。
【0104】
（１１）幾つかの実施形態では、上記（８）乃至（１０）の何れかの構成において、
前記熱処理設備は、
前記炉体の外側に設けられた架構を備え、
前記少なくとも１つの変位検出器は、少なくとも部分的に、水平方向において前記一対の炉壁の一方と前記架構との間に設けられる。
前記熱処理設備は、
前記炉体の外側に設けられた架構を備え、
前記少なくとも１つの変位検出器は、少なくとも部分的に、水平方向において前記一対の炉壁の一方と前記架構との間に設けられる。
【0105】
上記（１１）の構成によれば、水平方向において炉壁と架構との間に変位検出器を設けたので、足場となる架構から変位検出器に容易にアクセスすることができる。よって、変位検出器のメンテナンス作業が容易となる。
【0106】
（１２）幾つかの実施形態では、上記（８）乃至（１１）の何れかの構成において、
前記熱処理設備は、
前記炉体の外側にて前記一対の炉壁の前記一方から前記炉体の外側に離間して設けられた架構を備え、
前記監視装置は、
前記前記架構に固定される静止部材と、
前記炉体の外側に設けられ、前記一対の炉壁の前記一方の変形に伴い前記一対の炉壁の前記一方とともに移動可能な可動部材と、を含み、
前記変位検出器は、前記静止部材又は前記可動部材の一方に取り付けられ、前記静止部材に対する前記可動部材の水平方向における相対変位を検出可能に構成される。
前記熱処理設備は、
前記炉体の外側にて前記一対の炉壁の前記一方から前記炉体の外側に離間して設けられた架構を備え、
前記監視装置は、
前記前記架構に固定される静止部材と、
前記炉体の外側に設けられ、前記一対の炉壁の前記一方の変形に伴い前記一対の炉壁の前記一方とともに移動可能な可動部材と、を含み、
前記変位検出器は、前記静止部材又は前記可動部材の一方に取り付けられ、前記静止部材に対する前記可動部材の水平方向における相対変位を検出可能に構成される。
【0107】
上記（１２）の構成によれば、架構に固定される静止部材、及び、炉壁とともに移動可能な可動部材を用いて、静止部材に対する可動部材の水平方向における相対変位を検出する。すなわち、架構を利用した構成で水平方向の相対変位を検出するようにしたので、監視装置の設置に要するコストを抑制しながら、炉体の変形を検知することができ、これにより、炉体の変形を抑制することができる。
【0108】
（１３）本発明の少なくとも一実施形態に係る熱処理設備の監視方法は、
熱処理設備用の監視方法であって、
前記熱処理設備の炉体の外側において、前記炉体を構成する一対の炉壁の一方の水平方向の相対変位を検出するステップを備える。
熱処理設備用の監視方法であって、
前記熱処理設備の炉体の外側において、前記炉体を構成する一対の炉壁の一方の水平方向の相対変位を検出するステップを備える。
【0109】
上記（１３）の方法によれば、炉体の外側において炉壁の水平方向の変位を検出するようにしたので、この検出結果に基づいて炉体変形を検知することができ、これにより、例えば炉体の変形が拡大しないように対処することが可能となる。すなわち、上記（１３）の方法によれば、熱処理設備の製造コスト増大を抑制しながら炉体の変形を抑制することができる。よって、炉体の変形に起因する問題（例えば、炉壁に支持される内部機器の脱落等）の発生を抑制することができる。
【0110】
（１４）本発明の少なくとも一実施形態に係る熱処理設備の製造方法は、
互いに対向するように設けられ、炉体を構成する一対の炉壁を含む熱処理設備の製造方法であって、
前記炉体の外側において、前記一対の炉壁の一方の水平方向の相対変位を検出するように構成された少なくとも１つの変位検出器を設置するステップを備える。
互いに対向するように設けられ、炉体を構成する一対の炉壁を含む熱処理設備の製造方法であって、
前記炉体の外側において、前記一対の炉壁の一方の水平方向の相対変位を検出するように構成された少なくとも１つの変位検出器を設置するステップを備える。
【0111】
上記（１４）の方法によれば、炉体の外側において、炉壁の水平方向の変位を検出するように構成された変位検出器を設置する、との簡易な手順により、炉壁の水平方向の変位の検出が可能となる。これにより、例えば炉体の変形が拡大しないように対処することが可能となり、熱処理設備の製造コスト増大を抑制しながら炉体の変形を抑制することができる。よって、炉体の変形に起因する問題（例えば、炉壁に支持される内部機器の脱落等）の発生を抑制することができる。
【0112】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
【0113】
本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【符号の説明】
【0114】
１ 熱処理設備
２ 熱処理炉
３ 予熱帯
４ 加熱帯
５ 均熱帯
６ 冷却帯
８ 炉体
９ 炉壁
９Ａ 第１炉壁
９Ｂ 第２炉壁
１０ 搬送ロール
１１ 内部機器
１２ ラジアントチューブ
１３ ロールシャフト
１４ 冷却ガスノズル
１５ 支持板
１６ 支持部
１７ リブ
１８ 架構
１８Ａ 架構
１８Ｂ 架構
１９ 軸受
２０ 監視装置
２２ 制御装置
２４ 変位検出器
２４Ａ 第１変位検出器
２４Ｂ 第２変位検出器
２６ 静止部材
２８ 可動部材
３０ 判定部
３２ 調節部
３４ 通知部
３８ ガス供給ライン
３９ ガス排出ライン
４０ ガス供給部
４１ ガス排出部
４２ 供給バルブ
４４ 排出バルブ
５１ 一端側
５２ 他端側
５４ 突出部
６０ 静止ブラケット
６０ａ 垂直面
６２ 可動ブラケット
６２ａ 垂直面
６４ スリット
６６ 接触子
６８ 静止ブラケット
７０ ターゲット板
７２ レーザ距離計
１１８ 架構
Ｓ 金属板
２ 熱処理炉
３ 予熱帯
４ 加熱帯
５ 均熱帯
６ 冷却帯
８ 炉体
９ 炉壁
９Ａ 第１炉壁
９Ｂ 第２炉壁
１０ 搬送ロール
１１ 内部機器
１２ ラジアントチューブ
１３ ロールシャフト
１４ 冷却ガスノズル
１５ 支持板
１６ 支持部
１７ リブ
１８ 架構
１８Ａ 架構
１８Ｂ 架構
１９ 軸受
２０ 監視装置
２２ 制御装置
２４ 変位検出器
２４Ａ 第１変位検出器
２４Ｂ 第２変位検出器
２６ 静止部材
２８ 可動部材
３０ 判定部
３２ 調節部
３４ 通知部
３８ ガス供給ライン
３９ ガス排出ライン
４０ ガス供給部
４１ ガス排出部
４２ 供給バルブ
４４ 排出バルブ
５１ 一端側
５２ 他端側
５４ 突出部
６０ 静止ブラケット
６０ａ 垂直面
６２ 可動ブラケット
６２ａ 垂直面
６４ スリット
６６ 接触子
６８ 静止ブラケット
７０ ターゲット板
７２ レーザ距離計
１１８ 架構
Ｓ 金属板
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図11A】
【図11B】
【図12A】
【図12B】
【図13A】
【図13B】
【図14】