熱処理炉は、熱源、作業温度、熱処理の種類など、いくつかの重要な要素に基づいて分類されます。これらの分類は、特定の産業用途に適した炉を選択する際に役立ちます。熱源には抵抗式と燃料式があり、燃料はさらに固体、液体、気体のタイプに分けられます。温度分類には低温炉、中温炉、高温炉があり、それぞれ異なる熱処理プロセスに適しています。さらに、炉の構造や、焼鈍、焼戻し、焼入れ、浸炭などの特定の熱処理プロセスによっても分類されます。
キーポイントの説明
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熱源による分類:
- 抵抗炉:電気抵抗を利用して熱を発生させるもので、精密な温度制御で知られている。均一な加熱を必要とする用途によく使用される。
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燃料炉:燃料の燃焼によって熱を発生させる。使用する燃料の種類によってさらに分類される：
- 固形燃料:石炭、微粉炭、コークスを含む。これらは費用対効果は高いが、排出量が多くなる可能性がある。
- 液体燃料:ガソリンや灯油など。これらは固形燃料に比べて燃焼のコントロールがしやすい。
- 気体燃料:石炭ガスと生産者ガスを含む。これらはよりクリーンで、効率的な熱分布が得られる。
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使用温度による分類:
- 低温炉 (<650°C):焼戻しや亜臨界焼鈍などのプロセスに使用される。これらの炉は均一な加熱を達成するため、強制的な空気循環または液体浴 (油、鉛、塩) を採用することがよくあります。
- 中温炉 (650-1000°C):炭素鋼や低合金鋼の焼入れ、焼ならし、浸炭などのプロセスに適しています。これらの炉は汎用的な熱処理に広く使用されます。
- 高温炉 (>1000°C):高速度鋼やその他の高温サイクルの熱処理用に設計されています。これらの炉は最高1400℃まで運転可能で、特殊な処理には不可欠です。
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熱処理プロセスによる分類:
- 焼鈍炉:ローラーハース炉、プッシャー炉、箱型炉、ポット／ピット炉、コンベアベルト炉、インテグラルクエンチ炉などがあります。それぞれのタイプは特定の焼きなましプロセスに対応するよう設計されており、均一な加熱と冷却を保証します。
- 焼戻し炉:焼戻しまたは亜臨界焼鈍に使用され、通常0～700°Cの温度で運転される。このような炉では、強制空気循環または液浴による乾式加熱がよく使用されます。
- 浸炭炉または浸炭窒化炉:表面硬化処理に使用される特殊な炉。金属の表面に炭素や窒素を導入し、硬度や耐摩耗性を高める。
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構造による分類:
- 竪型炉:これらの炉は垂直方向に設計されているため、スペースに制約のある特定の工業プロセスに適しています。
- 水平炉:水平方向に配置され、連続熱処理プロセスによく使用される。
- シングルチャンバー炉:1つのチャンバーで加熱と冷却を行うため、バッチプロセスに適しています。
- 三室炉:加熱、冷却、焼入れのための独立したチャンバーを備え、より複雑な熱処理サイクルを可能にする。
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特殊炉:
- 真空抵抗炉:シェル全体が真空容器として機能する近代的な炉。吸熱処理など、制御された雰囲気を必要とするプロセスに使用される。縦型、横型、シングルチャンバー型、3チャンバー型があります。
これらの分類を理解することで、特定の熱処理要求に基づいて適切な炉を選択することができ、工業用途における最適な性能と効率を確保することができます。
総括表
| 分類 | 主な特徴 | 用途別 |
|---|---|---|
| 熱源別 | 抵抗（精密制御）、燃料（固体、液体、気体） | 均一加熱、費用対効果または効率的な熱分布 |
| 温度別 | 低 (<650°C), 中 (650-1000°C), 高 (>1000°C) | 焼戻し、焼入れ、高速度鋼処理 |
| 熱処理工程別 | 焼鈍、焼戻し、浸炭 | 均一加熱、表面硬化、耐摩耗性 |
| 構造別 | 縦型、横型、シングルチャンバー、スリーチャンバー | スペースの制約、連続プロセス、バッチまたは複雑なサイクル |
| 特殊炉 | 真空抵抗（制御された雰囲気） | 吸熱処理、高精度プロセス |
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