浸碳装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种浸碳装置。在浸碳装置（１０）的排气管（５）上设置气体冷却器（６），过滤器（７），露点传感器（８），控制部（１１）。气体冷却器（６）将从炉（１）的内部，排到排气管（５）内部的气体冷却到６０℃的测定温度。过滤器（７）去除在排气管（５）内部流动的气体中的灰尘。露点传感器（８）测定在于排气管（５）的内部，冷却到测定温度之后，去除了灰尘的气体的露点温度。控制部（１１）通过运算部（１２），根据露点传感器８测定的气体的露点温度和温度传感器９测定的炉（１）内气体的温度，计算炉１内的气体的ＣＰ，通过调节部（１３），调节浓缩煤气的供给量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种对机械部件等的钢部件等进行表面硬化的浸碳处理的浸碳装置。
技术介绍
在对钢部件等的表面进行浸碳处理中，浸碳炉内的浸碳性气体(在下面也称为“炉内气体”)的渗碳能力(在下面称为“CP”)对处理后的被处理品的品质造成较大的影响。由此，在浸碳装置中，在浸碳处理中对炉内气体的CP进行控制。在该控制中，测定炉内气体的氧浓度、二氧化碳浓度、水量(水分量)或甲烷气体浓度等，根据该测定结果计算炉内气氛的CP值，根据该计算结果计算炉内气体的CP值，对应于该计算结果，调节炉内气体的浓缩煤气的供给量。在已有的浸碳装置中，为了进行自动化控制，主要采用根据炉内气体的氧浓度或二氧化碳浓度的测定结果计算CP值的方法(例如，参照专利文献1)。在测定炉内气体的氧浓度时，例如将氧化锆传感器插入炉内。在测定炉内气体的二氧化碳浓度时，通过与炉内连通的取样管，将炉内气体导入仪表。专利文献1JP特许第2592517号公报但是，在通过插入炉内的传感器，测定炉内气体的氧浓度的方法中，利用构成插入炉内的传感器的电极的铂的催化剂作用，促进在传感器附近供给到炉内的浓缩煤气的分解。由此，具有下述的问题，即，在传感器的内部的氧浓度低于炉内的平均氧浓度，根据传感器的测定值而计算出的CP值高于实际的炉内气体的CP值。另外，在测定从炉内部通过取样管导入仪表的炉内气体的二氧化碳浓度的方法中，对炉内气体变化的控制的反应性差。此外，在通过取样管的期间，炉内气体的温度慢慢地降低，伴随该情况，炉内气体的组分变化。由此，存在无法正确地测定炉内气体的CP值的问题。
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术的目的在于提供一种浸碳装置，该浸碳装置测定排到排气管内的炉内气体冷却后的露点，根据已测定的露点，计算出CP值，由此，在没有误差的情况下正确地计算组分未变化的炉内气体的CP值的，可以确保和保持被处理品的合格品质。用于解决课题的技术方案为了解决上述课题，本专利技术所涉及的浸碳装置包括炉，冷却机构，露点传感器，温度传感器，调节器和控制机构。该炉在浸碳性气体中收纳被处理品，使其温度上升到规定的浸碳温度。该冷却机构，在上述炉外将上述炉内的气体冷却到规定的测定温度。该露点传感器测定通过上述冷却机构冷却的炉内气体的露点温度。该温度传感器测定上述炉内温度。该调节器调节上述炉内的气体的浓缩煤气的导入量。该控制机构根据上述露点传感器和温度传感器的测定结果，计算上述炉内的气体的CP值，根据该已计算而得的CP值，通过上述调节器调节浓缩煤气的导入量的增减。冷却机构和露点传感器例如，依次设置于构成炉内气体的排气通路的排气管中。冷却机构和露点传感器也可设置于设在排气管上的分支管上。此外，有在排气通路中的冷却机构和露点传感器之间，还设置去除炉内气体中的灰尘的过滤器的情况。在本专利技术所涉及的浸碳装置中，在炉内上升到规定的浸碳温度，用于浸碳处理的炉内气氛，在炉外冷却到规定的测定温度，然后，接受露点传感器的露点温度的测定。根据由已测定的露点温度和炉内温度计算的炉内气体的CP，调整导入炉内气体中的浓缩煤气的量的增减。于是，炉内气体从浸碳温度骤冷到测定温度，由此，反应停止(凍結)，在保持炉内组分不变的状态下接受露点温度的测定。在没有误差的情况下，测定用于浸碳处理状态的炉内气体的露点温度，计算正确的CP值。另外，将基于正确的CP的合格量的浓缩煤气导入炉内。在排气管的排气通路中依次设置冷却机构和露点传感器，由此，不需要用于测定露点温度的取样管。另外，过滤器设置于排气通路中的冷却机构和露点传感器之间，由此，在不受到灰尘的影响的情况下，正确地测定炉内气体的露点温度。专利技术的效果利用本专利技术所涉及的浸碳装置，可以在没有误差的情况下，测定用于浸碳处理的炉内气体的露点温度，可以将基于正确的CP值的合格量的浓缩煤气导入炉内。由此，可以确保和保持被处理品的合格品质。另外，可以在排气管的排气通路中依次设置冷却机构和露点传感器，不必单独设置用于测定露点温度的取样管，测定的反应性良好，可以简化装置的结构。此外，将过滤器设置于排气通路中的冷却机构和露点传感器之间，可以更加正确地测定炉内气体的露点温度。附图说明图1为本专利技术的实施例的浸碳装置的外观结构图；图2为本专利技术的另一实施例的浸碳装置的主要部分的结构图；图3为采用对应露点传感器8测定的露点温度的水量测定CP的结果和利用氧浓度和二氧化碳浓度的测定结果进行CP值计算的比较图。具体实施例方式图1为本专利技术的实施例的浸碳装置的外观结构图。浸碳装置10包括炉1、加热器2、风扇3、导入管4、排气管5、气体冷却器6、过滤器7、露点传感器8、温度传感器9、控制部11、供给管14、马达阀15。在炉1内收纳应进行浸碳处理的被处理品20。加热器2将炉1内的温度上升到例如930℃的浸碳温度。风扇3对炉1内的气氛气体进行搅拌使其均匀。导入管4将在浸碳用运载气体中混合浓缩煤气而得的浸碳性气体导入炉1内部。运载气体采用例如，RX气体。浓缩煤气采用例如，甲烷气、丁烷气、乙烷气等碳化氢气体。排气管5构成将炉1内的气体排到外部时的排气通路。气体冷却器6、过滤器7和露点传感器8沿排气管5所构成的排气通路，依次设置。气体冷却器6相当于本专利技术所涉及的冷却机构，将从炉1内部排到排气管5内部的气体冷却到在气体的露点温度以上，露点传感器8的耐热温度(例如，60℃)以下的范围内的温度(在下面称为“测定温度”)。过滤器7去除在排气管5的内部流动的气体的灰尘。露点传感器8测定，在排气管5的内部冷却到测定温度之后去除掉灰尘的气体的露点温度。图2为本专利技术的另一实施例所涉及的浸碳装置的主要部分的结构图。在该实施例所涉及的浸碳装置21中，在排气管5的一部分，具有其直径小于排气管5的分支管51，在该分支管51上依次设置气体冷却器61，过滤器71和露点传感器8。在分支管51上设置图中未示出的排气吸引机构，将排气管5内的气体的一部分导向分支管51的内部。由于在分支管51的内部流动的气体的流量少于排气管5的内部的流量，故可减小气体冷却器61和过滤器71的容量，可谋求成本的降低。温度传感器9测定炉1内的气体温度。供给管14与导入管4连接。马达阀15相当于本专利技术的调节器，其调节经过供给管14和导入管4，供给到炉1的内部的浓缩煤气的供给量。控制部11包括运算部12和调节部13。露点传感器8和温度传感器9的测定结果输入到该运算部12中。运算部12根据露点传感器8测定的气体露点温度，求出炉1内气体的水量。另外，还有气体的水量从露点传感器8直接输出的情况。另外，根据该水量和炉1内气体的温度，计算CP，将已计算的CP输出给调节部13。运算部12以CP为一个实例，通过下述公式(1)CP＝As(K3/K1)(PH2·PCO/PH2O)......(1)进行计算。在上述式(1)中，K1表示反应(C+CO2＝2CO)的平衡常数，K3表示(CO2+H2＝CO+H2O)的平衡常数，As表示通过被处理品20的温度传感器9测定的奥氏体的饱和碳浓度，PH2和PCO表示气体中的氢和一氧化碳的分压，PH2O表示气体中的水量(水蒸气分压)。气体中的氢和一氧化碳的分压PH2，PCO根据运载气体的组分而知。在炉1内的气体温度下的奥氏体的饱和碳浓度As是已知的。气体中的水量PH2O根据露点传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种浸碳装置，该浸碳装置包括炉，该炉在浸碳性气氛中，收纳被处理品，使其温度上升到规定的浸碳温度；冷却机构，该冷却机构在上述炉外，将上述炉内气体冷却到规定的测定温度；露点传感器，该露点传感器测定通过上述冷却机构冷却的气体的露点温度；温度传感器，该温度传感器测定上述炉内的温度；调节器，该调节器调节上述炉内气体的浓缩煤气的导入量；控制机构，控制机构根据上述露点传感器和温度传感器的测定结果，计算上述炉内的气氛气体的渗碳能力，根据该已计算的渗碳能力，通过上述调节器，调节浓缩煤气的导入量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山口和嘉，立里晓华，
申请(专利权)人：光洋热系统株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]