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熱処理炉の上昇気流について

熱処理炉を利用するうえで知っておきたい情報のひとつが、上昇気流です。上昇気流は自然界だけで発生する現象ではなく、熱処理炉内でも発生します。熱処理炉内で上昇気流が発生した場合には、熱処理の精度が不安定になるトラブルを引き起こします。ここでは、熱処理炉の上昇気流が発生する原理と抑制・循環の方法を解説しているので、参考にしてみてください。

目次

熱処理炉で上昇気流が発生する原理

熱処理炉内では、上昇気流が発生しています。多段式の熱処理炉においては、内部で温められた空気が上昇して、各段の隙間からさらに上部へ昇ります。そして熱された空気は上部の隙間から逃げていきます。

熱処理炉内の空気が減少していくと、それを補うために外部から空気が入り込んでくるため、炉内の上部と下部で温度にバラつきが生じます。このように熱処理炉内の上昇気流の発生は温度の均一化を阻害してしまうため、発生しないように工夫が必要です。

熱処理炉で発生する上昇気流の抑制や循環

熱処理炉内で上昇気流が発生してしまうと、炉内の上部と下部で温度にバラつきが生じてしまうので、対策として、多段式の場合には各段の隙間をできるだけ減らし、上昇気流を抑制する方法があります。温められて上昇していく空気の量を減らして、各段の滞留や温度のバラつきの抑制が可能です。

他にも、熱処理炉内で上昇気流を循環させる方法もあります。温められた空気が外部に漏れて、外部から冷たい空気が入ってしまう悪循環では、熱処理炉内の温度にバラつきが生じます。そこで炉内から漏れる空気を抑制して、炉内で温められた空気を循環させれば、温度の維持が可能です。

こうした上昇気流への対策が施されているかどうかは、工業用熱処理炉における非常に重要なポイントです。

上昇気流以外にも熱処理炉の基礎知識をチェックしよう

熱処理炉を正しく運用するためには、温度管理を左右する上昇気流の原理と抑制・循環について正しく理解しましょう。

当サイトでは熱処理炉を導入するために知っておきたい役立つ情報を掲載しています。導入前に、以下のページもぜひ参考にしてください。

熱処理炉に求める効果から選ぶ
おすすめの熱処理炉メーカー3選

「日本工業炉協会」の正会員である工業炉メーカー112社のうち、熱処理炉を扱う62社を調査。
その中から、自動車業界、半導体業界、航空宇宙業界に必要な熱処理方法からメーカーを分類し、各社の熱処理炉の強みや特徴を紹介します。熱処理炉に求める効果から、自社に適した熱処理炉を選んでください。

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表面処理ができる熱処理炉例
  • 真空浸炭炉「ICBP NANO」
  • 雰囲気制御式ガス窒化炉PCGNe
など
(※2 ともに省エネ補助金対象)

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  • アルミニウム、マグネシウム鋳物の連続T6熱処理炉

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高温強度や耐食性
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大同特殊鋼
大同特殊鋼公式HP
画像引用元:大同特殊鋼公式HP
(https://www.daido.co.jp/)
おすすめの理由
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特化した炉を扱う
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  • 独自の研究や開発を行っており、高温化で利用される金属に対する知見があることから高温強度や耐食性を高めるための技術提供ができる
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  • ローラーハース式超高温連続熱処理炉 SHRH
  • 急速ガス冷却式真空熱処理炉 QHS/QHN
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大同特殊鋼の
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※1 参照元:特許情報プラットフォーム(https://www.j-platpat.inpit.go.jp/?uri=/c1801/PU/JP-2021-120471/11/ja)※2024年11月8日時点
※2 参照元:一般社団法人 環境共創イニシアチブ(https://sii.or.jp/koujou05r/system/search)※2024年11月8日時点
※参照元:日本工業炉協会 正会員一覧(https://www.jifma.or.jp/mem-search/official-lineup/)※2024年11月8日時点
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