热压用钢板的远红外线式多层型加热炉制造技术

本发明专利技术的课题在于利用平面投影面积较小、且抑制了热变形的钢板支承构件长时间稳定地支承收纳于远红外线式多层型加热炉的热压用钢板。本发明专利技术的远红外线式多层型加热炉具有：加热单元和顶部单元，它们收纳由铝系镀层钢板或锌系镀层钢板形成的热压用钢板并且在上下方向上多层设置；以及远红外线加热器，其配置于加热单元和顶部单元的内部并将热压用钢板加热到Ac3相变点以上且950℃以下。加热单元内配置有通过与热压用钢板点接触或线接触来支承热压用钢板的钢板支承构件，并且，钢板支承构件被支承为通过热膨胀或热收缩而在长度方向上伸缩自如。

Far infrared type multilayer heating furnace for hot pressing steel plate

The object of the present invention is to support the hot pressing steel plate of the far infrared multi layer type heating furnace for a long time by the use of the steel plate supporting component which has small plane projection area and the thermal deformation. Far infrared type multilayer type heating furnace of the invention has a heating unit and a top unit, which is accommodated by the hot pressing aluminum coated steel or zinc coated steel plate with the formation of multilayer and set in the vertical direction; and the far infrared heater, the internal configuration in the heating unit and the top unit and the steel plate is heated to the Ac3 point above and below 950 DEG C by hot pressing. The heating unit is arranged to support the hot pressing plate through the contact plate and the supporting member, and hot plate with point contact or line plate supporting member is supported by thermal expansion or contraction in the length direction of retractable.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种热压用钢板的远红外线式多层型加热炉，具体而言，涉及一种能够将热压用钢板例如加热到Ac3点以上且950℃以下的远红外线式多层型加热炉。
技术介绍
为了兼顾汽车车身的更大的强度、刚度以及碰撞安全性的提高、和基于车身的轻量化的燃料效率的提高，高强度钢板作为汽车车身的结构构件的材料而被广泛使用。但是，钢板的压制成形性伴随着高强度化而下降。因此，无法制造具有期望的形状的高强度的压制成形品。近年，热压法(还称作热冲压法)作为汽车车身的结构构件的压制成形法而被使用。在热压法中，在将供于压制成形的热压用钢板(坯料)加热到Ac3点以上的温度之后立即利用压制模具进行成形以及骤冷淬火(还称作模压淬火；diequench)。由此，能够制造具有期望的形状的高强度的压制成形品。为了利用热压法量产高强度的热压成形品，需要使用用于加热热压用钢板的加热炉。至今为止也提案有与这样的加热炉相关的专利技术。在专利文献1中公开有一种多层型加热炉(multi-stageheatingfurnace)。该多层型加热炉包括用于收纳多张热压用钢板的多个收纳空间。多个收纳空间互相水平且在上下方向上排列配置。在多个收纳空间设有在加热过程中使热压用钢板移动的部件。在专利文献2中公开有一种包括箱状的主体和加热源的多层型加热炉。在主体的内部形成有加热室。加热源将加热室的内部加热到大约900℃。该多层型加热炉能够同时对多张热压用钢板进行加热，并且，能够单独搬出加热后的热压用钢板。在专利文献3中公开有一种包括主体的多层型加热炉。在主体的内部设有利用加热源加热的加热室。在主体的前侧的壁上设有上下排列的多层的开口部。在各层的每个开口部分别设有开闭门。另外，在专利文献4中公开有一种热处理方法。该热处理方法具有第1工序和第2工序。在第1工序中，将热压用钢板加热到合金温度(alloyingtemperature)。在第2工序中，利用在第1工序中被赋予的热能将热压用钢板的第1区域保持在A3相变点温度以上，并且，自热压用钢板的第2区域吸收热能。由此，将热压用钢板的第2区域冷却到A1相变点温度以下。该热处理方法能够有效地利用在合金化时赋予的热能，并且，能够缩短热处理时间。在专利文献1～4所公开的加热炉中，作为热压用钢板的加热源而使用燃气喷嘴、线圈加热器、辐射加热管或电磁波加热器等。这些加热炉被要求将热压用钢板不分部位地均匀且迅速地加热到Ac3点以上(例如850℃～950℃)的高温范围、提高量产性、以及使设置面积最小化。近年，逐渐开始使用将远红外线式加热器作为加热源使用的加热炉。该加热炉兼备以下列举的特征a～c。(a)能够均匀地加热热压用钢板。(b)能够谋求基于在上下方向上的多层化(multistage)的小型化。(c)能够呈薄型的平面形状，并能够自双面加热热压用钢板。在专利文献5中公开有一种将柔性远红外线加热器(flexiblefar-infraredradiationheater)作为加热源使用的多层型加热炉。柔性远红外线加热器具有以多个绝缘子(insulator)纵横排列而构成柔性的面板的方式编织而成的结构。多个绝缘子具有收纳作为电阻器的发热导体(heatingconductor)的槽。在这些槽的内部插入设置放射远红外线的发热导体。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2007-298270号公报专利文献2：日本特开2008-291284号公报专利文献3：日本特开2008-296237号公报专利文献4：日本特许第5197859号说明书专利文献5：日本特开2014-34689号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题根据本专利技术人的研究结果，在使专利文献5所公开的热压用钢板的多层型加热炉运行时，支承加热时的热压用钢板的钢板支承构件(steelplatesupportmember)在操作开始后的早期时刻挠曲，而无法长时间稳定地支承热压用钢板。本专利技术的目的在于提供一种能够解决以往的技术所具有的这样的课题的热压用钢板的远红外线式多层型加热炉。用于解决问题的方案本专利技术人关于钢板支承构件挠曲的原因进行深刻研究的结果想到大致分为两个原因。一个原因是发生塑性变形像棘轮(ratchet)那样累积的热应力棘轮变形(thermalratchetdeformation)。热应力棘轮变形是，在承受着静应力的构件上重叠地负荷有带来塑性变形的较大的热应力循环时，依赖于热应力循环和塑性变形的方向、大小地在特定的方向上积累具有进行性的非弹性变形的现象，该现象是因约束钢板支承构件的长度方向上的两个点而引起的。由于长度方向上的两个点被约束的钢板支承构件无法自由地热膨胀而伸长，因此，钢板支承构件产生压缩热应力。因此，钢板支承构件产生塑性变形。钢板支承构件在伸长量较大的情况下以弧状挠曲。钢板支承构件反复进行与炉体反复升温和降温相伴的压缩、拉伸。由此，钢板支承构件产生热应力棘轮变形。另一个原因是发生高温蠕变(hightemperaturecreep)应变现象。假定钢板支承构件的长度方向上的两个点未被固定，且至少一端侧能够在支承构件的长度方向上自由伸缩的情况。在该情况下，也会产生挠曲根据暴露在热压用钢板的淬火所需要的较高的温度中的时间的长度而发展的高温蠕变应变现象。在由热压用钢板、钢板支承构件的自重产生的弯曲应力非常少的情况下、或在均匀且恒定的温度的情况下，都会产生高温蠕变应变现象。于是，本专利技术人进一步反复研究的结果得到了以下所列举的见解A～E，并完成了本专利技术。(A)将钢板支承构件以在长度方向上不约束至少一侧的端部侧的方式配置，而不是约束其长度方向上的两个点。由此，能够不会妨碍钢板支承构件的热膨胀地使钢板支承构件在长度方向上自由伸长。因而，能够抑制在钢板支承构件产生的热应力，能够减少热应力棘轮变形的产生。(B)为了抑制高温蠕变应变，期望的是降低由热压用钢板的自重产生的弯曲应力的水平、提高钢板支承构件的单位重量的截面系数。(C)为了大幅降低维护费用，期望的是利用因科镍合金等的高温蠕变应变速度较小的材料构成钢板支承构件。(D)为了确保均热性、温度控制性，期望的是钢板支承构件的平面投影面积极力设定得较小。(E)特别是在热压用钢板为铝系镀层钢板、锌系镀层钢板的情况下，期望的是热压用钢板支承构件与热压用钢板之间的接触面积像例如点接触或线接触那样尽量小。本专利技术为如下所述。(1)一种热压用钢板的远红外线式多层型加热炉，其包括加热单元和钢板支承构件，该加热单元具有：块体，其以包围用于收纳热压用钢板的空间的水平面的周围的方式配置，并由绝热材料形成；以及远红外线加热器，其配置于所述热压用钢板的上方和下方并对该热压用钢板进行加热，该钢板支承构件配置于该加热单元的内部并用于支承所述热压用钢板，其特征在于，该远红外线式多层型加热炉包括支承构件，该支承构件以使所述钢板支承构件通过热膨胀或热收缩而在长度方向上伸缩自如的方式支承该钢板支承构件。(2)根据技术方案(1)所述的远红外线式多层型加热炉，其中，所述远红外线加热器通过由作为远红外线放射陶瓷的烧结体的多个绝缘子主体在纵横方向上排列而构成为面状，并且，该远红外线加热器通过所述多个绝缘子主体利用插入于分别穿设于该多个绝缘子主体的电热丝贯通孔的电热丝相互以自由位移的方式连结，而具有挠性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种远红外线式多层型加热炉，其包括加热单元和钢板支承构件，该加热单元具有：块体，其以包围用于收纳热压用钢板的空间的水平面的周围的方式配置，并由绝热材料形成；以及远红外线加热器，其配置于所述热压用钢板的上方和下方并对该热压用钢板进行加热，该钢板支承构件配置于该加热单元的内部并用于支承所述热压用钢板，其特征在于，该远红外线式多层型加热炉包括支承构件，该支承构件以使所述钢板支承构件通过热膨胀或热收缩而在长度方向上伸缩自如的方式支承该钢板支承构件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.06 JP 2014-1178791.一种远红外线式多层型加热炉，其包括加热单元和钢板支承构件，该加热单元具有：块体，其以包围用于收纳热压用钢板的空间的水平面的周围的方式配置，并由绝热材料形成；以及远红外线加热器，其配置于所述热压用钢板的上方和下方并对该热压用钢板进行加热，该钢板支承构件配置于该加热单元的内部并用于支承所述热压用钢板，其特征在于，该远红外线式多层型加热炉包括支承构件，该支承构件以使所述钢板支承构件通过热膨胀或热收缩而在长度方向上伸缩自如的方式支承该钢板支承构件。2.根据权利要求1所述的远红外线式多层型加热炉，其中，所述远红外线加热器通过由作为远红外线放射陶瓷的烧结体的多个绝缘子主体在纵横方向上排列而构成为面状，并且，该远红外线...

【专利技术属性】
技术研发人员：桑山真二郎，
申请(专利权)人：日铁住金综合工程株式会社，昭和铁工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP