JP2000016807A - 粉末カーボンの黒鉛化焼成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 連続焼成が可能で低消費電力で高能率の粉末
カーボンの黒鉛化焼成装置を提供する。 【構成】 周回運動し上面に炉床１１ａを設けた環状炉
可動部１１と、該炉可動部１１上に炉内空間３０を形成
する隧道状の炉固定部２０とより構成し、前記炉内空間
３０及びそれを形成する炉固定部２０は３６０°の周回
空間をＡ〜Ｆゾーンの６個のゾーンに区分して、各ゾー
ンに対応する炉固定部にはそれぞれ粉末原料供給部４
０、炉床加熱／粉末予熱部２０ａ、粉末昇温部２０ｂ、
粉末温度保持部２０ｃ、冷却部２０ｄ、黒鉛化の終了し
た黒鉛化粉末取出し部４１を設け、ＡゾーンよりＦゾー
ンに至る間に炉可動部１１を１回転（３６０度）させる
ことにより黒鉛化の焼成工程を完了するよう構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は粉末カーボンの黒鉛
化焼成装置に係り、電磁波（マイクロ波）による加熱手
段を用いて粉末カーボンの連続焼成を行なう粉末カーボ
ンの黒鉛化焼成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】黒鉛は、炭素を層状に結晶したもので、
融点が極めて高く、良導体で、酸やアルカリにも侵され
にくいために電極や減摩材等に使用されているが、特に
無定形炭素を３０００℃前後で熱処理して黒鉛化を行な
い、不規則な配列の微小黒鉛結晶の成長と配向を人工的
に行なわせたものは、一般的性質は耐熱性、耐熱衝撃
性、耐蝕性に富み、電気、熱伝導性が比較的よく、滑性
があり、耐火物、炭素ブラシ、発熱体、原子材料等に使
用されている。

【０００３】上記の無定形炭素の黒鉛化は、従来は図１
１（Ａ）に示すように、アチソン炉と呼ばれる炉で、被
黒鉛化品１００を導電性坩堝１０１に充填したのち、該
坩堝１０１をパッキングコークス１０２の中に埋め、熱
遮蔽ライニング１０３、耐火煉瓦炉外壁１０４で覆い、
これら全体を両端の電極１０６へのブスバ１０７を介し
ての通電により加熱し、昇温焼成している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この方式は
バッチ方式であり、図１１（Ｂ）に示すように被黒鉛化
品１００の充填等準備に４日、３０００℃に通電昇温に
２日、自然放熱による常温降下に２０日、坩堝１０１及
び黒鉛化した粉末カーボンの取出しに４日かかり、黒鉛
が１バッチサイクル生産に約１ヵ月を要している。従っ
て１プラントの生産性は、年間生産量数百トンのもの
で、電力単価は２５ＭＷ／ｔｏｎ以上、所用敷地面積数
千ｍ² を必要とし、生産能力の向上への道は厳しい状況
にある。

【０００５】本発明はかかる課題に鑑みなされたもの
で、低消費電力で高能率で粉末カーボンから黒鉛を連続
的に製造できる粉末カーボンの黒鉛化焼成装置を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、請
求項１記載の発明は、無端状に周回する炉床上の隧道状
炉内空間を周回方向に沿って複数の処理ゾーンを形成
し、該処理ゾーンの一側に粉末原料供給ゾーン、他側に
黒鉛化粉末取出しゾーンを夫々形成するとともに、該二
つのゾーンの間に前記粉末原料供給ゾーンより炉床に供
給された粉末原料層に輻射熱若しくはマイクロ波等の熱
エネルギー若しくは熱変換エネルギーを供給する一又は
複数の熱処理ゾーンを設定して、前記炉床を周回させな
がら粉末カーボンの連続焼成を可能に構成したことを特
徴とする。

【０００７】かかる構成によれば、粉末原料供給ゾーン
と黒鉛化粉末取出しゾーンの間に、粉末カーボン黒鉛化
の為に焼成用の一連の熱処理ゾーンを設けてあるたた
め、該熱処理ゾーン起点の供給ゾーンより粉末原料を供
給すれば、供給された粉末原料は炉床が周回する間に焼
成された黒鉛が形成され、該炉床周回工程の終点に位置
する黒鉛化粉末取出しゾーンより焼成された黒鉛製品を
連続して取り出すことが出来る。

【０００８】又本発明は、炉内空間の３６０°周回空間
内を炉床が無端状に周回可能に構成されている為に、粉
末カーボンの黒鉛化の焼成工程に対応するゾーンを３６
０°周回空間を分割して設け、黒鉛化粉末取出しゾーン
と粉末原料供給ゾーンを連結することにより、粉末表層
の未焼成粉末については再度粉末原料供給ゾーンに戻し
て再焼成が可能であるために常に完全黒鉛化した粉末の
みを黒鉛化粉末取出しゾーンより取り出すことが出来
る。

【０００９】尚、請求項１記載の処理ゾーンは、後記実
施例においては、粉末原料供給ゾーンと、供給した粉末
を予熱する炉床加熱／粉末予熱ゾーンと、予熱した粉末
を焼成温度に昇温させる粉末昇温ゾーンと、粉末の焼成
温度を保持する粉末温度保持ゾーンと、焼成した粉末を
冷却する冷却ゾーンと、粉末取出しゾーンを設け、前記
炉床加熱／粉末予熱ゾーンは通電加熱した炉壁の輻射熱
により炉床を加熱し、前記粉末昇温ゾーンと粉末温度保
持ゾーンは粉末カーボンへの略１ＫＨｚ〜３０ＧＨｚの
マイクロ波照射により直接加熱可能に構成しているが、
かかる構成のみに限定されない。

【００１０】また、熱処理ゾーンは、炉外壁の輻射熱を
利用して炉床上の粉末カーボンを略２８００℃に昇温さ
せた後、マイクロ波照射により粉末温度を３２００℃に
昇温及び温度保持をするようにした為に、粉末カーボン
層への直接加熱を可能にしてあるため、効率的短時間加
熱を可能にすることができる。

【００１１】請求項２記載の発明は、前記無端状に周回
する炉床上の隧道状炉内空間を形成する炉壁を固定炉壁
として形成すると共に、該固定炉壁と、上面に炉床が形
成された炉可動部間に、該炉可動部の周回に拘束を与え
ることなく周回可能に外気シールを行なうシール手段、
具体的には液体シール若しくは粉体シール手段を設けた
ことを特徴とする。

【００１２】かかる発明によれば、前記シール手段によ
り炉内空間は常に外気と遮断された不活性ガス雰囲気下
に置くことができ、カーボンが酸化（燃焼）することな
く、目的とする黒鉛焼成を行なうことができる。又前記
前記シール手段は、炉可動部の周回に拘束を与えること
なく周回可能に構成できるために、回転炉床の等速円運
動を円滑に達成でき、精度よい熱処理時間の設定が可能
である。

【００１３】請求項３記載の発明は、前記炉床に供給し
た粉末原料層上に放熱防止手段が形成されていることを
特徴とする。

【００１４】放熱防止手段とは、粉末原料層の層厚を２
ｍｍ以上に設定し、その２ｍｍの表面層を放熱防止手段
としてもよく、又粉末原料層上に放射熱防止用のシート
で覆うことにより放熱による未焼成表層の形成を排除す
る放熱防止手段として構成してもよい。

【００１５】即ち、炉床を周回する粉末カーボン層は表
層部が炉内空間に直接対面しているために、該表層部が
放熱されて未焼成になり易い。このため図１０に示すよ
うに、表層では２７００℃であるが、２ｍｍ深さでは３
０００℃、６ｍｍ深さでは３２００℃と温度が上がり、
表層より７ｍｍ〜１６ｍｍの深さの厚さ９ｍｍのカーボ
ンは、黒鉛化が終了していることを示している。そこで
図６に示すように、表層より２ｍｍ、好ましくは６ｍｍ
深さまでの表層粉末層を粉末カーボン層の厚さを１５〜
２０ｍｍに設定し、表層より２ｍｍ、好ましくは６ｍｍ
深さまでの表層粉末層を再焼成する構成を取っている。

【００１６】また、図７では粉末カーボン層の表層より
の熱放散による表層温度の低下を防止すべくを前記表層
を放射熱遮断シートの被覆により防止し、効率化を図る
ようにしてある。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施形
態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載
される構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置など
は特に特定的な記載が無い限り、この発明の範囲をそれ
のみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。

【００１８】図１は本発明の実施形態にかかる粉末カー
ボンの連続黒鉛化焼成炉の概略の構成を示す一部破断概
要図であり、図２は図１に示す回転炉床における炉可動
部が３６０°回転する間に順次設定された黒鉛化処理ゾ
ーンの概要と、該処理ゾーンの炉内温度と各処理ゾーン
の処理手段の対応状況を示す図である。

【００１９】図１に示すように、本発明の実施形態にか
かる連続黒鉛化焼成炉１０は３６０°周回可能なリング
円状をなし、等速円運動し、上面に炉床１１ａを持つ環
状の炉可動部１１と、該炉床１１ａ上に炉内空間３０を
形成し下部に複数の脚柱２３ａ、２３ｂを備えたリング
円隧道状の炉固定部２０とより構成し、前記炉内空間３
０及びそれを形成する炉固定部２０は３６０°空間をＡ
〜Ｆゾーンの６個のゾーンに区分して、各ゾーンに対応
する炉固定部２０に夫々粉末原料供給部４０（Ａゾー
ン）、炉床加熱／粉末予熱部２０ａ（Ｂゾーン）、粉末
昇温部２０ｂ（Ｃゾーン）、粉末温度保持部２０ｃ（Ｄ
ゾーン）、冷却部２０ｄ（Ｅゾーン）、黒鉛化の終了し
た粉末を取り出す粉末（焼成製品）取出し部４１（Ｆゾ
ーン）を設け、炉可動部１１を１回転（３６０°）させ
てＡゾーンよりＦゾーンに至る間に黒鉛化の焼成工程を
完了するようにしてある。又炉床加熱／粉末予熱部２０
ａ（Ｂゾーン）、粉末昇温部２０ｂ（Ｃゾーン）、粉末
温度保持部２０ｃ（Ｄゾーン）に位置する炉固定部２０
は炉外壁内周側に断熱材を囲繞して保温構成を取ってい
る。（図３及び図４参照）

【００２０】即ち、Ａゾーンで粉末原料供給ライン４０
ａより粉末カーボン５０ａを炉可動部１１の炉床１１ａ
上に供給し、該炉床１１ａ上に供給された粉末カーボン
５０ａはＢゾーンで炉内空間３０が炉固定部２０の断熱
材により断熱されている炉床加熱／粉末予熱部２０ａに
入る。Ｂゾーンでは、炉内空間３０と対面する炉固定部
２０の炉内壁を形成するカーボンブロック層２７への通
電加熱により発生する輻射熱により炉床１１ａが加熱可
能に構成され、これにより、炉床１１ａ上の粉末カーボ
ン５０ａが２８００℃まで予熱される。

【００２１】ついで、２８００℃まで予熱された粉末カ
ーボン５０ａは、Ｃゾーンに至り粉末昇温部２０ｂによ
り１ＫＨｚ〜３０ＧＨｚのマイクロ波の照射を直接粉末
カーボン層内に与えることにより、粉末カーボン層が加
熱され焼成温度の３２００℃に効率的に昇温する。

【００２２】ついで、昇温した粉末カーボン層はＤゾー
ンの粉末温度保持部２０ｃに至り、１ＫＨｚ〜３０ＧＨ
ｚのマイクロ波の直接照射によって３２００℃の焼成温
度を適宜時間保持させて黒鉛化を行なう。

【００２３】ついで、前記焼成黒鉛化が終了した黒鉛化
粉末カーボンは炉固定部２０に断熱材が囲繞されていな
いＥゾーンに至り、該Ｅゾーンの冷却部２０ｄにより５
００℃に降温する。ついで、降温した黒鉛化カーボンは
Ｆゾーンの焼成製品取出し部４１に至り、黒鉛化した製
品を焼成製品取出しライン４１ａより外部に取出し、一
連の焼成工程を終了する。

【００２４】上記のようにして、本実施形態によれば炉
可動部１１の炉床１１ａが３６０°周回する間にＡゾー
ンで粉末原料を連続供給しながら、Ｆゾーンより黒鉛化
した製品取出しを連続的に行なうことが出来、省設置面
積での連続生産が可能となる。

【００２５】前記炉可動部１１は、図１、図３〜図５に
示すように、垂直シール枠１４ａ、１４ａを両サイドに
持つ環状架台１４が、基礎面（床面）上に環状に設けた
エンドレスのリング円状レール１２ａ上を車輪１２と図
示してない駆動部を介して等速円運動可能に構成され、
該架台１４上に順次アルミナ１５、カーボンフェルト１
６、カーボンブロック１７を積層させて積層断熱材構成
をとると共に、炉内空間３０と対面する最表層の断熱材
１７上にリング円状に炉床１１ａを凹設し、幅Ａの矩形
状断面を持つリング円状の周回体で形成させたものであ
る。

【００２６】また、炉固定部２０は、同じく図１、図３
〜図５に示すように、前記炉可動部１１の炉床１１ａ上
に、炉内空間３０をリング（周回）状に形成したリング
円隧道状炉壁２１と、該リング円隧道状炉壁２１底面若
しくは側壁に脚柱２３ａ、２３ｂを立設して形成し、該
炉壁２１は、炉床加熱／粉末予熱部２０ａ（Ｂゾーン）
は断面矩形状に形成し（図３参照）、粉末昇温部２０ｂ
（Ｃゾーン）及び粉末温度保持部２０ｃ（Ｄゾーン）は
断面蒲鉾形状に形成され（図４参照）、（Ｂゾーン）か
ら（Ｄゾーン）に位置する炉壁２１内周側には断熱材が
囲繞されている。

【００２７】断熱材は炉壁２１の内周側より炉心に向
け、アルミナ層２５、絶縁層１９（Ｃゾーンの場合）、
カーボンフェルト層２６、カーボンブロック層２７を内
周側に向け順次積層して構成され、炉可動部１１の側壁
に対し間隙２８を介して対面させることにより、炉可動
部１１が回動自在に接する隧道内壁を形成する構造にし
てある。

【００２８】又上記炉壁のうち、冷却部２０ｄ（Ｅゾー
ン）及び黒鉛化粉末取出し部４１（Ｆゾーン）、粉末原
料供給部４０（Ａゾーン）の炉固定部２０は図５に示す
ように、内周側に断熱材を介装させることなく炉壁２１
が直接前記炉可動部１１の側壁に対し間隙２８を介して
回動自在に対面するように形成して冷却効果の向上と構
造の簡単化を図っている。又、ＡゾーンとＢゾーン間、
及びＤゾーンとＥゾーン間の炉壁はテーパ状に形成し、
両者のゾーンを連設する。

【００２９】上記炉壁２１の底面自由端側には、炉可動
部１１の垂直シール枠１４ａ下端をを浸漬する環状液封
樋１８ａ、１８ａを設け、樋内にはシール可能の液体を
充填して液封シール１８を構成する。又液体の代りに粉
体を充填して粉体シールを構成してもよい。上記液封シ
ール１８により、炉内空間３０は炉可動部１１の回動に
拘束を与えることなく外気より気密状に遮断された特定
雰囲気を維持することが出来る。

【００３０】以下、炉固定部２０の各ゾーンの構成につ
いて詳細に説明する。但し粉末温度保持部２０ｃは粉末
昇温部２０ｂと同一構造を持つため、その説明は粉末昇
温部２０ｂ／粉末温度保持部２０ｃとして説明する。

【００３１】図３に示すように、炉床加熱／粉末予熱部
２０ａは、下部中央を開放状にし、矩形状断面を持つ炉
壁２１の内周面にアルミナ層２５、ついで絶縁層１９を
介してカーボンフェルト層２６を設けその内側にカーボ
ンブロック層２７よりなる通電加熱兼断熱層を設けると
ともに、カーボンブロック層２７天井部の、炉床１１ａ
上に断面矩形のリング状炉内空間３０を形成させ、且つ
前記したように液封シール１８により、周方向に回転す
る炉可動部１１に回転拘束を与えること無く外気より気
密状に遮断した雰囲気下で回転可能に構成している。

【００３２】そして、前記通電可能な断熱層を形成する
カーボンブロック層２７に通電発熱させることにより、
その輻射熱で炉床１１ａ上の粉末カーボン５０ａを予熱
して、略２８００℃まで昇温させるようにしてある。

【００３３】図４にみるように粉末昇温部２０ｂ／粉末
温度保持部２０ｃには、マイクロ波照射部３２及び炉固
定部２０頂部より炉内空間に挿設されたマイクロ波導入
部３３が設けられている。炉固定部２０は前記したよう
に、蒲鉾状断面を持つ炉壁２１の内周面側をアルミナ層
２５、カーボンフェルト層２６、カーボンブロック層２
７からなる三層構造の断熱層を設けるとともに、炉床１
１ａ上に半円状断面の炉内空間３０を形成させ、且つ前
記したように液封シール１８により炉可動部１１に回転
拘束を与えること無く外気より気密状に遮断した炉内空
間３０が形成される点は前記した通りである。

【００３４】マイクロ波照射部３２は、導波管３２ａの
上流側より、マイクロ波発振器３２ａと、負荷よりの発
振器への反射波を防止するアイソレータ３２ｃと、負荷
への出力電力と負荷からの反射電力表示用のパワーモニ
タ３２ｂと、負荷への加熱効率を最大にする負荷整合用
のスタブ３２ｄと、不活性ガス導入口３２ｅとが設けら
れている。

【００３５】導波管３２ａはその下流側の炉固定部２０
頂部上で、湾曲させて下方に垂下させ、接合フランジ部
３３ｂを介して炉内の耐熱導波管３３ａにより炉内空間
３０に挿設され、炉内空間３０を介して炉床１１ａ上の
粉末カーボン５０ａと対面させている。なお、炉外壁２
１外壁側には外周部の温度上昇防止用の冷却水配管２４
が巻回されている。

【００３６】尚、前記不活性ガス導入部３２ｅからは、
例えばＮ2 、Ａｒ等の不活性ガスを前記液封シール１８
を介して外気と遮断した炉内空間３０内に導入して、不
活性雰囲気を形成させ焼成時のカーボンの酸化（燃焼）
を防止するようにしてある。

【００３７】図５にみるように、Ｅゾーンとしての冷却
部２０ｄは断面蒲鉾状をなし、炉固定部２０の外周側に
冷却水配管２４を囲繞するごとく配設し、炉床１１ａ上
面に半円状炉内空間３０を形成するとともに、該炉内空
間３０は熱伝導製のよい材料で形成された炉壁を介して
冷却部２０ｄよりの熱を吸熱可能に構成する。炉壁２１
は可動部１１側面に対しては間隙２８を介して対峙する
構造とし、且つ前記したように液封シール１８により炉
床１１ａ上に回転拘束を与えること無く炉内空間３０を
気密雰囲気を維持するようにしてある。

【００３８】図８には、マイクロ波の粉末カーボンに照
射したときの粉末カーボン層の表層から下層へのマイク
ロ波の浸透状況を示してある。本図より明らかなように
表面より深さ方向に進むに連れ、マイクロ波浸透電力が
低下するが、２０℃の場合に比較して３０００℃の場合
は低下度合いが低く粉末カーボン深さが２０ｍｍで５０
％のマイクロ波浸透電力が得られるために、１／２の炉
床周回速度にすれば５０％×２＝１００％のエネルギー
が得られることが示されている。

【００３９】又、図９に示すように粉末カーボン層の深
さ方向の温度分布は、粉末カーボンの表層部は放射冷却
により低下し、例えばマイクロ波の照射半径を５ｍｍに
設定した場合、表層部のカーボン層の加熱温度は１１０
０℃であるが、深さ１０ｍｍでは２７００℃、深さ２０
ｍｍでは３０００℃、深さ３０ｍｍでは２７００℃、深
さ４０ｍｍでは２２００℃と、深さが１０から３０ｍｍ
付近の加熱温度が最も高い。これは表層部が内部の吸収
熱の断熱層として作用するため、少ない供給エネルギで
カーボン層内部を高温の焼成温度に昇温できることを示
している。

【００４０】図１０には、回転炉床上の粉末カーボン層
のヒートサイクルの検討結果を示してある。この場合
は、炉床の回転走行速度が約５ｃｍ／ｓでワンサイクル
２００ｓｅｃ程度で、炉外径５ｍ、敷地面積は約２５ｍ
² の回転炉が使用されており、従来の敷地面積１０００
ｍ² のアチソン炉と同程度の生産が達成できることが示
されている。

【００４１】なお、図には粉末カーボン層の表層より７
ｍｍ〜１６ｍｍの深さの厚さ９ｍｍのカーボンは３２０
０℃の焼成温度を６０ｓｅｃ維持していることが示さ
れ、黒鉛化が終了していることを示している。

【００４２】図６にはかかる点を考慮した黒鉛化粉末取
出し部４１の内部構成が示されており、（Ａ）は炉床上
より見た平面図で（Ｂ）は側面図である。図８から図１
０に示すように、炉床を周回する粉末カーボンは表層よ
り６ｍｍ深さまでの表層部が炉内空間に直接対面してい
るために、粉末カーボン表層部が放熱されて表層粉末層
５０ｂが未焼成になり易い。表層より７ｍｍ〜１６ｍｍ
の深さの厚さ９ｍｍのカーボンは、黒鉛化が終了してい
ることを示している。そこで粉末カーボン層の厚さを１
６ｍｍに設定し、表層より６ｍｍ深さまでの表層粉末層
５０ｂのみを常に再焼成する構成を図６に示している。

【００４３】図６において、４１ｂは底縁が炉床より中
空配置されている除去板で、炉床を周回する黒鉛化粉末
のうち、表層の未焼成の表層粉末５０ｂを除去板４１ｂ
で左右に寄せ中央に残った十分焼成された内層粉末５０
ｃを吸引器４１ｃで吸い上げ製品取出しライン４１ａに
送り、粉末原料供給部４０の手前で、先に左右に寄せら
れた未焼成表層粉末５０ｂを、再充填板４０ｂを介して
炉床１１ａ中央に再供給したのち、粉末原料供給部４０
でその上に粉末原料供給ライン４０ａよりスクリューフ
ィーダ４０ｂを介して新たな粉末カーボン５０ａを供給
する状況を示している。

【００４４】即ち図６に見るように、黒鉛化粉末取出し
部４１の手前では、粉末カーボン層は放射熱により焼成
温度に達していない未焼成の表層粉末５０ｂと完全に黒
鉛化されている焼成済みの内層粉末５０ｃとの積層によ
り形成されているため、未焼成表層粉末層５０ｂを、底
端が炉床１１ａより所定厚み中空配置されている除去板
４１ａによりその両サイドへ寄せて中央に内層粉末５０
ｃを残留させる。

【００４５】そして、黒鉛化粉末取出し部４１で前記残
留させた内層粉末５０ｃのみを吸引器４１ｃで吸引して
取出しライン４１ａへ放出している。ついで、粉末原料
供給部４０の手前で、先に炉床１１ａの左右両サイドに
よせた未焼成の表層粉末５０ｂを、テーパ状に縮幅化し
た再充填板４０ｂで炉床１１ａの中央に寄せ、その上に
前記粉末原料供給部４０で新たに粉末原料５０ａを供給
し、常に未焼成の表層粉末５０ｂは、二周回目に完全に
黒鉛化された製品粉末のみを取り出すことが出来る。

【００４６】上記実施形態の場合は、二周回目で完全に
黒鉛化され、表層部には常に一周回分の未焼成の表層粉
末５０ｂが存在するために、常に二周回の周回が必要な
ために、加熱／動力ロスにつながり、除去板４１ａや再
充填板４０ｂ等の余分な設備を必要としている。

【００４７】上記課題解決のため、図７に炉床１１ａ上
に載置した粉末原料層を放射熱の放散防止用のシートで
被覆するようにして、一周回で全層の粉末カーボンの完
全焼成と黒鉛化を可能とし、結果として未焼成表層粉末
を皆無とした焼成方法を提案している。即ち図７は、全
層の粉末カーボンの上面にシート被覆手段を設けた粉末
原料供給部４０及び被覆取り除き手段を設けた黒鉛化粉
末取出し部４１と構成を示す側面図で、本実施形態は粉
末原料供給部４０の直後に被覆用シート繰り出し部４９
を設け、黒鉛化粉末取出し部４１の手前に被覆シート４
５の捲き取り部４２を設けている。

【００４８】図に見るように、被覆シート４５の繰り出
し部４９は、原反４６ａと繰り出し部４７ａと被覆ロー
ラ４８ａとよりなり、繰り出し部４７ａの速度調整によ
り炉床１１ａ上にホッパ４２ａよりスクリューフィーダ
４０ｂを介して載置された粉末原料５１ａの移動速度に
適合させる構成にしてある。

【００４９】また、被覆シート４５の捲き取り部４２
は、抑えローラ４８ｂと捲き取り部４７ｂと捲き取り原
反４６ｂとよりなり、捲き取り速度を炉床１１ａ上に載
置され焼成された製品粉末５１ｂの移動速度に適合さ
せ、被覆状態にあるシート４５を取り払ったのち、黒鉛
化粉末取出し部４１で吸引してホッパ４２ｂへ貯留する
ようにしてある。上記構成により表層粉末５０ｂであっ
てもシートにより被覆されている為に熱放散がなく、こ
のため表層の未焼成層の生成は排除することができ、焼
成効率を向上させることができる。

【００５０】

【発明の効果】以上記載のごとく本発明によれば、低消
費電力で高能率で粉末カーボンから黒鉛を連続的に製造
出来るために、自動化でき、且つ加熱ゾーンを、通電加
熱による輻射熱により予熱を行なう予熱ゾーンと、焼成
温度への昇温と温度保持はマイクロ波によるカーボン直
接加熱を行なう本加熱及び該加熱維持ゾーンを設けるこ
とにより、高い熱効率を得ることができる。

【００５１】請求項２記載の発明によれば、回転炉床の
回転に拘束を与えることなく周回できるために、炉内空
間に不活性雰囲気を維持しつつ精度よい加熱焼成が可能
となる。

【００５２】請求項３記載の発明により、カーボン層の
表層よりの熱放射による不完全焼成を防止しつつ円滑な
黒鉛焼成が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の粉末カーボンの連続黒鉛化焼成炉の
概略の構成を示す一部破断した斜視図である。

【図２】 図１に示す回転炉床における炉可動部が３６
０度回転する間に設定された黒鉛化工程の概要と、該工
程に対応する処理手段を持つ各処理ゾーンの角度分割状
況を示す図である。

【図３】 図１の炉可動部を含む炉床加熱／粉末予熱部
の概略の構成を示す断面図である。

【図４】 図１の炉可動部を含む粉末昇温部２０ｂ／粉
末温度保持部２０ｃの概略の構成を示す断面図である。

【図５】 図１の炉可動部を含む冷却部の概略の構成を
示す断面図である。

【図６】 図１の製品取出し部で表層の未焼成粉末を除
去板で左右に寄せ、中央に残った粉末焼成層を吸い上げ
製品取出しラインに送り、粉末原料供給部で先に取り除
いた未焼成層を炉床上に再供給したのち粉末原料供給部
でその上に新に粉末原料を供給する状況を示す図で、
（Ａ）は炉床上より見た平面図で（Ｂ）は側面図であ
る。

【図７】 炉床上に載置した粉末原料層を放射熱の放散
防止用のシートで被覆するようにして、未焼成表層粉末
を皆無とした焼成方法を実施すべく、シートの被覆手段
及び被覆取り除き手段を設けた黒鉛化粉末取出し部と粉
末原料供給部の構成を示す側面図である。

【図８】 マイクロ波のカーボン粉末層に対する浸透特
性図である。

【図９】 粉末カーボン層のマイクロ波の浸透による加
熱温度分布図である。

【図１０】 図１の回転炉床上の粉末カーボン層のヒー
トサイクルの検討結果を示してある。

【図１１】 （Ａ）は従来のアチソン炉による粉末カー
ボンの焼成炉の概略の構成を示す一部破断した斜視図で
ある。（Ｂ）は従来のアチソン炉における粉末カーボン
の焼成工程を示す図である。

【符号の説明】

１１ 炉可動部 １１ａ 炉床 １５、１６、１７、２５、２６、２７ 断熱材 １８ 液封シール ２０ 炉固定部 ２０ａ 炉床加熱／粉末予熱部 ２０ｂ 粉末昇温部 ２０ｃ 粉末温度保持部 ２０ｄ 冷却部 ２１ 炉外壁 ３０ 炉内空間 ３１ マイクロ波照射部 ３２ａ 導波管 ３３ 導入部 ４０ 粉末原料供給部 ４１ 黒鉛化粉末取出し部 ４５ シート ５０ｂ 表層粉末 ５０ｃ 内層粉末

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 一郎 広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱 重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 松田 直彦 広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱 重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 手島 和範 広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱 重工業株式会社広島研究所内 Ｆターム(参考） 4G046 EB02 EB09 EC02 4K050 AA04 BA05 CA04 CA09 CA11 CC07 CD07 CD11 CD12 CE09 CG22

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無端状に周回する炉床上の隧道状炉内空
   間を周回方向に沿って複数の処理ゾーンを形成し、該処
   理ゾーンの一側に粉末原料供給ゾーン、他側に黒鉛化粉
   末取出しゾーンを夫々形成するとともに、該二つのゾー
   ンの間に前記粉末原料供給ゾーンより炉床に供給された
   粉末原料層に輻射熱若しくはマイクロ波等の熱エネルギ
   ー若しくは熱変換エネルギーを供給する一又は複数の熱
   処理ゾーンを設定して、前記炉床を周回させながら粉末
   カーボンの連続焼成を可能に構成したことを特徴とする
   粉末カーボンの黒鉛化焼成装置。
2. 【請求項２】 前記無端状に周回する炉床上の隧道状炉
   内空間を形成する炉壁を固定炉壁として形成すると共
   に、該固定炉壁と、上面に炉床が形成された炉可動部間
   に、該炉可動部の周回に拘束を与えることなく周回可能
   に外気シールを行なうシール手段を設けたことを特徴と
   する請求項１記載の粉末カーボンの黒鉛化焼成装置。
3. 【請求項３】 前記炉床に供給した粉末原料層上に放熱
   防止手段が形成されていることを特徴とする請求項１記
   載の粉末カーボンの黒鉛化焼成装置。