JP2006057220A - Heat-treatment furnace - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポリアクリロニトリル系炭素繊維等の製造の前工程に用いる熱処理炉に関する。更に詳述すればポリアクリロニトリル系繊維等を耐炎化熱処理する熱処理炉に関する。 The present invention relates to a heat treatment furnace used in a pre-process for producing polyacrylonitrile-based carbon fibers and the like. More specifically, the present invention relates to a heat treatment furnace for heat-treating polyacrylonitrile fibers and the like.
従来、耐炎化繊維はポリアクリロニトリル(PAN)系繊維を200〜300℃の酸化性雰囲気中で熱処理することにより製造される。PAN系繊維は、通常束ねられたストランドとして熱処理炉に投入され耐炎化処理される。 Conventionally, flame-resistant fibers are produced by heat-treating polyacrylonitrile (PAN) fibers in an oxidizing atmosphere at 200 to 300 ° C. PAN-based fibers are usually put into a heat treatment furnace as bundled strands and subjected to flame resistance treatment.
従来用いられている耐炎化処理装置の概略図を図3に示す。 A schematic view of a conventionally used flameproofing apparatus is shown in FIG.
耐炎化処理装置100は、PAN系繊維2の耐炎化処理を行う熱処理炉1と、PAN系繊維2を熱処理炉1に供給するための折り返しローラー21a、21b、23a、23bとからなる。熱処理炉1は、PAN系繊維のストランドが熱処理炉の内外に出入りするための複数のスリット9、11を有する一対の有孔側壁5、7を備えている。熱処理炉1の熱処理室31内には、有孔側壁5又は7のスリットを通過して熱処理炉内に導入された多数本のストランドが水平面に並んだストランド群(パス)3を形成して走行している。このパスを形成しているストランド群3は、再び有孔側壁のスリットを通過して熱処理炉1から排出される。排出されたストランド群3は、熱処理炉の外部に配設された所定組の折り返しローラー21a、21b、23a、23bによって折り返されて熱処理炉1に繰り返し供給され、複数段のパスを形成している。
The
熱処理炉内で、高温の酸化性気体を上記パスに通過させることによって、ストランドの酸化反応を促進すると共に、ストランドの反応熱を除去して耐炎化繊維29を製造することができる。
By passing a high-temperature oxidizing gas through the path in the heat treatment furnace, the oxidation reaction of the strands can be promoted and the reaction heat of the strands can be removed to produce the
ところで、耐炎化繊維を安定して生産するためには、パスに均一な温度の熱風を与える必要がある。 By the way, in order to stably produce the flameproof fiber, it is necessary to apply hot air having a uniform temperature to the path.
しかし、熱処理炉の有孔側壁に形成したスリット近傍は、耐炎化炉に繰り返し供給されるストランドや外気の影響により、炉の中央部に比較して低温である。 However, the vicinity of the slit formed on the perforated side wall of the heat treatment furnace is lower in temperature than the center part of the furnace due to the influence of strands and outside air repeatedly supplied to the flameproofing furnace.
このような部分的な温度の不均一は、耐炎化炉内におけるストランドの有効反応長が短くなって反応不足になったり、生産効率の低下を起こしたり、異常な発熱によりストランドが切断する問題を生ずる。 Such partial temperature non-uniformity causes problems such as short reaction due to short effective reaction length of the strands in the flameproofing furnace, a decrease in production efficiency, and breakage of the strands due to abnormal heat generation. Arise.
更に、PAN系繊維を加熱酸化することにより、熱処理室内にはシアン化合物、アンモニア、一酸化炭素等の有害物質が発生する。熱処理室内の気体が外部に漏れ出すと、熱処理炉周辺の環境に悪影響を及ぼすことになる。 Furthermore, oxidization of PAN-based fibers generates harmful substances such as cyanide, ammonia and carbon monoxide in the heat treatment chamber. If the gas in the heat treatment chamber leaks outside, the environment around the heat treatment furnace will be adversely affected.
従って、熱処理炉の側壁に形成するスリットは、走行するストランド群との間に生じる隙間を極力小さくして熱処理炉への外気の流入と外部への気体の流出を防ぐ必要がある。 Therefore, the slit formed in the side wall of the heat treatment furnace needs to prevent the inflow of outside air to the heat treatment furnace and the outflow of gas to the outside by minimizing the gap generated between the traveling strand groups.
一方、耐炎化処理を行うストランド群は、ストランドを構成するフィラメントの単繊維数や繊維径によって、水平に走行するときの厚さが異なっている。また、ストランドの入れ替えの際にはストランドの端同士を交絡させて熱処理炉内を走行させている。このため、側壁のスリット幅は、ストランド群の最大厚さに合わせた幅とする必要があるが、通常の熱処理の際にはスリットとストランド群との間に隙間が生じるため上述した問題が生じている。 On the other hand, the strand group which performs a flameproofing process differs in the thickness when driving | running | working horizontally according to the single fiber number and fiber diameter of the filament which comprises a strand. Further, when the strands are replaced, the ends of the strands are entangled and run in the heat treatment furnace. For this reason, the slit width of the side wall needs to be a width that matches the maximum thickness of the strand group, but the above-described problem occurs because a gap is formed between the slit and the strand group during normal heat treatment. ing.
なお、本発明に関連する従来技術としては、特許文献1に記載の熱処理炉がある。この熱処理炉は、スリットの開口部に配設した間隔調節部材をストランドの進行方向に対して垂直に設けた回転軸を中心に回転させることによりスリット幅を調節するものである。
本発明の目的は、熱処理炉内を走行するストランド群の厚みに応じて側壁に形成したスリット幅を変えることができる熱処理炉を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a heat treatment furnace capable of changing the slit width formed on the side wall in accordance with the thickness of the strand group running in the heat treatment furnace.
上記目的を達成する本発明は、以下に記載のものである。 The present invention for achieving the above object is as follows.
〔1〕 折返して水平走行するストランド群が内外に出入する複数のスリット状開口部を有する一対の側壁を備えた熱処理室と、熱処理室内のストランド群を加熱する手段とを備えた熱処理炉であって、前記側壁が、複数のスリットをその長手方向を水平に形成した有孔側壁と、有孔側壁の外側に上下方向にスライド可能に重ねて配設した可動板であってその長手方向を水平に形成した複数のスリットを有する可動板とからなることを特徴とする熱処理炉。 [1] A heat treatment furnace comprising a heat treatment chamber having a pair of side walls having a plurality of slit-like openings through which a group of strands that fold and run horizontally enters and exits, and means for heating the strand group in the heat treatment chamber. The side wall is a perforated side wall in which a plurality of slits are formed horizontally in the longitudinal direction, and a movable plate that is slidably stacked on the outside of the perforated side wall in the vertical direction. And a movable plate having a plurality of slits formed in the heat treatment furnace.
〔2〕 有孔側壁及び可動板に形成されたスリットが、それぞれ等幅、等間隔である〔1〕に記載の熱処理炉。 [2] The heat treatment furnace according to [1], wherein the slits formed in the perforated side wall and the movable plate have an equal width and an equal interval, respectively.
本発明によれば、ストランド群の厚さに応じて熱処理炉の有孔側壁に重ねて配設した可動板をスライドさせることにより熱処理炉の複数の開口部の幅を同時に変えることができる。従って、本発明の熱処理炉は、熱処理炉内への外気の流入が防止できるので、高品位の耐炎化繊維を安定して製造できる。また、PAN系繊維の熱処理で生じた有害物質の炉外への流出を防止して作業の安全性を確保できる。 According to the present invention, the widths of the plurality of openings of the heat treatment furnace can be changed simultaneously by sliding the movable plate disposed on the perforated side wall of the heat treatment furnace according to the thickness of the strand group. Therefore, since the heat treatment furnace of the present invention can prevent the flow of outside air into the heat treatment furnace, high-quality flame-resistant fibers can be stably produced. Further, it is possible to prevent the harmful substances generated by the heat treatment of the PAN-based fibers from flowing out of the furnace and to ensure the safety of the work.
図1は本発明の熱処理炉を使用した耐炎化処理装置の一例を示す概略断面図である。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a flameproofing apparatus using the heat treatment furnace of the present invention.
図1中、100は耐炎化処理装置、1は熱処理炉で、3は水平に走行するPAN系繊維のストランド群を示す。熱処理炉1は対向する一対の側壁4、6を有している。側壁4、6は、有孔側壁5、7と、有孔側壁5、7の外側に摺動自在に密着した可動板13、15とからなる。
In FIG. 1, 100 is a flameproofing treatment apparatus, 1 is a heat treatment furnace, and 3 is a strand group of PAN fibers that run horizontally. The
有孔側壁5及び7にはそれぞれ複数(本図においては5つ)のスリット9、11がその長手方向を水平にして形成されている。有孔側壁5、7の外表面に配設された可動板13、15には、それぞれ有孔側壁5、7と同数のスリット17、19が形成されている。
A plurality of (five in the present figure)
側壁4を有孔側壁5と可動板13に分解した分解図を図2(A)に、有孔側壁5に可動板13を取り付けた組立図を図2(B)に示す。
An exploded view in which the side wall 4 is disassembled into the
有孔側壁5、可動板13にはそれぞれ等幅のスリット9、17が等間隔で形成されている。有孔側壁5と可動板13に形成したスリット9、17のスリット幅は同一である。可動板13は、スリット9、17の幅方向(上下方向)にスライドさせることが可能である。可動板13を、走行するストランド群3の厚さに合わせてスライドさせることにより、熱処理炉1の側壁4に形成するスリット状開口部25の開口幅を調節することができる。
The perforated
図1に示すように、熱処理炉1の外側には、側壁4に対峙して折り返しローラー21a、21bが、側壁6に対峙して折り返しローラー23a、23bが配設されている。
As shown in FIG. 1, on the outside of the
ストランド群3は、熱処理炉の側壁4に形成されたスリット状開口部25のうち最上段の開口部を通過して熱処理炉1の熱処理室31内に導入される。ストランド群3は、酸化性雰囲気の熱処理室31内で不図示の加熱手段で加熱されることにより耐炎化処理される。その後、ストランド群3は側壁6に形成された最上段の開口部27を通過して熱処理炉1外へ排出される。排出されたストランド群3は、熱処理炉外に設けられた折り返しローラー23aで折り返した後、再び側壁7に形成された2段目の開口部から熱処理炉1の熱処理室31内に導入される。このように、PAN系繊維2は折り返しローラーで折り返しながら走行するうちに熱処理炉への供給と排出が繰り返され、耐炎化処理が繰り返し行われた後、耐炎化繊維29となる。
The
なお、可動板13、15をスリット幅方向にスライドさせるには、ワイヤーやカム機構等の公知の手段により行うことが可能である。
Note that the
図1においては熱処理炉の有孔側壁5、7の外表面に可動板13、15を配設することによりスリット状開口部25、27の開口幅を調節可能な側壁としているが、本発明においては有孔側壁を設けずに2枚の可動板を重ねて配設することにより側壁を形成してもよい。
In FIG. 1, the
有孔側壁5、7と可動板13、15に形成するスリット幅は、有孔側壁と可動板それぞれに形成した複数のスリット間で幅を同一とすればよく、有孔側壁と可動板間ではスリット幅は必ずしも同一でなくてもよい。
The slit width formed in the
1 熱処理炉
2 PAN系繊維
3 ストランド群
4、6 側壁
5、7 有孔側壁
9、11、17、19 スリット
13、15 可動板
21a、21b、23a、23b 折り返しローラー
25、27 開口部
29 耐炎化繊維
100 耐炎化処理装置
DESCRIPTION OF
Claims (2)
The heat treatment furnace according to claim 1, wherein the slits formed in the perforated side wall and the movable plate have an equal width and an equal interval, respectively.
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