JP2006200065A - Flameproofing treatment furnace - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は炭素繊維の前駆体である繊維を耐炎化する耐炎化処理炉、より詳しくは生産性に優れた炭素繊維の製造に適した前駆体繊維の耐炎化処理炉に関する。 The present invention relates to a flameproofing furnace for flameproofing a fiber that is a precursor of a carbon fiber, and more particularly to a flameproofing furnace for a precursor fiber suitable for producing a carbon fiber excellent in productivity.
炭素繊維の製造工程においては、アクリル繊維等の前駆体繊維を耐炎化し、得られた耐炎化繊維を炭素化して炭素繊維とする。前駆体繊維を耐炎化する方法として、酸化雰囲気中で熱風を循環させ、この中に前駆体繊維を通過させる方法がある(例えば、特許文献1参照)。この耐炎化処理方法において、前駆体繊維は通常束ねられたストランドとして耐炎化炉に投入される。 In the carbon fiber manufacturing process, precursor fibers such as acrylic fibers are made flame resistant, and the obtained flame resistant fibers are carbonized to form carbon fibers. As a method for making the precursor fiber flame resistant, there is a method in which hot air is circulated in an oxidizing atmosphere and the precursor fiber is allowed to pass therethrough (see, for example, Patent Document 1). In this flameproofing method, the precursor fibers are usually fed into a flameproofing furnace as bundled strands.
図6は従来の耐炎化処理炉の一例を示す概略正面断面図である。図6中、82は耐炎化処理炉で、熱処理室84内には多数本のストランド86が水平に並んだストランド群(パス)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86は、熱処理室84の外部に配設された所定組の折返しローラー(不図示)によって折り返されて熱処理室84に繰り返し供給される。
FIG. 6 is a schematic front sectional view showing an example of a conventional flameproofing furnace. In FIG. 6, reference numeral 82 denotes a flameproofing furnace, which travels in a
上記パスに高温の酸化性気体を垂直方向に通過させることによって、ストランド86の酸化反応を促進すると共に、ストランド86の反応熱を除去し、耐炎化繊維を生産することが出来る。
By passing a high-temperature oxidizing gas through the path in the vertical direction, the oxidation reaction of the
熱処理室84内を走行するストランド86の幅方向の両側は、炉壁88a、88bが設けられ、内部と外部とを隔てている。一方の炉壁88aの外側には、熱処理室84の上方流路(熱風吐出側流路)90及び下方流路(熱風吸引側流路)92を連通する熱風循環路94が空間部96を隔てて設けられている。
Furnace
熱処理室84と上方流路90とは上方通気性プレート98によって仕切られている。熱処理室84と下方流路92とは下方通気性プレート100によって仕切られている。これら上方通気性プレート98及び下方通気性プレート100には、複数の通気孔が穿設されている。
The
熱風循環路94に備えられたヒーター102で加熱された熱風がファン等の送風機104により熱処理室84の上方流路90から熱処理室84内に送られ、ここで前記パスを形成して走行しているストランド86が耐炎化処理される。次いで熱風は下方流路92を通って熱風循環路94に入り、これを通って前記ヒーター102で加熱されることを繰返す。
The hot air heated by the
ストランド86の耐炎化処理において熱風循環を繰返すうちに、熱風には、ストランド由来のケバや粉末等の異物が蓄積する。この異物は、上方通気性プレート98及び/又は下方通気性プレート100の通気孔に堆積する。この異物が堆積することを繰返すうちに通気性プレート前後の抵抗差圧が増加して炉内循環風量が低下し、ストランドの安定した耐炎化処理ができなくなる。
While the hot air circulation is repeated in the flameproofing treatment of the
そのため、炉を定期的に休転し、作業者が炉内に入って上方通気性プレート98及び/又は下方通気性プレート100を清掃する必要がある。しかし、この炉内での清掃作業は作業効率が悪く、ひいては耐炎化繊維の生産性が低下する。
本発明者は、上記問題を解決するために種々検討しているうちに、通気性プレートを、スライド機構により炉内外へ出し入れ自在に形成にすることにより、通気性プレートを炉外へ取り出して清掃することができ、作業効率が上がり、耐炎化繊維の生産性が向上することを知得した。 While the present inventor has made various studies in order to solve the above-described problems, the breathable plate can be taken out of the furnace and cleaned by forming the breathable plate in and out of the furnace by a slide mechanism. It has been found that the working efficiency is improved and the productivity of the flameproof fiber is improved.
また、通気性プレートを、2段重ねに形成にすることにより、耐炎化処理炉の運転中でも、使用中の通気性プレートを、異物が取り除かれた再生通気性プレート若しくは未使用の通気性プレートと交換することができ、耐炎化繊維の生産性がより向上することを知得した。 Further, by forming the breathable plate in two layers, the breathable plate in use can be replaced with a recycled breathable plate from which foreign matter has been removed or an unused breathable plate even during operation of the flameproofing furnace. It can be exchanged, and it has been found that the productivity of flame-resistant fibers is further improved.
更に、通気性プレートを分割構造にすることにより、狭いスペースでも通気性プレートを炉外へ取り出すことができ、スペースの面からも耐炎化繊維の生産性が向上することを知得し、本発明を完成するに到った。 Furthermore, by making the breathable plate into a divided structure, the breathable plate can be taken out of the furnace even in a narrow space, and it has been learned that the productivity of flameproof fibers is improved from the space as well. It came to complete.
従って、本発明の目的とするところは、上述した問題点を解決した耐炎化熱処理炉を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a flameproof heat treatment furnace that solves the above-mentioned problems.
上記目的を達成する本発明は、以下に記載するものである。 The present invention for achieving the above object is described below.
〔1〕 炉内を水平走行する前駆体繊維ストランドの垂直方向に熱風を送り前記ストランドを耐炎化する熱処理室と、熱処理室の上方に形成した上方流路と、熱処理室の下方に形成した下方流路と、前記上方流路及び下方流路を連通する熱風循環路とを有する耐炎化処理炉であって、前記熱処理室と上方流路との間及び前記熱処理室と下方流路との間のうち少なくとも一方に通気性プレート挿入溝が形成され、前記通気性プレート挿入溝に沿って炉内外へ出し入れ自在に通気性プレートが挿入されてなる耐炎化処理炉。 [1] A heat treatment chamber in which hot air is sent in the vertical direction of the precursor fiber strand running horizontally in the furnace to make the strand flameproof, an upper flow path formed above the heat treatment chamber, and a lower portion formed below the heat treatment chamber A flameproof treatment furnace having a flow path and a hot air circulation path communicating the upper flow path and the lower flow path, between the heat treatment chamber and the upper flow path, and between the heat treatment chamber and the lower flow path A flameproofing treatment furnace in which a breathable plate insertion groove is formed in at least one of which, and a breathable plate is inserted along the breathable plate insertion groove so as to be freely inserted into and removed from the furnace.
〔2〕 前記熱処理室と上方流路との間及び前記熱処理室と下方流路との間のうち少なくとも一方に2段の通気性プレート挿入溝が形成され、前記通気性プレート挿入溝に沿って炉内外へ出し入れ自在に通気性プレートが挿入されてなる〔1〕に記載の耐炎化処理炉。 [2] A two-stage air-permeable plate insertion groove is formed in at least one of the space between the heat treatment chamber and the upper flow path and between the heat treatment chamber and the lower flow path, along the air-permeable plate insertion groove. The flameproofing treatment furnace as set forth in [1], wherein a breathable plate is inserted in and out of the furnace.
〔3〕 通気性プレートが、熱処理室内の熱風循環路側から前記熱風循環路と対向する炉壁側にかけて複数に分割され、これら分割通気性プレートにおいて隣り合うもの同士が、互いに着脱自在若しくは折曲げ自在に連結されてなる〔1〕に記載の耐炎化処理炉。 [3] The air permeable plate is divided into a plurality of parts from the hot air circulation path side in the heat treatment chamber to the furnace wall side facing the hot air circulation path, and adjacent ones of these divided air permeability plates are detachable or bendable from each other. The flameproofing treatment furnace according to [1], which is connected to the flameproofing furnace.
本発明の耐炎化処理炉は、前記のように構成したので、通気性プレートの清掃が容易になり、作業効率やスペースの面から耐炎化繊維の生産性を向上することが出来る。 Since the flameproofing treatment furnace of the present invention is configured as described above, the breathable plate can be easily cleaned, and the productivity of flameproofing fibers can be improved in terms of work efficiency and space.
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本発明耐炎化処理炉の一例を示す概略正面断面図である。 FIG. 1 is a schematic front sectional view showing an example of the flameproofing furnace of the present invention.
図1中、2は耐炎化処理炉で、熱処理室4内には多数本のストランド6が水平面(本紙面に垂直方向の面)に並んだストランド群(パス)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6は、熱処理室4の外部に配設された所定組の折返しローラー(不図示)によって折り返されて熱処理室4に繰り返し供給され、複数段のパスを形成している。
In FIG. 1, reference numeral 2 denotes a flameproofing treatment furnace, and a large number of
熱処理室4内を走行するストランド6の幅方向の両側は、炉壁8a、8bが設けられ、内部と外部とを隔てている。一方の炉壁8aの外側には、熱処理室4の上方流路(熱風吐出側流路)10及び下方流路(熱風吸引側流路)12を連通する熱風循環路14が空間部16を隔てて設けられている。
なお、空間部16は無くても良いが、炉壁8bの外側からばかりでなく、炉壁8aの外側からも加熱又は冷却して熱処理室4内の温度調節をする場合などは空間部16はあった方が好ましい。
The
熱処理室4と上方流路10とは上方通気性プレート18によって仕切られている。熱処理室4と下方流路12とは下方通気性プレート20によって仕切られている。これら上方通気性プレート18及び下方通気性プレート20には、複数の通気孔が穿設されている。
The heat treatment chamber 4 and the
熱風循環路14に備えられたヒーター22で加熱された熱風がファン等の送風機24により熱処理室4の上方流路10から熱処理室4内に送られ、ここで前記パスを形成して走行しているストランド6が耐炎化処理される。次いで熱風は下方流路12を通って熱風循環路14に入り、これを通って前記ヒーター22で加熱されることを繰返す。
Hot air heated by the
ストランド6の耐炎化処理において熱風循環を繰返すうちに、熱風には、ストランド由来のケバや粉末等の異物が蓄積する。この異物は、上方通気性プレート18及び/又は下方通気性プレート20の通気孔に堆積する。そのため、通気性プレート18及び/又は下方通気性プレート20は、定期的に休転し、作業者が炉内に入って清掃する必要がある。
While the hot air circulation is repeated in the flameproofing treatment of the
本例において、上方通気性プレート18及び下方通気性プレート20のうち少なくとも一方の通気性プレートは、スライド機構により炉内外へ出し入れ自在に形成されている。これにより、通気性プレートを炉外へ取り出して清掃することができるので、清掃作業が容易である。
In this example, at least one of the upper air
ここで、スライド機構について上方通気性プレート18を例に採って説明する。熱処理室4と上方流路10との間には通気性プレート挿入溝26が形成されている。この通気性プレート挿入溝26には、ガイドレール(不図示)が設けられ、このガイドレールに沿って上方通気性プレート18が炉内外へ出し入れ自在に挿入されている。
Here, the slide mechanism will be described by taking the upper air-
スライド機構を下方通気性プレート20に用いる場合も、同様に熱処理室4と下方流路12との間に通気性プレート挿入溝28が形成され、この通気性プレート挿入溝28に沿って炉内外へ出し入れ自在に下方通気性プレート20が挿入される。
Similarly, when the sliding mechanism is used for the lower air-
また、予め異物が取り除かれた再生通気性プレート若しくは未使用の通気性プレートを準備しておき、これと、使用後の通気性プレートを交換することもできる。この場合は、休転時間が短縮される。 In addition, it is also possible to prepare a regenerative air-permeable plate from which foreign matter has been removed or an unused air-permeable plate, and replace this with the air-permeable plate after use. In this case, the idle time is shortened.
図2は本発明耐炎化処理炉の他の例を示す概略正面断面図である。本例の耐炎化処理炉32においては、熱処理室4と上方流路10との間及び熱処理室4と下方流路12との間のうち少なくとも一方に、2段の通気性プレート挿入溝38a及び38b、又は、2段の通気性プレート挿入溝40a及び40bが形成され、前記通気性プレート挿入溝38a及び38b、又は、通気性プレート挿入溝40a及び40bに沿って炉内外へ出し入れ自在に上方通気性プレート34a及び34b、又は、下方通気性プレート36a及び36bが挿入されている。
FIG. 2 is a schematic front sectional view showing another example of the flameproofing furnace of the present invention. In the flameproofing
この2段重ね構造にすることにより、耐炎化処理炉の運転中でも、使用中の通気性プレートを、異物が取り除かれた再生通気性プレート若しくは未使用の通気性プレートと交換することができ、熱風循環路内風量は安定運転の状態を保つことができる。 By adopting this two-tiered structure, the breathable plate in use can be replaced with a recycled breathable plate from which foreign matter has been removed or an unused breathable plate even during operation of the flameproofing furnace. The air flow rate in the circulation path can be kept stable.
通気性プレートの交換時期としては、送風機24の吹出し口における熱風風速10%変動がその交換の目処になる。この時点で、使用中の通気性プレートを、異物が取り除かれた再生通気性プレート若しくは未使用の通気性プレートと交換することが好ましい。
As for the replacement period of the air permeable plate, a 10% variation in the hot air speed at the outlet of the
ここで、通気性プレートの交換方法を上方通気性プレートを例に採って具体的に説明すると、熱処理室4と上方流路10との間には上方通気性プレートを挿入する溝が二段設けられている。
Here, the replacement method of the air permeable plate will be specifically described by taking the upper air permeable plate as an example. Between the heat treatment chamber 4 and the
その上段の溝38aには、上方通気性プレート34aが挿入されている。その下段の溝38bには、上方通気性プレート34bが挿入される。この時、上方通気性プレート34aに異物が蓄積するに従って、上方通気性プレート34a前後の抵抗差圧が徐々に増加して、一瞬熱風循環路内風量が低下していく。この低下した熱風循環路内風量は、送風機24がファンの場合はファンの回転数を上げることにより、安定運転の状態に回復させることができる。
An upper air-
次いで、上方通気性プレート34aが取り外される。この時、上方通気性プレート34aの差圧から上方通気性プレート34bの差圧に低下して、一瞬熱風循環路内風量が増加する。この増加した熱風循環路内風量は、送風機24のファンの回転数を下げることにより、安定運転の状態に回復させることができる。
The upper air
下方通気性プレートについても、上方通気性プレートと同様に、耐炎化処理炉の運転中でも、使用中の通気性プレート36aを、異物が取り除かれた再生通気性プレート若しくは未使用の通気性プレート36bと交換することができ、熱風循環路内風量は安定運転の状態を保つことができる。
As with the upper air-permeable plate, the lower air-permeable plate is also used as a recycled air-permeable plate from which foreign matter has been removed or an unused air-
通気性プレート及び通気性プレート挿入溝以外の構成は図1と同様であるので、同一箇所に同一参照符号を付してその説明を省略する。 Since the configuration other than the air permeable plate and the air permeable plate insertion groove is the same as in FIG. 1, the same reference numerals are assigned to the same portions, and the description thereof is omitted.
図3は本発明耐炎化処理炉の更に他の例を示す概略正面断面図である。本例の耐炎化処理炉42においては、熱処理室4と上方流路10との間及び熱処理室4と下方流路12との間のうち少なくとも一方に、上方通気性プレート挿入溝52又は下方通気性プレート挿入溝54が形成され、前記上方通気性プレート挿入溝52又は下方通気性プレート挿入溝54に沿って炉内外へ出し入れ自在に上方通気性プレート又は下方通気性プレートが挿入されている。
FIG. 3 is a schematic front sectional view showing still another example of the flameproofing furnace of the present invention. In the flameproofing
上方通気性プレート及び下方通気性プレートのうち少なくとも一方の通気性プレートが、熱処理室内の熱風循環路側から前記熱風循環路と対向する炉壁側にかけて3分割され、これら分割通気性プレートにおいて隣り合うもの同士が、互いに着脱自在若しくは折曲げ自在に連結されている。 At least one of the upper breathable plate and the lower breathable plate is divided into three parts from the hot air circulation path side in the heat treatment chamber to the furnace wall side facing the hot air circulation path, and these adjacent breathable plates are adjacent to each other. They are connected to each other so as to be detachable or bendable.
ここで、通気性プレートの交換方法を上方通気性プレートを例に採って説明する。上方通気性プレートは、熱処理室4内の熱風循環路14側の炉壁8aから熱風循環路14と対向する側の炉壁8b側にかけて分割通気性プレート44a、44b及び44cに3分割され、これら分割通気性プレート44a、44b及び44cが、接続部46a及び46bで着脱自在若しくは折曲げ自在に連結されている。
Here, a method for replacing the air permeable plate will be described by taking the upper air permeable plate as an example. The upper breathable plate is divided into three divided
この複数分割構造にすることにより、通気性プレートを炉から取り出す際、分割通気性プレート44a、44b及び44cは、接続部46a及び46bにおいて取り外し若しくは折曲げが可能である。そのため、炉壁8bの外部スペースが狭い場合でも、分割通気性プレート44a、44b及び44cは容易に炉外へ取り出すことができる。よって、通気性プレートの交換も容易になり、作業効率やスペースの面から耐炎化繊維の生産性を向上することができる。
With this multi-divided structure, when taking out the breathable plate from the furnace, the divided
下方通気性プレートについても、上方通気性プレートと同様に、分割通気性プレート48a、48b及び48cは、接続部50a及び50bにおいて取り外し若しくは折曲げが可能である。そのため、分割通気性プレート48a、48b及び48cは容易に炉外へ取り出すことができ、耐炎化繊維の生産性を向上することができる。
As for the lower air-permeable plate, similarly to the upper air-permeable plate, the divided air-
通気性プレート及び通気性プレート挿入溝以外の構成は図1と同様であるので、同一箇所に同一参照符号を付してその説明を省略する。 Since the configuration other than the air permeable plate and the air permeable plate insertion groove is the same as in FIG. 1, the same reference numerals are assigned to the same portions, and the description thereof is omitted.
ここで、接続部における着脱自在の連結方式及び折曲げ自在の連結方式について、更に詳述する。 Here, the detachable connection method and the foldable connection method in the connection portion will be described in more detail.
図4は、着脱自在に連結されている分割通気性プレートの一例を示す概略図である。3分割された分割通気性プレート62a、62b及び62cにおいて、分割通気性プレート62aと62bとは、それぞれ、互いに向かい合った端部に形成されたL字状係止突条64aと64bで係止されることによって着脱自在に噛合されている。分割通気性プレート62bと62cも、同様にL字状係止突条64cと64dで係止されることによって着脱自在に噛合されている。
FIG. 4 is a schematic view showing an example of a split breathable plate that is detachably connected. In the divided air
このL字状係止突条による着脱自在の連結方式は、着脱が容易なため、作業効率を高くする場合に適している。 The detachable coupling method using the L-shaped locking ridge is suitable for increasing work efficiency because it is easy to detach.
着脱自在の連結方式の他の例としては、分割通気性プレートの互いに向かい合った端部をボルトで接続する方法がある。このボルトによる着脱自在の連結方式は、接続が強固なため、運転中の安定性を高くする場合に適している。 As another example of the detachable coupling method, there is a method of connecting the end portions of the divided air permeable plates facing each other with bolts. This detachable coupling method using bolts is suitable for increasing stability during operation because the connection is strong.
図5は、折曲げ自在に連結されている分割通気性プレートの一例を示す概略図である。3分割された分割通気性プレート72a、72b及び72cにおいて、分割通気性プレート72aと72bとは、それぞれ、互いに向かい合った端部に取付けられた蝶番74aによって折曲げ自在に接続されている。分割通気性プレート72bと72cも、同様に蝶番74bによって折曲げ自在に接続されている。
FIG. 5 is a schematic view showing an example of a split breathable plate that is foldably connected. In the divided air
なお、図3〜5の例においては通気性プレートの分割を3分割としたが、これに限られず、3分割以上の任意の分割数とすることができる。その他本発明の要旨を変更しない限り、適宜変形して差支えない。 In addition, in the example of FIGS. 3-5, although the division | segmentation of the air permeable plate was made into 3 divisions, it is not restricted to this, It can be set as arbitrary division numbers more than 3 divisions. Other modifications may be made as appropriate unless the gist of the present invention is changed.
2、32、42、82 耐炎化処理炉
4、84 熱処理室
6、86 ストランド
8a、8b、88a、88b 炉壁
10、90 上方流路
12、92 下方流路
14、94 熱風循環路
16、96 空間部
18、34a、34b、44a、44b、44c、98 上方通気性プレート
20、36a、36b、48a、48b、48c、100 下方通気性プレート
22、102 ヒーター
24、104 送風機
26、38a、38b、52 上方通気性プレート挿入溝
28、40a、40b、54 下方通気性プレート挿入溝
46a、46b 上方通気性プレートの接続部
50a、50b 下方通気性プレートの接続部
62a、62b、62c、72a、72b、72c 分割通気性プレート
64a、64b、64c、64d L字状係止突条
74a、74b 蝶番
2, 32, 42, 82
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