JP2006329449A

JP2006329449A - 炭素質焼成品の焼成炉及び焼成方法

Info

Publication number: JP2006329449A
Application number: JP2005149396A
Authority: JP
Inventors: Izumi Maetani; 泉前谷; Masahiro Mizuno; 雅博水野
Original assignee: Takasago Industry Co Ltd
Current assignee: Takasago Industry Co Ltd
Priority date: 2005-05-23
Filing date: 2005-05-23
Publication date: 2006-12-07

Abstract

【課題】マッフルに充填したブリーズにより炉内雰囲気に含まれる酸素を炭素質焼成品から遮断する従来の焼成炉では、使用するブリーズの量が膨大であるためブリーズの出し入れに多大な時間と労力を要し、また、焼成中に大量のブリーズが一斉に熱膨張を起こすためその応力でマッフルの壁や床面が破損するおそれがあった。
【解決手段】炭素質焼成品Ａをマッフル４で囲って焼成する焼成炉１であって、間隔を離して対向配置した二以上の壁構成材８ａ，８ｂで前記マッフル４の側壁６と天井７を形成すると共に前記壁構成材８ａ，８ｂ同士の空間９にブリーズＢを充填し、さらにマッフル４の床面５ａにもブリーズＢを敷設してなる炭素質焼成品Ａの焼成炉１を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、炭素質の電極や電極板などの炭素質焼成品の焼成に使用する焼成炉及び炭素質焼成品の焼成方法に関する。

従来、上記のような炭素質焼成品は、３００℃〜４００℃を越える状態で酸素に触れると炭素分が燃焼してしまう。そこで、図５に示したように、耐火ブロック１００で構築した箱状のマッフル１０１を有する焼成炉１０２を使用し、前記マッフル１０１の中に炭素質焼成品Ａを収めた後、マッフル１０１の中にさらにブリーズＢ（ムライト質、アルミナ質、炭化珪素質、カーボン質等の耐火物を粒状にした充填材）を充填して前記炭素質焼成品Ａを埋め尽くし、その状態でマッフル１０１の外側から加熱して焼成するようにしている（特許文献１参照）。
特公昭６１−２８９１５号公報

マッフル１０１に充填したブリーズＢにより炉内雰囲気に含まれる酸素を炭素質焼成品Ａから遮断することができる。しかし一方、使用するブリーズＢの量が膨大であるため、マッフル１０１へのブリーズＢの出し入れに多大な時間と労力を要し、また、焼成中に大量のブリーズＢが一斉に熱膨張を起こすため、その応力でマッフル１０１の壁や床面が破損するおそれがあった。そしてさらに、炭素質焼成品Ａの表面にブリーズＢが付着するため、付着したブリーズＢを除去する作業にも多大な時間と労力を要する問題もあった。

ブリーズＢによる上記諸問題に鑑み、図６に示したように、マッフル１０１内にブリーズＢを充填することなく炉内雰囲気を還元焼成とし、予熱時及び冷却時に大量の窒素を打ち込んで無酸素状態を作り出すタイプの焼成炉１０２も存在するが、当該焼成炉１０２は燃費が悪く、また、大量の窒素を使用するためランニングコストが高い、という実用上大きな問題があった。

炭素質焼成品をマッフルで囲って焼成する焼成炉であって、間隔を離して対向配置した二以上の壁構成材で前記マッフルの側壁と天井を形成すると共に前記壁構成材同士の空間にブリーズを充填し、さらにマッフルの床面にもブリーズを敷設してなる炭素質焼成品の焼成炉を提供する。

また、請求項２に記載したように、前記側壁は、板状の壁構成材と縦溝付きの支柱で構成し、該支柱の縦溝に壁構成材の端縁を嵌合させ、その嵌合部からの通気が可能である状態に連結した請求項１記載の炭素質焼成品の焼成炉を提供する。

また、請求項３に記載したように、側壁と天井を構成する壁構成材にブリーズの層を形成すると共に床面にもブリーズを敷設してマッフルを形成し、該マッフルで炭素質焼成品を囲い尚且つ炭素質焼成品をブリーズで埋め尽くさない状態のままマッフルの外側から加熱して焼成するようにした炭素質焼成品の焼成方法を提供する。

マッフルに炭素質焼成品を収めて当該マッフルの外側から加熱すると、燃焼室内の炉内雰囲気がマッフルの側壁や天井などの継ぎ目を通って内部に侵入しようとする。その際、炉内雰囲気が壁構成材の中にあるブリーズの層に当たるため、マッフル内をブリーズで埋め尽くした場合と同理（ブリーズで酸素を吸着するか、或はブリーズをシール材として酸素の通過を遮る）によりマッフル内が無酸素状態に保たれる。
しかして本発明の焼成炉は、使用するブリーズの量がごく少量で済むため出し入れに要する作業時間や労力が大幅に節約できる。また、ブリーズの量が少量であるため焼成中に熱膨張を起こしても壁構成材を破損させるまでには至らない。さらにまた炭素質焼成品とブリーズが殆ど接触しないため、炭素質焼成品表面へのブリーズの付着がなく、従ってブリーズの除去工程が省略でき、しかも製品の仕上がりが良好になる、等の多くの優れた効果を発揮する。

以下に本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。なお、図１は焼成炉の垂直縦断面図、図２は焼成炉の垂直横断面図、図３は焼成炉の水平断面図、図４は図３の一部拡大断面図である。

図示した焼成炉１はバッチ式のものであり、炉床２上に耐火ブロックを積み上げて焼成室３を形成すると共に該焼成室３内にマッフル４を形成し、焼成室３をバーナー（図示せず）で加熱してマッフル４の外側から加熱する周知のものである。

前記マッフル４は、周知のブリーズＢ（ムライト質、アルミナ質、炭化珪素質、カーボン質等の耐火物を粒状にした充填材）を敷設した床面５ａ上に耐火物製の側壁６を立設し、その側壁６の上面に同じく耐火物製の天井７を被せた箱型である。側壁６と天井７は、間隔を離して対向配置した二枚の壁構成材８ａ，８ｂで形成され、該壁構成材８ａ，８ｂ同士の空間９に前記ブリーズＢを充填してなる。

また、前記側壁６は、水平方向に短い複数の壁構成材８ａ，８ｂを複数の支柱１０，１０…で連結した組合せ構造であり、断面四角形の支柱１０の二つの垂直面に二本の平行な縦溝１１，１１を形成し、該縦溝１１，１１に壁構成材８ａ，８ｂの端縁を嵌合させてなる。支柱１０の縦溝１１，１１と壁構成材８ａ，８ｂとの嵌合部には通気を遮るシール手段（例えば嵌合を緊密にしたりパッキンを介在させる等）は施されておらず、従って嵌合部の継ぎ目の隙間から雰囲気が出入りする。また、天井７と側壁６の継ぎ目や側壁６と床面５ａの継ぎ目も同様であり、各部材同士の継ぎ目の隙間から雰囲気が出入りする。

次に上記焼成炉１による炭素質焼成品Ａの焼成方法について説明する。
先ず、焼成室３内のマッフル設置位置に床板５を設置し、その上に支柱１０，１０…を立設する。なお、図中、符号５ｂは床板５の縁に突設した上向きの突片であり、該突片５ｂ，５ｂ…により支柱１０，１０…の外側への移動が止められる。
次に前記支柱１０，１０…の縦溝１１，１１に壁構成材８ａ，８ｂを嵌め込み、両壁構成材８ａ，８ｂの間の空間９にブリーズＢを充填すると共にマッフル４内の床面５ａにブリーズＢを敷設しその上に炭素質焼成品Ａを載置する。
次に側壁６の上に一枚目の壁構成材８ａを被せてその上にブリーズＢを敷き、そのブリーズＢの上に二枚目の壁構成材８ｂを被せて天井７を形成する。
この状態で炭素質焼成品Ａは側壁６と天井７に仕込んだブリーズＢと床面５ａに敷設したブリーズＢで完全に包囲されている。
次に焼成炉１の燃焼室３内を大気雰囲気にしてマッフル４の外側を加熱する。そうすると焼成室３内の大気雰囲気が側壁６や天井７などの継ぎ目を通ってマッフル４内に入ろうとするが、その際、大気雰囲気が壁構成材８ａ，８ｂの中にあるブリーズＢの層に当たるため、マッフル４内をブリーズで埋め尽くした場合と同理（ブリーズＢで酸素を吸着するか、或はブリーズＢをシール材として酸素の通過を遮る）によりマッフル４内が無酸素状態に保たれる。
そして焼成終了後にマッフル４の天井７を構成する外側の壁構成材８ｂを外し、天井７内のブリーズＢを吸引除去してから内側の壁構成材８ａを外す。こうして天井７を取り去った開放状態で炭素質焼成品Ａを入れ替え、再度天井７を形成すれば、側壁６内や床面５ｂ上のブリーズＢを出し入れせずとも、ブリーズＢの寿命が尽きるまで繰り返して焼成可能である。

以上、本発明を実施の形態について説明したが、もちろん本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば実施形態では壁構成材８ａ，８ｂを二枚セットで使用したが、三枚や四枚というように二以上の複数枚であっても、間にブリーズＢを充填するための空間９があればよい。
また、実施形態ではバッチ式の焼成炉について説明したが、連続式の焼成炉でもよい。
また、実施形態では壁構成材８ａ，８ｂを耐火物の板で形成したが、壁構成材を耐火物のブロックや煉瓦で形成してもよい。

焼成炉の垂直縦断面図である。焼成炉の垂直横断面図である。焼成炉の水平断面図である。図３の一部拡大断面図である。従来の焼成炉を示す垂直縦断面図である。従来の焼成炉を示す垂直縦断面図である。

符号の説明

Ａ …炭素質焼成品
Ｂ …ブリーズ
１ …焼成炉
４ …マッフル
５ａ…床面
６ …側壁
７ …天井
８ａ，８ｂ…壁構成材
９ …空間
１０…支柱
１１…縦溝

Claims

炭素質焼成品をマッフルで囲って焼成する焼成炉であって、
間隔を離して対向配置した二以上の壁構成材で前記マッフルの側壁と天井を形成すると共に前記壁構成材同士の空間にブリーズを充填し、さらにマッフルの床面にもブリーズを敷設してなることを特徴とする炭素質焼成品の焼成炉。
前記側壁は、板状の壁構成材と縦溝付きの支柱で構成し、該支柱の縦溝に壁構成材の端縁を嵌合させ、その嵌合部からの通気が可能である状態に連結したものであることを特徴とする請求項１記載の炭素質焼成品の焼成炉。
側壁と天井を構成する壁構成材にブリーズの層を形成すると共に床面にもブリーズを敷設してマッフルを形成し、該マッフルで炭素質焼成品を囲い尚且つ炭素質焼成品をブリーズで埋め尽くさない状態のままマッフルの外側から加熱して焼成するようにした炭素質焼成品の焼成方法。