JP2008057813A - Apparatus and method for eliminating reaction inhibiting atmosphere of sintering furnace - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、連続式焼結炉を使用して軽水炉用原子燃料であるペレットを焼結する際に、主として焼結炉の予熱ゾーンでグリーンペレットから発生する熱分解ガス、蒸気等の反応阻害雰囲気を効率的に除去する装置及び方法に関するものである。 When sintering pellets, which are nuclear fuels for light water reactors, using a continuous sintering furnace, the reaction-inhibiting atmosphere of pyrolysis gas, steam, etc. generated from green pellets mainly in the preheating zone of the sintering furnace The present invention relates to an apparatus and method for efficiently removing water.
ウォーキングビーム式、プッシャー式等の連続式焼結炉を使用して、軽水炉用の原子燃料であるペレットを焼結する際には、一般に、図2に示すように、処理物であるグリーンペレット2を、モリブデンから成る焼結ボード3に整列させて積載し、このグリーンペレット2が積載された焼結ボード3を、必要に応じて、図2に示すように4段等の複数段重ねした上で、台座7により支持して、図3に示すように、焼結炉の加熱ゾーンを通過させて焼結させる(例えば、特許文献1参照)。
When sintering pellets, which are nuclear fuels for light water reactors, using a continuous sintering furnace such as a walking beam type or a pusher type, generally, as shown in FIG. Are aligned and loaded on the sintered
具体的には、例えば、沸騰水型軽水炉用のペレットにあっては、グリーンペレット2を、直径約12mm、高さ約13mm、密度約5g/cm3に成型し、これを、焼結炉内で、水素と窒素の混合ガス等の還元ガス中にて約1700℃〜1800℃で焼結して、直径約9mm、高さ約10mm、密度10.5g/cm3以上のペレットとされる。この場合、焼結ボード3の側面には、通気用の開口部3A(図1参照)が形成されており、供給された還元ガスは、この開口部3Aを通じて焼結ボード3内のグリーンペレット2に達し、内部のグリーンペレット2と接触して反応を促進させる。
Specifically, for example, in the case of a pellet for a boiling water type light water reactor, the
このような連続式焼結炉においては、室温と、上記の約1700℃〜1800℃の焼結温度との間の急激な温度勾配(上昇及び下降)により、ペレットに熱応力によるひび割れ等が生じるのを回避するため、一般に、その加熱ゾーンが、図3に示すように、焼結炉の入り口側から焼結ボード3の進行方向に向けて、概ね、予熱ゾーン1A、高温ゾーン1B、冷却ゾーン1Cに大別して設定されている。この場合、予熱ゾーン1Aは約1000℃に、高温ゾーン1Bは約1700℃〜1800℃に、冷却ゾーン1Cは約1000℃に設定されている。
In such a continuous sintering furnace, cracks and the like due to thermal stress occur in the pellets due to a rapid temperature gradient (up and down) between room temperature and the sintering temperature of about 1700 ° C. to 1800 ° C. In general, as shown in FIG. 3, the heating zone generally has a
一方、処理されるグリーンペレット2には、プレス成型時の加工性を向上させるために潤滑剤が添加されている。この潤滑剤としては、一般に、ステアリン酸亜鉛が使用され、その融点は130℃である。このステアリン酸亜鉛は、通常、グリーンペレット2中に数重量%以下添加されており、その添加量にもよるが、約500℃から700℃の範囲で熱分解してガス状となる。
On the other hand, a lubricant is added to the
また、グリーンペレット2には、ペレットの密度を調整するためにポアフォーマー等も添加されている。このポアフォーマーとしては、一般に、ヒドラゾジカルボンアミド、アゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン等の化学発泡剤が使用され、その熱分解温度は約200℃である。これらの化学発泡剤は、通常、グリーンペレット2中に数重量%以下添加されており、その添加量にもよるが、約200℃から500℃の範囲で熱分解してガス状となる。
In addition, a pore former or the like is also added to the
このため、これらの添加剤の分解温度は、焼結炉1の予熱ゾーン1Aの設定温度である約1000℃に比しても低いため、主に予熱ゾーン1Aの段階で、その殆どが熱分解してガス状になるといえる。従って、これらの添加剤が熱分解して、グリーンペレット2から発生した熱分解ガスや蒸気が、グリーンペレット2の周囲に滞留すると、還元ガスとグリーンペレット2との反応が阻害され、ペレットの密度や外観等の品質の不均一の原因となるおそれがあった。
For this reason, the decomposition temperature of these additives is lower than the set temperature of the
この場合、これらの熱分解ガス等の反応阻害雰囲気を除去することが考えられるが、単に焼結炉内の雰囲気を排気すると、同時に、本来必要な還元ガスまで排出されることになり、本来の焼結に影響を与えるおそれがある。また、焼結炉1内、特に、高温ゾーン1Bは、非常に高温であることにも配慮する必要がある。
本発明が解決しようとする課題は、上記の問題点に鑑み、主として焼結炉の予熱ゾーンでグリーンペレットから発生する熱分解ガス、蒸気等の反応阻害雰囲気を、グリーンペレットと還元ガスとの反応、ひいては、ペレットの焼結に影響を与えることなく、効率的に除去する焼結炉の反応阻害雰囲気の除去装置及び焼結炉の反応阻害雰囲気の除去方法を提供することにある。 In view of the above problems, the problem to be solved by the present invention is a reaction inhibition atmosphere such as pyrolysis gas and steam generated from green pellets mainly in a preheating zone of a sintering furnace, reaction between green pellets and reducing gas. Thus, an object of the present invention is to provide an apparatus for removing a reaction inhibition atmosphere of a sintering furnace and a method for removing the reaction inhibition atmosphere of a sintering furnace, which can be efficiently removed without affecting the sintering of pellets.
本発明は、上記の課題を解決するための第1の手段として、処理物を積載して連続式焼結炉内を進行する焼結ボード内にガスを供給するガスノズルと、焼結ボードを挟んでガスノズルに対向して設けられたガス排出口とを備え、ガスノズルは、焼結ボード内に処理物の進行方向に交差する方向からガスを供給して、処理物から発生して処理物と還元ガスとの反応を阻害する熱分解ガス、蒸気その他の反応阻害雰囲気を焼結ボードから排出し、ガス排出口は、焼結ボードから排出された反応阻害雰囲気を連続式焼結炉の外に排出することを特徴とする焼結炉の反応阻害雰囲気の除去装置を提供するものである。 As a first means for solving the above-mentioned problems, the present invention sandwiches a sintered board between a gas nozzle for supplying a gas into a sintered board that is loaded with a processed material and proceeds in a continuous sintering furnace. And a gas discharge port provided opposite to the gas nozzle, and the gas nozzle supplies gas from the direction intersecting the traveling direction of the processed material into the sintered board, and is generated from the processed material and reduced to the processed material. Pyrolysis gas, steam and other reaction-inhibiting atmospheres that hinder the reaction with gas are discharged from the sintering board, and the gas discharge port discharges the reaction-inhibiting atmosphere discharged from the sintering board to the outside of the continuous sintering furnace. An apparatus for removing a reaction-inhibiting atmosphere of a sintering furnace is provided.
本発明は、上記の課題を解決するための第2の手段として、上記第1の解決手段において、複数組のガスノズル及びガス排出口を備え、これらの複数組のガスノズル及びガス排出口は、交互に互い違いの方向から焼結ボード内へのガスを供給及び反応阻害雰囲気の排出をすることを特徴とする焼結炉の反応阻害雰囲気の除去装置を提供するものである。 As a second means for solving the above-mentioned problems, the present invention includes a plurality of sets of gas nozzles and gas discharge ports in the first solution means, and the plurality of sets of gas nozzles and gas discharge ports are alternately arranged. The present invention also provides an apparatus for removing a reaction inhibition atmosphere in a sintering furnace, characterized in that gas is supplied into the sintering board from a staggered direction and the reaction inhibition atmosphere is discharged.
本発明は、上記の課題を解決するための第3の手段として、上記第1又は第2のいずれかの解決手段において、ガスノズル及びガス排出口は、連続式焼結炉のうち、炉内の温度が処理物に含有された添加剤の熱分解温度に達する位置から約1000℃の予熱領域内において、ガスの供給及び反応阻害雰囲気の排出をすることを特徴とする焼結炉の反応阻害雰囲気の除去装置を提供するものである。 According to the present invention, as a third means for solving the above-described problems, in the first or second solving means, the gas nozzle and the gas outlet are provided in a continuous sintering furnace. Reaction inhibition atmosphere in a sintering furnace, characterized in that gas is supplied and the reaction inhibition atmosphere is discharged in a preheating region of about 1000 ° C. from the position where the temperature reaches the thermal decomposition temperature of the additive contained in the processed product. The removal apparatus of this is provided.
本発明は、上記の課題を解決するための第4の手段として、上記第3の解決手段において、ガスノズル及びガス排出口は、添加剤の脱ガス開始温度付近から反応開始、焼結開始温度の間でガスの供給及び反応阻害雰囲気の排出をすることを特徴とする焼結炉の反応阻害雰囲気の除去装置を提供するものである。 The present invention provides a fourth means for solving the above-described problems. In the third solution means, the gas nozzle and the gas outlet have a reaction start temperature and a sintering start temperature from the vicinity of the degassing start temperature of the additive. It is an object of the present invention to provide a reaction furnace removal apparatus for a sintering furnace characterized by supplying gas and discharging a reaction inhibition atmosphere.
本発明は、上記の課題を解決するための第5の手段として、上記第1乃至第4のいずれかの解決手段において、ガスノズルから供給されるガスは、処理物と反応を示す反応ガスであることを特徴とする焼結炉の反応阻害雰囲気の除去装置を提供するものである。 According to the present invention, as a fifth means for solving the above-described problems, in any one of the first to fourth solving means, the gas supplied from the gas nozzle is a reaction gas that reacts with the processed material. An apparatus for removing a reaction-inhibiting atmosphere in a sintering furnace is provided.
本発明は、上記の課題を解決するための第6の手段として、上記第5の解決手段において、反応ガスが還元ガスであることを特徴とする焼結炉の反応阻害雰囲気の除去装置を提供するものである。 The present invention provides, as a sixth means for solving the above-mentioned problems, an apparatus for removing a reaction-inhibiting atmosphere in a sintering furnace according to the fifth solving means, wherein the reactive gas is a reducing gas. To do.
また、本発明は、上記の課題を解決するために、上記第1乃至第6の解決手段を使用した下記の解決手段をも提供するものである。即ち、本発明は、上記の課題を解決するための第7の手段として、処理物を積載して連続式焼結炉内を進行する焼結ボード内に、処理物の進行方向に交差する方向からガスノズルによりガスを供給して、処理物から発生して処理物と還元ガスとの反応を阻害する熱分解ガス、蒸気その他の反応阻害雰囲気を焼結ボードから排出し、焼結ボードから排出された反応阻害雰囲気を焼結ボードを挟んでガスノズルに対向して設けられたガス排出口により連続式焼結炉の外に排出することを特徴とする焼結炉の反応阻害雰囲気の除去方法を提供するものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention also provides the following solution means using the first to sixth solution means. That is, the present invention is a seventh means for solving the above-mentioned problem, in a direction crossing the traveling direction of the processed material in the sintered board that is loaded with the processed material and proceeds in the continuous sintering furnace. The gas is supplied from the gas nozzle and the pyrolysis gas, steam, and other reaction-inhibiting atmosphere generated from the processed material and hindering the reaction between the processed material and the reducing gas are discharged from the sintered board and discharged from the sintered board. A method for removing the reaction inhibition atmosphere of the sintering furnace, characterized in that the reaction inhibition atmosphere is discharged out of the continuous sintering furnace by a gas discharge port provided facing the gas nozzle across the sintering board. To do.
本発明は、上記の課題を解決するための第8の手段として、上記第7の解決手段において、複数組のガスノズル及びガス排出口を設置して、これらの複数組のガスノズル及びガス排出口により、交互に互い違いの方向から焼結ボード内へのガスの供給及び反応阻害雰囲気の排出を行うことを特徴とする焼結炉の反応阻害雰囲気の除去方法を提供するものである。 As an eighth means for solving the above-mentioned problems, the present invention provides the seventh solution means, wherein a plurality of sets of gas nozzles and gas discharge ports are installed, and the plurality of sets of gas nozzles and gas discharge ports are used. Further, the present invention provides a method for removing a reaction inhibition atmosphere in a sintering furnace, characterized in that gas supply into the sintering board and discharge of the reaction inhibition atmosphere are alternately performed in alternate directions.
本発明は、上記の課題を解決するための第9の手段として、上記第7又は第8のいずれかの解決手段において、ガスノズル及びガス排出口により、連続式焼結炉のうち、炉内の温度が処理物に含有された添加剤の熱分解温度に達する位置から約1000℃の予熱領域内において、ガスの供給及び反応阻害雰囲気の排出を行うことを特徴とする焼結炉の反応阻害雰囲気の除去方法を提供するものである。 The present invention provides, as a ninth means for solving the above-mentioned problems, in any one of the seventh or eighth solving means, a gas nozzle and a gas discharge port, which is a continuous sintering furnace. Reaction inhibition atmosphere of a sintering furnace, characterized in that gas is supplied and the reaction inhibition atmosphere is discharged in a preheating region of about 1000 ° C. from a position where the temperature reaches the thermal decomposition temperature of the additive contained in the processed product. The removal method of this is provided.
本発明は、上記の課題を解決するための第10の手段として、上記第9の解決手段において、ガスノズル及びガス排出口により、添加剤の脱ガス開始温度付近から反応開始、焼結開始温度の間でガスの供給及び反応阻害雰囲気の排出を行うことを特徴とする焼結炉の反応阻害雰囲気の除去方法を提供するものである。 The present invention provides, as a tenth means for solving the above-mentioned problems, in the ninth solution means, the reaction start and sintering start temperature of the additive from the vicinity of the degassing start temperature of the additive by the gas nozzle and the gas discharge port. The present invention provides a method for removing a reaction-inhibiting atmosphere in a sintering furnace, characterized in that a gas is supplied and a reaction-inhibiting atmosphere is discharged.
本発明は、上記の課題を解決するための第11の手段として、上記第7乃至第10のいずれかの解決手段において、ガスノズルから供給されるガスを、処理物と反応を示す反応ガスとすることを特徴とする焼結炉の反応阻害雰囲気の除去方法を提供するものである。 According to the present invention, as an eleventh means for solving the above-described problems, in any one of the seventh to tenth solving means, the gas supplied from the gas nozzle is a reaction gas that reacts with the processed material. The present invention provides a method for removing a reaction-inhibiting atmosphere in a sintering furnace.
本発明は、上記の課題を解決するための第12の手段として、上記第11の解決手段において、反応ガスが還元ガスであることを特徴とする焼結炉の反応阻害雰囲気の除去方法を提供するものである。 As a twelfth means for solving the above-mentioned problems, the present invention provides a method for removing a reaction-inhibiting atmosphere in a sintering furnace according to the eleventh solution means, wherein the reaction gas is a reducing gas. To do.
本発明によれば、上記のように、ガスノズルにより開口部を通じて焼結ボード内にガスを供給しているため、焼結ボード内にガス流れが生じて、熱分解ガス等の反応阻害雰囲気がグリーンペレットの周囲に滞留することがないと同時に焼結ボードのガス供給側とは反対側の開口部から排出されると共に、この排出された熱分解ガス等を、ガスノズルに対向する位置に設けられたガス排出口により直接的に焼結炉外に排気しているため、熱分解ガス等の反応阻害雰囲気を除去して、還元ガスとグリーンペレットとを適切に反応させることができる実益がある。 According to the present invention, as described above, since the gas is supplied into the sintered board through the opening by the gas nozzle, a gas flow is generated in the sintered board, and the reaction inhibition atmosphere such as pyrolysis gas is green. At the same time as it does not stay around the pellets, it is discharged from the opening on the side opposite to the gas supply side of the sintering board, and this discharged pyrolysis gas etc. is provided at a position facing the gas nozzle. Since the exhaust gas is exhausted directly to the outside of the sintering furnace through the gas discharge port, there is an advantage that the reaction-inhibiting atmosphere such as pyrolysis gas can be removed and the reducing gas and the green pellet can be reacted appropriately.
特に、この場合、上記のように、焼結ボードを挟むようにしてその近傍に、ガスノズル及びガス排気口を相対向して配置しているため、本来必要な還元ガスを必要以上に排気することなく、主に焼結ボード内の反応阻害雰囲気を効率良く除去することができ、還元ガスによる反応、ひいては、ペレットの焼結に影響を与えることなく、反応阻害雰囲気を除去することができる実益がある。 In particular, in this case, as described above, since the gas nozzle and the gas exhaust port are arranged opposite to each other so as to sandwich the sintered board, without originally exhausting the necessary reducing gas more than necessary, Mainly, the reaction-inhibiting atmosphere in the sintered board can be efficiently removed, and there is an actual benefit that the reaction-inhibiting atmosphere can be removed without affecting the reaction by the reducing gas and consequently the sintering of the pellets.
本発明によれば、上記のように、焼結ボードに積載された処理物であるグリーンペレットの進行方向ではなく、これに交差する方向からガスを供給しているため、当該グリーンペレットのその後の焼結工程、あるいは、既に次工程に搬送されたグリーンペレットの還元ガスとの反応による焼結に影響を与えることなく、反応阻害雰囲気のみを効率的に除去することができる実益がある。 According to the present invention, as described above, since the gas is supplied not from the traveling direction of the green pellets, which are the processed products loaded on the sintered board, but from the direction intersecting the green pellets, There is an advantage that only the reaction-inhibiting atmosphere can be efficiently removed without affecting the sintering by the sintering process or the sintering by the reaction with the reducing gas of the green pellet already transferred to the next process.
本発明によれば、上記のように、複数組のガスノズル及びガス排出口により、交互に互い違いの方向から焼結ボード内へのガスの供給及び反応阻害雰囲気の排出を行っているため、複数回にわたって反応阻害雰囲気の除去が行われると同時に、反応阻害雰囲気が焼結ボード内の一方側のみに残留することなく確実に排出されるため、反応阻害雰囲気を効率良く除去することができる実益がある。 According to the present invention, as described above, the plurality of gas nozzles and gas discharge ports alternately supply the gas into the sintering board and discharge the reaction-inhibiting atmosphere from alternate directions, so that a plurality of times. At the same time, the reaction-inhibiting atmosphere is removed, and at the same time, the reaction-inhibiting atmosphere is reliably discharged without remaining only on one side of the sintered board, so that there is an advantage that the reaction-inhibiting atmosphere can be efficiently removed. .
本発明によれば、上記のように、添加剤が熱分解してグリーンペレットから熱分解ガス等の反応阻害雰囲気の殆どが発生すると考えられる予熱ゾーンにおいて、反応阻害雰囲気を除去しているため、発生直後の反応阻害雰囲気を予め効率良く除去することができると同時に、その後の高温ゾーンでの還元ガスとグリーンペレットとの反応には影響を与えることがなく、反応あるいは焼結開始前にはグリーンペレットの周囲を還元ガスで覆うことができ、本来の焼結を適正に行うことができる実益がある。 According to the present invention, as described above, since the additive is thermally decomposed and the reaction-inhibiting atmosphere is removed in the preheating zone where most of the reaction-inhibiting atmosphere such as pyrolysis gas is generated from the green pellets, The reaction-inhibiting atmosphere immediately after generation can be efficiently removed in advance, and at the same time, there is no effect on the reaction between the reducing gas and the green pellet in the subsequent high-temperature zone. There is an advantage that the periphery of the pellet can be covered with a reducing gas, and proper sintering can be appropriately performed.
本発明によれば、上記のように、ガスノズルから供給されて焼結ボード内にガス流れを生み出すガスとして、反応ガス、特に、本来、グリーンペレットとの反応に使用される還元ガスを使用しているため、反応阻害雰囲気の除去後におけるグリーンペレットの周囲が代わりに還元ガスで覆われるため、還元ガスとグリーンペレットとの接触効率をも高めることができ、ペレットの焼成を適切にかつ効率良く遂行することができる実益がある。 According to the present invention, as described above, as a gas that is supplied from the gas nozzle and generates a gas flow in the sintered board, a reactive gas, in particular, a reducing gas that is originally used for reaction with green pellets is used. Therefore, after removing the reaction-inhibiting atmosphere, the periphery of the green pellet is covered with a reducing gas instead, so that the contact efficiency between the reducing gas and the green pellet can be increased, and the pellet is fired appropriately and efficiently. There are real benefits that can be done.
本発明を実施するための形態を図面を参照しながら詳細に説明すると、図1は、本発明の反応阻害雰囲気の除去装置10を示し、この除去装置10は、図1に示すように、軽水炉用原子燃料であるペレットを焼結する連続式焼結炉1に設置される。この連続式焼結炉1には、ウォーキングビーム式、プッシャー式、ベルト式等の種々の駆動方式があるが、本発明においては、特に限定はなく、いずれの駆動方式であっても適用することができる。
An embodiment for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a reaction-inhibiting
この連続式焼結炉1においては、図1及び図3に示すように、モリブデンから形成された複数の焼結ボード3に積載された処理物であるグリーンペレット2が、連続的に搬送されて、焼結炉1の入り口側から、約1000℃に設定された予熱ゾーン1A、約1700℃〜1800℃に設定された高温ゾーン1B、約1000℃に設定された冷却ゾーン1Cの順に通過して、焼結される。なお、各ゾーンの温度は、図3に示すように、熱電対5やこの熱電対5を備えたヒータ6により設定される。
In this
この場合、各焼結ボード3の側面には、図1に示すように、通気用の開口部3Aが、グリーンペレット2の進行方向(図1の及び図3の左側から右側)に対して前後左右の4箇所に形成されており、焼結ボード3の内部に収納されたグリーンペレット2は、この開口部3Aを通じて、焼結炉1内に供給された還元ガスと反応して焼結される。
In this case, on the side surface of each
本発明の除去装置10は、この焼結炉1において、図1に示すように、処理物であるグリーンペレット2を積載して連続式焼結炉1内を進行する焼結ボード3内にガスを供給するガスノズル12と、焼結ボード3を挟んでガスノズル12に対向して設けられたガス排出口14とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
ガスノズル12は、図1に示すように、焼結ボード3内にガスを供給して、焼結ボード3内に、ガス流れ(図1の矢印A参照)を発生させ、このガス流れにより、グリーンペレット2から発生してグリーンペレット2と還元ガスとの反応を阻害する熱分解ガス、蒸気その他の反応阻害雰囲気4を焼結ボード3から排出する。従って、反応阻害雰囲気4が、焼結ボード3内に滞留することがなく、還元ガスとグリーンペレットの反応が阻害されて、焼結後のペレットの密度や外観等の品質に影響を与えることがない。
As shown in FIG. 1, the
一方、ガス排出口14は、焼結ボード3から排出された反応阻害雰囲気4を連続式焼結炉1の外に排出する。このため、焼結ボード3から排出された焼結炉1内に残留して、焼結ボード3内に再度流入することもなく、還元ガスとグリーンペレット2との効率よく接触させることができる。
On the other hand, the
この場合、図1に示すように、ガスノズル12は、焼結ボード3の側面に形成された開口部3Aを利用してこの開口部3Aを通じて、焼結ボード3内にガスを供給し、一方、ガス排出口14は、ガス供給側の開口部3Aとは反対側(相対向する側)のガス流れの下流側に位置する開口部3Aから排出された反応阻害雰囲気4を排出する。
In this case, as shown in FIG. 1, the
また、このガスノズル12は、図1に示すように、処理物であるグリーンペレット2の進行方向に交差する方向、具体的には、図示の実施の形態では、進行方向に直交する方向から焼結ボード3内にガスを供給してガス流れを発生させる。これは、進行方向にガス流れを発生させると、連続的に搬送された焼結ボード3において、既により先の焼結工程(高温ゾーン1B等)に搬送された焼結ボード3内にまで反応阻害雰囲気4が流入してしまうと同時に必要な還元ガスまで除去されてしまい、グリーンペレット2と還元ガスとの充分な接触による効率的な焼結が却って害されるからである。従って、グリーンペレット2の進行方向と交差する方向にガス流れを発生させている本発明では、当該グリーンペレット2A(図1参照)のその後の焼結工程(還元ガスとの反応)、あるいは、先にこの除去処理工程を通過して既に次工程に搬送されたグリーンペレット2B(図1参照)の還元ガスとの反応による焼結に影響を与えることなく、反応阻害雰囲気のみを効率的に除去することができる
Further, as shown in FIG. 1, the
また、これらのガスノズル12及びガス排出口14は、図1に示すように、焼結ボード3を挟むようにして、焼結ボード3の開口部3Aの近傍に相対向して設置することが望ましい。これにより、本来必要な還元ガスを必要以上に排気することなく、主に焼結ボード3内の反応阻害雰囲気を効率良く除去することができ、還元ガスによる反応、ひいては、ペレットの焼結に影響を与えることなく、反応阻害雰囲気を除去することができる。
Further, as shown in FIG. 1, it is desirable that the
この場合、ガスノズル12及びガス排出口14は、焼結炉内1に配管して焼結炉1の入口から外部に連通させて設置することができる。また、その他、気密性を保持できれば、焼結炉1の進行方向に対して左右に位置する側壁(図1の上下方向に存在する側壁)を貫通させて、配管することもできる。なお、いずれにせよ、少なくとも、約1000℃以上の高温下に設置されるため、これらのガスノズル12及びガス排出口14は、充分な耐熱性を有する材料から形成することが望ましい。
In this case, the
但し、これらのガスノズル12及びガス排出口14の設置方法は、必ずしも、上記の形態に限定されるものではなく、焼結ボード3内に充分なガス流れを確実に発生させ、また、焼結ボード3から排出された反応阻害雰囲気4を外部へ排気することができれば、ガスノズル12の噴射口及びガス排出口14の開口面のみが焼結炉1の側壁に臨むようにして設置し、ガスノズル12やガス排出口14の本体(配管)は、炉外に設置することもできる。この場合には、可能であれば、焼結炉1の左右の側壁を、少なくとも、これらのガスノズル12が接地されている箇所についてだけでも、近接させた方が、反応阻害雰囲気4の効率的な除去の上では好ましい。
However, the installation method of the
また、図示の実施の形態では、図1に示すように、複数組、具体的には、2組のガスノズル12及びガス排出口14を備えている。これにより、複数回にわたって反応阻害雰囲気4の除去が行われるため、より一層確実に反応阻害雰囲気4を除去することができる。
In the illustrated embodiment, as shown in FIG. 1, a plurality of sets, specifically, two sets of
この場合、これらの2組のガスノズル12及びガス排出口14は、全て同方向に向けて設置するのではなく、図1に示すように、交互に互い違いの方向から焼結ボード3内へのガスを供給してガス流れを発生させ、また、反応阻害雰囲気を排出するように設定することが望ましい。これにより、反応阻害雰囲気4が焼結ボード3内の一方側のみに偏って残留することなく確実に排出されるため、反応阻害雰囲気4を効率良く除去することができる。
In this case, these two sets of
また、これらの図1に示すガスノズル12及びガス排出口14は、図3に示す連続式焼結炉1の各ゾーンのうち、約1000℃に設定される予熱ゾーン1Aに設定する。これは、除去すべき熱分解ガス等の反応阻害雰囲気4は、グリーンペレット2に含有される潤滑剤や化学発泡剤が、約700℃までの温度で、より具体的には、潤滑剤(ステアリン酸亜鉛)については約500℃から700℃の範囲で、また、ヒドラゾジカルボンアミド、アゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン等の化学発泡剤については約200℃から500℃の範囲で、熱分解してガス状となることにより発生すると考えられるため、換言すれば、その殆どが、この予熱ゾーン1Aの段階にて発生すると考えられるからである。
Further, the
また、例えば、二酸化ウランのグリーンペレット2は、約1000℃から1200℃の温度下で焼結を開始し、約1700℃以上で密度95%T.D.以上に焼き締まるため、この状態となる連続式焼結炉1の高温ゾーン1Bに達する前の予熱ゾーン1Aにおいて、予め反応阻害雰囲気4を除去することにより、還元ガスとグリーンペレット2との接触効率を高めて効果的に焼成をすることができると考えられるからである。
Further, for example, the
このため、連続式焼結炉1のうち、炉内の温度がグリーンペレット2に含有された添加剤の熱分解温度に達する位置から約1000℃の予熱領域(予熱ゾーン1A)内において、ガスの供給及び反応阻害雰囲気4の排気を行うことにより、発生直後の反応阻害雰囲気4を予め効率良く除去することができると同時に、その後の高温ゾーン1Bでの還元ガスとグリーンペレット2との反応には影響を与えることがなく、反応あるいは焼結開始前にはグリーンペレットの周囲を還元ガスで覆うことができ、本来の焼結を適正に行うことができる。
For this reason, in the
また、この場合、予熱ゾーン1Aの中でも、特に、添加剤の脱ガス開始温度付近から反応開始、焼結開始温度の間でガスの供給及び反応阻害雰囲気4の排出を行うように設定することが望ましい。具体的には、図1に示すように、焼結炉1の入り口直近付近ではなく、グリーンペレット2の温度がある程度上昇してグリーンペレット2に含有された添加剤が熱分解を開始すると考えられる予熱ゾーン1Aの中央付近以降にガスノズル12及びガス排出口14を設定した方が、より効果的に反応阻害雰囲気4を除去することができる。
Further, in this case, in the
なお、ガスノズル12及びガス排出口14の設置個数や設置箇所は、必ずしも上記の形態に限定されるものではなく、図示の実施の形態と異なり、単数又は3つ以上複数のガスノズル12及びガス排出口14を設置することもできるし、コストや耐熱性材料の機械加工の作業性が見合えば、高温ゾーン1Bにも設置して、還元ガスとグリーンペレット2との接触性を高めることもできる。
Note that the number and location of the
一方、ガスノズル12から焼結ボード3内に供給するガスについては、焼結ボード3内にガス流れを発生させることができれば、特に種類は問わず、処理物であるグリーンペレット2の反応に寄与する反応ガス、あるいは、反応に寄与しない窒素ガス等の不活性ガスのいずれとすることもできるし、更に、これらの混合ガスを使用することもできる。
On the other hand, the gas supplied from the
もっとも、本来グリーンペレットとの反応に使用される還元ガス、具体的には、水素と窒素の混合ガスを、ガスノズル12により供給すると、反応阻害雰囲気4の除去後におけるグリーンペレット2の周囲を、入れ替わりに還元ガスで覆うことができ、還元ガスとグリーンペレット2との接触効率をも高めることができるため、ペレットの焼成を適切にかつ効率良く遂行する上で、好適な例といえる。
However, when the reducing gas originally used for the reaction with the green pellet, specifically, a mixed gas of hydrogen and nitrogen is supplied by the
本発明は、二酸化ウランのペレット等を焼成する連続式焼結炉について、ウォーキングビーム式、プッシャー式、ベルト式等の駆動方式を問わず広く適用して、熱分解ガス等の除去に使用することができる。 The present invention is applied to a continuous sintering furnace for firing uranium dioxide pellets, etc., regardless of the driving method such as walking beam type, pusher type, belt type, etc., and used for removing pyrolysis gas, etc. Can do.
1 連続式焼結炉
1A 予熱ゾーン
1B 高温ゾーン
1C 冷却ゾーン
2 グリーンペレット
3 焼結ボード
3A 開口部
4 反応阻害雰囲気
5 熱電対
6 ヒーター
10 除去装置
12 ガスノズル
14 ガス排出口
DESCRIPTION OF
Claims (12)
The method for removing a reaction inhibition atmosphere in a sintering furnace according to claim 11, wherein the reaction gas is a reducing gas.
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---|---|---|---|
JP2006233048A JP2008057813A (en) | 2006-08-30 | 2006-08-30 | Apparatus and method for eliminating reaction inhibiting atmosphere of sintering furnace |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2099046A2 (en) | 2008-03-07 | 2009-09-09 | Alps Electric Co., Ltd. | Turn signal switch device |
-
2006
- 2006-08-30 JP JP2006233048A patent/JP2008057813A/en not_active Withdrawn
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