JP2021105493A - Heat treatment device for carbonaceous grain and method therefor - Google Patents

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晋次郎 戸田
Shinjiro Toda
晋次郎 戸田
啓永 鈴木
Hironaga Suzuki
啓永 鈴木
雄一 蒲
Yuichi Gama
雄一 蒲
信元 後藤
Nobumoto Goto
信元 後藤
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Abstract

To provide a heat treatment device for carbonaceous grains, before carbonaceous grains are heat-treated, preventing the oxidation thereof and a method therefor.SOLUTION: A heat treatment device for carbonaceous grains comprises a charge part 10 provided at the upper part of a furnace body 21 and having an opening part charging carbonaceous grains to the furnace body 21, a combustion chamber 23 provided at the upper part of the furnace body 21 and charged with the carbonaceous grains and a chimney 231 provided at the combustion chamber 23 and exhausting a combustion gas at the inside of the combustion chamber 23 to the outside. The opening part is provided so as to be separated by a prescribed distance from the bottom part of the combustion chamber 23.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、炭素質粒体の熱処理装置及びその方法に関する。 The present invention relates to a heat treatment apparatus for carbonaceous granules and a method thereof.

無煙炭粒、コークス粒、炭素質造粒体、金属酸化物と炭素の混合造粒体等の炭素質粒体の物理特性は熱処理温度によって著しく変化するので、電極用原料や炭素質耐火物用の原料、電子材料あるいは電池材料などとして使用する場合には、均一な熱処理が必要である。また、金属酸化物と炭素の混合品を熱処理により還元反応させて各種金属の炭化物を得る場合においても、狙った反応を確実にするためには均一に熱処理することが不可欠である。 Since the physical characteristics of carbonaceous granules such as anthracite granules, coke granules, carbonaceous granules, and mixed granules of metal oxide and carbon change significantly depending on the heat treatment temperature, raw materials for electrodes and carbonic refractories. , When used as an electronic material or a battery material, uniform heat treatment is required. Further, even when a mixture of a metal oxide and carbon is reduced by heat treatment to obtain carbides of various metals, it is indispensable to heat-treat uniformly in order to ensure the desired reaction.

そこで従来から、無煙炭粒などの炭素質粒体を縦型電気熱処理炉内に投入し、炭素質粒体に直接通電することにより連続的に1500℃〜2000℃程度で熱処理する方法が、電気焙焼技術として広く使用されている。また、3000℃程度で均一に連続黒鉛化する方法が特許文献1に開示されている。 Therefore, conventionally, a method of continuously heat-treating carbonaceous granules such as anthracite granules at about 1500 ° C. to 2000 ° C. by putting them into a vertical electroheat treatment furnace and directly energizing the carbonaceous granules is an electric roasting technique. Widely used as. Further, Patent Document 1 discloses a method of uniformly graphitizing at about 3000 ° C.

特開2002−167208号公報JP-A-2002-167208

炭素質粒体の材料となる無煙炭、コークスには、仮焼(カルサイン)の程度により、揮発性物質が含まれていることがある。さらに、カルサインしていない生無煙炭、生コークスなどには、比較的多くの揮発性物質が含まれている。また、炭素質粒体が造粒体である場合には、その造粒工程で加えられたバインダー成分が含まれている。炭素質粒体は炉体内部において熱処理されるが、この熱処理によって炭素質粒体に含まれる揮発性物質やバインダー成分が揮散する。また、熱処理する過程で反応してガスが発生する場合もある。揮散した揮発性物質やバインダー成分からなるガスや、熱処理過程において反応して発生するガスは高温であるため炉体内部を上昇し、またこれらのガスは可燃性を有するため、炉体内部またはその上方に設けられる炭素質粒体の投入部において燃焼してしまう。そうすると、この可燃性ガスの発火またはその燃焼熱によって、熱処理前に意図せず炭素質粒体が酸化してしまうので、熱処理時に所望の熱処理品が得られない虞がある。また、酸化がひどい場合には炭素質粒体が微粉末化し、この微粉末が炉内に入ることによって、例えば炉内における炭素質粒体の充填度が変化し、炭素質粒体に対する熱処理が不均一となるなどのトラブルを招く虞がある。さらに酸化が進むと炭素質粒体自身が消失してしまい、生産効率が著しく低下する虞がある。 Anthracite and coke, which are the materials for carbonaceous granules, may contain volatile substances depending on the degree of calcining. Furthermore, uncalcined anthracite and raw coke contain a relatively large amount of volatile substances. When the carbonaceous granule is a granulated body, it contains a binder component added in the granulation step. The carbonaceous granules are heat-treated inside the furnace body, and the volatile substances and binder components contained in the carbonaceous granules are volatilized by this heat treatment. In addition, gas may be generated by reacting in the process of heat treatment. Since the gas composed of volatilized volatile substances and binder components and the gas generated by the reaction in the heat treatment process are hot, they rise inside the furnace body, and since these gases are flammable, the inside of the furnace body or its It burns at the input part of the carbonaceous granules provided above. Then, the ignition of the flammable gas or the heat of combustion thereof unintentionally oxidizes the carbonaceous particles before the heat treatment, so that a desired heat-treated product may not be obtained during the heat treatment. In addition, when the oxidation is severe, the plastids are pulverized, and when the plastids enter the furnace, for example, the filling degree of the plastids in the furnace changes, and the heat treatment for the plastids becomes non-uniform. There is a risk of causing troubles such as becoming. If the oxidation progresses further, the carbonaceous granules themselves disappear, and there is a risk that the production efficiency will be significantly reduced.

このような可燃性ガスの燃焼を抑えるために、炉体内部を不活性ガスで満たす方法が考えられる。しかしながら、大量生産に適した規模の熱処理装置の場合、炭素質粒体の使用量が多く、当該炭素質粒体から発生する可燃性ガスの量も多くなる。このような大量の可燃性ガスの燃焼を抑えるためには大量の不活性ガスが必要となり、経済的、効率的ではない。また、炭素質粒体を降下させながら連続的に熱処理を行う縦型熱処理炉の場合、炭素質粒体の供給は炉体の上部からなされることが多い。炉体内部の上方で可燃性ガスが燃焼すると、その上方にある投入前の炭素質粒体、及び当該炭素質粒体を炉体内部へと投入するための装置が燃焼熱に曝されることになる。その結果、投入前の炭素質粒体から可燃性ガスが発生し、当該可燃性ガスの発火またはその燃焼熱によって炭素質粒体が酸化してしまう。その結果、意図する熱処理を実施できず、所望の熱処理品が得られなくなるおそれがある。また、この燃焼熱は、炭素質粒体を投入するための装置の誤作動や故障、劣化を引き起こす。 In order to suppress the combustion of such flammable gas, a method of filling the inside of the furnace body with an inert gas can be considered. However, in the case of a heat treatment apparatus of a scale suitable for mass production, the amount of carbonaceous particles used is large, and the amount of flammable gas generated from the carbonic particles is also large. In order to suppress the combustion of such a large amount of flammable gas, a large amount of inert gas is required, which is not economical and efficient. Further, in the case of a vertical heat treatment furnace in which heat treatment is continuously performed while lowering the carbonaceous granules, the carbonaceous granules are often supplied from the upper part of the furnace body. When the flammable gas burns above the inside of the furnace body, the carbonaceous particles before charging and the device for charging the carbonaceous particles into the inside of the furnace body above the carbonaceous particles are exposed to the heat of combustion. .. As a result, flammable gas is generated from the carbonaceous granules before charging, and the carbonaceous granules are oxidized by the ignition of the combustible gas or the heat of combustion thereof. As a result, the intended heat treatment cannot be performed, and a desired heat-treated product may not be obtained. In addition, this combustion heat causes malfunction, failure, and deterioration of the device for charging carbonaceous particles.

さらに、炉体内部の上方で可燃性ガスが燃焼すると、炉体内部において炭素質粒体から発生したガスのドラフト効果による上昇気流が発生する。ドラフト効果による上昇気流が生じると、炉体内部には外部から空気を吸い込む力が発生する。この上昇気流が不均一であると、炉内温度に偏りが生じ、熱処理品の品質にばらつきが生じる。特に、縦型熱処理炉が直接通電加熱方式の縦型電気熱処理炉である場合、外部から空気を吸い込んでしまうと、炉内温度の変化が直接通電において電流が局所的に流れる偏流を生むため、所望の熱処理品を得ることができなくなる虞がある。 Further, when the flammable gas burns above the inside of the furnace body, an updraft is generated inside the furnace body due to the draft effect of the gas generated from the carbonaceous granules. When an updraft is generated due to the draft effect, a force for sucking air from the outside is generated inside the furnace body. If this updraft is non-uniform, the temperature inside the furnace will be uneven, and the quality of the heat-treated product will vary. In particular, when the vertical heat treatment furnace is a vertical electric heat treatment furnace of the direct energization heating method, if air is sucked from the outside, the change in the temperature inside the furnace creates a drift in which a current flows locally in the direct energization. There is a risk that the desired heat-treated product cannot be obtained.

本発明は、上記課題を解決すべく、炭素質粒体が熱処理される前に酸化することを防ぐ炭素質粒体の熱処理装置及びその方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a heat treatment apparatus for carbonaceous particles and a method thereof for preventing the carbonic particles from being oxidized before being heat-treated in order to solve the above problems.

本発明の炭素質粒体の熱処理装置は、次のような構成を備える。
(1)炉体内部に投入した炭素質粒体に熱処理を行う炭素質粒体の熱処理装置である。
(2)前記炉体の上方に設けられ、前記炉体に前記炭素質粒体を投入する開口部を備える投入部を備える。
(3)前記炉体の上部に設けられ、前記炭素質粒体が投入される燃焼室を備える。
(4)前記燃焼室に設けられ、当該燃焼室内部の燃焼ガスを外部に排出する煙突を備える。
(5)前記開口部は、前記燃焼室の底部から所定の距離だけ離間して設けられている。
The heat treatment apparatus for carbonaceous granules of the present invention has the following configuration.
(1) A heat treatment apparatus for carbonaceous particles that heat-treats the carbonaceous particles put into the furnace body.
(2) A charging portion provided above the furnace body and having an opening for charging the carbonaceous particles into the furnace body is provided.
(3) It is provided in the upper part of the furnace body and includes a combustion chamber into which the carbonaceous particles are charged.
(4) The combustion chamber is provided with a chimney that discharges the combustion gas inside the combustion chamber to the outside.
(5) The opening is provided at a predetermined distance from the bottom of the combustion chamber.

本発明の炭素質粒体の熱処理装置は、更に次のような構成を備えても良い。
(1)前記投入部は、前記燃焼室の上面を貫通して当該燃焼室の内部に向けて突出するスカートを備え、前記スカートの下端に前記開口部が設けられている。
The carbonaceous plastid heat treatment apparatus of the present invention may further have the following configuration.
(1) The charging portion includes a skirt that penetrates the upper surface of the combustion chamber and projects toward the inside of the combustion chamber, and the opening is provided at the lower end of the skirt.

(2)前記投入部は、前記炭素質粒体を投入する複数の原料ビンと、前記複数の原料ビンの下方且つ前記スカートの上部に設けられ、前記複数の原料ビンから投入された前記炭素質粒体を集めるチャージングホッパーと、を更に備え、前記スカート及び前記チャージングホッパーは、いずれも二重構造である。 (2) The charging section is provided with a plurality of raw material bottles into which the carbonaceous particles are charged, and below the plurality of raw material bottles and above the skirt, and the carbonic particles charged from the plurality of raw material bottles. The skirt and the charging hopper both have a double structure.

(3)前記煙突は複数設けられ、複数の前記煙突は、前記燃焼室の中心軸と同心円状に等間隔に配置されている。 (3) A plurality of the chimneys are provided, and the plurality of the chimneys are arranged at equal intervals concentrically with the central axis of the combustion chamber.

(4)前記炉体の下方から前記炉体内部へと不活性ガスを吹き込むガス吹込み孔を更に備える。 (4) Further provided with a gas blowing hole for blowing an inert gas from below the furnace body into the inside of the furnace body.

(5)熱処理した前記炭素質粒体を排出する排出部と、前記排出部から排出された前記炭素質粒体を外部へと排出する弁と、を更に備える。 (5) A discharge unit for discharging the heat-treated carbonaceous particles and a valve for discharging the carbonic particles discharged from the discharge unit to the outside are further provided.

(6)前記炉体の中心軸上に上下に配置される円柱状の上部電極及び円筒状の下部電極と、前記上部電極を囲うように前記下部電極の上端に電気的に接続される導電性の管状構造体と、を更に備え、前記燃焼室は前記管状構造体の上部に設けられ、前記管状構造体内部に連通し、前記上部電極及び下部電極が前記管状構造体内部の前記炭素質粒体に直接通電することにより熱処理を行う。 (6) A cylindrical upper electrode and a cylindrical lower electrode arranged vertically on the central axis of the furnace body, and a conductivity electrically connected to the upper end of the lower electrode so as to surround the upper electrode. The combustion chamber is provided in the upper part of the tubular structure and communicates with the inside of the tubular structure, and the upper electrode and the lower electrode are the carbonaceous particles inside the tubular structure. The heat treatment is performed by directly energizing the.

本発明の炭素質粒体の熱処理方法は、次のような構成を備える。
(1)炉体内部に投入した炭素質粒体に熱処理を行う炭素質粒体の熱処理方法である。
(2)前記炭素質流体を前記炉体の上部に設けた燃焼室内部に投入する。
(3)前記燃焼室内部において、前記炭素質粒体を堆積させる。
(4)その堆積部分の表面から揮散した前記炭素質粒体に含まれるガスを当該表面において燃焼させる。
(5)この燃焼ガスを前記炉体外部に排出する。
The heat treatment method for carbonaceous granules of the present invention has the following constitution.
(1) This is a heat treatment method for carbonaceous particles, which is used to heat-treat the carbonic particles charged into the furnace body.
(2) The carbonaceous fluid is charged into the combustion chamber provided in the upper part of the furnace body.
(3) The carbonaceous granules are deposited in the combustion chamber.
(4) The gas contained in the carbonaceous granules volatilized from the surface of the deposited portion is burned on the surface.
(5) This combustion gas is discharged to the outside of the furnace body.

本発明は、揮散して可燃性ガスとなる揮発性物質やバインダー成分を含む炭素質粒体、あるいは熱処理過程における反応により可燃性ガスを発生させる炭素質粒体であっても、炭素質粒体が熱処理される前に酸化することを防ぎ、所望の熱処理品を得られるように出来るので、生産性の向上を図ることが出来る。 In the present invention, the carbonaceous particles are heat-treated even if they are carbonaceous particles containing volatile substances and binder components that volatilize to become flammable gas, or carbonaceous particles that generate flammable gas by a reaction in the heat treatment process. Since it is possible to prevent oxidation before the process and obtain a desired heat-treated product, it is possible to improve productivity.

第1の実施形態に係る炭素質粒体の熱処理装置を示す側面図。The side view which shows the heat treatment apparatus of the carbonaceous granules which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る投入部を示す平面図。The plan view which shows the input part which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る投入部を示す側面図。The side view which shows the input part which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係るチャージングホッパー及びスカートを示す側面図。The side view which shows the charging hopper and the skirt which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る炭素質粒体の熱処理装置の動作を示すフローチャート。The flowchart which shows the operation of the heat treatment apparatus for carbonaceous granules which concerns on 1st Embodiment.

[1.第1の実施形態]
[1−1.構成]
[炭素質粒体]
まず、第1の実施形態に係る炭素質粒体の熱処理装置に用いる炭素質粒体Aについて説明する。炭素質粒体Aは、無煙炭粒、コークス粒、及びこれらの混合物からなる造粒体、金属酸化物と炭素の混合物の造粒体などの粒体を使用することが可能である。また、無煙炭やコークスとしては、カルサイン(仮焼)していないものを含んでも良く、コークスには石油コークス、石炭コークス、フルードコークス、ニードルコークスなどがある。無煙炭粒、コークス粒は、塊状の無煙炭やコークスを粉砕してなる例えば10mm〜20mm程度の粒体である。造粒体は、例えば無煙炭やコークス由来の炭素粉、人造黒鉛粉、金属酸化物などの原料にバインダーや水を混合し、例えばディスクペレッタなどの造粒機によって形成され、さらに乾燥処理を経て硬化した粒体である。バインダーは、例えばでんぷん粉末、特にαコーンスターチ粉を使用することが出来る。硬化、炭化処理できるものであれば、バインダーには、ピッチやフェノール樹脂、他の合成高分子化合物、水溶性多糖類などを使用することもできる。本実施形態の炭素質粒体Aは、表面が滑らかな円柱状で、直径は10mm程度、高さは10mm〜15mmの造粒体である。本実施形態では、炭素質粒体Aが直接通電されることによりジュール熱を発生し、熱処理される。
[1. First Embodiment]
[1-1. Constitution]
[Carbonate plastids]
First, the carbonaceous granule A used in the heat treatment apparatus for the carbonaceous granules according to the first embodiment will be described. As the carbonaceous granule A, granules such as anthracite granules, coke granules, and granules composed of a mixture thereof, and granules of a mixture of a metal oxide and carbon can be used. Further, the anthracite and coke may include those that have not been calsigned (temporarily burned), and the coke includes petroleum coke, coal coke, fluid coke, needle coke and the like. The anthracite granules and coke granules are granules of, for example, about 10 mm to 20 mm, which are obtained by crushing massive anthracite or coke. The granulated material is formed by mixing a binder or water with raw materials such as anthracite or coke-derived carbon powder, artificial graphite powder, and metal oxide, and is formed by a granulator such as a disc peretta, and further undergoes a drying process. It is a hardened granule. As the binder, for example, starch powder, particularly α-cornstarch powder can be used. Pitch, phenol resin, other synthetic polymer compounds, water-soluble polysaccharides and the like can also be used as the binder as long as it can be cured or carbonized. The carbonaceous granule A of the present embodiment is a columnar body having a smooth surface, a diameter of about 10 mm, and a height of 10 mm to 15 mm. In the present embodiment, the carbonaceous plastid A is directly energized to generate Joule heat and heat-treated.

[熱処理装置]
次に、第1の実施形態に係る炭素質粒体の熱処理装置について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図1は、本実施形態に係る熱処理装置1の構成を示す側面図である。熱処理装置1は、炭素質粒体Aの熱処理を行う炉体21を備える。本実施形態の炉体21としては、直接通電することにより加熱処理を行う直接通電加熱方式や、外周部に熱源を備え、外側から炉芯管や加熱容器を加熱し熱処理する間接加熱方式などを用いることができる。以下では、炉体21は直接通電加熱方式の縦型電気熱処理炉であるものとして説明する。熱処理装置1は、炉体21の上方から投入された炭素質粒体Aが炉体21内部を徐々に降下する間に通電することにより、炭素質粒体Aの熱処理を連続的に行う。この熱処理装置1は、炭素質粒体Aを炉体21に投入する投入部10と、投入された炭素質粒体Aを熱処理する熱処理部20と、熱処理した炭素質粒体Aを冷却するための冷却部30と、を備える。投入部10、熱処理部20及び冷却部30は、炉体21の上方から下方に向けて順次設けられる。また、炉体21は熱処理部20の一部を構成する。炭素質粒体Aは、炉体21内部、及び投入部10と冷却部30内部の少なくとも一部を満たしているものとする。なお、本明細書において、上方とは重力に逆らう方向を指し、下方とは重力に従う方向を指すものとする。
[Heat treatment equipment]
Next, the heat treatment apparatus for carbonaceous granules according to the first embodiment will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view showing the configuration of the heat treatment apparatus 1 according to the present embodiment. The heat treatment apparatus 1 includes a furnace body 21 that heat-treats the carbonaceous granules A. The furnace body 21 of the present embodiment includes a direct energization heating method in which heat treatment is performed by directly energizing, and an indirect heating method in which a heat source is provided on the outer peripheral portion and the furnace core tube and the heating container are heated from the outside to heat the heat. Can be used. In the following, the furnace body 21 will be described as a vertical electroheat treatment furnace of a direct energization heating method. The heat treatment apparatus 1 continuously heat-treats the carbonaceous particles A by energizing the carbonaceous particles A charged from above the furnace body 21 while gradually descending inside the furnace body 21. In this heat treatment apparatus 1, a charging unit 10 for charging the carbonic particles A into the furnace body 21, a heat treatment unit 20 for heat-treating the charged carbonaceous particles A, and a cooling unit for cooling the heat-treated carbonaceous particles A are provided. 30 and. The charging unit 10, the heat treatment unit 20, and the cooling unit 30 are sequentially provided from above to below the furnace body 21. Further, the furnace body 21 constitutes a part of the heat treatment section 20. It is assumed that the carbonaceous granule A fills at least a part of the inside of the furnace body 21 and the inside of the charging section 10 and the cooling section 30. In the present specification, the term "upper" refers to the direction against gravity, and the term "lower" refers to the direction following gravity.

[投入部]
図2乃至4を参照しつつ、投入部10について説明する。投入部10は、炭素質粒体Aを炉体21内部に上方から投入するものであって、炭素質粒体Aの投入経路に従って、架台11、分配ホッパー12、フィーダー13、原料ビン14、チャージングホッパー15、スカート16を備える。
[Input section]
The charging unit 10 will be described with reference to FIGS. 2 to 4. The charging section 10 charges the carbonaceous granules A into the furnace body 21 from above, and follows the charging path of the carbonaceous particles A, and follows the charging path of the carbonaceous particles A, and follows the charging path of the carbonaceous particles A. It is equipped with 15 and a skirt 16.

架台11は、投入部10の上部に設けられ、クレーンなどによって持ち上げられたフレコンバッグを載置するための台である。このフレコンバッグには熱処理対象となる炭素質粒体Aが入っており、このフレコンバッグから炭素質粒体Aが分配ホッパー12へと投入される。分配ホッパー12は、投入された炭素質粒体Aを底面に設けられた孔から分配する容器である。本実施形態の分配ホッパー12は、例えば、概略矩形の底面の四隅にそれぞれ1つの孔が設けられている。これら4つの孔には、当該孔の縁から下方へと漏斗状に伸びてなるコーン部121がそれぞれ設けられている。各コーン部121の下端は、いずれも開口している。分配ホッパー12に投入された炭素質粒体Aは、これら4つの孔からコーン部121内部を降下し、当該コーン部121の下端の開口直下にそれぞれ設けられたフィーダー13上に吐き出される。 The gantry 11 is provided on the upper part of the loading portion 10 and is a pedestal on which the flexible container bag lifted by a crane or the like is placed. The flexible container bag contains carbonaceous particles A to be heat-treated, and the carbonaceous particles A are charged into the distribution hopper 12 from the flexible container bag. The distribution hopper 12 is a container that distributes the charged carbonaceous granules A through holes provided on the bottom surface. The distribution hopper 12 of the present embodiment is provided with, for example, one hole at each of the four corners of the bottom surface of a substantially rectangular shape. Each of these four holes is provided with a cone portion 121 extending downward from the edge of the hole in a funnel shape. The lower ends of each cone portion 121 are all open. The carbonaceous granules A charged into the distribution hopper 12 descend from these four holes inside the cone portion 121 and are discharged onto the feeders 13 provided immediately below the openings at the lower ends of the cone portion 121.

フィーダー13は、分配ホッパー12から原料ビン14へと炭素質粒体Aを送り出す機構及び経路である。フィーダー13は、炭素質粒体Aに含まれる微粉末を除去する機能を具備する。本実施形態では、フィーダー13の経路上には、例えば目開き4mm以上の篩が設けられている。篩は、例えば金属製のメッシュやパンチングメタルである。すなわち、フィーダー13は、炭素質粒体Aを送り出す過程において、当該炭素質粒体Aに含まれる微粉末を除去することが出来る。さらに、フィーダー13は、例えば電磁振動方式などによる振動機能を具備する振動フィーダーであってもよい。フィーダー13が振動フィーダーである場合、当該フィーダー13上で炭素質粒体Aを振動させながら送り出すことが出来るので、経路上に設けられた篩からより効果的に微粉末を除去することが出来る。また、フィーダー13と原料ビン14は、例えばゴム管やゴム板、磁製板などからなる絶縁体13aを介して互いに対向している。熱処理装置1の稼働時には、フィーダー13と原料ビン14がこの絶縁体13aを介して接続され、外部からの埃などの侵入を防ぐ構造とすることが好ましい。 The feeder 13 is a mechanism and a route for feeding the carbonaceous granules A from the distribution hopper 12 to the raw material bottle 14. The feeder 13 has a function of removing fine powder contained in the carbonaceous particle A. In the present embodiment, for example, a sieve having an opening of 4 mm or more is provided on the path of the feeder 13. The sieve is, for example, a metal mesh or punching metal. That is, the feeder 13 can remove the fine powder contained in the carbonaceous particle A in the process of sending out the carbonic particle A. Further, the feeder 13 may be a vibration feeder having a vibration function by, for example, an electromagnetic vibration method. When the feeder 13 is a vibration feeder, the carbonaceous particles A can be sent out while vibrating on the feeder 13, so that fine powder can be more effectively removed from the sieve provided on the path. Further, the feeder 13 and the raw material bin 14 face each other via an insulator 13a made of, for example, a rubber tube, a rubber plate, or a porcelain plate. When the heat treatment apparatus 1 is in operation, it is preferable that the feeder 13 and the raw material bin 14 are connected via the insulator 13a to prevent dust and the like from entering from the outside.

原料ビン14は、炭素質粒体Aを収容する容器である。原料ビン14の材質は、耐久性、耐食性に優れた材質であることが好ましい。特に、原料ビン14の材質が鋼材である場合、鋼材の錆などが炉内に混入する虞がある。そのため、原料ビン14の材質は、例えば耐熱ステンレス、特にSUS310Sが好適である。原料ビン14は、フィーダー13から炭素質粒体Aを受け取る円筒状の円筒部141と、その下部に設けられ、下方へ向けて窄まるコーン部142とからなる。円筒部141とコーン部142は内部で繋がっており、コーン部142の下部は開口しているので、フィーダー13から送り出された炭素質粒体Aは、原料ビン14内部を降下することが出来る。原料ビン14内部には、図示しない満量計や流量計、または同様の機能を有するセンサ類が設置されており、原料ビン14内部における炭素質粒体Aの量や流量と、フィーダー13の稼働、停止を連動させてフィーダー13から送り出す量を調整することで、原料ビン14内部における炭素質粒体Aを任意の量あるいは流量に保つことができる。コーン部142の下部には、開口を開閉する図示しない開閉ダンパーが設けられており、炭素質粒体Aの種類を切り替える時やトラブルの際などは炭素質粒体Aの降下をここで一時停止することが出来る。コーン部142のコーン角は、例えば30°以下であり、特に好ましくは15°以下である。 The raw material bottle 14 is a container for containing the carbonaceous granules A. The material of the raw material bottle 14 is preferably a material having excellent durability and corrosion resistance. In particular, when the material of the raw material bottle 14 is a steel material, there is a risk that rust or the like of the steel material may be mixed into the furnace. Therefore, as the material of the raw material bottle 14, for example, heat-resistant stainless steel, particularly SUS310S, is suitable. The raw material bottle 14 includes a cylindrical cylindrical portion 141 that receives the carbonaceous granules A from the feeder 13, and a cone portion 142 that is provided below the cylindrical portion and narrows downward. Since the cylindrical portion 141 and the cone portion 142 are internally connected and the lower portion of the cone portion 142 is open, the carbonaceous granule A sent out from the feeder 13 can descend inside the raw material bottle 14. A full meter and a flow meter (not shown) or sensors having the same function are installed inside the raw material bin 14, and the amount and flow rate of the plastid A inside the raw material bin 14 and the operation of the feeder 13 By adjusting the amount to be sent out from the feeder 13 in conjunction with the stop, the carbonaceous granules A inside the raw material bin 14 can be maintained at an arbitrary amount or flow rate. An opening / closing damper (not shown) for opening / closing the opening is provided at the lower part of the cone portion 142, and the descent of the carbonaceous particle A is temporarily stopped here when switching the type of the carbonaceous particle A or in case of trouble. Can be done. The cone angle of the cone portion 142 is, for example, 30 ° or less, and particularly preferably 15 ° or less.

本実施形態の原料ビン14は、分配ホッパー12が炭素質粒体Aを分配する分配数すなわち4つの孔に対応して4つ設けられている。4つの原料ビン14は、その下方に設けられる炉体21の中心軸の概略同心円上に等間隔に配置されている。すなわち、4つの原料ビン14は、この中心軸を中心とした円周上に90°の円周角ごとに設けられている。なお、概略同心円上とは、各構成の寸法誤差及び組み立てに係る誤差程度であれば、同心円上とするという意味である。 Four raw material bottles 14 of the present embodiment are provided corresponding to the number of distributions, that is, the four holes, in which the distribution hopper 12 distributes the carbonaceous granules A. The four raw material bins 14 are arranged at equal intervals on substantially concentric circles of the central axis of the furnace body 21 provided below the raw material bins 14. That is, the four raw material bins 14 are provided at each 90 ° inscribed angle on the circumference centered on the central axis. It should be noted that the approximate concentric circle means that the dimensional error of each configuration and the error related to the assembly are concentric circles.

図2及び3に示すように、本実施形態の分配ホッパー12は、4つの原料ビン14の真上には配置されていない。換言すると、分配ホッパー12は、その下方に設けられる炉体21の中心軸から、前記炉体21の外周方向に離間した位置に設けられている。これに伴い、複数のフィーダー13は、分配ホッパー12と原料ビン14とを繋ぐ方向、本実施形態では概略水平方向に延伸して設けられている。すなわち、分配ホッパー12が4つの原料ビン14の真上から離間するほど、フィーダー13はその経路長が長くなる。なお、図2に示すように、各フィーダー13の経路長は互いに異なるが、最も短いものであっても十分に微粉末を除去することができる。最も短いフィーダー13の長さは、例えば70cmである。 As shown in FIGS. 2 and 3, the distribution hopper 12 of the present embodiment is not arranged directly above the four raw material bins 14. In other words, the distribution hopper 12 is provided at a position separated from the central axis of the furnace body 21 provided below the distribution hopper 12 in the outer peripheral direction of the furnace body 21. Along with this, the plurality of feeders 13 are provided so as to extend in the direction connecting the distribution hopper 12 and the raw material bin 14, or in the substantially horizontal direction in the present embodiment. That is, the more the distribution hopper 12 is separated from directly above the four raw material bins 14, the longer the path length of the feeder 13. As shown in FIG. 2, although the path lengths of the feeders 13 are different from each other, even the shortest one can sufficiently remove fine powder. The length of the shortest feeder 13 is, for example, 70 cm.

図4に示すように、原料ビン14の下方に設けられるチャージングホッパー15は、その上下端にそれぞれ開口部151、152が設けられた円錐台状の容器であり、下方へ向けて内径が窄まっている。チャージングホッパー15の下部に設けられるスカート16は、その上下端にそれぞれ開口部161、162が設けられた下方へ向けて内径の窄まった円錐台状または円筒状の容器である。チャージングホッパー15の開口部152とスカート16の開口部161は連続して設けられている。また、チャージングホッパー15及びスカート16は、いずれも炉体21の中心軸と同軸上に設けられている。 As shown in FIG. 4, the charging hopper 15 provided below the raw material bottle 14 is a truncated cone-shaped container having openings 151 and 152 at its upper and lower ends, respectively, and its inner diameter is narrowed downward. waiting. The skirt 16 provided at the lower part of the charging hopper 15 is a truncated cone-shaped or cylindrical container having an opening 161 and 162 at the upper and lower ends thereof and having an inner diameter narrowed downward. The opening 152 of the charging hopper 15 and the opening 161 of the skirt 16 are continuously provided. Further, the charging hopper 15 and the skirt 16 are both provided coaxially with the central axis of the furnace body 21.

チャージングホッパー15及びスカート16は、断熱性を有する二重構造の容器であることが好ましい。断熱性を有する二重構造とすることによって、熱処理部20からの輻射熱や伝熱を緩和することが出来る。チャージングホッパー15及びスカート16の材質は、耐久性、耐食性に優れた材質であることが好ましい。特に、チャージングホッパー15及びスカート16の材質が鋼材である場合、鋼材の錆などが炉内に混入する虞がある。そのため、チャージングホッパー15及びスカート16の材質は、例えば耐熱ステンレス、特にSUS310Sが好適である。また、当該二重構造の内部空間は、そのまま空洞として空気層としても良いが、空気や冷却ガスを吹き入れても良く、さらに断熱材を埋め込んでも良い。 The charging hopper 15 and the skirt 16 are preferably double-structured containers having heat insulating properties. By having a double structure having heat insulating properties, radiant heat and heat transfer from the heat treatment unit 20 can be alleviated. The material of the charging hopper 15 and the skirt 16 is preferably a material having excellent durability and corrosion resistance. In particular, when the material of the charging hopper 15 and the skirt 16 is a steel material, there is a risk that rust or the like of the steel material may be mixed into the furnace. Therefore, as the material of the charging hopper 15 and the skirt 16, for example, heat-resistant stainless steel, particularly SUS310S, is suitable. Further, the internal space of the double structure may be used as an air layer as it is as a cavity, but air or cooling gas may be blown into the internal space, or a heat insulating material may be embedded therein.

チャージングホッパー15及びスカート16は、原料ビン14から吐き出された炭素質粒体Aを一時的に貯留し、熱処理部20へと投入するが、図1に示すように、チャージングホッパー15及びスカート16内部には、後述の上部電極22が貫通している。 The charging hopper 15 and the skirt 16 temporarily store the carbonaceous particles A discharged from the raw material bottle 14 and put them into the heat treatment section 20, but as shown in FIG. 1, the charging hopper 15 and the skirt 16 The upper electrode 22, which will be described later, penetrates inside.

[熱処理部]
熱処理部20は、炉体21と、上部電極22と、スカート16から投入された炭素質粒体Aを一時的に貯蔵する燃焼室23と、燃焼室23の下部に設けられ、炭素質粒体Aにその内部を降下させる管状構造体24と、管状構造体24の下部に設けられ、炭素質粒体Aにその内部を降下させる下部電極25と、炉体21の内周面と管状構造体24及び下部電極25の外周面との間に存在する断熱層26と、を備える。すなわち、熱処理部20における炭素質粒体Aは、燃焼室23、管状構造体24、下部電極25の順に降下する。
[Heat treatment section]
The heat treatment section 20 is provided in the furnace body 21, the upper electrode 22, the combustion chamber 23 for temporarily storing the carbonaceous particles A charged from the skirt 16, and the lower part of the combustion chamber 23, and is provided in the carbonaceous particles A. A tubular structure 24 that lowers the inside thereof, a lower electrode 25 that is provided under the tubular structure 24 and lowers the inside of the carbonaceous particle A, and an inner peripheral surface of the furnace body 21 and the tubular structure 24 and the lower part. A heat insulating layer 26 existing between the electrode 25 and the outer peripheral surface thereof is provided. That is, the carbonaceous granules A in the heat treatment section 20 descend in the order of the combustion chamber 23, the tubular structure 24, and the lower electrode 25.

炉体21は、図示しない耐火物で内張りされた円筒状の炉殻である。耐火物は、例えば耐火レンガである。炉体21の中心軸上には、炭素質粒体Aに直接通電する円柱状の上部電極22が設けられる。上部電極22は、炉体21の上方に設けられているチャージングホッパー15及びスカート16内部、さらに燃焼室23内部を貫通し、管状構造体24の内部にまで伸びている。 The furnace body 21 is a cylindrical furnace shell lined with a refractory (not shown). The refractory is, for example, a refractory brick. A columnar upper electrode 22 that directly energizes the carbonaceous granule A is provided on the central axis of the furnace body 21. The upper electrode 22 penetrates the inside of the charging hopper 15 and the skirt 16 provided above the furnace body 21, the inside of the combustion chamber 23, and extends to the inside of the tubular structure 24.

炉体21の内部には、上部電極22を囲うように燃焼室23が設けられている。燃焼室23は、上述の投入部10のスカート16から投入された炭素質粒体Aを一時的に貯蔵する円筒状の空間である。燃焼室23の内部空間は、その側面を炉体21の内周面によって、その上面をスカート16の外周と炉体21の内周上部とを繋いでなる炉蓋211によって、その底面を管状構造体24の外周面に存在する断熱層26の上面によって、画成されている。炉蓋211は、例えば、耐熱ボードで構成されているが、キャスターや耐火物で内張りされた鋼材で構成しても良い。断熱ボードは、例えば耐熱繊維からなる成形体を用いても良い。また、図4に示すように、スカート16は、燃焼室23の上面を貫通して当該燃焼室23内部に突出し、スカート16の下端に設けられた開口部162は、燃焼室23の底面と所定の距離だけ上下方向に離間している。この所定の距離は、例えば30〜100cmであり、好ましくは50〜80cmである。この所定の距離とスカート16の開口部162の径を調整することによって、炭素質粒体Aは、開口部162から燃焼室23の底部まで錘状に連続して存在するように堆積する。 Inside the furnace body 21, a combustion chamber 23 is provided so as to surround the upper electrode 22. The combustion chamber 23 is a cylindrical space for temporarily storing the carbonaceous particles A charged from the skirt 16 of the charging portion 10 described above. The inner space of the combustion chamber 23 has a tubular structure whose bottom surface is formed by an inner peripheral surface of the furnace body 21 on its side surface and by a furnace lid 211 whose upper surface is connected to the outer peripheral surface of the skirt 16 and the upper inner peripheral surface of the furnace body 21. It is defined by the upper surface of the heat insulating layer 26 existing on the outer peripheral surface of the body 24. The furnace lid 211 is made of, for example, a heat-resistant board, but may be made of a steel material lined with casters or a refractory material. As the heat insulating board, for example, a molded body made of heat-resistant fibers may be used. Further, as shown in FIG. 4, the skirt 16 penetrates the upper surface of the combustion chamber 23 and protrudes into the combustion chamber 23, and the opening 162 provided at the lower end of the skirt 16 is defined as the bottom surface of the combustion chamber 23. It is separated in the vertical direction by the distance of. This predetermined distance is, for example, 30 to 100 cm, preferably 50 to 80 cm. By adjusting the predetermined distance and the diameter of the opening 162 of the skirt 16, the carbonaceous granules A are deposited so as to exist continuously in a weight shape from the opening 162 to the bottom of the combustion chamber 23.

煙突231は、燃焼室23に設けられる。特に、円筒状の燃焼室23の周方向に等間隔に複数設けられることが好ましい。周方向に等間隔に複数設けるとは、例えば2つ設けるのであれば180°ごとに、3つ設けるのであれば120°ごとに、4つ設けるのであれば90°ごとに、燃焼室23の中心軸を中心として複数の煙突231を設けるという意味である。本実施形態では、煙突231は180°ごとに2つ設けられている。 The chimney 231 is provided in the combustion chamber 23. In particular, it is preferable that a plurality of cylindrical combustion chambers 23 are provided at equal intervals in the circumferential direction. To provide a plurality of combustion chambers at equal intervals in the circumferential direction, for example, if two are provided, every 180 °, if three are provided, every 120 °, if four are provided, every 90 °, the center of the combustion chamber 23. It means that a plurality of chimneys 231 are provided around the shaft. In this embodiment, two chimneys 231 are provided every 180 °.

燃焼室23の下部には、上部電極22の少なくとも一部を囲うようにして導電性の管状構造体24が設けられている。管状構造体24は、例えば人造黒鉛からなる。管状構造体24は、その上下端にそれぞれ開口部241、242を備え、開口部241によって燃焼室23と、開口部242によって管状構造体24の下部に設けられる下部電極25内部と、それぞれ連通している。下部電極25は、管状構造体24の下部に、上部電極22に対向し且つ所定の距離だけ下方に離間して設けられる円筒状の電極である。下部電極25は、その上下端にそれぞれ開口部251、252を備える。下部電極25の開口部251は、管状構造体24の開口部242と図示しない支持リングによって電気的に接続されている。従って、上部電極22及び下部電極25が通電されると、管状構造体24の開口部241から下部電極25の開口部251にかけて加熱帯が形成されることになる。換言すると、炭素質粒体Aは、上部電極22及び下部電極25が通電されることによって管状構造体24内部で熱処理される。なお、熱処理部20の上部電極22、燃焼室23、管状構造体24、開口部241、242、下部電極25、開口部251、252は、全て炉体21の中心軸と同軸上に設けられることが好ましい。 A conductive tubular structure 24 is provided in the lower part of the combustion chamber 23 so as to surround at least a part of the upper electrode 22. The tubular structure 24 is made of, for example, artificial graphite. The tubular structure 24 is provided with openings 241 and 242 at the upper and lower ends thereof, and communicates with the combustion chamber 23 by the opening 241 and the inside of the lower electrode 25 provided at the lower part of the tubular structure 24 by the opening 242, respectively. ing. The lower electrode 25 is a cylindrical electrode provided below the tubular structure 24 so as to face the upper electrode 22 and to be separated downward by a predetermined distance. The lower electrode 25 is provided with openings 251 and 252 at its upper and lower ends, respectively. The opening 251 of the lower electrode 25 is electrically connected to the opening 242 of the tubular structure 24 by a support ring (not shown). Therefore, when the upper electrode 22 and the lower electrode 25 are energized, a heating zone is formed from the opening 241 of the tubular structure 24 to the opening 251 of the lower electrode 25. In other words, the carbonaceous granule A is heat-treated inside the tubular structure 24 by energizing the upper electrode 22 and the lower electrode 25. The upper electrode 22, the combustion chamber 23, the tubular structure 24, the openings 241, 242, the lower electrode 25, and the openings 251, 252 of the heat treatment unit 20 are all provided coaxially with the central axis of the furnace body 21. Is preferable.

管状構造体24及び下部電極25の外周面と炉体21の内周面との間には、例えばカーボンブラックからなる断熱層26が設けられている。この断熱層26は、管状構造体24及び下部電極25周辺に発生する熱を外部と遮断している。 A heat insulating layer 26 made of, for example, carbon black is provided between the outer peripheral surfaces of the tubular structure 24 and the lower electrode 25 and the inner peripheral surface of the furnace body 21. The heat insulating layer 26 blocks heat generated around the tubular structure 24 and the lower electrode 25 from the outside.

[冷却部]
冷却部30には、円筒形の水冷ジャケット31と、排出部32と、弁33が設けられている。水冷ジャケット31及び排出部32には冷却水が流れる図示しない配管が設けられている。熱処理部20から排出された炭素質粒体Aは、この水冷ジャケット31内部を通過することによって冷却される。また、水冷ジャケット31の上端部付近には下部電極25及び管状構造体24内部へとアルゴンガスや窒素ガスなどの不活性ガスを吹き込むガス吹込み孔311が設けられている。ガス吹込み孔311は、水冷ジャケット31の周方向に等間隔に複数設けられることが好ましい。周方向に等間隔に複数設けるとは、例えば2つ設けるのであれば180°ごとに、3つ設けるのであれば120°ごとに、4つ設けるのであれば90°ごとに、水冷ジャケット31の中心軸を中心として複数のガス吹込み孔311を設けるという意味である。本実施形態のガス吹込み孔311は、例えば90°ごとに4つ設けられている。
[Cooling unit]
The cooling unit 30 is provided with a cylindrical water-cooled jacket 31, a discharge unit 32, and a valve 33. The water-cooled jacket 31 and the discharge unit 32 are provided with pipes (not shown) through which cooling water flows. The carbonaceous granules A discharged from the heat treatment unit 20 are cooled by passing through the inside of the water-cooled jacket 31. Further, near the upper end of the water-cooled jacket 31, a gas blowing hole 311 for blowing an inert gas such as argon gas or nitrogen gas into the lower electrode 25 and the tubular structure 24 is provided. It is preferable that a plurality of gas blowing holes 311 are provided at equal intervals in the circumferential direction of the water-cooled jacket 31. The center of the water-cooled jacket 31 is provided at equal intervals in the circumferential direction, for example, every 180 ° if two are provided, every 120 ° if three are provided, and every 90 ° if four are provided. This means that a plurality of gas blowing holes 311 are provided around the shaft. For example, four gas blowing holes 311 of the present embodiment are provided every 90 °.

排出部32は、水冷ジャケット31内部で冷却した炭素質粒体Aを気密性に優れた弁33へと送り出す。排出部32は、例えば、熱処理部20及び水冷ジャケット31における炭素質粒体Aの単位時間当たりの流量及び排出量を調整する旋回翼式定量排出装置である。なお、この旋回翼式定量排出装置は、後述の弁33から排出された炭素質粒体Aの重量情報を、弁33の排出先に設けられた図示しない重量計(ロードセル)から受け取り、当該重量情報の変化に応じて旋回翼の回転速度を調整し、以て炭素質粒体Aの排出量を調整することが出来る。この調整は、任意の重量計測時間を設定すれば良く、例えば1分ごとに行われる。また、排出部32は、弁33へと炭素質粒体Aを排出するための排出口以外に開口がないような密閉構造となっており、圧力測定センサ321が設けられている。この圧力測定センサ321によって熱処理部20及び水冷ジャケット31内部の内圧を測定することが出来る。炉体21の内外における気圧差が−25〜200Paであると、炉体21の外部から空気を炉内に吸い込む虞が低減する。 The discharge unit 32 sends the carbonaceous granules A cooled inside the water-cooled jacket 31 to the valve 33 having excellent airtightness. The discharge unit 32 is, for example, a swivel blade type quantitative discharge device that adjusts the flow rate and the discharge amount of the carbonaceous particles A per unit time in the heat treatment unit 20 and the water-cooled jacket 31. The swivel blade type quantitative discharge device receives the weight information of the carbonaceous plastid A discharged from the valve 33, which will be described later, from a weight scale (load cell) (not shown) provided at the discharge destination of the valve 33, and the weight information. The rotational speed of the swivel blade can be adjusted according to the change in the above, and the emission amount of the carbonaceous plastid A can be adjusted accordingly. This adjustment may be performed by setting an arbitrary weight measurement time, for example, every minute. Further, the discharge unit 32 has a closed structure such that there is no opening other than the discharge port for discharging the carbonaceous particles A to the valve 33, and the pressure measurement sensor 321 is provided. The pressure measurement sensor 321 can measure the internal pressure inside the heat treatment unit 20 and the water-cooled jacket 31. When the pressure difference between the inside and outside of the furnace body 21 is 25 to 200 Pa, the possibility of sucking air into the furnace from the outside of the furnace body 21 is reduced.

弁33は、排出部32から排出された炭素質粒体Aを熱処理装置1から排出する。換言すると、冷却部30は排出部32及び弁33からなる二重の排出構造を備えている。なお、排出部32から弁33までの炭素質粒体Aの経路空間は密閉されている。 The valve 33 discharges the carbonaceous granules A discharged from the discharge unit 32 from the heat treatment apparatus 1. In other words, the cooling unit 30 has a double discharge structure including a discharge unit 32 and a valve 33. The path space of the carbonaceous plastid A from the discharge portion 32 to the valve 33 is sealed.

弁33は、内部に密閉空間を備え、所謂エアロックとしての役割を果たすことができる。ここでいうところの密閉とは、弁33によって外部と圧力分離ができる程度の気密性を指し、完全な密閉でない場合も含む。弁33は、例えばロータリーバルブである。このように、排出部32以降に気密性に優れた弁33を配置することにより、熱処理部20及び冷却部30内部の気密性を高めている。 The valve 33 has a closed space inside and can serve as a so-called airlock. The term "sealing" as used herein refers to airtightness to the extent that pressure can be separated from the outside by the valve 33, and includes cases where the valve 33 is not completely sealed. The valve 33 is, for example, a rotary valve. In this way, by arranging the valve 33 having excellent airtightness after the discharge part 32, the airtightness inside the heat treatment part 20 and the cooling part 30 is improved.

[1−2.作用]
本実施形態の熱処理装置1の動作について、図5のフローチャートを参照しつつ説明する。最初に、クレーンなどによって炭素質粒体Aの入ったフレコンバッグを持ち上げ、投入部10の上部に設けられた架台11に載置する(ステップS01)。フレコンバッグに入った炭素質粒体Aは、分配ホッパー12に投入される。投入された炭素質粒体Aは、分配ホッパー12の四隅に設けられた4つの孔及び4つのコーン部121から下方へと降下し、これら4つのコーン部121の出口の直下にそれぞれ設けられたフィーダー13へと吐き出される。各フィーダー13上の炭素質粒体Aは、対応する原料ビン14へと送り出される。この時、フィーダー13が炭素質粒体Aを送り出す過程において、炭素質粒体Aに含まれる微粉末は、当該フィーダー13の経路上に設けられた篩を介して分級され、図示しない経路から除去される。この微粉末は、炭素質粒体Aを運搬する過程で生じるものであるが、熱処理する炭素質粒体Aからは可能な限り除去することが望ましい。この微粉末が炭素質粒体Aの隙間に入り込んだ状態で熱処理部20に入ると、炉体21内部の充填度や流動性が局所的に変化し、電気比抵抗を不均一にさせるため、本明細書の課題で述べたような炉内閉塞や通電時の偏流を惹起する虞があるためである。
[1-2. Action]
The operation of the heat treatment apparatus 1 of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the flexible container bag containing the carbonaceous particles A is lifted by a crane or the like and placed on a pedestal 11 provided on the upper part of the loading portion 10 (step S01). The carbonaceous granules A contained in the flexible container bag are charged into the distribution hopper 12. The charged carbonaceous granule A descends downward from the four holes and the four cone portions 121 provided at the four corners of the distribution hopper 12, and the feeders provided directly below the outlets of the four cone portions 121, respectively. It is spit out to 13. The carbonaceous granules A on each feeder 13 are sent to the corresponding raw material bottle 14. At this time, in the process of the feeder 13 sending out the carbonaceous particles A, the fine powder contained in the carbonic particles A is classified through a sieve provided on the route of the feeder 13 and removed from a route (not shown). .. This fine powder is generated in the process of transporting the carbonaceous particle A, but it is desirable to remove it from the carbonic particle A to be heat-treated as much as possible. When this fine powder enters the heat treatment section 20 in a state where it has entered the gaps of the carbonaceous particles A, the filling degree and fluidity inside the furnace body 21 change locally, and the electrical resistivity becomes non-uniform. This is because there is a risk of causing blockage in the furnace and drift flow during energization as described in the subject of the specification.

微粉末が除去された炭素質粒体Aは、原料ビン14内部を降下する。このように、炭素質粒体Aは、分配ホッパー12、フィーダー13、原料ビン14において、4つに分配されて降下する(ステップS02)。 The carbonaceous granule A from which the fine powder has been removed descends inside the raw material bottle 14. In this way, the carbonaceous granules A are distributed into four parts in the distribution hopper 12, the feeder 13, and the raw material bottle 14 and descend (step S02).

4つの原料ビン14から吐き出された炭素質粒体Aは、チャージングホッパー15及びスカート16内部を降下することにより、スカート16の開口部162から熱処理部20の燃焼室23へと投入される。より詳細には、チャージングホッパー15及びスカート16内部には、後述の上部電極22が貫通しているので、炭素質粒体Aは、チャージングホッパー15及びスカート16の内周面と上部電極22の外周面との間を縫って降下し、燃焼室23へと投入される(ステップS03)。 The carbonaceous granules A discharged from the four raw material bottles 14 are introduced into the combustion chamber 23 of the heat treatment section 20 through the opening 162 of the skirt 16 by descending inside the charging hopper 15 and the skirt 16. More specifically, since the upper electrode 22 described later penetrates inside the charging hopper 15 and the skirt 16, the carbonaceous granule A is formed on the inner peripheral surface of the charging hopper 15 and the skirt 16 and the upper electrode 22. It is sewn down from the outer peripheral surface and is charged into the combustion chamber 23 (step S03).

スカート16の開口部162と燃焼室23の底面は所定の距離だけ上下方向に離間しているので、スカート16の開口部162から投入された炭素質粒体Aは、上部電極22を中心に据えて燃焼室23内部で例えば安息角を成して錘状に堆積し、その一部が管状構造体24内部へと降下する。より詳細には、上部電極22は管状構造体24内部を貫通しているので、炭素質粒体Aは上部電極22の外周面と管状構造体24の内周面との間を縫って降下する。(ステップS04)。 Since the opening 162 of the skirt 16 and the bottom surface of the combustion chamber 23 are separated in the vertical direction by a predetermined distance, the carbonaceous plastid A charged from the opening 162 of the skirt 16 is placed around the upper electrode 22. Inside the combustion chamber 23, for example, it forms a rest angle and accumulates in a weight shape, and a part of it descends into the tubular structure 24. More specifically, since the upper electrode 22 penetrates the inside of the tubular structure 24, the carbonaceous granule A sews down between the outer peripheral surface of the upper electrode 22 and the inner peripheral surface of the tubular structure 24. (Step S04).

ところで、燃焼室23内部と炉体21内部の上部は比較的高温になるため、炭素質粒体Aに含まれるバインダーから可燃性ガスが発生する。また、炭素質粒体Aの原料である炭素粉には揮発性物質を含有している場合があり、この揮発性物質が揮発して可燃性ガスとなる。これらの可燃性ガスは、高温の燃焼室23内部で燃焼する。この燃焼ガスが燃焼室23に設けられた煙突231から排気されることによって燃焼室23及び炉体21内部にはドラフト効果が生じて上昇気流が発生する。この上昇気流によって、可燃性ガスは炭素質粒体Aの錐体表面に誘引され、当該錐体表面で燃焼する。また、炉体21内部の炭素質粒体Aには、下方のガス吹込み孔311からアルゴンガスや窒素ガスなどの不活性ガスが注入されている。従って、可燃性ガスの燃焼は燃焼室23内部の炭素質粒体Aが形成する錐体表面に止まり、炭素質粒体Aの内側までは進行しない。換言すれば、炭素質粒体Aは錐体表面のみが酸化し、錐体内側は酸化しない。このように、炭素質粒体Aは錐体表面でのみ酸化することにより、錐体内側を通ってスカート16から管状構造体24内部へと降下する炭素質粒体Aの酸化を防ぐことが出来る。 By the way, since the temperature inside the combustion chamber 23 and the upper part inside the furnace body 21 are relatively high, flammable gas is generated from the binder contained in the carbonaceous plastid A. Further, the carbon powder which is the raw material of the carbonaceous granule A may contain a volatile substance, and this volatile substance volatilizes to become a flammable gas. These flammable gases burn inside the high temperature combustion chamber 23. When this combustion gas is exhausted from the chimney 231 provided in the combustion chamber 23, a draft effect is generated inside the combustion chamber 23 and the furnace body 21, and an updraft is generated. By this updraft, the flammable gas is attracted to the cone surface of the carbonaceous granule A and burns on the cone surface. Further, an inert gas such as argon gas or nitrogen gas is injected into the carbonaceous granule A inside the furnace body 21 from the gas blowing hole 311 below. Therefore, the combustion of the flammable gas stops at the surface of the cone formed by the carbonaceous particle A inside the combustion chamber 23, and does not proceed to the inside of the carbonic particle A. In other words, carbonaceous plastid A oxidizes only the surface of the cone and does not oxidize the inside of the cone. As described above, by oxidizing the carbonaceous particle A only on the surface of the cone, it is possible to prevent the oxidation of the carbonic particle A that descends from the skirt 16 to the inside of the tubular structure 24 through the inside of the cone.

本実施形態では、煙突231は180°ごとに2つ設けられている。このように等間隔に配置すれば、燃焼室23内部におけるドラフトの発生に偏りが無くなり、炭素質粒体Aから発生する可燃性ガスが当該炭素質粒体A内側を上昇する経路にも偏りが無くなるので、炉体21内部における炭素質粒体Aの温度も均等になる。 In this embodiment, two chimneys 231 are provided every 180 °. By arranging them at equal intervals in this way, there is no bias in the generation of drafts inside the combustion chamber 23, and there is no bias in the path through which the flammable gas generated from the carbonaceous plastid A rises inside the carbonaceous plastid A. , The temperature of the carbonaceous plastid A inside the furnace body 21 also becomes uniform.

上部電極22及び下部電極25に通電することにより、管状構造体24内部を降下する炭素質粒体Aは直接通電され、当該炭素質粒体Aに発生するジュール熱により熱処理される(ステップS05)。この熱処理によって、炭素質粒体Aは黒鉛化する。熱処理された炭素質粒体Aは、下部電極25内部を降下し、開口部252から冷却部30へと排出され、冷却部30の水冷ジャケット31で冷却されて、排出部32及び弁33によって熱処理装置1から排出される(ステップS06)。 By energizing the upper electrode 22 and the lower electrode 25, the carbonaceous granules A descending inside the tubular structure 24 are directly energized and heat-treated by the Joule heat generated in the carbonaceous granules A (step S05). By this heat treatment, the carbonaceous granule A is graphitized. The heat-treated carbonaceous granule A descends inside the lower electrode 25, is discharged from the opening 252 to the cooling unit 30, is cooled by the water-cooled jacket 31 of the cooling unit 30, and is heat-treated by the discharge unit 32 and the valve 33. It is discharged from 1 (step S06).

[1−3.効果]
(1)本実施形態の熱処理装置1の投入部10が備えるスカート16の開口部162は、燃焼室23の底部と所定の距離だけ離間しているので、開口部162から投入された炭素質粒体Aは、開口部162から燃焼室23の底部まで連続するように錘状に堆積することができる。また、燃焼室23には煙突231が設けられている。これにより、炉体21内部に発生するドラフト効果によって炭素質粒体Aから発生する可燃性ガスは炭素質粒体Aの錐体表面に誘引され、当該錐体表面において燃焼する。この燃焼ガスが煙突231から外部に排出されることにより、可燃性ガスは炭素質粒体Aの錐体表面に連続的に誘引され、燃焼する。従って、可燃性ガスの燃焼範囲が錐体表面に限定され、それに伴う炭素質粒体Aの酸化も錐体表面のものだけとなる。そのため、熱処理が行われる前に、管状構造体24内部に降下する炭素質粒体Aが酸化する虞を低減することが出来る。
[1-3. effect]
(1) Since the opening 162 of the skirt 16 provided in the charging portion 10 of the heat treatment apparatus 1 of the present embodiment is separated from the bottom of the combustion chamber 23 by a predetermined distance, the carbonaceous particles charged from the opening 162 A can be deposited in a weight shape so as to be continuous from the opening 162 to the bottom of the combustion chamber 23. Further, the combustion chamber 23 is provided with a chimney 231. As a result, the flammable gas generated from the carbonaceous particle A due to the draft effect generated inside the furnace body 21 is attracted to the surface of the cone of the carbonic particle A and burns on the surface of the cone. When this combustion gas is discharged from the chimney 231 to the outside, the flammable gas is continuously attracted to the surface of the cone of the carbonaceous granule A and burned. Therefore, the combustion range of the flammable gas is limited to the surface of the cone, and the accompanying oxidation of the carbonaceous granule A is limited to the surface of the cone. Therefore, it is possible to reduce the possibility that the carbonaceous granules A falling inside the tubular structure 24 will be oxidized before the heat treatment is performed.

(2)本実施形態の熱処理装置1のスカート16は、燃焼室23内部に突出している。これにより、燃焼室23の上面に直接開口部162を設ける場合に比べ、開口部162から燃焼室23底部までの距離が等しければ、可燃性ガスを燃焼させるための燃焼室23内部の空間を確保することができる。 (2) The skirt 16 of the heat treatment apparatus 1 of the present embodiment projects into the combustion chamber 23. As a result, as compared with the case where the opening 162 is directly provided on the upper surface of the combustion chamber 23, if the distance from the opening 162 to the bottom of the combustion chamber 23 is equal, the space inside the combustion chamber 23 for burning the combustible gas is secured. can do.

また、スカート16を設けることなく燃焼室23の上面に直接開口部162を設けた場合、開口部162から燃焼室23底部までの距離が長くなるため、燃焼室23内部で錘状に堆積する炭素質粒体Aの量が多くなる。この錘状に堆積した炭素質粒体Aは炉内に入ることはなく、熱処理品とならないため、無駄が多くなる。 Further, when the opening 162 is provided directly on the upper surface of the combustion chamber 23 without providing the skirt 16, the distance from the opening 162 to the bottom of the combustion chamber 23 becomes long, so that carbon deposited in a weight shape inside the combustion chamber 23. The amount of plastid A increases. The carbonaceous granules A deposited in the shape of a weight do not enter the furnace and are not heat-treated products, resulting in a large amount of waste.

(3)直接通電加熱方式の縦型電気熱処理炉の場合、熱処理部における熱処理温度は3000℃程度にもなるため、熱処理部と機械的に接続されるスカート及び当該スカートに隣接しているチャージングホッパーは比較的高温になり易い。また、揮発性物質を含む材料(炭素質粒体A)を熱処理する場合、燃焼室23で可燃性ガスが燃焼する。そうすると、チャージングホッパー及びスカート内部を降下する炭素質粒体が加熱され、チャージングホッパー15及びスカート16内部で炭素質粒体Aに含まれるバインダーが気化して可燃性ガスが生じる。この可燃性ガスが発火すると、チャージングホッパー15及びスカート16内部の炭素質粒体が熱処理部に入る前にその燃焼熱に曝されて酸化してしまい、熱処理部における熱処理時に所望の熱処理品が得られない虞がある。そこで、本実施形態の熱処理装置1においては、チャージングホッパー15及びスカート16を二重構造とした。これにより、熱処理部20から伝わる可燃性ガスの燃焼熱がスカート16及びチャージングホッパー15内部を降下する炭素質粒体Aにまで及ぶことを防ぐことが出来る。その結果、熱処理前の炭素質粒体Aからの可燃性ガスの発生及びその発火または燃焼熱による炭素質粒体Aの酸化を防ぐことが出来る。 (3) In the case of a vertical electric heat treatment furnace of the direct energization heating method, the heat treatment temperature in the heat treatment section is as high as about 3000 ° C. Therefore, the skirt mechanically connected to the heat treatment section and the charging adjacent to the skirt. The hopper tends to get relatively hot. Further, when the material containing a volatile substance (carbonaceous granule A) is heat-treated, the flammable gas is burned in the combustion chamber 23. Then, the carbonaceous particles descending inside the charging hopper and the skirt are heated, and the binder contained in the carbonic particles A is vaporized inside the charging hopper 15 and the skirt 16 to generate a flammable gas. When this flammable gas ignites, the carbonaceous particles inside the charging hopper 15 and the skirt 16 are exposed to the heat of combustion before entering the heat treatment section and are oxidized, so that a desired heat-treated product is obtained during the heat treatment in the heat treatment section. There is a risk that it will not be possible. Therefore, in the heat treatment apparatus 1 of the present embodiment, the charging hopper 15 and the skirt 16 have a double structure. As a result, it is possible to prevent the combustion heat of the flammable gas transmitted from the heat treatment unit 20 from reaching the carbonaceous particles A that descend inside the skirt 16 and the charging hopper 15. As a result, it is possible to prevent the generation of flammable gas from the carbonaceous particle A before the heat treatment and the oxidation of the carbonic particle A due to its ignition or combustion heat.

さらに、チャージングホッパー15上方への熱の影響も低減されるので、チャージングホッパー15の上方に位置する、フィーダー13などの炭素質粒体Aを投入するための各構成への熱を遮断することも出来るため、これらの構成の誤作動や故障のリスクを低減することが出来る。 Further, since the influence of heat on the charging hopper 15 is also reduced, the heat to each configuration for charging the carbonaceous particles A such as the feeder 13 located above the charging hopper 15 is blocked. Therefore, the risk of malfunction or failure of these configurations can be reduced.

(4)本実施形態の熱処理装置1の燃焼室23には、複数の煙突231が設けられ、これら複数の煙突231は、燃焼室23の中心軸と同心円状に等間隔に配置されている。これにより、炉体21内部に発生する高温ガスの上昇気流の偏りを無くし、炉内温度を均一にすることが出来る。従って、高品質な熱処理品を得ることが出来る。 (4) A plurality of chimneys 231 are provided in the combustion chamber 23 of the heat treatment apparatus 1 of the present embodiment, and the plurality of chimneys 231 are arranged at equal intervals concentrically with the central axis of the combustion chamber 23. As a result, the bias of the updraft of the high-temperature gas generated inside the furnace body 21 can be eliminated, and the temperature inside the furnace can be made uniform. Therefore, a high-quality heat-treated product can be obtained.

(5)本実施形態の熱処理装置1のガス吹込み孔311は、炉体21内部へと不活性ガスを吹き込むことができる。これにより、不活性ガスによって炭素質粒体Aが内側から酸化することを防ぐことが出来る。また、燃焼室23における可燃性ガスの燃焼に伴い発生するドラフト効果は炉体21内部の気圧を低下させるが、この低下した気圧を不活性ガスの吹き込みにより補填することも出来るので、炉体21の内外における気圧差が小さくなり、炉体21内部へと外気を吸い込むこと虞が低減されるため、さらに炭素質粒体Aの酸化を防ぐことが出来る。 (5) The gas blowing hole 311 of the heat treatment apparatus 1 of the present embodiment can blow the inert gas into the furnace body 21. This makes it possible to prevent the carbonaceous granule A from being oxidized from the inside by the inert gas. Further, the draft effect generated by the combustion of the combustible gas in the combustion chamber 23 lowers the air pressure inside the furnace body 21, but the lowered air pressure can be compensated by blowing the inert gas, so that the furnace body 21 can be compensated. Since the difference in air pressure between the inside and outside of the furnace body is reduced and the risk of sucking outside air into the furnace body 21 is reduced, oxidation of the carbonaceous particle A can be further prevented.

(6)本実施形態の熱処理装置1は、排出部32に加え、弁33を備える。弁33は、所謂エアロックとしての役割を果たすことが出来るため、熱処理部20及び冷却部30内部の気密性を高めることが出来る。熱処理部20及び冷却部30内部の気密性を高めることにより、炭素質粒体Aの酸化の原因となる空気が外部から炉内へと侵入する虞を低減することが出来る。 (6) The heat treatment apparatus 1 of the present embodiment includes a valve 33 in addition to the discharge unit 32. Since the valve 33 can serve as a so-called airlock, the airtightness inside the heat treatment section 20 and the cooling section 30 can be improved. By increasing the airtightness inside the heat treatment unit 20 and the cooling unit 30, it is possible to reduce the possibility that air, which causes oxidation of the carbonaceous granules A, enters the furnace from the outside.

(7)本実施形態の熱処理装置1は、上部電極22と下部電極25によって管状構造体24内部の炭素質粒体Aに直接通電して熱処理を行う。このような直接通電加熱方式の縦型電気熱処理炉である場合、通電時の偏流が熱処理品の品質に影響するが、本実施形態の熱処理装置1は炉内の温度が均一に保たれるので、通電時の偏流を低減することが出来る。さらに、偏流による局所的な高温部が炭素の昇華を引き起こす虞も低減させることが出来るので、熱処理装置1を長期間に亘って連続運転させても内部で閉塞を起こす虞を低減させることが出来る。 (7) The heat treatment apparatus 1 of the present embodiment directly energizes the carbonaceous granules A inside the tubular structure 24 by the upper electrode 22 and the lower electrode 25 to perform heat treatment. In the case of such a vertical electric heat treatment furnace of the direct energization heating method, the drift during energization affects the quality of the heat-treated product, but the heat treatment apparatus 1 of the present embodiment keeps the temperature in the furnace uniform. , It is possible to reduce the drift when energized. Further, since it is possible to reduce the possibility that the local high temperature portion due to the drift flow causes sublimation of carbon, it is possible to reduce the possibility that the heat treatment apparatus 1 is continuously operated for a long period of time to cause internal blockage. ..

[2.他の実施形態]
本明細書においては、本発明に係る複数の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。以上のような実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
[2. Other embodiments]
Although a plurality of embodiments according to the present invention have been described in the present specification, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. The above-described embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, as well as in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

(1)上述の実施形態では、原料ビン14は、炉体21の中心軸の概略同心円上に等間隔に4つ配置したが、原料ビン14の数を2つや3つ、あるいは5つ以上とする場合にも、炉体21の中心軸の概略同心円上に等間隔に配置することが好ましい。例えば、2つ設けるのであれば180°ごとに、3つ設けるのであれば120°ごとに、5つ設けるのであれば72°ごとに配置するのがよい。原料ビン14の数に合わせて、分配ホッパー12の分配数や、フィーダー13の本数を合わせることは言うまでもない。 (1) In the above-described embodiment, four raw material bottles 14 are arranged at equal intervals on substantially concentric circles of the central axis of the furnace body 21, but the number of raw material bottles 14 is two, three, or five or more. Also in this case, it is preferable to arrange them at equal intervals on substantially concentric circles of the central axis of the furnace body 21. For example, if two are provided, it is preferable to arrange them every 180 °, if three are provided, they are arranged every 120 °, and if five are provided, they are arranged every 72 °. Needless to say, the number of distribution hoppers 12 and the number of feeders 13 are adjusted according to the number of raw material bottles 14.

(2)上述の実施形態では、投入部10はスカート16を備える場合のメリットについて記載したが、スカート16を設ける場合であっても、開口部162と燃焼室23底部までの距離が極端に短いと、可燃性ガスの流路が相対的に狭くなるので、燃焼室23で燃焼しきれない可燃性ガスが開口部162を通って、チャージングホッパー15に貯留されている炭素質粒体Aの上面で燃焼してしまう。このような状態になると、チャージングホッパー15で酸化が進んで微粉末化した炭素質粒体Aが炉内に入っていくことになり、上述の微粉末を起因としたトラブルを招く。なお、燃焼室23自体を設けず、開口部162と炉内を直接接続すると、すべての可燃性ガスがスカート16内部を通って上方へ流れるので、一層、状況を悪化させることは言うまでもない。 (2) In the above-described embodiment, the merit when the charging portion 10 is provided with the skirt 16 has been described, but even when the skirt 16 is provided, the distance between the opening 162 and the bottom of the combustion chamber 23 is extremely short. Since the flow path of the flammable gas becomes relatively narrow, the flammable gas that cannot be completely burned in the combustion chamber 23 passes through the opening 162 and is the upper surface of the carbonaceous plastid A stored in the charging hopper 15. Will burn. In such a state, the carbonaceous granules A, which have been oxidized by the charging hopper 15 and have been pulverized, enter the furnace, which causes troubles caused by the above-mentioned fine powder. Needless to say, if the opening 162 and the inside of the furnace are directly connected without providing the combustion chamber 23 itself, all the combustible gas flows upward through the inside of the skirt 16, further worsening the situation.

上述してきたように、開口部162から燃焼室23底部までの距離は、発生した可燃性ガスの流路に影響するので、錘状に堆積する炭素質粒体Aが形成する安息角と発生する可燃性ガス量、熱処理量、作業性などにより定めるのが良いが、発明者らが鋭意検討した結果、30cmから100cmが良く、50cmから80cmがさらに好ましい。 As described above, the distance from the opening 162 to the bottom of the combustion chamber 23 affects the flow path of the generated flammable gas, so that the angle of repose formed by the carbonaceous plastids A deposited in a weight shape and the generated flammability It is preferable to determine by the amount of sex gas, the amount of heat treatment, workability, etc., but as a result of diligent studies by the inventors, 30 cm to 100 cm is preferable, and 50 cm to 80 cm is more preferable.

(3)スカート16の開口部162の内径と燃焼室23底部から炉内へと炭素質粒体Aが降下するための開口の内径は等しくすることが好ましい。開口部162の内径の方が極端に大きいと、錘状を形成する材料の量が多くなり、炉内に入る材料が少なくなるため、無駄が多くなる。また、開口部162の内径の方が極端に小さいと、燃焼によって粉化してしまった炭素質粒体Aが炉内に入るのでトラブルを招くことになる。 (3) It is preferable that the inner diameter of the opening 162 of the skirt 16 and the inner diameter of the opening for the carbonaceous plastid A to descend from the bottom of the combustion chamber 23 into the furnace are equal. If the inner diameter of the opening 162 is extremely large, the amount of material forming the weight is large, and the amount of material entering the furnace is small, resulting in a large amount of waste. Further, if the inner diameter of the opening 162 is extremely small, the carbonaceous granules A that have been pulverized by combustion enter the furnace, which causes trouble.

(4)上述の実施形態では、炉体21は直接通電加熱方式の縦型電気熱処理炉としたが、例えば炉心管を備え、当該炉心管の外側に設けられたヒータにより加熱処理を行う間接加熱方式の縦型熱処理炉であっても良い。 (4) In the above-described embodiment, the furnace body 21 is a vertical electroheat treatment furnace of a direct energization heating method. However, for example, indirect heating is provided with a core tube and heat treatment is performed by a heater provided outside the core tube. It may be a vertical heat treatment furnace of the type.

(5)上述の実施形態では、燃焼室23及び下部電極25は円筒形状としたが、角筒形状でも良い。 (5) In the above-described embodiment, the combustion chamber 23 and the lower electrode 25 have a cylindrical shape, but a square cylinder shape may also be used.

(6)上述の実施形態では、水冷ジャケット31の上部にガス吹込み孔311を設けたが、さらに上部電極22内部に上下方向に貫通して、ガス吹込み孔を設けてもよい。ガス吹込み孔311と同様に、このガス吹込み孔から管状構造体24及び下部電極25内部へとアルゴンガスや窒素ガスなどの不活性ガスを吹き込むことにより、炭素質粒体Aの内側が不活性ガスで満たされ、炭素質粒体Aが炉体21外部から流入する空気と反応して内側から酸化することを防ぐことが出来る。 (6) In the above-described embodiment, the gas blowing hole 311 is provided in the upper part of the water-cooled jacket 31, but a gas blowing hole may be further provided inside the upper electrode 22 in the vertical direction. Similar to the gas blowing hole 311, the inside of the carbonaceous particle A is inactive by blowing an inert gas such as argon gas or nitrogen gas into the tubular structure 24 and the lower electrode 25 from the gas blowing hole. It is filled with gas and can prevent the carbonaceous granule A from reacting with the air flowing in from the outside of the furnace body 21 and being oxidized from the inside.

(7)上述の実施形態では、排出部32は旋回翼式定量排出装置としたが、排出量を調整でき、設定した量で定量排出ができる装置であればどのようなものでも良い。例えば、ロータリーディスク方式や任意の材料切り出し装置なども使用することができる。また、上述の実施形態では、弁33の排出先にロードセルを設けてその情報をもとに排出部32の調整を行っているが、排出部32にロードセルを内蔵、もしくは重量測定機能を具備しても良い。 (7) In the above-described embodiment, the discharge unit 32 is a swivel blade type quantitative discharge device, but any device can be used as long as the discharge amount can be adjusted and the fixed amount can be discharged in a set amount. For example, a rotary disk system or an arbitrary material cutting device can be used. Further, in the above-described embodiment, the load cell is provided at the discharge destination of the valve 33 and the discharge unit 32 is adjusted based on the information. However, the load cell is built in the discharge unit 32 or has a weight measurement function. You may.

(8)上述の実施形態では、弁33はロータリーバルブとしたが、排出部32と組み合わせることによってエアロックの機能を果たすものであればどのようなものでもよい。ロータリーバルブの他に、例えば、ダブルダンパーやトリプルダンパーなどが好適である。なお、排出部32及び弁33は、一定の気密性を確保できるものであればよく、完全な気密性を担保するものでなくともよい。 (8) In the above-described embodiment, the valve 33 is a rotary valve, but any valve may be used as long as it functions as an airlock when combined with the discharge unit 32. In addition to the rotary valve, for example, a double damper or a triple damper is suitable. The discharge unit 32 and the valve 33 may be any as long as they can secure a certain degree of airtightness, and do not have to ensure complete airtightness.

1 熱処理装置
10 投入部
11 架台
12 分配ホッパー
121 コーン部
13 フィーダー
13a 絶縁体
14 原料ビン
141 円筒部
142 コーン部
15 チャージングホッパー
151、152 開口部
16 スカート
161、162 開口部
20 熱処理部
21 炉体
211 炉蓋
22 上部電極
23 燃焼室
231 煙突
24 管状構造体
241、242 開口部
25 下部電極
251、252 開口部
26 断熱層
30 冷却部
31 水冷ジャケット
311 ガス吹込み孔
32 排出部
321 圧力測定センサ
33 弁
A 炭素質粒体
1 Heat treatment device 10 Input part 11 Stand 12 Distribution hopper 121 Cone part 13 Feeder 13a Insulator 14 Raw material bin 141 Cylindrical part 142 Cone part 15 Charging hopper 151, 152 Opening 16 Skirt 161, 162 Opening 20 Heat treatment part 21 Furnace 211 Furnace lid 22 Upper electrode 23 Combustion chamber 231 Chimney 24 Tubular structure 241, 242 Opening 25 Lower electrode 251, 252 Opening 26 Insulation layer 30 Cooling part 31 Water cooling jacket 311 Gas blowing hole 32 Discharge part 321 Pressure measurement sensor Valve A Carbonaceous granules

Claims (8)

炉体内部に投入した炭素質粒体に熱処理を行う炭素質粒体の熱処理装置であって、
前記炉体の上方に設けられ、前記炉体に前記炭素質粒体を投入する開口部を備える投入部と、
前記炉体の上部に設けられ、前記炭素質粒体が投入される燃焼室と、
前記燃焼室に設けられ、当該燃焼室内部の燃焼ガスを外部に排出する煙突と、
を備え、
前記開口部は、前記燃焼室の底部から所定の距離だけ離間して設けられている、
炭素質粒体の熱処理装置。
It is a heat treatment device for carbonaceous granules that heat-treats carbonaceous granules put into the furnace body.
A charging section provided above the furnace body and provided with an opening for charging the carbonaceous granules into the furnace body.
A combustion chamber provided in the upper part of the furnace body into which the carbonaceous granules are charged, and
A chimney provided in the combustion chamber and discharging the combustion gas inside the combustion chamber to the outside,
With
The opening is provided at a predetermined distance from the bottom of the combustion chamber.
Heat treatment equipment for carbonaceous plastids.
前記投入部は、
前記燃焼室の上面を貫通して当該燃焼室の内部に向けて突出するスカートを備え、
前記スカートの下端に前記開口部が設けられている、
請求項1に記載の炭素質粒体の熱処理装置。
The input section is
A skirt that penetrates the upper surface of the combustion chamber and projects toward the inside of the combustion chamber is provided.
The opening is provided at the lower end of the skirt.
The heat treatment apparatus for carbonaceous granules according to claim 1.
前記投入部は、
前記炭素質粒体を投入する複数の原料ビンと、
前記複数の原料ビンの下方且つ前記スカートの上部に設けられ、前記複数の原料ビンから投入された前記炭素質粒体を集めるチャージングホッパーと、
を更に備え、
前記スカート及び前記チャージングホッパーは、いずれも二重構造である、
請求項2に記載の炭素質粒体の熱処理装置。
The input section is
A plurality of raw material bottles into which the carbonaceous granules are charged, and
A charging hopper provided below the plurality of raw material bottles and above the skirt to collect the carbonaceous particles charged from the plurality of raw material bottles.
Further prepare
Both the skirt and the charging hopper have a double structure.
The heat treatment apparatus for carbonaceous granules according to claim 2.
前記煙突は複数設けられ、
複数の前記煙突は、前記燃焼室の中心軸と同心円状に等間隔に配置されている、
請求項1乃至3のいずれかに記載の炭素質粒体の熱処理装置。
A plurality of the chimneys are provided,
The plurality of chimneys are arranged concentrically with the central axis of the combustion chamber at equal intervals.
The heat treatment apparatus for carbonaceous granules according to any one of claims 1 to 3.
前記炉体の下方から前記炉体内部へと不活性ガスを吹き込むガス吹込み孔を更に備える、
請求項1乃至4のいずれかに記載の炭素質粒体の熱処理装置。
Further provided with a gas blowing hole for blowing an inert gas from below the furnace body into the inside of the furnace body.
The heat treatment apparatus for carbonaceous granules according to any one of claims 1 to 4.
熱処理した前記炭素質粒体を排出する排出部と、
前記排出部から排出された前記炭素質粒体を外部へと排出する弁と、
を更に備える、
請求項1乃至5のいずれかに記載の炭素質粒体の熱処理装置。
A discharge part that discharges the heat-treated carbonaceous granules,
A valve that discharges the carbonaceous granules discharged from the discharge portion to the outside,
Further prepare
The heat treatment apparatus for carbonaceous granules according to any one of claims 1 to 5.
前記炉体の中心軸上に上下に配置される円柱状の上部電極及び円筒状の下部電極と、
前記上部電極を囲うように前記下部電極の上端に電気的に接続される導電性の管状構造体と、
を更に備え、
前記燃焼室は前記管状構造体の上部に設けられ、前記管状構造体内部に連通し、
前記上部電極及び下部電極が前記管状構造体内部の前記炭素質粒体に直接通電することにより熱処理を行う、
請求項1乃至6のいずれかに記載の炭素質粒体の熱処理装置。
Cylindrical upper electrodes and cylindrical lower electrodes arranged vertically on the central axis of the furnace body,
A conductive tubular structure electrically connected to the upper end of the lower electrode so as to surround the upper electrode.
Further prepare
The combustion chamber is provided in the upper part of the tubular structure and communicates with the inside of the tubular structure.
The upper electrode and the lower electrode directly energize the carbonaceous granules inside the tubular structure to perform heat treatment.
The heat treatment apparatus for carbonaceous granules according to any one of claims 1 to 6.
炉体内部に投入した炭素質粒体に熱処理を行う炭素質粒体の熱処理方法であって、
前記炭素質流体を前記炉体の上部に設けた燃焼室内部に投入し、
前記燃焼室内部において、前記炭素質粒体を堆積させ、
その堆積部分の表面から揮散した前記炭素質粒体に含まれるガスを当該表面において燃焼させ、
この燃焼ガスを前記炉体外部に排出する、
炭素質流体の熱処理方法。
It is a heat treatment method for carbonaceous granules that heat-treats the carbonic granules put into the furnace body.
The carbonaceous fluid is charged into the combustion chamber provided in the upper part of the furnace body,
In the combustion chamber, the carbonaceous granules are deposited and
The gas contained in the carbonaceous granules volatilized from the surface of the deposited portion is burned on the surface.
This combustion gas is discharged to the outside of the furnace body.
Heat treatment method for carbonaceous fluids.
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