JP2021173507A - Heat treatment device for carbonaceous grain - Google Patents

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

To provide a heat treatment device for carbonaceous grains capable of uniformly cooling heat-treated carbonaceous grains without reducing exhaust quantity per unit time.SOLUTION: A heat treatment device for carbonaceous grains performs heat treatment to carbonaceous grains A charged to the inside of a furnace body 21, and comprises a cooling part 30 provided at the lower part of the furnace body 21 and cooling the carbonaceous grains A heat-treated at the inside of the furnace body 21. The cooling part 30 comprises a cylindrical cooling jacket 31 cooling the carbonaceous grains A lowering the inside and a bottom board 323 provided at the lower part of the cooling jacket 31 and supporting the carbonaceous grains A. The inside of the bottom board 323 is provided with a circulation path of cooling water.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、炭素質粒体の熱処理装置に関する。 The present invention relates to a heat treatment apparatus for carbonaceous granules.

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 smokeless coal 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.

このような炭素質粒体の熱処理は、比較的高温で行われる。特に、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場合には、熱処理温度は1500℃〜2000℃程度にもなる。さらに、引用文献1には、3000℃程度で均一に連続黒鉛化する方法が開示されている。 The heat treatment of such carbonaceous plastids is performed at a relatively high temperature. In particular, when carbonaceous granules such as anthracite granules are put into a vertical electroheat treatment furnace and the carbonaceous granules are directly energized, the heat treatment temperature is as high as 1500 ° C. to 2000 ° C. Further, Cited Document 1 discloses a method of uniformly graphitizing at about 3000 ° C.

このように高温で熱処理された炭素質粒体は、炉外へ排出するまでに均一に冷却される必要がある。すなわち、炭素質粒体は、熱処理だけでなく冷却も均一に行われる必要がある。そこで、引用文献2には、炭素質粒体を間欠的に排出することによりマスフロー状態で流下させ、円筒状の冷却部内部を通過する炭素質粒体を均一に冷却する方法が開示されている。 The carbonaceous granules heat-treated at such a high temperature need to be uniformly cooled before being discharged to the outside of the furnace. That is, the carbonaceous granules need to be uniformly cooled as well as heat-treated. Therefore, Cited Document 2 discloses a method in which carbonaceous particles are intermittently discharged so as to flow down in a mass flow state, and the carbonic particles passing through the inside of the cylindrical cooling portion are uniformly cooled.

特開2002−167208号公報JP-A-2002-167208 特開2001−26413号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-26413

しかしながら、熱処理装置が工業的生産を目的とする規模になると、冷却部も大型化してしまい、炭素質粒体を均一に冷却することができないおそれがある。具体的には、円筒状の冷却部の内径が大きくなると、内壁付近を降下している炭素質粒体に比べ、中心部を降下しているものは十分に冷却されず、冷却の程度に不均一が生じるおそれがある。また、炭素質粒体が十分に冷却されずに熱処理装置から排出されると、外気と接触した際に酸化してしまい、炭素質粒体が熱処理されてなる熱処理品の特性の劣化や収率を落とすおそれがある。 However, when the heat treatment apparatus becomes a scale for industrial production, the cooling unit also becomes large, and there is a possibility that the carbonaceous particles cannot be cooled uniformly. Specifically, when the inner diameter of the cylindrical cooling portion is increased, the one descending in the central portion is not sufficiently cooled as compared with the carbonaceous granules descending near the inner wall, and the degree of cooling is uneven. May occur. Further, if the carbonaceous granules are discharged from the heat treatment apparatus without being sufficiently cooled, they are oxidized when they come into contact with the outside air, which deteriorates the characteristics and yield of the heat-treated product obtained by heat-treating the carbonaceous granules. There is a risk.

このように、十分に冷却されていない炭素質粒体が円筒状の冷却部を通過してしまうと、その熱の影響により冷却部の下方に設けられた排出部や弁部などが熱変形や熱膨張することにより、歪みや近接する機構同士の競り合いを引き起こし、本来の能力を発揮できないばかりか、最悪の場合は亀裂や破壊を引き起こす。また、これら排出部や弁部などの機械部分やこれらを制御する電子部品に不具合が生じる。そうすると、排出量の制御が不十分になり、これにより冷却がさらに不十分になるという悪循環が生まれ、最悪の場合これらの機械部分が故障してしまい、熱処理装置の稼働停止にまで追い込まれるおそれがある。 In this way, when carbonaceous particles that have not been sufficiently cooled pass through the cylindrical cooling portion, the discharge portion and valve portion provided below the cooling portion are subjected to thermal deformation and heat due to the influence of the heat. The expansion causes distortion and competition between adjacent mechanisms, which not only prevents them from exerting their original abilities, but also causes cracks and destruction in the worst case. In addition, there are problems with mechanical parts such as discharge parts and valve parts and electronic parts that control them. This creates a vicious cycle of inadequate control of emissions, which in turn results in inadequate cooling, and in the worst case, these mechanical parts may fail, leading to the shutdown of heat treatment equipment. be.

一方、従来技術においても炭素質粒体を十分に冷却するために、単位時間当たりの排出量を減らすという解決手段が考えられる。しかしながら、排出量の減少は生産量の減少に他ならないため、上述したような工業的生産を目的とした大規模な熱処理装置においてはこのような手段を採用することが困難であった。 On the other hand, even in the prior art, a solution of reducing the amount of emissions per unit time can be considered in order to sufficiently cool the carbonaceous granules. However, since a decrease in emissions is nothing but a decrease in production, it has been difficult to adopt such means in a large-scale heat treatment apparatus for industrial production as described above.

本発明は、上記課題を解決すべく、単位時間当たりの排出量を減らすことなく、熱処理された炭素質粒体を均一に冷却することを可能とする炭素質粒体の熱処理装置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 plastids capable of uniformly cooling the heat-treated carbonaceous particles without reducing the amount of emissions per unit time in order to solve the above problems. And.

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)前記炉体の下方に設けられ、前記炉体内部において熱処理された前記炭素質粒体を冷却する冷却部を備える。
(3)前記冷却部は、内部を降下する前記炭素質粒体を冷却する円筒状の冷却ジャケットと、前記冷却ジャケットの下方に設けられ、前記炭素質粒体を支持する底盤と、を備える。
(4)前記底盤内部には冷却水の循環路が設けられている。
The heat treatment apparatus for carbonaceous granules of the present invention has the following configuration.
(1) This is a heat treatment apparatus for carbonaceous particles that heat-treats the carbonaceous particles put into the furnace body.
(2) A cooling unit provided below the furnace body and for cooling the carbonaceous particles heat-treated inside the furnace body is provided.
(3) The cooling unit includes a cylindrical cooling jacket that cools the carbonaceous particles that descend inside, and a bottom plate that is provided below the cooling jacket and supports the carbonic particles.
(4) A cooling water circulation path is provided inside the bottom plate.

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)前記冷却部は、前記底盤に設けられる回転軸から放射状に延びる複数の羽根からなる排出装置と、前記底盤に設けられた排出管と、を更に備え、前記複数の羽根が回転することにより、前記底盤から溢れた前記炭素質粒体は前記排出管へと排出され、前記複数の羽根の回転軸内部には冷却水の循環路が設けられていても良い。
The heat treatment apparatus for carbonaceous granules of the present invention may further have the following configuration.
(1) The cooling unit further includes a discharge device including a plurality of blades radially extending from a rotation shaft provided on the bottom plate, and a discharge pipe provided on the bottom plate, and the plurality of blades rotate. As a result, the carbonaceous particles overflowing from the bottom plate are discharged to the discharge pipe, and a cooling water circulation path may be provided inside the rotation shafts of the plurality of blades.

(2)前記冷却部は、前記排出管の排出先に設けられ、前記炭素質粒体を外部へと排出する弁部を更に備え、前記弁部は、ケース内部に弁体を備え、前記ケース内面と前記弁体は近接し、前記弁体内部には冷却水の循環路が設けられていても良い。 (2) The cooling unit is provided at the discharge destination of the discharge pipe, further includes a valve portion for discharging the carbonaceous particles to the outside, and the valve portion includes a valve body inside the case and the inner surface of the case. And the valve body are close to each other, and a cooling water circulation path may be provided inside the valve body.

(3)前記弁体は、ローターであり、前記ローターは、前記ローターの回転軸から放射状に延びる複数の板状部を備え、前記ケース内面と前記板状部先端は近接し、前記ローターの回転軸内部には冷却水の循環路が設けられていても良い。 (3) The valve body is a rotor, and the rotor includes a plurality of plate-shaped portions radially extending from the rotation axis of the rotor, the inner surface of the case and the tip of the plate-shaped portion are close to each other, and the rotor rotates. A cooling water circulation path may be provided inside the shaft.

(4)前記排出装置は、前記弁部の排出先に設けられる重量計と接続され、当該重量計に排出された前記炭素質粒体の重量情報を受信することにより、前記複数の羽根の回転速度を調整する制御部を備えていても良い。 (4) The discharge device is connected to a weight scale provided at a discharge destination of the valve portion, and receives weight information of the carbonaceous particles discharged to the weight scale to rotate speeds of the plurality of blades. It may be provided with a control unit for adjusting.

本発明によれば、単位時間当たりの排出量を減らすことなく、熱処理された炭素質粒体を均一に冷却することが出来る。 According to the present invention, the heat-treated carbonaceous granules can be uniformly cooled without reducing the amount of emissions per unit time.

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の実施形態に係る排出部を示す側面図。The side view which shows the discharge part which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る排出部の一部を示す側面図。The side view which shows a part of the discharge part which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る弁部を示す側面図。The side view which shows the valve part 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. composition]
[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 periphery 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 carbonaceous 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 section 10, the heat treatment section 20, and the cooling section 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, the gantry 11, the distribution hopper 12, the feeder 13, the raw material bin 14, and the charging hopper. 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 carbonic 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 carbonaceous particles 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 particles 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案内部材である。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 guide member 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または案内部材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 or guide members 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 materials of the charging hopper 15 and the skirt 16 are preferably materials having excellent durability and corrosion resistance. In particular, when the material of the charging hopper 15 and the skirt 16 is a steel material, rust on 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 of the tubular structure 24, a lower electrode 25 that is provided under the tubular structure 24 and lowers the inside of the tubular structure 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. On the central axis of the furnace body 21, a columnar upper electrode 22 that directly energizes the carbonaceous granule A is provided. 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 periphery of the skirt 16 and the upper inner peripheral portion 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の上端に設けられた開口部251は、下部電極25の上端を囲うように設けられたツバブロック253を介して、管状構造体24の下端に設けられた開口部242と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 openings 241 and the inside of the lower electrode 25 provided at the lower part of the tubular structure 24 by the openings 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 provided at the upper end of the lower electrode 25 is electrically connected to the opening 242 provided at the lower end of the tubular structure 24 via the brim block 253 provided so as to surround the upper end of the lower electrode 25. It is connected. 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]
図5乃至7を参照しつつ、冷却部30について説明する。冷却部30には、円筒状の冷却ジャケット31と、排出部32と、弁部33が設けられている。冷却ジャケット31は、炭素質粒体Aがその内部を降下する内部ケーシングの周囲を外部ケーシングで覆う二重ケーシング構造となっており、この二重ケーシング構造内部には冷却水の循環路が設けられている。二重ケーシング構造内部における冷却水の循環路は、例えば図示しないポンプ及び冷却器と接続されており、この循環路を冷却水が循環している。冷却水の循環路は、例えば、二重ケーシング構造内部に設けられた配水管であって、この排水管に冷却水を循環させることで、冷却ジャケット31内の炭素質粒体Aを効率的に冷却することができる。これにより、冷却ジャケット31は、その内部を降下する炭素質粒体Aの熱を内部ケーシング越しに吸収し、炭素質粒体Aを冷却する。なお、熱処理装置1を工業的生産を目的とする規模の装置とすると、冷却ジャケット31の内径、すなわち内部ケーシングの内径を少なくとも50cm以上、より生産性を高めるためには70cm以上とすることが好ましい。
[Cooling unit]
The cooling unit 30 will be described with reference to FIGS. 5 to 7. The cooling unit 30 is provided with a cylindrical cooling jacket 31, a discharge unit 32, and a valve unit 33. The cooling jacket 31 has a double casing structure in which the periphery of the inner casing from which the carbonaceous particles A descend is covered with an outer casing, and a cooling water circulation path is provided inside the double casing structure. There is. The cooling water circulation path inside the double casing structure is connected to, for example, a pump and a cooler (not shown), and the cooling water circulates through this circulation path. The cooling water circulation path is, for example, a water distribution pipe provided inside the double casing structure, and by circulating the cooling water through the drain pipe, the carbonaceous particles A in the cooling jacket 31 are efficiently cooled. can do. As a result, the cooling jacket 31 absorbs the heat of the carbonaceous particles A descending inside the cooling jacket 31 through the inner casing and cools the carbonic particles A. If the heat treatment apparatus 1 is of a scale intended for industrial production, the inner diameter of the cooling jacket 31, that is, the inner diameter of the inner casing is preferably at least 50 cm or more, and is preferably 70 cm or more in order to further increase productivity. ..

また、冷却ジャケット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、冷却ジャケット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、冷却ジャケット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。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ることにより、炉体21内部の炭素質粒体Aが内側から酸化することや燃焼することを防ぐことが出来る。 Further, near the upper end of the cooling 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 cooling jacket 31. The center of the cooling 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 °. By injecting an inert gas such as argon gas or nitrogen gas from the gas blowing hole 311 it is possible to prevent the carbonaceous granule A inside the furnace body 21 from being oxidized or burned from the inside.

図5に示すように、排出部32は、排出室321と、スカート322と、底盤323と、排出装置324と、排出管325と、を備える。排出部32は、冷却ジャケット31からスカート322を介して降下し、底盤323が支持する炭素質粒体Aを、排出装置324により排出管325から弁部33へと送り出す。 As shown in FIG. 5, the discharge unit 32 includes a discharge chamber 321, a skirt 322, a bottom plate 323, a discharge device 324, and a discharge pipe 325. The discharge unit 32 descends from the cooling jacket 31 via the skirt 322, and sends the carbonaceous granules A supported by the bottom plate 323 from the discharge pipe 325 to the valve portion 33 by the discharge device 324.

排出室321は、冷却ジャケット31において冷却された炭素質粒体Aを冷却及び排出するための空間である。排出室321の内部空間は、その上面において冷却ジャケット31内部と、その底面において当該底面を構成する底盤323の周縁付近に開口した排出管325内部と、それぞれ連通している。すなわち、排出室321は、冷却ジャケット31及び弁部33へと炭素質粒体Aを排出するための排出管325以外に開口がないような構造となっており、その側壁には圧力測定センサ321aが設けられている。この圧力測定センサ321aによって排出室321内部の圧力を測定することが出来る。排出室321内部と炉体21外部との気圧差が−25〜200Paであると、炉体21の外部から空気を炉内に吸い込むおそれが低減される。 The discharge chamber 321 is a space for cooling and discharging the carbonaceous particles A cooled in the cooling jacket 31. The internal space of the discharge chamber 321 communicates with the inside of the cooling jacket 31 on the upper surface thereof and the inside of the discharge pipe 325 opened near the peripheral edge of the bottom plate 323 constituting the bottom surface on the bottom surface thereof. That is, the discharge chamber 321 has a structure in which there is no opening other than the discharge pipe 325 for discharging the carbonaceous particles A to the cooling jacket 31 and the valve portion 33, and the pressure measurement sensor 321a is provided on the side wall thereof. It is provided. The pressure inside the discharge chamber 321 can be measured by the pressure measurement sensor 321a. When the pressure difference between the inside of the discharge chamber 321 and the 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.

スカート322は、下方へ向けて内径の窄まった円錐台状または円筒状の案内部材である。スカート322は、排出室321内部において、冷却ジャケット31の出口付近から下方に突出し、その先端が底盤323の上面に設けられた排出装置324と対向するように設けられている。スカート322の先端から底盤323の上面までの距離は、スカート322の端部から底盤323上面までに存在する炭素質粒体Aの安息角が、当該炭素質粒体Aの材質によって相違することや、炭素質粒体Aの排出速度を増減させることに対応できるように、適宜調整できる。具体的にはスカート322を上下方向にスライドさせて底盤323上面までの距離を調整し、その距離は、例えば10mmから200mmの範囲で調整することができる。また、スカート322の材質としては、例えば耐熱ステンレス、特にSUS310Sが好適である。 The skirt 322 is a truncated cone-shaped or cylindrical guide member whose inner diameter is narrowed downward. The skirt 322 is provided inside the discharge chamber 321 so as to project downward from the vicinity of the outlet of the cooling jacket 31 and its tip to face the discharge device 324 provided on the upper surface of the bottom plate 323. The distance from the tip of the skirt 322 to the upper surface of the bottom plate 323 is such that the angle of repose of the carbonaceous granules A existing from the end of the skirt 322 to the upper surface of the bottom plate 323 differs depending on the material of the carbonaceous particles A, and carbon. It can be appropriately adjusted so as to cope with increasing or decreasing the discharge rate of the plastid A. Specifically, the skirt 322 is slid in the vertical direction to adjust the distance to the upper surface of the bottom board 323, and the distance can be adjusted in the range of, for example, 10 mm to 200 mm. Further, as the material of the skirt 322, for example, heat-resistant stainless steel, particularly SUS310S, is suitable.

底盤323は、冷却ジャケット31及びスカート322内部を降下してきた炭素質粒体Aを受け止める排出室321の底面を構成する部材である。すなわち、底盤323は、その上面において炉内を満たす炭素質粒体Aを支えている。図6に示すように、底盤323内部には冷却水の循環路が設けられている。この冷却水の循環路は、例えば図示しないポンプ及び冷却器と接続されており、この循環路を冷却水が循環している。図中の矢印は、底盤323内部を循環する冷却水の流れを例示している。これにより、底盤323は、受け止めた炭素質粒体Aの熱を上面越し、すなわち排出室321の底面越しに吸収することで、炭素質粒体Aを冷却する。 The bottom plate 323 is a member that constitutes the bottom surface of the discharge chamber 321 that receives the carbonaceous particles A that have descended inside the cooling jacket 31 and the skirt 322. That is, the bottom plate 323 supports the carbonaceous plastid A that fills the inside of the furnace on the upper surface thereof. As shown in FIG. 6, a cooling water circulation path is provided inside the bottom plate 323. This cooling water circulation path is connected to, for example, a pump and a cooler (not shown), and the cooling water circulates in this circulation path. The arrows in the figure exemplify the flow of cooling water circulating inside the bottom plate 323. As a result, the bottom plate 323 cools the carbonaceous particles A by absorbing the heat of the received carbonaceous particles A through the upper surface, that is, through the bottom surface of the discharge chamber 321.

排出装置324は、熱処理部20及び冷却ジャケット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一定に保ちつつ、炭素質粒体Aを排出管325へと排出する。本実施形態の排出装置324は、底盤323の中央付近を貫通する回転軸3241に設けられ、この回転軸を中心に放射状に設けられた複数の羽根3242を回転させる旋回翼式定量排出装置である。回転軸3241には図示しないモータが接続され、モータが駆動することにより複数の羽根3242が回転する。本実施形態の羽根3242は、板状の翼面を回転軸3241と平行な方向に向けた状態で、回転軸3241を中心に90°毎に1枚ずつ計4枚設けられる。各羽根3242の間は離間している。排出装置324は底盤323の直上に設けられているので、スカート322から降下してきた炭素質粒体Aは、一部が羽根3242に支持されるが、大半は羽根3242間の隙間を縫って底盤323に支持される。炭素質粒体Aが底盤323上面に支持された状態でこの複数の羽根3242がスカート322の端部と底盤323上面の間で回転することにより、炭素質粒体Aが底盤323の中心から周縁へと押し出され、炭素質粒体Aの一部が底盤323から溢れて排出管325へと排出される。この炭素質粒体Aが、排出管325の先に設けられた弁部33から排出される。 The discharge device 324 discharges the carbonaceous particles A to the discharge pipe 325 while keeping the flow rate and the discharge amount of the carbonic particles A per unit time in the heat treatment unit 20 and the cooling jacket 31 constant. The discharge device 324 of the present embodiment is a swivel blade type quantitative discharge device provided on a rotating shaft 3241 penetrating near the center of the bottom plate 323 and rotating a plurality of blades 3242 radially provided around the rotating shaft. .. A motor (not shown) is connected to the rotating shaft 3241, and the plurality of blades 3242 rotate when the motor is driven. A total of four blades 3242 of the present embodiment are provided at 90 ° intervals around the rotation shaft 3241 in a state where the plate-shaped blade surface is oriented in a direction parallel to the rotation shaft 3241. The blades 3242 are separated from each other. Since the discharge device 324 is provided directly above the bottom plate 323, the carbonaceous granules A descending from the skirt 322 are partially supported by the blades 3242, but most of them are sewn in the gap between the blades 3242 and the bottom plate 323. Supported by. With the carbonaceous granules A supported on the upper surface of the bottom plate 323, the plurality of blades 3242 rotate between the end of the skirt 322 and the upper surface of the bottom plate 323, so that the carbonaceous particles A move from the center to the periphery of the bottom plate 323. It is extruded, and a part of the carbonaceous granule A overflows from the bottom plate 323 and is discharged to the discharge pipe 325. The carbonaceous granules A are discharged from the valve portion 33 provided at the tip of the discharge pipe 325.

また、排出装置324は、図示しない制御部を備える。この制御部は、弁部33の排出先に設けられた図示しない重量計、例えばロードセルに接続され、弁部33から排出された炭素質粒体Aの重量情報を、弁部33の排出先に設けられたこのロードセルから受信する。排出装置324の制御部は、重量情報の変化に応じて羽根3242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、予め設定された重量計測間隔に従って、例えば1分ごとに行われる。 Further, the discharge device 324 includes a control unit (not shown). This control unit is connected to a weight scale (not shown) provided at the discharge destination of the valve portion 33, for example, a load cell, and provides weight information of the carbonaceous plastid A discharged from the valve portion 33 at the discharge destination of the valve portion 33. Receive from this load cell. The control unit of the discharge device 324 can adjust the rotation speed of the blade 3242 according to the change in the weight information, thereby adjusting the discharge amount of the carbonaceous granule A. This adjustment is performed, for example, every minute according to a preset weight measurement interval.

回転軸3241の内部には冷却水の循環路が設けられており、この冷却水の循環路は、例えば図示しないポンプ及び冷却器と接続されている。例えば、図6に示すように、回転軸3241は、中空構造になっており、内部に冷却水を循環させるための配水管が挿入されている。図中の矢印は、回転軸3241内部を循環する冷却水の流れを例示している。すなわち、冷却水は、ポンプにより配水管を上昇して上端の開口から溢れ、溢れたものが回転軸3241の内部と配水管の外部との隙間を通って冷却器へと排水され、再びポンプによって配水管を上昇することにより、回転軸3241内部を循環することが出来る。これにより、回転軸3241は、炭素質粒体Aの熱を吸収し、炭素質粒体Aを冷却する。なお、回転軸3241の内部は、冷却水で満たされることが好ましい。 A cooling water circulation path is provided inside the rotating shaft 3241, and this cooling water circulation path is connected to, for example, a pump and a cooler (not shown). For example, as shown in FIG. 6, the rotating shaft 3241 has a hollow structure, and a water distribution pipe for circulating cooling water is inserted therein. The arrows in the figure exemplify the flow of cooling water circulating inside the rotating shaft 3241. That is, the cooling water rises in the water pipe by the pump and overflows from the opening at the upper end, and the overflowed water is drained to the cooler through the gap between the inside of the rotating shaft 3241 and the outside of the water pipe, and is drained to the cooler again by the pump. By raising the water pipe, it is possible to circulate inside the rotating shaft 3241. As a result, the rotating shaft 3241 absorbs the heat of the carbonaceous particle A and cools the carbonic particle A. The inside of the rotating shaft 3241 is preferably filled with cooling water.

弁部33は、ケース内部で弁体が駆動することにより、排出部32から排出された炭素質粒体Aを熱処理装置1から排出するバルブである。また、弁部33は、ケース内面に弁体が近接して設けられることにより、その内部に気密な空間を備えるので、所謂エアロックとしての役割を果たすことができる。なお、ここでいうところの気密とは、弁部33によって排出部32内部と外部との圧力分離ができる程度の気密性を指し、完全な密閉状態でない場合も含む。 The valve portion 33 is a valve that discharges the carbonaceous granules A discharged from the discharge portion 32 from the heat treatment apparatus 1 by driving the valve body inside the case. Further, since the valve body 33 is provided close to the inner surface of the case to provide an airtight space inside the valve portion 33, the valve portion 33 can play a role as a so-called airlock. The term "airtightness" as used herein refers to airtightness to the extent that pressure can be separated between the inside and the outside of the discharge portion 32 by the valve portion 33, and includes a case where the airtightness is not completely sealed.

図7に示すように、本実施形態の弁部33は、ロータリーバルブである。すなわち、弁部33は、弁体であるローター331と、ローター331を収容する円筒状のケース332と、排出管333と、を備える。ローター331は、回転軸3311と、この回転軸3311を中心に放射状に設けられた複数の板状部3312と、を備える。回転軸3311には図示しないモータが接続され、モータが駆動することにより複数の板状部3312が回転する。なお、弁部33からの炭素質粒体Aの単位時間当たりの排出量は、排出装置324からのそれと等しく設定され、この設定に基づいてローター331の回転速度が定まる。本実施形態の板状部3312は、その翼面を回転軸3311の回転方向に向けた状態で、回転軸3311を中心に60°毎に1枚ずつ計6枚設けられる。すなわち、複数の板状部3312は、ケース332内部で辛うじて回転可能な程度にケース332の内面に対して近接して配置され、ケース332内部を6つの空間に区分けしている。この6つの空間が、複数の板状部3312の回転により、順次上述の気密な空間となる。また、円筒状のケース332の内部は、その上部において排出管325の内部と、その下部において排出管333の内部と、それぞれ連通している。より詳細には、回転軸3311を中心に複数の板状部3312が回転すると、この6つの空間のうち1つまたは2つの空間が排出管325の内部と、他の1つまたは2つの空間が排出管333の内部と、それぞれ連通することになる。 As shown in FIG. 7, the valve portion 33 of the present embodiment is a rotary valve. That is, the valve portion 33 includes a rotor 331 which is a valve body, a cylindrical case 332 for accommodating the rotor 331, and a discharge pipe 333. The rotor 331 includes a rotating shaft 3311 and a plurality of plate-shaped portions 3312 radially provided around the rotating shaft 3311. A motor (not shown) is connected to the rotating shaft 3311, and the plurality of plate-shaped portions 3312 are rotated by driving the motor. The amount of carbonaceous plastid A discharged from the valve portion 33 per unit time is set to be equal to that from the discharge device 324, and the rotation speed of the rotor 331 is determined based on this setting. The plate-shaped portion 3312 of the present embodiment is provided with a total of six plate-shaped portions 3312, one at every 60 ° around the rotating shaft 3311, with its blade surface oriented in the rotation direction of the rotating shaft 3311. That is, the plurality of plate-shaped portions 3312 are arranged close to the inner surface of the case 332 so as to be barely rotatable inside the case 332, and divide the inside of the case 332 into six spaces. The six spaces become the above-mentioned airtight spaces in sequence by the rotation of the plurality of plate-shaped portions 3312. Further, the inside of the cylindrical case 332 communicates with the inside of the discharge pipe 325 at the upper part thereof and the inside of the discharge pipe 333 at the lower part thereof. More specifically, when the plurality of plate-shaped portions 3312 rotate around the rotation shaft 3311, one or two of these six spaces become the inside of the discharge pipe 325 and the other one or two spaces. It communicates with the inside of the discharge pipe 333.

回転軸3311の内部には冷却水の循環路が設けられており、この冷却水の循環路は、例えば図示しないポンプ及び冷却器と接続されている。例えば、回転軸3311は、中空構造になっており、回転軸3311内部の冷却水は、ポンプにより回転軸3311の一端から他端へ向けて流れ、冷却器を介して再び回転軸3311の一端から他端へ向けて流れるように循環する。これにより、回転軸3311は、炭素質粒体Aの熱を吸収し、炭素質粒体Aを冷却する。 A cooling water circulation path is provided inside the rotating shaft 3311, and the cooling water circulation path is connected to, for example, a pump and a cooler (not shown). For example, the rotary shaft 3311 has a hollow structure, and the cooling water inside the rotary shaft 3311 flows from one end to the other end of the rotary shaft 3311 by a pump, and again from one end of the rotary shaft 3311 via a cooler. It circulates so that it flows toward the other end. As a result, the rotating shaft 3311 absorbs the heat of the carbonaceous particle A and cools the carbonic particle A.

[1−2.作用]
本実施形態の熱処理装置1の動作について、図8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 above 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 granule A, but it is desirable to remove it from the carbonaceous granule 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 drifting 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 particles 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 granules A thrown in from the opening 162 of the skirt 16 are placed around the upper electrode 22. Inside the combustion chamber 23, for example, it forms a rest angle and is deposited in a weight shape, and a part of the deposit is descended 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).

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の冷却ジャケット31で冷却される(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, and is cooled by the cooling jacket 31 of the cooling unit 30 (step S06).

冷却ジャケット31で冷却された炭素質粒体Aは、排出部32のスカート322から排出室321内部へと降下し、底盤323上面に支持される。この時、スカート322の端部と底盤323上面の間で錘状に拡がる炭素質粒体Aは、底盤323及び回転軸3241内部を循環する冷却水によって冷却される(ステップS07)。底盤323及び回転軸3241によって冷却された炭素質粒体Aは、羽根3242が回転することにより底盤323から溢れて排出管325へと排出される(ステップS08)。排出管325内部の炭素質粒体Aは、弁部33における複数の板状部3312が回転することにより、回転軸3311内部を循環する冷却水により冷却されながら排出管333へと排出される(ステップS09)。 The carbonaceous granule A cooled by the cooling jacket 31 descends from the skirt 322 of the discharge portion 32 into the inside of the discharge chamber 321 and is supported on the upper surface of the bottom plate 323. At this time, the carbonaceous granule A that spreads like a weight between the end of the skirt 322 and the upper surface of the bottom plate 323 is cooled by the cooling water circulating inside the bottom plate 323 and the rotating shaft 3241 (step S07). The carbonaceous granules A cooled by the bottom plate 323 and the rotating shaft 3241 overflow from the bottom plate 323 as the blades 3242 rotate and are discharged to the discharge pipe 325 (step S08). The carbonaceous granules A inside the discharge pipe 325 are discharged to the discharge pipe 333 while being cooled by the cooling water circulating inside the rotating shaft 3311 by rotating the plurality of plate-shaped portions 3312 in the valve portion 33 (step). S09).

以上のステップS01〜S09により、投入部10から投入された炭素質粒体Aは、熱処理部20において熱処理された後、冷却部30において冷却され、最終的に熱処理装置1から排出される。 In the above steps S01 to S09, the carbonaceous granules A charged from the charging unit 10 are heat-treated in the heat treatment unit 20, then cooled in the cooling unit 30, and finally discharged from the heat treatment apparatus 1.

[1−3.効果]
(1)本実施形態の熱処理装置1は、冷却部30を備える。冷却部30は、その内部を降下する炭素質粒体Aを冷却する冷却ジャケット31と、冷却ジャケット31の下方に設けられ、冷却ジャケット31内部を降下してきた炭素質粒体Aを支持する底盤323を備え、底盤323内部には冷却水が循環している。これにより、冷却ジャケット31の中心部分を降下してきたために十分に冷却されないおそれのある炭素質粒体Aについても、確実に冷却することが出来る。
[1-3. effect]
(1) The heat treatment apparatus 1 of the present embodiment includes a cooling unit 30. The cooling unit 30 includes a cooling jacket 31 for cooling the carbonaceous particles A descending inside the cooling jacket 31, and a bottom plate 323 provided below the cooling jacket 31 for supporting the carbonic particles A descending inside the cooling jacket 31. , Cooling water circulates inside the bottom plate 323. As a result, even the carbonaceous granules A, which may not be sufficiently cooled because they have descended from the central portion of the cooling jacket 31, can be reliably cooled.

(2)本実施形態の冷却部30は、底盤323に設けられた回転軸3241を中心に回転する複数の羽根3242を備える排出装置324を備える。回転軸3241は中空構造になっており、内部を冷却水が循環している。これにより、冷却ジャケット31の中心部分を降下してきたために十分に冷却されないおそれのある炭素質粒体Aについても、より確実に冷却することが出来る。また、回転軸3241が炭素質粒体Aの熱の影響を受けて故障し、排出装置324が稼働しなくなるといったトラブルの発生を防ぐことが出来る。 (2) The cooling unit 30 of the present embodiment includes a discharge device 324 including a plurality of blades 3242 that rotate around a rotation shaft 3241 provided on the bottom plate 323. The rotating shaft 3241 has a hollow structure, and cooling water circulates inside. As a result, the carbonaceous granules A, which may not be sufficiently cooled because they have descended from the central portion of the cooling jacket 31, can be cooled more reliably. Further, it is possible to prevent the occurrence of troubles such as the rotating shaft 3241 failing due to the influence of the heat of the carbonaceous granule A and the discharge device 324 not operating.

(3)本実施形態の冷却部30は、ロータリーバルブである弁部33を備え、弁部33の回転軸3311は、中空構造になっており、内部を冷却水が循環している。これにより、炭素質粒体Aを確実に冷却することが出来る。また、回転軸3311が炭素質粒体Aの熱の影響を受けて故障し、弁部33が稼働しなくなるといったトラブルの発生を防ぐことが出来る。さらに、回転軸3311を中心に回転する複数の板状部3312は、ケース332内部で辛うじて回転可能な程度にケース332の内面に対して近接して配置される。このような場合であっても、炭素質粒体Aの熱は回転軸3311に吸収されるので、例えば板状部3312が熱膨張してケース332の内面と競り合い、板状部3312が回転しなくなるおそれが低減される。 (3) The cooling unit 30 of the present embodiment includes a valve unit 33 which is a rotary valve, and the rotating shaft 3311 of the valve unit 33 has a hollow structure, and cooling water circulates inside. As a result, the carbonaceous granule A can be reliably cooled. Further, it is possible to prevent the occurrence of troubles such as the rotary shaft 3311 failing due to the influence of the heat of the carbonaceous granule A and the valve portion 33 not operating. Further, the plurality of plate-shaped portions 3312 rotating around the rotation shaft 3311 are arranged close to the inner surface of the case 332 so as to be barely rotatable inside the case 332. Even in such a case, since the heat of the carbonaceous granule A is absorbed by the rotating shaft 3311, for example, the plate-shaped portion 3312 thermally expands and competes with the inner surface of the case 332, so that the plate-shaped portion 3312 does not rotate. The risk is reduced.

(4)本実施形態の排出装置324は、制御部を備え、この制御部は、弁部33の排出先に設けられる重量計と接続され、この重量計からの重量情報を受信することによって、複数の羽根3242の回転速度を調整する。これにより、冷却ジャケット31内部を一定の速度で炭素質粒体Aが降下するので、均一な冷却が可能となる。 (4) The discharge device 324 of the present embodiment includes a control unit, which is connected to a weight scale provided at the discharge destination of the valve unit 33 and receives weight information from the weight scale. The rotation speeds of the plurality of blades 3242 are adjusted. As a result, the carbonaceous particles A descend at a constant rate inside the cooling jacket 31, so that uniform cooling is possible.

[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)冷却水の循環路は、上述の実施形態の態様に限られない。上述の実施形態では、底盤323の内部に冷却水の循環路を設けたが、例えば底盤323の表面に配水管を露出させ、この配水管に冷却水を循環させても良い。また、冷却ジャケット31は、二重ケーシング構造の内部に冷却水の循環路として配水管を備えたが、さらに炭素質粒体Aが降下する冷却ジャケット31内部に格子状に配水管を設け、この配水管にも冷却水を流しても良い。炭素質粒体Aはこの格子の目を通過しながら降下するので、冷却効率が高まる。 (1) The cooling water circulation path is not limited to the mode of the above-described embodiment. In the above-described embodiment, the cooling water circulation path is provided inside the bottom plate 323. For example, a water distribution pipe may be exposed on the surface of the bottom plate 323, and the cooling water may be circulated through the water distribution pipe. Further, the cooling jacket 31 is provided with a water distribution pipe as a circulation path for cooling water inside the double casing structure, and further, a water distribution pipe is provided in a grid pattern inside the cooling jacket 31 from which the carbonaceous particles A fall. Cooling water may also flow through the water pipe. Since the carbonaceous plastid A descends while passing through the grid, the cooling efficiency is increased.

(2)上述の実施形態では、排出装置324を回転軸から放射状に延びる複数の羽根からなるものとしたが、これに限られない。例えば、底盤323の中央付近に設けられ、所定の間隔で開閉するゲートバルブであっても良い。この場合、排出管325は、ゲートバルブの直下に設けられる。また、ゲートバルブが炭素質粒体Aの熱の影響を受けないように、ゲートバルブ自身またはその付近に冷却水の循環路を設けても良い。 (2) In the above-described embodiment, the discharge device 324 is composed of a plurality of blades extending radially from the rotation axis, but the present invention is not limited to this. For example, it may be a gate valve provided near the center of the bottom plate 323 and opened and closed at predetermined intervals. In this case, the discharge pipe 325 is provided directly below the gate valve. Further, a cooling water circulation path may be provided in or near the gate valve itself so that the gate valve is not affected by the heat of the carbonaceous granule A.

(3)上述の実施形態では、弁部33をロータリーバルブとしたが、ダブルダンパーやトリプルダンパーとしても良い。他にも、複数のバタフライバルブの組み合わせなど、弁部33内部に気密な空間を構成するように各種バルブを採用することが出来る。弁体がローター以外の場合にも、弁体内部に冷却水の循環路を設けることにより、弁体が熱膨張して弁部33のケース332内面と競り合うことを防ぐことが出来る。また、弁体において冷却水の循環路が設けられる個所は、弁体の回転軸に限られない。 (3) In the above-described embodiment, the valve portion 33 is a rotary valve, but a double damper or a triple damper may be used. In addition, various valves can be adopted so as to form an airtight space inside the valve portion 33, such as a combination of a plurality of butterfly valves. Even when the valve body is other than the rotor, by providing the cooling water circulation path inside the valve body, it is possible to prevent the valve body from thermally expanding and competing with the inner surface of the case 332 of the valve portion 33. Further, the place where the cooling water circulation path is provided in the valve body is not limited to the rotation axis of the valve body.

(4)上記の実施形態の弁部33においては回転軸3311の内部には冷却水の循環路が設けられているものとしたが、さらにケース332内部に冷却水を循環させても良い。この場合、ケース332は、炭素質粒体Aがその内部を降下する内部ケーシングの周囲を外部ケーシングで覆う二重ケーシング構造であり、この二重ケーシング構造内部には冷却水の循環路が設けられている。二重ケーシング構造内部における冷却水の循環路は、例えば図示しないポンプ及び冷却器と接続されており、この循環路を冷却水が循環している。 (4) In the valve portion 33 of the above embodiment, the cooling water circulation path is provided inside the rotating shaft 3311, but the cooling water may be further circulated inside the case 332. In this case, the case 332 has a double casing structure in which the carbonaceous granule A descends inside the inner casing with an outer casing, and a cooling water circulation path is provided inside the double casing structure. There is. The cooling water circulation path inside the double casing structure is connected to, for example, a pump and a cooler (not shown), and the cooling water circulates in this circulation path.

(5)上述の実施形態では、ローター331の回転速度を排出装置324の単位時間当たりの排出量に基づいて定めたが、排出装置324の排出量に拘わらずローター331の回転速度を一定としても良い。この場合、ローター331の回転速度は、排出装置324の単位時間当たりの最大排出量を許容できる速度とする。 (5) In the above-described embodiment, the rotation speed of the rotor 331 is determined based on the discharge amount per unit time of the discharge device 324, but the rotation speed of the rotor 331 may be constant regardless of the discharge amount of the discharge device 324. good. In this case, the rotation speed of the rotor 331 is set to a speed at which the maximum discharge amount per unit time of the discharge device 324 can be tolerated.

(6)上述の実施形態では、羽根3242の枚数を4枚、板状部3312の枚数を6枚としたが、これに限られない。例えば、羽根3242の枚数を2枚、板状部3312の枚数を8枚としても良い。 (6) In the above-described embodiment, the number of blades 3242 is 4, and the number of plate-shaped portions 3312 is 6, but the number is not limited to this. For example, the number of blades 3242 may be two, and the number of plate-shaped portions 3312 may be eight.

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
253 ツバブロック
26 断熱層
30 冷却部
31 冷却ジャケット
311 ガス吹込み孔
32 排出部
321 排出室
321a 圧力測定センサ
322 スカート
323 底盤
324 排出装置
3241 回転軸
3242 羽根
325 排出管
33 弁部
331 ローター
3311 回転軸
3312 板状部
332 ケース
333 排出管
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 253 Brim block 26 Insulation layer 30 Cooling part 31 Cooling jacket 311 Gas blowing hole 32 Discharge part 321 Discharge Room 321a Pressure measurement sensor 322 Skirt 323 Bottom plate 324 Discharge device 3241 Rotating shaft 3242 Blade 325 Discharge pipe 33 Valve part 331 Rotor 3311 Rotating shaft 3312 Plate-shaped part 332 Case 333 Discharge pipe A Carbonaceous granules

Claims (5)

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、
前記炉体の下方に設けられ、前記炉体内部において熱処理された前記炭素質粒体を冷却する冷却部を備え、
前記冷却部は、
内部を降下する前記炭素質粒体を冷却する円筒状の冷却ジャケットと、
前記冷却ジャケットの下方に設けられ、前記炭素質粒体を支持する底盤と、
を備え、
前記底盤内部には冷却水の循環路が設けられている、
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 cooling unit provided below the furnace body and for cooling the carbonaceous granules heat-treated inside the furnace body is provided.
The cooling unit
A cylindrical cooling jacket that cools the carbonaceous granules that descend inside,
A bottom plate provided below the cooling jacket and supporting the carbonaceous granules,
With
A cooling water circulation path is provided inside the bottom plate.
Heat treatment equipment for carbonaceous plastids.
前記冷却部は、
前記底盤に設けられる回転軸から放射状に延びる複数の羽根からなる排出装置と、
前記底盤に設けられた排出管と、
を更に備え、
前記複数の羽根が回転することにより、前記底盤から溢れた前記炭素質粒体は前記排出管へと排出され、
前記複数の羽根の回転軸内部には冷却水の循環路が設けられている、
請求項1に記載の炭素質粒体の熱処理装置。
The cooling unit
A discharge device composed of a plurality of blades extending radially from a rotation shaft provided on the bottom plate, and a discharge device.
The discharge pipe provided on the bottom plate and
Further prepare
By rotating the plurality of blades, the carbonaceous granules overflowing from the bottom plate are discharged to the discharge pipe.
A cooling water circulation path is provided inside the rotating shafts of the plurality of blades.
The heat treatment apparatus for carbonaceous granules according to claim 1.
前記冷却部は、
前記排出管の排出先に設けられ、前記炭素質粒体を外部へと排出する弁部を更に備え、
前記弁部は、ケース内部に弁体を備え、
前記ケース内面と前記弁体は近接し、
前記弁体内部には冷却水の循環路が設けられている、
請求項2に記載の炭素質粒体の熱処理装置。
The cooling unit
Further provided with a valve portion provided at the discharge destination of the discharge pipe and discharging the carbonaceous granules to the outside,
The valve portion is provided with a valve body inside the case.
The inner surface of the case and the valve body are in close proximity to each other.
A cooling water circulation path is provided inside the valve body.
The heat treatment apparatus for carbonaceous granules according to claim 2.
前記弁体は、ローターであり、
前記ローターは、前記ローターの回転軸から放射状に延びる複数の板状部を備え、
前記ケース内面と前記板状部先端は近接し、
前記ローターの回転軸内部には冷却水の循環路が設けられている、
請求項3に記載の炭素質粒体の熱処理装置。
The valve body is a rotor and
The rotor includes a plurality of plate-shaped portions extending radially from the rotation axis of the rotor.
The inner surface of the case and the tip of the plate-shaped portion are close to each other.
A cooling water circulation path is provided inside the rotating shaft of the rotor.
The heat treatment apparatus for carbonaceous granules according to claim 3.
前記排出装置は、前記弁部の排出先に設けられる重量計と接続され、当該重量計に排出された前記炭素質粒体の重量情報を受信することにより、前記複数の羽根の回転速度を調整する制御部を備える、
請求項3または4に記載の炭素質粒体の熱処理装置。
The discharge device is connected to a weight scale provided at the discharge destination of the valve portion, and adjusts the rotation speed of the plurality of blades by receiving weight information of the carbonaceous particles discharged to the weight scale. Equipped with a control unit
The heat treatment apparatus for carbonaceous granules according to claim 3 or 4.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5160710A (en) * 1991-11-08 1992-11-03 Ertle Raymond T Apparatus for continuous production of intumesced particles
CN102774823A (en) * 2012-06-11 2012-11-14 扬州八方机电设备有限公司 Horizontally-installed electrode carbon material electric calcining furnace
JP2014098497A (en) * 2012-11-13 2014-05-29 Mitsubishi Chemicals Corp Heat treatment device and producing method of carbon material used for battery material
JP2014097909A (en) * 2012-11-13 2014-05-29 Mitsubishi Chemicals Corp Heat treatment apparatus, and method for producing carbon material to be used in cell material
JP6320023B2 (en) * 2013-12-20 2018-05-09 日本電極株式会社 Graphite powder production apparatus and method
JP6621603B2 (en) * 2015-06-15 2019-12-18 日本電極株式会社 Carbonaceous particle heat treatment apparatus and method

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