JP4060737B2 - Reduction furnace - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高融点金属の長尺ワイヤーや巾が狭く薄い板材や箔状の材料を熱処理する為の還元炉に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、モリブデン(Mo)等の高融点金属の長尺ワイヤーや巾が狭く薄い板材や箔状の材料(以下、ワークと呼ぶ)の表面を還元処理する方法としては、炉温1000℃程度、水素ガス雰囲気による熱処理方法が採用されている。また、炉の形式としは、バッチ炉が用いられている。
【0003】
図6は従来技術によるバッチ式還元炉を模式的に示す図である。図6を参照すると、バッチ式還元炉100においては、マッフル107の周囲に長い線状のMo製のヒータ104が巻回されて設けられ、これらは炉体101内に収容されている。また、炉体101の上面には、炉内101の温度検出用の熱電対103が設けられ、細長い両端のワークの入口及び出口には、それぞれ扉108a、108bが設けられている。炉体101内には、Mo製のワーク102を還元する為に必要な雰囲気、及び当該還元温度におけるMo製ヒ−タ104の酸化を防止するために、マッフル107の内外の雰囲気は全て水素ガス110である。したがって、扉108a、108bは、炉体101内の水素ガス110と空気が混合して爆発しない様にワーク102のための入口及び出口に設けられている。
【0004】
また、反応後のガス放出のため、符号105で示すように、放炎する。矢印111で示すように、ワーク102の投入及び取出し時、扉108a、108b開放の際に水素に点火するパイロット炎106が設置されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来のバッチ式還元炉において、還元炉100の雰囲気110は水素ガスを使用するため、水素爆発の回避を目的としてワークの挿入・取出し時、即ち、扉108a、108b開放の際に還元炉100の入口又は出口において水素ガスを燃焼させることが必要となる。
【0006】
しかし、ワーク102は、水素ガスを燃焼させた部位を通過する為、表面が酸化すると云う品質上の問題が発生する。
【0007】
また、ワーク102は通常、ドラムなどに巻き取られた状態で熱処理工程に引渡しされるが、バッチ炉は炉内スペースに制限があるため、ワーク102が大きい場合、つまり、長尺のワーク102は炉100内のスペースに合わせて切断する必要がある。即ち、バッチ式還元炉100は長尺のワーク102をそのままの状態で熱処理できないと云う問題がある。
【0008】
この為、ワーク102の分割が許されず長尺の製品を得たい場合は、大型のバッチ炉を製作しなければならないと云う問題があり、その結果、製造コスト面で不利になると云う問題が生じる。
【0009】
また、一方、前述の温度条件においては、Mo製のヒ―タを使用するが、ヒータの酸化を防ぐ目的でマッフル107の内外全てを水素雰囲気にする必要がる。
【0010】
一方、水素は空気に比べて断熱効果が低いため、多くの断熱材を用いなければならず、その結果、炉体寸法が大きくなり、また、築炉に要する費用も高価になると云う問題がある。
【0011】
従って、本発明の一技術的課題は、長尺のワークを、水素ガス雰囲気で連続的に還元処理ができ且つ、水素ガスを炉の入口及び出口で燃焼させなくても開放状態で安全にワークの挿入取り出しができる構造を有する還元炉を提供することにある。
【0012】
また、本発明のもう一つの技術的課題は、炉体寸法が小さく且つ、築炉費用の安価な炉体構造を備えた還元炉を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、高融点金属の長尺ワイヤー、巾が狭く薄い板材、及び箔状の材料からなる長尺状のワークの表面を酸化させることなく熱処理できる炉であって、当該炉の炉体内部に、ヒータが外面に巻きつけられ、且つ内部を熱処理されるワークが通過させることができるよう両端が開放である内マッフルと、前記ヒータを保護する雰囲気を有するように、前記内マッフルの外側に設けられ両端が内マッフル外面とモルタルで閉塞されている前記内マッフル断面より断面が大きく且つ短い外マッフルとを有する二重構造のマッフルと、前記炉体の両端にあり且つ前記内マッフルの延長線上に設けられるワークの入口部および出口部を有するチューブの下面に複数のカーテン用孔を備える複数の不活性ガスカーテン機構と、前記不活性ガスカーテン機構の上部に設けられ、前記内マッフル内の雰囲気水素を燃焼させる複数の放炎口とを備えることを特徴とする還元炉が得られる。
【0014】
また、本発明によれば、前記還元炉において、前記二重構造のマッフル内および前記炉体の外から前記二重構造マッフルへ水素ガスを供給する保護管内が水素雰囲気であり、前記炉体の中の前記二重構造マッフルおよび前記保護管を除く空間部の断熱材を窒素雰囲気とする断熱構造としたことを特徴とする還元炉が得られる。
【0016】
また、本発明によれば、前記いずれかの還元炉において、前記二重構造のマッフルは、前記炉体の外から前記外マッフルを貫通し前記外及び内マッフルの空間部に水素ガスを供給する複数の保護管を備え、前記内マッフルは該内部に前記水素ガスを供給する為の複数の貫通した通気孔を備えることを特徴とする還元炉が得られる。
【0017】
また、本発明によれば、前記還元炉において、前記窒素カーテン機構は前記チューブの下面に複数のカーテン用孔を備えることを特徴とする還元炉が得られる。
【0018】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの還元炉において、前記不活性ガスは、窒素であることを特徴とする還元炉が得られる。
【0019】
また、本発明によれば、前記還元炉において、前記放炎口は前記チューブの上面に複数備えることを特徴とする還元炉が得られる。
【0020】
即ち、具体的に、本発明の還元炉では、ワークの挿入、取り出しを行う炉の入口及び出口で水素を燃焼させずに開放できる様にする為、炉の入口及び出口を窒素ガスによるカーテン構造にする。
【0021】
また、炉内から炉の入口または出口に流れる雰囲気用の水素ガスは、別に燃焼口を設ける構成とする。
【0022】
また、Mo製のヒータを用いることが出来て且つ、高い断熱効果を得る為に、炉内のマッフルを二重構造とする。この二重構造において、内側のマッフルの内外部(ワーク及びMo製ヒータ)は水素雰囲気とし、外側のマッフルの外面と炉体の空間部には断熱材を充填し、前記断熱材充填部を窒素雰囲気とする構造としたものである。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【0024】
図1は本発明の実施の形態による還元炉の炉体の略中央部における上面から見た断面図、図2は図1の還元炉の側面から見た断面図である。
【0025】
図1及び図2を参照すると、還元炉10は、炉体1を備えている。炉体1の両端には、ワークの出入口6、7が設けられ、炉体1の側面には、ヒータ端子箱11及び窒素ガス導入口16が設けられている。
【0026】
炉体1内部には、内マッフル3と外マッフル2の二重構造を備えたマッフルが収納されてり、このマッフルは、炉体1の内部の底部に支え煉瓦22を介して支持されている。炉体1内の外マッフル2の周囲には、断熱材15が充填されている。
【0027】
本発明の実施の形態において、マッフルは二重構造であり、高アルミナ質の外マッフル2の中に、ひとまわり小径で長い、高アルミナ質の内マッフル3が設けられている。外マッフル2の両端は高アルミナ質のモルタルで塞がれている。
【0028】
外マッフル2には、ヒータ4の両端と熱電対13が貫通出来る様に三個所穴が開いており、それぞれ保護管9、9、14が差し込まれている。
【0029】
炉体1の長さ方向中央にある熱電対13用の保護管14内には断熱材12が詰められており、マッフル内とヒータ端子箱11とを遮断している。
【0030】
また、内マッフル3には、外面にヒータ4が巻き付けられている。そのヒータ4を避けた位置にマッフル内ヘガスを導入するための通気孔5が設けられている。
【0031】
ワークの出入口6、7には、窒素ガス導入口及びチャンバー19、カーテン用孔8、及び放炎口18がそれぞれ設けられている。なお、それぞれの放炎口18の先端に放炎量調整用弁を設けても良い。
【0032】
ヒータ端子箱11には、水素ガスを導入するための水素ガス導入口21が設けられている。
【0033】
図3は図1及び図2の還元炉の炉体内部における水素ガスの流れの概略を示す図である。
【0034】
図3を参照すると、炉体1内部において、水素ガスは、ヒータ端子箱11より導入口9、9を介して導入されるが、熱電対13の保護管14には断熱材12が詰められているため、ガスは通らない。
【0035】
したがって、水素ガスは矢印31で示すように、ヒータ4の保護管9のみを通って、矢印32で示されるように高アルミナ質の外マッフル2と高アルミナ質の内マッフル3の間に入る。
【0036】
内マッフル2中央部の通気孔5から、矢印33に示すように、マッフル内へ水素ガスが導入される。通気孔5からマッフル内に入った水素ガスは、矢印34で示されるように、ワークの出入口6、7に向かって流れる。なお、矢印35、36はワークの出入口6、7におけるワークの投入及び排出方向を夫々示している。
【0037】
図4は還元炉10の入口におけるガスの流れを示す図であり、還元炉10の出口におけるガスの流れも入口と同様である。図5は図1及び図2の還元炉10の炉内全体のガスの流れを示す図である。図4及び図5を参照すると、矢印39で示されるように窒素ガスがチャンバー19内に導入され、矢印40に示されるように、チャンバー19内から複数の周方向に間隔を持って形成されたカーテン用孔8から、矢印41に示されるように窒素ガスが炉内に放出される。ここで、本発明の実施の形態において、チャンバー19とは、断面がU字状で先端の上面がそれぞれ塞いであり下部に窒素ガス導入用のノズルを有している箱型の形状のものを呼ぶ。また、カーテン機構とは、カーテン用孔8の夫々の孔からチューブ内に窒素ガスを噴出して平面状のガスの遮蔽膜を形成する機構を呼び、ガスの遮蔽膜をカーテンと呼ぶ。
【0038】
矢印34に示されるように、内マッフル3から流れてきた水素ガスは、カーテン用孔8から放出された窒素ガスと混ざり合い、その比重の違いから水素ガスは矢印37で示されるように、放炎口18へ向かい符号38で示されるように放炎し、ワーク入口6には流れてこない。なお、この時の窒素ガスの一部は水素とは混ざらず、矢印44に示されるように、入口6及び出口7側に夫々向かって流れる。
【0039】
また還元炉10の入口側及び出口側チューブ17に配置される放炎口18の位置について、入口6または、出口7の端面から放炎口18の中心位置までの距離は、特に厳密に規定されるものでなく、夫々の口の面から僅かに炉体方向側に配置されれば良い。その理由は、放炎口18の下側に配置されるチャンバー19から供給されるカーテン用窒素ガスの流量を増加することで、入口または出口方向への水素ガスの漏出を防止できるからである。
【0040】
還元炉10の入口側及び出口側チューブ17の口端面よリ遠い部位に配置される放炎口18の位置について、入口6または、出口7の端面から上記放炎口18の中心位置までの距離は、上記説明したように、特に密に規定されるものでなく、端面側の放炎口18と僅かに離れて配置されれば良い。その理由は夫々のチューブ17に2つ以上の数の放炎口18とチャンバー19を配置することによって、確実に水素ガスを放炎口18に導いて燃焼させることが出来、且つ入口6及び出口7に水素ガスの漏出を防止できるからである。なお、矢印42、43は夫々ワークの入口6、出口7におけるワークの投入及び排出方向を示している。
【0041】
また、図5に示すように、炉体1に設けられた窒素ガス導入口16からは窒素ガスが導入され、内マッフル3からの水素ガスと一緒にワーク出入口6、7に向かって流れる。
【0042】
次に、本発明の実施の形態による還元炉の使用による作用効果について説明する。
【0043】
炉通過後のワイヤー状ワークの表面には均―な変色が見られ、十分に還元できた。また、この例においては、最大径φ10mmのMo製のワイヤーをマッフルに接触することなく、通過可能であった。
【0044】
また、カ−テン窒素流量を、出入口とも内側5[L/min]、10[L/min]とし、ヒータ端子箱:水素流量6[L/min]、炉体窒素流量5[L/min]とした時、内径φ16.7mmの炉前後出入口の水素濃度は計器の測定限界以下(0.5%LEL以下)であり、爆発の危険が無かった。
【0045】
この炉の処理温度におけるヒータ電力は約4kWであり、炉内全てが水素雰囲気とした場合の計算値である約6.5kWに比べて、65%以下にすることができた。また、小型で高い断熱効果が得られ、外壁温度は実測値で120℃以下とすることができた。同寸法で炉内全てを水素雰囲気にした場合の外壁温度は200℃以上となる。それに比べて約60%の数値であった。
【0046】
また、炉内の全てが水素雰囲気の炉に比べて、炉内断熱材を約1/2にできたため、装置の大きさは高さ1200mm×巾1000mm×奥行600mmとコンパクトにできた。
【0047】
また、水素ガスの単価は窒素ガスの約2倍であるため、流量で換算すると炉体に水素ガスを導入した場合に比べて、ランニングコストを85%に抑えることが出来た。
【0048】
以上説明した本発明の実施の形態において、断熱材として繊維状のセラミックスファイバーを用いているが、一般の断熱煉瓦を用いても良い。
【0049】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ワークを酸化させることなく、連続的に還元することが出来る炉口構造であるため、生産効率が極めて高い還元炉を提供することができる。
【0050】
また、本発明によれば、窒素ガスと断熱材を用いた断熱方法であるため、断熱材の使用量が少なくて済む。したがって、本発明によれば、スペースをとらないコンパクトな炉体構造である為、工業化が容易である還元炉を提供することができる。
【0051】
また、本発明によれば、前後工程、即ちワークを当該還元炉に続的に送り込み旦つ、連続的に取り出すことができる装置を本炉に連結することが出来る構造を有しており生産性を高めることができる還元炉を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態による還元炉の炉体の略中央部における上面から見た断面図である。
【図2】図1の還元炉の側面から見た断面図である。
【図3】図3は図1及び図2の還元炉の炉体内部における水素ガスの流れの概略を示す図である。
【図4】還元炉10の入口及び出口における窒素及び水素ガスの流れと、ワークの投入方向とを示す図である。
【図5】図1及び図2の還元炉10の炉内全体のガスの流れを示す図である。
【図6】従来技術によるバッチ式還元炉を模式的に示す図である。
【符号の説明】
1 炉体
2 外マッフル
3 内マッフル
4 ヒータ
5 通気孔
6、7 出入口(入口、出口)
8 カーテン用孔
9、14 保護管
10 還元炉
11 ヒータ端子箱
12 断熱材
13 熱電対
15 断熱材
16 窒素ガス導入口
17 チューブ
18 放炎口
19 チャンバー
22 支え煉瓦
100 バッチ式還元炉
101 炉体
102 ワーク
103 熱電対
104 ヒータ
105 放炎
106 パイロット炎
107 マッフル
108a、108b 扉
110 水素ガス
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a reduction furnace for heat-treating a long wire of refractory metal, a thin plate material or a foil-like material having a narrow width.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method of reducing the surface of a long wire of refractory metal such as molybdenum (Mo) or a thin and thin plate or foil-like material (hereinafter referred to as a workpiece), a furnace temperature of about 1000 ° C., hydrogen A heat treatment method using a gas atmosphere is employed. A batch furnace is used as the type of furnace.
[0003]
FIG. 6 is a view schematically showing a batch type reduction furnace according to the prior art. Referring to FIG. 6, in the batch type reduction furnace 100, a long linear Mo heater 104 is provided around the muffle 107 and is housed in the furnace body 101. Further, a thermocouple 103 for detecting the temperature in the furnace 101 is provided on the upper surface of the furnace body 101, and doors 108a and 108b are provided at the inlets and outlets of the work pieces at both ends. In the furnace body 101, the atmosphere necessary for reducing the Mo workpiece 102 and the atmosphere inside and outside the muffle 107 are all hydrogen gas in order to prevent oxidation of the Mo heater 104 at the reduction temperature. 110. Therefore, the doors 108a and 108b are provided at the entrance and the exit for the workpiece 102 so that the hydrogen gas 110 and the air in the furnace body 101 are not mixed and explode.
[0004]
In addition, the gas is released as indicated by reference numeral 105 in order to release the gas after the reaction. As indicated by an arrow 111, a pilot flame 106 is installed to ignite hydrogen when the work 102 is loaded and unloaded and the doors 108a and 108b are opened.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional batch type reduction furnace described above, the atmosphere 110 of the reduction furnace 100 uses hydrogen gas. Therefore, when a workpiece is inserted and removed for the purpose of avoiding a hydrogen explosion, that is, when the doors 108a and 108b are opened. It is necessary to burn hydrogen gas at the inlet or outlet of the reduction furnace 100.
[0006]
However, since the workpiece 102 passes through the site where the hydrogen gas is burned, a quality problem occurs that the surface is oxidized.
[0007]
In addition, the workpiece 102 is usually delivered to the heat treatment process while being wound on a drum or the like. However, since the batch furnace has a limited space in the furnace, when the workpiece 102 is large, that is, the long workpiece 102 is It is necessary to cut according to the space in the furnace 100. That is, the batch type reduction furnace 100 has a problem that the long workpiece 102 cannot be heat-treated as it is.
[0008]
For this reason, when the division of the workpiece 102 is not permitted and a long product is desired, there is a problem that a large batch furnace has to be manufactured. As a result, there is a problem that the manufacturing cost is disadvantageous. .
[0009]
Also, whereas, in the temperature conditions mentioned above, Mo made of heat - but to use the data, Ru all out of the muffle 107 in order to prevent oxidation of the heater must be hydrogen atmosphere Oh.
[0010]
On the other hand, since hydrogen has a lower heat insulation effect than air, many heat insulation materials must be used. As a result, there is a problem that the size of the furnace body becomes large and the cost required for the building is also expensive. .
[0011]
Therefore, one technical problem of the present invention is that a long workpiece can be continuously reduced in a hydrogen gas atmosphere, and the workpiece can be safely opened in an open state without burning hydrogen gas at the furnace inlet and outlet. It is an object of the present invention to provide a reduction furnace having a structure that can insert and take out.
[0012]
Another technical problem of the present invention is to provide a reduction furnace having a furnace structure having a small furnace body size and a low construction cost.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, a furnace capable of performing heat treatment without oxidizing the surface of a long workpiece made of a long wire of a refractory metal, a narrow and thin plate, and a foil-like material, the furnace of the furnace Inside the body, a heater is wound around the outer surface, and an inner muffle whose both ends are open so that a workpiece to be heat-treated can pass therethrough, and an atmosphere for protecting the heater so as to protect the heater. A double-structured muffle having an outer muffle whose outer cross section is larger and shorter than the inner muffle cross section provided on the outside and closed at both ends by an inner muffle outer surface and mortar ; and at both ends of the furnace body and of the inner muffle a plurality of inert gas curtain mechanism comprising a plurality of curtain holes on the lower surface of the tube having an inlet and an outlet portion of the workpiece that is provided on the extension, the inert Gasuka Provided above the ten mechanisms, reducing furnace, characterized in that it comprises a plurality of discharge burner ports to burn atmosphere of hydrogen in the inner muffle is obtained.
[0014]
Further, according to the present invention, in the reduction furnace, the inside of the double structure muffle and the inside of the protective tube for supplying hydrogen gas to the double structure muffle from outside the furnace body is a hydrogen atmosphere, A reduction furnace characterized in that the heat insulating material in the space excluding the double structure muffle and the protective tube in the inside has a nitrogen atmosphere is obtained.
[0016]
Further, according to the present invention, the in any one of the reduction furnace, muffle of the double structure, the outer and Uchima Waffles hydrogen gas in the space of the through the outer Ma Waffles from outside of the furnace body a plurality of protective tubes for supplying, said Ma Waffles reducing furnace, characterized in that it comprises a plurality of through-vent for supplying the hydrogen gas to the internal is obtained.
[0017]
According to the present invention, in the reduction furnace, the nitrogen curtain mechanism is provided with a plurality of curtain holes on the lower surface of the tube.
[0018]
According to the present invention, in any one of the above reduction furnaces, a reduction furnace is obtained in which the inert gas is nitrogen.
[0019]
Moreover, according to this invention, the said reduction furnace WHEREIN: The said flame vent is provided with two or more on the upper surface of the said tube, The reduction furnace characterized by the above-mentioned is obtained.
[0020]
Specifically, in the reduction furnace of the present invention, the furnace inlet and outlet are opened with a curtain structure of nitrogen gas so that the furnace can be opened without burning hydrogen at the inlet and outlet of the furnace. To.
[0021]
Further, the hydrogen gas for atmosphere flowing from the inside of the furnace to the inlet or the outlet of the furnace is provided with a separate combustion port.
[0022]
Moreover, in order to be able to use the heater made from Mo and to obtain the high heat insulation effect, the muffle in a furnace is made into a double structure. In this double structure, the inside and outside of the inner muffle (workpiece and heater made of Mo) have a hydrogen atmosphere, the outer surface of the outer muffle and the space of the furnace body are filled with a heat insulating material, and the heat insulating material filled portion is filled with nitrogen. The structure is an atmosphere.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0024]
FIG. 1 is a cross-sectional view as seen from the upper surface in a substantially central portion of the furnace body of the reduction furnace according to the embodiment of the present invention, and FIG.
[0025]
Referring to FIGS. 1 and 2, the reduction furnace 10 includes a furnace body 1. At both ends of the furnace body 1, work entrances 6 and 7 are provided, and on the side surface of the furnace body 1, a heater terminal box 11 and a nitrogen gas inlet 16 are provided.
[0026]
The furnace body 1 inside, our Ri is accommodated muffle having a double structure of the inner muffle 3 and the outer muffle 2, the muffle is supported through the bricks 22 bearing on the bottom of the inside of the furnace body 1 Yes. A heat insulating material 15 is filled around the outer muffle 2 in the furnace body 1.
[0027]
In the embodiment of the present invention, the muffle has a double structure, and a high alumina inner muffle 3 having a small diameter and a long diameter is provided in a high alumina outer muffle 2. Both ends of the outer muffle 2 are closed with high alumina mortar.
[0028]
Three holes are opened in the outer muffle 2 so that both ends of the heater 4 and the thermocouple 13 can pass therethrough, and protective tubes 9, 9, 14 are respectively inserted.
[0029]
The protective tube 14 for the thermocouple 13 at the center in the length direction of the furnace body 1 is packed with a heat insulating material 12 to block the inside of the muffle from the heater terminal box 11.
[0030]
A heater 4 is wound around the outer surface of the inner muffle 3. A vent hole 5 for introducing gas into the muffle is provided at a position avoiding the heater 4.
[0031]
At the work entrances 6 and 7, a nitrogen gas inlet and chamber 19, a curtain hole 8, and a flame outlet 18 are provided, respectively. A flame amount adjustment valve may be provided at the tip of each flame outlet 18.
[0032]
The heater terminal box 11, a hydrogen gas inlet 21 for introducing hydrogen gas.
[0033]
FIG. 3 is a diagram showing an outline of the flow of hydrogen gas inside the furnace body of the reduction furnace of FIGS. 1 and 2.
[0034]
Referring to FIG. 3, in the furnace body 1, hydrogen gas is introduced from the heater terminal box 11 through the inlets 9 and 9, but the protective tube 14 of the thermocouple 13 is packed with a heat insulating material 12. Therefore, gas does not pass.
[0035]
Accordingly, hydrogen gas passes only through the protective tube 9 of the heater 4 as indicated by an arrow 31 and enters between the high alumina outer muffle 2 and the high alumina inner muffle 3 as indicated by an arrow 32.
[0036]
Hydrogen gas is introduced into the muffle from the vent hole 5 at the center of the inner muffle 2 as indicated by an arrow 33. The hydrogen gas that has entered the muffle through the vent hole 5 flows toward the work entrances 6 and 7 as indicated by arrows 34. Arrows 35 and 36 indicate the loading and unloading directions of the workpieces at the workpiece entrances 6 and 7, respectively.
[0037]
FIG. 4 is a diagram showing the gas flow at the inlet of the reduction furnace 10, and the gas flow at the outlet of the reduction furnace 10 is the same as that at the inlet. FIG. 5 is a diagram showing the gas flow in the entire furnace of the reduction furnace 10 of FIGS. 1 and 2. Referring to FIGS. 4 and 5, nitrogen gas is introduced into the chamber 19 as indicated by an arrow 39, and is formed with a plurality of circumferential intervals from the chamber 19 as indicated by an arrow 40. Nitrogen gas is released from the curtain hole 8 into the furnace as indicated by an arrow 41. Here, in the embodiment of the present invention, the chamber 19 is a box-shaped one having a U-shaped cross section, the top surface of the tip is closed, and a nozzle for introducing nitrogen gas at the bottom. Call. The curtain mechanism refers to a mechanism for forming a planar gas shielding film by blowing nitrogen gas into the tube from each hole of the curtain hole 8, and the gas shielding film is called a curtain.
[0038]
As shown by the arrow 34, the hydrogen gas flowing from the inner muffle 3 mixes with the nitrogen gas released from the curtain hole 8, and due to the difference in specific gravity, the hydrogen gas is released as shown by the arrow 37. The flame is released toward the flame outlet 18 as indicated by reference numeral 38 and does not flow to the workpiece inlet 6. At this time, a part of the nitrogen gas is not mixed with hydrogen and flows toward the inlet 6 and the outlet 7 as indicated by arrows 44.
[0039]
Further , regarding the positions of the flame outlets 18 arranged in the inlet side and outlet side tubes 17 of the reduction furnace 10, the distance from the end surface of the inlet 6 or the outlet 7 to the center position of the flame outlet 18 is particularly strictly defined. What is necessary is just to arrange | position to the furnace body direction side slightly from the end surface of each opening | mouth. The reason is that leakage of hydrogen gas in the inlet or outlet direction can be prevented by increasing the flow rate of the nitrogen gas for curtain supplied from the chamber 19 disposed below the flame outlet 18.
[0040]
With respect to the position of the flame outlet 18 disposed at a position far from the mouth end face of the inlet side and outlet side tube 17 of the reduction furnace 10, the distance from the end face of the inlet 6 or outlet 7 to the center position of the flame outlet 18. is the as described, but the present invention is defined particularly strictly, it is sufficient slightly spaced apart and Hoenn port 18 of the end face. The reason is that by arranging two or more flame outlets 18 and chambers 19 in each tube 17, hydrogen gas can be reliably guided to the flame outlet 18 and burned, and the inlet 6 and the outlet 6. This is because leakage of hydrogen gas can be prevented. Arrows 42 and 43 indicate the loading and discharging directions of the workpiece at the workpiece inlet 6 and the outlet 7, respectively.
[0041]
Further, as shown in FIG. 5, nitrogen gas is introduced from the nitrogen gas inlet 16 provided in the furnace body 1 and flows toward the workpiece inlets 6 and 7 together with the hydrogen gas from the inner muffle 3.
[0042]
Next, the effect by use of the reduction furnace by embodiment of this invention is demonstrated.
[0043]
A uniform discoloration was seen on the surface of the wire-like workpiece after passing through the furnace, and it was fully reduced. Further, in this example, a wire made of Mo having a maximum diameter of φ10 mm could be passed without contacting the muffle.
[0044]
In addition, the curtain nitrogen flow rate is set to 5 [L / min] and 10 [L / min] at both the entrance and exit, heater terminal box: hydrogen flow rate 6 [L / min], furnace body nitrogen flow rate 5 [L / min] The hydrogen concentration at the inlet and outlet of the furnace with an inner diameter of 16.7 mm was below the measuring limit of the instrument (less than 0.5% LEL), and there was no risk of explosion.
[0045]
The heater power at the furnace treatment temperature was about 4 kW, which could be reduced to 65% or less as compared to the calculated value of about 6.5 kW when the entire furnace was in a hydrogen atmosphere. Moreover, the small and high heat insulation effect was acquired, and the outer wall temperature was able to be 120 degrees C or less by actual value. The outer wall temperature is 200 ° C. or more when the inside of the furnace has the same dimensions and a hydrogen atmosphere. Compared to that, it was about 60%.
[0046]
In addition, since the heat insulation in the furnace could be reduced to about ½ compared to the furnace having a hydrogen atmosphere in the furnace, the size of the apparatus could be made compact with a height of 1200 mm × width of 1000 mm × depth of 600 mm.
[0047]
In addition, since the unit price of hydrogen gas is about twice that of nitrogen gas, the running cost can be reduced to 85% in terms of flow rate compared to the case where hydrogen gas is introduced into the furnace body.
[0048]
In the embodiment of the present invention described above, fibrous ceramic fibers are used as the heat insulating material, but general heat insulating bricks may be used.
[0049]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the furnace port structure can continuously reduce the workpiece without oxidizing it, a reduction furnace with extremely high production efficiency can be provided.
[0050]
Furthermore, according to the present invention, since the heat insulation method uses nitrogen gas and a heat insulating material, the amount of heat insulating material used can be reduced. Therefore, according to this invention, since it is the compact furnace body structure which does not take space, the reduction furnace which is easy to industrialize can be provided.
[0051]
Further, according to the present invention, before and after the process, i.e. feeding the workpiece in continuous manner to the reduction furnace Dantsu, and the device can be taken out continuously with a can structure be connected to the furnace production It is possible to provide a reduction furnace capable of enhancing the properties.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view as seen from the upper surface of a substantially central portion of a furnace body of a reduction furnace according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view seen from the side of the reduction furnace of FIG.
FIG. 3 is a diagram schematically showing the flow of hydrogen gas inside the furnace body of the reduction furnace of FIGS. 1 and 2;
FIG. 4 is a diagram showing the flow of nitrogen and hydrogen gas at the inlet and outlet of the reduction furnace 10 and the direction in which the workpiece is charged.
FIG. 5 is a diagram showing a gas flow in the entire furnace of the reduction furnace 10 of FIGS. 1 and 2;
FIG. 6 is a view schematically showing a batch type reduction furnace according to the prior art.
[Explanation of symbols]
1 Furnace 2 Outer muffle 3 Inner muffle 4 Heater 5 Ventilation holes 6, 7 Entrance / exit (entrance, exit)
8 Curtain holes 9 and 14 Protective tube 10 Reduction furnace 11 Heater terminal box 12 Heat insulation material 13 Thermocouple 15 Heat insulation material 16 Nitrogen gas introduction port 17 Tube 18 Flame discharge port 19 Chamber 22 Support brick 100 Batch type reduction furnace 101 Furnace body 102 Work 103 Thermocouple 104 Heater 105 Flame release 106 Pilot flame 107 Muffle 108a, 108b Door 110 Hydrogen gas

Claims (3)

高融点金属の長尺ワイヤー、巾が狭く薄い板材、及び箔状の材料からなる長尺状のワークの表面を酸化させることなく熱処理できる炉であって、当該炉の炉体内部に
ヒータが外面に巻きつけられ、且つ内部を熱処理されるワークが通過させることができるよう両端が開放である内マッフルと、
前記ヒータを保護する雰囲気を有するように、前記内マッフルの外側に設けられ両端が内マッフル外面とモルタルで閉塞されている前記内マッフル断面より断面が大きく且つ短い外マッフルとを有する二重構造のマッフルと、
前記炉体の両端にあり且つ前記内マッフルの延長線上に設けられるワークの入口部および出口部を有するチューブの下面に複数のカーテン用孔を備える複数の不活性ガスカーテン機構と、
前記不活性ガスカーテン機構の上部に設けられ、前記内マッフル内の雰囲気水素を燃焼させる複数の放炎口と
を備えることを特徴とする還元炉。
A furnace capable of heat-treating a surface of a long workpiece made of a long wire of a refractory metal, a thin and thin plate material, and a foil-like material without being oxidized , inside the furnace body of the furnace
An inner muffle whose both ends are open so that a heater can be wound around the outer surface and a workpiece to be heat-treated can pass therethrough;
A double structure having an outer muffle having a larger cross section than the inner muffle cross section provided at the outer side of the inner muffle and having both ends closed with mortar and having a shorter cross section so as to have an atmosphere for protecting the heater. Muffle,
A plurality of inert gas curtain mechanisms having a plurality of curtain holes on the lower surface of a tube having an inlet portion and an outlet portion of a workpiece provided at both ends of the furnace body and on an extension line of the inner muffle ;
A reduction furnace comprising: a plurality of flame outlets provided at an upper portion of the inert gas curtain mechanism and configured to burn atmospheric hydrogen in the inner muffle .
請求項1記載の還元炉において、前記二重構造のマッフル内および前記炉体の外から前記二重構造マッフルへ水素ガスを供給する保護管内が水素雰囲気であり、前記炉体の中の前記二重構造マッフルおよび前記保護管を除く空間部の断熱材を窒素雰囲気とする断熱構造としたことを特徴とする還元炉。2. The reduction furnace according to claim 1, wherein a hydrogen atmosphere is provided in the double-structured muffle and in a protective tube for supplying hydrogen gas from outside the furnace body to the double-structured muffle, and the inside of the furnace body includes the hydrogen atmosphere. A reduction furnace characterized by having a heat insulating structure in which a heat insulating material in a space excluding the double structure muffle and the protective tube has a nitrogen atmosphere . 請求項1又は2に記載の還元炉において、前記二重構造のマッフルは、前記炉体の外から前記外マッフルを貫通し前記外及び内マッフルの空間部に水素ガスを供給する複数の保護管を備え、前記内マッフルは該内部に前記水素ガスを供給する為の複数の貫通した通気孔を備えることを特徴とする還元炉。In the reduction furnace according to claim 1 or 2, the muffle of the double structure, the furnace body out of the plurality of supplying hydrogen gas to the space portion of the outer and Uchima Waffles through said outer Ma Waffles of a protective tube, the reducing furnace said Ma Waffles is characterized in that it comprises a plurality of through-vent for supplying the hydrogen gas to the internal.
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