JP4419159B2 - Method for processing gas from object to be heated and heating furnace therefor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
被加熱処理物が熱間加工のために、またはそれに先だって脱脂等のために加熱炉内で加熱されると、被加熱処理物から炉室内に有機性物質が蒸発、気散する。このような物質は油脂性ガスやダイオキシン派生型ガスであったりする。
【0002】
本発明は、このような被加熱処理物からのガスの環境汚染性を低減させて、炉外に排出するための新規な処理方法と、そのための新規な加熱炉に関するもので有る。
【0003】
【従来の技術】
上記した如く加熱炉で加熱されて被加熱処理物より炉室内に蒸発、気散したガスは、大気中に排出される。このため、パイプによってガスを炉外の燃焼筒に導き、ここで燃焼した後に大気中に排出することが知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このように加熱された被加熱処理物からのガスは、炉室内の各部分の全般にわたって一様の量で蒸発するのではなく、しかもガスは一般に油脂性で粘着性が強いので、ガスの全部を一様に燃焼筒やバーナー中に導いて完全に燃焼することが難しく、その一部はパイプ内や炉室内の壁上に軟化あるいは融解状態で付着し、灰状の堆積物となって炉の燃焼を阻害したり、炉壁を侵食したりすることになる。
【0005】
そこで、本発明では、被加熱処理物からのガスが炉室を侵食したりすることがなく、しかも該ガスを炉室内に設けられたバーナーに良好に導くことができる方法と、そのための加熱炉を提案するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明では、断熱材で囲まれた炉室内に耐熱性のマッフルを設け、この中で被加熱処理物をマッフル外の炉室内に設けられた負圧燃焼輻射加熱管によって加熱することより、被加熱処理物からのガスが炉室を侵食したりすることがない。しかも、このマッフルの外周に複数の開口を設け、かつこの開口の開度を調節自在とすることにより、ガスを上記した負圧燃焼輻射加熱管に良好に導くことができるものである。以下、添付の図面を参照して、本発明になる好適な実施例を説明する。
【0007】
【発明の実施の形態】
実施例1
図中で符号1は、本発明の方法を達成するために好適な長尺な加熱炉の全体を示している。鋼製の炉殻2に覆われて断熱材3があり、この断熱材3の壁に囲まれて断面が矩形で長尺な炉室4が作られている。この実施例では、炉室4の幅は100cm、高さは70cmで、その全長は296cmである。
【0008】
この炉室4の全長にわたり、かつその両端から炉外へ伸展するように、耐熱鋼製のマッフル5が加熱炉1に設けられている。炉室4とマッフル5との間は、後記する開口8を除いては気密を保つように取り付けられている。この実施例では、マッフルの幅は80cmで、高さは30cmで、その全長を326cmとした。
【0009】
上記した開口8の複数が、マッフルの外周に設けられる。この実施例では、マッフル5の両側壁に互いに間隔を置いてそれぞれ直径が6cmの4個の円形の開口を設けたが、該開口8はマッフルの底面または上面壁に設けられてもよい。
【0010】
また、図示されていないが、その開口度を炉外から調節できるように作られている。マッフル5の両端の入口と出口とはそれぞれ開閉自在な蓋15で覆われており、マッフル中を循環して走るコンベヤベルト6上に乗って被加熱処理物9がマッフル5内を通過する。
【0011】
符号7は、マッフル5の外で炉室4内に設けられた複数の負圧燃焼輻射加熱管で、内筒11と外筒12とからなり、炉外に伸びる内筒11の外方端14から燃料と燃焼用の空気とが送られ、一方、炉外に伸びる外筒12の外方端には炉室4内よりも外筒12内が負圧となるように働く排気口13が設けられている。内筒11と外筒12の炉室4内に伸びる内方端はそれぞれ炉室4内に開口する。なお、符号10は加熱炉1の支脚である。
【0012】
上述した構成になる加熱炉は、以下に述べる如く運転される。負圧燃焼輻射加熱管7の内筒11の外方端14から内筒中に送られた燃料と空気は内筒11中で燃焼し、その燃焼廃ガスは排気口13に働く負圧により外筒12を通って該排気口13から大気中に排出される。
【0013】
コンベヤ6に乗ってマッフル5中を通る被加熱処理物9は、加熱管7によって加熱され、被加熱処理物から蒸発、離脱した有機性蒸発物質は、開口8と炉室4とを通って負圧燃焼輻射加熱管7に吸入され、そこで燃焼または熱分解して加熱管の排気口13から大気中に排出される。
【0014】
なお、コンベヤに乗って図中で左手の入口からマッフル5内に入った被加熱処理物9は、マッフル5内を進行するのにつれて次第に加熱され、図3に示されるように被加熱処理物からの蒸発ガスの量も次第に増す。このようなガスをマッフルからその開口8を介して炉室内に円滑に流し、効率良く加熱管7に吸入させるために、必要によっては開口8の開口度を調節する。例えば、図中の一番左手の開口を半開にし、次の開口を3/4開にし、次の2つの開口を何れも全開にする。
【0015】
1個8g の鋼製のネジを、毎時120Kgで上記した加熱炉で600℃に加熱した。毎時1.2 Kgの機械加工用鉱油が、被加熱処理物のネジから蒸発した。この蒸発物は、マッフル5の側面の開口8から円滑にマッフル外に流れ、負圧燃焼輻射加熱管7に吸引され、加熱管に送られた燃料と共に燃焼した。このときの加熱管の全部に送られた天然燃料ガスの燃焼総量は、毎時95000Kcalで、加熱管からの廃ガス中の残量酸素量が5%を保つように燃焼用空気の加熱管への供給を調節した。排気口13から排出された廃ガス中にはメタンは検出されず、被加熱処理物のネジから蒸発した鉱油が熱分解されていることが確認できた。
【0016】
延べ150時間の操業後に、ネジをマッフル中に送らずにマッフルを700℃で2時間加熱し、いわゆる空焼きした。マッフルの開口からの蒸発物が認められ、マッフル中の壁に付着していた堆積物が高温に曝されて、蒸発し、除去されたことが認められた。
【0017】
実施例2
上記した加熱炉のマッフル内に開口部から大気が侵入しないように、窒素ガスを送りながら摂氏600℃に炉の温度を保ち、毎時43Kgの炭素繊維前駆体を熱処理したところ、排気ガス中にはメタンは検出されなかった。
【0018】
実施例3
上記加熱炉のマッフル内に、開口部から大気が侵入しないように窒素ガスを送りながら、プレス成型した構造用クロム鋼粉体からなる歯車の焼結前駆体を、毎時400個(総重量200Kg)を600℃で熱処理したところ、プレス成型時に粉体に加えられた高分子化合物の98%以上が蒸発、除去された。また、排気ガス中にはメタンは検出されなかった。
【0019】
【発明の効果】
上述したところから明らかな通り、本発明によれば被加熱処理物に含まれる有機性物質等が炉内にて熱処理によって蒸発、気散されるとき、これらの物質が炉内でほとんど完全に加熱分解されて炉外に排出される。しかも、本発明の方法と加熱炉では、該有機性物質等は炉内で燃焼されて、被加熱処理物の加熱のための加熱源として利用される副次的な効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法を達成するために好適に用いられる加熱炉の一例の説明的な正面断面図である。
【図2】図1に示される加熱炉の説明的な側面断面図である。
【図3】被加熱処理物が加熱炉内を通るとき、通過時間に伴って昇温し、処理物からの蒸発ガスの量も従って増加することを説明的に示すグラフである。
【符号の説明】
1−加熱炉の全体
2−炉殻
3−断熱材
4−炉室
5−マッフル
6−コンベアベルト
7−負圧燃焼輻射加熱管
8−マッフルの外周の開口
9−被加熱処理物
10−支脚
11−負圧燃焼輻射加熱管の内筒
12−負圧燃焼輻射加熱管の外筒
13−排気口
14−燃料(燃焼用空気)供給口
15−マッフルの入口と出口の開閉自在蓋[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
When the object to be heated is heated in the heating furnace for hot working or prior to degreasing, the organic substance evaporates and diffuses from the object to be heated into the furnace chamber. Such a substance may be an oleaginous gas or a dioxin-derived gas.
[0002]
The present invention relates to a novel processing method for reducing the environmental pollution of gas from such a material to be heated and discharging it to the outside of the furnace, and a novel heating furnace therefor.
[0003]
[Prior art]
As described above, the gas heated in the heating furnace and evaporated and diffused from the object to be heated into the furnace chamber is discharged into the atmosphere. For this reason, it is known that gas is guided to a combustion cylinder outside the furnace by a pipe and burned here and then discharged into the atmosphere.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the gas from the object to be heated heated in this way does not evaporate in a uniform amount throughout each part in the furnace chamber, and the gas is generally greasy and sticky. It is difficult to completely incinerate all of this into a combustion cylinder or burner, and some of them adhere to the inside of the pipe or the furnace chamber in a softened or molten state, resulting in ash-like deposits. This will hinder the combustion of the furnace and erode the furnace wall.
[0005]
Therefore, in the present invention, a gas from the object to be heated does not erode the furnace chamber, and the gas can be favorably guided to a burner provided in the furnace chamber, and a heating furnace therefor This is a proposal.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, a heat-resistant muffle is provided in the furnace chamber surrounded by the heat insulating material, and the object to be heated is heated by a negative pressure combustion radiation heating tube provided in the furnace chamber outside the muffle. Gas from the heat-treated product does not erode the furnace chamber. Moreover, by providing a plurality of openings on the outer periphery of the muffle and making the opening degree of the openings adjustable, the gas can be favorably guided to the above-described negative pressure combustion radiation heating pipe. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Example 1
In the figure, reference numeral 1 denotes the whole of a long heating furnace suitable for achieving the method of the present invention. A heat insulating material 3 is covered with a
[0008]
A heat-
[0009]
A plurality of the
[0010]
Moreover, although not shown in figure, it is made so that the opening degree can be adjusted from the outside of a furnace. The inlets and outlets at both ends of the
[0011]
[0012]
The heating furnace configured as described above is operated as described below. Fuel and air sent into the inner cylinder from the
[0013]
An
[0014]
In addition, the to-be-heated processed
[0015]
One 8 g steel screw was heated to 600 ° C. in the heating furnace described above at 120 kg / h. 1.2 Kg / hour of mineral oil for machining evaporated from the screw of the object to be heated. The evaporated material smoothly flowed out of the
[0016]
After a total of 150 hours of operation, the muffle was heated at 700 ° C. for 2 hours without sending the screws into the muffle and so-called baked. Evaporant from the opening of the muffle was observed, and it was observed that the deposits that had adhered to the walls in the muffle were exposed to high temperatures, evaporated and removed.
[0017]
Example 2
In order to prevent the atmosphere from entering the muffle of the heating furnace, the temperature of the furnace was maintained at 600 ° C. while sending nitrogen gas, and a carbon fiber precursor of 43 kg / hour was heat-treated. Methane was not detected.
[0018]
Example 3
400 Sintering Precursors of Gears made of Structural Chrome Steel Powder Press-molded while sending nitrogen gas into the muffle of the heating furnace so that the atmosphere does not enter through the opening (total weight 200 kg) As a result of heat treatment at 600 ° C., 98% or more of the polymer compound added to the powder during press molding was evaporated and removed. Also, no methane was detected in the exhaust gas.
[0019]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, when organic substances contained in the object to be heated are evaporated and diffused by heat treatment in the furnace, these substances are almost completely heated in the furnace. It is decomposed and discharged out of the furnace. Moreover, in the method and heating furnace of the present invention, the organic substance and the like are combusted in the furnace and have a secondary effect of being used as a heating source for heating the object to be heated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory front sectional view of an example of a heating furnace preferably used for achieving the method of the present invention.
2 is an explanatory side cross-sectional view of the heating furnace shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a graph illustratively showing that when the object to be heated passes through the heating furnace, the temperature rises with the passage time, and the amount of evaporated gas from the object to be treated increases accordingly.
[Explanation of symbols]
1-Overall heating furnace 2-Furnace shell 3-Insulation material 4-Furnace room 5-Muffle 6-Conveyor belt 7-Negative pressure combustion radiation heating tube 8-Opening on the outer periphery of the muffle 9-Heated object 10-Support 11 -
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