JP7110281B2 - Binder removal furnace - Google Patents
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Description
本発明は、粉末成形体において金属粉末、無機粉末等の主材料を結合するバインダを加熱処理により除去する脱バインダ炉に関するものである。 The present invention relates to a debindering furnace for removing, by heat treatment, binders that bind main materials such as metal powders and inorganic powders in powder compacts.
たとえば、プレス成形、射出成形、押出し成形等の粉末成形体の成形に際して、金属粉末、無機粉末等の主材料に、均質化、塑性、成形性、保形性などを高めるための成形助剤として機能する有機質たとえばパラフィン、ワックス、カンファ等のバインダが混入される。そして、その粉末成形体の焼結工程に先立って、大気中、不活性ガス中、真空中等において脱バインダ(脱脂)工程が実施される場合がある。上記脱バインダ工程では、焼結工程においてバインダが焼結品質維持の弊害となることを抑制するために、粉末成形体の成形に際して添加されたバインダを除去する熱処理が行われる。 For example, when forming powder compacts such as press molding, injection molding, extrusion molding, etc., as a molding aid for improving homogenization, plasticity, moldability, shape retention, etc. for main materials such as metal powders and inorganic powders. Binders such as paraffins, waxes, camphor, etc., are incorporated. Prior to the step of sintering the powder compact, a binder removal (degreasing) step may be performed in the air, in an inert gas, in a vacuum, or the like. In the binder removal step, a heat treatment is performed to remove the binder added during the molding of the powder compact in order to prevent the binder from becoming a detriment to maintaining sintering quality in the sintering step.
上記バインダの除去をも行なう脱バインダ炉として、特許文献1に記載された粉末冶金用焼結炉が提案されている。この粉末冶金用焼結炉は、炉体の外壁を成す冷却ジャケットの内側に、炉本体を備え、炉本体内に収容された被加熱物を加熱エレメントによってたとえば200℃以上に加熱することで、被加熱物に含まれたバインダたとえばパラフィンを液状にして被加熱物が載置されたテーブルから滴下させ、排出口から回収タンク内に回収するようにされている。 As a debindering furnace that also removes the binder, a sintering furnace for powder metallurgy described in Patent Document 1 has been proposed. This sintering furnace for powder metallurgy is provided with a furnace body inside a cooling jacket that forms the outer wall of the furnace body, and heats an object to be heated contained in the furnace body to, for example, 200° C. or higher with a heating element, A binder such as paraffin contained in the object to be heated is liquefied and dripped from the table on which the object to be heated is placed, and is recovered in a recovery tank through a discharge port.
しかしながら、特許文献1に記載された粉末冶金用焼結炉では、被加熱物に含まれたバインダが液化することによって除去されるが、揮発したバインダは炉本体内に滞留するので、その炉本体内での焼結が行なわれると、その揮発したバインダによって焼結品質が充分に得られない場合があるという問題があった。 However, in the powder metallurgy sintering furnace described in Patent Document 1, the binder contained in the object to be heated is liquefied and removed, but the volatilized binder stays in the furnace body. When sintering is performed inside, there is a problem that sufficient sintering quality may not be obtained due to the volatilized binder.
本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、加熱物から発生するバインダの炉本体内から抜けがよく、その炉本体での焼結において焼結品質が充分に得られる脱バインダ炉を提供することにある。 The present invention has been made against the background of the above circumstances, and its object is to facilitate removal of the binder generated from the heated object from the furnace main body, and to improve the sintering quality in the sintering in the furnace main body. To provide a debindering furnace capable of sufficiently obtaining binders.
本発明者は、上記の課題を解決するために種々の検討を重ねた結果、加熱炉の外壁により形成された空間内に収容された炉本体内に大気中、不活性ガス等のガスを導入し、炉本体に収容された被加熱物から出されるバインダを前記ガスで希釈しながら炉本体の外に導く通り道を設けるとともに、炉本体から出されたバインダを含むガスを、冷却ジャケットに接触させつつ加熱炉外へ排気させるようにすると、被加熱物から揮発したバインダは、冷却ジャケットに捕捉されて効率よく回収されることを見いだした。本発明はその知見に基づいて為されたものである。 As a result of various investigations in order to solve the above problems, the inventor of the present invention introduced a gas such as an inert gas in the atmosphere into the furnace body accommodated in the space formed by the outer wall of the heating furnace. A passage is provided for diluting the binder emitted from the object to be heated contained in the furnace main body with the gas and leading it out of the furnace main body, and the gas containing the binder emitted from the furnace main body is brought into contact with the cooling jacket. It was found that the binder volatilized from the object to be heated is captured by the cooling jacket and efficiently recovered when the object to be heated is exhausted to the outside of the heating furnace. The present invention has been made based on this finding.
すなわち、本発明の要旨とするところは、(a)上壁、底壁、および、前記上壁と前記底壁とを連結する4つの側壁を有して加熱空間を形成する炉壁、および前記加熱空間に収容された被加熱物を加熱するヒータを有する炉本体と、前記炉壁の前記上壁、前記底壁、及び前記上壁と前記底壁とを連結する4つの側壁に対して、所定の間隙を隔てて対向する、下外壁部、上外壁部、及び4つの横外壁部から構成されて前記炉本体を収容する外壁と、を有する脱バインダ炉であって、(b)前記炉本体内にガスを導入するガス供給管と、(c)前記炉壁を貫通して設けられ、前記ガスおよび前記炉本体内の被加熱物から揮発したバインダを、前記炉壁のうちの前記底壁と前記外壁の前記下外壁部との間の空間へ導く脱ガス穴と、(d)前記外壁の前記上外壁部を貫通して設けられた排気管と、(e)前記炉壁のうちの少なくとも一部に前記脱ガス穴から前記排気管までのガス流通経路を介して対向するように設けられた冷却ジャケットと、を含み、(e)前記冷却ジャケットは、前記4つの側壁に対して同じ間隙で、前記脱ガス穴から前記排気管までのガス流通経路を介して対向するように配設されており、(f)前記ガス供給管は前記ガスを相対向して噴射する少なくとも一対のガス供給管であって、前記一対のガス供給管の一方は、前記4つの側壁のうちの相対向する一対の側壁の一方の上部のみを貫通した状態で設けられ、前記一対のガス供給管の他方は、前記4つの側壁のうちの相対向する一対の側壁の他方の上部のみを貫通した状態で設けられており、(g)前記脱ガス穴は、前記少なくとも一対のガス供給管よりも多い本数で前記底壁に貫通して設けられて、前記ガス供給管の流通断面積よりも大きい流通断面積を有するものであり、前記ガスおよび前記被加熱物から揮発したバインダを、前記脱ガス穴の導入速度よりも低流速で前記底壁に対向する下外壁部と前記底壁との間の空間へ導くものである。 That is, the gist of the present invention is (a) a furnace wall having a top wall, a bottom wall, and four side walls connecting the top wall and the bottom wall to form a heating space; For a furnace body having a heater for heating an object to be heated housed in the heating space, the upper wall of the furnace wall, the bottom wall, and four side walls connecting the top wall and the bottom wall , and an outer wall for accommodating the furnace main body, which is composed of a lower outer wall, an upper outer wall, and four lateral outer walls facing each other with a predetermined gap, wherein (b (c) a gas supply pipe for introducing gas into the furnace main body; (d) an exhaust pipe extending through said upper outer wall of said outer wall; (e) said furnace (e) cooling jackets provided on at least a portion of the walls so as to face each other via a gas flow path from the degassing hole to the exhaust pipe; (f) the gas supply pipes inject the gas in opposite At least one pair of gas supply pipes, wherein one of the pair of gas supply pipes is provided in a state of penetrating only the upper portion of one of the pair of opposite side walls of the four side walls, and the pair of gas supply pipes (g) the degassing hole extends through the at least one pair of gas supply pipes; are provided through the bottom wall in a larger number than the The gas is led to the space between the bottom wall and the lower wall facing the bottom wall at a flow rate lower than the introduction speed of the degassing holes.
本発明の脱バインダ炉によれば、前記炉本体内にガスを導入するガス供給管と、前記炉壁を貫通して設けられ、前記ガスおよび前記炉本体内の被加熱物から揮発したバインダを、前記炉壁のうちの前記底壁と前記外壁の前記下外壁部との間の空間へ導く脱ガス穴と、前記外壁の前記上外壁部を貫通して設けられた排気管と、前記炉壁のうちの少なくとも一部に前記脱ガス穴から前記排気管までのガス流通経路を介して対向するように設けられた冷却ジャケットと、を含む。このため、炉本体に収容された被加熱物から出されるバインダをガス供給管を介して炉本体内に供給されたガスで希釈しながら炉本体の外に導く一方向の通り道が設けられるとともに、炉本体から脱ガス穴を通して出されたバインダを含むガスが、冷却ジャケットに沿って冷却ジャケットに接触しつつ排気管を通して脱バインダ炉外へ排気される。これにより、被加熱物から揮発したバインダが炉本体内に滞留することが抑制され、冷却ジャケットに捕捉されて効率よく回収されるので、被加熱物から発生するバインダの炉本体内から抜けがよく、その炉本体での焼結において焼結品質が充分に得られる。
また、前記炉壁は、上壁、前記底壁、および、前記上壁と前記底壁とを連結する4つの側壁を有するものであり、(f)前記冷却ジャケットは、前記4つの側壁に対して同じ間隙で、前記脱ガス穴から前記排気管までのガス流通経路を介して対向するように配設されているので、脱ガス穴から排気管までのガス流通経路において、ガス中のバインダが効率よく冷却ジャケットに捕捉される。
また、前記ガス供給管は前記ガスを相対向して噴射する少なくとも一対のガス供給管であって、前記一対のガス供給管の一方は、前記4つの側壁のうちの相対向する一対の側壁の一方の上部のみを貫通した状態で設けられ、前記一対のガス供給管の他方は、前記4つの側壁のうちの相対向する一対の側壁の他方の上部のみを貫通した状態で設けられており、(h)前記脱ガス穴は、前記少なくとも一対のガス供給管よりも多い本数で前記底壁に貫通して設けられて、前記ガス供給管の流通断面積よりも大きい流通断面積を有するものであり、前記ガスおよび前記被加熱物から揮発したバインダを、前記脱ガス穴の導入速度よりも低流速で前記底壁に対向する下外壁部と前記底壁との間の空間へ導くものである。これにより、炉本体内において、上方から下方へ向かい且つ前記脱ガス穴を抜けるガスの一方向の流れが緩やかに形成されるので、被加熱物から発生するバインダの炉本体から抜けがよく、その炉本体での焼結において焼結品質が充分に得られる。また、脱ガス穴を抜けて排気管へ流れるガスの流れが緩やかとされて乱流が抑制されるので、ガスに含まれるバインダが冷却ジャケットに効率よく捕捉されて回収される。
According to the debindering furnace of the present invention, a gas supply pipe for introducing gas into the furnace body and a binder that is provided through the furnace wall and volatilized from the gas and the object to be heated in the furnace body are discharged. a degassing hole leading to a space between the bottom wall of the furnace wall and the lower outer wall portion of the outer wall; an exhaust pipe provided through the upper outer wall portion of the outer wall; a cooling jacket provided on at least a part of the wall so as to face each other via a gas flow path from the degassing hole to the exhaust pipe. For this reason, a one-way path is provided to guide the binder discharged from the object to be heated contained in the furnace main body to the outside of the furnace main body while diluting it with the gas supplied into the furnace main body through the gas supply pipe, The binder-containing gas discharged from the furnace body through the degassing holes is exhausted out of the binder removal furnace through the exhaust pipe while contacting the cooling jacket along the cooling jacket. As a result, the binder volatilized from the object to be heated is prevented from remaining in the furnace body, and is captured by the cooling jacket and collected efficiently, so that the binder generated from the object to be heated is easily removed from the furnace body. , sufficient sintering quality is obtained in sintering in the furnace body.
Further, the furnace wall has a top wall, a bottom wall, and four side walls connecting the top wall and the bottom wall , and (f) the cooling jacket has a are arranged to face each other with the same gap through the gas distribution path from the degassing hole to the exhaust pipe, so that the binder in the gas does not Efficiently trapped in the cooling jacket.
Further, the gas supply pipes are at least a pair of gas supply pipes for injecting the gas to face each other, and one of the pair of gas supply pipes is one of the pair of side walls facing each other among the four side walls. The other of the pair of gas supply pipes is provided in a state of penetrating only one upper portion, and the other of the pair of gas supply pipes is provided in a state of penetrating only the upper portion of the other of the pair of side walls facing each other out of the four side walls, (h) The degassing holes are provided through the bottom wall in a number greater than that of the at least one pair of gas supply pipes, and have a flow cross-sectional area larger than that of the gas supply pipes. and guides the gas and the binder volatilized from the object to be heated to the space between the bottom wall and the lower wall facing the bottom wall at a flow velocity lower than the introduction velocity of the degassing hole. . As a result, a unidirectional flow of gas from the upper side to the lower side through the degassing holes is formed gently in the furnace body, so that the binder generated from the object to be heated can easily escape from the furnace body. A sufficient sintering quality is obtained in sintering in the furnace body. In addition, since the flow of gas flowing through the degassing holes to the exhaust pipe is moderated and turbulence is suppressed, the binder contained in the gas is efficiently captured and collected by the cooling jacket.
ここで、好適には、前記ヒータは、前記上壁、前記底壁、および、前記4つの側壁にそれぞれ設けられている。これにより、被加熱物は、前記炉壁の底壁、上壁、および前記4つの側壁にそれぞれ設けられたヒータにより均一に加熱されるので、脱バインダが短時間で効率よく行なわれる。
Here, preferably, the heaters are provided on the top wall, the bottom wall, and the four side walls, respectively. As a result, the object to be heated is uniformly heated by the heaters respectively provided on the bottom wall, the upper wall, and the four side walls of the furnace wall, so that the binder removal is efficiently performed in a short time.
また、好適には、前記底壁に対向する下外壁部には、前記下外壁部に貯留したタールを排出する開閉弁付のタールドレン管が設けられている。これにより、開閉弁を開くことで、前記下外壁部上に貯留したタールがタール受け容器に回収される。 Preferably, the lower outer wall facing the bottom wall is provided with a tar drain pipe with an on-off valve for discharging the tar accumulated in the lower outer wall. Thus, by opening the on-off valve, the tar accumulated on the lower outer wall portion is collected in the tar receiving container.
また、好適には、前記下外壁部には、前記タールドレン管に向うほど低くなる傾斜面が設けられている。これにより、前記下外壁部上に貯留したタールが効率よくタール受け容器に回収される。 Preferably, the lower outer wall portion is provided with an inclined surface that becomes lower toward the tar drain pipe. As a result, the tar accumulated on the lower outer wall portion is efficiently collected in the tar receiving container.
また、好適には、前記排気管は、前記外壁のうちの前記炉本体の上方に位置する上外壁部を貫通して設けられ、前記上外壁部には、前記排気管に向うほど高くなる傾斜面が設けられている。これにより、前記上外壁部からのタールの滴下が抑制され、炉本体の汚染が軽減される。 Preferably, the exhaust pipe is provided through an upper outer wall portion of the outer wall located above the furnace main body, and the upper outer wall portion has an inclination that becomes higher toward the exhaust pipe. face is provided. As a result, dripping of tar from the upper outer wall portion is suppressed, and contamination of the furnace main body is reduced.
また、好適には、前記炉本体は、前記被加熱物の脱バインダ処理が終了すると、前記被加熱物を前記炉本体内に位置している状態で前記脱バインダ処理に続いて前記被加熱物の焼結処理を行なうものである。これにより、脱バインダ工程および焼結工程が、炉本体内において連続的に行なわれる利点がある。 Preferably, when the binder removal process for the object to be heated is completed, the furnace body is arranged to remove the object to be heated while the object to be heated is positioned in the furnace body following the binder removal process. sintering treatment is performed. As a result, there is an advantage that the binder removal process and the sintering process are continuously performed within the furnace body.
以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は発明に関連する要部を説明するものであり、寸法及び形状等は必ずしも正確に描かれていない。 An embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. In the following examples, the drawings are intended to explain the essential parts related to the invention, and the dimensions, shapes, etc. are not necessarily drawn accurately.
図1は、本発明の一実施例の脱バインダ炉10の水平断面を示す模式図、図2は脱バインダ炉10の縦断面を示す模式図、図3は、脱バインダ炉10内のガス流通経路Fを破線で説明する模式的な斜視図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a horizontal section of a
一般に、プレス成形、射出成形、押出し成形等の粉末成形体の成形に際して、金属粉末、無機粉末等の主材料に、均質化、塑性、成形性、保形性などを高めるための成形助剤として機能する有機質たとえばパラフィン、ワックス、カンファ等のバインダが混入される。そして、粉末成形体の焼結に際してバインダが焼結品質維持の弊害となることを抑制するために、その粉末成形体の焼結に先立って、大気中、不活性ガス中、真空中等において脱バインダ(脱脂)が実施される。脱バインダ炉10では、そのような粉末成形体である被加熱物Wに添加されたバインダをその焼結に先立って除去する熱処理が行われるようになっている。
In general, when forming powder compacts such as press molding, injection molding, extrusion molding, etc., it is used as a molding aid to improve homogenization, plasticity, moldability, shape retention, etc. for main materials such as metal powders and inorganic powders. Binders such as paraffins, waxes, camphor, etc., are incorporated. In order to prevent the binder from becoming a detriment to maintaining the sintering quality when sintering the powder compact, the binder is removed in the air, in an inert gas, in a vacuum, etc. prior to sintering the powder compact. (degreasing) is performed. In the
図1及び図2に示すように、脱バインダ炉10は、被加熱物Wを加熱するための複数のヒータHが設けられた直方体形状の加熱空間E1を有する炉本体12と、炉本体12を気密に覆い、炉本体12に対して所定の間隙Ea、Eb、Ec、Ed、Ee、Efを隔てて炉本体12を気密に収容する直方体形状の外壁14とを備えている。本実施例の脱バインダ炉10はバッチ式であり、炉本体12及び外壁14には、被加熱物Wを出し入れするために、たとえば後述の側壁16c及び横外壁部14cを開閉する図示しない開閉機構が備えられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
炉本体12は、たとえばセラミックファイバー製等の断熱性の高い材料から一定の厚みに構成された炉壁16を備えており、炉壁16は、底壁16a、上壁16b、及び、それら底壁16a及び上壁16bを連結する4つの側壁16c、16d、16e、16fから構成されている。ヒータHは、被加熱物Wを取り囲むように、炉壁16の底壁16a、上壁16b、及び4つの側壁16c、16d、16e、16fにそれぞれ設けられている。
The
外壁14は、ガス流通経路Fを形成するように所定の間隙Ea、Eb、Ec、Ed、Ee、Efを挟んで底壁16a、上壁16b、及び4つの側壁16c、16d、16e、16fに対してそれぞれ対向する、下外壁部14a、上外壁部14b、及び4つの横外壁部14c、14d、14e、14fから構成されている。下外壁部14a及び上外壁部14bは、4つの横外壁部14c、14d、14e、14fにより連結されることで、炉本体12を収容する気密な空間を形成している。
The
それら下外壁部14a、上外壁部14b、及び4つの横外壁部14c、14d、14e、14fは、水、クーラント等の冷媒を冷媒配管15を介して循環させる空間を隔てた二重構造の板材から構成されることで、外壁14に設けられた冷却ジャケットとして機能している。
The lower
炉本体12の炉壁16において、4つの側壁16c、16d、16e、16fのうちの相対向する一対の側壁16d、16fの上部には、横外壁部14d、14fを貫通した不活性ガス供給管18の先端部が貫通した状態で2本ずつ設けられている。不活性ガス供給管18は本願発明のガス供給管として機能している。不活性ガス供給管18のうちの側壁16dに設けられた不活性ガス供給管18と側壁16fに設けられた不活性ガス供給管18とは、不活性ガスGを相対向して噴射する状態とされて、炉本体12内に窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスGが導入されるようになっている。
In the
炉本体12の底壁16aには、複数個たとえば不活性ガス供給管18の本数よりも多い個数たとえば16個の脱ガス穴20が厚み方向に貫通して形成されることで、脱ガス穴20の合計の流通断面積が不活性ガス供給管18のそれよりも大きくされている。このため、脱ガス穴20における不活性ガスGの流速が、不活性ガス供給管18での流入速度よりも大幅に低くされている。脱ガス穴20は、炉本体12内の被加熱物Wから揮発したバインダ及び不活性ガスGを、底壁16aと底壁16aの下側において底壁16aに対向する下外壁部14aとの間の空間へ導く。
In the
炉本体12の上方に位置する上外壁部14bの中央部には、脱ガス穴20から流出した不活性ガスGを自然排気或いは強制排気により排出する排気管22が上外壁部14bに中央部において上外壁部14bを貫通して設けられている。また、炉本体12の下方に位置する下外壁部14aには、下外壁部14a上に貯留したタールをタール受容器24へ排出するための開閉弁26付のタールドレン管28が複数個設けられている。
At the center of the
以上のように構成された脱バインダ炉10において、対を成す不活性ガス供給管18を通して炉本体12内に対向状態で不活性ガスGが導入されると、炉本体12内の上部に滞留した不活性ガスGがその上部から脱ガス穴20に向う不活性ガスGの流れが形成される。この状態で、炉本体12内の被加熱物WがヒータHによりたとえば200℃程度に加熱されて被加熱物Wからバインダが発生すると、バインダは上記脱ガス穴20に向う不活性ガスGに希釈されつつその不活性ガスGの一方向の流れと共に脱ガス穴20を通り抜けるので、被加熱物Wから発生するバインダの炉本体12内から抜けがよく、被加熱物Wに残留することが抑制される。これにより、被加熱物Wの焼結時において焼結品質が充分に得られる。
In the
脱ガス穴20を通り抜けることで炉本体12の外へ導出された、バインダを含む不活性ガスGは、図2及び図3の破線の矢印に示すように、底壁16aと下外壁部14aとの間の空間、側壁16c、16d、16e、16fと横外壁部14c、14d、14e、14fとの間の空間、上壁16bと上外壁部14bとの間の空間を経て、上外壁部14bの中央部に設けられた排気管22から外部へ排出される。このバインダを含む不活性ガスGの脱ガス穴20から排気管22へのガス流通経路Fは、冷却ジャケットとして機能する下外壁部14aの内壁面、横外壁部14c、14d、14e、14fの内壁面、及び上外壁部14bの内壁面に沿って移動する過程で、バインダがそれらの内壁面に結露することで捕捉され、図2の実線の矢印Dに示すように流れ落ちて下外壁部14a上に滞留する。
The inert gas G containing the binder, which is led out of the furnace
上記バインダを含む不活性ガスGの脱ガス穴20から排気管22へのガス流通経路Fのうち、側壁16c、16d、16e、16fと横外壁部14c、14d、14e、14fとの間の空間は4箇所であるため、底壁16aと下外壁部14aとの間の空間や上壁16bと上外壁部14bとの間の空間よりも流路断面積が大きく低流速となるので、バインダが結露し易く、高い捕捉効率となる。
Spaces between the
そして、バインダの除去のための被加熱物Wの脱バインダ処理期間が終了すると、炉本体12内がヒータHによって被加熱物Wが脱バインダ処理温度よりも高い温度たとえば1200℃以上に設定された焼結温度まで昇温させられ、所定期間保持される。これにより、炉本体12内に位置している状態で被加熱物Wの焼結処理が行なわれる。
Then, when the binder removal processing period for the object W to be heated for removing the binder was completed, the heater H in the
上述のように、本実施例の脱バインダ炉10によれば、加熱空間E1を形成する炉壁16および加熱空間E1に収容された被加熱物Wを加熱するヒータHを有する炉本体12と、炉本体12に対して所定の間隙Ea、Eb、Ec、Ed、Ee、Efを隔てて炉本体12を収容する外壁14とを有する脱バインダ炉10であって、炉本体12内に不活性ガスGを導入する不活性ガス供給管18と、炉本体12の炉壁16を貫通して設けられ、不活性ガスGおよび被加熱物Wから揮発したバインダを、底壁16aに対向する下外壁部14aと底壁16aとの間の空間へ導く脱ガス穴20と、外壁14を貫通して設けられた排気管22と、脱ガス穴20から排気管22までのガス流通経路Fを挟んで炉壁16のうちの少なくとも一部に対向するように設けられた冷却ジャケット14と、を含む。
As described above, according to the
このため、炉本体12に収容された被加熱物Wから出されるバインダを複数本の不活性ガス供給管18を介して炉本体12内に供給された不活性ガスで希釈しながら脱ガス穴20を通して炉本体12の外に導く一方向の通り道が設けられるとともに、炉本体12から脱ガス穴20を通して出されたバインダを含む不活性ガスGが、冷却ジャケットとして機能する外壁14の内壁面に接触しつつ排気管22を通して脱バインダ炉10外へ排気される。これにより、被加熱物Wから揮発したバインダは炉本体12内に滞留することがなく、冷却ジャケットとして機能する外壁14の内壁面に捕捉されて効率よく回収されるので、被加熱物Wから発生するバインダの炉本体12内から抜けがよく、その炉本体12での焼結において被加熱物Wの高い焼結品質が得られる。
For this reason, the
本実施例の脱バインダ炉10によれば、脱ガス穴20は、炉本体12の炉壁16のうちの底壁16aを貫通して設けられ、不活性ガスおよび被加熱物Wから揮発したバインダを、底壁16aの下方に位置して底壁16aに対向する下外壁部14aと底壁16aとの間の空間へ導くものである。これにより、炉本体12内において、不活性ガス供給管18から底壁16aに形成された脱ガス穴20へ向う不活性ガスの流れが一方向に形成されるので、被加熱物Wから揮発したバインダは炉本体12内に滞留することがなく、不活性ガスとともに炉本体12外へ流されるので、炉本体12内からバインダの抜けがよい。
According to the
本実施例の脱バインダ炉10によれば、炉壁16は、底壁16a、上壁16b、及び、それら底壁16a及び上壁16bを連結する4つの側壁16c、16d、16e、16fを有するものであり、冷却ジャケットとして機能する外壁14は、少なくとも4つの側壁16c、16d、16e、16f面に脱ガス穴20から排気管22までのガス流通経路Fを介して対向するように配設されている。これにより、脱ガス穴20から排気管22までのガス流通経路Fにおいて、冷却ジャケットとして機能する外壁14の4つの横外壁部14c、14d、14e、14fと4つの側壁16c、16d、16e、16fとの間の流速が最も低くされるので、不活性ガスG中のバインダが効率よく冷却ジャケットとして機能する横外壁部14c、14d、14e、14fの内壁面に捕捉される。
According to the
本実施例の脱バインダ炉10によれば、炉壁16は、底壁16a、上壁16b、および底壁16aと上壁16bとを連結する4つの側壁16c、16d、16e、16fとを有するものであり、ヒータHは、炉壁16の底壁16a、上壁16b、及び4つの側壁16c、16d、16e、16fにそれぞれ設けられている。これにより、被加熱物Wは、炉壁16の底壁16a、上壁16b、及び4つの側壁16c、16d、16e、16fにそれぞれ設けられたヒータHにより均一に加熱されるので、脱バインダが短時間で効率よく行なわれる。
According to the
本実施例の脱バインダ炉10によれば、不活性ガス供給管18は不活性ガスGを相対向して噴射する少なくとも一対の不活性ガス供給管18であり、一対の不活性ガス供給管18の一方は、4つの側壁16c、16d、16e、16fのうちの相対向する一対の側壁16d、16fの一方の上部を貫通した状態で設けられ、一対の不活性ガス供給管18の他方は、4つの側壁16c、16d、16e、16fのうちの相対向する一対の側壁16d、16fの他方の上部を貫通した状態で設けられている。これにより、炉本体12内において、上方から下方へ向かい且つ脱ガス穴20を抜ける不活性ガスの一方向の通り道が形成されるので、被加熱物Wから発生するバインダの炉本体12内から抜けがよく、その炉本体12内での焼結において焼結品質が充分に得られる。
According to the
本実施例の脱バインダ炉10によれば、底壁16aを貫通して設けられた複数個の脱ガス穴20は、不活性ガス供給管18の本数よりも多い数であり、脱ガス穴20の導入速度よりも低流速で不活性ガスGを底壁16aに対向する下外壁部14aと底壁16aとの間の空間へ導くものである。これにより、脱ガス穴20を抜けて排気管22へ向う不活性ガスの流れが緩やかとされて乱流が抑制されるので、不活性ガスGに含まれるバインダが冷却ジャケットとして機能する外壁14の内壁面に効率よく捕捉されて回収される。
According to the
本実施例の脱バインダ炉10によれば、底壁16aに対向する下外壁部14aには、下外壁部14a上に貯留したタールを排出する開閉弁26付のタールドレン管28が設けられている。これにより、開閉弁26を開くことで、下外壁部14a上に貯留したタールがタール受容器24に回収される。
According to the
本実施例の脱バインダ炉10によれば、炉本体12は、被加熱物Wの脱バインダ処理が終了すると、被加熱物Wをそのまま炉本体12内に位置している状態で脱バインダ処理に続いて被加熱物Wの焼結処理を行なうものである。これにより、脱バインダ工程及び焼結工程が、炉本体12内において連続的に行なわれる利点がある。
According to the
次に、本発明の他の実施例の脱バインダ炉110を図4を用いて説明する。なお、前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
Next, a
図4において、脱バインダ炉110は、底壁16aに対向する下外壁部14aの形状と上壁16bに対向する上外壁部14bの形状に関しては、脱バインダ炉10と相違するが、他は同様である。
In FIG. 4, the
底壁16aに対向する下外壁部14aの内壁面には、タールドレン管28の開口に向うほど低くなる傾斜面S1が設けられている。また、上壁16bに対向する上外壁部14bの内壁面には、排気管22に向うほど高くなる傾斜面S2が設けられている。
An inner wall surface of the lower
本実施例によれば、前述の実施例の効果と同様の効果が得られるのに加えて、傾斜面S1により、下外壁部14a上に貯留したタールが効率よくタール受容器24に回収される。また、傾斜面S2により、上外壁部14bからの炉本体12へのタールの滴下が抑制され、炉本体12の汚染が軽減される。
According to this embodiment, in addition to obtaining the same effects as those of the above-described embodiments, the tar accumulated on the
以上、本発明を図面を参照して詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。 Although the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the present invention is also applicable in other aspects.
たとえば、前述の本実施例では、外壁14の全部が冷却ジャケットとして構成されていた。しかし、外壁14のうちの一部たとえば横外壁部14c、14d、14e、14fが、二重構造の板材から構成された冷却ジャケットとして構成されていても、好適な脱バインダ機能が得られる。また、冷却ジャケットは外壁14のうち側に設けられていてもよい。
For example, in the embodiment described above, the entire
前述の実施例の脱バインダ炉10、110は、バッチ式であったが、被加熱物Wの脱バインダを目的とするたとえば図2又は図4と同様の断面構造を有する脱バインダ領域と、それに続いて被加熱物Wの焼結を目的とする焼結領域とが設けられた連続式の加熱炉であってもよい。
Although the
また、前述の実施例の脱バインダ炉10、110では、不活性ガス供給管18が2対すなわち4本設けられていたが、炉本体12内の上部に不活性ガスGを導入するものであれば1本以上の数であってもよい。
In the
また、前述の実施例の脱バインダ炉10、110では、脱ガス穴20が複数個設けられていたが、不活性ガス供給管18の流通断面積よりも大きい断面積を備えていれば、1個であってもよい。
In the
また、前述の実施例の脱バインダ炉10において、間隙Ec、Ed、Ee、Efは、同様の間隔であってもよいし、同様の間隔で無くてもよい。
In addition, in the
また、前述の実施例の脱バインダ炉10、110では、排気管22が上外壁部14bを貫通して設けられていたが、横外壁部14c、14d、14e、14fのいずれかを貫通して設けられていてもよい。
Further, in the
また、前述の実施例の脱バインダ炉10、110では、脱ガス穴20が炉壁16のうちの底壁16aを貫通して設けられていたが、側壁16c、16d、16e、16fのいずれかを貫通して設けられていてもよい。
In addition, in the
また、前述の実施例の脱バインダ炉10、110では、炉本体12が直方体状であったが、円筒状や球形であってもよい。同様に、炉本体12を収容する外壁14は直方体状であったが、炉本体12を収容可能な立方体形状、円筒状や球形であってもよい。
Further, in the
また、前述の実施例の脱バインダ炉10、110では、上壁16b、底壁16a、側壁16c、16d、16e、16fに、すなわち炉本体12内の6面にそれぞれヒータHが設けられていたが、それら6面の一部にヒータHが設けられていてもよい。この場合、6面のうちの対向する2面にヒータHが設けられるのが好ましい。
Further, in the
また、前述の実施例の不活性ガス供給管18は、バインダの希釈ガスとして不活性ガスGを炉本体12内に導入するものであったが、大気を希釈ガスとして炉本体12内に導入するものであってもよい。この場合には、不活性ガス供給管18は大気を導入するガス供給管として機能する。
Further, the inert
なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であり、本発明はその主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものである。 It should be noted that what has been described above is merely an embodiment of the present invention, and the present invention can be modified in various ways without departing from the gist of the present invention.
10、110:脱バインダ炉
12:炉本体
14:外壁(冷却ジャケット)
14a:下外壁部
14b:上外壁部
14c~14f:横外壁部
16:炉壁
16a:底壁
16b:上壁
16c~16f:側壁
18:不活性ガス供給管(ガス供給管)
20:脱ガス穴
22:排気管
26:開閉弁
28:タールドレン管
F:ガス流通経路
H:ヒータ
Ea~Ef:間隙
S1,S2:傾斜面
10, 110: Binder removal furnace 12: Furnace body 14: Outer wall (cooling jacket)
14a: Lower
20: Degassing hole 22: Exhaust pipe 26: On-off valve 28: Tar drain pipe F: Gas flow path H: Heaters Ea to Ef: Gap S1, S2: Inclined surface
Claims (6)
前記炉本体内にガスを導入するガス供給管と、
前記炉壁を貫通して設けられ、前記ガスおよび前記炉本体内の被加熱物から揮発したバインダを、前記炉壁のうちの前記底壁と前記外壁の前記下外壁部との間の空間へ導く脱ガス穴と、
前記外壁の前記上外壁部を貫通して設けられた排気管と、
前記炉壁のうちの少なくとも1部に前記脱ガス穴から前記排気管までのガス流通経路を介して対向するように設けられた冷却ジャケットと、を含み
前記冷却ジャケットは、前記4つの側壁に対して同じ間隙で、前記脱ガス穴から前記排気管までのガス流通経路を介して対向するように配設されており、
前記ガス供給管は前記ガスを相対向して噴射する少なくとも一対のガス供給管であって、前記一対のガス供給管の一方は、前記4つの側壁のうちの相対向する一対の側壁の一方の上部のみを貫通した状態で設けられ、前記一対のガス供給管の他方は、前記4つの側壁のうちの相対向する一対の側壁の他方の上部のみを貫通した状態で設けられており、
前記脱ガス穴は、前記少なくとも一対のガス供給管よりも多い本数で前記底壁に貫通して設けられて、前記ガス供給管の流通断面積よりも大きい流通断面積を有するものであり、前記ガスおよび前記被加熱物から揮発したバインダを、前記脱ガス穴の導入速度よりも低流速で前記底壁に対向する下外壁部と前記底壁との間の空間へ導くものである
ことを特徴とする脱バインダ炉。 A furnace wall having a top wall, a bottom wall, and four side walls connecting the top wall and the bottom wall to form a heating space, and a heater for heating an object to be heated accommodated in the heating space. and four side walls that connect the upper wall, the bottom wall, and the upper wall and the bottom wall of the furnace wall with a predetermined gap, and are opposed to each other with a predetermined gap, A debindering furnace comprising an upper outer wall portion and an outer wall configured from four horizontal outer wall portions for accommodating the furnace main body,
a gas supply pipe for introducing gas into the furnace body;
provided to pass through the furnace wall, and evaporate the binder volatilized from the gas and the object to be heated in the furnace body into the space between the bottom wall of the furnace wall and the lower outer wall portion of the outer wall. a degassing hole leading to
an exhaust pipe provided through the upper outer wall portion of the outer wall;
a cooling jacket provided so as to face at least a part of the furnace wall via a gas flow path from the degassing hole to the exhaust pipe; are arranged to face each other across the gas flow path from the degassing hole to the exhaust pipe with the same gap,
The gas supply pipes are at least a pair of gas supply pipes for injecting the gas to face each other, and one of the pair of gas supply pipes is one of the pair of side walls facing each other among the four side walls. The other of the pair of gas supply pipes is provided in a state of penetrating only the upper portion, and the other of the pair of gas supply pipes is provided in a state of penetrating only the upper portion of the other of the pair of side walls facing each other out of the four side walls,
The degassing holes are provided through the bottom wall in a number larger than that of the at least one pair of gas supply pipes, and have a flow cross-sectional area larger than the flow cross-sectional area of the gas supply pipes, The gas and the binder volatilized from the object to be heated are led to the space between the bottom wall and the lower wall facing the bottom wall at a flow rate lower than the introduction speed of the degassing holes. and a binder removal furnace.
ことを特徴とする請求項1の脱バインダ炉。 2. The binder removal furnace according to claim 1, wherein the heaters are provided on the top wall, the bottom wall, and the four side walls, respectively.
ことを特徴とする請求項1または2の脱バインダ炉。 3. The debindering furnace according to claim 1, wherein the lower outer wall facing the bottom wall is provided with a tar drain pipe with an on-off valve for discharging the tar accumulated in the lower outer wall.
ことを特徴とする請求項3の脱バインダ炉。 4. The binder removal furnace according to claim 3, wherein the lower outer wall portion is provided with an inclined surface that becomes lower toward the tar drain pipe.
前記上外壁部には、前記排気管に向うほど高くなる傾斜面が設けられている
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1の脱バインダ炉。 The exhaust pipe is provided through an upper outer wall portion of the outer wall located above the furnace body,
5. The binder removal furnace according to any one of claims 1 to 4, wherein the upper outer wall portion is provided with an inclined surface that becomes higher toward the exhaust pipe.
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1の脱バインダ炉。 When the binder removal process for the object to be heated is completed, the furnace body performs the sintering process for the object to be heated while the object to be heated is positioned in the furnace body following the binder removal process. The binder removal furnace according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it is a
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