JPH0217797B2 - - Google Patents

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JPH0217797B2
JPH0217797B2 JP62279999A JP27999987A JPH0217797B2 JP H0217797 B2 JPH0217797 B2 JP H0217797B2 JP 62279999 A JP62279999 A JP 62279999A JP 27999987 A JP27999987 A JP 27999987A JP H0217797 B2 JPH0217797 B2 JP H0217797B2
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JP
Japan
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fired
firing
reduction
glaze
reducing
Prior art date
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JP62279999A
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JPH01121682A (ja
Inventor
Toshiro Fujisawa
Hideki Ishida
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Inax Corp
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Inax Corp
Nippon Steel Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野) この発明は陶磁器タイル等被焼成物を連続的に
焼成する連続焼成炉に関し、詳しくは被焼成物の
発色を制御するための技術手段に関する。 (従来の技術) 陶磁器タイルにおいては、美しい外観を与える
と同時に機械的強度を高めるなどの目的で素地表
面に釉を施すことが一般的に行われている。この
施釉陶磁器タイルは、通常、タイル素地の表面に
泥漿状の釉薬をかけたものを予熱帯、焼成帯、冷
却帯を備えた焼成炉の内部を通過させて焼成する
ことにより製造する。而してこの焼成時に釉薬中
に添加された着色材の発色成分が発色することに
よつて釉が独特の美しい色に呈色する。この発色
成分はその殆どが遷移金属元素であつて、焼成に
より発色する釉の色合いは酸化状態の金属イオン
特有の色に基づくものである。即ち釉薬を通常の
条件(酸化条件)で焼成すれば発色元素は酸化状
態となり、かかる酸化状態の金属イオン固有の色
が釉中に現われるのである。 ところでこれら発色金属元素は、酸化状態から
これを還元して金属イオンの価数を変化させる
と、その価数に応じて異なつた色を発色し、しか
もこれらの色はしばしば独特の美麗な色となるこ
とが多い。 このようなことから、従来、焼成炉の一部を還
元帯として構成し、かかる還元帯において発色金
属元素を還元することにより、釉を特有の色に呈
色させることが行われている。或いはまた逆に、
白色のタイル素地を得たい場合等において、被焼
成物を還元することにより素地中に不純物として
含まれる鉄の酸化発色を抑えることが行われてい
る。 (発明が解決しようとする問題点) しかしながら従来の焼成炉は、特公昭60−
12553号公報、特公昭60−12554号公報にも見られ
るように、炉内雰囲気の一部を還元雰囲気(還元
帯)と成し、被焼成物をかかる還元雰囲気部分を
通過させることにより還元するようにしており、
このことから発色状態が均一な、安定した品質の
製品がなかなか得られないという困難な問題があ
つた。 かかる従来の焼成炉においては、焼成帯に沿つ
て加熱手段としての複数のバーナを並設し、これ
らバーナにおける燃焼エネルギーによつて炉内雰
囲気温度を高める一方、一部バーナのみ空燃比を
変化させて還元雰囲気を造り出すようにしている
のであるが、このような還元雰囲気によつて被焼
成物の還元を行う場合、炉内の気流の乱れその他
によつて雰囲気濃度がばらつくのを避けられず、
このため被焼成物に対する還元条件が不均等とな
つて、外観色の揃つた、安定した品質の製品を得
ることが極めて困難であつたのである。 (問題点を解決するための手段) 本発明の連続焼成炉はこのような問題点を解決
するために案出されたものであり、その要旨は、
予熱帯と焼成帯と冷却帯とを有し、被焼成物をそ
れら帯域を連続的に通過させることによつて焼成
する連続焼成炉であつて、その途中部位に、該被
焼成物に対して還元炎を直接吹き付けるためのバ
ーナが配設されたことにある。 (作用) 即ち本発明では被焼成物を還元雰囲気により還
元するのではなく、バーナから還元炎を噴出させ
てその還元炎を被焼成物に直接吹き当てることに
よりこれを還元するようにしたのである。 タイル等被焼成物を還元する場合、前述したよ
うにこれを焼成工程において焼成と同時に、しか
も還元雰囲気中で行うことが従前の常識である。
しかしながら還元雰囲気による還元焼成では、還
元条件を均等に保持し制御することは極めて困難
である。その理由は以下の通りである。 ある対象物の還元は対象物中の酸素を奪うこと
によりなされる。このための還元ガスの主組成は
CO、H2ガスで、特にCOガスによる還元が主で
あると考えられている。このCOガスは、ガス中
にCが多量にあり且つ1200℃以上の高温域では安
定であるが、それら条件を満たさない場合には不
安定で、多少でもO2があるとCO2になり、温度が
下がるにつれカーボンデポジシヨン反応によりC
とCO2に分解してしまう(CO2は還元に全く寄与
しない)。しかも連続炉の場合、炉内ガスに流れ
があるために還元焼成帯をその前後工程から完全
に遮断することができず、前後工程の雰囲気ガス
が還元焼成帯に侵入してくることを避け得ない。
加えて上記のように対象物(被焼成物)の温度も
重要な要因であり、従つて被焼成物の温度を調整
しつつCO濃度の調整を雰囲気ガスにて行うこと
は極めて至難である。 これに対して、本発明では還元用バーナからの
火炎を被焼成物に直接吹き当てることによつて、
焼成とは別個独立に還元するようにしており、こ
の場合バーナからある流速で吹き出された火炎に
よる還元処理の部分は外部と完全に遮断され、バ
ーナ以外の外部からのガスの侵入は全くない。即
ち外部のガスによる影響を遮断して還元条件を制
御できるのであり、従つて望ましい還元条件を容
易に作り出すことができ且つ維持することができ
る。そしてこれにより、炉内を連続的に送られて
くる被焼成物を常に均等に還元し得て、発色状態
の均一な安定した品質の製品を多量に且つ連続し
て製造することが可能となるのである。 また本発明では還元用バーナにより焼成とは独
立して還元処理を行うため、還元処理に要する時
間は極めて短く(短いものでは数秒、長いもので
も1〜2分程度)、従つて還元処理を行うゾーン、
即ち還元条件を制御すべきゾーンは短くて済み、
このことがまた還元条件の制御を容易ならしめる
と同時に、還元条件を瞬時に変更することを可能
とし、このため本発明によれば多種多様な製品を
容易に製造することができる。 また還元雰囲気によつて被焼成物を還元する場
合には、排ガス中に多量の不完全燃焼ガスが含ま
れるから、かかる排ガスの処理においても問題が
あるが、本発明ではこのような問題を生じない。
これも本発明の利点の1つである。 (実施例) 次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく説
明する。 第1図及び第2図はローラハースキルンの基本
構成を示したものである。図に示すように本例の
ローラハースキルン(以下単に焼成炉とする)1
0は耐火材製のトンネル形状の炉体12を有し、
その中間高さ位置に多数のローラ14が炉の長さ
方向に並設され、被焼成物16がこれらローラ1
4上をその回転に伴つて入口側から出口側へと運
ばれるようになつている。この炉10は長さ方向
の中間部が焼成帯として構成されており、その焼
成帯に沿つて、炉内雰囲気を加熱するためのバー
ナ18が炉体側壁に複数設けられている。また更
にその焼成帯後部において、被焼成物16を強制
還元するための還元用バーナ20が炉体天井に下
向きに設けられている。還元用バーナ20は炉内
部の幅とほぼ同等幅の薄型函体状を成し、その下
面に酸素噴出孔とプロパン燃料を噴出するための
燃料噴出孔とを幅方向に沿つて交互に有してい
る。そして燃料噴出孔より噴出されたプロパン燃
料は酸素供給の下に燃焼させられ、第3図に示す
ようにその火炎がローラ14上の被焼成物16に
直接吹き付けられる。而してその酸素の供給量を
少なくしてプロパン燃料を酸素不足の状態で燃焼
させれば、バーナ20からの火炎は還元炎とな
り、かかる還元炎が被焼成物16に直接吹き付け
られることによつて、被焼成物16が強制的に還
元される。 このような焼成炉10を用いて、例えば施釉タ
イルの焼成及びその強制還元を行つた場合、還元
炎による強制還元の条件は各タイル(被焼成物1
6)毎に均等であるため、被焼成物16をばらつ
きなく同じように発色させ得て、品質の安定した
製品を得ることができる。また火炎の照射時間、
プロパン燃料及び酸素の供給比率等を変化させる
ことにより、被焼成物16に対する還元条件を容
易にコントロールできるから、例えば被焼成物1
6の表面を均一に還元呈色させたり、或いはまだ
ら様に還元呈色させて油滴模様を発現させるなど
のコントロールも可能となる。 本例の焼成炉10のこのような優れた効果をよ
り明らかにするため、施釉タイルにおいて釉薬の
調合を変えた数種の例につき、焼成及び還元実験
を行つた結果を以下に記述する。 実験例 1 第1表(A)に示すようにSiO2、Al2O3、MgO、
CaO、KNaOから成る釉薬に対して同表(B)に示
すようにFe2O3、MnO2を外比で夫々6重量%、
2重量%添加してなるものをタイル素地の上に施
し、これを1250℃(焼成帯)で焼成後、降温時に
1250℃〜1150℃の間で還元用バーナ20にて強制
還元した。この施釉タイルを通常の条件(酸化条
件)で焼成した場合、参考写真(A)(イ)に示したよう
にタイル表面の釉はヘマタイト(Fe2O3)に基づ
く赤茶系の色に呈色するが、本実験では釉はマグ
ネタイト(Fe3O4)系の呈色を増し、参考写真(A)
(ロ)として示したように油滴天目釉(銀油滴釉)の
味わいのある美麗な釉となつた。
【表】
【表】 実験例 2 第2表(A)に示すようにSiO2、Al2O3、MgO、
CaO、KNaO、BaOから成る釉薬に対して、第
2表(B)に示すようにFe2O3、MnO2、CoOを夫々
外比で5重量%、1重量%、1重量%の割合で添
加して成るものをタイル素地の上に施し、これを
1250℃で焼成した。そして焼成帯の後期に1250℃
の温度で還元用バーナ20にて強制還元を行い、
その後急冷した。この施釉タイルを酸化雰囲気で
焼成した場合、参考写真(B)(イ)に示すようにタイル
表面の釉はヘマタイト系の茶系の呈色を示すが、
還元用バーナ20により強制還元をかけることに
より、参考写真(B)(ロ)として示したように黒味の増
した金色系の釉(金油滴釉)となつた。
【表】
【表】 実験例 3 第3表(A)に示すようにSiO2、Al2O3、Li2O、
Na2O、K2O、B2O3から成る釉薬に対して同表(B)
に示すようにCuOを0.3重量%添加して成るもの
をタイル素地表面に施し、これを1050℃で焼成た
後温度が下がり始める時点(1050℃〜900℃の範
囲)で還元用バーナ20にて強制還元したとこ
ろ、釉中のCuイオンが還元されて金属銅の色で
ある赤色呈色を示した。因みにこの釉薬を酸化雰
囲気で焼成した場合には緑色の透明釉となる。
【表】
【表】 実験例 4 第4表に示すようにSiO2、PbO、Al2O3
Li2O、ZnO、B2O3から成るフリツト釉を作成し、
これをタイル素地の上にかけて1000℃で焼成し、
そして温度が下がり始める時点から700℃までの
間でバーナ20により強制還元を行つた。この結
果釉は鉛イオンの還元に基づく銀黒色の呈色を示
した。本例の調合の釉薬の場合、これを酸化雰囲
気で焼成すると無色透明釉となる。
【表】 実験例 5 第5表に示すようにSiO2、Al2O3、MgO、
CaO、KNaO、P2O3、Fe2O3から成る組成の土灰
釉薬を調合し、これをタイル素地の上にかけて
1230℃で焼成し、そして1230℃の最終部分又は
1230℃〜1100℃付近において還元用バーナ20に
より強制還元を行つたところ、酸化条件の下では
白色マツト釉となるものが(参考写真(C)(イ))還元
により光沢のある緑色透明釉(同(C)(ロ))となつ
た。
【表】
【表】 以上本発明の実施例を詳述したが、本発明はそ
の他の態様でも実施することも可能である。 例えば上記実験例は、施釉タイルにおいてその
釉薬の色を還元により変化させる例であるが、本
発明を無釉のタイル素地に対して適用してその素
地自体を還元呈色させることも可能であるし、ま
たこのような還元により被焼成物を積極的に発色
させる場合のみならず、その発色を抑えて白色系
の釉或いは素地を造る場合に本発明を適用するこ
とももとより可能である。 また上述した還元用バーナの形態はあくまで本
発明の一例であつて、かかるバーナの形態を他の
形態、例えば粉末状の釉薬を基材表面に溶射する
溶射バーナとして構成することも可能であるし、
その配置位置を炉内の最高温度域よりも後方にお
いて適宜変更することも可能である。但しかかる
還元用バーナの配置位置は、炉内の最高温度域よ
りも後方であつて尚且つバーナにより還元された
被焼成物が還元状態を安定に保ち、再び酸化され
ないような温度域内で選定することが必要であ
る。バーナの配置位置が被焼成物の酸化温度領域
にあると、せつかくバーナにより被焼成物を還元
してもその後の工程で被焼成物が再び酸化されて
しまうからである。このバーナの最適配置位置は
被焼成物、着色成分等によつて変化するが、一般
には焼成帯後部から冷却帯前部にかけての部分で
ある。 更に上例では被焼成物としてタイルを例にとつ
たが、本発明は他の被焼成物を焼成する場合にも
適用可能であるし、ローラハースキルン以外の通
常のトンネル形状の連続焼成炉に適用することも
可能である。その他本発明はその趣旨を逸脱しな
い範囲において、当業者の知識に基づき様々な変
更を加えた態様で実施することが可能である。 (発明の効果) 以上詳述したように、本発明は連続焼成炉の所
定部位に還元炎を吹き出すバーナを設置し、かか
る還元炎を被焼成物に直接吹き付けてこれを強制
的に還元するようにしたものである。 このようにすれば被焼成物に対する安定した還
元条件を造り出すことができ、以て発色状態が均
一で品質の安定した製品を連続的に且つ多量に製
造できるようになるなど、工業上極めて意義の大
きい効果が生ずる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例である連続焼成炉の
正面断面図であり、第2図はその焼成炉の側面断
面図である。第3図は第1図及び第2図の還元用
バーナからの還元炎が被焼成物に直接吹き付けら
れている状態の説明図である。 10:ローラハースキルン、12:焼成炉、1
4:ローラ、16:被焼成物、20:還元用バー
ナ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 予熱帯と焼成帯と冷却帯とを有し、被焼成物
    をそれら帯域を連続的に通過させることによつて
    焼成する連続焼成炉であつて、その途中部位に、
    該被焼成物に対して還元炎を直接吹き付けること
    により焼成とは別個に還元処理を行うための還元
    用バーナが配設されたことを特徴とする連続焼成
    炉。
JP27999987A 1987-11-05 1987-11-05 連続焼成炉 Granted JPH01121682A (ja)

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JP27999987A JPH01121682A (ja) 1987-11-05 1987-11-05 連続焼成炉

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JPH01121682A JPH01121682A (ja) 1989-05-15
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ID=17618896

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