JPH03183609A - 黒鉛粉末製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は炭素粉末を加熱して黒鉛化する黒鉛粉末製造装
置に関するものである。

「従来の技術およびその課題」 周知のように炭素製品は各種の分野において広く用いら
れており、特に、近年においては黒鉛製品の需要が高ま
っている。

ところで、黒鉛製品の素材である黒鉛粉末は、非晶質の
炭素粉末を２，０００℃〜３，０００’Ｏ程度の高温に
加熱して黒鉛化することによって製造されるのであるが
、炭素粉末を連続的に黒鉛化し得る有効な黒鉛製造装置
は現在までのところ提供されておらず、このため、従来
における黒鉛の製造はバッチ式により行なわれているが
、従来一般に採用されているバッチ式の黒鉛化処理工程
はｌサイクルタイムが十数日もの日数を要するものであ
って生産性が著しく良くないものであり、したかって、
コスト削減を図ることも困難であった。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、炭素粉末
を連続的に黒鉛化し得る黒鉛粉末製造装置を提供するこ
とを目的としている。

「課題を解決するための手段」 本発明は、炭素粉末を高温に加熱することによって黒鉛
化する黒鉛粉末製造装置であって、炉体と、その炉体を
上下に貫通して設けられているとともに前記炭素粉末の
降下通路となる多数の小孔が上下両端間にわたって形成
されているモールドと、前記炉体の内部に設けられて前
記モールドを外側から加熱する加熱手段とを具備し、前
記モールドの上端から前記各小孔内に装入されてそれら
小孔の内部を降下する炭素粉末を、前記加熱手段により
モールドを介して加熱することによって黒鉛化してモー
ルドの下端から取り出すように構成してなることを特徴
としている。

この場合、前記各小孔内にそれぞれ配した細棒を昇降さ
せることによって各小孔内における粉末の棚吊りを防止
するように構成された棚吊り防止装置を備えることが望
ましい。

「作用　」 本発明の黒鉛粉末製造装置では、モールドの上端から小
孔内に原料である炭素粉末を連続的に装入し、その炭素
粉末を自重により降下させてモールドの下端から連続的
に取り出すようになすとともに、加熱手段によってモー
ルドを高温に加熱することで、そのモールドを介して小
孔内を降下する炭素粉末を加熱して黒鉛化する。

「実施例」 以下、本発明の一実施例を第１図および第２図を参照し
て説明する。

第１図は本実施例の黒鉛粉末製造装置の全体概略構成を
示すもので、図中符号１は炉体である。

この炉体１の内部にはそれぞれ断熱材によって形成され
た予熱室２、力ａ熱室３、予冷室４が上部からその順で
連設され、上記加熱室３内にはヒータ（加熱手段）５が
設けられている。この炉体１は、その内部空気を雰囲気
ガス（一般には窒素やアルゴン等の不活性ガス）に置換
できるようになっている。

炉体１の上部には、上記予熱室２に連なる装入室６が設
（）られ、さらにその上方には装入ホンバフが設けられ
ている。装入ホッパ７には原料である炭素粉末Ｃの供給
管８が接続されているとともに、装入ホッパ７と装入室
６との間にはベル型の弁９が駆動装置１０によって昇降
可能に設けられている。

一方、炉体１の下部には、上記予冷室４に連なる冷却室
１１が設けられ、さらにその下方には排出ホンバ１２が
設けられ、それらの間にはじょうご型のＶ［出口１３が
設けられているとともに、排出ホッパ１２の下部には製
品である黒鉛粉末Ｂを取り出すためのスクリューフィー
ダ１４が取り付けられている。また、冷却室１１の壁面
は水冷構造とされているとともに、その内部ｌこは冷却
フィン（図示時）が設けられていて、内部に貯留された
黒鉛粉末Ｂを強制冷却するようになっている。

上記炉体ｌの中心位置には、この炉体１を上下に貫通し
、その上端が上記装入室６に面しているとともに下端が
冷却室１１を二面している長尺円柱状のモールド１５が
設けられている。このモールド１５はグラファイトによ
って外観が円柱状に底形されているとともに、炭素粉末
Ｃの降下通路となる多数の小孔１６がその上下両端にわ
たって形成されている。

上記のモールド１５は、加熱室３内に位置する部分がそ
の外側に位置する上記ヒータ５により加熱されるように
なっており、これによって、加熱室３内に位置する中間
部分の温度が炭素粉末Ｃを黒鉛化するに必要な温度たと
えば２，０００’Ｏ〜３　、ｏ　ｏ　ｏ℃程度の温度に
まで加熱されるようになっている。そして、このモール
ド１５は、加熱室３内に位置する部分が上記のような温
度に加熱されることにより、それ自身の優れた伝熱作用
によって加熱室３内のみならずその上下の部分、すなわ
ち予熱室２内および予冷室４内に位置する部分も高温と
なるが、その温度はモールド１５の上端、下端にかけて
漸次低下するものとなる。

また、この装置には、棚吊り防止装置１７が備えられて
いる。この棚吊り防止装置１７は、上記モールド１５の
各小孔１６内にそれぞれ昇降可能に緩挿された黒鉛製の
細棒１８と、それら各細棒工８の上端を装入室６内にお
いて連結しているヘッダ部材１９と、そのヘッダ部材１
９を昇降させることで各細棒１８を小孔１６内において
昇降させるためのシリンダ２０とから構成されている。

上記シリンダ２０は、各細棒１８を粉末の降下速度と同
等程度の速度で降下させ、下死点に達したら急速に上昇
させて上死点に戻すような動作をするようになっており
、これによって、粉末の降下が阻害されないことは勿論
のこと、細棒１６が上昇した際に粉末に衝撃を与えて確
実に棚吊りを解消できるものとなっている。

なお、上記各小孔１６の内径寸法は３０〜４０ｍｍ程度
とすることか良く、また、上記各細棒１８の径寸法は１
５〜２０ｍｍ程度とすることが良いが、小孔１６の内面
と細棒１８の外面との間に粉末が降下し得る隙間が確保
されれば、それらの寸法は適宜設定して良い。また、棚
吊りをより確実に解消させるために、細棒１８の表面に
段部や突起を形成しておいても良い。

上記構成のもとに、この黒鉛粉末製造装置は、原料であ
る炭素粉末Ｃを連続的に黒鉛化して黒鉛粉末Ｂを製造で
きるものである。

すなわち、原料である炭素粉末Ｃを予め各小孔１６内、
冷却室ｌｌ内、排出ホッパ１２内に充填しておき、ヒー
タ５によりモールド１５を加熱した後、供給管８を通し
て装入ホッパ７に炭素粉末Ｃを連続的に供給しつつ所定
時間おきに弁９を押し下げることによって所定量の炭素
粉末Ｃを装入ホッパ７から装入室６に装入するとともに
、スクリューフィーダ１４により排出ホッパ１２内に充
填されていた粉末を取り出していく。これにより、炭素
粉末Ｃは装入室６から各小孔１６内に流下していき、そ
の内部を自重により徐々に降下していく。

そして、そのように降下していく炭素粉末Ｃは、予熱室
２内を通過する間にモールド１５により予熱され、さら
に、加熱室３内を通過する間に黒鉛化するに必要な温度
にまで本加熱されて黒鉛化され、ここで黒鉛粉末Ｂが製
造される。

上記のようにして製造された黒鉛粉末Ｂは、小孔１６内
をさらに降下して予冷室４を通過する間に徐々に冷却さ
れ、モールド１５の下端から冷却室ｌｌ内に流下し、そ
こで所定時間滞留して十分に強制冷却された後、排出口
１３を通って排出ホッパ１２内に排出され、そこからス
クリューフィーダ１４により所定量ずつ取り出される。

なお、上記の黒鉛化処理工程においては、炭素粉末Ｃを
各小孔１６内に流入させてから予熱室２を経て加熱室３
内を通過するまでに３時間程度、加熱室３かも予冷室４
を経て冷却室１１Ｊこ流入するまでに３時間程度、冷却
室１１内における冷却時間を１０時間程度となるように
粉末（原料である炭素粉末Ｃと製品である黒鉛粉末Ｂ）
の降下速度を設定することが良く、それｌこは、装入室
６への炭素粉末Ｃの装入量や排出ホッパ１２からの黒鉛
粉末Ｂの取出量を調節すれば良い。

以上で説明したように、この製造装置では炭素粉末Ｃを
連続的に、しかも、従来のバッチ式による場合に比して
極めて短時間で黒鉛化することができるものであり、し
たがって生産効率を格段に向上させることができる。

そして、上記の装置では、モールド１５に多数の小孔】
６を設けてそれら各小孔１６を粉末の降下通路としたこ
とによって、たとえばモールド１５を単なる円筒状とし
たような場合に比して、粉末Ｉこ対する加熱効率が格段
に向上したものとなっている。

すなわち、原料である炭素粉末Ｃは熱伝導率が極めて良
くなく、それを単に円筒状のモールド内を降下させたの
みでは、そのモールドの内面に接している粉末が加熱さ
れるのみで中心側を降下していくものは十分に加熱され
ない恐れがあるが、降下通路を多数の小孔１６とした上
記実施例の装置においては、粉末とモールド１５との接
触面積すなわち伝熱面積は十分に大きなものとなってお
り、このため、優れた加熱効率が得られるものとなって
いる。

また、モールドが単なる円筒状であるような場合には、
そのモールドの中心部では降下速度が大きく、モールド
の内面に沿う部分ではモールド内面との間に生じる摩擦
抵抗によって十分な降下速度が得られない、すなわち降
下速度が径方向各位置で不均等になって著しい偏流が生
じることが避けられないが、上記装置では粉末の降下通
路である小孔１６の断面積が十分に小さいので偏流が自
ずと十分に抑制されるものである。

また、上記実施例では、小孔１６内において細棒１８を
昇降させるように構成した棚吊り防止装置１７を備えた
ので、そのような装置１７を設けない場合には懸念され
る粉末の棚吊りが確実に防止され、長時間にわたって安
定した操業を行うことができる。

なお、モールド１５の断面形状およびこのモールド１５
に形成する小孔１６の数やそれらの配列は、上記実施例
に限定されず適宜変更して良いことは勿論である。また
、加熱手段としては、抵抗加熱式のヒータ５を用いるこ
とに代えて誘導加熱式のものも採用可能である。

「発明の効果」 以上で詳細に説明したように、本発明は、炭素粉末の降
下通路となる多数の小孔を有するモールドを炉体を上下
に貢通させて設け、そのモールドを加熱手段によって加
熱するようになしたから、炭素粉末を連続的に黒鉛化す
ることができることは勿論のこと、伝熱面積が十分に確
保されて優れた加熱効率が得られるとともに、著しい偏
流が生じることも自ずと防止され、その結果、良質の製
品を効率良く得ることができる、という効果を奏する。

また、小孔内に配した細棒を昇降させることで棚吊りを
防止する棚吊り防止装置を備えれば、棚吊りが確実に防
止されるから、長時間にわたって安定した操業を行うこ
とができる、という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明に係る黒鉛粉末製造装置の
一実施例を示すもので、第１図は全体概略構成を示す支
所面図、第２図はモールドの横断面図である。 Ｃ・・・・・・炭素粉末、Ｂ・・・・・・黒鉛粉末、ｌ
・・・・・・炉体、２・・・・・・予熱室、３・・・・
・・加熱室、４・・・・・・予冷室、５・・・・・・ヒ
ータ（加熱手段）、６・・・・・・装入室、７・・・・
・・装入ホッパ、１１・・・・・・冷却室、１２・・・
・・・排出ホッパ、１４・・・・・・スクリューフィー
ダ、１５・・・・・・モールド、１６・・・・・・小孔
（粉末の降下通路）、１７・・・・・・棚吊り防止装置
、１８・・・・・・細棒、２０・・・・・・シリンダ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）炭素粉末を高温に加熱することによって黒鉛化す
   る黒鉛粉末製造装置であって、炉体と、その炉体を上下
   に貫通して設けられているとともに前記炭素粉末の降下
   通路となる多数の小孔が上下両端間にわたって形成され
   ているモールドと、前記炉体の内部に設けられて前記モ
   ールドを外側から加熱する加熱手段とを具備し、前記モ
   ールドの上端から前記各小孔内に装入されてそれら小孔
   の内部を降下する炭素粉末を、前記加熱手段によりモー
   ルドを介して加熱することによって黒鉛化してモールド
   の下端から取り出すように構成してなることを特徴とす
   る黒鉛粉末製造装置。
2. （２）前記各小孔内にそれぞれ配した細棒を昇降させる
   ことによって各小孔内における粉末の棚吊りを防止する
   ように構成された棚吊り防止装置を備えてなることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の黒鉛粉末製造装置
   。