JPH05306416A - 直接通電加熱式真空蒸発回収方法 - Google Patents

直接通電加熱式真空蒸発回収方法

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JPH05306416A
JPH05306416A JP24471991A JP24471991A JPH05306416A JP H05306416 A JPH05306416 A JP H05306416A JP 24471991 A JP24471991 A JP 24471991A JP 24471991 A JP24471991 A JP 24471991A JP H05306416 A JPH05306416 A JP H05306416A
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JP
Japan
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vacuum
processed
impurities
furnace
heat
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JP24471991A
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English (en)
Inventor
Yoshiaki Yokoyama
芳昭 横山
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OGIHARA CORP
OGIHARA KK
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OGIHARA CORP
OGIHARA KK
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

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  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被処理物を短時間に昇温し真空蒸発回収処理
能力を向上すること。 【構成】 真空炉8内に被処理物9を投入して、この被
処理物9側を陰極にし真空炉8側を陽極にして両者間に
電位差を生じさせ被処理物9を加熱する。これにより、
被処理物9の昇温速度を早くして不純物の真空蒸発を早
期に行う。この真空蒸発した不純物を不純物処理装置13
により凝集固化して連続的に回収する。これにより真空
蒸発処理能力が向上される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、被処理物の表面に付着
した不純物を効率良く真空雰囲気中で蒸発(以下真空蒸
発という)し回収するようにした真空蒸発回収方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、自動車などのスクラップを再利
用する場合に、スクラップの表面にメッキされた亜鉛と
か、スクラップの表面に付着している油とかその他の不
純物を除去する必要がある。この亜鉛などの不純物の除
去手段として発明者によって既に提案されている手段は
亜鉛メッキされたスクラップを真空炉内に搬入して加熱
し、スクラップの表面に付着している亜鉛を真空蒸発さ
せる。このようにして亜鉛などの不純物を真空蒸発させ
ることにより、スクラップ自体の酸化が防止され、不純
物が除去されたスクラップは材料としてそのままの状態
で有効利用することが可能になるとともに、真空蒸発し
た亜鉛などの不純物は純度の高い製品として回収され、
この回収された不純物の再利用も可能になる。
【0003】上記真空蒸発回収手段において、真空炉内
でのスクラップの加熱は図4に示すように真空ポンプ1
にて真空炉2、3、4内を真空にし、この真空炉内にス
クラップを搬入してそれぞれヒータ5の輻射熱により搬
入されたスクラップを加熱するようにしていた。例えば
真空炉2内に搬入されたスクラップを摂氏 400度に加熱
して、先ずスクラップの表面に付着している油を真空蒸
発により除去して油を回収し、次にこのスクラップを次
の真空炉3に導いて摂氏 800度に加熱してスクラップに
メッキされている亜鉛を真空蒸発して亜鉛を回収し、更
にこのスクラップを次の真空炉4に導いて摂氏 900度に
加熱して銅を真空蒸発して回収し、このよにして不純物
が回収除去されたスクラップは常温まで冷却されて製品
として取り出される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、真空炉
内でのスクラップ(以下被処理物という)の加熱はヒー
タの輻射熱を利用して行うようにしていたので次のよう
な問題がある。すなわち、図5に示すように真空炉内に
搬入されてくる被処理物W1,W2,W3には大小さまざまなも
のがあり、真空炉内にはこれら被処理物がランダムに搬
入されてくる。これにより、ヒータ5からの輻射熱の影
になる部分6はヒータ5の輻射熱による直接的な加熱は
されず、大きな被処理物の影の部分は被処理物の内部の
熱伝導により昇温されることになる。また、図5に示す
ように大きな被処理物W1,W3 の間の影の部分6に小さな
被処理物W2が位置しているような場合に、被処理物W2は
ヒータ5の輻射熱にて直接に加熱されることはない。ま
た、真空雰囲気では空気密度が小さいので、真空炉内の
雰囲気温度による熱伝導はなく、かつ、真空炉内の空気
は静止しているので熱伝達もない。
【0005】このような理由により、真空炉内での被処
理物の加熱昇温には長時間を必要とし、場合によっては
輻射熱の影の部分に位置している小さな被処理物は十分
に昇温されず完全な不純物の除去ができないという問題
がある。また、被処理物を連続的に真空炉内に搬入して
処理する場合に、真空炉内での被処理物の加熱昇温に長
時間を必要とし、特に輻射熱の影の部分に位置している
小さな被処理物を所定の温度まで加熱昇温するのに更に
長時間を要するので、この被処理物の加熱昇温は連続処
理プラント全体の処理能力に大きな影響を及ぼすことに
なり、連続処理プラントの処理能力を低下させる第一の
原因になっているという問題がある。
【0006】またこのように被処理物の処理能力が低い
ので、スクラップなどの被処理物の発生量と被処理物の
処理量との均衡が維持されず、廃棄物による環境問題お
よび再利用による省資源の問題解決を遅らせている大き
な原因になっているのが実情である。
【0007】また、上記スクラップなどの被処理物の発
生量と被処理物の処理量との均衡の維持を図るために、
処理された被処理物と未処理の被処理物とを例えば7対
3の割合で溶融し混合してスクラップを再利用するよう
にしているが、未処理の被処理物に付着している亜鉛な
どの不純物が蒸発して溶鉱炉などの煉瓦壁に付着浸透
し、煉瓦壁の耐用寿命を著しく短くしてその補修に多大
な時間と費用とを要し、結局再利用されるスクラップの
価格が高くなってスクラップの再利用の実効が図れない
とともに純度の高い再利用材料を得ることができないと
いう問題がある。
【0008】このように、廃棄物による環境の問題、廃
棄物再利用による省資源の問題、経済面からのスクラッ
プの再利用の実効の問題および再利用材料の純度の問題
はすべて被処理物の処理能力、すなわち被処理物の均一
な加熱昇温時間の短縮にかかっているということができ
る。
【0009】本発明は真空炉内での被処理物の加熱昇温
を被処理物の大小にかかわらず被処理物の全体を短時間
で均一に加熱昇温するようにして連続処理プラントの処
理能力を向上するようにした真空蒸発回収方法を提供す
るものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明に係る手段は、被処理物を投入した炉内を減圧
し、次に被処理物側を陰極に真空炉側を陽極にして両者
間に直流電流を通電して被処理物を加熱昇温して被処理
物に付着ないしは混合している不純物を真空蒸発させ、
次にこの真空蒸発した不純物を不純物回収装置に導いて
凝集固化し回収することを特徴とするものである。
【0011】
【作用】本発明はこのように構成したので、被処理物を
投入した炉内を減圧し、次に被処理物側を陰極に真空炉
側を陽極にして両者間に直流電流を通電することによ
り、被処理物と炉との間に電位差が生じて被処理物は短
時間に加熱昇温される。そしてこのように被処理物が短
時間に加熱昇温され被処理物に付着ないしは混合してい
る不純物は真空蒸発する。次にこの真空蒸発した不純物
を不純物回収装置に導いて凝集固化し回収することによ
り、被処理物の処理能力が向上する。
【0012】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図に基づいて説明
する。先ず、図1を用いて方法を実施するための装置に
ついて説明する。水冷壁7で形成された真空炉8内には
被処理物9を載置するための載置台10が設けられてい
る。この載置台10と真空炉8は直流電源11により電気的
に接続され、載置台10側を陰極に真空炉8側が陽極にな
るように接続されている。また、真空炉8にはダクト12
を介して不純物回収装置13が接続され、この不純物回収
装置13に接続された真空ポンプ14により不純物回収装置
13および真空炉8内は所定の真空になるように制御され
るようになっている。また、不純物回収装置13の出入り
口部にはダンパ12a 、12b が設けられている。31は被処
理物9を載置台10上に載置するための治具である。
【0013】上記不純物回収装置13の一例として図2に
示すように、不純物回収装置13は円筒形の凝固室15を備
えており、その外周には水冷ジャケット16が形成されて
凝固室15が冷却されるようになっている。この凝固室15
の側面には入口ノズル17が設けられていてダクト12が接
続される。凝固室15の入口部には細孔18が設けられてい
る。また、凝固室15の下部には凝固室15の一端部を切除
して排出口19が設けられている。この排出口19に連通す
るように真空室20が設けられ、この真空室20は中間真空
扉21により第一真空室22と第二真空室23とに仕切られる
ようになっている。そしてこの中間真空扉21はシリンダ
24により抜き差し可能になっている。また、真空室22が
中間真空扉21で仕切られて形成される第二真空室23の下
端にはシリンダ25により開閉される開閉扉26が設けられ
ている。真空室22が中間真空扉21で仕切られて形成され
る第一真空室22には出口ノズル27を介して真空ポンプ14
が接続される。図1において、ガス供給源28からは不活
性ガス、例えば窒素ガスとか水素ガスが真空炉8内に供
給されるようになっている。被処理物9の加熱昇温温度
は温度センサ30にて監視され、制御部29にて直流電源11
から供給される電力を制御し、被処理物9が所定の時間
に所定の温度になるように制御される。
【0014】このように構成した装置を使用して被処理
物を処理する方法について次に説明する。先ず、真空炉
8内の載置台10上に被処理物9を載置し、扉32にて真空
炉8を密閉にする。次に真空ポンプ14により真空炉8内
を真空にし、直流電源11から電流を流すことにより、陰
極である被処理物9と陽極である真空炉8との間に電位
差が生じて被処理物9は均一に加熱昇温される。またガ
ス供給源28から真空炉8内に不活性ガスを供給して真空
炉8内において不活性ガスを対流させることにより、被
処理物9の昇温速度の調整が可能になる。
【0015】この直接通電加熱による加熱時間について
実験したところ、図3に示す結果を得た。この実験にお
いて、実験用真空炉の真空度は8×10-1Torr であ
り、出力 800DCV ×35A の直流電源を使用し、 300kg
の被処理物を加熱して被処理物の中心の温度を測定し
た。図3において、曲線Aは直接通電方式による加熱速
度を示し、曲線Bは図4および図5に示す電熱の輻射加
熱による加熱速度を示す。図3から明らかな通り、従来
のものに比較して略半分の時間で1000℃に達している。
【0016】そしてこのように被処理物が短時間に加熱
昇温され被処理物に付着ないしは混合している不純物は
早期に真空蒸発する。このようにして、真空蒸発した不
純物は真空ポンプ14によって誘引され、真空ポンプ14に
より真空状態に維持されている不純物回収装置13に導か
れる。このようにして導かれた不純物は矢印Aのように
入口ノズル17に導かれる。そして、真空蒸発している被
処理物は細孔18を通過する際に断熱膨張して降温し、更
に水冷ジャケット16にて水冷されている凝固室15の内面
にて冷却されて、その内面に凝固付着する。
【0017】このようにして、凝固室15の内面に凝固付
着した被処理物の付着厚さが所定の厚さになったときに
図示省略の回転刃を凝固室15の内周面に沿って回転する
とともに凝固室15の軸方向に移動して、凝固室15の内面
に凝固付着している被処理物を削り取る。
【0018】そして、回転刃にて削り取られた被処理物
は回転刃の移動により集められて排出口19より排出さ
れ、開閉扉26の上に堆積する。次にこの堆積量が所定の
量に達した時にシリンダ24にて中間真空扉21を押し出し
て真空室20内を第一真空室22と第二真空室23とに仕切
り、凝固室15と第二真空室23とを真空雰囲気上で分離す
る。その後にシリンダ25にて開閉扉26を開き、開閉扉26
に堆積している被処理物を装置外に払い出す。
【0019】上記開閉扉26に堆積している被処理物を装
置外に払い出している間、凝固室15内の真空度は中間真
空扉21(第一真空室22)により保持されているので、真
空炉から導かれてくる真空蒸発している被処理物は細孔
18および凝固室15内で連続的に処理することが可能にな
る。次に、開閉扉26の上に堆積した被処理物を装置外に
払い出した後に、シリンダ25により開閉扉26を閉め、か
つ、シリンダ24により中間真空扉21を引き込める。
【0020】このようにして、真空炉8内の載置台10に
被処理物9を載置し、次に被処理物9側を陰極に真空炉
8側を陽極にして両者間に直流電流を通電し被処理物9
を短時間に加熱昇温して被処理物9に付着ないしは混合
している不純物を早期に真空蒸発させることにより被処
理物の処理能力が向上する。次にこの真空蒸発した不純
物を、真空炉8とほぼ同程度の真空度に維持されている
不純物回収装置13に導いて凝集固化し回収することによ
り、真空蒸発した不純物は連続的に回収される。
【0021】
【発明の効果】以上詳述した通り本発明によれば、被処
理物を投入した炉内を減圧し、次に被処理物側を陰極に
真空炉側を陽極にして両者間に直流電流を通電して被処
理物を短時間に加熱昇温し被処理物に付着ないしは混合
している不純物を早期に真空蒸発させることにより被処
理物の処理能力が向上する。そして次にこの真空蒸発し
た不純物を、不純物回収装置に導いて凝集固化し回収す
ることにより、真空蒸発した不純物は連続的に回収され
る。この被処理物の短時間の加熱昇温および不純物の早
期真空蒸発と、真空蒸発した不純物の凝集固化による連
続的な回収により、連続処理プラントの処理能力を向上
し、廃棄物による環境の問題、廃棄物再利用による省資
源の問題、経済面からのスクラップの再利用の実効の問
題および再利用材料の純度の問題のすべてを解決するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を縦断面して示した模式図で
ある。
【図2】図1における不純物処理装置の一例を示す縦断
面図である。
【図3】被処理物の加熱昇温速度の実験結果を示す線図
である。
【図4】従来の真空蒸発炉の模式図である。
【図5】輻射熱による加熱の状況を模式図で示した説明
用図である。
【符合の説明】
8 真空炉 9 被処理物 10 載置台 11 直流電源 13 不純物処理装置 14 真空ポンプ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被処理物を投入した炉内を減圧し、次に
    被処理物側を陰極に真空炉側を陽極にして両者間に直流
    電流を通電して被処理物を加熱昇温して被処理物に付着
    ないしは混合している不純物を真空蒸発させ、次にこの
    真空蒸発した不純物を不純物回収装置に導いて凝集固化
    し回収することを特徴とする直接通電加熱式真空蒸発回
    収方法。
JP24471991A 1991-08-29 1991-08-29 直接通電加熱式真空蒸発回収方法 Pending JPH05306416A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008215652A (ja) * 2007-02-28 2008-09-18 Espec Corp 熱処理装置

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JPS5367612A (en) * 1976-11-30 1978-06-16 Chubu Denki Seisakushiyo Kk Metal surface hardening method by glow discharge
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