JPH0647271A - 窯業原料の処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 無酸素状態で窯業原料の熱処理を連続的に行
う。 【構成】 加熱される炉本体にマッフル管８を垂設し、
該マッフル管８に原料投入ホッパーと製品排出口を設け
ることによって、マッフル管８内で窯業原料が降下する
間に連続的に熱処理すると共に、マッフル管８内におい
て空気が熱膨脹して希薄となり無酸素状態で熱処理す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、製造上又は使用上の安
定化を図るため、又は乾燥するために窯業原料に熱処理
を行う窯業原料の処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】かかる窯業原料の処理とは次の様な処理
を意味し、窯業原料は原鉱或いは精製された原料がその
まま用いられる場合も多いが、時には製造上の障害を除
去するため、或いは必要な品質を維持する必要から、使
用に先立って熱処理を行うことがあり、これを一般に
『か焼』と言い、普通には原料又は原料混合物を溶融温
度以下で焼き、結晶水、炭酸ガス等を取り除いたり、膨
脹や収縮を起こさせて容積を安定化させることを言う。

【０００３】上記の窯業原料の処理である『か焼』の目
的はその事柄によって異なるが、その目的とする処を列
挙すれば、 予め原料の焼成収縮を可能な限り除去すること。 結晶構造を弛緩させて活性を付与すること。 高温安定相を作ること。 転移させて予め異常膨脹を起こさせること。 焼結させながら固相反応を促進すること。 等が挙げられる。

【０００４】従来、かかる窯業原料の高温による処理
『か焼』では、必ずと言っていい程、酸化現象が発生
し、かかる酸化現象により原料の物性が著しく変化し、
目的とする原料の安定化等が得られず使用不可能な原料
となるケースが数多く発生する欠点を有していた。

【０００５】そこで、高温処理した時に原料の物性を変
化させないために、空気を遮断する真空炉やマッフル炉
が使用されているが、真空炉はその構造上非常に高額な
装置となると共に、バッチタイプのために被処理原料と
処理済原料の装填、取出時には真空状態が破壊され、従
って連続的に原料を処理することが出来ず、ましてやオ
ートメーション化する事は非常に困難となる欠点を有し
ていた。

【０００６】又、マッフル炉は連続的な原料処理は可能
であるが、移動隔壁を有するトンネルタイプにおいて
は、隔壁が移動する構造上、密閉或いは外気との遮断は
不可能で空気が少量づつ侵入して酸化現象を完全に防止
することが不可能であったり、微粒子の原料処理を行っ
た場合、原料ロスや粉塵公害が発生する欠点を有してい
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、無酸素状態
で窯業原料の熱処理を行うと共に、連続処理を行える様
にした窯業原料の処理装置を提供せんとするものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記従来技術
に基づく、真空状態を維持した連続的な熱処理が困難な
課題に鑑み、加熱される炉本体にマッフル管を垂設し、
該マッフル管に原料投入ホッパーと製品排出口を設ける
ことによって、マッフル管内で窯業原料が降下する間に
連続的に熱処理すると共に、マッフル管内において空気
が熱膨脹して希薄となり無酸素状態で熱処理する様にし
て、上記課題を解決せんとしたものである。

【０００９】

【作用】本発明にあっては、マッフル管内の処理空間の
焼成帯で熱処理を行った時に、空気が熱膨脹して希薄空
気の無酸素状態となり、酸化現象を防止して熱処理を行
い、窯業原料は原料投入ホッパーから製品排出口に連続
的に降下して焼成帯における無酸素状態で連続的な熱処
理を行うのである。

【００１０】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明
すると、１は本発明に係る直立マッフル式ロータリーキ
ルンを主体とする熱処理装置であり、炉本体２は耐火物
質から成る円筒状の壁体３及び上下隔壁４、５から構成
すると共に炉本体２の下端には脚体６、6aを固設して排
出作業空間７を設けている。

【００１１】８は窯業原料Ｍを連続的に熱処理する縦型
のマッフル管であり、該マッフル管８は炉本体２内の中
央部に立設し、マッフル管８の上部は炉本体２の上隔壁
４を貫通すると共にその上端に原料投入ホッパー９を設
置し、又マッフル管８の下部は炉本体２の下隔壁５を貫
通すると共にその下端に製品排出口10を設置している。

【００１２】11、11a …は炉本体２の壁体３に設けたガ
スバーナー、電気加熱式等の加熱源であり、ガスバーナ
ーの時には壁体３に対して垂直に設けたり、炉本体２の
内部空間12を均一化するために傾斜状に取付け、又炉本
体２の壁体３の上部に内部空間12に連通する排気煙突13
を設けている。

【００１３】14はマッフル管８内に装填した回転軸であ
り、該回転軸14は駆動モーター15により適宜速度で回転
されると共に、回転軸14に窯業原料Ｍを撹拌したり降下
させる撹拌翼16、16a …を設けて撹拌装置17と成した
り、マッフル管８を駆動モーター18により適宜速度で回
転自在と成すと共に、マッフル管８の内面に同様な撹拌
翼19、19a …を設けて撹拌装置20と成している。

【００１４】21はマッフル管８の下端に取付けた冷却装
置であり、マッフル管８の下端に放熱板22、22a …を設
けると共に、該放熱板22、22a …を囲繞する様にウォー
タージャケット23を設け、該ウォータージャケット23に
ラジエーター24、水ポンプ25、循環路26等を設けてい
る。

【００１５】尚、排出作業空間７に位置するマッフル管
８の下端を下方などに延長して自然冷却を行っても良
い。

【００１６】又、マッフル管８に対してアルカリ雰囲
気、窒素雰囲気、強酸化雰囲気、水素雰囲気等の各種雰
囲気を設定自在とするために、上記回転軸14に代えて中
空パイプ27を挿通するか、回転軸14を中空パイプ27と成
すと共に、該中空パイプ27に不活性ガス等の噴出口28、
28a …を設け、且つ中空パイプ27に対する不活性ガス等
の供給パイプ29を設けたり、或いはマッフル管８の下方
部をガスジャケット30で囲繞すると共に、該ガスジャケ
ット30に不活性ガス等の供給パイプ31を接続し、更にマ
ッフル管８に連通孔32、32a …を穿孔する。

【００１７】次に本発明に係る窯業原料の処理装置の作
用について説明すると、加熱源11、11a …により炉本体
２の内部空間12を高温加熱すれば、マッフル管８内の処
理空間33が加熱され、一方原料投入ホッパー９から粒子
状等の窯業原料Ｍを投入し、処理空間33上部の予熱帯34
に存在する窯業原料Ｍは徐々に加熱され、処理空間33中
部の焼成帯35に存在する窯業原料Ｍは高温で熱処理『か
焼』され、又処理空間33下部の冷却帯36に存在する窯業
原料Ｍは徐々に冷却され、熱処理が終了した窯業原料Ｍ
を製品排出口10から連続的に排出、取り出す。

【００１８】この様な熱処理時において、原料投入ホッ
パー９から窯業原料Ｍが投入された時には、窯業原料Ｍ
の周囲には空気、水分が多少存在するが、マッフル管８
の処理空間33の焼成帯35では窯業原料Ｍに熱処理を行う
と共に、窯業原料Ｍの周囲の空気は高温加熱されて非常
に膨脹し、焼成帯35においては空気が希薄となり、擬似
真空状態、無酸素状態となり、酸化現象を防止した熱処
理を行う。

【００１９】その結果、原料投入ホッパー９から窯業原
料Ｍの投入と同時に侵入しようとする空気、水分は、処
理空間33の焼成帯35で膨脹した空気、蒸発した水分で焼
成帯35が高圧力となり、焼成帯35の空気等は原料投入ホ
ッパー９又は製品排出口10側へ排出する方向となり、か
かる膨脹空気等が壁となって、原料投入ホッパー９から
予熱帯34を通過して焼成帯35へ侵入することは不可能と
なって上記の様な無酸素状態となる一方、マッフル管８
の内部に窯業原料Ｍが密に詰まっているために上方から
の空気の侵入防止も併せて出来る。

【００２０】又、原料投入ホッパー９から投入された窯
業原料Ｍはその自重で降下し、駆動モーター15、18の駆
動によるマッフル管８又は回転軸14の回転作動により、
窯業原料Ｍは撹拌されてマッフル管８内における熱処理
を均一迅速に行う様にし、且つ窯業原料Ｍが軽量なもの
であっても撹拌により、降下が容易となる。

【００２１】そして熱処理された窯業原料Ｍは炉本体２
内のマッフル管８から排出作業空間７に位置するマッフ
ル管８の冷却帯36に降下して、徐々に自然冷却される
が、マッフル管８下端の冷却装置21により、冷却速度を
コントロールして窯業原料Ｍの安定化に最適な冷却条件
の設定を行う。

【００２２】更に、噴出口28、28a …又は連通孔32、32
a …からのマッフル管８の焼成帯35に対する不活性ガス
の供給により、無酸素状態を完全に出来ると共に、窯業
原料Ｍの安定化に最適な焼成条件の設定を行う。

【００２３】尚、叙述の説明は高温熱処理を説明した
が、窯業原料Ｍの乾燥目的で適度な温度による熱処理を
行っても良い。

【００２４】

【発明の効果】要するに本発明は、加熱源11、11a …に
より加熱される炉本体２内にマッフル管８を垂設し、該
マッフル管８の上端に原料投入ホッパー９を、又マッフ
ル管８の下端に製品排出口10を夫々設けたので、原料投
入ホッパー９から窯業原料Ｍを投入するだけで、縦型の
マッフル管８内で熱処理されて製品排出口10から連続的
に窯業原料Ｍを取り出すことにより、窯業原料Ｍの熱処
理を連続的、完全オートメーションで行うことが出来、
又マッフル管８内の焼成帯35では空気が膨脹して希薄と
なり、無酸素状態で熱処理が可能となり、酸化現象を防
止して窯業原料Ｍの安定化を行うことが出来る。

【００２５】又、マッフル管８内の窯業原料Ｍを撹拌自
在と成したので、マッフル管８内の窯業原料Ｍを撹拌す
ることにより、窯業原料Ｍに対して均一及び迅速な熱処
理を行うことが出来たり、窯業原料Ｍの通過速度をコン
トロールしたり、比重の軽い窯業原料Ｍでも降下を容易
にすることが出来る。

【００２６】又、マッフル管８内に回転軸14を垂設する
と共に、該回転軸14に撹拌翼16、16a …を設けて撹拌装
置17と成したので、窯業原料Ｍの撹拌を回転軸14、撹拌
装置17の様な簡単な装置で行うことが出来る。

【００２７】又、マッフル管８を回転自在と成すと共
に、マッフル管８の内面に撹拌翼19、19a …を設けて撹
拌装置20と成したので、窯業原料Ｍの撹拌をマッフル管
８を回転自在と成す簡単な付属装置で行うことが出来た
り、マッフル管８と回転軸14の両者の回転による相乗作
用で窯業原料Ｍに対して多種の撹拌を行うことが出来
る。

【００２８】又、マッフル管８内に各種雰囲気を設定自
在と成したので、窯業原料Ｍの種類及び安定化目的に適
合する各種雰囲気下における熱処理を行うことが出来る
と共に、不活性ガスによりマッフル管８内の完全な無酸
素状態を得ることが出来る。

【００２９】又、マッフル管８内に中空パイプ27を挿通
するか、撹拌装置17を有する回転軸14を中空パイプ27と
成し、該中空パイプ27に噴出口28、28a …を穿孔すると
共に中空パイプ27に供給パイプ29を接続したり、或いは
炉本体２内のマッフル管８をガスジャケット30で囲繞
し、マッフル管８に連通孔32、32a …を穿孔すると共に
ガスジャケット30に供給パイプ31を接続したので、マッ
フル管８内の雰囲気を中空パイプ27、ガスジャケット30
の様な簡単な装置で行うことが出来る。

【００３０】又、マッフル管８の下端に冷却装置21を設
けたので、自然冷却の他に冷却速度をコントロール出
来、窯業原料Ｍの種類及び安定化目的に適合する冷却曲
線を得ることが出来る等その実用的効果甚だ大なるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る窯業原料の処理装置の概略構成図
である。

【図２】マッフル管が回転自在で各種雰囲気を設定自在
な処理装置の概略構成図である。

【図３】炉本体の形状を示す概略平面図である。

【図４】マッフル管に各種雰囲気を設定自在な処理装置
の概略構成図である。

【図５】図４の要部断面図である。

【符号の説明】

２ 炉本体 ８ マッフル管 ９ 原料投入ホッパー 10 製品排出口 11、11a … 加熱源 14 回転軸 16、16a … 撹拌翼 17 撹拌装置 19、19a … 撹拌翼 20 撹拌装置 21 冷却装置 27 中空パイプ 28、28a … 噴出口 29 供給パイプ 30 ガスジャケット 31 供給パイプ 32、32a … 連通孔

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱源により加熱される炉本体内にマッ
   フル管を垂設し、該マッフル管の上端に原料投入ホッパ
   ーを、又マッフル管の下端に製品排出口を夫々設けたこ
   とを特徴とする窯業原料の処理装置。
2. 【請求項２】 マッフル管内の窯業原料を撹拌自在と成
   したことを特徴とする請求項１の窯業原料の処理装置。
3. 【請求項３】 マッフル管内に回転軸を垂設すると共
   に、該回転軸に撹拌翼を設けて撹拌装置と成したことを
   特徴とする請求項２の窯業原料の処理装置。
4. 【請求項４】 マッフル管を回転自在と成すと共に、マ
   ッフル管の内面に撹拌翼を設けて撹拌装置と成したこと
   を特徴とする請求項２又は３の窯業原料の処理装置。
5. 【請求項５】 マッフル管内に各種雰囲気を設定自在と
   成したことを特徴とする請求項１又は２の窯業原料の処
   理装置。
6. 【請求項６】 マッフル管内に中空パイプを挿通する
   か、撹拌装置を有する回転軸を中空パイプと成し、該中
   空パイプに噴出口を穿孔すると共に中空パイプに供給パ
   イプを接続したことを特徴とする請求項５の窯業原料の
   処理装置。
7. 【請求項７】 炉本体内のマッフル管をガスジャケット
   で囲繞し、マッフル管に連通孔を穿孔すると共にガスジ
   ャケットに供給パイプを接続したことを特徴とする請求
   項５の窯業原料の処理装置。
8. 【請求項８】 マッフル管の下端に冷却装置を設けたこ
   とを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６又は７の
   窯業原料の処理装置。