JPH066758B2 - 金属還元装置 - Google Patents
金属還元装置Info
- Publication number
- JPH066758B2 JPH066758B2 JP62261110A JP26111087A JPH066758B2 JP H066758 B2 JPH066758 B2 JP H066758B2 JP 62261110 A JP62261110 A JP 62261110A JP 26111087 A JP26111087 A JP 26111087A JP H066758 B2 JPH066758 B2 JP H066758B2
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- Japan
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- retort
- metal
- cooling
- cooling chamber
- heating furnace
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はカルシウム等のアルカリ土類金属またはサマ
リウム等の希土類金属など蒸気圧が高くかつ酸素との親
和力の大きい金属を還元精製するために用いられる金属
還元装置に関する。
リウム等の希土類金属など蒸気圧が高くかつ酸素との親
和力の大きい金属を還元精製するために用いられる金属
還元装置に関する。
［従来の技術］ カルシウム等のアルカリ土類金属またはサマリウム、ユ
ウロピウム、イッテルビウム等の希土類金属を製錬する
には、その酸化物、ハロゲン化物等の化合物を加熱炉中
に挿入したレトルトに封入して減圧下で加熱して、この
金属化合物より酸素との親和力の高い元素を用いて気相
還元して金属蒸気とし、レトルトに設けられた凝縮器に
凝縮させてスポンジ状の金属を得るようにしている。こ
のような還元装置における凝縮器としては、従来、レト
ルトの一部の外周面を水冷または空冷により冷却し、こ
の冷却部に金属蒸気を析出させるものが使用されてい
た。しかし、このような方法では、冷却部の温度制御が
厳密に行えないので析出金属に不純物が多く含まれるこ
とになり、また、析出部の面積が大きいので析出金属の
処理に多大の労力を要するという不具合があった。そこ
で、本出願人は、新規な金属蒸気凝縮装置を提案した
（実公昭６１−２６３６２号公報）。これは、レトルト
の開口部に円筒を挿入し、凝縮器とこの円筒の間にスリ
ーブを挿入して構成としたもので、円筒内部を冷却する
ことにより、凝縮器の温度の制御が厳密に行なわれ、不
純物の少ない金属を製造することができるとともに、ス
リーブに金属が凝縮するので金属の取り出しが容易にな
るという効果を持つ。
ウロピウム、イッテルビウム等の希土類金属を製錬する
には、その酸化物、ハロゲン化物等の化合物を加熱炉中
に挿入したレトルトに封入して減圧下で加熱して、この
金属化合物より酸素との親和力の高い元素を用いて気相
還元して金属蒸気とし、レトルトに設けられた凝縮器に
凝縮させてスポンジ状の金属を得るようにしている。こ
のような還元装置における凝縮器としては、従来、レト
ルトの一部の外周面を水冷または空冷により冷却し、こ
の冷却部に金属蒸気を析出させるものが使用されてい
た。しかし、このような方法では、冷却部の温度制御が
厳密に行えないので析出金属に不純物が多く含まれるこ
とになり、また、析出部の面積が大きいので析出金属の
処理に多大の労力を要するという不具合があった。そこ
で、本出願人は、新規な金属蒸気凝縮装置を提案した
（実公昭６１−２６３６２号公報）。これは、レトルト
の開口部に円筒を挿入し、凝縮器とこの円筒の間にスリ
ーブを挿入して構成としたもので、円筒内部を冷却する
ことにより、凝縮器の温度の制御が厳密に行なわれ、不
純物の少ない金属を製造することができるとともに、ス
リーブに金属が凝縮するので金属の取り出しが容易にな
るという効果を持つ。
［発明が解決しようとする問題点］ ところで、上記のような金属凝縮装置においては、１回
ごとに原料の装入、処理、製品の取り出しを順次行う、
いわゆるバッチ式にて行なわれるが、上記のような凝縮
装置において製造される金属は一般に酸素との反応性の
高い金属であり、高温状態で大気中に置くと急激に燃焼
するので、炉外に取り出すには加熱を止めてレトルト内
の温度を適当な温度まで低下させなければならない。そ
のため、レトルト内の冷却に長時間を要し、装置の稼動
率が低くなり、生産効率が下がるとともに、炉の熱量原
単位が高くなって生産コストが上昇することになる。
ごとに原料の装入、処理、製品の取り出しを順次行う、
いわゆるバッチ式にて行なわれるが、上記のような凝縮
装置において製造される金属は一般に酸素との反応性の
高い金属であり、高温状態で大気中に置くと急激に燃焼
するので、炉外に取り出すには加熱を止めてレトルト内
の温度を適当な温度まで低下させなければならない。そ
のため、レトルト内の冷却に長時間を要し、装置の稼動
率が低くなり、生産効率が下がるとともに、炉の熱量原
単位が高くなって生産コストが上昇することになる。
この発明は、レトルト部を過度に冷却することなく、生
成した金属のみを短時間で冷却して取り出し、原料を入
れ替えることによって、安全に行わせ、かつ、稼動率を
向上させることを目的とするものである。
成した金属のみを短時間で冷却して取り出し、原料を入
れ替えることによって、安全に行わせ、かつ、稼動率を
向上させることを目的とするものである。
［問題点を解決するための手段］ 上記のような問題点を解決するために、この発明は、加
熱炉内に挿入されたレトルトと、このレトルトの開口部
に連設された冷却室と、この冷却室及びレトルト内を排
気する真空装置と、上記冷却室及びレトルト内に移動自
在に挿入された金属凝縮板と、上記冷却室とレトルトの
間を遮断するケートとを備えた構成としたものである。
熱炉内に挿入されたレトルトと、このレトルトの開口部
に連設された冷却室と、この冷却室及びレトルト内を排
気する真空装置と、上記冷却室及びレトルト内に移動自
在に挿入された金属凝縮板と、上記冷却室とレトルトの
間を遮断するケートとを備えた構成としたものである。
［作用］ このような金属還元装置においては、レトルト内におい
て高温で還元された金属蒸気は、レトルト内に挿入され
た金属凝縮器の表面に凝縮し付着する。この還元反応が
終了した段階で、金属凝縮器をレトルトから冷却室に移
動し、ゲートを閉鎖して冷却室とレトルトとの間を遮断
する。金属凝縮器は凝縮した金属とともに冷却室内で強
制的に冷却され、これを充分温度が低下した後に外に取
り出し、表面に生成した金属を回収する。この間にレト
ルトを開放して、残渣を除去した後に新たな原料を装入
し、金属凝縮器を冷却室からレトルト内に再度挿入し、
次の操業を行う。凝縮金属をレトルト外に移しておけ
ば、たとえ残渣の排出時や原料装入時に多少の空気が流
入しても、酸素との親和力の強い金属であっても急激に
酸化することがなく、作業が安全に行える。
て高温で還元された金属蒸気は、レトルト内に挿入され
た金属凝縮器の表面に凝縮し付着する。この還元反応が
終了した段階で、金属凝縮器をレトルトから冷却室に移
動し、ゲートを閉鎖して冷却室とレトルトとの間を遮断
する。金属凝縮器は凝縮した金属とともに冷却室内で強
制的に冷却され、これを充分温度が低下した後に外に取
り出し、表面に生成した金属を回収する。この間にレト
ルトを開放して、残渣を除去した後に新たな原料を装入
し、金属凝縮器を冷却室からレトルト内に再度挿入し、
次の操業を行う。凝縮金属をレトルト外に移しておけ
ば、たとえ残渣の排出時や原料装入時に多少の空気が流
入しても、酸素との親和力の強い金属であっても急激に
酸化することがなく、作業が安全に行える。
［実施例］ 以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
添付図において、１はスレンレス鋼などで有底円筒状に
成形されたレトルトであり、横置型の加熱炉２に挿入さ
れ、固定支持されている。レトルト１と加熱炉２の間の
空間は鉄皮２ａにより気密に保たれ、排気口３を通して
図示しない排気ポンプに連通されてその圧力をレトルト
１内と同圧まで低下させ、真空加熱処理時におけるレト
ルト１の損傷を防ぐことができるようになっている。レ
トルト１の開口部１ａにはフランジ４が形成され、この
フランジ４にはレトルト１と同内径の空間（冷却室）５
を有する円筒状の冷却筒６が気密に接続されている。こ
の冷却筒６の外周には水冷ジャケット７が形成されてお
り、図示しない給水ポンプにより冷却水が給水口８より
供給され、排水口９より排出されるようになっている。
冷却筒６の他端には中央に貫通孔１０を有する鏡板１１
がボルト及びナットなどにより気密に接合され、この貫
通孔１０には先端に凝縮板１２を備えたシャフト１３が
摺動自在に挿入されており、鏡板１１とシャフト１３と
の間にはベローズ１４が設けられて上記貫通孔１０を密
閉している。上記冷却室５には通気口１５が形成され、
この通気口１５は図示しない真空ポンプ及びＡrなどの
不活性ガス源に切換可能に接続されている。上記凝縮板
１２はレトルト１及び冷却室５よりやや小径に形成さ
れ、内部に冷却水流路が形成されており、シャフト１３
を通して冷却水が供給されるようになっている。上記冷
却筒６の内端（加熱炉側端部）の近傍には、冷却室５を
左右に遮断するゲート１６が設けられている。このゲー
ト１６は、冷却筒６の外部に上方に突出して設けられた
案内部１７と、この案内部１７に上下移動自在に嵌装さ
れたゲート板１８と、このゲート板１８を昇降させる駆
動機構１９とを備えており、これらの案内部１７及び駆
動機構１９はベローズ（図示略）などにより気密に構成
されているとともに、必要な箇所は水冷などにより冷却
されるようになっている。なお、２０は、取り外した鏡
板１１、凝縮板１２などを支える作業台車である。
成形されたレトルトであり、横置型の加熱炉２に挿入さ
れ、固定支持されている。レトルト１と加熱炉２の間の
空間は鉄皮２ａにより気密に保たれ、排気口３を通して
図示しない排気ポンプに連通されてその圧力をレトルト
１内と同圧まで低下させ、真空加熱処理時におけるレト
ルト１の損傷を防ぐことができるようになっている。レ
トルト１の開口部１ａにはフランジ４が形成され、この
フランジ４にはレトルト１と同内径の空間（冷却室）５
を有する円筒状の冷却筒６が気密に接続されている。こ
の冷却筒６の外周には水冷ジャケット７が形成されてお
り、図示しない給水ポンプにより冷却水が給水口８より
供給され、排水口９より排出されるようになっている。
冷却筒６の他端には中央に貫通孔１０を有する鏡板１１
がボルト及びナットなどにより気密に接合され、この貫
通孔１０には先端に凝縮板１２を備えたシャフト１３が
摺動自在に挿入されており、鏡板１１とシャフト１３と
の間にはベローズ１４が設けられて上記貫通孔１０を密
閉している。上記冷却室５には通気口１５が形成され、
この通気口１５は図示しない真空ポンプ及びＡrなどの
不活性ガス源に切換可能に接続されている。上記凝縮板
１２はレトルト１及び冷却室５よりやや小径に形成さ
れ、内部に冷却水流路が形成されており、シャフト１３
を通して冷却水が供給されるようになっている。上記冷
却筒６の内端（加熱炉側端部）の近傍には、冷却室５を
左右に遮断するゲート１６が設けられている。このゲー
ト１６は、冷却筒６の外部に上方に突出して設けられた
案内部１７と、この案内部１７に上下移動自在に嵌装さ
れたゲート板１８と、このゲート板１８を昇降させる駆
動機構１９とを備えており、これらの案内部１７及び駆
動機構１９はベローズ（図示略）などにより気密に構成
されているとともに、必要な箇所は水冷などにより冷却
されるようになっている。なお、２０は、取り外した鏡
板１１、凝縮板１２などを支える作業台車である。
次に、上記のように構成された金属還元装置の作用につ
いて述べる。
いて述べる。
まず、ゲート１６を開き鏡板１１を外した状態で、レト
ルト１内に製造すべき金属の原料である金属化合物と還
元剤である金属を装入し、凝縮板１２のシャフト１３を
嵌装した鏡板１１を冷却筒６の外端に接合する。真空ポ
ンプを作動して冷却室５及びレトルト１内を排気して真
空に近付ける一方、加熱炉２によりレトルト１を加熱す
る。このとき、レトルト１に内外の圧力差による力がか
かるのを防ぐため、排気ポンプを作動して加熱炉２内の
圧力をレトルト１内の圧力とほぼ同じにする。さらにシ
ャフト１３を貫通孔１０より押し込んで、凝縮板１２を
冷却室５からレトルト１内の所定位置まで移動させると
ともに、冷却水ポンプを作動して冷却水をシャフト１３
から凝縮板１２の冷却水流路に流通させ、凝縮板１２の
表面を所定の温度に保つ。この場合、凝縮板１２に温度
センサを埋設してその検出値により冷却水流量を変化さ
せて凝縮板１２の温度を制御するようにしてもよい。こ
れにより、凝縮板１２の表面には、還元された金属蒸気
が析出して、クラウンメタルと呼ばれるスポンジ状の金
属が成長する。所定の時間が経過して反応がほぼ終了し
た後、加熱炉２の加熱を停止し、シャフト１３を引き出
して凝縮板１２を冷却室５に移動させ、駆動装置１９を
作動してゲート板１８を降下させ、冷却室５とレトルト
１内部の空間とを遮断する。そして冷却室１内にＡrガ
スなどの不活性ガスを充満させ、ガスの伝熱作用により
冷却を速める、あるいはジャケット７へ供給する冷却水
流量を増やすなどして、冷却室５内のクラウンメタルを
冷却し、所定の温度以下に到達したときに、鏡板１１と
冷却筒６との接続を外し、凝縮板１２と鏡板１１を一体
に取り外し、クラウンメタルを除去する。一方、レトル
ト１内の温度がある程度下がった状態で、ゲート１６を
開き、レトルト１内の残渣を排出する。このとき、レト
ルト１内に析出した金属が空気と反応して燃焼するが、
これはわずかな量であるので、Ａrガスによりパージし
ながら行えば、安全上、歩留り上ともに問題がない。そ
して、レトルト１内に新たな原料を装入し、凝縮板１２
及びシャフト１３を装着した鏡板１１を再度冷却筒６に
接続して、新たな操業に入る。
ルト１内に製造すべき金属の原料である金属化合物と還
元剤である金属を装入し、凝縮板１２のシャフト１３を
嵌装した鏡板１１を冷却筒６の外端に接合する。真空ポ
ンプを作動して冷却室５及びレトルト１内を排気して真
空に近付ける一方、加熱炉２によりレトルト１を加熱す
る。このとき、レトルト１に内外の圧力差による力がか
かるのを防ぐため、排気ポンプを作動して加熱炉２内の
圧力をレトルト１内の圧力とほぼ同じにする。さらにシ
ャフト１３を貫通孔１０より押し込んで、凝縮板１２を
冷却室５からレトルト１内の所定位置まで移動させると
ともに、冷却水ポンプを作動して冷却水をシャフト１３
から凝縮板１２の冷却水流路に流通させ、凝縮板１２の
表面を所定の温度に保つ。この場合、凝縮板１２に温度
センサを埋設してその検出値により冷却水流量を変化さ
せて凝縮板１２の温度を制御するようにしてもよい。こ
れにより、凝縮板１２の表面には、還元された金属蒸気
が析出して、クラウンメタルと呼ばれるスポンジ状の金
属が成長する。所定の時間が経過して反応がほぼ終了し
た後、加熱炉２の加熱を停止し、シャフト１３を引き出
して凝縮板１２を冷却室５に移動させ、駆動装置１９を
作動してゲート板１８を降下させ、冷却室５とレトルト
１内部の空間とを遮断する。そして冷却室１内にＡrガ
スなどの不活性ガスを充満させ、ガスの伝熱作用により
冷却を速める、あるいはジャケット７へ供給する冷却水
流量を増やすなどして、冷却室５内のクラウンメタルを
冷却し、所定の温度以下に到達したときに、鏡板１１と
冷却筒６との接続を外し、凝縮板１２と鏡板１１を一体
に取り外し、クラウンメタルを除去する。一方、レトル
ト１内の温度がある程度下がった状態で、ゲート１６を
開き、レトルト１内の残渣を排出する。このとき、レト
ルト１内に析出した金属が空気と反応して燃焼するが、
これはわずかな量であるので、Ａrガスによりパージし
ながら行えば、安全上、歩留り上ともに問題がない。そ
して、レトルト１内に新たな原料を装入し、凝縮板１２
及びシャフト１３を装着した鏡板１１を再度冷却筒６に
接続して、新たな操業に入る。
上記のような金属製造方法においては、析出した金属を
取り出すのに、加熱炉２及びレトルト１の内部が低温に
なるのを待つ必要がなく、従って、処理の間隔が短縮さ
れる。発明者らの経験においては、従来１サイクル３３
時間を要していたが、これを１５時間に半減することが
できた。これは、還元終了からレトルト１開放までの時
間を２０時間から２時間に短縮できたからである。ま
た、これにより、加熱炉２での熱量原単位を５０％低下
させ、コストを下げることができた。
取り出すのに、加熱炉２及びレトルト１の内部が低温に
なるのを待つ必要がなく、従って、処理の間隔が短縮さ
れる。発明者らの経験においては、従来１サイクル３３
時間を要していたが、これを１５時間に半減することが
できた。これは、還元終了からレトルト１開放までの時
間を２０時間から２時間に短縮できたからである。ま
た、これにより、加熱炉２での熱量原単位を５０％低下
させ、コストを下げることができた。
［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明は、加熱炉内に挿入され
たレトルトと、このレトルトの開口部に連設された冷却
室と、この冷却室及びレトルト内を排気する真空装置
と、上記冷却室及びレトルト内に移動自在に挿入された
金属凝縮板と、上記冷却室とレトルトの間を遮断するゲ
ートとを備えた構成としたものであるので、生成した金
属を凝縮板とともに冷却室に移動し、これを強制的に冷
却して取り出すことができるので、加熱炉の稼動率を向
上させるとともに熱量原単位を低下させ、コストを低下
させることができるという優れた効果を奏するものであ
る。
たレトルトと、このレトルトの開口部に連設された冷却
室と、この冷却室及びレトルト内を排気する真空装置
と、上記冷却室及びレトルト内に移動自在に挿入された
金属凝縮板と、上記冷却室とレトルトの間を遮断するゲ
ートとを備えた構成としたものであるので、生成した金
属を凝縮板とともに冷却室に移動し、これを強制的に冷
却して取り出すことができるので、加熱炉の稼動率を向
上させるとともに熱量原単位を低下させ、コストを低下
させることができるという優れた効果を奏するものであ
る。
添付の図面はこの発明の一実施例を示す断面図である。 １……レトルト、１ａ……開口部、２……加熱炉、５…
…冷却室、１２……凝縮板、１３……シャフト、１６…
…ゲート。
…冷却室、１２……凝縮板、１３……シャフト、１６…
…ゲート。
Claims (1)
- 【請求項１】加熱炉内に挿入されたレトルトと、このレ
トルトの開口部に連設された冷却室と、この冷却室及び
レトルト内を排気する真空装置と、上記冷却室及びレト
ルト内に移動自在に挿入された金属凝縮板と、上記冷却
室とレトルトの間を遮断するゲートとを具備することを
特徴とする金属還元装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62261110A JPH066758B2 (ja) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | 金属還元装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62261110A JPH066758B2 (ja) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | 金属還元装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01104727A JPH01104727A (ja) | 1989-04-21 |
| JPH066758B2 true JPH066758B2 (ja) | 1994-01-26 |
Family
ID=17357225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62261110A Expired - Fee Related JPH066758B2 (ja) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | 金属還元装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH066758B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008022546A1 (fr) * | 2006-08-15 | 2008-02-28 | Mg Century Mining Corporation | Réducteur, procédé de réalisation, et four réducteur permettant la fusion de métal sous vide au moyen du réducteur |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009054217A1 (ja) * | 2007-10-23 | 2009-04-30 | Nippon Mining & Metals Co., Ltd. | 高純度イッテルビウム、高純度イッテルビウムからなるスパッタリングターゲット、高純度イッテルビウムを含有する薄膜及び高純度イッテルビウムの製造方法 |
-
1987
- 1987-10-16 JP JP62261110A patent/JPH066758B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008022546A1 (fr) * | 2006-08-15 | 2008-02-28 | Mg Century Mining Corporation | Réducteur, procédé de réalisation, et four réducteur permettant la fusion de métal sous vide au moyen du réducteur |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01104727A (ja) | 1989-04-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |