JPS6027912B2 - 連続式焼結炉 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は連続式競結炉さらに詳細には粉末の蛾結に用い
るプッシャ式の連続暁給炉に関するものである。

金属粉末の蓮続焼結炉として、予熱室と加熱室と徐冷室
および冷却室を水平直列状に蓮設し、子熟室と加熱室に
発熱帯を配し、それら両室に雰囲気を供給しつつ被処理
物を入れたトレイをプッシヤで順次搬送するようにした
タイプのものが汎用されているが、この構造では次のよ
うな不具合があった。

ィ 彼処理物の加熱熱源として焼結工程および脱ろう工
程の双方に電熱を用いるので消費電力が嵩む。

ロ 予熱室と加熱室が同一レベルで一体化したトンネル
構造であるため、子熱室で被処理物から気化したバーン
アウトガスが加熱室に侵入して暁結を阻害したり、カー
ボンポテンシャルの不安定化などを招きやすく、これを
防止するため加熱室に多量の雰囲気ガスを供給して掃気
に務めなければならず、従って雰囲気ガス使用量が多く
なる。

ハ 冷却室の端がトンネル状で外気と通じているので、
この外気の侵入防止のため供給ガス量を増さなければな
らす、また供給ガスの方向づけができないため冷却室長
を大にしなければならず従って冷却効率が悪い。

また、他のタイプとして、予熱室と加熱室と徐冷室およ
び冷却室を直列状に連設し、加熱室における焼結を電熱
で実施し、予熱室での脱ろうをガスバーナによる燃焼熱
で行うようにしたものがある。

この構造によれば、前記焼結炉のィの欠点を改善するこ
とは可能である。しかしながら、被処理物からのバ−ン
アウトガスに加え多量の焼結排ガスが生ずるので、さき
のタイプの場合よりも加熱室の汚損が箸るしくなり、こ
れを防止するにはきわめて多量の雰囲気ガスを必要とす
る欠点がある。またハのガス量と冷却効果の問題も依然
として解消されず、さらに予熱室で生ずる燃焼排ガスが
カーボン製の焼結用捨具（トレイ）と反応し、いわゆる
トレイのやせを起させその寿命を短くするので、彼処理
物の搬送手段がメッシュコンベアのようなものに限られ
、高温処理を実施し難いという不具合があったものであ
る。本発明は前記のような従来の粉末拾具用達続焼結炉
の欠点を解消しようとするもので、その基本的な目的は
、ガス燃焼子熱方式のメリットを生かしつつ、しかも脱
ろう工程と焼結工程の雰囲気がほぼ完全に分離された良
好な雰囲気条件下で連続高温焼結を行うことができる連
続式焼結炉を提供することにある。

また本発明の他の目的は、加熱用電力消費量を低減でき
ると共に雰囲気ガス使用量を大きく節減でき、冷却効果
も向上することができる省エネルギー型の連続式焼結炉
を提供することにある。

さらに本発明の他の目的は脱ろう工程にガス燃焼方式を
採用した場合に問題となるトレイのやせを防止でき、プ
ッシャー式の利点を生かした円滑な高温処理を行うこと
ができる連続式暁結炉を提供することにある。上記目的
を達成するため、本発明は、内部に加熱室を形成した焼
絹炉本体の前方にこれよりも低いレベルで予熱室を設け
ると共に、該子熱室と加熱室を高さ方向中間部にシャツ
夕を備え上側に押込み用プッシャを有する前部ェレベー
タ室で連結し、加熱室の後方には徐冷室に続いて末端の
閉止された冷却室を蓮設すると共に、前記末端より内側
には、抽出部と送出し用プッシャを下側に備えた後部ェ
レベータ室を縦設し、前記各ェレベータ室の底部にそれ
ぞれ昇降リフト装置を設けた構造としたものであり、さ
らに前部ェレベータ室の昇降リフト装置に、リフトロッ
ドと、下限位置でェレベータ室底部に置かれ上昇期にェ
レベー夕室周側壁との間に遊隙を形成し得る大きさのり
フト台と、両端を前記リフト台とりフトロッド先端の押
上げ台に枢着したクランクアームを具備させ、前記クラ
ンクアームによりリフト台を予熱室寄り位置からェレベ
ータ室中心方向へ水平移動させ、その後にェレベータ室
内を上昇させるようにしたものである。

以下本発明の実施例を添付図面に塞いて説明する。

第１図ないし第５図において、１は水平状の暁結炉本体
で耐火物の内側にヒータ２を備えたトンネル状の加熱室
３が形成され、底部にはスキッドレール４０が敷設され
ている。

４はトンネル状の子熱室で、前記焼結炉本体１の前部に
おいて暁結炉本体１よりも高さ方向で低いレベルに機設
され、内部にスキツドレール４１が敷設されると共に、
上部と両側にはＣ４日，。

などの炭化水素系ガスと空気の混合ガスを燃焼させるラ
ジアントバーナ５，５′が挿設されており、さらに入口
側にはフレームカーテンバーナと入口扉６を備えた装入
部７が設けられ、この装入部７の前方には装入台８が置
かれたトレイＡを日頃次装入部７に搬入するための装入
用プツシヤ９が対設されている。１川ま前記暁結炉本体
１と予熱室４の間に縦設されたたて長の前部ェレベータ
室で、第２図のように内張り耐火物により天井部が閉止
され、上側に前記加熱室３の入口側と通じる通路１０２
が形成されると共に、下側には子熱室４の出口側と連絡
する通路１０１が形成され、高さ方向中間部にはェアシ
リンダ１２で摺動される前部シャツ夕１１が設けられて
いる。

１３は暁結炉本体１の後部に蓮設されたトンネル状の徐
冷室、１４は外周に冷却用水ジャケットを囲綾した冷却
室で、一端は前記徐冷室１３に通じているが他端は止壁
１５により密閉されている。

そして、前記止壁１５より少し前方位置には、冷却室と
同レベルでしかも直角方向に延びる機筒１６が蓮通され
、この横筒１６の延出端部には後部ェレベータ室１７が
縦設されている。さらに前記後部ェレベータ室１７の下
側には延出端にフレームカーテンバーナと出口扉２１を
備えた押出部１８が蓮設されると共に、抽出部１８の始
端部にはェアシリンダ２０で操作される後部シャツ夕１
９が設けられており、出口扉２１の先には前記装入台８
に到るローラコンベア２２が設けられると共に、ローラ
コンベア２２の基部ゾーンには抽出部１８に送り出され
たトレイＡを取出すための抽出装置２３が装備されてい
る。しかして、前記装入用プッシヤ９により子熱室４に
送り込まれたトレイＡを競結炉本体１へ搬入するため、
前部ェレベータ室１０の底部に昇降リフト装置２４が装
備されると共に、加熱室３の鞠線方向に対時する上側位
置に押込み用プツシャ２５が設けられている。

一方、競結後冷却された被処理物を抽出部１８に搬送す
るため、横筒１６の麹線方向に対応する冷却室側部に横
送りプッシャ２６が設けられ、止壁１５から内部に挿入
したエンドリミット２７により間欠的に動作するように
なっており、さらに後部ヱレベータ室１７の上側には積
送りプッシヤ２６からのトレイＡを検知するりミット２
８が設けられ、底部には前記リミット２８からの信号で
動作しトレイＡを下降させる昇降リフト装置２９が設け
られ、この昇降リフト装置２９のリフト台下降限位置に
対応するェレベータ室下側部には、下降したトレイＡを
抽出部１８へ押出すための送出し用プツシャ３０が設け
られ、後部シャツ夕１９の開閉と同期して動作するよう
になっている。第６図および第７図は本発明のひとつの
特徴である前部ェレベータ室１０と昇降リフト装置２４
の詳細を示すもので、３１は角ねじ式又はシリンダ式に
より昇降自在なりフトロッドであり、このリフトロッド
３１はその軸線ＣＬ，が上昇用ェレベータ室の中心ＣＬ
から予熱室側へ少し偏位するように挿段され、上端に押
上げ台３２が固定されている。

３３はトレイＡを持ち上げるためのＩＪフト台で、前部
ェレベータ室１０の周側壁１０３との間に所要の遊隙Ｃ
が得られるような大きさに作られ、下降限位置において
その中心がリフトロッド中心と略合致するような状態で
ェレベータ室内底１０４に装着される。

３４，３４は前記リフト台３３と押上げ台３２を連結す
るクランクアームであり、それぞれ一端を押上げ台３２
の中心位置にピン３５で枢着されると共に、他端をリフ
ト台３３の偏心位置にピン３６で枢着している。

３７は前記リフトロッド３１および装入用プッシヤ９を
連繋動作させるため記部ェレベータ室１０の下側に挿設
したトレイ検知リミット榛で、リフト台上昇期に引込み
用シリンダ３８により周側壁内側に引込み可能になって
いる。

このような昇降リフト装置の構造を後部ェレベータ室１
７にも用いてもよいのは勿論である。その他図面におい
て、４２は予熱室４、加熱室３、徐冷室１３、冷却室１
４の末端部および押出部１８にそれぞれ挿設した雰囲気
ガス導入管、４３はリターン用プツシヤである。

次に本発明に係る焼結炉の運転状況を説明する。

操業にあたっては圧粉体（被処理物）Ｂを収容したトレ
イＡを装入台８に置き、入口扉６の開閉と同期して装入
用プッシャ９を往復動させることによりトレイＡを装入
部７へ搬入し、これを繰返すことによりトレイＡを押せ
押せの状態で子熱室４に装入する。

この子熱室４ではラジアントバーナ５，５′によりガス
が燃焼されており、被処理物Ｂはこの燃焼熱により加熱
され潤滑剤が完全にバーンオフされる。一方、このとき
暁結炉本体１ではヒータ２により加熱室３が所定の処理
温度に加熱されると共に、雰囲気ガス導入管４２から還
元性ガスや不活性ガスあるいはそれらの混合ガスの如き
炉気が供給されるが本発明における暁結炉は従前の焼緒
炉と異なり、後端である冷却室１４の端末が止壁１５に
より密閉され、前端も前部シャツ夕１１により閉止され
ている。

従って炉内圧は比較的高い所定の値に容易に管理される
ものである。しかして、前記のように予熱室４でバーン
オフの終えた被処理物Ｂは後続するトレイＡの押圧によ
り前部ェレベータ室底部の下限位置にあるリフト台３３
に乗り移る。

これをトレイ検知リミット穣３７で検知すると、装入用
プッシャ９の動作が停止し、続いて引込み用シリンダ３
８でトレイ検知リミット棒３７が後退すると共にリフト
ロッド３１が上昇を開始する。このとき、トレイＡは既
述のように押せ押せのかたちで送り込まれ後側が次続ト
レイＡ′と密着している。従って、そのままトレイＡを
リフト台３３で持ち上げた場合には次続トレイＡ′との
あいだで煩動やせり合いが生じ、トレイや被処理物に衝
撃を与えたり位置ズレを起したりする。しかるに本発明
では、リフト台３３とＩＪフトロツド先端の押上げ台３
２とがクランクアーム３４で松着されているため、リフ
トロッド３１が第６図の状態から上昇することにより第
７図のようにクランクアーム３４はピン３６を中心とし
て揺動し、この揺動によりリフト台３３が下限位置にあ
るまま機へ水平移動し、このリフト台３３の移動により
トレイＡは次続トレイＡから自動的に切離される。従っ
て、予熱室４と加熱室３に段差があるにもかかわらず、
トレイの移動がスムーズに行われる。その後リフト台３
３に押上げ台３２が接触し、押上げが始められ、トレイ
Ａが第６図の中央仮想線で示す位置に到達すると、図示
しないリフトロッドリミツドによる検知で上昇が一時停
止され、同時にェアシリンダ１２により前部シャツ夕１
１が開放される。これを確認した後リフトロッド３１は
再び上昇を続け、トレイが第６図上方の上昇限位置に到
達するとりフトロッドリミッドにより押上げが停止され
、続いて押込み用プッシャ２５の作動によりトレイＡは
通路１０２に押込まれる。次いでリフトロッド３１が下
降しこれと同期して前部シャツ夕１１が閉じられると、
リフト台３３は内底１０４に装着され、次にこのリフト
台３３から押上げ台３２が離間する際にクランクアーム
３４の回転でリフト台３３は再び通路１０１寄りの方向
へ移動する。以上の動作が繰返されることにより彼処理
物Ｂは順次加熱室３に搬入され雰囲気中で加熱競結され
るが、このとき、加熱室３はさきに述べたように末端が
止壁１５と前部ェレベータ室１０の前部シャッター１に
より閉止されていることから炉気は子熱室４と雰囲気と
区分された所定の高い圧力に保たれており、前部シャッ
ター１が開放されたときにもリフト台３３が上昇してお
りこれがシャツ夕の役目をはたすので炉内圧の低下は少
ない。

しかも、リフト台３３の外縁とェレベータ室周側壁１０
３のあいだに遊隙Ｃが形成され、この遊際Ｃを通して加
熱室内の雰囲気ガスが自然に流下するので、雰囲気の方
向性を十分に保たせることができる。そのため、予熱室
４において焼結排ガスとバーンアウトガスが多量に生じ
ても、それら不純ガスの加熱室３１への侵入を完全に遮
断することができ、加熱室３は暁結に必要なガス量を供
給するだけで強脱炭やカーボンポテンシャルの不安定化
が生じない非常に清浄な雰囲気に保たれるものである。
一方、前記のように遊隙Ｃを通して加熱室の雰囲気（還
元性雰囲気）が通路１０１に流れることで予熱室内の２
酸化炭素量が減少するため、この予熱室４を移動するト
レイＡの成分組成との反応も弱まる。

従ってトレイＡのやせが防止され寿命を延命することが
できる。以上のようにして暁結の終えた被処理物Ｂは加
熱室３から徐冷室１３を経て冷却室１４に順次送られ、
それらを通過する間に水ジャットにより冷却されるが、
この冷却過程においても、冷却室末端が密閉されている
ことや抽出部１８との間に段差があることから冷却室に
外気が侵入しにくく、少量のガスを供給するだけで適切
な方向づけを行うことができること、後部シャツ夕１９
で侵入を遮断していることなどから冷却室長を短くして
も十分な冷却効果をあげることができ、強制冷却装置を
付けた場合にはその効果をフルに発揮させることができ
る。

しかして、冷却された被処理物はエンドリミット２７に
トレイＡが接触することにより積送りプッシャ２６で横
筒１６に送られ、後部ェレベータ室１７に到ったところ
で上昇した昇降リフト装置２に受け取られれ下降する。

そして下降限に達したところで待機する間に後部シャッ
ター９が開き、送出し用プッシャ３０により抽出部１８
に送り込まれ、一方、プツシャロツドの後退に続く後部
シャツ夕１９の閉止により後部ェレベータ室１７から先
は再び密閉される。前記シャツ夕が閉じられると出口扉
２１が開放され、押出装置２３によりトレイＡは引き出
され、ローラコンベア２２に移層され、以下前述した過
程が繰返されることにより自動連続化した暁縞が行われ
るものである。以上説明した本発明の連続式糠結炉によ
るときには、次のようなすぐれた効果が得られる。

１ 加熱室３と子熱室４に段差を持たせ、それらのあい
だを中間にシャツ夕１１を有する前部ェレベータ室１０
で連結し、加熱室３の後方も冷却室末端に止壁１５を設
けることで密閉しているので、加熱室３の内圧を高く保
つことができると共に炉気の方向性を十分に持たせるこ
とができ、これにより適切な連続性を確保し、またガス
燃焼予熱方式のメリットを生かしっづ‐しかも焼精に必
要な少ないガス量で焼結工程と予熱脱ろう工程の雰囲気
を完全に近く分離することが可能になり、精密な雰囲気
条件で良好な暁結を行うことができる。

ｎ 炉の出口側である冷却室１４の末端を密閉し、これ
よりも内側にたて長の下降用ェレベータ室１７を設けて
製品の取出しを行うようにしているので、冷却効果が向
上し、水冷却長の短縮が可能になると共に強制冷却装置
をつけた場合にその性能をフルに発揮させることができ
る。

ｍ 前述のように加熱室に焼結に要する必要最少限のガ
スを供給するだけで競精と子熱脱ろうの両雰囲気を完全
に近く分離できるため、子熱工程を安価なガス加熱方式
でトラブルなく実施でき、従ってガス使用量の節減およ
び冷却効果の向上とあいまち操業に要するコストを大き
く低減することが可能になる。

Ｗ 前部ェレベータ室の昇降リフト装置２４をリフトロ
ッドで単純にトレイを押上げる構造とせず、リフトロッ
ド先端の押上げ台３２と下死点でヱレベータ室の内底に
置かれるリフト台３３をクランクアーム３４で連結させ
、トレイを押上げる前にこれを水平方向に移動できる構
成としているので、段差式であって被処理物の移送を円
滑に行うことができ、また同時にリフト台３３とェレベ
ータ室周側壁１０３の間に遊隙Ｃを通して加熱室内の雰
囲気が予熱室４に供給されるので、ガス加熱式の場合に
問題となるトレイのやせが起らず、円滑なプッシャー式
による操業を行うことができる。

Ｖ 冷却ゾーンを短縮でき、予熱室長も短縮できるので
炉長をコンパクト化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る連続式燈結炉の一実施例を示す一
部切欠平面図、第２図は同じくその一部切欠側面図、第
３図は第２図における子熱室の断面図、第４図は第２図
における加熱室の断面図、第５図は第１図における焼結
品抽出ゾーンの縦断側面図、第６図は第２図における前
部ェレベータ室の拡大断面図、第７図は第６図における
トレイ切離し過程を示す断面図、第８図は同じくその横
断面図である。 １・・・・・・焼結炉本体、３・・・・・・加熱室、４
・・…・予熱室、１０・・・・・・前部ェレベータ室、
１１・・・・・・前部シャツ夕、１３・・・・・・徐冷
室、１４・・・・・・冷却室、１５・・・・・・止壁、
１７・・・・・・後部ェレベータ室、１８・・・・・・
抽出部、１９・・・・・・後部シャツ夕、２４，２９・
・・・・・昇降リフト装置、２５・・・・・・押込み用
プッシャ、３０……送出し用プツシヤ、３１……リフト
ロッド、３２・・・・・・押上げ台、３３・・・・・・
リフト台、３４・…．・クランクアーム、Ａ・・・・・
・トレイ、Ｂ・・・・・・被処理物、Ｃ・・・・・・遊
隙。 第３図 第４図 図 船 図 Ｎ 船 第５図 第６図 第７図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内部に加熱室３を形成した焼結炉本体１の前方にこ
   れよりも低いレベルで予熱室４を設けると共に、該予熱
   室４と加熱室３を高さ方向中間部にシヤツタ１１を備え
   上側に押込み用プツシヤ２５を有する前部エレベータ室
   １０で連結し、加熱室３の後方には徐冷室１３に続いて
   末端の閉止された冷却室１４を連設すると共に前記末端
   より内側には押出部１８と送出し用プツシヤ３０を下側
   に備えた後部エレベータ室１７を縦設し、前記各エレベ
   ータ室１０，１７の底部にそれぞれ昇降リフト装置２４
   ，２９を設けたことを特徴とする連続式焼結炉。 ２ 前部エレベータ室１０の昇降リフト装置２４が、リ
   フトロツド３１と、下限位置でエレベータ室内底に装着
   され上昇期にエレベータ室周側壁との間に遊隙Ｃを形成
   し得る大きさのリフト台３３と、両端を前記リフト台３
   ３とリフトロツド先端の押上げ台３２に枢着されたクラ
   ンクアーム３４，３４を備え、前記クランクアーム３４
   ，３４によりリフト台３３を予熱室寄り位置からエレベ
   ータ室中心方向へ水平移動させ、その後エレベータ室内
   を上昇させるようになつている特許請求の範囲第１項記
   載の連続式焼結炉。