JPS61114080A

JPS61114080A - 流動床装置

Info

Publication number: JPS61114080A
Application number: JP60231416A
Authority: JP
Inventors: ジユール・ピーペル
Original assignee: Bekaert NV SA
Current assignee: Bekaert NV SA
Priority date: 1984-10-19
Filing date: 1985-10-18
Publication date: 1986-05-31
Anticipated expiration: 2009-05-02
Also published as: JPH0633949B2; EP0181653B1; ATE36350T1; US4813653A; AU590220B2; EP0181653A1; ES547978A0; DE3564288D1; BR8505218A; GB8426455D0; AU4870685A; ES8708019A1

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］本発明は金属製の部材を熱処理するのに使用する流動床
装置に関する。更に詳細には、特に鉄製のワイヤである
長尺の金属製被処理部材を連続的に熱処理するのに使用
する流動床装置に関するものである。

［従来の技術および問題点］ｗ４製ワイヤに種々の熱処理をほどこす従来の流動床は
この流動層を安定して保持し、長時間の作動状態を良好
に保ち、流動化および機械的な問題による停止時間を最
少とするするのが困難である。

これ等の問題は主としてガスの分散装置が不適切である
ことにより生じるものであり、構造材（例えば固定およ
び結合用の金属およびセラミック部材〉の組合わせが不
適切なことにより生じる場合があり、また、流動床装置
のカバーに一体にされたバーナーを含む設計の不適切に
起因する場合もある。したがって、従来の流動床装置は
構造的に使用態様の融通性がほとんどなく、極めて多く
の保守および修理を必要とする。更に、従来の装置で複
数のワイヤを連続的に熱処理する場合は、製品の品質に
ばらつきが大きく、経済性がよく々い。

本発明は上記従来の欠点を解消した流動床装置を提供す
ることを目的とする。

Ｌ問題点を解決するための手段、作用および効果］本発
明による流動床装置は金ｉ製部材の熱処理に使用するも
ので、内部空間を囲む断熱構造体と、この内装置間内に
配置された別体のモジュール構造体とを焉え、このモジ
ュール構造体は流動床を形成する微粒子を収容する容器
と、この容器内に流動化ガスを均一に分散する複数の孔
を有するこの容器の底板と、この底板の近郊に配置され
たガス予圧室と、このガス予圧室に連通し外部のガス源
からの流動化ガスを受けるガス入口管とを有し、この流
動床モジュールは全体が合金により前記内部空間すなわ
ちファーネス構造体から簡単に取外し可能な一体の組立
体に形成され、より信頼性が高く、より簡単に種々用途
に適用可能な流動化システムを備えている。

従って、この流動床装置は保守、修理がほとんど必長出
なく、始動時間が短く、更に、作動および用途に対する
融通性の極めて高いモジュール構造に形成されている。

この主たる改良点は特に長尺の金属部材を連続的に熱処
理する場合において、流動床装置の効率を飛躍的に高め
、処理工程の信頼性を高め、更に、生産性および全体の
経済性を上げたことにある。実際に、この発明による流
動床装置は、例えば鋼製ワイヤ等の長尺の金属性部材を
連続的に熱処理する場合に極めて有益であり、このｉｏ
床ｉ１！内の流動化された微粒子を介し、直線路および
平行路であるのが好ましいラインを移動する。この金属
部材は加熱、冷却、保持状態およびこれ等を組合わせた
処理サイクル中で１１　ｔｉｌｌされる。この処理は一
般には焼きなまし、オーステナイト化、均熱、急冷、焼
きもどし、応力除去、バテンチング等である。

好ましい実施例では、流動床装置あるいは粒肋炉はモジ
ュール構造体を組合わせて形成され、この装置の覆いと
内部の流動床モジュールとの間を簡単に分離でき、この
装置６よび流動床モジュールの内部にはバーナーを設け
られてなく、この流動床モジュールはほぼ金属で形成さ
れている。この流動床の作動温度により適宜に耐火性合
金を選定する。この流動床装置は、外部構造体を支えか
つ熱を遮断する鋼で裏当てされた耐火性の覆いを有し、
この覆いは内部に１または複数の流動床モジュールを収
容する適宜形状および寸法の内部空間あるいは内部通路
を形成する材質と同様な材質で形成された取外し可能な
屋根部材で覆われている。このモジュール構造体は一体
化された金属の組立体で形成され、流動化される微粒子
を内包するＵ字状の容器を備え、この容器の底部は基本
、的には孔あるいはスリットを設けた板部材で形成され
て微粒子を収容した容器内に均一に分配したガス流を送
す作用をなし、更に、この容器の下部で底部の板部材に
固定された予圧室は外部の発生器からガスを供給する。

ガス入口管は予圧室の底部に固定され、取外し可能なフ
ランジによりこの装置の外側構造体の開口を貫通する主
供給管に結合され、ガス補給ステーション（装置の外部
に配置されている）からこのモジュール構造体の予圧苗
に流動化ガスを供給する。

取外し可能なモジュール構造体は予め組立てられている
ことが好ましく、これにより、流動床装置の内部通路ス
ペース内に簡単に配置することができ、所要の処置長さ
に応じて複数個結合することもできる。これにより、従
来の装置では防止できなかった熱変形および初期の機械
的な欠陥をかなり防止できる。複数のモジュール構造体
を隣接する端部を互いに結合する場合は、必要に応じて
流動床による処理区域の長さを定め、あるいは、１また
は複数の処理区域に分割し、各区域にｙＬＩｌ化ガスを
供給して多室流動床装置を形成し、この各流動床を個々
に流動化および関連する制御を行なうことが好ましい。

大きな問題が生じた場合でも、このモジュール構造体は
従来の流動床装置のようにバーナーを含む内部部材が耐
火性の支持構造体に一体にされたものではなく、装置本
体から簡単に取外しできるため、作動停止時間が少ない
。本発明によるｌＩ造では、検査、保守および修理が簡
単で、モジュール構造体のいずれかが欠陥により交換を
必要とする場合でも簡単に他のものと交換することがで
きる。

特に有益な実施例では、微粒子容器の底板部材は特別に
構成されたガスノズル（それぞれ底板部材の孔にこの水
平に配置された底板部材と垂直に装着されて）を備え、
これにより、供給されるガスの状態が変動しても微粒子
の流動化を一定の高さに均一かつ安定して保持すること
ができる。このノズルを設けた板部材はこのモジュール
構造体から取外しできることが好ましい。

本発明の更に他の特徴によれば、この流動床装置の微粒
子容器に圧力をもった流動化ガスを供給するノズルが設
けられ１．このノズルは微粒子容器の孔が設けられた底
板部材に固定されかつほぼ一定の内孔を有する垂直な噴
出管と、この噴出管の上部に配置されて微粒子層へ送り
込む流動化ガスを偏向する取外し可能なキャップとを備
え、このキャップは前記噴出管に垂直な線上に配置され
た垂直に延在する内部通路を含み、また、流動化ガスを
均一な速度でかつ所要の圧力でノズルの出口を形成する
横方向に配置された溝内に送る適宜寸法の流量絞りを有
し、これ等垂直な噴出管およびキャップは互いに分離可
能に形成されている。

好ましい実施例においては少なくとも、このノズルの構
成は圧力制ｗＪ（予圧室から流動床の内部へ）および流
動化ガスの出口側流速を制御するのに有益であり、更に
、ノズルの閉１ＪＩ３よび分配用の板部材の摩耗な防止
する。

本発明のノズルを設けた底板部材の利点は、ノズルの故
障あるいは流動化が部分的に不安定となった場合に必要
箇所のノズルキャップに簡単に手が届き、このノズルキ
ャップを交換することで簡単に回復することができる点
である。更に、所要の流動化作用に応じて圧力降下、出
口流速を調整する場合には、所要の絞りサイズのキャッ
プに簡単に交換することができる。従来の８！肋床装置
のガス分配用の板部材は、主として孔あるいはスリ、ト
を形成した金属の板部材、あるいは、多孔性ノアスベス
トあるいはセラミックの板材であり、−の孔の浸蝕、不
均一なガス流といった問題があったが、このような問題
は本発明によるノズルにより解決される。

更に、本発明によるノズルは、空気分配ノズルヲ含む従
来のもの、すなわち、近接が困難で使用する場合の融通
性がなく、使用寿命の短い従来のノズルよりも勝れてい
る。したがって、本発明によるノズルを使用することに
より、全面に沿って安定した流動状！！１（貫孔あるい
は煙突効果を生じることのない）が得られ、長期間確実
に安定しただ動を維持でき、各構成部材の摩耗あるいは
損傷が無視できるほど少なく、Ｒ１調整（キャップの一
部あるいは全体の交換）も最少時間の作動停止で簡単に
行なうことができる。

このノズルは対応する板部材の孔に、溶接により永久的
に固定、あるいは、ねじ等の固定手段により底板部材上
の高さを変化することができかつ取外しできるように固
定することができる。ノズル出口が一個だけで充分な場
合でも、ノズルの横方向に延在する溝をキャップの横方
向に延設しノズル出口を少なくとも２個形成することが
好ましい。更に、この横方向の溝は上下方向に僅かに傾
斜させ、はぼ横方向（すなわちわずかに下側に傾斜させ
て）延設することが好ましい。

所要に応じてこの流動炉モジュール内に流動床を形成す
る加熱および流動化装置は外部に、燃焼装置等必要な温
度、流量および成分を有する高温流動化ガス混合体を予
圧室に送るガス発生ＩＩあるいは補給ステーションを設
けることができる。

これは、例えば装置の内外側に位置する補助熱交換器を
組合わせた手段等適宜の流動床Ｉ制御システムにより、
処理工程中に自動的に調節するのが好ましいバーナーの
設定で調整できる。

更に、内部加熱装置を設けることにより、この微粒子層
を所要の温度まで上昇することができる。

この内部加熱装置には、例えば微粒子層内に浸漬した電
気加熱部材、あるいは非常な高温度が必要な場合には、
流動床モジュールの予圧ヱに供給（この装置の外部で予
め混合した後が好ましい）され、分配ノズルを介して所
定圧力で流動層内に送り込まれた適宜のガス、空気の可
燃性混合体をこの流動床内で燃焼させる場合がある。い
ずれの場合にも、ＫＤ床の覆いあるいはモジュール構造
体内にはバーナー（通常は予圧室あるいは通常の微粒子
容器の屋根部材に一体とされている）を設けてなく、こ
のモジュール構造体は本発明による好ましい実施例の有
利な点である。

更に、本発明は代表例として９００−１０００℃より上
の極めて高い温度に金属部材を加熱するのに使用する流
動床ｉｌｌを提供するもので、この流動床装置は耐熱性
を有し、取外して分離可能なモジュール構造体を含み、
このモジュール構造体は上述の流動化ノズルが設けられ
てガスを分散する板部材と、ガス入口管を有する予圧苗
とを備え、このガス入口管は予圧室に連通し、更に、こ
の流動床装置は前記モジュール構造体を内部に配置して
Ｕ字状の微粒子容器を形成する耐火空を含み、このＵ字
状の微粒子容器は固設の耐火性堅部と前記モジュール構
造体のガスを分散する板部材で形成された底部とを有す
る。

流動化ガスは可燃性ガスと空気との混合体であるのが好
ましく、この流動化ガスは予め外部で形成されてガスの
予圧室に送られ、上記の流動化ノズルにより微粒子層に
調整された速度および圧力で吹き付けられて上記の粒子
層を流動化し加熱するもので、更に、この流動床装置は
可燃性混合体を点火して流動床内で燃焼する手段を含む
。

以下、本発明の実施例について添附図面を参照して説明
する。

［実施例］第１図には流動床装置の実施例が示してあり、この［ｉ
を介して縦方向Ｗに移動するワイヤーを連続的に熱処理
する。第１ａ図は流動床の炉壁構造体１の垂直断面図で
、第１ｂ図に６ける縦方向Ｗに垂直なａ−ａ線に沿うも
のである。周壁および支持構造体部２（鋼および耐火材
で形成）はトンネル状に開口し、取外し可能な耐熱性の
屋根部材３で覆われた処理室を形成する。Ｕ字状の区画
内には流動床モジュール４（あるいは複数個直列に連結
されたモジュール）がこの流動床装置の基部に配置され
ており、この流動床炉モジュールは支持構造体から分離
することができる。流動床モジュール４は微粒子容器５
を備え、この微粒子容器５は微粒子層６を収容する作用
をなし、この微粒子容器５の外郭の横側は２１壁に形成
されて内部に繊維質の絶縁材７′を有し、孔を設けた分
散板８にはガス噴出ノズル９が設けられ、この分散板に
隣接する予圧室１１にはガス供給導管１２とガス入口管
１３とを備えたガス供給路を設けである。このガス供給
路は取外し可能な７ランジ結合部１５により流動化ガス
の供給源すなわち主供給管１４に結合されている。

微粒子容器５およびこれにＰＩ４接した予圧Ｍ１１とか
ら別体に形成されたガス分散板８は、容器５の底部すな
わち予圧室の上面１ｏに取外し可能なボルト結合部１０
′により結合されるのが好ましい。

第１図に示すように、上！ｌａ５乃至１３の構造体は一
体に結合された金属製の流動床モジュール４を形成し、
耐熱性の鋼あるいは合金の単一部材により覆い内に嵌合
する適宜の形状および寸法に予め組立てられ、熱絶縁性
の屋根部材３３上にあげてフランジ結合部１５を取外し
た後、この炉壁構造体から取外すことができる６例えば
ノズルの処理あるいは調整のために、必要に応じて分散
板８（ノズル９を含む）あるいはこの部分を流動床モジ
ュール４から取外すことができ、これは本発明の゛重要
な利点である。

これとは反対に、従来の流動床装置では、予圧室、分散
板、微粒子容器は主フレームと一体構造（耐火性）に形
成されており、この一体構造すなわち耐火性部材と金属
製部材とが複数箇所で結合されているために個々に分離
することはできない。

従来の５！動床装置は第３図に示しである。

第３ａ図は、固設の予圧室内にバーナー２１を設けた従
来の流動床装置を示す、第３ｂ図は上記バーナーで加熱
した流動床の例を示し、第３０図は別体のガス供給装置
を設けた従来の流動床装置を示す、これ等従来の流動床
装置はいずれも一体の剛性構造を有し、根状に形成され
た分散板２０（アスベスト板、スリットを設けた鋼板、
５よび、これ等を組合わせたもの）を備え、これ等の分
散板２０は微粒子容器と予圧ヱどの間の耐火性の壁部に
取外し不能に固定されている。

本発明によれば、上記実［で例示したように第３図に示
す従来のｙｔｖＪ床装置に比較して当初に期待した以上
の多くの重要な利点が得られる０本発明においては、互
換性を有するモジュール構造としたことにより、構造が
０軍であること、装着、交換、保守および修理が容易と
なる利点を有することは明らかである。更に、このモジ
ュール構造としたことにより、処理長さを適宜に設定で
き、また、必要な場合には１個の炉壁構造体の覆い内に
それぞれ別処理を行なう複数の処理室を簡単に形成する
ことができる。

従来の流動床装置に比較して、本発明による好ましい装
置では更に多くの利点が得られる。すなわち、燃焼時に
炎を発生するバーナーを予圧室内に設けてなく、また、
ガスの入口から出口まで内部が金属性の部材で覆われて
いることによるものである。

このため、欠陥を生じ易い部材における異種材質で形成
された部材間の結合部はなくなり、熱変動に対しても信
頼性が高い、したがって、熱による変形および重大な損
傷が減少する。更に、全体が金属で一体に形成され、異
種の材質で形成された部材同士が結合されていないため
、ガスの漏洩はほとんどなくなる。異種の材質で形成し
た部材間の結合は熱膨脹率の差による応力を発生し、従
来の金属と耐火性部材間の剛性結合部でしばしば故障を
起こした。

このモジュール構造体の熱膨脹に対応するため、局部の
金属製シェルすなわち型部材７に複数の波形形状部を設
け、あるいは、壁部を２字状に形成してもよい、この方
法により、モジュールの構成部材あるいは組立体全体の
主要な機械的変形（カバ一部に圧力が掛ったとき）は大
きな熱変動が繰り返された後でもほとんど排除される。

本発明の主要な第２の特徴はノズルにあり、このノズル
を第２ａ図に示す。このノズルは内孔の径をほぼ一定と
した噴出管２５を有し、この噴出管２５は分散板８から
の垂直方向の高さｈを変化することができる。この噴出
管２５は例えば溶接あるいはねじ結合等適宜の手段によ
り分散板の多孔に固定され、上端には取外し可能なノズ
ルキャップ２６を備えている。このノズルキャップ２６
はＴ字状の内側ガス溝すなわち通路２７を有し、この垂
直な入口側内孔（入口管２５の通路と同一線上にある）
はベンチュリ管の入口あるいは出口ｍ様の絞り部２８を
有し、ガスはこの絞り部２８から両側に出口２９を備え
た溝２７の水平な拡大部に流れる。

第２ｂ図はノズルキャップ２６の詳細を示す図で、第２
Ｃ図は孔を設けたガス分散板８に一定形式でガス供給ノ
ズル９を設ける方法を例示し、また、この分散板すなわ
ち板部材８がフレーム１９に装着された複数の取外し可
能な小板部材１８でどのように構成されているかを示す
もので、この小板部材は微粒子容器の底部と予圧室の上
面との間に固定されている。

このノズルは多くの利点を備えている。第１に、従来技
術における問題点、すなわらノズルの損傷、板部材の摩
耗、微粒子による孔の拡大および流動床から予圧室への
微粒子の漏失に関する問題点が解決されることは明らか
である。従来、分散板は多孔性のセラミック製底板、多
層のアスベストシ　−−ト、多数の小さな孔あるいはス
リットを形成した金属製の板部材で形成され、場合によ
っては微粒子の平均的大きさに対応した単純構造の入口
管を設けである。これ等従来のものは摩擦による摩耗お
よび処理中に微粒子の漏失が増大するというｌ！１題が
ある０本発明によるノズルでは、微粒子と孔との大きざ
との関係（充分均一に流動させるための関係）は無視で
きるため、必要とするガス入口孔の数はかなり減少する
。処理中に５ける流動の安定性は本発明によるノズルの
利点の一つである。各ノズルは等ｌノ（作動し、長ｌＡ
間流助状態を良好に保ち、また、ベンチュリ管様のノズ
ルの絞り部の形状を変化することによりガス圧力および
速度を簡単に調整することができる。最も重要な利点と
しては、例えば一部の流動状態が不安定となったとき、
ノズルが故障したとき、あるいは、流動状態を変化させ
るときに、一部あるいは全体のノズルキャップを析しい
ものにＦＪ犀に交換することができ、この場合の停止時
間は極めて短くすることができる。このため、従来の流
動床では解決するのが困難であった、吹き上げ（流動床
面の頂部および谷部を形成する状態）および流動床全体
に渡る微粒子濃度のばらつき等の原因となるガス供給状
態の変動に対して、本発明による流動床は従来のものよ
り敏感でなくなる。

本発明の更に他の特徴によれば、この新しい分散板、ノ
ズルの構造により安定した静的微粒子層を形成し、この
容器底板上の厚さを変化させることができる。このため
、微粒子による容器底板、分散板およびノズル部の浸蝕
および研磨による摩耗が大きく減少する。更に、これに
より熱絶縁性のカバーが形成され、流動床の熱を保持し
、板部材の！！部が保護される。

更に、内部に１！焼加熱装置を設けた流動床では極めて
重要であるが、本装置では絶縁署として充分な厚ざの静
的微粒子層を形成でき、これにより、微粒子層の１度を
高水準（７００−８００℃）に上げることができる。こ
の温度は金ＩＡ製の分散板では不可能であり、このため
、多孔性のセラミックを使用しあるいは局部的に冷却装
置を設ける必要があった。これより、この実施例で例示
されるように、本発明によれば従来の流動床よりも主と
して金属の熱処理（金属の熱処理だけではないが）に関
する技術的により広い用途に使用することができる。特
に、本発明による流動床装置は従来では炉内の燃焼Ｗｔ
Ｗで得られた非常な高温度で粒子を浮遊させて流動床を
形成し、更に、上記のモジュール構造およびノズル構造
により極めて有益な利点が得られる。

ＬＬ炭素０．８０％で径２殖および１．５ｍのＩＡ製ワイヤ
をガス燃燻式の従来の加熱炉でオーステナイト化し、こ
の後、２至の流動床で処理した。急冷（ｑｕｅｎｃｈｉ
ｎｇ　）区域は長さυＬ温度４８０℃に保持し、均熱（
ｓｏａｋｉｔ＋ｏ　）　　（変態（ｔｒａｎｓｒｏｒ＋
ａａＮｏｎ）　）区域は４．５ｍで温度５５５℃に保持
した。

ケースＡとして孔を設けた金属製の分散板を使用した従
来の流動床により行ない、ケースＢとしてモジュール構
造としかつ本発明におけるガスノズルを用いた。

流動化ガス量およびその圧力はガス速度が毎秒１０−１
１αとなるように調整した。微粒子の平均サイズは０．
２７願である。

ケースＡの場合：２週間の作動の後、主として流動床の高さの変動、過大
な流動および粒子の損失量の増大等微粒子流動状態の問
題が現われ始めた。可能なかぎりの調整を行なってみた
が、流動床を確実に安定させることはできなかった。検
斎したところ、底板が非常に摩耗し、縦長に形成した孔
のいくつかは非常に摩耗して大きくなっていた。

次に、上記ケースＡで用いた金属製の分散板の代りに、
金ｊｌｔＪの格子で支えかつ固定した（多孔性の）アス
ベストシートを用いた。数週間は流動上の問題点ははっ
きりとは現われなかったが、この後、流動床の表面が乱
れるようになり、この状態が段々増幅され、ついにはア
スベストシートのいくつかの箇所において目詰まりから
貫孔までガス流が明らかに不均等となった。この結果、
ワイヤによっては部分的に流動床の上に露出し、また、
微粒子の損失も極めて多くなった。

ケースＢ：流動床装置に第１図に示すようなガスおよび微粒子を内
包する流動床モジュールを設けた、底板には規則的な間
隔でノズルを設け（第２図に示す状態）、各ノズルの高
さおよび間隔を約５ａ＋とじた。流動床の状態は完べき
であった。流動床は安定し、再始動および定常状態で何
等の問題も土じなかった。Ｗ粒子の装置洩は最少であり
、ＩＪ４製部材の損傷あるいは変形も無視できる程度の
ものであプた。

作動の信頼性に加え、ｉ動床装置によりバテンチング処
理したワイヤの強さが変化し、廃棄（欠陥ワイヤとして
）の量にも差がでる。この結果を下記表に示す。ここで
（Ａ）は従来の流動床装置による結果を示し、（Ｂ）は
本発明による流動床装置による結果を示すもので、径（
ｄ）２ｍ＋およ’ＣＦ１．１５ａｓ＋、炭Ｘ　（Ｃ）０
．８０％（７）ｌｌｔＪワイヤのバテンチング処理に用
いたものである。

（＋）符号はパテンチング処理された中間製品に欠陥が
あるものの合計（所要の特質に合致しないものと通常の
処理工程におけるＲ菓分との総和）であり、この後、ワ
イヤの引き抜き時に損失となったものである。

それぞれの径のワイヤを調べると、本発明による流動床
装置で処理したワイヤの方がより均質であった。また、
本発明による流動床装置で処理したワイヤの微［１組織
においても部分的な硬点（主としてベイナイト）がほと
んどない。従来の流動床装置では流動状態が不安定とな
る場合があり、このためワイヤの浸漬が不完全となるた
め、従来の流動床装置によるパテンチングで問題であっ
た。

この場合（第４図に示す）、本発明による新しい分数板
およびノズルによる内部加熱礪構を用いた高温状態での
実用性を調べた。比較ため、分散板に通常の多孔性のセ
ラミック材で形成したものも試躾した。これ等の部材は
高価であり、突然に割れることがあり、また、不均一な
摩耗およびこのセラミック板の細かい孔が目詰まりする
ことにより流動が不安定となる傾向がある。

本発明における流動床装置には、微粒子容器に底部分散
板と耐熱性の２５０ｒ−２ＯＮ　１Ｅｌｌで形成したノ
ズルを￥ｉ備した。

このノズルは本発明に実施例に基づいて構成されており
、微粒子容器の底板の水平面よりも少なくとも６Ｉ２１
上まで延設するのが好ましい。これ等のノズルを介して
化学平衡した混合物であるのが好ましい天然ガスと空気
とのガス状の可燃性混合物を通過する。この可燃性混合
物はこの流動床装置の外部で予め混合されて入口管から
予圧室に送られ、この予圧室から流動化ノズルにより吹
き付けられる。

微粒子層に点火した後、短時間で処理温度が１ｏｏｏ’
ｃより上まで上昇し、瓢焼面はノズルキャップよりも上
で安全距離に保持された。更に、流動床の温度が１１０
０℃まで上昇した後もノズルの焼付きはなかった。更に
、静的な微粒子！！（第４ａ図および第４ｂ図における
符号６）の厚さも充分に形成され、底板を覆う絶縁層と
して作用し、これによりこの底板の過熱が防止された。

更に、予圧室におけるガスの爆発の危険も減少した。

この実施例は流動床装置を示す第４図に記載されており
、微粒子容器（壁面をセラｌミックで覆　。

ったものあるいは外郭を耐熱性の金属で形成したもの）
と、ノズル９を設けたガス分散用の底板８およびこの底
板の下側に配置された予圧室１１（全体が適宜の耐熱性
金属から形成）と、この加熱装置の外側の混合装置３０
内で予め混合された加圧空気３１およびガス３２の供給
管１４とを備えている。加熱量は燃焼混合物の流量を調
整することによりＩＩＩＷＪされる。

この高温炉の流動床装置は、微粒子容器、ノズルを設け
た分散板、および、ガス予圧室を流動床装置の外側の構
造体から分離できる耐熱性の金属で一個のモジュールに
形成した、完全なモジュール構造（第４ａ図）に形成し
、あるいは、部分的にモジュール構造（第４ｂ図）とす
ることができる、この部分的にモジュール１造とした場
合には、耐火性のセラミックで形成した微粒子容器５′
（周囲の高温に耐えるもの）に耐熱性金属で形成した予
圧室、分散板、ノズルを一体的に形成する。

したがって本発明の好ましい実！１！例によれば、高温
の流動床装置は、微粒子容器、分散板、流動化用ノズル
およびガス予圧室が耐熱性金属で予め一体に組立てられ
た完全なモジュール構造に形成され、これにより、高温
度に廼される微粒子容器は他のモジュール構造部材（あ
るいは外郭部材の内部をセラミックで被覆したもの）に
比較してより耐熱性の高い別種合金で形成したのと同等
の効果を有する。

また、分数板、ノズル、ガス予圧室およびガス供給導管
を一体に金属で形成した、部分的に分離可能なモジュー
ル構造く微粒子容器の！！部を形成する）の高温炉は耐
火７内に配置され、この耐火至の上部は固定された耐火
壁を形成し、非常な高温の浮動粒子を収容するのに適し
ている。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図および第１ｂ図は本発明の実施例による流動床
装置の断面図である。第２図は本発明の実ｍ例によるノ
ズルの構造および配置を示すもので、第２ａ図は断面図
、第２ｂ図はノズルのキャップ部の拡大断面図、第２Ｃ
図は分散板におけるノズルを設ける孔の配置状態を示す
図である。第３因は従来の流動床装置を示すもので、１
３６図および第３ｂ図はそれぞれ予圧室内および炉内上
方でバーナーを燃焼させる流動床装置の断面図、・第３
Ｃ因は高温ガス供給装置を設けた流動床装置の図である
。第４ａ図お°よび第４ｂ図はそれぞれ流動床装置の内
部で燃焼加熱する本発明の実施例による流ＩＩ琢装置の
断面図である。１・・・炉型構造体、２・・・支持構造体部、３・・・
屋根部材、４・・・流動床モジュール、５・・・微粒子
容器、６・・・微粒子層、７・・・壁部材、８．２０・
・・分散板、９・・・ノズル、１ｏ・・・微粒子容器底
部、１１・・・予圧苗、１２・・・供給導管、１３・・
・ガス入口管、１４・・・主供給管、１５・・・７ラン
ジ結合部、１９・・・フレーム、２１・・・バーナー、
２５・・・噴出管、２６・・・ノズルキャップ、２７・
・・ガス溝、２８・・・絞り、２９・・・ガス出口、３
０・・・混合装置、３１・・・加圧空気、３２・・・加
圧ガス。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）断熱材で形成された着脱可能な屋根部材で覆われ
、鋼材で裏当てされた断熱壁部が内部空間を囲む外側の
炉壁構造体と、前記内部空間内に取外し可能に配置され
るモジュール構造体とを備え、このモジュール構造体が
流動床を形成する微粒子を収容する容器と、この容器内
に流動化ガスを均一に噴出するように配置された複数の
孔を有する前記容器の底板と、この底板の近部に位置す
るガス予圧室と、このガス予圧室に連通しガス源からの
流動化ガスを供給するガス入口管とを備えた金属部材の
熱処理に使用する流動床装置であって、流動床を形成す
る前記モジュール構造体が一体の金属製アセンブリでほ
ぼ形成され、この金属製アセンブリが一体の構造体とし
て前記外壁構造体から分離可能で、更に、前記ガス入口
管が前記ガス予圧室の下部領域にフランジ付結合部によ
り結合され、このガス入口管が主ガス供給管からの入口
端におけるこのフランジ付結合部の分離を含む主ガス供
給管とガス入口管との間の結合部の分離により前記ガス
予圧室の下部領域に着脱可能に結合されることを特徴と
する流動床装置。
（２）特許請求の範囲第１項に記載の流動床装置におい
て、前記底板は１または複数の結合した板部材で形成さ
れ、これ等板部材は前記流動床を形成するモジュール構
造体から取外して分離可能で、前記底板の孔に流動化ノ
ズルが設けられている流動床装置。
（３）特許請求の範囲第１項または第２項に記載の流動
床装置において、前記モジュール構造体は予め組立てら
れた、全体が耐熱性の鋼合金であるのが好ましい熱に対
して耐性のある合金の金属製アセンブリに形成され、こ
の金属性アセンブリに形成されたモジュール構造体が熱
膨脹リブあるいは他の手段（波形あるいはＺ字状の容器
外郭）を備えて大きな熱膨脹および関連する前記構造体
の変形を制御する流動床装置。
（４）特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか１に
記載の流動床装置において、前記モジュール構造体を複
数個互いに隣接して配置し所定の長さに渡る流動床処理
区域を形成しかつ前記モジュール構造体が互いに連結さ
れた２又はこれ以上の別処理区域を形成し、各処理区域
に個々に流動化ガスの供給を可能として個々の区域の流
動化および関連制御を行なう多室流動床装置を形成した
金属ワイヤ等長尺の被処理部材の連続熱処理を行なう流
動床装置。
（５）特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか１に
記載の流動床装置において、これ等の流動床装置が長手
方向に複数個あるいは他の熱処理装置と連結されて多種
用途に使用可能な一連の流動床熱処理装置を形成し、ワ
イヤ等複数の長尺の金属製の被処理部材がこの熱処理装
置を介して１本あるいは複数本の平行な通路に配置され
て所定の熱処理行程で連続処理される流動床装置。
（６）特許請求の範囲第４項に記載の流動床装置におい
て、個々に独立した流動化ガス供給装置および温度制御
装置を設けられて前段の室内で加熱された鋼製ワイヤの
焼入れ温度、焼成および金属パテンチング等の冷却およ
び保持処理を制御可能とした多室流動床装置を形成し、
鋼製ワイヤを連続的に熱処理する流動床装置。
（７）孔を設けた容器の底板に固定されるほぼ一定の内
孔を有する垂直配置の噴出管と、この噴出管の上部に配
置され粒子層内に供給される流動化ガスの方向を曲げて
安定した流動状態を形成する着脱可能なキャップとを備
え、このキャップが前記垂直配置の噴出管の内孔に整合
して配置された垂直方向の内部（管状）通路を含み、少
なくとも１個の出口を形成する横方向の溝内に流動化ガ
スを適当な圧力で送る大きさに形成された絞りを有し、
好ましくはねじ結合により前記キャップの前記垂直な噴
出管からの取外しを容易とし、これにより、流動層を安
定して保持するためあるいは流動層を所定の状態に調整
するためにキャップを迅速かつ簡単に交換可能としたこ
とを特徴とするノズル。
（８）特許請求の範囲第７項に記載のノズルにおいて、
前記横方向に伸びる溝がほぼ水平方向の出口流を有する
２個のノズル出口に分離しているノズル。
（９）特許請求の範囲第７項又は第８項に記載のノズル
において、前記キャップが底板からの高さを調整可能で
、固定装置がこのキャップを底板からの所要高さに固定
しかつこの底板から取外し可能とし、前記底板と加熱流
動床の間の断熱静止微粒子層の厚さを調節可能であるノ
ズル。
（１０）特許請求の範囲第１項乃至第６項のいずれか１
に記載の流動床装置において、各分離可能なモジュール
構造体が特許請求の範囲第７項乃至第９項のいずれか１
に記載の複数の流動化ノズルを備える流動床装置。
（１１）特許請求の範囲第１０項に記載の流動床装置に
おいて、前記流動化ガスはガス状の燃焼生成物であり、
この流動床装置の外部の燃焼装置内で予め燃焼された後
に前記モジュール構造体に供給され、前記ガス状の混合
物が所定のモジュール構造体あるいは各モジュール構造
体の微粒子層を流動化しかつ内部より加熱する流動床装
置。
（１２）特許請求の範囲第１０項に記載の流動床装置に
おいて、前記流動化ガスは可燃性のガスと空気の混合物
であり、外部の装置内で予め混合された後に前記モジュ
ール構造体内に供給され、この混合物を微粒子層内で燃
焼させることにより粒子層を加熱しかつ流動化する流動
床装置。
（１３）特許請求の範囲第１１項又は第１２項に記載の
流動床装置において、鋼製ワイヤの焼きなましあるいは
オーステナイト化等複数の金属製ワイヤを連続して加熱
し、前記ワイヤがほぼ直線状および平行な通路に沿つて
配置されて移動される流動床装置。
（１４）特許請求の範囲第９項に記載のノズルを設けた
分散板を備える流動床装置において、耐熱性を有する金
属で形成された分離可能なモジュール構造体を含み、こ
のモジュール構造体が微粒子を流動化する前記のノズル
を設けたガス分散板を備え、この分散板に隣接してガス
入口管を有するガス予圧室が設けられ、更に、取外し可
能な屋根部材を備えた耐火室を含み、この耐火室内に前
記モジュール構造体が配置されて固定の耐火壁および前
記構造体のガス分配板で形成される分離可能な基部とを
有するＵ字状の微粒子層を内包する保持容器を形成し、
前記流動化ガスは可燃性ガスと空気との混合物で形成し
、この流動化ガスが外部で形成されて前記流動化ノズル
により前記粒子層を介して調整された速度および圧力で
吹き付けられてこの微粒子層内で前記混合物を燃焼する
ことによりこの粒子層を流動化および加熱し、更に、こ
の流動床内で前記混合物を点火する手段を備える９００
℃より高い温度に金属性の部材を加熱するために使用す
る流動床装置。
（１５）特許請求の範囲第１４項に記載の流動床装置に
おいて、入口および出口と、ワイヤを流動床装置のファ
ーネスを介してほぼ直線で平行な通路に沿つて移送する
ように配置された移送手段とを有し、鋼製ワイヤを高度
にオーステナイト化する等、金属性のワイヤを連続的に
高温度に加熱するために使用する流動床装置。