【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は非酸化性雰囲気下での焼成を必要とす
る窯業製品の焼成方法に関する。
従来、炭素質，炭化珪素質、Al2O3―Ｃ系，
Al2O3―Ｃ―SiC系，Clay―Ｃ系等非酸化性雰囲
気下での焼成を必要とする窯業製品の焼成に際し
ては、トンネルキルンあるいは単窯台車上に構築
された耐火物製のマツフル容器内に被焼成物を収
容した後、被焼成物間及び被焼成物とマツフル容
器壁との空隙をすべてコークスブリースで充填
し、更に、容器開口部を耐火れんがで密閉し、炉
内に搬入して焼成を行つている。
ところが、上述した従来の方法には以下のよう
な欠点がある。
(1) 耐火物製のマツフル容器壁及びコークスブリ
ーズを介して被焼成物へ熱伝導が行われるた
め、熱効率が悪く、容器内の温度分布が不均一
となり、容器内の温度応答性も悪い。
したがつて、
(イ) 燃料費がかさむ。
(ロ) 製品の品質にバラツキが生じ、特に浸漬ノ
ズル，ロングストツパー等の長い形状の製品
では部位により物性の差が生じる。
(ハ) 昇・降温の温度制御が困難であり、特に、
降温は自然放冷によるほかはなく（トンネル
内冷却帯で冷却空気を吹きつけるとコークス
ブリーズの酸化で逆に昇温する）、積極的な
温度制御はできない。
(ニ) 昇・降温に長時間（約72時間）を要し、出
炉後も窯出し可能な温度に低下するまでに長
時間（約72時間）を要する。このため、多く
の台車を必要とする。
(2) レンガ等の耐火物で構築されるマツフル容器
は高価で、耐用回数が少ないうえに構築に時間
かかる。しかも台車上で上部からのみしか作業
ができないので作業能率が悪い。
(3) 大量のコークスブリーズを使用するため、消
耗分を償うことも含めると多額の費用を要す
る。しかも、窯づめ、窯出しに際し、コークス
ブリーズ粉塵の飛散を防止することは作業の性
質上かなり困難であり、機械化，収塵装置の設
置等も著しい効果を挙げるに至つていない。
本発明は上記欠点を解消するためになされたも
のであり、製品の品質を向上し、コストを大幅に
低減するとともに作業能率の向上及び作業環境の
改善を達成し得る窯業製品の焼成方法を提供しよ
うとするものである。
前述した諸欠点はいずれも最終的には被焼成物
をコークスブリーズで覆つて焼成を行うことに起
因する。そこで、本発明者らはコークスブリーズ
で被焼成物を覆わなくともマツフル容器内を非酸
化性雰囲気にし得る方法について検討した結果、
マツフル容器内に焼成温度より低い温度で燃焼す
る可燃物を装填して酸素が存在しなくなるように
すればよいことを見出した。こうした方法によれ
ば、コークスブリーズを充填しないので、前述し
た(3)の欠点を解消できることは勿論のこと、マツ
フル容器内の温度応答性が格段に向上して、前述
した(1)の欠点を解消することができ、更にトンネ
ルキルン等の焼成帯の維持温度を大幅に低下させ
ることができる。したがつて、耐火物製のマツフ
ル容器を使用する必要はなく、金属製のマツフル
容器を採用することができ、前述した(2)の欠点を
解消することができる。しかも、金属製マツフル
容器を採用すれば温度応答性はより向上し、一層
焼成帯温度を低下することができる。
すなわち本発明の窯業製品の焼成方法は、非酸
化性雰囲気下で被焼成物を焼成する窯業製品の焼
成方法において、蓋及び扉を有し上面及び一側面
が開放できる金属容器の底部にコークスブリーズ
を敷き、その上に被焼成物を収容するとともに可
燃物を装填して焼成することを特徴とするもので
ある。
本発明においては、金属容器が蓋及び扉を有し
上面及び一側面が開放できる構造となつているの
で、楽な姿勢で作業することができ、作業能率を
向上するという効果も得られる。なお、金属容器
を二重構造にすれば、内側の容器の熱による変形
を防止することもできる。
また、本発明方法において金属容器内に装填さ
れる可燃物としては木片等を挙げることができ
る。
以下、本発明方法をアルミナーカーボン質浸漬
ノズルの焼成に適用した実施例を第１図を参照し
て説明する。
まず、第１図に示す如き鋼板（市販の構造用
鋼）製のマツフル容器を用意する。このマツフル
容器は約800mm×1000mm×1300mmの寸法で一側面
と上面とが開口し、一側面の左右にガイド１ａ，
１ｂが設けられた容器本体１と、扉２と、取手３
ａ，３ｂを有し、図示しない若干の通気孔が設け
られた蓋３とからなる。蓋３に設けられた通気孔
は焼成時のマツフル容器内の圧力上昇を防止でき
るようになつている。容器本体１の底部には常時
約20cmの厚さでコークスブリーズ４…が敷粉とし
て敷かれており、作業の直前に水平に掻きならさ
れる。次に、前記容器本体１内に被焼成物（浸漬
ノズル成型体）５…を収容した後、充分乾燥した
灰分の少ない木片を装填する。これら木片は焼成
温度より低い温度で燃焼し、容器内のO2をCO2＋
COとし、容器内を非酸化性雰囲気とするもので
あり、装填量は被焼成物の収容量により適宜調整
する。つづいて、扉２を容器本体１のガイド１
ａ，１ｂに沿つて落し込み、蓋３をかぶせる。つ
づいて、マツフル容器を台車上に載せ、炉内に搬
入して焼成を行う。
しかして、焼成時におけるマツフル容器内外の
温度を測定し、温度応答性及び容器内の温度分布
について調べた。測定箇所はマツフル容器直上の
Ａ点（台車からの高さ約1300mm）、マツフル容器
内の被焼成物近傍のＢ点（同約800mm）、マツフル
容器内の被焼成物近傍のＣ点（同約300mm）の３
点であり、炉内での経過時間とＡ―Ｃ間及びＢ―
Ｃ間の温度差との関係を下記表に示す。なお、下
記表中比較例は耐火レンガ製マツフル容器を使用
したものである。
The present invention relates to a method for firing ceramic products that requires firing in a non-oxidizing atmosphere. Conventionally, carbonaceous, silicon carbide, Al 2 O 3 -C type,
When firing ceramic products that require firing in a non-oxidizing atmosphere, such as Al 2 O 3 -C-SiC and Clay-C systems, a refractory matshuuru built on a tunnel kiln or a single kiln cart is used. After placing the objects to be fired in the container, all the gaps between the objects to be fired and between the objects to be fired and the wall of the Matsufuru container are filled with coke breath, the opening of the container is sealed with refractory bricks, and the container is transported into the furnace. Then, firing is performed. However, the conventional method described above has the following drawbacks. (1) Heat is conducted to the object to be fired through the refractory Matsufuru container wall and coke breeze, resulting in poor thermal efficiency, uneven temperature distribution within the container, and poor temperature response within the container. Therefore, (a) Fuel costs increase. (b) Product quality varies, especially in long products such as immersion nozzles and long stoppers, where physical properties vary depending on the part. (c) Temperature control of temperature rise and fall is difficult, especially
The only way to lower the temperature is through natural cooling (when cooling air is blown in the cooling zone inside the tunnel, the temperature rises due to the oxidation of the coke breeze), and active temperature control is not possible. (d) It takes a long time (approximately 72 hours) to raise and lower the temperature, and even after unloading, it takes a long time (approximately 72 hours) for the temperature to drop to a point where it can be taken out of the kiln. Therefore, many carts are required. (2) Matsuful containers constructed from refractory materials such as bricks are expensive, have a limited service life, and take time to construct. Moreover, work efficiency is poor because work can only be done from the top of the trolley. (3) Since a large amount of coke breeze is used, a large amount of cost is required, including compensation for consumption. Moreover, it is quite difficult to prevent the scattering of coke breeze dust when filling and unloading the kiln due to the nature of the work, and mechanization, installation of dust collection devices, etc. have not produced significant effects. The present invention has been made to eliminate the above-mentioned drawbacks, and provides a method for firing ceramic products that can improve product quality, significantly reduce costs, and improve work efficiency and work environment. This is what I am trying to do. All of the above-mentioned drawbacks are ultimately caused by the fact that the object to be fired is covered with coke breeze during firing. Therefore, the present inventors investigated a method of creating a non-oxidizing atmosphere inside the Matsufuru container without covering the objects to be fired with coke breeze.
It has been discovered that it is sufficient to fill the Matsufuru container with a combustible material that burns at a temperature lower than the firing temperature to eliminate the presence of oxygen. According to this method, since the coke breeze is not filled, the above-mentioned disadvantage (3) can of course be solved, and the temperature response inside the Matsufuru container is significantly improved, which eliminates the above-mentioned disadvantage (1). Furthermore, the maintenance temperature of a firing zone such as a tunnel kiln can be significantly lowered. Therefore, it is not necessary to use a refractory Matsufuru container, and a metal Matsufuru container can be used, thereby solving the above-mentioned drawback (2). Furthermore, if a metal Matsufuru container is used, the temperature response is further improved, and the firing zone temperature can be further lowered. That is, the method for firing a ceramic product of the present invention is a method for firing a ceramic product in which an object to be fired is fired in a non-oxidizing atmosphere. The material to be fired is placed thereon, and the combustible material is loaded and fired. In the present invention, since the metal container has a lid and a door and has a structure in which the top surface and one side can be opened, the metal container can be worked in a comfortable posture and the work efficiency can be improved. Note that if the metal container has a double structure, deformation of the inner container due to heat can also be prevented. Further, in the method of the present invention, the combustible material loaded into the metal container may include pieces of wood. An example in which the method of the present invention is applied to firing an alumina-carbon immersion nozzle will be described below with reference to FIG. First, a Matsufuru container made of steel plate (commercially available structural steel) as shown in FIG. 1 is prepared. This Matsuful container has dimensions of approximately 800 mm x 1000 mm x 1300 mm, with one side and top open, and guides 1a on the left and right sides of one side.
1b, a container body 1, a door 2, and a handle 3.
a, 3b, and a lid 3 provided with some ventilation holes (not shown). The vent provided in the lid 3 is designed to prevent pressure from increasing inside the Matsufuru container during baking. Coke breeze 4 is always spread on the bottom of the container body 1 to a thickness of about 20 cm as a bedding powder, and is raked horizontally just before starting work. Next, the object to be fired (immersion nozzle molded body) 5 is placed in the container body 1, and then sufficiently dried wood chips with a low ash content are loaded therein. These pieces of wood burn at a temperature lower than the firing temperature, converting the O 2 in the container into CO 2 +
CO is used to create a non-oxidizing atmosphere inside the container, and the loading amount is adjusted as appropriate depending on the amount of materials to be fired. Next, attach the door 2 to the guide 1 of the container body 1.
Drop in along lines a and 1b and cover with lid 3. Next, the Matsufuru container is placed on a trolley, carried into a furnace, and fired. Therefore, the temperature inside and outside the Matsuful container during baking was measured, and the temperature response and temperature distribution inside the container were investigated. The measurement points are point A directly above the Matsufuru container (height approx. 1300mm from the trolley), point B near the material to be fired in the Matsufuru container (approximately 800mm), and point C near the material to be fired in the Matsufuru container (approximately 800mm above the cart). 300mm)
point, and the elapsed time in the furnace and between A-C and B-
The relationship between C and the temperature difference is shown in the table below. In addition, the comparative example in the table below uses a Matsufuru container made of fireproof bricks.
【表】
上記表から明らかなようにＡ―Ｃ間の温度差は
実施例の方が比較例によりも小さく、温度応答性
がよいことがわかる。また、Ｂ―Ｃ間の温度差も
実施例の方が比較例よりも小さく、容器内の温度
分布がそれほど不均一でないことがわかる。ま
た、得られたアルミナーカーボン質浸漬ノズルの
品質は実施例の方が良好であることが確認され
た。
次に、本発明方法を用いた場合のコスト面の効
果等について説明する。
(1) 使用燃料は従来方法では674l／１台車であつ
たのが、本発明方法では280／１台車とな
り、燃料費を約58％低減することができた。
(2) 本発明方法に用いられる鋼鉄製マツフル容器
は従来の耐火レンガ製マツフル容器に比べて耐
用回数が多く、しかも安価であるので、マツフ
ル容器の経費を約86％も低減することができ
た。また、温度応答性が良好（上記表参照）で
あり、作業時間を2/3に短縮することができる
ので、常備すべき台車数を大幅に減少すること
ができ、作業スペースに余裕ができる。更に、
従来方法では高い作業台を用いて、台車上に構
築された耐火レンガ製マツフル容器の上部から
のみしか作業ができなかつたのに対し、上記実
施例の如く上面と一側面が開放できる鋼鉄製マ
ツフル容器を用いれば、適当な場所に置いて楽
な姿勢で作業することができるようになり、作
業能率が格段に向上した。
(3) 本発明方法では使用されるコークスブリーズ
は従来方法と比較して非常に少量ですみ、コー
クスブリーズの経費を約80％も低減することが
できた。また、本発明では、容器底部にコーク
スブリーズを常時入れておくほかはコークスブ
リーズを全く取扱わないので、粉塵の飛散がな
くなり、作業環境を改善することができ、労働
衛生上の効果も著しい。
(4) 上述した燃料費，マツフル容器の経費及びコ
ークスブリーズの経費の低減により、アルミナ
ーカーボン質浸漬ノズルの製品トン当りの経費
低減は111.9千円となり、73.9％も低減するこ
とができた。
なお、本発明方法を適用できるのは上記実施
例の如く、アルミナーカーボン質の窯業製品に
限らず炭素質，炭化珪素質等非酸化性雰囲気下
での焼成を必要とする窯業製品にはいずれも適
用できる。
また、第２図に示す如く容器本体１の外側を
外側容器６で覆うようにすれば、容器本体１の
熱による変形を防止することができる。
以上詳述した本発明によれば、製品の品質を向
上し、コストを大幅に低減するとともに作業能率
の向上及び作業環境の改善を達成し得る窯業製品
の焼成方法を提供できるものである。[Table] As is clear from the above table, the temperature difference between A and C is smaller in the example than in the comparative example, indicating that the temperature response is better. Furthermore, the temperature difference between B and C is smaller in the example than in the comparative example, indicating that the temperature distribution within the container is not so uneven. Furthermore, it was confirmed that the quality of the obtained alumina-carbon immersion nozzle was better in the example. Next, the cost effects and the like when using the method of the present invention will be explained. (1) The amount of fuel used was 674 liters per truck in the conventional method, but it was reduced to 280 liters per truck in the method of the present invention, reducing fuel costs by approximately 58%. (2) The steel Matsufuru container used in the method of the present invention has a longer service life and is less expensive than the conventional firebrick Matsufuru container, so the cost of the Matsufuru container could be reduced by approximately 86%. . In addition, the temperature response is good (see the table above), and the work time can be reduced by 2/3, so the number of trolleys that must be kept on hand can be significantly reduced, freeing up work space. Furthermore,
In the conventional method, it was possible to work only from the top of the refractory brick Matsufuru container built on a trolley using a high workbench, but as in the above example, the steel Matsufuru container can be opened on the top and one side. By using a container, it became possible to place it in an appropriate location and work in a comfortable position, greatly improving work efficiency. (3) In the method of the present invention, the amount of coke breeze used is much smaller than in the conventional method, and the cost of coke breeze can be reduced by about 80%. Further, in the present invention, since coke breeze is not handled at all other than keeping it in the bottom of the container at all times, there is no scattering of dust, and the working environment can be improved, which has a significant effect on occupational health. (4) Due to the above-mentioned reductions in fuel costs, Matsufuru container costs, and coke breeze costs, the cost reduction per ton of product for the alumina carbon submerged nozzle was 111,900 yen, a reduction of 73.9%. The method of the present invention can be applied not only to alumina-carbon ceramic products, but also to carbonaceous, silicon carbide, and other ceramic products that require firing in a non-oxidizing atmosphere, as shown in the above embodiments. can also be applied. Further, by covering the outside of the container body 1 with an outer container 6 as shown in FIG. 2, deformation of the container body 1 due to heat can be prevented. According to the present invention described in detail above, it is possible to provide a method for firing ceramic products that can improve product quality, significantly reduce costs, and improve work efficiency and work environment.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図は本発明の実施例における鋼鉄製マツフ
ル容器を示す分解斜視図、第２図は二重構造の鋼
鉄製マツフル容器の要部を示す斜視図である。
１……容器本体、１ａ，１ｂ……ガイド、２…
…扉、３……蓋、３ａ，３ｂ……取手、４……コ
ークススブリーズ、５……被焼成物（浸漬ノズル
成型体）、６……外側容器。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a steel Matsufuru container according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing essential parts of the steel Matsufuru container with a double structure. 1... Container body, 1a, 1b... Guide, 2...
... door, 3 ... lid, 3a, 3b ... handle, 4 ... coke breeze, 5 ... object to be fired (immersion nozzle molded body), 6 ... outer container.