JPS628712B2 - - Google Patents
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Description
本発明は、焼成工程中に所定時間製品を熱処理
する工程を有し、製品を連続的に移動しながら製
品を熱処理するための焼成炉に係る。この炉での
焼成に適する製品としてはある種の耐火物と、例
えば電極のような、一次焼成後に熱分解性及びコ
ークス化性の炭質物を含浸させた炭素質製品、金
属変態化処理を施す金属、並びに合金成分の均質
化処理及び固溶体化処理を施す金属合金がある。 以後の記載において“熱処理”という用語は、
上記製品のいずれかに特殊な性質を与えるために
該製品を高温加熱する処理全てを意味しており、
これらのガスはバーナから放出された燃焼ガスで
もよく、又は濃度を下げるために外気によつて希
釈されたガスでもよい。 これらの熱処理は一般に、電気加熱又は火炎加
熱を用いた静止炉において行なわれる。例えば、
燃焼ガスと直接接触する金属ビレツト(特に銅又
はアルミニウム合金)の再熱炉、又は800℃〜
1200℃のオーダの温度で炭素電極を焼成するため
の加熱炉がある。 これらの加熱方法はすべて不連続処理であり、
従つて不連続処理に固有の問題点が常に付随す
る。問題点として例えば、温度調節が難しく製品
が不均質になり易いこと、製品の導入及び取出し
作業にかなりの時間がかかるので炉の停止時間が
長いこと、数多くの製品を一時に炉内に収容しな
ければならないので装置が大型になることが挙げ
られる。またある場合には、処理される製品と燃
焼ガスとが直接接触することも問題点となり得
る。 本発明の炉は、特に熱分解によつて可燃性蒸気
を生じるピツチの如き炭素質物質含浸炭素質耐火
物を熱処理する場合に適している。即ち、苛酷な
機械的条件下で使用されるような製品には、例え
ばピツチ含浸処理により、焼成後の製品により高
度な機械的強度とより高度なシール性とを与え、
更に炭素質製品の場合には、より高い電気伝導度
を与える必要がある。この種の製品として特に電
気冶金用の炭素電極又は黒鉛電極がある。一次焼
成後、製品を冷却し圧力下約200℃でピツチを含
浸させ次に再度焼成して含浸の際に保持されたピ
ツチをコークス化する。また、或る種のマグネシ
アレンガに対してもピツチを含浸させ次に再度焼
成する。 本発明の目的は、製品の種類毎に適した熱処理
条件で熱処理を行い得ると同時に炉の熱効率を高
め得る熱処理用焼成炉を提供することにある。 また、本発明の他の目的は、前記目的に加え
て、製品の種類毎に熱処理された製品の冷却速度
の緩急を調整し得る熱処理用焼成炉を提供するこ
とにある。 本発明によれば前記目的は、熱分解によつて可
燃性蒸気を発生する炭質物が含浸されている物体
を焼成する熱処理用焼成炉であつて、炉壁と、前
記炉壁の一方の側壁に設けられており、前記物体
が前記炉壁内に導入される入口部と、前記炉壁の
他方の側壁に設けられており、前記物体が前記炉
壁内から取り出される出口部と、前記入口部に連
結されており、熱伝導材料からなる筒状の第1の
ダクトと、一端が前記出口部に連結されており、
他端が前記第1のダクトと離間して対向してお
り、かつ熱伝導材料からなる筒状の第2のダクト
と、前記第1と第2のダクトの中を通つて前記入
口部から前記出口部へ前記物体を移動させる移動
手段と、前記一方の側壁に設けられており、燃焼
ガスを前記炉壁の内部に放出するための燃焼手段
と、前記焼成ガスによつて構成されかつ前記物体
を焼成するための循環燃焼ガスを、前記出口部に
隣接する第1の部位において前記第2のダクトの
外側面に沿つた流れを一部に有する循環ガス流と
して循環すべく前記炉壁の内部に形成された循環
流路と、前記第1の部位の前記入口部側に隣接す
る第2の部位における前記第2のダクトの外側面
に沿つて設けられており、煙突からの排ガスの一
部を前記循環燃焼ガスの一部に混合することによ
つて生成されると共に前記物体が熱分解する第1
の所定温度まで下げられかつ前記第2の部位にお
ける前記第2のダクトの外側面に沿つて流れる第
1の混合燃焼ガスを流すための第1の混合ガス流
路と、前記第1のダクトの外側面に沿つて設けら
れており、外部空気を前記第1の混合燃焼ガスに
混合することによつて生成されると共に前記第1
の所定温度より低い温度であつて前記物体を予熱
する第2の所定温度まで下げられかつ前記第1の
ダクトの外側面に沿つて流れると共に前記煙突に
前記排ガスとして導かれる第2の混合燃焼ガスを
流すための第2の混合ガス流路と、前記第1のダ
クトと前記第2のダクトとの間において、前記炉
壁の内部にさらされた物体から発生した前記可燃
性蒸気を前記燃焼手段に導く通路とからなる熱処
理用焼成炉によつて達成される。 また、本発明によれば、前記他の目的は、熱分
解によつて可燃性蒸気を発生する炭質物が含浸さ
れている物体を焼成する熱処理用焼成炉であつ
て、炉壁と、前記炉壁の一方の側壁に設けられて
おり、前記物体が前記炉壁内に導入される入口部
と、前記炉壁の他方の側壁に設けられており、前
記物体が前記炉壁内から取り出される出口部と、
前記入口部に連結されており、熱伝導材料からな
る筒状の第1のダクトと、一端が前記出口部に連
結されており、他端が前記第1のダクトと離間し
て対向しており、かつ熱伝導材料からなる筒状の
第2のダクトと、前記炉壁の外側において前記出
口部に連結されており、前記物体の温度を調節す
る調節手段と、前記第1と第2のダクトの中を通
つて前記入口部から前記調節手段へ前記物体を移
動させる移動手段と、前記一方の側壁に設けられ
ており、燃焼ガスを前記炉壁の内部に放出するた
めの燃焼手段と、前記燃焼ガスによつて構成され
かつ前記物体を焼成するための循環燃焼ガスを、
前記出口部に隣接する第1の部位において前記第
2のダクトの外側面に沿つた流れを一部に有する
循環ガス流として循環すべく前記炉壁の内部に形
成された循環流路と、前記第1の部位の前記入口
部側に隣接する第2の部位における前記第2のダ
クトの外側面に沿つて設けられており、煙突から
の排ガスの一部を前記循環燃焼ガスの一部に混合
することによつて生成されると共に前記物体が熱
分解する第1の所定温度まで下げられかつ前記第
2の部位における前記第2のダクトの外側面に沿
つて流れる第1の混合燃焼ガスを流すための第1
の混合ガス流路と、前記第1のダクトの外側面に
沿つて設けられており、外部空気を前記第1の混
合燃焼ガスに混合することによつて生成されると
共に、前記第1の所定温度より低い温度であつて
前記物体を予熱する第2の所定温度まで下げられ
かつ前記第1のダクトの外側面に沿つて流れると
共に前記煙突に前記排ガスとして導かれる第2の
混合燃焼ガスを流すための第2の混合ガス流路
と、前記第1のダクトと前記第2のダクトとの間
において、前記炉壁の内部にさらされた物体から
発生した前記可燃性蒸気を前記燃焼手段に導く通
路とからなる熱処理用焼成炉によつて達成され
る。 次に本発明を、図に示すピツチ含浸炭素質から
なる製品の焼成に使用される焼成炉の好ましい具
体例に基づいて説明する。 図において、炉壁4は熱絶縁性の耐火物からな
り、外形がほぼ平行六面体である。一方の側壁2
4の上部には、物体としての製品3が炉壁4内に
導入される入口部が設けられており、他方の側壁
14の上部には、製品3が炉壁4内から取り出さ
れる出口部が設けられている。また、炉壁4の一
方の側壁24から他方の側壁14に渡つて、二分
割された円筒状ダクト9,10が配設されてお
り、この二分割されたダクト9,10は、一方の
側壁24に設けられた入口部に連結された第1の
ダクト9と、他方の側壁14に設けられた出口部
に連結された第2のダクト10とからなる。この
ダクト9,10内を熱処理すべき製品3が、図示
しない移動手段としての輸送手段例えばローラテ
ーブルによつて着脱自在なフード2を介して搬送
される。この時、製品を無蓋容器に収容して、こ
の無蓋容器をダクト9,10内を搬送してもよ
い。このダクト9,10は、約1100℃から1150℃
に達する使用温度に耐えるために、耐火鋼好まし
くは高ニツケル鋼から成る。勿論本発明における
使用温度は上記温度に限定されるものではない。
ダクト9,10の内径は、熱処理すべき製品の最
大外形よりやや大きくし、また製品を無蓋容器に
収容してダクト9,10内を搬送する場合には、
容器の最大外径より例えば5〜20%大きくする。
ダクト9,10の内部には長手方向に図示しない
2本のレールが敷設されており、製品はそのレー
ルの上を移動する。図の炉の場合、製品3の移動
方向は右から左の方向である。 熱処理すべき製品3のダクト9,10内におけ
る移動は、実施される熱処理の要件によつて連続
的に移動させてもよく、一時停止と移動を交互に
繰り返すように間欠的に移動させてもよい。 炉壁4の一方の側壁24に気体、液体及び微粉
状固体の燃料を使用するバーナ11が配設され、
このバーナ11によつて炉が加熱される。このバ
ーナ11は燃焼用空気の吸気量を調整し得る吸気
口を備えており、必要に応じて過剰量の空気が供
給される。後述するように、この空気を廃熱によ
つて予熱してもよい。 一方、本発明の焼成炉には、ダクト9に沿つ
て、ダクト9を包囲した二重ジヤケツト7内に廃
熱を回収するために燃焼ガスを流して製品3を予
熱する予熱ゾーン6と、製品3から含浸炭質物の
揮発分を浸出及び排出する排出ゾーン102と、
製品3の含浸炭質物を熱分解及びコークス化する
第2の部位としての熱分解ゾーン25と、例えば
1100℃〜1150℃の所要最高温度に達する第1の部
位としての焼成ゾーン16及び移行ゾーン101
と、熱処理後の製品3を冷却する出口ゾーン10
0とが設定されている。 また隔壁13と側壁14によつて規定される通
路15は、ダクト10の長手方向に関して設定さ
れている焼成ゾーン16と出口ゾーン100の間
の移行ゾーン101においてダクト10の外表面
に開口しており、バーナ11からの燃焼ガスの流
れは、側壁14に配設されたフアン12によつて
図中矢印で概略的に示される循環ガス流を形成す
る循環流路に沿つて、すなわち通路15、移行ゾ
ーン101、焼成ゾーンの流路26及び燃焼室5
を通る循環流路を流れる。これによつて、ダクト
10の焼成ゾーン16において、加熱のための燃
焼ガスの温度を均一とし得る。 次に、熱分解ゾーン25においてダクト10の
回りには、炉壁と隔壁21で形成された外部囲繞
部材としてのジヤケツト27が配設されており、
第1の混合ガス流路としての熱分解ゾーンの流路
20が規定されている。こうして、焼成ゾーンの
流路26を流れる燃焼ガスの一部は熱分解ゾーン
の流路20に流入する。また、この流路20に
は、燃焼ガスの温度を調整するために煙突17か
ら導びかれた排気ガスが戻りライン34を介して
導びかれており、流路20内の第1の混合燃焼ガ
スとしての燃焼ガスの温度は製品3を熱分解する
第1の所定温度に調整される。必要に応じて戻り
ライン34に弁29を設けてもよい。 熱分解ゾーン25での燃焼ガスの温度が調節可
能であることは本発明の有利な特徴である。即
ち、含浸炭質物を効率よく熱分解及びコークス化
するためには、製品3の温度上昇速度と所定温度
維持時間とを正確に維持する必要があり、これを
本発明の焼成炉では容易に実行できる。 更に、熱分解ゾーンの流路20を通過した燃焼
ガスは、再循環フアン8によつて第2の混合ガス
流路としての二重ジヤケツト7内に送り込まれ
る。この時、流路20からの燃焼ガスの流量は弁
19によつて調整されており、かつ二重ジヤケツ
ト7内の第2の混合燃焼ガスとしての燃焼ガスの
温度を製品3を予熱する第2の所定温度に調整す
るためにフアン8の入口に外気が弁18を介して
導入されている。そして、二重ジヤケツト7を通
過した燃焼ガスは最終的に煙突17に排出され
る。 排出ゾーン102においては、ダクト10は切
欠かれており、製品3が露出している。そして、
この露出部は、側壁24と隔壁21によつて規定
される通路23を介してバーナ11の火炎の近傍
に連通している。このため、含浸炭素質物質又は
電極のような製品3から浸出するピツチの揮発分
は、開口22と通路23とを介してバーナ11の
火炎に到達し、燃焼する。これによつて、バーナ
11に供給される燃料を90%まで減少させ得る。 出口ゾーン100においては、ダクト10に熱
処理された製品3の冷却調整手段が備えられてお
り、この調整手段は熱処理された製品3と実施さ
れるべき熱処理工程との要件に応じて製品3の冷
却速度の緩急を調整する。 出口ゾーン100におけるダクトの部分30
は、断熱性でもよく、又は全長に亘つてもしくは
部分的に外気に接していてもよく、又は予熱手段
としての強制送気手段によつて冷却され任意に熱
気を回収してバーナーに供給し、燃焼用空気とし
て使用してもよく、又は水の如き流体の散布もし
くは噴霧によつて冷却してもよい。 その先のダクトの出口までは種々の冷却調整手
段を配置し得、例えば液体もしくは気体状流体の
循環を伴なう二重ジヤケツト31を配置してもよ
く、又は逆に、例えば熱間押出プレスに使用され
る金属ビレツトの処理の場合のように断熱体を配
置してもよく、又は焼成ゾーン16の出口で断熱
体と冷却促進ゾーンとを組合せて配置してもよ
い。 出口には更に、熱処理された製品を取出すため
の着脱自在なフード33を備える。 必要ならば炉の出口部と入口部とに簡単なシー
ル手段を配備しアルゴン又は窒素の如き不活性ガ
スを循環させてダクト9,10内に調整雰囲気を
生成することも可能である。 本発明の実施例 第1図の構造の炉を製造し、ピツチを含浸した
いずれも外径300mmの電極、ニツプルバー、化学
工業用チユーブを焼成した。ダクトの内径は350
mmである。製品の移動速度は0.2〜2m/時の範囲
で調整できる。各ゾーンに於いて熱処理される製
品が以下の温度になるように、製品の移動速度を
各ゾーンの温度の関数として調整する。 予熱ゾーンの出口で200゜〜300℃、 熱分解ゾーンの出口で350゜〜450℃、 焼成ゾーンの出口で800゜〜950℃。 炉を定格出力で作動させるためには、焼成すべ
き製品1トン当り約200テルミー(836MJ)に対
応する燃料を供給すればよい。これに比較して現
用の静止炉では、この消費量は約1800テルミー/
トン(7524MJ)のオーダであり別のタイプの静
止炉での最良の場合でも600テルミー/トンより
少なくはならない。即ち燃料がほぼ90%近く節約
できる。更に、直径300mmの電極の場合、温度上
昇速度は150℃/時に達し得る。これに比較して
静止炉での温度上昇速度は12℃乃至15℃/時を上
回ることは殆んど無く、製品と火炎とを直接接触
させる炉に於いても温度上昇速度はせいぜい40〜
50℃/時である。 ダクトは炉壁4の外部に数m伸びており、ダク
トの部分30では周囲空気によつて自然冷却さ
れ、また、ジヤケツト31に対応する部分では冷
水循環によつて冷却される。炉の出口での製品の
温度は400℃未満である。 常用条件下での黒鉛化後にこの方法で得られた
製品は、例えば“Riedhammer”タイプの従来の
加熱室炉で得られる製品と全く同等か又はややす
ぐれた特性を示す。これらの結果を次表に示す。
する工程を有し、製品を連続的に移動しながら製
品を熱処理するための焼成炉に係る。この炉での
焼成に適する製品としてはある種の耐火物と、例
えば電極のような、一次焼成後に熱分解性及びコ
ークス化性の炭質物を含浸させた炭素質製品、金
属変態化処理を施す金属、並びに合金成分の均質
化処理及び固溶体化処理を施す金属合金がある。 以後の記載において“熱処理”という用語は、
上記製品のいずれかに特殊な性質を与えるために
該製品を高温加熱する処理全てを意味しており、
これらのガスはバーナから放出された燃焼ガスで
もよく、又は濃度を下げるために外気によつて希
釈されたガスでもよい。 これらの熱処理は一般に、電気加熱又は火炎加
熱を用いた静止炉において行なわれる。例えば、
燃焼ガスと直接接触する金属ビレツト(特に銅又
はアルミニウム合金)の再熱炉、又は800℃〜
1200℃のオーダの温度で炭素電極を焼成するため
の加熱炉がある。 これらの加熱方法はすべて不連続処理であり、
従つて不連続処理に固有の問題点が常に付随す
る。問題点として例えば、温度調節が難しく製品
が不均質になり易いこと、製品の導入及び取出し
作業にかなりの時間がかかるので炉の停止時間が
長いこと、数多くの製品を一時に炉内に収容しな
ければならないので装置が大型になることが挙げ
られる。またある場合には、処理される製品と燃
焼ガスとが直接接触することも問題点となり得
る。 本発明の炉は、特に熱分解によつて可燃性蒸気
を生じるピツチの如き炭素質物質含浸炭素質耐火
物を熱処理する場合に適している。即ち、苛酷な
機械的条件下で使用されるような製品には、例え
ばピツチ含浸処理により、焼成後の製品により高
度な機械的強度とより高度なシール性とを与え、
更に炭素質製品の場合には、より高い電気伝導度
を与える必要がある。この種の製品として特に電
気冶金用の炭素電極又は黒鉛電極がある。一次焼
成後、製品を冷却し圧力下約200℃でピツチを含
浸させ次に再度焼成して含浸の際に保持されたピ
ツチをコークス化する。また、或る種のマグネシ
アレンガに対してもピツチを含浸させ次に再度焼
成する。 本発明の目的は、製品の種類毎に適した熱処理
条件で熱処理を行い得ると同時に炉の熱効率を高
め得る熱処理用焼成炉を提供することにある。 また、本発明の他の目的は、前記目的に加え
て、製品の種類毎に熱処理された製品の冷却速度
の緩急を調整し得る熱処理用焼成炉を提供するこ
とにある。 本発明によれば前記目的は、熱分解によつて可
燃性蒸気を発生する炭質物が含浸されている物体
を焼成する熱処理用焼成炉であつて、炉壁と、前
記炉壁の一方の側壁に設けられており、前記物体
が前記炉壁内に導入される入口部と、前記炉壁の
他方の側壁に設けられており、前記物体が前記炉
壁内から取り出される出口部と、前記入口部に連
結されており、熱伝導材料からなる筒状の第1の
ダクトと、一端が前記出口部に連結されており、
他端が前記第1のダクトと離間して対向してお
り、かつ熱伝導材料からなる筒状の第2のダクト
と、前記第1と第2のダクトの中を通つて前記入
口部から前記出口部へ前記物体を移動させる移動
手段と、前記一方の側壁に設けられており、燃焼
ガスを前記炉壁の内部に放出するための燃焼手段
と、前記焼成ガスによつて構成されかつ前記物体
を焼成するための循環燃焼ガスを、前記出口部に
隣接する第1の部位において前記第2のダクトの
外側面に沿つた流れを一部に有する循環ガス流と
して循環すべく前記炉壁の内部に形成された循環
流路と、前記第1の部位の前記入口部側に隣接す
る第2の部位における前記第2のダクトの外側面
に沿つて設けられており、煙突からの排ガスの一
部を前記循環燃焼ガスの一部に混合することによ
つて生成されると共に前記物体が熱分解する第1
の所定温度まで下げられかつ前記第2の部位にお
ける前記第2のダクトの外側面に沿つて流れる第
1の混合燃焼ガスを流すための第1の混合ガス流
路と、前記第1のダクトの外側面に沿つて設けら
れており、外部空気を前記第1の混合燃焼ガスに
混合することによつて生成されると共に前記第1
の所定温度より低い温度であつて前記物体を予熱
する第2の所定温度まで下げられかつ前記第1の
ダクトの外側面に沿つて流れると共に前記煙突に
前記排ガスとして導かれる第2の混合燃焼ガスを
流すための第2の混合ガス流路と、前記第1のダ
クトと前記第2のダクトとの間において、前記炉
壁の内部にさらされた物体から発生した前記可燃
性蒸気を前記燃焼手段に導く通路とからなる熱処
理用焼成炉によつて達成される。 また、本発明によれば、前記他の目的は、熱分
解によつて可燃性蒸気を発生する炭質物が含浸さ
れている物体を焼成する熱処理用焼成炉であつ
て、炉壁と、前記炉壁の一方の側壁に設けられて
おり、前記物体が前記炉壁内に導入される入口部
と、前記炉壁の他方の側壁に設けられており、前
記物体が前記炉壁内から取り出される出口部と、
前記入口部に連結されており、熱伝導材料からな
る筒状の第1のダクトと、一端が前記出口部に連
結されており、他端が前記第1のダクトと離間し
て対向しており、かつ熱伝導材料からなる筒状の
第2のダクトと、前記炉壁の外側において前記出
口部に連結されており、前記物体の温度を調節す
る調節手段と、前記第1と第2のダクトの中を通
つて前記入口部から前記調節手段へ前記物体を移
動させる移動手段と、前記一方の側壁に設けられ
ており、燃焼ガスを前記炉壁の内部に放出するた
めの燃焼手段と、前記燃焼ガスによつて構成され
かつ前記物体を焼成するための循環燃焼ガスを、
前記出口部に隣接する第1の部位において前記第
2のダクトの外側面に沿つた流れを一部に有する
循環ガス流として循環すべく前記炉壁の内部に形
成された循環流路と、前記第1の部位の前記入口
部側に隣接する第2の部位における前記第2のダ
クトの外側面に沿つて設けられており、煙突から
の排ガスの一部を前記循環燃焼ガスの一部に混合
することによつて生成されると共に前記物体が熱
分解する第1の所定温度まで下げられかつ前記第
2の部位における前記第2のダクトの外側面に沿
つて流れる第1の混合燃焼ガスを流すための第1
の混合ガス流路と、前記第1のダクトの外側面に
沿つて設けられており、外部空気を前記第1の混
合燃焼ガスに混合することによつて生成されると
共に、前記第1の所定温度より低い温度であつて
前記物体を予熱する第2の所定温度まで下げられ
かつ前記第1のダクトの外側面に沿つて流れると
共に前記煙突に前記排ガスとして導かれる第2の
混合燃焼ガスを流すための第2の混合ガス流路
と、前記第1のダクトと前記第2のダクトとの間
において、前記炉壁の内部にさらされた物体から
発生した前記可燃性蒸気を前記燃焼手段に導く通
路とからなる熱処理用焼成炉によつて達成され
る。 次に本発明を、図に示すピツチ含浸炭素質から
なる製品の焼成に使用される焼成炉の好ましい具
体例に基づいて説明する。 図において、炉壁4は熱絶縁性の耐火物からな
り、外形がほぼ平行六面体である。一方の側壁2
4の上部には、物体としての製品3が炉壁4内に
導入される入口部が設けられており、他方の側壁
14の上部には、製品3が炉壁4内から取り出さ
れる出口部が設けられている。また、炉壁4の一
方の側壁24から他方の側壁14に渡つて、二分
割された円筒状ダクト9,10が配設されてお
り、この二分割されたダクト9,10は、一方の
側壁24に設けられた入口部に連結された第1の
ダクト9と、他方の側壁14に設けられた出口部
に連結された第2のダクト10とからなる。この
ダクト9,10内を熱処理すべき製品3が、図示
しない移動手段としての輸送手段例えばローラテ
ーブルによつて着脱自在なフード2を介して搬送
される。この時、製品を無蓋容器に収容して、こ
の無蓋容器をダクト9,10内を搬送してもよ
い。このダクト9,10は、約1100℃から1150℃
に達する使用温度に耐えるために、耐火鋼好まし
くは高ニツケル鋼から成る。勿論本発明における
使用温度は上記温度に限定されるものではない。
ダクト9,10の内径は、熱処理すべき製品の最
大外形よりやや大きくし、また製品を無蓋容器に
収容してダクト9,10内を搬送する場合には、
容器の最大外径より例えば5〜20%大きくする。
ダクト9,10の内部には長手方向に図示しない
2本のレールが敷設されており、製品はそのレー
ルの上を移動する。図の炉の場合、製品3の移動
方向は右から左の方向である。 熱処理すべき製品3のダクト9,10内におけ
る移動は、実施される熱処理の要件によつて連続
的に移動させてもよく、一時停止と移動を交互に
繰り返すように間欠的に移動させてもよい。 炉壁4の一方の側壁24に気体、液体及び微粉
状固体の燃料を使用するバーナ11が配設され、
このバーナ11によつて炉が加熱される。このバ
ーナ11は燃焼用空気の吸気量を調整し得る吸気
口を備えており、必要に応じて過剰量の空気が供
給される。後述するように、この空気を廃熱によ
つて予熱してもよい。 一方、本発明の焼成炉には、ダクト9に沿つ
て、ダクト9を包囲した二重ジヤケツト7内に廃
熱を回収するために燃焼ガスを流して製品3を予
熱する予熱ゾーン6と、製品3から含浸炭質物の
揮発分を浸出及び排出する排出ゾーン102と、
製品3の含浸炭質物を熱分解及びコークス化する
第2の部位としての熱分解ゾーン25と、例えば
1100℃〜1150℃の所要最高温度に達する第1の部
位としての焼成ゾーン16及び移行ゾーン101
と、熱処理後の製品3を冷却する出口ゾーン10
0とが設定されている。 また隔壁13と側壁14によつて規定される通
路15は、ダクト10の長手方向に関して設定さ
れている焼成ゾーン16と出口ゾーン100の間
の移行ゾーン101においてダクト10の外表面
に開口しており、バーナ11からの燃焼ガスの流
れは、側壁14に配設されたフアン12によつて
図中矢印で概略的に示される循環ガス流を形成す
る循環流路に沿つて、すなわち通路15、移行ゾ
ーン101、焼成ゾーンの流路26及び燃焼室5
を通る循環流路を流れる。これによつて、ダクト
10の焼成ゾーン16において、加熱のための燃
焼ガスの温度を均一とし得る。 次に、熱分解ゾーン25においてダクト10の
回りには、炉壁と隔壁21で形成された外部囲繞
部材としてのジヤケツト27が配設されており、
第1の混合ガス流路としての熱分解ゾーンの流路
20が規定されている。こうして、焼成ゾーンの
流路26を流れる燃焼ガスの一部は熱分解ゾーン
の流路20に流入する。また、この流路20に
は、燃焼ガスの温度を調整するために煙突17か
ら導びかれた排気ガスが戻りライン34を介して
導びかれており、流路20内の第1の混合燃焼ガ
スとしての燃焼ガスの温度は製品3を熱分解する
第1の所定温度に調整される。必要に応じて戻り
ライン34に弁29を設けてもよい。 熱分解ゾーン25での燃焼ガスの温度が調節可
能であることは本発明の有利な特徴である。即
ち、含浸炭質物を効率よく熱分解及びコークス化
するためには、製品3の温度上昇速度と所定温度
維持時間とを正確に維持する必要があり、これを
本発明の焼成炉では容易に実行できる。 更に、熱分解ゾーンの流路20を通過した燃焼
ガスは、再循環フアン8によつて第2の混合ガス
流路としての二重ジヤケツト7内に送り込まれ
る。この時、流路20からの燃焼ガスの流量は弁
19によつて調整されており、かつ二重ジヤケツ
ト7内の第2の混合燃焼ガスとしての燃焼ガスの
温度を製品3を予熱する第2の所定温度に調整す
るためにフアン8の入口に外気が弁18を介して
導入されている。そして、二重ジヤケツト7を通
過した燃焼ガスは最終的に煙突17に排出され
る。 排出ゾーン102においては、ダクト10は切
欠かれており、製品3が露出している。そして、
この露出部は、側壁24と隔壁21によつて規定
される通路23を介してバーナ11の火炎の近傍
に連通している。このため、含浸炭素質物質又は
電極のような製品3から浸出するピツチの揮発分
は、開口22と通路23とを介してバーナ11の
火炎に到達し、燃焼する。これによつて、バーナ
11に供給される燃料を90%まで減少させ得る。 出口ゾーン100においては、ダクト10に熱
処理された製品3の冷却調整手段が備えられてお
り、この調整手段は熱処理された製品3と実施さ
れるべき熱処理工程との要件に応じて製品3の冷
却速度の緩急を調整する。 出口ゾーン100におけるダクトの部分30
は、断熱性でもよく、又は全長に亘つてもしくは
部分的に外気に接していてもよく、又は予熱手段
としての強制送気手段によつて冷却され任意に熱
気を回収してバーナーに供給し、燃焼用空気とし
て使用してもよく、又は水の如き流体の散布もし
くは噴霧によつて冷却してもよい。 その先のダクトの出口までは種々の冷却調整手
段を配置し得、例えば液体もしくは気体状流体の
循環を伴なう二重ジヤケツト31を配置してもよ
く、又は逆に、例えば熱間押出プレスに使用され
る金属ビレツトの処理の場合のように断熱体を配
置してもよく、又は焼成ゾーン16の出口で断熱
体と冷却促進ゾーンとを組合せて配置してもよ
い。 出口には更に、熱処理された製品を取出すため
の着脱自在なフード33を備える。 必要ならば炉の出口部と入口部とに簡単なシー
ル手段を配備しアルゴン又は窒素の如き不活性ガ
スを循環させてダクト9,10内に調整雰囲気を
生成することも可能である。 本発明の実施例 第1図の構造の炉を製造し、ピツチを含浸した
いずれも外径300mmの電極、ニツプルバー、化学
工業用チユーブを焼成した。ダクトの内径は350
mmである。製品の移動速度は0.2〜2m/時の範囲
で調整できる。各ゾーンに於いて熱処理される製
品が以下の温度になるように、製品の移動速度を
各ゾーンの温度の関数として調整する。 予熱ゾーンの出口で200゜〜300℃、 熱分解ゾーンの出口で350゜〜450℃、 焼成ゾーンの出口で800゜〜950℃。 炉を定格出力で作動させるためには、焼成すべ
き製品1トン当り約200テルミー(836MJ)に対
応する燃料を供給すればよい。これに比較して現
用の静止炉では、この消費量は約1800テルミー/
トン(7524MJ)のオーダであり別のタイプの静
止炉での最良の場合でも600テルミー/トンより
少なくはならない。即ち燃料がほぼ90%近く節約
できる。更に、直径300mmの電極の場合、温度上
昇速度は150℃/時に達し得る。これに比較して
静止炉での温度上昇速度は12℃乃至15℃/時を上
回ることは殆んど無く、製品と火炎とを直接接触
させる炉に於いても温度上昇速度はせいぜい40〜
50℃/時である。 ダクトは炉壁4の外部に数m伸びており、ダク
トの部分30では周囲空気によつて自然冷却さ
れ、また、ジヤケツト31に対応する部分では冷
水循環によつて冷却される。炉の出口での製品の
温度は400℃未満である。 常用条件下での黒鉛化後にこの方法で得られた
製品は、例えば“Riedhammer”タイプの従来の
加熱室炉で得られる製品と全く同等か又はややす
ぐれた特性を示す。これらの結果を次表に示す。
【表】
結論として本発明は、ある種の特殊な耐火物、
例えばピツチを含浸したマグネシアレンガもしく
はマグネシア断片及び未加工炭素質製品の処理に
適しており、また種々のタイプの円柱状炭素質製
品、例えば電極、ニツプルバー、化学工業用管状
製品、及びより小型の製品、例えば電池用炭素質
素材の熱処理に適している。電池用炭素質素材
は、耐火鋼製の無蓋容器に詰めて押出後の未加工
状態で導入できるので、この円筒状ダクト内で処
理することが可能である。また、ダクトの形状及
び寸法を処理すべき製品の形状及び寸法に適応さ
せ得ることも明らかである。 また、本発明の炉に於いては、ピツチの如き可
燃性蒸気を発生する熱分解性物質を含浸させた炭
素質又は耐火性のいかなる製品を焼成することも
可能である。この種の製品の最も一般的な例とし
て特に、有機ポリマー系の樹脂、例えばフエノー
ル−ホルムアルデヒド樹脂及びポリメタクリル酸
エステル樹脂がある。 上記の如き種々の製品を熱処理するそれぞれの
場合において、含浸炭質物の熱分解とコークス化
とを極めて正確に調整すること、完全に均質な耐
火物を得ること、及び同じ性能の多くの静止炉で
必要なエネルギーの90%までを節約すること、が
可能である。 またピツチ含浸製品以外の製品、例えば金属及
び合金(最も一般的な例としてアルミニウム系、
銅系、鉄系)のバー及びビレツトの処理に本発明
の焼成炉を使用することも可能である。 金属ビレツト又は金属プレートを熱処理する場
合、予熱ゾーン、熱分解ゾーン及び焼成ゾーンは
各ビレツトの全長に亘つて一定の均質な処理温度
を確保する。これにより、押出、鍜造、型鍜造又
は圧延以前の均質化、固溶体化、焼戻し又は加熱
等の処理を1℃のオーダの精度の温度調節によ
り、理想的な条件下で行なうことができる。 この場合には勿論、熱分解性物質を含浸した炭
素質製品のように製品から発生した揮発性物質の
燃焼エネルギーを利用することはできない。しか
し乍ら、温度が均質化できること、厳密な温度調
節ができること、焼成すべき製品と燃焼ガスとが
焼成ゾーンにおいて接触しないこと等は極めて有
利な特徴である。例えば図の如く構成された焼成
炉に於いて、 亜鉛 5.6% マグネシウム 2.5% 銅 1.6% クロム 0.3% アルミニウム 残 部 なる組成の7075タイプのアルミニウム系合金から
成る直径300mmのビレツトを熱処理した。 連続鋳造ビレツトを485℃で加熱して均質化
し、次に出口ゾーンで断熱された炉から出して押
出プレスの容器に直接導入した。容器内でのビレ
ツトの温度は455℃であつた。 同様にして、窒素循環を伴なつて銅ビレツトを
850℃に加熱した。このビレツトは、銅管用ブラ
ンクを製造するための穿孔圧延機に送られる。圧
延機から出たブランクの圧延及び引抜きによつて
銅管が製造される。 記載の具体例では炉のダクトが円筒形を有する
が、断面が円形でない部材専用のダクトは正方形
又は矩形の断面を有し得ることは明らかである。 本発明の焼成炉によれば、物体を均一の温度と
なつた燃焼ガスで一様に焼成し、焼成を完了した
後、物体が熱分解する第1の所定の温度に下げら
れた燃焼ガスで物体を熱分解し、熱分解を完了し
た後、第1の所定温度より低い温度であつて物体
を予熱する第2の所定の温度に下げられた燃焼ガ
スで物体を予熱し得、かつ物体に含浸された炭質
物が浸出してバーナで燃焼し得るが故に、物体の
種類毎に適した熱処理条件で熱処理を行い得ると
同時に炉の熱効率を高め得る。 また、本発明の焼成炉は、炉の出口に熱処理さ
れた物体の温度の調整手段を有するが故に、熱処
理された物体の温度変化の緩急を調整し得る。
例えばピツチを含浸したマグネシアレンガもしく
はマグネシア断片及び未加工炭素質製品の処理に
適しており、また種々のタイプの円柱状炭素質製
品、例えば電極、ニツプルバー、化学工業用管状
製品、及びより小型の製品、例えば電池用炭素質
素材の熱処理に適している。電池用炭素質素材
は、耐火鋼製の無蓋容器に詰めて押出後の未加工
状態で導入できるので、この円筒状ダクト内で処
理することが可能である。また、ダクトの形状及
び寸法を処理すべき製品の形状及び寸法に適応さ
せ得ることも明らかである。 また、本発明の炉に於いては、ピツチの如き可
燃性蒸気を発生する熱分解性物質を含浸させた炭
素質又は耐火性のいかなる製品を焼成することも
可能である。この種の製品の最も一般的な例とし
て特に、有機ポリマー系の樹脂、例えばフエノー
ル−ホルムアルデヒド樹脂及びポリメタクリル酸
エステル樹脂がある。 上記の如き種々の製品を熱処理するそれぞれの
場合において、含浸炭質物の熱分解とコークス化
とを極めて正確に調整すること、完全に均質な耐
火物を得ること、及び同じ性能の多くの静止炉で
必要なエネルギーの90%までを節約すること、が
可能である。 またピツチ含浸製品以外の製品、例えば金属及
び合金(最も一般的な例としてアルミニウム系、
銅系、鉄系)のバー及びビレツトの処理に本発明
の焼成炉を使用することも可能である。 金属ビレツト又は金属プレートを熱処理する場
合、予熱ゾーン、熱分解ゾーン及び焼成ゾーンは
各ビレツトの全長に亘つて一定の均質な処理温度
を確保する。これにより、押出、鍜造、型鍜造又
は圧延以前の均質化、固溶体化、焼戻し又は加熱
等の処理を1℃のオーダの精度の温度調節によ
り、理想的な条件下で行なうことができる。 この場合には勿論、熱分解性物質を含浸した炭
素質製品のように製品から発生した揮発性物質の
燃焼エネルギーを利用することはできない。しか
し乍ら、温度が均質化できること、厳密な温度調
節ができること、焼成すべき製品と燃焼ガスとが
焼成ゾーンにおいて接触しないこと等は極めて有
利な特徴である。例えば図の如く構成された焼成
炉に於いて、 亜鉛 5.6% マグネシウム 2.5% 銅 1.6% クロム 0.3% アルミニウム 残 部 なる組成の7075タイプのアルミニウム系合金から
成る直径300mmのビレツトを熱処理した。 連続鋳造ビレツトを485℃で加熱して均質化
し、次に出口ゾーンで断熱された炉から出して押
出プレスの容器に直接導入した。容器内でのビレ
ツトの温度は455℃であつた。 同様にして、窒素循環を伴なつて銅ビレツトを
850℃に加熱した。このビレツトは、銅管用ブラ
ンクを製造するための穿孔圧延機に送られる。圧
延機から出たブランクの圧延及び引抜きによつて
銅管が製造される。 記載の具体例では炉のダクトが円筒形を有する
が、断面が円形でない部材専用のダクトは正方形
又は矩形の断面を有し得ることは明らかである。 本発明の焼成炉によれば、物体を均一の温度と
なつた燃焼ガスで一様に焼成し、焼成を完了した
後、物体が熱分解する第1の所定の温度に下げら
れた燃焼ガスで物体を熱分解し、熱分解を完了し
た後、第1の所定温度より低い温度であつて物体
を予熱する第2の所定の温度に下げられた燃焼ガ
スで物体を予熱し得、かつ物体に含浸された炭質
物が浸出してバーナで燃焼し得るが故に、物体の
種類毎に適した熱処理条件で熱処理を行い得ると
同時に炉の熱効率を高め得る。 また、本発明の焼成炉は、炉の出口に熱処理さ
れた物体の温度の調整手段を有するが故に、熱処
理された物体の温度変化の緩急を調整し得る。
図は本発明の焼成炉の具体例を示す。
2……フード、4……炉壁、5……燃焼室、6
……予熱ゾーン、7……二重ジヤケツト、8……
フアン、10……ダクト、11……バーナ、12
……フアン、13……隔壁、16……焼成ゾー
ン、17……煙突、21……隔壁、24……側
壁、25……熱分解ゾーン、26……焼成ゾーン
の流路、27……二重ジヤケツト、31……二重
ジヤケツト、33……フード。
……予熱ゾーン、7……二重ジヤケツト、8……
フアン、10……ダクト、11……バーナ、12
……フアン、13……隔壁、16……焼成ゾー
ン、17……煙突、21……隔壁、24……側
壁、25……熱分解ゾーン、26……焼成ゾーン
の流路、27……二重ジヤケツト、31……二重
ジヤケツト、33……フード。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 熱分解によつて可燃性蒸気を発生する炭質物
が含浸されている物体を焼成する熱処理用焼成炉
であつて、炉壁と、前記炉壁の一方の側壁に設け
られており、前記物体が前記炉壁内に導入される
入口部と、前記炉壁の他方の側壁に設けられてお
り、前記物体が前記炉壁内から取り出される出口
部と、前記入口部に連結されており、熱伝導材料
からなる筒状の第1のダクトと、一端が前記出口
部に連結されており、他端が前記第1のダクトと
離間して対向しており、かつ熱伝導材料からなる
筒状の第2のダクトと、前記第1と第2のタグト
の中を通つて前記入口部から前記出口部へ前記物
体を移動させる移動手段と、前記一方の側壁に設
けられており、燃焼ガスを前記炉壁の内部に放出
するための燃焼手段と、前記焼成ガスによつて構
成されかつ前記物体を焼成するための循環燃焼ガ
スを、前記出口部に隣接する第1の部位において
前記第2のダクトの外側面に沿つた流れを一部に
有する循環ガス流として循環すべく前記炉壁の内
部に形成された循環流路と、前記第1の部位の前
記入口部側に隣接する第2の部位における前記第
2のダクトの外側面に沿つて設けられており、煙
突からの排ガスの一部を前記循環燃焼ガスの一部
に混合することによつて生成されると共に前記物
体が熱分解する第1の所定温度まで下げられかつ
前記第2の部位における前記第2のダクトの外側
面に沿つて流れる第1の混合燃焼ガスを流すため
の第1の混合ガス流路と、前記第1のダクトの外
側面に沿つて設けられており、外部空気を前記第
1の混合燃焼ガスに混合することによつて生成さ
れると共に前記第1の所定温度より低い温度であ
つて前記物体を予熱する第2の所定温度まで下げ
られかつ前記第1のダクトの外側面に沿つて流れ
ると共に前記煙突に前記排ガスとして導かれる第
2の混合燃焼ガスを流すための第2の混合ガス流
路と、前記第1のダクトと前記第2のダクトとの
間において、前記炉壁の内部にさらされた物体か
ら発生した前記可燃性蒸気を前記燃焼手段に導く
通路とからなる熱処理用焼成炉。 2 前記循環流路の一部が、前記第1の部位にお
ける前記第2のダクトの外側面に連結していると
共に前記循環ガス流を前記炉壁内に形成するため
の第1の隔壁によつて規定され、前記循環燃焼ガ
スが、前記循環燃焼ガスを前記循環流路に沿つて
循環させるフアンによつて循環されることを特徴
とする特許請求の範囲第1項に記載の焼成炉。 3 前記第2の部位において前記第2のダクトを
収容する外部囲繞部材が配設されており、前記第
2のダクトと前記外部囲繞部材の間に前記第1の
混合燃焼ガスが導入されることを特徴とする特許
請求の範囲第1項又は第2項に記載の焼成炉。 4 前記燃焼手段に供給される燃焼用空気が予熱
手段によつて予熱されることを特徴とする特許請
求の範囲第1項から第3項のいずれかに記載の焼
成炉。 5 前記燃焼手段が前記可燃性蒸気を燃焼させる
ために予熱された追加空気を供給する手段を備え
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項から第
4項のいずれかに記載の焼成炉。 6 前記移動手段が前記物体を連続的に移動させ
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項から第
5項のいずれかに記載の焼成炉。 7 前記移動手段が前記物体を間欠的に移動させ
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項から第
5項のいずれかに記載の焼成炉。 8 前記物体が無蓋容器に収容されており、この
無蓋容器が前記第1と第2のダクトの中を通つて
移動することを特徴とする特許請求の範囲第1項
から第7項のいずれかに記載の焼成炉。 9 熱分解によつて可燃性蒸気を発生する炭質物
が含浸されている物体を焼成する熱処理用焼成炉
であつて、炉壁と、前記炉壁の一方の側壁に設け
られており、前記物体が前記炉壁内に導入される
入口部と、前記炉壁の他方の側壁に設けられてお
り、前記物体が前記炉壁内から取り出される出口
部と、前記入口部に連結されており、熱伝導材料
からなる筒状の第1のダクトと、一端が前記出口
部に連結されており、他端が前記第1のダクトと
離間して対向しており、かつ熱伝導材料からなる
筒状の第2のダクトと、前記炉壁の外側において
前記出口部に連結されており、前記物体の温度を
調節する調節手段と、前記第1と第2のダクトの
中を通つて前記入口部から前記調節手段へ前記物
体を移動させる移動手段と、前記一方の側壁に設
けられており、燃焼ガスを前記炉壁の内部に放出
するための燃焼手段と、前記燃焼ガスによつて構
成されかつ前記物体を焼成するための循環燃焼ガ
スを、前記出口部に隣接する第1の部位において
前記第2のダクトの外側面に沿つた流れを一部に
有する循環ガス流として循環すべく前記炉壁の内
部に形成された循環流路と、前記第1の部位の前
記入口部側に隣接する第2の部位における前記第
2のダクトの外側面に沿つて設けられており、煙
突からの排ガスの一部を前記循環燃焼ガスの一部
に混合することによつて生成されると共に前記物
体が熱分解する第1の所定温度まで下げられかつ
前記第2の部位における前記第2のダクトの外側
面に沿つて流れる第1の混合燃焼ガスを流すため
の第1の混合ガス流路と、前記第1のダクトの外
側面に沿つて設けられており、外部空気を前記第
1の混合燃焼ガスに混合することによつて生成さ
れると共に前記第1の所定温度より低い温度であ
つて前記物体を予熱する第2の所定温度まで下げ
られかつ前記第1のダクトの外側面に沿つて流れ
ると共に前記煙突に前記排ガスとして導かれる第
2の混合燃焼ガスを流すための第2の混合ガス流
路と、前記第1のダクトと前記第2のダクトとの
間において、前記炉壁の内部にさらされた物体か
ら発生した前記可燃性蒸気を前記燃焼手段に導く
通路とからなる熱処理用焼成炉。 10 前記調節手段が前記物体を包囲する断熱材
からなることを特徴とする特許請求の範囲第9項
に記載の焼成炉。 11 前記調節手段が前記物体を包囲する二重ジ
ヤケツトからなり、液体又は気体からなる流体が
前記二重ジヤケツトの間を流れることを特徴とす
る特許請求の範囲第9項に記載の焼成炉。 12 前記調節手段が液体の散布又は噴霧手段か
らなることを特徴とする特許請求の範囲第9項に
記載の焼成炉。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8404330 | 1984-03-14 | ||
FR8404330A FR2561365B1 (fr) | 1984-03-14 | 1984-03-14 | Four moufle pour traitements thermiques en continu, par defilement |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60213787A JPS60213787A (ja) | 1985-10-26 |
JPS628712B2 true JPS628712B2 (ja) | 1987-02-24 |
Family
ID=9302263
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60049182A Granted JPS60213787A (ja) | 1984-03-14 | 1985-03-12 | 熱処理用焼成炉 |
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---|---|
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EP (1) | EP0156745B1 (ja) |
JP (1) | JPS60213787A (ja) |
KR (1) | KR920001359B1 (ja) |
AT (1) | ATE26014T1 (ja) |
BR (1) | BR8501121A (ja) |
CA (1) | CA1228704A (ja) |
DE (1) | DE3560094D1 (ja) |
ES (1) | ES8606621A1 (ja) |
FR (1) | FR2561365B1 (ja) |
IN (1) | IN164159B (ja) |
ZA (1) | ZA851883B (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0159306U (ja) * | 1987-10-07 | 1989-04-13 |
Families Citing this family (13)
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-
1984
- 1984-03-14 FR FR8404330A patent/FR2561365B1/fr not_active Expired
-
1985
- 1985-02-20 IN IN146/MAS/85A patent/IN164159B/en unknown
- 1985-03-05 US US06/708,519 patent/US4568279A/en not_active Expired - Fee Related
- 1985-03-12 KR KR1019850001560A patent/KR920001359B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1985-03-12 JP JP60049182A patent/JPS60213787A/ja active Granted
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- 1985-03-13 ES ES541214A patent/ES8606621A1/es not_active Expired
- 1985-03-13 AT AT85420045T patent/ATE26014T1/de not_active IP Right Cessation
- 1985-03-13 CA CA000476404A patent/CA1228704A/fr not_active Expired
- 1985-04-13 BR BR8501121A patent/BR8501121A/pt not_active IP Right Cessation
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