KR20220122620A - Carbonaceous solid heat treatment apparatus and method - Google Patents

Carbonaceous solid heat treatment apparatus and method Download PDF

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KR20220122620A
KR20220122620A KR1020227020068A KR20227020068A KR20220122620A KR 20220122620 A KR20220122620 A KR 20220122620A KR 1020227020068 A KR1020227020068 A KR 1020227020068A KR 20227020068 A KR20227020068 A KR 20227020068A KR 20220122620 A KR20220122620 A KR 20220122620A
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carbonaceous
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신지로 토다
히로나가 스즈키
유이치 카바
노부모토 고토
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니폰 덴꾜꾸 가부시끼가이샤
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Abstract

탄소질 입체의 충전도의 변화나 유동성의 혼란, 이들로 인한 노내 폐색이 발생하는 일 없이 균일하게 고온에서 탄소질 입체의 열처리를 장기간에 걸쳐 계속할 수 있어 생산성 및 작업성의 향상을 도모한, 탄소질 입체의 열처리 장치 및 그 방법을 제공한다. 노체(21)의 상방에 설치되어, 노체(21)에 탄소질 입체(A)를 투입하는 투입부(10)를 구비한다. 투입부(10)는, 탄소질 입체(A)를 분배하는 분배 호퍼(12)와, 분배 호퍼(12)의 하방에 설치되어, 분배된 탄소질 입체(A)의 각각으로부터 미세분말을 제거하는 기능을 구비하는 복수의 피더(13)와, 각 피더(13)의 하방에 설치되며, 미세분말을 제거한 탄소질 입체(A)가 내부를 하강하게 하여, 해당 탄소질 입체(A)를 노체(21)로 투입하는 복수의 원료 병(14)을 구비한다. 복수의 원료 병(14)은 노체(21)의 중심축과 동심원상으로 등간격으로 배치되어 있다.Carbonaceous solids can be continuously heat-treated at a high temperature for a long period of time without changes in the filling degree of the carbonaceous solids, fluctuations in fluidity, or blockage in the furnace due to these, improving productivity and workability. A three-dimensional heat treatment apparatus and method are provided. It is provided above the furnace body 21, and the input part 10 for injecting|throwing-in the carbonaceous solid A into the furnace body 21 is provided. The input unit 10 is provided below the distribution hopper 12 for distributing the carbonaceous solid A and the distribution hopper 12 to remove fine powder from each of the distributed carbonaceous solids A. A plurality of feeders 13 having a function, and installed below each feeder 13, the carbonaceous solid (A) from which the fine powder has been removed is lowered inside the furnace body (A) 21), a plurality of raw material bottles 14 are provided. The plurality of raw material bottles 14 are arranged concentrically with the central axis of the furnace body 21 at equal intervals.

Description

탄소질 입체의 열처리 장치 및 그 방법Carbonaceous solid heat treatment apparatus and method therefor

본 발명은 탄소질 입체(granule)의 열처리 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for heat treatment of carbonaceous granules.

탄소질 입체, 예를 들면 무연탄 입자, 코크스 입자, 탄소질 조립체(造粒體), 금속 산화물과 탄소의 혼합 조립체 등의 물리 특성은 열처리 온도에 따라 현저하게 변화하므로, 전극용 원료나 탄소질 내화물용의 원료, 전자 재료 혹은 전지 재료 등으로서 사용할 경우에는, 균일한 열처리가 필요하다. 또한, 금속 산화물과 탄소의 혼합품을 열처리에 의해 환원 반응시켜 각종 금속의 탄화물을 얻는 경우에도, 목적한 반응을 확실하게 하기 위해서는 균일하게 열처리하는 것이 불가결하다.Since the physical properties of carbonaceous solids, for example, anthracite particles, coke particles, carbonaceous granules, and mixed granules of metal oxide and carbon, change significantly depending on the heat treatment temperature, raw materials for electrodes or carbonaceous refractories When used as a raw material for a dragon, an electronic material, or a battery material, a uniform heat treatment is required. Further, even when a mixture of a metal oxide and carbon is subjected to a reduction reaction by heat treatment to obtain carbides of various metals, uniform heat treatment is essential to ensure the desired reaction.

이에, 종래부터, 무연탄 입자 등의 탄소질 입체를 세로형 전기 열처리로 내에 투입하고, 탄소질 입체에 직접 통전함으로써 연속적으로 1500℃∼℃정도로 열처리하는 방법이 전기배소(焙燒)기술로서 널리 사용되고 있다. 또한, 3000℃정도로 균일하게 연속 흑연화하는 방법이 특허문헌 1에 개시되어 있다.For this reason, conventionally, a method in which carbonaceous solids such as anthracite particles are put into a vertical electric heat treatment furnace, and heat is continuously performed at about 1500° C. to about 1500° C. . Further, Patent Document 1 discloses a method of uniformly continuously graphitizing at about 3000°C.

특허문헌 1: 일본 특허공개 제2002-167208호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 2002-167208

열처리 장치에서의 탄소질 입체의 열처리에서는, 탄소질 입체를 투입 위치까지 운반할 필요가 있다. 운반 방법에는, 차량에 의한 수송이나, 플레콘 백 등의 봉투나 캔으로 소분하여 크레인에 의해 들어올리는 방법, 버킷 엘리베이터나 벨트 컨베이어, 스크류 컨베이어 등의 운반장치를 사용하는 방법이나 공기 수송 등이 있으며, 또는, 이러한 운반, 수송 장치들을 조합하는 방법이 있다. 어느 운반, 수송 방법에 있어서도, 탄소질 입체에는 진동, 충격, 마찰에 의한 힘이 가해진다. 특히, 세로형 열처리로와 같이, 노(furnace)의 상방으로부터 탄소질 입체를 투입하는 경우에는 중력의 영향을 받기 때문에, 해당 탄소질 입체에 작용하는 힘이 크다. 그 결과, 탄소질 입체는 물리적으로 손상되어 미세분말이나 파편이 발생한다.In the heat treatment of the carbonaceous solid in the heat treatment apparatus, it is necessary to transport the carbonaceous solid to the input position. Transport methods include transport by vehicle, subdivision into bags or cans such as flacon bags and lifting by cranes, methods using transport devices such as bucket elevators, belt conveyors, screw conveyors, etc., air transport, etc. , or a method of combining these transport and transport devices. In any transport or transport method, a force due to vibration, impact, or friction is applied to the carbonaceous solid. In particular, as in a vertical heat treatment furnace, when the carbonaceous solid is introduced from above the furnace, the force acting on the carbonaceous solid is large because it is affected by gravity. As a result, the carbonaceous solid is physically damaged and fine powder or fragments are generated.

이 미세분말이나 파편이 탄소질 입체에 혼입되면, 노내에서의 탄소질 입체의 충전도(充塡度)가 변화하고, 탄소질 입체에 대한 열처리가 불균일해질 뿐만 아니라, 탄소질 입체의 유동이 저해되어, 최악의 경우에는 정지층(靜止層)을 형성하여 노내 폐색을 일으킬 우려가 있다. 또한, 부분적으로 탄소질 입체의 유동이 흐트러지고, 노내를 하강하는 탄소질 입체의 단위 시간당 유량이 그 하강 위치에 따라 상이함에 의해서도, 동일한 문제가 발생할 수 있다.When these fine powders or fragments are incorporated into the carbonaceous solid, the degree of filling of the carbonaceous solid in the furnace changes, not only does the heat treatment for the carbonaceous solid become non-uniform, but also inhibits the flow of the carbonaceous solid. In the worst case, there is a fear that a stop layer is formed, causing clogging in the furnace. Also, the same problem may occur if the flow of the carbonaceous solid is partially disturbed, and the flow rate per unit time of the carbonaceous solid descending in the furnace is different depending on the descending position.

특히, 탄소질 입체에 직접 통전함으로써 해당 탄소질 입체를 연속적으로 열처리하는 세로형 전기 열처리로에서는, 충전도의 변화에 따른 전기 비저항의 변화가 전류 경로에 영향을 주게 되고, 그 결과, 탄소질 입체가 충전되어 있는 노체(爐體) 내에 전류가 국소적으로 흐르는 현상, 즉 편류(偏流)가 발생할 가능성이 있다.In particular, in a vertical electric heat treatment furnace in which the carbonaceous solid is continuously heat-treated by direct energization of the carbonaceous solid, the change in electrical resistivity according to the change in the degree of filling affects the current path, and as a result, the carbonaceous solid is heat-treated. There is a possibility that a phenomenon in which current flows locally in the furnace body in which the is charged, that is, a drift current.

세로형 전기 열처리로 내에서 편류가 발생한 경우, 탄소질 입체를 균일하게 열처리할 수가 없게 될 뿐만 아니라, 편류 지점이 현저하게 고온이 될 수 있다. 이와 같이 국소적으로 현저한 고온부가 생기면, 노내의 탄소질 입체에서, 탄소의 승화가 일어난다. 그 결과, 전극의 국소적인 소모를 일으킬 우려나, 승화한 가스가 식어 응결되어, 이른바 브릿지부가 생기게 되어 노내 폐색을 일으킬 우려가 있었다. 노내에 탄소질 입체의 폐색이 발생하면, 연속 조업을 계속하는 것은 곤란하게 되어, 생산성이 저하되었다.When drift occurs in the vertical electric heat treatment furnace, not only it is impossible to uniformly heat-treat the carbonaceous solid, but also the drift point may become remarkably high. When such a locally significant high-temperature zone is generated, carbon sublimation occurs in the carbonaceous solid in the furnace. As a result, there was a fear of causing local consumption of the electrode, and the sublimated gas was cooled and condensed, so-called bridge portions were formed, and there was a fear of causing blockage in the furnace. When clogging of carbonaceous solids occurred in the furnace, it became difficult to continue continuous operation, and productivity decreased.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해, 탄소질 입체의 충전도의 변화나 유동성의 혼란, 이들로 인한 노내 폐색이 발생하는 일 없이 탄소질 입체의 열처리를 균일하고 장기간에 걸쳐 계속할 수 있어 생산성의 향상을 도모한, 탄소질 입체의 열처리 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention can continue the heat treatment of carbonaceous solids uniformly and over a long period of time without changes in the degree of filling of carbonaceous solids, confusion of fluidity, or clogging of the furnace due to these changes. An object of the present invention is to provide an improved carbonaceous solid heat treatment apparatus and method therefor.

본 발명의 탄소질 입체의 열처리 장치는, 다음과 같은 구성을 구비한다.The carbonaceous solid heat treatment apparatus of the present invention has the following configuration.

(1) 노체 내부에 투입한 탄소질 입체에 열처리를 실시하는, 탄소질 입체의 열처리 장치이다.(1) It is a carbonaceous solid heat treatment apparatus which heat-processes the carbonaceous solid injected|thrown-in to the inside of a furnace body.

(2) 상기 노체의 상방에 설치되어, 상기 노체에 상기 탄소질 입체를 투입하는 투입부를 구비한다.(2) It is provided above the furnace body, and the input part for injecting|throwing-in the said carbonaceous solid into the said furnace body is provided.

(3) 상기 투입부는 다음과 같은 구성을 구비한다.(3) The input unit has the following configuration.

(3-1) 상기 탄소질 입체를 분배하는 분배 호퍼를 구비한다.(3-1) A distribution hopper for distributing the carbonaceous solid is provided.

(3-2) 상기 분배 호퍼의 하방에 설치되어, 분배된 상기 탄소질 입체의 각각으로부터 미세분말을 제거하는 기능을 구비하는 복수의 피더를 구비한다.(3-2) A plurality of feeders provided below the distribution hopper and having a function of removing fine powder from each of the distributed carbonaceous solids are provided.

(3-3) 각 상기 피더의 하방에 설치되며, 미세분말을 제거한 상기 탄소질 입체가 내부를 하강하게 하여, 해당 탄소질 입체를 상기 노체로 투입하는 복수의 원료 병을 구비한다.(3-3) a plurality of raw material bottles installed below each of the feeders, the carbonaceous solids from which the fine powder is removed, descending inside, and the carbonaceous solids are introduced into the furnace body;

(4) 상기 복수의 원료 병은 상기 노체의 중심축과 동심원상으로 등간격으로 배치되어 있다.(4) The plurality of raw material bottles are arranged concentrically with the central axis of the furnace body at equal intervals.

본 발명의 탄소질 입체의 열처리 장치는, 추가로 다음과 같은 구성을 구비할 수도 있다.The carbonaceous solid heat treatment apparatus of the present invention may further have the following configuration.

(1) 각 원료 병은 원통 형상의 원통부와, 상기 원통부의 하부에 설치되어, 하방을 향해 좁아지는 콘부를 구비하고, 상기 콘부의 콘각은 30°이하이다.(1) Each raw material bottle has a cylindrical part and a cone part which is provided under the cylindrical part and narrows downward, and the cone angle of the said cone part is 30 degrees or less.

(2) 상기 분배 호퍼는 상기 노체의 중심축으로부터 상기 노체의 외주방향으로 이격된 위치에 설치되며, 상기 복수의 피더는 상기 분배 호퍼와 상기 복수의 원료 병을 연결하는 방향으로 연신되어 있다.(2) The distribution hopper is installed at a position spaced apart from the central axis of the furnace body in the outer circumferential direction of the furnace body, and the plurality of feeders extend in a direction connecting the distribution hopper and the plurality of raw material bottles.

(3) 열처리한 상기 탄소질 입체를 냉각하는 냉각부를 더 구비하고, 상기 냉각부는 냉각한 상기 탄소질 입체의 배출량을 조절하는 배출부를 구비한다.(3) further comprising a cooling unit for cooling the heat-treated carbonaceous solid, wherein the cooling unit includes a discharge unit for controlling the amount of the cooled carbonaceous solid.

(4) 상기 노체의 중심축 상에 상하로 배치되는 원기둥 형상의 상부 전극 및 원통 형상의 하부 전극과, 상기 상부 전극을 둘러싸도록 상기 하부 전극의 상단에 전기적으로 접속되는 도전성의 관상 구조체를 더 구비하고, 상기 상부 전극 및 하부 전극이 상기 관상 구조체 내부의 상기 탄소질 입체에 직접 통전함으로써 열처리를 실시한다.(4) a cylindrical upper electrode and a cylindrical lower electrode disposed vertically on the central axis of the furnace body, and a conductive tubular structure electrically connected to the upper end of the lower electrode so as to surround the upper electrode And, the upper electrode and the lower electrode are heat-treated by directly energizing the carbonaceous solid inside the tubular structure.

(5) 상기 피더와 상기 원료 병은 절연체를 통해 서로 대향하고 있다.(5) The feeder and the raw material bottle are opposed to each other through an insulator.

본 발명의 탄소질 입체의 열처리 방법은, 다음과 같은 구성을 구비한다.The carbonaceous solid heat treatment method of the present invention has the following configuration.

(1) 노체 내부에 투입한 탄소질 입체에 열처리를 실시하는 탄소질 입체의 열처리 장치를 이용한 탄소질 입체의 열처리 방법이다.(1) This is a carbonaceous solid heat treatment method using a carbonaceous solid heat treatment device that heats the carbonaceous solid injected into the furnace body.

(2) 상기 탄소질 입체를 분배한다.(2) distributes the carbonaceous solid.

(3) 분배한 상기 탄소질 입체의 각각으로부터 미세분말을 제거한다.(3) Remove the fine powder from each of the distributed carbonaceous solids.

(4) 상기 노체의 중심축과 동심원상으로 등간격으로 설치된 복수의 투입 위치로부터, 분배 및 미세분말을 제거한 상기 탄소질 입체를 투입한다.(4) The carbonaceous solids from which distribution and fine powder are removed are introduced from a plurality of input positions installed at equal intervals concentrically with the central axis of the furnace body.

본 발명은 탄소질 입체의 충전도의 변화나 유동의 혼란, 이들로 인한 노내 폐색이 발생하는 일 없이 탄소질 입체의 열처리를 균일하고 장기간에 걸쳐 계속할 수 있어 생산성의 향상을 도모할 수 있다.According to the present invention, the heat treatment of the carbonaceous solid can be continued uniformly and over a long period of time without any change in the degree of filling of the carbonaceous solid, flow disturbance, or blockage in the furnace due to these changes, thereby improving productivity.

도 1은 제 1 실시예에 따른 탄소질 입체의 열처리 장치를 나타내는 측면도.
도 2는 제 1 실시예에 따른 투입부를 나타내는 평면도.
도 3은 제 1 실시예에 따른 투입부를 나타내는 측면도.
도 4는 제 1 실시예에 따른 차징 호퍼 및 스커트를 나타내는 측면도.
도 5는 제 1 실시예에 따른 탄소질 입체의 열처리 장치의 동작을 나타내는 흐름도.
1 is a side view showing a carbonaceous solid heat treatment apparatus according to a first embodiment;
Figure 2 is a plan view showing the input unit according to the first embodiment.
3 is a side view showing an input unit according to the first embodiment;
Fig. 4 is a side view showing a charging hopper and a skirt according to the first embodiment;
Fig. 5 is a flowchart showing the operation of the carbonaceous solid heat treatment apparatus according to the first embodiment;

[1. 제 1 실시예][One. first embodiment]

[1-1. 구성][1-1. composition]

[탄소질 입체][Carbonaceous solid]

우선, 제 1 실시예에 따른 탄소질 입체의 열처리 장치에 사용하는 탄소질 입체(A)에 대하여 설명한다. 탄소질 입체(A)는, 무연탄 입자, 코크스 입자, 및 이들의 혼합물로 이루어진 조립체나, 금속 산화물과 탄소의 혼합물의 조립체 등의 입체를 사용하는 것이 가능하다. 또한, 무연탄이나 코크스로서는 하소(calcine)하지 않은 것을 포함하여도 되며, 코크스로는 석유 코크스, 석탄 코크스, 플루이드 코크스(fluid coke), 니들 코크스 등이 있다. 무연탄 입자, 코크스 입자는 괴상(塊狀)의 무연탄이나 코크스를 분쇄하여 이루어지는 예를 들면 10㎜ 내지 20㎜ 정도의 입체이다. 조립체는 예를 들면 무연탄이나 코크스 유래의 탄소분, 인조 흑연분, 금속 산화물 등의 원료에 바인더나 물을 혼합하여, 예를 들어 디스크 펠레터(pelleter) 등의 조립기에 의해 형성되며, 나아가 건조 처리를 거쳐 경화된 입체이다. 바인더는 예를 들어 전분 분말, 특히 알파 옥수수전분 분말을 사용할 수 있다. 경화, 탄화처리될 수 있는 것이면, 바인더에는, 피치나 페놀 수지, 다른 합성 고분자 화합물, 수용성 다당류 등을 사용할 수도 있다. 본 실시예의 탄소질 입체(A)는 표면이 매끄러운 원기둥 형상으로, 직경은 10㎜ 정도, 높이는 10㎜ 내지 15㎜인 조립체이다. 본 실시예에서는, 탄소질 입체(A)가 직접 통전됨으로써 줄(Joule) 열을 발생하고, 열처리된다.First, the carbonaceous solid (A) used in the carbonaceous solid heat treatment apparatus according to the first embodiment will be described. As the carbonaceous solid (A), it is possible to use a solid such as granules made of anthracite particles, coke particles, and mixtures thereof, or granules of a mixture of metal oxide and carbon. In addition, the anthracite and coke may include those not calcined, and examples of the coke include petroleum coke, coal coke, fluid coke, needle coke, and the like. Anthracite particles and coke particles are three-dimensional, for example, about 10 mm to 20 mm formed by pulverizing bulk anthracite or coke. The granules are formed by mixing a binder or water with a raw material such as anthracite or coke-derived carbon powder, artificial graphite powder, or metal oxide, for example, by a granulator such as a disk pelleter, and further drying treatment It is a solid that has been cured through The binder may be, for example, starch powder, in particular alpha cornstarch powder. As long as it can be cured or carbonized, pitch, phenolic resin, other synthetic high molecular compounds, water-soluble polysaccharides, etc. may be used as the binder. The carbonaceous solid (A) of this embodiment is an assembly having a cylindrical shape with a smooth surface, a diameter of about 10 mm, and a height of 10 mm to 15 mm. In this embodiment, the carbonaceous solid (A) is directly energized to generate Joule heat, and is heat-treated.

[열처리 장치][Heat treatment unit]

이어, 제 1 실시예에 따른 탄소질 입체의 열처리 장치에 대하여, 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 도 1은 본 실시예에 따른 열처리 장치(1)의 구성을 나타내는 측면도이다. 열처리 장치(1)는 탄소질 입체(A)의 열처리를 실시하는 노체(21)를 구비한다. 본 실시예의 노체(21)로서는 직접 통전함으로써 가열 처리를 실시하는 직접 통전 가열 방식이나, 외주부에 열원을 구비하고, 외측으로부터 노심관이나 가열용기를 가열하여 열처리하는 간접 가열 방식 등을 사용할 수 있다. 이하에서는, 노체(21)는 직접 통전 가열 방식의 세로형 전기 열처리로인 것으로 설명한다. 열처리 장치(1)는 노체(21)의 상방으로부터 투입된 탄소질 입체(A)가 노체(21) 내부를 서서히 하강하는 동안에 통전함으로써, 탄소질 입체(A)의 열처리를 연속적으로 실시한다. 이 열처리 장치(1)는, 탄소질 입체(A)를 노체(21)에 투입하는 투입부(10)와, 투입된 탄소질 입체(A)를 열처리하는 열처리부(20)와, 열처리한 탄소질 입체(A)를 냉각하기 위한 냉각부(30)를 구비한다. 투입부(10), 열처리부(20) 및 냉각부(30)는 노체(21)의 상방으로부터 하방을 향해 순차적으로 설치된다. 또한, 노체(21)는 열처리부(20)의 일부를 구성한다. 탄소질 입체(A)는 노체(21) 내부, 및 투입부(10)와 냉각부(30) 내부의 적어도 일부를 채우고 있는 것으로 한다. 또한, 본 명세서에 있어서, 상방이란 중력을 거스르는 방향을 가리키며, 하방이란 중력을 따르는 방향을 가리키는 것으로 한다.Next, the carbonaceous solid heat treatment apparatus according to the first embodiment will be described in detail with reference to the drawings. 1 is a side view showing the configuration of a heat treatment apparatus 1 according to the present embodiment. The heat treatment apparatus 1 is provided with the furnace body 21 which heat-processes the carbonaceous solid A. As the furnace body 21 of the present embodiment, a direct energization heating method in which heat treatment is performed by direct energization, an indirect heating method in which a heat source is provided on the outer periphery and the furnace core tube or heating vessel is heated from the outside for heat treatment, etc. can be used. Hereinafter, the furnace body 21 will be described as a vertical electric heat treatment furnace of a direct current heating method. The heat treatment apparatus 1 continuously heats the carbonaceous solid A by energizing the carbonaceous solid A injected from above the furnace body 21 while gradually descending the inside of the furnace 21 . The heat treatment apparatus 1 includes an input unit 10 for injecting the carbonaceous solid A into the furnace body 21 , a heat treatment unit 20 for heat-treating the injected carbonaceous solid A, and a heat-treated carbonaceous solid A A cooling unit 30 for cooling the solid A is provided. The input unit 10 , the heat treatment unit 20 , and the cooling unit 30 are sequentially installed from the upper side to the lower side of the furnace body 21 . In addition, the furnace body 21 constitutes a part of the heat treatment unit 20 . It is assumed that the carbonaceous solid A fills at least a part of the inside of the furnace body 21 and the inside of the input unit 10 and the cooling unit 30 . In addition, in this specification, upward shall indicate the direction against gravity, and downward shall indicate the direction along gravity.

[투입부][Input part]

도 2 내지 도 4를 참조하면서, 투입부(10)에 대하여 설명한다. 투입부(10)는 탄소질 입체(A)를 노체(21) 내부에 상방으로부터 투입하는 것으로서, 탄소질 입체(A)의 투입 경로에 따라, 가대(11), 분배 호퍼(12), 피더(13), 원료 병(14), 차징 호퍼(15), 스커트(16)를 구비한다.The input unit 10 will be described with reference to FIGS. 2 to 4 . The input unit 10 is to put the carbonaceous solid (A) into the furnace body 21 from above, and according to the input route of the carbonaceous solid (A), a mount 11, a distribution hopper 12, a feeder ( 13), a raw material bottle 14, a charging hopper 15, and a skirt 16 are provided.

가대(11)는 투입부(10)의 상부에 설치되며, 크레인 등에 의해 들어올려진 플레콘 백을 올려놓기 위한 대이다. 이 플레콘 백에는 열처리 대상이 되는 탄소질 입체(A)가 들어가 있으며, 이 플레콘 백으로부터 탄소질 입체(A)가 분배 호퍼(12)로 투입된다. 분배 호퍼(12)는 투입된 탄소질 입체(A)를 저면에 설치된 구멍으로부터 분배하는 용기이다. 본 실시예의 분배 호퍼(12)는 예를 들면 대략 직사각형의 저면의 네 모퉁이에 각각 1개의 구멍이 설치되어 있다. 이들 4개의 구멍에는, 해당 구멍의 가장자리로부터 하방으로 깔때기 형상으로 연장되어 이루어진 콘부(121)가 각각 설치되어 있다. 각 콘부(121)의 하단은 모두 개구되어 있다. 분배 호퍼(12)에 투입된 탄소질 입체(A)는 이들 4개의 구멍으로부터 콘부(121) 내부를 하강하고, 해당 콘부(121)의 하단의 개구 바로 아래에 각각 설치된 피더(13) 상에 토출된다.The stand 11 is installed on the upper portion of the input unit 10 and is a stand for placing the plecon bag lifted by a crane or the like. A carbonaceous solid (A) to be subjected to heat treatment is contained in this plecon bag, and the carbonaceous solid (A) is fed into the distribution hopper 12 from this plecon bag. The distribution hopper 12 is a container which distributes the injected carbonaceous solid A from the hole provided in the bottom surface. In the distribution hopper 12 of this embodiment, one hole is provided in each of the four corners of a substantially rectangular bottom surface, for example. Each of these four holes is provided with a cone portion 121 extending downward from the edge of the hole in a funnel shape. The lower ends of each cone part 121 are all open. The carbonaceous solid A injected into the distribution hopper 12 descends inside the cone part 121 from these four holes, and is discharged on the feeders 13 respectively installed just below the opening at the lower end of the cone part 121. .

피더(13)는 분배 호퍼(12)로부터 원료 병(14)으로 탄소질 입체(A)를 보내는 기구 및 경로이다. 피더(13)는 탄소질 입체(A)에 포함되는 미세분말을 제거하는 기능을 구비한다. 본 실시예에서는, 피더(13)의 경로 상에는 예를 들어 구멍 크기 4mm 이상의 체가 설치되어 있다. 체는, 예를 들면 금속제의 메쉬나 펀칭 메탈이다. 즉, 피더(13)는 탄소질 입체(A)를 보내는 과정에서, 해당 탄소질 입체(A)에 포함되는 미세분말을 제거할 수 있다. 또한, 피더(13)는 예를 들면 전자(電磁)진동방식 등에 의한 진동 기능을 구비하는 진동 피더일 수도 있다. 피더(13)가 진동 피더인 경우, 해당 피더(13) 상에서 탄소질 입체(A)를 진동시키면서 보낼 수 있기 때문에, 경로 상에 설치된 체로부터 보다 효과적으로 미세분말을 제거할 수 있다. 또한, 피더(13)와 원료 병(14)은 예를 들면 고무관이나 고무판, 자기(porcelain)판 등으로 이루어진 절연체(13a)를 통해 서로 대향하고 있다. 열처리 장치(1)의 가동시에는, 피더(13)와 원료 병(14)이 이 절연체(13a)를 통해 접속되어, 외부로부터의 먼지 등의 침입을 방지하는 구조로 하는 것이 바람직하다.The feeder 13 is a mechanism and path for sending the carbonaceous solid A from the dispensing hopper 12 to the raw material bottle 14 . The feeder 13 has a function of removing the fine powder contained in the carbonaceous solid A. In the present embodiment, a sieve having a hole size of 4 mm or more is provided on the path of the feeder 13, for example. The sieve is, for example, a metal mesh or punching metal. That is, the feeder 13 may remove the fine powder contained in the carbonaceous solid (A) in the process of sending the carbonaceous solid (A). In addition, the feeder 13 may be a vibration feeder provided with the vibration function by an electromagnetic vibration method etc., for example. When the feeder 13 is a vibrating feeder, since the carbonaceous solid A can be sent while vibrating on the feeder 13, the fine powder can be more effectively removed from the sieve installed on the path. Further, the feeder 13 and the raw material bottle 14 are opposed to each other through an insulator 13a made of, for example, a rubber tube, a rubber plate, a porcelain plate, or the like. When the heat treatment apparatus 1 is operated, the feeder 13 and the raw material bottle 14 are connected via this insulator 13a, and it is preferable to set it as the structure which prevents the penetration|invasion of dust etc. from the outside.

원료 병(14)은 탄소질 입체(A)를 수용하는 용기이다. 원료 병(14)의 재질은 내구성, 내식성이 우수한 재질인 것이 바람직하다. 특히, 원료 병(14)의 재질이 강재인 경우, 강재의 녹 등이 노내에 혼입될 우려가 있다. 그 때문에, 원료 병(14)의 재질은 예를 들면 내열 스테인리스, 특히 SUS310S가 적합하다. 원료 병(14)은 피더(13)로부터 탄소질 입체(A)를 받아내는 원통 형상의 원통부(141)와, 그 하부에 설치되어, 하방을 향해 좁아지는 콘부(142)로 이루어진다. 원통부(141)와 콘부(142)는 내부에서 연결되어 있고, 콘부(142)의 하부는 개구되어 있기 때문에, 피더(13)로부터 보내어진 탄소질 입체(A)는 원료 병(14) 내부를 하강할 수 있다. 원료 병(14) 내부에는, 도시하지 않은 만량계나 유량계, 또는 비슷한 기능을 갖는 센서류가 설치되어 있고, 원료 병(14) 내부에서의 탄소질 입체(A)의 양이나 유량과, 피더(13)의 가동, 정지를 연동시켜 피더(13)로부터 보내는 양을 조정함으로써, 원료 병(14) 내부에서의 탄소질 입체(A)를 임의의 양 혹은 유량으로 유지할 수 있다. 콘부(142)의 하부에는, 개구를 개폐하는 개폐 댐퍼(미도시)가 설치되어 있고, 탄소질 입체(A)의 종류를 전환할 때나 트러블 발생시 등은 탄소질 입체(A)의 하강을 여기서 일시 정지할 수 있다. 콘부(142)의 콘각은 예를 들면 30° 이하이고, 특히 바람직하게는 15° 이하이다.The raw material bottle 14 is a container containing the carbonaceous solid A. The material of the raw material bottle 14 is preferably a material excellent in durability and corrosion resistance. In particular, when the material of the raw material bottle 14 is steel, there is a fear that rust of the steel material may be mixed in the furnace. Therefore, the material of the raw material bottle 14 is suitable, for example, of heat-resistant stainless steel, especially SUS310S. The raw material bottle 14 is composed of a cylindrical portion 141 that receives the carbonaceous solid A from the feeder 13, and a cone portion 142 that is installed in the lower portion and narrows downward. Since the cylindrical part 141 and the cone part 142 are connected inside, and the lower part of the cone part 142 is open, the carbonaceous solid A sent from the feeder 13 moves inside the raw material bottle 14. can descend Inside the raw material bottle 14, a water meter or flow meter, not shown, or sensors having a similar function are installed, and the amount and flow rate of the carbonaceous solid A in the raw material bottle 14, and the feeder 13 By adjusting the amount sent from the feeder 13 by interlocking the operation and stop of the , the carbonaceous solid A in the raw material bottle 14 can be maintained at an arbitrary amount or flow rate. An opening/closing damper (not shown) for opening and closing the opening is installed in the lower part of the cone part 142, and when the type of the carbonaceous solid A is changed or when a trouble occurs, the lowering of the carbonaceous solid A is temporarily stopped here. can stop The cone angle of the cone portion 142 is, for example, 30° or less, and particularly preferably 15° or less.

본 실시예의 원료 병(14)은, 분배 호퍼(12)가 탄소질 입체(A)를 분배하는 분배수, 즉 4개의 구멍에 대응하여 4개가 설치되어 있다. 4개의 원료 병(14)은, 그 하방에 설치되는 노체(21)의 중심축의 대략 동심원상에 등간격으로 배치되어 있다. 즉, 4개의 원료 병(14)은, 이 중심축을 중심으로 한 원주 상에 90°의 원주각마다 설치되어 있다. 또한, 대략 동심원상이란, 각 구성의 치수 오차 및 조립에 따른 오차 정도이면, 동심원상으로 한다는 의미이다.Four of the raw material bottles 14 of this embodiment are provided corresponding to the number of distributions through which the distribution hopper 12 distributes the carbonaceous solid A, that is, four holes. The four raw material bottles 14 are arranged at equal intervals on a substantially concentric circle of the central axis of the furnace body 21 provided below. That is, the four raw material bottles 14 are provided at each 90 degree circumferential angle on the circumference centering on this central axis. In addition, the substantially concentric circular shape means that it is set as concentric circular shape as long as it is the dimensional error of each structure, and the error degree accompanying assembly.

도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 분배 호퍼(12)는 4개의 원료 병(14)의 바로 위에는 배치되어 있지 않다. 바꿔 말하면, 분배 호퍼(12)는, 그 하방에 설치되는 노체(21)의 중심축으로부터, 상기 노체(21)의 외주방향으로 이격된 위치에 설치되어 있다. 이에 따라, 복수의 피더(13)는 분배 호퍼(12)와 원료 병(14)을 연결하는 방향, 본 실시예에서는 대략 수평방향으로 연신하여 설치되어 있다. 즉, 분배 호퍼(12)가 4개의 원료 병(14)의 바로 위로부터 이격될수록, 피더(13)는 그 경로 길이가 길어진다. 또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 각 피더(13)의 경로 길이는 서로 다르지만, 가장 짧은 것일지라도 충분히 미세분말을 제거할 수 있다. 가장 짧은 피더(13)의 길이는 예를 들면 70cm이다.2 and 3 , the dispensing hopper 12 of this embodiment is not disposed directly above the four raw material bottles 14 . In other words, the distribution hopper 12 is provided at a position spaced apart from the central axis of the furnace body 21 provided below it in the outer circumferential direction of the furnace body 21 . Accordingly, the plurality of feeders 13 are provided by extending in the direction connecting the distribution hopper 12 and the raw material bottle 14, in this embodiment, in a substantially horizontal direction. That is, the farther the dispensing hopper 12 is spaced from just above the four raw material bottles 14, the longer the path length of the feeder 13 is. In addition, as shown in FIG. 2, although the path lengths of each feeder 13 are different from each other, even the shortest one can sufficiently remove the fine powder. The length of the shortest feeder 13 is, for example, 70 cm.

도 4에 나타낸 바와 같이, 원료 병(14)의 하방에 설치되는 차징 호퍼(15)는, 그 상하단에 각각 개구부(151, 152)가 설치된 원뿔대 형상의 용기이며, 하방을 향해 내경이 좁아지고 있다. 차징 호퍼(15)의 하부에 설치되는 스커트(16)는, 그 상하단에 각각 개구부(161, 162)가 설치된 하방을 향해 내경이 좁아진 원뿔대 형상 또는 원통 형상의 용기이다. 차징 호퍼(15)의 개구부(152)와 스커트(16)의 개구부(161)는 연속적으로 설치되어 있다. 또한, 차징 호퍼(15) 및 스커트(16)는 모두 노체(21)의 중심축과 동축상으로 설치되어 있다.As shown in Fig. 4, the charging hopper 15 provided below the raw material bottle 14 is a truncated cone-shaped container in which openings 151 and 152 are provided at the upper and lower ends, respectively, and the inner diameter is narrowed downward. . The skirt 16 provided at the lower part of the charging hopper 15 is a truncated cone-shaped or cylindrical container with openings 161 and 162 provided at the upper and lower ends, respectively, of which the inner diameter is narrowed downward. The opening 152 of the charging hopper 15 and the opening 161 of the skirt 16 are continuously provided. Further, both the charging hopper 15 and the skirt 16 are provided coaxially with the central axis of the furnace body 21 .

차징 호퍼(15) 및 스커트(16)는 단열성을 갖는 이중 구조의 용기인 것이 바람직하다. 단열성을 갖는 이중 구조로 함으로써, 열처리부(20)로부터의 복사열이나 열전달을 완화할 수 있다. 차징 호퍼(15) 및 스커트(16)의 재질은, 내구성, 내식성이 우수한 재질인 것이 바람직하다. 특히, 차징 호퍼(15) 및 스커트(16)의 재질이 강재인 경우, 강재의 녹 등이 노내에 혼입될 우려가 있다. 그 때문에, 차징 호퍼(15) 및 스커트(16)의 재질은, 예를 들면 내열 스테인리스, 특히 SUS310S가 적합하다. 또한, 해당 이중 구조의 내부 공간은 그대로 공동으로서 공기층으로 할 수도 있는데, 공기나 냉각 가스를 불어넣을 수도 있고, 추가로 단열재를 채워넣을 수도 있다.It is preferable that the charging hopper 15 and the skirt 16 are double-structured containers having thermal insulation properties. By setting it as the double structure with heat insulation property, the radiant heat and heat transfer from the heat processing part 20 can be relieve|moderated. The material of the charging hopper 15 and the skirt 16 is preferably a material excellent in durability and corrosion resistance. In particular, when the material of the charging hopper 15 and the skirt 16 is steel, there is a risk that rust of the steel material may be mixed in the furnace. Therefore, the material of the charging hopper 15 and the skirt 16 is suitable, for example, of heat-resistant stainless steel, especially SUS310S. In addition, although the internal space of the said double structure may be made into an air layer as a cavity as it is, air or a cooling gas may be blown in, and a heat insulating material may be additionally filled.

차징 호퍼(15) 및 스커트(16)는 원료 병(14)으로부터 토출된 탄소질 입체(A)를 일시적으로 저장하고, 열처리부(20)로 투입하는데, 도 1에 나타낸 바와 같이, 차징 호퍼(15) 및 스커트(16) 내부에는, 후술하는 상부 전극(22)이 관통하고 있다.The charging hopper 15 and the skirt 16 temporarily store the carbonaceous solid A discharged from the raw material bottle 14 and put it into the heat treatment unit 20. As shown in FIG. 1, the charging hopper ( 15) and the inside of the skirt 16, an upper electrode 22, which will be described later, penetrates.

[열처리부][Heat processing unit]

열처리부(20)는 노체(21)와, 상부 전극(22)과, 스커트(16)로부터 투입된 탄소질 입체(A)를 일시적으로 저장하는 연소실(23)과, 연소실(23)의 하부에 설치되어, 탄소질 입체(A)가 그 내부를 하강하도록 하는 관상 구조체(24)와, 관상 구조체(24)의 하부에 설치되어, 탄소질 입체(A)가 그 내부를 하강하도록 하는 하부 전극(25)과, 노체(21)의 내주면과 관상 구조체(24) 및 하부 전극(25)의 외주면과의 사이에 존재하는 단열층(26)을 구비한다. 즉, 열처리부(20)에서의 탄소질 입체(A)는 연소실(23), 관상 구조체(24), 하부 전극(25)의 순으로 하강한다.The heat treatment unit 20 is installed in the lower portion of the furnace body 21 , the upper electrode 22 , the combustion chamber 23 for temporarily storing the carbonaceous solid A input from the skirt 16 , and the combustion chamber 23 . and a tubular structure 24 for allowing the carbonaceous solid A to descend therein, and a lower electrode 25 provided under the tubular structure 24 to allow the carbonaceous solid A to descend therein. ) and the heat insulating layer 26 existing between the inner peripheral surface of the furnace body 21 and the outer peripheral surface of the tubular structure 24 and the lower electrode 25 . That is, the carbonaceous solid A in the heat treatment unit 20 descends in the order of the combustion chamber 23 , the tubular structure 24 , and the lower electrode 25 .

노체(21)는 내화물(미도시)로 라이닝(lining)된 원통 형상의 노각(爐殼)이다. 내화물은 예를 들면 내화 벽돌이다. 노체(21)의 중심축 상에는, 탄소질 입체(A)에 직접 통전하는 원기둥 형상의 상부 전극(22)이 설치된다. 상부 전극(22)은 노체(21)의 상방에 설치되어 있는 차징 호퍼(15) 및 스커트(16) 내부, 나아가 연소실(23) 내부를 관통하여, 관상 구조체(24)의 내부로까지 뻗어 있다.The furnace body 21 is a cylindrical furnace lined with a refractory material (not shown). The refractory material is, for example, a refractory brick. On the central axis of the furnace body 21, a columnar upper electrode 22 directly energizing the carbonaceous solid A is provided. The upper electrode 22 passes through the inside of the charging hopper 15 and the skirt 16 installed above the furnace body 21 , and further inside the combustion chamber 23 , and extends to the inside of the tubular structure 24 .

노체(21)의 내부에는, 상부 전극(22)을 둘러싸도록 연소실(23)이 설치되어 있다. 연소실(23)은 상술한 투입부(10)의 스커트(16)로부터 투입된 탄소질 입체(A)를 일시적으로 저장하는 원통 형상의 공간이다. 연소실(23)의 내부 공간은 그 측면을 노체(21)의 내주면에 의해, 그 상면을 스커트(16)의 외주와 노체(21)의 내주 상부를 연결하여 이루어진 노 덮개(211)에 의해, 그 저면을 관상 구조체(24)의 외주면에 존재하는 단열층(26)의 상면에 의해 구획형성되어 있다. 노 덮개(211)는 예를 들면 내열 보드로 구성되어 있는데, 내부가 캐스터나 내화물로 라이닝(lining)된 강재로 구성할 수도 있다. 내열 보드는, 예를 들면 내열 섬유로 이루어진 성형체를 사용할 수도 있다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 스커트(16)는 연소실(23)의 상면을 관통하여 해당 연소실(23) 내부로 돌출하고, 스커트(16)의 하단에 설치된 개구부(162)는 연소실(23)의 저면과 소정 거리만큼 상하 방향으로 이격되어 있다. 이 소정 거리는 예를 들면 30~100cm, 바람직하게는 50~80cm이다. 이 소정 거리와 스커트(16)의 개구부(162)의 직경을 조정함으로써, 탄소질 입체(A)는 개구부(162)로부터 연소실(23)의 바닥부까지 추 형상으로 연속적으로 존재하도록 퇴적한다.A combustion chamber 23 is provided inside the furnace body 21 so as to surround the upper electrode 22 . The combustion chamber 23 is a cylindrical space for temporarily storing the carbonaceous solid A input from the skirt 16 of the input unit 10 described above. The internal space of the combustion chamber 23 is formed by a furnace cover 211 formed by connecting the outer periphery of the skirt 16 and the upper inner periphery of the furnace 21 on its upper surface by the inner peripheral surface of the furnace body 21 on its side surface, The bottom surface is partitioned by the upper surface of the heat insulation layer 26 which exists on the outer peripheral surface of the tubular structure 24. The furnace cover 211 is made of, for example, a heat-resistant board, and may be made of casters or steel lined with a refractory material. The heat-resistant board can also use the molded object which consists of heat-resistant fibers, for example. As shown in FIG. 4 , the skirt 16 penetrates the upper surface of the combustion chamber 23 and protrudes into the combustion chamber 23 , and the opening 162 provided at the lower end of the skirt 16 is the bottom surface of the combustion chamber 23 . and are spaced apart in the vertical direction by a predetermined distance. This predetermined distance is, for example, 30-100 cm, Preferably it is 50-80 cm. By adjusting this predetermined distance and the diameter of the opening 162 of the skirt 16 , the carbonaceous solid A is deposited so as to continuously exist in a cone shape from the opening 162 to the bottom of the combustion chamber 23 .

굴뚝(231)은 연소실(23)에 설치된다. 특히, 원통 형상의 연소실(23)의 둘레방향으로 등간격으로 복수 설치되는 것이 바람직하다. 둘레방향으로 등간격으로 복수 설치한다는 것은, 예를 들면 2개 설치하는 것이면 180°마다, 3개 설치하는 것이면 120°마다, 4개 설치하는 것이면 90°마다, 연소실(23)의 중심축을 중심으로 하여 복수의 굴뚝(231)을 설치한다는 의미이다. 본 실시예에서는, 굴뚝(231)은 180°마다 2개 설치되어 있다.The chimney 231 is installed in the combustion chamber 23 . In particular, it is preferable to provide a plurality of cylinders at equal intervals in the circumferential direction of the combustion chamber 23 . Multiple installation at equal intervals in the circumferential direction means, for example, every 180° when two are provided, every 120° when three are provided, and every 90° when four are provided, centering on the central axis of the combustion chamber 23 . This means that a plurality of chimneys 231 are installed. In this embodiment, two chimneys 231 are provided every 180 degrees.

연소실(23)의 하부에는, 상부 전극(22)의 적어도 일부를 둘러싸도록 하여 도전성의 관상 구조체(24)가 설치되어 있다. 관상 구조체(24)는, 예를 들면 인조 흑연으로 이루어진다. 관상 구조체(24)는, 그 상하단에 각각 개구부(241, 242)를 구비하고, 개구부(241)에 의해 연소실(23)과, 개구부(242)에 의해 관상 구조체(24)의 하부에 설치되는 하부 전극(25) 내부와 각각 연통하고 있다. 하부 전극(25)은 관상 구조체(24)의 하부에, 상부 전극(22)과 대향하고 또한 소정 거리만큼 하방으로 이격되어 설치되는 원통 형상의 전극이다. 하부 전극(25)은 그 상하단에 각각 개구(251, 252)를 구비한다. 하부 전극(25)의 개구부(251)는 관상 구조체(24)의 개구부(242)와 지지 링(미도시)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 따라서, 상부 전극(22) 및 하부 전극(25)이 통전되면, 관상 구조체(24)의 개구부(241)로부터 하부 전극(25)의 개구부(251)에 걸쳐 가열대가 형성되게 된다. 바꿔 말하면, 탄소질 입체(A)는 상부 전극(22) 및 하부 전극(25)이 통전됨으로써 관상 구조체(24) 내부에서 열처리된다. 또한, 열처리부(20)의 상부 전극(22), 연소실(23), 관상 구조체(24), 개구부(241, 242), 하부 전극(25), 개구부(251, 252)는 모두 노체(21)의 중심축과 동축상으로 설치되는 것이 바람직하다.A conductive tubular structure 24 is provided in the lower portion of the combustion chamber 23 so as to surround at least a part of the upper electrode 22 . The tubular structure 24 is made of artificial graphite, for example. The tubular structure 24 is provided with openings 241 and 242 at the upper and lower ends, respectively, the combustion chamber 23 by the opening 241 and the lower part provided in the lower part of the tubular structure 24 by the opening 242 . It communicates with the inside of the electrode 25, respectively. The lower electrode 25 is a cylindrical electrode provided in the lower part of the tubular structure 24, facing the upper electrode 22 and spaced downward by a predetermined distance. The lower electrode 25 has openings 251 and 252 at upper and lower ends thereof, respectively. The opening 251 of the lower electrode 25 is electrically connected to the opening 242 of the tubular structure 24 by a support ring (not shown). Accordingly, when the upper electrode 22 and the lower electrode 25 are energized, a heating zone is formed from the opening 241 of the tubular structure 24 to the opening 251 of the lower electrode 25 . In other words, the carbonaceous solid A is heat-treated inside the tubular structure 24 when the upper electrode 22 and the lower electrode 25 are energized. In addition, the upper electrode 22 , the combustion chamber 23 , the tubular structure 24 , the openings 241 and 242 , the lower electrode 25 , and the openings 251 and 252 of the heat treatment unit 20 are all furnace bodies 21 . It is preferable to be installed coaxially with the central axis of

관상 구조체(24) 및 하부 전극(25)의 외주면과 노체(21)의 내주면과의 사이에는, 예를 들면 카본 블랙으로 이루어진 단열층(26)이 형성되어 있다. 이 단열층(26)은 관상 구조체(24) 및 하부 전극(25) 주변에 발생하는 열을 외부와 차단하고 있다.Between the outer peripheral surface of the tubular structure 24 and the lower electrode 25 and the inner peripheral surface of the furnace body 21, a heat insulating layer 26 made of, for example, carbon black is formed. The heat insulating layer 26 blocks heat generated around the tubular structure 24 and the lower electrode 25 from the outside.

[냉각부][Cooling part]

냉각부(30)에는 원통 형상의 수냉 재킷(31), 배출부(32) 및 밸브(33)가 설치되어 있다. 수냉 재킷(31) 및 배출부(32)에는 냉각수가 흐르는 배관(미도시)이 설치되어 있다. 열처리부(20)로부터 배출된 탄소질 입체(A)는, 이 수냉 재킷(31) 내부를 통과함으로써 냉각된다. 또한, 수냉 재킷(31)의 상단부 부근에는, 하부 전극(25) 및 관상 구조체(24) 내부로 아르곤 가스나 질소 가스 등의 불활성 가스를 불어넣는 가스 취입공(311)이 설치되어 있다. 가스 취입공(311)은 수냉 재킷(31)의 둘레방향으로 등간격으로 복수 설치되는 것이 바람직하다. 둘레방향으로 등간격으로 복수 설치하는 것이란, 예를 들면 2개 설치하는 것이면 180°마다, 3개 설치하는 것이면 120°마다, 4개 설치하는 것이면 90°마다, 수냉 재킷(31)의 중심축을 중심으로 하여 복수의 가스 취입공(311)을 설치한다는 의미이다. 본 실시예의 가스 취입공(311)은 예를 들면 90°마다 4개 설치되어 있다.The cooling unit 30 is provided with a cylindrical water cooling jacket 31 , a discharge unit 32 , and a valve 33 . A pipe (not shown) through which cooling water flows is installed in the water cooling jacket 31 and the discharge unit 32 . The carbonaceous solid A discharged from the heat treatment unit 20 is cooled by passing through the inside of the water cooling jacket 31 . Further, in the vicinity of the upper end of the water cooling jacket 31 , a gas injection hole 311 for blowing an inert gas such as argon gas or nitrogen gas into the lower electrode 25 and the tubular structure 24 is provided. It is preferable that a plurality of gas injection holes 311 are provided at equal intervals in the circumferential direction of the water cooling jacket 31 . Multiple installation at equal intervals in the circumferential direction means, for example, every 180 degrees when two are provided, every 120 degrees when three are provided, and every 90 degrees when four are provided, centering on the central axis of the water cooling jacket 31 This means that a plurality of gas injection holes 311 are provided. Four gas injection holes 311 of this embodiment are provided, for example, every 90 degrees.

배출부(32)는 수냉 재킷(31) 내부에서 냉각한 탄소질 입체(A)를 기밀성이 우수한 밸브(33)로 보낸다. 배출부(32)는, 예를 들면 열처리부(20) 및 수냉 재킷(31)에서의 탄소질 입체(A)의 단위 시간당 유량 및 배출량을 조정하는 선회날개식 정량 배출 장치이다. 또한, 이 선회날개식 정량 배출 장치는, 후술하는 밸브(33)로부터 배출된 탄소질 입체(A)의 중량 정보를, 밸브(33)의 배출처에 설치된 중량계(미도시)(로드셀)로부터 수취하여, 해당 중량 정보의 변화에 따라 선회 날개의 회전 속도를 조정하고, 그에 따라 탄소질 입체(A)의 배출량을 조정할 수 있다. 이 조정은 임의의 중량 측정 시간을 설정하면 좋으며, 예를 들면 1분마다 이루어진다. 또한, 배출부(32)는 밸브(33)로 탄소질 입체(A)를 배출하기 위한 배출구 이외에 개구가 없는 밀폐 구조로 되어 있으며, 압력 측정 센서(321)가 설치되어 있다. 이 압력 측정 센서(321)에 의해 열처리부(20) 및 수냉 재킷(31) 내부의 내압을 측정할 수 있다. 노체(21)의 내외에서의 기압차가 -25∼이면, 노체(21)의 외부로부터 공기를 노내에 흡입할 우려가 저감된다.The discharge unit 32 sends the carbonaceous solid A cooled in the water cooling jacket 31 to the valve 33 having excellent airtightness. The discharge unit 32 is, for example, a swing blade type fixed-quantity discharge device that adjusts the flow rate and discharge amount per unit time of the carbonaceous solid A in the heat treatment unit 20 and the water cooling jacket 31 . In addition, this swing vane type fixed-quantity discharge device receives weight information of the carbonaceous solid A discharged from the valve 33, which will be described later, from a weight meter (not shown) (load cell) installed at the discharge destination of the valve 33 . Upon receipt, the rotation speed of the swing blade may be adjusted according to the change in the weight information, and the amount of carbonaceous solid A may be adjusted accordingly. This adjustment can be done by setting an arbitrary weighing time, for example every 1 minute. In addition, the discharge part 32 has a closed structure having no opening other than the discharge port for discharging the carbonaceous solid A through the valve 33 , and a pressure measuring sensor 321 is provided. The internal pressure of the heat treatment unit 20 and the water cooling jacket 31 can be measured by the pressure measuring sensor 321 . When the pressure difference between the inside and outside of the furnace body 21 is -25 to, the possibility that air is sucked into the furnace from the outside of the furnace body 21 is reduced.

밸브(33)는 배출부(32)로부터 배출된 탄소질 입체(A)를 열처리 장치(1)로부터 배출한다. 바꿔 말하면, 냉각부(30)는 배출부(32) 및 밸브(33)로 이루어진 이중의 배출 구조를 구비하고 있다. 또한, 배출부(32)로부터 밸브(33)까지의 탄소질 입체(A)의 경로 공간은 밀폐되어 있다.The valve 33 discharges the carbonaceous solid A discharged from the discharge unit 32 from the heat treatment apparatus 1 . In other words, the cooling unit 30 has a dual discharge structure composed of the discharge unit 32 and the valve 33 . In addition, the path space of the carbonaceous solid A from the discharge part 32 to the valve 33 is sealed.

밸브(33)는 내부에 밀폐 공간을 구비하고, 소위 에어록으로서의 역할을 할 수 있다. 여기서 말하는 바의 밀폐란, 밸브(33)에 의해 외부와 압력 분리를 할 수 있을 정도의 기밀성을 가리키며, 완전한 밀폐가 아닌 경우도 포함한다. 밸브(33)는 예를 들면 로터리 밸브이다. 이와 같이, 배출부(32) 이후에 기밀성이 우수한 밸브(33)를 배치함으로써, 열처리부(20) 및 냉각부(30) 내부의 기밀성을 높이고 있다.The valve 33 has a closed space therein, and can serve as a so-called airlock. The term "sealing" as used herein refers to airtightness to the extent that pressure can be separated from the outside by the valve 33, and includes a case where it is not completely sealed. The valve 33 is, for example, a rotary valve. In this way, by arranging the valve 33 having excellent airtightness after the discharge unit 32 , the airtightness inside the heat treatment unit 20 and the cooling unit 30 is improved.

[1-2. 작용][1-2. Action]

본 실시예의 열처리 장치(1)의 동작에 대해, 도 5의 흐름도를 참조하면서 설명한다. 최초로, 크레인 등에 의해 탄소질 입체(A)가 들어간 플레콘 백을 들어올려, 투입부(10)의 상부에 설치된 가대(11)에 올려놓는다(단계 S01). 플레콘 백에 들어간 탄소질 입체(A)는 분배 호퍼(12)에 투입된다. 투입된 탄소질 입체(A)는, 분배 호퍼(12)의 네 모퉁이에 설치된 4개의 구멍 및 4개의 콘부(121)로부터 하방으로 하강하고, 이들 4개의 콘부(121)의 출구 바로 아래에 각각 설치된 피더(13)로 토출된다. 각 피더(13) 상의 탄소질 입체(A)는 대응하는 원료 병(14)으로 보낸다. 이때, 피더(13)가 탄소질 입체(A)를 보내는 과정에서, 탄소질 입체(A)에 포함되는 미세분말은, 해당 피더(13)의 경로 상에 설치된 체를 통해 분급되어, 경로(미도시)로부터 제거된다. 이 미세분말은, 탄소질 입체(A)를 운반하는 과정에서 생기는 것인데, 열처리하는 탄소질 입체(A)로부터는 가능한 한 제거하는 것이 바람직하다. 이 미세분말이 탄소질 입체(A)의 틈새에 들어간 상태에서 열처리부(20)에 들어가면, 노체(21) 내부의 충전도나 유동성이 국소적으로 변화하여, 전기 비저항을 불균일하게 하기 위해, 본 명세서의 과제에서 서술한 바와 같은 노내 폐색이나 통전시의 편류를 야기할 우려가 있기 때문이다.The operation of the heat treatment apparatus 1 of the present embodiment will be described with reference to the flowchart in FIG. 5 . First, the plecon bag containing the carbonaceous solid A is lifted by a crane or the like, and placed on the mount 11 provided on the upper portion of the input unit 10 (step S01). The carbonaceous solid A that has entered the plecon bag is put into the distribution hopper 12 . The injected carbonaceous solid A descends downward from the four holes and four cone portions 121 provided at the four corners of the distribution hopper 12, and feeders installed directly below the outlets of these four cone portions 121, respectively. (13) is discharged. The carbonaceous solids A on each feeder 13 are sent to the corresponding raw material bottle 14 . At this time, in the process of the feeder 13 sending the carbonaceous solid (A), the fine powder contained in the carbonaceous solid (A) is classified through a sieve installed on the path of the feeder 13, and the path (not shown) city) is removed from Although this fine powder is generated in the process of transporting the carbonaceous solid (A), it is preferable to remove it as much as possible from the carbonaceous solid (A) subjected to heat treatment. When this fine powder enters the heat treatment unit 20 in the state that it enters the gap of the carbonaceous solid A, the degree of filling or fluidity inside the furnace body 21 is locally changed to make the electrical resistivity non-uniform. This is because there is a risk of causing blockage in the furnace or drift during energization, as described in the above problem.

미세분말이 제거된 탄소질 입체(A)는 원료 병(14) 내부를 하강한다. 이와 같이, 탄소질 입체(A)는 분배 호퍼(12), 피더(13), 원료 병(14)에 있어서, 4개로 분배되어 하강한다(단계 S02).The carbonaceous solid (A) from which the fine powder is removed descends inside the raw material bottle (14). In this way, in the distribution hopper 12, the feeder 13, and the raw material bottle 14, the carbonaceous solid A is distributed to four and descend|falls (step S02).

4개의 원료 병(14)으로부터 토출된 탄소질 입체(A)는 차징 호퍼(15) 및 스커트(16)의 내부를 하강함으로써, 스커트(16)의 개구부(162)로부터 열처리부(20)의 연소실(23)로 투입된다. 보다 상세하게는, 차징 호퍼(15) 및 스커트(16) 내부에는 후술하는 상부 전극(22)이 관통하고 있기 때문에, 탄소질 입체(A)는, 차징 호퍼(15) 및 스커트(16)의 내주면과 상부 전극(22)의 외주면 사이를 통해 하강하여, 연소실(23)로 투입된다(단계 S03).The carbonaceous solid A discharged from the four raw material bottles 14 descends the charging hopper 15 and the inside of the skirt 16, and thus the combustion chamber of the heat treatment unit 20 from the opening 162 of the skirt 16. (23) is input. More specifically, since an upper electrode 22, which will be described later, passes through the inside of the charging hopper 15 and the skirt 16, the carbonaceous solid A is formed on the inner peripheral surfaces of the charging hopper 15 and the skirt 16. It descends through between the and the outer peripheral surface of the upper electrode 22, and is introduced into the combustion chamber 23 (step S03).

스커트(16)의 개구부(162)와 연소실(23)의 저면은 소정 거리만큼 상하 방향으로 이격되어 있기 때문에, 스커트(16)의 개구부(162)로부터 투입된 탄소질 입체(A)는, 상부 전극(22)을 중심으로 설치하여 연소실(23) 내부에서 예를 들어 안식각을 이루어 추 형상으로 퇴적하고, 그 일부가 관상 구조체(24) 내부로 하강한다. 보다 상세하게는, 상부 전극(22)은 관상 구조체(24)의 내부를 관통하고 있기 때문에, 탄소질 입체(A)는 상부 전극(22)의 외주면과 관상 구조체(24)의 내주면 사이를 통해 하강한다(단계 S04).Since the opening 162 of the skirt 16 and the bottom surface of the combustion chamber 23 are vertically spaced apart by a predetermined distance, the carbonaceous solid A injected from the opening 162 of the skirt 16 is the upper electrode ( 22) is installed as a center and is deposited in a pendulum shape, for example, forming an angle of repose inside the combustion chamber 23, and a part thereof descends into the tubular structure 24. More specifically, since the upper electrode 22 penetrates through the inside of the tubular structure 24 , the carbonaceous solid A descends through between the outer circumferential surface of the upper electrode 22 and the inner circumferential surface of the tubular structure 24 . do (step S04).

그런데, 연소실(23) 내부와 노체(21) 내부의 상부는 비교적 고온이 되기 때문에, 탄소질 입체(A)에 포함되는 바인더로부터 가연성 가스가 발생한다. 또한, 탄소질 입체(A)의 원료인 탄소 가루에는 휘발성 물질을 함유하고 있는 경우가 있고, 이 휘발성 물질이 휘발하여 가연성 가스가 된다. 이들 가연성 가스는 고온의 연소실(23) 내부에서 연소한다. 이 연소 가스가 연소실(23)에 설치된 굴뚝(231)을 통해 배기됨으로써, 연소실(23) 및 노체(21) 내부에는 드래프트 효과가 생겨 상승 기류가 발생한다. 이 상승 기류에 의해, 가연성 가스는 탄소질 입체(A)의 뿔체 표면에 유인되어, 해당 뿔체 표면에서 연소한다. 또한, 노체(21) 내부의 탄소질 입체(A)에는, 하방의 가스 취입공(311)으로부터 아르곤 가스나 질소 가스 등의 불활성 가스가 주입되어 있다. 따라서, 가연성 가스의 연소는 연소실(23) 내부의 탄소질 입체(A)가 형성하는 뿔체 표면에 멈추고, 탄소질 입체(A)의 내측까지는 진행되지 않는다. 바꿔 말하면, 탄소질 입체(A)는 뿔체 표면만이 산화되고, 뿔체 내부는 산화되지 않는다. 이와 같이, 탄소질 입체(A)는 뿔체 표면에서만 산화됨으로써, 뿔체 내측을 통과하여 스커트(16)로부터 관상 구조체(24) 내부로 하강하는 탄소질 입체(A)의 산화를 막을 수 있다.By the way, since the inside of the combustion chamber 23 and the upper part of the inside of the furnace body 21 become relatively high temperature, combustible gas is generated from the binder contained in the carbonaceous solid A. Moreover, the carbon powder which is a raw material of carbonaceous solid (A) may contain a volatile substance, and this volatile substance volatilizes and turns into a combustible gas. These combustible gases burn inside the combustion chamber 23 at a high temperature. When this combustion gas is exhausted through the chimney 231 provided in the combustion chamber 23, the draft effect arises inside the combustion chamber 23 and the furnace body 21, and an upward airflow generate|occur|produces. By this updraft, the combustible gas is attracted to the cone surface of the carbonaceous solid A and burns on the cone surface. In addition, an inert gas such as argon gas or nitrogen gas is injected into the carbonaceous solid A inside the furnace body 21 from a gas injection hole 311 below. Accordingly, the combustion of the combustible gas stops on the surface of the cone formed by the carbonaceous solid A inside the combustion chamber 23 and does not proceed to the inside of the carbonaceous solid A. In other words, in the carbonaceous solid (A), only the surface of the cone is oxidized, and the inside of the cone is not oxidized. As described above, since the carbonaceous solid A is oxidized only on the surface of the cone, oxidation of the carbonaceous solid A passing through the inside of the cone and descending from the skirt 16 to the inside of the tubular structure 24 can be prevented.

본 실시예에서는, 굴뚝(231)은 180°마다 2개 설치되어 있다. 이와 같이 등간격으로 배치하면, 연소실(23) 내부에서의 드래프트의 발생에 치우침이 없어지고, 탄소질 입체(A)로부터 발생하는 가연성 가스가 해당 탄소질 입체(A) 내측을 상승하는 경로에도 치우침이 없어지므로, 노체(21) 내부에서의 탄소질 입체(A)의 온도도 균등해진다.In this embodiment, two chimneys 231 are provided every 180 degrees. By arranging at equal intervals in this way, there is no bias in the generation of draft inside the combustion chamber 23, and the combustible gas generated from the carbonaceous solid A is also biased in the path rising inside the carbonaceous solid A. Since this disappears, the temperature of the carbonaceous solid A inside the furnace body 21 is also equalized.

상부 전극(22) 및 하부 전극(25)에 통전함으로써, 관상 구조체(24) 내부를 하강하는 탄소질 입체(A)는 직접 통전되어, 해당 탄소질 입체(A)에 발생하는 줄 열에 의해 열처리된다(단계 S05). 이 열처리에 의해, 탄소질 입체(A)는 흑연화된다. 열처리된 탄소질 입체(A)는, 하부 전극(25) 내부를 하강하여, 개구부(252)로부터 냉각부(30)로 배출되고, 냉각부(30)의 수냉 재킷(31)으로 냉각되어, 배출부(32) 및 밸브(33)에 의해 열처리 장치(1)로부터 배출된다(단계 S06).By energizing the upper electrode 22 and the lower electrode 25, the carbonaceous solid A descending inside the tubular structure 24 is directly energized and heat-treated by Joule heat generated in the carbonaceous solid A. (Step S05). By this heat treatment, the carbonaceous solid (A) is graphitized. The heat-treated carbonaceous solid A descends inside the lower electrode 25 , is discharged from the opening 252 to the cooling unit 30 , is cooled by the water cooling jacket 31 of the cooling unit 30 , and is discharged It is discharged from the heat treatment apparatus 1 by the part 32 and the valve 33 (step S06).

[1-3. 효과][1-3. effect]

(1) 본 실시예의 열처리 장치(1)는, 탄소질 입체(A)에 포함되는 미세분말을 제거하는 기능을 구비한 피더(13)를 구비하므로, 운반, 수송되어 온 열처리 대상이 되는 탄소질 입체(A)로부터 미세 분말을 제거할 수 있다. 또한, 본 실시예의 열처리 장치(1)는, 분배 호퍼(12)와 둘레방향으로 등간격으로 배치된 복수의 원료 병(14)을 추가로 구비하므로, 차징 호퍼(15) 및 스커트(16)의 내주면과 상부 전극(22)의 외주면과의 사이를 하강하는 탄소질 입체(A)의 단위 시간당 유량이, 그 하강 위치에 의해 편석하는 것을 막을 수 있다. 이로써, 탄소질 입체의 충전도나 단위 시간당 유량을 노내에서 균일화할 수 있으므로, 열전달성의 불균일화나, 탄소질 입체가 정지층을 형성하여 노내 폐색을 일으킬 우려를 저감할 수 있다.(1) The heat treatment apparatus 1 of the present embodiment includes a feeder 13 having a function of removing the fine powder contained in the carbonaceous solid A, so that the carbonaceous material to be transported and transported is the heat treatment target. Fine powder can be removed from the solid (A). In addition, since the heat treatment apparatus 1 of this embodiment further includes a plurality of raw material bottles 14 arranged at equal intervals in the circumferential direction with the distribution hopper 12, the charging hopper 15 and the skirt 16 The flow rate per unit time of the carbonaceous solid A descending between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the upper electrode 22 can be prevented from segregating by the descending position. Thereby, since the filling degree of carbonaceous solids and the flow rate per unit time can be uniformed in the furnace, it is possible to reduce the risk of non-uniformity of heat transfer or the formation of a stop layer of carbonaceous solids to cause clogging in the furnace.

(2) 본 실시예의 열처리 장치(1)의 원료 병(14)의 콘각은 30° 이하이다. 콘 각도를 30°이하로 함으로써, 벽 부근의 재료(탄소질 입체(A))의 측압(수평 방향으로의 압력)을 줄이고, 벽 부근의 재료 흐름을 확보함으로써, 매스 플로우로 할 수 있다. 이로써, 원료 병(14) 내에서 탄소질 입체(A)의 입도 분리가 일어나지 않고, 원료 병(14)의 콘부(142)의 하부에 열린 개구로부터 토출되는 재료에 치우침(편차)이 없어져 균일화된다. 또한, 분배 호퍼(12)로부터 동시기에 공급된 탄소질 입체(A)는, 시간차 없이 균일하게 노내로 투입되게 되어, 노내 투입 재료의 품질적인 동일성이 유지되기 때문에, 결과적으로 투입한 탄소질 입체(A)의 구분이나 로트 식별 등이 가능하게 되어, 트레이서빌리티(traceability)를 비롯한 관리, 운용면에서의 편리성도 높아진다.(2) The cone angle of the raw material bottle 14 of the heat treatment apparatus 1 of this embodiment is 30 degrees or less. By setting the cone angle to 30° or less, the lateral pressure (pressure in the horizontal direction) of the material (carbonaceous solid A) in the vicinity of the wall is reduced, and the flow of the material in the vicinity of the wall is ensured, whereby a mass flow can be achieved. Thereby, the particle size separation of the carbonaceous solid A does not occur in the raw material bottle 14, and the material discharged from the opening at the bottom of the cone part 142 of the raw material bottle 14 is equalized by eliminating bias (deviation). . In addition, since the carbonaceous solid A supplied at the same time from the distribution hopper 12 is uniformly fed into the furnace without a time difference, the quality uniformity of the inputted material in the furnace is maintained, as a result, the injected carbonaceous solid ( A) classification and lot identification are made possible, and the convenience in management and operation, including traceability, is also improved.

(3) 본 실시예의 분배 호퍼(12)는, 노체(21)의 중심축으로부터 노체(21)의 외주방향으로 이격된 위치에 설치되고, 이와 함께, 복수의 피더(13)는, 분배 호퍼(12)와 복수의 원료 병(14)을 연결하는 방향으로 연신되어 있다. 이에 따라, 피더(13)의 경로 길이를 확보할 수 있으므로, 진동에 의한 미세분말의 제거를 충분히 수행할 수 있다.(3) The distribution hopper 12 of this embodiment is installed at a position spaced apart from the central axis of the furnace body 21 in the outer circumferential direction of the furnace body 21, and with this, a plurality of feeders 13 are provided with a distribution hopper ( 12) and the plurality of raw material bottles 14 are elongated in the connecting direction. Accordingly, since the path length of the feeder 13 can be secured, it is possible to sufficiently remove the fine powder by vibration.

(4) 본 실시예의 열처리 장치(1)는, 배출부(32)를 구비하므로, 탄소질 입체(A)의 단위 시간당 배출량을 조정할 수 있다. 이에 따라, 탄소질 입체(A)는 열처리부(20) 및 수냉 재킷(31) 내부를 자유 낙하하는 일 없이 점차 하강할 수 있으므로, 탄소질 입체(A)에 걸리는 하중이 완화되어, 미세분말의 발생을 방지할 수 있다.(4) Since the heat treatment apparatus 1 of this embodiment is provided with the discharge part 32, the discharge amount per unit time of the carbonaceous solid A can be adjusted. Accordingly, since the carbonaceous solid A can gradually descend without freely falling inside the heat treatment unit 20 and the water cooling jacket 31, the load applied to the carbonaceous solid A is relieved, and the fine powder occurrence can be prevented.

(5) 본 실시예의 열처리 장치(1)는, 상부 전극(22)과 하부 전극(25)에 의해 관상 구조체(24) 내부의 탄소질 입체(A)에 직접 통전하여 열처리를 실시한다. 이러한 직접 통전 가열 방식의 세로형 전기 열처리로인 경우, 탄소질 입체(A)의 밀도에서의 편석이 적을수록 통전시의 편류가 감소하기 때문에, 관상 구조체(24) 내부에서의 탄소질 입체(A)의 열처리 온도를 균일하게 할 수 있다. 또한, 편류에 의한 국소적인 고온부가 탄소의 승화를 일으키는 우려도 저감시킬 수 있으므로, 열처리 장치(1)를 장기간에 걸쳐 연속 운전시켜도 내부에서 폐색을 일으킬 우려를 저감시킬 수 있다.(5) The heat treatment apparatus 1 of the present embodiment performs heat treatment by directly energizing the carbonaceous solid A inside the tubular structure 24 through the upper electrode 22 and the lower electrode 25 . In the case of such a vertical electric heat treatment furnace of the direct energization heating method, the less segregation in the density of the carbonaceous solid (A), the less the drift during energization, the carbonaceous solid (A) inside the tubular structure (24) ) heat treatment temperature can be made uniform. Moreover, since the possibility that a local high temperature part by drift causes sublimation of carbon can also be reduced, the possibility of causing blockage inside even if the heat processing apparatus 1 is continuously operated over a long period of time can be reduced.

(6) 종래의 열처리 장치에서는, 탄소질 입체가 투입부로부터 열처리부로 연속적으로 존재하기 때문에, 열처리부에서 탄소질 입체가 통전되면, 원료 병에도 전류가 흐른다는 문제가 있었다. 그러나, 본 실시예의 열처리 장치(1)에서는, 피더(13)와 원료 병(14)이 절연되어 있고, 또한 격납건물과도 절연되어 있기 때문에, 피더(13) 및 그 상방에 설치되어 있는 구성은 전기적으로 절연되어 있다. 이로써, 누전의 우려를 없애고, 따라서 누전에 수반하는 부대 설비의 고장 리스크나, 탄소질 입체(A)를 투입하는 작업자의 감전 리스크를 경감할 수 있다. 또한, 누전이 없어짐으로써 불필요한 전력 소비를 억제할 수도 있다.(6) In the conventional heat treatment apparatus, since carbonaceous solids continuously exist from the input portion to the heat treatment unit, there is a problem in that when the carbonaceous solids are energized in the heat treatment unit, an electric current flows also in the raw material bottle. However, in the heat treatment apparatus 1 of this embodiment, since the feeder 13 and the raw material bottle 14 are insulated and also insulated from the containment building, the feeder 13 and the structure provided above it are electrically insulated. Thereby, the concern of an electric leakage is eliminated, and, therefore, the failure risk of ancillary equipment accompanying electric leakage and the electric shock risk of the operator who inject|throws-in the carbonaceous solid A can be reduced. Moreover, unnecessary power consumption can also be suppressed by eliminating an electric leakage.

[2. 다른 실시예][2. another embodiment]

본 명세서에서는, 본 발명에 따른 복수의 실시예를 설명하였는데, 이들 실시예는 예로서 제시한 것으로, 발명의 범위를 한정하는 것을 의도하고 있지 않다. 이상과 같은 실시예는, 그 밖의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 범위를 일탈하지 않는 범위에서, 여러 가지 생략이나 치환, 변경을 수행할 수 있다. 이들 실시예나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함되는 것과 마찬가지로, 특허청구의 범위에 기재된 발명과 그 균등의 범위에 포함되는 것이다.In this specification, a plurality of embodiments according to the present invention have been described, but these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the present invention. The above embodiments can be implemented in other various forms, and various omissions, substitutions, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These Examples and their modifications are included in the scope of the invention and its equivalents as well as those included in the scope and gist of the invention.

(1) 상술한 실시예에서는, 플레콘 백을 올려놓기 위한 가대(11)를 사용하였는데, 플레콘 백 이외의 수단에 의해 탄소질 입체(A)를 분배 호퍼(12)에 투입하는 것이면, 가대(11)를 마련하지 않아도 좋다. 예를 들어, 버킷 엘리베이터나 벨트 컨베이어, 스크류 컨베이어 등의 운반 장치나 그 조합, 공기 수송에 의해 분배 호퍼(12)까지 운반할 경우에는, 가대(11)를 설치하지 않아도 된다.(1) In the above-described embodiment, the mount 11 for placing the plecon bag was used, but if the carbonaceous solid A is put into the distribution hopper 12 by means other than the plecon bag, the mount (11) does not need to be provided. For example, when conveying to the distribution hopper 12 by conveying apparatus, such as a bucket elevator, a belt conveyor, a screw conveyor, a combination thereof, or air conveyance, it is not necessary to provide the mount 11.

(2) 상술한 실시예에서는, 분배 호퍼(12)는, 그 하방에 설치되는 노체(21)의 중심축으로부터, 상기 노체(21)의 외주방향으로 이격된 위치에 설치되어 있는데, 노체(21)의 중심축상, 즉 4개의 원료 병(14)이 배치되는 동심원의 중심축상에 설치될 수도 있다. 이 경우, 피더(13)의 경로 길이를 모두 동일하게 할 수 있으므로, 미세분말의 제거도 균등하게 할 수 있다.(2) In the above-described embodiment, the distribution hopper 12 is provided at a position spaced apart from the central axis of the furnace body 21 provided below it in the outer circumferential direction of the furnace body 21. ), that is, it may be installed on the central axis of a concentric circle in which the four raw material bottles 14 are arranged. In this case, since all the path lengths of the feeder 13 can be made the same, the removal of the fine powder can be made equally.

(3) 상기 실시예에서는, 피더(13)의 진동 기능을 전자진동방식으로 하였는데, 진동 모터(편심 모터) 방식이어도 좋다. 또한, 탄소질 입체(A)를 보내는 피더(13)를 설치하지 않아도, 분배 호퍼(12)와 원료 병(14)을 직접 접속하고, 그 접속부분에 예를 들면 경로(미도시)로 통하는 체를 설치함으로써, 열처리 대상이 되는 탄소질 입체(A)로부터 미세분말을 제거할 수도 있다.(3) In the above embodiment, the vibration function of the feeder 13 is made by an electromagnetic vibration method, but a vibration motor (eccentric motor) method may be used. In addition, even if the feeder 13 for sending the carbonaceous solid A is not provided, the distribution hopper 12 and the raw material bottle 14 are directly connected, and the connecting portion is connected to the sieve, for example, through a path (not shown). It is also possible to remove the fine powder from the carbonaceous solid (A) to be heat treated by providing.

(4) 상술한 실시예에서는, 원료 병(14)은 노체(21)의 중심축의 대략 동심원상에 등간격으로 4개 배치하였는데, 원료 병(14)의 수를 2개나 3개, 혹은 5개 이상으로 하는 경우에도, 노체(21)의 중심축의 대략 동심원상에 등간격으로 배치하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 2개 설치하는 것이면 180°마다, 3개 설치하는 것이면 120°마다, 5개 설치하는 것이면 72°마다 배치하는 것이 좋다. 원료 병(14)의 수에 맞추어, 분배 호퍼(12)의 분배수나 피더(13)의 개수를 맞추는 것은 말할 필요도 없다.(4) In the above-described embodiment, four raw material bottles 14 are arranged at equal intervals on a substantially concentric circle of the central axis of the furnace body 21, and the number of raw material bottles 14 is two, three, or five. Also in the case of making it above, it is preferable to arrange|position at equal intervals on the substantially concentric circle of the central axis of the furnace body 21. As shown in FIG. For example, if two are provided, it is good to arrange every 180 degrees, if three pieces are provided, every 120 degrees, if five pieces are provided, it is good to arrange|position every 72 degrees. It goes without saying that the number of distributions of the distribution hopper 12 and the number of feeders 13 are matched to the number of raw material bottles 14 .

(5) 상기 실시예에서는, 노체(21)는 직접 통전 가열 방식의 세로형 전기 열처리로로 하였는데, 예를 들면 외주부에 열원을 구비하고, 외측으로부터 노심관이나 가열 용기를 가열하여 열처리하는 간접 가열 방식의 세로형 열처리로이어도 좋다.(5) In the above embodiment, the furnace body 21 is a vertical electric heat treatment furnace of a direct energization heating method. For example, indirect heating in which a heat source is provided on the outer periphery and the furnace core tube or heating vessel is heated from the outside for heat treatment It may be a vertical heat treatment furnace.

(6) 상기 실시예에서는, 수냉 재킷(31)의 상부에 가스 취입공(311)을 설치하였는데, 추가로 상부 전극(22) 내부에 상하 방향으로 관통하여, 가스 취입공을 설치하여도 좋다. 가스 취입공(311)과 마찬가지로, 이 가스 취입공으로부터 관상 구조체(24) 및 하부 전극(25) 내부로 아르곤 가스나 질소 가스 등의 불활성 가스를 불어넣음으로써, 탄소질 입체(A)의 내측이 불활성 가스로 채워지고, 탄소질 입체(A)가 노체(21) 외부로부터 유입되는 공기와 반응하여 내측으로부터 산화되는 것을 막을 수 있다.(6) In the above embodiment, the gas injection hole 311 is provided in the upper part of the water cooling jacket 31, but the gas injection hole may be further penetrated in the upper electrode 22 in the vertical direction to provide a gas injection hole. Similar to the gas injection hole 311, by blowing an inert gas such as argon gas or nitrogen gas into the tubular structure 24 and the lower electrode 25 from this gas injection hole, the inside of the carbonaceous solid A is It is filled with an inert gas, and it is possible to prevent the carbonaceous solid A from being oxidized from the inside by reacting with the air flowing in from the outside of the furnace body 21 .

(7) 상기 실시예에서는, 배출부(32)는 선회날개식 정량 배출 장치로 하였는데, 배출량을 조정할 수 있고, 설정한 양으로 정량 배출을 할 수 있는 장치이면 어떠한 것이어도 좋다. 예를 들면, 로터리 디스크 방식이나 임의의 재료 절단 장치 등도 사용할 수 있다. 또한, 상술한 실시예에서는, 밸브(33)의 배출처에 로드셀을 설치하여 그 정보를 바탕으로 배출부(32)를 조정하고 있는데, 배출부(32)에 로드셀을 내장, 혹은 중량 측정 기능을 구비할 수도 있다.(7) In the above embodiment, the discharge unit 32 is a swinging blade type fixed-quantity discharge device, but any device may be used as long as the discharge unit can be adjusted and the discharge unit can discharge a fixed amount at a set amount. For example, a rotary disk system, arbitrary material cutting devices, etc. can also be used. In addition, in the above-described embodiment, a load cell is installed at the discharge destination of the valve 33 and the discharge unit 32 is adjusted based on the information. may be provided.

(8) 상술한 실시예에서는, 밸브(33)는 로터리 밸브로 하였는데, 배출부(32)와 조합함으로써 에어록의 기능을 하는 것이면 어느 것이어도 좋다. 로터리 밸브 외에, 예를 들면 더블 댐퍼나 트리플 댐퍼 등이 적합하다. 또한, 배출부(32) 및 밸브(33)는 일정한 기밀성을 확보할 수 있는 것이면 되며, 완전한 기밀성을 담보하는 것이 아니어도 된다.(8) In the above-described embodiment, the valve 33 is a rotary valve, but any one may be used as long as it functions as an airlock by combining it with the discharge unit 32 . In addition to the rotary valve, for example, a double damper or a triple damper is suitable. In addition, the discharge part 32 and the valve 33 should just be a thing which can ensure a certain airtightness, and does not need to guarantee complete airtightness.

1: 열처리 장치 10: 투입부
11: 가대 12: 분배 호퍼
121: 콘부 13: 피더
13a: 절연체 14: 원료 병
141: 원통부 142: 콘부
15: 차징 호퍼 151, 152: 개구부
16: 스커트 161, 162: 개구부
20: 열처리부 21: 노체
211: 노 덮개 22: 상부 전극
23: 연소실 231: 굴뚝
24: 관상 구조체 241, 242: 개구부
25: 하부 전극 251, 252: 개구부
26: 단열층 30: 냉각부
31: 수냉 재킷 311: 가스 취입공
32: 배출부 321: 압력 측정 센서
33: 밸브
1: heat treatment device 10: input section
11: pedestal 12: dispensing hopper
121: cornbu 13: feeder
13a: insulator 14: raw material bottle
141: cylindrical portion 142: cone portion
15: charging hopper 151, 152: opening
16: skirt 161, 162: opening
20: heat treatment unit 21: furnace body
211: furnace cover 22: upper electrode
23: combustion chamber 231: chimney
24: tubular structure 241, 242: opening
25: lower electrode 251, 252: opening
26: insulation layer 30: cooling unit
31: water cooling jacket 311: gas blowing hole
32: discharge part 321: pressure measuring sensor
33: valve

Claims (7)

노체 내부에 투입한 탄소질 입체에 열처리를 실시하는, 탄소질 입체의 열처리 장치로서,
상기 노체의 상방에 설치되어, 상기 노체에 상기 탄소질 입체를 투입하는 투입부를 구비하며,
상기 투입부는,
상기 탄소질 입체를 분배하는 분배 호퍼,
상기 분배 호퍼의 하방에 설치되어, 분배된 상기 탄소질 입체의 각각으로부터 미세분말을 제거하는 기능을 구비하는 복수의 피더, 및
각 상기 피더의 하방에 설치되며, 미세분말을 제거한 상기 탄소질 입체가 내부를 하강하게 하여, 해당 탄소질 입체를 상기 노체로 투입하는 복수의 원료 병을 구비하고,
상기 복수의 원료 병은 상기 노체의 중심축과 동심원상으로 등간격으로 배치되어 있는, 탄소질 입체의 열처리 장치.
A carbonaceous solid heat treatment apparatus for performing heat treatment on the carbonaceous solid injected into the furnace body,
It is installed above the furnace body and includes an input unit for inputting the carbonaceous solid into the furnace body,
The input unit,
a distribution hopper for dispensing the carbonaceous solid;
a plurality of feeders installed below the distribution hopper and having a function of removing fine powder from each of the distributed carbonaceous solids; and
A plurality of raw material bottles installed below each of the feeders, the carbonaceous solid from which the fine powder has been removed, is lowered inside, and the carbonaceous solid is introduced into the furnace body;
The plurality of raw material bottles are arranged at equal intervals concentrically with the central axis of the furnace body, the carbonaceous solid heat treatment apparatus.
제1항에 있어서,
각 상기 원료 병은,
원통 형상의 원통부, 및
상기 원통부의 하부에 설치되어, 하방을 향해 좁아지는 콘부를 구비하고,
상기 콘부의 콘각은 30°이하인, 탄소질 입체의 열처리 장치.
The method of claim 1,
Each of the above raw material bottles,
a cylindrical portion having a cylindrical shape, and
It is installed in the lower part of the cylindrical part, and has a cone part that narrows downward,
The cone angle of the cone part is 30° or less, a carbonaceous solid heat treatment apparatus.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 분배 호퍼는 상기 노체의 중심축으로부터 상기 노체의 외주방향으로 이격된 위치에 설치되며,
상기 복수의 피더는 상기 분배 호퍼와 상기 복수의 원료 병을 연결하는 방향으로 연신되어 있는, 탄소질 입체의 열처리 장치.
3. The method of claim 1 or 2,
The distribution hopper is installed at a position spaced apart from the central axis of the furnace body in the outer circumferential direction of the furnace body,
The plurality of feeders extend in a direction connecting the distribution hopper and the plurality of raw material bottles.
제1항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
열처리한 상기 탄소질 입체를 냉각하는 냉각부를 더 구비하고,
상기 냉각부는 냉각한 상기 탄소질 입체의 배출량을 조절하는 배출부를 구비하는, 탄소질 입체의 열처리 장치.
4. The method of any one of claims 1 or 3,
Further comprising a cooling unit for cooling the heat-treated carbonaceous solid,
The cooling unit is provided with a discharge unit for adjusting the amount of the cooled carbonaceous solid, the carbonaceous solid heat treatment apparatus.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 노체의 중심축 상에 상하로 배치되는 원기둥 형상의 상부 전극 및 원통 형상의 하부 전극, 및
상기 상부 전극을 둘러싸도록 상기 하부 전극의 상단에 전기적으로 접속되는 도전성의 관상 구조체를 더 구비하고,
상기 상부 전극 및 하부 전극이 상기 관상 구조체 내부의 상기 탄소질 입체에 직접 통전함으로써 열처리를 실시하는, 탄소질 입체의 열처리 장치.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
A cylindrical upper electrode and a cylindrical lower electrode disposed vertically on the central axis of the furnace body, and
Further comprising a conductive tubular structure electrically connected to the upper end of the lower electrode so as to surround the upper electrode,
A carbonaceous solid heat treatment apparatus, wherein the upper electrode and the lower electrode conduct heat treatment by directly energizing the carbonaceous solid inside the tubular structure.
제5항에 있어서,
상기 피더와 상기 원료 병은 절연체를 통해 서로 대향하고 있는, 탄소질 입체의 열처리 장치.
6. The method of claim 5,
The feeder and the raw material bottle are opposed to each other through an insulator, a carbonaceous solid heat treatment apparatus.
노체 내부에 투입한 탄소질 입체에 열처리를 실시하는 탄소질 입체의 열처리 장치를 이용한 탄소질 입체의 열처리 방법으로서,
상기 탄소질 입체를 분배하고,
분배한 상기 탄소질 입체의 각각으로부터 미세분말을 제거하며,
상기 노체의 중심축과 동심원상으로 등간격으로 설치된 복수의 투입 위치로부터, 분배 및 미세분말을 제거한 상기 탄소질 입체를 투입하는, 탄소질 입체의 열처리 방법.
As a heat treatment method for carbonaceous solids using a carbonaceous solid heat treatment apparatus that heat-treats carbonaceous solids put into a furnace,
distributing the carbonaceous solid,
removing the fine powder from each of the distributed carbonaceous solids,
A method for heat treatment of carbonaceous solids, in which the carbonaceous solids from which distribution and fine powder are removed are introduced from a plurality of input positions installed at equal intervals concentrically with the central axis of the furnace body.
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