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JP5828606B2 - Rotary kiln - Google Patents
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Description

本発明は、粉体又はスラリー(以下、「処理対象物」という。)を連続的に高温で熱処理可能なロータリーキルンに関する。   The present invention relates to a rotary kiln capable of continuously heat-treating a powder or slurry (hereinafter referred to as “object to be treated”) at a high temperature.

例えば二次電池極材、半導体素材、触媒、蛍光材素材等新素材の製造分野で、極端にコンタミネーション(微量混入汚染物質)を嫌う製造工程において、特に製造装置そのものからコンタミネーションが発生することが大きな問題になっている。   For example, in the manufacturing field of new materials such as secondary battery electrode materials, semiconductor materials, catalysts, and fluorescent material materials, contamination is generated from the manufacturing equipment itself, especially in manufacturing processes that dislike contamination (trace contamination). Has become a big problem.

この製造工程で最も重要な操作に焼成工程がある。処理対象物を数百度の高温で焼いて熱分解したり、二種以上の処理対象物を混合し数百度の高温で加熱して化合物を焼成する。この高温での焼成に際して、処理対象物を保持する容器が金属製であると、高温の影響で容器表面が酸化しこの酸化金属が処理対象物を汚染する。   The most important operation in this manufacturing process is a firing process. The object to be treated is baked at a high temperature of several hundred degrees for thermal decomposition, or two or more kinds of objects to be treated are mixed and heated at a high temperature of several hundred degrees to fire the compound. At the time of firing at this high temperature, if the container holding the object to be processed is made of metal, the surface of the container is oxidized by the influence of the high temperature, and this metal oxide contaminates the object to be processed.

そして、このような新素材分野の中で厳格なコンタミネーション防止が要求される場合、これをイオンレベルまで管理する必要があり、製造コストの上昇の最大の原因となっている。   In the case of such a new material field, when strict contamination prevention is required, it is necessary to manage this to the ion level, which is the largest cause of an increase in manufacturing cost.

この分野での現在の焼成工程は、焼成すべき処理対象物をセラミック製の容器(匣鉢:一辺が20〜40cm、深さ数センチ位の容器)に入れ、これらの匣鉢を高温炉(ローラーハースキルンやトンネルキルン等の連続炉、またはシャトルキルン等バッチ式炉)に入れて匣鉢ごと処理対象物を焼成することにより行われている。   The current firing process in this field is to place the object to be fired in a ceramic container (a bowl: a container with a side of 20 to 40 cm and a depth of several centimeters). It is carried out by firing the object to be treated together with the sagger in a continuous furnace such as a roller hearth kiln or a tunnel kiln, or a batch furnace such as a shuttle kiln.

しかし、上記焼成方法には以下のような大きな欠点がある。第一に、焼成すべき処理対象物を匣鉢一個に高々数キログラム詰め、焼成が終了した匣鉢から処理対象物を一々取り出さなければならず、この処理対象物の匣鉢への供給および取り出しに膨大な手間と経費を要する。第二に、工業的な規模でこの方式(匣鉢による焼成)を行うとすれば、焼成工程一系列で数百個の匣鉢が必要になると共に、この匣鉢そのものがセラミックス製品であるため、焼成中に割れやひびが発生し、一サイクルの焼成で匣鉢全数の数パーセントが破損することがあり、この補充が大きなコスト増となる。第三に、焼成工程において匣鉢の中の処理対象物が熱分解して分解ガスを放出、または周囲からガスを吸収するなどの反応が起こるが、この際、匣鉢内の処理対象物から発生または吸収される分解ガスまたは雰囲気ガスは、匣鉢上面の開口部のみから出入りし匣鉢の底部または側部はこれらのガスの出入れを阻害するため均質な製品が得難い。第四に、室温状態の匣鉢に処理対象物を入れ匣鉢毎に炉で焼成し、焼成終了後に匣鉢毎、処理対象物を冷却して、その後、匣鉢から処理対象物を取り出すことになるため、炉で加えられた熱エネルギーの多く(約50パーセント)は匣鉢そのものの加熱に費やされてしまう。   However, the firing method has the following major drawbacks. First, at least several kilograms of the processing object to be baked must be packed in a pot, and the processing object must be taken out from the baked baking pot. Enormous effort and expense. Secondly, if this method (fired by a mortar) is performed on an industrial scale, hundreds of mortars are required in a series of firing processes, and the mortar itself is a ceramic product. Cracks and cracks are generated during firing, and a few percent of the total number of mortars may be damaged by firing in one cycle. This replenishment greatly increases the cost. Third, in the firing step, the reaction object in the mortar is thermally decomposed to release decomposition gas or absorb gas from the surroundings. At this time, from the treatment object in the mortar Generated or absorbed decomposition gas or atmospheric gas enters and exits only through the opening on the upper surface of the mortar, and the bottom or side of the mortar inhibits the entry and exit of these gases, making it difficult to obtain a homogeneous product. Fourth, place the treatment object in a pot at room temperature, fire it in a furnace for each bowl, cool the treatment object after each firing, and then remove the treatment object from the bowl. Therefore, much of the heat energy (about 50 percent) added in the furnace is spent heating the mortar itself.

このため、匣鉢による焼成に代えてロータリーキルンによる焼成が嘱望されているが、焼成に際して処理対象物を保持する回転容器(以下、「レトルト」という。)が金属製である限り前述したコンタミネーションが発生し不可能とされてきた。   For this reason, instead of firing with a sagger, firing with a rotary kiln is desired, but as long as the rotating container that holds the object to be treated during firing (hereinafter referred to as “retort”) is made of metal, the aforementioned contamination is present. It has been considered impossible.

ここで、従来のロータリーキルンの代表的な構造および作用を図3ないし図5を用いて説明する。
図3に示すように、このロータリーキルン50では、レトルト51の両端付近にタイヤ52,53がそれぞれ設けられており、電気発熱体54によって加熱される加熱炉55の中をレトルト51が貫通して配置されている。タイヤ52,53は図3または図5に示すように、ベッド56上に設けられた転輪57にて支持されると共に、回転駆動装置(図示しない)による転輪57の回転に伴って転動し、これによってレトルト51が回転するように構成されている。通常、レトルトの温度は800〜1100℃の高温となるため、レトルト金属自体の高温による酸化と機械的強度の低下に対応するため、レトルトは耐熱鋼にて形成されている。
Here, a typical structure and operation of a conventional rotary kiln will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 3, in the rotary kiln 50, tires 52 and 53 are provided in the vicinity of both ends of the retort 51, and the retort 51 passes through a heating furnace 55 heated by an electric heating element 54. Has been. As shown in FIG. 3 or FIG. 5, the tires 52 and 53 are supported by a roller wheel 57 provided on a bed 56, and roll with the rotation of the roller wheel 57 by a rotation drive device (not shown). Thus, the retort 51 is configured to rotate. Usually, since the temperature of a retort becomes a high temperature of 800-1100 degreeC, in order to respond to the oxidation by the high temperature of retort metal itself, and the fall of mechanical strength, the retort is formed with the heat resistant steel.

そして、図3中、レトルト51の右端から原料供給機58によって処理対象物がレトルト51内に供給されると、処理対象物はレトルト51の回転と勾配(通常、約0.5〜2°)でゆっくり左側に移動する。図4に示すように、レトルト51全体は加熱炉55の電気発熱体54によって高温となっているため、レトルト51内の処理対象物は、レトルト51からの伝熱によって焼成される。焼成された処理対象物は左端に設けられた排出フード59を介して外部に排出されるように構成されている。   In FIG. 3, when the processing object is supplied into the retort 51 from the right end of the retort 51 by the raw material supplier 58, the processing object is rotated and inclined (usually about 0.5 to 2 °). To slowly move left. As shown in FIG. 4, since the entire retort 51 is heated by the electric heating element 54 of the heating furnace 55, the processing object in the retort 51 is baked by heat transfer from the retort 51. The fired processing object is configured to be discharged to the outside through a discharge hood 59 provided at the left end.

ところで、冒頭に記した新素材の製造分野では、この金属製レトルトの内側(処理対象物が接触する部位)に、溶射によるセラミックス層の生成、セラミックスチューブの挿入、セラミックレンガのライニング等様々な手法でセラミックスの内張りが試みられたが悉く失敗してきた。その理由は、金属製レトルトと内部に設けたセラミックスの熱膨張の差によるものであった。一例を示せば、金属製レトルトを形成する耐熱鋼の線膨張係数は15〜20×10−6/℃であるのに対して、内張りするアルミナ質セラミックスの線膨張係数は7〜8×10−6/℃であり両者には大きな差がある。セラミックス層で内張りされた金属製レトルトは冷機状態(室温)から運転状態(800〜1100℃)まで短時間で昇温されるため、熱膨張差でたちまちセラミックス層が金属製レトルトから剥離する。逆に、運転状態から冷機状態に戻る時には金属製レトルトは温度降下に準じて収縮するが、セラミックス層は温度降下に準じた割合で収縮できずクラックが発生する。 By the way, in the field of manufacturing new materials described at the beginning, various methods such as ceramic layer formation by spraying, ceramic tube insertion, ceramic brick lining, etc. inside this metal retort (site where the object to be treated contact) Attempts were made to lay ceramic linings, but it failed. The reason was due to the difference in thermal expansion between the metal retort and the ceramics provided inside. For example, the linear expansion coefficient of the heat-resistant steel forming the metal retort is 15 to 20 × 10 −6 / ° C., whereas the linear expansion coefficient of the alumina ceramics to be lined is 7 to 8 × 10 − It is 6 / ° C and there is a big difference between the two. Since the metal retort lined with the ceramic layer is heated in a short time from the cold state (room temperature) to the operating state (800 to 1100 ° C.), the ceramic layer is peeled off from the metal retort immediately due to a difference in thermal expansion. Conversely, when returning from the operating state to the cold state, the metal retort shrinks according to the temperature drop, but the ceramic layer cannot shrink at a rate according to the temperature drop and cracks occur.

引用なしNo quote

そこで、本発明の課題は、熱処理中に金属製レトルトと処理対象物が反応して製品内に汚染物質が混入することを防止できると共に、金属製レトルトとセラミックス層の熱膨張差に起因するセラミックス層のクラック発生を防止できるロータリーキルンを提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to prevent the contamination of contaminants in the product due to the reaction between the metal retort and the object to be treated during the heat treatment, and the ceramic caused by the difference in thermal expansion between the metal retort and the ceramic layer. It is providing the rotary kiln which can prevent generation | occurrence | production of the crack of a layer.

上記課題を解決するものは、一端側に処理対象物排出口を有し他端側に処理対象物供給口を有したレトルトが軸心を中心として回転可能に配されたロータリーキルンであって、前記レトルトは、金属製シェルと、該金属製シェルの内側において該金属製シェルに対して軸方向に摺動可能に配されたセラミックス製チューブとから構成されており、前記レトルトの一端側には前記セラミックス製チューブを他端側に向かって押圧する押圧機構が設けられ、前記レトルトの他端側には該レトルトの他端側への移動を規制するためのストッパー機構が設けられ、前記押圧機構は、前記セラミックス製チューブを他端側に向かって押圧するための押圧面を備えたタイヤボスと、タイヤを前記レトルトの軸方向に移動させるためのタイヤ移動手段と、該タイヤ移動手段を前記セラミックス製チューブの他端側に向かって押圧するための押圧手段とを有し、前記タイヤボスは、他端側面が前記セラミックス製チューブの一端側面を押圧するための押圧面となる環状体を備えており、前記押圧面が前記セラミックス製チューブの一端側面と面当接するように構成されると共に、前記タイヤボスが、前記金属製シェルおよび前記セラミックス製チューブからなる前記レトルトの一端側の外周面を包囲するように配され、前記ストッパー機構は、前記セラミックス製チューブの他端側面を係止するための係止面を備えた第2タイヤボスと、第2タイヤが前記レトルトの軸方向に移動することを抑止する第2タイヤ移動抑止手段とを有し、前記金属製シェルは、一端側面が前記セラミックス製チューブの一端側面より他端側に位置するように配され、さらに、前記金属製シェルが加熱炉の加熱に起因する熱膨張によって軸方向に伸長した場合でも、前記金属製シェルの一端側面は前記セラミックス製チューブの一端側面より他端側に位置するように配されていることを特徴とするロータリーキルンである。 Solves the aforementioned problems is a rotary kiln retort having a processing object supply opening at the other end has a processed product discharge outlet at one end is rotatably arranged about an axis, said The retort is composed of a metal shell and a ceramic tube disposed inside the metal shell so as to be slidable in the axial direction with respect to the metal shell. pressing mechanism is provided to press against the other end of the ceramic tube, a stopper mechanism for restricting the movement of the other end of the retort is provided on the other end of the retort, the pressing mechanism A tire boss having a pressing surface for pressing the ceramic tube toward the other end, tire moving means for moving the tire in the axial direction of the retort, Pressing means for pressing the ear moving means toward the other end side of the ceramic tube, and the tire boss has a pressing surface for pressing the one end side surface of the ceramic tube at the other end side surface. An annular body, the pressing surface is configured to come into surface contact with one end side surface of the ceramic tube, and the tire boss is provided on one end side of the retort including the metal shell and the ceramic tube. The stopper mechanism includes a second tire boss having a locking surface for locking the other end side surface of the ceramic tube, and a second tire in the axial direction of the retort. and a second tire detent means for inhibiting a moving, the metal shell, one end sides of the ceramic tube Even if the metal shell extends in the axial direction due to thermal expansion caused by heating in the heating furnace, the one end side surface of the metal shell is made of the ceramic. It is a rotary kiln characterized by being arranged so that it may be located in the other end side from the one end side of a tube.

前記押圧手段は錘手段にて形成されていることが好ましい。前記セラミックス製チューブは、軸方向に沿って連接された複数のセラミックス製チューブから構成されていることが好ましい。   The pressing means is preferably formed by weight means. The ceramic tube is preferably composed of a plurality of ceramic tubes connected in the axial direction.

請求項1に記載した発明によれば、熱処理中に金属製レトルトと処理対象物が反応して製品内に汚染物質が混入することを防止できると共に、金属製レトルトとセラミックス層の熱膨張差に起因するセラミックス層のクラック発生を防止できる。
請求項に記載した発明によれば、上記請求項1の効果に加え、レトルト回転機構を利用した構造で低廉に押圧機構を構成できる。
請求項に記載した発明によれば、上記請求項1の効果に加え、セラミックス製チューブを複数に分割することで製造コストを低廉化することができる。
According to the first aspect of the present invention, the metal retort and the object to be treated can be prevented from reacting with each other during the heat treatment, and contaminants can be prevented from being mixed into the product. The occurrence of cracks in the resulting ceramic layer can be prevented.
According to the second aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect, the pressing mechanism can be configured at a low cost with a structure using the retort rotation mechanism.
According to the invention described in claim 3 , in addition to the effect of claim 1, the manufacturing cost can be reduced by dividing the ceramic tube into a plurality of parts.

本発明のロータリーキルンの一実施例の縦断面概略図である。It is the longitudinal cross-sectional schematic of one Example of the rotary kiln of this invention. 図1に示したロータリーキルンの斜視断面概略図である。FIG. 2 is a schematic perspective sectional view of the rotary kiln shown in FIG. 1. 従来のロータリーキルンの縦断面概略図である。It is the longitudinal cross-sectional schematic of the conventional rotary kiln. 図3のA−A線断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line AA in FIG. 3. 図3のB−B線断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line BB in FIG. 3.

本発明では、レトルト4が、金属製シェル5と、金属製シェル5の内側において金属製シェル5に対して軸方向に摺動可能に配されたセラミックス製チューブ6とから構成されていることで、処理対象物はセラミックス製チューブ6と接触し金属製シェル5とは接触しないため、熱処理中に金属製レトルト(金属製シェル5)と処理対象物が反応して製品内に汚染物質が混入することが防止される。また、レトルト4の一端側にはセラミックス製チューブ6を他端側に向かって押圧する押圧機構7が設けられ、レトルト4の他端側にはレトルト4の他端側への移動を規制するためのストッパー機構8が設けられていることで、セラミックス製チューブ6の収縮に要する応力が予圧され、金属製レトルト(金属製シェル5)とセラミックス層(セラミックス製チューブ6)の熱膨張差に起因するセラミックス層のクラック発生を防止できるロータリーキルンを実現した。   In the present invention, the retort 4 is composed of a metal shell 5 and a ceramic tube 6 that is slidable in the axial direction with respect to the metal shell 5 inside the metal shell 5. Since the object to be treated comes into contact with the ceramic tube 6 and does not come into contact with the metal shell 5, the metal retort (metal shell 5) and the object to be treated react during the heat treatment, and contaminants are mixed into the product. It is prevented. Further, a pressing mechanism 7 for pressing the ceramic tube 6 toward the other end side is provided on one end side of the retort 4, and the other end side of the retort 4 is for restricting movement of the retort 4 to the other end side. By providing the stopper mechanism 8, the stress required for the shrinkage of the ceramic tube 6 is preloaded, resulting from a difference in thermal expansion between the metal retort (metal shell 5) and the ceramic layer (ceramic tube 6). A rotary kiln that can prevent cracks in the ceramic layer has been realized.

本発明のローターキルンを図1または図2に示した一実施例を用いて説明する。
この実施例のロータリーキルン1は、一端側に処理対象物排出口2を有し他端側に処理対象物供給口3を有したレトルト4が軸心4aを中心として回転可能に配されたロータリーキルンであって、レトルト4は、金属製シェル5と、金属製シェル5の内側において金属製シェル5に対して軸方向に摺動可能に配されたセラミックス製チューブ6とから構成されており、レトルト4の一端側にはセラミックス製チューブ6を他端側に向かって押圧する押圧機構7が設けられ、レトルト4の他端側にはレトルト4の他端側への移動を規制するためのストッパー機構8が設けられている。以下、各構成について順次詳述する。
The rotor kiln of the present invention will be described with reference to one embodiment shown in FIG. 1 or FIG.
The rotary kiln 1 of this embodiment is a rotary kiln in which a retort 4 having a processing object discharge port 2 on one end side and a processing object supply port 3 on the other end side is arranged to be rotatable around an axis 4a. The retort 4 is composed of a metal shell 5 and a ceramic tube 6 disposed inside the metal shell 5 so as to be slidable in the axial direction with respect to the metal shell 5. A pressing mechanism 7 that presses the ceramic tube 6 toward the other end is provided at one end of the retort 4, and a stopper mechanism 8 for restricting movement of the retort 4 toward the other end is provided at the other end of the retort 4. Is provided. Hereinafter, each configuration will be described in detail.

このロータリーキルン1は、図3ないし図5に示した従来のロータリーキルン50と同様、転輪9を回転させるための回転駆動装置、図1または図2中、右端に設けられた原料供給機および同左端に設けられた排出フードを備えているが図1または図2では省略されている。   This rotary kiln 1 is similar to the conventional rotary kiln 50 shown in FIGS. 3 to 5, and is a rotary drive device for rotating the wheel 9, a raw material supply machine provided at the right end in FIG. 1 or FIG. 1 is provided, but is omitted in FIG. 1 or FIG.

ロータリーキルン1では、レトルト4の一端側(処理対象物排出口2側)が他端側(処理対象物供給口3側)より若干低くなるように、レトルト4が転輪9上に転動可能に載置されている。回転駆動装置により転輪9を回転させレトルト4を回転させながら処理対象物をレトルト4の処理対象物供給口3から投入すると、加熱炉10の内側に配設された電気発熱体11からの伝熱により加熱処理(焼成)が行われる。処理対象物はレトルト4の処理対象物排出口2に順次移動し排出フードを経て外部に排出されるように構成されている。   In the rotary kiln 1, the retort 4 can roll on the wheel 9 so that one end side of the retort 4 (processing object discharge port 2 side) is slightly lower than the other end side (processing object supply port 3 side). It is placed. When the processing object is introduced from the processing object supply port 3 of the retort 4 while rotating the retort 4 by rotating the wheel 9 by the rotation driving device, the transmission from the electric heating element 11 disposed inside the heating furnace 10 is performed. Heat treatment (firing) is performed by heat. The processing object is configured to sequentially move to the processing object discharge port 2 of the retort 4 and be discharged to the outside through the discharge hood.

レトルト4は、金属製シェル5と、金属製シェル5の内側において金属製シェル5に対して軸方向に動可能に配されたセラミックス製チューブ6とから構成されている。
金属製シェル5およびセラミックス製チューブ6は共に円筒形に構成されており、金属
製シェル5は耐熱鋼にて形成されてセラミックス製チューブ6の自重による曲げ応力、回転のための応力を担保している。他方、セラミックス製チューブ6はアルミナ、ジルコニアなどの焼結体(処理対象物と反応しない材料)にて形成されている。
The retort 4 is composed of a metal shell 5 and a ceramic tube 6 disposed inside the metal shell 5 so as to be movable in the axial direction with respect to the metal shell 5.
Both the metal shell 5 and the ceramic tube 6 are formed in a cylindrical shape, and the metal shell 5 is formed of heat-resistant steel to ensure bending stress and rotational stress due to its own weight. Yes. On the other hand, the ceramic tube 6 is formed of a sintered body (a material that does not react with the object to be processed) such as alumina or zirconia.

セラミックス製チューブ6は、軸方向に沿って連接された3本のセラミックス製チューブ5A,5B,5Cから構成されており、それらの連接部においてセラミックス製チューブの端面同士が面接合されている。   The ceramic tube 6 is composed of three ceramic tubes 5A, 5B, and 5C connected along the axial direction, and the end faces of the ceramic tubes are surface-bonded at the connecting portion.

セラミックス製チューブ6は、金属製シェル5の内側において金属製シェル5に対して軸方向に摺動可能に配されており、これにより、両者の熱膨張差でそれぞれが干渉し合うことなく膨張できるように構成されている。   The ceramic tube 6 is disposed inside the metal shell 5 so as to be slidable in the axial direction with respect to the metal shell 5, and thereby can expand without interfering with each other due to a difference in thermal expansion between the two. It is configured as follows.

そして、レトルト4の一端側にはセラミックス製チューブ6を他端側に向かって押圧する押圧機構7が設けられている。具体的には、この実施例の押圧機構7は、セラミックス製チューブ6を他端側に向かって押圧するための押圧面12aを備えたタイヤボス12と、タイヤ13をレトルト4の軸方向に移動させるためのタイヤ移動手段14と、タイヤ移動手段14をセラミックス製チューブ6の他端側に向かって押圧するための錘手段15とを有している。これにより、レトルト回転機構を利用した構造で低廉に押圧機構を構成できる。   A pressing mechanism 7 that presses the ceramic tube 6 toward the other end is provided on one end of the retort 4. Specifically, the pressing mechanism 7 of this embodiment moves the tire boss 12 having a pressing surface 12 a for pressing the ceramic tube 6 toward the other end side, and the tire 13 in the axial direction of the retort 4. Tire moving means 14 for the purpose, and weight means 15 for pressing the tire moving means 14 toward the other end of the ceramic tube 6. Thereby, a press mechanism can be comprised at low cost by the structure using a retort rotation mechanism.

タイヤボス12は、図2に示すように、他端側面がセラミックス製チューブ6の一端側面を押圧するための押圧面12aとなる環状体12bを備えており、押圧面12aがセラミックス製チューブ6の一端側面と面当接するように構成されている。また、タイヤボス12は、金属製シェル5およびセラミックス製チューブ6からなるレトルト4の一端側の外面(外周面)を包囲するように配されると共に、熱膨張によって金属製シェル5が軸方向に伸長しても、少なくとも金属製シェル5の一端側面が押圧面12aに面当接しない距離だけ、金属製シェル5の一端側面と押圧面12aとの離間距離(間隙30)を保った位置に配されている。換言すれば、金属製シェル5はセラミックス製チューブ6より軸方向の長さが短く形成されており、金属製シェル5が熱膨張により軸方向に伸長しても金属製シェル5の一端側面が押圧面12aに面当接しない長さに形成されることで、金属製シェル5が熱膨張により軸方向に伸長しても、金属製シェル5の一端側面は押圧面12aに面当接せず、タイヤ13の軸方向の位置に変位を与えないように構成されている。   As shown in FIG. 2, the tire boss 12 includes an annular body 12 b whose other side surface is a pressing surface 12 a for pressing one end side surface of the ceramic tube 6, and the pressing surface 12 a is one end of the ceramic tube 6. It is comprised so that a surface may contact | abut. The tire boss 12 is disposed so as to surround the outer surface (outer peripheral surface) on one end side of the retort 4 including the metal shell 5 and the ceramic tube 6, and the metal shell 5 extends in the axial direction due to thermal expansion. Even so, at least one end side surface of the metal shell 5 is disposed at a position that maintains a distance (gap 30) between the one end side surface of the metal shell 5 and the pressing surface 12a by a distance that does not contact the pressing surface 12a. ing. In other words, the metal shell 5 is formed to be shorter in the axial direction than the ceramic tube 6, and one end side surface of the metal shell 5 is pressed even if the metal shell 5 extends in the axial direction due to thermal expansion. Even if the metal shell 5 is extended in the axial direction due to thermal expansion, the one end side surface of the metal shell 5 does not come into surface contact with the pressing surface 12a. The tire 13 is configured not to be displaced in the axial position.

タイヤ移動手段14は、タイヤ13の軸方向の両側に配された一対のスラストローラー16と、スラストローラー16を回転可能に載置しキャスター17を備えた台座18とを有し、台座18はキャスター17によりタイヤ13の軸方向に沿って移動可能に構成されている。   The tire moving means 14 includes a pair of thrust rollers 16 disposed on both sides of the tire 13 in the axial direction, and a pedestal 18 on which the thrust rollers 16 are rotatably mounted and provided with casters 17. The pedestals 18 are casters. 17 is configured to be movable along the axial direction of the tire 13.

錘手段15は、重錘19と、台座18と重錘19とを連結するワイヤーロープ20と、滑車21とから構成されており、タイヤ移動手段14を他端側に向かって付勢することでセラミックス製チューブ6を他端側に向かって押圧し続けるように作用している。   The weight means 15 includes a weight 19, a wire rope 20 that connects the pedestal 18 and the weight 19, and a pulley 21, and biases the tire moving means 14 toward the other end side. The ceramic tube 6 acts so as to continue pressing toward the other end side.

他方、レトルト4の他端側にはレトルト4の他端側への移動を規制するためのストッパー機構8が設けられている。具体的には、ストッパー機構8は、セラミックス製チューブ6の他端側面を係止するための係止面22aを備えた第2タイヤボス22と、第2タイヤ23がレトルト4の軸方向に移動することを抑止する第2タイヤ移動抑止手段24とを有している。これにより、レトルト回転機構を利用した構造で低廉にストッパー機構を構成できる。   On the other hand, a stopper mechanism 8 for restricting movement of the retort 4 to the other end side is provided on the other end side of the retort 4. Specifically, in the stopper mechanism 8, the second tire boss 22 having a locking surface 22 a for locking the other side surface of the ceramic tube 6 and the second tire 23 move in the axial direction of the retort 4. And second tire movement restraining means 24 for restraining this. Thereby, a stopper mechanism can be comprised at low cost by the structure using a retort rotation mechanism.

第2タイヤボス22は、図1に示すように、一端側面が金属製シェル5およびセラミックス製チューブ6の他端側面を係止するための係止面22aとなる環状体22bを備えており、係止面22aが金属製シェル5およびセラミックス製チューブ6の一端側面と面当接するように構成されている。また、第2タイヤボス22は、金属製シェル5およびセラミックス製チューブ6からなるレトルト4の他端側の外面(外周面)を包囲するように配されている。   As shown in FIG. 1, the second tire boss 22 includes an annular body 22 b whose one end side surface is a locking surface 22 a for locking the other end side surface of the metal shell 5 and the ceramic tube 6. The stop surface 22a is configured to come into surface contact with one end side surfaces of the metal shell 5 and the ceramic tube 6. The second tire boss 22 is disposed so as to surround the outer surface (outer peripheral surface) on the other end side of the retort 4 including the metal shell 5 and the ceramic tube 6.

第2タイヤ移動抑止手段24は、第2タイヤ23の軸方向の両側に配された一対のスラストローラー25と、スラストローラー25を回転可能に載置した台座26とを有し、台座26は基台に移動不能に固定設置されている。   The second tire movement restraining means 24 has a pair of thrust rollers 25 arranged on both sides in the axial direction of the second tire 23, and a base 26 on which the thrust roller 25 is rotatably mounted. It is fixedly installed on the table so that it cannot move.

つぎに、本発明のロータリーキルン1の特徴的作用について説明する。
運転開始によって、加熱炉10の電気発熱体11に電力が印加されると、加熱炉10内の温度が上昇して、加熱炉10内を貫通して配されているレトルト4が加熱される。具体的には、電気発熱体11からの熱が、外側に配された金属シェル5および金属シェル5の内側に配されたセラミックチューブ6の双方に伝熱しそれぞれが加熱される。
Next, the characteristic action of the rotary kiln 1 of the present invention will be described.
When electric power is applied to the electric heating element 11 of the heating furnace 10 at the start of operation, the temperature in the heating furnace 10 rises and the retort 4 disposed through the heating furnace 10 is heated. Specifically, heat from the electric heating element 11 is transferred to both the metal shell 5 disposed on the outside and the ceramic tube 6 disposed on the inside of the metal shell 5, and each is heated.

金属シェル5は、他端側に配されたストッパー機構8により他端側への膨張が規制されているため、図1中のL1寸法だけ一端側に伸長する。この時、タイヤボス12の押圧面12aと金属シェル5の一端側面との間には、金属シェル5の熱膨張を考慮して設定された間隙30が存在するため、金属シェル5の一端側面がタイヤボス12の押圧面12aとが面当接することはなく、タイヤボス12の位置的変位に影響を与えない。   Since the expansion to the other end side is restricted by the stopper mechanism 8 disposed on the other end side, the metal shell 5 extends to one end side by the dimension L1 in FIG. At this time, there is a gap 30 set in consideration of the thermal expansion of the metal shell 5 between the pressing surface 12a of the tire boss 12 and one end side surface of the metal shell 5, so that one end side surface of the metal shell 5 is the tire boss. The 12 pressing surfaces 12a are not in surface contact with each other, and the positional displacement of the tire boss 12 is not affected.

他方、セラミックチューブ6は、他端側に配されたストッパー機構8により他端側への膨張が規制されている点は金属シェル5と同様であるため、図1中のL2寸法だけ一端側に伸長する。一端側には、タイヤ13をレトルト4の軸方向に移動させるためのタイヤ移動手段14を備えた押圧機構7が設けられているため、錘手段15の他端側への付勢力に抗して押圧面12aを備えたタイヤボス12およびタイヤ13がセラミックチューブ6の一端側面に押圧されてL2寸法だけ一端側に移動する。   On the other hand, the ceramic tube 6 is the same as the metal shell 5 in that the expansion to the other end side is restricted by the stopper mechanism 8 disposed on the other end side, so that the L2 dimension in FIG. Elongate. On one end side, a pressing mechanism 7 having a tire moving means 14 for moving the tire 13 in the axial direction of the retort 4 is provided, so that it resists the urging force to the other end side of the weight means 15. The tire boss 12 and the tire 13 having the pressing surface 12a are pressed against one end side surface of the ceramic tube 6 and moved to one end side by the L2 dimension.

運転が終了し、加熱炉10の温度が下がると、金属シェル5とセラミックチューブ6は共に軸方向の他端側に向かって収縮する。この時、セラミックチューブ6には、押圧機構7の錘手段15の作用(重錘19の荷重)によってセラミックチューブ6の収縮に必要な応力が予圧されているため、クラックが発生することなく冷機状態に戻ることができる。   When the operation is finished and the temperature of the heating furnace 10 is lowered, both the metal shell 5 and the ceramic tube 6 contract toward the other end side in the axial direction. At this time, since the stress necessary for contraction of the ceramic tube 6 is preloaded on the ceramic tube 6 by the action of the weight means 15 of the pressing mechanism 7 (the load of the weight 19), the ceramic tube 6 is in a cold state without cracking. You can return to

以上のように、本発明のロータリーキルンでは、レトルト4が、金属製シェル5と、金属製シェル5の内側において金属製シェル5に対して軸方向に摺動可能に配されたセラミックス製チューブ6とから構成されていることで、処理対象物はセラミックス製チューブ6と接触し金属製シェル5とは接触しないため、熱処理中に金属製レトルト(金属製シェル5)と処理対象物が反応して製品内に汚染物質が混入することがない。また、レトルト4の一端側にはセラミックス製チューブ6を他端側に向かって押圧する押圧機構7が設けられ、レトルト4の他端側にはレトルト4の他端側への移動を規制するためのストッパー機構8が設けられていることで、セラミックス製チューブ6の収縮に要する応力が予圧されているため、金属製レトルト(金属製シェル5)とセラミックス層(セラミックス製チューブ6)の熱膨張差に起因するセラミックス層のクラック発生が防止される。   As described above, in the rotary kiln of the present invention, the retort 4 includes the metal shell 5, and the ceramic tube 6 disposed inside the metal shell 5 so as to be slidable in the axial direction with respect to the metal shell 5. Since the object to be processed comes into contact with the ceramic tube 6 and does not come into contact with the metal shell 5, the metal retort (metal shell 5) reacts with the object to be processed during the heat treatment. There is no contamination inside. Further, a pressing mechanism 7 for pressing the ceramic tube 6 toward the other end side is provided on one end side of the retort 4, and the other end side of the retort 4 is for restricting movement of the retort 4 to the other end side. Since the stress required for the shrinkage of the ceramic tube 6 is preloaded by the provision of the stopper mechanism 8, the thermal expansion difference between the metal retort (metal shell 5) and the ceramic layer (ceramic tube 6). The generation of cracks in the ceramic layer due to the above is prevented.

なお、前述した実施例のロータリーキルン1のレトルト4は円筒形に形成されているが、これに限定されるものではなく、多角筒状体に形成されたものも本発明の範疇に包含される。ロータリーキルン1のレトルト4は、軸方向に沿って連接された3本のセラミックス製チューブ5A,5B,5Cから構成されているが、3本に限定されるものではなく、複数のセラミックス製チューブから構成されたものは広く本発明の範疇に包含される。さらに、ロータリーキルン1の押圧機構7は錘手段により構成されているが、例えばバネ部材などの他の押圧手段により押圧機構を構成したものも、広く本発明の範疇に包含される。   In addition, although the retort 4 of the rotary kiln 1 of the Example mentioned above is formed in the cylindrical shape, it is not limited to this, The thing formed in the polygonal cylindrical body is also included by the category of this invention. The retort 4 of the rotary kiln 1 is composed of three ceramic tubes 5A, 5B, 5C connected in the axial direction, but is not limited to three and is composed of a plurality of ceramic tubes. These are broadly included in the scope of the present invention. Furthermore, although the pressing mechanism 7 of the rotary kiln 1 is constituted by weight means, for example, those in which the pressing mechanism is constituted by other pressing means such as a spring member are also widely included in the scope of the present invention.

1 ロータリーキルン
2 処理対象物排出口
3 処理対象物供給口
4 レトルト
4a 軸心
5 金属製シェル
6 セラミックス製チューブ
7 押圧機構
8 ストッパー機構
9 転輪
10 加熱炉
11 電気発熱体
12a 押圧面
12b 環状体
12 タイヤボス
13 タイヤ
14 タイヤ移動手段
15 錘手段
16 スラストローラー
17 キャスター
18 台座
19 重錘
20 ワイヤーロープ
21 滑車
22a 係止面
22b 環状体
22 第2タイヤボス
23 第2タイヤ
24 第2タイヤ移動抑止手段
25 スラストローラー
26 台座
30 間隙
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotary kiln 2 Processing object discharge port 3 Processing object supply port 4 Retort 4a Shaft center 5 Metal shell 6 Ceramic tube 7 Pressing mechanism 8 Stopper mechanism 9 Rolling wheel 10 Heating furnace 11 Electric heating element 12a Pressing surface 12b Ring body 12 Tire boss 13 Tire 14 Tire moving means 15 Weight means 16 Thrust roller 17 Caster 18 Base 19 Weight 20 Wire rope 21 Pulley 22a Locking surface 22b Annular body 22 Second tire boss 23 Second tire 24 Second tire movement restraining means 25 Thrust roller 26 Pedestal 30 Gap

Claims (3)

一端側に処理対象物排出口を有し他端側に処理対象物供給口を有したレトルトが軸心を中心として回転可能に配されたロータリーキルンであって、
前記レトルトは、金属製シェルと、該金属製シェルの内側において該金属製シェルに対して軸方向に摺動可能に配されたセラミックス製チューブとから構成されており、
前記レトルトの一端側には前記セラミックス製チューブを他端側に向かって押圧する押圧機構が設けられ、前記レトルトの他端側には該レトルトの他端側への移動を規制するためのストッパー機構が設けられ、
前記押圧機構は、前記セラミックス製チューブを他端側に向かって押圧するための押圧面を備えたタイヤボスと、タイヤを前記レトルトの軸方向に移動させるためのタイヤ移動手段と、該タイヤ移動手段を前記セラミックス製チューブの他端側に向かって押圧するための押圧手段とを有し、
前記タイヤボスは、他端側面が前記セラミックス製チューブの一端側面を押圧するための押圧面となる環状体を備えており、前記押圧面が前記セラミックス製チューブの一端側面と面当接するように構成されると共に、前記タイヤボスが、前記金属製シェルおよび前記セラミックス製チューブからなる前記レトルトの一端側の外周面を包囲するように配され、
前記ストッパー機構は、前記セラミックス製チューブの他端側面を係止するための係止面を備えた第2タイヤボスと、第2タイヤが前記レトルトの軸方向に移動することを抑止する第2タイヤ移動抑止手段とを有し、
前記金属製シェルは、一端側面が前記セラミックス製チューブの一端側面より他端側に位置するように配され、さらに、前記金属製シェルが加熱炉の加熱に起因する熱膨張によって軸方向に伸長した場合でも、前記金属製シェルの一端側面は前記セラミックス製チューブの一端側面より他端側に位置するように配されていることを特徴とするロータリーキルン。
A rotary kiln in which a retort having a processing object discharge port on one end side and a processing object supply port on the other end side is arranged rotatably about an axis,
The retort is composed of a metal shell and a ceramic tube that is slidable in the axial direction with respect to the metal shell inside the metal shell,
A pressing mechanism for pressing the ceramic tube toward the other end is provided at one end of the retort, and a stopper mechanism for restricting movement of the retort to the other end at the other end of the retort. Is provided,
The pressing mechanism includes a tire boss having a pressing surface for pressing the ceramic tube toward the other end, tire moving means for moving the tire in the axial direction of the retort, and the tire moving means. Pressing means for pressing toward the other end of the ceramic tube;
The tire boss includes an annular body whose other side surface serves as a pressing surface for pressing one end side surface of the ceramic tube, and the pressing surface is configured to come into surface contact with the one end side surface of the ceramic tube. And the tire boss is disposed so as to surround an outer peripheral surface on one end side of the retort including the metal shell and the ceramic tube,
The stopper mechanism includes a second tire boss having a locking surface for locking the other end side surface of the ceramic tube, and a second tire movement for suppressing the second tire from moving in the axial direction of the retort. Deterrence means,
The metal shell is arranged so that one end side surface is located on the other end side from the one end side surface of the ceramic tube, and the metal shell extends in the axial direction due to thermal expansion caused by heating in a heating furnace. Even in this case, the rotary kiln is arranged so that one end side surface of the metal shell is located on the other end side from one end side surface of the ceramic tube.
前記押圧手段は錘手段にて構成されている請求項1に記載のロータリーキルン。 The rotary kiln according to claim 1, wherein the pressing means is constituted by weight means. 前記セラミックス製チューブは、軸方向に沿って連接された複数のセラミックス製チューブから構成されている請求項1または2に記載のロータリーキルン。 The rotary kiln according to claim 1 or 2 , wherein the ceramic tube includes a plurality of ceramic tubes connected in the axial direction.
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