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JP7644576B2 - Rotary stirring type heat treatment device - Google Patents
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JP7644576B2 - Rotary stirring type heat treatment device - Google Patents

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Description

本発明は、被処理物に対して、撹拌熱処理を施す回転撹拌型熱処理装置および該装置を用いた熱処理方法に関する。 The present invention relates to a rotary agitation type heat treatment device that applies agitation heat treatment to a workpiece and a heat treatment method using the device.

被処理物に対して、種々の熱処理を施すべく回転撹拌型熱処理装置が用いられている。この回転撹拌型熱処理装置は、回転する円筒形の炉へ被処理物を導入し、円筒形の炉の回転により、被処理物を炉の上流から下流に向かって移動させつつ熱処理を行うものである。
一方、この熱処理の目的は被処理物によって異なり、その目的として、例えば、石灰に対しては焼成、電極材料に対しては混合、金属粉に対しては酸化等をあげることができる。
A rotary agitation type heat treatment device is used to perform various heat treatments on objects to be treated. This rotary agitation type heat treatment device introduces the objects to be treated into a rotating cylindrical furnace, and performs heat treatment on the objects to be treated while moving them from the upstream to the downstream of the furnace by the rotation of the cylindrical furnace.
On the other hand, the purpose of this heat treatment varies depending on the object to be treated, and examples of such purposes include calcination for lime, mixing for electrode materials, and oxidation for metal powder.

そして、この回転撹拌型熱処理装置において、熱処理をより効果的に行うために種々の提案がなされている。 Various proposals have been made to make the heat treatment more effective in this rotary stirring type heat treatment device.

例えば、特許文献1には、回転する炉心管の内周を転動して被処理物に衝撃を付与するビータ部材を有する回転撹拌型熱処理装置が記載され、転動するビータ部材により被処理物に衝撃を与え、被処理物が炉心管の内周への付着を防止するとされている。 For example, Patent Document 1 describes a rotary stirring type heat treatment device having a beater member that rolls on the inner circumference of a rotating furnace tube to impart an impact to the workpiece, and the rolling beater member is said to impart an impact to the workpiece, preventing the workpiece from adhering to the inner circumference of the furnace tube.

また、例えば、特許文献2には、回転する炉心管内に3枚または4枚の羽根で構成された回転子を有し、回転子の羽根の長さをL、炉心管の内径をRとするとき、L/Rが0.1~0.6である回転撹拌型熱処理装置が記載され、電解銅粉を酸化第二銅粉へ酸化させることができるとされている。 For example, Patent Document 2 describes a rotary stirring type heat treatment device that has a rotor with three or four blades inside a rotating furnace tube, where L is the length of the rotor blades and R is the inner diameter of the furnace tube, and where L/R is 0.1 to 0.6, and is said to be capable of oxidizing electrolytic copper powder to cupric oxide powder.

特開2012-163282号公報JP 2012-163282 A 特許第6056709号公報Patent No. 6056709

特許文献1に記載の回転撹拌型熱処理装置は、石灰を主成分とする5mm以下の被処理物を熱処理の対象とし、特許文献2に記載の回転撹拌型熱処理装置は、電解銅粉を熱処理の対象としているように、被処理物が粉体または粉体に近い大きさの小さなものであれば、特許文献1および2に記載されている熱処理装置は記載されたとおりの熱処理が可能である。しかし、これら特許文献1および2には、塊状被処理物の熱処理については記載がなく、本発明者の検討によれば、これら回転撹拌型熱処理装置はビータ部材または回転子を有しているものの、実際に塊状被処理物の熱処理を行ってみると十分な熱処理が困難であることが判明した。 The rotary agitation type heat treatment device described in Patent Document 1 is intended for heat treatment of lime-based objects measuring 5 mm or less, and the rotary agitation type heat treatment device described in Patent Document 2 is intended for heat treatment of electrolytic copper powder. As such, if the object to be treated is a powder or a small object close to powder in size, the heat treatment devices described in Patent Documents 1 and 2 can perform the heat treatment as described. However, Patent Documents 1 and 2 do not describe the heat treatment of lumpy objects, and the inventor's investigation revealed that although these rotary agitation type heat treatment devices have beater members or rotors, it is difficult to perform sufficient heat treatment when actually performing heat treatment on lumpy objects.

本発明の目的は、特に、塊状被処理物の熱処理を確実に行うことができる回転撹拌型熱処理装置および該装置を用いた熱処理方法を提供することにある。 The object of the present invention is to provide a rotary stirring type heat treatment device capable of reliably performing heat treatment on bulk objects to be treated, and a heat treatment method using said device.

本発明者は、近年、安価かつ確実なリサイクルが求められているタングステン(W)を含む塊状のスクラップのような、特に、目開きが5mmの篩を通過せず、同30mmの篩を通過する大きさまでの塊状被処理物であっても熱処理が可能な回転撹拌型熱処理装置の構造について、鋭意検討した。
ここで、目開きが5mm、30mmの篩とは、それぞれ、一辺が5mm、30mmの正方形の目開きを有する篩をいう。
The present inventors have conducted extensive research into the structure of a rotary stirring type heat treatment apparatus capable of heat treating even lump-shaped objects, such as lump scrap containing tungsten (W), for which there has been a demand in recent years for cheap and reliable recycling, that do not pass through a sieve with a mesh size of 5 mm, but pass through a sieve with a mesh size of 30 mm.
Here, sieves with mesh sizes of 5 mm and 30 mm refer to sieves having square mesh sizes with sides measuring 5 mm and 30 mm, respectively.

その結果、円筒体(炉心管)の内周方向に分割され、かつ、円筒体の長手方向に沿って、複数個の処理ゾーンを設け、この処理ゾーンが円筒体の回転により回転し、かつ、各処理ゾーンに供給された前記塊状被処理物を他の処理ゾーンへ移行(移動)することを抑制して、撹拌、解砕、整粒されつつ熱処理されるようにすれば、確実な熱処理が可能であるという新規な知見を得た。 As a result, we have gained the novel insight that reliable heat treatment is possible if a cylinder (furnace tube) is divided in the inner circumferential direction and multiple treatment zones are provided along the longitudinal direction of the cylinder, and these treatment zones rotate with the rotation of the cylinder, and the chunks of material supplied to each treatment zone are prevented from migrating (moving) to other treatment zones, so that the material is heat-treated while being stirred, crushed, and sized.

本発明は、この知見に基づくものであって、以下のとおりのものである。
「(1)被処理物を熱処理する回転撹拌型熱処理装置であって、
前記処理物は、一辺が5mmの正方形の目開きを有する篩を通過せず、一辺が30mmの正方形の目開きを有する篩を通過する大きさのタングステンを含む塊状のスクラップであり、
前記被処理物をその一端から供給し、内部で熱処理し、他端から排出する1個の円筒体を有する熱処理部と、
前記円筒体の内部を加熱する加熱手段と、
前記円筒体の内部に、前記円筒体の内周方向に分割され、かつ、前記円筒体の長手方向に沿って複数設けられた処理ゾーンを形成する処理ゾーン形成手段を有し、
前記処理ゾーン形成手段は、その中心に円筒部を有し、該円筒部の外周に等間隔で複数の羽根を設けたラディブレードであり、
前記ラディブレードは、前記円筒体の回転により揺動しながら回転し、
前記ラディブレードは、前記ラディブレードを前記円筒体の中心に置いたときの前記羽根の先端と前記円筒体の内周との距離をM、前記円筒体の内径をDとするときM/Dが0.01~0.10であって、各前記処理ゾーンに供給された前記被処理物が他の前記処理ゾーンへ10容量%以下の移動を許容する構造を有し、
各前記処理ゾーンでは前記被処理物を撹拌、解砕、整粒されつつ850~900℃で酸化処理すること、
を特徴とする回転撹拌型熱処理装置。
)前記ラディブレードの前記複数の羽根は8~16枚であり、前記円筒体の径方向断面における前記円筒部の断面積の占める割合は、25~35%であることを特徴とする前記(1)に記載の回転撹拌型熱処理装置。
)前記(1)または(2)に記載の回転撹拌型熱処理装置を用いることを特徴とする被処理物の熱処理方法。」
The present invention is based on this finding and is as follows.
"(1) A rotary stirring type heat treatment device for heat-treating a workpiece,
the material to be treated is a lump-shaped scrap containing tungsten of a size that does not pass through a sieve having square openings with a side length of 5 mm, but passes through a sieve having square openings with a side length of 30 mm,
a heat treatment section having a cylindrical body into which the workpiece is fed from one end, heat-treated therein, and discharged from the other end;
A heating means for heating the inside of the cylindrical body;
a treatment zone forming means for forming a plurality of treatment zones inside the cylinder, the treatment zones being divided in an inner circumferential direction of the cylinder and arranged along a longitudinal direction of the cylinder;
The treatment zone forming means is a radiblade having a cylindrical portion at its center and a plurality of blades provided at equal intervals on the outer periphery of the cylindrical portion,
The ruddy blade rotates while swinging due to the rotation of the cylindrical body,
The ruddy blade has a structure in which, when the ruddy blade is placed at the center of the cylinder, the distance between the tip of the blade and the inner circumference of the cylinder is M and the inner diameter of the cylinder is D, the M/D ratio is 0.01 to 0.10, and the material supplied to each of the treatment zones is allowed to move to another treatment zone by 10% by volume or less,
In each of the treatment zones, the material to be treated is oxidized at 850 to 900° C. while being stirred, crushed, and sized ;
A rotary stirring type heat treatment device characterized by the above.
( 2 ) The rotary stirring type heat treatment device according to (1), characterized in that the number of the blades of the ruddy blade is 8 to 16 , and the proportion of the cross-sectional area of the cylindrical portion in the radial cross section of the cylindrical body is 25 to 35%.
( 3 ) A method for heat treating an object to be treated, comprising using the rotary stirring type heat treatment device according to (1) or (2) above.

本発明の回転撹拌型熱処理装置は、特に、塊状被処理物の確実な熱処理が可能なものであり、また、本発明の熱処理方法は同塊状被処理物の熱処理を確実に行うことができる方法である。 The rotary stirring type heat treatment device of the present invention is particularly capable of reliably heat treating lumpy objects, and the heat treatment method of the present invention is a method for reliably heat treating the same lumpy objects.

本発明の回転撹拌型熱処理装置の一例の断面模式図である。1 is a schematic cross-sectional view of an example of a rotary stirring type heat treatment apparatus of the present invention. 処理ゾーン形成手段の一例の断面模式図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an example of a treatment zone forming means. 処理ゾーン形成手段の他の例の断面模式図である。FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of another example of the treatment zone forming means. 処理ゾーン形成手段のさらに他の断面模式図である。FIG. 11 is yet another schematic cross-sectional view of the treatment zone forming means. 図4の処理ゾーン形成手段の斜視模式図である。FIG. 5 is a schematic perspective view of the treatment zone forming means of FIG. 4. 図4の処理ゾーン形成手段と円筒体の内周との距離を説明する模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the distance between the processing zone forming means in FIG. 4 and the inner circumference of the cylinder. 図6の○部分(丸で囲んだ部分)の拡大図である。FIG. 7 is an enlarged view of the circled portion in FIG. 6 .

以下、図面を参照しながら、塊状被処理物を熱処理する本発明の実施形態について説明するが、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。 Below, we will explain an embodiment of the present invention for heat treating a block of workpiece with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiment.

なお、本明細書でいう塊状被処理物とは、目開きが5mmの篩を通過せず、同30mmの篩を通過する大きさの塊状被処理物(前記30mmの篩を通過しない塊状被処理物を破砕したものである場合は、破砕によって生じる前記5mmの篩を通過する大きさのものを意図せずに含むことがある)であり、該塊状被処理物の熱処理とは、チタン、モリブデン、クロム、銅等の金属を塊状被処理物とする大気中(酸化雰囲気中)の酸化処理、スクラップ等の産業廃棄物を被処理物とする焼成処理を例示できる。 In this specification, the term "lump material to be treated" refers to a mass material that does not pass through a 5 mm sieve but passes through a 30 mm sieve (in the case of a mass material that does not pass through the 30 mm sieve, which has been crushed, it may unintentionally include masses that pass through the 5 mm sieve resulting from the crushing), and examples of heat treatment of the mass material include oxidation treatment in the air (in an oxidizing atmosphere) using metals such as titanium, molybdenum, chromium, copper, etc. as the mass material, and firing treatment using industrial waste such as scrap as the mass material.

図1に示す本発明の実施形態である回転撹拌型熱処理装置1は、上流から下流に向かって、供給部2、熱処理部3、および、排出部4を有している。図1において、熱処理部3に設けられている処理ゾーン形成手段の図示は省略している。 A rotary stirring type heat treatment apparatus 1 according to an embodiment of the present invention shown in Fig. 1 has, from upstream to downstream, a supply section 2, a heat treatment section 3, and a discharge section 4. In Fig. 1, a treatment zone forming means provided in the heat treatment section 3 is not shown.

供給部2は、例えば、ホッパー21とスクリューコンベア22(詳細な構成の図示は省略)を有している。ホッパー21内には、熱処理を施す塊状被処理物、例えば、タングステンを含む塊状のスクラップが貯留されており、この貯留された塊状被処理物はスクリューコンベア22により、熱処理部3へ所定量供給される。 The supply section 2 has, for example, a hopper 21 and a screw conveyor 22 (detailed configuration not shown). Agglomerated workpieces to be heat-treated, for example, agglomerated scrap containing tungsten, are stored in the hopper 21, and a predetermined amount of the stored agglomerated workpieces is supplied to the heat treatment section 3 by the screw conveyor 22.

排出部4は、熱処理部3で熱処理が施された塊状被処理物を回転撹拌型熱処理装置1の外へ排出する排出手段41を有している。この排出手段41は、熱処理を施された塊状被処理物を排出することができれば、その構造に特に制約はなく、適宜公知の手段を採用すればよい。 The discharge section 4 has a discharge means 41 that discharges the chunks of material that have been heat-treated in the heat treatment section 3 out of the rotary stirring type heat treatment device 1. There are no particular restrictions on the structure of this discharge means 41, so long as it is capable of discharging the chunks of material that have been heat-treated, and any known means may be used as appropriate.

熱処理部3は、図示を省略された手段によって回転する円筒体(炉心管)31を有している。図示を省略している架台に対して、この円筒体31は一端側(供給部2を有する側、上流)が他端側(排出部4を有する側、下流)よりも高くなるように傾斜している。すなわち、円筒体31は、排出部4側が供給部2側よりも高さが低い。円筒体31の中には、処理ゾーン形成手段5が設けられ、後述するように、円筒体31の回転より、処理ゾーン形成手段5が揺動しながら回転し、供給部2から供給された塊状被処理物が、撹拌、解砕、整粒されながら熱処理されて(詳細は処理ゾーン形成手段5の説明で述べる)、排出部4に向かって移動する。そして、塊状被処理物が円筒体31の排出部4側の端部に到着すると、排出部4へ落下して排出手段41により回転撹拌型熱処理装置1の外へ排出されるように構成されている。 The heat treatment section 3 has a cylinder (furnace tube) 31 that rotates by a means not shown. The cylinder 31 is inclined so that one end (the side having the supply section 2, upstream) is higher than the other end (the side having the discharge section 4, downstream) relative to a stand not shown. In other words, the height of the cylinder 31 is lower on the discharge section 4 side than on the supply section 2 side. A processing zone forming means 5 is provided inside the cylinder 31, and as described below, the processing zone forming means 5 rotates while swinging due to the rotation of the cylinder 31, and the lumpy processed material supplied from the supply section 2 is heat-treated while being stirred, crushed, and sized (details will be described in the explanation of the processing zone forming means 5), and moves toward the discharge section 4. Then, when the lumpy processed material arrives at the end of the cylinder 31 on the discharge section 4 side, it falls into the discharge section 4 and is discharged outside the rotary stirring type heat treatment device 1 by the discharge means 41.

また、熱処理部3には、図示を省略しているが、塊状被処理物を加熱するための加熱手段として、例えば、抵抗加熱体によって構成されるヒータが設けられており、このヒータを発熱させて円筒体31の内部を所定温度に加熱する。なお、円筒体31が回転できるように、円筒体31とヒータとの間には所定の隙間が設けられている。 In addition, the heat treatment section 3 is provided with a heater, for example, a resistance heater, as a heating means for heating the block of workpieces (not shown), and the inside of the cylinder 31 is heated to a predetermined temperature by generating heat from the heater. A predetermined gap is provided between the cylinder 31 and the heater so that the cylinder 31 can rotate.

円筒体31の内周方向に分割され、かつ、円筒体の長手方向に沿って複数の処理ゾーン6を形成する処理ゾーン形成手段5が、円筒体31の内部に設けられている。この処理ゾーン形成手段5は、複数の処理ゾーン6のそれぞれに供給された塊状被処理物が回転撹拌型熱処理装置1により熱処理を施されている間に、他の処理ゾーン6に移動することを抑制した構造(具体的な構造は後述する)を有し、かつ、円筒体31の回転より揺動しながら回転するような構造を有している。ここで、塊状被処理物が移動することを抑制するとは、塊状被処理物が移動することが全くないということではなく、各処理ゾーン6内の塊状被処理物が最大で10容量%程度は、移動することを許容するという意味である。 A processing zone forming means 5 is provided inside the cylinder 31, which is divided in the inner circumferential direction of the cylinder 31 and forms multiple processing zones 6 along the longitudinal direction of the cylinder. The processing zone forming means 5 has a structure (specific structure will be described later) that prevents the chunks of material supplied to each of the multiple processing zones 6 from moving to other processing zones 6 while being heat-treated by the rotary stirring type heat treatment device 1, and has a structure that rotates while swinging due to the rotation of the cylinder 31. Here, preventing the chunks of material from moving does not mean that the chunks of material do not move at all, but means that a maximum of about 10% by volume of the chunks of material in each processing zone 6 is allowed to move.

処理ゾーン形成手段5をこのような構造とする理由について説明する。前述の特許文献1に記載されたビータ部材、および、同特許文献2に記載された回転子のような処理ゾーン形成手段5では、回転撹拌型熱処理装置の円筒体の回転によって、揺動しながら回転するものの、熱処理中に、各処理ゾーン6内の塊状被処理物が他の処理ゾーン6に移動することが抑制されていないために、熱処理によって酸化されていない塊状被処理物に酸化された塊状被処理物が覆い被さってしまい、塊状被処理物全体としてみたときに未酸化部分が残存して、均一な熱処理が困難になってしまうと考えられ、これを防止するためである。 The reason for the above-mentioned structure of the processing zone forming means 5 will be explained. In the processing zone forming means 5 such as the beater member described in the above-mentioned Patent Document 1 and the rotor described in the same Patent Document 2, the processing zone forming means 5 rotates while oscillating due to the rotation of the cylinder of the rotary stirring type heat treatment device, but the movement of the lumpy processed material in each processing zone 6 to other processing zones 6 during heat treatment is not prevented. Therefore, the oxidized lumpy processed material covers the lumpy processed material that has not been oxidized by the heat treatment, and when the lumpy processed material is viewed as a whole, unoxidized parts remain, making it difficult to perform uniform heat treatment. This is to prevent this.

円筒体31の径方向の断面で切断した処理ゾーン形成手段5の例を図2~5に模式的に示す。 An example of the processing zone forming means 5 cut along a radial cross section of the cylinder 31 is shown diagrammatically in Figures 2 to 5.

これら図2、図3に示す処理ゾーン形成手段5は、図から明らかなように、中心部に円筒状の空洞である円筒部7、その周囲に処理ゾーン6を有し、円筒体31の回転により揺動しながら回転をし、かつ、各処理ゾーン6の外縁は互いに隔離されているから、各処理ゾーン6に供給された塊状被処理物が、回転撹拌型熱処理装置1によって熱処理が施されている間に他の処理ゾーン6へ移動することが抑制されている(移動することはない)。 As is clear from the figures, the processing zone forming means 5 shown in Figures 2 and 3 has a cylindrical portion 7, which is a cylindrical cavity in the center, and processing zones 6 around it, and rotates while oscillating due to the rotation of the cylinder 31, and the outer edges of each processing zone 6 are isolated from each other, so that the chunks of material supplied to each processing zone 6 are prevented from moving to other processing zones 6 while being heat-treated by the rotary stirring type heat treatment device 1 (they do not move).

図4に示された処理ゾーン形成手段5は、ラディブレードを用いたものであり、その斜視模式図を図5に示す。これらの図から明らかなように、ラディブレードは、中心に円筒部7を有し、この円筒部7の外周に等間隔で複数の羽根を設け、処理ゾーン6を構成している。 The treatment zone forming means 5 shown in Fig. 4 uses a ruddy blade, and a schematic perspective view of the ruddy blade is shown in Fig. 5. As is clear from these figures, the ruddy blade has a cylindrical portion 7 at its center, and a plurality of blades are provided at equal intervals on the outer periphery of this cylindrical portion 7 to form a treatment zone 6.

図4に示されたラディブレードの枚数は8枚であるが、ラディブレードの枚数は、2枚あれば本発明の目的は達成でき、3~16枚のとき、本発明の目的がより確実に達成でき、さらに、4~8枚のときがより一層確実に達成できて好ましい。 The number of radii blades shown in FIG. 4 is eight, but the object of the present invention can be achieved with two radii blades, and the object of the present invention can be achieved more reliably with three to sixteen radii blades, and is preferably further achieved with four to eight radii blades.

前述のとおり、熱処理中に、各処理ゾーン6にそれぞれ供給された塊状被処理物を他の処理ゾーン6へ移動することを抑制すべく、ラディブレードの羽根の先端と円筒体31の内周との距離を調整することがより好ましい。塊状被処理物であるとき、例えば、図6および図7に示すように、ラディブレードの円筒部の中心を円筒体の中心に一致するようにおいたときのラディブレードの羽根の先端と円筒体の内周との距離をM、円筒体の内径をDとするとき、M/Dが0.01~0.10(1~10%)であることがより好ましい。 As mentioned above, it is more preferable to adjust the distance between the tip of the blade of the ruddy blade and the inner circumference of the cylinder 31 in order to prevent the chunky treated material supplied to each treatment zone 6 from moving to another treatment zone 6 during heat treatment. For chunky treated material, for example, as shown in Figures 6 and 7, when the center of the cylindrical part of the ruddy blade is aligned with the center of the cylinder, the distance between the tip of the blade of the ruddy blade and the inner circumference of the cylinder is M, and the inner diameter of the cylinder is D, it is more preferable that M/D is 0.01 to 0.10 (1 to 10%).

その理由は、この範囲にあるとき、円筒体の回転が与えるラディブレードの揺動回転によって塊状被処理物の撹拌、解砕、整流がなされながら熱処理が施され、かつ、各処理ゾーン6にそれぞれ供給された塊状被処理物を他の処理ゾーン6へ移動することの抑制がより確実になされるためである。そして、熱処理が酸化処理を目的とするとき、M/Dが0.01~0.10(1~10%)であると、酸化率がより向上する。 The reason for this is that when it is in this range, the oscillating rotation of the ruddy blade caused by the rotation of the cylinder stirs, breaks, and straightens out the lumpy material while it is being heat-treated, and the lumpy material supplied to each treatment zone 6 is more reliably prevented from moving to other treatment zones 6. And when the heat treatment is for the purpose of oxidation treatment, an M/D of 0.01 to 0.10 (1 to 10%) further improves the oxidation rate.

処理ゾーン形成手段5がラディブレードのとき、処理ゾーン形成手段5は円筒体31の上流から下流に向かって、一つであってもよいし、同一形状のものを複数個、例えば4個、設けてもよい。この場合は、各処理ゾーン形成手段5は、ほぼ同期して回転する。そのため、隣接する処理ゾーン形成手段5において、上流側の処理ゾーン形成手段5の各処理ゾーン6の塊状被処理物は、傾斜する円筒体31の回転により、下側流の処理ゾーン形成手段5の各処理ゾーン6にそれぞれ移行する。 When the processing zone forming means 5 is a ruddy blade, the processing zone forming means 5 may be one from the upstream to downstream of the cylinder 31, or multiple processing zone forming means 5 of the same shape, for example, four, may be provided. In this case, each processing zone forming means 5 rotates almost synchronously. Therefore, in adjacent processing zone forming means 5, the chunks of material to be processed in each processing zone 6 of the upstream processing zone forming means 5 are transferred to each processing zone 6 of the downstream processing zone forming means 5 by the rotation of the tilted cylinder 31.

なお、設備の保守の容易性を考慮すると、処理ゾーン形成手段5がラディブレードのときは、円筒体31の上流から下流(円筒体31の長手方向)までひとつの処理ゾーン形成手段5とするよりも、同一形状の処理ゾーン形成手段5を複数個設けることが好ましい。すなわち、1個あたりの処理ゾーン形成手段5が軽量化され扱いが簡便になり、また、万一破損したとき、該当する処理ゾーン形成手段5のみを交換すればよいからである。 In addition, when considering the ease of maintenance of the equipment, when the treatment zone forming means 5 is a radiblade, it is preferable to provide multiple treatment zone forming means 5 of the same shape rather than providing a single treatment zone forming means 5 from the upstream to downstream of the cylinder 31 (in the longitudinal direction of the cylinder 31). In other words, each treatment zone forming means 5 is lighter and easier to handle, and in the event of damage, only the corresponding treatment zone forming means 5 needs to be replaced.

ここで、図2~5に示される処理ゾーン形成手段5が円筒体31の回転により揺動しながら回転する機構について説明する。まず、処理ゾーン形成手段5は、円筒体31の回転に付随して、回転体31と同じ方向に若干回転する。すわなち、回転体31の回転により、処理ゾーン形成手段5の先端が円筒体31の内周に当接した状態で、処理ゾーン形成手段5は若干の回転移動をする。そして、この回転移動が所定量なされると、処理ゾーン形成手段5の重心の移動が生じ、それまで円筒体31の内周に接していなかった別の処理ゾーン形成手段5の先端が円筒体31の内周に当接するようになり、揺動を伴い処理ゾーン形成手段5が回転する。この処理ゾーン形成手段5の円筒体内周に当接する先端の変更が継続することによって、処理ゾーン形成手段5は円筒体31と同一方向に、円筒体31とは異なった回転速度で揺動しながら回転することになる。 Here, the mechanism by which the processing zone forming means 5 shown in Figures 2 to 5 rotates while swinging due to the rotation of the cylinder 31 will be described. First, the processing zone forming means 5 rotates slightly in the same direction as the rotating body 31 in association with the rotation of the cylinder 31. That is, due to the rotation of the rotating body 31, the processing zone forming means 5 rotates slightly while the tip of the processing zone forming means 5 is in contact with the inner circumference of the cylinder 31. Then, when this rotational movement is performed by a predetermined amount, the center of gravity of the processing zone forming means 5 shifts, and the tip of another processing zone forming means 5 that was not in contact with the inner circumference of the cylinder 31 until then comes into contact with the inner circumference of the cylinder 31, and the processing zone forming means 5 rotates with swinging. By continuing to change the tip of the processing zone forming means 5 that is in contact with the inner circumference of the cylinder, the processing zone forming means 5 rotates while swinging in the same direction as the cylinder 31 at a different rotational speed than the cylinder 31.

処理ゾーン形成手段5の揺動をしながらの回転により、処理ゾーン形成手段5によって形成された各処理ゾーン6内に供給された塊状被処理物は、各処理ゾーン6内で撹拌、解砕、整粒され、効率よく熱処理される。 By rotating and oscillating the processing zone forming means 5, the chunks of material to be processed supplied to each processing zone 6 formed by the processing zone forming means 5 are agitated, crushed, and sized in each processing zone 6, and are efficiently heat-treated.

各処理ゾーン6には、ほぼ同一量の塊状被処理物を供給することが好ましい。その理由は、各ゾーンの塊状被処理物が均等に円筒体31の内部の雰囲気に接することができ、しかも、処理ゾーン形成手段5の回転が均一となり、より確実に塊状被処理物が処理ゾーン6内で撹拌されるためである。 It is preferable to supply approximately the same amount of lumpy material to each processing zone 6. This is because the lumpy material in each zone can be evenly exposed to the atmosphere inside the cylinder 31, and the rotation of the processing zone forming means 5 is uniform, so that the lumpy material can be more reliably agitated within the processing zone 6.

ここで、図2~5において、円筒部7と示した箇所は処理ゾーン6ではなく、塊状被処理物は供給されない。円筒体31の径方向断面における円筒部7の断面積の占める割合は、25~35%が好ましい。その理由は、この範囲にあると円筒体7の中心部での塊状被処理物の移動の抑制が確実に行われ、高い生産効率を確保できるためである。ただし、処理ゾーン形成手段5がラディブレードで、そのブレードの枚数が3枚以下のときは、円筒部7の断面積は、ラディブレードが処理ゾーン形成手段5としての力学的強度を確保できるのであれば、その占める割合は、特に規定されない。 2 to 5, the area indicated as cylindrical portion 7 is not the treatment zone 6, and no lumpy material is supplied thereto. The proportion of the cross-sectional area of the cylindrical portion 7 in the radial cross section of the cylinder 31 is preferably 25 to 35%. The reason for this is that within this range, the movement of the lumpy material in the center of the cylinder 7 can be reliably suppressed, ensuring high production efficiency. However, when the treatment zone forming means 5 is a ruddy blade and the number of blades is three or less, the proportion of the cross-sectional area of the cylindrical portion 7 is not particularly specified, so long as the ruddy blade can ensure the mechanical strength required for the treatment zone forming means 5.

なお、回転撹拌型熱処理装置1の円筒体31の回転によって、熱処理中に、塊状被処理物が他の処理ゾーン6に移動することを抑制するように構成された処理ゾーン形成手段5であれば、これら図に示されているもの以外の形状であっても、本発明に含まれることはいうまでもない。 It goes without saying that the present invention includes any processing zone forming means 5 having a shape other than those shown in these figures, so long as it is configured to prevent the movement of the lumpy material to other processing zones 6 during heat treatment due to the rotation of the cylindrical body 31 of the rotary stirring type heat treatment device 1.

以下に本発明の回転撹拌型熱処理装置の一実施例について具体的に説明するが、本発明はこの実施例に何ら限定されるものではない。 The following is a detailed description of one embodiment of the rotary stirring type heat treatment device of the present invention, but the present invention is not limited to this embodiment.

塊状被処理物として、タングステンを含むスクラップ(WC-Coスクラップ(WCとCoの質量比が9:1))を用いた。このスクラップは破砕されたものであった。そして、このスクラップに対して、処理ゾーン形成手段5がラディブレードである回転撹拌型熱処理装置1を用いて熱処理を行った。その結果(実施例1~8)を表1に示す。 Scrap containing tungsten (WC-Co scrap (mass ratio of WC to Co is 9:1)) was used as the lump-shaped material to be treated. This scrap was crushed. Then, this scrap was heat-treated using a rotary stirring type heat treatment device 1 in which the treatment zone forming means 5 is a ruddy blade. The results (Examples 1 to 8) are shown in Table 1.

これに対して、比較のために、実施例1~8と同じスクラップを塊状被処理物として、処理ゾーン形成手段5を有していない(比較例1)、および、処理ゾーン形成手段5としてラディブレードを有してはいるものの、各処理ゾーン内の塊状被処理物が他の処理ゾーンに移行することが抑制されていない(比較例2~4)回転撹拌型熱処理装置を用いて熱処理を行った。その結果を表2に示す。
In contrast, for comparison, the same scrap as in Examples 1 to 8 was used as the lump-shaped treated material, and heat treatment was performed using a rotary stirring type heat treatment device that did not have a treatment zone forming means 5 (Comparative Example 1), and a rotary stirring type heat treatment device that had a ruddy blade as the treatment zone forming means 5 but did not prevent the lump-shaped treated material in each treatment zone from moving to another treatment zone (Comparative Examples 2 to 4) . The results are shown in Table 2.

表1、2において、供給量、処理温度、処理時間は同じにし、処理ゾーン形成手段の有無、または、塊状被処理物の移行の抑制の有無のみが異なっている。ここで、供給量とは、スクラップの供給量であり、処理温度は回転撹拌型熱処理装置の円筒体の最高温度と最低温度であり、処理時間とは、スクラップの円筒体内の滞留時間である。また、隙間とは、前述したとおりのラディブレードの羽根の先端と円筒体の内周との距離をM、円筒体の内径をDとしたときのM/Dの値(%表示)をいう。 In Tables 1 and 2, the supply amount, processing temperature, and processing time are the same, and only the presence or absence of a processing zone forming means, or the presence or absence of suppression of the movement of the lumpy processing material, are different. Here, the supply amount is the amount of scrap supplied, the processing temperature is the maximum and minimum temperatures of the cylinder of the rotary stirring type heat treatment device, and the processing time is the residence time of the scrap inside the cylinder. Also, the gap refers to the value of M/D (expressed as a percentage) when M is the distance between the tip of the ruddy blade blade and the inner circumference of the cylinder, as mentioned above, and D is the inner diameter of the cylinder.

また、質量増加率(%)は、
[(熱処理後の質量)/{(熱処理前の質量)×1.19}]×100
で定義されるもので、酸化率に相当する。
なお、1.19は、WC-Coスクラップ(WCとCoの質量比が9:1)が完全に酸化され、WO、CoWOおよびCOが生成するときの、酸化前と酸化後の質量比である。
The mass increase rate (%) is
[(mass after heat treatment)/(mass before heat treatment)×1.19}]×100
and corresponds to the oxidation rate.
Note that 1.19 is the mass ratio before and after oxidation when WC-Co scrap (whose mass ratio is 9:1 between WC and Co) is completely oxidized to produce WO 3 , CoWO 4 and CO 2 .

Figure 0007644576000001
Figure 0007644576000001

Figure 0007644576000002
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表1および2から明らかなように、実施例1~8は、いずれも、各処理ゾーン内の塊状被処理物が他の処理ゾーンへの移行することが抑制されているため、高い質量増加率を示し、酸化処理が効率よく行われていた。これに対して、比較例1はラディブレードを有しておらず、塊状被処理物の撹拌、解砕、整粒が不十分であるため、また、比較例2~4は各処理ゾーン内の塊状被処理物が他の処理ゾーンへ移行することが抑制されていないため、それぞれ、質量増加率が低く、酸化処理が十分に行われていないことが確認できた。 As is clear from Tables 1 and 2, in all of Examples 1 to 8, the migration of the aggregates in each processing zone to other processing zones was suppressed, so that the mass increase rate was high and the oxidation process was carried out efficiently. In contrast, Comparative Example 1 did not have a ruddy blade, and the agglomerates were not stirred, crushed, or sized sufficiently, and Comparative Examples 2 to 4 did not suppress the migration of the aggregates in each processing zone to other processing zones, so that the mass increase rate was low and it was confirmed that the oxidation process was not carried out sufficiently.

本発明は、特に、塊状被処理物の熱処理が効率よく行うことができ、熱処理の省エネルギー化、さらには低コスト化に十分に満足できる対応が可能である。 The present invention is particularly capable of efficiently performing heat treatment on block objects, and can provide a satisfactory solution for energy saving and cost reduction in heat treatment.

1 回転撹拌型熱処理装置
2 供給部
21 ホッパー
22 スクリューコンベア
3 熱処理部
31 円筒体(炉心管)
4 排出部
41 排出手段
5 処理ゾーン形成手段
6 処理ゾーン
7 円筒部
D 円筒体の内径
M ラディブレードの羽根の先端と円筒体の内周との距離
1 Rotary stirring type heat treatment device 2 Supply section 21 Hopper 22 Screw conveyor 3 Heat treatment section 31 Cylinder (furnace tube)
4 Discharge section 41 Discharge means 5 Treatment zone forming means 6 Treatment zone 7 Cylindrical section D Inner diameter of cylinder M Distance between the tip of the blade of the ruddy blade and the inner circumference of the cylinder

Claims (3)

被処理物を熱処理する回転撹拌型熱処理装置であって、
前記処理物は、一辺が5mmの正方形の目開きを有する篩を通過せず、一辺が30mmの正方形の目開きを有する篩を通過する大きさのタングステンを含む塊状のスクラップであり、
前記被処理物をその一端から供給し、内部で熱処理し、他端から排出する1個の円筒体を有する熱処理部と、
前記円筒体の内部を加熱する加熱手段と、
前記円筒体の内部に、前記円筒体の内周方向に分割され、かつ、前記円筒体の長手方向に沿って複数設けられた処理ゾーンを形成する処理ゾーン形成手段を有し、
前記処理ゾーン形成手段は、その中心に円筒部を有し、該円筒部の外周に等間隔で複数の羽根を設けたラディブレードであり、
前記ラディブレードは、前記円筒体の回転により揺動しながら回転し、
前記ラディブレードは、前記ラディブレードを前記円筒体の中心に置いたときの前記羽根の先端と前記円筒体の内周との距離をM、前記円筒体の内径をDとするときM/Dが0.01~0.10であって、各前記処理ゾーンに供給された前記被処理物が他の前記処理ゾーンへ10容量%以下の移動を許容する構造を有し、
各前記処理ゾーンでは前記被処理物を撹拌、解砕、整粒されつつ850~900℃で酸化処理すること、
を特徴とする回転撹拌型熱処理装置。
A rotary stirring type heat treatment device for heat-treating a workpiece, comprising:
the material to be treated is a lump-shaped scrap containing tungsten of a size that does not pass through a sieve having square openings with a side length of 5 mm, but passes through a sieve having square openings with a side length of 30 mm,
a heat treatment section having a cylindrical body into which the workpiece is fed from one end, heat-treated therein, and discharged from the other end;
A heating means for heating the inside of the cylindrical body;
a treatment zone forming means for forming a plurality of treatment zones inside the cylinder, the treatment zones being divided in an inner circumferential direction of the cylinder and arranged along a longitudinal direction of the cylinder;
The treatment zone forming means is a radiblade having a cylindrical portion at its center and a plurality of blades provided at equal intervals on the outer periphery of the cylindrical portion,
The ruddy blade rotates while swinging due to the rotation of the cylindrical body,
The ruddy blade has a structure in which, when the ruddy blade is placed at the center of the cylinder, the distance between the tip of the blade and the inner circumference of the cylinder is M and the inner diameter of the cylinder is D, the M/D ratio is 0.01 to 0.10, and the material supplied to each of the treatment zones is allowed to move to another treatment zone by 10% by volume or less,
In each of the treatment zones, the material to be treated is oxidized at 850 to 900° C. while being stirred, crushed, and sized ;
A rotary stirring type heat treatment device characterized by the above.
前記ラディブレードの前記複数の羽根は8~16枚であり、前記円筒体の径方向断面における前記円筒部の断面積の占める割合は、25~35%であることを特徴とする請求項に記載の回転撹拌型熱処理装置。 The rotary stirring type heat treatment device according to claim 1 , characterized in that the number of blades of the ruddy blade is 8 to 16 , and the proportion of the cross-sectional area of the cylindrical portion in the radial cross section of the cylindrical body is 25 to 35%. 請求項1または2に記載の回転撹拌型熱処理装置を用いることを特徴とする被処理物の熱処理方法。 3. A method for heat treating an object to be treated, comprising using the rotary stirring type heat treatment device according to claim 1 or 2 .
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