JPS6358201B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は連続式焼結炉に関するものである。

粉末成形品の焼結設備として、電熱ヒータなど
を内蔵した焼結ゾーンの前後にデワツクスゾーン
と冷却ゾーンを連設し、それらゾーンを循環する
コンベアベルトにより粉末成形品を順次移動させ
ることで連続的に焼結を行うようにした焼結炉が
利用されている。

ところで、そのような連続焼結において、良好
な品質、性状の焼結品を得るためには、粉末成形
品に混入されている潤滑剤を焼結ゾーンに到る前
に完全にバーンオフすることが必要であり、これ
が不完全な場合には、製品の肌荒れが生じたり、
高密度化の妨げとなる。

従つて、焼結ゾーンの手前のデワツクスゾーン
はきわめて重要な炉構造であるが、従来では、そ
のデワツクスゾーンが、炉体中に炉芯管を通しこ
れに保護雰囲気を流しながら炉芯管外側に設けた
電熱ヒータなどにより間接加熱する構成となつて
いたため、バーンオフに長時間を要し、従つて炉
長も長くなり、さらに保護雰囲気ガスを大量に必
要とするなどの不具合があつた。

そこで、最近では第１図および第２図のように
デワツクス用炉体５０に広い加熱室５１を形成
し、この加熱室５１に所定の間隔で複数の直火式
バーナ５２，５２を配置し、それら直火式バーナ
５２，５２の火炎で被処理物を直接加熱する直火
加熱式デワツクスゾーンが提案実施されている。

しかし、このような直火加熱式デワツクス方式
では、火炎により被処理物を直接加熱するため保
護雰囲気流の影響で燃焼が不安定になつたり、被
処理物を局部的に過熱しやすく、これを避けるに
は各直火式バーナを均一安定した炎長さとなるよ
うに調整しなければならないと共に数多くのバー
ナを配置する必要があり、またそれだけデワツク
スゾーンが長くなるという欠点があつた。

本発明は、前記のような従来の連続焼結炉の欠
点をすべて解消しようとするもので、単一のバー
ナを用いたコンパクトな構造によりきわめて効率
よくバーンオフを行うことのできる連続焼結炉を
提供しようとするものである。

この目的を達成するため本発明は、燃焼火炎で
直接被処理物を加熱するのでなく、原料ガスを空
気不足すなわち理論空気量以下の空気を用いて燃
焼させた燃焼排ガスを使用し、かつこれを圧粉成
形体に効果的に吹付け、無酸化条件化で急速加熱
し、かつ燃焼により生成されたH₂Oの一部の熱
分解で、液状ないし蒸気状態の潤滑剤と反応さ
せ、これのガス化を促進させるようにしたもの
で、すなわち、閉鎖断面のトンネル炉によりデワ
ツクスゾーンと焼結ゾーンおよび冷却ゾーンを順
次連設し、それらにコンベアベルトを装通し、潤
滑剤を混合してプレス等により成形した圧粉成形
体をベルトコンベアで移送しながら、バーナを使
用して潤滑剤をバーンオフし、続いて加熱焼結、
冷却を行う焼結炉において、デワツクスゾーンに
おける被処理物通路の上側に空所を凹設し、該空
所の側方に対し炉体外周から火炎道を連通させ、
これの外側に原料ガスを空気不足の状態で燃焼す
るためのバーナを取付け、空所の下側には、被処
理物通路の境界部に、空所で生じた無酸化燃焼排
ガスを被処理物に向かつて垂直状に噴出するため
の多数の通気孔を厚さ方向に貫設した隔壁を設
け、前記バーナに原料ガスと空気との比率を調整
するための混合制御器を含む混合ガス供給系を接
続したものである。

以下、本発明の一実施例を添付図面に基き説明
する。

第３図は、本発明に係る連続式焼結炉を示すも
ので、被処理物の装入側からデワツクスゾーンＡ
と焼結ゾーンＢと冷却ゾーンＣが順次連設される
と共にそれら各ゾーンにメツシユのコンベアベル
トＤが装通され、ベルト駆動機構Ｅによりコンベ
アベルトＤを循環させることで粉末成形品（被処
理物）に含まれる潤滑剤の除去、加熱焼結および
製品の冷却を逐次的に行うようになつている。

第４図ないし第６図は、本発明で特徴とするデ
ワツクスゾーンＡの詳細を示すもので、まず、こ
のデワツクスゾーンは焼結ゾーンＢの炉体１と連
続した耐火物製の炉体２で構成され、外周は気密
鋼板３によりガスタイトになつている。前記炉体
２には焼結ゾーンＢのトンネル状加熱室４と連通
する被処理物通路５が形成され、この被処理物通
路５の始端に排気筒６１を有する装入部６が設け
られている。

そして、前記被処理物通路５の上側の炉体内に
は耐火壁７によつて囲まれた空所８が形成されて
おり、この空所８は、第５図のごとく被処理物通
路５よりも横断面の大きなボリユームのある空間
となつている。そして、前記空所８の一側に対し
ては炉体２の外周から火炎道９が連通され、この
火炎道９の外側炉体面に、天然ガス、プロパン、
ブタンなどの原料ガスと空気との混合ガスを空気
不足の状態で燃焼するためのバーナ１０が取り付
けられている。

さらに、前記空所８と被処理物通路５の境界部
には、幅方向両側を空所８の下段面８１，８１で
支承させるようにして耐火物製の隔壁１１が設け
られている。この隔壁１１は断面が山形状ないし
アーチ状に構成されると共に、その全面にわたり
厚さ方向を貫く多数の通気孔１２が配設されてい
る。前記通気孔１２は、隔壁１１が山形状ないし
アーチ状をなしているため、第５ａ図でみられる
ように、孔心が被処理物通路５の幅方向に対し求
心気味となつており、従つて隔壁の強度が高く、
また通路中のコンベアベルトに載置されている被
処理物に対し集中的にガスを吹当て得るようにな
つている。

ここで、前記バーナ１０は、炉体２の火炎道９
と同心の火炎形成用凹孔１４を有する耐火物層１
３とこの耐火物層１３を外囲する水冷マントル部
１５により構成されており、耐火物層１３の先端
中央部に形成した突部１６により火炎道９と嵌合
し、外周のフランジ部１７をもつて炉体２に対し
着脱可能に取付けられている。そして、前記火炎
形成用凹孔１４にはバーナ１０の後端から燃料ガ
スと空気との混合ガスの噴孔１８が導通されると
共に、前記混合ガスを点火燃焼するパイロツトバ
ーナ１９が挿設され、噴孔１８には、第５図のよ
うに、原料ガス配管２２と空気配管２１を主管２
０で結んだ供給系が接続されている。

前記主管２０には送風機２３が設けられ、この
送風機２３により大気中の空気をフイルタ２４と
流量計２５を通して吸込み、原料ガスは逆止弁２
６、流量計２７、電磁弁２８、混合制御器２９お
よび調速バルブ３０を通して連続供給され、それ
ら空気と原料ガスの混合気体を送風機２３により
主管２０へ送り込むようになつている。そして主
管２０には、前記送風機２３の先にモータ制御弁
３１と火炎逆流安全装置３２が設けられると共
に、前記モータ制御弁３１に対しては被処理物通
路５に挿着した熱電耐３３と温度制御器３４とを
備えた自動制御系が連絡されており、この温度制
御器３４とモータ制御弁３１によりバーナ１０に
対する混合気体の供給量を自動制御し、デワツク
スゾーンの温度を常に700〜900℃のごときに保持
しそれ以上の過温にならぬようにしている。

また、被処理物を非酸化加熱するためには、燃
料ガスと空気の比率が一定領域（たとえば、プロ
パンの場合１：17程度、天然ガスの場合１：６程
度）におかれることが必要であり、本発明では混
合制御器２９により燃料ガス圧を所定値にコント
ロールし、この圧力値で空気配管中のオリフイス
（邪摩板）の前を支配し、オリフイスを開き、調
速バルブ３０を開くことにより燃料ガスと空気の
比率を任意に設定し、混合比率の増減は調速バル
ブ３０を所定の開度とし、空気配管２１の絞り弁
３６を調整することで行うようにしている。な
お、バーナ１０の火炎が消えた場合には、原料ガ
ス配管２０の電磁弁２８により配管が自動的に閉
鎖され、火炎が逆流した場合には、火炎逆流安全
装置３２のサーモスタツト（図示せず）により自
動的にバーナの点火を止め、アラームを鳴らすよ
うになつている。

その他、装入部５には、点火バーナ３７が設け
られ、この点火バーナ３７により空所８から被処
理物通路５に噴流した後の燃焼排ガスを燃焼さ
せ、バーンオフガムを円滑に炉外へ導くようにし
ている。

ベルト駆動機構Ｅは、従来のような駆動ドラム
方式でもよいが、本実施例ではリターン側のコン
ベアベルトＤを上下で対となつたロール群３８で
挾み、このロール群３８を回動することでベルト
を送るようにしている。この方式は、ベルトの屈
曲がないため、ベルト寿命を向上できる点、大径
のドラムを要しないため構造がコンパクトになる
点、ベルトの押圧力が分散されるため蛇行が少な
く、スリツプも少なくなる点にメリツトがある。
また、冷却ゾーンＣは通路中の保護ガスを送風機
４０により吸引し、これを冷却器４１を通して冷
却し再び通路中に送り込む循環空冷方式となつて
いる。

本発明は上記のような構成からなるので、供給
系を通してバーナ１０に燃料ガスと空気との混合
気体を送り込み、パイロツトバーナ１９により点
火すれば、混合気体は第５図のように火炎形成用
凹孔１４および火炎道９を通つて空所中に先端が
到る火炎となつて燃焼する。このとき空所８と被
処理物通路５のあいだが隔壁１１で仕切られてい
ることから、火炎はこの閉じられた空間に集中
し、保護ガス流などによる影響を受けることなく
安全均一な火炎となり、CO、CO₂、H₂、H₂Oお
よびN₂だけを含み遊離炭素を含まない良質の非
酸化性排ガスが生成される。しかも、前記空所８
はその横断面が下側の被処理物通路５のそれに比
し大きく、ボリユームが大であり、かつ被処理物
通路５のあいだが隔壁１１で仕切られ適度に停溜
されるため、さきの燃焼排ガスは空所内全域で均
等圧でかなりの高圧の状態となり、この状態で隔
壁１１に配設されている全通気孔１２から被処理
物通路５に向かつて垂直に噴流する。そのためコ
ンベアベルトＤに載つて移動しつつある被処理物
は、空所８の下に到つたところで高温かつ一様な
燃焼排ガス噴流のシヤワーを浴び、これにより全
体を均一かつ急速に加熱され、同時に噴流ガスが
一様に吹付けられ被処理物表面で激しくガス変換
を起し、しかも噴流ガスが還元性であることか
ら、潤滑剤は連続的かつ急速に除去される。

このようにして除去された潤滑剤は装入部６の
吸引作用により入口に流出するため焼結ゾーンに
対する悪影響が生じず、潤滑剤の除去された被処
理物は焼結ゾーンにおいて所定の焼結温度（鉄系
であれば1120〜1150℃）に加熱焼結され、続いて
冷却ゾーンＣにおける直接式強制対流冷却機構に
より迅速に冷却され、炉外に取出される。

以上説明した本発明によるときにはデワツクス
ゾーンにおける被処理物通路５の上側に空所８を
凹設し、該空所８の側方に対し炉体外周から火炎
道９を連通させ、これの外側に原料ガスを空気不
足の状態で燃焼するためのバーナ１０を取付け、
空所８の下側には、被処理物通路５の境界部に、
空所８で生じた無酸化燃焼排ガスを被処理物に向
かつて垂直状に噴出するための多数の通気孔１２
を厚さ方向に貫設した隔壁１１を設け、前記バー
ナ１０に原料ガスと空気との比率を調整するため
の混合制御器を含む混合ガス供給系を接続したの
で、焼結上枢要な潤滑剤のバーンオフを、コンパ
クトな構造で急速かつ完全に行える。

すなわち、供給系で適切にコントロールされた
比率の混合ガスが被処理物通路５の上の空所８の
横からこれに向かつて燃焼させるため、火炎が安
定し、かつ高温の無酸化燃焼排ガスを生成するこ
とができ、しかもボリユームの大きな空所８でこ
れを均一な圧力にし、隔壁１１の通気孔１２から
下を通る被処理物に層流状のシヤワーとして吹付
けることができ、これにより被処理物を急速加熱
すると同時に、無酸化燃焼排ガスの層流状シヤワ
ーにより被処理物中の潤滑剤を迅速に反応、ガス
化されることができ、しかも、バーナは１つで足
り、これにより生成された無酸化燃焼排ガスの吹
出しも被処理物通路の高さ方向で行われるため、
通路構成も簡単となり、従つて炉をコンパクト化
することができ、また、バーナのメンテナンスも
簡易に行うことができるものであり、実用上その
効果の大きい創案である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の連続焼結炉を示す一部切欠側
面図、第２図は第１図−線にそう断面図、第
３図は本発明に係る連続焼結炉の一例を示す一部
切欠側面図、第４図は本発明におけるデワツクス
ゾーンの詳細を示す縦断側面図、第５図は第４図
−線にそう断面図、第５ａ図は第５図の一部
拡大図、第６図は同じく第５図の部分的な横断面
図である。 Ａ……デワツクスゾーン、５……被処理物通
路、７……耐火壁、８……空所、９……火炎道、
１０……バーナ、１１……隔壁、１２……通気
孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 閉鎖断面のトンネル炉によりデワツクスゾー
   ンと焼結ゾーンおよび冷却ゾーンを順次連設し、
   それらにコンベアベルトを装通し、潤滑剤を混合
   してプレス等により成形した圧粉成形体をベルト
   コンベアで移送しながら、バーナを使用して潤滑
   剤をバーンオフし、続いて加熱焼結、冷却を行う
   焼結炉において、デワツクスゾーンにおける被処
   理物通路５の上側に空所８を凹設し、該空所８の
   側方に対し炉体外周から火炎道９を連通させ、こ
   れの外側に原料ガスを空気不足の状態で燃焼する
   ためのバーナ１０を取付け、空所８の下側には、
   被処理物通路５の境界部に、空所８で生じた無酸
   化燃焼排ガスを被処理物に向かつて垂直状に噴出
   するための多数の通気孔１２を厚さ方向に貫設し
   た隔壁１１を設け、前記バーナ１０に原料ガスと
   空気との比率を調整するための混合制御器を含む
   混合ガス供給系を接続したことを特徴とする連続
   式焼結炉。