JPH01121682A - 連続焼成炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は陶磁器タイル等被焼成物を連続的に焼成する
連続焼成炉に関し、詳しくは被焼成物の発色を制御する
ための技術手段に関する。

（徒来の技術） 陶磁器タイルにおいては、美しい外観を与えると同時に
機械的強度を高めるなどの目的で素地表面に釉を施すこ
とが一般的に行われている。この施釉陶磁器タイルは１
通常、タイル素地の表面に泥漿状の釉薬をかけたものを
予熱帯、焼成帯、冷却ｆｉＦ　＊　備えた焼成炉の内部
を通過させて焼成することにより製造する。而してこの
焼成時に釉薬中に添加された着色材の発色成分が発色す
ることによって釉が独特の美しい色に呈色する。この発
色成分はその殆どが遷移金属元素であって、焼成により
発色する釉の色合いは酸化状態の金属イオン特有の色に
基づくものである。即ち釉薬を通常の条件（酸化条件）
で焼成すれば発色元素は酸化状態となり、かかる酸化状
態の金属イオン固有の色が軸中に現われるのである。

ところでこれら発色金属元素は、酸化状態からこれを還
元して金属イオンの価数を変化させると、その価数に応
じて異なった色を発色し、しかもこれらの色はしばしば
独特の美麗な色となることが多い。

このようなことから、焼成炉の一部を還元帯として構成
し、かかる還元帯において発色金属元素を還元すること
により、釉を特有の色に呈色させることが行われている
。或いはまた逆に、白色のタイル素地を得たい場合等に
おいて、被焼成物を還元することにより素地中に不純物
として含まれる鉄の酸化発色を抑えることが行われてい
る。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら従来の焼成炉は、特公昭 ６０−１２５５３号公報、特公昭６０−１２５５４号公
報にも見られるように、炉内雰囲気の一部を還元奪回５
ｉＬ（還元帯）と成し、被焼成物をかかる還元雰囲気部
分を通過させることにより還元するようにしており、こ
のことから発色状態が均一な、安定した品質の製品がな
かなか得られないという困難な問題があった。

かかる従来の焼成炉においては、焼成帯に沿って加熱手
段としての複数のバーナを並設し、これらバーナにおけ
る燃焼エネルギーによって炉内雰囲気温度を高める一方
、一部バーナのみ空燃比を変化させて還元雰囲気を造り
出すようにしているのであるが、このような還元雰囲気
によって被焼成物の還元を行う場合、炉内の気流の乱れ
その他によって雰囲気濃度がばらつくのを避けられず、
このため被焼成物に対する還元条件が不均等となって、
外観色の揃った、安定した品質の製品を得ることが極め
て困難であったのである。

（問題点を解決するための手段） 本発明の連続焼成炉はこのような問題点を解決するため
に案出されたものであり、その要旨は。

予熱帯と焼成帯と冷却帯とを有し、被焼成物をそれら帯
域を連続的に通過させることによって焼成する連続焼成
炉であって、その途中部位に、該被焼成物に対して還元
炎を直接吹き付けるためのバーナが配設されたことにあ
る。

（作用） 即ち本発明では被焼成物を還元雰囲気により還元するの
ではなく、バーナから還元炎を噴出させてその還元炎を
被焼成物に直接突き当てることにより、これを還元する
ようにしたのである。

タイル等被焼成物を焼成する際、バーナからの火炎をか
かる被焼成物に直接吹き付けることをしないのが従来の
常識である０本発明ではこのような常識に反して、バー
ナからの火炎を被焼成物に直接吹き付けて還元するよう
にしたものであり。

而して還元雰囲気による還元では、場所により或いは時
間の経過により還元条件がばらつくのを避は得ないが、
かかる還元炎による強制還元では被焼成物に対する均一
な還元条件を容易に作り出せるから、炉内を連続的に送
られて来る被焼成物を常に均等に還元し得て、発色状態
の均一な安定した品質の製品を多量に且つ連続して製造
することが可使となるのである。

また還元雰囲気によって被焼成物を還元する場合には、
排ガス中に多量の不完全燃焼ガスが含まれるから、かか
る排ガスの処理においても問題があるが１本発明ではこ
のような聞届を生じない。

これも本発明の利点の１つである。

（実施例） 次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく説明する。

第１図及び第２図はローラハースキルンの基本構成を示
したものである０図に示すように本例のローラハースキ
ルン（以下単に焼成炉とする）１０は耐火材製のトンネ
ル形状の炉体１２を有し、その中間高さ位置に多数のロ
ーラ１４が炉の長さ方向に並設され、被焼成物１６がこ
れらローラ１４上をその回転に伴って入口側から出口側
へと運ばれるようになっている。この炉ｌＯは長さ方向
の中間部が焼成帯として構成されており、その焼成帯に
沿って、炉内雰囲気を加熱するためのバーナ１８が炉体
側壁に複数設けられている。また更にその焼成帯後部に
おいて、被焼成物１６を強制還元するためのバーナ２０
が炉体天井に下向きに設けられている。還元用バーナ２
０は炉内部の幅とほぼ同等幅の薄型函体状を成し、その
下面に酸素噴出孔とプロパン燃料を噴出するための燃料
噴出孔とを幅方向に沿って交互に有している。

そして燃料噴出孔より噴出されたプロパン燃料は酸素供
給の下に燃焼させられ、第３図に示すようにその火炎が
ローラ１４上の被焼成物１６に直接吹き付けられる。而
してその酸素の供給量を少なくしてプロパン燃料を酸素
不足の状態で燃焼させれば、バーナ２０からの火炎は還
元炎となり、かかる還元炎が被焼成物１６に直接吹き付
けられることによって、被焼成物１６が強制的に還元さ
れる。

このような焼成炉１０を用いて、例えば施釉タイルの焼
成及びその強制還元を行った場合、還元炎による強制還
元の条件は各タイル（被焼成物１６）毎に均等であるた
め、被焼成物１６をばらつきなく同じように発色させ得
て１品質の安定した製品を得ることができる。また火炎
の照射時間、プロパン燃料及び酸素の供給比率等を変化
させることにより、被焼成物１６に対する遺児条件を容
易にコントロールできるから、例えば被焼成物１６の表
面を均一に遺児呈色させたり、或いはまだら様に還元呈
色させて油滴模様を発現させるなどのコントロールも可
能となる。

本例の焼成炉ｌＯのこのような優れた効果をより明らか
にするため、施釉タイルにおいて釉薬の調合を変えた数
種の例につき、焼成及び還元実験を行った結果を以下に
記述する。

［実験例１］ 第１表（Ａ）に示すようにＳ　ｒ　０２　＋　Ａ　Ｉ　
２０３１　Ｍｇ　Ｏ＊　Ｃａ　Ｏ＋ＫＮａＯから成る釉
薬に対しそ同表（Ｂ）に示すようにＦｅ２Ｏ３，Ｍｎ０
ｚを外比で夫＊６ｆｆｉ量％、２重量％添加してなるも
のをタイル素地の上に施し、これを１２５０℃（焼成帯
）で焼成後、降温時に１２５０″Ｃ〜１１５０℃の間で
還元用バーナ２０にて強制還元した。この施釉タイルを
通常の条件（酸化条件）で焼成した場合、参考写真（Ａ
）　（４）に示したようにタイル表面の釉はヘマタイ）
　（Ｆｅ２０３）に基づく赤系系の色に呈色するが、本
実験では釉はマグネタイ）　（Ｆｅａｒｓ　）系の呈色
を増し、参考写真（Ａ）　（ｏ）として示したように油
滴天目釉（ｔＲ油滴釉）の味わいのある美麗な釉となっ
た。

ｆ５１表 （Ａ） ［実験例２］ 第２表（Ａ）に示すように５ｉ０２．ＡＩｚＯ３，Ｍｇ
Ｏ，１ｃａＯ。

ＫＮａＯ、Ｂａｎから成る釉薬に対して、第２表（Ｂ）
に示すようにＦｅ２Ｏ３，ＭｎＯ２，ＣｏＯを夫々外比
で５重量％。

１重量％・、１重量％の割合で添加して成るものをタイ
ル素地の上に施し、これを１２５０℃で焼成した。そし
て焼成帯の後期に１２５０℃の温度で還元用バーナ２０
にて強制還元を行い、その後急冷した。この施釉タイル
を酸化雰囲気で焼成した場合、参考写真（Ｂ）　（４）
に示すようにタイル表面の釉はへマタイト系の茶系の呈
色を示すが、還元用バーナ２０により強制還元をかける
ことにより。

参考写真（Ｂ）　（ｏ）として示したように黒味の増し
た金色系の釉（金油滴釉）となった。

第　　２　　表 ［実験例３］ 第３表（Ａ）　ニ示すように５ｉ０２．Ａｌ２Ｏ３，Ｌ
ｉ２Ｏ，Ｎａ２Ｏ、に２０．８２０３から成る釉薬に対
して同表（Ｂ）に示すようにＣｕＯを０．３重量％添加
して成るものをタイル素地表面に施し、これを１０５０
℃で焼成た後温度が下がり始める時点（１０５０〜９０
０℃の範囲）で還元用バーナ２０にて強制還元したとこ
ろ、軸中のＣｕイオンが還元されて金属鋼の色である赤
色皇色を示した。因みにこの釉薬を酸化雰囲気で焼成し
た場合には緑色の透明釉となる。

第　　３　　表 （Ａ） 〔実験例４〕 第４表に示すように５ｉ０２．ＰｂＯ，ＡｌｚＯｘ、Ｌ
ｉ２Ｏ，ＺｎＯ。

Ｂ２Ｏ３から成るフリット釉を作成し、これをタイル素
地の上にかけて１０００℃で焼成し、そして温度が下が
り始める時点から７００℃までの間でバーナ２０により
強制還元を行った。この結果釉は鉛イオンの還元に基づ
く銀黒色の呈色を示した０本例の調合の釉薬の場合、こ
れを酸化雰囲気で焼成すると無色透明釉となる。

第　　４　　表 ［実験例５］ 第５表に示すように！３ｉ０？、Ａｌ２Ｏ３，ＭｇＯ，
ＣａＯ，ＫＮａＯ。

Ｐ　２０３　、　Ｆｅ　２０３から成る組成の土灰釉薬
を調合し、これをタイル素地の上にかけて１２３０℃で
焼成し、そして１２３０℃の最終部分又は１２３０℃〜
１１００℃付近において還元用バーナ２０により強制還
元を行ったところ、酸化条件の下では白色マット釉とな
るものが（参考写真（Ｃ）　（４）　）還元により光沢
のある緑色透明釉（同（Ｃ）　（ｏ）　）となった。

第５表 以上本発明の実施例を詳述したが、本発明はその他の態
様で実施することも可能である。

例えば上記実験例は、施釉タイルにおいてその釉薬の色
を還元により変化させる例であるが、本発明を無釉のタ
イル素地に対して適用してその素地自体を還元呈色させ
ることも可能であるし、またこのような還元により被焼
成物を積極的に発色させる場合のみならず、その発色を
抑えて白色系の釉或いは素地を造る場合に本発明を適用
することももとより可能である。

また上述した還元用へ−すの形態はあくまで本発明の一
例であって、かかるバーナの形態を他の形態、例えば粉
末状の釉薬を基材表面に溶射する溶射バーナとして構成
することも可能であるし。

その配置位とを炉内の最高温度域よりも後方において適
宜変更することも可能で°ある。但しかかる還元用バー
ナの配置位置は、炉内の最高温度域よりも後方であって
尚且つバーナにより還元された被焼成物が還元状態を安
定に保ち、再び酸化されないような温度域内で選定する
ことが必要である。バーナの配置位置が被焼成物の酸化
温度領域にあると、せっかくバーナにより被焼成物を還
元してもその後の工程で被焼成物が再び酸化されてしま
うからである。このバーナの最適配置位置は被焼成物０
着色成分等によって変化するが、一般には焼成帯後部か
ら冷却帯前部にかけての部分である。

更に上側では被焼成物としてタイルを例にとったが、本
発明は他の被焼成物を焼成する場合にも適用可能である
し、ローラハースキルン以外の通常のトンネル形状の連
続焼成炉に適用することも可能である。その他本発明は
その趣旨を逸脱しない範囲において、当業者の知識に基
づき様々な変更を加えた態様で実施することが可能であ
る。

（発明の効果） 以上詳述したように１本発明は連続焼成炉の所定部位に
還元炎を吹き出すバーナを設置し、かかる還元炎を被焼
成物に直接吹き付けてこれを強制的に還元するようにし
たものである。

このようにすれば被焼成物に対する安定した還元条件を
造り出すことができ、以て発色状態が均一で品質の安定
した製品を連続的に且つ多量に製造できるようになるな
ど、工業上極めて意義の大きい効果が生ずる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である連続焼成炉の正面断面
図であり、第２図はその焼成炉の側面断面図である。第
３図は第１図及び第２図の還元用バーナからの還元炎が
被焼成物に直接吹き付けられている状態の説明図である
。 ｌＯ：ローラハースキルン １２：焼成炉 １４：ローラ １６：被焼成物 ２０：還元用へ−す 第１図 １゜ 第＊＊

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 予熱帯と焼成帯と冷却帯とを有し、被焼成物をそれら帯
   域を連続的に通過させることによって焼成する連続焼成
   炉であって、その途中部位に、該被焼成物に対して還元
   炎を直接吹き付けるためのバーナが配設されたことを特
   徴とする連続焼成炉。