JPH0220920B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はニユ・セラミツクスその他新素材の熱
処理炉に関するものであり、殊に前記種類の粉粒
体を連続的に焙焼する高温電気炉の改良に係るも
のである。

従来、黒鉛を使用したタンマン炉は実験用とし
て存在していたが、当該炉は被処理物の装入及び
取出しがバツチ式のために手間が掛つて不便であ
り、またセラミツクス管等の併用があることから
熱処理温度の最高が1800℃程度となり、従つて、
それ以上の温度が要求される粉粒体の焙焼には不
向きであり、更には前記タンマン炉は発熱体とし
て使用されるので、粉粒体乃至被処理物を収納す
る容器として坩堝またはボート等が必要となつて
不経済であると共に煩雑性、困難性を伴い生産用
としては不向きである。

そこで、本出願人は、前記欠点を除去するため
に、特願昭58−18154（昭和58年２月８日出願）、
特開昭59−145478号公報（昭和59年８月20日公
開）に開示されているような縦方向軸線上に順次
配置されるべき被処理物の給送手段と炉本体と高
温加熱処理物の排出手段とを具備し、この場合、
前記炉本体の中央に炭素または黒鉛から成る円筒
状の高耐熱性発熱体を垂設し、該発熱体の周囲に
耐火物を繞設すると共に保護雰囲気空間を形成
し、前記発熱体に直接通電して発熱させることに
より前記被処理物を連続的に給送、高温加熱及び
排出するように構成したことを特徴とする高温電
気炉を堤案し、これによつて粉粒体等の被処理物
を常用2000℃（最高3000℃まで可能）の高温で且
つ連続的に熱処理を施すことができ、、また前記
被処理物と発熱体とを直接接触するように配置し
てあるために熱伝導が良好になると共に前記発熱
体の温度上昇が抑制され、しかも全体的に保護雰
囲気ガスの漏洩を防止して連続的、能率的に且つ
経済的に熱処理を行うことができる。

しかしながら、前述したような原特許願による
高温電気炉においては、被処理物が導電性を有す
る物体であると、これに電流が通じて局部的に発
熱するために前記被処理物の均一な加熱を行うこ
とができず、また被処理物による化学的、物理的
損耗に際し発熱体が炉芯管を兼用しているため電
気的に悪影響を及ぼして前同様に均一加熱を行う
ことができないという欠点がある。

これに対して本発明は前記欠点を除去し得る高
温電気炉を提供しようとするものであつて、その
要旨とするところは、縦方向軸線上に順次配置さ
れるべき被処理物の給送手段と炉本体と高温加熱
処理物の排出手段とを具備し、この場合、前記炉
本体の中央に垂設されるべき炭素または黒鉛から
成る中空体状の炉芯管の回りに複数個の前同様材
料から成る棒状発熱体を配設し、これらの炉芯管
及び発熱体の周囲に耐火物を繞設すると共に保護
雰囲気空間を形成し、前記各発熱体に直接通電し
て発熱させることにより前記被処理物を連続的に
給送、高温加熱及び排出するように構成した点に
存するものであり、かくして、本発明によれば、
炉芯管の周囲に発熱体を別個独立に設置したの
で、電流は前記発熱体に流れるために被処理物が
導電性であつても局部的に発熱することはないと
共に前記被処理物自体による化学的、物理的損耗
に際しても電気的に悪影響がなく且つ発熱体の設
計乃至配置が炉芯管の寸法と無関係にできる等の
利点を有するものである。

また、炉芯管及び発熱体の複数組を連設するこ
とによつて被処理物の処理量を増加することがで
きる。

次に、第１図乃至第４図に示されている各実施
例により本発明を更に詳細に説明する。

第１図において、１は上部ホツパ、２はロータ
リバルブ、３は下部ホツパ、４は炉本体、５は接
続耐熱管、６は水冷ジヤケツト管、７はスクリユ
コンベア等の給送手段をそれぞれ示すものであつ
て、前記上部ホツパには蓋８が被着してあり且つ
内部空気が適宜図示してない真空ポンプに接続さ
れるべき排出管９から排気されるようになつてお
り、前記ロータリバルブは前記上部ホツパに装入
された非金属無機質材料例えば炭素質或いはセラ
ミツクス質粉粒体等の被処理物の一定量を前記下
部ホツパへ送出するものであり、当該下部ホツパ
内には供給管１０を介して窒素またはアルゴン等
の不活性乃至中性ガスが送り込まれる。架構物１
１に設置されるべき炉本体４の上面には水冷式上
部給電端子１２が、また下面には水冷式下部給電
端子１３がそれぞれ取付けてあり、炉本体４の中
心軸線上に配設された炭素または黒鉛から成る炉
芯管１４の周囲に同心円状配置で繞設されるべき
炭素または黒鉛から成る複数個の棒状発熱体１５
はこれと一体の上部及び下部ターミナル部分１
６，１７を介して前記上部及び下部給電端子と電
気的に接続されており、これらの炉芯管及び発熱
体を取囲む耐火物１８は高温における酸化防止の
ために窒素またはアルゴン等の不活性乃至中性ガ
ス雰囲気に置かれるよう前記炉本体の有効適切な
個所に前記ガスの送入口１９及び排出口２０を設
け且つ最外周は金属板等にて造られた或る程度の
気密を保持できる炉殻２１として構成し、前記炉
芯管及び発熱体の周囲には前記両ターミナル部分
を除いて前記ガスの保護雰囲気を形成するための
空間２２が形成してある。

なお、炉芯管１４及び発熱体１５の周囲に装填
されるべき耐火物１８としては炭素及びセラミツ
クス繊維等から成るボードまたは黒鉛粉粒を耐熱
温度領域によつて配分使用することが望ましく、
また上部及び下部給電端子１２，１３に通電する
導電体２３，２４は前記両給電端子付近の高温に
対処するために可撓性の水冷管構造にしても良
く、更には焙焼せしめるべき粉粒体乃至被処理物
の装入は入口側またはロータリバルブ或はスクリ
ユコンベア等の給送手段にて連続的に行うことも
できる。

しかして、前記構成を有する本発明に係る高温
電気炉において、予め前述したような給送手段に
て炭素質或いはセラミツクス質粉粒体等の被処理
物を上部ホツパ１に装入しておき、ロータリバル
ブ２の作動により供給管１０から窒素またはアル
ゴン等の不活性乃至中性ガスが送入されるべき下
部ホツパ３へ前記被処理物の所定量を重力を利用
して落下せしめれば、停止スクリユコンベア７乃
至水冷ジヤケツト６の下端から接続耐熱管５、炉
芯管１４及び下部ホツパ３と順次堆積して充満状
態になる。次いで、ロータリバルブ２の作動を停
止し、上部給電端子１２及び下部給電端子１３に
直流乃至交流電流を流すと同時に送入口１９から
窒素またはアルゴン等の不活性乃至中性ガスを送
入して所要時間保持すると、発熱体１５はジユー
ル熱により2000℃（またはそれ以上最高3000℃）
に上昇して前記被処理物は前記各発熱体からの接
触伝導熱、輻射及び対流伝導熱によつて高温加熱
されて焙焼せしめられる。

次に、スクリユコンベア７等の搬出機構を駆動
すると同時にロータリバルブ２を作動せしめれ
ば、被処理物は重力を利用して上方から下方へと
連続的に降下せしめられながら、最初は未だ加熱
焙焼されてない被処理物が水冷ジヤケツト管６及
び接続耐熱管５内に至るまで連続的に充填せしめ
られ、次いで、発熱体１５にて加熱焙焼された被
処理物が前同様連続的に排出せしめられる。これ
と同時にロータリバルブ２の駆動にて予め上部ホ
ツパ１内に送入されている被処理物を下部ホツパ
３へ送り込めば、該被処理物は各発熱体１５から
の伝導熱によつて高温に加熱せしめられ、下方へ
連続的に排出され、爾後継続して所定の焙焼作業
を行うことができるものである。

次に、第２図に示されている本発明の他の実施
例を第１図と同一部分には同一符号を付して説明
する。

上面にホツパ３が設けてある炉本体４内に装填
されている耐火物１８は外側がセラミツクス繊維
１８₁、内側がカーボン繊維乃至フエルト１８₂の
二重構造になつており、雰囲気空間２２に充満さ
れるべき窒素またはアルゴン等の不活性乃至中性
ガスは水冷式下部給電端子１３の周囲に繞設され
たガス供給管２５から送入され、これによつて炉
芯管１４、発熱体１５及びこれらを取囲む耐火物
１８は高温における酸化が防止される。また、接
続耐熱管５及び水冷ジヤケツト管６の下端にはそ
れぞれ別個独立にダブルシヤツター２６，２７及
びシユート２８等の排出手段が取付けてあり、こ
れによつて被処理物の一定量を間歇的に高温加熱
して焙焼することができ、この場合、前記ダブル
シヤツターは被処理物搬送に直接役立つと共に外
気との連通を遮断して保護雰囲気ガスの漏洩を防
止する機能をも有している。

なお、叙上の実施例では複数個例えば８個の棒
状発熱体１５を１個の断面円形状の炉芯管１４の
回りに同心円状に配置した場合について説明した
が、本発明によれば、第３図イ及び第４図イに示
すように、前同様配置の前記発熱体及び炉芯管を
連設することによつて処理量の増加を図り得るこ
とは勿論であり、また第４図ロに示すように、断
面が炉芯管１４の断面形状を矩形とし、この周囲
に複数個例えば10個の棒状発熱体１５を垂直方向
に繞設することもでき、更には第３図ロ及び第４
図ハまたは第４図ニに示すように、断面が円形状
または矩形状の炉芯管１４の両側に且つ上下等間
隔に複数個の棒状発熱体１５を炉本体４に水平方
向に貫設しても同様の目的を達成し得るものであ
る。

追加の関係 原特許願たる特願昭58−18154（特開昭59−
145478）には、縦方向軸線上に順次配置されるべ
き被処理物の給送手段と炉本体と高温加熱処理物
の排出手段とを具備し、この場合、前記炉本体の
中央に炭素または黒鉛から成る円筒状の高耐熱性
発熱体を垂設し、該発熱体の周囲に耐火物を繞設
すると共に保護雰囲気空間を形成し、前記発熱体
に直接通電して発熱させることにより前記被処理
物を連続的に給送、高温加熱及び排出するように
構成したことを特徴とする高温電気炉が記載され
ている。

しかしながら、かかる原特許願においては、被
処理物が導電性を有する物体であると、これに電
流が通じて局部的に発熱するために前記被処理物
の均一な加熱ができない欠点があり、また被処理
物による化学的、物理的損耗に際し発熱体が炉芯
管を兼用しているために電気的に悪影響を及ぼし
て前同様に均一な加熱ができない欠点があるのに
対し、本発明では炉芯管の周囲に発熱体を別個独
立に設置したので、電流は前記発熱体に流れるた
めに被処理物が導電性であつても局部的に発熱す
ることはなく、従つて被処理物の均一な加熱を行
うことができ、また前記被処理物自体の化学的、
物理的損耗に際しても電気的に悪影響を及ぼさず
且つ発熱体の設計乃至配置が炉芯管の寸法と無関
係にできるように改良したものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る高温電気炉を示す軸方向
縦断面図、第２図は本発明の他の実施例を示す第
１図と同様の図面、第３図イ，ロ及び第４図イ，
ロ，ハ，ニは本発明の更に他の実施例を示すもの
で、第３図は第４図中の−線に沿う断面図、
第４図は第２図中の−線に沿う破断断面図で
ある。 なお、図示された主要部と符号との対応関係は
下記の通りである。１……上部ホツパ、２……ロ
ータリバルブ、３……下部ホツパ、４……炉本
体、５……耐熱接続管、６……水冷ジヤケツト
管、１２……水冷式上部給電端子、１３……水冷
式下部給電端子、１４……炉芯管、１５……発熱
体、１６……上部ターミナル部分、１７……下部
ターミナル部分、１８……耐火物、２２……保護
雰囲気空間、２６，２７……ダブルシヤツター、
２８……シユート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 縦方向軸線上に順次配置されるべき被処理物
   の給送手段と炉本体と高温加熱処理物の排出手段
   とを具備し、この場合、前記炉本体の中央に垂設
   されるべき炭素または黒鉛から成る中空体状の炉
   芯管の回りに複数個の前同様材料から成る棒状発
   熱体を配設し、これらの炉芯管及び発熱体の周囲
   に耐火物を繞設すると共に保護雰囲気空間を形成
   し、前記発熱体に直接通電して発熱させることに
   より前記被処理物を連続的に給送、高温加熱及び
   排出するように構成したことを特徴とする高温電
   気炉。 ２ 特許請求の範囲１記載の電気炉において、炉
   芯管の断面形状が円形または矩形であつて、発熱
   体を前記炉芯管の回りに垂直方向に配設した高温
   電気炉。 ３ 特許請求の範囲１記載の電気炉において、炉
   芯管の両側に且つ上下等間隔に複数個の棒状発熱
   体を炉本体に水平方向に貫設した高温電気炉。