JPH0477234B2

JPH0477234B2 -

Info

Publication number: JPH0477234B2
Application number: JP63171646A
Authority: JP
Inventors: Minoru Niwa; Hiroshi Ooshima
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1988-07-09
Filing date: 1988-07-09
Publication date: 1992-12-07
Also published as: JPH0221187A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、ソフトフエライト等を焼成するの
に好適な燃焼式連続焼成トンネル炉（以下、ロー
ラーハースキルンとも称する）に関する。

（従来の技術及びその問題点）従来、この種のソフトフエライトを焼成する炉
としては電気炉がその主流をなしていたが、電気
炉では極めて長い焼成時間（25時間〜40時間）を
要し、また、焼成体を多段積みするため焼成品質
にバラツキを生じ易く、焼成コストが大となる等
の問題点がある。

そこで新しい焼成炉が求められ、省エネルギー
に非常に有効な迅速焼成炉としてローラーハース
キルンが検討された。しかし、このローラーハー
スキルンは、普通の焼成品は大気雰囲気において
焼成可能であるが、例えばガス燃焼により加熱し
た場合、燃焼ガス及び加熱された空気が炉の入口
及び出口方向へ流れるとともに、ローラーの駆動
のため側壁に開設された孔から外気が流入するた
め、炉内雰囲気が乱れ、特に焼成体の特性を左右
する冷却帯の雰囲気制御が極めて困難で、このた
め、ローラーハースキルンによりソフトフエライ
ト、例えばMn−Znフエライトの焼成は不可能と
されていた。

しかし、このローラーハースキルンは他の型式
り炉に比較して、燃料費の削減、焼成品質の安定
確保、寸法、特性の均一化が図れることから、雰
囲気調整を可能とすることに対する要望が極めて
大であつた。

このローラーハースキルンの一般的な構造とし
ては、第５図に示すように予熱帯Ａ、焼成帯Ｂ
（これらが加熱帯を構成する）及び冷却帯Ｃを備
えるとともに、両側の入口１と出口２との間に
は、焼成体Ｗ（説明の便宜上、焼成前及び後の成
型体を含むものとする）の搬送用のローラー部材
を所定の間隔で配設したハースローラー３が水平
状に配設され、このハースローラー３によりトレ
ー４に載置された焼成体Ｗを入口１側より出口２
側へ搬送する過程で焼成するものである。予熱帯
Ａにおいては、焼成帯Ｂにおけるバーナ６のガス
燃焼によつて焼成体は加熱される。加熱に用いら
れた燃焼ガスは、ダンパ７、入力側ダクト８を経
て入口側フアン９により外部へ排出される。また
焼成後の冷却帯Ｃにおいては、冷却用空気が多数
の吹出口１０から供給され、この冷却空気は出口
側フアン１１により、ダンパ１２、出口側ダクト
１３を通つて外部へ排出される。

このローラーハースキルンの炉内（キルン本体
１４内）における温度Ｔ及び酸素濃度分布O2％
の一例を示すと、第６図に示す如くである。すな
わち、冷却帯Ｃに入ると急激に酸素濃度が高くな
り、これにより焼成体Ｗが酸化され、とくに、
Mz−Znフエライト等においてはその酸化によつ
て希望の特性を得ることができないのが現状であ
つて、事実上、Mn−Znフエライト等のソフトフ
エライトはローラーハースキルンでは焼成困難で
あつた。本発明は、上記従来の技術課題を解決す
べくなされたもので、焼成体が焼成温度から例え
ば500℃位まで急速冷却される際、その冷却帯に
おける焼成体の酸化を防止することのできるロー
ラーハースキルンを提供することを目的とするも
のである。

（課題を解決するための手段）本発明の要旨とするところは、少なくとも加熱帯及び冷却帯を備え、加熱帯で
燃焼源により焼成された焼成体を冷却帯で冷却す
るローラーハースキルン（燃焼式連続焼成トンネ
ル炉）において、上記冷却帯に、酸素分圧の低い低酸素分圧室を
設けた点にある。例えば窒素ガスを噴出させて酸
素分圧、言い換えれば酸素濃度を低く保つのであ
る。

上記のように窒素ガスにより酸素分圧を低下さ
せる場合、例えば低酸素分圧室内の温度、炉圧及
び酸素分圧等を測定し、これにより同室内に噴出
する窒素ガスの噴出量を制御することにより、酸
素分圧や炉圧を調整することができる。

なお、低酸素分圧室は、１個に限らず２以上に
設けることも可能である。

（作用及び効果）本発明によれば、焼成帯においてバーナ等の燃
焼源により焼成された焼成体は、冷却帯に移行し
て急速に冷却（例えば500℃前後）され、かつ、
低酸素分圧室の存在によつて焼成体の酸化が防止
される。また、窒素噴出量を調節して常に低酸素
分圧室を大気圧より高い炉圧に保つことによつ
て、燃焼ガスや加熱された空気の流動、並びに外
気の流入など外乱の影響を受けずに、低酸素分圧
室において酸素分圧の低い安定した奮囲気を与え
ることができる。

その結果、安定した低酸素奮囲気下でないと目
的とする特性が得られないソフトフエライト（例
えばMz−Znフエライト）等の焼成、すなわち、
直接燃焼を前提とするガス加熱ローラーハースキ
ルンでは焼成不可能と言われていたものの焼成
が、そのローラーハースキルンによつて実現可能
となつた。また、電気炉に比べて焼成時間を大幅
に短縮でき（例えば1/5〜1/8）、しかも、燃料費
等の焼成コストもはるかに安価なもの（例えば1/
２〜1/4）とすることができるのである。

（実施例）次に、本発明の一実施例を図面に従つて説明す
る。

なお、第１図等に示すローラーハースキルン
は、冷却帯Ｃが要部となるもので、その他の構成
は第５図に示した従来のキルンと同様であるの
で、同位の符号を付し、冷却帯Ｃについて詳述す
る。

焼成帯Ｂに連続する冷却帯Ｃは、第１冷却帯Ｃ
１と第２冷却帯Ｃ２とに区画され、この第１冷却
帯Ｃ１に低酸素分圧室１５が形成されている。第
３図から明らかなように、キルン本体１４におい
て、この第１冷却帯Ｃ１の焼成帯Ｂ側及び第２冷
却帯Ｃ２側の各端部には、第１隔壁１６及び第２
隔壁１７が内側に突出して形成され、これらの隔
壁１６，１７及びキルン本体１４により低酸素分
圧室１５が区画されているのである。そして、第
１隔壁１６及び第２隔壁１７には、焼成体を載置
したトレー４を通過可能とする。比較的断面積の
小さな第１通路１８及び第２通路１９が形成され
ている。

キルン本体１４の上記低酸素分圧室１５に対応
する壁部には、入口側、出口側及び中間部分に窒
素（N2）ガスの噴出路２０，２１及び２２がそ
れぞれ複数本設けられている。これらの噴出路２
０，２１，２２は、キルン本体１４の壁部を外側
から内側へ貫通し、前記ハースローラー３に向つ
て上下方向（炉天井及び炉床）から、若しくは上
下左右の４方から、またはそれ以上の放射状方向
から形成されている。入口側の各噴出路２０は第
１隔壁１６を通つて第１通路１８に開口する一
方、出口側の各噴出路２１は第２隔壁１７を通つ
て第２通路１９に開口し、また、中間部分の各噴
出路２２は低酸素分圧室１５の内壁面に開口して
いる。

そして、入口側の噴出路２０の群には窒素ガス
の導入路２３が、また出口側の噴出路２１の群に
は同様な導入路２４が、さらに中間部分の噴出路
２２の群には導入路２５が、それぞれ分岐して接
続されている。これらの導入路２３，２４及び２
５は例えば上側及び下側でそれぞれ集約されて、
窒素ガスの図示しない供給源（例えばコンプレツ
サ）につながつている。また、上記導入路２３，
２４及び２５には、第１冷却帯Ｃ１に噴出される
窒素ガスの量をそれぞれ制御するコントロールバ
ルブ２６，２７及び２８が設けられている。

また、低酸素分圧室１５の内壁面には、その室
内の温度（炉内温度）を測定する、例えば熱電対
等の温度測定装置２９、圧力を測定する炉圧測定
装置３０、及び酸素分圧言い換えれば酸素量を測
定する酸素量測定装置３１（より正確にはそれら
の検出部）が設けられている。

次に作用について説明する。

予熱帯Ａで例えば400〜500℃程度まで予熱され
た焼成体Ｗは、焼成帯Ｂにおいてバーナ６のガス
燃焼により例えば1300〜1400℃の高温で焼成され
る。この焼成体Ｗは続いて冷却帯Ｃへと移行させ
られ、第１冷却帯Ｃ１に至る。

ここで、その入口側の噴出路２０、中央部の噴
出路２２及び出口側の噴出路２１から窒素ガスが
吹込まれ、それによつて低酸素分圧室の酸素分圧
（酸素濃度）が低下させられる。低下の程度は、
焼成体の種類により異なるため一概には言えない
が、おおむね数ppmから数％の間、特にMn−Zn
フエライト等のソフトフエライトの場合には、数
ppmから100ppm程度とされる。事実、第２図に
例示する酸素濃度のグラフを、第６図で示した従
来のものと比較すると、本実施例の第１冷却帯Ｃ
１において酸素濃度が顕著に低くなつていること
が分る。

また、上述の窒素ガスの吹込みは、酸素濃度を
低下させるのみならず、焼成体Ｗを急速に冷却す
る役割をも果す。すなわち、第２図のグラフにお
いて実線で示す炉内温度Ｔを第６図のそれと比較
すれば明らかなように、本実施例においては、第
１冷却帯Ｃ１における窒素ガスの噴出により、温
度は急速に低下（この例では1300℃前後から600
℃前後まで短時間で低下）するのである。

また、低酸素分圧室１５において酸素量分圧装
置３１により、その室内の酸素分圧が測定され続
け、この測定値が予め定められている設定値に近
づくように、コントロールバルブ２８により中央
の噴出路２２からの窒素ガス吹込量が制御され
て、低酸素分圧室１５内の酸素濃度はほぼ一定の
低水準に保たれる。上記噴出路２２の群は酸素量
調節ブローとも言えるのである。

さらに、炉圧測定装置３０により炉内圧力が常
時測定される。この炉圧がほぼ一定に保たれるよ
うに、入口側の噴出路２０からの窒素ガス噴出量
がコントロールバルブ２６によつて、また出口側
の噴出路２１からの噴出量がコントロールバルブ
２７によつて、それぞれ制御される。これらの噴
出量制御によつて炉圧の調節が行なわれ、ほぼ一
定の炉圧に設定される。つまり、噴出路２０，２
１からの窒素ガス噴射に基づく遮蔽機能により炉
圧調節が行なわれるのであり、この意味で噴出路
２０を入口側エアカーテンブロー、また噴出路２
１を出口側エアカーテンブローと称することもで
きる。

なお、入口側の噴出路２０からの噴出量（吹出
し量）は、出口側の噴出路２１からの吹出し量よ
り、例えば10〜30％程度多く設定することが望ま
しい。これにより、低酸素分圧室１５に吹込まれ
た窒素ガスがキルン本体１４の出口２に向つて流
れ易くなるからである。

第１冷却帝Ｃ１を経た焼成体Ｗはさらに第２冷
却帯Ｃ２に移行し、ここでは吹出口１０からの冷
却用空気の吹出しにより、最終的に例えば100℃
程度まで冷却されて、出口２から外部へ排出され
る。この第２冷却帯Ｃ２では第２図のグラフに示
すように酸素濃度が相当高くなるが、第１冷却帯
Ｃ１で500℃前後まで冷却された後であるため、
酸化も生じ難く、焼成体Ｗの特性に悪影響を与え
ることは実質的にない。

以上のように、第１冷却帯Ｃ１において酸素濃
度が低く抑えられ、安定した雰囲気中で急速に冷
却が行なわれることにより、冷却の際の酸化等に
より求める特性の得られ難い焼成品、例えばMn
−Znフエライト等を、ローラーハースキルンに
よつて焼成できることとなつた。

なお、以上説明した実施例では低酸素分圧室が
１室の例を示したが、例えば第４図に示すよう
に、３室の低酸素分圧室１５を連ねて、冷却帯Ｃ
を第１、第２、第３及び第４の冷却帯Ｃ１，Ｃ
２，Ｃ３及びＣ４に分けて構成することもでき
る。

また、第１図などで説明した実施例中の入口側
及び出口側の窒素ガス噴出路２１，２２を省略
し、第１隔壁１６、第２隔壁１７及び中央の噴出
路２２の組合せにより、低酸素分圧室を構成する
ことも可能である。

その他、当業者の知識に基づき種々の変更を施
した態様で本発明を実施し得ることが勿論であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるローラーハー
スキルンを簡略に示す断面図、第２図はそのキル
ン内における温度と酸素濃度を示すグラフ、第３
図は第１図の一部を拡大して示す拡大断面図、第
４図は本発明の別の実施例の要部を簡単に示す断
面図、第５図は従来のローラーハースキルンの一
例を示す断面図、第６図はそのキルン内の温度と
酸素濃度を示すグラフであつて、第２図に対応す
るものである。３…ハースローラー、４…トレー、６…バー
ナ、１４…キルン本体、１５…低酸素分圧室、２
０，２１，２２…窒素ガス噴出路、２３，２４，
２５…窒素ガス導入路、２６，２７，２８…コン
トロールバルブ、２９…温度測定装置、３０…炉
圧測定装置、３１…酸素量測定装置。

Claims

【特許請求の範囲】１少なくとも加熱帯及び冷却帯を備え、加熱帯
で燃焼源により焼成された焼成体を冷却帯で急速
に冷却する燃焼式連続焼成トンネル炉において、前記冷却帯に、酸素分圧の低い低酸素分圧室を
設けたことを特徴とする燃焼式連続焼成トンネル
炉。