JPH05171216A - 粉末冶金成形体の半焼成炉における排出気液の処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半焼成炉からのバインダー排出気液を安全で
かつ安定して処理する。 【構成】 粉末冶金成形体の半焼成炉1 の炉底2 にバイ
ンダー液排出管6 を設け、該排出管6 の他端はバルブ10
を介して密閉構造のバインダー液回収容器15に接続し、
半焼成炉1 の側壁4 の炉底近傍にバインダー蒸気等の気
体排出管7 を接続し、該排出管7 の他端をバルブ21を介
して燃焼器22に接続し、バインダー排出気液を分離して
別個に処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粉末冶金成形体の半焼
成炉におけるバインダー等の排出気液の処理装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】粉末冶金製品を製造する工程の中で、鉄
粉、炭化物粉、酸化物粉などと、高分子有機溶剤のバイ
ンダーを混ぜて成形した成形体を、還元雰囲気の半焼成
炉で焼成し、前記バインダーを脱出させる工程がある。
この半焼成炉では、温度上昇によって、バインダーが成
形体から溶け出し、気液（蒸気と液体）となるので、こ
の気液は炉外に取り出して処理している。

【０００３】従来、上記排出気液の処理装置として、図
３に示すものがある。図３において、31は粉末冶金成形
体の半焼成炉、32は炉底、33は炉底近傍の側壁34に接続
された気液排出管、35は排出管33の途中に設けられたバ
ルブ、36は燃焼器で前記排出管33の他端が接続され、該
燃焼器36の底部には冷却水37を張った未燃バインダー液
回収容器38が設けられ、冷却水37上に未燃バインダー液
39が溜まるようになっている。また、40は助燃パイロッ
トバーナ、41，42は希釈空気供給管、43は燃焼排ガスダ
クト、44はダクト43の途中に設けられた集塵機である。

【０００４】従来装置において、半焼成炉31内の成形体
から溶け出したバインダーの気液と還元ガスは、共に気
液排出管33から炉31外に排出されると共に燃焼器36に導
びかれ、助燃パイロットバーナ40により点火燃焼され、
燃焼排ガスは希釈空気供給管41,42 からの空気によって
希釈され、排ガスダクト43を通り集塵機44により除塵さ
れた後屋外へと放出されるようになっている。他方、排
出気液の燃焼で燃えきらなかったバインダー液39は、未
燃バインダー液回収容器38により回収され、冷却水37に
より冷却される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来技
術では、燃焼器36内でバインダー液と蒸気及び還元ガス
が同時に燃焼される気液混焼であるから、図２に示すよ
うに、高濃度の煤塵（煤煙) が発生すると共に、バイン
ダー液を完全燃焼させることができないという問題があ
る。前記高濃度の煤塵は、集塵機44によって回収するよ
うにしているが、集塵機44までの排ガスダクト43の内面
に付着堆積し、何らかのショックで粉塵化し、燃焼条件
（可燃物、酸素、熱) が揃えば、アルミニウム粉末やマ
グネシュウム粉末並みの粉塵爆発事故を発生する恐れが
ある。

【０００６】したがって、排ガスダクト43は、煤塵が付
着堆積しないように半焼成炉の稼働を止めて、定期的に
清掃しなければならず、生産面でも問題がある。他方、
気液混焼で燃えきらないバインダー液は、前記容器38の
冷却水37上に落ち回収されるが、冷却水37量が少なかっ
たり、冷却水37を容器38に入れ忘れたりすると、冷却水
37上に落ちた未燃バインダー液39が、上部の気液燃焼火
炎の放射熱で過加熱されて気化し、上部の燃焼火炎から
前記容器38上の未燃バインダー液39に火移りして燃え盛
り、付帯設備の設計条件以上に熱負荷がかかって、付帯
設備の焼損事故が発生し、さらには、前述の粉塵爆発の
燃焼条件のうちの熱的条件が満たされ、粉塵爆発の発生
確率が高くなるなどの問題がある。

【０００７】本発明は、上述のような実状に鑑みてなさ
れたもので、その目的とするところは、粉末冶金成形体
の半焼成炉からの排出気液を安全でかつ安定して処理で
き、煤塵発生と、粉塵爆発及び付帯設備の焼損事故を防
止でき、環境防災及び生産性の向上を図ることができる
排出気液の処理装置を提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、次の技術的手段を講じた。即ち、本発
明は、粉末冶金成形体の半焼成炉から排出される成形バ
インダーの液体と蒸気等の気体を分離し、該気体を焼却
処理する装置であって、前記半焼成炉の底部にバインダ
ー液排出管を設け、該排出管の他端はバインダー液回収
容器に接続し、半焼成炉の側壁下部にバインダー蒸気等
の気体排出管を接続し、該気体排出管の他端を燃焼器に
接続すると共に両排出管にバルブを介装したことを特徴
としている。

【０００９】また、本発明は、前記バインダー液排出管
及び気体排出管の少くとも一方又は両方を加熱保温する
ことを特徴としている。さらに、本発明は、前記バイン
ダー液回収容器は密閉構造とし、該容器内に窒素ガスを
供給すると共に該容器内可燃ガスをガス抜き管により半
焼成炉又は燃焼器に導びくことを特徴としている。

【００１０】

【作用】半焼成炉内のバインダーの液体と蒸気及び還元
ガスの密度は、液体、蒸気、還元ガスの順に小さく、密
度差によって上下に分かれる。本発明によれば、バイン
ダーの液体と、蒸気及び還元ガスの気体とは、別の排出
管により取り出され、密度の大きい液体は炉底に滴下し
て、気化させることなく早く炉外の回収容器に回収さ
れ、バインダー液体への浸炭が少なく品質低下が防止で
き、液体の気化する時間が省けるので生産性が高まる。

【００１１】他方、バインダーの気体は、気体排出管に
より燃焼器に導びかれ、ここで完全燃焼し、気液混焼が
起らず、煤塵の発生がないので、そのまま大気中に放出
される。また、本発明によれば、バインダー液排出管を
加熱保温することにより、バインダー液を最適保熱温度
に保持してその流動性を良くし、前記回収容器への排出
を円滑に行なうことができる。そして、気体排出管を加
熱保温することにより、バインダー蒸気が液化せず、気
液混焼が起こらないので、煤煙発生を防止できる。

【００１２】さらに、本発明は、バインダー液回収容器
が密閉構造とされ、かつ窒素ガスを供給して置換される
ので、該容器内の可燃ガスが外部に漏れることがなく、
また、バインダー液回収容器内で発生した可燃ガスはガ
ス抜き管により半焼成炉内に導びかれ、バインダー液の
排出を促進すると共に、気体排出管から燃焼器に至り焼
却処理される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１において、１は粉末冶金成形体の半焼成炉で、
炉底2 にはバインダー液排出口3 が設けられると共に、
該排出口3 に向って低くなるように炉底2 が傾斜し、バ
インダー液の集合及び排出が早くかつ円滑に行ないうる
ようになっており、側壁4 の炉底2 近傍に気体排出口5
が設けられ、各排出口3,5 にバインダー液排出管6 及び
気体排出管7 が着脱可能に接続されている。

【００１４】なお、半焼成炉1 内のバインダーの液体と
蒸気及び還元ガスの密度は、液体、蒸気、還元ガスの順
に小さくなっているので、半焼成炉1 内での前記バイン
ダーの密度差を利用して、液体と蒸気及び還元ガスの気
体とを夫々分けて排出できる。前記バインダー液排出管
6 には、その外周に保熱ヒーター8 （螺旋状のシーズ電
気ヒーター) 及び温度制御センサー（図示省略) が取付
けられると共に、放熱損失を少なくするために保温材9
で被覆されており、途中にバルブ10が設けられている。
また該排出管6 内には、バルブ10の上側からガス抜き管
11が挿入され、該ガス抜き管11の上端が半焼成炉1 内に
臨入されており、ガス抜き管11の前記排出管6 から露出
した部分には、バルブ12が介装されると共に、外周には
保熱ヒーター13（螺旋状のシーズ電気ヒーター) 及び温
度制御センサー（図示省略) が取付けられると共に、放
熱損失を少なくするために保温材14で被覆されている。

【００１５】そして、バインダー液排出管6 及びガス抜
き管11の他端は、バインダー液回収容器15の開閉自在な
密閉蓋16に着脱自在に接続されており、該容器15内にバ
インダー液が回収され、該容器15内の可燃ガスがガス抜
き管11により半焼成炉1 内に導出されるようになってい
る。なお、バインダー液回収容器15の密閉蓋16にはバル
ブ17を介して窒素ガス供給管18が接続され、バインダー
液の蒸発可燃ガスが外部に漏れると危険なので、密閉構
造とした容器15内を窒素ガスで置換するようになってい
る。

【００１６】前記バインダー液排出管6 の最適保熱温度
は、バインダーの沸点より低く、且つ、できるだけ沸点
に近い温度である。バインダーには色々な種類があり、
その温度的物性は様々で、固体、液体、気体が明確なも
の、気体は明確であるが固体と液体が明確でないものな
どがある。しかし、バインダーの温度的物性の共通点
は、沸点が存在することと、沸点以下の温度では、沸点
に近いほど流動性が良くなるということである。このこ
とから、上記最適保熱温度が選定されている。

【００１７】バインダーの気体排出管7 には、その外周
に保熱ヒーター19（螺旋状のシーズ電気ヒーター) 及び
温度制御センサー（図示省略) が取付けられると共に、
放熱損失を少なくするために保温材20で被覆されてお
り、途中にバルブ21が設けられている。そして、気体排
出管7 の他端7Aは、燃焼器22に臨入状に接続されてお
り、気体は燃焼器22内で助熱パイロットバーナ23により
点火され完全燃焼される。

【００１８】該燃焼器22には、燃焼用空気供給管24が接
続されると共に、燃焼廃ガスを大気放出するための耐火
断熱構造の排ガスダクト25が接続されている。前記気体
排出管7 の最適保熱温度は、該管7 内でバインダー蒸気
が液化しないバインダーの沸点以上の温度で、且つ保熱
コストが安い温度とされており、気体排出管7 内で液化
が起らず、したがって、燃焼器22内において気液混焼が
なく、煤塵（煤煙) の発生がない（図２参照) 。

【００１９】なお、バインダー蒸気は、還元ガスより密
度が大きいので、半焼成炉1 内空間の下部側に、他方還
元ガスは炉1 内空間の上部側にと分離し易く、粉末冶金
成形体の品質むらができ易くなるので、還元ガスが半焼
成炉1 内の下部にも行き渡るように、気体排出口5 を炉
側壁4 の下部の炉底2 近傍に設けてあり、半焼成炉1内
の蒸気と還元ガスの濃度分布を向上させることができ
る。

【００２０】上記実施例において、半焼成炉1 内のバイ
ンダー液は、炉底2 の傾斜面に沿って円滑にかつ早くそ
の排出口3 に集まり、侵炭が少なく、バインダー液排出
管6からバインダー液回収容器15内に流れ込む。そし
て、前記排出管6 は最適保熱温度に保温されているの
で、バインダー液は流動性が良くなり、スムーズに回収
される。バインダー液回収容器15内には、窒素ガスが供
給されて置換され、バインダー液の容器15内での蒸発可
燃ガスは、保温されたガス抜き管11から前記排出管6 上
方の半焼成炉1 内に導びかれる。

【００２１】したがって、可燃ガスが前記回収容器15か
ら漏れることがなく、危険性が解消される。なお、可燃
ガスの半焼成炉1 内に戻される量は、バインダー液回収
容器15内に流入した液の容積と同量で、バインダー液の
前記回収容器15への流入を促進している。他方、バイン
ダーの蒸気と還元ガスは、最適保熱温度に保温されてい
る気体排出管7 から燃焼器22内に導びかれ、助燃パイロ
ットバーナ23により点火燃焼され、排気ガスは排ガスダ
クト25から大気中に放出される。なお、前記気体排出管
7が最適保熱温度に保温されているので、該排出管7 内
を燃焼器22へと導びかれる気体は液化することがなく、
気体のみが燃焼器22内で完全燃焼され、気液混焼にはな
らず、したがって、図２に示すように、煤塵（煤煙) の
発生がなく、従来の集塵機が不要である。

【００２２】また、前記両排出管6,7 の温度は、温度制
御センサーによって検出され、保熱ヒーター8,19によ
り、設定した最適保熱温度に保持される。本発明の上記
実施例によれば、前記両排出管6,7 が着脱自在であるか
ら、管内の掃除が容易であり、半焼成炉1 の適切な位置
に排出口3,5 を開口してあるので、バインダーの液体と
気体を確実に分けて排出することができ、炉底2 をバイ
ンダー液の排出口3 に向って低くなるように傾斜させて
いるため、バインダーの液体を気化させることがなく早
く炉外に排出でき、侵炭が少なく粉末冶金成形体の品質
を向上させうると共に、バインダーの液体が気化する時
間を省くことができ、生産性の向上を図ることが可能で
ある。

【００２３】本発明は、上記実施例に限定されるもので
はなく、例えば、バインダー液排出管6 の内径を大きく
することによって、ガス抜き管11を省略することができ
る。

【００２４】

【発明の効果】本発明は、上述のように、粉末冶金成形
体の半焼成炉から排出される成形バインダーの液体と蒸
気等の気体を分離し、該気体を焼却処理する装置であっ
て、前記半焼成炉の底部にバインダー液排出管を設け、
該排出管の他端はバインダー液回収容器に接続し、半焼
成炉の側壁下部にバインダー蒸気等の気体排出管を接続
し、該気体排出管の他端を燃焼器に接続すると共に両排
出管にバルブを介装したことを特徴とするものであるか
ら、バインダーの液体と気体を分別して、気体のみを燃
焼処理できるので、気液混焼時のような煤塵の発生付着
を防止でき、排ガスダクト内に煤塵が堆積せず、排ガス
ダクト内での粉塵爆発事故を防止して安全でかつ安定し
た運転を行なうことができ、排ガスダクトの定期的清掃
の問題を解消できると共に、集塵機が不要で省電力化で
き、また、バインダー液も安定して回収できるので、付
帯設備の焼損事故が皆無であり、環境防災及び生産性の
向上を図ることが可能である。

【００２５】また、本発明は、前記バインダー液排出管
及び気体排出管の少くとも一方又は両方を加熱保温する
ことを特徴とするものであるから、バインダー液の流動
性を良くして、円滑にかつ早く回収することができ、ま
た、バインダーの蒸気を液化させることがなく、気体の
みを燃焼器に導びくことができ、燃焼器内での気液混焼
を完全に防止でき、煤塵の発生を皆無にして、より一層
安全性を高めることができる。

【００２６】さらに、本発明は、前記バインダー液回収
容器は密閉構造とし、該容器内に窒素ガスを供給すると
共に該容器内可燃ガスをガス抜き管により燃焼器に導び
くことを特徴とするものであるから、バインダー液回収
容器内の可燃ガスが外部に漏れるのを防止して安全性を
高めうると共に、前記可燃ガスを排出して燃焼器に導び
き焼却できるため、より安全な処理が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す縦断面図である。

【図２】本発明実施例と従来例の煤塵濃度を示すグラフ
である。

【図３】従来例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 粉末冶金成形体の半焼成炉 ２ 炉底 ４ 側壁 ６ バインダー液排出管 ７ 気体排出管 ８ 保熱ヒーター ９ 保温材 10 バルブ 11 ガス抜き管 15 バインダー液回収容器 16 密閉蓋 18 窒素ガス供給管 19 保熱ヒーター 20 保温材 21 バルブ 22 燃焼器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粉末冶金成形体の半焼成炉から排出され
   る成形バインダーの液体と蒸気等の気体を分離し、該気
   体を焼却処理する装置であって、前記半焼成炉の底部に
   バインダー液排出管を設け、該排出管の他端はバインダ
   ー液回収容器に接続し、半焼成炉の側壁下部にバインダ
   ー蒸気等の気体排出管を接続し、該気体排出管の他端を
   燃焼器に接続すると共に両排出管にバルブを介装したこ
   とを特徴とする粉末冶金成形体の半焼成炉における排出
   気液の処理装置。
2. 【請求項２】 前記バインダー液排出管及び気体排出管
   の少くとも一方又は両方を加熱保温することを特徴とす
   る請求項１の粉末冶金成形体の半焼成炉における排出気
   液の処理装置。
3. 【請求項３】 前記バインダー液回収容器は密閉構造と
   し、該容器内に窒素ガスを供給すると共に該容器内可燃
   ガスをガス抜き管により半焼成炉又は燃焼器に導びくこ
   とを特徴とする請求項１又は２の粉末冶金成形体の半焼
   成炉における排出気液の処理装置。