JPH0587292B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は球状無機物質粒子の製造法、特に原料
無機物質微粉や生成した球状無機物質が横型回転
式溶融炉の内壁面に付着したり、堆積したりする
のを防止した効率のよい球状無機物質粒子の製造
法に関する。 〔従来技術と問題点〕 従来から球状無機物質粒子の製造法については
いろいろ提案されている。 例えば竪型溶融炉の火炎中にシリカ微粉を通過
させて球状シリカ粒子を得る方法がある。しか
し、これは供給された原料や生成した球状体の一
部が上昇気流とそのもの自体の重量とのバランス
により、溶融又は半溶融の状態で炉内壁面付近を
浮遊して内壁面に溶着又は付着し、これらが次第
に堆積してガスの流れを乱したり、閉塞現象を起
したりするために連続操業ができないこと、又こ
の堆積物を剥離すると溶融炉内壁の内張材の破損
など消耗が激しく、さらにその剥離したものが不
純物として球状体の製品中に混入したりするた
め、その不純物を除去し、製品を回収するいわゆ
る製品の回収率（回収製品重量／供給無機質粉末
原料重量）が悪いという欠点があつた。（特開昭
58−145613号公報） 又、固定の横型炉を用いた例として特開昭57−
95877号公報があるが、竪型炉同様微粉の球状シ
リカは炉壁に付着成長し、操業を不安定とする
上、品質不安定で、かつ製品の収率が低いという
欠点があつた。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、無機物質微粉と燃料ガスとを横型回
転式溶融炉入口に設けたバーナーより供給し、無
機物質微粉を火炎中で熱処理して得られた無機物
質粒子を転動冷却させながら取り出すことを特徴
とする球状無機物質粒子の製造法である。 以下さらに本発明を詳しく説明する。 まず本発明に用いられる溶融炉は通常使用され
ている回転炉いわゆるロータリーキルン型式の円
形の炉であり、炉の一端に原料と可燃ガスとを供
給するバーナーが設けられ、火炎の先端から炉の
他端までが冷却部となり、得られた精品は排気フ
ードに捕集されるように構成されたものである。 本発明において無機物質粉末原料（以下原料と
いう）とは温度2800℃以下の融点を持つ無機物質
である。その具体例としてはシリコン、アルミニ
ウム、ジルコニウム、チタニウム、及びそれらの
酸化物、又これらの化合物があげられる。 使用できる原料の粒度は燃料ガスの供給量によ
り異なるが、完全に溶融できる程度が必要で、通
常最大粒径が500μｍ以下であり、特に300μｍ以
下で平均粒径が１〜30μが好ましい。粒度が500μ
をこえると完全に溶融せず、かつ球状にもなりに
くいので好ましくない。 この原料粉末を酸素又は空気等の支燃ガスに吸
引させてバーナーへ供給する。バーナーは十分高
温の長炎が得られる構造のものが好ましい。例え
ばプロパン、酸素を内部混合させて燃焼すること
によつて高温で安定な長炎が得られる。又水素−
酸素炎も使用可能である。原料の供給量は原料の
種類及び粒度、ガス流量、冷却器、精品捕集系の
大きさによつて異なるが、１〜100Kg／Hr好まし
くは５〜30Kg／Hr程度である。供給量が少ない
と生産性が劣り、多いと火炎中に均一に分散せず
充分溶融しない。 燃料ガスとしては原料を溶融し、無機物質球状
体（以下球状体という）を生成するガスで可燃性
ガスと酸素含有ガスからなるものが通常使用され
る。 可燃性ガスの具体例としては、水素、一酸化炭
素、メタン、エタン、プロパン、アセチレン、エ
チレン、プロピレン等の気体燃料があげられる
が、必ずしもこれに限られるものではなく、他の
炭化水素系のガスであつてもよい。 又灯油及び重油などの液体燃料も使用すること
が可能であり、さらにこれらを併用しても差支え
はない。 酸素含有ガスとは酸素ガスの他、空気等酸素ガ
スを含有するガスがあげられる。 燃料ガスは、バーナーより噴射して供給する。
供給方法は例えばエゼクターフイーダーにより、
高圧の空気又は酸素を用いて粉体を吸引し、バー
ナー中へ供給する方法が有効である。又その供給
量は発生する高温炎の中に原料を充分に分散さ
せ、一定時間滞留させることによつて溶融し球状
体とするに充分な量であればよい。 原料粒子の滞留時間は可燃ガスの量、噴出速度
により火炎の長さ及び高温火炎中での噴出粒子の
速度を調節することができ、長い程よいが、実際
的には0.005〜0.1secが好ましい。 原料の溶融温度は燃料ガスの供給量で調節で
き、温度2800℃程度まですることができるが、炉
材の消耗などを考慮して使用原料に応じて溶融温
度を決定されるが、通常温度1000〜2300℃が好ま
しい。 横型回転式溶融炉の入口に設けたバーナーから
火炎とともに噴出された原料は回転式溶融炉内で
大部分は落下し、回転とともに転動しながら、冷
却部で冷却されて排気フードに捕集され回収され
る。一部、微粉は燃焼排ガスとともに輸送され、
サイクロンやバツクフイルターで回収される。本
発明に用いる回転式溶融炉は金属の円筒のものか
らなるが、放熱をよくするため外側に放熱フイン
を設置することが好ましく、その冷却は空冷又は
水冷いずれでもよい。 又火炎温度が高く、回転体内壁温度が高くなる
場合はカーボランダム、溶融シリカ、アルミナな
どの耐火材料で内張りすればよい。 従来の固定式炉体の場合は溶融された球状体及
び蒸発生成された微粉が炉壁に付着生成してゆく
が、本発明に用いる回転式溶融炉では炉壁に付着
した粉体は落下転動している粉体により直ちにか
きおとされ、かつ炉壁に接つしつつ転動されるた
め、効率よく冷却され、精品を円滑に回収するこ
とが可能である。 なお回転式溶融炉内のガス流速は特に制限はな
いが、溶融炉内の冷却部での粉体の収率をあげる
ためには、極力遅い方が好ましく、具体的には
0.05〜1.0ｍ／secである。又溶融炉の回転速度は
原料その他条件にもよるが１〜20r.p.m好ましく
は２〜10r.p.mである。 以上のように本発明の方法によつて炉内壁面へ
の付着や堆積を防止し、かつ効果的に製品を冷却
し回収でき、安定連続操業が可能となり、良品質
の球状無機物質を製造することが可能である。 実施例 直径２ｍ、長さ８ｍのSUS製回転式溶融炉の
入口に設置したプロパン−酸素バーナーに酸素ガ
ス吸引フイーダーにより、100メツシユ下の硅石
微粉末を50Kg／Hrの速度で供給した。なおバー
ナーにはプロパン20Nm³／Hr、酸素ガス100N
m³／Hrの割合で供給し、温度約2100℃の火炎温
度とした。プロパンガス、酸素ガスは混合して噴
射しているが、その噴射速度は66ｍ／secであり、
このとき1800℃以上の高温火炎部は約80cmあつ
た。回転式溶融炉は4r.p.mで回転させた。 なお、火炎より先の回転式溶融炉内の雰囲気温
度は1000〜1200℃であつた。又、回転式溶融炉の
鉄皮温度は200〜400℃であつた。原料硅石微粉を
バーナーより火炎中に15ｍ／secの速度で供給し
た。高温火炎中の硅石微粉末の推定滞留時間は
0.005〜0.02secであつた。硅石微粉は回転式溶融
炉内を転動しつつ、その出口に移動してゆき、排
ガスフードに排出された。その滞留時間は50〜70
分であつた。精品はフード下部のダンパーを開放
して抜き出したが、その温度は約90℃であつた。 一部微粉はフード上部の排ガスとともに、フー
ド上部の輸送管を通つて、バツクフイルターまで
輸送され捕集された。 10時間操業し、原料500Kg供給したのに対し、
フードより350Kg、バツクフイルターより130Kgの
球状のシリカ製品を得た。 回転式溶融炉の内側にはほとんど付着粉体はな
く、精品の回収率は96％と良好であつた。一部は
煙道その他への付着であると思われる。フード及
びバツクフイルターより回収された精品はＸ線回
折の結果、いずれも結晶のピークは認められずい
ずれも溶融率は100％であつた。 得られた球状シリカ粒子は溶融合着がなく、炉
壁溶融成長のないきれいな球状のものであつた。
その物性を表に示す。

〔発明の効果〕

本発明の球状セラミツク粒子の製造方法は粒子
合着のない、きれいな球状のセラミツク粒子を容
易に効率的に製造することができ、セラミツク原
料や封止用樹脂のフイラーとして使用できる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 無機物質微粉と燃料ガスとを横型回転式溶融
   炉入口に設けたバーナーより供給し、無機物質微
   粉を火炎中で熱処理して得られた無機物質粒子を
   転動冷却させながら取り出すことを特徴とする球
   状無機物質粒子の製造法。