JPH0651881B2 - 焼結炉 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、処理物から発生するワックスベーパで炉内が
汚染されることのないように工夫した焼結炉に関するも
のである。

［従来の技術］ 粉末成形品は、その成形時における成形性を確保する目
的を主に種々の有機バインダー（以下ワックスと総称）
を混合しているため、焼結段階では、それに先だち含有
ワックス分を十分に除去しておかなければならない。そ
して、近時の焼結炉では、処理物を加熱してワックスを
蒸発除去するデワックス工程と、デワックスされた処理
物をさらに高温に保持して焼結する焼結工程とを連続し
て実施するタイプのものが多い。しかし、このような単
一炉でデワックスと本焼結とを連続的に行なう場合の不
都合な点として、デワックス工程で処理物から発生した
ワックスベーパが炉材に付着凝結し、引き続く焼結工程
で再気化したワックス蒸気が処理物と接触し焼結品の品
質等に悪影響を及ぼすことがある。

そこで、本出願人はかかる一貫工程に付随した炉内汚染
の問題を有効に解決するため、炉内のヒーティングスペ
ースとワーキィングスペースとを開閉可能なタイトボッ
クス（密閉容器）で分離し、そのデワックス時に炉内に
フローガスを導入してタイトボックス内外にタイトボッ
クス内を相対的低圧とする差圧を生じさせ、タイトボッ
クス内の処理物から発生するワックスベーパを流入フロ
ーガスと共にタイトボックスに接続してある排気管から
直接炉外に排出せしめるようにした方式の一連の新しい
焼結方法を既に特願昭57-129327号などで提案してい
る。すなわち、このタイトボックスを用いた差圧ガスフ
ロー方式によると、タイトボックスに収納された処理物
からデワックス工程時に発生するワックスベーパを炉内
に漏出させることなしに炉外に排出できるので、炉内の
ヒーテイングスペースにおけるワックス汚染問題から開
放される。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、上記のタイトボックス形式の構造を採用する
場合の問題点として、タイトボックスを内設することに
より焼結炉がコスト的に割高となることがある。すなわ
ち、この種の焼結炉において、直接又はバスケットに収
納して処理物が装入されるタイトボックスは、処理物の
大きさ、種類、数量等に対し広汎に対応できるものでな
ければならないから必然的に大形でかつ内容積の大きい
円筒形のものが使用されることになる。しかるに、タイ
トボックスはその機能上（耐熱性、非反応性等）からグ
ラファイトの一体成形物を用いるのが普通であり、かか
る大型のタイトボックスでは、それ自身非常に高価なも
のとなる。また、タイトボックスが大型長尺で重量化す
ることに伴ない、炉内でこれを堅牢安定に支持するため
の構造が複雑となり、またタイトボックスには炉内にお
けるセッティング状態でその底部などに内部からフロー
ガス（ワックスベーパ）を炉外に排出させる排気管を接
続しなければならないが、この排気管を隙間なく接続す
るために精確な嵌め合せ構造が必要となり、これらの構
造複雑化によってもコスト増を余儀なくされる。

その上、タイトボックスの内容積が一定であるため、不
要空間が大きく、それがため平均流動速度が遅く、また
空間体積に対して処理物表面積の比率が低くなり、処理
の一均化、脱脂率の向上が図れないという難点がある。

本発明は、このような問題に対処すべく、タイトボック
スを利用したガスフロー方式による利点を活しながら、
その欠点であるタイトボックスの大型、炉内構造の複雑
化などの制約を解消できるようにした改良された焼結炉
を新たに提供するようにしたものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記問題点を解決するために、ガス流入通路
とガス流出口とを有し炉内において処理物を密閉状態で
収納する容器と、この容器の前記ガス流出口に接続され
該容器内を炉外に連通する排気管とを具備してなり、炉
内を加熱するとともに、炉内にフローガスを導入して容
器内外に容器内を相対的低圧とする差圧を生じさせ、容
器内に前記ガス流入通路からフローガスを流入させる一
方、フローガスを容器内の前記処理物より発生するワッ
クスベーパと共に前記排気管を通して直接炉外に排出さ
せてデワックスするように構成された焼結炉において、
前記容器を炉に対して出し入れ可能なバスケットとし、
このバスケットを処理物を収納して炉内に配設するとと
もに、該配設位置でバスケットのガス流出口を炉に固設
した排気管に脱着可能に連通させてなることを特徴とし
ている。

［作用］ 本発明の焼結炉によると、炉内に装入した処理物をデワ
ックスするときは、そのバスケット内で処理物を加熱す
るとともに、炉内に導入したフローガスをバスケット内
外に設定した差圧でバスケット内に一方的に流入させ、
さらにバスケット内で処理物から発生するワックスベー
パと共に該バスケットに接続される排気管から炉外に直
接排出させることができる。すなわち、本発明の焼結炉
では、炉内に定置されるタイトボックスに代え、処理物
を収納して炉内に出し入れ可能な密閉形のバスケットに
タイトボックスの役目を兼ねさせるようにしたものであ
る。そして、この焼結炉によれば、炉内に大型のタイト
ボックスをセットする必要がなく、炉内構造を簡単なも
のにできるし、他方タイトボックスを兼ねるバスケット
は収納する処理物に応じてその大きさ、形状を自由に選
択できて嵩ばらず、コスト的も安くつく。そして、バス
ケット内を炉外と連通させる排気管との接続構造も、簡
便な種々の機構が利用でき、炉内に大型円筒形のタイト
ボックスを設置する場合のような煩雑さもなくなる。そ
の上、処理物の大きさ応じて最適なバスケットを選定す
ることにより、炉内に配置されてタイトボックスとして
機能するときに、不要な空間を小さくして、平均流動速
度を速く、また空間体積に対する処理物表面積の比率を
高くできることになり、処理の一均化、脱脂率の向上が
図れるものとなる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図、第２図は、本発明に係る焼結炉の内部構造の概
要を図示しており、図において１はチャンバー（炉
体）、２は炉内の炉床３に載置されるバスケット、４は
このバスケット２の周囲でチャンバー１内に配置される
ヒータを示す。

前記バスケット２は、この場合箱形の本体２ａに開閉可
能な天板２ｂを蓋着して構成した密閉形のもので、天板
２ｂを冠着した状態でバスケット２内を外部と連通する
ガス流入通路５とガス流出口６とを設けている。ガス流
入通路５は外部からバスケット２内にガスの微量な流入
を可能ならしめるためのもので、図示の例ではその本体
２ａとこの上に冠着される天板２ｂとの間に形成される
微小な隙間を利用するようにしている。一方、ガス流出
口６はバスケット２内からガスを炉外に排出させるため
のものであって、本体２ａの底部中央に開口され、以下
に述べる如く炉床３上で排気管に接続される。そして、
このバスケット２は、その内部に炉外で処理物Ａを適当
に収納し（図では仕切板７で上下に分室し処理物Ａを多
段積みしている）、この状態で炉内に装入される。な
お、バスケット２は全体がグラファイトで形成されてい
る。

しかして、バスケット２を炉内に装入し、前記炉床３上
の所定の位置に載置させると同時に、そのガス流出口６
が炉外と連通する排気管８と接続される。すなわち、炉
床３の所定の位置にチャンバー１を貫通して炉外に延出
する排気管８の一端が開口されており、この排気管８の
位置に前記ガス流出口６を一致させるようにしてバスケ
ット２を載置すると両者が会合してバスケット２内が排
気管８に連通され、さらにバスケット２の底面がフラッ
トな炉床３に面接触してその接続部位の気密性が保たれ
る構造となっている。そして、排気管８が開口する炉床
３の上面側に、第２図に示すように、その開口部を広幅
に延長する長溝９を設け、この長溝９とガス流出口６と
の会合により所要の接続状態が得られるようにし、バス
ケット２のセッティングを一層容易にしている。

このようにしてバスケット２の炉内でのセッティングが
終ると、炉内の内設ヒータ４をONしてバスケット２内の
処理物Ａを必要なデワックス温度に加熱昇温するととも
に、図示してないがチャンバー１に付設してあるガス導
入管からフローガス（不活性ガス）を炉内に所定の圧力
で導入する。このさい、導入されるガスが低圧フローの
場合であれば、前記排気管８から炉外の真空ポンプでバ
スケット２内を真空吸引し、また導入ガスが高圧フロー
の場合であれば該排気管８を炉外の大気雰囲気中に開放
せしめ、いずれにしても炉内でそのバスケット２の内外
で該バスケット２内を相対的低圧とする差圧を生じせし
めるようにする。すると、炉内に導入されたフローガス
はバスケット２のガス流入通路５から一方的に流入し、
さらにこのバスケット２内に流入したフローガスはその
処理物Ａから発生するワックスベーパと共にそのガス流
出口６から排気管８を通して直接炉外に排出される。つ
まり、デワックス時にバスケット２内で発生したワック
スベーパはその内外の差圧によってバスケット２から炉
内に漏れ出すことがなく、フローガスと共に悉く炉外に
排出されるのである。

かくして、処理物Ａのデワックス工程が完了したなら
ば、処理物Ａをそのままバスケット２内に収納した状態
で炉内をさらに高温に昇温し、バスケット２内にを真空
又は加圧調整して引き続き焼結工程に移る。

以上に述べた焼結方法（デワックス方法）は、本出願人
が提案して来た従来のタイトボックスを用いた差圧ガス
フロー方式と基本原理においては全く共通したものであ
る。しかし、この方法ではタイトボックスを使用せず、
処理物Ａを収納して炉内に出し入れ可能なバスケット２
を密閉容器として利用するようにした点で従来の方法と
明確に区別されるものである。すなわち、かかるバスケ
ット２をタイトボックスに兼用するものであれば、炉内
に大型の高価なタイトボックスを設置する必要がなくそ
の支持構造も不要となって、炉内構造が簡素で炉の製作
コストを大幅に下げることができる。また、この場合に
は、そのバスケット２を処理物Ａに応じて自由な大き
さ、形状のものにできる便宜が図れる利点がある。つま
り、処理物Ａの種類等に対応して最適のバスケット形
状、寸法が選べ、またグラファイトで形成するにしても
一体成形品でなくその組立品が活用できて、製作の便と
コストの両面で有利となることである。そして又、かか
るバスケット２を用いれば、そのガス流出口６と排気管
８との接続を、バスケット２を適当に位置決めして炉床
３に載置するだけで行なえるものとなり、従来タイトボ
ックスと排気管の接続に高加工精度と煩雑な組立作業を
必要としていたのと比較すると、構造簡易で作業至便な
ものとできる。その上、処理物Ａの大きさに応じて最適
なバスケット２を選定することにより、炉内に配置され
てタイトボックスとして機能するときに、不要な空間を
小さくし、その結果、平均流動速度を速く、また空間体
積に対する処理物表面積の比率を高くできることにな
り、処理の一均化、脱脂率の向上が図れるものとなる。

次いで、本発明の他の実施例乃至変形例について説明す
る。

第３図は、前記実施例のものとバスケットの形態を変え
たものの例を示しており、この場合は、各々内部に処理
物（図示省略）を収納しかつ底部中央にガス流出口６を
設けた上部開口形のバスケット本体２ａを、上段が下段
の開口部を塞ぐようにして多段に積重し、最上段のもの
にその開口部を塞ぐ天板２ｂを蓋着して密閉形のバスケ
ット２に構成したものである。そして、天板２ｂと最上
段のバスケット本体２ａとには、やはりガス流入通路５
を設けている一方、隣接するバスケット同士がガス流出
口６で相互に連通され、さらに最下段のバスケット本体
２ａのガス流出口６が炉床３上で排気管８と接続される
ようにしている。このような段積構造のバスケットを使
用しても、前記単一形のバスケットの場合と同様に活用
でき、さらに熱処理作業のバリエーションが拡大できる
ものとなる。

また、第４図と第５図は、バスケット２に対する排気管
８の接続構造を改変した変形例を示すもので、まず第４
図のものは、バスケット本体２ａの側面にガス流出口６
を開口させておき、バスケッロ２を炉内にセットした
後、チャンバー１を貫通させて配設した排気管８をその
ガス流出口６に押接して接続するようにしたものであ
る。また、第５図の例は、バスケット２の天板２ｂと排
気管８とを一体化しておき、本体２ａに天板２ｂを蓋着
すると同時にバスケット２内に対し排気管８が連通接続
できるようにしたものである。そして、これらいずれの
場合も、排気管８又は天板２ｂを炉外の駆動機構により
往復動させることにより比較的簡易に排気管８の着脱操
作を行なえるものである。

なお、図示の例では、バスケット２のガス流入通路５を
いずれもその本体２ａと天板２ｂとの間に設けるように
しているが、所望によりバスケット２の適宜の部位に設
けることができる。また、図示例では、いずれも箱形の
バスケット２を示すが、既述のようにその形状等は別段
問わない。

［発明の効果］ 以上のように、本発明の焼結方法によると、処理物を収
納して炉内に出し入れされるバスケットにガス流入通路
とガス流出口を設け、このバスケット内で処理物から発
生するワックスベーパを差圧ガスフロー方式により炉内
に漏らすことなく、直接炉外に排出できるようにしたも
のである。そして、バスケットにタイトボックスの役目
を兼用させるようにしたことにより炉内の構造が非常に
簡素化でき、設備のコストを低くかつ炉の製作組立を簡
便ならしめることができる。また、タイトボックス兼用
のバスケットは、処理物に応じてその形状、大きさ等を
自由に選択できる利点も大きい。

そして、最適なバスケットを選定することにより、炉内
に配置されてタイトボックスとして機能するときに、不
要な空間を小さくし、その結果、平均流動速度を速く、
また空間体積に対する処理物表面積の比率を高くできる
ことになり、処理の一均化、脱脂率の向上を果たせるも
のとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る焼結炉の内部構造を示
す概略断面図であり、第２図はそのバスケットのガス流
出口と炉床の排気管との接続構造を示す概略平面図であ
る。第３図はバスケットの変形例を示す要部の断面図で
ある。第４図と第５図は、いずれもバスケットのガス流
出口に対する排気管の接続構造の変形例を示す概略断面
図である。 Ａ……処理物 １……チャンバー ２……バスケット ２ａ……本体、２ｂ……天板 ３……炉床 ４……ヒータ ５……ガス流入通路 ６……ガス流出口 ７……仕切板 ８……排気管 ９……長溝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガス流入通路とガス流出口とを有し炉内に
   おいて処理物を密閉状態で収納する容器と、この容器の
   前記ガス流出口に接続され該容器内を炉外に連通する排
   気管とを具備してなり、炉内を加熱するとともに、炉内
   にフローガスを導入して容器内外に容器内を相対的低圧
   とする差圧を生じさせ、容器内に前記ガス流入通路から
   フローガスを流入させる一方、フローガスを容器内の前
   記処理物より発生するワックスベーパと共に前記排気管
   を通して直接炉外に排出させてデワックスするように構
   成された焼結炉において、前記容器を炉に対して出し入
   れ可能なバスケットとし、このバスケットを処理物を収
   納して炉内に配設するとともに、該配設位置でバスケッ
   トのガス流出口を炉に固設した排気管に脱着可能に連通
   させてなることを特徴とする焼結炉。