JPH0761904B2 - 焼成品の冷却方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、衛生陶器、瓦、タイル等の窯業製品の焼成炉
における焼成品の冷却方法に関するものである。

（従来の技術） 上記のような焼成品を焼成炉で焼成する場合、昇温工程
ではかなり急激な温度変化を与えることが可能である
が、冷却工程においては陶磁器の変態点を通過させなけ
ればならない関係上、冷却割れを防止するために急激な
温度変化を与えることはできなかった。

このため、従来は第３図に示すように焼成温度（例えば
1200℃）から600℃付近までは比較的速い速度で冷却を
行い、600℃付近から400℃付近までの変態点付近の冷却
割れが生じ易い温度域については40〜70℃/Hというゆる
やかな速度で冷却を行い、その後は再び比較的速い速度
で冷却するという冷却方法が一般的であった。このため
に例えば衛生陶器については、1200℃から100℃まで冷
却するのに約６時間を必要とし、この間は焼成炉を有効
に使用できない等の問題があった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は上記したような従来の問題点を解決して、衛生
陶器、瓦、タイル等の焼成品を、冷却割れを生じさせる
ことなく従来よりも短時間で冷却することができる焼成
品の冷却方法を提供するために完成されたものである。

（課題を解決するための手段） 本発明者は上記の課題を解決するために焼成炉内の各位
置における焼成品の実際の温度変化を詳細に研究した。
その結果、従来の冷却速度の限界であった70℃/Hを越え
た場合には、焼成炉内における焼成品の位置によっては
割れが生じ始めるが、割れない焼成品も多くあること、
そして割れが生じた焼成品は炉内ガスの循環流のデッド
ポイントに置かれ、局部的に70℃/Hをはるかに越える冷
却速度で冷却されていることを確認した。そこで本発明
者は焼成炉内の温度分布を均一化すれば、70℃/H以上の
冷却速度を与えても冷却割れを防止できるのではないか
と考え、本発明に到達したものである。

このようにして完成された本発明は、窯業製品焼成用の
焼成炉の対向する壁面から冷却空気を、一方の壁面から
の冷却風が強いときには他方の壁面からの冷却風が弱く
なる関係を保ちつつ周期的に強弱を付けて炉内に向けて
一定方向に噴出し、両側からの冷却風の衝突位置を炉幅
方向に移動させつつ焼成品を1000℃以上の温度域から室
温付近までほぼ一定の冷却速度で冷却することを特徴と
するものである。

なお一方の壁面からの冷却風の風量と他方の壁面からの
冷却風の風量との比を1.5:1〜5:1としつつ冷却を行うこ
とが好ましい。

これは炉内の温度分布を均一にするために、冷却風を炉
幅方向の1/10〜1/2の範囲内で所定時間ピッチで衝突位
置を移動させつつ衝突させる必要があり、本願発明者が
壁面からの冷却風量を変動させ試験した結果、風量の比
が1.5:1〜5:1の範囲であれば、焼成炉内の温度分布が均
一に近ずき70℃/H以上の冷却速度を与えても冷却割れが
起こらないことを見出したものである。

また両側の壁面からの冷却風の総風量を焼成品の温度低
下とともに次第に増加させつつ冷却を行うことが好まし
い。

以下に本発明を図示の実施例によって更に詳細に説明す
る。

（実施例） 第１図において、（１）は陶磁器類等の窯業製品を焼成
するための焼成炉であり、（２）、（２）はその対向す
る壁面に設けられたバーナーである。これらのバーナー
（２）、（２）には図示のように燃焼用ガスと二次空気
とが供給され、炉内に収納された焼成品の焼成を行うこ
とは従来と同様である。（３）、（３）はこれらのバー
ナー（２）、（２）と同軸上に設けられた冷却風の噴出
口であり、冷却風を炉内の一定方向に向けて噴出する。
冷却工程が開始されると、これらの噴出口（３）、
（３）には冷却空気供給管（４）、（４）を通じて図示
されないブロアから冷却風が供給されるが、これらの冷
却空気供給管（４）、（４）にはそれぞれ流量制御用の
弁（５）、（６）が設けてあり、その開度は一方が開い
たときには他方が閉じ、しかもその開度が周期的に変化
するように電気的に制御されている。これによりA,Bと
記した噴出口（３）、（３）からの冷却風の風量を、第
２図に示した通り周期的に変化させることができる。

このように構成された焼成炉（１）により本発明を実施
するには、まず第３図に示すようにバーナー（２）、
（２）により炉内を例えば1200℃まで加熱して焼成を行
った後、焼成炉（１）の対向する壁面に設けられた冷却
風の噴出口（３）、（３）から冷却風を一定方向に周期
的に噴出する。上記したように、各噴出口（３）、
（３）からの冷却風の強さは、一方の壁面側からの冷却
風が強いときには他方の壁面側からの冷却風が弱くなる
関係を保ちつつ周期的に強弱を付けて炉内に噴出される
ため、第１図に矢印で示したように冷却風の衝突位置が
一方の壁面側に近づいたり、他方の壁面側に近づいたり
して絶えず変化する。このため、焼成炉（１）の内部全
体にわたって冷却風がほぼ均一に行き渡り、冷却風の循
環流のデッドポイントがきわめて発生しにくくなる。

このようにして、本発明においては第３図に破線で示し
たように焼成品を1000℃以上の温度域から室温付近まで
ほぼ一定の冷却速度で冷却する。第３図では冷却速度は
1100℃から100℃までを４時間で冷却しているために平
均して275℃/Hであり、焼成品は従来よりもはるかに急
冷されることとなるが、炉内のどの位置に置かれた焼成
品についても均一な冷却が行われるために、冷却割れが
発生することはない。

なお、均一な冷却を確保するためには、一方の壁面から
の冷却風の風量と他方の壁面からの冷却風の風量との比
を1.5:1〜5:1とすることが望まれる。これよりも風量の
最大比が小さい場合には均一な冷却が得られない部分が
生じ、上記のような急冷を行った場合には割れが発生す
ることがある。また冷却速度をほぼ一定とするために
は、第３図に２点鎖線で示したように両側の壁面からの
冷却風の総風量を焼成品の温度低下とともに次第に増加
させつつ冷却を行うことが必要である。これは冷却の進
行に連れて焼成品と冷却風との温度差が次第に低下し、
熱移動が行われにくくなるためである。

上記の実施例では焼成炉（１）を単独炉とし、冷却風の
噴出口（３）、（３）をバーナー（２）、（２）と同軸
上に設けたが、焼成炉（１）はトンネル炉であってもよ
く、また噴出口（３）、（３）は焼成炉（１）の対向す
る壁面にあればバーナー（２）、（２）とは別の位置に
設けても差支えないことは勿論である。

（発明の効果） 以上に説明したように、本発明によれば衛生陶器、瓦、
タイル等の窯業製品の焼成品を1000℃以上の温度域から
室温付近まで冷却割れを生じさせることなくほぼ一定の
冷却速度で冷却することができるので、従来よりもはる
かに短時間で冷却工程を完了することができ、焼成炉の
有効利用を図ることができる。よって本発明は従来の問
題点を解消した焼成品の冷却方法として、産業の発展に
寄与するところはきわめて大きいものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す断面図、第２図は冷却風
量の時間的な変化の状態を示すグラフ、第３図は冷却工
程の温度変化と冷却風量の変化を示すグラフである。 （１）：焼成炉、（３）：冷却風の噴出口

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】窯業製品焼成用の焼成炉の対向する壁面か
   ら冷却空気を、一方の壁面からの冷却風が強いときには
   他方の壁面からの冷却風が弱くなる関係を保ちつつ周期
   的に強弱を付けて炉内に向けて一定方向に噴出し、両側
   からの冷却風の衝突位置を炉幅方向に移動させつつ焼成
   品を1000℃以上の温度域から室温付近までほぼ一定の冷
   却速度で冷却することを特徴とする焼成品の冷却方法。
2. 【請求項２】一方の壁面からの冷却風の風量と他方の壁
   面からの冷却風の風量との比を1.5:1〜5:1としつつ冷却
   を行う請求項１に記載の焼成品の冷却方法。
3. 【請求項３】両側の壁面からの冷却風の総風量を焼成品
   の温度低下とともに次第に増加させつつ冷却を行う請求
   項１に記載の焼成品の冷却方法。