JPH11183033A - 高純度粉体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 炉心管の寸法精度が十分確保されていない場
合においても炉心管の芯出し精度を確保し、炉心管の固
定部に滑りを発生させずに、外部からの回転動力を安定
して炉心管に伝達するロータリーキルン炉心管の回転支
持方法の提供。 【解決手段】 円筒炉心管を有する回転炉を用いる高純
度粉体の製造方法であって、炉心管の円周方向に複数に
分割され且つ半径方向及び円周方向の固定長さが調節可
能な支持具を有し、且つ外部からの回転駆動を炉心管に
伝達しうる構造を有する回転炉内で原料粉体を加熱する
ことを特徴とする高純度粉体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転炉炉心管の回
転支持方法に関するものであり、特にセラミック、ガラ
ス等の無機材料製の円筒炉心管を用いる場合に適したも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、セラミック粉等の粉体を連続
的に焼成・乾燥するに際しては、ロータリーキルン方式
の加熱装置を用いるのが一般的となっている。この加熱
装置は一定の速度で回転している円筒状の炉心管を備え
ており、片側端部入口より投入された原料粉は回転によ
って反対端部出口へ移送される。この移送の間に炉心管
外面に配された加熱体からの熱伝達により所定の温度ま
で加熱される。特に高純度が要求されるセラミックス原
料粉体の焼成や乾燥においては、セラミックス原料から
発生した重金属蒸気が炉心管材質と反応して、生成物を
生じたり、炉心管材質が直接被加熱粉体と接することに
より摩耗粉が発生してコンタミが生じることは望ましく
ない。このため、直接粉体と接する炉心管の材質として
も高純度かつ高密度のセラミック材料もしくは高純度ガ
ラスが要求されることになる。

【０００３】しかし、高純度かつ高密度のセラミック材
料や高純度ガラス材料で炉心管を形成した場合には、熱
的に十分な機械的強度が得られない恐れがある。このこ
とから特開平６−３０５４号公報、特開平５−４５０６
１号公報の実施例に見られるように、高純度かつ高密度
のセラミック材料からなる内筒を耐熱金属からなる外筒
に挿入した二重構造が提案されているが、これら実施例
には内筒を固定し、回転させる方法・構造の具体的な記
載はない。また、一般には、炉心管を固定するには特開
平３−７９９８４号公報にあるように、グランドを炉心
管外表面にグランド押さえにて密着させることにより固
定するグランドシール構造が採用される。図４に、グラ
ンドシール構造による、従来技術の炉心管支持方法を示
す断面図を示す。図４中、１は炉心管、３は電気ヒー
タ、４は回転伝動装置、１３はグランド、１４はグラン
ド押さえである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、小型炉や処理
される炉心管内の原料の充填率が小さい時など、円筒炉
心管の回転荷重が小さい場合には、従来のグランドシー
ル方式でもグランドシールの摩擦力で滑りが無く十分回
転動力を伝達することができる。ところが、大型の回転
炉や炉心管内の原料の充填率が大きい時など、回転荷重
が大きい場合は、グランドシールの摩擦力だけでは、グ
ランドシールと炉心管との間に滑りが発生し、うまく回
転動力を伝達することができなくなることが分かった。
また、グランドシールの締め付け初期の段階では十分な
摩擦力が確保できていても、経時的に締め付け箇所にゆ
るみが発生し、徐々に摩擦力が低下し滑りが発生する恐
れがあり、定期的な締め付けが必要となることも分かっ
た。これら滑りの発生により炉心管の安定した回転が確
保できない場合は、原料の処理条件が変化し製品品質が
安定しないなどの問題が発生することになる。

【０００５】そこで、これらの問題を解決するために、
例えば特願平８−３０９１７５の実施例には回転炉を分
割支持した構造が提案されているが、寸法精度が十分期
待できないセラミックやガラス等の炉心管に対する具体
的な支持部の構造は明示されてはいない。炉心管を支持
固定するに際しては、採用しようとする炉心管の寸法精
度が十分確保できない場合、これを支持固定する部分の
構造によって、炉心管の寸法精度の差を吸収できるよう
な構造とする必要がある。しかし、セラミックやガラス
等の材料を炉心管として用いた場合、破損のおそれなど
がある問題から、炉心管と駆動部分との取り合い部分に
於いて炉心管を支持固定する場合に強固に締結すること
ができない。このため、本発明者らは先に特願平９−１
０８９０２において炉心管表面に設けられた突起と、こ
の突起とはめ合い構造を持つ支持部とによって炉心管に
対して外部からの回転動力を伝達する方法を提案した。
ところが、セラミックやガラス等の炉心管に対しては寸
法精度が十分期待できないため、炉心管を支持固定する
方法に調整機構を持つことが必要となってくる。また、
炉心管の芯出し精度を確保するためにも調整機構が必要
となる。そこで、支持部の具体的な構造について更に検
討することが必要となる。

【０００６】本発明は、これらの問題に鑑みてなされた
ものであって、炉心管の寸法精度が十分確保されていな
い場合においても炉心管の芯出し精度を確保し、炉心管
の固定部に滑りを発生させずに、外部からの回転動力を
安定して炉心管に伝達するロータリーキルン炉心管の回
転支持方法の提供を目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、円筒炉心管を
有する回転炉を用いる高純度粉体の製造方法であって、
炉心管の円周方向に複数に分割され且つ半径方向及び円
周方向の固定長さが調節可能な支持具を有し、且つ外部
からの回転駆動を炉心管に伝達しうる構造を有する回転
炉内で原料粉体を加熱することを特徴とする高純度粉体
の製造方法に存する。かかる方法により、炉心管の寸法
精度に左右されずに炉心管の支持固定による炉心管の芯
出し精度が確保でき、さらに、炉心管支持部での炉心管
の滑りを防止し、安定して回転動力を伝達することがで
きる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で用いる回転炉は円筒炉心管を有するものであ
る。円筒炉心管には外部より回転駆動力が伝達される。
尚ここで外部とは炉心管の外部をいう。例えば円筒炉心
管を支持部により固定し、これを介して駆動力を伝達す
ることができる。ここで支持部とは、炉心管を支持・固
定し、回転駆動力を伝達しうる構造を指す。具体例を図
１、図２に示す。

【０００９】図１は本発明の回転炉炉心管の支持方法を
用いた回転炉の一例を示す側面図である。図２は図１に
おけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。図１に示すよう
に、炉心管１が２カ所もしくはそれ以上の複数の支持部
２で固定され、この炉心管１を取り囲んで配設された加
熱手段としてのヒータ３を備えており、支持部２は回転
伝達装置４上に設置されている。また、炉心管１と支持
部２への回転伝達機構としては回転伝達装置４から支持
部２へ回転を伝達するために歯車などの一般的な伝達機
構で取り合っている。

【００１０】炉心管１はこの円周方向に沿って複数に分
割された支持具１０によって支持固定されており、この
支持具１０は支持棒１２および調整機構９を介して支持
部２に取り付けられている。この支持棒１２は支持部２
への取り付け部である調整機構９において、おのおの半
径方向に固定長が調節可能な構造となっている。これに
より、支持具１０は炉心管の半径方向に対して固定長が
調整可能となっている。また、同様に調整機構９の調整
により炉心管１の円周方向にも支持具１０の位置の調整
が可能となっている。

【００１１】上記構造によれば、炉心管１は円周方向に
分割配置されたそれぞれ独立な支持具１０によって固定
され、支持具１０は炉心管１に対して円周方向および半
径方向の固定長が自由に調節可能であるため、炉心管の
形状や寸法精度に合わせて円周方向位置および半径方向
位置に対して任意の支持固定位置を設定できる。炉心管
の材質としては運転温度に対する耐熱性、被加熱物によ
る磨耗性や化学反応などによる製品へのコンタミネーシ
ョン防止の観点から適宜選択すればよい。例えば、高純
度且つ高密度のセラミックス、ガラス材料が挙げられ
る。高純度且つ高密度のセラミックスとしては、被加熱
物へのコンタミネーションが実質的に問題とならない程
度にまで高純度であればよく、また熱処理中に実質的に
被加熱物との反応により重金属蒸気等の反応生成物が発
生して品質上問題となることがない程度に高密度であれ
ば足る。目的とする高純度材料と共材とすることも、よ
り望ましい態様として挙げられる。具体的には、純度９
９．５％以上のアルミナ焼結体、ジルコニア焼結体、炭
化珪素、窒化珪素、高純度の石英ガラス、等が挙げられ
るがこれらに限定されるものではない。いずれにしても
目的及び使用条件に応じて適宜選択すればよい。

【００１２】以上説明した炉心管及び支持構造を有する
回転炉を用いて粉体を加熱することにより、高純度粉体
を製造することができる。ここで被加熱物としては、回
転炉により熱処理することができる粉体、粒状体であれ
ば特に制限なく用いることができ、これらを本発明の回
転炉を用いて熱処理することにより、コンタミネーショ
ンのない粉粒状の高純度材料を極めて効率よく製造する
ことができる。粉粒状の高純度材料としては上記被加熱
物を熱処理して得られるものであれば特に限定されない
が、具体的には、例えばチタン酸バリウム系の誘電材
料、チタン酸ジルコン酸鉛系の圧電材料などの機能性セ
ラミックス材料、石英ガラス粉等の高純度ガラス材料等
であって粉末状、粒状のもの等が挙げられる。

【００１３】

【実施例】次に本発明を実施例により更に具体的に説明
する。 実施例１ 図３は炉心管支持部と調整機構９の詳細構造を示すもの
であり、図１におけるＡ−Ａ線に沿う詳細断面図であ
る。石英ガラス製の内径４００ｍｍ、肉厚５ｍｍの炉心
管１の周方向に４分割されたセラミック製の支持具１０
で炉心管１が支持されている。

【００１４】この支持具１０は、１個につき２本の支持
棒１２で支持具取り付けピン３９を介して支持されてい
る。ピン接続とすることにより、支持棒１２に対して支
持具１０が可動する構造となっている。支持棒１２の調
整機構９は図３に示すような構造となっており以下に詳
細を説明する。支持棒１２は支持具１０との接合部とは
反対側の端部に設けられたネジにより支持棒固定ナット
３２を用いて支持棒支持部３１に固定されている。支持
棒固定ナット３２の調整により支持棒支持部３１に対す
る支持棒１２の位置を調整することができる。この支持
棒固定部３１は支持棒支持部取り付けピン３８により支
持部２に取り付けられている。このピンを中心として支
持棒支持部３１は支持部２に対して傾きを持たせること
ができる。この傾きにより支持具１０は炉心管１の周方
向に移動する。支持棒支持部３１は支持棒支持部位置決
めボルト３４および支持棒支持部位置決め板３６により
位置決めされており、支持棒１２の炉心管１に対する傾
きを調整することができる。

【００１５】支持棒１２の固定長を支持棒固定ナット３
２で調整し、支持棒固定部位置決めボルト３４および支
持棒固定部位置決め板３６を調整して支持棒１２の傾き
を調整することにより、支持部２に対する支持具１０の
位置が任意に変更できるため、支持具１０を炉心管１の
外表面に対して任意の位置に設置することができる。こ
のことから、炉心管１の製作精度に左右されずに支持具
１０で炉心管１を保持し、炉心管１の芯出し精度を確保
できる。

【００１６】本構造により炉心管の寸法精度に左右され
ずに炉心管の芯出し精度が確保でき、回転炉の運転の結
果、安定した回転が確保できた。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の回転炉炉
心管の支持方法によれば、炉心管に安定した回転を伝達
することができる。支持具の形状としても、炉心管の材
料、強度、運転条件に応じて適宜選定できる。従って幅
広いロータリーキルンの炉心管の固定に使用可能である
ため工業的に有用であり、本発明の高純度粉体の製造方
法により高純度粉体を効率良く製造することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転炉炉心管の支持方法を用いた回転
炉の一例を示す側面図

【図２】図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図

【図３】図１におけるＡ−Ａ線に沿う詳細断面図

【図４】従来技術の炉心管支持方法を示す断面図

【符号の説明】 １ 炉心管 ２ 支持部 ３ 電気ヒータ ４ 回転伝動装置 ５ 同軸シャフト ６ チェーン ７ 電動機 ８ 分割位置 ９ 調整機構 １０ 支持具 １１ 詰め物 １２ 支持棒 １３ グランド １４ グランド押さえ ２２ 保護管 ２３ 加熱体 ２４ 入口 ２５ 出口 ２６ 被焼成物もしくは被乾燥物 ２７ 滑り止め ２８ 間隙 ２９ 間隙 ３１ 支持棒支持部 ３２ 支持棒固定ナット ３３ ワッシャ ３４ 支持棒支持部位置決めボルト ３５ 固定ナット ３６ 支持棒支持部位置決め板 ３７ 支持棒支持部位置決め板固定ボルト ３８ 支持棒支持部取り付けピン ３９ 支持具取り付けピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉川 時文 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石１番１号 三菱化学株式会社黒崎事業所内 (72)発明者 三嶋 隆之 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石１番１号 三菱化学株式会社黒崎事業所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒炉心管を有する回転炉を用いる高純度
   粉体の製造方法であって、炉心管の円周方向に複数に分
   割され且つ半径方向及び円周方向の固定長さが調節可能
   な支持具を有し、且つ外部からの回転駆動を炉心管に伝
   達しうる構造を有する回転炉内で原料粉体を加熱するこ
   とを特徴とする高純度粉体の製造方法。
2. 【請求項２】円筒炉心管を有する回転炉を用いる粉体の
   加熱方法であって、炉心管の円周方向に複数に分割され
   且つ半径方向及び円周方向の固定長さが調節可能な支持
   具を具備し、且つ外部からの回転駆動を炉心管に伝達し
   うる構造を有する回転炉内で粉体を加熱することを特徴
   とする粉体の加熱方法。
3. 【請求項３】円筒炉心管を有する回転炉の円筒炉心管支
   持方法であって、炉心管の円周方向に複数に分割され且
   つ半径方向及び円周方向の固定長さが調節可能な支持具
   を有し、且つ外部からの回転駆動を炉心管に伝達しうる
   構造により円筒炉心管を支持することを特徴とする円筒
   炉心管の支持方法。