JPS5810963B2

JPS5810963B2 - 粉末冶金の連続式焼結炉

Info

Publication number: JPS5810963B2
Application number: JP53106754A
Authority: JP
Inventors: 小川三郎
Original assignee: Chugai Ro Co Ltd
Current assignee: Chugai Ro Co Ltd
Priority date: 1978-08-30
Filing date: 1978-08-30
Publication date: 1983-02-28
Also published as: JPS5534647A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、成形部品の潤滑剤等の除去（以下、単にバ
ーンオフと記す。

）時間の短縮と、保護雰囲気ガスの消費量の低減を図っ
た粉末冶金の連続式焼結炉に関する。

焼結部品は、経済性、寸法精度に優れていることから、
自動車部品を中心として、その生産量は近年飛躍的に増
加し、現在多量生産可能な焼結炉の出現が待たれている
。

ところで、一般に粉末冶金の焼結工程は、（１）粉末冶
金をプレスする際に使用する潤滑剤（ステアリン酸亜鉛
等）を加熱することにより気化させ除去するバーンオフ
工程、（２）潤滑剤を除去した成形部品を保護雰囲気中
で加熱し、焼結させる焼結工程、（３）焼結された部品
を大気中で酸化しない温度まで保護雰囲気中で冷却する
冷却工程からなっている。

そして、上記各工程中において、上記バーンオフ工程に
おける潤滑剤の除去不足、焼結工程時の保護雰囲気の乱
れ等が生じると、成形部品等の処理材に“フクレ”等の
肌荒が発生する。

そこで、従来の焼結炉においては、処理材の肌荒を防止
するために、処理材を取囲む保護雰囲気について厳重な
制限を必要とする関係上、直火式燃焼加熱方式は一切採
用し得す、このため、上記（１）のバーンオフ工程は、
保護雰囲気中で間接加熱により長時間にわたって行う必
要があり、炉長も長く、しかも、保護雰囲気ガスも大量
に必要となっていた。

また、焼結炉出口部のシールは、フレームカーテン方式
、あるいは、アスベストシート吊下げ方式等のシール機
構により行うようになっているため、充分なシール効果
がなく、保護雰囲気ガスの消費量が増大する欠点があっ
た。

更に、フレームカーテン方式のシールの場合、処理材が
炉出口で加熱されるので、処理材の表面が酸化、着色す
る危険があった。

この発明は、上記欠点に鑑みてなされたものであって、
その目的は、連続焼結炉におけるバーンオフ帯に直火式
バーナを配置する一方、冷却帯の抽出端部に保護雰囲気
ガスをシール気体とする気体静圧シール機構を設けるこ
とにより、上記バーンオフ帯を直火式バーナの燃焼生成
ガスと炉内保護雰囲気ガスとの混合雰囲気とし、処理材
を直火式バーナにて加熱し、バーンオフ時間の短縮と調
整雰囲気ガスの消費量の大幅な減少を図ることのできる
粉末冶金の連続式焼結炉を提供しようとするものである
。

以下、この発明を図面に示す一実施例で詳細に説明する
。

第１図は、たとえば、鉄系粉末冶金の連続式焼結炉の全
体構成を示す縦断面図であって、炉本体１内には、処理
材装入口１ａ近傍位置および抽出口１ｂ近傍位置のロー
ラ２，３間に巻装されたメツシュベルト４が延在してお
り、このメツシュベルト４は、駆動ローラ５により装入
口１ａ側から抽出口１ｂ側へと周回するようになってい
る。

炉本体１内における装入口１ａ側には、所定間隔をもっ
て複数の直火式バーナ６．６を設けて、上記メツシュベ
ルト４により搬送されてくる処理材（図示せず。

）の潤滑剤を除去するバーンオフ帯Ａを構成している。

そして、上記バーンオフ帯Ａと第一の中間扉７を介して
連設した抽出口１ｂ側部分には、一定距離にわたって加
熱手段として複数の電熱ヒータ８を設けて、バーンオフ
工程を終了した上記処理材の加熱・焼結を行う焼結帯Ｂ
を構成している。

なお、この場合、焼結帯Ｂにおける上記第一の中間扉７
から所定間隔をおいた位置に、第二の中間扉９を設けて
、その間の温度を焼結帯Ｂ内の温度よりも少し低目の温
度とした予熱帯Ｂ′を構成しておけば、バーンオフ帯Ａ
から焼結帯Ｂへの急激な温度変化を防止することができ
る。

そして、上記焼結帯Ｂおよび予熱帯Ｂ／には、供給口１
０．１０を介して保護雰囲気ガスとして、還元性ガスが
供給されている。

さらに、炉本体１内における上記焼結帯Ｂの第三の中間
扉１２を介して連設した抽出口１ｂ側部分には、所定距
離にわたって、メツシュベルト４により搬送されてくる
焼結工程終了後の処理材を還元性雰囲気内で除冷する徐
冷帯Ｃを構成している。

また、この除冷帯Ｃと抽出口１ｂとの間には、第２図に
示すように、除冷工程を終了した処理材を輻射冷却する
水冷ジャケット１３を上記メツシュベルト４を包囲する
ように設け、かつ、この水冷ジャケット１３内にサイド
循環方式のジェットポンプ１４を設けて、冷却帯りを構
成している。

一方、上記冷却帯りの直後、すなわち、処理材抽出口１
ｂにおける上記メッシュベルト４上部には、炉本体１内
に供給する還元性ガスと同一の雰囲気ガスを用いるシー
ル機構１５を設けている。

このシール機構１５は、第３図に示すように、各下面に
一対のスリンＮ６ａ、１７ａを互いに所定間隔をおき、
かつ、大略逆ハの字状をなすように設けたノズルボック
ス１６．１７により構成しており、各ノズルボックス１
６．１７内に上記圧送ポンプ１１から還元性ガスがコン
トロールバルブ１８ａ、１８ａを介して供給される。

そして、上記一対のスリンｈ１６ａ、１７ａから還元性
ガスをそれぞれ互いに前方において斜交するように、メ
ッシュベルト４下部に設けた底板１９に向けて吹き付け
、対をなすガス流Ｒ，Ｒ間に、炉本体１内圧よりも高い
静圧域Ｐを形成させる。

上記構成において、いま、駆動ローラ５を駆動してメツ
シュベルト４を炉本体１の装入口１ａ側から抽出口１ｂ
側へと周回させ、かつ、保護雰囲気ガス、すなわち、還
元性ガスを予熱帯Ｂ′、焼結帯Ｂ１徐冷帯Ｃへ供給して
炉本体１内に充満させるとともに、圧送ポンプ１１を駆
動して、還元性ガスを各ノズルボックス１６．１７に供
給する。

これにより、各ノズルボックス１６．１７の一対のスリ
ンＮ６ａ、１７ａから還元性ガスがそれぞれ互いに内角
方向に、底板１９に向けて吹き付けられ、対をなすガス
流Ｒ，Ｒ間に、炉本体１内圧よりも高い静圧域Ｐが形成
される。

したがって、炉本体１内還元性雰囲気ガスの抽出口１ｂ
側からの炉本体１外への流出ならびに外気の侵入は１泪
止されるとともに、高い静圧域Ｐと炉本体１側の上記ガ
ス流によって、炉本体１内還元性雰囲気の装入口１ａ側
への安定した雰囲気流れが確保される。

つぎに、バーナ６、電熱ヒータ８を作動し、水冷ジャケ
ット１３およびジェットポンプ１４を作動したのちに、
あらかじめ、プレス工程でプレスされた処理材（図示せ
ず。

）を、メツシュベルト４上に載置して、装入口１ａから
炉本体１内に搬入する。

そして、処理材が、まず、最初にバーンオフ帯Ａに入る
と、処理材は、バーナ６により空気不足の状態で、第４
図のグラフで示すように、約６００〜８００°Ｃに加熱
される。

と同時に、このときの生成ガスに上記した装入口１ａ側
に流れる還元性雰囲気が混合されて、バーンオフ帯Ａの
保護雰囲気は、上記処理材のプレス時の潤滑剤であるス
テアリン酸亜鉛に酸化性をもち、かつ、処理材、すなわ
ち、鉄系のものに対しては還元性である雰囲気組成に調
整される。

したがって、潤滑剤であるステアリン酸亜鉛は、最小限
の保護雰囲気ガスによって、加熱雰囲気による酸化と気
化作用により、処理材から短時間で除去され、処理材の
肌荒れ等が防止される。

しかも、炉内の還元性雰囲気は、抽出端部に形成された
高い静圧域Ｐと、炉本体１側のシールガス流れにより、
装入口１ａ側に常に流れているため、バーンオフ帯の汚
染された雰囲気はバーンオフ帯に滞留することなく速や
かに装入口１ａから排出され、焼結帯Ｂへの流入も確実
に防止される。

つぎに、上記のようにして、バーンオフ工程の終了した
処理材は、メツシュベルト４により、予熱帯Ｂ′に搬送
されて、第４図のグラフで示すように、バーンオフ帯Ａ
と焼結帯Ｂとの温度間における所定温度に加熱される。

ここで、処理材は予熱帯Ｂ′において気孔が急激に埋ま
る温度以下に保たれ、残りの潤滑剤が完全に除去される
とともに、処理材は次工程の焼結帯Ｂ−搬送されて、第
４図のグラフで示すように、約１１００℃〜１１５０℃
で加熱焼結される。

なお、予熱帯Ｂ′を設けない場合の加熱温度は、第４図
において点線で示すようになる。

つづいて、焼結工程が終了した処理材は、メツシュベル
ト４により徐冷帯Ｃに搬入されて、約８００℃程度まで
冷却された後に、冷却帯りに搬入されて、水冷ジャケッ
ト１３による輻射冷却とジェットポンプ１４、炉内雰囲
気の流れによる対流冷却との相乗効果によって、煤の発
生がおさえられながら冷却される。

そして、第４図のグラフで示すように、処理材の温度が
約１５０℃程度となった時点で、処理材はメツシュベル
ト４により抽出口１ｂから完成品として炉本体１外部に
取り出される。

なお、上記実施例においては、処理材の搬送手段として
、メツシュベルト４を用いた場合について説明したが、
トレイブツシャ方式、ウオーキングビーム方式やローラ
ハース方式のものでも同様な作用効果を得ることは言う
までもない。

さらに、焼結帯の加熱手段として、電熱ヒーターを用い
た場合について説明したが、ラジアントチューブバーナ
、マツフル方式等の間接加熱方式でも同様の作用効果を
得ることは言うまでもない。

以上のように、この発明によれば、装入端部から装入さ
れた処理材をバーンオフ帯において保護雰囲気ガスによ
り還元性に保持した状態で、直火式バーナにより加熱し
て、バーンオフを行なうようにしであるので、従来の吸
熱ガス雰囲気を炉内に充満させ、間接加熱方式によるバ
ーンオフ帯に比し、バーンオフ時間を約６０％に短縮す
ることができるとともに、冷却帯の処理材抽出端部に、
ノズルボックスに供給される保護雰囲気ガスを大略逆ハ
の字状に設けた一対のノズルから噴出させてガス流間に
形成される静圧域によって炉本体内部と外部とをシール
するシール機構を設けているので、炉内雰囲気に、装入
側に向けて流れる雰囲気流れを形成させることができ、
バーンオフ帯が大量のバーナからの生成ガスと保護雰囲
気ガスにてパージされ、スムーズにバーンオフされ、処
理材の肌荒れ等を防止でき、良質の製品を得ることがで
きる。

また、保護雰囲気ガス量を従来炉に比較して５０％程度
減少できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の全体構成を示す縦断面図
、第２図は第１図の１−１線切断図、第３図はシール機
構の拡大図、第４図は各帯の温度状態を示すグラフであ
る。１……炉本体、１ａ……装入口、１ｂ……抽出口、４…
…メツシユベルト、６……直火式バーナ、８……電熱ヒ
ーク、１０……雰囲気ガス供給口、１５……シ一ル機構
、Ａ……バーンオフ帯、Ｂ′……予熱帯、Ｂ……焼結
帯、Ｃ……徐冷帯、Ｄ……冷却帯。

Claims

【特許請求の範囲】

１装入端部から装入された処理材を還元性に保持した
状態で加熱する直火式バーナを配置したバーンオフ帯と
、電熱ヒータもしくは、間接加熱手段を配設した焼結帯
と、冷却帯とを順次連通させて設けるとともに、上記焼
結帯に保護雰囲気ガス供給口を設ける一方、上記冷却帯
の処理材抽出端部に、一対のノズルが大略逆ハの字状に
配置されたノズルボックスからなるシール機構を設けた
ことを特徴とする粉末冶金の連続式焼結炉。