JPS5932570Y2 - 連続式アルミニウム焼結炉 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は連続式焼結炉とりわけ連続式アルミニウム焼結
炉に関するものである。

アルミニウム又はアルミニウム合金の粉末やその圧粉体
を焼結する場合には、還元性雰囲気を用いて所定温度に
加熱する手法がとられるが、アルミニウムの焼結はその
温度管理もさることながら、酸素分との反応が不可とさ
れるため厳密な炉気管理を必要とし、きわめて露点の低
い良好な炉気条件で処理されなければならない。

このようなことから工業的にアルミニウムの焼結を行う
場合、従来では一般に、アンモニア分解ガスや水素ガス
などを連続送入するようにしたトンネル状加熱室の前後
に雰囲気置換室を設け、プッシャーにより被処理物を雰
囲気置換室に入れ、ここに上記ガスを供給排出してトレ
ーや粉体から酸素分を除去し、順次加熱室に送り込む構
造が採用されていた。

しかし、このような構造ではいわゆる自然換気に近い条
件で酸素分除去がなされるだけであるため、細かい粉末
粒子間に混入している酸素分を効率よく除去できず、長
時間にわたり多量の還元性ガスを供給しても十分な結果
が得られない。

このことから生産性が低下するだけでなく、残留酸素弁
がそのまま加熱室に持込まれ炉気の汚損により露点を上
昇させるので品位、品質の良好なアルミニウム焼結晶を
得られないという不具合があり、これはとくに薄物のよ
うに生産を高めるため多段に重ねて処理を行うような場
合や形状が複雑で凹凸の多い被処理物の場合に顕著であ
った。

本考案は前記の事情から考案されたもので、被処理物や
これを収容したトレーから酸素分を確実に除去し炉気を
適切な低露点に保たせながら能率よく焼結でき、多段重
ねの薄物や複雑形状のアルミニウム製品の焼結に好適な
この種連続式焼結炉を提供しようとするものである。

以下本考案の実施例を添付図面に基いて説明する。

第１図と第２図は本考案に係るアルミニウム連続式焼結
炉の概要を示すもので、１は耐火物の内側にヒータ５を
取付けその内側に長手方向を貫通する炉芯管６を設けた
炉本体で、炉芯管６の前端にはプロケラト１１を内蔵し
たガスタイトボックス７が連設され、このガスタイトボ
ックス７と炉本体１のあいだに排気筒９が設けられてい
る。

２はガスタイトボックス７の前部に連設され内部に予熱
ヒータ１０を設けた入口部である。

３は前記炉芯管６の後側に連設された冷却部で、水冷チ
ューブ４４とシロッコファン４５を備えたバイパス管４
６により冷気循環式に強制冷却を行うようになっており
、この冷却部３と炉本体１のあいだにアンモニア分解ガ
スもしくは水素ガスなどの炉気用ガスのメインガス供給
系８が接続されている。

そして前記冷却部３の後側にはヌプロケット１１′を内
蔵したガスタイトボックス７′が連設され、前後のスプ
ロケツＮ１，１１’にコンベア用の無端チェーン１２が
懸回されることでエンドレスコンベアが構成され、送り
側は炉芯管６に通され、戻り側は両ガスタイトボックス
７．７′を連絡する半筒７１に納められている。

４は前記ガスタイトボックス７′に連設された出口部で
ある。

ここで、前記入口部２と出口部４はそれぞれ内底部に前
記無端チェーン１２と略同レベルの高さで駆動ローラ１
３ 、１３’が配設され、後述のように無端チェーン１
２と連繋作動して被処理物を無端チェーン１２に移置し
、またはこれから移置されることで搬送を行うようにな
っている。

そして、前記入口部２と出口部４には、それぞれ前後で
１組となった開閉扉１４，１５，１４’、１５’が挿入
され、この開閉扉１４ 、１５ 、１４’、 １５’に
より気密室１６ 、１６’が構成されるようになってお
り、外気に接する開閉扉ｉ ｓ 、 ｉ ｓ’の内側に
は上下一対からなるガスシャワ一部１７ 、１７’が取
付けられている。

そして、前記開閉扉１５ 、１５’の外側にはそれぞれ
装入用コンベア１８と抽出用コンベア１９が配設され、
台車コンベアや早送りローラコンベア２０などによりエ
ンドレス状の搬送路を構成している。

そして、前記入口部２と出口部４のうち少なくとも入口
部２あるいは必要に応じ入口部２と出口部４のツカには
、第２図および第３図で示す如く、駆動ローラ１３より
も下側に外部のロータリーポンプの如き吸気ポンプ２１
と接続した吸気部２２が設けられ、上部にはメインガス
供給系と通じた雰囲気給入部２３が設けられ、自動開閉
バルブ２４．２５により減圧とガス注入を交互に切換え
操作するようになっている。

また、トンネル構造中で炉気を効果的に遮断させつつ前
記減圧とガス注入による酸素分除去を行わしめるため、
少なくとも入口部の炉本体側にある開閉扉１４は２重扉
構造とすることが適当である。

すなわち、本実施例ではその構成として第４図の如く、
前後の雌部口端２７，２７’に接するシール材２９ 、
２９’を取付けた左右一対の扉体２ Ｂ 、 ２８’と
、それら扉体２ Ｂ 、 ２８’の中間部の縦筒３１に
納められた昇降ロッド３０と、扉体２ Ｂ 、 ２ Ｂ
’の背部と昇降ロッド３０のあいだを枢着する平行リン
ク３２とを具備させ、シリンダ３３による昇降ロッド３
０の下降時に扉体２８ 、２ Ｂ’の下面が受座３４と
接したところで平行リンク３２により図示のように扉体
２８ 、２８’を拡げて離間口縁２７，２７’に押し付
け、開放時には平行リンク３２により扉体２８゜２８′
を接近させ畳まれた形態にして上昇させるようにしてい
る。

その他吊上げ時の扉体２８ 、２８’の垂れを防止する
ためのストッパー３５と、拡開時の付勢用スプリング３
６．３６’が設けられている。

このような入口部２に対し、炉本体１には昇温により生
じたアウトガスやわずかでも残った酸素分を中央ゾーン
まで持ち込まさせないようにするため、炉芯管６の内部
に移送力向で数段にわたりガスバリャ機構２６が設けら
れている。

その詳細は第５図ないし第８図に示す如きであり、すな
わち、該ガスバリャ機構２６は、それぞれ基端を炉芯管
６の上側域に固着した複数の吸出し用スリット板３７
ａ 、３７ ｂ ｔ ３７ ｃを順次所要の間隔をおい
て設けると共に、これら吹出し用スリット板３７ａ、３
７ｂ、３７ｃと対向する位置にやはり基端を炉芯管６の
下側域に固着した複数の吸引用スリット板３８ａ、３８
ｂ、３８ｃを配設し、前記各吹出し用スリット板３７ａ
、３７ｂ、３７ｃと吸引用スリット板３８ａ、３８ｂ、
３８ｃにはそれぞれ後位のスリット板を貫通して延出す
る複本１組のガス供給管３９ ａ 、３９ ｂ ｔ ３
９ ｃとガス排出管４０ａ、４０ｂ、４０ｃの先端を接
続し、それらガス供給管３９ａ、３９ｂ、３９ｃとガス
排出管４０ ａ 、４０ ｂ 、４０ ｃを第２図のよ
うに炉芯管６から導出させ、炉外において第８図の配管
系と接続している。

この配管系において、ガス供給管３９ ａ 、３９ｂ。

３９ｃは炉気と同じガスの供給系にバルブにより接続さ
れ、ガス排出管４０ａ、４０ｂはそれぞれサクションポ
ンプ４１ ａ 、４１ ｂを介して次位のガス供給管３
９ｂ、３９ｃと接続され、残るガス排出管４０ｃはサク
ションポンプ４１ｃを介して切換え系４２に接続され、
排気もしくはメインガス導入部など適所に挿入されるよ
うになっている。

そしてガス供給管３９ ａ ＋ ３９ ｂ ｔ ３９
ｃおよびガ不排出管４０ａ、４０ｂ、４０ｃはサクショ
ンポンプ４１ａ、４１ｂ、４１ｃより手前の部分におい
て熱交換器４３に内通され、導入ガスの昇温と排出ガス
の冷却を図るようになっている。

なお、被処理物の搬送と気密室１６での酸素弁除去を連
繋して自動的に行うため、第１図、第２図および第３図
のように装入コンベア１８と入口部２、シリンダ３３お
よびガスタイトボックス７にはリミットスイッチＬ１〜
Ｌ５が設けられ、また出口部４にもリミットスイッチＬ
６〜Ｌ８が設けられ、図示しない制御装置により一定の
プログラムで動作されるようになっている。

その他図面において、４７ 、４７’は外気側の扉用シ
リンダである。

次に本考案連続式焼結炉の操業状況を説明する。

アルミニウム粉又はこれと他金属との混合、合金粉ある
いはそれらの成形体はトレーやパレットの如き治具に装
入され被処理物（Ａ力（構成される。

そのような被処理物（Ａ）は台車コンベアなどにより送
入用コンベア１８に移置され、これをリミットスイッチ
Ｌ１が検知すると、その信号により扉用シリンダ４１と
装入用コンベア１８および駆動ローラ１３が一定時間作
動し、奥の扉１４で閉止されている入口部２に装入され
る。

このときガスシャワ一部１７によりまず表面が洗われる
。

次いで被処理物（Ａ）が入口部２の中に入り先端が次の
リミットスイッチＬ２に接触したところで、これからの
信号により入口扉１５が閉じられると共に駆動ローラ１
３の作動が停止し、予熱ヒータ１０により被処理物が約
１２０℃程度まで加熱されるのと併行して吸気ポンプ２
１が一定時間駆動する。

これにより前後の扉１４．１５で閉じられた気密室１６
の内気は吸気部２２により減圧され（圧力は１０−１
程変でよい）、この減圧にｏｒｒ より被処理物の表面に付着している酸素分はもちろん、
アルミニウム粉末の粒子間に混入している酸素分も効率
よく排除される。

このような減圧による強制置換であることから多段に被
処理が重ねられている場合にも重ね合わせ隙間から確実
に酸素分が抜き取られることになり、被処理物（Ａ）が
コンベアベルトのように面で支えられておらずローラに
いわば線接触で接していることも酸素分の除去に都合が
よい。

このとき内部扉１４が左右の扉体２８ 、２８’で構成
されそれらが夫々雌部口端２７．２７’に密接している
ので炉気との遮断も確実である。

上記のように減圧により被処理物（Ａ）から酸素分が取
られると、自動開閉バルブ２４，２５の切換えにより雰
囲気給入部２３から気密室１６に雰囲気が導入され、こ
れが炉気とほぼ等圧になったところで内部扉１４のシリ
ンダ３３が作動し、第４図の仮想線のように上昇した扉
１４により入口部２と炉本体１が連通ずる。

これをリミットスイッチＬ３で検知することにより駆動
ローラ１３が作動し、被処理物（旬はガスタイトボック
ス７の３向へ移動させられ、ここに配されているリミッ
トスイッチＬ４に接したところで一旦停止し、クラッチ
により同期駆動された無端チェーン１２に移置されて炉
本体１へ定速移送されていく。

−力、タイマーにより設定された時間がたったところで
シリンダ３３により内部扉１４は再び閉じられ、これに
より気密室１６が形成されるのと併行してリミットスイ
ッチＬ、により入口扉１５の開放、装入コンベア１８お
よび駆動ローラ１３の作動が始まり次の被処理物が装入
される。

この動作の繰返しにより各被処理物は順次炉芯管６を移
動し、その間にメインガス導入部８から供給される還元
性雰囲気中で約５５０℃程度まで昇温加熱されるが、こ
のとき被処理物はさぎの入口部２において酸素分が除去
され、発生アウトガスも大部分が除去されているため炉
気の汚損がほとんどない。

そしてなお最高焼結温度ゾーンの直前に到るとガスバリ
ヤ機構２６により被処理物は再度洗滌され、それと共に
このゾーンを境として雰囲気が区分される。

前記ガスバリヤの作用を詳述すると、ガス供給管３９ａ
、３９ｂ、３９ｃに導入されたバリヤ用還元性ガスは各
吹出し用スリット板３７ａ、３７ｂ。

３７ｃから被処理物Ａの移動力向と直角の下側から噴射
され、これがそれぞれ上側の吸引用スリット板３８ ａ
ｔ ３８ ｂ ｔ ３８ ｃに吸引されるものであり
、この土向きの数段の膜状気流により連なり合う被処理
物のすみずみが洗滌され、また用済みガスの下部への沈
積が防止される。

そして、操業中は移送力向で前位のガス供給管３９ａに
新しいガスが連続供給され、前位の吸引用スリット板で
吸引されたバリヤガスはガス排出管４０ａから熱交換器
４３で冷却された後次位のガス供給管３９ｂに入り、こ
れにより次位の吹出し用スリット板３７ｂから再度噴射
され、対応する吸引用スリット板３８ｂおよびガス排出
管４０ｂを経て後位のガス供給管３９ｃに送られ、そし
て今一度吹出し用スリット板３７ｃと吸引用スリット板
３８ｃでバリヤを形成してから排気されあるいは炉中に
挿入されるものであり、このような循環回路によるガス
バリヤであるため数段のバリヤ構造でありながらガス使
用量は少なくて済む。

以上のようなことから焼結処理上枢要なゾーンは常に露
点の低い良好な雰囲気におかれ、また内部扉１４が間欠
的に開放されても雰囲気の乱れがほとんど生じない。

而して。後続する被処理物が入口部２から炉芯管６に送
られて来る一力で、焼結された被処理物は炉本体１から
冷却部３に装入され、ここで強制循環冷気により冷やさ
れた後ガスタイトボックス７′で駆動ローラ１３′に移
置され、リミットスイッチＬ６ ｊ Ｌ７により制御さ
れる出口部４の開閉扉１４’、 １５’と駆動ローラ１
３′の作動により順次出口扉１５′から抽出される。

このとき出口部４も減圧とガス導入を行うことがあり、
こうすれば外気の侵入をより確実に防止することができ
る。

出口扉１５′から抽出された被処理物はリミットスイッ
チＬ８により抽出コンベア１９を経て早送りコンベア２
０で移送される。

なお、本考案はアルミニウムの焼結のほか、クローム、
マンガンなどの焼結炉としても適用することが可能であ
る。

以上説明した本考案によるときには、エンドレスコンベ
アを含めて気密にシールしたトンネル状炉本体１の前後
に内部にエンドレスコンベアと連動する駆動ローラ１３
、１３’を備えた入口部２と出口部４を設け、それら
入口部２と出口部４を前後の開閉扉１４ 、１５ 、１
４’、 １５’間欠的に気密室１６ 、１６’が得られ
るようにすると共に、少なくとも入口部２に気密室を減
圧するポンプ２１と雰囲気給入部２３を接続させ、かつ
炉本体内に循環式の数段のガスバリヤ機構２６を設けて
いるので、熱処理治具及び粉末に付着混入している酸素
分を迅速確実に除去して炉本体に持ち込まさせず、炉内
の要部を常に低露点のきれいな雰囲気に横取させること
ができる。

このことから雰囲気の精密な管理が可能になり、多段に
重ねた板状のものや複雑な形状のアルミニウム焼結晶を
歩留りよく能率的に生産できるというすぐれた効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る連続式アルミニウム焼結炉の一実
施例を示す平面図、第２図は同じくその一部切欠側面図
、第３図は第２図における入口部の拡大図、第４図は本
考案における内部扉の動作を示す断面図、第５図は本考
案におけるガスバリヤ機構の縦断正面図、第６図は同じ
くその一部切欠平面図、第７図は同じくその縦断側面図
、第８図はガスバリヤ機構の配管系統図である。 １・・・・・・炉本体、２・・・・・・入口部、３・・
・・・・冷却部、４・・・・・・出口部、６・・・・・
・炉芯管、１０・・・・・・予熱ヒータ、１３ 、１３
’・・・・・駆動ローラ、１４，１５１４’、 １ ｓ
’・・・・・・前後の開閉扉、１６ 、１６／−・・・
・・気密室、２１・・・・・・吸気ポンプ、２３・・・
・・・雰囲気給入部、２６・・・・・・ガスバリヤ機構
、２８ 、２８’・・・・・扉体、２９，２９’・・・
・・シール材、３０・・・・・・昇降ロンド、３２・・
・・・・平行リンク、３７ａ 、３７ｂ、３７ｃ・・・
・・・吸出し用スリット板、３８ ａ 、３８ ｂ ｔ
３８ ｃ・・・・・・吸引用スリット板、３９ ａ
、３９ ｂ 、３９ ｃ・・・・・・ガス供給管、４０
ａ、４０ｂ、４０ｃ・・・・・・ガス排出管、４１ａ、
４１ｂ、４１ｃ・・・・・・サクションポンプ、４３・
・・・・・熱交換器。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１） 駆動部を含めて気密にシールしたエンドレス
   コンベアと炉芯管を備えたトンネル状の炉本体１と、前
   記炉本体１の前部に連接され前後の開閉扉１４，１５に
   より気密室１６が形成されるようになった入口部２と、
   前記炉本体１の後部に連接された冷気循環式の冷却部３
   および前後の開閉扉１４′、１５′により気密室１６′
   が形成されるようになった出口部４とからなり、前記入
   口部２と出口部４にはエンドレスコンベアと連動して被
   処理物を移置しあるいはエンドレスコンベアから移置す
   る駆動ローラ１３ 、１３’を設けると共に、少なくと
   も入口部２には気密室１６を減圧するための吸気ポンプ
   ２１と雰囲気給入部２３を接続させ、また炉本体内には
   雰囲気循環式の数段のガスバリヤ機構２６を設けたこと
   を特徴とする連続式アルミニウム焼結炉。
2. （２）内部側の開閉扉１４が、前後の雌部口端に密接す
   るシール材２９，２９’を備えた左右一対の扉体２Ｂ、
   ２Ｂ’と、それら扉体２８，２Ｂ’の中間部に位置され
   た昇降ロッド３０と、この昇降ロッド３０と扉体２Ｂ、
   ２Ｂ’を連結する平行リンク３２を具備し、昇降ロッド
   ３０の動作で左右の扉体２ Ｂ 、 ２ Ｂ’を拡縮し
   左右の通路の遮断を行わしめるようになっている実用新
   案登録請求の範囲第１項記載の連続式アルミニウム焼結
   炉。
3. （３）ガスバリヤ機構２６が、それぞれ基端を炉芯管に
   固着した複数の吹出し用スリット板３７ａ。 ３７ ｂ 、３７ ｃと、これら吹出し用スリット板３
   ７ａ、３ｒｂ、３７ｃに対向する位置に固着した複数の
   吸引用スリット板３８ａ、３８ｂ。 ３８ｃと、各吹出し用スリット板３７ａ、３７ｂ。 ３７ｃに先端を接続し後端を雰囲気ガス供給系に接続し
   た複数のガス供給管３９ ａ ＞ ３９ ｂ 。 ３９ｃと、各吸引用スリット板３８ａ、３８ｂ。 ３８ｃに先端を接続し、後部がそれぞれサクションポン
   プ４１ａ、４１ｂを介して次位のガス供給管３９ ｂ
   、３９ ｃに接続されたガス排出管４０ ａ 、４０
   ｂ ｔ ４０ ｃおよび前記ガス供給管およびガス排出
   管を内通させた熱交換器４３とを備えている実用新案登
   録請求の範囲第１項記載の連続式アルミニウム焼結炉。