JPH02267108A

JPH02267108A - 黒鉛シートの脱硫方法及びその脱硫装置

Info

Publication number: JPH02267108A
Application number: JP1089062A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Watanabe; 渡辺　佳弘; Toru Hoshikawa; 星川　亨
Original assignee: Toyo Tanso Co Ltd
Current assignee: Toyo Tanso Co Ltd
Priority date: 1989-04-07
Filing date: 1989-04-07
Publication date: 1990-10-31

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔従来の技術〕黒鉛シートには通常硫黄成分が不純物として含有されて
いることが多く、その用途によってはこの硫黄分が大き
な問題となる。そのために黒鉛シトを脱硫することが行
われる。従来の脱硫方法は通常の抵抗式発熱体を使用し
て、又ガス燃焼法による加熱等によって８００〜＋　０
００　’Ｃ程度に加熱して硫黄成分を分解、又は蒸発し
て除去するものである。

しかし乍ら従来の脱硫方法では実際には脱硫は不充分で
、なおかなりの硫黄分が残存しているのが現状である。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明が解決しようとする課題は、この種黒鉛シートの
従来の脱硫方法の難点を解消する９とであり、これを換
言すれば、従来の脱硫方法では到底達成されなかった高
脱硫率でもって黒鉛シートを脱硫出来る方法並びにこれ
に使用する装置を開発することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者は上記課題を解決するために従来から鋭意研究
を続けて来たが、この研究に於いて黒鉛シートをより高
温に加熱することにより脱硫効率を向上せしめ得られる
かも知れないとの全く新しい着想に至った。

この新しい着想に基づき実際に従来の通常の抵抗式発熱
体を用いて実験的に後記参考例１で示す方法により、１
４００℃まで加熱した所、高温にすることにより確実に
脱硫効果のあることが判明した。しかし乍らこの方法で
は次の様な問題点があることが判明した。即ち加熱時間
はわずかに１０〜４０秒間程度であるにもかかわらず、
黒鉛シートは空気中の酸素と反応し、４〜６重量％程度
の酸化消耗率を示し、特にこの消耗率は温度が高くなる
程象、速に大きくなり、また通常の抵抗式発熱体では１
０００℃前後までは比較的容易に発生し得るが、これよ
り高温特に１４００℃以上の如き高温では工業的に連続
して長期間使用することは殆ど不可能であることも判明
した。

このように高温度に加熱することにより、黒鉛シートの
脱硫を向上せしめうろことが判明したが高温を発生する
手段の開発が大きな問題となり、且つ、その他１４００
℃以上の高温に耐える炉材や酸化を防止するための手段
、及び分解生成又は蒸発ガスが炉内発熱体、保？ＩＡ＋
Ａ、加熱装置、配線等を損傷しない様な配慮等が、黒鉛
シートの高温処理による低硫黄化を進める場合の問題点
として新たに現出して来た。

これ等を解決するために更に本研究を押し進めた結果、
遂に高周波誘導加熱方式により、黒鉛シート自体を発熱
体として加熱することにより、上記の諸課題を悉く解決
し、工業的に連続して、安価、且つ高品位の黒鉛シート
を生産出来る方法を見出した。

〔発明の構成と作用〕

第１図に高周波加熱方式により、黒鉛シート自体を発熱
体とした本発明の脱硫システムの模式図を示す。第１図
に於いてループ状の高周波コイル（５）によって、電導
体である黒鉛シート（３）にフィールド電流が誘起され
、その電流と黒鉛シート（３）の抵抗によって、シート
（３）は数秒間で１０００℃〜２０００　’Ｃになり赤
（白）熱される。黒鉛シート（３）は通常緩やかに矢印
（イ）の方向に移動するので、帯状に赤（白）熱された
ゾーンも連続して移動する。尚第１図に於いて（１）は
高周波電源、（２）はカレント・トランス、（４）は耐
熱性且つ非電導性（例えばセラミック製）仕切板を示し
、ｌｌ＋、１１１゜Ｈ，はいずれも赤（白）熱区間を示
す。また矢印（ロ）は冷却水の流れ方向を、矢印（ハ）
は不活性ガス通常Ｎ、ガスの流れ方向を示す。

黒鉛シート（３）は０．１〜５ＩＩｌ／ｍ程度の厚さで
あるので自体の熱容量が小さく、僅かな電力で瞬間加熱
及び瞬間冷却されて、炉外に出されて来る。

赤（白）熱されている時間は、黒鉛ベルトの移動速度に
もよるが、実質的に２〜３０秒好ましくは３〜１０秒位
であり、空気中で実施ししても、酸素による黒鉛の酸化
反応による損耗は極僅がであるが、完全を期するために
、極少量の不活性ガス例えばＮ２ガスを電極（高周波コ
イル）付近から矢印（ハ）に示す通り供給する。このＮ
、ガスの導入は、黒鉛シート（３）の酸化を防止すると
共に、シートから加熱分解されて排出された硫黄蒸気、
亜硫酸ガス等を迅速に系外に除去する効果をも併せ持つ
。

高周波コイル（５）自体は水冷されて居り、温度は常温
近いので、通常の中空鋼管が用いられる。しかし、加熱
により、シートから除去、排出された硫黄化合物による
損耗を防止するため、及びＮ２ガスによる置換効果を高
めるために、高周波コイル（５）と黒鉛シート（３）の
間に耐熱性不導体例えばセラミック製の仕切板（４）で
仕切り、また下方にも同様にセラミック製仕切板を設け
ることが好ましい。

電流効率を高めるために、黒鉛シート（３）と高周波コ
イル（５）の間隔は出来るだけ小さい方が望ましい。使
用される高周波発生装置は、黒鉛シートの厚さ、密度を
考慮して選択されるが、通常１０〜７００ＫＨ２，特に
５０〜４００ＫＨ７が好ましく、所要出力、電力効率、
装置費用等を勘案して真空管式、トランジスター式、サ
イリスター式等から適宜に選択される。

電極の形状並びに配置としては特に限定されないが、例
えば第２図に示すものが挙げられる。このようにこれ等
の電極は、シートに対して平行配置（第２図（イ））、
垂直配置（同図（ロ））、斜行配置（同図（ハ））が採
用され、何れの場合も有効である。

また第３図に示すように、シート面に対して下方に電極
を配置することも＝Ｊ能である。但し第３図はシートの
下方向から見た模擬図である。この場合には、黒鉛シー
ト（３）が磁力線の効果で上方に押上げられる現象があ
り、炉内にて重力によるたるみでシートの下面に送り移
動によるスリ傷がつくことも防止でき、且つ、電極の冷
却用水の漏れが発生した場合にも高温に曝される黒鉛シ
ート上に落ちることがなく、安全且つ、品質管理上有効
である。

更に、第３又は４図に示すように、電極を小型の複数個
に分割配置し、それぞれの電極のパワーを制御すること
も出来る。これにより、次の様な効果が発揮される。即
ち（１）均等に全面を加熱することが可能であり、（２
）また必要に応じて、流れ方向に対して初め若干低めの
温度、後半で強く高い温度で処理する所謂プログラム加
熱方式を行うことができる効果があり、更に（３）黒鉛
シートの脱硫の場合、分解または気化した硫黄（化合物
）がシート深部よりシート外部へ排出される速度が分解
（気化）速度よりも遅くなると、シート内部にて気泡発
生し、膨れる現象が併起され、−旦この現象が起こると
、その後ロール加圧を行なっても、製品である黒鉛シー
１−の品質を著しく低下させる。

従ってこのような内部気泡発生によるシートの欠損をな
くするためには、シート自体が完全に圧延、緻密化され
る以前に、多少まだ細孔空間が残る段階で加熱処理を行
うことが望ましく、さらにはまた、高周波による加熱を
行う場合でも、前半比較的低温例えば１０００〜１３０
０℃で加熱し、続いて比較的高温例えば１４００〜１７
００　’Ｃにて加熱を行う多段階昇温を行うことが望ま
しい。

第４図に示す小型電極コイルを複数個配置する方法は、
このような操作を行う場合に最適である。

本発明に於いて脱硫の対象となる黒鉛シートは特に限定
されず、従来から知られているものがいずれも含まれ、
その厚みは通常０．１〜２０好ましくは０，２〜１０ｍ
ｍ程度である。これ等脱硫前の通常の黒鉛シートは１０
００〜１２００ｐｐｍ程度の硫黄分を残存しているもが
大部分である。シートのサイズは同等限定されず、連続
シートの場合にはシーｉ・を緩やかに移動させ乍ら脱硫
を行うのが好ましく、また井連続の一枚ものでは移動さ
せても良く、また非移動状態で脱硫を行っても良い。

移動させる速度は、充分に脱硫が可能な速度で良い。

脱硫時の温度は高い程好ましいが、通常１２００℃以上
好ましくは１４００℃以上である。また既に述べた通り
低温と高温とを組み合わせることが前記の通り好ましい
。

尚本発明法に係る高周波加熱を行うに際し、黒鉛シート
の両端に端子を設け、黒鉛シートの電気抵抗を利用した
直接通電法による加熱を併用することも可能である。

〔実施例］以下に実施例及び参考例を示して本発明の詳細な説明す
る。

参考例１黒鉛シートの加熱温度と加熱時間に関する予（ａ実験黒鉛シート（厚さ０．７５ｍ／ｍ　、密度０．１８ｇ／
ｃ＋Ｉｌ、東洋炭素製）を５ｃｍＸ１０ｃｍに裁断し、
それ等を１枚づつ試料鋏みにて挾んで所定温度（１２０
０〜１６００’Ｃ）に保持した抵抗式電気炉に所定時間
（１０〜４０秒間）曝し、その後急冷した。

処理前後の試料片中の全硫黄含有量を測定し、結果を第
５図及び第６図に示した。

但し第５図は加熱時間を３０秒と一定にして温度を上げ
た場合であり、第６図は１５００℃と１６００’Ｃとの
２つの温度に於いて、加熱時間を変えた場合を示し、そ
の（イ）は１５００’Ｃ，その（ロ）は１６００’Ｃの
場合を示す。

第５〜６図から明らかな様に、処理温度が高い程、処理
時間が長い楔金硫黄含有率は低下して居り、特に処理温
度の影響が大きいことが判明した。

処理前金硫黄含有率は約１２００ｐｐｍあったが、条件
を選べば約６００　ｐｐｍ程度にまで半減することが判
った。

これ等一連の実験に於いて、高温処理による黒鉛シート
の酸化損耗率は、多少のバラツキはあったが約４〜６％
（重量減）を示していた。

実施例１第１図に示す装置を用い、参考例１と同じ黒鉛シートを
、セラミック仕切板で囲われた偏平な空間中央に、水平
方向に移動した。厚さ３ｍ／ｍのセラミック板を隔てて
、上方に、鋼管（外径５ｍ／ｍ、肉厚１ｍ／ｍ）を第１
図（ロ）の形状に捲いた（長辺８ｃａｎ、短辺５ｃｍ、
二重コイル）高周波コイルを設け、これに高周波電流（
２８０ＫＨ２）を印加した。（尚コイルは水冷しである
）。黒鉛シートはコイルの直下部付近にて巾約８ｃｍに
わたってほぼ均一に白熱状態に加熱され、硫黄臭のある
白煙を噴出しながら移動し、コイルの直下を外れると、
直ちに冷却（黒変）された。尚温度はセラミック板のス
キ間から、光学式温度計を用いて測定しながら、印加す
る高周波電流の制御及び黒鉛シートの移動速度の制御に
よって調節した。赤（白）熱帯の幅を送り速度にて除い
た値を加熱処理時間とした。

このような方法によって加熱処理温度及び加熱処理時間
と黒鉛シート中の全硫黄含有量との関係を調べ、結果を
第１表に表示した。

第１表供試試料は第１図の工程図により製造したもので、上記
の高周波加熱処理を全く施さない場合（ブランク試験）
には巻取りロールにおける黒鉛シート中の硫黄含有量は
１２３０ｐｐｍであった。尚硫黄含有量は燃焼法により
、生成亜硫酸ガス量によって測定した。高周波発振装置
は、富士電波■製〔発振周波数２８０　Ｋ　ｌ−Ｉ　Ｚ
真空管式］を用いた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法を実施する方法を示す模式図、第２〜
４図はいずれも高周波コイルの形状並びにその配置を示
す模擬的図面である。第５及び６図は黒鉛シート硫黄含
有量を測定した結果を示すグラフである。 ■・・・高周波電源２・・・カレント・トランス３・・・黒鉛シート４・・・仕切板５・・・高周波コイル（以　上）ゝＶ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）黒鉛シートに高周波加熱を行うことを特徴とする
黒鉛シートの脱硫方法。
（２）高周波加熱による温度が１４００℃以上である請
求項１に記載の脱硫方法。
（３）高周波加熱用電極を複数個に分離し、前半を低温
で、後半を高温で処理することを特徴とする請求項１に
記載の脱硫方法。
（４）黒鉛シートを移動させつつ行う請求項１に記載の
脱硫方法。
（５）高周波加熱用電極を黒鉛シートの下部に設置する
黒鉛シート脱硫装置。