JPH05279706A

JPH05279706A - 連続式焼結炉

Info

Publication number: JPH05279706A
Application number: JP8217792A
Authority: JP
Inventors: Naoki Abe; 直樹阿部; Yasuyuki Fujiwara; 康之藤原; Tadashi Eriguchi; 正江里口; Hideo Sato; 英夫佐藤; Yuichi Fujii; 勇一藤井; Tairiyou Murakami; 泰亮邑上
Original assignee: Toyota Motor Corp; Dowa Mining Co Ltd
Current assignee: Dowa Holdings Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 1992-04-03
Filing date: 1992-04-03
Publication date: 1993-10-26

Abstract

(57)【要約】【目的】脱ろう部１の天井壁面１１において酸化亜鉛が
堆積する問題を改善した連続式焼結炉を提供すること。【構成】連続式焼結炉は、潤滑剤としてステアリン酸亜
鉛を含有した圧粉体を脱ろう温度域に加熱する脱ろう部
１と、脱ろうした圧粉体を予熱温度域に加熱する予熱部
２と、予熱した圧粉体を焼結温度域に加熱して焼結体と
する焼結部３と、焼結体を冷却する冷却部４とを直列に
順に配置して構成されている。脱ろう部１は、アルミナ
・シリカ質の繊維をアルミナ系無機バインダで結合し焼
結した断熱材料からなる水平平坦状の天井壁面１１と、
側壁１２に設けられ火炎Ｅが天井壁面１１のほぼ全体を
直接に覆う様に配設された多数個の加熱バーナ１３とを
もつ。加熱バーナ１３から吹き出す火炎は天井壁面１１
に直接当たり、天井壁面１１のほぼ全体は高温に維持さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は亜鉛を含む潤滑剤を含有
した圧粉体を脱ろうした後に焼結する連続式焼結炉に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、連続式焼結炉として、亜鉛を
含む潤滑剤例えばステアリン酸亜鉛を含有した圧粉体を
脱ろう温度域に加熱する脱ろう部と、脱ろうした圧粉体
を予熱温度域に加熱する予熱部と、予熱した圧粉体を焼
結温度域に加熱する焼結部とを直列に順に配置したもの
が知られている。この炉では、脱ろう部において、圧粉
体に含有されているステンリン酸亜鉛が圧粉体外に排出
されて脱ろうされる。

【０００３】ここで、図７、図８に脱ろう部１００を示
す。図７、図８に示す様に、脱ろう部１００の側壁１０
１には多数個の加熱バーナ１０３が設けられており、加
熱バーナ１０３にはブタンとプロパンとを混合した燃焼
ガスが供給され、加熱バーナ１０３から吹出した火炎１
０４が脱ろう部１００の室１００ａ内を加熱している。
図７に示す様に脱ろう部１００の天井壁面１０６はアー
チ形状である。

【０００４】また従来より、脱ろう部と焼結部と冷却部
とを直列に配置した連続式焼結炉では、脱ろう部の室に
エアを吹きこんでエアと脱ろう部の吸熱型保護ガスとを
攪拌燃焼させ、これにより脱ろうの熱エネルギを得る省
エネルギタイプのコンベヤ式炉が開示されている（実公
昭６３−４４４２９号公報）。この炉において、脱ろう
部の室の天井壁面はアーチ形状または山形である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで図７、図８に
示す連続式焼結炉では、脱ろう部１００において圧粉体
から排出されたステアリン酸亜鉛は、熱分解し炭化水素
と酸化亜鉛となる。そのため、操業が続くと、脱ろう部
１００の壁面等に酸化亜鉛２００が凝縮して堆積する。
この場合、最も問題となるのがアーチ形状の天井壁面１
０６に堆積した酸化亜鉛２００である。この天井壁面１
０６に堆積した酸化亜鉛２００が天井壁面１０６から剥
離して、コンベヤベルト３０１上の圧粉体に降下する
と、焼結体の品質に悪影響を与える。そのため、従来の
連続式焼結炉では、天井壁面１０６に酸化亜鉛２００が
堆積すると、炉の操業を停止し、天井壁面１０６に堆積
した酸化亜鉛２００を清掃除去する必要がある。

【０００６】本発明は上記した実情に鑑みなされたもの
であり、脱ろう部の天井壁面において酸化亜鉛等が凝縮
して堆積する問題を改善した連続式焼結炉を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる連続式焼
結炉は、亜鉛を含む潤滑剤を含有した圧粉体を脱ろう温
度域に加熱する脱ろう部と、脱ろうした圧粉体を予熱温
度域に加熱する予熱部と、予熱した圧粉体を焼結温度域
に加熱する焼結部とを直列に順に配置した連続式焼結炉
であって、脱ろう部は、耐火材料からなり水平平坦状の
天井壁面と、側壁に設けられ火炎が天井壁面のほぼ全体
を直接に覆う様に配設された多数個の加熱バーナとをも
つことを特徴とするものである。

【０００８】脱ろう部の天井壁面は、セラミックス繊維
を無機バインダで結合し焼結した断熱材料で形成でき
る。セラミックス繊維として、アルミナ繊維、シリカ繊
維、アルミナ・シリカ繊維などを採用できる。

【０００９】

【作用】脱ろう部の天井壁面は水平平坦状であり、加熱
バーナはその火炎が天井壁面のほぼ全体を直接覆う様に
配設されているので、加熱バーナからの火炎で天井壁面
は直接加熱され、天井壁面のほぼ全体は高温に加熱され
る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図１〜図
３は本実施例の模式図を示し、図４、図５は天井壁面付
近を示す。図１に示す様に、この連続式焼結炉は、圧粉
体を脱ろう温度域（設定温度約６３０°Ｃ程度）に加熱
する脱ろう部１と、脱ろうした圧粉体を予熱温度域（設
定温度約８５０°Ｃ程度）に加熱する予熱部２と、予熱
した圧粉体を焼結温度域（設定温度約１１２０°Ｃ程
度）に加熱して焼結体とする焼結部３と、焼結体を冷却
する冷却部４とを直列に順に配置したものである。

【００１１】脱ろう部１は、大気に連通する入口１０
と、水平平坦状の天井壁面１１と、加熱バーナ１３とを
もつ。図２、図３に示す様に加熱バーナ１３は、脱ろう
部１の対向する側壁１２に多数個並設されている。この
加熱バーナ１３は、脱ろう部１の側壁１２に鋼管を埋設
して形成されている。図３に示す様に、加熱バーナ１３
の軸芯と天井壁面１１とはほぼ平行つまり水平状態とさ
れている。各加熱バーナ１３にはブタンとプロパンとを
主成分とする燃焼ガスが電磁バルブを介して供給され、
これにより各加熱バーナ１３の先端から、火炎Ｅがほぼ
水平方向に吹き出される。ここで本実施例では、図３に
示す様に、各加熱バーナ１３からの火炎Ｅが脱ろう部１
の天井壁面１１のほぼ全体を直接に覆う様に、加熱バー
ナ１３は多数個配置されている。従って加熱バーナ１３
の数は図７及び図８に示す従来の炉に比較して多い。よ
って、加熱バーナ１３の１本当たりの加熱能力は、天井
壁面１１の異常過熱を抑えるため、図７及び図８に示す
従来の炉に比較して小さく設定されている。

【００１２】脱ろう部１の室１ａには窒素と水蒸気とを
主成分とする酸化性ガスが供給され、圧粉体の脱ろうを
促す様にされている。なお酸化性ガスには二酸化炭素を
混合しても良い。図１に示す様に脱ろう部１と予熱部２
との境界域には、ガスの混入を極力回避するための仕切
壁２０が設けられている。予熱部２には予熱用のヒータ
２１が設けられている。焼結部３には焼結用のヒータ３
１が設けられている。焼結部３の入口と出口とには中間
扉３２、３３が設けられている。中間扉３２、３３は焼
結部３の室３ａからの温度、雰囲気ガスが抜けるのを極
力抑え、室３ａ内の温度、雰囲気ガスの組成を維持する
ためのものである。

【００１３】冷却部４は徐冷部４０と水冷部４１とで形
成されている。冷却部４の出口４２にはその開口面積を
小さくしてガス抜けを抑えるカーテン４３が複数層で装
備されている。なお、予熱部２、焼結部３、冷却部４の
各室２ａ、３ａ、４ａには、水素と窒素とを主成分とす
る還元性ガスが供給されている。この炉ではベルトコン
ベヤ装置５が装備されている。ベルトコンベヤ装置５
は、駆動モータで駆動する駆動ドラム５０と、従動ドラ
ム５１と、ローラ５２と、ローラ５２上に配置され矢印
Ｎ方向に移動するエンドレス状のベルト５３とをもつ。

【００１４】さて本実施例では図４に示す様に、脱ろう
部１は、加熱バーナ１３が装備された側壁１２をもつ本
体１５と、本体１５の上面開口部１５ａに脱着可能に嵌
め込まれて載置部１５ｃに載置された天井部１６とで形
成されている。ここで、本体１５の上面開口部１５ａの
縁部にはテーパ部１５ｂが形成され、このテーパ部１５
ｂは天井部１６の縁部のテーパ部１６ｂに相応し、テー
パ部１６ｂに対面しており、これにより天井部１６の縁
部と本体１５との境界域のシール性を維持している。

【００１５】図５に示す様に、天井部１６は、補強板７
０をもつ水平板状の保持板７１と、保持板７１に固定さ
れた筒状の吊り具７２と、吊り具７２の通孔７２ａ、保
持板７１の通孔７１ａに挿通され下端部に係止鍔部７３
ｃをもつ吊り棒７３と、吊り棒７３の上端部の雄螺子部
７３ａに螺合され吊り棒７３を吊り具７２に吊持したナ
ット７４ａ、７４ｂと、吊り具７２の上部に被着された
筒状のシールキャップ７５と、所定厚みをもつ平盤状の
耐火部７６とで構成されている。

【００１６】ここで図５に示す様に、耐火部７６の垂直
方向にのびる挿通孔７６ａに吊り棒７３は挿通されると
ともに吊り棒７３の係止鍔部７３ｃは耐火部７６の係止
面７６ｃに係止し、これにより耐火部７６は保持板７１
に吊持されている。なお、耐火部７６の挿通孔７６ａの
内壁面と吊り棒７３の外周面との境界域を介して脱ろう
部１の室１ａのガスが炉外Ｈへ漏れるおそれがある。こ
の点本実施例では図５に示す様に耐火部７６の重量で係
止鍔部７３ｃが係止面７６ｃに密接してシールし、さら
に吊り具７２に筒状のシールキャップ７５を被着してシ
ールしているので、ガスの炉外Ｈへの漏れはシールキャ
ップ７５で防止される。

【００１７】ところで本実施例では、耐火部７６は、ア
ルミナ・シリカ質の繊維をアルミナ系無機バインダで結
合し、焼結した断熱材料（同和鉱業株式会社製ＦＬ
Ｂ）で形成されている。アルミナ・シリカ質の繊維は、
平均繊維径が２〜４μｍ、平均繊維長が１〜３ｍｍであ
る。耐火部７６の組成は、重量％でＡｌ₂０₃が５０
％、ＳｉＯ₂が４８％、残部がＦｅ₂０₃、ＣａＯ、Ｔ
ｉＯ₂であり、かさ比重が０．９１ｇ／ｃｃ、圧縮強度
が３０ｋｇ／ｃｍ²である。上記した材質からなる耐火
部７６は、耐スポーリング性、耐熱応力性に優れ、亀裂
の防止に有利である。

【００１８】なお本実施例では脱ろう部１の側壁１２の
うち上部は、耐火部７６と同じ材質のレンガを積み重ね
て形成されている。また、脱ろう部１の側壁１２のうち
下部、更には、予熱部２、焼結部３、冷却部４を構成す
る炉壁は、従来より通常用いられる耐火材料（シャモッ
ト系、ムライト系、アルミナシリカ系等）からなるレン
ガを積み重ねて形成されている。

【００１９】さて本実施例ではステアリン酸亜鉛が潤滑
剤として含有された圧粉体を用いる。図１から理解でき
る様に、この圧粉体をベルトコンベヤ装置５のベルト５
３に載せ、圧粉体を入口１０から脱ろう部１、予熱部
２、焼結部３、冷却部４と順に搬送し、出口４２から排
出する。すると、圧粉体は脱ろう部１で所定時間（例え
ば５分間程度）脱ろうされ、予熱部２で所定時間（例え
ば５分間程度）予熱され、焼結部３で所定時間（例えば
２０分間程度）焼結されて焼結体となり、冷却部４で冷
却される。ここで、焼結部３の室３ａ内の還元性ガス
は、各部分の炉内温度の影響を受けて矢印Ａ１方向（図
１参照）につまり入口１０に向けて流れる。

【００２０】ところで、脱ろう部１で脱ろう工程を実施
している際に、ステアリン酸亜鉛の分解生成物である酸
化亜鉛が圧粉体に付着する。この様に酸化亜鉛が付着し
た圧粉体はベルトコンベヤ装置５のベルト５３により予
熱部２を経て焼結部３に搬送される。そして、還元性雰
囲気の焼結部３で酸化亜鉛が還元されて亜鉛蒸気とな
り、その亜鉛蒸気が炉内のガス流れ（矢印Ａ１方向）に
乗って脱ろう部１に至り、酸化性雰囲気の脱ろう部１に
おいて、酸化亜鉛として凝縮して天井壁面１１等に付着
せんとする。この点本実施例では、脱ろう部１の天井壁
面１１は水平平坦状であり、多数個の加熱バーナ１３か
らの火炎Ｅで天井壁面１１のほぼ全体が直接加熱される
ので、脱ろう中は、天井壁面１１の全体は高温度に維持
される。そのため、天井壁面１１における酸化亜鉛の凝
縮が起こりにくくなる。

【００２１】仮に、天井壁面１１において酸化亜鉛が凝
縮したとしても、加熱バーナ１３からの火炎Ｅの衝撃で
酸化亜鉛は天井壁面１１からすみやかに除去される。そ
のため、酸化亜鉛の天井壁面１１における堆積は低減ま
たは回避される。従って従来とは異なり、天井壁面１１
に堆積した酸化亜鉛が圧粉体に落下することを低減また
は回避でき、焼結体の品質の維持に有利である。

【００２２】また図３に示す様に加熱バーナ１３からの
火炎Ｅが天井壁面１１に直接当たる場合には、天井壁面
１１の内部と表面との熱膨張差に起因する熱応力、ある
いは、天井壁面１１の加熱・冷却の繰り返しに起因する
熱応力が大きくなる傾向にある。そのため天井壁面１１
の表面に亀裂が発生し、天井壁面１１が部分的に剥がれ
る等の不具合が生じるおそれがある。この様に天井壁面
１１の表面が部分的に剥がれて圧粉体に落下すると、焼
結体の品質の低下を招く。この点本実施例では、上記し
た様にアルミナ・シリカ質の繊維をアルミナ系無機バイ
ンダで結合し焼結した断熱材料で、天井壁面１１をもつ
耐火部７６を形成しているので、熱応力に起因する天井
壁面１１の亀裂発生の抑制に有効であり、天井壁面１１
の剥がれを抑制できる利点が得られる。

【００２３】また本実施例では、脱ろう部１の清掃の
際、また天井壁面１１の交換の際には、図４から理解で
きる様に、脱ろう部１を構成する天井部１６をクレーン
などで矢印Ｙ１方向に持ち上げて、本体１５の上面開口
部１５ａから天井部１６を外すこともできる。（他の例）上記した実施例では全部の加熱バーナ１３の
火炎Ｅで脱ろう部１の天井壁面１１を加熱しているが、
例えば圧粉体の個数が少ない場合には、多数個の加熱バ
ーナ１３を部分的に使用することもできる。この場合に
は、加熱バーナ１３からの火炎Ｅで天井壁面１１を直接
加熱する直接加熱面積が減少し、天井壁面１１における
酸化亜鉛付着防止効果も低減するおそれがある。しかし
次の様にすれば、酸化亜鉛付着防止効果の低減を補い得
る。即ち、図６に示す様に、加熱バーナ１３を、１つ置
きのバーナ１３ａからなる第１群と、他の１つ置きのバ
ーナ１３ｂからなる第２群とに分ける。更に、第１群の
バーナ１３ａにつながる第１電磁バルブ１３ｃ、第２群
のバーナ１３ｂにつながる第２電磁バルブ１３ｄを用い
る。そして、電磁バルブ制御回路により、第１電磁バル
ブ１３ｃを開きつつ第２電磁バルブ１３ｄを閉じ、図６
に示す様に第１群のバーナ１３ａの火炎Ｅで天井壁面１
１を加熱する第１形態を所定時間継続する。その後に、
電磁バルブ１３ｃを閉じつつ電磁バルブ１３ｄを開き、
第２群のバーナ１３ｂの火炎Ｅで天井壁面１１を加熱す
る第２形態を所定時間継続する。その後に再び第１形態
を継続する。この様に第１形態と第２形態とを所定時間
（例えば１時間）ごとに交互に切り換えれば、天井壁面
１１の全体は高温に維持され、天井壁面１１における酸
化亜鉛付着防止効果を良好に維持できる。

【００２４】

【発明の効果】本発明の連続式焼結炉によれば、脱ろう
部の天井壁面は水平平坦状であり、多数個の加熱バーナ
からの火炎で天井壁面のほぼ全体が直接加熱されるの
で、天井壁面の全体は高温度に維持される。そのため、
天井壁面において酸化亜鉛の凝縮が起こりにくくなる。
仮に、天井壁面において酸化亜鉛が凝縮したとしても、
加熱バーナからの火炎の衝撃で酸化亜鉛は天井壁面から
除去される。そのため、天井壁面における酸化亜鉛の堆
積は低減または回避される。従って従来とは異なり、天
井壁面に堆積した酸化亜鉛が圧粉体に落下することを低
減または回避でき、焼結体を高品質に維持するのに有利
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】連続式焼結炉の断面図である。

【図２】脱ろう部を水平方向に切断した断面図である。

【図３】脱ろう部を縦方向に切断した断面図である。

【図４】脱ろう部の天井部付近の断面図である。

【図５】耐火部を保持している構造を断面にして示す断
面図である。

【図６】他の例に係る脱ろう部を水平方向に切断した断
面図である。

【図７】従来例に係る脱ろう部を縦方向に切断した断面
図である。

【図８】従来例に係る脱ろう部を水平方向に切断した断
面図である。

【符号の説明】

図中、１は脱ろう部、１１は天井壁面、１２は側壁、１
３は加熱バーナ、２は予熱部、３は焼結部、４は冷却部
を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者江里口正愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者佐藤英夫東京都千代田区丸の内１丁目８番２号同和鉱業株式会社サーモテック事業本部内 (72)発明者藤井勇一東京都千代田区丸の内１丁目８番２号同和鉱業株式会社サーモテック事業本部内 (72)発明者邑上泰亮東京都千代田区丸の内１丁目８番２号同和鉱業株式会社サーモテック事業本部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】亜鉛を含む潤滑剤を含有した圧粉体を脱ろ
う温度域に加熱する脱ろう部と、脱ろうした圧粉体を予
熱温度域に加熱する予熱部と、予熱した圧粉体を焼結温
度域に加熱する焼結部とを直列に順に配置した連続式焼
結炉であって、脱ろう部は、耐火材料からなり水平平坦状の天井壁面
と、側壁に設けられ火炎が該天井壁面のほぼ全体を直接
覆う様に配設された多数個の加熱バーナとをもつことを
特徴とする連続式焼結炉。