JP4427813B2 - Contact heating / atmosphere furnace for long and flat materials - Google Patents
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Description
この発明は、長尺で平らな材料、例えば銅短繊維グリンシートを加熱して脱脂、焼成するときに好適に用い得る加熱炉に関するものである。 The present invention relates to a heating furnace that can be suitably used for heating and degreasing and firing a long and flat material such as a copper short fiber green sheet.
上記した種類の材料には、その他に電極シート等が挙げられる。かかる長尺で平らな材料を熱処理する場合には、トンネル状の連続炉が広く用いられている。連続炉は他の熱処理炉に比して優れた種々の利点を有するが、連続炉による加熱処理には長い距離に亘る工程が必要である。そこで採用される長尺で質量の大きい循環搬送ベルトによる熱の損失、または長尺なベルトとこれまた長尺な被加熱処理材料と間の摩擦によって生じる材料の不具合等が問題となる。 In addition, the above-mentioned types of materials include electrode sheets. When heat-treating such a long and flat material, a tunnel-like continuous furnace is widely used. A continuous furnace has various advantages over other heat treatment furnaces, but heat treatment by a continuous furnace requires a process over a long distance. Therefore, there is a problem of heat loss due to the long and large circulation transport belt employed, or a material failure caused by friction between the long belt and a long heat-treated material.
本発明は、上記で触れたような今までの技術よりも更に効率的に、長尺で平らな材料を加熱処理できる炉を提供することを課題とする。言い換えれば、長尺で平らな材料が搬送手段と接触する機会と時間を短くし、しかも短時間でその材質を損なわずに該材料が加熱されることを課題とする。 An object of the present invention is to provide a furnace capable of heat-treating a long and flat material more efficiently than the conventional techniques as mentioned above. In other words, it is an object to shorten the opportunity and time for a long and flat material to come into contact with the conveying means, and to heat the material without damaging the material in a short time.
本発明は、長尺で平らな材料の所定の加熱処理速度と同期して回転して、炉内で材料を支持・搬送するドラムを加熱手段とする。被加熱処理材料は加熱したドラムの外周面の一部と接触して、伝導加熱される。また、被加熱処理材料と接触するドラム又は炉内壁の一方又は双方はグラファイト等の炭素質で形成される。 The present invention uses a drum that rotates in synchronization with a predetermined heat treatment speed of a long and flat material and supports and conveys the material in a furnace as a heating means. The material to be heated comes into contact with a part of the outer peripheral surface of the heated drum and is conductively heated. In addition, one or both of the drum and the furnace inner wall that are in contact with the material to be heated is formed of carbonaceous material such as graphite.
この発明にかかる炉における加熱されたドラムと被加熱処理材料との間の接触伝導加熱は、材料が輻射または対流加熱される場合に比して、短時間でしかも材料に不具合を生じる間を与えないで、長尺で平らな材料を加熱できる。更にまた、この発明で採用した炭素質の炉内壁又はドラムは、４００℃以上に加熱されたときに活性であって、被加熱処理材料を保護する炉内雰囲気中へ持ち込まれる外乱の酸素を吸着し、そのほとんどをＣＯとして炉内外へ排出させる効果がある。 The contact conduction heating between the heated drum and the material to be heated in the furnace according to the present invention gives a short time and a period during which a defect occurs in the material as compared with the case where the material is heated by radiation or convection. Without it, long and flat materials can be heated. Furthermore, the carbonaceous furnace inner wall or drum employed in the present invention is active when heated to 400 ° C. or higher, and adsorbs disturbance oxygen brought into the furnace atmosphere protecting the material to be heated. However, most of the carbon is discharged into and out of the furnace as CO.
図１〜図４には、本発明になる接触加熱・雰囲気炉の例が示されており、各例に共通な部分と部材には、同一の符号が付されている。 1 to 4 show examples of a contact heating / atmosphere furnace according to the present invention, and parts and members common to the examples are given the same reference numerals.
図１を参照して、炉１はセラミック繊維になる断熱材５で囲まれて外気と断熱されて、炉室２がつくられる。この炉室２には、長尺で平らな被加熱処理材料１０をそこに搬入する搬入口３と、そこから該材料１０を搬出する搬出口４とを有している。この被加熱処理材料の移動方向と直交する一軸を中心としてドラム７が回転自在に枢支される。この実施例１では、このドラム７は炭素質の材料、グラファイトでつくられている。ローラー群９によって、材料の移動速度と同期してこのドラム７は回転し、その外周面の一部で常に材料１０の一面と接触する。
Referring to FIG. 1, a
中空の該ドラム７の内部にはチューブヒーター８があって、ドラムを所望の温度に加熱し、この加熱されたドラムは、上述した通りにその一部で材料１０の一面と接触して材料を伝導加熱する。管１１より窒素、窒素と水素の混合ガス、またはＤＸガス等の所望の炉内雰囲気ガスが炉室内へ送られ、材料を保護するこのガスは順次に搬入、搬出口３，４から排出されて、これらの口から大気が炉内へ侵入するのを防ぐと共に、被加熱材料から蒸発するバインダー蒸気等をも炉外へ排出する。
Inside the
被加熱処理材料に付着して炉室内へもたらされる空気中の酸素は、４００℃以上に加熱されて活性化されたドラム７のグラファイトに吸着され、その大部分がＣＯとして炉内雰囲気中に放出される。従って、炉内雰囲気ガスが汚染されることがない。
Oxygen in the air adhering to the material to be heated and brought into the furnace chamber is adsorbed on the graphite of the
［参考例］
図２にて図示されるこの接触加熱・雰囲気炉の構成は、上記実施例１の炉の構成と基本的に同一である。ただし、この例では、２個のドラム７が炉室内に設けられ、これらが間隔をおいて並列する同一な水平面上の軸で枢支されている。また、雰囲気ガスの送気管も２個設けられている。雰囲気ガス，即ドラム７を加熱するチューブヒーター８はドラム外の炉室内に配置されている。また、ドラムはこの実施例では、耐熱ステンレス鋼のＳＵＳ３１０Ｓでつくられ、一方、炉内壁６はグラファイトでつくられている。この例では、材料１０はその両面が交互にドラム７の外周面の一部と接触する。
[Reference example]
The configuration of the contact heating, atmosphere furnace shown in FIG. 2 is a configuration basically the same furnace described above in Example 1. However, in this example , two
図３と図４で図示される本発明によるこの炉の構成は、前記参考例の接触加熱・雰囲気炉とその基本的な構造において同一である。ただし、この実施例では、両端が閉鎖されたドラム７の加熱は、その外周面と摺接する抵抗加熱電極１４によってなされる。炉内壁は前記参考例と同様にグラファイトでつくられている。
The structure of the furnace according to the present invention shown in FIGS. 3 and 4 is the same as that of the contact heating / atmosphere furnace of the reference example . However, in this embodiment, the
炉内雰囲気は、この実施例２では炉室内の下方に挿入されて開口する雰囲気供給管１６と、ドラム７を枢支しかつドラム７内へ開口する雰囲気送気管１１とにより送られる。図４で図示される通り、ドラム７内へ送られた雰囲気ガスはドラム７の外周面に多数設けられたスリット１２から炉室内へ噴出し、加熱された被加熱処理材料１０からのバインダー蒸気等の炉室内への放出を容易にする。雰囲気ガスは順次に搬入、搬出口３，４からと共に、排気管１５からも排出される。符号１３は炉内温度を制御するための熱電対であり、他の実施例ではその図示を省略した。
Furnace atmosphere is sent by the
なお、上記の如くドラム７を枢支する送気管１１から該ドラム７を介して雰囲気ガスを炉室内へ送る代わりに、ドラム内へ向けて開口する吸気管を使用し、材料１０からのバインダー蒸気等をスリット１２を介してドラム内へ吸引して、炉室内を経ずにこれらの蒸気等を直接炉外へ排気することもできる。この場合には、ドラム７を枢支する送気管１１は吸気管とする。
Instead of sending the atmospheric gas from the
銅の短繊維（長さ：0.2ｍｍ、直径：10μｍ）とバインダー（ＬＯＮＺＡ社製の商品名ＡｃｒａｗａｘＣ＝溶融温度140℃のエチレンビスステアロアマイド）との混合物をロール圧延・成型し、続いて脱脂した銅短繊維体シート（幅350ｍｍ、厚さ1ｍｍ、重量4.3Ｋｇ／ｍ２、バインダー２ｗｔ％）１０を、図２を参照して参考例で説明した接触伝導加熱炉１で焼成した。
Rolling and molding a mixture of copper short fibers (length: 0.2 mm, diameter: 10 μm) and a binder (trade name Aclawax C = ethylene bisstearamide made by LONZA) followed by degreasing The copper short fiber sheet (width 350 mm,
この焼成時の炉１の加熱・運転条件は、次の通りとした。
炉室内とドラム７内に設けられた電気チューブヒーター８で、ドラム７の外表面を９００℃に維持した。炉室内の雰囲気を窒素とし、供給管１１よりのＮ２の供給量を1.25ｍ３／ｈｒ、搬入口３と搬出口４からの排気量（バインダー蒸気を含み）を1.5ｍ３／ｈｒとした。炉内はシートの送り速度を1000ｍｍ／ｍｉｎとした。シート１０は皺も折れも無く、短時間で美麗に焼結された。炉内のＯ２濃度は６ｐｐｍ以下に保たれ、焼成された材料の表面に酸化被膜の発生は全く認められなかった。
The heating and operating conditions of the
The outer surface of the
本発明の炉は金属繊維体シートの焼成に使用できるほか、かかるシートの脱脂にも利用できることは勿論であり、また、長尺で平らな炭素繊維シートの予備炭化、炭化、または黒鉛化にも利用できる。更にまた、セラミック繊維シートの脱脂または焼成にも利用できるものである。 The furnace of the present invention can be used not only for firing metal fiber sheets, but also for degreasing such sheets, and also for pre-carbonization, carbonization, or graphitization of long and flat carbon fiber sheets. Available. Furthermore, it can be used for degreasing or firing ceramic fiber sheets.
１−接触加熱・雰囲気炉の全体
２−炉室
３−被加熱処理材料の搬入口
４−被加熱処理材料の搬出口
５−断熱材
６−炉内壁
７−接触伝導加熱ドラム
８−チューブヒーター
９−ローラー
１０−被加熱処理材料
１１−雰囲気ガス送気管（又は吸気管）
１２−ドラムの円周面上の貫通スリット
１３−熱電対
１４−抵抗発熱電極
１５−雰囲気ガス排気管
１６−雰囲気ガス供給管
1-Overall of contact heating / atmosphere furnace 2-furnace chamber 3-inlet of heat-treated material 4-outlet of heat-treated material 5-insulation material 6-furnace inner wall 7-contact conduction heating drum 8-tube heater 9 -Roller 10-Heated material 11-Atmospheric gas supply pipe ( or intake pipe)
12-through slit on the circumferential surface of the drum 13-thermocouple 14-resistance heating electrode 15-atmosphere gas exhaust pipe
16-Atmosphere gas supply pipe
Claims (3)
該ドラムの内部及び／又は該ドラム外側の炉室内にはヒーター及び／又は該ドラム外周面と摺接する加熱電極による輻射加熱及び／又は抵抗加熱により該ドラムを４００℃以上に伝導加熱するための発熱体が設けられ、上記グラファイト製ドラムは、被加熱処理材料に付着して炉室内へもたらされる酸素を吸着してＣＯとして炉室内へ放出すると共に、更にその放出されたＣＯガスを上記搬入口と搬出口を介して炉外へ排気するように構成されてなることを特徴とする長尺で平らな被加熱処理材料の接触伝導加熱炉。 A furnace chamber surrounded by a heat insulating material having a loading port and unloading port flat be heated material with elongated furnace chamber is pivotally supported on the axis perpendicular to the moving direction of the heat treatment the material in the furnace chamber And a drum made of graphite whose outer peripheral surface is partly in contact with the material to be heated , and a pipe for sending atmospheric gas into the furnace chamber,
Heat generated to conduct and heat the drum to 400 ° C. or more by radiant heating and / or resistance heating by a heater and / or a heating electrode that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the drum in the furnace chamber inside and / or outside the drum. The graphite drum adsorbs oxygen that is attached to the heat-treated material and is brought into the furnace chamber and releases it as CO into the furnace chamber, and further releases the released CO gas to the carry-in port. A contact conduction heating furnace for a long and flat material to be heated, which is configured to be exhausted to the outside of the furnace through a carry-out port.
該ドラムを枢支しかつ該ドラムを内へ向けて開口する送気管からは雰囲気ガスを上記スリットを介して炉室内へ送られるように構成され、被加熱処理材料は炉内に設けたヒーターによって４００℃以上に加熱される上記ドラムの外周面の一部と接触することにより伝導加熱されるよう構成され、グラファイト製のドラム炉内壁は、被加熱処理材料に付着して炉室内にもたらされる酸素を吸着してＣＯとして炉室内へ放出するように構成されてなることを特徴とする長尺で平らな被加熱処理材料の接触伝導加熱炉。 A furnace chamber having a long and flat inlet and outlet for the heat-treated material, surrounded by heat insulating material and made of graphite, and an axis perpendicular to the direction of movement of the heat-treated material in the furnace chamber And a drum that is rotatable in the furnace chamber and is provided with a large number of slits on the outer peripheral surface,
An air supply pipe that pivotally supports the drum and opens the drum inward is configured to send atmospheric gas into the furnace chamber through the slit, and the material to be heated is heated by a heater provided in the furnace. It is configured to be conductively heated by contact with a part of the outer peripheral surface of the drum heated to 400 ° C. or higher, and the graphite drum furnace inner wall adheres to the material to be heated and is brought into the furnace chamber A contact conduction heating furnace for a long and flat heat-treated material, characterized in that it is configured to adsorb and release CO as CO into the furnace chamber.
上記ドラムは該ドラム内へ向けて開口する吸気管によって枢支され、上記被加熱処理材料は炉内に設けたヒーターによって４００℃以上に加熱される上記ドラムの外周面の一部と接触することにより伝導加熱されるよう構成され、グラファイト製のドラム炉内壁は、被加熱処理材料に付着して炉室内にもたらされる酸素を吸着してＣＯとして炉室内へ放出すると共に、更にその放出されたＣＯガスを上記ドラムのスリットを介して上記吸気管から炉外へ排気するように構成されてなることを特徴とする長尺で平らな被加熱処理材料の接触伝導加熱炉。 A furnace chamber having a long and flat inlet and outlet for the heat-treated material, surrounded by heat insulating material and made of graphite, and an axis perpendicular to the direction of movement of the heat-treated material in the furnace chamber A drum that is pivotally supported in the furnace chamber and is rotatable in the furnace chamber and has a large number of slits on the outer peripheral surface, and an atmosphere gas supply pipe that sends the atmosphere gas into the furnace chamber,
The drum is pivotally supported by an intake pipe that opens into the drum, and the material to be heated comes into contact with a part of the outer peripheral surface of the drum that is heated to 400 ° C. or higher by a heater provided in the furnace. The drum furnace inner wall made of graphite adsorbs oxygen that is attached to the heat-treated material and is brought into the furnace chamber and releases it as CO into the furnace chamber. Further, the released CO A contact conduction heating furnace for a long and flat heat-treated material, characterized in that gas is exhausted from the intake pipe to the outside of the furnace through a slit of the drum.
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