(57)【要約】【課題】低コストかつ作業効率が高い熱処理炉を提供する。【解決手段】熱処理によって処理物品から揮発成分を除去する熱処理炉であって、内部空間を有する炉本体と、前記炉本体の内部空間内に配置され、前記処理物品が配置され前記内部空間から隔離された処理空間を形成する覆い部と、前記炉本体と覆い部との間の空間を加熱するバーナ手段と、前記処理空間と流体連通された二次燃焼装置と、を備える。二次燃焼装置は、バーナ手段から炉本体の内部空間に導入される燃焼ガスを通過させる必要がないため、処理能力（処理容量）が少なくてよい。このため、二次燃焼装置による熱処理炉のコスト上昇が抑制される。【選択図】図１
2011127852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱処理によって処理物品から揮発成分を除去する熱処理炉であって、
内部空間を有する炉本体と、
前記炉本体の内部空間内に配置され、前記処理物品が配置され前記内部空間から隔離された処理空間を形成する覆い部と、
前記炉本体と覆い部との間の空間を加熱するバーナ手段と、
前記処理空間と流体連通された二次燃焼装置と、を備えている、
ことを特徴とする熱処理炉。
【請求項２】
前記処理空間に気体を導入する気体導入手段を更に備えている、
請求項１に記載の熱処理炉。
【請求項３】
前記気体導入手段が加熱気体を前記処理空間に導入する、
請求項２に記載の熱処理炉。
【請求項４】
前記気体が不活性ガスである、
請求項２または３に記載の熱処理炉。
【請求項５】
前記加熱手段が、前記内部空間の対角線上の対向位置に配置された２つのバーナを含む、
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の熱処理炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱処理炉に関し、詳細には、熱処理によって処理対象の物品から揮発成分を除去する熱処理炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
処理対象の物品を加熱して、処理対象の物品に含まれる揮発成分を処理対象の物品から除去する熱処理炉が知られている。このような熱処理炉の例として、高炉樋用耐火ブロックなどの耐火物の製造工程で使用される熱処理炉が挙げられる。この熱処理炉は、ピッチ含浸処理を施したブロック体からピッチ中の揮発成分を除去するベーキング処理（特許文献１）を行うために使用される炉である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１３７６６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような熱処理炉の一例を図１に示す。図１に示されているように、熱処理炉１は、バーナ２によって内部空間が加熱される炉本体４を備えている。炉本体４の上部には排気管６が接続された排気口８が形成され、炉本体４の内部空間内のガスを排気できるように構成されている。
【０００５】
炉本体４の内部には、ピッチ含浸処理を施したブロック体１０（処理対象の物品）が載置された台車１２が配置される。台車１２上には、ブロック体１０を覆うように箱状の覆い１４が被せられ、ブロック体１０が台車１２上に配置された空間を、炉本体４内の空間から隔離している。覆い１４の下端部と台車１２の上面との間には、サンドシール１６が設けられている。
【０００６】
このような熱処理１でベーキング処理を行う際には、先ず、炉本体４の外で、ピッチ含浸処理を施したブロック体１０を台車１２に載置して覆い１４を被せ、さらに、覆い１４の下端部と台車１２の上面との間をサンドシール１６でシールする。そして、この台車１２を、図１に示すように炉本体４内に配置し、バーナ２で、炉本体４の内部空間を加熱していく。
【０００７】
この加熱によって、覆い１４内のブロック体１０も間接的に加熱され、ブロック体１０内に含浸させられているピッチの揮発成分が気化し、ブロック体１０から出て、覆い１４内の処理空間を満たす。この揮発成分は、サンドシール１６を通して覆い１４の処理空間から炉本体４の内部空間（炉本体４と覆い１４の間の空間）に漏れ出し、その後、バーナ２の燃焼ガス等に同伴され、排気管６が接続された排気口８から排出される。
【０００８】
熱処理炉１では、排気管６の下流側には、図示しない二次燃焼装置が設けられ、燃焼ガスに同伴された揮発成分を燃焼させ、この揮発成分が外部に排出されないように構成されている。
【０００９】
上記熱処理炉１では、揮発成分が燃焼ガスに同伴されて炉外に排出されるので、ブロック体１０から発生した揮発成分を燃焼させるためには、多量に発生する燃焼ガスを処理する必要がある。このため、従来の熱処理炉１では、二次燃焼装置を通過するガスの量は多くなる。この結果、処理能力が高い二次燃焼装置が必要となり、この処理能力が高い二次燃焼装置が熱処理炉のコストを押し上げていた。
【００１０】
また、覆い１４の処理空間から炉本体４の内部空間（炉本体４と覆い１４の間の空間）に漏れ出した揮発成分等が、炉本体４の壁付近で冷却されて析出し、壁の内面に付着するため、定期的に空だきをして、炉本体４の内面に付着した揮発成分等を除去する作業が必要であり、作業効率が悪かった。
【００１１】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、低コストかつ作業効率が高い熱処理炉を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によれば、
熱処理によって処理物品から揮発成分を除去する熱処理炉であって、
内部空間を有する炉本体と、
前記炉本体の内部空間内に配置され、前記処理物品が配置され前記内部空間から隔離された処理空間を形成する覆い部と、
前記炉本体と覆い部との間の空間を加熱するバーナ手段と、
前記処理空間と流体連通された二次燃焼装置と、を備えている、
ことを特徴とする熱処理炉が提供される。
【００１３】
このような構成によれば、二次燃焼装置は、バーナ手段から炉本体の内部空間に導入される燃焼ガスを通過させる必要がないため、処理能力（処理容量）が少なくてよい。このため、二次燃焼装置による熱処理炉のコスト上昇が抑制される。
さらに、処理物品から放出された種々の物質が炉本体と覆い部との間の空間に流出することが抑制されるので、炉本体の内周面の汚染が抑制され、作業効率が向上する。
【００１４】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記処理空間に気体を導入する気体導入手段を更に備えている。
【００１５】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記気体導入手段が加熱気体を前記処理空間に導入する。
このような構成によれば、処理空間内の温度を効率的に上昇させ、処理物品の熱処理を促進させることができる。
【００１６】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記気体が不活性ガスである。
【００１７】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記加熱手段が、前記内部空間の対角線上の対向位置に配置された２つのバーナを含む。
このような構成によれば、内部空間の温度を均一に上昇させ、処理物品の熱処理を促進させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、低コストかつ作業効率が高い熱処理炉が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】従来技術の熱処理炉の内部構造を示す模式的な図面である。
【図２】本発明の好ましい実施形態の熱処理炉の内部構造を示す模式的な側面図である。
【図３】本発明の好ましい実施形態の熱処理炉の内部構造を示す模式的な正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態の熱処理炉２０について説明する。
図２は、本発明の好ましい実施形態の熱処理炉２０の内部構造を示す模式的な側面図であり、図３は、熱処理炉２０の内部構造を示す模式的な正面図である。
【００２１】
先ず、熱処理炉２０の構成を説明する。
本実施形態の熱処理炉２０は、高炉樋用耐火ブロックなどの耐火物の製造工程で使用される熱処理炉である。この熱処理炉２０は、ピッチ含浸処理を施したブロック体からピッチ中の揮発成分を除去するベーキング処理を行うために使用されるベーキング炉である。
【００２２】
しかしながら、本願発明はこのようなベーキング炉に限定されるものではなく、処理対象の物品を加熱して、処理対象の物品に含まれる揮発成分を処理対象の物品から除去する処理を行う他の熱処理炉にも適用可能である。
【００２３】
図２および図３に示されているように、熱処理炉２０は、内部空間２２を有する炉本体２４と、炉本体２４の内部空間２２内に配置される覆い部２６とを備えた二重構造を有している。本実施形態の炉本体２４では、炉本体２４内に、６台の覆い部２６が、２×３（２行３列）で配置されている（図３には１行目の３台のみを図示）。尚、各覆い部２６は、基本的には同一構造を有している。
【００２４】
本実施形態の熱処理炉２０では、炉本体２４は前壁２４ａ、後壁２４ｂ、左右側壁２４ｃ、２４ｄの４枚の側壁と、天井２４ｅおよび床部分２４ｆに囲まれたチャンバ形状であり、側壁等は煉瓦等の耐火物で構成されている。
また、各覆い部２６は、処理物品であるピッチ含浸処理を施したブロック体２８が配置される処理空間３０を内部に形成する底部が開いた箱状の構造体であり、鉄、ステンレス等の金属で形成されている。この覆い部２６は、熱処理炉２０の作動時には、図２に示されているように、開いた底部が炉本体２４の床部分２４ｆに配置された板２４ｇで閉鎖されるように、床部分２４ｆ上に配置される。このような配置によって、覆い部２６内の処理空間３０は、覆い部２６の壁によって、炉本体２４の内部空間２２から隔離されることになる。
【００２５】
また、熱処理炉２０は、内部空間２２、詳細には炉本体２４と覆い部２６との間の空間を加熱するバーナ３２を備えている。バーナ３２は、炉本体２４の壁を貫通するように１２基が設けられている。詳細には、炉本体２４の前壁２４ａの下部に６基と、後壁２４ｂの上部に６基、取り付けられ、内部空間２２の対角線上の対向位置に配置されている。バーナ３２の燃料として、ガス、または重油等の燃料が用いられる。
【００２６】
本実施形態の熱処理炉２０は、炉底部２４ｆの底面に車輪が設けられ、炉底部２４ｆを、側壁から切り離して移動させることができるように構成されている。
処理物品を炉内に設置するときは、炉底部２４ｆを側壁から切り離して炉外に移動させ、覆い部２６を取り外し、処理物品２８を炉底部２４ｆ上に配置する。その後、処理物品２８を覆うように覆い部２６を炉底部２４上に取り付け、炉底部２４ｆと覆い部２６との接続部をサンドシールＳでシールした後、炉底部２４ｆを炉内に戻す。
【００２７】
さらに、熱処理炉２０では、底部２４ｆにパイプ３４が接続されている。このパイプ３４は、覆い部２６内の処理空間３０内に加熱した不活性ガスを導入する気体導入手段を構成するものであり、図示しない加熱不活性ガス源に連通している。
不活性ガスとして、３００〜８００℃の温度範囲に加熱された窒素、炭酸ガス、アルゴン等の不活性なガスが使用される。
【００２８】
さらにまた、本実施形態の熱処理炉２０は、二次燃焼装置３６を備えている。この二次燃焼装置３６は、管路３８を介して覆い部２６内の処理空間３０に連通し、処理空間３０内のガスを導入して燃焼させ、処理空間３０内のガスに含まれる（同伴される）物質、例えばブロック体２８から気化してきた揮発成分等を燃焼させるように構成されている。
【００２９】
図２に示されているように、二次燃焼装置３６は、内部に蛇行した流路を備えた箱状の燃焼部４０と、流路の上流部に設けられた二次燃焼バーナ４２とを備えている。この二次燃焼バーナ４２からの火炎によって、処理空間３０から導入したガスを加熱し、このガスに含まれる物質を燃焼させる。
【００３０】
更に、図２に示されているように、本実施形態の熱処理炉２０の天井２４ｅは開口部２４ｈを有し、開口部２４ｈに上方に延びる煙突４４が接続されている。開口部２４ｈには、可動ダンパー４６が設けられており、内部空間２２と煙突４４とを選択的に流体連通可能としている。バーナ３２の燃焼によって生じた内部空間２２内の排気ガスを排出するときは、ダンパー４６を開いて内部空間２２と煙突４４内とを連通させて、煙突４４を通して、排気ガスを排出する。
【００３１】
次に、熱処理炉２０の作用について説明する。
先ず、ピッチ含浸処理を施したブロック体２８を、所定の積載状態で、覆い部２６内に配置する。覆い部２６および炉本体２４の開口部分を閉鎖し、処理空間３０および内部空間２２を閉鎖した後、バーナ３２によって、内部空間２２を処理物品に応じて設定された所定温度まで、加熱する。
【００３２】
内部空間２２を加熱することにより、処理空間３０内のブロック体２８も間接的に加熱され、ブロック体２８に含浸しているピッチ中の揮発成分が気化して処理空間３０内に出て、処理空間３０内の圧力が上昇する。バーナ３２の点火と同時に、または、ピッチ中の揮発成分が気化し始めたタイミングで、不活性ガスをパイプ３４を通して処理空間３０内に流す。
【００３３】
所定のタイミングで、二次燃焼装置３６の二次燃焼バーナ４０を点火し、処理空間３０から二次燃焼装置３６に導入されたガスを加熱し、処理空間３０から導入されたガスに含まれる（同伴される）物質、例えばブロック体２８から気化してきた揮発成分等を燃焼させる。
【００３４】
本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものである。
【符号の説明】
【００３５】
１  熱処理炉
４  炉本体
１４  覆い
１６  サンドシール
２０  熱処理炉
２４  炉本体
２６  覆い部
３２  バーナ
３６  二次燃焼装置
４２  二次燃焼バーナ
【図１】
2011127852.tif 000003
【図２】
2011127852.tif 000004
【図３】
2011127852.tif 000005