(57)【要約】【課題】  主として焼結炉の予熱ゾーンでグリーンペレットから発生する熱分解ガス、蒸気等の反応阻害雰囲気を、グリーンペレットと還元ガスとの反応、ひいては、ペレットの焼結に影響を与えることなく、効率的に除去する。【解決手段】  反応阻害雰囲気４の除去装置１０は、グリーンペレット２を積載して連続式焼結炉１の予熱ゾーン１Ａ内を進行する焼結ボード３内にガスを供給するガスノズル１２と、焼結ボード３を挟んでガスノズル１２に対向して設けられたガス排出口１４とを備えている。ガスノズル１２は、焼結ボード３内にグリーンペレット２の進行方向に交差する方向から開口部３Ａを通じてガスを供給して、グリーンペレット２から発生して処理物と還元ガスとの反応を阻害する熱分解ガス、蒸気その他の反応阻害雰囲気４を焼結ボード３から排出し、ガス排出口１４は、焼結ボード３から排出された反応阻害雰囲気４を連続式焼結炉１の外に排出する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理物を積載して連続式焼結炉内を進行する焼結ボード内にガスを供給するガスノズルと、前記焼結ボードを挟んで前記ガスノズルに対向して設けられたガス排出口とを備え、前記ガスノズルは、前記焼結ボード内に前記処理物の進行方向に交差する方向からガスを供給して、前記処理物から発生して前記処理物と還元ガスとの反応を阻害する熱分解ガス、蒸気その他の反応阻害雰囲気を前記焼結ボードから排出し、前記ガス排出口は、前記焼結ボードから排出された反応阻害雰囲気を前記連続式焼結炉の外に排出することを特徴とする焼結炉の反応阻害雰囲気の除去装置。
【請求項２】
請求項１に記載された焼結炉の反応阻害雰囲気の除去装置であって、複数組の前記ガスノズル及び前記ガス排出口を備え、前記複数組のガスノズル及びガス排出口は、交互に互い違いの方向から前記焼結ボード内への前記ガスの供給及び前記反応阻害雰囲気の排出をすることを特徴とする焼結炉の反応阻害雰囲気の除去装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載された焼結炉の反応阻害雰囲気の除去装置であって、前記ガスノズル及び前記ガス排出口は、前記連続式焼結炉のうち、炉内の温度が前記処理物に含有された添加剤の熱分解温度に達する位置から約１０００℃の予熱領域内において、前記ガスの供給及び前記反応阻害雰囲気の排出をすることを特徴とする焼結炉の反応阻害雰囲気の除去装置。
【請求項４】
請求項３に記載された焼結炉の反応阻害雰囲気の除去装置であって、前記ガスノズル及び前記ガス排出口は、前記添加剤の脱ガス開始温度付近から反応開始、焼結開始温度の間で前記ガスの供給及び前記反応阻害雰囲気の排出をすることを特徴とする焼結炉の反応阻害雰囲気の除去装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載された焼結炉の反応阻害雰囲気の除去装置であって、前記ガスノズルから供給されるガスは、前記処理物と反応を示す反応ガスであることを特徴とする焼結炉の反応阻害雰囲気の除去装置。
【請求項６】
請求項５に記載された焼結炉の反応阻害雰囲気の除去装置であって、前記反応ガスが還元ガスであることを特徴とする焼結炉の反応阻害雰囲気の除去装置。
【請求項７】
処理物を積載して連続式焼結炉内を進行する焼結ボード内に、前記処理物の進行方向に交差する方向からガスノズルによりガスを供給して、前記処理物から発生して前記処理物と還元ガスとの反応を阻害する熱分解ガス、蒸気その他の反応阻害雰囲気を前記焼結ボードから排出し、前記焼結ボードから排出された反応阻害雰囲気を前記焼結ボードを挟んで前記ガスノズルに対向して設けられたガス排出口により前記連続式焼結炉の外に排出することを特徴とする焼結炉の反応阻害雰囲気の除去方法。
【請求項８】
請求項７に記載された焼結炉の反応阻害雰囲気の除去方法であって、複数組の前記ガスノズル及び前記ガス排出口を設置して、前記複数組のガスノズル及びガス排出口により、交互に互い違いの方向から前記焼結ボード内への前記ガスの供給及び前記反応阻害雰囲気の排出を行うことを特徴とする焼結炉の反応阻害雰囲気の除去方法。
【請求項９】
請求項７又は請求項８のいずれかに記載された焼結炉の反応阻害雰囲気の除去方法であって、前記ガスノズル及び前記ガス排出口により、前記連続式焼結炉のうち、炉内の温度が前記処理物に含有された添加剤の熱分解温度に達する位置から約１０００℃の予熱領域内において、前記ガスの供給及び前記反応阻害雰囲気の排出を行うことを特徴とする焼結炉の反応阻害雰囲気の除去方法。
【請求項１０】
請求項９に記載された焼結炉の反応阻害雰囲気の除去方法であって、前記ガスノズル及び前記ガス排出口により、前記添加剤の脱ガス開始温度付近から反応開始、焼結開始温度の間で前記ガスの供給及び前記反応阻害雰囲気の排出を行うことを特徴とする焼結炉の反応阻害雰囲気の除去方法。
【請求項１１】
請求項７乃至請求項１０のいずれかに記載された焼結炉の反応阻害雰囲気の除去方法であって、前記ガスノズルから供給されるガスを、前記処理物と反応を示す反応ガスとすることを特徴とする焼結炉の反応阻害雰囲気の除去方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載された焼結炉の反応阻害雰囲気の除去方法であって、前記反応ガスが還元ガスであることを特徴とする焼結炉の反応阻害雰囲気の除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続式焼結炉を使用して軽水炉用原子燃料であるペレットを焼結する際に、主として焼結炉の予熱ゾーンでグリーンペレットから発生する熱分解ガス、蒸気等の反応阻害雰囲気を効率的に除去する装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ウォーキングビーム式、プッシャー式等の連続式焼結炉を使用して、軽水炉用の原子燃料であるペレットを焼結する際には、一般に、図２に示すように、処理物であるグリーンペレット２を、モリブデンから成る焼結ボード３に整列させて積載し、このグリーンペレット２が積載された焼結ボード３を、必要に応じて、図２に示すように４段等の複数段重ねした上で、台座７により支持して、図３に示すように、焼結炉の加熱ゾーンを通過させて焼結させる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
具体的には、例えば、沸騰水型軽水炉用のペレットにあっては、グリーンペレット２を、直径約１２ｍｍ、高さ約１３ｍｍ、密度約５ｇ／ｃｍ３に成型し、これを、焼結炉内で、水素と窒素の混合ガス等の還元ガス中にて約１７００℃〜１８００℃で焼結して、直径約９ｍｍ、高さ約１０ｍｍ、密度１０．５ｇ／ｃｍ３以上のペレットとされる。この場合、焼結ボード３の側面には、通気用の開口部３Ａ（図１参照）が形成されており、供給された還元ガスは、この開口部３Ａを通じて焼結ボード３内のグリーンペレット２に達し、内部のグリーンペレット２と接触して反応を促進させる。
【０００４】
このような連続式焼結炉においては、室温と、上記の約１７００℃〜１８００℃の焼結温度との間の急激な温度勾配（上昇及び下降）により、ペレットに熱応力によるひび割れ等が生じるのを回避するため、一般に、その加熱ゾーンが、図３に示すように、焼結炉の入り口側から焼結ボード３の進行方向に向けて、概ね、予熱ゾーン１Ａ、高温ゾーン１Ｂ、冷却ゾーン１Ｃに大別して設定されている。この場合、予熱ゾーン１Ａは約１０００℃に、高温ゾーン１Ｂは約１７００℃〜１８００℃に、冷却ゾーン１Ｃは約１０００℃に設定されている。
【０００５】
一方、処理されるグリーンペレット２には、プレス成型時の加工性を向上させるために潤滑剤が添加されている。この潤滑剤としては、一般に、ステアリン酸亜鉛が使用され、その融点は１３０℃である。このステアリン酸亜鉛は、通常、グリーンペレット２中に数重量％以下添加されており、その添加量にもよるが、約５００℃から７００℃の範囲で熱分解してガス状となる。
【０００６】
また、グリーンペレット２には、ペレットの密度を調整するためにポアフォーマー等も添加されている。このポアフォーマーとしては、一般に、ヒドラゾジカルボンアミド、アゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン等の化学発泡剤が使用され、その熱分解温度は約２００℃である。これらの化学発泡剤は、通常、グリーンペレット２中に数重量％以下添加されており、その添加量にもよるが、約２００℃から５００℃の範囲で熱分解してガス状となる。
【０００７】
このため、これらの添加剤の分解温度は、焼結炉１の予熱ゾーン１Ａの設定温度である約１０００℃に比しても低いため、主に予熱ゾーン１Ａの段階で、その殆どが熱分解してガス状になるといえる。従って、これらの添加剤が熱分解して、グリーンペレット２から発生した熱分解ガスや蒸気が、グリーンペレット２の周囲に滞留すると、還元ガスとグリーンペレット２との反応が阻害され、ペレットの密度や外観等の品質の不均一の原因となるおそれがあった。
【０００８】
この場合、これらの熱分解ガス等の反応阻害雰囲気を除去することが考えられるが、単に焼結炉内の雰囲気を排気すると、同時に、本来必要な還元ガスまで排出されることになり、本来の焼結に影響を与えるおそれがある。また、焼結炉１内、特に、高温ゾーン１Ｂは、非常に高温であることにも配慮する必要がある。
【特許文献１】特開平０７−２７０５８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、上記の問題点に鑑み、主として焼結炉の予熱ゾーンでグリーンペレットから発生する熱分解ガス、蒸気等の反応阻害雰囲気を、グリーンペレットと還元ガスとの反応、ひいては、ペレットの焼結に影響を与えることなく、効率的に除去する焼結炉の反応阻害雰囲気の除去装置及び焼結炉の反応阻害雰囲気の除去方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するための第１の手段として、処理物を積載して連続式焼結炉内を進行する焼結ボード内にガスを供給するガスノズルと、焼結ボードを挟んでガスノズルに対向して設けられたガス排出口とを備え、ガスノズルは、焼結ボード内に処理物の進行方向に交差する方向からガスを供給して、処理物から発生して処理物と還元ガスとの反応を阻害する熱分解ガス、蒸気その他の反応阻害雰囲気を焼結ボードから排出し、ガス排出口は、焼結ボードから排出された反応阻害雰囲気を連続式焼結炉の外に排出することを特徴とする焼結炉の反応阻害雰囲気の除去装置を提供するものである。
【００１１】
本発明は、上記の課題を解決するための第２の手段として、上記第１の解決手段において、複数組のガスノズル及びガス排出口を備え、これらの複数組のガスノズル及びガス排出口は、交互に互い違いの方向から焼結ボード内へのガスを供給及び反応阻害雰囲気の排出をすることを特徴とする焼結炉の反応阻害雰囲気の除去装置を提供するものである。
【００１２】
本発明は、上記の課題を解決するための第３の手段として、上記第１又は第２のいずれかの解決手段において、ガスノズル及びガス排出口は、連続式焼結炉のうち、炉内の温度が処理物に含有された添加剤の熱分解温度に達する位置から約１０００℃の予熱領域内において、ガスの供給及び反応阻害雰囲気の排出をすることを特徴とする焼結炉の反応阻害雰囲気の除去装置を提供するものである。
【００１３】
本発明は、上記の課題を解決するための第４の手段として、上記第３の解決手段において、ガスノズル及びガス排出口は、添加剤の脱ガス開始温度付近から反応開始、焼結開始温度の間でガスの供給及び反応阻害雰囲気の排出をすることを特徴とする焼結炉の反応阻害雰囲気の除去装置を提供するものである。
【００１４】
本発明は、上記の課題を解決するための第５の手段として、上記第１乃至第４のいずれかの解決手段において、ガスノズルから供給されるガスは、処理物と反応を示す反応ガスであることを特徴とする焼結炉の反応阻害雰囲気の除去装置を提供するものである。
【００１５】
本発明は、上記の課題を解決するための第６の手段として、上記第５の解決手段において、反応ガスが還元ガスであることを特徴とする焼結炉の反応阻害雰囲気の除去装置を提供するものである。
【００１６】
また、本発明は、上記の課題を解決するために、上記第１乃至第６の解決手段を使用した下記の解決手段をも提供するものである。即ち、本発明は、上記の課題を解決するための第７の手段として、処理物を積載して連続式焼結炉内を進行する焼結ボード内に、処理物の進行方向に交差する方向からガスノズルによりガスを供給して、処理物から発生して処理物と還元ガスとの反応を阻害する熱分解ガス、蒸気その他の反応阻害雰囲気を焼結ボードから排出し、焼結ボードから排出された反応阻害雰囲気を焼結ボードを挟んでガスノズルに対向して設けられたガス排出口により連続式焼結炉の外に排出することを特徴とする焼結炉の反応阻害雰囲気の除去方法を提供するものである。
【００１７】
本発明は、上記の課題を解決するための第８の手段として、上記第７の解決手段において、複数組のガスノズル及びガス排出口を設置して、これらの複数組のガスノズル及びガス排出口により、交互に互い違いの方向から焼結ボード内へのガスの供給及び反応阻害雰囲気の排出を行うことを特徴とする焼結炉の反応阻害雰囲気の除去方法を提供するものである。
【００１８】
本発明は、上記の課題を解決するための第９の手段として、上記第７又は第８のいずれかの解決手段において、ガスノズル及びガス排出口により、連続式焼結炉のうち、炉内の温度が処理物に含有された添加剤の熱分解温度に達する位置から約１０００℃の予熱領域内において、ガスの供給及び反応阻害雰囲気の排出を行うことを特徴とする焼結炉の反応阻害雰囲気の除去方法を提供するものである。
【００１９】
本発明は、上記の課題を解決するための第１０の手段として、上記第９の解決手段において、ガスノズル及びガス排出口により、添加剤の脱ガス開始温度付近から反応開始、焼結開始温度の間でガスの供給及び反応阻害雰囲気の排出を行うことを特徴とする焼結炉の反応阻害雰囲気の除去方法を提供するものである。
【００２０】
本発明は、上記の課題を解決するための第１１の手段として、上記第７乃至第１０のいずれかの解決手段において、ガスノズルから供給されるガスを、処理物と反応を示す反応ガスとすることを特徴とする焼結炉の反応阻害雰囲気の除去方法を提供するものである。
【００２１】
本発明は、上記の課題を解決するための第１２の手段として、上記第１１の解決手段において、反応ガスが還元ガスであることを特徴とする焼結炉の反応阻害雰囲気の除去方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、上記のように、ガスノズルにより開口部を通じて焼結ボード内にガスを供給しているため、焼結ボード内にガス流れが生じて、熱分解ガス等の反応阻害雰囲気がグリーンペレットの周囲に滞留することがないと同時に焼結ボードのガス供給側とは反対側の開口部から排出されると共に、この排出された熱分解ガス等を、ガスノズルに対向する位置に設けられたガス排出口により直接的に焼結炉外に排気しているため、熱分解ガス等の反応阻害雰囲気を除去して、還元ガスとグリーンペレットとを適切に反応させることができる実益がある。
【００２３】
特に、この場合、上記のように、焼結ボードを挟むようにしてその近傍に、ガスノズル及びガス排気口を相対向して配置しているため、本来必要な還元ガスを必要以上に排気することなく、主に焼結ボード内の反応阻害雰囲気を効率良く除去することができ、還元ガスによる反応、ひいては、ペレットの焼結に影響を与えることなく、反応阻害雰囲気を除去することができる実益がある。
【００２４】
本発明によれば、上記のように、焼結ボードに積載された処理物であるグリーンペレットの進行方向ではなく、これに交差する方向からガスを供給しているため、当該グリーンペレットのその後の焼結工程、あるいは、既に次工程に搬送されたグリーンペレットの還元ガスとの反応による焼結に影響を与えることなく、反応阻害雰囲気のみを効率的に除去することができる実益がある。
【００２５】
本発明によれば、上記のように、複数組のガスノズル及びガス排出口により、交互に互い違いの方向から焼結ボード内へのガスの供給及び反応阻害雰囲気の排出を行っているため、複数回にわたって反応阻害雰囲気の除去が行われると同時に、反応阻害雰囲気が焼結ボード内の一方側のみに残留することなく確実に排出されるため、反応阻害雰囲気を効率良く除去することができる実益がある。
【００２６】
本発明によれば、上記のように、添加剤が熱分解してグリーンペレットから熱分解ガス等の反応阻害雰囲気の殆どが発生すると考えられる予熱ゾーンにおいて、反応阻害雰囲気を除去しているため、発生直後の反応阻害雰囲気を予め効率良く除去することができると同時に、その後の高温ゾーンでの還元ガスとグリーンペレットとの反応には影響を与えることがなく、反応あるいは焼結開始前にはグリーンペレットの周囲を還元ガスで覆うことができ、本来の焼結を適正に行うことができる実益がある。
【００２７】
本発明によれば、上記のように、ガスノズルから供給されて焼結ボード内にガス流れを生み出すガスとして、反応ガス、特に、本来、グリーンペレットとの反応に使用される還元ガスを使用しているため、反応阻害雰囲気の除去後におけるグリーンペレットの周囲が代わりに還元ガスで覆われるため、還元ガスとグリーンペレットとの接触効率をも高めることができ、ペレットの焼成を適切にかつ効率良く遂行することができる実益がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明を実施するための形態を図面を参照しながら詳細に説明すると、図１は、本発明の反応阻害雰囲気の除去装置１０を示し、この除去装置１０は、図１に示すように、軽水炉用原子燃料であるペレットを焼結する連続式焼結炉１に設置される。この連続式焼結炉１には、ウォーキングビーム式、プッシャー式、ベルト式等の種々の駆動方式があるが、本発明においては、特に限定はなく、いずれの駆動方式であっても適用することができる。
【００２９】
この連続式焼結炉１においては、図１及び図３に示すように、モリブデンから形成された複数の焼結ボード３に積載された処理物であるグリーンペレット２が、連続的に搬送されて、焼結炉１の入り口側から、約１０００℃に設定された予熱ゾーン１Ａ、約１７００℃〜１８００℃に設定された高温ゾーン１Ｂ、約１０００℃に設定された冷却ゾーン１Ｃの順に通過して、焼結される。なお、各ゾーンの温度は、図３に示すように、熱電対５やこの熱電対５を備えたヒータ６により設定される。
【００３０】
この場合、各焼結ボード３の側面には、図１に示すように、通気用の開口部３Ａが、グリーンペレット２の進行方向（図１の及び図３の左側から右側）に対して前後左右の４箇所に形成されており、焼結ボード３の内部に収納されたグリーンペレット２は、この開口部３Ａを通じて、焼結炉１内に供給された還元ガスと反応して焼結される。
【００３１】
本発明の除去装置１０は、この焼結炉１において、図１に示すように、処理物であるグリーンペレット２を積載して連続式焼結炉１内を進行する焼結ボード３内にガスを供給するガスノズル１２と、焼結ボード３を挟んでガスノズル１２に対向して設けられたガス排出口１４とを備えている。
【００３２】
ガスノズル１２は、図１に示すように、焼結ボード３内にガスを供給して、焼結ボード３内に、ガス流れ（図１の矢印Ａ参照）を発生させ、このガス流れにより、グリーンペレット２から発生してグリーンペレット２と還元ガスとの反応を阻害する熱分解ガス、蒸気その他の反応阻害雰囲気４を焼結ボード３から排出する。従って、反応阻害雰囲気４が、焼結ボード３内に滞留することがなく、還元ガスとグリーンペレットの反応が阻害されて、焼結後のペレットの密度や外観等の品質に影響を与えることがない。
【００３３】
一方、ガス排出口１４は、焼結ボード３から排出された反応阻害雰囲気４を連続式焼結炉１の外に排出する。このため、焼結ボード３から排出された焼結炉１内に残留して、焼結ボード３内に再度流入することもなく、還元ガスとグリーンペレット２との効率よく接触させることができる。
【００３４】
この場合、図１に示すように、ガスノズル１２は、焼結ボード３の側面に形成された開口部３Ａを利用してこの開口部３Ａを通じて、焼結ボード３内にガスを供給し、一方、ガス排出口１４は、ガス供給側の開口部３Ａとは反対側（相対向する側）のガス流れの下流側に位置する開口部３Ａから排出された反応阻害雰囲気４を排出する。
【００３５】
また、このガスノズル１２は、図１に示すように、処理物であるグリーンペレット２の進行方向に交差する方向、具体的には、図示の実施の形態では、進行方向に直交する方向から焼結ボード３内にガスを供給してガス流れを発生させる。これは、進行方向にガス流れを発生させると、連続的に搬送された焼結ボード３において、既により先の焼結工程（高温ゾーン１Ｂ等）に搬送された焼結ボード３内にまで反応阻害雰囲気４が流入してしまうと同時に必要な還元ガスまで除去されてしまい、グリーンペレット２と還元ガスとの充分な接触による効率的な焼結が却って害されるからである。従って、グリーンペレット２の進行方向と交差する方向にガス流れを発生させている本発明では、当該グリーンペレット２Ａ（図１参照）のその後の焼結工程（還元ガスとの反応）、あるいは、先にこの除去処理工程を通過して既に次工程に搬送されたグリーンペレット２Ｂ（図１参照）の還元ガスとの反応による焼結に影響を与えることなく、反応阻害雰囲気のみを効率的に除去することができる
【００３６】
また、これらのガスノズル１２及びガス排出口１４は、図１に示すように、焼結ボード３を挟むようにして、焼結ボード３の開口部３Ａの近傍に相対向して設置することが望ましい。これにより、本来必要な還元ガスを必要以上に排気することなく、主に焼結ボード３内の反応阻害雰囲気を効率良く除去することができ、還元ガスによる反応、ひいては、ペレットの焼結に影響を与えることなく、反応阻害雰囲気を除去することができる。
【００３７】
この場合、ガスノズル１２及びガス排出口１４は、焼結炉内１に配管して焼結炉１の入口から外部に連通させて設置することができる。また、その他、気密性を保持できれば、焼結炉１の進行方向に対して左右に位置する側壁（図１の上下方向に存在する側壁）を貫通させて、配管することもできる。なお、いずれにせよ、少なくとも、約１０００℃以上の高温下に設置されるため、これらのガスノズル１２及びガス排出口１４は、充分な耐熱性を有する材料から形成することが望ましい。
【００３８】
但し、これらのガスノズル１２及びガス排出口１４の設置方法は、必ずしも、上記の形態に限定されるものではなく、焼結ボード３内に充分なガス流れを確実に発生させ、また、焼結ボード３から排出された反応阻害雰囲気４を外部へ排気することができれば、ガスノズル１２の噴射口及びガス排出口１４の開口面のみが焼結炉１の側壁に臨むようにして設置し、ガスノズル１２やガス排出口１４の本体（配管）は、炉外に設置することもできる。この場合には、可能であれば、焼結炉１の左右の側壁を、少なくとも、これらのガスノズル１２が接地されている箇所についてだけでも、近接させた方が、反応阻害雰囲気４の効率的な除去の上では好ましい。
【００３９】
また、図示の実施の形態では、図１に示すように、複数組、具体的には、２組のガスノズル１２及びガス排出口１４を備えている。これにより、複数回にわたって反応阻害雰囲気４の除去が行われるため、より一層確実に反応阻害雰囲気４を除去することができる。
【００４０】
この場合、これらの２組のガスノズル１２及びガス排出口１４は、全て同方向に向けて設置するのではなく、図１に示すように、交互に互い違いの方向から焼結ボード３内へのガスを供給してガス流れを発生させ、また、反応阻害雰囲気を排出するように設定することが望ましい。これにより、反応阻害雰囲気４が焼結ボード３内の一方側のみに偏って残留することなく確実に排出されるため、反応阻害雰囲気４を効率良く除去することができる。
【００４１】
また、これらの図１に示すガスノズル１２及びガス排出口１４は、図３に示す連続式焼結炉１の各ゾーンのうち、約１０００℃に設定される予熱ゾーン１Ａに設定する。これは、除去すべき熱分解ガス等の反応阻害雰囲気４は、グリーンペレット２に含有される潤滑剤や化学発泡剤が、約７００℃までの温度で、より具体的には、潤滑剤（ステアリン酸亜鉛）については約５００℃から７００℃の範囲で、また、ヒドラゾジカルボンアミド、アゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン等の化学発泡剤については約２００℃から５００℃の範囲で、熱分解してガス状となることにより発生すると考えられるため、換言すれば、その殆どが、この予熱ゾーン１Ａの段階にて発生すると考えられるからである。
【００４２】
また、例えば、二酸化ウランのグリーンペレット２は、約１０００℃から１２００℃の温度下で焼結を開始し、約１７００℃以上で密度９５％Ｔ．Ｄ．以上に焼き締まるため、この状態となる連続式焼結炉１の高温ゾーン１Ｂに達する前の予熱ゾーン１Ａにおいて、予め反応阻害雰囲気４を除去することにより、還元ガスとグリーンペレット２との接触効率を高めて効果的に焼成をすることができると考えられるからである。
【００４３】
このため、連続式焼結炉１のうち、炉内の温度がグリーンペレット２に含有された添加剤の熱分解温度に達する位置から約１０００℃の予熱領域（予熱ゾーン１Ａ）内において、ガスの供給及び反応阻害雰囲気４の排気を行うことにより、発生直後の反応阻害雰囲気４を予め効率良く除去することができると同時に、その後の高温ゾーン１Ｂでの還元ガスとグリーンペレット２との反応には影響を与えることがなく、反応あるいは焼結開始前にはグリーンペレットの周囲を還元ガスで覆うことができ、本来の焼結を適正に行うことができる。
【００４４】
また、この場合、予熱ゾーン１Ａの中でも、特に、添加剤の脱ガス開始温度付近から反応開始、焼結開始温度の間でガスの供給及び反応阻害雰囲気４の排出を行うように設定することが望ましい。具体的には、図１に示すように、焼結炉１の入り口直近付近ではなく、グリーンペレット２の温度がある程度上昇してグリーンペレット２に含有された添加剤が熱分解を開始すると考えられる予熱ゾーン１Ａの中央付近以降にガスノズル１２及びガス排出口１４を設定した方が、より効果的に反応阻害雰囲気４を除去することができる。
【００４５】
なお、ガスノズル１２及びガス排出口１４の設置個数や設置箇所は、必ずしも上記の形態に限定されるものではなく、図示の実施の形態と異なり、単数又は３つ以上複数のガスノズル１２及びガス排出口１４を設置することもできるし、コストや耐熱性材料の機械加工の作業性が見合えば、高温ゾーン１Ｂにも設置して、還元ガスとグリーンペレット２との接触性を高めることもできる。
【００４６】
一方、ガスノズル１２から焼結ボード３内に供給するガスについては、焼結ボード３内にガス流れを発生させることができれば、特に種類は問わず、処理物であるグリーンペレット２の反応に寄与する反応ガス、あるいは、反応に寄与しない窒素ガス等の不活性ガスのいずれとすることもできるし、更に、これらの混合ガスを使用することもできる。
【００４７】
もっとも、本来グリーンペレットとの反応に使用される還元ガス、具体的には、水素と窒素の混合ガスを、ガスノズル１２により供給すると、反応阻害雰囲気４の除去後におけるグリーンペレット２の周囲を、入れ替わりに還元ガスで覆うことができ、還元ガスとグリーンペレット２との接触効率をも高めることができるため、ペレットの焼成を適切にかつ効率良く遂行する上で、好適な例といえる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、二酸化ウランのペレット等を焼成する連続式焼結炉について、ウォーキングビーム式、プッシャー式、ベルト式等の駆動方式を問わず広く適用して、熱分解ガス等の除去に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の反応阻害雰囲気の除去装置の概略平面図である。
【図２】本発明の除去装置等を適用しうる連続式焼成炉の概略正面図である。
【図３】処理物を焼結ボードに積載する状態を示す概略正面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  連続式焼結炉
１Ａ  予熱ゾーン
１Ｂ  高温ゾーン
１Ｃ  冷却ゾーン
２  グリーンペレット
３  焼結ボード
３Ａ  開口部
４  反応阻害雰囲気
５  熱電対
６  ヒーター
１０  除去装置
１２  ガスノズル
１４  ガス排出口
【図１】
2008057813.tif 000003
【図２】
2008057813.tif 000004
【図３】
2008057813.tif 000005