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焼成技術

焼成技術

無機材料および金属の粉体を焼成する場合、粉体が不規則な造粒体のまま焼成される場合(セメント焼成、鉱石焙焼、粘土や石灰石の仮焼)正確に成形された材料を焼成する(各種セラミック焼成、粉末冶金における金属成形体焼結)場合とがある。 前者では焼成品の粉粒体はそのままの形状のことが多いが、後者では粒子間の間隙が焼結によって相互に結合し緻密化されることが多い。

焼成する材質と量、および形状と寸法などによって非常に多くの種類がある。また、焼成に要するエネルギーを節減する目的によっても選定方は変わってくる。 

主な焼成炉の分類と適用性

造粒あるいは成形された材料の焼成に一番多く用いられるのは「常圧焼成炉」である。
エネルギー節減の目的から数年前までは炉壁損失の少ない「連続式」が非常に多かったが、夜間や休日にも操作を中止できないので労務管理上の問題も派生してきている。また、高級断熱材が自由に選択できるようになってきたので「不連続炉」の熱効率も急速に向上し、多品種少量生産を必要とするセラミックスの分野も増大してきたので、現在では不連続炉の需要が急速に増加しつつある。
今後は軽薄短小で代表される高価値セラミック焼成のための特殊な焼成設備は大きな割合で増加すると思われる。

  焼成 炉種類 処理量(/日) 操業温度の例(℃) 熱源
分粒体 セメント焼成 ニューサスペンション 大規模 1600 石炭
石灰焼成 シャフトキルン(立窯) 大規模 1200 -
粘土焼成 ロータリーキルン(回転窯) 大規模 1400 重油・ガス
セラミック原料仮焼 小型ロータリーキルン(回転窯) 中規模 1000程度 ガス・灯油
トンネル窯 中規模 ガス・電気
シャットル窯 小規模 ガス・電気
成形体 低温炉 小型トンネル窯
ローラーハース窯
小規模多い 1000以下 ガス・電気
中温炉 トンネル窯(小型~大型) - 1000〜1400 大型燃料各種
高温炉
(セラミック)
トンネル窯(中、小型多い)
シャトル窯
- 1000〜1400 重油・ガス・電気
超高温炉
(ファインセラミック)
トンネル窯
シャトル窯
- 1000〜1650 重油(大型)ガス(小型)