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省エネルギー焼成プロセスの開発とは?課題と対策・製品を解説

焼成技術における省エネルギー焼成プロセスの開発とは?
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千葉セラミック工業株式会社 品質と環境への取り組み
エアヒーター『LHS 410 SF-R HT』
受託焼成加工
ローラーハースキルン
エアヒーター『LHS 41S プレミアム』

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焼成技術における省エネルギー焼成プロセスの開発
焼成技術における省エネルギー焼成プロセスの開発とは?
セラミック製品の製造において、高温で素材を焼き固める「焼成」工程は、エネルギー消費が非常に大きいプロセスです。この開発は、焼成に必要なエネルギーを削減し、環境負荷の低減とコスト削減を目指すものです。具体的には、より低温で短時間で焼成できる新材料の開発や、熱効率の高い焼成炉の設計、廃熱の再利用技術などが含まれます。
課題
高エネルギー消費
従来の焼成プロセスは、高温・長時間が必要なため、大量のエネルギーを消費し、製造コストの増加やCO2排出量の増大を招いています。
焼成温度・時間の制約
セラミック材料の特性上、一定以上の温度と時間が必要であり、省エネルギー化のための温度・時間短縮が難しい場合があります。
熱損失の大きさ
焼成炉からの熱損失が大きく、投入したエネルギーの多くが外部に逃げてしまい、効率が悪くなっています。
廃熱利用の難しさ
焼成時に発生する高温の廃熱を効果的に回収・再利用する技術が確立されておらず、未利用エネルギーとなっています。
対策
低温焼成材料の開発
より低い温度で焼結が完了する新規セラミック材料や添加剤を開発し、焼成温度と時間を低減します。
高効率焼成炉の導入
断熱性能の向上、熱風循環システムの最適化、赤外線ヒーターなどの導入により、熱効率の高い焼成炉を設計・導入します。
廃熱回収・再利用システムの構築
焼成炉から排出される高温排ガスや炉壁からの放熱を回収し、予熱や他の熱源として再利用するシステムを構築します。
焼成プロセスの最適化
シミュレーション技術などを活用し、焼成温度プロファイルや雰囲気などを最適化することで、必要最小限のエネルギーで高品質な焼成を実現します。
対策に役立つ製品例
低融点焼結助剤
従来の焼成温度よりも低い温度でセラミック材料の焼結を促進し、エネルギー消費を削減します。
高断熱セラミック炉材
焼成炉の内壁に使用することで、炉内からの熱損失を大幅に低減し、エネルギー効率を高めます。
熱交換器ユニット
焼成炉から排出される高温排ガスから熱を回収し、予熱空気や他のプロセスに供給することで、エネルギーの有効活用を図ります。
焼成プロセス制御ソフトウェア
焼成温度、時間、雰囲気などをリアルタイムでモニタリング・制御し、最適な焼成条件を維持することで、無駄なエネルギー消費を抑えます。
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