JPH05157452A - ランタンクロマイト発熱体とジルコニア発熱体共用電気炉 - Google Patents
ランタンクロマイト発熱体とジルコニア発熱体共用電気炉Info
- Publication number
- JPH05157452A JPH05157452A JP32590091A JP32590091A JPH05157452A JP H05157452 A JPH05157452 A JP H05157452A JP 32590091 A JP32590091 A JP 32590091A JP 32590091 A JP32590091 A JP 32590091A JP H05157452 A JPH05157452 A JP H05157452A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heating element
- zirconia
- lanthanum chromite
- furnace
- preheating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 予熱用のヒータを炉外に取り出す必要がな
く、また内箱も不要にしてコンパクトに炉を製作するこ
とを可能にする。 【構成】 炉内にランタンクロマイト発熱体とジルコニ
ア発熱体とを交互に所定本数比率で配置し、ランタンク
ロマイト発熱体を予熱用ヒータとして使用し、１５００
〜１８００℃まではランタンクロマイト発熱体で予熱
し、１５００〜１９００℃程の高温域ではジルコニア発
熱体で加熱する。
く、また内箱も不要にしてコンパクトに炉を製作するこ
とを可能にする。 【構成】 炉内にランタンクロマイト発熱体とジルコニ
ア発熱体とを交互に所定本数比率で配置し、ランタンク
ロマイト発熱体を予熱用ヒータとして使用し、１５００
〜１８００℃まではランタンクロマイト発熱体で予熱
し、１５００〜１９００℃程の高温域ではジルコニア発
熱体で加熱する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、大気または酸化雰囲気
下で１８００℃以上の超高温に加熱するランタンクロマ
イト発熱体とジルコニア発熱体を共用した電気炉に関す
る。
下で１８００℃以上の超高温に加熱するランタンクロマ
イト発熱体とジルコニア発熱体を共用した電気炉に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ジルコニア発熱体は温度が上昇するにし
たがって急激に電気抵抗値が下がり、一般に１３００℃
以上で抵抗発熱体として使用されている。ジルコニア発
熱体を使用した従来の電気炉の炉体は、内箱と外箱より
構成されて内箱と外箱の間に予熱室が形成され、この予
熱室に炭化珪素発熱体及び二硫化モリブデン発熱体から
なる予熱ヒータを配置して内箱を加熱し、内箱内に配置
されたジルコニア発熱体が通電可能な温度（１３００
℃）になった時点よりジルコニア発熱体に通電を開始
し、内箱内の温度を所定温度まで加熱するようになって
いる。
たがって急激に電気抵抗値が下がり、一般に１３００℃
以上で抵抗発熱体として使用されている。ジルコニア発
熱体を使用した従来の電気炉の炉体は、内箱と外箱より
構成されて内箱と外箱の間に予熱室が形成され、この予
熱室に炭化珪素発熱体及び二硫化モリブデン発熱体から
なる予熱ヒータを配置して内箱を加熱し、内箱内に配置
されたジルコニア発熱体が通電可能な温度（１３００
℃）になった時点よりジルコニア発熱体に通電を開始
し、内箱内の温度を所定温度まで加熱するようになって
いる。
【０００３】図３はこのような従来の超高温装置を示
し、外箱を形成するアルミナ断熱ボード４と内箱３とで
形成された予熱室５に炭化珪素発熱体又は二硫化モリブ
デン発熱体等からなる予熱ヒータ２が配置され、内箱３
内にジルコニアヒータ１が配置される。予熱室５はヒー
タ２により１３００℃程度にまで加熱される。ジルコニ
アは絶縁体であるが、１３００℃程度に加熱されると導
電性を示し、この状態で通電することにより発熱体とし
て機能し、２０００℃以上の高温を得ることができる。
し、外箱を形成するアルミナ断熱ボード４と内箱３とで
形成された予熱室５に炭化珪素発熱体又は二硫化モリブ
デン発熱体等からなる予熱ヒータ２が配置され、内箱３
内にジルコニアヒータ１が配置される。予熱室５はヒー
タ２により１３００℃程度にまで加熱される。ジルコニ
アは絶縁体であるが、１３００℃程度に加熱されると導
電性を示し、この状態で通電することにより発熱体とし
て機能し、２０００℃以上の高温を得ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電気炉ではジルコニア発熱体を通電可能な温度まで予熱
する必要があり、予熱用の発熱体として一般的に使用さ
れる炭化珪素発熱体、二珪化モリブデン等の発熱体は、
酸化雰囲気下での安全使用温度限界がいずれも１８００
℃以下である。そのため、予熱に使用される発熱体はジ
ルコニア発熱体が通電可能な温度に達した時点で外に取
り出さねばならない欠点がある。また、炉体を内箱と外
箱とで構成して予熱室内に予熱ヒータを配置し、内箱の
炉内温度が１８００℃以上になっても予熱用の発熱体が
１８００℃以下になるように管理する必要があり、複雑
な二重構造となって炉外形寸法も大きくなってしまうと
言う問題があった。
電気炉ではジルコニア発熱体を通電可能な温度まで予熱
する必要があり、予熱用の発熱体として一般的に使用さ
れる炭化珪素発熱体、二珪化モリブデン等の発熱体は、
酸化雰囲気下での安全使用温度限界がいずれも１８００
℃以下である。そのため、予熱に使用される発熱体はジ
ルコニア発熱体が通電可能な温度に達した時点で外に取
り出さねばならない欠点がある。また、炉体を内箱と外
箱とで構成して予熱室内に予熱ヒータを配置し、内箱の
炉内温度が１８００℃以上になっても予熱用の発熱体が
１８００℃以下になるように管理する必要があり、複雑
な二重構造となって炉外形寸法も大きくなってしまうと
言う問題があった。
【０００５】本発明は上述した課題を解決するためのも
ので、予熱用のヒータを炉外に取り出す必要がなく、ま
た内箱も不要でありコンパクトに炉を製作することが可
能なランタンクロマイト発熱体とジルコニア発熱体共用
電気炉を提供することを目的とする。
ので、予熱用のヒータを炉外に取り出す必要がなく、ま
た内箱も不要でありコンパクトに炉を製作することが可
能なランタンクロマイト発熱体とジルコニア発熱体共用
電気炉を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のランタンクロマ
イト発熱体とジルコニア発熱体共用電気炉は、予熱用ヒ
ータにより所定温度まで予熱後、ジルコニア発熱体によ
り加熱する高温電気炉において、炉内にランタンクロマ
イト発熱体とジルコニア発熱体とを配置し、ランタンク
ロマイト発熱体を予熱用ヒータとして使用するようにし
たことを特徴とする。また、本発明は、ランタンクロマ
イト発熱体とジルコニア発熱体とは、交互に所定本数比
率で配置されていることを特徴する。
イト発熱体とジルコニア発熱体共用電気炉は、予熱用ヒ
ータにより所定温度まで予熱後、ジルコニア発熱体によ
り加熱する高温電気炉において、炉内にランタンクロマ
イト発熱体とジルコニア発熱体とを配置し、ランタンク
ロマイト発熱体を予熱用ヒータとして使用するようにし
たことを特徴とする。また、本発明は、ランタンクロマ
イト発熱体とジルコニア発熱体とは、交互に所定本数比
率で配置されていることを特徴する。
【０００７】
【作用】本発明は、ランタンクロマイト発熱体とジルコ
ニア発熱体とを炉内に配置し、１５００〜１８００℃ま
ではランタンクロマイト発熱体で予熱し、１５００〜１
９００℃程の高温域ではジルコニア発熱体で加熱する。
ランタンクロマイト発熱体は１９００℃程度の表面温度
では長時間安定であるので、高温時に炉外に抜き出す必
要がなく、また予熱用発熱体を保護するために内箱を設
ける必要がないため炉構成をコンパクト化することがで
き、経済的な炉の製作が可能となる。
ニア発熱体とを炉内に配置し、１５００〜１８００℃ま
ではランタンクロマイト発熱体で予熱し、１５００〜１
９００℃程の高温域ではジルコニア発熱体で加熱する。
ランタンクロマイト発熱体は１９００℃程度の表面温度
では長時間安定であるので、高温時に炉外に抜き出す必
要がなく、また予熱用発熱体を保護するために内箱を設
ける必要がないため炉構成をコンパクト化することがで
き、経済的な炉の製作が可能となる。
【０００８】
【実施例】以下、実施例を図面を参照して説明する。図
１は本発明の電気炉を示す図であり、図１（ａ）は平断
面図、図１（ｂ）は縦断面図、図１（ｃ）は側断面図で
ある。図中、１０は炉体、１１はジルコニアヒータ、１
２はランタンクロマイトヒータ、１３はジルコニアファ
イバーボード、１４はアルミナファイバーボード、１５
は炉床、１６は天井、１７は側壁である。
１は本発明の電気炉を示す図であり、図１（ａ）は平断
面図、図１（ｂ）は縦断面図、図１（ｃ）は側断面図で
ある。図中、１０は炉体、１１はジルコニアヒータ、１
２はランタンクロマイトヒータ、１３はジルコニアファ
イバーボード、１４はアルミナファイバーボード、１５
は炉床、１６は天井、１７は側壁である。
【０００９】炉体１０はジルコニアファイバーボード１
３により構成された炉床１５、側壁１７、天井１６から
なる炉本体をアルミナファイバーボード１４で囲んで構
成されている。炉内には図１（ａ）に示すように対向す
る側壁に沿い、また、図１（ｂ）、（ｃ）に示すように
炉床１５、天井１６、及びアルミナファイバーボード１
４を貫通してジルコニアヒータ１１とランタンクロマイ
ト発熱体１２とが交互に配置されている。
３により構成された炉床１５、側壁１７、天井１６から
なる炉本体をアルミナファイバーボード１４で囲んで構
成されている。炉内には図１（ａ）に示すように対向す
る側壁に沿い、また、図１（ｂ）、（ｃ）に示すように
炉床１５、天井１６、及びアルミナファイバーボード１
４を貫通してジルコニアヒータ１１とランタンクロマイ
ト発熱体１２とが交互に配置されている。
【００１０】ジルコニア発熱体は、酸化ジルコニウム
（Ｚｒｏ2 ）に少量の他の酸化物を添加し、高温で焼結
することにより得られるもので、加圧成形または押出し
成形でまず一定長さと径のジルコニア製丸棒を作成後乾
燥焼結し、旋盤により中央部の発熱部を加工し研磨し
て、径小の発熱部と径大の端子部として仕上げられる。
このジルコニア発熱体は熱伝導率が小さく、且つ熱膨張
係数が大きいため、通電用リード線との接続が問題とな
るので、例えばジルコニアファイバ５〜８０重量部、ジ
ルコニア安定化剤を添加したジルコニア粉末２０〜９５
重量部からなる骨材１００重量部に対して、可撓性バイ
ンダ２０〜５０重量部を添加配合して形成された常温で
可撓性を有する耐火シートをジルコニア発熱体の端子部
に巻付け、このシートの表面に通電用リード線を接触接
合したものを使用したり、また、超高温でリード線が溶
融蒸発してやせほそり、断線にいたらないように、通電
用リード線をマグネシア質パイプでカバーしたものを使
用する。
（Ｚｒｏ2 ）に少量の他の酸化物を添加し、高温で焼結
することにより得られるもので、加圧成形または押出し
成形でまず一定長さと径のジルコニア製丸棒を作成後乾
燥焼結し、旋盤により中央部の発熱部を加工し研磨し
て、径小の発熱部と径大の端子部として仕上げられる。
このジルコニア発熱体は熱伝導率が小さく、且つ熱膨張
係数が大きいため、通電用リード線との接続が問題とな
るので、例えばジルコニアファイバ５〜８０重量部、ジ
ルコニア安定化剤を添加したジルコニア粉末２０〜９５
重量部からなる骨材１００重量部に対して、可撓性バイ
ンダ２０〜５０重量部を添加配合して形成された常温で
可撓性を有する耐火シートをジルコニア発熱体の端子部
に巻付け、このシートの表面に通電用リード線を接触接
合したものを使用したり、また、超高温でリード線が溶
融蒸発してやせほそり、断線にいたらないように、通電
用リード線をマグネシア質パイプでカバーしたものを使
用する。
【００１１】ランタンクロマイト発熱体１２は、Ｃｒ2
Ｏ3 とＬａ2 Ｏ3 の等モル混合物を１３００℃以上で加
熱して合成したＬａＣｒＯ3 を主成分とする複合酸化物
を材料とした抵抗発熱体で、発熱体表面温度が１９００
℃で長時間安定に使用可能なものであり、丸棒状に成形
してある。このランタンクロマイトの固有抵抗はジルコ
ニアよりも小さくすることができ、導電率は雰囲気の影
響を強く受け、真空、不活性ガス中で加熱する場合も、
前もって酸素雰囲気中で処理することにより導電性が得
られる。
Ｏ3 とＬａ2 Ｏ3 の等モル混合物を１３００℃以上で加
熱して合成したＬａＣｒＯ3 を主成分とする複合酸化物
を材料とした抵抗発熱体で、発熱体表面温度が１９００
℃で長時間安定に使用可能なものであり、丸棒状に成形
してある。このランタンクロマイトの固有抵抗はジルコ
ニアよりも小さくすることができ、導電率は雰囲気の影
響を強く受け、真空、不活性ガス中で加熱する場合も、
前もって酸素雰囲気中で処理することにより導電性が得
られる。
【００１２】このような炉構成において、炉内雰囲気温
度１５００〜１８００℃程度まではランタンクロマイト
発熱体１２により予熱し、１５００〜１９００℃程の高
温域ではジルコニア発熱体１１で加熱する。このときラ
ンタンクロマイト発熱体１２は表面温度が１９００℃で
は長時間使用可能であるので、炉外に取り出す必要がな
く、また内箱も不要であるため炉構成をコンパクト化す
ることができる。
度１５００〜１８００℃程度まではランタンクロマイト
発熱体１２により予熱し、１５００〜１９００℃程の高
温域ではジルコニア発熱体１１で加熱する。このときラ
ンタンクロマイト発熱体１２は表面温度が１９００℃で
は長時間使用可能であるので、炉外に取り出す必要がな
く、また内箱も不要であるため炉構成をコンパクト化す
ることができる。
【００１３】図２は昇温速度の例を説明する図であり、
図２（ａ）はランタンクロマイトヒータ１２本を使用し
た場合、図２（ｂ）は本発明によるものでランタンクロ
マイトヒータ６本、ジルコニアヒータ６本を使用した場
合である。
図２（ａ）はランタンクロマイトヒータ１２本を使用し
た場合、図２（ｂ）は本発明によるものでランタンクロ
マイトヒータ６本、ジルコニアヒータ６本を使用した場
合である。
【００１４】ランタンクロマイトヒータ１２本を使用し
た場合、図２（ａ）に示すように６時間程で１８００℃
まで昇温した。図２（ｂ）では、最初６本のランタンク
ロマイトヒータにより７．５時間程で１５００℃まで昇
温し、以後ジルコニアヒータによる加熱で１０．５時間
程で１９５０℃を達成することができた。
た場合、図２（ａ）に示すように６時間程で１８００℃
まで昇温した。図２（ｂ）では、最初６本のランタンク
ロマイトヒータにより７．５時間程で１５００℃まで昇
温し、以後ジルコニアヒータによる加熱で１０．５時間
程で１９５０℃を達成することができた。
【００１５】なお、上記実施例ではランタンクロマイト
発熱体とジルコニア発熱体を交互に同数配置するように
したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ラン
タンクロマイト発熱体とジルコニア発熱体の本数の比を
２：１、１：２等、必要に応じて適宜変えるようにして
もよい。
発熱体とジルコニア発熱体を交互に同数配置するように
したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ラン
タンクロマイト発熱体とジルコニア発熱体の本数の比を
２：１、１：２等、必要に応じて適宜変えるようにして
もよい。
【００１６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ランタン
クロマイト発熱体を予熱用に使用し、ジルコニア発熱体
とともに炉内に配置することにより、高温時に予熱用発
熱体を炉外に抜き出す必要がなく、また予熱用発熱体を
保護するために内箱を設ける必要がないため炉構成をコ
ンパクト化することができ、経済的な炉の製作が可能と
なる。
クロマイト発熱体を予熱用に使用し、ジルコニア発熱体
とともに炉内に配置することにより、高温時に予熱用発
熱体を炉外に抜き出す必要がなく、また予熱用発熱体を
保護するために内箱を設ける必要がないため炉構成をコ
ンパクト化することができ、経済的な炉の製作が可能と
なる。
【図１】 本発明の高温炉の構成を示す図である。
【図２】 昇温速度の例を説明する図である。
【図３】 従来の高温炉を説明する図である。
１０…炉体、１１…ジルコニアヒータ、１２…ランタン
クロマイトヒータ、１３…ジルコニアファイバーボー
ド、１４…アルミナファイバーボード、１５…炉床、１
６…天井、１７…側壁。
クロマイトヒータ、１３…ジルコニアファイバーボー
ド、１４…アルミナファイバーボード、１５…炉床、１
６…天井、１７…側壁。
Claims (2)
- 【請求項１】 予熱用ヒータにより所定温度まで予熱
後、ジルコニア発熱体により加熱する高温電気炉におい
て、炉内にランタンクロマイト発熱体とジルコニア発熱
体とを配置し、ランタンクロマイト発熱体を予熱用ヒー
タとして使用するようにしたことを特徴とするランタン
クロマイト発熱体とジルコニア発熱体共用電気炉。 - 【請求項２】 前記ランタンクロマイト発熱体とジルコ
ニア発熱体とは、交互に所定本数比率で配置されている
ことを特徴する請求項１記載の電気炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32590091A JPH05157452A (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | ランタンクロマイト発熱体とジルコニア発熱体共用電気炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32590091A JPH05157452A (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | ランタンクロマイト発熱体とジルコニア発熱体共用電気炉 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05157452A true JPH05157452A (ja) | 1993-06-22 |
Family
ID=18181853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32590091A Pending JPH05157452A (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | ランタンクロマイト発熱体とジルコニア発熱体共用電気炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05157452A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102425951A (zh) * | 2011-09-23 | 2012-04-25 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 可快速预热起动的氧化锆超高温电炉炉体结构和使用方法 |
-
1991
- 1991-12-10 JP JP32590091A patent/JPH05157452A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102425951A (zh) * | 2011-09-23 | 2012-04-25 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 可快速预热起动的氧化锆超高温电炉炉体结构和使用方法 |
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