JPH11281259A - 連続式雰囲気炉 - Google Patents
連続式雰囲気炉Info
- Publication number
- JPH11281259A JPH11281259A JP12158298A JP12158298A JPH11281259A JP H11281259 A JPH11281259 A JP H11281259A JP 12158298 A JP12158298 A JP 12158298A JP 12158298 A JP12158298 A JP 12158298A JP H11281259 A JPH11281259 A JP H11281259A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- furnace
- atmosphere
- heat treatment
- continuous heat
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】一連のトンネル炉の内部において、一定の長さ
で全く異なる性状のガス雰囲気帯を、２箇所ないし数箇
所分離して設けることの出来る連続炉を提供する。 【解決手段】一連のトンネル炉の内部に、ガス噴出ノズ
ルとその外表面にガス排気溝の掘られた隔壁レンガと、
炉の断熱部に拡散ガス遮断板、断熱レンガの目地にガス
気密シール用接着剤を充填して、ガスの拡散を遮断した
ガスの分離構造を炉内の２箇所ないし数カ所に構築す
る。
で全く異なる性状のガス雰囲気帯を、２箇所ないし数箇
所分離して設けることの出来る連続炉を提供する。 【解決手段】一連のトンネル炉の内部に、ガス噴出ノズ
ルとその外表面にガス排気溝の掘られた隔壁レンガと、
炉の断熱部に拡散ガス遮断板、断熱レンガの目地にガス
気密シール用接着剤を充填して、ガスの拡散を遮断した
ガスの分離構造を炉内の２箇所ないし数カ所に構築す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主に機能性電子セ
ラミック素子などを焼成する炉に於いて、該素子の機能
性を引き出すために必要な焼成炉の焼成雰囲気、焼成技
術に関する。
ラミック素子などを焼成する炉に於いて、該素子の機能
性を引き出すために必要な焼成炉の焼成雰囲気、焼成技
術に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般の雰囲気炉は、単一雰囲気または、
２種類以上のガスを均一に混合したガスを炉内に導入し
て所定の雰囲気を構成し、処理品の酸化を防止したり、
還元処理する目的で使用されている。しかしながら、近
年、特に一部の機能性セラミックの焼成については、そ
の焼成過程において酸化→還元→再酸化、あるいは同種
のガスであっても、その中に含む水蒸気の分圧を変化さ
せたそれぞれの雰囲気の領域をつくることが必要になっ
てきている。従来、この様な場合、一連のトンネル炉の
中で雰囲気ガスを可変させることが非常に困難なため
に、例えば、酸化雰囲気専用炉と還元雰囲気専用炉を別
個に設けてそれぞれの目的に適合した処理を行ってい
た。そのため一度加熱した処理品を大気温度付近まで冷
却してから、再度別の雰囲気ガスで調整された別個の専
用炉へ移して焼成していた。このため、設備費が高価に
なる。再加熱するためのエネルギーが必要、処理品の移
し替え（移動）労力が必要、熱処理時間が長い、設置ス
ペースが広くいる、等々のデメリットがあった。
２種類以上のガスを均一に混合したガスを炉内に導入し
て所定の雰囲気を構成し、処理品の酸化を防止したり、
還元処理する目的で使用されている。しかしながら、近
年、特に一部の機能性セラミックの焼成については、そ
の焼成過程において酸化→還元→再酸化、あるいは同種
のガスであっても、その中に含む水蒸気の分圧を変化さ
せたそれぞれの雰囲気の領域をつくることが必要になっ
てきている。従来、この様な場合、一連のトンネル炉の
中で雰囲気ガスを可変させることが非常に困難なため
に、例えば、酸化雰囲気専用炉と還元雰囲気専用炉を別
個に設けてそれぞれの目的に適合した処理を行ってい
た。そのため一度加熱した処理品を大気温度付近まで冷
却してから、再度別の雰囲気ガスで調整された別個の専
用炉へ移して焼成していた。このため、設備費が高価に
なる。再加熱するためのエネルギーが必要、処理品の移
し替え（移動）労力が必要、熱処理時間が長い、設置ス
ペースが広くいる、等々のデメリットがあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、一連のトン
ネル炉の中で性状の異なるガスを、僅かな雰囲気の干渉
帯を設けるだけでほぼ完全に雰囲気を分離することが可
能な炉を提供して、焼成時間の短縮、省エネ、省コス
ト、省労力、省スペイスを図ることを目的とするもので
ある。
ネル炉の中で性状の異なるガスを、僅かな雰囲気の干渉
帯を設けるだけでほぼ完全に雰囲気を分離することが可
能な炉を提供して、焼成時間の短縮、省エネ、省コス
ト、省労力、省スペイスを図ることを目的とするもので
ある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、図１に示すよ
うにトンネル炉の長手方向の数カ所に、ガスの分離手段
として、図１の１，２に示すガスの吹込み、排気構造と
１１，１２に示すガス拡散遮断構造の全部、または、何
れかの構造を組み合わせて使用することによって、一連
のトンネル炉の中で性質の異なったガスの雰囲気帯を構
成可能な炉を提供する。即ち、本発明は、図１，２の
１，２，１１，１２に示す構造、即ち、１，２は相隣接
する異なるガス雰囲気帯を分離するための、一種のガス
カーテン構造である。１１，１２は炉の断熱レンガ層お
よび、その目地間を拡散してくる異種のガスを遮断する
ための手段である。図１，２に示すガスカーテン構造
は、請求項２に記載されているもので、各炉内を区分す
る隔壁レンガ１をガスが透過しないハイアルミナ質の異
形状レンガで構成する。該隔壁レンガ１はその内部に炉
外からガス供給用配管２で供給されるガスカーテン用ガ
ス（一般には窒素ガス等の中性ガスが用いられる。）を
導く均圧室３と、均圧室３へ導かれたガスを、炉内に噴
出させる多数のガス噴出ノズル４を有している。該ガス
噴出ノズル４の取り付け個数とノズル径は、炉内の有効
開口幅と開口高さによって、ノズルからの最適なガスの
噴出速度を計算して決められるが、通常その速度は１２
〜１８ｍ／ｓｅｃ程度である。また、該隔壁レンガの外
表面には排気ガスを炉外に導く数条の排気ガス誘導溝５
が掘られている。排気ガス誘導溝５の端部は断熱レンガ
層の中に設けられ、異形状レンガで作られたダクト６に
集合され、そこからセラミックチューブ７を通して炉外
に導かれ、更に、ガス排気用配管８を通して強制排気ブ
ロワー９へ導かれる。該ブロワー９は炉内雰囲気の状態
に応じて、インバーターを介してガスの排気量をコント
ロールできるようになっている。図２に示す拡散ガス遮
断板１１と断熱レンガ目地の気密接着用ペースト１２は
請求項３に記載されているもので、異なるガス雰囲気帯
を相互に拡散してくるガスを遮断するものである。拡散
ガス遮断板１１は、一般には可とう性のある金属板、例
えば、インコネルなどの薄板が使用されている。また、
とくに高温にさらされる部分にはセラミック質の板、例
えばＳｉＣ、ＳｉＣ−Ｓｉ、ハイアルミナ質の薄板が用
いられる。
うにトンネル炉の長手方向の数カ所に、ガスの分離手段
として、図１の１，２に示すガスの吹込み、排気構造と
１１，１２に示すガス拡散遮断構造の全部、または、何
れかの構造を組み合わせて使用することによって、一連
のトンネル炉の中で性質の異なったガスの雰囲気帯を構
成可能な炉を提供する。即ち、本発明は、図１，２の
１，２，１１，１２に示す構造、即ち、１，２は相隣接
する異なるガス雰囲気帯を分離するための、一種のガス
カーテン構造である。１１，１２は炉の断熱レンガ層お
よび、その目地間を拡散してくる異種のガスを遮断する
ための手段である。図１，２に示すガスカーテン構造
は、請求項２に記載されているもので、各炉内を区分す
る隔壁レンガ１をガスが透過しないハイアルミナ質の異
形状レンガで構成する。該隔壁レンガ１はその内部に炉
外からガス供給用配管２で供給されるガスカーテン用ガ
ス（一般には窒素ガス等の中性ガスが用いられる。）を
導く均圧室３と、均圧室３へ導かれたガスを、炉内に噴
出させる多数のガス噴出ノズル４を有している。該ガス
噴出ノズル４の取り付け個数とノズル径は、炉内の有効
開口幅と開口高さによって、ノズルからの最適なガスの
噴出速度を計算して決められるが、通常その速度は１２
〜１８ｍ／ｓｅｃ程度である。また、該隔壁レンガの外
表面には排気ガスを炉外に導く数条の排気ガス誘導溝５
が掘られている。排気ガス誘導溝５の端部は断熱レンガ
層の中に設けられ、異形状レンガで作られたダクト６に
集合され、そこからセラミックチューブ７を通して炉外
に導かれ、更に、ガス排気用配管８を通して強制排気ブ
ロワー９へ導かれる。該ブロワー９は炉内雰囲気の状態
に応じて、インバーターを介してガスの排気量をコント
ロールできるようになっている。図２に示す拡散ガス遮
断板１１と断熱レンガ目地の気密接着用ペースト１２は
請求項３に記載されているもので、異なるガス雰囲気帯
を相互に拡散してくるガスを遮断するものである。拡散
ガス遮断板１１は、一般には可とう性のある金属板、例
えば、インコネルなどの薄板が使用されている。また、
とくに高温にさらされる部分にはセラミック質の板、例
えばＳｉＣ、ＳｉＣ−Ｓｉ、ハイアルミナ質の薄板が用
いられる。
【０００５】
【発明の実施の形態】図３は以上に述べた隔壁部におけ
るガスの流れを縦断面で模視した図である。ガスカーテ
ン用ガスは一定の速度と角度の広がりをもって炉内に噴
出された後、炉内を通過する処理品または、対面から噴
出されるカーテン用ガス等と衝突して速度を失い、隔壁
レンガの外表面の掘られた溝を通して、強制排気してい
るダクトへと導かれる。また、同様に炉内に滞留してい
るガスも図３の矢印の方向へ向かって移動し、隔壁レン
ガの外表面に掘られた溝を通して炉外へ強制排気され
る。従って、隔壁レンガの前後に存在する雰囲気は、互
いに混合することなしに分離することが出来る。しかし
ながら、ガスカーテン用ガス、炉内への供給ガス、強制
排気されるガスの排気速度がうまくバランスしていない
と良好な結果は得られない。即ち、排気されるガス量の
総和は常に、炉内に導入されるガスカーテン用ガスと雰
囲気構成用ガスとの合計量より少ないこと、雰囲気構成
用ガス帯の雰囲気圧力が大気圧より高くなるように、そ
れぞれのガス量、ガス圧力を制御しておかなければなら
ない。
るガスの流れを縦断面で模視した図である。ガスカーテ
ン用ガスは一定の速度と角度の広がりをもって炉内に噴
出された後、炉内を通過する処理品または、対面から噴
出されるカーテン用ガス等と衝突して速度を失い、隔壁
レンガの外表面の掘られた溝を通して、強制排気してい
るダクトへと導かれる。また、同様に炉内に滞留してい
るガスも図３の矢印の方向へ向かって移動し、隔壁レン
ガの外表面に掘られた溝を通して炉外へ強制排気され
る。従って、隔壁レンガの前後に存在する雰囲気は、互
いに混合することなしに分離することが出来る。しかし
ながら、ガスカーテン用ガス、炉内への供給ガス、強制
排気されるガスの排気速度がうまくバランスしていない
と良好な結果は得られない。即ち、排気されるガス量の
総和は常に、炉内に導入されるガスカーテン用ガスと雰
囲気構成用ガスとの合計量より少ないこと、雰囲気構成
用ガス帯の雰囲気圧力が大気圧より高くなるように、そ
れぞれのガス量、ガス圧力を制御しておかなければなら
ない。
【０００６】
【実施例】図１は、炉の有効間口がＷ４００×Ｈ２００
ｍｍ炉長が２０，０００ｍｍの連続式雰囲気トンネル炉
の縦断面の一部を示したものである。本炉に於いては、
入り口部から順に、窒素ガス＋微量酸素、窒素９５％＋
水素５％＋水分（露点＋５０℃）、窒素９５％＋水素５
％＋水分（露点＋１０℃）、窒素＋微量酸素の４段階で
炉内の雰囲気を変更している。この様な、雰囲気を必要
とする熱処理は、主に、セラミックと金属をメタライズ
したり積層焼結する場合である。上記の雰囲気はセラミ
ックと金属ペーストを積層焼結する場合の一例で、第一
の雰囲気は、グリーン状態の処理品からその成形助剤で
あるバインダーを除去するために必要な雰囲気であり、
第二の雰囲気は焼成に、第三の雰囲気はセラミックの焼
結と金属の焼付に、第四の雰囲気はセラミックの再酸化
と冷却を目的として構成した雰囲気炉である。なお、本
炉に於いては、各雰囲気帯における雰囲気の状況をそれ
ぞれの雰囲気帯に設けられた、酸素、水素、露点等の分
析計で管理し、ガスの供給、排気ガス量の制御にフィー
ドバックされている。
ｍｍ炉長が２０，０００ｍｍの連続式雰囲気トンネル炉
の縦断面の一部を示したものである。本炉に於いては、
入り口部から順に、窒素ガス＋微量酸素、窒素９５％＋
水素５％＋水分（露点＋５０℃）、窒素９５％＋水素５
％＋水分（露点＋１０℃）、窒素＋微量酸素の４段階で
炉内の雰囲気を変更している。この様な、雰囲気を必要
とする熱処理は、主に、セラミックと金属をメタライズ
したり積層焼結する場合である。上記の雰囲気はセラミ
ックと金属ペーストを積層焼結する場合の一例で、第一
の雰囲気は、グリーン状態の処理品からその成形助剤で
あるバインダーを除去するために必要な雰囲気であり、
第二の雰囲気は焼成に、第三の雰囲気はセラミックの焼
結と金属の焼付に、第四の雰囲気はセラミックの再酸化
と冷却を目的として構成した雰囲気炉である。なお、本
炉に於いては、各雰囲気帯における雰囲気の状況をそれ
ぞれの雰囲気帯に設けられた、酸素、水素、露点等の分
析計で管理し、ガスの供給、排気ガス量の制御にフィー
ドバックされている。
【０００７】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明に係わる方
法で一連のトンネル炉の炉内ガス雰囲気を分離すること
によって、これまで、一種類の条件の異なる処理品を焼
成するのに、２基ないし複数基の雰囲気を異にする専用
トンネル炉を必要としていたが、本発明による構造を有
する一連のトンネル炉を構築することによって、全く異
なった条件で処理しなければならなかった熱処理の行程
を、一連の炉で処理出来ることになり、設備基数の削
減、（設備費の大幅な削減）、処理品の昇降温に要する
熱エネルギーロス、処理品の移動に伴う労力、設置スペ
ースの削減等が可能になり、産業上の効果は極めて大で
ある。
法で一連のトンネル炉の炉内ガス雰囲気を分離すること
によって、これまで、一種類の条件の異なる処理品を焼
成するのに、２基ないし複数基の雰囲気を異にする専用
トンネル炉を必要としていたが、本発明による構造を有
する一連のトンネル炉を構築することによって、全く異
なった条件で処理しなければならなかった熱処理の行程
を、一連の炉で処理出来ることになり、設備基数の削
減、（設備費の大幅な削減）、処理品の昇降温に要する
熱エネルギーロス、処理品の移動に伴う労力、設置スペ
ースの削減等が可能になり、産業上の効果は極めて大で
ある。
【図１】本発明による雰囲気ガス分離構造を示した炉の
縦断面図。
縦断面図。
【図２】本発明による雰囲気ガス分離構造を示した横断
面図。
面図。
【図３】本発明による雰囲気ガス分離部のガスの流れを
模視した図。
模視した図。
１．隔壁レンガ ２．ガス供給用配管 ３．均圧室 ４．ガス噴出ノズル ５．排気ガス誘導溝 ６．ダクト ７．セラミックチューブ ８．ガス排気用配管 ９．ブロワー １０．ガス供給用流量計 １１．拡散ガス遮断板 １２．気密接着用ペースト １３．台板 １４．発熱体 １５．炉殻 １６．断熱レンガ １７．内張耐火レンガ
Claims (3)
- 【請求項１】 プッシャ、ローラハース等の処理物連続
搬送装置を有するトンネル型電気加熱式連続熱処理炉で
あって、搬送方向に沿って炉体を２ないしそれ以上のゾ
ーンに分け、毎ゾーン毎に成分比を任意に調整した雰囲
気ガスを炉内に導入し、容易に各ゾーン内を実質上該成
分比の雰囲気に保つことを可能ならしめ、よって熱処理
過程の進行に伴い、処理雰囲気を容易に加減、調整でき
る構造を有する連続熱処理炉。 - 【請求項２】 上記において、異なる雰囲気のゾーンの
間に、炉内内張煉瓦の全面あるいは一部に多数のガス導
入用の細孔を設けたガスカーテン構造を有する隔壁を設
け、かつ該隔壁はその両面に空隙のある溝あるいは複数
の孔を設け、炉外への強制排気を可能ならしめた構造を
有する請求項１記載の連続熱処理炉。 - 【請求項３】 上記ガスカーテン構造部前後の外側の炉
内耐火、断熱煉瓦部において、搬送方向に対し、ガスカ
ーテン部手前およびその後部にガス拡散防止用遮断板を
設け、さらに該箇所の煉瓦目地部に気密性に優れたガス
漏れ防止ペーストを塗布・充填したガス拡散遮断構造を
有する請求項２記載の連続熱処理炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12158298A JPH11281259A (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | 連続式雰囲気炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12158298A JPH11281259A (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | 連続式雰囲気炉 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11281259A true JPH11281259A (ja) | 1999-10-15 |
Family
ID=14814819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12158298A Pending JPH11281259A (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | 連続式雰囲気炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11281259A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102515139A (zh) * | 2011-11-10 | 2012-06-27 | 青岛科技大学 | 气相法连续生产纳米材料两室立式真空可控气氛炉 |
| JP2016536558A (ja) * | 2013-09-27 | 2016-11-24 | エーディーピーヴィー シーアイジーエス リミテッド | 密閉温度被制御部を備えた炉 |
| JP2016536557A (ja) * | 2013-09-27 | 2016-11-24 | エーディーピーヴィー シーアイジーエス リミテッド | 対流加熱及び放射加熱を用いた炉 |
| JP2018505376A (ja) * | 2015-01-08 | 2018-02-22 | リンデ アクチエンゲゼルシャフトＬｉｎｄｅ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | 焼結プロセスを制御するための装置および方法 |
| JP2022042560A (ja) * | 2020-09-03 | 2022-03-15 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | 熱処理炉および熱処理炉を用いた無機材料の製造方法 |
-
1998
- 1998-03-27 JP JP12158298A patent/JPH11281259A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102515139A (zh) * | 2011-11-10 | 2012-06-27 | 青岛科技大学 | 气相法连续生产纳米材料两室立式真空可控气氛炉 |
| JP2016536558A (ja) * | 2013-09-27 | 2016-11-24 | エーディーピーヴィー シーアイジーエス リミテッド | 密閉温度被制御部を備えた炉 |
| JP2016536557A (ja) * | 2013-09-27 | 2016-11-24 | エーディーピーヴィー シーアイジーエス リミテッド | 対流加熱及び放射加熱を用いた炉 |
| JP2018505376A (ja) * | 2015-01-08 | 2018-02-22 | リンデ アクチエンゲゼルシャフトＬｉｎｄｅ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | 焼結プロセスを制御するための装置および方法 |
| JP2022042560A (ja) * | 2020-09-03 | 2022-03-15 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | 熱処理炉および熱処理炉を用いた無機材料の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20021126 |