JPS6343673B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 １ 産業上の利用分野 本発明は加熱炉に係り、更に詳述すれば、例え
ば水素のような軽いガスを雰囲気ガスに使用する
に好適な連続加熱炉に係る。

２ 従来技術 連続加熱炉は一般に入口側に昇温帯、中央部に
高温保持帯、出口側に降温帯が設けられ、必要に
応じて炉内に所定の温度曲線が付与されるように
してあり、更に必要に応じて炉内の雰囲気を所定
の雰囲気ガスとするようになつていて、熱処理、
粉末冶金に於ける焼結、セラミツクの焼成等広い
分野で使用されている。

特に高温保持帯では炉内の温度が高く、一般に
炉壁は耐火物、とりわけ耐火煉瓦で構成されてい
るが、耐火物も熱を或程度伝導するので、炉内の
熱が炉外へ逃げ、エネルギーのロスが可成りある
のが現状である。とりわけ炉内雰囲気が例えば水
素を含む雰囲気ガスである場合は水素ガスが耐火
物を侵透してその熱伝導率が大であるために炉の
外殻を直接加熱、昇温させ、外殻から炉外へ熱が
放散されてエネルギーロスが一層大きくなる。耐
火煉瓦の外側を更に断熱煉瓦で覆う方法がある
が、この方法によつても上記の問題点を解決する
には不充分である上に、炉の外周寸法が大きくな
らざるを得ないという別の問題点を生ずる。

３ 発明の目的 本発明は前記のような従来の加熱炉の問題点を
解消し、断熱が良好でエネルギーロスの小さい加
熱炉を提供することを目的としている。

４ 発明の構成 即ち、本発明の第一の発明は、耐熱金属板製内
殻と、内殻の外側に内殻と離間して設けられた金
属板製外殻と、内殻と外殻との間に形成される空
間に充填された断熱材と、前記内殻の内側に設け
られた耐火物製内張り層とを具備する多重構造の
炉壁構造を有し、炉床側の前記内殻及び前記外殻
のうちの少なくとも内殻の上面が、中央部が両側
縁部よりも低位に位置するような傾斜面となつて
いて、炉床側の前記内殻と前記内張り層との間
に、この内張り層を支持するための耐熱金属製支
持部材、例えば後述の実施例に於ける桟２２が設
けられていることを特徴とする加熱炉に係り、そ
の第二の発明は上記第一の発明に係る加熱炉の内
外殻間の空間がこの空間を減圧する減圧装置に連
通していることを特徴とする加熱炉に係る。

５ 実施例 実施例 １ 先ず第一の発明についてその詳細を添付図面を
参照しながら説明する。

第１図はIC基板の焼成用連続加熱炉の一例を
示す平面図、第２図は第１図の―線に沿う断
面図である。グリーンの（被焼成の）基板（図示
せず。）は耐火物製トレイ３１（第１図では図示
省略す。）上に載置されて、図に於いて矢印の方
向に主プツシヤ１３によつて第一の装入室１から
次々に炉本体３内に送り込まれ、昇温帯３ａ、高
温保持帯３ｂ、降温帯３ｃを通り、第３図に示す
温度曲線の炉内で昇温、高温保持、降温の過程を
経て焼成され、第一の出口室４に送り込まれ、次
いで第二の出口室５、第二の出口室５に延設され
た第一のテーブル６を経て第一のパレツト８上に
移動し、図示しない駆動装置によつて第一のガイ
ド７の上を炉体３と平行に設けられたコンベヤ９
の炉出口側の端部に接する位置に送られる。

装入物の加熱は端子３ｄに連結された図示しな
い電気抵抗発熱体によつて行われ、天井から炉内
に貫装された熱電対３ｅによつて測温され、図示
しない制御装置によつて所定の温度曲線が維持さ
れるようになつている。

コンベヤ９上のトレイはトレイ送還用プツシヤ
１４によつて次々に炉出口側端部から炉入口側端
部に送られ、第二のパレツト１１の上に移動し、
次いで第二のガイド１０の上を図示しない駆動装
置によつて第二の装入室２に延設された第二のテ
ーブル１２、第二の装入室２を経て第一の装入室
１に送り込まれるようになつている。

トレイの第二のパレツト１１から第二のテーブ
ル１２を経て第二の装入室２への移動は第一の副
プツシヤ１５によつて、第二の装入室２から第一
の装入室１への移動は第二の副プツシヤ１６によ
つて、第一の出口室４から第二の出口室５への移
動は第三の副プツシヤ１７によつて、第二の出口
室５から第一のテーブル６を経て第一のパレツト
７への移動は第四の副プツシヤ１８によつて行わ
れる。

炉体３の中にはトレイ３１が60板１列に並んで
装入され、８時間かけて炉体３の中を通過するよ
うにしてある。また、コンベヤ９の上をトレイが
移動している間に焼成された基板をトレイから回
収し、そこにグリーンの基板を載置する。

炉体３の中の雰囲気ガスは窒素ガス３に対して
AXガス（アンモニア分解ガス）５の割合で混合
した混合ガスとしてあり、ガスの炉内への供給は
降温帯３ｃ、第一の装入室１及び第一の出口室４
の天井に設けられたガス導入孔３ｆから行われ
る。３ｇは防爆弁である。

炉体３中に導入された雰囲気ガスはその大部分
が第一の装入室１と第二の装入室２との間の扉１
ａに設けられたガス通過孔１ｂから第二の装入室
２へ送られる。第二の装入室２と外部との間を開
閉する扉２ａを開いたときに、第二の装入室２か
ら外部へ放出されるガスは着火されて炎となり、
第二の装入室２と外部との境界でフレームカーテ
ンを形成して外気が侵入するのを防止する。

雰囲気ガスの残りの部分は第一の出口室４と第
二の出口室５との間の扉４ａに設けられたガス通
過孔４ｂから第二の出口室５へ送られる。第二の
出口室５と外部との間を開閉する扉５ａを開いた
ときに、第二の出口室５から外部へ放出されるガ
スは着火されて炎となり、第二の出口室５と外部
との境界でフレームカーテンを形成して外気が侵
入するのを防止する。

第二の装入室及びその周辺は第１図の―線
に沿う矢視断面図である第４図に示すように、雰
囲気ガスは図に於いて第二の装入室２の奥側にあ
る図示省略した第一の装入室を経て第一の扉１ａ
に設けられた第一のガス通過孔１ｂを通つて第二
の装入室２に入り、その床に設けられたガス排出
孔２ｂを経てガス排出管２ｃ及びその途中に設け
られた調節弁２ｄを経由し、着火されて排出され
る。雰囲気ガスの炉内への供給量の調節は上記調
節弁２ｄによつて行われる。

第二の扉２ａを開いた時に第二の扉２ａの閉じ
ている状態での下端近くに装入物の移動方向に直
角方向に設けられ、多数のノズル３３ａを具備す
る着火管３３に連結された弁（図示せず。）が開
くようにしてあり、着火管３３のノズルから放出
される燃料ガスがパイロツトバーナ３２によつて
点火され、第二の装入室から外部へ放出される雰
囲気ガスは着火されて炎となり、第二の装入室２
と外部との境界でフレームカーテンを形成して外
気が侵入するのを防止し、フード３４を経由して
排出される。

第二のパレツト１１から第二の装入室２への装
入物の移動は第二の扉２ａを開いておいて第一の
副プツシヤ１５（第１図参照）によつて行われ、
第二の装入室２から第一の装入室１への装入物の
移動は第一の扉１ａを開いておいて第二の副プツ
シヤ１６（第１図参照）によつて行われるが、第
二の扉２ａと第一の扉１ａとは常に少くともいず
れか一方が閉じているようにする。

第二の出口室５及びその周辺も上記第二の装入
室２及びその周辺の機構と同様の機構にしてあ
る。

炉体３の高温保持帯３ｂ部分の断面は、第１図
のＶ―Ｖ線に沿う断面図である第５図に示すよう
に、厚さ６mmの耐熱鋼板SUS310S製の内殻１９
と内殻１９と離間して設けられた厚さ９mmの炭素
鋼板SS41製の外殻２０との二重構造となつてい
て、両者の間の空間には断熱材としてセラミツク
フアイバ２１が充填されている。１９ａは内殻１
９に付せられた補強リブである。

この例では高温保持帯３ｂの部分では炉内温度
が最高1600℃であつて、内殻１９は数百度に迄昇
温するので、内殻１９の材料にはSUS310を使用
しているが、その材料としては一般には炉内温度
に応じて適当な材料を使用するのが良い。

更に内殻１９の内側は耐火煉瓦２３で内張りさ
れている。このように炉の側壁を多重構造とする
ことによつて、内殻１９が加熱された雰囲気ガス
及び耐火煉瓦２３によつて加熱されても外壁２０
の加熱は少なく、内外壁１９，２０の間に充填さ
れたセラミツクフアイバ２１によつて一層断熱効
果が増大して炉内の熱が炉外へ放出されることを
防いでいる。このような効果は前述したように、
水素ガスは耐火煉瓦を侵透して炉の外殻を直接加
熱し易いので、炉内を水素雰囲気または水素を含
む雰囲気とする場合に特に大きい。

なお、炉内の位置によつて温度の異なる連続加
熱炉の場合、操業中に炉外殻に歪が生じて炉床表
面に凹凸が生じ、主プツシヤ１３による装入物
（この例ではトレイ上に載置された基板）の搬送
が困難となることがある。そこで、第５図に示す
ように、炉殻の床部をその中央部を両端部よりも
低位に位置するように傾斜面とし、その上に耐熱
鋼製の桟２２を載置し、その上に内張りの耐火煉
瓦２３を平らに敷き詰めるようにして桟２２で内
張りの耐火煉瓦２３を支持するようにする。この
ような炉床構造とすることにより、操業中に炉殻
に歪が生じても、その歪は炉床部では炉殻の床部
で吸収され、即ち、炉殻を外側にだけ膨出させる
ので、炉床の耐火煉瓦は平面を維持することがで
き、装入物の炉内での搬送が困難になることはな
い。この例では炉体の高温保持部に第６図に示す
ような厚さ６mm、幅40mmの耐熱鋼板SUS310S製
の桟２２を使用している。

上記のような構造とすることによつて、炉体３
の全長9500mm、高温保持帯3b長さ3500mm、炉内
法寸法、幅315mm、高さ250mmの連続加熱炉に於い
て、前記の操業条件下で、従来の１板の鋼板で構
成された外殻構造の場合に高温保持帯に於けるエ
ネルギーの大気中への放出が1800Kcal／m²・hr
であつたものが、炉壁構造を内殻と外殻との二重
構造とすることによつてこれが1500Kcal／m²・
hrとなり、更に内外殻の間の空間にセラミツクフ
アイバを充填した本発明の構造とすることによつ
て更にこれが900Kcal／m²・hrと従来の外殻構造
の場合に比べて半減した。

実施例 ２ 次に本発明の第二の発明について説明する。

第二の発明は前記第一の発明の外殻の内外殻の
間の空間を減圧するようにして空気の対流や伝導
による炉内から炉外への熱の伝播を防いて一層エ
ネルギーロスの減少を図つたものである。

その構造は高温保持帯の断面を示す第７図に示
すように、前記実施例１に於けると同様に、炉壁
は厚さ６mmの耐熱鋼板SUS310S製の内殻２４と
厚さ９mmの炭素鋼板SS41製の外殻２５とで二重
構造となつており、両者の間の空間にはセラミツ
クフアイバ２６が充填されていて、更に内殻２４
の内側は耐火煉瓦２８で内張りされている。ま
た、炉床は前記実施例１に於けると同様に、外殻
の床部を炉の軸に直角方向中央部を両側部よりも
低位に位置するように傾斜を付し、その上に第６
図に示した厚さ６mm、幅40mmの耐熱鋼板
SUS310S製の桟２２を並べ、その上に耐火煉瓦
２８が敷き詰められていて耐火煉瓦２８が桟２２
で支持されている。２４ａは内殻２４に付せられ
た補強リブで、その両側の空間を遮断しないよう
に孔２４ｂがこれを貫通している。

以上第一の発明に加えて、外殻２５には排気孔
２５ａが設けられ、管２９を介して通例の減圧ポ
ンプ３０に連通していて、内外殻の間の空間が減
圧されるようにしてある。このような構造にして
上記空間を10^-1Torrに減圧することにより、そ
の余の条件は前記実施例１と同一条件にて高温保
持帯に於けるエネルギーの大気中への放出が
460Kcal／m²．hrと前記実施例１に於ける第一の
発明のそれ（900Kcal／m²・hr）に比べて更に概
ね半減させることができた。

６ 発明の効果 以上説明したように、第一の発明に係る加熱炉
によるときは、従来の加熱炉による場合に比べて
断熱効果が著しく増大し、第二の発明に係る加熱
炉によるときは、第一の発明に係る加熱炉に比べ
て更に断熱効果が大きく、エネルギーロスが著し
く減少し、いずれも省エネルギーの観点から産業
上の利用価値は大きい。更に、炉床部の構造を、
少なくとも内殻の上面を中央部が両側縁部よりも
低位に位置するような傾斜面とし、この傾斜面と
耐火物製内張り層との間に、この内張り層を支持
するための耐熱金属製支持部材を介在せしめた構
造とすることにより、操業中に炉殻に歪が生じて
も、この歪は上記傾斜面に吸収されて上記内張り
層の表面には変形が起こらない。その結果、被加
熱物の炉内での搬送が困難になることがなく、操
業が長期間に亘つてスムーズに遂行される。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は第一の発明の実施例を説明す
るための図面で、第１図は連続加熱炉の平面図、
第２図は第１図の―線に沿う断面図、第３図
は炉内の温度曲線を示すグラフ、第４図は第１図
の―線に沿う矢視断面図、第５図は第１図の
Ｖ―Ｖ線に沿う断面図、第６図は桟の形状を示す
平面図である。第７図は第二の発明の実施例に於
ける高温保持帯の断面図である。 なお、図面に使用されている符号について、３
…炉体、３ａ…昇温帯、３ｂ…高温保持帯、３ｃ
…降温帯、１９，２４…内殻、２０，２５…外
殻、２１，２６…断熱材（セラミツクフアイバ）、
２２…桟、２３，２８…耐火物製内張り（耐火煉
瓦）、２５ａ…排気孔、２９…管、３０…減圧ポ
ンプ、３１…トレイである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 耐熱金属板製内殻と、この内殻の外側にこの
   内殻と離間して設けられた金属板製外殻と、前記
   内殻と前記外殻との間に形成される空間に充填さ
   れた断熱材と、前記内殻の内側に設けられた耐火
   物製内張り層とを具備する多重構造の炉壁構造を
   有し、炉床側の前記内殻及び前記外殻のうちの少
   なくとも内殻の上面が、中央部が両側縁部よりも
   低位に位置するような傾斜面となつていて、炉床
   側の前記内殻と前記内張り層との間に、この内張
   り層を支持するための耐熱金属製支持部材が設け
   られていることを特徴とする加熱炉。 ２ 耐熱金属板製内殻と、この内殻の外側にこの
   内殻と離間して設けられた金属板製外殻と、前記
   内殻と前記外殻との間に形成される空間に充填さ
   れた断熱材と、前記内殻の内側に設けられた耐火
   物製内張り層とを具備する多重構造の炉壁構造を
   有し、炉床側の前記内殻及び前記外殻のうちの少
   なくとも内殻の上面が、中央部が両側縁部よりも
   低位に位置するような傾斜面となつていて、炉床
   側の前記内殻と前記内張り層との間に、この内張
   り層を支持するための耐熱金属製支持部材が設け
   られ、かつ、前記内殻と前記外殻との間の空間が
   この空間を減圧する減圧装置に連通していること
   を特徴とする加熱炉。