CN110319700B - 加热炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种有助于炉内温度的均匀性提高的加热炉。该加热炉具备：炉体、设置于炉体内的被加热物的收容空间、排气口、以及介于收容空间和排气口之间的隔热构件，该隔热构件具备柱状蜂窝结构部，所述柱状蜂窝结构部具备区划形成从一侧底面延伸到另一侧底面的多个隔室的陶瓷制隔壁。

Description

加热炉

技术领域

本发明涉及一种加热炉。本发明特别涉及一种能够在将陶瓷制品量产的工序中使用的加热炉。

背景技术

在制造各种产品时，有时利用加热炉进行加热处理。例如，在制造陶瓷产品时，广泛进行如下操作：首先，将陶瓷的原料粉末成型为所希望的形状而制作成型体，接着，将该成型体放入到加热炉内，使加热炉内的气氛的温度为高温，由此烧成成型体。

在加热处理时，为了确保产品的品质稳定性，通常要求加热炉内的气氛温度不取决于位置而是恒定的。因此，以往提出了一种使加热炉内的气氛温度均匀化的技术。例如，在日本专利第5989357号公报中记载了如下技术：通过由热辐射率不同的部件的组合形成收容部的炉壁和炉底的表面，在收容部的收容空间内的每个位置，因来自炉壁和炉底的辐射传导而使被加热物承受的热量的大小不同。另外，在日本特开2008-261619号公报中记载了如下技术：在梭动窑(shuttle kiln)的内部配置多个朝向不同的燃烧器，在燃烧气体的作用下对炉内进行均匀搅拌。

专利文献

专利文献1：日本专利第5989357号公报

专利文献2：日本特开2008-261619号公报

发明内容

虽然以往提出了像这样使加热炉内的气氛的温度均匀化的技术，但仍留有改善的余地。例如，将许多被加热物载置于设置在加热炉内的搁板而进行同时加热处理的情况下，仍然存在加热炉内产生低于设定温度的低温空间的问题。在品质确保方面，由于无法载置加热物，因此需要仅使用避开该空间的温度分布良好的区域。该情况下，在加热炉内被加热物的收容空间受到限制，生产效率降低。

本发明是鉴于上述情况而做出的，一个实施方式的目的在于利用与以往不同的方法来提供一种有助于炉内温度的均匀性提高的加热炉。

加热炉内的排气口附近因辐射效应所致的热损失较大，因此，发现在设置于炉体内的被加热物的收容空间和排气口之间配置具备陶瓷制的柱状蜂窝结构部的隔热构件对上述课题的解决是有效的。本发明就是基于上述见解而完成的，以下进行例示。

[1]一种加热炉，具备炉体、设置于炉体内的被加热物的收容空间、排气口、和介于收容空间和排气口之间的隔热构件，所述隔热构件具备柱状蜂窝结构部，该柱状蜂窝结构部具有区划形成从一侧底面延伸到另一侧底面的多个隔室的陶瓷制隔壁。

[2]根据[1]所述的加热炉，其中，柱状蜂窝结构部的隔壁的气孔率为13％以上。

[3]根据[1]或[2]所述的加热炉，其中，柱状蜂窝结构部在20℃时的热传导率为300W/(m·K)以下。

[4]根据[1]～[3]中任一项所述的加热炉，其中，柱状蜂窝结构部的软化点为1200℃以上。

[5]根据[1]～[4]中任一项所述的加热炉，其中，柱状蜂窝结构部具备的多个隔室中的至少一部分隔室的延伸方向与重力方向所成的角度为0°～30°。

[6]根据[5]所述的加热炉，其中，柱状蜂窝结构部的表观开口率为94％以下。

[7]根据[1]～[4]中任一项所述的加热炉，其中，柱状蜂窝结构部具备的多个隔室中的至少一部分隔室的延伸方向与重力方向所成的角度为60°～90°。

[8]根据[1]～[7]中任一项所述的加热炉，其中，在收容空间中设置有窑具，该窑具具有用于载置被加热物的、上下方向排列的一层或多层搁板，排气口形成于比最下层搁板靠下方的位置。

[9]根据[8]所述的加热炉，其中，最下层搁板具备上述隔热构件。

[10]根据[9]所述的加热炉，其中，对于构成最下层搁板的上述隔热构件，将与最下层搁板的载置面平行的任意截面朝向该载置面垂直地投影时，该截面的投影图与该载置面重叠的部分的面积相对于最下层搁板的载置面的面积为40％以上。

[11]根据[9]或[10]所述的加热炉，其中，最下层搁板具有由上支承板和下支承板夹持上述隔热构件的层叠结构。

根据本发明的一个实施方式的加热炉，能够抑制排气口附近的因辐射效应所致的热损失。由此，炉内温度的均匀性变高，能够在加热炉内扩大被加热物的收容空间。因此，该加热炉有助于提高经加热处理所制造的产品的生产效率。

附图说明

图1是关于本发明的加热炉的一个实施方式的示意侧视图。

图2是表示具备柱状蜂窝结构部的隔热构件的结构例的立体图。

图3是测定软化点时的测量器具的说明图。

图4是表示载置于搁板的隔热构件的排列方法的一个例子的立体图。

图5是表示载置于搁板的隔热构件的排列方法的另一个例子的立体图。

图6是比较例1的加热炉的示意侧视图。

图7是比较例2的加热炉的示意侧视图。

图8是比较例3的加热炉的示意侧视图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。本发明不限于以下的实施方式，应该理解为在不脱离本发明主旨的范围，基于本领域技术人员的通常的知识，可以适当进行设计的变更、加以改进等。

(1.加热炉)

图1中记载了关于本发明的加热炉100的一个实施方式的示意侧视图。加热炉100具备炉体102、设置于炉体102内的被加热物104的收容空间106、排气口108、以及介于收容空间106和排气口108之间的隔热构件110。

被加热物没有特别限定，可列举出：铁氧体和陶瓷电容器等电子部件、半导体产品、陶瓷产品、陶磁器具、氧化物系耐火材料、玻璃制品、金属制品、氧化铝-石墨质和氧化镁-石墨质等的碳基耐火材料。

在加热炉100的收容空间106中可以设置窑具120，窑具120具有用于载置被加热物104的上下方向排列的一层或多层搁板122。通过使用多层搁板122，能够在收容空间70内将被加热物上下排列，能够有效利用收容空间106。窑具120优选由耐火材料形成，例如可以采用氧化铝系和碳化硅系的陶瓷。

炉体102的加热方式没有特别限制，例如可举出燃烧燃料的燃烧式和进行电加热的电气式。在图1所示出的实施方式中，采用利用燃烧器107燃烧燃料的燃烧式。为了进行高效率燃烧，燃烧器107优选为蓄热式燃烧器。燃烧器的个数没有特别限制，可以根据炉体102的大小、长度而适当地设定。

作为加热炉100的形式，没有特别限制，可以为梭动窑、隧道窑、辊道窑和推板窑等连续炉，也可以为箱式窑、钟罩窑(カウベルキルン)和升降窑等单炉(间歇炉)。另外，从气氛条件的观点考虑，也可以为大气加热炉和还原加热炉中任一者。还原加热炉是指以m值(实际燃烧空气量与理论空气量之比)小于1.0的状态进行燃烧的加热炉。加热目的也没有特别限制，例如可举出烧成、脱脂和干燥。

图1中记载的实施方式的加热炉100为梭动窑，在台车124上设置有窑具120。台车124以能够在炉体102内和炉体102外之间沿纸面的表背方向移动的方式构成。被加热物104在台车124被收纳于炉体102内的期间受到加热处理。

加热炉100内产生的废气(本实施方式中，为燃烧器所产生的燃烧气体)通过设置于台车124内的排气孔125，从排气口108通过烟道130被排出。一般来讲，烟道130的温度低于炉内，因此在排气口108附近因辐射所致的热损失较大。为了有效地抑制热损失，本发明人研究了各种方法，结果发现使具有图2中例示的规定结构的陶瓷制的隔热构件110介于收容空间106和排气口108之间是有效的。具体而言，发现该隔热构件110使用具备柱状蜂窝结构部的隔热构件110是有效的，所述柱状蜂窝结构部具备区划形成从一侧底面112延伸到另一侧底面114的多个隔室116的陶瓷制的隔壁118。

例如，如图1所示，排气口108位于加热炉100的下表面时，在以往的加热炉中排气口108附近容易表现出较低的温度分布，因此无法载置被加热物104，成为死空间。因此，像图1中的被加热物104用虚线表示的位置那样的靠近排气口108的空间不适于载置被加热物104。然而，通过使上述的隔热构件110介于被加热物104的收容空间106和排气口108之间，即便在靠近排气口108的位置也能抑制温度降低，因此在这样的空间也可以载置被加热物104。即，在加热炉内能够用于被加热物的加热处理的空间扩大，因此能够提高生产效率。尽管不是要用理论限定本发明，但柱状蜂窝结构部因隔室的延伸方向而使对流、辐射和传导具有各向异性，通过积极应用该性质而能够综合地得到较高的隔热效果。具体而言，具有柱状蜂窝结构的隔热构件能够通过利用设置方向(隔室的延伸方向)有意地阻断空气流动而抑制对流。另外，具有柱状蜂窝结构的隔热构件由于传导路径少，因此无论设置方向(隔室的延伸方向)如何，传导抑制效果都较高。另外，具有柱状蜂窝结构的隔热构件能够期待利用设置方向(隔室的延伸方向)抑制有意想要阻断辐射的方向的辐射的效果。特别是，排气口108位于加热炉100的下表面时，能够通过以隔室的延伸方向为水平的方式设置隔热构件110，使区划形成多个隔室的隔壁多层连接而有效地抑制辐射。另外，柱状蜂窝结构部具有陶瓷制的柱状结构，从而与纤维状的隔热构件相比，强度、寿命和处理性优异。例如，纤维状的隔热构件容易变形，但是，陶瓷制的柱状结构的强度高，保形性能优异。另外，纤维状的隔热构件为粉尘的产生原因，有可能附着与被加热物而成为瑕疵品，或者使作业环境恶化，但如果为陶瓷制的柱状结构，就没有这样的担心。另外，陶瓷制的柱状结构的加工性也优异。

在图1所示出的实施方式中，排气口108的位置设置于加热炉100的下表面，排气口108形成于比最下层搁板靠下方的位置，但排气口108的位置没有特别限定。排气口108可以设置于加热炉100的上表面，也可以设置于加热炉100的侧壁。可以理解无论排气口108的位置如何，只要具有规定的结构的陶瓷制的隔热构件110介于排气口108和被加热物104的收容空间106之间，就能够得到预期的隔热效果。

(2.隔热构件)

只要构成隔热构件110的柱状蜂窝结构部的外形为柱状，就没有特别限定，例如可以是底面为圆形的柱状(圆柱形状)、底面为椭圆形的柱状、底面为多边形(三角形、四边形、五边形、六边形、七边形、八边形等)的柱状等形状。由于一般的搁板的底面形状为长方形，因此从容易铺满于搁板的方面考虑，优选柱状蜂窝结构部的底面形状为长方形。

作为隔热构件110的材质，没有限定，可举出堇青石、多铝红柱石、锆石、钛酸铝、碳化硅、氮化硅、氧化锆、尖晶石、印度石(indialite)、蓝宝石、刚玉、二氧化钛等的陶瓷。其中，优选选自具有可耐受反复使用的强度和耐热性的堇青石、多铝红柱石、钛酸铝、碳化硅和氮化硅的组中的1种或2种以上。陶瓷可以含有上述成分以外的陶瓷成分。

从提高隔热性能的方面出发，构成隔热构件110的柱状蜂窝结构部的热传导率优选较小的。具体而言，20℃时的热传导率优选为300W/(m·K)以下，更优选为200W/(m·K)以下，更进一步优选为100W/(m·K)以下，更进一步优选为60W/(m·K)以下。柱状蜂窝结构部的热传导率的下限不特别设定，20℃时的热传导率一般为0.05W/(m·K)以上，典型的为3W/(m·K)以上。本发明中，柱状蜂窝结构部的热传导率的值为利用激光闪光法(JIS R1611-2010)所测定的值。

为了不易进行传导，柱状蜂窝结构部的隔壁118优选为多孔质。隔壁118的气孔率越大越不易进行传导，为了降低热传导率，优选为13％以上，更优选为23％以上，更进一步优选为40％以上。另外，从确保柱状蜂窝结构部的强度的观点考虑，隔壁118的气孔率优选为72％以下，更优选为69％以下，更进一步优选为55％以下。本发明中，隔壁118的气孔率使用孔隙仪依据JIS R1655：2003利用压汞法进行测定。

构成隔热构件110的柱状蜂窝结构部由于设置于加热炉内，因此优选具有优异的耐热性。具体而言，柱状蜂窝结构部的软化点优选为1200℃以上，更优选为1300℃以上，更进一步优选为1360℃以上。柱状蜂窝结构部的软化点的上限不特别设定，一般为1430℃以下，典型的为1360℃以下。

本发明中，柱状蜂窝结构部的软化点按照以下顺序进行测定。从蜂窝结构部切出具有一边为6.4mm的正方形的底面且高度(隔室的延伸方向的长度)为50mm的四棱柱状的试验片204。接下来，如图3所示将该试验片204设置于测量工具200，放置重物(50g的砝码)202施加载荷。然后，在对上述试验片204施加载荷的状态下，以温度上升速度7.5℃/min的条件加热到1500℃。对此时的试验片204的尺寸每上升1.25℃测定一次，绘制尺寸收缩曲线。然后，在得到的尺寸收缩曲线中，求出试验片204的收缩率开始达到1.3％以上的温度。将该温度作为“软化点”。

将构成隔热构件110的柱状蜂窝结构部配置在加热炉100内时的轴向的朝向(隔室的延伸方向)没有特别限制，但对于隔室的延伸方向与重力方向的关系，可以例示一些优选的实施方式。

柱状蜂窝结构部具备的多个隔室的延伸方向与重力方向大致平行时，由于隔热构件110阻断与重力方向垂直的方向的辐射的效果变高，因此可以特别优选用于将排气口108设置于加热炉100的侧面的情况。另外，柱状蜂窝结构部具备的多个隔室的延伸方向与重力方向大致平行时，由于隔热构件110对重力方向的压缩强度较高，因此在隔热构件110上放置被加热物等物品的情况下等是有利的。因此，例如，也可以将排气口108设置于加热炉100的下表面，且隔热构件110构成最下层搁板122的一部分。

因此，在本发明的加热炉的一个实施方式中，柱状蜂窝结构部具备的多个隔室中的至少一部分隔室的延伸方向、优选全部的隔室的延伸方向与重力方向所成的角度为0°～30°。该角度优选为0～15°，更优选为0～5°，最优选为0°。

这样，柱状蜂窝结构部具备的多个隔室的延伸方向与重力方向大致平行时，为了抑制在重力方向通过各隔室的辐射，优选减小柱状蜂窝结构部的表观开口率。减小表观开口率对将排气口108设置于加热炉100的下表面的情况特别有效。具体而言，柱状蜂窝结构部的表观开口率优选为94％以下，更优选为87％以下，更进一步优选为81％以下。其中，柱状蜂窝结构部的表观开口率过小时因传导抑制所致的隔热效果减弱，因此优选为59％以上，更优选为65％以上，更进一步优选为69％以上。

本发明中，柱状蜂窝结构部的表观开口率定义为：柱状蜂窝结构部的与隔室的延伸方向垂直的两个端面(两底面)中的隔室的开口部分的合计面积相对于该两个端面(两底面)的合计面积的比率。不考虑柱状蜂窝结构部的气孔率。例如，柱状蜂窝结构部为圆柱状，将其各底面积设为A₁、将一个隔室在各底面开口的开口面积设为A₂、将隔室的个数设为n时，表观开口率为(n×2×A₂)/(2×A₁)×100(％)。

应予说明，对于各隔室而言，从阻断辐射路径的观点考虑，优选对隔室的延伸方向的一端或两端进行封孔。将柱状蜂窝结构部的隔室封孔的方法没有特别限定，可以采用公知的方法。已将隔室封孔时的表观开口率无论隔室是否封孔都作为开口的部分进行计算。

另外，柱状蜂窝结构部具备的多个隔室的延伸方向与重力方向大致垂直时，由于隔热构件110阻断重力方向的辐射的效果变高，因此可以特别优选用于将排气口108设置于加热炉100的下表面或上表面的情况。柱状蜂窝结构部具备的多个隔室的延伸方向与重力方向大致垂直时，也能够在隔热构件110上放置被加热物、搁板等物品，例如，也可以将排气口108设置于加热炉100的下表面，且隔热构件110以担负最下层搁板122的一部分的方式构成。

因此，在本发明的加热炉的一个实施方式中，柱状蜂窝结构部具备的多个隔室中的至少一部分隔室的延伸方向、优选全部隔室的延伸方向与重力方向所成的角度为60°～90°。该角度优选为75～90°，更优选为85～90°，最优选为90°。

隔热构件110构成最下层搁板122的一部分时，从提高隔热效果的观点考虑，构成最下层搁板122的上述隔热构件110优选配置一个或多个，以使将最下层搁板122的与载置面126平行的任意的截面朝向该载置面126垂直地投影时，该截面的投影图和该载置面126重叠的部分的面积相对于最下层搁板122的载置面126的面积为40％以上、优选为45％以上、更优选为50％以上。这里，该投影图的面积是假定构成隔热构件的蜂窝结构部为实心而进行求解时的面积，忽略气孔、隔室的存在来进行计算。另外，该投影图的面积是指在配置多个隔热构件时，以与最下层搁板的载置面平行的同一平面切断全部隔热构件时的截面的投影图的合计面积。应予说明，载置面是指用于载置被加热物的面。

图4中画出了表示最下层搁板122的结构例的示意图。在图4的实施方式中，搁板122具有由上支承板122a和下支承板122b夹持有多个隔热构件110的层叠结构。由于隔热构件110仅放置在下侧的支承板122b上即可，上侧的支承板122a也仅放置在隔热构件110上即可，因此可以简单地设置。支承板122a、122b的材质可以与已经阐述的搁板的材质相同。本实施方式中，各隔热构件110为四棱柱状，构成隔热构件110的柱状蜂窝结构部具备的多个隔室的延伸方向与重力方向平行。本实施方式中，相同的材质和形状的隔热构件在支承板122b上横竖排列有5×8＝40个。在图4中，将载置面126的面积设为A₁、将1个隔热构件110的与载置面126平行的任意的截面积设为A₂时，前述的重叠的部分的面积相对于最下层搁板122的载置面126的面积的比率为(40×A₂)/A₁×100(％)。

图5中画出了表示最下层搁板122的另一结构例的示意图。在图5的实施方式中，搁板122具有由上支承板122a和下支承板122b夹持隔热构件110的层叠结构。由于隔热构件110仅放置在下侧的支承板122b上即可，上侧的支承板122a也仅放置在隔热构件110上即可，因此可以简单地设置。支承板122a、122b的材质可以与已经阐述的搁板的材质相同。本实施方式中，隔热构件110为四棱柱状，构成隔热构件110的柱状蜂窝结构部具备的多个隔室的延伸方向与重力方向垂直。本实施方式中，相同的材质和形状的隔热构件在支承板122b上横竖排列有5×2＝10个。在图5中，将载置面126的面积设为A₁、将1个隔热构件110的与载置面126平行的任意的截面积设为A₂时，前述的重叠的部分的面积相对于最下层搁板122的载置面126的面积的比率为(10×A₂)/A₁×100(％)。

在图4和图5中的任一实施方式中，上支承板122a和下支承板122b之间的距离(隔热构件110的厚度)可以根据隔热构件的结构、材质和其它条件而适当地设定，例如可以为10～210mm，典型的可以为15～50mm。

柱状蜂窝结构部的隔室密度在与隔室116的延伸方向垂直的截面(与底面平行的面)中，优选为15～200个隔室/cm²，进一步优选为30～150个隔室/cm²。从提高隔热效果的观点出发，优选使隔室密度在这样的范围。隔室密度是存在于该底面的隔室数除以柱状蜂窝结构部的一个底面的面积而得到的值。

隔室116的与延伸方向垂直的截面中的隔室的形状没有限制，例如可以为三角形、四边形、六边形、八边形或它们的组合。使柱状蜂窝结构部为卧式(隔室的延伸方向与重力方向垂直)时，在相同的隔室密度下，四边形隔室的强度较强，因而优选。

从提高蜂窝结构部的强度的观点考虑，隔壁118的厚度优选为50μm以上，更优选为75μm以上。另外，从提高隔热效果的观点考虑，隔壁的厚度优选为420μm以下，更优选为320μm以下。

(3.隔热构件的制造方法)

构成隔热构件110的柱状蜂窝结构部的制法没有限定，例如可以按照以下顺序进行制造。

(1)将含有陶瓷原料、分散介质、造孔材料和粘结剂的原料组合物混炼形成坯土后，将坯土挤出成型，由此成型为所希望的柱状蜂窝成型体。在原料组合物中，可以根据需要配合分散剂等添加剂。挤出成型时，可以使用划分所希望的整体形状、隔室形状、隔壁厚度、隔室密度等的口模。

(2)将蜂窝成型体干燥后，实施脱脂和烧成，制造陶瓷制的柱状蜂窝结构部。干燥工序、脱脂工序和烧成工序的条件可以根据蜂窝成型体的材料组成采用公知的条件。

陶瓷原料是在金属氧化物和金属等烧成后残留、以陶瓷的形式构成蜂窝结构部的骨架的部分的原料。陶瓷原料例如可以以粉末的形态提供。作为陶瓷原料，可举出堇青石、多铝红柱石、锆石、钛酸铝、碳化硅、氮化硅、氧化锆、尖晶石、印度石、蓝宝石、刚玉、二氧化钛等用于得到陶瓷的各种原料。具体而言，没有限定，可举出二氧化硅、滑石、氧化铝、氢氧化铝、高岭土、蛇纹石、叶蜡石、水镁石、勃姆石、多铝红柱石、菱镁矿等。陶瓷原料可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。

作为造孔材料，只要在烧成后变为气孔，就没有特别限定，例如可以举出小麦粉、淀粉、发泡树脂、吸水性树脂、硅胶、碳(例：石墨)、陶瓷微球、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、尼龙、聚酯、丙烯酸、苯酚、完成发泡的发泡树脂、未发泡的发泡树脂等。造孔材料可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。造孔材料的含量可以考虑兼具蜂窝结构体的气孔率和强度而适当地设定，例如，可以以蜂窝结构体的气孔率为13～72％的方式进行添加。使用有机系造孔材料时，其含量例如可以相对于陶瓷原料100质量份在0～20质量份的范围进行调整。

作为粘结剂，可以例示甲基纤维素、羟丙氧基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、聚乙烯醇等有机粘结剂。特别优选并用甲基纤维素和羟丙氧基纤维素。粘结剂可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。粘结剂的含量可以考虑蜂窝成型体的强度而适当地设定。例如，粘结剂的含量可以相对于陶瓷原料100质量份为1～10质量份。

分散剂可以使用乙二醇、糊精、脂肪酸皂、多元醇等表面活性剂。分散剂可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。分散剂的含量可以考虑分散性、挤出成型时的取向性和润湿性等而适当地设定。例如，分散剂的含量可以相对于陶瓷原料100质量份为0～5质量份。

作为分散介质，可以举出水、或水和醇等有机溶剂的混合溶剂等，可以特别优选使用水。分散介质的含量可以考虑兼具成型性和强度而适当地设定。例如，分散介质的含量可以相对于陶瓷原料100质量份为30～150质量份。本说明书中，蜂窝成型体的分散介质的含量是指利用干燥减量法所测定的值。

在干燥工序中，例如可以使用热风干燥、微波干燥、感应干燥、减压干燥、真空干燥、冷冻干燥等以往公知的干燥方法。其中，从能够将整个成型体整体迅速且均匀地干燥的方面出发，优选组合有热风干燥和微波干燥或感应干燥的干燥方法。形成封孔部时，在干燥后的蜂窝成型体的两底面形成封孔部后干燥封孔部，得到蜂窝干燥体。

在脱脂工序中，燃烧除去粘结剂和造孔材料这样的有机物。粘结剂的燃烧温度为200℃左右，造孔材料的燃烧温度为300～1000℃左右。因此，可以将蜂窝成型体加热到200～1000℃左右的范围来实施脱脂工序。加热时间没有特别限定，通常为10～100小时左右。经脱脂工序后的蜂窝成型体称为预烧体。

烧成工序还取决于蜂窝成型体的材料组成，例如可以将预烧体加热到1350～1600℃，保持3～10小时而进行。

实施例

以下，例示用于更好地理解本发明及其优点的实施例，但本发明不限于实施例。

＜实施例1＞

(1.隔热构件的制造)

混合滑石(40质量份)、氧化铝(15质量份)、氢氧化铝(15质量份)、高岭土(15质量份)、结晶二氧化硅(15质量份)制备堇青石化原料。接着，针对得到的堇青石化原料，添加作为粘结剂的甲基纤维素(5质量份)、作为造孔材料的碳(5质量份)、作为分散剂的月桂酸钾皂(1质量份)和作为分散介质的水(45质量份)之后，投入到混合机中，混合3分钟，由此得到湿式混合物。

将得到的湿式混合物投入到螺杆式挤出混炼机中，进行混炼，制作长方体状的坯土。将该坯土投入到挤出成型机中进行挤出成型，由此得到长方体状的蜂窝成型体。对得到的蜂窝成型体进行感应干燥和热风干燥后，以成为规定尺寸的方式切断两底面，得到蜂窝干燥体。

接下来，将蜂窝干燥体在大气气氛下，以200℃加热20小时而进行脱脂，继续在1430℃烧成10小时，得到长度70mm×宽度70mm×高度(隔室的延伸方向的长度)280mm的立方体蜂窝结构体(隔热构件)。将以相同条件制造的多个蜂窝结构体切断，切断成高度较短的多个蜂窝结构体。各蜂窝结构体具有以下的特性。

外形：长度70mm×宽度70mm×高度(隔室的延伸方向的长度)35mm的立方体

隔室的与延伸方向垂直的截面中的隔室形状：正方形

隔室密度(每单位截面积的隔室的个数)：31个隔室/cm²

隔壁厚度：305μm

20℃时的热传导率：4.0W/(M·K)

隔壁的气孔率：52％

软化点：1400℃

表观开口率：69％

封孔部：无

(2.窑具的制作)

准备如图1所示的具有上下方向排列的多层(这里为6层)的SINSIC(氮化硅键合SiC)制的搁板(长度400mm×宽度600mm×厚度10mm)的窑具。其中，仅最下层搁板为以下构成。像图4所记载的那样，将上述得到的多个隔热构件以隔室的延伸方向与重力方向平行、即、隔室的延伸方向与重力方向所成的角度为0°的方式用SINSIC(氮化硅键合SiC)制的支承板(长度400mm×宽度600mm×厚度10mm)从上下夹持，制作出最下层搁板(上支承板和下支承板之间的距离为35mm)。如图4所示，多个隔热构件在下侧的支承板上纵向5个、横向8个合计载置40个。该情况下，对于构成最下层搁板的隔热构件而言，将与最下层搁板的载置面平行的任意的截面朝向载置面垂直地投影时，该截面的投影图与该载置面重叠的部分的面积相对于最下层搁板的载置面的面积经计算，为82％。

(3.在加热炉中的实验)

将上述准备好的窑具放置于台车上装入梭动窑内，使设定温度为1430℃，用燃烧器对炉内进行加热，对于达到稳态时的最下层搁板和比最下层高1层的搁板，利用通用热历程传感器(商品名：Referthermo，一般财团法人精密陶瓷中心(JFCC))求出载置面的温度分布，利用热电偶调查最高温度和最低温度处的温度。其结果，最高温度与最低温度之差在最下层搁板为15℃，在比最下层高1层的搁板为11℃。另外，对于最下层搁板和比最下层高1层的搁板，调查了载置面中央部的温度差，结果为2℃。

＜实施例2＞

(1.隔热构件的制造)

利用与实施例1相同的方法，准备多个长度70mm×宽度70mm×高度(隔室的延伸方向的长度)280mm的立方体蜂窝结构体(隔热构件)。接着，将各蜂窝结构体切断成两半，准备10个长度70mm×宽度35mm×高度(隔室的延伸方向的长度)280mm的扁平的长方体。

(2.窑具的制作)

准备如图1所示的具有上下方向排列的多层(这里为6层)的SINSIC(氮化硅键合SiC)制的搁板(长度400mm×宽度600mm×厚度10mm)的窑具。其中，仅最下层搁板为以下的构成。像图5所记载的那样，将上述得到的多个隔热构件以隔室的延伸方向与重力方向垂直、即、隔室的延伸方向与重力方向所成的角度为90°的方式用SINSIC(氮化硅键合SiC)制的支承板(纵400mm×横600mm×厚度10mm)从上下夹持，制作出最下层搁板(上支承板和下支承板之间的距离为35mm)。如图5所示，多个隔热构件横竖载置5×2＝10个。该情况下，对于构成最下层搁板的隔热构件而言，将与最下层搁板的载置面平行的任意的截面朝向载置面垂直地投影时，该截面的投影图与该载置面重叠的部分的面积相对于最下层搁板的载置面的面积经计算，为82％。

(3.在加热炉中的实验)

将上述准备好的窑具放置在台车上装入梭动窑内，使设定温度为1430℃，用燃烧器对炉内进行加热，针对达到稳态时的最下层搁板和比最下层高1层的搁板，利用与实施例1相同的方法，求出载置面的温度分布，调查最高温度和最低温度。其结果，最高温度与最低温度之差在最下层搁板为12℃，在比最下层高1层的搁板为10℃。另外，针对最下层搁板和比最下层高1层的搁板，调查了载置面中央部的温度差，结果为1℃。

＜实施例3＞

除了将各蜂窝结构体的大小换成长度70mm×宽度70mm×高度(隔室的延伸方向的长度)280mm的立方体以外，利用与实施例2相同的方法和条件进行隔热构件的制造、窑具的制作和在加热炉中的实验。该情况下，上支承板和下支承板之间的距离为70mm。其结果，最高温度与最低温度之差在最下层搁板为10℃，在比最下层高1层的搁板为9℃。另外，针对最下层搁板和比最下层高1层的搁板，调查了载置面中央部的温度差，结果为0℃(无差异)。

＜实施例4＞

除了使各蜂窝结构体的表观开口率为63％、使隔壁的气孔率为40％、将20℃时的热传导率换为20.0W/(M·K)以外，利用实施例2相同的方法和条件进行隔热构件的制造、窑具的制作和在加热炉中的实验。其结果，最高温度与最低温度之差在最下层搁板为18℃，在比最下层高1层的搁板为11℃。另外，对于最下层搁板和比最下层高1层的搁板，调查了载置面中央部的温度差，结果为3℃。

＜比较例1＞

像图6所记载的那样，将最下层搁板置换成SINSIC(氮化硅键合SiC)制的搁板(长度400mm×宽度600mm×厚度10mm)，除此以外，准备具有与实施例1相同的搁板结构的窑具。将窑具放置在台车上装入梭动窑内，使设定温度为1430℃，利用燃烧器对炉内进行加热，对于达到稳态时的最下层搁板和比最下层高1层的搁板，利用与实施例1相同的方法，求出载置面的温度分布，调查最高温度和最低温度。其结果，最高温度与最低温度之差在最下层搁板为31℃，在比最下层高1层的搁板为13℃。另外，对于最下层搁板和比最下层高1层的搁板，调查了载置面中央部的温度差，结果为10℃。

＜比较例2＞

除了像图7所记载的那样，将最下层搁板置换为重叠有2张SINSIC(氮化硅键合SiC)制的搁板(纵400mm×横600mm×厚度10mm)的构成以外，准备具有与实施例1相同的搁板结构的窑具。将窑具放置在台车上装入梭动窑内，使设定温度为1430℃，利用燃烧器对炉内进行加热，针对达到稳态时的最下层搁板和比最下层高1层的搁板，利用与实施例1相同的方法，求出载置面的温度分布，调查最高温度和最低温度。其结果，最高温度与最低温度之差在最下层搁板为30℃，在比最下层高1层的搁板为12℃。另外，针对最下层搁板和比最下层高1层的搁板，调查了载置面中央部的温度差，结果为10℃。

＜比较例3＞

使最下层搁板为以下构成。在SINSIC(氮化硅键合SiC)制的搁板(长度400mm×宽度600mm×厚度10mm)的四角载置氧化铝制的隔离物(长度50mm×宽度50mm×厚度35mm)，在其上载置SINSIC(氮化硅键合SiC)制的搁板(长度400mm×宽度600mm×厚度10mm)，由此制作出最下层搁板。除此以外，准备具有与实施例1相同的搁板结构的窑具。将窑具放置在台车上装入梭动窑内，使设定温度为1430℃，利用燃烧器对炉内进行加热，针对达到稳态时的最下层搁板和比最下层高1层的搁板，利用与实施例1相同的方法，求出载置面的温度分布，调查最高温度和最低温度。其结果，最高温度与最低温度之差在最下层搁板为26℃，在比最下层高1层的搁板为12℃。另外，针对最下层搁板和比最下层高1层的搁板，调查了载置面中央部的温度差，结果为8℃。

符号说明

100 加热炉

102 炉体

104 被加热物

106 收容空间

107 燃烧器

108 排气口

110 隔热构件

112 一侧底面

114 另一侧底面

116 隔室

118 隔壁

120 窑具

122 搁板

124 台车

125 排气孔

126 载置面

130 烟道

122a、122b 支承板

200 测量工具

202 重物

204 试验片

Claims (9)

1.一种加热炉，具备炉体、设置于炉体内的被加热物的收容空间、排气口、以及介于收容空间和排气口之间的隔热构件，所述隔热构件具备柱状蜂窝结构部，所述柱状蜂窝结构部具备区划形成从一侧底面延伸到另一侧底面的多个隔室的陶瓷制隔壁，

在收容空间内设置有窑具，该窑具具有用于载置被加热物的、上下方向排列的一层或多层搁板，

排气口形成于比最下层搁板靠下方的位置，

最下层搁板具备所述隔热构件。

2.根据权利要求1所述的加热炉，其中，柱状蜂窝结构部的隔壁的气孔率为13％以上。

3.根据权利要求1或2所述的加热炉，其中，柱状蜂窝结构部在20℃时的热传导率为300W/(m·K)以下。

4.根据权利要求1或2所述的加热炉，其中，柱状蜂窝结构部的软化点为1200℃以上。

5.根据权利要求1或2所述的加热炉，其中，柱状蜂窝结构部具备的多个隔室中的至少一部分隔室的延伸方向与重力方向所成的角度为0°～30°。

6.根据权利要求5所述的加热炉，其中，柱状蜂窝结构部的表观开口率为94％以下。

7.根据权利要求1或2所述的加热炉，其中，柱状蜂窝结构部具备的多个隔室中的至少一部分隔室的延伸方向与重力方向所成的角度为60°～90°。

8.根据权利要求1所述的加热炉，其中，对于构成最下层搁板的所述隔热构件，将与最下层搁板的载置面平行的任意截面朝向该载置面垂直地投影时，该截面的投影图与该载置面重叠的部分的面积相对于最下层搁板的载置面的面积为40％以上。

9.根据权利要求1或8所述的加热炉，其中，最下层搁板具有由上支承板和下支承板夹持所述隔热构件的层叠结构。