DE2026802B1

DE2026802B1 - MUFFLE FOR THROUGH FURNACE

Info

Publication number: DE2026802B1
Application number: DE19702026802
Authority: DE
Inventors: Jacob Howard Beck
Original assignee: BTU Engineering Corp
Current assignee: BTU Engineering Corp
Priority date: 1969-06-04
Filing date: 1970-06-01
Publication date: 1971-08-26
Also published as: GB1237348A; FR2049884A5; NL7008057A; US3582054A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Muffel für Durchlauf- Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst weröfen, welche einen langen, einstückigen, aus Quarz- den, eine Muffel für Muffeldurchlauf öfen derart zu glas gebildeten Hohlkörper aufweisen. verbessern, daß sie einen guten Wärmeübergang aufMuffelöfen werden hauptsächlich in Durchlauf- weist und in einem großen Betriebstemperaturbereich Wärmebehandlungsanlagen eingesetzt, wie beispiels- 5 eine saubere Betriebsatmosphäre aufrechterhält,
weise bei der Herstellung von Halbleitern und Dick- Im Sinne der Lösung dieser Aufgabe beinhaltet Schichterzeugnissen, in welchen die Werkstücke wäh- die Erfindung eine Muffel für Durchlauföfen, welche rend des Transportes auf einem Förderer durch die einen langen, einstückigen, aus Quarzglas gebildeten Muffel hindurch aufgeheizt werden. Die Muffel ist im Hohlkörper aufweist, die gemäß der Erfindung daallgemeinen ein langes Rohr aus Keramik bzw. Metall io durch gekennzeichnet ist, daß die Muffelsohle aus und wird durch Heizelemente aufgeheizt, welche zur zwei ebenen Flächen besteht, auf denen unmittelbar Erzeugung der erforderlichen Temperatur innerhalb ein Durchlaufförderer gleitet, und wobei zwischen einer Einrichtung aus isolierenden, feuerfesten Zie- den ebenen Flächen ein sich über die gesamte Länge geln angeordnet sind. Keramikmuffeln werden gewöhn- der Muffelsohle erstreckender, nach außen ragender lieh aus feuerfestem Tonerdematerial hergestellt, wel- 15 Einschnitt vorgesehen ist, an dem Thermoelementches eine niedrige Wärmeleitfähigkeit, niedrige Strah- Meßfühler anbringbar sind.The invention relates to a muffle for continuous furnaces. The object of the invention is to be achieved, which has a long, one-piece, hollow body made of quartz, a muffle for continuous muffle furnaces in such a way as to form glass. Muffle furnaces are mainly used in continuous flow and heat treatment systems are used in a large operating temperature range, such as maintaining a clean operating atmosphere,
wise in the production of semiconductors and thick- In the sense of the solution to this problem includes layered products in which the workpieces during the invention a muffle for continuous furnaces, which rend the transport on a conveyor through a long, one-piece muffle made of quartz glass through be heated up. The muffle is in the hollow body, which according to the invention is generally a long tube made of ceramic or metal io characterized in that the muffle base is made of and is heated by heating elements, which consists of two flat surfaces on which directly generating the required temperature within a continuous conveyor slides, and between a device made of insulating, refractory elements flat surfaces are arranged over the entire length. Ceramic muffles are usually made of refractory alumina material, which extends outwards and protrudes more than the muffle sole, and a cut is provided on which thermocouples with low thermal conductivity and low radiation sensors can be attached.

lungskraft und eine große Masse aufweist. Derartige Die erfindungsgemäße Muffel, welche aus einemmanagement power and has a large mass. Such the muffle according to the invention, which consists of a

Muffeln weisen eine beträchtliche thermische Trag- Teil besteht und welche sich vorzugsweise für Durch-Muffles have a considerable thermal load-bearing part and which are preferably used for

heit auf, was bedeutet, daß Temperaturänderungen lauföfen eignet, ist in einem großen Betriebstempe-is on, which means that temperature changes suitable for running ovens, is at a high operating temperature.

innerhalb des Ofens nicht so schnell durchgeführt 20 raturbereich sehr wärmestrahlungsdurchlässig undnot carried out so quickly inside the furnace

werden können, wie es in vielen Fällen erwünscht ist. erhält in diesem Temperaturbereich eine saubere Be-as is desirable in many cases. receives a clean load in this temperature range

So kann es beispielsweise vorkommen, daß ein Werk- triebsatmosphäre aufrecht, und zwar auch bei sehrSo it can happen, for example, that a factory atmosphere is upright, even with very

stück, welches die Muffel mit bestimmter Geschwin- hohen Temperaturen, bei welchen Muffeln herkömm-piece, which the muffle at certain speeds, high temperatures at which muffles conventionally

digkeit durchläuft, wegen der großen Reaktionszeit licher Bauart zu einer Hauptquelle für Verunreini-due to the long response time of the design, it is a main source of contamination

des Keramikmaterials in bezug auf Temperaturände- 35 gungen werden. Ein besonderes Kennzeichen derof the ceramic material with respect to temperature changes. A special feature of the

rungen nicht die Einwirkung einer Temperaturände- erfindungsgemäßen Muffel besteht darin, daß ihr Auf-The muffle according to the invention is not affected by the effect of a change in temperature.

rung erfährt. Eine schnelle und genaue Temperatur- bau das wirksame Anbringen von Thermoelementenexperience. A quick and accurate temperature build the effective attachment of thermocouples

Steuerung ist deshalb nicht ohne weiteres durchfuhr- an Stellen gestattet, an welchen die Temperatur derControl is therefore not readily permitted in places where the temperature of the

bar, weil die Muffel eine zu langsame thermische durch die Muffel hindurchwandernden Werkstückebar, because the muffle is too slow a thermal work piece migrating through the muffle

Charakteristik aufweist. Ein weiteres Problem bilden 30 bei minimaler Länge der Zuleitungen wirksam ab-Has characteristic. Another problem is effectively represented by 30 with a minimal length of the supply lines.

bei derartigen Keramikmuffeln Verunreinigungen, gefühlt werden kann.with such ceramic muffles impurities can be felt.

welche insbesondere bei extrem hohen Temperaturen Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfinvon dem Keramikmaterial ausgesandt werden. Diese dung gestattet der Muffelaufbau das Anbringen von Verunreinigungen können in Form von Gasen und Thermoelementen derart, daß eine genaue Temperafeinen Staubpartikeln auftreten, welche die Genauig- 35 turbesthnmung durch thermisch durchlässige Fenster keit von in dem Ofen behandelten Werkstücken, bei- in der Muffelwandung hindurch durchgeführt ist, so spielsweise von Dickschichtschaltkreisen, merklich daß innerhalb der geschlossenen Muffelanordnung beeinträchtigen. eine Gasatmosphäre aufrechterhalten werden kann. Mit Muffeln, welche aus Metall, wie beispielsweise Die erfindungsgemäße Muffel ist aus Quarzglas hereiner Nickellegierung, gebildet sind, hat man versucht, 40 gestellt und als langes Rohr mit rechteckigem Querdie Auswirkungen der thermischen Trägheit zu ver- schnitt und einheitlicher Wandstärke ausgebildet. Die mindern. Die thermische Charakteristik von Metall untere Innenfläche der Muffel (Muffelsohle) ist eben ist jedoch für viele Zwecke nicht immer geeignet und und derart ausgebildet, daß ein durchlaufendes Föraußerdem kann das als Muffelmaterial verwendete derband für den Transport von Werkstücken durch Metall bei hohen Temperaturen ebenfalls Verunreini- 45 den Ofen hindurch unmittelbar darauf, d. h. ohne gungen bilden. Beispielsweise bilden sich in einer mechanische Hilfstragrahmen anbringbar ist. Außeroxydierenden Atmosphäre oberhalb 600° C Metall- dem ist längs der unteren Muffelfläche in axialer oxide, welche eine Verunreinigung der behandelten Richtung und nach außen vorragend ein im Quer-Werkstücke verursachen können. Das Problem der schnitt V-förmiger Teil gebildet. Dieser nach außen Oxidbildung ist besonders kritisch bei Temperaturen 50 ragende Teil bzw. Einschnitt ist insbesondere für das oberhalb 600° C und es hat sich gezeigt, daß bei Anbringen einer Vielzahl von Thermoelementen zur Wärmebehandlungsverfahren mit Temperaturen ober- genauen Bestimmung der Betriebstemperatur aushalb dieses Wertes Ofenmuffeln herkömmlicher Bau- gelegt und derart geformt, daß sich Staub, Oxide und art im allgemeinen keine zufriedenstellenden Ergeb- andere Verunreinigungen darin sammeln, d. h. in nisse bringen. Die relativ schlechten thermischen 55 einem Bereich, welcher von den behandelten Werk-Charakteristiken von Keramik- und Metalbnuffeln stücken eine bestimmte Entfernung aufweist und aus beeinträchtigen den thermischen Gesamtwirkungs- welchem die Verunreinigungen leicht entfernbar sind, grad des Ofens, bei welchem derartige Muffeln ver- so daß die Muffel leicht zu reinigen ist.
wendet werden, da die von den Heizelementen er- Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugzeugte Energie durch Strahlung auf die Außenseite 60 nähme auf die Zeichnungen näher beschrieben, in der Muffel, sodann durch Wärmeleitung durch die welchen mehrere bevorzugte Ausführungsformen Muffelwandung hindurch und weiter durch Strahlung einer Muffel als Beispiel dargestellt sind und welche von der Muffelinnenseite aus auf das zu behandelnde im einzelnen zeigen inwhich are emitted from the ceramic material in particular at extremely high temperatures. In a preferred embodiment of the invention. This manure allows the muffle structure to apply impurities in the form of gases and thermocouples in such a way that an exact temperature fine dust particles occur, which the accuracy is carried out through thermally permeable windows of workpieces treated in the furnace, both in the muffle wall is, for example of thick-film circuits, noticeable that affect within the closed muffle arrangement. a gas atmosphere can be maintained. With muffles made of metal, such as, for example, the muffle according to the invention is made of quartz glass in a nickel alloy, attempts have been made to provide 40 and cut the effects of thermal inertia as a long tube with a rectangular cross-section and form a uniform wall thickness. The mitigate. The thermal characteristics of the metal lower inner surface of the muffle (muffle base) is flat, however, is not always suitable for many purposes and is designed in such a way that a continuous mold can also be used as the muffle material for the transport of workpieces through metal at high temperatures. 45 immediately afterwards through the furnace, that is to say without forming. For example, they can be attached to a mechanical auxiliary support frame. Extra-oxidizing atmosphere above 600 ° C metal is along the lower muffle surface in axial oxide, which can cause contamination of the treated direction and protruding outward in transverse workpieces. The problem of the cut V-shaped part formed. This outward oxide formation is particularly critical at temperatures 50 protruding part or incision is especially for the above 600 ° C and it has been shown that when attaching a large number of thermocouples for heat treatment processes with temperatures above precise determination of the operating temperature outside this value furnace muffles Conventional construction and shaped in such a way that dust, oxides and other contaminants in general do not collect in it, ie bring them into nits, in a satisfactory manner. The relatively poor thermal area, which is a certain distance from the treated work characteristics of ceramic and metal muffles, and from which the overall thermal effect from which the impurities can be easily removed, degree of the furnace in which such muffles do not that the muffle is easy to clean.
The invention is described in more detail below with reference to the energy generated by radiation on the outside 60 on the drawings, in the muffle, then by heat conduction through the several preferred embodiments of the muffle wall and further by radiation a muffle are shown as an example and which show from the inside of the muffle on the to be treated in detail in

Werkstück übertragen wird. Es wird aus diesem Fig. 1 in perspektivischer Darstellung einenWorkpiece is transferred. It is a perspective view of this Fig. 1

Grund eine beträchtliche Energiemenge bereits 65 Schnitt durch eine Gießform zur Herstellung einerReason a considerable amount of energy already 65 cut through a casting mold to produce a

beim Aufheizen der Muffel selbst vergeudet, be- erfindungsgemäßen Muffel,wasted when heating the muffle itself, in the muffle according to the invention,

vor die Energie auf das Werkstück übertragen Fig. 2 in perspektivischer Darstellung einenbefore the energy is transferred to the workpiece, FIG. 2 shows a perspective illustration

wird. Schnitt durch einen Ofen, welcher mit einer erfin-will. Section through an oven, which is equipped with an inven-

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dungsgemäßen, aus Quarzglas hergestellten Muffel Die oben beschriebene Ofenkonstruktion herausgerüstet ist, kömmlicher Bauart weist trotz der Vorteile, welcheproper muffle made of quartz glass The furnace construction described above is equipped is, conventional design has despite the advantages which

Fig. 3 in perspektivischer Darstellung einen durch die Verwendung einer Muffel aus Quarzglas3 shows a perspective illustration of a through the use of a muffle made of quartz glass

Schnitt durch eine weitere bevorzugte Ausführungs- erzielt werden, verschiedene Nachteile auf, welcheSection through a further preferred embodiment, various disadvantages are achieved, which

form einer erfindungsgemäßen Ofenmuffel aus Quarz- 5 die erzielbare Leistungsfähigkeit der Behandlung vonform a furnace muffle according to the invention made of quartz 5 the achievable performance of the treatment of

glas, und Präzisionswerkstücken, wie beispielsweise Dick-glass, and precision workpieces, such as thick

F i g. 4 einen Teilseitenriß des unteren Teiles der in Schichtschaltkreisen, integrierten Schaltkreisen u. dgl.,F i g. 4 is a partial side elevational view of the lower part of the layered circuits, integrated circuits, and the like.

F i g. 4 dargestellten erfindungsgemäßen Ofenmuffel. beeinträchtigen. Eine der HauptbeschränkungenF i g. 4 shown furnace muffle according to the invention. affect. One of the main limitations

Ein mit einem Durchlaufförderer versehener Ofen bringt der genannte Kanal bzw. die Traganordnung herkömmlicher Bauart weist üblicherweise eine lange, io für das Förderband und die Thermoelementzuleimit einem gewölbten Dach bzw. Oberteil versehene tungsdrähte mit sich, welcher bzw. welche nicht nur Muffel aus Quarzglas auf, die innerhalb einer ge- teuer ist, sondern auch deshalb, weil er bzw. sie aus eigneten isolierten Ofenordnung angebracht ist, welch Metall gebildet ist, wesentlich zur Verunreinigung letztere beispielsweise aus feuerfesten Ziegeln auf- beiträgt, insbesondere bei sehr hohen Temperaturen, gebaut ist und eine Vielzahl gewöhnlicher, außen um 15 und damit die Vorteile, welche durch die Verwendie Muffel herum angeordneter elektrischer Heiz- dung einer aus Quarzglas hergestellten Muffel erzielt elemente aufweist. Mittels der elektrischen Heiz- werden, zunichte macht. Darüber hinaus sind die elemente werden die durch den Ofen hindurchwan- Thermoelement-Meßfühler, welche unterhalb des dernden Werkstücke auf eine bestimmte Betriebs- Förderbandes angeordnet sind und welche durch die temperatur gebracht. Ein langer Ofen kann mehrere ao genannten Öffnungen hindurch die Temperatur be-Beheizungszonen aufweisen, welche durch Thermo- stimmen, in einer Stellung angebracht, in welcher sie element-Meßfühler gesteuert werden, die weiter unten durch Oxide, Staub und anderen Materialien, welche noch ausführlicher beschrieben sind. Die Verwen- während des Ofenbetriebes durch die genannten Öffdung einer Muffel aus Quarzglas gestattet einen Be- nungen hindurchfallen, verunreinigt werden. Die Vertrieb bei extrem hohen Temperaturen, welche bei 25 unreinigungen, welche sich innerhalb der Muffel anbestimmten Wärmebehandlungsverfahren erforderlich haufen, befinden sich ständig in unmittelbarer Nähe sind. Wie vorher bereits erwähnt, besteht einer der der von dem Förderband transportierten Werkstücke, Hauptvorteile einer aus Quarzglas hergestellten Muf- welch letztere für Verunreinigungen meistens sehr fei darin, daß diese inert und sauer ist und damit zur empfindlich sind bzw. durch Verunreinigungen kri-Erzielung verunreinigungsfreier Werkstücke beiträgt. 30 tisch beeinflußt werden. Außerdem können Ver-A furnace provided with a continuous conveyor brings the said channel or the support arrangement conventional design usually has a long, io allowance for the conveyor belt and thermocouple a curved roof or upper part provided processing wires with it, which or which not only Muffle made of quartz glass, which is expensive within a, but also because he or she is made of Appropriate insulated furnace arrangement is attached, which metal is formed, substantial to contamination the latter, for example, from refractory bricks, especially at very high temperatures, is built and a variety of ordinary, outside by 15 and thus the advantages derived from the use Muffle around arranged electrical heating of a muffle made of quartz glass achieved having elements. By means of electrical heating, it will be wiped out. In addition, the elements are the thermocouple probes passing through the furnace, which are located below the changing workpieces are arranged on a certain operating conveyor belt and which by the brought temperature. A long furnace can have several ao-mentioned openings through the temperature be-heating zones have, which vote by thermo, attached in a position in which they element sensors are controlled by oxides, dust and other materials, which below are described in more detail. The use during the furnace operation through the mentioned opening a muffle made of quartz glass allows bumps to fall through and become contaminated. The sales at extremely high temperatures, which at 25 impurities that have settled inside the muffle Heat treatment processes required heaps, are constantly in the immediate vicinity are. As mentioned earlier, one of the workpieces transported by the conveyor belt is Main advantages of a sleeve made of quartz glass - the latter mostly for impurities fei in the fact that this is inert and acidic and therefore sensitive to or kri-attaining due to impurities contamination-free workpieces contributes. 30 table can be influenced. In addition,

Die Sohle einer Muffel herkömmlicher Bauart unreinigungen, welche auf die Thermoelemente fal-The sole of a muffle of conventional design contains impurities that fall on the thermocouples.

weist einen verdickten Mittelteil auf, d. h. die Muffel- len, zu einer fehlerhaften Temperaturbestimmunghas a thickened central part, i.e. H. the muffles, to an incorrect temperature determination

sohle ist in der Mitte dicker als an den äußeren und damit zu einer fehlerhaften Heizleistungssteue-The sole is thicker in the middle than on the outside and thus leads to faulty heating output control.

Enden der Muffelsohle und dicker als die Seitenwan- rung führen.The ends of the muffle base are thicker than the side wall.

düngen und als der gewölbte obere Teil. Die Gründe 35 Zum besseren Verständnis der Nachteile bzw. Befür die Uneinheitlichkeit der Wandstärke bei Muffeln schränkungen, welche derartige bekannte, aus Quarzbisheriger Bauart werden im folgenden noch näher glas hergestellte Muffeln mit sich bringen, ist es erläutert. günstig, an dieser Stelle kurz das allgemeine Ver-fertilize and than the arched upper part. The reasons 35 For a better understanding of the disadvantages or pros It is the inconsistency of the wall thickness in the case of muffle restrictions, which such known muffles made from quartz previously made of type will be brought with it in the following even closer to glass-made muffles explained. favorable, at this point briefly the general

Schließlich ist ein derartiger Muffelofen herkömm- fahren zu beschreiben, durch welches diese Muffeln licher Bauart mit einem endlosen Förderband aus 40 hergestellt werden. Eine Muffel aus Quarzglas wird rostfreiem Stahldrahtgewebe bzw. Spiralgeflecht bzw. in einer horizontalen Gießform gebildet, deren inneeinem anderen geeigneten Material versehen, wel- rer Hohlraum die Länge und die äußere Gestalt der ches sich über die gesamte Länge der Muffel erstreckt herzustellenden Muffel aufweist. Die oben beschrie- und dabei innerhalb der Muffel auf einem im Quer- bene Muffel bisheriger Bauart wird demzufolge innerschnitt etwa V-förmigem, rechtwinkeligen Kanal ruht, 45 halb einer Gießform, welche gewöhnlich teilbar ist welcher sich über die gesamte Muffellänge erstreckt. und aus Gußeisen besteht, geformt, wobei deren Wegen des Muffelquerschnittes, welcher unten einen Hohlraum die äußere Form des gewölbten Oberteiles verdickten Mittelteil aufweist, ruht dieser Kanal auf aufweist. Ein mit Graphit beschichteter Hochtempeeiner Vielzahl von Sockeln, wodurch der Förderer raturheizstab, beispielsweise ein Globar-Stab, wird eben bleibt und wodurch in dem Ofen behandelte 50 in ein mit Sand gefülltes »Faß« eingeführt, dessen Werkstücke den Ofen in einer Ebene durchlaufen, axiale Länge gleich der Länge des Gießformhohlrauwenn sich der Förderer von einem Ofenende zum mes ist. Durch langsames Aufheizen dieses Stabes anderen hin bewegt. bildet sich ein Rohr aus flüssigem Sand bzw. Quarz-Finally, such a muffle furnace is to be described conventionally, through which these muffles Licher design can be made with an endless conveyor belt from 40. A muffle made of quartz glass is made Stainless steel wire mesh or spiral mesh or formed in a horizontal casting mold, the inner one other suitable material provided, which rer cavity the length and the external shape of the Ches extends over the entire length of the muffle to be produced muffle. The above-described and within the muffle on a muffle of the previous type in the transverse plane, an internal cut is accordingly made approximately V-shaped, right-angled channel rests, 45 half of a mold, which is usually divisible which extends over the entire length of the muffle. and made of cast iron, formed, with their Because of the muffle cross-section, which has a cavity at the bottom, the outer shape of the arched upper part having thickened middle part, this channel rests on having. A high temperature coated with graphite Variety of bases, whereby the conveyor raturheizstab, for example a Globar rod, is remains level and thereby introduced 50 treated in the furnace into a "barrel" filled with sand Workpieces pass through the furnace in one plane, if the axial length is equal to the length of the mold cavity the conveyor is from one end of the furnace to the mes. By slowly heating this stick moved to others. a tube is formed from liquid sand or quartz

Wie oben bereits erwähnt, weist der Ofen eine glas mit etwa plastischer Konsistenz im Bereich der Temperatursteuerung auf und zu diesem Zweck sind 55 gesamten Staboberfläche, während der übrige Sand unterhalb des genannten Kanales jeweils in der Mitte eine körnige Form aufweist. Der Heizstab und das der Muffel ein bzw. mehrere Thermoelement-Meß- diesen umgebende Quarzglas werden sodann aus dem fühler angeordnet. Jedes Thermoelement ist unter- Faß herausgezogen und anschließend wird der Heizhalb einer Öffnung in dem Kanal angeordnet und stab entfernt, wodurch sich ein hohles Rohr aus weijeweils mit einer axial durch den Ofen hindurch ver- 60 chem Quarzglas ergibt. Ein Ende dieses Rohres wird laufenden elektrischen Zuleitung verbunden, welche verschlossen und durch das andere Ende wird ein über die gesamte Länge der Muffel hinweg in Hilfs- Blasrohr eingeführt. Das Quarzglasrohr wird sodann kanälen geführt sind. Wenn demgemäß eine große in die gußeiserne Gießform eingeführt und derart Anzahl von über die Länge des Ofens verteilten geblasen, daß es sich ausdehnt und sich an die Innen-Thermoelementen verwendet wird, so enthält jeder 65 wandung der Gießform anlegt. Nach dem Abkühlen der Hilfskanäle ein Bündel von Zuleitungen, welche erhält man eine Muffel aus Quarzglas, welche zur jeweils am Ende des Ofens mit der Heizleistungs- Verwendung in einem Ofen auf jede bestimmte steuereinrichtung verbunden sind. Länge zugeschnitten werden kann.As already mentioned above, the furnace has a glass with a roughly plastic consistency in the area of the Temperature control on and for this purpose are 55 total rod surface, while the rest of the sand has a granular shape in the middle below said channel. The heating rod and that The muffle one or more thermocouple measuring quartz glass surrounding these are then made from the sensors arranged. Each thermocouple is pulled out from under the barrel and then the heating half an opening in the channel and rod removed, creating a hollow tube of white each with a quartz glass which is axially through the furnace. One end of this pipe will running electrical lead connected, which is closed and through the other end is a Introduced into the auxiliary blowpipe over the entire length of the muffle. The quartz glass tube is then channels are guided. Accordingly, when a large one is inserted into the cast iron mold and the like Number of blown distributed along the length of the furnace so that it expands and attaches itself to the indoor thermocouples is used, each contains 65 walls of the mold. After cooling down the auxiliary channels a bundle of supply lines, which you get a muffle made of quartz glass, which for each at the end of the furnace with the heating power use in a furnace on each particular control device are connected. Can be cut to length.

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Bei einer näheren Überprüfung des bekannten Die erfindungsgemäße Quarzglasmuffel, welche Muffelherstellungsverfahrens wird deutüch, daß dann, gemäß der Darstellung in F i g. 1 hergestellt wird, wenn das Rohr aus weichem Quarzglas auf dem wird gemäß der Darstellung in Fi g. 2 in einen Ofen Boden der horizontalen Gießform aufgesetzt wird, eingebaut, welcher in vielerlei Hinsicht den gleichen sich die unterste Außenfläche dieses Rohres etwas 5 Aufbau wie der eingangs beschriebene Ofen bisheriabflacht und daß dann, wenn der Luftdruck gestei- ger Bauart aufweist. Demgemäß ist eine Muffel 38 gert wird, um das Rohr auf seine richtige Form zu von einem Ofeuaufbau umgeben, welcher aus isoliebringen, das Quarzglas von dem Bodenmittelteil weg- renden, feuerfesten Ziegern 40 zusammengefügt ist, fließt, wodurch letzterer dicker bleibt als die übrige und außerdem von einer Vielzahl gewöhnlicher Heiz-Wandung. Die Berührung zwischen dem Quarzglas- io elemente 42 umgeben. Der Ofen kann mit Bezug auf rohr und der Gießform verursacht ein Abkühlen des die axiale Richtung gesonderte Temperaturzonen aufunteren Teiles des Rohres und damit eine entspre- weisen, welche jeweils gesondert gesteuert werden, chende Erhöhung der Viskosität dieses Teiles. Dem- Das ist jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt, da zufolge fließt beim Blasen des Rohres das Material die Trennung bzw. Unterteilung in Zonen nicht Gemit der geringeren Viskosität leichter zu den Wänden 15 genstand der Erfindung ist. Die Muffelsohle weist der Gießform hin, wodurch ein dickerer Bodenmittel· ebene Innenflächen 44 und 46 auf, welche derart teil übrigbleibt. Auf Grund dieses Herstellungsver- angeordnet sind, daß sie einen Durchlaufförderer 48 fahrens ergibt sich also die Bauchung bzw. die grö- tragen können, welcher in oben bereits beschriebener ßere Wandstärke in der Mitte des Bodens bzw. der Weise aus rostfreiem Stahldrahtgewebe, Spiralgeflecht Sohle der Muffel. 20 od. dgl. gebildet ist. Aus der Darstellung in F i g. 2 istUpon closer examination of the known quartz glass muffle according to the invention, which Muffle manufacturing process it becomes clear that then, as shown in FIG. 1 is produced, when the tube made of soft quartz glass on the as shown in Fi g. 2 in an oven Bottom of the horizontal mold is placed, built in, which in many ways the same the lowest outer surface of this tube is somewhat flattened like the furnace described above and that when the air pressure is of an increased type. Accordingly, a muffle is 38 is used to surround the pipe in its correct shape by a furnace structure made of insulation, the quartz glass is joined together from the refractory bricks 40 moving away from the bottom middle part, flows, whereby the latter remains thicker than the rest and also of a large number of ordinary heating wall. The contact between the quartz glass io elements 42 surround. The furnace can be referring to tube and the casting mold causes the axial direction separate temperature zones to cool down Part of the pipe and thus a corresponding one, which are each controlled separately, corresponding increase in the viscosity of this part. However, this is not shown in the drawing because As a result, when the pipe is blown, the material does not flow into the separation or subdivision into zones the lower viscosity is easier to the walls 15 is the subject of the invention. The muffle sole shows towards the casting mold, as a result of which a thicker bottom center has flat inner surfaces 44 and 46 which are in this way part remains. As a result of this manufacturing process, it is arranged that they have a continuous conveyor 48 When driving, there is the bulge or which can be larger, which in the above already described ßer wall thickness in the middle of the bottom or the way made of stainless steel wire mesh, spiral mesh Sole of the muffle. 20 or the like. Is formed. From the illustration in FIG. 2 is

Die Quarzglasmuffel nach der Erfindung, welche jedoch ersichtlich, daß der Förderer unmittelbar aufThe quartz glass muffle according to the invention, which, however, can be seen that the conveyor is immediately on

für die Verwendung in Öfen bestimmt ist, wird erfin- den ebenen Innenflächen läuft und daß keine Hilfs-is intended for use in ovens, invented flat inner surfaces and that no auxiliary

dungsgemäß derart hergestellt, daß sie die bei be- traganordnung aus Metall erforderlich ist. Bei derduly manufactured in such a way that it is necessary for the amount arrangement made of metal. In the

kannten Muffeln auftretenden Nachteile nicht mehr dargestellten Ausführungsform der Erfindung weistKnown muffles occurring disadvantages no longer shown embodiment of the invention has

aufweist und außerdem bedeutend leistungsfähiger 25 ein nach außen ragender Teil bzw. Einschnitt 50,and also a significantly more powerful 25 an outwardly protruding part or incision 50,

ist. welcher sich axial über die gesamte Länge der Muf-is. which extends axially over the entire length of the

In Fig. 1 der Zeichnungen ist schematisch eine felsohle erstreckt, einen etwa Y-förmigen Querschnitt gußeiserne Gießform 30 dargestellt, welche bei der auf. Diese Form des Querschnittes ergibt sich bei Herstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Verwendung der in Fig, I dargestellten Gießform, erfindungsgemäßen Quarzglasmuffel verwendet wird. 30 Der V-förmige Teil der Muffel ist nur derart breit, Gemäß der Darstellung in Fig. 1 wird die Gießform daß er nicht die Ebenheit des Förderers 48 beein-30 von zwei einzelnen, zusammenpassenden Teilen trächtigt, welcher über die gesamte Muffellänge hingebildet, welche einen inneren Hohlraum 31 fest- weg durch die Muffel hindurchwandert. In Fig. 2 legen, der in mancherlei Hinsieht die oben beschrie- ist die Breite des V-förmigen Querschnittes mit Bezug bene Form bekannter Muffeln aufweist, mit der Aus- 35 auf die Gesamtbreite der Muffelsohle des besseren nähme, daß ein im Querschnitt V-förmiger, nach Verständnisses wegen übertrieben breit dargestellt,
außen ragender Einschnitt 32 in der Bodenwandung Gemäß der Darstellung in F i g. 2 weist die erfindes Hohlraumes gebildet ist. Die Bodenwandung des dungsgemäße Quarzglasmuffel eine Öffnung 51 auf, Hohlraumes ist links und rechts von diesem Ein- in welche ein Quarzglasrohr 52, dessen in das Mufschnitt eben. 40 feiinnere hineinragendes Ende verschlossen ist, ein-In Fig. 1 of the drawings, a rock bottom is schematically extended, an approximately Y-shaped cross-section cast iron casting mold 30 is shown, which in the on. This shape of the cross-section results from the production of a preferred embodiment of the use of the casting mold shown in FIG. The V-shaped part of the muffle is only so wide, as shown in FIG an inner cavity 31 migrates firmly through the muffle. Put in Fig. 2, which in some respects the above-described is the width of the V-shaped cross-section with reference bene has the shape of known muffles, with the exception of the total width of the muffle sole would take the better that a cross-section V- more shaped, shown exaggeratedly wide for understanding,
outwardly protruding incision 32 in the bottom wall According to the illustration in FIG. 2 has the inventive cavity is formed. The bottom wall of the quartz glass muffle according to the invention has an opening 51, the cavity is to the left and right of this one, into which a quartz glass tube 52, its into the socket cut. 40 finer protruding end is closed, one

Gemäß Fig. 1 ist ein langes Rohr 34 aus Quarz- gepaßt ist. Das Rohr 52 enthält ein Thermoelement 53, glas innerhalb des Gießformhohlraumes angeordnet dessen Zuleitungen durch Isolatoren 57 in geeigne- und berührt dabei die Flanken des V-förmigen Teiles tem Abstand voneinander gehalten werden. Die Zu-32. Das Rohr 34 befindet sich etwa in plastischem leitungen 55, welche unterhalb der Muffel verlaufen, Zustand und Luft bzw. ein anderes geeignetes Gas, 45 können über ein geeignetes Isolationsrohr (nicht darweiches mit geeignetem Druck eingeleitet wird, be- gestellt) an der Seite aus dem Ofen herausgeführt wirkt eine Ausdehnung des Rohres, welches sich da- werden. Es sei bemerkt, daß das Thermoelement 53 durch an die Wandungen des Hohlraumes 31 anlegt. in seinem Quarzrohr 52 an günstiger Stelle direkt Das Rohr 34 wird damit zu einer Muffelform ge- unterhalb des Förderers 48 angeordnet ist und sich blasen, welche durch die parallel zum Muffelhohl- 5<? damit an einer Stelle befindet, an welcher die Temraum verlaufende, gestrichelte Umrißlinie 36 an- peratur der den Ofen durchlaufenden Werkstücke gedeutet ist. Während der Ausdehnung des Rohres 34, abgefühlt werden kann, ohne daß eine Beeinflussung während welcher sich dieses an die Hohlrauminnen- durch einen in der Muffel herrschenden Luftzug auffläche anlegt, fließt das Quarzglas nach außen und tritt. Die Thermoelemente können durch Herauslegt sich an die Hohlraumwandung derart an, daß die 55 ziehen aus den Öffnungen 51, beispielsweise bei War-Wanddicke gemäß der Darstellung in F i g. 1 überall tungsarbeiten, leicht entfernt werden. Am wichtigsten gleich ist, mit Ausnahme des Bereiches in der äußer- jedoch ist, daß Verunreinigungen 59, welche in sten Spitze des V-förmigen Einschnittes. Die Beruh- Fig.2 schematisch dargestellt sind,, direkt von dem rungsfläche zwischen dem Rohr 34 und dem Gieß- Förderer herunter in die Spitze des V-förmigen Einformhohlraum ist vor dem Blasen wesentlich kleiner 60 schnittes fallen und damit den Betrieb der Thermoals bei dem oben beschriebenen bekannten Verf ah- elemente nicht beeinflussen. Die Anzahl der Thermoren, was dazu führt, daß sich das Rohr 34 weniger elemente und damit die Anzahl der Öffnungen 51, abkühlt und daß die Viskosität des Rohres 34 im welche in der Wandung des V-förmigen Einschnittes wesentlichen gleich bzw. einheitlich bleibt. Jede vorzusehen sind, hängt von den Erfordernissen des Wandverdickung, welche vielleicht erzeugt wird, tritt Cs jeweiligen Wärmebehandlungsverfahrens ab. Diese in der Spitze des V-förmigen Teiles auf und beein- Thermoelemente können zur Aufrechterhaltung einer trächtigt nicht die Ebenheit des Muffelbodens bzw. gleichmäßigen Temperaturverteilung im Bereich der der Muffelsohle. gesamten Muffellänge verwendet werden bzw. kön-According to FIG. 1, a long tube 34 made of quartz is fitted. The tube 52 contains a thermocouple 53, glass arranged within the casting mold cavity, the leads of which through insulators 57 in suitable and touches the flanks of the V-shaped part system are kept at a distance from each other. The Zu-32. The pipe 34 is located approximately in plastic lines 55, which run below the muffle, Condition and air or another suitable gas, 45 can be passed through a suitable insulation tube (not soft initiated with suitable pressure, ordered) led out of the furnace on the side there is an expansion of the pipe, which is there. It should be noted that the thermocouple 53 by applying to the walls of the cavity 31. in its quartz tube 52 at a convenient location directly The pipe 34 is thus arranged in a muffle shape beneath the conveyor 48 and is itself blow which through the parallel to the muffle hollow 5 <? thus located at a point where the Temraum running, dashed outline 36 temperature of the workpieces passing through the furnace is interpreted. During the expansion of the pipe 34, it can be sensed without any interference during which this is applied to the interior of the cavity through a draft of air in the muffle applies, the quartz glass flows outwards and occurs. The thermocouples can by laying out to the cavity wall in such a way that the 55 pull out of the openings 51, for example in the case of War wall thickness as shown in FIG. 1 everywhere maintenance work, easily removed. Most importantly is the same, with the exception of the area in the outer, however, is that impurities 59, which in first tip of the V-shaped incision. The Beruh- Fig.2 are shown schematically, directly from the Approximate area between the tube 34 and the casting conveyor down into the top of the V-shaped mold cavity before the blowing is much smaller 60 cut and thus the operation of the Thermoals do not influence elements in the known method described above. The number of thermors, which means that the tube 34 has fewer elements and thus the number of openings 51, cools and that the viscosity of the tube 34 in which in the wall of the V-shaped incision remains essentially the same or uniform. Each to be provided depends on the requirements of the company Wall thickening that may be generated cedes C's respective heat treatment process. These in the tip of the V-shaped part on and in- Thermocouples can help maintain a does not affect the evenness of the muffle base or even temperature distribution in the area of the the muffle sole. entire muffle length can be used or

nen, wenn verschiedene Heizzonen vorgesehen sind, zur Einstellung unterschiedlicher Temperaturen längs der Ofenachse verwendet werden.If different heating zones are provided, different temperatures can be set lengthways of the furnace axis.

Gemäß der Darstellung in F i g. 2 ist in einer der geneigten Wände des V-förmigen Einschnittes 50 eine Öffnung 54 vorgesehen und es können gleiche Öffnungen über die gesamte Muffellänge verteilt sein. Diese Öffnungen dienen zum Entfernen von Verunreinigungen, welche sich während des Ofenbetriebes ansammeln. Diese Verunreinigungen können durch Druckluft, welche durch eine bzw. mehrere der Öffnungen 54 eingeleitet wird bzw. umgekehrt durch einen Unterdruck, welcher durch in eine bzw. mehrere der Öffnungen 54 eingeführte Rohre erzeugt wird, herausgeblasen bzw. abgesaugt werden.According to the illustration in FIG. 2 is one in one of the inclined walls of the V-shaped cut 50 Opening 54 is provided and the same openings can be distributed over the entire length of the muffle. These openings are used to remove impurities that accumulate during operation of the furnace accumulate. These impurities can be caused by compressed air, which by one or more of the openings 54 is introduced or vice versa by a negative pressure, which through in one or a plurality of the openings 54 inserted tubes is generated, blown out or sucked off.

Aus Fig. 2 ist weiterhin ersichtlich, daß der Durchlaufförderer 48 direkt von der ebenen Innenfläche des Muffelbodens bzw. der Muffelsohle getragen wird, wodurch, wie oben bereits erwähnt, eine sperrige und teuere Metalltraganordnung nicht erforderlich ist. Abgesehen von den Kosten trägt eine Verminderung der Menge des in der Muffel vorhandenen Metalles zu einer beträchtlichen Steigerung der Sauberkeit des Ofenbetriebes bei und vermindert beträchtlich die Menge der Verunreinigungen, welche sonst bei derartigen Wärmebehandlungsverfahren auftritt.From Fig. 2 it can also be seen that the conveyor 48 directly from the flat inner surface of the muffle base or the muffle base is worn, whereby, as already mentioned above, a bulky and expensive metal support structure is not required. Apart from the cost, a reduction bears the amount of metal present in the muffle leads to a considerable increase in cleanliness of furnace operation and considerably reduces the amount of contaminants which otherwise occurs in such heat treatment processes.

Die erfindungsgemäße Quarzglasmuffel, welche unter Bezugnahme auf die Darstellung in F i g. 2 beschrieben worden ist, eignet sich besonders für die Verwendung bei Öfen, bei welchen eine Luft- bzw. Gasatmosphäre vorhanden ist und bei welchen ein Entweichen von Luft bzw. Gas aus dem Muffelinneren durch die Reinigungsöffnungen 54 und durch die Thermoelementbefestigungslöcher 51 hindurch nicht besonders kritisch ist. In manchen Fällen ist es jedoch erforderlich, mit einer kritischen, gesteuerten Gasatmosphäre im Muffelinneren zu arbeiten und es dürfen deshalb Öffnungen, welche eine Verbindung zwischen dem Muffelinnenraum und dem Muffelaußenraum herstellen, wie beispielsweise die Öffnungen 51 und 54, nicht vorhanden sein.The quartz glass muffle according to the invention which, with reference to the illustration in FIG. 2 described is particularly suitable for use in ovens in which an air resp. Gas atmosphere is present and in which there is an escape of air or gas from the inside of the muffle through the cleaning openings 54 and through the thermocouple mounting holes 51 is particularly critical. In some cases, however, it is necessary to work with a critical, controlled Gas atmosphere to work inside the muffle and there are therefore openings that establish a connection Establish between the muffle interior and the muffle exterior, such as the openings 51 and 54, do not exist.

Eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Muffel, welche besonders für den Betrieb mit kritischen Gasatmosphären geeignet ist, ist in den F i g. 3 und 4 dargestellt. Die Muffel weist dabei einen etwa rechteckigen Querschnitt auf, welcher ebenfalls den gleichen, im Querschnitt V-förmigen, nach außen ragenden Einschnitt sowie ebene Bodenflächen aufweist, wie in F i g. 2 bereits dargestellt. Die relative Weite des V-förmigen Einschnittes ist der Übersichtlichkeit halber übertrieben groß dargestellt. Bei einer praktischen Ausführungsform ist jedoch die Weite des V-förmigen Einschnittes derart klein, daß sich das Förderband 48 in einer horizontalen Ebene bewegen kann. Ein in dem äußersten Teil der Spitze des V-förmigen Einschnittes 58 gebildeter Querkanal 60 nimmt jeweils einen Thermoelement-Meßfühler 70 auf. Der Aufbau der Thermoelement-Meßfühler 70 ist im wesentlichen der gleiche wie bereits in F i g. 2 dargestellt und unter Bezugnahme auf diese Figur beschrieben. Aus F i g. 4 ist ersichtlich, daß der Querkanal 60, welcher beispielsweise durch einen mit hoher Drehzahl laufenden Schleifkopf in der Muffelwandung gebildet wird, einen rechteckigen Querschnitt aufweist und derart gebildet ist, daß ein dünnwandiges Fenster 62 in der Spitze des Einschnittes übrigbleibt. Das heißt mit anderen Worten, daß der Querkanal 60 an keiner Stelle die Muffelwandung unterbricht. Das dünnwandige Fenster 62 ist ausreichend strahlungsdurchlässig, so daß das Thermoelement die Temperatur des auf dem Förderband darüber hinweggeführten Werkstückes abfühlen kann und somit eine Steuerung der Ofentemperatur ermöglicht. Die in Fig. 3 dargestellte Muffel weist einen flachen Oberteil auf und ist, außer an ihren axialen Enden vollständig dicht. Verunreinigungen, welche auf den Boden des V-förmigen Einschnittes fallen, können von Zeit zu Zeit durch Druckgas, welches an einem Ende der Muffel eingeleitet wird, herausgeblasen werden. Der rechteckige Querschnitt der Muffel ist kleiner als der Querschnitt der in Fig. 2 dargestellten Muffel 38. Der Vorteil besteht hierbei darin, daß auf Grund des geringeren Querschnittes in der Muffel eine höhere Gasgeschwindigkeit mit einem Minimum an Gasverbrauch erzielbar ist.An embodiment of a muffle according to the invention, which is particularly suitable for operation with critical Gas atmospheres is suitable, is shown in FIGS. 3 and 4 shown. The muffle has an approximately rectangular cross-section, which also has the same, in cross-section V-shaped, to the outside has protruding incision and flat floor surfaces, as in FIG. 2 already shown. The relative The width of the V-shaped incision is shown exaggerated for the sake of clarity. At a practical embodiment, however, the width of the V-shaped incision is so small that the conveyor belt 48 can move in a horizontal plane. One in the outermost part of the top The transverse channel 60 formed in the V-shaped incision 58 accommodates a respective thermocouple probe 70 on. The construction of the thermocouple probe 70 is essentially the same as that shown in FIG. 2 illustrated and described with reference to this figure. From Fig. 4 it can be seen that the transverse channel 60, which, for example, by a grinding head running at high speed in the muffle wall is formed, has a rectangular cross section and is formed such that a thin-walled Window 62 remains in the top of the incision. In other words, that means that the Transverse channel 60 does not interrupt the muffle wall at any point. The thin-walled window 62 is sufficient Radiant permeable, so that the thermocouple the temperature of the on the conveyor belt can sense the workpiece being passed over it, thus enabling the furnace temperature to be controlled. The muffle shown in Fig. 3 has a flat top and is, except on their axial ends completely tight. Impurities falling on the bottom of the V-shaped incision can fall from time to time by pressurized gas that is introduced at one end of the muffle, be blown out. The rectangular cross-section of the muffle is smaller than the cross-section of the in Fig. 2 shown muffle 38. The advantage exists here in the fact that a higher gas velocity due to the smaller cross section in the muffle can be achieved with a minimum of gas consumption.

Aus den oben gegebenen Erläuterungen ist ersichtlich, daß die Quarzglasmuffeln nach der Erfindung eine außerordentlich saubere Umgebung für einen Wärmebehandlungsprozeß darstellen. Die Temperatursteuerung kann in einer bzw. mehreren Zonen wirksam durchgeführt werden und es können besondere Gasatmosphären je nach Erfordernis verwendet werden. Das endlose Förderband, welches die Werkstücke durch den Ofen hindurch befördert, wird ohne Hilfsmetallkanäle bzw. ohne Hilfstraganordnungen aus Metall betrieben, wodurch sich eine Steigerung der Leistungsfähigkeit durch Verminderung der Kosten ergibt. Neben den Betriebsverbesserungen auf Grund der Reinheit der Atmosphäre und der Thermoelementanordnung, weisen beide in den F i g. 2 und 3 dargestellten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Muffel wegen der Rippenanordnung, welche sich jeweils aus dem V-förmigen, nach außen ragenden Teil ergibt, eine größere Stärke und Festigkeit auf.From the explanations given above it can be seen that the quartz glass muffles according to the invention represent an extremely clean environment for a heat treatment process. The temperature control can be carried out effectively in one or more zones and there can be special ones Gas atmospheres can be used as required. The endless conveyor belt that carries the workpieces conveyed through the furnace without Auxiliary metal channels or operated without auxiliary support arrangements made of metal, which increases efficiency by reducing costs. In addition to the operational improvements Due to the purity of the atmosphere and the thermocouple arrangement, both show in Figs. 2 and 3 illustrated embodiments of the muffle according to the invention because of the rib arrangement, which each of the V-shaped, outwardly protruding part results in greater strength and strength on.

Die oben beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Muffeln nach der Erfindung können zur Anpassung an besondere Betriebsbedingungen bzw. Ofenumgebungen in ihrem Aufbau noch entsprechend abgeändert werden.The muffles according to the invention described above and shown in the drawings can be used for Adaptation to special operating conditions or furnace environments in their structure still accordingly be modified.

Claims

Patent claims:

1. Muffle for continuous furnaces, which have a long, one-piece hollow body made of quartz glass has, characterized in that the muffle sole consists of two flat surfaces (44, 46) on which a Continuous conveyor (48) slides, and between the flat surfaces (44, 46) a the entire length of the muffle sole extending outwardly projecting incision (50, 58) is provided is to which thermocouple probes (52, 53, 70) can be attached.

2. Muffle according to claim 1, characterized in that openings in the incision (50) (54) are provided for the removal of impurities.

3. Muffle according to claim 1 or 2, characterized in that the incision (50) has a Has a V-shaped cross-section and that the one-piece hollow body (38, 56) has a uniform Has wall thickness.

4. muffle according to one of claims 1 to 3,

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characterized in that a certain, outermost area of the incision (58) has a relatively small wall thickness and a window that is permeable to heat radiation (62) forms.

5. Muffle according to one of claims 1 to 3, characterized in that in a side wall of the incision (50) openings (51) for receiving thermocouple sensors (52, 53) are provided.

1 sheet of drawings