JP2000252047A - 還元雰囲気用金属ヒーターおよび高還元雰囲気炉 - Google Patents
還元雰囲気用金属ヒーターおよび高還元雰囲気炉Info
- Publication number
- JP2000252047A JP2000252047A JP11099184A JP9918499A JP2000252047A JP 2000252047 A JP2000252047 A JP 2000252047A JP 11099184 A JP11099184 A JP 11099184A JP 9918499 A JP9918499 A JP 9918499A JP 2000252047 A JP2000252047 A JP 2000252047A
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- heater
- furnace
- heating part
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Abstract
(57)【要約】
【課題】水素濃度５ｖｏｌ％以上の高還元雰囲気炉にお
いて通常用いるマルチシャンク型（一本の管を一定長さ
で何回か交互に反対方向にＵ字形に折り曲げた形状のも
の）のタングステンあるいはモリブデン質金属ヒーター
は、炉内の温度分布の細かな調整が不可能であり、ヒー
ター交換等の際の作業が面倒であった。 【解決手段】タングステンおよびモリブデン質金属ヒー
ターにおいて、従来製造されていなかった、Ｕ字、ダブ
ルＵ字形ヒーターの製作を得、さらに発熱部〜端部分割
型としたヒーターを装着して、炉内温度分布制御機能を
向上させ、かつメンテナンスを容易とした高還元雰囲気
炉を提供する。
いて通常用いるマルチシャンク型（一本の管を一定長さ
で何回か交互に反対方向にＵ字形に折り曲げた形状のも
の）のタングステンあるいはモリブデン質金属ヒーター
は、炉内の温度分布の細かな調整が不可能であり、ヒー
ター交換等の際の作業が面倒であった。 【解決手段】タングステンおよびモリブデン質金属ヒー
ターにおいて、従来製造されていなかった、Ｕ字、ダブ
ルＵ字形ヒーターの製作を得、さらに発熱部〜端部分割
型としたヒーターを装着して、炉内温度分布制御機能を
向上させ、かつメンテナンスを容易とした高還元雰囲気
炉を提供する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミナ積層基板
等各種セラミックス、その他素材を水素濃度５ｖｏｌ％
以上、２０ｖｏｌ％程度までの高還元雰囲気において、
１３００℃以上、１６５０℃程度までの高温度で焼成あ
るいは熱処理するための焼成炉あるいは熱処理炉および
そのためのヒーターに関する。
等各種セラミックス、その他素材を水素濃度５ｖｏｌ％
以上、２０ｖｏｌ％程度までの高還元雰囲気において、
１３００℃以上、１６５０℃程度までの高温度で焼成あ
るいは熱処理するための焼成炉あるいは熱処理炉および
そのためのヒーターに関する。
【０００２】
【従来の技術】セラミック焼成等に用いられている高温
用のヒーター材質としては、炭化珪素や二珪化モリブデ
ンのほか、タングステン、モリブデン等の金属が知られ
ている。このうち炭化珪素質ヒーターは水素ガス雰囲気
での常用炉内温度限界は１３００℃といわれている。ま
た二珪化モリブデン質ヒーターの場合、その許容発熱体
温度は、露点マイナス３０℃の湿り水素雰囲気下では１
３００℃とされている。あるいはセラミック焼成等にお
いて通常必要とされる、例えば１５００℃において、そ
の水素雰囲気濃度は、５ｖｏｌ％が限度とされている。
セラミックス焼成工程としては、しばしば例えば水素濃
度１５ｖｏｌ％といった高還元雰囲気における高温焼成
が必要とされ、従ってこのような条件下では炭化珪素
質、二珪化モリブデン質のヒーターは利用できず、専ら
タングステン、モリブデンを主成分とする金属ヒーター
が用いられる。
用のヒーター材質としては、炭化珪素や二珪化モリブデ
ンのほか、タングステン、モリブデン等の金属が知られ
ている。このうち炭化珪素質ヒーターは水素ガス雰囲気
での常用炉内温度限界は１３００℃といわれている。ま
た二珪化モリブデン質ヒーターの場合、その許容発熱体
温度は、露点マイナス３０℃の湿り水素雰囲気下では１
３００℃とされている。あるいはセラミック焼成等にお
いて通常必要とされる、例えば１５００℃において、そ
の水素雰囲気濃度は、５ｖｏｌ％が限度とされている。
セラミックス焼成工程としては、しばしば例えば水素濃
度１５ｖｏｌ％といった高還元雰囲気における高温焼成
が必要とされ、従ってこのような条件下では炭化珪素
質、二珪化モリブデン質のヒーターは利用できず、専ら
タングステン、モリブデンを主成分とする金属ヒーター
が用いられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかるにモリブデン等
の金属ヒーターの場合、セラミック焼成炉に利用可能な
ヒーターの形状としては、図４に示すようにこれまで該
金属材質の丸棒を一定の長さ毎に上下交互にＵ字形に屈
曲を繰り返し、発熱部を数本分（６本分以上）平行に揃
えた形状のものしか用意されていなかった。この理由は
このような形状が一般的に製作・加工が容易で、ヒータ
ー製作コストが割安になること、ならびに図５に示すよ
うに１本のヒーターで広い面積を加熱でき、築炉面から
も好都合であると考えられていたからである。しかしこ
のような形状の金属ヒーターはいろいろな欠点も有して
いた。例えば炉体に装着するとき両端の端部以外に中間
の発熱部の何箇所かにおいても、図４に示すフック６そ
の他の止め具で炉壁の煉瓦等に固定あるいは把持する必
要があり、ヒーター交換や煉瓦交換等の炉内の補修の作
業を著しく困難なものとしていた。また１本のヒーター
によってかなり広い範囲を覆っているため、炉内の細か
いゾーン毎にきめ細かく温度分布を調整し、炉内に所定
の温度勾配を設けたり、所定の範囲に亘って均一な温度
分布を実現するなどといったことがやりにくいという問
題も抱えていた。
の金属ヒーターの場合、セラミック焼成炉に利用可能な
ヒーターの形状としては、図４に示すようにこれまで該
金属材質の丸棒を一定の長さ毎に上下交互にＵ字形に屈
曲を繰り返し、発熱部を数本分（６本分以上）平行に揃
えた形状のものしか用意されていなかった。この理由は
このような形状が一般的に製作・加工が容易で、ヒータ
ー製作コストが割安になること、ならびに図５に示すよ
うに１本のヒーターで広い面積を加熱でき、築炉面から
も好都合であると考えられていたからである。しかしこ
のような形状の金属ヒーターはいろいろな欠点も有して
いた。例えば炉体に装着するとき両端の端部以外に中間
の発熱部の何箇所かにおいても、図４に示すフック６そ
の他の止め具で炉壁の煉瓦等に固定あるいは把持する必
要があり、ヒーター交換や煉瓦交換等の炉内の補修の作
業を著しく困難なものとしていた。また１本のヒーター
によってかなり広い範囲を覆っているため、炉内の細か
いゾーン毎にきめ細かく温度分布を調整し、炉内に所定
の温度勾配を設けたり、所定の範囲に亘って均一な温度
分布を実現するなどといったことがやりにくいという問
題も抱えていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】発明者らは鋭意検討を加
えた結果、水素濃度５ｖｏｌ％以上、２０ｖｏｌ％程度
までの高還元雰囲気において、１３００℃以上、１６５
０℃程度までの高温度でセラミックスその他の素材を焼
成あるいは熱処理するための焼成炉あるいは熱処理炉に
対し、タングステンあるいはモリブデンから成る金属ヒ
ーターを効果的に使用するため、該金属ヒーターの形状
をＵ字形、あるいはＷ字状にＵ字を上下交互に３個連続
させたダブルＵ字形とし、１本のヒーターが加熱する範
囲を狭めて炉内の温度分布制御の精度を高めるととも
に、ヒーター取り付けの際のフック等固定具の使用を省
き、望ましくは、さらにヒーター交換が容易に出来るよ
う、発熱部近傍にて端部から分割容易な構造とすること
に思い到った。すなわち、本発明は炉内温度分布制御性
が高く、ヒーター交換時の作業が軽度で済む高還元雰囲
気炉とそのためのヒーターに関するものであって、発熱
部形状をＵ字形またはＷ字状にＵ字を上下交互に３個連
続させたダブルＵ字形とし、該発熱部両端に端部を接続
させ、全体を一体に構成せしめた、発熱部材質が実質上
タングステンあるいはモリブデンから成る金属ヒーター
であり、望ましくは発熱部形状をＵ字形またはＷ字状に
Ｕ字を上下交互に３個連続させたダブルＵ字形とし、該
発熱部両端にネジ等で取り付け、取り外し容易な端部を
設けた、発熱部材質が実質上タングステンあるいはモリ
ブデンから成る金属ヒーターであり、さらに上記特徴を
有するヒーターを配設したことを特徴とする高還元雰囲
気炉である。
えた結果、水素濃度５ｖｏｌ％以上、２０ｖｏｌ％程度
までの高還元雰囲気において、１３００℃以上、１６５
０℃程度までの高温度でセラミックスその他の素材を焼
成あるいは熱処理するための焼成炉あるいは熱処理炉に
対し、タングステンあるいはモリブデンから成る金属ヒ
ーターを効果的に使用するため、該金属ヒーターの形状
をＵ字形、あるいはＷ字状にＵ字を上下交互に３個連続
させたダブルＵ字形とし、１本のヒーターが加熱する範
囲を狭めて炉内の温度分布制御の精度を高めるととも
に、ヒーター取り付けの際のフック等固定具の使用を省
き、望ましくは、さらにヒーター交換が容易に出来るよ
う、発熱部近傍にて端部から分割容易な構造とすること
に思い到った。すなわち、本発明は炉内温度分布制御性
が高く、ヒーター交換時の作業が軽度で済む高還元雰囲
気炉とそのためのヒーターに関するものであって、発熱
部形状をＵ字形またはＷ字状にＵ字を上下交互に３個連
続させたダブルＵ字形とし、該発熱部両端に端部を接続
させ、全体を一体に構成せしめた、発熱部材質が実質上
タングステンあるいはモリブデンから成る金属ヒーター
であり、望ましくは発熱部形状をＵ字形またはＷ字状に
Ｕ字を上下交互に３個連続させたダブルＵ字形とし、該
発熱部両端にネジ等で取り付け、取り外し容易な端部を
設けた、発熱部材質が実質上タングステンあるいはモリ
ブデンから成る金属ヒーターであり、さらに上記特徴を
有するヒーターを配設したことを特徴とする高還元雰囲
気炉である。
【０００５】
【発明の実施の形態】ヒーターをＵ字形あるいはダブル
Ｕ字形と１本当たりの加熱範囲を狭くしたことは、当然
炉内温度分布の改善を目指したものであるが、同時に図
４のフック６および図５に示すように従来これら金属ヒ
ーター装着時にはヒーター１本につき何箇所にも必要で
あった、ライニングへのフック留めがいっさい必要でな
くなった。このためヒーター交換時にフック外し等の面
倒な作業は不要となった。また図１および２に示す通
り、本発明の発熱部取り外し容易な金属ヒーターとは、
発熱部３の先端が端部１に容易に差し込め、かつ差し込
んだあとネジ２にて簡単に固定でき、逆にヒーター交換
時にはネジを緩めることにより、容易に端部１から取り
外し可能な構造を有しているものが該当するが、このよ
うな構造に限定されるものではなく、発熱部先端で端部
への取り付け、固定等が容易な構造であればなんでもよ
い。端部１の長さは炉体のライニング厚み等により適正
な長さが選択され、端部１の２とは反対側の先端におい
て、給電を受けるべく適当な接続部分を設けておく。通
常のメンテナンスにおいてはこの接続部（通電端子）は
取り外す必要はない。従来の金属ヒーターにおいては、
図４に見られるように発熱部４と端部５とは一体で作ら
れており、通電端子が端部先端に、これも端部に一体と
なった構造として製造、供給されていた。従ってヒータ
ー交換時には端部先端で給電部分と分離し、発熱部、端
部一体のまま、ライニングから取り外されている。なお
炉体側壁へのヒーター取付け方式により、発熱部両端を
直線状に延長した部分に端部が構成されているタイプ
か、あるいは図４のように端部が発熱部に対し直角に屈
曲して構成されているタイプかの、いずれか適当なタイ
プが選択されている。
Ｕ字形と１本当たりの加熱範囲を狭くしたことは、当然
炉内温度分布の改善を目指したものであるが、同時に図
４のフック６および図５に示すように従来これら金属ヒ
ーター装着時にはヒーター１本につき何箇所にも必要で
あった、ライニングへのフック留めがいっさい必要でな
くなった。このためヒーター交換時にフック外し等の面
倒な作業は不要となった。また図１および２に示す通
り、本発明の発熱部取り外し容易な金属ヒーターとは、
発熱部３の先端が端部１に容易に差し込め、かつ差し込
んだあとネジ２にて簡単に固定でき、逆にヒーター交換
時にはネジを緩めることにより、容易に端部１から取り
外し可能な構造を有しているものが該当するが、このよ
うな構造に限定されるものではなく、発熱部先端で端部
への取り付け、固定等が容易な構造であればなんでもよ
い。端部１の長さは炉体のライニング厚み等により適正
な長さが選択され、端部１の２とは反対側の先端におい
て、給電を受けるべく適当な接続部分を設けておく。通
常のメンテナンスにおいてはこの接続部（通電端子）は
取り外す必要はない。従来の金属ヒーターにおいては、
図４に見られるように発熱部４と端部５とは一体で作ら
れており、通電端子が端部先端に、これも端部に一体と
なった構造として製造、供給されていた。従ってヒータ
ー交換時には端部先端で給電部分と分離し、発熱部、端
部一体のまま、ライニングから取り外されている。なお
炉体側壁へのヒーター取付け方式により、発熱部両端を
直線状に延長した部分に端部が構成されているタイプ
か、あるいは図４のように端部が発熱部に対し直角に屈
曲して構成されているタイプかの、いずれか適当なタイ
プが選択されている。
【０００６】
【実施例】図１、図２は本発明によるＵ字形、ダブルＵ
字形のモリブデンヒーターの一形態であり、発熱部が端
部に容易にはめ込むことができ、ネジ等で容易に固定で
き、また容易に端子部から取り外しできるような構造と
なっている。高還元雰囲気炉の側壁部への本発明による
Ｕ字形ヒーターの装着状況を図３に示す。本発明によ
り、ヒーター１本当たりに割り当てられる被加熱部面積
は従来より狭くなり、両端部以外にヒーターを炉体に固
定する必要がなくなった。このため炉体の構造が簡単に
なり、またヒーター交換時にも広い面積に亘って取り外
し、取り付け等の作業を行う必要がなく、その他煉瓦交
換などの炉内補修作業においても必要箇所のヒーター取
り外しだけで済み、さらに発熱部取り外し可能タイプに
おいては、その取り外しも容易であり、炉のメンテナン
スのし易さが格段と向上した。また本発明のヒーターは
両端子間の距離が狭いため、端子の配列方向、すなわち
図３の水平方向に沿った温度分布を細かく調整し、この
方向に所定の温度勾配を設定したり、逆にこの方向の温
度分布が生じないように、個々のヒーターを制御するこ
とが可能となった。
字形のモリブデンヒーターの一形態であり、発熱部が端
部に容易にはめ込むことができ、ネジ等で容易に固定で
き、また容易に端子部から取り外しできるような構造と
なっている。高還元雰囲気炉の側壁部への本発明による
Ｕ字形ヒーターの装着状況を図３に示す。本発明によ
り、ヒーター１本当たりに割り当てられる被加熱部面積
は従来より狭くなり、両端部以外にヒーターを炉体に固
定する必要がなくなった。このため炉体の構造が簡単に
なり、またヒーター交換時にも広い面積に亘って取り外
し、取り付け等の作業を行う必要がなく、その他煉瓦交
換などの炉内補修作業においても必要箇所のヒーター取
り外しだけで済み、さらに発熱部取り外し可能タイプに
おいては、その取り外しも容易であり、炉のメンテナン
スのし易さが格段と向上した。また本発明のヒーターは
両端子間の距離が狭いため、端子の配列方向、すなわち
図３の水平方向に沿った温度分布を細かく調整し、この
方向に所定の温度勾配を設定したり、逆にこの方向の温
度分布が生じないように、個々のヒーターを制御するこ
とが可能となった。
【０００７】
【発明の効果】本発明のヒーターによれば、炉内の温度
分布がよくなり、製品の得率が向上するとともに、メン
テナンスが容易となり、産業上の効果は大きいといえ
る。
分布がよくなり、製品の得率が向上するとともに、メン
テナンスが容易となり、産業上の効果は大きいといえ
る。
【図１】本発明によるＵ字形モリブデンヒーターで、発
熱部、端部分割タイプを示す。
熱部、端部分割タイプを示す。
【図２】本発明によるダブルＵ字形モリブデンヒーター
で、発熱部、端部分割タイプを示す。
で、発熱部、端部分割タイプを示す。
【図３】高還元雰囲気炉の炉内側壁における本発明のモ
リブデンヒーター取付け図。
リブデンヒーター取付け図。
【図４】従来型モリブデンヒーターの典型的な形状であ
り、炉内装着時のフック留め箇所も合わせて示す。
り、炉内装着時のフック留め箇所も合わせて示す。
【図５】高還元雰囲気炉の炉内側壁における従来型モリ
ブデンヒーター取付け図。
ブデンヒーター取付け図。
１．端部 ２．ネジ ３．発熱部 ４．発熱部 ５．端部 ６．フック ７．金属ヒーター ８．炉内側壁 ９．炉体
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K092 PP09 QB02 QB24 QB45 RA05 RE01 UB04 VV21 VV22 4K063 AA05 AA06 BA04 DA07 FA03 FA07
Claims (3)
- 【請求項１】 発熱部形状をＵ字形またはＷ字状にＵ字
を上下交互に３個連続させたダブルＵ字形とし、該発熱
部両端に端部を接続させ、全体を一体に構成せしめた、
発熱部材質が実質上タングステンあるいはモリブデンか
ら成る金属ヒーター。 - 【請求項２】 発熱部形状をＵ字形またはＷ字状にＵ字
を上下交互に３個連続させたダブルＵ字形とし、該発熱
部両端にネジ等で取り付け、取り外し容易な端部を設け
た、発熱部材質が実質上タングステンあるいはモリブデ
ンから成る金属ヒーター。 - 【請求項３】 請求項１および２の金属ヒーターを配設
したことを特徴とする水素濃度５ｖｏｌ％以上の高還元
雰囲気炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11099184A JP2000252047A (ja) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | 還元雰囲気用金属ヒーターおよび高還元雰囲気炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11099184A JP2000252047A (ja) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | 還元雰囲気用金属ヒーターおよび高還元雰囲気炉 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000252047A true JP2000252047A (ja) | 2000-09-14 |
Family
ID=14240575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11099184A Pending JP2000252047A (ja) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | 還元雰囲気用金属ヒーターおよび高還元雰囲気炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000252047A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10499460B2 (en) | 2014-12-26 | 2019-12-03 | Dowa Thermotech Co., Ltd. | Heater unit and carburizing furnace |
| KR20210006922A (ko) | 2019-03-29 | 2021-01-19 | 제이엑스금속주식회사 | 멀티섕크형 히터 |
-
1999
- 1999-03-03 JP JP11099184A patent/JP2000252047A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10499460B2 (en) | 2014-12-26 | 2019-12-03 | Dowa Thermotech Co., Ltd. | Heater unit and carburizing furnace |
| KR20210006922A (ko) | 2019-03-29 | 2021-01-19 | 제이엑스금속주식회사 | 멀티섕크형 히터 |
| TWI742467B (zh) * | 2019-03-29 | 2021-10-11 | 日商Ｊｘ金屬股份有限公司 | 多柄型加熱器 |
| US11838998B2 (en) | 2019-03-29 | 2023-12-05 | Jx Metals Corporation | Multi-shank heater |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060123 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071204 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080401 |