JP2535485Y2 - 超高温抵抗炉のライニング構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、高融点酸化物の溶融、結晶の育成および熱
処理（アニール）、焼結あるいは圧縮、曲げ、引張試験
等の品質評価試験などに利用されるジルコニア発熱体を
用いた超高温抵抗炉に関わり、特に超高温抵抗炉の予熱
（保温）室内部に配設される超高温加熱室のライニング
構造に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より、酸化雰囲気において用いられる高温用発熱
体としては、1400℃程度までは炭化珪素が、また1700℃
程度までは二珪化モリブデンが用いられいる。また、こ
れ以上の高温度の発熱体としてはランタンクロマイトが
用いられ、さらに超高温用発熱体としてはジルコニア発
熱体が使用されている。

第４図は超高温用発熱体を用いた超高温抵抗炉の例を
示す図で、第４図（ａ）は縦断面図、第４図（ｂ）は第
４図（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

超高温抵抗炉20は、アルミナファイバーボード27で形
成された予熱・保温室21内にジルコニアハローボード26
及び昇降式炉床28で形成された超高温加熱室22が設けら
れた構造になっている。超高温加熱室は昇降式炉床28に
載置して昇降することにより炉への出し入れを行い、ま
た前側には炉扉30が設けられており、被焼結体の炉への
出し入れを行う。そして、予熱・保温室21は二珪化モリ
ブデン発熱体23で高温にまで加熱され、絶縁リング25を
通して超高温加熱室に挿通されたジルコニア発熱体24を
加熱し、ジルコニア発熱体は高温で導電性を示すように
なり、通電することにより発熱して1800℃以上の超高温
状態が達成される。なお、炉内の温度は放射温度計29で
測定することができる。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで、ジルコニア発熱体を用いて1800℃を越えて
炉内雰囲気を上げても、この超高温に安定して耐えられ
るライニング構造が従来得られなかった。これは、主に
超高温への昇温と降温に伴う膨張収縮または焼結収縮の
繰り返しにより、亀裂の発生あるは割れが発生してしま
うためであった。

本考案は上記課題を解決するためのもので、ジルコニ
ア発熱体等を用いて1800℃を越える炉内雰囲気温度にお
いても安定して耐えられる超高温抵抗炉のライニング構
造を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本考案のライニング構造は、予熱・保温室内に大径の
セラミックチューブ内に小径のセラミックチューブを配
置し、両チューブ間に形成される空隙部にセラミック粒
を充填して超高温加熱室の炉壁を構成し、セラミックチ
ューブおよびセラミック粒の品質を同等にして、セラミ
ックスの膨張収縮または焼結収縮を自在に吸収させるこ
とを特徴としている。この場合、大径及び小径のセラミ
ックチューブをそれぞれ２層以上の複数層にすることに
より、いずれかのセラミックチューブが割れても、セラ
ミック粒が散在せず、安定して使用できる。

〔作用〕

本考案の超高温抵抗炉は、大気雰囲気下で加熱温度が
1900℃以上に達し、大径及び小径のセラミックチューブ
およびセラミック粒が使用温度において同じ膨張収縮挙
動を示す品質を選定することにより、昇温、降温中にセ
ラミックチューブは自在に膨張収縮し、熱応力の作用に
よる亀裂の発生あるいは焼結収縮による割れを防止する
ことにより、1800℃以上の超高温度に安定して耐えられ
るライニング構造が得られる。ただし、1770〜1780度の
使用温度でジルコニア質とアルミナ質ライニング材（断
熱材）を介在させると、これらが反応して低融物を生成
するので好ましくない。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本考案の実施例を説明する。

第１図は本考案の実施例に係る超高温抵抗炉を示す図
で、第１図（ａ）は第１図（ｂ）のＡ−Ａ断面図、第１
図（ｂ）は縦断面図を示している。図中、１は超高温抵
抗炉、２は予熱・保温室、３は超高温加熱室、４、５は
ジルコニアチューブ、６はジルコニア粒、７はジルコニ
ア、８は二珪化モリブデン発熱体、９はジルコニア発熱
体、10,11はマグネシアチューブ、12はジルコニアボー
ド、13はアルミファイバーボードである。

超高温抵抗炉１は、アルミファイバーボード13で包囲
される予熱・保温室２内に、直径の大きいジルコニアチ
ューブ４（250φ）と、直径の小さいジルコニアチュー
ブ５（170φ）とで形成される空隙部に直径約2mmの中実
のジルコニア粒６を充填して超高温加熱室３の炉壁を形
成する構造になっている。

予熱・保温室２には、高温抵抗発熱体として、複数の
二珪化モリブデン発熱体８が同心円に配設されている。
また、超高温加熱室３には、超高温抵抗発熱体として、
複数のジルコニア発熱体９がマグネシアチューブ10、11
を通して設けられている。マグネシアチューブ10、11は
ジルコニア発熱体９とジルコニアボード12との接触によ
る漏電を防止するものである。

このように構成されたライニング構造を、超高温加熱
室３に採用した結果、昇降温中に、大小ジルコニアチュ
ーブ4,5が自在に膨張収縮し、熱応力の作用による亀裂
の発生あるいは焼結収縮による割れを防止することがで
き、ライニング材に、空隙の発生がなくなり1900℃の超
高温においても安定して耐えられるライニング構造が得
られた。

第２図は本考案の他の実施例を示す図で、第２図
（ａ）は正面図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）の断面図
である。なお、14はジルコニアピンである。

本実施例においては、超高温加熱室の天井、壁および
床を通して断熱材の各コーナーを、ジルコニアピン14を
用いて連結したものである。このような構造とすること
により、膨張収縮あるいは焼結収縮によるライニング材
の目地開きを防止できた。

第３図は本考案の他の実施例を示す図で、第３図
（ａ）は正面図、第３図（ｂ）は第３図（ａ）の側面図
である。なお、15はジルコニア「かすがい」である。

本実施例においては、超高温加熱室の天井、壁および
床に配設した断熱材をジルコニア製の「かすがい」で連
結したものである。このような構造とすることにより、
膨張収縮または焼結収縮によりライニング材の目地開き
を防止できた。

なお、第１図、第２図の実施例のものは中大型炉のも
ので、ジルコニアボード７、12を使用するようにした
が、小型炉ではジルコニアボードに代えてジルコニアフ
ァイバーを添加したジルコニーハローボードを適用する
ことも可能である。

〔効果〕 以上述べた通り、本考案によるライニング構造を超高
抵抗炉の超高温加熱室に採用することにより、天井、壁
および床に配設した断熱材（ライニング材）に昇降温中
における膨張収縮または焼結収縮による目地開きがなく
なり、超高温加熱室内の雰囲気温度が安定すると共に、
1900℃の超高温度に、安定して耐えられるライニング構
造が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係る超高温抵抗炉を示す図
で、第１図（ａ）は第１図（ｂ）のＡ−Ａ断面図、第１
図（ｂ）は縦断面図、第２図は本考案の他の実施例を示
す図で、第２図（ａ）は正面図、第２図（ｂ）は第２図
（ａ）の断面図、第３図はさらに他の実施例を示す図
で、第３図（ａ）は正面図、第３図（ｂ）は第３図
（ａ）の側面図、第４図は従来の超高温抵抗炉の構造を
説明するための図である。 １……超高温抵抗炉、２……予熱・保温室、３……超高
温加熱室、４、５……ジルコニアチューブ、６……ジル
コニア粒、７……ジルコニアボード、８……二珪化モリ
ブデン発熱体、９……ジルコニア発熱体、14……ジルコ
ニアピン、15……ジルコニア「かすがい」。

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】高温用断熱材で包囲され、高温抵抗発熱体
   で加熱される予熱・保温室内に、酸化雰囲気下で超高温
   抵抗発熱体で加熱され、被加熱物が配置される超高温加
   熱室を有する超高温抵抗炉において、大径のセラミック
   チューブ内に小径のセラミックチューブを配置するとと
   もに、前記両セラミックチューブ間に形成される間隙に
   セラミックチューブと同品質のセラミック粒を充填して
   超高温加熱室の炉壁を構成したことを特徴とする超高温
   抵抗炉のライニング構造。
2. 【請求項２】前記大径のセラミックチューブ及び小径の
   セラミックチューブをそれぞれ複数層としたことを特徴
   とする請求項１記載の超高温抵抗炉のライニング構造。