JP3843030B2 - High temperature firing furnace - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンタミネーションを嫌うガラス部品や半導体等の焼成に使用される高いクリーン度が要求される高温焼成炉に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、コンタミネーションを嫌うガラス部品や半導体などのように焼成時に高いクリーン度が要求される製品は、内壁全体をSUS等のステンレスで構成した気密構造の焼成炉を使用して焼成が行われていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、炉内温度が700℃を超えるような高温焼成炉では、前記のようなステンレスからなる内壁に熱膨張等による歪みが生じやすく、この歪みによって炉壁が損傷しやすいという問題があった。更に、ステンレスの酸化により炉内のクリーン度に悪影響を与えるという問題もあった。
【0004】
また、炉内のクリーン度を保つためには、炉外からの埃等の侵入を防止する他、被焼成物を加熱するために使用されるヒーターからの発塵(金属発熱体の酸化により生じたスケールの剥離等)による炉内汚染を防ぐことが重要な課題となっている。
【0005】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高いクリーン度が要求される気密構造の高温焼成炉において、炉の内壁の熱膨張等による歪みを防止するとともに、構成材の酸化やヒーターからの発塵による炉内汚染を効果的に防止できるような構造を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、板状の断熱材の表面をステンレス板で覆ってなる断熱ボードを複数枚用い、それらを互いに結合することなく箱状に組み合わせた構造体を炉内に設置して、当該構造体の内部で被焼成物を焼成するようにしたことを特徴とする高温焼成炉、が提供される。
【0007】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明に係る高温焼成炉の実施形態の一例を示す説明図である。前記のように、本発明の高温焼成炉1においては、板状の断熱材7の表面をステンレス板9で覆ってなる断熱ボード5を複数枚用い、それらを互いに結合することなく箱状に組み合わせた構造体11が炉内に設置されている。この構造体11は、炉の内壁3と外壁2とそれらの隙間にある水冷ジャケット4に内包される。
【0008】
そして、この断熱ボード5から構成された構造体11の内部で被焼成物13を焼成するようにしたことによって、焼成時の熱は構造体11に適度に遮熱される。したがって、炉の内壁3全体をSUS等のステンレスで構成していたとしても、それが高温に曝されて熱膨張等により歪んだり酸化することが防止される。
【0009】
なお、構造体11自体は、複数枚の断熱ボード5を単に箱状に組み合わせただけであって、相互に結合し一体化したようなものではないので、構造体11を構成する各断熱ボード5が高温に曝されて熱膨張したとしても、互いの位置関係に多少のズレが生じる程度であり、構造体11全体に大きな歪みが生じて損傷するということはない。
【0010】
また、断熱ボード5は、板状の断熱材7の表面をステンレス板9で覆うことによって構成されているため、構造体11を構成したときの断熱ボード5同士の接触面に熱膨張等による摩擦が生じても、摩擦粉は発生しにくく、クリーンな炉内環境を維持することができる。断熱材7の具体的な材質としては、無機バインダーで形成されたファイバーボード等が好ましい。
【0011】
なお、本発明においては、断熱ボード5を適宜な厚みとすることが重要となる。例えば、断熱ボード5の厚みを厚くすれば遮熱性は良好となるが、ステンレス板9の構造体11内部に面した部分は、当該内部温度と同等まで加熱される。この場合、構造体11が複数の分割された断熱ボード5で構成されていても、熱膨張の影響を完全には回避し難く、また加熱による酸化により炉内クリーン度を維持することが困難となる。
【0012】
一方、断熱ボード5の厚みを薄くすれば前記のような熱膨張や酸化の問題は無くなるが、遮熱効果が低減するため、炉内の熱が内壁3を通して水冷ジャケット4に逃げることになり、炉内温度を維持するために過大な発熱量が要求され、それに見合った発熱量の大きい加熱源が必要となる。断熱ボード5の最適厚みは炉内温度に依存するが、例えば炉内温度が700℃の場合には、20mm程度の厚みとすることが望ましい。
【0013】
本発明の高温焼成炉は、その加熱手段として、図1に示すように、金属発熱体15と、金属発熱体15から発せられる熱を受けて被焼成物に遠赤外線を放射するSi含浸SiCからなるマッフル板17とを有し、金属発熱体15をマッフル板17と石英などからなるカバー19とにより周囲の雰囲気から隔離した構造を有するヒーターを用いることが好ましい。
【0014】
ここで、Si含浸SiCとは、SiCに金属Siを含浸させた耐火物であり、高い遠赤外線放射率を持つことが知られている。このため、金属発熱体15から発せられる熱をSi含浸SiCからなるマッフル板17で受け、このマッフル板17から被焼成物13に対して遠赤外線を放射するようにすると、被焼成物13を迅速に加熱することができる。
【0015】
Si含浸SiCからなるマッフル板17は、例えばSiC粉末を所定のマッフル板形状に成形し、得られた成形体を、金属Siが存在する減圧の不活性ガス雰囲気又は真空中において、金属Siを含浸させながら焼成することにより製造することができる。焼成中に溶融して成形体中に含浸された金属Siは、気孔中に充填されて骨材となるSiC粒子を結合するとともに、成形体を緻密化する。
【0016】
加熱源である金属発熱体15は、このようなマッフル板17とカバー19とによって周囲の雰囲気から隔離される。これにより、金属発熱体15からの発塵による炉内汚染を効果的に防止することができる。金属発熱体15としては、具体的には、セラミックスにてモールド化された鉄クロムアルミ金属線等を好適に使用することができる。
【0017】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、高いクリーン度が要求される気密構造の高温焼成炉において、炉の内壁の熱膨張等による歪みや酸化を防止することができる。また、ヒーターからの発塵による炉内汚染を効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る高温焼成炉の実施形態の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
1…高温焼成炉、2…外壁、3…内壁、4…水冷ジャケット、5…断熱ボード、7…断熱材、9…ステンレス板、11…構造体、13…被焼成物、15…金属発熱体、17…マッフル板、19…石英カバー。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-temperature firing furnace required for high cleanliness, which is used for firing glass parts, semiconductors, and the like that do not like contamination.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, products that require a high degree of cleanness during firing, such as glass parts and semiconductors that do not want to be contaminated, have been fired using a hermetic firing furnace in which the entire inner wall is made of stainless steel such as SUS. It was.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a high-temperature firing furnace in which the furnace temperature exceeds 700 ° C., there has been a problem that the inner wall made of stainless steel is likely to be distorted due to thermal expansion or the like, and the distortion easily damages the furnace wall. Furthermore, there has been a problem that stainless steel oxidation has an adverse effect on the cleanliness in the furnace.
[0004]
In order to maintain cleanliness in the furnace, in addition to preventing intrusion of dust and the like from outside the furnace, dust generation from the heater used to heat the object to be fired (generated by oxidation of the metal heating element) It is an important issue to prevent in-furnace contamination caused by peeling of the scale.
[0005]
The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to prevent distortion due to thermal expansion of the inner wall of the furnace in a high-temperature firing furnace having an airtight structure that requires high cleanliness. In addition, an object of the present invention is to provide a structure that can effectively prevent in-furnace contamination due to oxidation of components and dust generation from a heater.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, a plurality of heat insulating boards formed by covering the surface of a plate-shaped heat insulating material with a stainless steel plate, a structure that is combined in a box shape without bonding them together is installed in a furnace, There is provided a high-temperature firing furnace characterized in that a firing object is fired inside a structure.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is an explanatory view showing an example of an embodiment of a high-temperature firing furnace according to the present invention. As described above, in the high-temperature firing furnace 1 of the present invention, a plurality of
[0008]
And by baking the to-
[0009]
Note that the
[0010]
Moreover, since the
[0011]
In the present invention, it is important that the
[0012]
On the other hand, if the thickness of the
[0013]
As shown in FIG. 1, the high-temperature firing furnace of the present invention includes a
[0014]
Here, Si-impregnated SiC is a refractory material obtained by impregnating SiC with metal Si, and is known to have a high far-infrared emissivity. For this reason, when the heat generated from the
[0015]
The
[0016]
The
[0017]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, distortion and oxidation due to thermal expansion of the inner wall of the furnace can be prevented in a high-temperature firing furnace having an airtight structure that requires a high degree of cleanliness. In addition, it is possible to effectively prevent in-furnace contamination due to dust generation from the heater.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of an embodiment of a high-temperature firing furnace according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... High temperature firing furnace, 2 ... Outer wall, 3 ... Inner wall, 4 ... Water cooling jacket, 5 ... Thermal insulation board, 7 ... Thermal insulation material, 9 ... Stainless steel plate, 11 ... Structure, 13 ... Sintered object, 15 ...
Claims (2)
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- 2002-03-22 JP JP2002080012A patent/JP3843030B2/en not_active Expired - Fee Related
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