JPH02263089A

JPH02263089A - 焼成炉

Info

Publication number: JPH02263089A
Application number: JP8236489A
Authority: JP
Inventors: Hirotsugu Yamada; 裕嗣山田
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1989-03-31
Filing date: 1989-03-31
Publication date: 1990-10-25
Anticipated expiration: 2010-01-30
Also published as: JPH076740B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明はセラミックの被焼成物の焼成過程や焼成条件の
評価を行なうための実験等に用いられる焼成炉に関する
。

［従来の技術］一般に、焼成炉には、セラミックの被焼成物を連続的に
処理するトンネル炉方式のものと、セラミックの被焼成
物をバッチ処理するバッチ炉方式％式％従来より、セラミックの焼結過程や焼成条件の評価を目
的とする実験用の焼成炉としては、第５図および第６図
に夫々縦断面および横断面を示すようなバッチ炉が主と
して使用されてきた。

上記バッチ炉ｌは、いわゆる炉床昇降式のもので、炉本
体２が内部にセラミックの被焼成物を収２の断熱材等か
ら不純物がセラミックの被焼成物に付着する等により、
棒状ヒータ７や炉本体４の影響が直接、セラミックの被
焼成物に作用する。

また、上記従来の焼成炉では、炉本体の昇温および降温
、特に、降温に際し、て、炉本体２の断熱材の熱容量や
熱伝導率等の特性により、冷却スピードが律速されてし
まい、セラミックの被焼成物に対して、自由な昇温およ
び降温カーブを設定することができない。

このため、上記従来の焼成炉によってセラミックを焼成
しても、セラミックの焼結の評価としては不充分なもの
となってしまい、本来の焼結過程や焼成条件が得られな
いという問題があった。

本発明の目的は、任意の昇温および降温のプロファイル
を得ることができる焼成炉を提供することである。

本発明のいま一つの目的は、断熱材やヒータ等の炉材の
影響を遮断し、かつ、セラミックの被焼成物を均一な焼
成雰囲気を保ちながら、急激な昇温および降温を行なう
ことのできる焼成炉を提供容した匣を多段に積み重ねて
なる匣組３を出し入れするための開口２ａを有する。そ
して、この炉本体２の炉床４が図示しない油圧もしくは
スクリュウによる昇降機構により上昇し、その上に台板
５を介して載置された上記匣組３の匣内の被焼成物が上
記開口２ａより炉本体２の内部に挿入される。炭化珪素
（ＳｉＣ）製の棒状ヒータ７が上記炉本体２の側壁２ｂ
より挿入されて井桁状に組み合わされ、この棒状ヒータ
７により、上記被焼成物が加熱されて焼成される。上記
炉本体２の内部には、炉本体２の側壁２ｂに設けられた
雰囲気ガスの投入孔８から保護雰囲気ガスが投入される
。また、上記匣組３の匣内の被焼成物の焼成によって炉
本体２内に生じた排ガスは、炉本体２の天井部２ｃに形
成された排気孔９から炉本体２の外に排出される。

［発明が解決しようとする課題］ところで、上記従来の焼成炉では、セラミックの被焼成
物の外側には炉本体２の内壁および棒状ヒータ７が存在
するので、棒状ヒータ７や炉本体することである。

［課題を解決するための手段］このため、本願の第１の発明は、ヒータが配置されてな
る高温部とその下部に位置する低温部とからなる炉本体
と、セラミックの被焼成物を積載してこの炉本体内を昇
降する炉床とを備え、この炉床の炉本体内での昇降によ
りセラミックの被焼成物を炉本体の高温部と低温部との
間で移動させて所望の焼成プロファイルで上記セラミッ
クの被焼成物を焼成する焼成炉であって、上記炉床に設けられてセラミックの被焼成物の温度を計
測する温度計測手段と、この温度計測手段から出力する
上記被焼成物の温度信号と所望の焼成プロファイルに対
応して定められた基準信号とを比較して、上記炉床の位
置を制御する炉床位置制御手段とを備えたことを特徴と
している。

また、本願の第２の発明は、本願の第１の発明において
、高温部と低温部との間に高温部から低温部への輻射熱
を遮断する開閉式シャッタを備えたことを特徴としてい
る。

さらに、本願の第３の発明は、ヒータが配置されてなる
高温部とその下部に位置する低温部とからなる炉本体と
、セラミックの被焼成物を積載してこの炉本体内を昇降
する炉床とを備え、この炉床の炉本体内での昇降により
セラミックの被焼成物を炉本体の高温部と低温部との間
で移動させて所望の焼成プロファイルで上記セラミック
の被焼成物を焼成する焼成炉であって、上記炉床に設けられてセラミックの被焼成物の温度を計
測する温度計測手段と、この温度計測手段から出力する
上記被焼成物の温度信号と所望の焼成プロファイルに対
応して定められた基準信号とを比較して、上記炉床の位
置を制御する炉床位置制御手段と、上記炉床上でセラミ
ックの被焼成物を覆うマツフルと、上記炉床からマツフ
ル内に突出し、このマツフル内に保護雰囲気ガスを投入
する投入管と、上記炉床からマツフル内に突出し、この
マツフル内にて発生した排気ガスを炉本体外へ排出する
排気ガス排出管とを備えたことを特徴としている。

本願の第１の発明によれば、炉床は、基準信号に追従し
て炉本体内を昇降し、その上に載置されたセラミックの
被焼成物は、炉本体の高温部と低温部との間で、予め任
意に定められた基準信号に追従して移動するので、セラ
ミックの被焼成物は炉本体の炉床の昇降に応じて加熱お
よび冷却され、基準信号に応じた所望の焼成プロファイ
ルで焼成することができ、また、本願の第２の発明によ
れば、炉本体の高温部と低温部との間に設けられたシャ
ッタを開閉することにより、セラミックの被焼成物に熱
を急激に与えたり、熱を遮断することができるので、セ
ラミックの被焼成物の急昇温および急冷却の焼成プロフ
ァイルが可能となる。

さらに、本願の第３の発明によれば、セラミックの被焼
成物を覆って炉本体内に設けられたマツフル内の空間が
マツフル外の空間と遮断され、マツフル内の空間に雰囲
気ガスの供給パイプを通して雰囲気ガスが供給されると
ともに、マツフル内にて発生した排気ガスが排気ガスの
排出パイプを通して排出されるので、マツフル内のセラ
ミックのさらにまた、本願の第４の発明は、本願の第３
の発明において、高温部と低温部との間に高温部から低
温部への輻射熱を遮断する開閉式シャッタを備えたこと
を特徴としている。

［作用］上記炉床位置制御手段は、温度計測手段から出力する上
記被焼成物の温度信号と所望の焼成プロファイルに対応
して定められた基準信号とを比較して、上記炉床の位置
を制御する。これにより、上記炉床は、基準信号に追従
して炉本体内を昇降し、その上に載置されたセラミック
の被焼成物が炉本体の高温部と低温部との間で移動し、
所望の焼成プロファイルで焼成される。

また、上記マツフルは、炉床上でセラミックの被焼成物
を覆う空間を炉本体内に形成する。そして、この空間内
には投入管から保護雰囲気が投入され、また、この空間
内にてセラミックの被焼成物から発生した排気ガスは、
排気ガス排出管から排出される。

［発明の効果］被焼成物が炉本体の断熱材やヒータ等の影響を受けるの
が防止されるとともに、マツフル内を迅速に所望の雰囲
気とすることができる。

さらにまた、本願の第４の発明によれば、本願の上記第
３の発明の効果に加えて、セラミックの被焼成物の急昇
温および急冷却の焼成プロファイルが可能となる。

［実施例］以下、添付の図面を参照して本発明の詳細な説明する。

本発明をバッチ炉に適用した実施例の縦断面図および横
断面図を夫々第１図および第２図に示す。

上記バッチ炉１２は、縦横の比がたとえば２対１の縦長
の炉本体１３と、図示しないセラミックの被焼成物（以
下、ユニットと記す。）を積載してこの炉本体１３内を
昇降する炉床１４とを備える。

上記炉本体１３は棒状ヒータ１５が配置されてなる高温
部１６とその下部に位置する低温部１７とからなり、上
記高温部１６と低温部１７との間には、その間を遮断す
るためのセラミック製のシャツタ１８が配置される。

上記炉本体１３の上部の高温部１６では、炭化珪素（Ｓ
ｉＣ）製の棒状ヒータ１５が上記炉本体１３の側壁１３
ａより挿入されて井桁状に組み合わされている。そして
、この棒状ヒータ１５により、上記ユニットが加熱され
る。上記棒状ヒータ１５の発熱温度は、炉本体１３の高
温部１６の天井部１３ｂよりこの高温ｓｌＧ内に挿入さ
れた熱電対１９により検出され、温度制御装置２１によ
り一定の温度に制御される。

上記棒状ヒータ１５は、その間隔が炉本体１３の高温部
１６の上方になるほどその間隔が狭くなり、炉本体１３
の高温部１６の下方になるほどその間隔が広くなってい
る。これにより、炉本体１３の高温部１６の内部は、若
干の温度分布がつけられている。これは、ユニットの炉
床１４からの位置による輻射熱量に差を持たせるためで
ある。

炉本体１３の下部の低温部１７は、ユニットが直接外気
に触れるのを防止するためのもので、比較的薄い断熱材
の層となっており、この低温部１測センサ２５から出力
する上記ユニットの温度信号と所望の焼成プロファイル
に対応して定められた基準信号とを比較して、上記炉床
昇降装置２７を制御する。

これにより、上記炉床１４の上部炉床２３に載置された
セラミックのユニットは、上記基準信号にしたがって、
バッチ炉１２の炉本体１３の高温部１６と低温部１７と
の間を移動し、セラミックのユニットは上記基準信号に
よって定まる任意のプロファイルで焼成される。

そして、セラミックのユニットの冷却時には、上記炉床
１４が下降し、シャッタ１８が閉ざされる。これにより
、バッチ炉１２の炉本体１３の高温部１６の内部温度が
確保されるとともに、冷却時の輻射熱が遮断される。

以上に説明したバッチ炉１２では、さらに、セラミック
のユニットの焼結条件を良好なものとするため、さらに
、つぎのような構成を有している。

すなわち、第３図および第４図に示すように、ユニット
を入れた匣を多段に積み重ねた匣組３を７の内部を、図
示しない油圧もしくはスクリュジヤツキにより、炉床１
４が昇降する。

上記炉床１４は、炉本体１３の低温部１７の横断面寸法
よりもやや小さい寸法を有する下部炉床２２と、この下
部炉床２２から突出し、上記炉本体１３の高温部１６の
下部開口１６ａから高温部１６内に進出しうる突出寸法
を有する上部炉床２３とからなる。

ユニットは、匣に収容されてこの上部炉床２３上に配置
された台板２４の上に載置され、上記炉床１４の上部炉
床２３を炉本体１３の高温部１６と低温部１７との間で
移動する。この移動の過程で、次に述べる構成により、
所望の焼成プロファイルで上記ユニットが焼成される。

すなわち、上記炉床１４には、セラミックのユニットの
温度を計測するための熱電対等の温度計測センサ２５が
配置される。また、上記バッチ炉１２の外には、上記炉
床１４の炉床昇降装置２７を制御するための炉床位置制
御装置２９が設けられる。この炉床位置制御装置２９は
、上記温度計乗せた台板２４には、保護雰囲気ガスの投
入管３１用の穴（図示せず。）が２個所、台板２４の一
つの対角線の両端位置にあけられ、また、排気ガスの排
出管３３用の穴（図示せず。）が２個所、台板２４のい
ま一つの対角線の両端位置にあけられている。そして、
これら穴に炉床１４の下部より雰囲気ガスの投入管３１
および排気ガスの排出管３３が貫通している。上記投入
管３１は台板２４よりの突出高さが匣組３よりも高い端
封管であり、排気ガスの排出管３３は台板２４よりの突
出高さがこの台板２４の位置よりも少し高い程度の端開
管である。そして、これらの匣組３、雰囲気ガスの投入
管３１１排気ガスの排出管３３を覆って、マツフル３５
が配置される。

このマツフル３５と台板２４によって、断熱材、ヒータ
等の炉材の影響を受けない空間３６（第３図および第４
図参照）が形成される。

新鮮な保護雰囲気ガスは、雰囲気ガスの投入管３１を通
ってこの雰囲気ガスの投入管３１にあけられた図示しな
い等間隔の小径口より匣組３の各匣ごとに供給され、ユ
ニットへ直接、送られる。

このようにして送られた保護雰囲気ガスは焼成段階でユ
ニットにより消費され、その際に排気ガスは各匣の外に
出て下層部に流れていく。そして、重くなった排気ガス
は排気ガスの排出管３３を通ってマツフル３５外へと排
出される。このように、マツフル３５によりユニットを
取り囲む空間３６では、均一かつ迅速にガスの交換が可
能となる。

また、マツフル３５外にあるものの影響を全く受けるこ
とがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る焼成炉の一実施例の縦断面図、第２図は第１図の焼成炉の横断面図、第３図および第４図は夫々第１図の焼成炉のマツフル内
部の空間のようすを示す縦断面図および横断面図、第５図および第６図は夫々従来の焼成炉の縦断面図およ
び横断面図である。３・・・匣組、１２・・・バッチ炉。１３・・・炉本体（１３ａ・・・側壁、１３ｂ・・・天
井部）。１４・・・炉床、１５・・・棒状ヒータ、１６・・・高
温部。１７・・・低温部、１８・・・シャッタ、１９・・・熱
電対、２１・・・温度制御装置、２５・・・温度計測セ
ンサ。２９・・・炉床位置制御装置。３１・・・雰囲気ガスの投入管。３３・・・排気ガスの排出管。３５・・・マツフル。３６・・・空間。

Claims

【特許請求の範囲】（１）ヒータが配置されてなる高温部とその下部に位置
する低温部とからなる炉本体と、セラミックの被焼成物
を積載してこの炉本体内を昇降する炉床とを備え、この
炉床の炉本体内での昇降によりセラミックの被焼成物を
炉本体の高温部と低温部との間で移動させて所望の焼成
プロファイルで上記セラミックの被焼成物を焼成する焼
成炉であって、上記炉床に設けられてセラミックの被焼成物の温度を計
測する温度計測手段と、この温度計測手段から出力する
上記被焼成物の温度信号と所望の焼成プロファイルに対
応して定められた基準信号とを比較して、上記炉床の位
置を制御する炉床位置制御手段とを備えたことを特徴と
する焼成炉。（２）上記高温部と低温部との間に高温部
から低温部への輻射熱を遮断する開閉式シャッタを備え
たことを特徴とする請求項１記載の焼成炉。（３）ヒー
タが配置されてなる高温部とその下部に位置する低温部
とからなる炉本体と、セラミックの被焼成物を積載して
この炉本体内を昇降する炉床とを備え、この炉床の炉本
体内での昇降によりセラミックの被焼成物を炉本体の高
温部と低温部との間で移動させて所望の焼成プロファイ
ルで上記セラミックの被焼成物を焼成する焼成炉であっ
て、上記炉床に設けられてセラミックの被焼成物の温度を計
測する温度計測手段と、この温度計測手段から出力する
上記被焼成物の温度信号と所望の焼成プロファイルに対
応して定められた基準信号とを比較して、上記炉床の位
置を制御する炉床位置制御手段と、上記炉床上でセラミ
ックの被焼成物を覆うマッフルと、上記炉床からマッフ
ル内に突出し、このマッフル内に保護雰囲気ガスを投入
する投入管と、上記炉床からマッフル内に突出し、この
マッフル内にて発生した排気ガスを炉本体外へ排出する
排気ガス排出管とを備えたことを特徴とする焼成炉。（４）上記高温部と低温部との間に高温部から低温部へ
の輻射熱を遮断する開閉式シャッタを備えたことを特徴
とする請求項３記載の焼成炉。