JPH0782911B2 - 加圧加熱炉 - Google Patents
加圧加熱炉Info
- Publication number
- JPH0782911B2 JPH0782911B2 JP19060686A JP19060686A JPH0782911B2 JP H0782911 B2 JPH0782911 B2 JP H0782911B2 JP 19060686 A JP19060686 A JP 19060686A JP 19060686 A JP19060686 A JP 19060686A JP H0782911 B2 JPH0782911 B2 JP H0782911B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heating element
- ceramic heating
- cylindrical
- plate
- heat insulating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、酸化性の雰囲気ガスを用いて、酸化物系の被
処理品を加圧下で高温熱処理する高温高圧加熱炉に係
り、更に詳細には、高密度の雰囲気ガスが加熱室に対流
して被処理品を加熱し、温度むらなく焼成するようにし
た加圧加熱炉に関する。
処理品を加圧下で高温熱処理する高温高圧加熱炉に係
り、更に詳細には、高密度の雰囲気ガスが加熱室に対流
して被処理品を加熱し、温度むらなく焼成するようにし
た加圧加熱炉に関する。
従来の技術 近年、セラミックス（処理温度1800〜2000℃）、サーメ
ット（処理温度1500〜2000℃）等を処理し得る熱間静水
圧加圧装置が開発され、更に、例えばアルミナ（Al
2O3）、ジルコニア（ZrO2）、イットリア（Y2O3）等の
ような酸化物系の被処理体を、例えばアルゴン（Ar）に
酸素ガス（O2）を混入したような酸化性の雰囲気ガスを
加圧媒体として加圧焼成処理し得る酸化性ガス雰囲気熱
間静水圧加圧装置（以下O2HIP装置と略称する）が開発
されている。
ット（処理温度1500〜2000℃）等を処理し得る熱間静水
圧加圧装置が開発され、更に、例えばアルミナ（Al
2O3）、ジルコニア（ZrO2）、イットリア（Y2O3）等の
ような酸化物系の被処理体を、例えばアルゴン（Ar）に
酸素ガス（O2）を混入したような酸化性の雰囲気ガスを
加圧媒体として加圧焼成処理し得る酸化性ガス雰囲気熱
間静水圧加圧装置（以下O2HIP装置と略称する）が開発
されている。
従来、酸化性ガス雰囲気下で超高温を得るための発熱体
は、耐酸化性に優れ、最高2000℃の高温を安定して発生
し得る、例えばジルコニアにカルシア（CaO）、マグネ
シア（MgO），イットリア（Y2O3）等を少量添加し、安
定化処理が施されたジルコニアセラミックスが採用され
ている。
は、耐酸化性に優れ、最高2000℃の高温を安定して発生
し得る、例えばジルコニアにカルシア（CaO）、マグネ
シア（MgO），イットリア（Y2O3）等を少量添加し、安
定化処理が施されたジルコニアセラミックスが採用され
ている。
このような発熱体は円筒形或いは複数の棒形のものを円
形状に等間隔で配置したものを加熱炉内に立設したもの
が多く用いられ、その上端部及び下端部にリード線を接
続して上下方向から圧電印加している。そして、前記円
筒形或いは複数の円形配置棒形の発熱体の内部が加熱室
になり、この加熱室に被処理品を挿入して、主に発熱体
からの輻射熱で加熱している。
形状に等間隔で配置したものを加熱炉内に立設したもの
が多く用いられ、その上端部及び下端部にリード線を接
続して上下方向から圧電印加している。そして、前記円
筒形或いは複数の円形配置棒形の発熱体の内部が加熱室
になり、この加熱室に被処理品を挿入して、主に発熱体
からの輻射熱で加熱している。
発明が解決しようとする課題 上記した従来の発熱体の構成では、しかし、次のような
欠点がある。
欠点がある。
（Ａ）輻射熱による加熱では、発熱体の部位によって温
度差が発生し、特に円形配置棒形のものは、その傾向が
著しく、被処理品の温度むらが生ずる。
度差が発生し、特に円形配置棒形のものは、その傾向が
著しく、被処理品の温度むらが生ずる。
（Ｂ）加圧型高温炉（特にHIP装置）では、加熱室の上
部からリード線を配線すると、その構造が非常に複雑に
なる。
部からリード線を配線すると、その構造が非常に複雑に
なる。
課題を解決するための手段 本発明は、上述の従来技術の課題を解決するために、次
のような手段を採っている。
のような手段を採っている。
すなわち、本発明は、酸化性の雰囲気ガスを用いる加圧
加熱炉において、底板上に取付けた断熱板の上に複数の
円筒状セラミッスク発熱体を絶縁基板を介して立設し、
これら円筒状セラミックス発熱体の上端部にはこれら発
熱体の全てに広がる単一の平板状セラミックス発熱体を
載せて各円筒状セラミックス発熱体と接触させると共
に、この平板状セラミックス発熱体の中央部を前記底板
の中央部に立設したステーにより保持し、かつ前記断熱
板に立設されて絶縁基板及び平板状セラミックス発熱体
の貫通する複数の支柱により支柱した被処理品載置用の
床板を前記平板状セラミックス発熱体よりも上に位置さ
せ、また前記円筒状及び平板状セラミックス発熱体と床
板とを覆ってこの床板の上方を加熱室を限定する円筒形
の覆い体をその下端部に取付けた断熱筒基板を介して前
記底板に着脱可能に取付け、この覆い体は内層断熱筒
と、外像断熱筒と、これら断熱筒の間に配置されて金属
ヒータを担持するヒータ担持とから成り、かつ前記円筒
状セラミッスク発熱体と平板状セラミッスク発熱体とが
接触する各々の表面はそれぞれ耐熱耐酸化性導電性被膜
で被覆されていると共に、前記底板には前記円筒状セラ
ミッスク発熱体及び金属ヒータにそれぞれ電気接続され
ている複数の通電端子を備えてなる。
加熱炉において、底板上に取付けた断熱板の上に複数の
円筒状セラミッスク発熱体を絶縁基板を介して立設し、
これら円筒状セラミックス発熱体の上端部にはこれら発
熱体の全てに広がる単一の平板状セラミックス発熱体を
載せて各円筒状セラミックス発熱体と接触させると共
に、この平板状セラミックス発熱体の中央部を前記底板
の中央部に立設したステーにより保持し、かつ前記断熱
板に立設されて絶縁基板及び平板状セラミックス発熱体
の貫通する複数の支柱により支柱した被処理品載置用の
床板を前記平板状セラミックス発熱体よりも上に位置さ
せ、また前記円筒状及び平板状セラミックス発熱体と床
板とを覆ってこの床板の上方を加熱室を限定する円筒形
の覆い体をその下端部に取付けた断熱筒基板を介して前
記底板に着脱可能に取付け、この覆い体は内層断熱筒
と、外像断熱筒と、これら断熱筒の間に配置されて金属
ヒータを担持するヒータ担持とから成り、かつ前記円筒
状セラミッスク発熱体と平板状セラミッスク発熱体とが
接触する各々の表面はそれぞれ耐熱耐酸化性導電性被膜
で被覆されていると共に、前記底板には前記円筒状セラ
ミッスク発熱体及び金属ヒータにそれぞれ電気接続され
ている複数の通電端子を備えてなる。
作用 上記の手段によれば、加熱炉下側の通電端子を介して、
金属ヒータへ通電して発熱させることによって、円筒状
及び平板状のセラミックス発熱体を通電可能な温度にま
で予熱し、それから同じく加熱炉下側の通電端子を介し
て各々のセラミックス発熱体へ通電して発熱させ、これ
により、高圧に圧縮されて高密度になった酸化性雰囲気
ガスを高温に加熱して加熱炉内に対流させて加熱室を昇
温し、床板の上に載置された被処理品を加圧焼成する。
金属ヒータへ通電して発熱させることによって、円筒状
及び平板状のセラミックス発熱体を通電可能な温度にま
で予熱し、それから同じく加熱炉下側の通電端子を介し
て各々のセラミックス発熱体へ通電して発熱させ、これ
により、高圧に圧縮されて高密度になった酸化性雰囲気
ガスを高温に加熱して加熱炉内に対流させて加熱室を昇
温し、床板の上に載置された被処理品を加圧焼成する。
このとき、円筒上セラミッスク発熱体と平板状セラミッ
クス発熱体との接触面に被覆された耐熱耐酸化性導電性
被膜は、両者の接触面の接触抵抗を減じ、通電性を良好
にし、円筒状セラミックス発熱体と平板状セラミックス
発熱体とは固着されていないので、これらの熱膨張によ
る変形を吸収する。
クス発熱体との接触面に被覆された耐熱耐酸化性導電性
被膜は、両者の接触面の接触抵抗を減じ、通電性を良好
にし、円筒状セラミックス発熱体と平板状セラミックス
発熱体とは固着されていないので、これらの熱膨張によ
る変形を吸収する。
実施例 次に、図面を参照して本発明の一実施例につき詳述す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例によるO2HIP装置用加熱炉の
縦断面図、第２図は第１図のII−II線断面図、第３図は
第１図のIII−III線断面図である。
縦断面図、第２図は第１図のII−II線断面図、第３図は
第１図のIII−III線断面図である。
第１図〜第３図において、符号９はリング状の底板で、
その上面には断熱板４を介して円板状の絶縁基板２が固
着され、更にその上面に形成した４つの溝部2aには、そ
れぞれジルコニアセラミッスク製の円筒状セラミッスク
発熱体1aが立設されている。
その上面には断熱板４を介して円板状の絶縁基板２が固
着され、更にその上面に形成した４つの溝部2aには、そ
れぞれジルコニアセラミッスク製の円筒状セラミッスク
発熱体1aが立設されている。
これらの円筒状セラミッスク発熱体1aの上端部にはこれ
ら発熱体の全てに広がる、同じくジルコニアセラミック
ス製の単一の平板状セラミックス発熱体1bが載置され、
各円筒状セラミッスク発熱体1aの上端面及び平板状セラ
ミッスク発熱体1bの下面凹部表面にはそれぞれ耐熱耐酸
化性導電性被膜として白金の金属被膜1cが被覆され、嵌
挿された双方の金属被膜1cが密着して接触部の接触抵抗
を減じ通電性を向上している。そして、平板状セラミッ
スク発熱体1b及び断熱板４の中心部を貫通する耐熱材製
で円筒状のステー５とその下部のねじ部に螺合するナッ
ト６とによって、平板状セラミッスク発熱体1b、円筒状
セラミッスク発熱体1a、絶縁基板２及び断熱板４が一体
に固定されている。
ら発熱体の全てに広がる、同じくジルコニアセラミック
ス製の単一の平板状セラミックス発熱体1bが載置され、
各円筒状セラミッスク発熱体1aの上端面及び平板状セラ
ミッスク発熱体1bの下面凹部表面にはそれぞれ耐熱耐酸
化性導電性被膜として白金の金属被膜1cが被覆され、嵌
挿された双方の金属被膜1cが密着して接触部の接触抵抗
を減じ通電性を向上している。そして、平板状セラミッ
スク発熱体1b及び断熱板４の中心部を貫通する耐熱材製
で円筒状のステー５とその下部のねじ部に螺合するナッ
ト６とによって、平板状セラミッスク発熱体1b、円筒状
セラミッスク発熱体1a、絶縁基板２及び断熱板４が一体
に固定されている。
また、各々の円筒状セラミックス発熱体1aの下端部には
白金製の電極３が巻着され、特に第３図に示すように２
個所づつ２本のリード線3aによって連結され、更にこの
リード線3aは底板９の下面に固設された２個の通電端子
10に連結されている。８は被処理品が載置される耐熱絶
縁材製でリング状の床板で、平板状セラミックス発熱体
1bを貫通して断熱板４上面の凹部に立設された耐熱性で
円筒状の４本の支柱７によって、平板状セラミッスク発
熱体1bよりも上の位置で支持されている。
白金製の電極３が巻着され、特に第３図に示すように２
個所づつ２本のリード線3aによって連結され、更にこの
リード線3aは底板９の下面に固設された２個の通電端子
10に連結されている。８は被処理品が載置される耐熱絶
縁材製でリング状の床板で、平板状セラミックス発熱体
1bを貫通して断熱板４上面の凹部に立設された耐熱性で
円筒状の４本の支柱７によって、平板状セラミッスク発
熱体1bよりも上の位置で支持されている。
14は外層断熱筒で、外筒14a、内筒14c及びこれらの間隙
に充填された断熱材14bによって構成され、その内側に
は円筒軸方向に３分割された上部金属ヒータ13a、中部
金属ヒータ13b、下部金属ヒータ13cが巻装されたヒータ
担体13が遊嵌され、更にその内側には、内層断熱筒12が
遊嵌されている。これらの部材12,13,14は、円筒状及び
平板状のセラミッスク発熱体1a,1bと床板８とを覆っ
て、内層断熱筒12が床板８の上方に加熱室ａを限定する
円形の覆い体を構成する。そして、この覆い体の下端
は、断熱筒基板11の上面に固着されている。この断熱筒
基板11は底板９に着脱可能に嵌着されている。
に充填された断熱材14bによって構成され、その内側に
は円筒軸方向に３分割された上部金属ヒータ13a、中部
金属ヒータ13b、下部金属ヒータ13cが巻装されたヒータ
担体13が遊嵌され、更にその内側には、内層断熱筒12が
遊嵌されている。これらの部材12,13,14は、円筒状及び
平板状のセラミッスク発熱体1a,1bと床板８とを覆っ
て、内層断熱筒12が床板８の上方に加熱室ａを限定する
円形の覆い体を構成する。そして、この覆い体の下端
は、断熱筒基板11の上面に固着されている。この断熱筒
基板11は底板９に着脱可能に嵌着されている。
上部金属ヒータ13a、中部金属ヒータ13b及び下部金属ヒ
ータ13cは、それぞれ別個の図示しないリード線及び断
熱筒基板11と底板９とに設けられた図示しない着脱可能
な通電端子を介して、底板９の下面に装着された６個の
通電端子15に連結されている。
ータ13cは、それぞれ別個の図示しないリード線及び断
熱筒基板11と底板９とに設けられた図示しない着脱可能
な通電端子を介して、底板９の下面に装着された６個の
通電端子15に連結されている。
以上の部材によって、加熱炉Ａが構成される。この加熱
炉Ａは、図示しないHIP装置の超高圧容器に収納されて
加圧される。
炉Ａは、図示しないHIP装置の超高圧容器に収納されて
加圧される。
本HIP装置によって、例えばAl2O3圧粉体のような酸化物
系の被処理品を加圧焼成するに際し、断熱筒基板11、内
層断熱筒12、ヒータ担体13、外層断熱筒14等から成る円
筒形の覆い体を底板９から抜脱し、被処理品（図示せ
ず）を床板８上へ載置する。そして前記覆い体を嵌挿し
て加熱室ａを形成し、断熱筒基板11を底板９に固定す
る。次いで、この被処理品が収納された加熱炉Ａを懸吊
して図示しない超高圧容器へ挿入して各々の通電端子1
0,15を図示しない容器側の通電端子へ装着し、該超高圧
容器を封止して略真空に減圧し、例えば1800Kgf/cm2の
ような超高圧の酸化性雰囲気ガスを送入して被処理品い
（図示せず）を等方的に加圧する。そして、通電端子15
から各金属ヒータ13a,13b,13c通電して発熱させ、ヒー
タ担体13及び内層断熱筒12を介して、円筒状セラミック
ス発熱体1a及び平板状セラミックス発熱体1bを例えば11
00℃のよな通電可能な温度にまで予熱し、それから通電
端子10からリード線3a及び電極３を介して円筒状セラミ
ックス発熱体1a及び平板状セラミックス発熱体1bへ通電
して発熱させ、例えば2000℃のような高温で被処理品
（図示せず）を焼成する。
系の被処理品を加圧焼成するに際し、断熱筒基板11、内
層断熱筒12、ヒータ担体13、外層断熱筒14等から成る円
筒形の覆い体を底板９から抜脱し、被処理品（図示せ
ず）を床板８上へ載置する。そして前記覆い体を嵌挿し
て加熱室ａを形成し、断熱筒基板11を底板９に固定す
る。次いで、この被処理品が収納された加熱炉Ａを懸吊
して図示しない超高圧容器へ挿入して各々の通電端子1
0,15を図示しない容器側の通電端子へ装着し、該超高圧
容器を封止して略真空に減圧し、例えば1800Kgf/cm2の
ような超高圧の酸化性雰囲気ガスを送入して被処理品い
（図示せず）を等方的に加圧する。そして、通電端子15
から各金属ヒータ13a,13b,13c通電して発熱させ、ヒー
タ担体13及び内層断熱筒12を介して、円筒状セラミック
ス発熱体1a及び平板状セラミックス発熱体1bを例えば11
00℃のよな通電可能な温度にまで予熱し、それから通電
端子10からリード線3a及び電極３を介して円筒状セラミ
ックス発熱体1a及び平板状セラミックス発熱体1bへ通電
して発熱させ、例えば2000℃のような高温で被処理品
（図示せず）を焼成する。
酸化性雰囲気ガスは、超高圧で圧縮されて、液体に近い
高密度になり、その対流によって下方の各セラミックス
発熱体1a,1bが発する熱を上方の加熱室ａへ伝達し、加
熱室ａはほぼ均熱化される。この高温を所定の時間だけ
保持して被処理品の焼成が完了すると、被処理品及び加
熱炉Ａを前述した収納手段と逆の順序で操作して取り出
す。
高密度になり、その対流によって下方の各セラミックス
発熱体1a,1bが発する熱を上方の加熱室ａへ伝達し、加
熱室ａはほぼ均熱化される。この高温を所定の時間だけ
保持して被処理品の焼成が完了すると、被処理品及び加
熱炉Ａを前述した収納手段と逆の順序で操作して取り出
す。
発明の効果 以上述べた本発明による加圧加熱炉によると、次の如き
効果が得られる。
効果が得られる。
セラミックス発熱体の上方を加熱室としたことにより、
加熱及び高圧に圧縮された高密度の雰囲気ガスが加熱室
に対流して被処理品を加熱するので、温度むらなく焼成
することができる。
加熱及び高圧に圧縮された高密度の雰囲気ガスが加熱室
に対流して被処理品を加熱するので、温度むらなく焼成
することができる。
また、通電手段はセラミッスク発熱体の下方だけに設け
ればよいので、加圧、加熱の構造を簡素化することがで
き、セラミッスク発熱体は単純構造の円筒状と平板状と
して導電性被膜を介して接触させ、固着していないので
熱変形を吸収が可能であり、長寿命のセラミックス発熱
体を得ることができる。
ればよいので、加圧、加熱の構造を簡素化することがで
き、セラミッスク発熱体は単純構造の円筒状と平板状と
して導電性被膜を介して接触させ、固着していないので
熱変形を吸収が可能であり、長寿命のセラミックス発熱
体を得ることができる。
第１図は本発明の一実施例によるO2HIP装置用加熱炉の
縦断面図、第２図は第１図のII−II線断面図、第３図は
第１図のIII−III線断面図である。 Ａ……加熱炉、ａ……加熱室、1a……円筒状セラミック
ス発熱体、1b……平板セラミックス発熱体、1c……金属
被膜、２……絶縁基板、2a……溝部、３……電極、3a…
…リード線、４……断熱板、５……ステー、６……ナッ
ト、７……支柱、８……床板、９……底板、10……通電
端子、11……断熱筒基板、12……内層断熱筒、13……ヒ
ータ担体、13a……上部金属ヒータ、13b……中部金属ヒ
ータ、13c……下部金属ヒータ、14……外層断熱筒、14a
……外筒、14b……断熱材、14c……内筒、15……通電端
子。
縦断面図、第２図は第１図のII−II線断面図、第３図は
第１図のIII−III線断面図である。 Ａ……加熱炉、ａ……加熱室、1a……円筒状セラミック
ス発熱体、1b……平板セラミックス発熱体、1c……金属
被膜、２……絶縁基板、2a……溝部、３……電極、3a…
…リード線、４……断熱板、５……ステー、６……ナッ
ト、７……支柱、８……床板、９……底板、10……通電
端子、11……断熱筒基板、12……内層断熱筒、13……ヒ
ータ担体、13a……上部金属ヒータ、13b……中部金属ヒ
ータ、13c……下部金属ヒータ、14……外層断熱筒、14a
……外筒、14b……断熱材、14c……内筒、15……通電端
子。
Claims (1)
- 【請求項１】酸化性の雰囲気ガスを用いる加圧加熱炉に
おいて、底板上に取付けた断熱板の上に複数の円筒状セ
ラミックス発熱体を絶縁基板を介して立設し、これら円
筒状セラミックス発熱体の上端部にはこれら発熱体の全
てに広がる単一の平板状セラミックス発熱体を載せて各
円筒状セラミッスク発熱体と接触させると共に、この平
板状セラミックス発熱体の中央部を前記底板の中央部に
立設したステーにより保持し、かつ前記断熱板に立設さ
れて絶縁基板及び平板状セラミックス発熱体を貫通する
複数の支柱により支持した被処理品載置用の床板を前記
平板状セラミックス発熱体よりも上に位置させ、また前
記円筒状及び平板状セラミックス発熱体と床板とを覆っ
てこの床板の上方に加熱室を限定する円筒形の覆い体を
その下端部に取付けた断熱筒基板を介して前記底板に着
脱可能に取付け、この覆い体は内層断熱筒と、外層断熱
筒と、これら断熱筒の間に配置されて金属ヒータを担持
するヒータ担体とから成り、かつ前記円筒状セラミック
ス発熱体と平板状セラミックス発熱体とか接触する各々
の表面はそれぞれ耐熱耐酸化性導電性被膜で被覆されて
いると共に、前記底板には前記円筒状セラミックス発熱
体及び金属ヒータにそれぞれ電気接続されている複数の
通電端子を備えていることを特徴とする加圧加熱炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19060686A JPH0782911B2 (ja) | 1986-08-15 | 1986-08-15 | 加圧加熱炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19060686A JPH0782911B2 (ja) | 1986-08-15 | 1986-08-15 | 加圧加熱炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6348789A JPS6348789A (ja) | 1988-03-01 |
| JPH0782911B2 true JPH0782911B2 (ja) | 1995-09-06 |
Family
ID=16260867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19060686A Expired - Lifetime JPH0782911B2 (ja) | 1986-08-15 | 1986-08-15 | 加圧加熱炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0782911B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2820423B2 (ja) * | 1989-02-10 | 1998-11-05 | 三菱重工業株式会社 | セラミックスヒータ炉 |
| JPH02213078A (ja) * | 1989-02-14 | 1990-08-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | セラミックスヒータ炉 |
| WO1991001474A1 (en) * | 1989-07-17 | 1991-02-07 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Oxidizing atmosphere hot isotropic press |
| EP0576934B1 (en) * | 1992-06-23 | 1998-09-16 | TDK Corporation | Calcination furnace |
-
1986
- 1986-08-15 JP JP19060686A patent/JPH0782911B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6348789A (ja) | 1988-03-01 |
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