JPH09152279A - 熱処理炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 断熱材から発生するタール分や被熱処理物か
ら発生して断熱材中に滲み込んだバインダーの分解物質
などが、熱処理ゾーンに流出することを防止して、良好
な熱処理を行うことを可能にする。 【解決手段】 内部の主要部分に断熱材８を内張りした
炉体１の、断熱材８の表面及び／又は内部に、断熱材８
から発生する分解ガスなどが炉内に流出することを阻止
するためのガス遮断層１４を配設する。また、ガス遮断
層１４を、高密度セラミック板又は金属板から構成す
る。また、断熱材の表面に、乾燥すると緻密に硬化する
セラミック接着剤を塗布、乾燥することにより、ガス遮
断層を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱処理炉に関し、
詳しくは、電子部品用のセラミック素体などを熱処理す
る場合に用いられる、炉内雰囲気を精密に制御すること
が必要な熱処理炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】セラミック電子部品などを製造する工程
において用いられる熱処理炉の一つに、例えば、図４に
示すような熱処理炉（炉床回転式熱処理炉）がある。こ
の熱処理炉は、炉体５１、被熱処理物（例えばセラミッ
ク素体）５６の熱処理を行う熱処理ゾーン５２に雰囲気
ガスを供給するための雰囲気ガス供給管５３、熱処理ゾ
ーン５２内で発生する燃焼ガスや未消費の雰囲気ガスな
どを排気するためのアルミナなどからなる排気管５４、
炉体５１の下部に昇降可能に配設された炉床５５、熱処
理ゾーン５２を所定の温度にまで加熱するためのヒータ
（図示せず）などを備えて構成されている。

【０００３】また、図５は、この従来の熱処理炉の断熱
構造を示す炉体５１の炉壁の断面図である。図５に示す
ように、炉壁は、炉体５１を構成する炉体フレーム５７
の内側に、フェルト状やボード状などの種々の態様の断
熱材５８（５８ａ，５８ｂ，５８ｃ）を複数層（この例
では３層）配設した構造を有している。

【０００４】そして、断熱材５８（５８ａ，５８ｂ，５
８ｃ）は、例えば、アルミナ製のスタッドピン５９を、
アルミナ製のワッシャ６２を介して、炉体フレーム５７
に取り付けられたソケット６０の内部に配設されたナッ
ト６１と係合させることにより、炉体フレーム５７に固
定されている。また、炉内を気密に保つために、ソケッ
ト６０にはシール用プラグ６３が施されるようになって
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の熱
処理炉においては、被熱処理物５６を所定の条件で熱処
理を行った場合、炉体５１を構成する断熱材５８（５８
ａ，５８ｂ，５８ｃ）も加熱され、分解ガスや燃焼ガス
を発生して、これが被熱処理物の熱処理に悪影響を与え
るという問題点がある。

【０００６】一般に、断熱材が加熱されることにより発
生するタール分などの熱分解生成物は、セラミック素体
などの被熱処理物に含まれるバインダーと同様、空気雰
囲気中で１０００℃程度にまで加熱すると燃焼してしま
うが、通常の熱処理条件で熱処理した場合、炉体５１を
構成する断熱材５８全体が１０００℃にまで加熱される
ことはない。すなわち、断熱材５８の内部（炉体５１の
外周に近い部分）はその断熱効果により、低温領域に保
持されたままであり、タール分が完全に燃焼除去される
ことがない。そのため、被熱処理物５６の熱処理工程
で、断熱材からタール分などの熱分解生成物が徐々に発
生して、熱処理雰囲気に悪影響を及ぼし、良好な熱処理
を行うことを妨げるという問題点がある。例えば、断熱
材５８や被熱処理物５６の成形時に使用するバインダー
が分解して発生する炭素や水素が、雰囲気中の酸素と結
合し、所望の熱処理雰囲気よりも還元性雰囲気になり、
意図するような熱処理を行うことができなくなる場合が
ある。

【０００７】また、被熱処理物中のバインダーなどが分
解して発生する気体状やミスト状などの分解物質が断熱
材中に滲み込み、その後の熱処理工程で再び熱処理ゾー
ンに流出して熱処理雰囲気に悪影響を及ぼすという問題
点がある。

【０００８】本発明は、上記問題点を解決するものであ
り、断熱材から発生するタール分や被熱処理物から発生
して断熱材中に滲み込んだバインダーの分解物質など
が、熱処理ゾーンに流出することを防止して、良好な熱
処理を行うことが可能な熱処理炉を提供することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の熱処理炉は、内部の主要部分に断熱材を内
張りした炉体の、前記断熱材の表面及び／又は内部に、
断熱材から発生する分解ガスなどが炉内に流出すること
を阻止するためのガス遮断層を配設したことを特徴とし
ている。

【００１０】また、前記ガス遮断層が、高密度セラミッ
ク板又は金属板からなるものであることを特徴としてい
る。

【００１１】また、前記断熱材の表面に、乾燥すると緻
密に硬化するセラミック接着剤を塗布、乾燥することに
より前記ガス遮断層を形成したことを特徴としている。

【００１２】

【作用】炉体を構成する断熱材の表面及び／又は内部に
ガス遮断層が配設されているため、断熱材から発生する
分解ガスなどが炉体内（熱処理ゾーン）に流出すること
が確実に阻止され、所望の熱処理雰囲気を保って良好な
熱処理を行うことができるようになる。

【００１３】なお、高密度セラミック板又は金属板を用
いることにより、断熱材の表面及び／又は内部に、確実
にガスの通過を阻止することが可能なガス遮断層を設け
ることが可能になる。

【００１４】さらに、前記断熱材の表面に、乾燥すると
緻密に硬化するセラミック接着剤を塗布して乾燥させる
ことにより、容易にガス遮断層としてのセラミック層を
形成することが可能になり、本発明をより実効あらしめ
ることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示し
てその特徴とするところをさらに詳しく説明する。

【００１６】図１は、本発明の実施の形態にかかる熱処
理炉の構造を示す断面図である。この熱処理炉は、炉体
１、被熱処理物６の熱処理を行う熱処理ゾーン２に雰囲
気ガスを供給するアルミナなどからなる雰囲気ガス供給
管３、熱処理ゾーン２内で発生する燃焼ガスや未消費の
雰囲気ガスなどを排気するためのアルミナなどからなる
排気管４、炉体１の下部に昇降可能に配設された炉床
５、熱処理ゾーン２を加熱するためのヒータ（図示せ
ず）などを備えて構成されている。

【００１７】また、図２は、この熱処理炉の炉体１を構
成する炉壁の断面図である。図２に示すように、炉壁
は、炉体１を構成する金属製の炉体フレーム７の内側
に、フェルト状やボード状などの種々の態様の断熱材８
（８ａ，８ｂ，８ｃ）が複数層（この例では３層）配設
された構造を有している。さらに、断熱材８の表面（内
周面）には、熱処理ゾーン２に断熱材８が露出しないよ
うにインコネルからなる耐熱金属板（ガス遮断層）１４
が張り付けられている。

【００１８】そして、断熱材８（８ａ，８ｂ，８ｃ）及
び耐熱金属板（ガス遮断層）１４は、例えば、アルミナ
製のスタッドピン９を、アルミナ製のワッシャ１２を介
して、炉体フレーム７に取り付けられたソケット１０の
内部に配設されたナット１１と係合させることにより、
炉体フレーム７に固定されている。また、炉内を気密に
保つことができるように、ソケット１０にはシール用プ
ラグ１３が施されている。

【００１９】上述のように構成された熱処理炉において
は、炉体１を構成する断熱材８の表面が耐熱金属板１４
により覆われているので、熱処理工程で断熱材８の温度
が上昇し、タール分などが発生するような条件になって
も、耐熱金属板（ガス遮断層）１４により、タール分や
その分解ガスなどが熱処理ゾーン２に流出することが確
実に阻止される。その結果、所望の熱処理雰囲気を保持
して良好な熱処理を行うことが可能になる。

【００２０】なお、上記の実施の形態においては、ガス
遮断層１４として、インコネルからなる耐熱金属板を用
いているが、他の金属板を用いることも可能である。ま
た、金属板以外にも、高密度セラミック板などの、ガス
を通過させず、かつ、耐熱性を有するような種々の材料
を用いることが可能である。

【００２１】また、ガス遮断層１４を形成するにあたっ
て、炉体１の内周面を覆うように耐熱金属板や高密度セ
ラミック板を一体に加工することが困難な場合には、耐
熱金属板や高密度セラミック板を複数片からなる構成と
し、これを継ぎ合せるようにしてもよい。また、その場
合の耐熱金属板や高密度セラミック板の具体的な形状に
ついては特に制約はない。

【００２２】また、図３は、本発明の他の実施の形態に
かかる熱処理炉の要部を示す断面図である。この熱処理
炉においては、上記の実施の形態（図１及び図２）にか
かる熱処理炉の場合と同様に、炉体１の炉壁は、炉体１
を構成する炉体フレーム７と、フェルト状やボード状な
どの複数層の断熱材８（８ａ，８ｂ，８ｃ）と、断熱材
８の表面（内周面）に配設されたガス遮断層１５とを備
えた構造を有している。なお、図３において、図２と同
一の符号を付した部分は、図２の各部分と同一の部分を
示している。

【００２３】そして、この実施の形態にかかる熱処理炉
において、ガス遮断層１５は、スタッドピン９、ワッシ
ャ１２及びナット１１により断熱材８を炉体フレーム７
に固定した後、断熱材８の表面（炉体１の内周面）に、
乾燥すると緻密に硬化するセラミック接着剤を塗布、乾
燥することにより形成されている。

【００２４】この熱処理炉においても、ガス遮断層（セ
ラミック接着剤を塗布、乾燥することにより形成された
セラミック層）１５が、断熱材から発生する分解ガスな
どを確実に遮断することができる。その結果、所望の熱
処理雰囲気を保持して良好な熱処理を行うことが可能に
なる。

【００２５】また、この熱処理炉おいては、セラミック
接着剤を塗布、乾燥するだけでガス遮断層（セラミック
層）１５を形成することができるため、製造工程を簡略
化してコストの低減を図ることが可能になる。

【００２６】なお、上記実施例では、断熱材の表面（炉
体の内周面）にガス遮断層を形成した場合について説明
したが、ガス遮断層は、断熱材の内部に設けることも可
能であり、また、表面と内部の両方に設けることも可能
である。

【００２７】また、断熱材の内部にのみガス遮断層を設
ける場合には、熱処理ゾーンに露出する断熱材として、
熱処理時に熱処理雰囲気に悪影響を及ぼすような分解ガ
スを発生しないものを用いることが望ましい。但し、露
出部分の厚みが小さい場合には、熱処理を何度か繰り返
すうちに、熱分解するような物質が完全に分解除去さ
れ、その後問題なく使用することが可能になることもあ
る。

【００２８】なお、本発明はさらにその他の点において
も、上記の実施の形態に限定されるものではなく、炉体
の具体的な形状や構造、断熱材の種類、ガス遮断層の具
体的な配設態様などに関し、発明の要旨の範囲内におい
て、種々の応用、変形を加えることが可能である。

【００２９】

【発明の効果】上述のように、本発明の熱処理炉は、内
部の主要部分に断熱材を内張りした炉体の、断熱材の表
面及び／又は内部に、断熱材から発生する分解ガスなど
が炉内に流出することを阻止するためのガス遮断層を配
設しているので、断熱材から炉体内（熱処理ゾーン）
に、断熱材中の分解ガスなどが流出することを阻止する
ことができる。したがって、所望の熱処理雰囲気を保っ
て良好な熱処理を行うことが可能になる。

【００３０】なお、高密度セラミック板又は金属板を用
いることにより、断熱材の表面及び／又は内部に、確実
にガスの通過を阻止することが可能なガス遮断層を設け
ることが可能になる。

【００３１】さらに、断熱材の表面に、乾燥すると緻密
に硬化するセラミック接着剤を塗布して乾燥させること
により、容易にガス遮断層としてのセラミック層を形成
することが可能になり、本発明をさらに実効あらしめる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態にかかる熱処理炉の構成を
示す断面図である。

【図２】本発明の実施の形態にかかる熱処理炉の要部を
示す断面図である。

【図３】本発明の他の実施の形態にかかる熱処理炉の要
部を示す断面図である。

【図４】従来の熱処理炉の構成を示す断面図である。

【図５】従来の熱処理炉の要部を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 炉体 ２ 熱処理ゾーン ３ 雰囲気ガス供給管 ４ 排気管 ５ 炉床 ６ 被熱処理物 ７ 炉体フレーム ８（８ａ，８ｂ，８ｃ） 断熱材 ９ スタッドピン １０ ソケット １１ ナット １２ ワッシャ １３ プラグ １４，１５ ガス遮断層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部の主要部分に断熱材を内張りした炉
   体の、前記断熱材の表面及び／又は内部に、断熱材から
   発生する分解ガスなどが炉内に流出することを阻止する
   ためのガス遮断層を配設したことを特徴とする熱処理
   炉。
2. 【請求項２】 前記ガス遮断層が、高密度セラミック板
   又は金属板からなるものであることを特徴とする請求項
   １記載の熱処理炉。
3. 【請求項３】 前記断熱材の表面に、乾燥すると緻密に
   硬化するセラミック接着剤を塗布、乾燥することにより
   前記ガス遮断層を形成したことを特徴とする請求項１記
   載の熱処理炉。