JPH11125491A

JPH11125491A - 連続式熱処理炉

Info

Publication number: JPH11125491A
Application number: JP9306630A
Authority: JP
Inventors: Takeo Kato; 丈夫加藤
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 1997-10-21
Filing date: 1997-10-21
Publication date: 1999-05-11
Anticipated expiration: 2017-10-21
Also published as: JP3853487B2

Abstract

(57)【要約】【課題】脱ワックス室、搬送室がワックスによって汚
染されることなく、被処理物の脱ワックスを効果的に施
すことが可能であり、脱ワックス室を１室とした連続式
熱処理炉を提供すること。【解決手段】脱ワックス室１１内のレフレクタ２３で
囲われ電熱ヒータ２６を備えた加熱区画２１内に、更に
ワックス蒸気を透過させない金属板３３で上端面を有し
下端を開放された筒状のマッフル３１を設け、脱ワック
ス時にはエヤシリンダ５９のロッド５８の先端部に設け
た昇降蓋５１の支持柱５２によって被処理物Ｆを挿入
し、昇降蓋５１と共に持ち上げられるトレイ受け用断熱
板４３をパッキン部材として昇降蓋５１によって密閉し
て加熱し、窒素ガスを流入させつつマッフル３１内の圧
力を最も低くして真空排気する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は金属やセラミックス
の微粒子を燒結するための連続式熱処理炉に関するもの
であり、更に詳しくは、脱ワックス室を１室として製造
コストを低減させた連続式熱処理炉に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】例えばタンタル電解コンデンサやアルニ
コ磁石などの焼結製品は原料微粉末をワックス（バイン
ダとも称する）と共に所定の形状に加圧成形し、得られ
る成形体を真空下に加熱して脱ワックスした後に、原料
微粒子を焼結する工程を経て製造される。当初は脱ワッ
クスと燒結とを同一の真空炉内で行なうバッチ式真空熱
処理炉が実用され、現在でも小規模にはバッチ式真空熱
処理炉が使用されているが、ワックス蒸気が真空熱処理
炉内に付着して残り、これが燒結中に気化して焼結品の
品質を低下させるという欠点を有している。

【０００３】勿論、上記の欠点を改善することは行なわ
れており、例えば特開昭６１ー２９５３０３号公報に
は、被処理物を収容してワックス除去するためのタイト
ボックスを炉内に設けたバッチ式真空熱処理炉が開示さ
れ、特開昭６２ー２３３６７９公報には、専用の排気系
を備え被処理物を密閉する脱脂用のインナーケースを設
けたバッチ式真空熱処理炉が開示されている。これらは
何れも脱ワックス時におけるワックス蒸気がバッチ式真
空熱処理炉内に充満することによる炉内の汚染を防いだ
ものであるが、性能的に限界がありバッチ式真空熱処理
炉であるために処理能力も小さい。

【０００４】（従来例１）バッチ式真空熱処理炉の欠点
を克服するものとして連続式真空熱処理炉が開発された
が、ワックスの影響をなくするために複数の脱ワックス
室を設けたものが多い。例えば図７は特公平２ー３３７
６２号公報に係る「燒結装置」に開示されている燒結装
置２１０の平面図であり、第１脱ワックス室２１１₁ 、
第２脱ワックス室２１１₂ 、第１焼結室２１２₁ 、第２
焼結室２１２₂ 、第１冷却室２１３₁ 、第２冷却室２１
３₂ 、後室２１４の７室から構成され、各室は開閉自在
な仕切弁で隔離されている。そして、第１脱ワックス室
２１１₁ は温度５００〜６００℃、真空度１〜１０^-3Ｔ
ｏｒｒ程度の雰囲気下に成形体からワックスの除去が行
われ、第２脱ワックス室２１１₂ は、脱ワックスを更に
進めるべく第１脱ワックス室２１１₁ よりも高温度、高
真空度の雰囲気として脱ワックスする。第１焼結室２１
２₁ は温度１２００〜１６００℃、真空度１０^-5Ｔｏｒ
ｒ程度の雰囲気に保持されて脱ワックス後の成形体を燒
結し、第２焼結室２１２₂ は第１焼結室２１２₁ よりも
高温、低圧に保持される。なお、図５において、符号２
２１〜２２４は拡散ポンプ、符号２３１〜２３７はルー
ツブロアポンプ、符号２４１〜２４７は油回転ポンプで
ある。この焼結装置２１０は脱ワックス室を２室設けた
例であるが、脱ワックス室を３室を設ける場合もある。

【０００５】このように複数の脱ワックス室を設ける第
１義的な意味は脱ワックスを完全に行なうことにある
が、第２義的には第１焼結室が汚染を受けない期間を可
及的に長引かせるという意味合いもある。ともあれ、こ
のように複数の脱ワックス室を設けることは、炉材に高
価な耐熱性金属を多用するので、装置コストを増大させ
る。

【０００６】（従来例２）一方、局部加熱室を設けた連
続式熱処理炉が特公平５−１７４７２号、特公平６−３
３９４０号の各公報に開示されている。例えば、特公平
６−３３９４０号公報に係る「局部加熱室を有する真空
炉」に開示されている実施例の連続式真空炉３１０は、
図８の縦断面図に示すような脱ワックス室３０４を備え
ており、図示していないが、接続されている燒結室も同
様に構成されている。真空容器３０２内に画成されてい
る脱ワックス室３０４には、局部加熱室３３０がフェル
ト状の黒鉛等の断熱材料３５５で通気可能に形成されて
おり、下面は開放され、内部には電熱線３３２が取り付
けられている。更に、局部加熱室３３０の内部には、ガ
スの流通を実質上阻止する材料、例えば金属材料製の区
画容器３３３が設けられている。そして、区画容器３３
３は局部加熱室３３０の下方へ延出されて下面は開放さ
れており、取付片３３４で真空容器３０２の受片３３５
に固定されている。

【０００７】局部加熱室３３０の下方には上昇手段が設
けられており、そのピストンロッド３３８の先端に受座
３４１が固定されている。ピストンロッド３３８は搬送
ローラ３２０上を搬送されてきた台３５０を被処理物３
５６と共に上昇させ下降させる。台３５０にはガスの流
通を実質上阻止する材料で形成された区画蓋３５１が取
り付けられており、その面積は区画容器３３３の下面の
開放部を塞ぐに充分な大きさである。

【０００８】台３５０と共に昇降される区画蓋３５１の
上面には耐熱材料製の支柱３５２が立設されており、上
端には被処理物３５６を支えるための受桟３５３が備わ
っている。支柱３５２の中間部には通気性のある耐熱材
料製の閉塞板３５４が取り付けられており、その上面に
は局部加熱室３３０と同様の断熱材３５５が備えられて
いる。上記の断熱材３５５付き閉塞板３５４は局部加熱
室３３０を熱的に密閉できるように、閉塞板３５４の周
縁上面が区画容器３３３内の受部材３３６の下面に当接
できるようになっている。

【０００９】この従来例２の脱ワックス室３０４の区画
容器３３３内に挿入される被処理物３５６は温度６００
℃程度まで加熱されて、ワックス蒸気を発生するが、区
画容器３３３に取り付けられた図８では示されていない
真空排気用のダクトを経て排出され途中のトラップで除
去される。すなわち、ワックスガスが区画容器３３３か
ら漏れ出ることはないので、局部加熱室３３０の断熱材
や真空容器３０２はワックス蒸気で汚染されず、また逆
に、局部加熱室３３０の断熱材や真空容器３０２から水
分などのガスが発生しても区画容器３３３内の被処理物
３５６に接触することはないとされているが、なお、ワ
ックスによる汚染と熱処理に障害となる水分等の発生に
問題を残している。

【００１０】すなわち、脱ワックス室３０４、その下方
の搬送路は特に真空排気されていないので、区画容器３
３３が開放された時などにおいて漏出するワックス蒸気
はそのまま脱ワックス室３０４、搬送路を汚染する。ま
た、被処理物３５６のキャリヤを構成する台３５０、支
柱３５２、受桟３５３、閉塞板３５４は耐熱材料として
カーボン系材料で形成されることが多い。また、断熱材
料３５５は局部加熱室３３０と同じ黒鉛のフェルト状物
が使用されている。これらキャリヤは連続式真空炉３１
０での燒結が完了すると大気中へ搬出されるがその時に
大量の水分を吸着し、再度の使用時に脱ワックス室３０
４、燒結室で大量のガスを放出するので、大容量の真空
排気系を必要とする。特に、区画容器３３３内へ挿入さ
れる断熱材料３５５、受桟３５３、および支柱３５２は
真空下に加熱されるので、ガスを容易に放出し被処理物
３５６の品質を低下させる。

【００１１】（従来例３）これに対してガス放出量を可
及的に抑えて脱ワックス室を１室とした連続式熱処理炉
が本願出願人の出願による特開平９ー１２６６５９号、
特開平９ー１２６６６０号の各公報に開示されている。
図４は上記の各公報の技術的思想に基づいて作製された
連続式熱処理炉を構成する脱ワックス部１０１について
の被処理物Ｆの搬送方向に平行な縦断面図であり、図５
は搬送方向に直角な縦断面図、図６は図４における
［６］−［６］線方向の矢視図である。なお、断面の向
きによって、図４には図５に示す排気ライン１１０、窒
素ガス配管１７３、１７７や電極１２７は示されていな
い。また、図５においてはチェインベルト１９２等の搬
送手段は簡略化して示している。図４、図５、図６を参
照して、脱ワックス部１０１は脱ワックス室１１１と搬
送室１６１とからなるが、脱ワックス時には脱ワックス
室１１１を閉空間として排気すると共に搬送室１６１も
排気するようにしてワックスによる汚染が防がれるてい
る。また、一連の脱ワックス、燒結、冷却の操作の後に
連続式熱処理炉から大気中へ取り出されることにより水
分等を吸着し、再び脱ワックス室１１１内へ挿入されて
真空下に加熱される部品は被処理物Ｆを載置するトレイ
１４４のみとし、脱ワックス時における水分の放出を極
小化させている。

【００１２】すなわち、脱ワックス室１１１は搬送室１
６１の天井板の開口の周囲に固定された底板１１４と側
壁１１３、天井鏡板１１２とに囲われて形成されてお
り、底板１１４に設けられた挿入用開口１１５を介して
搬送室１６１と連通している。天井鏡板１１２と側壁１
１３とは断熱材１１６で覆われており、側壁１１３の温
度を測定するための温度測定端子１１３ｔが埋め込まれ
ている。また、側壁１１３には排気管１１７が設けられ
ており、排気管１１７にはバルブ１１０Ｖ、ワックス補
集用トラップ１１８、およびメカニカルブースタポンプ
１１９、油回転ポンプ１２０を備えた排気ライン１１０
が接続されている。

【００１３】脱ワックス室１１１の内部には、複数枚の
熱線反射板から形成されているリフレクタ１２３によっ
て加熱区画１２１が通気可能に画成されており、図示せ
ずとも側壁１１２の内面に固定されている。そして加熱
区画１２１の底面部には開口１２５が形成されている。
リフレクタ１２３の内周側には電熱ヒータ１２６が設置
されており（図４では左右に示されているが、実際には
全内周面に設けられている）、脱ワックス室１１１の側
壁１１３に設けられた電極１２７に接続されている。ま
た、途中に流量計１７１と可変流量バルブ１７２を備え
た窒素ガス配管１７３が、脱ワックス室１１１の外部か
ら断熱材１１６と側壁１１３とを貫通して、加熱区画１
２１の天井面のレフレクタ１２３の下側に導入されてお
り、その先端部には吹出しノズル１７４が取り付けられ
ている。

【００１４】搬送室１６１は、図４を参照して、左端に
搬入扉１０６、右端に焼結部との仕切扉１０７がそれぞ
れ開閉可能に取り付けられ、密閉可能とされている。ま
た搬送室１６１内には、図６も参照して、２本のチェイ
ンベルト１９２が駆動スプロケット１９３と従動スプロ
ケット１９４に巻装して設置されており、電動機１９５
で駆動されて、搬送台１４２上の被処理物Ｆを矢印の方
向へ搬送する。すなわち、チェインベルト１９２に係合
される搬送台１４２の中央部に設けた円形開口の外周部
の座ぐりに炭素系材料のトレイ受け用断熱板１４３が置
かれ、トレイ受け用断熱板１４３の中央部に設けた円形
開口の外周部の座ぐりにトレイ１４４が重ねて置かれ、
更に被処理物Ｆはトレイ１４４上に載置されて搬送され
る。また搬送台１４２は脱ワックス室１１１の直下に停
止されるが、その停止位置を固定させるためのストッパ
１９７ａ、１９７ｂが停止された搬送台１４２の前後と
なる位置に設けられており、それぞれの駆動源１９８
ａ、１９８ｂによって回動されて作動する。また搬入扉
１０６、仕切扉１０７の内側には、搬送台１４２の搬入
と搬出を介助するロール１９６ａ、１９６ｂが設けられ
ており、それぞれ駆動スプロケット１９３の軸、従動ス
プロケット１９４の軸によってチェインで駆動される。
更にはチェインベルト１９２の両側にはガイド板１９９
が取り付けられている。

【００１５】また、搬送室１６１の下方の外部に設置さ
れているエヤシリンダ１５９のロッド１５８が搬送室１
６１内へ挿通されており、チェインベルト１９２で搬送
されてくる搬送台１４２上の被処理物Ｆを脱ワックス室
１１１内へ挿入するようになっている。すなわち、ロッ
ド１５８の先端部には４本の支持柱１５２を立設した昇
降蓋１５１が固定されており、支持柱１５２の中程に
は、加熱区画１２１を画成しているリフレクタ１２３と
同様な、多数枚の熱反射板からなるリフレクタ１５３が
取り付けられている。

【００１６】そして、ロッド１５８が昇降蓋１５１と共
に一点鎖線で示す位置から上昇されて４本の支持柱１５
２の先端がトレイ１４４の下面を支持して持ち上げ、続
いて昇降蓋１５１がトレイ受け用断熱板１４３を持ち上
げる。ロッド１５８が更に上昇されて被処理物Ｆを脱ワ
ックス室１１１の加熱区画１２１内へ挿入し、トレイ受
け用断熱板１４３が脱ワックス室１１１の底板１１４に
当接して昇降蓋１５１と共に脱ワックス室１１１を閉じ
て閉空間を形成すると同時に、リフレクタ１５３が加熱
区画１２１のリフレクタ１２３と一体となって被処理物
Ｆの周囲を取り囲むようになっている。

【００１７】被処理物Ｆの脱ワックスに際しては、被処
理物Ｆは搬送台１４２上のトレイ受け用断熱板１４３に
重ねたトレイ１４４に載置されて搬入扉１０６から搬送
室１６１内へ搬入され、搬送台１４２はチェインベルト
１９２によって搬送される。そして、搬入扉１０６が閉
じられると同時に、油回転ポンプ１２０、メカニカルブ
ースターポンプ１１９が起動され排気が開始される。搬
送台１４２は図示しない機構によって被処理物Ｆを脱ワ
ックス室１１１の直下まで搬送して停止され、ストッパ
１９７ａ、１９７ｂによってその位置に固定される。次
いで、エヤシリンダ１５９のロッド１５８と共に昇降蓋
１５１が一点鎖線で示す位置から上昇され、昇降蓋１５
１の支持柱１５２の先端がトレイ１４４の下面を支持し
て持ち上げ、続いて昇降蓋１５１がトレイ受け用断熱板
１４３を持ち上げる。そして、更にロッド１５８が上昇
されて被処理物Ｆが脱ワックス室１１１の加熱区画１２
１内へ挿入される。

【００１８】すなわち、被処理物Ｆが脱ワックス室１１
１の底板１１４の挿入用開口１１５を経て実線で示すよ
うに脱ワックス室１１１の加熱区画１２１内へ挿入さ
れ、昇降蓋１５１がトレイ受け用断熱板１４３を脱ワッ
クス室１１１の底板１１４の下面に当接させてロッド１
５８の上昇が停止され、被処理物Ｆは脱ワックス室１１
１内に収容されると共に、支持柱１５２に取り付けられ
ているリフレクタ１５３がリフレクタ１２３と一体的に
被処理物Ｆを取り囲む。また、窒素ガス配管１７３から
の窒素ガスが吹出しノズル１７４から加熱区画１２１内
の天井部分へ流入され、窒素ガス配管１７７からの窒素
ガスが吹出しノズル１７８から搬送室１６１内へ流入さ
れる。そして脱ワックス室１１１の圧力Ｐ₂ が搬送室１
６１内の圧力Ｐ₃ よりも低くなるように維持される。被
処理物Ｆが減圧下に加熱区画１２１内の電熱ヒータ１２
６の輻射熱によって加熱されることにより、被処理物Ｆ
に含まれているワックスは気化しワックス蒸気となって
メカニカルブースタポンプ１１９および油回転ポンプ１
２０で排気ライン１１０中を排気され、途中に設けられ
たワックス捕集用トラップ１１８に捕集される。また、
脱ワックス室１１１とその排気管１１７は断熱材１１６
によって温度１２０℃程度に保温されるので、ワックス
蒸気の凝着が防がれる。

【００１９】このような操作によって、ワックス蒸気が
搬送室１６１内へ流れ込むことが防がれ、搬送室１６１
の汚染が防がれる。また、一連の脱ワックス、燒結、冷
却の操作の後、再び脱ワックス室１１１内へ挿入されて
真空下に加熱される部品はトレイ１４４のみとしている
ので、脱ワックス室１１１内でのガス（特に水分）の発
生量は極めて少なくなっており、被処理物Ｆの焼結品の
品質低下が防がれている。なお、所定の脱ワックス操作
が完了すると、ロッド１５８が下降され、トレイ１４４
とその上の被処理物Ｆは搬送室１６１内の搬送台１４２
上にトレイ受け用断熱板１４３と共に戻されて、チェイ
ンベルト１９２により続く燒結部へ送り込まれる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来例３の連続
式熱処理炉においては、脱ワックス時に、脱ワックス室
１１１の底板１１４の挿入用開口１１５を昇降蓋１５１
とトレイ受け用断熱板１４３とで塞いで脱ワックス室１
１１内を閉空間とし、かつ脱ワックス室１１１の圧力Ｐ
₂ を搬送室１６１の圧力Ｐ₃ よりも低くしているので、
ワックス蒸気が搬送室１６１内へ流れ込むことはない
が、脱ワックス室１１１内において、電熱ヒータ１２６
に直面しない構成部品や内壁のコーナー部の表面にワッ
クス蒸気が接触し液化して付着することによって、脱ワ
ックス室１１１が汚染され、昇降蓋１５１が下降されて
脱ワックス室１１１と搬送室１６１とが連通された時
に、付着ワックスが何らかの原因によって流下したり、
気化されて流れ込み搬送室１６１を汚染する場合があ
る。

【００２１】本発明は上述の問題に鑑みてなされ、脱ワ
ックス室、搬送室がワックスによって汚染されることな
く、被処理物の脱ワックスを効果的に施すことができ、
脱ワックス室を１室とした低装置コストの連続式熱処理
炉を提供することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記の課題は請求項１の
構成によって解決されるが、その解決手段を実施の形態
によって例示すれば、図３は連続式熱処理炉１００の脱
ワックス部１の縦断面図であり、従来例３の図５に対応
する図である。脱ワックス部１は脱ワックス室１１と搬
送室６１とからなり、脱ワックス室１１の底板１４の挿
入用開口１５を介して搬送室６１と連通している。

【００２３】脱ワックス室１１の内部にはレフレクタ２
３で囲われて加熱区画２１が通気可能に画成されてお
り、その内周側には電熱ヒータ２６が設置されている。
また、加熱区画２１の内部には、ワックス蒸気を透過さ
せない材料、例えば耐熱性の金属板３３によって上端面
を有する筒状に形成され下方を開放されたマッフル３１
が設けられている。マッフル３１の下端部は加熱区画２
１の底面部の開口に挿入されて下方へ延在し、その下端
は底板１４の挿入用開口１５の周縁部に固定されてい
る。そして、マッフル３１はその枝管３６を介して脱ワ
ックス室１１の側壁１３の排気管３７に連結され、排気
管３７にはバルブ３０Ｖ、ワックス捕集用トラップ３
８、およびメカニカルブースタポンプ３９、油回転ポン
プ４０を備えた排気ライン３０が接続されている。ま
た、脱ワックス室１１を排気するための側壁１３に設け
られた排気管１７には脱ワックス室１１の排気ライン１
０が設けられ、バルブ１０Ｖを介してマッフル３１の排
気ライン３０に接続されている。

【００２４】搬送室６１には、被処理物Ｆの搬入時の断
面図である図２を参照して、炭素系材料からなるトレイ
受け用断熱板４３、耐熱金属製のトレイ４４、および被
処理物Ｆを重ねて載置したステンレス鋼製の搬送台４２
が簡略化して示したチェインベルト９２によって搬送さ
れてくる。また搬送室６１には下方の外部に設置されて
いるエヤシリンダ５９のロッド５８が挿通されており、
ロッド５８の先端部には挿入用開口１５を開閉する昇降
蓋１５が固定されている。昇降蓋５１の中央部にはトレ
イ４４を支持して持ち上げる支持柱５２が立設され、支
持柱５２の中程には、レフレクタ５３が取り付けられて
いる。そして、ロッド５８が昇降蓋５１と共に上昇され
ると、支持柱５２の先端がトレイ４４の下面を支持して
持ち上げ、続いて昇降蓋５１がトレイ受け用断熱板４３
を持ち上げる。ロッド５８が更に上昇されて被処理物Ｆ
を脱ワックス室１１の加熱区画２１内に設けたマッフル
３１内へ挿入し、トレイ受け用断熱板４３が脱ワックス
室１１の底板１４に当接して昇降蓋５１と共に脱ワック
ス室１１を閉じて閉空間が形成される。この時、トレイ
受け用断熱板４３は断熱部材として、かつパッキン部材
として作用する。

【００２５】更には、マッフル３１内へは流量可変バル
ブ８２を備えた窒素ガス配管８３によって、脱ワックス
室１１の加熱区画２１内へは流量可変バルブ７２を備え
た窒素配管７３によって、搬送室６１内へは流量可変バ
ルブ７６を備えた窒素ガス配管７７によって窒素ガスが
流量調整されて導入されるようになっている。

【００２６】脱ワックス時においては、被処理物Ｆを搬
入する搬送台４２が搬送室６１内へ搬入され、搬入扉が
閉じられると、油回転ポンプ４０、メカニカルブースタ
ポンプ３９が駆動されて、マッフル３１内、脱ワックス
室１１内、搬送室６１内が排気され、ロッド５８が上昇
されて被処理物Ｆがトレイ４４と共にマッフル３１内へ
挿入される。この時、トレイ受け用断熱板４３が脱ワッ
クス室１１の底板１４に当接して昇降蓋５１と共に脱ワ
ックス室１１を断熱的に密閉し、被処理物Ｆは、レフレ
クタ２３からなる加熱区画２１のマッフル３１内におい
て、レフレクタ２３とレフレクタ５３とに囲まれた状態
となる。そして、窒素ガス配管８３、７３、７７からマ
ッフル３１内、脱ワックス室１１内、搬送室６１内へそ
れぞれ流量調整されて窒素ガスが流入され、マッフル３
１内の圧力Ｐ₁ 、脱ワックス室１１内の圧力Ｐ₂ 、搬送
室６１内の圧力Ｐ₃ が次式Ｐ₂ ＞Ｐ₁ ＜Ｐ₃ で示される関係に維持され、マッフル３１内の被処理物
Ｆは電熱ヒータ２６からの幅射熱によって加熱されて脱
ワックスされる。また、脱ワックス室１１の外壁とワッ
クス蒸気が排出される排気ライン１０、３０の外周は断
熱材で覆われており、ワックス蒸気の液化が防がれてい
る。

【００２７】このような脱ワックス操作が行われること
により、被処理物Ｆから発生するワックス蒸気はマッフ
ル３１から外部へ漏出することなくメカニカルブースタ
ポンプ３９、油回転ポンプ４０によって排気ライン３０
中を排気され、途中に設けられたワックス捕集用トラッ
プ１８において捕集される。従って、脱ワックス室１１
内および搬送室６１内がワックス蒸気によって汚染され
ることはない。

【００２８】更には、使用されている部品のうち連続式
熱処理炉１００から大気中へ取り出されて水分等を吸着
した後、繰り返してマッフル３１内で真空下に加熱され
る部品は被処理物Ｆを載置する金属製のトレイ４４のみ
であり、脱ワックス時に発生する水分等のガスは極度に
抑制される。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
連続式熱処理炉について、図面を参照して具体的に説明
する。

【００３０】図１は実施の形態による連続式熱処理炉１
００の全体を示す概略断面図である。上流側から順に脱
ワックス部１、焼結部２、冷却部３が連結されており、
左端に搬入扉６、右端に搬出扉９が設けられ、脱ワック
ス部１と焼結部２とは仕切扉７によって、焼結部２と冷
却部３とは仕切扉８によって画成されている。

【００３１】脱ワックス部１は上方の脱ワックス室１１
と下方の搬送室６１とからなり、脱ワックス室１１内に
は加熱区画２１が形成され、更にその内部にはマッフル
３１が設けられてメカニカルブースタポンプ３９、油回
転ポンプ４０が接続されており、被処理物Ｆを真空下に
加熱するようになっている。

【００３２】搬送室６１内には搬送手段としてのチェイ
ンベルト９２が設けられており、被処理物Ｆは、これを
載置するトレイ４４と共に脱ワックス室１１の直下で停
止される。搬送室６１の下方の外部には昇降手段として
のエヤシリンダ５９が設置されており、そのロッド５８
が搬送室６１内へ挿通されている。そして、ロッド５８
の先端部には脱ワックス室１１を開閉する昇降蓋５１が
固定されており、その表面に立設された支持柱５２でト
レイ４４を持ち上げるようになっている。

【００３３】焼結部２は脱ワックス操作の完了した被処
理物Ｆを脱ワックス部１よりも高真空度で高温度に加熱
して焼結させる箇所であり、細部は異なるものの脱ワッ
クス部１と同様な構造を有している。また、冷却部３で
は内部の加圧ガスが電動機で駆動されるファン４によっ
て循環され、熱交換器５によって冷却されて、焼結操作
の完了した高温度の被処理物Ｆに吹き付けられ、これを
冷却するようになっている。

【００３４】上記の連続式処理炉１００において、ワッ
クス蒸気による汚染を可及的に防ぐように構成されてお
り、本発明の要部を占める脱ワックス部１について以下
に説明する。

【００３５】図２は図１における［２］−［２］線方向
の断面図であり、被処理物Ｆの搬入時を示す。なお、図
２と従来例３の図５とは同様な破断方向の断面図であ
る。また図３は図２に続く断面図であり、被処理物Ｆが
マッフル３１内に挿入された脱ワックス時を示す。従来
例３の図５と比較して明らかなように、本実施の形態に
よる連続式熱処理炉１００の脱ワックス部１は従来例３
の脱ワックス部１０１と全体的には同様に構成されてい
るが、大きく異なっているところは脱ワックス室１１の
加熱区画２１内にワックス蒸気を透過させないマッフル
３１が設けられていることにある。従って、従来例３の
脱ワックス室１１１に対して、実施の形態の連続式熱処
理炉１００においては脱ワックス室１１とした如く、実
施の形態の各要素の符号には対応する従来例３の要素の
符号から１００を減じた数字を付して、両者に共通する
要素についての説明は省略し、異なる要素についてのみ
説明する。

【００３６】上述したように、脱ワックス室１１内の加
熱区画２１内には、ワックス蒸気を透過させない金属板
３３で作製され上端面を有する筒状のマッフル３１が設
けられており、マッフル３１の下端は開放されている。
その下端は加熱区画２１の底面部の開口挿入されて下方
へ延在しており、その下端は脱ワックス室１１の底板１
４の挿入用開口１５の周縁部上に固定されている。そし
てマッフル３１の内周面の下端部には加熱区画２１のレ
フレクタ２３のレベルに整合させてレフレクタ２３’が
環状に取り付けられている。

【００３７】マッフル３１の側壁には枝管３６が取り付
けられ、脱ワックス室１１の側壁１３に設けられた排気
管３７と連結されている。排気管３７にはバルブ３０
Ｖ、ワックス捕集用トラップ３８、およびメカニカルブ
ースタポンプ３９、油回転ポンプ４０を備えた排気ライ
ン３０が接続されている。また脱ワックス室１１の排気
管１７には脱ワックス室１１の排気ライン１０が設けら
れ、バルブ１０Ｖを介してマッフル３１の排気ライン３
０に接続されており、搬送室６１の排気管６７には搬送
室６１の排気ライン６０が設けられ、バルブ６０Ｖを介
して脱ワックス室１１の排気ライン１０に接続されてい
る。更には、途中に流量計８１と制御バルブ８２を備え
た窒素ガス配管８３が脱ワックス室１１の外部から、断
熱材１６、側壁１３、レフレクタ２３、金属板３３を貫
通してマッフル３１内へ導入されている。そのほか、窒
素ガス配管７３によって脱ワックス室１１内へ窒素ガス
が流入され、窒素ガス配管７７によって搬送室６１内へ
窒素ガスが流入されていることは従来例３の場合と同様
である。

【００３８】更には、必要に応じてエヤシリンダ５９の
ロッド５８の軸心部および昇降蓋５１の中心部に貫通孔
５７が穿設される。そのような場合の一例は使用されて
いるワックスの種類によってはワックスが完全に気化せ
ずに液状化する場合であり、貫通孔５７の下端側に、バ
ルブ５５を介してワックス回収槽５６が連結されて、そ
のようなワックスの排除や、メンテナンス時のクリーニ
ングに使用される。上述したように、マッフル３１に関
連するもの以外の構成要素は従来例３の脱ワックス部１
０１と全く同様に構成されている。

【００３９】次に、脱ワックス部１の作用を説明する。
図１、図２を参照して、被処理物Ｆ、トレイ４４、トレ
イ受け用断熱板４３を重ねて載置した搬送台４２がチェ
インベルト９２によって搬送室６１内に搬入され搬送室
６１の搬入扉６が閉じられると油回転ポンプ４０、メカ
ニカルブースタポンプ３９が起動されて、マッフル３１
内、脱ワックス室１１内、搬送室６１内の排気が開始さ
れる。搬送台４２は被処理物Ｆを載置したまま脱ワック
ス室１１の直下まで搬送され、停止、固定される。続い
て搬送台４２の下方からエヤシリンダ５９のロッド５８
が昇降蓋５１と共に上昇されて、昇降蓋５１に立設され
ている支持柱５２の先端がトレイ４４の下面を支持して
持ち上げ、更に昇降蓋５１がトレイ受け用断熱板４３を
持ち上げる。そして、更にロッド５８が上昇されて被処
理物Ｆがトレイ４４と共に脱ワックス室１１の加熱区画
２１内に設けられているマッフル３１内へ挿入される。

【００４０】図３を参照して、被処理物Ｆがマッフル３
１内へ挿入されると同時に、昇降蓋５１に伴われたトレ
イ受け用断熱板４３が脱ワックス室１１の底板１４に当
接してロッド５８の上昇が停止され、マッフル３１は脱
ワックス室１１と共に密閉される。すなわち、トレイ受
け用断熱板４３が断熱部材として、かつパキン部材とし
て働いて脱ワックス室１１を断熱的に密閉する。同時に
窒素ガスが窒素ガス配管８３からマッフル３１内へ、窒
素ガス配管７３から脱ワックス室１１の加熱区画２１内
へ、窒素ガス配管７７から搬送室６１内へそれぞれ流量
制御されて流入され、マッフル３１内の圧力Ｐ₁ 、脱ワ
ックス室１１内の圧力Ｐ₂ 、搬送室６１内の圧力Ｐ₃ が
次式Ｐ₂ ＞Ｐ₁ ＜Ｐ₃ で示される関係に維持される。

【００４１】そして電熱ヒータ２６に通電され輻射熱に
よってマッフル３１の金属板３３が加熱され、マッフル
３１内の被処理物Ｆが真空下に加熱されることにより、
被処理物Ｆに含まれているワックスは気化されワックス
蒸気となるが、メカニカルブースタポンプ３９、油回転
ポンプ４０によって排気ライン３０中を排気され、途中
に設けられたワックス捕集用トラップ３８において捕集
される。

【００４２】この時、マッフル３１内へ流入されている
窒素ガスは被処理物Ｆの脱ワックスが気化されることを
介助し、更には排気ライン３０への強制的な流れを作る
のでワックス蒸気がマッフル３１の内壁に付着せず脱ワ
ックス効率が向上する。また上述したように、マッフル
３１内の圧力Ｐ₁ を脱ワックス室１１内の圧力Ｐ₂ 、搬
送室内への圧力Ｐ₃ よりも低くしているので、脱ワック
ス室１１、搬送室６１からマッフル３１内へ気体が流入
することはあっても、ワックス蒸気がマッフル３１から
外へは漏出せず、従って、従来例３で見られたような脱
ワックス室１１、搬送室６１のワックスによる汚染は生
じない。

【００４３】また、脱ワックス操作が完了し、ロッド５
８と共に昇降蓋５１の下降が開始されてマッフル３１が
脱ワックス室１１と共に搬送室６１と連通される時、搬
送室６１の圧力Ｐ₃ はマッフル３１内の圧力Ｐ₁ よりも
高いので、窒素ガスは搬送室６１からマッフル３１内へ
の流れを生じマッフル３１の排気ライン３０で排気され
る。

【００４４】更には、一連の脱ワックス、焼結、冷却の
操作の操作の後に、連続式処理炉１００から大気中へ取
り出されて水分等を吸着した後、マッフル３１内で繰り
返して真空下に加熱される部品は金属製のトレイ４４の
みとして吸着する水分等の抑制が図られているので、脱
ワックス時における水分等のガスの発生が極度に抑えら
れ焼結品の品質の低下が防がれている。

【００４５】本発明の実施の形態による連続式熱処理炉
１００、特にその脱ワックス部１は以上の様に構成され
作用するが、勿論、本発明はこれに限定されることな
く、本発明の技術的思想に基いて種々の変形が可能であ
る。

【００４６】例えば本実施の形態においては、マッフル
３１内への窒素ガスの吹出しノズル８４を天井面に設
け、マッフル３１内の排気用の枝管３６を側面に取り付
けたが窒素ガス配管８３をマッフル３１の下端部内へ導
入し、排気用の枝管３６をマッフル３１の天井面に取り
付けて、窒素ガスを下方から上方へ流すようにして、温
度の高いワックス蒸気の排気の効率を高めるようにして
もよい。

【００４７】また本実施の形態においては、マッフル３
１を耐熱性の金属板で形成したが、ワックス蒸気が透過
しない耐熱材料であればよく金属に限られない。例え
ば、カーボンやセラミックスによってマッフル３１を作
製してもよい。

【００４８】また本実施の形態においては、マッフル３
１、脱ワックス室１１、搬送室６１の排気を一系列のメ
カニカルブースタポンプ３９、油回転ポンプ４０で行う
ようにしたが、２系列以上使用してもよい。

【００４９】また本実施の形態においては、不活性ガス
として窒素ガスを採用したが、これをアルゴンガス等の
希ガスとしてもよく、また脱ワックス、焼結の操作に悪
影響を及ぼさないガスである限りにおいてガスの種類は
問わない。

【００５０】また本実施の形態においては、昇降蓋５１
と脱ワックス室１１と底板１４とのシールに炭素系材料
からなるトレイ受け用断熱板４３を採用したが金属エッ
ヂによるメタルコンタクトとしてもよい。

【００５１】また本実施の形態においては必要あれば穿
設するとしたエヤシリンダ５９のロッド５８の軸心部お
よび昇降蓋５１の中心部の貫通孔５７をマッフル３１か
らの排気ラインとすることもできる。

【００５２】また本実施の形態においては、被処理物Ｆ
を載置するトレイ４４を耐熱金属製としたが、トレイ４
４の連続式熱処理炉１０から取り出し後に水分等を吸着
させないような管理が可能であれば、これを炭素系材料
で作製してもよい。

【００５３】

【発明の効果】本発明は以上に説明したような形態で実
施され、次ぎに記載するような効果を奏する。

【００５４】本発明の連続式熱処理炉は脱ワックス室の
加熱区画内に形成したワックス蒸気を透過させない材料
によるマッフル内に被処理物を挿入し、マッフル内の圧
力を最も高真空度にして脱ワックスするようにしたの
で、脱ワックス室とその下方の搬送室の汚染を効果的に
防ぐことができ、連続式熱処理炉のメンテナンスの間隔
を延長させ、操業時間を延長し得る。

【００５５】また、脱ワックス室、搬送室を含む脱ワッ
クス部の汚染が効果的に防がれて、続く焼結部の汚染も
防がれることから、脱ワックス室を１室のみとしても十
分な脱ワックスが可能であり、結果的に連続式熱処理炉
の製造コストを低下させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態の連続式熱処理炉の全体を示す概略
縦断面図である。

【図２】図１における［２］−［２］線方向の断面図で
あり、被処理物の搬入時を示す。

【図３】図２に続く縦断面図であり、被処理物の脱ワッ
クス時を示す。

【図４】従来例３の連続式熱処理炉の脱ワックス部の搬
送方向に平行な縦断面図である。

【図５】従来例３の連続式熱処理炉の脱ワックス部の搬
送方向に直角な縦断面図である。

【図６】図４における［６］−［６］線方向の矢視図で
ある。

【図７】従来例１の燒結装置の平面図である。

【図８】従来例２の連続式真空炉の脱ワックス室の縦断
面図である。

【符号の説明】

１０連続式熱処理炉１１脱ワックス室２１加熱区画２６電熱ヒータ３１マッフル３８トラップ３９メカニカルブ−スタポンプ４３トレイ受け用断熱板４４トレイ５１昇降蓋５８ロッド５９エヤシリンダ７３窒素ガス配管７７窒素ガス配管８３窒素ガス配管Ｆ被処理物

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上流側から被処理物の脱ワックス部、焼
結部、冷却部が設けられた連続式処理炉において、前記脱ワックス部は脱ワックス室と搬送室とからなり、
前記脱ワックス室は底板の挿入用開口を介して前記搬送
室と連通しており、前記脱ワックス室の内部にはリフレクタで囲われて底面
部に開口を有し加熱手段を備えた加熱区画が設けられ、
更にその内部にワックス蒸気を透過させない材料によっ
て上端面を有する筒状に形成され下端が開放されたマッ
フルが設けられ、該マッフルの下端部は前記加熱区画の
前記底面部の開口に挿入されて下方へ延在し、その下端
は前記挿入用開口の周縁部上に固定されており、かつ前
記マッフル内は第１真空排気ラインに接続され、前記脱
ワックス室は第２真空排気ラインに接続されており、前記搬送室は上流端に被処理物の搬入口、下流端に搬出
口を備え、それぞれ仕切扉によって開閉可能に密閉さ
れ、その内部には前記被処理物の搬送手段、および該搬
送手段によって搬送されてくるトレイ上の前記被処理物
を前記トレイと共に昇降させる昇降手段が配置され、更
には前記搬送室内は第３真空排気ラインに接続されてお
り、前記昇降手段はそのロッドの先端に前記挿入用開口を開
閉する昇降蓋が固定され、該昇降蓋の中央部に立設され
た支持柱の途中には底面リフレクタが取り付けられてお
り、前記ロッドが上昇されると前記支持柱が前記トレイを支
持して前記被処理物を前記マッフル内へ挿入すると共
に、前記底面リフレクタが前記加熱区画の前記底面部の
開口を塞ぎ、かつ前記昇降蓋が前記マッフルの下端およ
び前記脱ワックス室の前記挿入用開口を密閉するように
なっており、脱ワックス時には前記第１真空排気ライン、前記第２真
空排気ラインおよび前記第３真空排気ラインが駆動さ
れ、前記昇降手段によって前記被処理物が前記トレイと
共に前記マッフル内に挿入されて、前記マッフル内が最
も高い真空度とされ、かつ前記加熱手段によって加熱さ
れて、前記被処理物から発生するワックス蒸気は前記マッフル
内から漏出することなく前記第１真空排気ラインによっ
て排出されることにより、前記脱ワックス室内および前
記搬送室内のワックス蒸気による汚染が防がれているこ
とを特徴とする連続式熱処理炉。
【請求項２】前記搬送手段が前記昇降蓋を挿通可能に
形成された比較的大きい開口を有する搬送台、該搬送台
の前記比較的大きい開口上に重ねて置かれ前記支持柱を
挿通可能に形成された比較的小さい開口を有するトレイ
受け用断熱板、および前記トレイ受け用断熱板の前記比
較的小さい開口に重ねて置かれる前記トレイからなる載
置搬送系と、これを前記搬入口から前記搬出口へ搬送す
る駆動系とからなり、前記被処理物が前記脱ワックス室の直下となる位置で停
止される前記載置搬送系に対して、前記昇降蓋が上昇さ
れ前記支持柱が前記トレイを前記被処理物と共に前記マ
ッフル内に挿入する時に、前記昇降蓋に伴われて上昇す
る前記トレイ受け用断熱板をパッキン部材として、前記
脱ワックス室の前記底板の前記挿入用開口が前記昇降蓋
によって断熱的に密閉される請求項１に記載の連続式熱
処理炉。
【請求項３】前記マッフルに不活性ガスの第１導入管
が取り付けられており、脱ワックス時には前記マッフル内へ不活性ガスが流入さ
れて脱ワックス効果が高められる請求項１または請求項
２に記載の連続式熱処理炉。
【請求項４】前記マッフルの前記第１導入管に加え
て、前記脱ワックス室に不活性ガスの第２導入管が取り
付けられ、前記搬送室に同じく第３導入管が取り付けら
れており、脱ワックス時には、前記マッフル内、前記脱ワックス室
内、および前記搬送室内へ不活性ガスが流入されて、前
記マッフル内の圧力Ｐ₁ 、前記脱ワックス室内の圧力Ｐ
₂ 、前記搬送室内の圧力Ｐ₃ が次式Ｐ₂ ＞Ｐ₁ ＜Ｐ₃ で示される関係に維持されることにより、前記脱ワックス室内および前記搬送室内のワックス蒸気
による汚染が更に高度に防がれている請求項１から請求
項３までの何れかに記載の連続式熱処理炉。
【請求項５】前記脱ワックス室の外壁が断熱材で覆わ
れており、脱ワックス時には前記加熱手段によって加熱されて温度
上昇し、ワックス蒸気の凝着が防がれている請求項１か
ら請求項４までの何れかに記載の連続式熱処理炉。
【請求項６】前記ロッドの軸心部および前記ロッドの
先端の昇降蓋の中央部を上下に貫通する孔が穿設され、
前記孔の前記ロッドの下端側はバルブを介してワックス
回収槽に連結されており、液状化されるワックスの排出
路とされている請求項１から請求項５までの何れかに記
載の連続式熱処理炉。
【請求項７】一連の脱ワックス、焼結、冷却の操作の
完了した前記被処理物と共に前記連続式熱処理炉から大
気中へ取り出された後、再び未処理の前記被処理物と共
に前記連続式熱処理炉内へ搬入され、前記脱ワックス室
の前記マッフル内へ挿入されて真空下に加熱される部品
は前記トレイのみとされており、大気中での吸着水分等による脱ワックス時におけるガス
放出が極少量となるようにされている請求項１から請求
項６までの何れかに記載の連続式熱処理炉。