JPH11211363A - 連続熱処理炉に用いるサヤ支持構造及び連続熱処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 連続熱処理炉に用いたときにサヤにクラック
が生じるのを抑制するサヤ支持構造を提供する。 【解決手段】 サヤ支持構造は、連続熱処理炉１０内を
移動可能な台板２６と、未焼成のセラミック成形体を収
納するためのセラミック製サヤ２０と、このサヤ２０を
台板２６上にて対流可能な空間をもって支持するコマ２
７とを備えており、サヤ２０はコマ２７により台板２６
から３０ｍｍ以上の高さで支持されている。これによ
り、サヤ２０（特に底板）にクラックが発生するまでの
使用回数（連続熱処理炉１０に何回通すことができる
か）が飛躍的に向上した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉末の仮焼などを
行う連続熱処理炉に用いるセラミック製サヤ及び連続熱
処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１及び図２に示すように、粉末の仮焼
などを行う連続熱処理炉１０に用いるサヤ２０は、四隅
に略Ｌ字の突起２２を備えたアルミナセラミック製の底
板部材２１と、各突起２２に嵌まり込む略Ｌ字の切欠２
３を備えたアルミナセラミック製の枠部材２４とから構
成され、枠部材２４の上面には外と内との空気の流通を
確保するための窓部２５が設けられている。そしてこの
サヤ２０の中に例えば電子部品用、ガスセンサ素子用又
はプラグ用に用いられるセラミックの生の成形体を複数
並べ、このサヤ２０をセラミック製の台板２６の上にコ
マ２７を介して２段に積み重ね、サヤ搭載台車３０とす
る。

【０００３】一方、図３に示すように、連続熱処理炉１
０には、入口から出口に至るまでの間に複数の熱処理ゾ
ーン（第１ゾーン１〜第７ゾーン７）が設けられてお
り、各ゾーン１〜７はそれぞれ図３に示した温度に維持
されている。なお、温度は熱電対によって測定される。

【０００４】そして、サヤ搭載台車３０の台板２６の側
面をプッシャーで約３５分かけて連続熱処理炉１０の入
口へ押し込むことにより、サヤ搭載台車３０は連続熱処
理炉１０の第１ゾーン１に入いり、次いで、別のサヤ搭
載台車３０をプッシャーで同様にして押し込み、この操
作を順次繰り返す。これにより、サヤ搭載台車３０は連
続熱処理炉１０内をいわゆる“ところ天”式に押し出さ
れて移動し、第１ゾーン１から第７ゾーン７へと進み、
最後に第７ゾーン７から炉外へ押し出され、ここで急冷
される。

【０００５】上記のようにサヤ搭載台車３０が第７ゾー
ン７（１４９０℃）から炉外へ押し出された場合、２〜
３回繰り返し使用すると下段のサヤ２０の底板部材２１
にクラックが発生することがあった。連続熱処理炉１０
を通過したあとのサヤ２０は、その内部にセラミック成
形体を収納したまま次の工程（例えば検査工程）へ移さ
れるため、サヤ２０の底板部材２１にクラックが発生し
ていると、そこから割れてしまい、収納していたセラミ
ック成形体が落下してしまうという問題があった。この
ため、底板部材２１にクラックが発生した場合には、そ
の底板部材２１を廃棄し新しいものに交換していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、サヤ２
０の底板部材２１を交換する頻度が高いと、サヤ２０に
かかるコストが嵩むという問題があった。このため、サ
ヤ２０にクラックが発生するのを抑制し、サヤ２０の寿
命を長くすること即ち繰り返し使用できる回数を増やす
ことが望まれていた。

【０００７】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
り、連続熱処理炉に用いたときにサヤにクラックが生じ
るのを抑制するサヤ支持構造及びそのような連続熱処理
方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段、発明の実施の形態及び発
明の効果】上記課題を解決するため、本発明は、連続熱
処理炉内を移動可能な台板と、未焼成のセラミック成形
体を収納するためのセラミック製サヤと、前記セラミッ
ク製サヤを前記台板上にて対流可能な空間をもって支持
する支持部材とを備えた連続熱処理炉に用いるサヤ支持
構造であって、前記セラミック製サヤは前記支持部材に
より前記台板から３０ｍｍ以上の高さで支持されている
ことを特徴とする。

【０００９】本発明では、未焼成のセラミック成形体を
収納したセラミック製サヤを、連続熱処理炉を移動可能
な台板上に対流可能な空間をもって高さ３０ｍｍ以上に
支持した状態で、連続熱処理炉に入れて未焼成のセラミ
ック成形体を焼成する。本発明によれば、セラミック製
サヤを台板から３０ｍｍ以上の高さで支持しているた
め、サヤ（特に底板）にクラックが発生するまでの使用
回数（連続熱処理炉に何回通すことができるか）が飛躍
的に増加した。この理由は定かではないが、セラミック
製サヤと台板との間の対流可能な空間が広くなるため、
セラミック製サヤの熱傾斜が緩くなり（つまり全体の温
度バラツキが小さくなり）、熱衝撃によるクラックの発
生が抑制されたものと考えられる。なお、台板からのサ
ヤの高さは３０ｍｍ以上であれば特に上限は規定されな
いが、通常の連続熱処理炉の大きさやサヤを支持したと
きのバランスを考慮すれば、１００ｍｍ以下であること
が好ましい。

【００１０】なお、セラミック製サヤは例えば１６００
〜１７００℃で焼成して作製するが、焼成前の粉末粒度
が荒いほど熱による収縮が少ないためクラックが発生し
にくい。しかし、粉末粒度を変更するよりも、サヤを台
板から３０ｍｍ以上の高さで支持する方が、簡単でしか
もクラック発生の抑制効果が高いので好ましい。

【００１１】本発明においては、セラミック製サヤを多
段に積み重ねることが好ましい。セラミック製サヤは、
未焼成のセラミック成形体を複数個収納した状態で連続
熱処理炉に通されるのであるが、このサヤを多段に積み
重ねた状態で支持すれば、その分一度に焼成できるセラ
ミック成形体の個数が増えて量産効率が向上する。ま
た、下段のサヤを台板から３０ｍｍ以上の高さで支持し
ているため、上段のサヤと下段のサヤの間で温度差が小
さくなり、焼成条件が略均一化され、焼成されたセラミ
ック成形体の製品バラツキが小さくなる。

【００１２】また、連続熱処理炉は焼成後に焼成温度か
ら室温へ急冷されるタイプであると、本来クラックが発
生しやすいのであるが、サヤを台板から３０ｍｍ以上の
高さで支持することにより、このような場合でも有効に
クラックの発生を抑制できる。このようなタイプの連続
熱処理炉としては、高温のゾーンからいきなり炉外に出
てサヤが室温下に晒されるもの、連続熱処理炉を通過す
る時間の短いものなどが挙げられる。

【００１３】

【実施例】［試験例１〜８］連続熱処理炉及びこれに用
いるサヤは、［従来の技術］の欄と同様、図１〜３の構
成のものを用いた。なお、連続熱処理炉１０は幅３２０
ｍｍ、高さ３７５ｍｍ、全長３６００ｍｍであり、サヤ
２０の底板部材２１は縦３００×横３００×高さ２０ｍ
ｍ、枠部材２４は縦３００×横３００×高さ１００ｍｍ
のものを用いた。

【００１４】また、従来と同様にして、このサヤ２０の
中にセラミックの生の成形体を複数並べ、アルミナセラ
ミック製の台板２６の上に試験例１〜６に応じた高さ
（表１参照）の支持部材としてのコマ２７（縦５０×横
５０×高さ２０〜４５ｍｍ）を介してこのサヤ２０を２
段に積み重ね、サヤ搭載台車３０とした。このとき、コ
マ２７は図４に示すように台板２６上に８つ並べ、サヤ
２０と台板２６との間に空気が対流する空間を設けた。
そして、このサヤ搭載台車３０の台板２６の側面をプッ
シャーで約３５分かけて押し込むことにより、連続熱処
理炉１０の第１ゾーン１に入れ、次いで、別のサヤ搭載
台車３０をプッシャーで同様にして押し込み、この操作
を順次繰り返すことにより、サヤ搭載台車３０をいわゆ
る“ところ天”式に押し進めて第１ゾーン１から第７ゾ
ーン７へと移動させ、最後に第７ゾーン７から炉外へ押
し出し、急冷した。

【００１５】そして、試験例１〜８の下段のサヤ２０に
つき、その底板部材２１にクラックが発生するまで何回
繰り返し使用できるかを調査した。また、上段のサヤ２
０と下段のサヤ２０との温度差を調査した。その結果を
表１及び図５に示す。なお、試験例２が従来例であり、
試験例４〜８が本発明の実施例に相当する。

【００１６】

【表１】

【００１７】表１及び図５から明らかなように、コマ２
７の高さ即ち台板２６からサヤ２０の底板部材２１まで
の高さが３０ｍｍ以上になると、クラック発生迄の使用
回数が飛躍的に伸び、特に３５ｍｍ以上になるとその伸
びが顕著になった。また、高さが３０ｍｍ以上特に３５
ｍｍ以上になると上段のサヤ２０と下段のサヤ２０との
温度差が小さくなるため、両サヤ２０、２０に収納され
たセラミック成形体の焼成条件が略同一になり、焼成後
のセラミック成形体の製品バラツキが小さくなった。な
お、サヤ２０は、底板部材２１及び枠部材２４とも粉末
アルミナセラミックを１６００〜１７００℃で焼成した
ものを用いたが、その粉末粒度は荒い方がクラック発生
までの使用回数が伸びるため好ましい結果が得られた。
また、上段のサヤ２０は１５回以上繰り返し使用しても
クラックは発生しなかった。

【００１８】以上のように、コマ２７の高さを３０ｍｍ
以上にすれば、サヤ２０の寿命が長くなり繰り返し使用
できる回数が増えるため、サヤ２０にかかるコストが低
減され、ひいては製品であるセラミック成形体の製造コ
ストが低減される。また、上段と下段の温度差が小さく
なるため製品バラツキが小さくなり、製品の品質が安定
化する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 サヤ搭載台車の説明図（図３のＡ−Ａ断面
図）である。

【図２】 サヤの組立斜視図である。

【図３】 連続熱処理炉の説明図である。

【図４】 コマの配置図である。

【図５】 試験例１〜５のクラック発生迄の使用回数を
示すグラフである。

【符号の説明】

１〜７・・・第１〜第７ゾーン、１０・・・連続熱処理
炉、２０・・・サヤ、２１・・・底板部材、２２・・・
突起、２３・・・切欠、２４・・・枠部材、２５・・・
窓部、２６・・・台板、２７・・・コマ、３０・・・サ
ヤ搭載台車。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続熱処理炉内を移動可能な台板と、 未焼成のセラミック成形体を収納するためのセラミック
   製サヤと、 前記セラミック製サヤを前記台板上にて対流可能な空間
   をもって支持する支持部材とを備えた連続熱処理炉に用
   いるサヤ支持構造であって、 前記セラミック製サヤは前記支持部材により前記台板か
   ら３０ｍｍ以上の高さで支持されていることを特徴とす
   るサヤ支持構造。
2. 【請求項２】 前記セラミック製サヤは多段に積み重ね
   られていることを特徴とする請求項１記載のサヤ支持構
   造。
3. 【請求項３】 前記連続熱処理炉は焼成後に焼成温度か
   ら室温へ急冷されるタイプであることを特徴とする請求
   項１又は２記載のサヤ支持構造。
4. 【請求項４】 未焼成のセラミック成形体を収納したセ
   ラミック製サヤを、連続熱処理炉を移動可能な台板上に
   対流可能な空間をもって高さ３０ｍｍ以上に支持した状
   態で、連続熱処理炉に入れて未焼成のセラミック成形体
   を焼成することを特徴とする連続熱処理方法。
5. 【請求項５】 前記セラミック製サヤを多段に積み重ね
   た状態で支持することを特徴とする請求項４記載の連続
   熱処理方法。
6. 【請求項６】 連続熱処理炉は焼成後に焼成温度から室
   温へ急冷されることを特徴とする請求項４又は５記載の
   連続熱処理方法。