JPS60129591A - 加熱炉 - Google Patents

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】 １、産業上の利用分野 本発明は加熱炉に係り、更に詳述すれば、例えば水素の
ような軽いガスを雰囲気ガスに使用するに好適な連続加
！！）炉に係る。

２、従来技術 連続加熱炉は一般に入口側に昇温帯、中央部に高温保持
帯ミ出ロ側に降温帯が設けられ、必要に応じて炉内に所
定の温度曲線が付与されるようＧこしてあり、更に必要
に応じて炉内の雰囲気を所定の雰囲気ガスとするように
なっていて、熱処理・Ｖ〕未冶金に於ける焼結、セラミ
・ツクの焼成等広も）分野で使用されている。

特に高温保持帯では炉内の温度が高く、一般に炉壁は耐
火物、とりわけ耐火煉瓦で構成されてＧするが、耐火物
も熱を成程度伝導するの°Ｃ１炉内の熱が炉外へ逃げ、
エネルギーのロスが可成りあるのが現状である。とりわ
け炉内雰囲気が例えば水素を含む雰囲気ガスである場合
は水素ガスが耐火物を侵透してその熱伝導率が大である
ために炉の外殻を直接加熱、昇温させ、外殻から炉外へ
熱が放散されてエネルギーロスが一眉大きくなる。耐火
煉瓦の外側を更に断熱煉瓦で覆う方法があるが、この方
法によっζも上記の問題点を解決するには不充分である
上に、炉の外周寸法が大きくならざるを得ないという別
の問題点を生ずる。

３、発明の目的 本発明は前記のような従来の加熱炉の問題点を解消し、
断熱が良好でエネルギーロスの小さい加熱炉を提供する
ことを目的としている。

４、発明の構成 即ち、本発明の第一の発明は、耐熱金属板製内殻と、内
殻の外側に内殻と離間して設けられた金属板製外殻と、
内殻と外殻との間に形成される空間に充填された断熱材
と、前記内殻の内側に設けられた耐火物製内張り層とを
具備する多重構造の炉壁構造を有することを特徴とする
加熱炉に係り、その第二の発明は上記第一の発明に係る
加熱炉の内外殻間の空間がこの空間を減圧する減圧装置
に連通していることを特徴とする加熱炉に係る。

５、実施例 実１１上 先ず第一の発明についてその詳細を添付図面を参照しな
がら説明する。

第１図はＩｃ基板の焼成用連続加熱炉の一例を示す平面
図、第２図は第１図の■−■線に沿う断面図である。グ
リーンの（被焼成の）基板（図示せず。）は耐火物製ト
レイ３１　（第１図では図示省略す。）上に載置されて
、図に於いて矢印の方向に主ブツシャ１３によって第一
の装入室ｌから次々に炉本体３内に送り込まれ、昇温帯
３ａ、高温保持帯３ｂ、降温帯３Ｃを通り、第３図に示
す温度曲線の炉内で昇温、高温保持、降温の過程を経て
焼成され、第一の出口室４に送り込ま−れ、次いで第二
の出口室５、第二の出口室５に延設された第一のテーブ
ル６を経て第一のパレット８上に移動し、図示しない駆
動装置によって第一のガイド７の上を炉体３と平行に設
けられたコンベヤ９の炉出口側の端部に接する位置に送
られる。

装入物の加熱は端子３ｄに連結された図示しない電気抵
抗発熱体によって行われ、天井から炉内に貫装された熱
電対３ｅによって測温され、図示しない＄制御装置によ
って所定の温度曲線が維持されるようになっている。

コンベヤ９上のトレイはトレイ送還用ブツシャ１４によ
って次々に炉出口側端部から炉入口側端部に送られ、第
二のパレット１１の上に移動し、次いで第二のガイド１
０の上を図示しない駆動装置によって第二の装入室２に
延設された第二のテーブル１２、第二の装入室２を経そ
第一の装入室ｌに送り込まれるようになっている。

トレイの第二のパレッ１−１１から第二のテーブル１２
を経て第二の装入室２への移動は第一の副ブツシャ１５
によって、第二の装入室２から第一の装入室１への移動
は第二の副ブツシャ１６によって、第一の出口室４から
第二の出口室５への移動は第三の副ブツシャ１７によっ
て、第二の出口室５から第一のテーブル６を経て第一の
パレット７への移動は第四の副ブツシャ１８によって行
われる。

炉体３の中にはトレイ３１が６０板１列に並んで装入さ
れ、８時間かＬノで炉体３の中を通過するようにしであ
る。また、コンベヤ９の上をトレイが移動している間に
焼成された基板をトレイから回収し、そこにグリーンの
基板を載置する。

炉体３の中の雰囲気ガスは窒素ガス３に対してＡＸガス
（アンモニア分解ガス）　５の割合で混合した混合ガス
としてあり、ガスの炉内への供給は降温帯３ｃ、第一の
装入室ｌ及び第一の出口室４の天井に設けられたガス導
入孔３ｆがら行わ荘る。

３ｇは防爆弁である。

炉体３中に導入された雰囲気ガスはその大部分が第一の
装入室１と第二の装入室２との間の扉１ａに設けられた
ガス通過孔１’ｂから第二の装入室２へ送られる。第二
の装入室２と外部との間を開閉する扉２ａを開いたとき
に、第二の装入室２から外部へ放出されるガスは着火さ
れて炎となり、第二の装入室２と外部との境界でフレー
ムカーテンを形成して外気が侵入するのを防止する。

雰囲気ガスの残りの部分は第一の出口室４と第二の出口
室５との間の扉４ａに設けられたガス通過孔４ｂから第
二の出口室５へ送られる。第二の出口室５と外部との間
を開閉する扉５ａを開いたときに、第二の出口室５から
外部へ放出されるガスは着火されて炎となり、第二の出
口室５と外部との境界でフレームカーテンを形成して外
気が侵入するのを防止する。

第二の装入室及びその周辺は第１図のＩＶ−１Ｖ線に沿
う矢視断面図である第４図に示すように、雰囲気ガスは
図に於いて第二の装入室２の奥側にある図示省略した第
一の装入室を経て第一の扉１ａに設けられた第一のガス
通過孔１ｂを通って第二の装入室２に入り、その床に設
けられたガス排出７Ｌ　２　ｂを経てガス排出管２ｃ及
びその途中に設けられた調節弁２ｄを経由し、着火され
て排出される。雰囲気ガスの炉内への供給量の調節は上
記調節弁２ｄによって行われる。

第二の扉２ａを開いた時に第二の扉２ａの閉じている状
態での下端近くに装入物の移動方向に直角方向に設けら
れ、多数のノズル３３ａを具備する着火管３３に連結さ
れた弁（図示せず。）が開くようにしζあり、着火管３
３のノズルから放出される燃料ガスがパイロントバーナ
３２によって点火され、第二の装入室から外部へ放出さ
れる雰囲気ガスは着火されて炎となり、第二の装入室２
と外部との境界でフレームカーテンを形成して外気が侵
入するのを防止し、フード３４を経由して排出される。

第二のバレット１１から第二の装入室２への装入物の移
動は第二の扉２ａを開いておいて第一の副ブツシャ１５
（第１図参照）によって行われ、第二の装入室２から第
一の装入室１への装入物の移動は第一の扉１ａを開いて
おいて第二の副ブツシャ１６（第１図参照）によって行
われるが、第二の扉２ａと第一の扉１ａとは富に少くと
もいずれか一方が閉じているようにする。

第二の出口室５及びその周辺も上記第二の装入室２及び
その周辺の機構と同様の機構にしである。

炉体３の高温保持帯３ｂ部分の断面は、第１図のＶ−Ｖ
線に沿う断面図である第５図に示すように、厚さ６ｍｍ
の耐熱鋼板５ＵＳ３１０Ｓ製の内殻１９と内殻１９と離
間して設けられた厚さ９■の炭素鋼板５Ｓ４１製の外Ｍ
２０との二重構造となっていて、両者の間の空間には断
熱材としてセラミックファイバ２１が充填されている。

１９ａは内殻１９に付せられだ補強リブである。

この例では高温保持帯３ｂの部分では炉内温度が最高１
６００℃であって、内殻１９ば数百度に迄昇温するので
、内殻１９の材料には５ＵＳ３１０を使用しているが、
その材料としては一般には炉内温度に応して適当な材料
を使用するのが良い。

更に内殻１９の内側は耐火煉瓦２３で内張すされている
。このように炉の側壁を多重構造とすることによって、
内殻１９が加熱された雰囲気ガス及び耐火煉瓦２３によ
って加熱されても外壁２０の加熱は少なく、内外壁Ｉ９
．２０の間に充填されたセラミックファイバ２１によっ
て一層断熱効果が増大して炉内の熱が炉外へ放出される
ことを防いでいる。このような効果は前述したように、
水素ガスは耐火煉瓦を侵透して炉の外殻を直接加熱し易
いので、炉内を水素雰囲気または水素を含む雰囲気とす
る場合に特に大きい。

なお、炉内の位置によって温度の異なる連続加熱炉の場
合、操業中に炉外殻に歪が生し゛Ｃ炉床表面に凹凸が生
じ、主ブツシャ１３による装入物（ごの例ではトレイ上
に載置された基板）の搬送が困難となることがある。そ
こで、第５図に示すように、炉殻の床部をその中央部を
両端部よりも低位に位置するように傾斜面とし、その上
に好ましくは耐熱鋼製の桟２２を載置し、その上に内張
りの耐火煉瓦２３を平らに敷き詰めるようにテ゛ること
が望ましい。このような炉床構造とする場合には、操業
中に炉殻に歪が生じても、その歪は炉床部では炉殻の床
部で吸収され、即ち、炉殻を外側にだけ膨出させるので
、炉床の耐火煉瓦は平面を維持することができ、装入物
の炉内での搬送が困難になることはない。この例では炉
体の高温保持部に第６図に示すような厚さ６ｍｍ、幅４
０ｍｍの耐熱鋼板５ＬＩＳ３１０Ｓ＃の桟２２を使用し
ている。

上記のような構造とすることによって、炉体３の全長９
，５００ｍｍ　、高温保持帯３ｂ長さ３．５００ｍｍ、
炉内性寸法、幅３１５ＩＩｌＩＩｌ、高さ２５０ｍｍの
連続加熱炉に於いて、前記の操業条件下で、従来の１板
の鋼板で構成された外殻構造の場合に高温保持帯に於＆
Ｊるエネルギーの大気中への放出がＬ８００　Ｋｃａｊ
２／ボ・ｈｒであったものが、炉壁構造を内殻と外殻と
の二重構造とすることによってこれが１，５００　Ｋｃ
ａ＃／ｒｄ−ｈｒとなり、更に内外殻の間の空間にセラ
ミックファイバを充填した本発明の構造とすることによ
って更にこれが９００　Ｋｃａｊ！／ｒｒｆ−ｈｒと従
来の外殻構造の場合に比べて半減した。

実施週１ 次に本発明の第二の発明について説明する。

第二の発明は前記第一の発明の外殻の内外殻の間の空間
を減圧するようにして空気の対流や伝導による炉内から
炉外への熱の伝播を防いで一層エネルギーロスの減少を
図ったものである。

その構造は高温保持帯の断面を示す第７図に示すように
、前記実施例１に於けると同様に、炉壁は厚さ６ｍｍの
耐熱鋼板５ＵＳ３１０Ｓ製の内殻２４と厚さ９ＩＩｌｌ
ｉの炭素鋼板５Ｓ４１製の外殻２５とで二重構造となっ
ており、両者の間の空間にはセラミックファイバ２６が
充填されていて、更に内殻２４の内側は耐火煉瓦２８で
内張すされている。また、炉床は前記実施例１に於ける
と同様に、外殻の床部を炉の軸に直角方向中央部を両側
部よりも低位に位置するように傾斜を付し、その上に第
６図に示した厚さ６ｍｍ、幅４０ｍｍの耐熱鋼板５Ｕｓ
３１０ｓ製の桟２２を並べ、その上に耐火煉瓦２８が敷
き詰められている。２４ａは内殻２４に付せられた補強
リブで、その両側の空間を遮断しないように孔２４ｂが
これを貫通している。

以上第一の発明に加えて、外殻２５には排気孔２５ａが
設けられ、管２９を介して通例の減圧ポンプ３０に連通
していて、内外殻の間の空間が減圧されるようにしであ
る。このような構造にして上記空間を１ １０Ｔｏｒｒに減圧するごとにより、その余の条件は前
記実施例１と同一条件にて高温保持帯に於けるエネルギ
ーの大気中への放出が４６０　Ｋｃａ４／ｒｒｒ−ｈｒ
と前記実施例１に於ける第一の発明のそれ（９００Ｋｃ
ａ　ｊ２　／　ｒｔｒ　−ｈｒ）に比べて更に概ね半減
させることができた。

６、発明の詳細 な説明したように、第一の発明に係る加熱炉によるとき
は、従来の加熱炉による場合に比べて断熱効果が著しく
増大し、第二の発明に係る加熱炉によるときは、第一の
発明に係る加熱炉に比べて更に断熱効果が大きく、エネ
ルギーロスが著しく減少し、いずれも省エネルギーの観
点がら産業上の利用価値は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は第一の発明の詳細な説明するための図
面で、第１図は連続加熱炉の平面図、第２図は第１図の
■−■線に沿う断面図、第３図は炉内の温度曲線を示す
グラフ、第４４図は第１図のＩＶ　−１Ｖ線に沿う矢視
断面図、第５図は第１図のＶ−Ｖ線に沿う断面図、第６
図は桟の形状を示す平面図である。 第７図は第二の発明の実施例に於ける高温保持帯の断面
図である。 なお、図面に使用されている符号について、３−−−−
−−・炉体 ３ａ−・−一一−−昇温帯 ３ｂ　−−−−高温保持帯 ３　ｃ　−−−一降温帯 １９．２４−一〜−−−−内殻 ２０．２５−〜−−−−−外殻 ２１．２６−−−−−断熱材（セラミックファイバ）２
２−・−一一一一桟 ２３．２８−一−−−−・耐火物製内張り（耐火煉瓦）
２５ａ　−−一排気孔 ２９・−−一一−−管 ３０−−−−・−減圧ポンプ ３１−−−−１−レイ である。 代理人　弁理士　逢　坂　宏（他１名）第４図 第５図 １ソＱ 第６図 ２ ／ 第７図 □

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　、１（ｐ４）金属板製内殻と、内殻の外側に内殻と
   離間して設けられた金属板製外殻と、内殻と外殻との間
   に形成今れる空間に充填された断熱材と、前ｉ己申殻：
   ９内側に設けられた耐火物製内張り層とを具備する多重
   構造の炉壁構造を有することを特徴とする加熱炉。 ２、耐熱金属板製内殻と、内殻の外側に内殻と離間して
   設けられ勾金属板製外殻と、内殻と外殻との間に形成さ
   れる空間に充填された断熱材と、前記内殻の内側に、瞬
   けられた耐火物製内張り層とを具備ずや多重構造の炉壁
   構造を有し、かつ、前記内殻と外殻との間の空間がこの
   空間を減圧する減圧装置に連通していることを特徴とす
   る加熱炉。