JPS6323732A - 酸化雰囲気炉 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、酸化性の雰囲気ガスを媒体として、粉体固形
物、予備焼結体等の被処理品を高温で熱処理する酸化雰
囲気炉に関する。

〔従来の技術〕

近年、セラミックス（処理温度１８００〜２６００Ｃ）
、サーメット（処理温度１５００〜２０００Ｃ）等を処
理し得る熱間静水圧加装置（以下Ｔ（ＩＰと略称する）
が開発されている。

このような高温の処理温度を得るために、炉心に高温用
のカーボンヒータ、外層に補助金属ヒータを用いて炉内
処理室の温度を均一に調節し得る加熱炉が、特開昭５８
−１１５３０４５によって開示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このよりなｆ（ＩＰの雰囲気ガスてはヒータ、被処理品
、各部材等を保護するために、通常、アルゴンガス（以
下＾ｒ　と略称する）のような不活性ガスが用いられて
いる。ところが、例えばＺｒＯ２，ＡＩ！２０２．Ｂａ
Ｔ１０３．ＺｎＯ，ＭｇＯ，Ｙ２Ｏ３等のような酸化物
系セラミックスの被処理品を、前述したような高温で熱
処理すると、該被処理品が酸素分解を生じてそ、の特性
が劣化し、変質、変色、機械的性質の低下等の不具合を
生ずる。

そこで、このような不具合点の発生を防止するために、
Ａｒに酸素ガス（以下ｏ２と略称する）をその被処理品
の種類によって最適な体積比で混合した雰囲気ガスを使
用する酸化性ガス雰囲気ＨＩＰ処理法（以下０２ＨＩＰ
処理法と略称する。）が開発された。

しかし、従来のカーボンヒータでは、高温においてこの
０２　　と化合して炭酸ガスとなシ、カーボンヒータが
消耗すると共にこの炭酸ガスが被処理品に悪影響を及ぼ
す等の不具合を生じていた。

〔目的〕

本発明は、上記問題点を解消する酸化雰囲気炉を提供す
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち、本発明は、酸化性雰囲気ガスを用いる熱間静
水圧加圧装置の加熱炉において、外層断熱筒と、該外層
断熱筒の内部に略同心円状に配設され円筒軸方向に分割
された複数の金属ヒータと、該金属ヒータの内側に配設
された内層断熱筒と、該内層断熱筒の内側に配設された
セラミックスヒータとを具えたことを特徴とする酸化雰
囲気炉である。

〔作用〕

本発明の酸化雰囲気炉の作用について説明すると、加熱
炉内に酸化物系セラミックスの被処理品を収納し、酸素
ガスと不活性ガスとからなる雰囲気ガスを封入して処理
するに際し、まず、金属ヒータに通電して発熱させ、内
層断熱筒を介してセラミックスヒータを加熱して通電可
能な温度に予熱し、次いでこのセラミックスヒータに通
電して発熱させ、処理室内を最適の加熱処理温度に昇温
する。そして、上下方向に分割された複数の金属ヒータ
の各発熱量をそれぞれ制御し、処理室内の上下方向の温
度差を補正してその温度を均一に保持する。また、内層
断熱筒によって加熱炉内の高温を保持すると共に金属ヒ
ータの異常昇温を防止し、外層断熱筒によって金属ヒー
タが発する熱を遮断して加熱炉を収納している高圧容器
の温度上昇を防止する。

〔実施例〕

本発明の一実施例として、０２ＨＩＰ処理に用いた加熱
炉を第１図の縦断面図によって説明する。

図において、１は天井部を有する円筒状の外層断熱筒で
、外層部材１ａ１中間層部材１ｂ。

内層部材１Ｃと、これらの眉間に充填された繊維状の断
熱部材１ｄ、１ｅとから構成されている。２は、外層断
熱筒１とほぼ相似形状の辷−夕担体で、外層断熱筒１の
内側罠遊嵌され、その外周部にはそれぞれ別個に電源に
連結された、例えば鉄・クロム・アルミ合金のような、
耐酸化性の上部金属ヒータ２ａ、中部金属ヒータ２ｂ、
下部金属ヒータ２ｃが巻回されている。

５は、前記外層断熱筒１およびヒータ担体２とほぼ相似
形状で耐熱断熱性の内層断熱筒で、ヒータ担体２の内＠
罠遊嵌されている。

これらの外層断熱筒１、ヒータ担体２、内層断熱筒３の
下端部は１、リング状の底板４の上面に固着され、この
底板４の下面には各金属ヒータ２ａ、２ｂ、２ｃにそれ
ぞれ連結された６個の炉側コネクタ５が装着されている
。６は、円筒状の４本の主発熱部とこれらの上部を連結
するリング状の上部発熱部とからなる例えばジルコニア
焼結体のようなセラミックスヒータで、中心部に通気穴
が穿設された断熱絶縁板７を介して、リング状の炉床８
の上面に固設され、この炉床８下面に装着された４個の
炉側コネクタ９に前記主発熱部の下端が図示しないリー
ド線によってそれぞれ連結されている。また、セラミッ
クスヒータ６の前記上部発熱部の上面にはリング状の絶
縁板１８が固設されている。前記した底板４は、炉床８
の外周部釦着脱自在に嵌着されている。以上の部材によ
って加熱炉Ａが構成されておシ、また、内層断熱筒３と
セラミックスヒータ６の上面とで処理室ａが構成てれて
いる。

この加熱炉Ａは、円筒胴１１及び水冷ジャケット１゛１
ａと、上蓋１２と、下蓋１３とからなる圧力容器Ｂ内に
収納され、下蓋１３の上面に装着されて導線１５．１７
によって電源に連結された容器側コネクタ１４．１６に
、通電可能に嵌挿されている。この０２ＨＩＰ処理装置
によって、例えばアルミナ（Ａ／２０２）粉体固形物の
ような酸化物系の被処理品１０を焼結処理するに際し、
圧力容器Ｂの外部において、セラミックスヒータ６上方
の絶縁板１８上に前記被処理品１０を載置し、外層断熱
筒１、ヒータ担体２、内層断熱筒５、底板４からなる円
筒体を嵌挿して固着する。

この、被処理品１０が収納された加熱炉入を圧力容器Ｂ
へ収容して炉側コネクタ５，９を容器側コネクタ１４．
１６に嵌挿し、次いで上蓋１２を嵌挿して図示しないプ
レス粋によって上蓋１２及び下蓋１５を支持する。

次に、下蓋１３の給排気穴１５＆から排気して略真空に
減圧し、例えばＡｒに２０Ｘの０２を混合したような酸
化性の雰囲気ガスを、例えば１ａｏｏｋ）ｒ／ｉのよう
な超高圧で送入する。

そして、導線１５、容器側コネクタ１４、炉側コネクタ
５を介して各金属ヒータ２ａ〜２Ｇへ送電して発熱させ
、ヒータ担体２、内層断熱筒５と介してセラミックヒー
タ６を例えば１１００Ｃのような通電可能な温度に予熱
し、更に導線１７、容器側コネクタ１６、炉側コネクタ
９、リード線（図示せず）を介してセラミックスヒータ
６に送電して発熱させ、処理室ａを例えば２０００ｔ：
’のような高温に昇温する。処理室ａにおける上部と下
部との温度差を図示しないセンサによって測定し、各々
の金属ヒータ２ａ〜２ｃの発熱量をそれぞれ制御して処
理室ａの温度を均一に保持する。

被処理品１０の焼結処理が完了すると、上蓋１２を除去
して加熱炉Ａを圧力容器Ｂから取出し、炉床８から前記
円筒体を脱抜して被処理品１０を取り出す。

〔発明の効果〕

本発明によれば、焼成炉の主発熱体にセラミックスヒー
タを採用したことにより、酸化性の雰囲気ガスを使用す
ることが可能になり、高温焼成による良質な酸化物系セ
ラミックスを提供できる効果が生ずる。また、補助金属
ヒータを、セラミックスヒータの予熱と処理室内の均熱
化との双方に利用できる副次的効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての熱間静水圧加圧装置
の要部を表わす縦断面図である。 復代理人　　内　１）　　　明 復代理人　　萩　原　亮　− 復代理人　　安　西　篤　夫

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　酸化性雰囲気ガスを用いる熱間静水圧加圧装置の加熱
   炉において、外層断熱筒と、該外層断熱筒の内部に略同
   心円状に配設され円筒軸方向に分割された複数の金属ヒ
   ータと、該金属ヒータの内側に配設された内層断熱筒と
   、該内層断熱筒の内側に配設されたセラミックスヒータ
   とを具えたことを特徴とする酸化雰囲気炉。