KR20150024260A

KR20150024260A - 열처리로 및 열처리 방법

Info

Publication number: KR20150024260A
Application number: KR20140106944A
Authority: KR
Inventors: 다카히코 하시모토; 마코토 아라이
Original assignee: 엔지케이 인슐레이터 엘티디; 엔지케이 킬른 테크 가부시키가이샤
Priority date: 2013-08-26
Filing date: 2014-08-18
Publication date: 2015-03-06
Also published as: JP6192493B2; JP6186039B2; CN104422276A; CN104422276B; JP2016156612A; TW201525395A; TWI637141B; JP2015064189A

Abstract

열처리로(10)에서는, 제1 히터(21a)에 의해 제1 공간(11a)의 분위기를 가열하고, 제2 히터(21b)에 의해 제2 공간(11b)의 분위기를 제1 공간(11a)보다 고온이 되도록 가열한 상태로, 제1 반송 롤러(20a)에 의해 제1 공간(11a) 내를 반송된 피처리물(96)을, 가변속 반송 롤러(20c)에 의해 제1, 제2 반송 롤러(20a, 20b)보다 고속인 가변속 영역 내의 정해진 속도로 반송 통로(11c) 내를 통과시켜 제2 반송 롤러(20b)까지 반송한다. 반송 통로(11c)의 간극 높이 H는 25 mm 이상 35 mm 이하이다. 반송 통로(11c)의 반송 방향 길이 L은 상기 간극 높이 H의 3배 이상이다.

Description

열처리로 및 열처리 방법{HEAT TREATMENT FURNACE AND HEAT TREATMENT METHOD}

본 발명은 열처리로 및 열처리 방법에 관한 것이다.

종래, 피처리물을 열처리하는 열처리로가 알려져 있다. 예컨대 특허문헌 1에는, 기재와 전극을 포함하는 피소성품을 다수의 롤러로 이송하면서 열처리를 행하는 롤러 하스 킬른(roller hearth kiln)이 기재되어 있다. 이 롤러 하스 킬른에서는, 피소성품을 통상 속도로 반송하는 통상 반송 영역의 도중에, 피소성품을 통상 속도보다 고속으로 반송하는 고속 반송 영역을 설치하는 것이 기재되어 있다. 또한, 고속 반송 영역의 노실 내에, 통상 반송 영역보다 고출력의 가열원을 설치하는 것이 기재되어 있다. 이에 따라, 고속 반송 영역에서 피소성품을 급속 승온시켜, 피소성품 중의 기재와 전극의 수축 타이밍을 비슷하게 할 수 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2009-229013호 공보

그런데, 피처리물을 급속 승온시키는 경우, 승온 전후의 온도차를 피처리물에 따른 적절한 값으로 할 필요가 있다. 그러나, 승온 전후의 공간의 한쪽으로부터 다른 쪽으로의 복사 등의 영향으로, 승온 전후의 온도차가 커지지 않아, 피처리물에 따른 적절한 온도차가 되지 않는 경우가 있었다. 또한, 피처리물을 급속 강온시키는 경우에 관해서도, 마찬가지로 강온 전후의 온도차가 피처리물에 따른 적절한 온도차가 되지 않는 경우가 있었다. 따라서, 전후의 공간의 온도차를 보다 크게 할 수 있도록 하여, 여러가지 피처리물에 대응한 급속 승온 또는 급속 강온(급속 승강온)을 가능하게 하는 열처리로가 요구되고 있다.

본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 여러가지 피처리물에 대응하는 급속 승강온을 가능하게 하는 것을 주목적으로 한다.

본 발명의 열처리로는,

피처리물의 열처리를 행하는 열처리로로서,

제1 공간과, 제2 공간과, 상기 제1 공간과 상기 제2 공간을 연통시켜 상기 피처리물을 반송하는 통로이며 수직 방향의 간극 높이 H가 25 mm 이상 35 mm 이하인 반송 통로를 형성하고, 또한 상기 제1 공간과 상기 제2 공간을 구획하는 격벽을 갖는 노체와,

상기 제1 공간의 분위기와 상기 제2 공간의 분위기의 온도를 상이하게 하는 온도 조정 수단과,

상기 피처리물을, 상기 제1 공간 내, 상기 반송 통로, 상기 제2 공간 내의 순으로 반송하는 반송 수단을 구비하는 것이다.

이 본 발명의 열처리로에서는, 제1 공간의 분위기와 제2 공간의 분위기의 온도를 상이하게 한 상태로, 피처리물을 제1 공간 내, 반송 통로, 제2 공간 내의 순으로 반송한다. 이에 따라, 피처리물은, 제1 공간으로부터 반송 통로 내를 통과하여 온도가 상이한 제2 공간에 반송됨으로써 급속 승강온된다. 그리고, 반송 통로는, 수직 방향의 간극 높이 H가 25 mm 이상 35 mm 이하로 되어 있다. 간극 높이 H를 35 mm 이하로 함으로써, 제1 공간과 제2 공간의 한쪽으로부터의 복사가 반송 통로를 통과하여 다른 쪽으로 도달하는 것이 억제된다. 이에 따라, 제1 공간의 분위기와 제2 공간의 분위기의 온도차를 크게 하기 쉬워진다. 그 때문에, 승강온 전후의 온도차를 피처리물에 따른 적절한 값으로 하기 쉬워져, 여러가지 피처리물에 대응하는 급속 승강온이 가능해진다. 또한, 간극 높이 H를 25 mm 이상으로 함으로써, 피처리물이 통과하는 간극을 충분히 확보할 수 있다. 여기서, 간극 높이 H는, 반송 수단의 반송 방향을 따라서 반송 통로를 봤을 때의 수직 방향의 간극의 크기로 한다. 또한, 반송 수단의 반송 방향을 따라서 반송 통로를 봤을 때의 수직 방향의 간극의 크기가 상이한 개소가 있는 경우에는, 최소치를 간극 높이 H로 한다. 여기서, 상기 피처리물은, 세터에 놓인 상태로 상기 반송 수단에 반송되는 것으로 해도 좋다.

본 발명의 열처리로에 있어서, 상기 온도 조정 수단은, 상기 제1 공간의 분위기의 온도를 가열 또는 냉각시키는 제1 온도 조정 수단과, 상기 제2 공간의 분위기를 가열 또는 냉각시키는 제2 온도 조정 수단 중 적어도 하나를 구비하는 것으로 해도 좋다. 또한, 상기 제1 온도 조정 수단은, 상기 제1 공간의 분위기를 가열하는 제1 가열 수단으로 해도 좋고, 제1 공간의 분위기를 냉각시키는 제1 냉각 수단으로 해도 좋다. 상기 제2 온도 조정 수단은, 상기 제2 공간의 분위기를 가열하는 제2 가열 수단으로 해도 좋고, 상기 제2 공간의 분위기를 냉각시키는 제2 냉각 수단으로 해도 좋다. 상기 제1 가열 수단을 구비하는 경우, 상기 제2 가열 수단은, 상기 제2 공간의 분위기를 상기 제1 공간보다 고온이 되도록 가열하는 수단으로 해도 좋고, 상기 제2 공간의 분위기를 상기 제1 공간보다 저온이 되도록 가열하는 수단으로 해도 좋다. 제1 가열 수단을 구비하는 경우, 상기 제2 냉각 수단은, 상기 제2 공간의 분위기를 상기 제1 공간보다 저온이 되도록 냉각시키는 수단으로 해도 좋다. 상기 제1 냉각 수단을 구비하는 경우, 상기 제2 가열 수단은, 상기 제2 공간의 분위기를 상기 제1 공간보다 고온이 되도록 가열하는 수단으로 해도 좋다. 상기 제1 냉각 수단을 구비하는 경우, 상기 제2 냉각 수단은, 상기 제2 공간의 분위기를 상기 제1 공간보다 고온이 되도록 냉각시키는 수단으로 해도 좋고, 상기 제2 공간의 분위기를 상기 제1 공간보다 저온이 되도록 냉각시키는 수단으로 해도 좋다. 또한, 상기 제1 가열 수단은, 상기 제1 공간의 분위기를 500℃∼850℃로 가열하는 것으로 해도 좋다. 상기 제2 가열 수단은, 상기 제2 공간의 분위기를 1000℃∼1350℃로 가열하는 것으로 해도 좋다. 또한, 상기 온도 조정 수단은, 상기 제1 공간의 분위기와 상기 제2 공간의 분위기의 온도차가 400℃∼600℃가 되도록 그 제1 공간과 그 제2 공간의 적어도 한쪽을 가열 또는 냉각시키는 것으로 해도 좋다.

본 발명의 열처리로에 있어서, 상기 반송 통로의 반송 방향 길이 L이 상기 간극 높이 H의 3배 이상인 것으로 해도 좋다. 반송 방향 길이 L을 간극 높이 H의 3배 이상으로 함으로써, 제1 공간과 제2 공간의 한쪽으로부터의 복사가 반송 통로를 통과하여 다른 쪽에 도달하는 것이 억제된다. 이에 따라, 제1 공간의 분위기와 제2 공간의 분위기의 온도차를 크게 하기 쉬워져, 보다 많은 종류의 피처리물에 대응하는 급속 승강온이 가능해진다.

본 발명의 열처리로에 있어서, 상기 반송 수단은, 상기 제1 공간 내에서 상기 피처리물을 반송하는 제1 반송 수단과, 상기 제2 공간 내에서 상기 피처리물을 반송하는 제2 반송 수단과, 상기 제1 반송 수단에 반송된 상기 피처리물을, 상기 반송 통로 내를 정해진 반송 방향으로 통과시켜 상기 제2 반송 수단까지 반송하고, 상기 제1 반송 수단 및 상기 제2 반송 수단보다 고속인 가변속 영역 내에서 그 반송의 속도를 변경 가능한 가변속 반송 수단을 갖고 있어도 좋다. 피처리물의 승강온 속도(온도 변화 속도)는, 반송 통로 내의 반송 속도에 따라서 변화하게 되지만, 이 반송 속도는 가변속 영역의 범위 내에서 변경 가능하다. 그 때문에, 피처리물에 따라서 승강온 속도를 변경할 수 있어, 여러가지 피처리물에 대응한 급속 승강온이 가능해진다. 여기서, 상기 가변속 영역은, 상기 반송 통로를 통과할 때의 상기 피처리물의 승강온 속도를 적어도 150℃/min∼750℃/min의 범위에서 변경 가능해지도록 정해진 영역으로 해도 좋고, 적어도 150℃/min∼1000℃/min의 범위에서 변경 가능해지도록 정해진 영역으로 해도 좋다. 또한, 상기 피처리물은, 세터에 놓인 상태로 상기 제1, 제2 반송 수단 및 상기 가변속 반송 수단에 반송되는 것으로 해도 좋다. 또, 가변속 영역이 동일한 수치 범위인 경우, 제1, 제2 공간의 온도차가 클수록, 변경 가능한 승강온 속도의 범위가 넓어진다. 또한, 제1, 제2 공간의 온도차가 동일한 값인 경우, 가변속 영역이 넓은 수치 범위일수록, 변경 가능한 승강온 속도의 범위가 넓어진다.

또, 본 발명의 열처리로에 있어서, 상기 열처리시에서의 상기 가변속 영역 내의 정해진 속도를 취득하는 속도 취득 수단과, 상기 정해진 속도로 상기 피처리물을 반송하도록 상기 가변속 반송 수단을 제어하는 가변속 반송 제어 수단을 구비하고 있어도 좋다. 이 경우에 있어서, 상기 속도 취득 수단은, 사용자로부터 상기 정해진 속도를 입력하는 수단으로 해도 좋다. 또한, 상기 속도 취득 수단은, 사용자로부터 입력한 정보와 미리 기억 수단에 기억된 정보의 적어도 어느 것에 기초하여 상기 정해진 속도를 도출하는 수단으로 해도 좋다.

본 발명의 열처리로에 있어서, 상기 반송 수단은, 상기 피처리물을 상기 반송 통로 내에서 반송 방향인 수평 방향으로 반송하는 복수의 반송 롤러를 갖고 있고, 상기 격벽은, 상기 반송 통로의 수직 상측에 위치하는 상부 격벽과, 상기 반송 통로의 수직 하측에 위치하는 하부 격벽을 가지며, 상기 하부 격벽의 하나 이상의 상단부가, 상기 반송 방향에서 상기 복수의 반송 롤러 사이에 위치하고, 또한 수직 방향에서 상기 복수의 반송 롤러의 하단과 동일하거나 그것보다 위에 위치하고 있어도 좋다. 이렇게 함으로써, 반송 방향을 따라서 반송 통로를 봤을 때의 롤러 하단과 하부 격벽의 상하의 간극을 없앨 수 있다. 이에 따라, 제1 공간과 제2 공간의 한쪽으로부터의 복사가 이 간극을 통과하여 다른 쪽에 도달하는 것이 억제된다. 따라서, 제1 공간의 분위기와 제2 공간의 분위기의 온도차를 크게 하기 쉬워져, 보다 많은 종류의 피처리물에 대응하는 급속 승강온이 가능해진다. 또, 「수평으로 반송한다」란, 열처리로의 제조 오차나 사용에 의한 변형이 생긴 경우, 혹은 열처리로를 놓는 장소가 수평으로부터 기울어진 경우 등, 대략 수평으로 반송하는 경우를 포함하는 의미이다.

이 경우에 있어서, 상기 하부 격벽은, 상기 상단부를 갖는 볼록형부를 하나 이상 갖고 있고, 그 볼록형부는 상기 상단부를 향해서 수직 상측으로 갈수록 상기 반송 방향의 폭이 작아지는 형상을 하고 있어도 좋다. 즉, 볼록형부는, 반송 수단의 반송 통로에서의 반송 방향과 수직 방향에 수직인 방향에서 볼 때, 상단부로 갈수록 끝이 뾰족해지는 형상을 하고 있어도 좋다. 이렇게 함으로써, 반송 방향에서 복수의 반송 롤러 사이에 하부 격벽의 상단부를 배치하면서, 하부 격벽이 열팽창한 경우 등에 롤러와 하부 격벽(볼록형부)이 접촉하는 것을 피하기 쉬워진다.

본 발명의 열처리 방법은,

제1 공간과, 제2 공간과, 상기 제1 공간과 상기 제2 공간을 연통시켜 피처리물을 반송하는 통로이며 수직 방향의 간극 높이 H가 25 mm 이상 35 mm 이하인 반송 통로를 형성하고, 또한 상기 제1 공간과 상기 제2 공간을 구획하는 격벽을 갖는 노체를 구비한 열처리로에서의 상기 피처리물의 열처리 방법으로서,

상기 제1 공간의 분위기와 상기 제2 공간의 분위기의 온도를 상이하게 한 상태로, 상기 피처리물을, 상기 제1 공간 내, 상기 반송 통로, 상기 제2 공간 내의 순으로 반송하는 공정을 포함하는 것이다.

이 본 발명의 열처리 방법에서는, 피처리물은, 제1 공간으로부터 반송 통로 내를 통과하여 온도가 상이한 제2 공간에 반송됨으로써 급속 승강온된다. 그리고, 반송 통로는, 수직 방향의 간극 높이 H가 25 mm 이상 35 mm 이하로 되어 있다. 간극 높이 H를 35 mm 이하로 함으로써, 제1 공간과 제2 공간의 한쪽으로부터의 복사가 반송 통로를 통과하여 다른 쪽에 도달하는 것이 억제된다. 이에 따라, 제1 공간의 분위기와 제2 공간의 분위기의 온도차를 크게 하기 쉬워진다. 그 때문에, 승강온 전후의 온도차를 피처리물에 따른 적절한 값으로 하기 쉬워져, 여러가지 피처리물에 대응한 급속 승강온이 가능해진다. 또한, 간극 높이 H를 25 mm 이상으로 함으로써, 피처리물이 통과하는 간극을 충분히 확보할 수 있다.

본 발명의 열처리 방법에 있어서, 상기 반송 통로의 반송 방향 길이 L이 상기 간극 높이 H의 3배 이상인 것으로 해도 좋다. 반송 방향 길이 L을 간극 높이 H의 3배 이상으로 함으로써, 제1 공간과 제2 공간의 한쪽으로부터의 복사가 반송 통로를 통과하여 다른 쪽에 도달하는 것이 억제된다. 이에 따라, 제1 공간의 분위기와 제2 공간의 분위기의 온도차를 크게 하기 쉬워져, 보다 많은 종류의 피처리물에 대응한 급속 승강온이 가능해진다.

본 발명의 열처리 방법에 있어서, 상기 열처리로는, 상기 제1 공간 내에서 상기 피처리물을 반송하는 제1 반송 수단과, 상기 제2 공간 내에서 상기 피처리물을 반송하는 제2 반송 수단과, 상기 제1 반송 수단에 반송된 상기 피처리물을, 상기 반송 통로 내를 정해진 반송 방향으로 통과시켜 상기 제2 반송 수단까지 반송하고, 상기 제1 반송 수단 및 상기 제2 반송 수단보다 고속인 가변속 영역 내에서 그 반송의 속도를 변경 가능한 가변속 반송 수단을 구비하고, 상기 공정에서는, 상기 제1 공간의 분위기와 상기 제2 공간의 분위기의 온도를 상이하게 한 상태로, 상기 제1 반송 수단에 의해 상기 제1 공간 내를 반송된 피처리물을, 상기 가변속 반송 수단에 의해 상기 가변속 영역 내의 정해진 속도로 상기 반송 통로 내를 통과시켜 상기 제2 반송 수단까지 반송해도 좋다. 피처리물의 승강온 속도(온도 변화 속도)는, 반송 통로 내의 반송 속도에 따라서 변화하게 되지만, 이 반송 속도는 가변속 영역의 범위 내에서 변경 가능하다. 그 때문에, 피처리물에 따라서 승강온 속도를 변경할 수 있어, 여러가지 피처리물에 대응한 급속 승강온이 가능해진다.

본 발명의 열처리 방법에 있어서, 상기 가변속 영역은, 상기 반송 통로를 통과할 때의 상기 피처리물의 온도 변화 속도를 적어도 150℃/min∼1000℃/min의 범위에서 변경 가능해지도록 정해진 영역이며, 상기 공정에서는, 상기 피처리물은 세터에 놓인 상태로 반송되고, 상기 세터는, 각각 상온에서의 물성치로서, 굽힘 강도가 100 MPa∼250 MPa, 영률이 200 GPa∼350 GPa, 열팽창 계수가 4 ppm/K∼5 ppm/K, 열전도율이 50 W/mK∼200 W/mK인 것으로 해도 좋다. 피처리물의 온도 변화 속도(승강온 속도)를 상기 범위에서 변경 가능한 경우에 있어서, 상기 수치 범위를 만족시키는 세터를 이용함으로써, 변경 가능한 승강온 속도의 범위 내에 걸쳐 세터의 내열성 및 온도 추종성이 충분한 것이 된다. 이에 따라, 승강온 속도가 변경되더라도 동일한 세터를 이용하여 열처리를 행할 수 있어, 승강온 속도에 따른 복수 종류의 세터를 준비할 필요가 없다. 여기서, 세터의 굽힘 강도는 4점 굽힘 강도로 한다.

이 경우에 있어서, 상기 세터는, Si 결합 SiC 또는 재결정 SiC로 이루어진 것으로 해도 좋다. Si 결합 SiC 또는 재결정 SiC로 이루어진 세터는, 비교적 용이하게 굽힘 강도, 영률, 열팽창 계수, 열전도율의 상기 수치 범위를 만족시킬 수 있어, 본 발명의 열처리 방법에 적합하다.

본 발명의 열처리 방법에 있어서, 상기 반송 수단은, 상기 피처리물을 상기 반송 통로 내에서 반송 방향인 수평 방향으로 반송하는 복수의 반송 롤러를 갖고 있고, 상기 격벽은, 상기 반송 통로의 수직 상측에 위치하는 상부 격벽과, 상기 반송 통로의 수직 하측에 위치하는 하부 격벽을 가지며, 상기 하부 격벽의 하나 이상의 상단부가, 상기 반송 방향에서 상기 복수의 반송 롤러 사이에 위치하고, 또한 수직 방향에서 상기 복수의 반송 롤러의 하단과 동일하거나 그것보다 위에 위치하고 있어도 좋다. 이렇게 함으로써, 반송 방향을 따라서 반송 통로를 봤을 때의 롤러 하단과 하부 격벽의 상하의 간극을 없앨 수 있다. 이에 따라, 제1 공간과 제2 공간의 한쪽으로부터의 복사가 이 간극을 통과하여 다른 쪽에 도달하는 것이 억제된다. 따라서, 제1 공간의 분위기와 제2 공간의 분위기의 온도차를 크게 하기 쉬워져, 보다 많은 종류의 피처리물에 대응한 급속 승온이 가능해진다.

이 경우에 있어서, 상기 하부 격벽은, 상기 상단부를 갖는 볼록형부를 하나 이상 갖고 있고, 그 볼록형부는 상기 상단부를 향해서 수직 상측으로 갈수록 상기 반송 방향의 폭이 작아지는 형상을 하고 있어도 좋다. 이렇게 함으로써, 반송 방향에서 복수의 반송 롤러 사이에 하부 격벽의 상단부를 배치하면서, 하부 격벽이 열팽창한 경우 등에 롤러와 하부 격벽(볼록형부)이 접촉하는 것을 피하기 쉬워진다.

도 1은 제1 실시형태의 열처리로(10)의 종단면도.
도 2는 도 1의 반송 통로(11c) 주변을 전방으로부터 본 A시(視) 도면.
도 3은 반송 통로(11c) 주변의 사시도.
도 4는 제2 실시형태의 열처리로(110)의 종단면도.

[제1 실시형태]

다음으로, 본 발명의 실시형태에 관해 도면을 이용하여 설명한다. 도 1은, 본 발명의 제1 실시형태인 열처리로(10)의 종단면도이다. 도 2는, 도 1의 반송 통로(11c) 주변을 전방으로부터 본 A시 도면이다. 도 3은, 반송 통로(11c) 주변의 사시도이다. 또, 도 3에서는, 외벽(11)의 도시를 생략하고 있다. 열처리로(10)는, 노체(10a)와, 제1, 제2 반송 롤러(20a, 20b)와, 가변속 반송 롤러(20c)와, 제1, 제2 히터(21a, 21b)와, 가스 공급 장치(22, 24)와, 유량 조정 밸브(26, 28)와, 컨트롤러(80)를 구비하고 있다. 이 열처리로(10)는, 노체(10a)의 내부에서 복수의 피처리물(96)을 놓은 세터(95)를 반송하면서 피처리물(96)에 대한 열처리를 행하는 롤러 하스 킬른으로서 구성되어 있다.

노체(10a)는, 외벽(11)과, 외벽(11) 내에 배치된 격벽부(30)를 구비하고 있다. 외벽(11)은, 대략 직방체로 형성된 단열 구조체이며, 내부의 공간인 제1 공간(11a), 제2 공간(11b), 반송 통로(11c)를 갖고 있다. 또한, 외벽(11)은, 외벽(11)의 전단면(12)(도 1의 좌단면)에 형성되며 외부로부터 제1 공간(11a)으로의 입구가 되는 개구(14)와, 외벽(11)의 후단면(13)(도 1의 우단면)에 형성되며 제2 공간(11b)으로부터 외부로의 출구가 되는 개구(15)를 갖고 있다. 제1 공간(11a)은, 외벽(11) 및 격벽부(30)로 둘러싸인 공간이다. 제2 공간(11b)은, 외벽(11) 및 격벽부(30)로 둘러싸인 공간이다. 반송 통로(11c)는, 제1 공간(11a)과 제2 공간(11b)을 연통시키는 공간이며, 격벽부(30)에 의해 형성되어 있다. 제1 공간(11a), 반송 통로(11c), 제2 공간(11b)은, 개구(14)로부터 개구(15)를 향해서 전후 방향(도 1의 좌우 방향)으로 이 순으로 형성되어 있다.

격벽부(30)는, 제1 공간(11a)과 제2 공간(11b)을 구획하는 단열 구조체이며, 수직 상측에 위치하는 상부 격벽(31)과, 수직 하측에 위치하는 하부 격벽(35)을 구비하고 있다. 이 상부 격벽(31)과 하부 격벽(35)에 의해 수직 상하 방향으로부터 끼워진 공간으로서, 반송 통로(11c)가 형성되어 있다. 상부 격벽(31)은, 본체부(32)와, 빔(33)을 구비하고 있다(도 1의 좌측에 나타낸 파선 프레임 S의 확대 부분 참조). 본체부(32)는 예컨대 벽돌 등으로 형성된 대략 직방체의 부재이며, 상단 및 좌우단은 외벽(11)과 접해 있다. 본체부(32)는, 일체로 형성되어 있어도 좋고, 복수의 부재를 조합하여 형성되어 있어도 좋다. 빔(33)은, 예컨대 금속 등으로 형성되고, 길이 방향이 좌우 방향인 판형의 부재이다. 빔(33)은, 외벽(11)의 좌우단으로 지지되어 있고, 상면이 본체부(32)의 하단과 접하여 본체부(32)를 아래로부터 지지하고 있다. 하부 격벽(35)은, 벽돌 등으로 형성된 부재이며, 본체부(36)와, 볼록형부(37a, 37b)를 구비하고 있다. 본체부(36)는 대략 직방체의 부재이다. 볼록형부(37a, 37b)는, 하부 격벽(35) 중 수직 상측의 부분이며, 하단에서 본체부(36)에 접해 있다. 볼록형부(37a, 37b)는, 전후 방향으로 인접하여 배치되어 있다. 볼록형부(37a, 37b)는, 좌우 방향에 수직인 단면이 삼각형이 되는 삼각기둥형의 부재이다(도 3 참조). 그 때문에, 볼록형부(37a, 37b)는, 수직 상측으로 갈수록 전후 방향의 폭이 작아지도록 형성되어 있다. 그리고, 볼록형부(37a, 37b)의 정상부(좌우 방향에 수직인 단면에서 봤을 때의 삼각형의 정점이 되는 부분)인 상단부(38a, 38b)가, 하부 격벽(35)의 상단부가 되어 있다. 또, 본체부(36)나 볼록형부(37a), 볼록형부(37b)는, 각각 일체로 형성되어 있어도 좋고, 복수의 부재를 조합하여 형성되어 있어도 좋다. 또한, 하부 격벽(35) 전체가 일체로 형성되어 있어도 좋다. 격벽부(30)는, 열전도율이 낮은 재료로 형성하는 것이 바람직하다.

제1 반송 롤러(20a)는, 제1 공간(11a) 내에서 정해진 반송 방향을 따라서 복수(본 실시형태에서는 8개) 배치되며, 세터(95)를 반송하는 반송 롤러이다. 또, 본 실시형태에서는, 제1 반송 롤러(20a)의 반송 방향은 수평 방향이며, 전방으로부터 후방으로 향하는 방향(도 1의 좌측으로부터 우측으로 향하는 방향)으로 했다. 제1 반송 롤러(20a)가 회전함으로써, 복수의 피처리물(96)이 놓인 세터(95)가 개구(14)로부터 제1 공간(11a) 내에서 반송 방향으로 반송된다.

제2 반송 롤러(20b)는, 제2 공간(11b) 내에서 정해진 반송 방향을 따라서 복수(본 실시형태에서는 8개) 배치되며, 세터(95)를 반송하는 반송 롤러이다. 또, 본 실시형태에서는, 제2 반송 롤러(20b)의 반송 방향은, 제1 반송 롤러(20a)의 반송 방향과 동일하게 했다. 제2 반송 롤러(20b)가 회전함으로써, 복수의 피처리물(96)이 놓인 세터(95)가 제2 공간(11b) 내에서 개구(15)까지 반송 방향으로 반송된다.

가변속 반송 롤러(20c)는, 제1 반송 롤러(20a)와 제2 반송 롤러(20b) 사이에 배치되며, 세터(95)를 반송하는 반송 롤러이다. 가변속 반송 롤러(20c)는, 제1 공간(11a) 내로부터 반송 통로(11c)를 경유하여 제2 공간(11b) 내에까지 걸쳐, 정해진 반송 방향을 따라서 복수(본 실시형태에서는 10개) 배치되어 있다. 또, 본 실시형태에서는, 가변속 반송 롤러(20c)의 반송 방향은, 제1 반송 롤러(20a)의 반송 방향과 동일하게 했다. 가변속 반송 롤러(20c)가 회전함으로써, 복수의 피처리물(96)이 놓인 세터(95)가 반송 통로(11c)에서 반송 방향으로 반송된다. 또, 가변속 반송 롤러(20c) 중 반송 방향의 가장 상류에 위치하는 롤러는, 제1 반송 롤러(20a) 중 반송 방향의 가장 하류에 위치하는 롤러의 이웃에 배치되며, 양 롤러 사이의 거리는 서로 세터(95)를 전달할 수 있는 거리로 되어 있다. 마찬가지로, 가변속 반송 롤러(20c) 중 반송 방향의 가장 하류에 위치하는 롤러는, 제2 반송 롤러(20b) 중 반송 방향의 가장 상류에 위치하는 롤러의 이웃에 배치되며, 양 롤러 사이의 거리는 서로 세터(95)를 전달할 수 있는 거리로 되어 있다. 이에 따라, 가변속 반송 롤러(20c)는, 제1 반송 롤러(20a)에 의해 반송된 세터(95)를, 반송 통로(11c)를 통과시켜 제2 반송 롤러(20b)까지 반송한다. 또, 본 실시형태에서는, 제1, 제2 반송 롤러(20a, 20b), 가변속 반송 롤러(20c)가 모두 동일한 직경이며, 개구(14)로부터 개구(15)까지 걸쳐 전후 방향으로 등간격으로 배치되어 있는 것으로 했다. 또한, 이 가변속 반송 롤러(20c)는, 도시하지 않은 모터에 의해 제1, 제2 반송 롤러(20a, 20b)보다 고속으로 회전 가능하고, 또한, 회전 속도를 조정할 수 있게 되어 있다. 이에 따라, 가변속 반송 롤러(20c)는, 제1, 제2 반송 롤러(20a, 20b)의 반송 속도보다 고속인 가변속 영역 내에서 세터(95)의 반송 속도를 변경 가능하다. 특별히 이것에 한정하는 것은 아니지만, 본 실시형태에서는 가변속 영역은 90 mm/min∼600 mm/min의 범위로 했다.

제1 히터(21a)는 제1 공간(11a) 내에 배치되어 있다. 이 제1 히터(21a)는, 제1 반송 롤러(20a) 및 가변속 반송 롤러(20c)를 상하로부터 사이에 끼우도록, 외벽(11)의 천장 및 바닥부에 복수(본 실시형태에서는 상하 각 4개) 배치되어 있다. 제1 히터(21a)는, 길이 방향이 반송 방향에 직교하는 방향(좌우 방향)이 되도록 배치되어 있고, 반송 방향을 따라서 복수 배치되어 있다. 제1 히터(21a)는, 제1 공간(11a) 내를 통과하는 피처리물(96)이나 제1 공간(11a)의 분위기를 가열하는 것이며, 예컨대 SiC 히터 등의 세라믹스 히터로서 구성되어 있다.

제2 히터(21b)는 제2 공간(11b) 내에 배치되어 있다. 이 제2 히터(21b)는, 제2 반송 롤러(20b) 및 가변속 반송 롤러(20c)를 상하로부터 사이에 끼우도록, 외벽(11)의 천장 및 바닥부에 복수(본 실시형태에서는 상하 각 6개) 배치되어 있다. 제2 히터(21b)는, 길이 방향이 반송 방향에 직교하는 방향(좌우 방향)이 되도록 배치되어 있고, 반송 방향을 따라서 복수 배치되어 있다. 제2 히터(21b)는, 제2 공간(11b) 내를 통과하는 피처리물(96)이나 제2 공간(11b)의 분위기를 제1 공간(11a)보다 고온으로 가열하는 것이며, 예컨대 SiC 히터 등의 세라믹스 히터로서 구성되어 있다.

가스 공급 장치(22, 24)는, 분위기 가스로서 예컨대 질소 등의 불활성 가스를 각각 제1, 제2 공간(11a, 11b)에 공급한다. 이 가스 공급 장치(22, 24)는, 정해진 온도(예컨대 상온 등)의 분위기 가스를 그대로 공급하는 장치로 해도 좋고, 분위기 가스를 가열한 다음에 공급하는 장치로 해도 좋다. 외벽(11)의 바닥부 중 제1 공간(11a)의 후단면(13)측에는, 가스 공급 장치(22)와 접속된 가스 공급구(16)가 형성되어 있다. 이 가스 공급구(16)를 통해, 가스 공급 장치(22)로부터의 분위기 가스가 제1 공간(11a)에 공급된다. 마찬가지로, 외벽(11)의 바닥부 중 제2 공간(11b)의 후단면(13)측에는, 가스 공급 장치(24)와 접속된 가스 공급구(17)가 형성되어 있다. 이 가스 공급구(17)를 통해, 가스 공급 장치(24)로부터의 분위기 가스가 제2 공간(11b)에 공급된다.

유량 조정 밸브(26, 28)는, 노체(10a) 내로부터 유출되는 분위기 가스의 유량을 조정하는 장치이다. 외벽(11)의 천장 부분 중 제1 공간(11a)의 전단면(12)측에는, 유량 조정 밸브(26)와 접속된 유출구(18)가 형성되어 있다. 유량 조정 밸브(26)는, 이 유출구(18)를 통해 제1 공간(11a)의 분위기를 유출시킬 때의 유량을 조정한다. 마찬가지로, 외벽(11)의 천장 부분 중 제2 공간(11b)의 전단면(12)측에는, 유량 조정 밸브(28)와 접속된 유출구(19)가 형성되어 있다. 유량 조정 밸브(28)는, 이 유출구(19)를 통해 제2 공간(11b)의 분위기를 유출시킬 때의 유량을 조정한다. 또, 유량 조정 밸브(26, 28)를 통과한 노체(10a) 내의 분위기 가스는, 배기되는 것으로 해도 좋고, 예컨대 산소, 물 등의 불필요 성분을 제거한 다음에 가스 공급 장치(22, 24)의 흡기로서 순환하는 것으로 해도 좋다.

여기서, 가변속 반송 롤러(20c)와 하부 격벽(35)의 위치 관계, 및 반송 통로(11c)의 간극 높이 H 및 반송 방향 길이 L에 관해 설명한다. 우선, 가변속 반송 롤러(20c)와 하부 격벽(35)의 위치 관계에 관해 설명한다. 도 1, 3에 나타낸 바와 같이, 전술한 하부 격벽(35)의 상단부(38a, 38b)는, 반송 방향으로 각각 가변속 반송 롤러(20c) 중 인접하는 2개의 롤러 사이에 위치하고 있다. 또한, 상단부(38a), 상단부(38b)는 서로 높이(수직 방향의 위치)가 동일하고, 또한, 가변속 반송 롤러(20c)의 롤러의 하단과 동일한 높이에 위치하고 있다.

다음으로, 반송 통로(11c)의 간극 높이 H에 관해 설명한다. 반송 통로(11c)는, 수직 방향의 간극 높이 H(도 1, 2 참조)가 25 mm∼35 mm인 것이 바람직하다. 여기서, 간극 높이 H는, 가변속 반송 롤러(20c)의 반송 방향을 따라서 반송 통로(11c)를 봤을 때(도 1에서의 A시(視)에 상당)의 수직 방향의 간극의 크기로 한다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 가변속 반송 롤러(20c)의 반송 방향을 따라서 반송 통로(11c)를 보면, 반송 통로(11c)의 간극으로서 보이는 것은 가변속 반송 롤러(20c)의 상단으로부터 상부 격벽(31)의 하단까지의 간극이다. 그 때문에, 이 간극의 수직 방향의 크기가 간극 높이 H가 된다. 또, 본 실시형태에서는, 상부 격벽(31)의 하단부는 반송 방향에 평행하며, 도 2에서는 좌우 방향의 직선으로 보이는 것으로 했다. 가령 상부 격벽(31)의 하단부가 도 2의 좌우 방향의 직선으로 보이지 않는(요철을 갖고 있거나, 좌우 방향으로부터 기울어져 있는 등) 경우 등, 좌우 방향의 위치에 의해 반송 통로(11c)의 간극 높이가 일정하지 않은 경우에는, 도 2에서의 간극 높이의 최소치를 간극 높이 H로 한다. 즉, 가변속 반송 롤러(20c)의 반송 방향을 따라서 반송 통로(11c)를 봤을 때의 수직 방향의 간극의 크기가 상이한 개소가 있는 경우에는, 최소치를 간극 높이 H로 한다. 또한, 본 실시형태에서는, 전술한 바와 같이 상단부(38a), 상단부(38b)가 가변속 반송 롤러(20c)의 롤러의 하단과 동일한 높이에 위치하고 있기 때문에, 하부 격벽(35)과 가변속 반송 롤러(20c) 사이에는 간극은 없다. 가령 양자에 간극이 있는 경우에는, 상부 격벽(31)과 가변속 반송 롤러(20c)의 간극의 높이(의 최소치)와, 하부 격벽(35)과 가변속 반송 롤러(20c)의 간극의 높이(의 최소치)의 합을, 간극 높이 H로 한다. 이와 같이, 가변속 반송 롤러(20c)의 반송 방향을 따라서 반송 통로(11c)를 봤을 때에 수직 방향의 위치가 상이한 복수의 간극이 있을 때에는, 각각의 간극의 높이(의 최소치)의 합을 반송 통로(11c)의 간극 높이 H로 한다.

계속해서, 반송 통로(11c)의 반송 방향 길이 L에 관해 설명한다. 반송 통로(11c)는, 반송 방향 길이 L이 간극 높이 H의 3배 이상인 것이 바람직하고, 4배 이상인 것이 보다 바람직하다. 여기서, 반송 방향 길이 L은, 도시한 바와 같이 격벽부(30) 중 가변속 반송 롤러(20c)의 반송 방향의 상류측의 개구로부터 하류측의 개구까지의 거리이다. 또, 본 실시형태에서는, 상부 격벽(31) 및 하부 격벽(35)의 반송 방향 길이(두께)는 수직 상하 방향에서 일정하게 하고, 외벽(11)의 천장으로부터 바닥부에 걸쳐 격벽부(30)의 반송 방향 길이(두께)는 반송 방향 길이 L과 동일하게 했다.

또, 반송 통로(11c)의 좌우 방향 길이(수평 방향 중 반송 방향에 수직인 방향의 길이)는 예컨대 300 mm∼1500 mm이다.

컨트롤러(80)는, CPU(81)을 중심으로 하는 마이크로 프로세서로서 구성되어 있고, 각종 처리 프로그램이나 각종 데이터 등을 기억한 플래시 메모리(82)와, 일시적으로 데이터를 기억하는 RAM(84)와, 조작 패널(88) 등과 통신하는 도시하지 않은 내부 통신 인터페이스(I/F)를 구비하고 있다. 플래시 메모리(82)는, 대응 관계 데이터(83)를 기억하고 있다. 대응 관계 데이터(83)는, 제1, 제2 공간(11a)의 온도와, 세터(95)가 반송 통로(11c)를 통과할 때의 승온 속도와, 가변속 반송 롤러(20c)의 반송 속도의 대응 관계를 나타내는 데이터이다.

이 컨트롤러(80)는, 가스 공급 장치(22, 24)에 제어 신호를 출력하여, 가스 공급구(16), 가스 공급구(17)를 통한 노체(10a) 내부로의 불활성 가스의 공급량이나 공급 온도를 개별적으로 제어한다. 컨트롤러(80)는, 유량 조정 밸브(26, 28)에 제어 신호를 출력하여, 유출구(18, 19)로부터 유출되는 분위기 가스의 양을 개별적으로 제어한다. 또한, 컨트롤러(80)는, 제1, 제2 히터(21a, 21b)에 제어 신호를 출력하여 제1 공간(11a), 제2 공간(11b)의 온도를 개별적으로 조정하거나, 제1, 제2 반송 롤러(20a, 20b) 및 가변속 반송 롤러(20c)의 도시하지 않은 모터에 구동 신호를 출력하여, 제1, 제2 반송 롤러(20a, 20b) 및 가변속 반송 롤러(20c)를 회전시킨다. 또한, 컨트롤러(80)는, 조작 패널(88)의 조작에 따라서 발생하는 조작 신호를 입력하거나, 조작 패널(88)에 표시 지령을 출력하거나 한다.

또한, 컨트롤러(80)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 기능 블록으로서, 속도 취득부(85), 반송 제어부(86) 등을 구비하고 있다. 속도 취득부(85)는, 사용자로부터 조작 패널(88)을 통해 입력된 제1, 제2 공간(11a, 11b)의 온도에 관한 정보와, 피처리물(96)이 반송 통로(11c)를 통과할 때의 승온 속도에 관한 정보와, 대응 관계 데이터(83)에 기초하여, 입력된 제1, 제2 공간(11a, 11b)의 온도 및 승온 속도에 대응하는 열처리시의 가변속 반송 롤러(20c)의 반송 속도에 관한 값을 취득하는 기능을 갖는다. 반송 제어부(86)는, 속도 취득부(85)가 취득한 반송 속도로 세터(95)가 반송 통로(11c)를 통과하도록, 가변속 반송 롤러(20c)의 도시하지 않은 모터의 회전 속도를 제어하는 기능을 갖는다. 또, 속도 취득부(85), 반송 제어부(86)는, 하드웨어로서 구성해도 좋고, CPU(81)가 플래시 메모리(82)에 기억된 프로그램을 실행함으로써 기능을 발현하는 소프트웨어로서 구성해도 좋다.

조작 패널(88)은, 표시부와, 이 표시부를 포함하여 구성된 조작부를 구비한다. 표시부는, 터치패널식의 액정 디스플레이로서 구성되어 있고, 메뉴나 항목을 선택하는 선택/설정 버튼, 각종 수치를 입력하기 위한 숫자 버튼, 열처리를 시작하는 스타트 버튼 등을 표시하여 터치 조작을 접수하고, 터치 조작에 기초하는 조작 신호를 컨트롤러(80)에 송신한다. 또한, 컨트롤러(80)로부터의 표시 지령을 수신하면, 표시 지령에 기초하는 화상이나 문자, 수치 등을 표시부에 표시한다.

세터(95)는 피처리물(96)을 놓는 것이다. 세터(95)는, 피처리물(96)을 놓은 상태로 제1, 제2 반송 롤러(20a, 20b) 및 가변속 반송 롤러(20c)에 의해 반송될 수 있으면 되며, 예컨대 평판형으로 해도 좋고, 메쉬형으로 해도 좋다. 또한, 세터(95)는, 예컨대 복수의 평판과, 평판 사이를 상하 방향으로 이격하면서 지지하는 지지 부재를 포함하는 것으로 하고, 피처리물(96)을 놓을 수 있는 면을 복수단 갖는 것으로 해도 좋다. 본 실시형태에서는, 세터(95)의 반송 방향의 길이는, 반송 통로(11c)의 반송 방향 길이 L보다 큰 것으로 했다. 또, 세터(95)는, 노체(10a) 내에서의 피처리물(96)의 열처리에 견딜 수 있도록, 높은 내식성이나 내열성을 갖는 재료로 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 세터(95)는, 복수의 피처리물(96)을 보다 균일하게 열처리할 수 있도록, 자신의 온도 분포가 생기기 어려운(온도 추종성이 높은) 재료로 구성하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 세터(95)는, 굽힘 강도가 100 MPa∼250 MPa, 영률이 200 GPa∼350 GPa, 열팽창 계수가 4 ppm/K∼5 ppm/K, 열전도율이 50 W/mK∼200 W/mK인 것이 바람직하다. 또, 이들 값은 각각 상온에서의 물성치로 한다. 세터(95)의 굽힘 강도는 4점 굽힘 강도로 한다. 세터(95)는, 예컨대 세라믹스 등으로 이루어진 것이며, Si 결합 SiC(Si-SiC) 또는 재결정 SiC로 이루어진 것으로 하는 것이 바람직하다. 세터(95)가 Si 결합 SiC 또는 재결정 SiC로 구성되는 것으로 하면, 굽힘 강도, 영률, 열팽창 계수, 열전도율의 상기 수치 범위를 만족시키는 것으로 하기 쉽다.

또, 상기 수치 범위를 만족시키는 Si 결합 SiC로 이루어진 세터(95)는, 예컨대 이하와 같이 제조할 수 있다. 우선, SiC 분체를 주성분으로 하는 기재 원료와 바인더와 물을 포함하는 성형용 원료를 혼련하고, 세터(95)의 형상으로 성형하여 성형체로 한다. 이어서, 이 성형체 내를 금속 Si 분위기하에서, 감압의 불활성 가스 분위기 또는 진공중에 두고, 성형체 내에 금속 실리콘을 함침시켜(예컨대 기공률이 1% 이하가 될 때까지) Si 결합 SiC의 소결체로 하여 세터(95)로 한다. 또, 기재 원료는, C 분체를 포함하는 것으로 해도 좋고, 미량 성분으로서 Al, Fe, Co를 함유하는 것이 바람직하다. 또, 이러한 Si 결합 SiC로 이루어진 세터의 제조방법은, 예컨대 일본 특허 공개 제2012-56831호 공보에 기재되어 있다.

피처리물(96)은, 노체(10a) 내를 통과할 때에 제1, 제2 히터(21a, 21b)로부터의 열에 의해 예컨대 소성 등의 열처리를 행하는 것이다. 특별히 한정하는 것은 아니지만, 본 실시형태에서는, 피처리물(96)은, 세라믹스제의 유전체(기재)와 전극을 적층한 적층체(치수는 예컨대 가로 세로 1 mm 이내)이며, 소성후에 세라믹스 콘덴서의 칩이 되는 것으로 했다. 또한, 본 실시형태에서는, 피처리물(96)은, 열처리로(10)로 열처리되기 전에, 예컨대 800℃∼900℃ 등에서 미리 열처리해 두고, 피처리물(96)의 바인더의 제거 및 반소결을 행해 두는 것으로 했다.

다음으로, 이렇게 하여 구성된 열처리로(10)를 이용하여 피처리물(96)의 열처리를 행하는 모습에 관해 설명한다. 우선, 사용자가 조작 패널(88)을 조작하여 열처리 조건 등의 각종 설정치를 입력하고, 스타트 버튼을 누른다. 또, 조작 패널(88)이 사용자로부터 입력하는 각종 설정치에는, 예컨대 제1, 제2 공간(11a, 11b)의 온도나, 세터(95)가 반송 통로(11c)를 통과할 때의 승온 속도에 관한 정보가 포함된다. 또한, 각종 설정치에는, 가스 공급 장치(22, 24)로부터의 분위기 가스의 공급량(공급 속도) 및 온도, 유량 조정 밸브(26, 28)를 흐르는 분위기 가스의 유량 등에 관한 정보가 포함된다.

이들 값이 입력되고 스타트 버튼이 눌러지면, 컨트롤러(80)는 조작 패널(88)로부터의 조작 신호에 의해 사용자로부터의 각종 설정치 등을 입력하여 RAM(84)에 기억하고, 기억한 각종 설정치에 기초하는 열처리를 시작한다. 구체적으로는, 컨트롤러(80)는, 입력된 가스 공급 장치(22, 24)로부터의 분위기 가스의 공급량(공급 속도) 및 온도, 유량 조정 밸브(26, 28)를 흐르는 분위기 가스의 유량 등에 관한 정보에 기초하여, 가스 공급 장치(22, 24), 유량 조정 밸브(26, 28)에 제어 신호를 출력한다. 또한, 입력된 제1, 제2 공간(11a, 11b)의 온도에 관한 정보에 기초하여, 제1, 제2 히터(21a, 21b)에 제어 신호를 출력한다. 이에 따라, 제1, 제2 공간(11a, 11b)의 분위기는 불활성 가스 분위기가 되고, 제1 공간(11a), 제2 공간(11b)의 분위기가 가열된다. 또, 전술한 바와 같이, 제2 공간(11b)은, 제1 공간(11a)보다 고온으로 가열된다. 본 실시형태에서는, 제1 공간(11a)이 700℃, 제2 공간(11b)이 1200℃가 되도록 가열되는 것으로 했다. 또한, 본 실시형태에서는, 가스 공급 장치(22), 가스 공급 장치(24)에 의한 노체(10a) 내로의 분위기 가스의 유입량의 합과, 유량 조정 밸브(26), 유량 조정 밸브(28)에 의한 노체(10a) 내로부터의 분위기 가스의 유출량의 합을 동일하게 하고, 또한, 유량 조정 밸브(28)로부터의 유출량을 가스 공급 장치(24)로부터의 유입량보다 작게 하는 것으로 했다. 이렇게 함으로써, 제2 공간(11b) 내의 분위기 가스의 일부는 반송 통로(11c) 및 제1 공간(11a)을 통과하여 유출구(18)로부터 유출된다. 그 때문에, 제2 공간(11b)에서 고온으로 가열된 분위기 가스의 일부를 제1 공간(11a)의 가열에도 이용할 수 있어, 효율적으로 제1 공간(11a)을 가열할 수 있다.

이렇게 해서 제1 공간(11a), 제2 공간(11b)의 분위기의 조정을 완료한 후, 컨트롤러(80)는, 도시하지 않은 모터에 제어 신호를 출력하여, 제1 반송 롤러(20a), 제2 반송 롤러(20b), 가변속 반송 롤러(20c)를 회전시킨다. 그리고, 사용자 또는 도시하지 않은 반송 장치에 의해 개구(14)로부터 피처리물(96)을 노체(10a) 내에 반입한다. 반입된 피처리물(96)은, 제1 반송 롤러(20a), 가변속 반송 롤러(20c), 제2 반송 롤러(20b)에 의해, 제1 공간(11a), 반송 통로(11c), 제2 공간(11b) 내에서 이 순으로 반송되어, 개구(15)로부터 반출된다. 이 동안에 피처리물(96)의 열처리가 행해진다. 또, 열처리로(10)에는, 피처리물(96)을 놓은 세터(95)를 순차적으로 반입하여, 피처리물(96)의 열처리를 연속적으로 행해 간다. 또, 개구(15)보다 반송 방향 하류측에는 피처리물(96)을 냉각시키기 위한 도시하지 않은 공간이 형성되어 있어, 개구(15)로부터 반출된 피처리물(96)은 이 공간을 반송되면서 정해진 강온 속도로 강온(예컨대 제2 공간(11b)의 온도로부터 상온까지)된다.

또, 열처리시의 제1 반송 롤러(20a), 제2 반송 롤러(20b)의 반송 속도는, 본 실시형태에서는 동일한 속도로 하고, 전술한 가변속 반송 롤러(20c)의 가변속 영역보다 낮은 속도로 하여, 미리 정해져 있는 것으로 했다. 또한, 가변속 반송 롤러(20c)의 반송 속도는, 이하와 같이 제어되는 것으로 했다. 우선, 속도 취득부(85)가, RAM(84)에 기억된 제1, 제2 공간(11a, 11b)의 온도와, 피처리물(96)이 반송 통로(11c)를 통과할 때의 승온 속도를 판독한다. 그리고, 속도 취득부(85)가, 판독한 데이터와, 대응 관계 데이터(83)에 기초하여, 사용자에게 입력된 승온 속도로 피처리물(96)을 승온시키기 위한 가변속 반송 롤러(20c)의 반송 속도(전술한 가변속 영역의 범위내의 반송 속도)에 관한 값을 취득한다. 계속해서, 반송 제어부(86)는, 속도 취득부(85)가 취득한 반송 속도로 세터(95)가 반송 통로(11c)를 통과하도록, 가변속 반송 롤러(20c)의 도시하지 않은 모터의 회전 속도를 제어한다. 또, 대응 관계 데이터(83)로 표시되는 대응 관계는, 테이블로 해도 좋고, 계산식으로 해도 좋다. 이 대응 관계 데이터(83)는, 예컨대 실험에 의해 미리 구해 놓을 수 있다.

또, 본 실시형태에서는, 제1 공간(11a)이 700℃, 제2 공간(11b)이 1200℃인 경우에, 전술한 가변속 영역의 범위에서 가변속 반송 롤러(20c)의 반송 속도를 변화시킴으로써, 반송 통로(11c)를 통과할 때의 피처리물(96)의 승온 속도를 적어도 150℃/min∼1000℃/min의 범위에서 변경 가능한 것으로 했다. 사용자는, 이 승온 속도의 범위에서, 피처리물(96)의 재질 등에 따른 적절한 승온 속도를 입력한다. 승온 속도를 적절한 값으로 함으로써, 피처리물(96)의 온도를 제1 공간(11a)으로부터 제2 공간(11b)까지 급속히 승온시켜, 피처리물(96)의 기재와 전극의 수축 타이밍을 비슷하게 할 수 있고, 승온 속도가 지나치게 낮은 것에 의한 소성시의 균열이나 박리 등의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 승온 속도가 지나치게 높은 것에 의한 불균일한 소성을 억제할 수 있다. 또, 제1, 제2 공간(11a, 11b)의 온도(특히 양 공간의 온도차)를 다른 값으로 하면, 동일한 가변속 영역에서도 조정 가능한 승온 속도는 변화하게 된다. 예컨대, 제1 공간(11a)과 제2 공간(11b)의 온도차가 400℃∼600℃가 되도록 양 공간의 온도를 정해도 좋다.

여기서, 제1 실시형태의 구성요소와 본 발명의 구성요소의 대응 관계를 명확하게 한다. 본 실시형태의 제1 공간(11a)이 본 발명의 제1 공간에 해당하고, 제2 공간(11b)이 제2 공간에 해당하고, 반송 통로(11c)가 반송 통로에 해당하고, 격벽부(30)가 격벽에 해당하고, 노체(10a)가 노체에 해당하고, 제1, 제2 히터(21a, 21b)가 온도 조정 수단에 해당하고, 제1 히터(21a)가 제1 온도 조정 수단 및 제1 가열 수단에 해당하고, 제2 히터(21b)가 제2 온도 조정 수단 및 제2 가열 수단에 해당하고, 제1, 제2 반송 롤러(20a, 20b) 및 가변속 반송 롤러(20c)가 반송 수단에 해당하고, 제1 반송 롤러(20a)가 제1 반송 수단에 해당하고, 제2 반송 롤러(20b)가 제2 반송 수단에 해당하고, 가변속 반송 롤러(20c)가 가변속 반송 수단에 해당한다. 또한, 속도 취득부(85)가 속도 취득 수단에 해당하고, 반송 제어부(86)가 반송 제어 수단에 해당한다.

이상 설명한 제1 실시형태의 열처리로(10)에서는, 제1 히터(21a)에 의해 제1 공간(11a)의 분위기를 가열하고, 제2 히터(21b)에 의해 제2 공간(11b)의 분위기를 제1 공간(11a)보다 고온이 되도록 가열한 상태로, 제1 반송 롤러(20a)에 의해 제1 공간(11a) 내를 반송된 피처리물(96)을, 가변속 반송 롤러(20c)에 의해 제1, 제2 반송 롤러(20a, 20b)보다 고속인 가변속 영역 내의 정해진 속도로 반송 통로(11c) 내를 통과시켜 제2 반송 롤러(20b)까지 반송한다. 이에 따라, 피처리물(96)은, 제1 공간(11a)으로부터 반송 통로(11c) 내를 통과하여 고온의 제2 공간(11b)에 고속으로 반송됨으로써, 급속 승온된다. 그리고, 이 때의 승온 속도는, 반송 통로(11c) 내의 반송 속도에 따라서 변화하게 되지만, 이 반송 속도는 가변속 영역의 범위 내에서 변경 가능하다. 그 때문에, 피처리물(96)에 따라서 승온 속도를 변경할 수 있어, 여러가지 피처리물(96)에 대응한 급속 승온이 가능해진다. 또, 피처리물(96)을 급속 승온시키는 경우의 적절한 승온 속도는 피처리물(98)에 포함되는 재료나 피처리물(96)의 크기 등에 따라 상이하다. 그리고, 예컨대 승온 속도가 지나치게 낮으면, 피처리물(96) 중의 상이한 재료 간의 수축차에 의해 균열이나 박리 등이 생기는 경우가 있다. 또한, 승온 속도가 지나치게 높으면, 피처리물(96)의 표면만이 먼저 소성해 버리는 등 소성이 불균일해지는 경우가 있다. 제1 실시형태의 열처리로(10)에서는 이러한 것을 억제하여, 여러가지 피처리물(96)에 대응한 급속 승온을 가능하게 할 수 있다.

또한, 반송 통로(11c)의 간극 높이 H를 35 mm 이하로 함으로써, 제2 공간(11b)으로부터의 복사가 반송 통로(11c)를 통과하여 제1 공간(11a)에 도달하는 것이 억제된다. 이에 따라, 제1 공간(11a)의 분위기와 제2 공간(11b)의 분위기의 온도차를 크게 하기 쉽다. 또, 가변속 영역이 동일한 수치 범위인 경우, 제1, 제2 공간(11a, 11b)의 온도차가 클수록, 변경 가능한 승온 속도의 범위가 넓어진다. 또한, 피처리물(96)을 적절하게 급속 승온시키기 위해서는, 승온 속도뿐만 아니라 승온 전후의 온도차도 적절한 값으로 할 필요가 있다. 그 때문에, 제1, 제2 공간(11a, 11b)의 온도차를 크게 하기 쉽게 함으로써, 보다 많은 종류의 피처리물(96)에 대응한 급속 승온이 가능해진다. 또한, 간극 높이 H를 25 mm 이상으로 함으로써, 피처리물(96)이나 세터(95)가 통과하는 간극을 충분히 확보할 수 있다. 또, 간극 높이 H에는, 세터(95)나 피처리물(96)의 높이를 고려하지 않는다. 그러나, 세터(95)나 피처리물(96)이 반송 통로(11c)를 통과할 때에는, 실제의 반송 통로(11c)의 수직 방향의 간극은 세터(95), 피처리물(96)의 높이만큼 더욱 좁아지게 된다. 그 때문에, 세터(95)나 피처리물(96)의 존재는, 제1 공간(11a)의 분위기와 제2 공간(11b)의 분위기의 온도차를 크게 하기 쉬운 방향으로 작용한다. 따라서, 간극 높이 H에 이들의 높이를 고려하지 않더라도 문제는 없다.

또한, 반송 통로(11c)의 반송 방향 길이 L을 상기 간극 높이 H의 3배 이상으로 함으로써, 제2 공간(11b)으로부터의 복사가 반송 통로(11c)를 통과하여 제1 공간(11a)에 도달하는 것이 보다 억제된다. 이에 따라, 제1 공간(11a)의 분위기와 제2 공간(11b)의 분위기의 온도차를 크게 하기 쉬워져, 보다 많은 종류의 피처리물(96)에 대응한 급속 승온이 가능해진다.

또한, 가변속 반송 롤러(20c)는, 피처리물(96)을 반송 통로(11c) 내에서 수평으로 반송하는 복수의 롤러를 갖고 있고, 격벽부(30)는, 반송 통로(11c)의 수직 상측에 위치하는 상부 격벽(31)과, 반송 통로(11c)의 수직 하측에 위치하는 하부 격벽(35)을 갖고 있다. 그리고, 하부 격벽(35)의 상단부(38a, 38b)가, 반송 방향에서 복수의 가변속 반송 롤러(20c)의 사이에 위치하고, 또한 수직 방향에서 복수의 가변속 반송 롤러(20c)의 하단과 동일한 높이에 위치하고 있다. 이렇게 함으로써, 반송 방향을 따라서 반송 통로(11c)를 봤을 때의 가변속 반송 롤러(20c)의 하단과 하부 격벽(35)의 상하의 간극을 없앨 수 있다. 이에 따라, 제2 공간(11b)으로부터의 복사가 이 간극을 통과하여 제1 공간(11a)에 도달하는 것이 억제된다. 따라서, 제1 공간(11a)의 분위기와 제2 공간(11b)의 분위기의 온도차를 크게 하기 쉬워져, 보다 많은 종류의 피처리물(96)에 대응한 급속 승온이 가능해진다.

그리고, 하부 격벽(35)은, 상단부(38a, 38b)를 갖는 볼록형부(37a, 37b)를 갖고 있고, 볼록형부(37a, 37b)는 상단부(38a, 38b)를 향해서 수직 상측으로 갈수록 반송 방향의 폭이 작아지는 형상을 하고 있다. 이렇게 함으로써, 반송 방향에서 복수의 가변속 반송 롤러(20c)의 사이에 하부 격벽(35)의 상단부(38a, 38b)를 배치하면서, 하부 격벽(35)이 열팽창한 경우 등에 가변속 반송 롤러(20c)와 하부 격벽(35)(특히 볼록형부(37a, 37b))이 접촉하는 것을 피하기 쉬워진다.

그리고, 가변속 반송 롤러(20c)의 가변속 영역은, 반송 통로(11c)를 통과할 때의 피처리물(96)의 승온 속도를 적어도 150℃/min∼1000℃/min의 범위에서 변경 가능해지도록 정해진 영역이다. 그리고, 열처리에 있어서, 피처리물(96)은 세터(95)에 놓인 상태로 반송된다. 이 때, 세터(95)를, 각각 상온에서의 물성치로서, 굽힘 강도가 100 MPa∼250 MPa, 영률이 200 GPa∼350 GPa, 열팽창 계수가 4 ppm/K∼5 ppm/K, 열전도율이 50 W/mK∼200 W/mK인 것으로 함으로써, 변경 가능한 승온 속도의 범위 내에 걸쳐 세터의 내열성 및 온도 추종성이 충분한 것이 된다. 이에 따라, 승온 속도가 변경되더라도 동일한 세터(95)를 이용하여 열처리를 행할 수 있어, 승온 속도에 따른 복수 종류의 세터(95)를 준비할 필요가 없다. 또한 세터(95)를, Si 결합 SiC 또는 재결정 SiC로 이루어진 것으로 하면, 비교적 용이하게 굽힘 강도, 영률, 열팽창 계수, 열전도율의 상기 수치 범위를 만족시킬 수 있다. 또, 본 실시형태에서는, 세터(95)의 반송 방향의 길이는, 반송 통로(11c)의 반송 방향 길이 L보다 큰 것으로 했다. 이러한 세터(95)가 반송 통로(11c)를 통과할 때에는, 세터(95) 중 반송 방향 상류측의 일부가 제2 공간(11b)에 도달하더라도 반송 방향 하류측의 일부는 아직 제1 공간(11a) 내에 존재하게 된다. 이 경우, 세터(95)는 상류측과 하류측에서 온도차가 생기기 쉬워, 자신의 온도 분포가 생기기 쉬워진다. 세터(95)가 상기 수치 범위 중 특히 열전도율이 50 W/mK∼200 W/mK를 만족시키도록 함으로써, 이러한 경우에도 세터(95)의 온도 분포를 억제하여, 피처리물(96)을 보다 균일하게 열처리할 수 있다.

[제2 실시형태]

다음으로, 제2 실시형태에 관해 설명한다. 도 4는, 제2 실시형태의 열처리로(110)의 종단면도이다. 열처리로(110)는, 제2 공간(11b)의 반송 방향 하류(후방)에 제3 공간(111b)을 더 구비하는 점, 및 제2 공간(11b)과 제3 공간(111b) 사이를 구획하는 격벽(130)을 구비하는 점 외에는 열처리로(10)와 동일한 구성이다. 또, 도 4에서는, 열처리로(110) 중 반송 통로(11c)보다 반송 방향 상류측의 구성(예컨대 제1 공간(11a) 등)에 관해서는 도시를 생략하고 있다. 또한, 열처리로(110)에 관해서는, 전술한 열처리로(10)와 동일한 구성요소에 관해서는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략하고, 이하에는 상이한 구성요소에 관해 설명한다.

열처리로(110)는, 노체(110a)와, 제3 반송 롤러(120b)와, 가스 공급 장치(124)와, 유량 조정 밸브(128)와, 냉각 파이프(140)와, 공냉 재킷(142, 144)과, 냉매 공급원(146, 148)을 구비하고 있다. 노체(110a)는, 외벽(111)과, 외벽(111) 내에 배치된 격벽부(130)를 구비하고 있다. 외벽(111)은, 외벽(11)을 더욱 후방으로 확장한 것이며, 제2 공간(11b)의 후방에, 내부의 공간인 반송 통로(111c) 및 제3 공간(111b)을 이 순으로 갖고 있다. 또한, 외벽(111)은, 외벽(111)의 후단면(113)에 형성되며 제3 공간(111b)으로부터 외부로의 출구가 되는 개구(115)를 갖고 있다. 제3 공간(111b)은, 외벽(111) 및 격벽부(130)로 둘러싸인 공간이다. 반송 통로(111c)는, 제2 공간(11b)과 제3 공간(111b)을 연통시키는 공간이며, 격벽부(130)에 의해 형성되어 있다.

격벽부(130)는, 본체부(132) 및 빔(133)을 구비하는 상격벽부(131)와, 본체부(136) 및 볼록형부(137a, 137b)를 구비하는 하격벽부(135)를 구비하고 있다(도 4의 좌측에 나타낸 파선 프레임 S2의 확대 부분 참조). 볼록형부(137a, 137b)는 정상부인 상단부(138a, 138b)를 구비하고 있다. 이 격벽부(130)는, 제2 공간(11b)과 제3 공간(111b)을 구획하는 점, 및 가변속 반송 롤러(20c) 대신에 제3 반송 롤러(120b)가 반송 통로(111c)에 배치되어 있는 점 외에는, 격벽부(30)와 동일한 구성이다.

제3 반송 롤러(120b)는, 반송 통로(111c) 내 및 제3 공간(111b) 내에서 정해진 반송 방향인 수평 방향을 따라서 복수(본 실시형태에서는 14개) 배치되며, 세터(95)를 반송하는 반송 롤러이다. 제3 반송 롤러(120b)가 회전함으로써, 제2 반송 롤러(20b)에 의해 반송된 세터(95)는, 반송 통로(111c) 및 제3 공간(111b) 내를 통과하여 개구(115)까지 반송 방향으로 반송된다.

가스 공급 장치(124)는, 가스 공급 장치(24)와 동일한 구성이며, 외벽(111)의 바닥부 중 제3 공간(111b)의 후단면(113)측에 형성된 가스 공급구(117)를 통해, 제3 공간(111b)에 분위기 가스를 공급한다. 또, 본 실시형태에서는, 가스 공급 장치(124)는, 예컨대 20℃의 분위기 가스를 공급하여 제3 공간(111b)을 냉각시키는 것으로 했다.

유량 조정 밸브(128)는, 유량 조정 밸브(28)와 동일한 구성이며, 외벽(111)의 천장 부분 중 제3 공간(111b)의 전단면(12)측(전방)에 형성된 유출구(119)에 접속되어 있다. 유량 조정 밸브(128)는, 이 유출구(119)를 통해 제3 공간(111b)의 분위기를 유출시킬 때의 유량을 조정한다.

냉각 파이프(140)는, 제3 반송 롤러(120b)를 상하로부터 사이에 끼우도록, 제3 공간(111b) 내에서 외벽(111)의 천장 및 바닥부에 복수(본 실시형태에서는 상하 각 3개) 배치되어 있다. 냉각 파이프는, 냉매(예컨대 공기 등)가 내부를 통과 가능하고, 이 냉매에 의해 제3 공간(111b) 내를 냉각시킨다.

공냉 재킷(142, 144)은, 제3 공간(111b)을 냉각시키는 것이며, 외벽(111)의 천장과바닥부에 각각 배치되어 있다. 이 공냉 재킷(142, 144)은, 제3 공간(111b) 내에 표면이 노출되어 있고, 냉매 공급원(146, 148)으로부터의 냉매(공기)가 내부를 통과 가능하다. 공냉 재킷(142, 144)은, 이 냉매에 의해 제3 공간(111b)에 노출된 표면을 통해 제3 공간(111b)을 냉각시킨다. 또, 공냉 재킷(142, 144)의 제3 공간(111b) 내의 노출면에는 다수의 요철이 형성되어 있고, 제3 공간(111b)과의 접촉 면적을 늘려 냉각 효율이 높아졌다.

이렇게 해서 구성된 열처리로(110)에서는, 피처리물(96)의 열처리가 시작되면, 컨트롤러(80)가, 가스 공급 장치(124)로부터의 분위기 가스의 공급량 및 온도, 유량 조정 밸브(128)를 흐르는 분위기 가스의 유량, 냉각 파이프(140), 공냉 재킷(142, 144)을 통과하는 냉매(공기)의 공급량 및 온도 등을 제어한다. 이에 따라, 제3 공간(111b)의 분위기는 불활성 가스 분위기가 되고, 제3 공간(111b)이 제2 공간(11b)의 온도(예컨대 1200℃)보다 낮은 온도(예컨대 500℃∼650℃)가 되도록 냉각된다. 또, 제1 공간(11a), 제2 공간(11b)의 분위기의 조정은, 열처리로(10)와 동일하게 행한다.

그리고, 제1 공간(11a), 제2 공간(11b), 제3 공간(111b)의 분위기의 조정을 완료한 후, 컨트롤러(80)는, 도시하지 않은 모터에 제어 신호를 출력하여, 제1 반송 롤러(20a), 제2 반송 롤러(20b), 가변속 반송 롤러(20c), 제3 반송 롤러(120b)를 회전시킨다. 그리고, 사용자 또는 도시하지 않은 반송 장치에 의해 개구(14)로부터 피처리물(96)을 노체(110a) 내에 반입한다. 반입된 피처리물(96)은, 제1 반송 롤러(20a), 가변속 반송 롤러(20c), 제2 반송 롤러(20b)에 의해, 제1 공간(11a), 반송 통로(11c), 제2 공간(11b) 내를 이 순으로 반송되고, 이 동안에 피처리물(96)의 열처리(소성)가 행해진다. 그리고, 소성후의 피처리물(96)은, 제3 반송 롤러(120b)에 의해 반송 통로(111c) 및 제3 공간(111b) 내를 이 순으로 반송된다. 이 때, 피처리물(96)은 제2 공간(11b)과 제3 공간(111b)의 온도차에 의해, 정해진 강온 속도로 급속 강온된다. 그 후, 피처리물(96)은 개구(115)로부터 반출되어, 외기 온도(예컨대 상온)까지 강온된다. 또, 제3 공간(111b)의 온도(제2 공간(11b)이나 외기와의 온도차)는, 소성후의 피처리물(96)을 적절하게 냉각시킬 수 있도록 미리 정해 놓는다. 예컨대, 제2 공간(11b)과 제3 공간(111b)의 온도차가 400℃∼600℃가 되도록 제3 공간(111b)의 온도를 정해도 좋다.

여기서, 제2 실시형태의 구성요소와 본 발명의 구성요소의 대응 관계를 명확하게 한다. 또, 제2 실시형태에는, 전술한 제1 실시형태와 동일한 대응 관계가 포함되어 있지만, 동일한 대응 관계에 관해서는 기재를 생략하고, 제1 실시형태와는 상이한 대응 관계(주로 제3 공간(111b)에 관련된 구성요소와 본 발명의 대응 관계)에 관해 이하에 기재한다. 본 실시형태의 제2 공간(11b)이 본 발명의 제1 공간에 해당하고, 제3 공간(111b)이 제2 공간에 해당하고, 반송 통로(111c)가 반송 통로에 해당하고, 격벽부(130)가 격벽에 해당하고, 노체(110a)가 노체에 해당하고, 제2 히터(21b), 가스 공급 장치(124), 유량 조정 밸브(128), 냉각 파이프(140), 공냉 재킷(142, 144), 냉매 공급원(146, 148)이 온도 조정 수단에 해당하고, 제2 히터(21b)가 제1 온도 조정 수단 및 제1 가열 수단에 해당하고, 가스 공급 장치(124), 유량 조정 밸브(128), 냉각 파이프(140), 공냉 재킷(142, 144), 냉매 공급원(146, 148)이 제2 온도 조정 수단 및 제2 냉각 수단에 해당하고, 제2 반송 롤러(20b) 및 제3 반송 롤러(120b)가 반송 수단에 해당한다.

이상 설명한 제2 실시형태의 열처리로(110)에서는, 제1 실시형태와 동일한 구성에 의해 동일한 효과를 얻을 수 있다. 예컨대, 반송 통로(111c)의 간극 높이 H를 35 mm 이하로 함으로써, 제2, 제3 공간(11b, 111b)의 온도차를 크게 하기 쉬워져, 보다 많은 종류의 피처리물(96)에 대응한 급속 강온이 가능해진다. 또한, 간극 높이 H를 25 mm 이상으로 함으로써, 피처리물(96)이나 세터(95)가 통과하는 간극을 충분히 확보할 수 있다. 또한, 반송 통로(111c)의 반송 방향 길이 L을 간극 높이 H의 3배 이상으로 함으로써, 제2 공간(11b)의 분위기와 제3 공간(111b)의 분위기의 온도차를 크게 하기 쉬워진다.

또한, 하부 격벽(135)의 상단부(138a, 138b)가, 반송 방향에서 복수의 제3 반송 롤러(120b)의 사이에 위치하고, 또한 수직 방향에서 복수의 제3 반송 롤러(120b)의 하단과 동일한 높이에 위치하고 있다. 그 때문에, 반송 방향을 따라서 반송 통로(111c)를 봤을 때의 제3 반송 롤러(120b)의 하단과 하부 격벽(135)의 상하의 간극을 없앨 수 있다.

또한, 하부 격벽(135)은, 상단부(138a, 138b)를 갖는 볼록형부(137a, 137b)를 갖고 있고, 볼록형부(137a, 137b)는 상단부(138a, 138b)를 향해서 수직 상측으로 갈수록 반송 방향의 폭이 작아지는 형상을 하고 있다. 그 때문에, 반송 방향에서 복수의 제3 반송 롤러(120b)의 사이에 하부 격벽(135)의 상단부(138a, 138b)를 배치하면서, 하부 격벽(135)이 열팽창한 경우 등에 제3 반송 롤러(120b)와 하부 격벽(135)(특히 볼록형부(137a, 137b))이 접촉하는 것을 피하기 쉬워진다.

또한, 세터(95)를, 제1 실시형태와 동일한 물성치(상온에서의 굽힘 강도가 100 MPa∼250 MPa, 영률이 200 GPa∼350 GPa, 열팽창 계수가 4 ppm/K∼5 ppm/K, 열전도율이 50 W/mK∼200 W/mK)로 함으로써, 제2 공간(11b), 반송 통로(111c), 제3 공간(111b)을 세터(95)가 통과할 때의 강온의 온도차나 강온 속도에 대한 내열성 및 온도 추종성이 충분한 것이 된다. 예컨대, 승온 속도와 마찬가지로 150℃/min∼1000℃/min의 범위의 강온 속도에 있어서, 세터(95)의 내열성 및 온도 추종성이 충분한 것이 된다.

또, 본 발명은 전술한 실시형태에 전혀 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 범위에 속하는 한 여러가지 양태로 실시할 수 있는 것은 물론이다.

예컨대, 전술한 실시형태에서는, 상단부(38a, 38b)는, 가변속 반송 롤러(20c)의 하단과 동일한 높이에 위치하는 것으로 했지만, 상단부(38a, 38b)가 가변속 반송 롤러(20c)의 하단보다 위에 위치하고 있어도 좋다. 제2 실시형태의 상단부(138a, 138b)에 관해서도 동일하다.

전술한 실시형태에서는, 볼록형부(37a, 37b)는, 좌우 방향에 수직인 단면이 삼각형이며, 수직 상측으로 갈수록 전후 방향의 폭이 작아지도록 형성되어 있는 것으로 했지만, 단면이 삼각형인 경우와 같이 수직 상측으로 갈수록 전후 방향의 폭이 연속적으로 작아지는 것에 한정되지 않고, 단계 함수적으로 작아지는 것으로 해도 좋다. 예컨대, 볼록형부(37a, 37b)는, 좌우 방향에 수직인 단면이 계단형이어도 좋다. 볼록형부(37a, 37b)는 수직 상측으로 갈수록 전후 방향의 폭이 작아지는 것에 한정되지 않고, 예컨대 좌우 방향에 수직인 단면이 사각형인 것으로 해도 좋다. 이 경우도, 볼록형부(37a, 37b)의 반송 방향의 폭을 가변속 반송 롤러(20c)의 반송 방향의 간격보다 작게 하면, 하부 격벽(35)의 상단부를 가변속 반송 롤러(20c)의 사이에 배치하고 또한 가변속 반송 롤러(20c)의 하단 이상의 높이에 배치할 수는 있다. 제2 실시형태의 볼록형부(137a, 137b)에 관해서도 마찬가지이다.

전술한 실시형태에서는, 제1, 제2 히터(21a, 21b)에 의해 제1, 제2 공간(11a, 11b)의 가열을 행하는 것으로 했지만, 제1, 제2 공간(11a, 11b)의 가열을 행하는 것이라면 다른 가열 수단을 이용해도 좋다. 예컨대, 히터 대신에 가스 버너 등을 이용해도 좋다. 또는, 가스 공급 장치(22, 24)로부터 고온의 분위기를 공급하는 것으로 하여, 이 분위기 가스에 의해 제1, 제2 공간(11a, 11b)의 가열을 행해도 좋다.

전술한 실시형태에서는, 격벽부(30)로 구획된 제2 공간(11b)의 분위기를 제1 공간(11a)보다 고온으로 하는 것으로 했지만, 이것에 한정되지 않는다. 격벽으로 구획된 제1 공간의 분위기와 제2 공간의 분위기의 온도가 상이하면 된다. 또한, 격벽으로 구획된 양 공간의 분위기의 온도를 상이하게 하는 것이라면, 공간을 가열하는 수단과 공간을 냉각시키는 수단을 어떻게 조합해도 좋다.

전술한 제2 실시형태에서는, 격벽(130)으로 구획된 제2 공간(11b)과 제3 공간(111b)의 온도차에 의해, 피처리물(96)의 소성후의 급속 강온을 행하는 것으로 했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 소성후의 피처리물(96)에 대하여 어닐링 처리(예컨대 1000℃에서의 열처리 등)를 행한 후에, 급속 강온을 행하는 것으로 해도 좋다. 즉, 이 어닐링 처리를 행한 공간을 본 발명의 제1 공간으로 하고, 그 다음에 피처리물(96)이 반송되는 공간을 본 발명의 제2 공간으로 하여, 양 공간을 격벽(130)으로 구획하고, 이 제2 공간을 제1 공간보다 낮은 온도로 조정하여 피처리물의 어닐링후의 급속 강온을 행해도 좋다.

전술한 제2 실시형태에서는, 가변속 반송 롤러가 아니라 제3 반송 롤러(120b)를 이용하여 반송 통로(111c) 내에서의 피처리물(96)의 반송을 행하는 것으로 했지만, 반송 통로(11c)와 마찬가지로 가변속 반송 롤러로 반송해도 좋다. 이렇게 하면, 급속 강온의 강온 속도를 반송 통로(111c) 내의 반송 속도에 따라서 변화시킬 수 있어, 보다 많은 종류의 피처리물(96)에 대응한 급속 강온이 가능해진다.

전술한 실시형태에서는, 격벽부(30, 130)는 노체 내의 2개의 공간을 구획하는 것으로 했지만, 노체의 반입구나 반출구가 되는 위치에도 격벽부(30, 130)와 동일한 격벽부를 배치해도 좋다. 즉, 격벽부(30, 130)와 동일한 격벽부가, 노체 내의 공간과 외부공간을 구획하는 것으로 해도 좋다.

[실시예]

[실시예 1]

실시예 1의 열처리로로서, 도 1∼3에 나타낸 열처리로(10)를 제작했다. 이 열처리로(10)는, 간극 높이 H를 30.0 mm, 반송 방향 길이 L을 100 mm로 했다. 또한, 반송 통로(11c)의 좌우 방향 길이를 700 mm로 했다. 또한, 가변속 반송 롤러(20c)의 가변속 영역을 90 mm/min∼600 mm/min으로 했다.

[비교예 1]

간극 높이 H를 36 mm, 반송 방향 길이 L을 50 mm로 한 점 외에는, 실시예 1과 동일한 열처리로(10)를 제작하여 비교예 1로 했다.

[실시예 2]

실시예 2의 열처리로로서, 도 4에 나타낸 열처리로(110)를 제작했다. 이 열처리로(110)는, 반송 통로(111c)의 간극 높이 H를 30.0 mm, 반송 방향 길이 L을 100 mm로 했다. 또한, 반송 통로(111c)의 좌우 방향 길이를 700 mm로 했다.

실시예 1의 열처리로(10)에 있어서, 가스 공급 장치(22, 24)에 의해 제1, 제2 공간(11a, 11b)의 분위기를 질소 분위기로 했다. 그 후, 가스 공급 장치(22, 24)로부터의 가스의 공급 및 유량 조정 밸브(26), 유량 조정 밸브(28)로부터의 가스의 유출이 모두 없는 상태로 했다. 이 상태로, 열처리시의 제1 공간(11a)의 온도(목표 온도)를 700℃, 제2 공간(11b)의 온도(목표 온도)를 1200℃로 하여, 컨트롤러(80)에 의해 제1, 제2 히터(21a, 21b)의 출력을 제어한 결과, 제1, 제2 공간(11a, 11b)의 분위기의 온도를 모두 목표 온도로 조정할 수 있었다. 또, 제1, 제2 공간(11a, 11b)의 분위기의 온도는, 모두 공간 내의 중심에서 측정한 온도로 했다.

비교예 1의 열처리로(10)에 있어서, 가스 공급 장치(22, 24)에 의해 제1, 제2 공간(11a, 11b)의 분위기를 질소 분위기로 했다. 그 후, 가스 공급 장치(22, 24)로부터의 가스의 공급 및 유량 조정 밸브(26), 유량 조정 밸브(28)로부터의 가스의 유출이 모두 없는 상태로 했다. 이 상태로, 열처리시의 제1 공간(11a)의 온도(목표 온도)를 800℃, 제2 공간(11b)의 온도(목표 온도)를 1200℃로 하여, 컨트롤러(80)에 의해 제1, 제2 히터(21a, 21b)의 출력을 제어했다. 제2 공간(11b)의 온도는 목표 온도의 1200℃로 조정할 수 있었지만, 제1 공간(11a)의 온도는, 제1 히터(21a)의 출력을 0%로 하더라도 900℃밖에 되지 않아, 목표 온도의 800℃는 되지 않았다. 즉, 비교예 1에서는 제1, 제2 공간(11a, 11b)의 온도차가 300℃를 넘지 않았다.

실시예 2의 열처리로(110)에 있어서, 가스 공급 장치(24, 124)에 의해 제2, 제3 공간(11b, 111b)의 분위기를 질소 분위기로 했다. 그 후, 가스 공급 장치(24, 124)로부터의 가스의 공급 및 유량 조정 밸브(28, 128)로부터의 가스의 유출이 모두 없는 상태로 했다. 이 상태로, 열처리시의 제2 공간(11b)의 온도(목표 온도)를 1000℃, 제3 공간(111b)의 온도(목표 온도)를 300℃로 하여, 컨트롤러(80)에 의해 제2 히터(21b)의 출력과 냉각 파이프(140) 및 공냉 재킷(142, 144)을 통과하는 공기의 유량 및 온도를 제어했다. 그 결과, 제2, 제3 공간(11b, 111b)의 분위기의 온도를 모두 목표 온도로 조정할 수 있었다. 또, 제2, 제3 공간(11b, 111b)의 분위기의 온도는, 모두 공간 내의 중심에서 측정한 온도로 했다.

이상의 점에서, 실시예 1에서는 간극 높이 H를 25 mm 이상 35 mm 이하, 반송 방향 길이 L을 간극 높이 H의 3배 이상으로 함으로써, 제1, 제2 공간(11a, 11b)의 온도차를 비교예 1보다 큰 500℃로 할 수 있다고 생각된다.

또한, 실시예 2에서도, 간극 높이 H를 25 mm 이상 35 mm 이하, 반송 방향 길이 L을 간극 높이 H의 3배 이상으로 함으로써, 제2, 제3 공간(11b, 111b)의 온도차를 700℃로 할 수 있다고 생각된다.

실시예 1의 열처리로(10)에 있어서, 열처리시의 제1 공간(11a)의 온도를 700℃, 제2 공간(11b)의 온도를 1200℃로 조정한 상태로, 피처리물(96)을 놓은 세터(95)를 개구(14)로부터 개구(15)까지 반송했다. 이 때, 반송 통로(11c)를 통과할 때의 반송 속도 및 피처리물(96)의 승온 속도를 측정했다. 구체적으로는, 세터(95)는 Si 결합 SiC제의 세터로 하고, 전후 길이(반송 방향 길이)가 250 mm, 좌우 길이가 250 mm, 두께가 4 mm인 것을 이용했다. 세터(95)는, 상온에서의 물성치로서, 굽힘 강도가 250 MPa, 영률이 350 GPa, 열팽창 계수가 4.5 ppm/K, 열전도율이 150 W/mK였다. 피처리물(96)은, 소성후에 세라믹스 콘덴서의 칩이 되는 것으로 하여, 세터(95)의 상면의 중앙에 놓았다. 또한, 노체(10a) 내 중 격벽부(30)로부터 반송 방향 상류에 100 mm 떨어진 위치와, 격벽부(30)로부터 반송 방향 하류에 150 mm 떨어진 위치에, 세터(95)를 검지하는 비접촉 센서를 배치했다. 그리고, 세터(95)를 반송하여, 상류측의 센서가 세터(95)를 검지했을 때(=세터(95)의 하류단이 격벽부(30)로부터 반송 방향 상류에 100 mm 떨어진 위치에 왔을 때)와, 하류측의 센서가 세터(95)를 검지했을 때(=세터(95)의 하류단이 격벽부(30)로부터 반송 방향 하류에 150 mm 떨어진 위치에 왔을 때)의 2점에서의 피처리물(96)의 온도 및 시각을 측정했다. 이 2점에서의 피처리물(96)의 온도차 및 시간차로부터, 피처리물(96)의 승온 속도를 산출했다. 이러한 승온 속도의 산출을, 가변속 반송 롤러(20c)의 반송 속도를 바꿔 복수회 행했다. 가변속 반송 롤러(20c)의 반송 속도를 100 mm/min∼600 mm/min의 범위에서 바꿔 복수회 승온 속도를 측정한 결과, 피처리물(96)의 승온 속도는 167℃/min∼1000℃/min의 범위에서 변화했다. 또한, 반송된 세터(95)는 모든 측정에서 동일한 것을 이용했지만, 균열 등은 생기지 않았다.

본 출원은, 2013년 8월 26일에 출원된 일본 특허 출원 제2013-174887호와 2013년 11월 5일에 출원된 일본 특허 출원 제2013-229630호를 우선권 주장의 기초로 하고 있고, 인용에 의해 그 내용이 모두 본 명세서에 포함된다.

본 발명은, 세라믹스 콘덴서의 칩이 되는 적층체를 소성하는 처리 등의 피처리물을 열처리하는 열처리로에 이용 가능하다.

10, 110 : 열처리로 10a, 110a : 노체
11, 111 : 외벽 11a, 11b : 제1, 제2 공간
11c, 111c : 반송 통로 12 : 전단면
13, 113 : 후단면 14, 15, 115 : 개구
16, 17, 117 : 가스 공급구 18, 19, 119 : 유출구
20a, 20b : 제1, 제2 반송 롤러 20c : 가변속 반송 롤러
21a, 21b : 제1, 제2 히터 22, 24, 124 : 가스 공급 장치
26, 28, 128 : 유량 조정 밸브 30, 130 : 격벽부
31, 131 : 상부 격벽 32, 132 : 본체부
33, 133 : 빔 35, 135 : 하부 격벽
36, 136 : 본체부 37a, 37b, 137a, 137b : 볼록형부
38a, 38b, 138a, 138b : 상단부 80 : 컨트롤러
81 : CPU 82 : 플래시 메모리
83 : 대응 관계 데이터 84 : RAM
85 : 속도 취득부 86 : 반송 제어부
88 : 조작 패널 95 : 세터
96 : 피처리물 111b : 제3 공간
120b : 제3 반송 롤러 140 : 냉각 파이프
142, 144 : 공냉 재킷 146, 148 : 냉매 공급원

Claims

피처리물의 열처리를 행하는 열처리로로서,
제1 공간과, 제2 공간과, 상기 제1 공간과 상기 제2 공간을 연통시켜 상기 피처리물을 반송하는 통로이며 수직 방향의 간극 높이 H가 25 mm 이상 35 mm 이하인 반송 통로를 형성하고, 또한 상기 제1 공간과 상기 제2 공간을 구획하는 격벽을 갖는 노체와,
상기 제1 공간의 분위기와 상기 제2 공간의 분위기의 온도를 상이하게 하는 온도 조정 수단, 그리고
상기 피처리물을, 상기 제1 공간 내, 상기 반송 통로, 상기 제2 공간 내의 순으로 반송하는 반송 수단
을 구비하는 열처리로.
제1항에 있어서, 상기 반송 통로의 반송 방향 길이 L이 상기 간극 높이 H의 3배 이상인 것인 열처리로.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 반송 수단은,
상기 제1 공간 내에서 상기 피처리물을 반송하는 제1 반송 수단과,
상기 제2 공간 내에서 상기 피처리물을 반송하는 제2 반송 수단과,
상기 제1 반송 수단에 반송된 상기 피처리물을, 상기 반송 통로 내에서 정해진 반송 방향으로 통과시켜 상기 제2 반송 수단까지 반송하고, 상기 제1 반송 수단 및 상기 제2 반송 수단보다 고속인 가변속 영역 내에서 그 반송의 속도를 변경 가능한 가변속 반송 수단을 갖는 것인 열처리로.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 반송 수단은, 상기 피처리물을 상기 반송 통로 내에서 반송 방향인 수평 방향으로 반송하는 복수의 반송 롤러를 갖고 있고,
상기 격벽은, 상기 반송 통로의 수직 상측에 위치하는 상부 격벽과, 상기 반송 통로의 수직 하측에 위치하는 하부 격벽을 가지며,
상기 하부 격벽의 하나 이상의 상단부가, 상기 반송 방향으로 상기 복수의 반송 롤러 사이에 위치하고, 또한 수직 방향으로 상기 복수의 반송 롤러의 하단과 동일하거나 그것보다 위에 위치하고 있는 것인 열처리로.
제4항에 있어서, 상기 하부 격벽은, 상기 상단부를 갖는 볼록형부를 하나 이상 갖고 있고, 상기 볼록형부는 상기 상단부를 향해서 수직 상측으로 갈수록 상기 반송 방향의 폭이 작아지는 형상을 하고 있는 것인 열처리로.
제1 공간과, 제2 공간과, 상기 제1 공간과 상기 제2 공간을 연통시켜 피처리물을 반송하는 통로이며 수직 방향의 간극 높이 H가 25 mm 이상 35 mm 이하인 반송 통로를 형성하고 또한 상기 제1 공간과 상기 제2 공간을 구획하는 격벽을 갖는 노체를 구비한 열처리로에서의 상기 피처리물의 열처리 방법으로서,
상기 제1 공간의 분위기와 상기 제2 공간의 분위기의 온도를 상이하게 한 상태로, 상기 피처리물을, 상기 제1 공간 내, 상기 반송 통로, 상기 제2 공간 내의 순으로 반송하는 공정
을 포함하는 열처리 방법.
제6항에 있어서, 상기 반송 통로의 반송 방향 길이 L이 상기 간극 높이 H의 3배 이상인 것인 열처리 방법.
제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 열처리로는,
상기 제1 공간 내에서 상기 피처리물을 반송하는 제1 반송 수단과,
상기 제2 공간 내에서 상기 피처리물을 반송하는 제2 반송 수단, 그리고
상기 제1 반송 수단에 반송된 상기 피처리물을, 상기 반송 통로 내로 정해진 반송 방향으로 통과시켜 상기 제2 반송 수단까지 반송하고, 상기 제1 반송 수단 및 상기 제2 반송 수단보다 고속인 가변속 영역 내에서 그 반송의 속도를 변경 가능한 가변속 반송 수단
을 구비하고, 상기 공정에서는, 상기 제1 공간의 분위기와 상기 제2 공간의 분위기의 온도를 상이하게 한 상태로, 상기 제1 반송 수단에 의해 상기 제1 공간 내로 반송된 피처리물을, 상기 가변속 반송 수단에 의해 상기 가변속 영역 내의 정해진 속도로 상기 반송 통로 내로 통과시켜 상기 제2 반송 수단까지 반송하는 것인열처리 방법.
제8항에 있어서, 상기 가변속 영역은, 상기 반송 통로를 통과할 때의 상기 피처리물의 온도 변화 속도를 적어도 150℃/min∼1000℃/min의 범위에서 변경 가능해지도록 정해진 영역이며,
상기 공정에서는, 상기 피처리물은 세터에 놓인 상태로 반송되고,
상기 세터는, 각각 상온에서의 물성치로서, 굽힘 강도가 100 MPa∼250 MPa, 영률이 200 GPa∼350 GPa, 열팽창 계수가 4 ppm/K∼5 ppm/K, 열전도율이 50 W/mK∼200 W/mK인 것인 열처리 방법.
제9항에 있어서, 상기 세터는 Si 결합 SiC 또는 재결정 SiC로 이루어진 것인 열처리 방법.
제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 반송 수단은, 상기 피처리물을 상기 반송 통로 내에서 반송 방향인 수평 방향으로 반송하는 복수의 반송 롤러를 갖고 있고,
상기 격벽은, 상기 반송 통로의 수직 상측에 위치하는 상부 격벽과, 상기 반송 통로의 수직 하측에 위치하는 하부 격벽을 가지며,
상기 하부 격벽의 하나 이상의 상단부가, 상기 반송 방향으로 상기 복수의 반송 롤러 사이에 위치하고, 또한 수직 방향으로 상기 복수의 반송 롤러의 하단과 동일하거나 그것보다 위에 위치하고 있는 것인 열처리 방법.
제11항에 있어서, 상기 하부 격벽은, 상기 상단부를 갖는 볼록형부를 하나 이상 갖고 있고, 상기 볼록형부는 상기 상단부를 향해서 수직 상측으로 갈수록 상기 반송 방향의 폭이 작아지는 형상을 하고 있는 것인 열처리 방법.