(57)【要約】【課題】炉内の温度及び酸素濃度を並行して制御することで最適な炉内雰囲気とすることができ、良好な特性及び品質を有するセラミックスを得られるセラミックスの製造方法及び焼成炉の提供を課題とする。【解決手段】本発明のセラミックスの製造方法は、セラミック原料粉末を成形した成形体を焼結する炉、炉内を加熱するガスバーナー、炉内と外気とを連通する煙道、及び炉圧調整用ダンパーを有する焼成炉でセラミックスを製造するセラミックスの製造方法であって、上記ガスバーナーに供給する燃料ガス圧力の調整により炉内の温度を調整する工程と、上記炉圧調整用ダンパーの開閉により炉内の酸素濃度を調整する工程とを備え、上記酸素濃度調整工程をＰＬＣ制御で行うことを特徴とする。ジルコニア式酸素センサーを用いて上記酸素濃度測定をするとよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック原料粉末を成形した成形体を焼結する炉、炉内を加熱するガスバーナー、炉内と外気とを連通する煙道、及び炉圧調整用ダンパーを有する焼成炉でセラミックスを製造するセラミックスの製造方法であって、
上記ガスバーナーに供給する燃料ガス圧力の調整により炉内の温度を調整する工程と、
上記炉圧調整用ダンパーの開閉により炉内の酸素濃度を調整する工程と
を備え、
上記酸素濃度調整工程をＰＬＣ制御で行うことを特徴とするセラミックスの製造方法。
【請求項２】
ジルコニア式酸素センサーを用いて上記酸素濃度測定をする請求項１に記載のセラミックスの製造方法。
【請求項３】
上記酸素濃度調整工程が、１０秒間以上３０秒間以下の酸素濃度の平均値を算出し、この平均値が設定された酸素濃度を満たさない場合に上記炉圧調整用ダンパーを開閉する工程である請求項１又は請求項２に記載のセラミックスの製造方法。
【請求項４】
上記設定酸素濃度が、一定時間ごとに異なる数値に設定され、この設定値が−０．５％以上＋０．５％以下の許容幅を有する請求項１、請求項２又は請求項３に記載のセラミックスの製造方法。
【請求項５】
上記炉圧調整用ダンパーを開閉する時間が、２秒間以上５秒間以下である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のセラミックスの製造方法。
【請求項６】
セラミック原料粉末を成形した成形体を焼結する炉、炉内を加熱するガスバーナー、炉内と外気とを連通する煙道、及び炉圧調整用ダンパーを有する焼成炉の還元燃焼の制御方法であって、
上記ガスバーナーに供給する燃料ガス圧力の調整により炉内の温度を調整する工程と、
上記炉圧調整用ダンパーの開閉により炉内の酸素濃度を調整する工程と
を備え、
上記酸素濃度調整工程をＰＬＣ制御で行うことを特徴とする還元燃焼の制御方法。
【請求項７】
成形されたセラミック原料粉末を焼結する炉、炉内を加熱するガスバーナー、炉内と外気とを連通する煙道、及び炉圧調整用ダンパーを有する焼成炉であって、
炉内温度を測定する温度センサーと、
上記ガスバーナーへの供給燃料の圧力を調整する燃料ガス圧力調整器と、
上記燃料ガス圧力調整器の圧力調整を制御する温度調節計と、
炉内の酸素濃度を測定する酸素濃度センサーと、
上記炉圧調整用ダンパーの開閉を制御するＰＬＣ制御手段と
を備える焼成炉。
【請求項８】
成形されたセラミック原料粉末を焼結する炉、炉内を加熱するガスバーナー、炉内と外気とを連通する煙道、及び炉圧調整用ダンパーを有する焼成炉の炉内雰囲気制御装置であって、
炉内温度を測定する温度センサーと、
上記ガスバーナーへの供給燃料の圧力を調整する燃料ガス圧力調整器と、
上記燃料ガス圧力調整器の圧力調整を制御する温度調節計と、
炉内の酸素濃度を測定する酸素濃度センサーと、
上記炉圧調整用ダンパーの開閉を制御するＰＬＣ制御手段と
を備える炉内雰囲気制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックスの製造方法及び制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミック原料粉末を成形した成形品を焼結する焼成炉としては、バーナーで燃料を燃焼して炉内を高温にする燃焼炉、ヒーターで熱する電気炉等が知られている。
【０００３】
セラミックスは、焼成する際の炉内温度により耐熱性や強度等の特性が決まるため、焼成炉の温度管理が重要になる。一方、色調、釉薬の透明度等の品質には炉内雰囲気が大きな影響を及ぼすため、炉内温度を適正に管理しながら炉内雰囲気も管理する必要があるが、燃焼炉においては燃焼に酸素が必要であるため、適正な炉内雰囲気とすることが容易ではない。
【０００４】
炉内雰囲気の管理は作業者が炉内温度及び炉から出る炎の色等で燃料と空気量を微調整して行うが、作業者に相当な経験を要し、中小企業等においては熟練者の確保、育成が潜在的な問題となっている。
【０００５】
炉内の雰囲気を自動で制御する方法として、燃料ガスの流量を自動制御する方法が開示されている（特開平５−１８０５７４号公報）。この方法では、炉内の温度を検出してバーナーの燃焼を増減することにより炉内温度を適正にできるとされているが、酸素濃度も含めた炉内雰囲気の調整を自動で行うことは困難とならざるを得ない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１８０５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
炉内が、酸素（空気）が過剰な状況の酸化燃焼であれば燃料を増加することにより温度を上昇させることができるが、酸素が不足する状況の還元燃焼では燃料の増加で温度が低下してしまう。炉内の温度及び雰囲気をそれぞれ制御すると、一方の変化を調整すると他方に変化が生じ、他方を調整すると一方が変化することとなり、炉内雰囲気が安定せずセラミックスの品質が低下するおそれがある。そこで、焼成の酸化還元燃焼を自動で行う手段が望まれている。
【０００８】
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、炉内の温度及び酸素濃度を並行して制御することで最適な炉内雰囲気とすることができ、良好な特性及び品質を有するセラミックスを得られるセラミックスの製造方法及び焼成炉の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた本発明は、セラミック原料粉末を成形した成形体を焼結する炉、炉内を加熱するガスバーナー、炉内と外気とを連通する煙道、及び炉圧調整用ダンパーを有する焼成炉でセラミックスを製造するセラミックスの製造方法であって、上記ガスバーナーに供給する燃料ガス圧力の調整により炉内の温度を調整する工程と、上記炉圧調整用ダンパーの開閉により炉内の酸素濃度を調整する工程とを備え、上記酸素濃度調整工程をＰＬＣ制御で行うことを特徴とするセラミックスの製造方法である。
【００１０】
当該セラミックスの製造方法によれば、炉内温度の測定により燃料ガス圧力調整を制御することで炉内の温度変化の調整を行うと共に、酸素濃度の測定によりダンパーを開閉することで酸素濃度を調整することができるため、焼成の開始から終了まで予め設定された炉内の温度及び雰囲気で焼成をすることができる。また、炉内に充満する燃焼ガスの圧力の変動等に伴い変化する炉内の酸素濃度を検知して炉内雰囲気を調整することができるため、所望する酸素濃度に維持することができる。さらに、炉内雰囲気の変化により炉内温度が変化した際には、燃料ガス圧力が調整されるため所定の温度を維持することができ、安定して被焼成物に好適な炉内雰囲気とすることができる。従って、高品質のセラミックス製品を安定して得ることができる。
【００１１】
上記炉内の酸素濃度の測定をジルコニア式酸素センサーで行うとよい。ジルコニア式酸素センサーは、高温の燃焼ガスを直接測定することができ、また、燃焼ガス中の酸素分圧を１〜１０＾−３０ａｔｍの範囲で測定できるので、炉内の雰囲気中の平衡酸素分圧を測定して完全燃焼に対する酸素の不足状態を知ることができる。
【００１２】
上記酸素濃度調整工程で、１０秒間以上３０秒間以下の酸素濃度の平均値を算出し、この平均値が設定された酸素濃度を満たさないと上記炉圧調整用ダンパーを開閉するとよい。炉内のガス濃度は絶えず変動しているため、酸素濃度を設定値に正確に追従させようとすると却って変動（ハンチング）を増幅させ制御不能となることがある。１０〜３０秒の間隔の炉内の酸素濃度の平均値と設定値とを比較して雰囲気を制御することで、安定した炉内雰囲気とすることができる。
【００１３】
上記設定酸素濃度が、一定時間ごとに異なる数値に設定され、この設定値が−０．５％以上＋０．５％以下の許容幅を有するとよい。焼成の開始から終了までの時間軸に沿って予め設定された酸素濃度の設定値を正確に維持しようとすると、ダンパーの開閉が頻繁になり、上記同様にハンチングを助長するおそれがある。設定値に許容幅をもたせ、炉内雰囲気が変化した場合でも許容幅内では酸素濃度調整（ダンパー開閉制御）を行わず、許容幅を超えたときに酸素濃度調整をすることで、より安定した炉内雰囲気とすることができる。
【００１４】
上記炉圧調整用ダンパーを開閉する時間が、２秒間以上５秒間以下であるとよい。このような短時間の炉圧調整用ダンパーの開閉とすることで、急激に炉内雰囲気を変化させることなく微調整が可能となる。
【００１５】
上記課題を解決するためになされた他の発明は、セラミック原料粉末を成形した成形体を焼結する炉、炉内を加熱するガスバーナー、炉内と外気とを連通する煙道、及び炉圧調整用ダンパーを有する焼成炉の還元燃焼の制御方法であって、上記ガスバーナーに供給する燃料ガス圧力の調整により炉内の温度を調整する工程と、上記炉圧調整用ダンパーの開閉により炉内の酸素濃度を調整する工程とを備え、上記酸素濃度調整工程をＰＬＣ制御で行うことを特徴とする。当該還元燃焼の制御方法によれば、所望する酸化燃焼及び還元燃焼で焼成をすることを完全自動化することができるため、セラミックスの製造コスト低減及び品質の安定化を図ることができる。
【００１６】
また、上記課題を解決するためになされた別の発明は、成形されたセラミック原料粉末を焼結する炉、炉内を加熱するガスバーナー、炉内と外気とを連通する煙道、及び炉圧調整用ダンパーを有する焼成炉であって、炉内温度を測定する温度センサーと、上記ガスバーナーへの供給燃料の圧力を調整する燃料ガス圧力調整器と、上記燃料ガス圧力調整器の圧力調整を制御する温度調節計と、炉内の酸素濃度を測定する酸素濃度センサーと、上記炉圧調整用ダンパーの開閉を制御するＰＬＣ制御手段とを備える焼成炉である。
【００１７】
当該焼成炉によれば、焼成の開始から終了まで、作業者に依ることなく自動で最適な炉内雰囲気を維持することができ、安定して良好な特性及び品質のセラミックスを得ることができる。
【００１８】
また、上記課題を解決するためになされた他の発明は、成形されたセラミック原料粉末を焼結する炉、炉内を加熱するガスバーナー、炉内と外気とを連通する煙道、及び炉圧調整用ダンパーを有する炉内雰囲気制御装置であって、炉内温度を測定する温度センサーと、上記ガスバーナーへの供給燃料の圧力を調整する燃料ガス圧力調整器と、上記燃料ガス圧力調整器の圧力調整を制御する温度調節計と、炉内の酸素濃度を測定する酸素濃度センサーと、上記炉圧調整用ダンパーの開閉を制御するＰＬＣ制御手段とを備える。当該炉内雰囲気制御装置は、酸化燃焼及び還元燃焼の焼成条件を自在に設定できるため、多様な焼成炉に対応して焼成の自動化をすることができる。また、得られるセラミックスの仕様に応じた焼成条件に、柔軟に対応することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明のセラミックスの製造方法及び焼成炉によれば、好適な炉内温度及び雰囲気を維持することが自動化でき、良好な特性及び品質のセラミックスを安定して得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態の焼成炉を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、適宜図１を参照しつつ、本発明のセラミックスの製造方法及び焼成炉の実施形態を詳説する。
【００２２】
［セラミックスの製造方法］
本発明の一実施形態に係るセラミックスの製造方法は、セラミック原料粉末の成形体を焼成してセラミックスとする工程を備える。焼成を行う焼成炉１は、セラミック原料粉末を成形したセラミック成形体を焼結する炉２、及び炉２と分離された制御盤６を主に備える。
【００２３】
＜炉＞
本実施形態では、炉２を倒炎式のシャトル型キルンを用いて説明する。炉２はセラミック成形体を載置した台車１６を格納して、ガスバーナー３により炉内を加熱して焼成を行う。炉２は、側壁に炉内と外気とを連通し炉内の燃焼ガスを排気する煙道４、炉圧を調整するダンパー５、炉内上方の温度を測定する第一温度センサー７、炉内下方の温度を測定する第二温度センサー９、及び酸素濃度センサー８を有する。
【００２４】
（ガスバーナー）
ガスバーナー３は、燃料Ｇを供給する燃料供給ライン１００と接続される。燃料供給ライン１００は、燃料ガス圧力調整器１４を連通し、図示しない燃料ガス貯蔵タンクに接続される。燃料供給ライン１００は、手動バルブ１５を含んでもよい。ガスバーナーの数は、図１では例として３つとしているが、ガスバーナーの出力、炉の大きさ、焼成方法等により決定される。ガスバーナー３の種類は、特に限定されないが、例えば、公知のベンチュリー型バーナーを使用することができる。ベンチュリー型バーナーは、噴射圧力に応じて大気圧の空気Ｆを取り込んで混合ガスとして燃焼するため、空気（酸素含有ガス）Ｆの供給及び供給量の調整が必要ない。また、比較的構造が簡易であるため、安価でメンテナンスが容易等の特徴を有し、焼成炉１に好適に用いることができる。
【００２５】
（温度センサー）
第一温度センサー７及び第二温度センサー９は、炉内の温度を測定し、第一温度センサー７は、測定値を温度調節器１３へ送信する。第二温度センサー９は、専ら炉内温度の監視用に用いられ、測定値を記録計１２へ送信する。炉内の温度を測定する温度センサーの数は、特に限定されないが、２つ以上が好ましい。１つの場合、炉内全体の温度の状況が正確に判断できないおそれがある。温度センサーの数は、センサーの性能、炉の大きさ、焼成方法等により決定される。温度センサーの種類は、特に限定されないが、例えば、公知の熱電対を使用することができる。熱電対は、比較的構造が簡易であるため、安価で耐久性に優れる。また、測定範囲が広く、感温部が小さいため応答性に優れ、小型化ができる等の特徴を有し、焼成炉１に好適に用いることができる。
【００２６】
（酸素濃度センサー）
酸素濃度センサー８は、炉内の酸素濃度を測定し、測定値をコントロールボックス１１へ送信する。酸素濃度センサー８の種類は、特に限定されるものでなく、公知の酸素濃度計を用いることができるが、中でも、ジルコニア式酸素濃度計が好適である。ジルコニア式酸素濃度計は、高温の気体中に直接挿入して使用することができるため、優れた応答性を有する。また、比較的構造が簡易であるため、長寿命である等の特徴を有する。さらに、炉内が還元雰囲気での測定において、燃焼生成物である水蒸気（Ｈ２Ｏ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、及び未燃焼ガスである水素（Ｈ２）、一酸化炭素（ＣＯ）等の平衡酸素分圧１〜１０＾−２０ａｔｍ以下を検知する必要があるが、ジルコニア式酸素濃度計の測定範囲は１〜１０＾−３０ａｔｍであるため、対応が可能である。
【００２７】
（ダンパー）
ダンパー５は、煙道４の側壁に設けられ、開閉動作により煙道４の排気能力を加減して、炉圧を調節する。ダンパー５の開口部の大きさは、ガスバーナーの出力、炉の大きさ等により決定される。ダンパー５の種類は、特に限定されず、油圧式、電動式等のものを用いることができるが、高い応答性を有する電動式のものが好ましい。油圧式である場合、開閉に時間を要し、炉内雰囲気が急激な変化をするおそれがある。
【００２８】
＜制御盤＞
制御盤６は、ＰＬＣ制御装置１０、コントロールボックス１１、温度調節計１３及び記録計１２を有する。制御盤６は、電源、通信機等をさらに有し、制御盤６の前面には、運転状況を表示する表示部、焼成炉１の起動・停止等を操作するためのスイッチ等を有する操作部、緊急時の警告をするブザー、警告灯等が含まれてもよい。
【００２９】
（記録計）
記録計１２は、第二温度センサー９、コントロールボックス１１及び温度調節計１３に接続される。記録計１２は、第二温度センサー９からは炉内温度の測定値を、コントロールボックス１１からは酸素濃度センサー８の測定値を変換した電気信号を、温度調節計１３からは第一温度センサー７の測定値を受信して、これら各測定値及び信号を時系列で印字等による記録又は記憶装置への記憶を行う。当該記録は、稼働状況の確認、焼成方法の改良等のために活用される。
【００３０】
（温度調節計）
温度調節計１３は、第一温度センサー７から測定値を受信し、この受信信号を記録計１２に送信する。温度調節計１３には、焼成の開始から終了まで時間軸をいくつかのステップ（工程）に区別し、各ステップで焼成に最適な温度を設定温度として予め記憶されており、第一温度センサー７の測定値と設定温度との差を算出して、燃料ガス圧力調整器１４へ信号を送信する。具体的には、測定温度が設定温度より低い場合には、燃料ガス圧力調整器１４に圧力増加信号を送信し、この信号に応じて燃料ガス圧力調整器１４の調整弁が開かれてガス圧力が増大、つまりガスバーナー３への燃料ガス供給量が増加して燃焼量が増え、炉内が昇温する。一方、測定温度が設定温度より高い場合には、燃料ガス圧力調整器１４に圧力減少信号を送信し、この信号に応じて燃料ガス圧力調整器１４の調整弁が絞られてガス圧力が減少、つまりガスバーナー３への燃料ガス供給量が減少して燃焼量が減り、炉内が降温する又は昇温を緩やかにする。
【００３１】
（コントロールボックス）
コントロールボックス１１は、酸素濃度センサー８から測定値を受信し、この受信信号を変換処理し、変換処理した電気信号を記録計１２及びＰＬＣ制御装置１０に送信する。
【００３２】
（ＰＬＣ制御装置）
ＰＬＣ制御装置１０は、コントロールボックス１１から電気信号を受信し、温度調節計１３から、ステップ信号を受信する。また、ＰＬＣ制御装置１０には、各ステップでの焼成に最適な酸素濃度を、設定酸素濃度として予め記憶されており、この設定酸素濃度とコントロールボックス１１から受信した電気信号に基づく炉内の酸素濃度との差を算出して、ダンパー５に開閉信号を送信する。具体的には、炉内酸素濃度が設定酸素濃度より高い場合には、ダンパー５に開信号を送信し、この開信号に応じてダンパー５が開口して煙道４に外気が導入され、又はダンパー５の開口量を大きくすることで外気の導入量が増加され、炉内圧力が上がり、酸素濃度が低下する、つまり、炉内が還元燃焼となる。一方、炉内酸素濃度が設定酸素濃度より低い場合には、ＰＬＣ制御装置１０は、ダンパー５に閉信号を送信する。この閉信号に応じてダンパー５が閉口して煙道４への外気導入を停止する、又はダンパー５の開口量を小さくすることで外気の導入量が減少され、炉内圧力が下がり、酸素濃度が上昇する、つまり、炉内が酸化燃焼となる。炉内酸素濃度が設定酸素濃度の範囲内である場合、ＰＬＣ制御装置１０は、ダンパー５に開閉信号を送信せず、ダンパー５は閉口又は開口を維持して、炉内の酸素濃度が保たれる。
【００３３】
炉内酸素濃度と設定酸素濃度との比較は、酸素濃度センサー８が測定する１０秒以上３０秒以下の測定値の平均値を算出して、この平均値と設定酸素濃度とを比較するのが好ましい。炉内の酸素濃度は、一定となることはなく常に変動をしている。従って、炉内酸素濃度の変化に対して即時にダンパー５の開閉を行うとすると、ダンパー５の開閉が頻繁になり、却って変動（ハンチング）が助長され炉内雰囲気の制御が出来なくなるおそれがある。ＰＬＣ制御装置１０が一定時間の測定値の平均値を算出して、この平均値に対して応答することで、ハンチングを抑制することができ、安定して炉内雰囲気の制御をすることができる。
【００３４】
設定酸素濃度は、−０．５％以上＋０．５％以下の許容幅を持たせるのが好ましい。許容幅を持たせない場合、炉内酸素濃度の変化に対してダンパー５の開閉が頻繁になりハンチングを助長するおそれがある。設定酸素濃度に上記許容幅を持たせ、この幅内の酸素濃度変化にはダンパー５の開閉を行わないとすることで、ハンチングをより押さえることができ、より安定して炉内雰囲気の制御をすることができる。
【００３５】
ダンパー５の開閉時間は、２秒以上５秒以下とするのが好ましい。上記下限に満たないと、炉圧調整がほとんどされず、炉内の酸素濃度が変化しないおそれがある。一方、上記上限を超えると、炉内の圧力及び温度が急激に変化し、セラミックスの品質を低下させるおそれがある。酸素濃度の変化が足りない場合は、再びダンパー５の開閉を行うとよい。ダンパー５の開閉により炉内温度が変化した場合は、温度調節計１３により温度調整、すなわち燃料ガス圧力調整が行われる。
【００３６】
ＰＬＣ制御装置１０は、温度調節計１３を兼ねることもできる。すなわち、ＰＬＣ制御装置１０がコントロールボックス１１から電気信号及び第一温度センサー７から測定値を受信し、ダンパー５及び燃料ガス圧力調整器１４を制御する構成とすることもできる。既存の焼成炉で炉内の温度及び雰囲気の調整を作業者が行っている焼成炉には、温度センサーと、酸素濃度センサーと、ダンパーと、燃料ガス圧力調整器と、温度調節計を兼ねたＰＬＣ制御装置とを付加することで、簡易な構成とすることができる。一方、既に温度調整が自動化されている焼成炉には、酸素濃度センサーと、ダンパーと、これらを制御するＰＬＣ制御装置とを付加することで、安価に当該セラミックスの製造方法を提供することができる。
【００３７】
＜炉内雰囲気制御方法＞
次に炉内雰囲気制御方法について説明する。被焼成物である成形されたセラミック原料粉末は、炉２外で台車１６に積載され、台車１６と共に炉２内に格納される。焼成が終了すると台車１６を炉２から引き出し、製品となるセラミックスが得られる。
【００３８】
当該炉内雰囲気制御方法は、焼成を時間軸でいくつかのステップ（工程）に分けて炉内雰囲気を管理する。例として、以下７つのステップで焼成した場合について説明する。
【００３９】
（ステップ１）
ステップ１では、温度調節計１３の設定温度は、焼成の開始から４時間で、炉内を５００℃までの昇温とする。この間、酸素濃度の調整は行わないため、ＰＬＣ制御装置１０の設定酸素濃度は特に定めない。温度調節計１３は、４時間で炉内が５００℃になるように、すなわち急激な昇温にならないように燃料ガス圧力調整器１４の制御を行う。
【００４０】
（ステップ２）
ステップ２では、温度調節計１３の設定温度は、ステップ１の終了から８時間で、炉内をさらに９００℃までの昇温とする。この間は酸化燃焼を行うため、ＰＬＣ制御装置１０の設定酸素濃度は、４％とする。設定酸素濃度の許容幅は、−０．５％以上＋０．５％以下とする。温度調節計１３は、８時間で炉内が５００℃から９００℃になるように燃料ガス圧力調整器１４の制御を行う。ＰＬＣ制御装置１０は、酸素濃度センサー８の測定値が設定酸素濃度の３．５〜４．５％を満たさない場合、ダンパー５に開閉信号を送信し、炉内を設定酸素濃度の範囲に維持させる。なお、酸素濃度は体積パーセント（ｖｏｌ％）である。
【００４１】
（ステップ３）
ステップ３では、温度調節計１３の設定温度は、ステップ２の終了から２時間で、炉内を１０００℃までの昇温とする。酸化燃焼で、ＰＬＣ制御装置１０の設定酸素濃度は、１％とする。設定酸素濃度の許容幅は、−０．５％以上＋０．５％以下、より好ましくは−０．３％以上＋０．３％以下とする。ステップ３では炉内が安定してくるため、許容幅を小さくさてもハンチングは起こりにくいので、許容幅を狭くすることができる。
【００４２】
（ステップ４）
ステップ４では、温度調節計１３の設定温度は、ステップ３の終了から２時間で、炉内を１１００℃までの昇温とする。ステップ４では還元燃焼とするため、ＰＬＣ制御装置１０の設定酸素濃度は、−２．５％とする。設定酸素濃度の許容幅は、−０．５％以上＋０．５％以下、好ましくは−０．３％以上＋０．３％以下とする。
【００４３】
焼成温度を昇温すると共に、酸化燃焼状態から還元燃焼状態へ円滑に移行するには、ステップ４に入ると同時に燃料ガスを大幅に増加させ、且つ燃焼用空気（酸素）を大幅に減少させる必要がある。このためステップ４では所望の還元燃焼状態、すなわち燃料過剰状態を得るため、温度調節計１３に設定される燃料ガス圧の下限値を、酸化燃焼状態のステップ１〜３で設定される下限値より高く設定するのが好ましい。また、同時に炉圧を上げるため、ダンパー開信号を炉容積に応じて１０〜２０秒連続的にダンパー５に送信するように、ＰＬＣの制御プログラムを設定するのが好ましい。このような設定による制御をすることで、一時的に炉内の温度及び酸素濃度が乱れることがあるが、数分後には安定状態に入り、円滑に還元燃焼状態に移行することができる。
【００４４】
（ステップ５）
ステップ５は、温度調節計１３の設定温度は、ステップ４の終了から１時間で、炉内を１１５０℃とする。さらに還元燃焼とし、ＰＬＣ制御装置１０の設定酸素濃度は、−２％とする。設定酸素濃度の許容幅は、−０．５％以上＋０．５％以下、好ましくは−０．３％以上＋０．３％以下とする。
【００４５】
（ステップ６）
ステップ６は、温度調節計１３の設定温度は、ステップ５の終了から１時間で、炉内を１２００℃とする。還元燃焼で、ＰＬＣ制御装置１０の設定酸素濃度は、−１．５％とする。設定酸素濃度の許容幅は、−０．５％以上＋０．５％以下、好ましくは−０．３％以上＋０．３％以下とする。
【００４６】
（ステップ７）
以下、製品に応じた温度、時間で焼成を継続し、焼成を終了する。
【００４７】
上述は一例として示したもので、設定される炉内温度、酸素濃度、時間（温度上昇率）は、炉の個性、被焼成物の形状、大きさ、数、セラミックスの品質、特性等により適宜決定される。また、各ステップで燃料ガス圧力調整器１４の圧力下限値の設定を適宜変更して設定することにより、より好適な焼成を行うことができる。
【００４８】
［焼成炉］
本発明の他の実施形態は、成形されたセラミック原料粉末を焼結する炉、炉内を加熱するガスバーナー、炉内と外気とを連通する煙道、及び炉圧調整用ダンパーを有する焼成炉であって、炉内温度を測定する温度センサーと、上記ガスバーナーへの供給燃料の圧力を調整する燃料ガス圧力調整器と、上記燃料ガス圧力調整器の圧力調整を制御する温度調節計と、炉内の酸素濃度を測定する酸素濃度センサーと、上記炉圧調整用ダンパーの開閉を制御するＰＬＣ制御手段とを備える焼成炉である。
【００４９】
当該焼成炉によれば、焼成の開始から終了まで、作業者によることなく自動で最適な炉内の温度及び雰囲気を維持することができ、良好な特性及び品質のセラミックスを得ることができる。また、炉内雰囲気を自動制御しながら焼成を行うため、作業者による品質のばらつき、或いは同一の作業者であってもロットによる品質のばらつき等が生じることがなく、安定した品質のセラミックスを得ることができる。さらに、高度な技術を有する熟練者を必要とせず、一定の技術を有する作業者が安定した高品質のセラミックスを製造することができる。
【００５０】
［その他の実施形態］
上記開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００５１】
上記実施形態では、倒炎式のシャトル型キルンについて説明したが、他のバッチ式の焼成炉への適用も可能である。また、連続炉、電気炉への応用も可能である。
【００５２】
上記実施形態では、ベンチュリー型バーナーで炉内を燃焼する構成について説明したが、強制通風型バーナーを採用することも可能である。また、ダンパーに連通する送風管を設けた構成とすることもできる。
【００５３】
また、煙道に排気用のダンパーをさらに付加し当該排気用ダンパーも開閉制御することも本発明の範疇である。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
以上説明したように、当該セラミックスの製造方法及び燃焼炉は、高度な技術を有する作業者に依らず炉内雰囲気が最適な状態で焼成することができるので、安定して高品質のセラミックスを製造する用途に好適に用いられる。
【符号の説明】
【００５５】
１    燃焼炉
２    炉
３    ガスバーナー
４    煙道
５    ダンパー
６    制御盤
７    第一温度センサー
８    酸素濃度センサー
９    第二温度センサー
１０    ＰＬＣ制御装置
１１    コントロールボックス
１２    記録計
１３    温度調節計
１４    燃料ガス圧力調整器
１５    手動バルブ
１６    台車
１００    燃料供給ライン
Ｇ    燃料ガス
Ｆ    大気（空気）
【図１】
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