(57)【要約】【課題】匣または台板等の熱処理治具を使用することなく、短時間熱処理を可能とし、かつ、作業工程を減らして低コストで確実に熱処理することができる熱処理炉を提供する。【解決手段】内部に熱処理空間を有する炉本体と、長手方向に傾斜している略円筒状の炉芯管と、前記炉芯管を回転させる回転駆動手段と、被熱処理物を加熱するヒータとを備えるとともに、前記炉芯管は、略円筒状の外側炉芯管と、この外側炉芯管の内側に設けられる内側炉芯管とからなっている。また、内側炉芯管は、被熱処理物との反応を防止することが可能な材質で形成されている。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＢａＴｉＯ３系の被熱処理物を熱処理する熱処理炉であって、
内部に熱処理空間を有する炉本体と、長手方向に傾斜している略円筒状の炉芯管と、前記炉芯管を回転させる回転駆動手段と、被熱処理物を加熱するヒータとを備えるとともに、
前記炉芯管は、略円筒状の外側炉芯管と、この外側炉芯管の内側に設けられる内側炉芯管とからなり、
前記内側炉芯管は、ＭｇＯ、ＭｇＯスピネル、またはＺｒＯ２からなることを特徴とする熱処理炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は熱処理炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６に従来の熱処理炉の一つである焼成炉を示す。この焼成炉は、トンネル炉といわれる連続焼成炉で、内部に焼成空間１３を有する炉本体１を備え、炉本体１には、トンネル状の通路３５が貫通して形成されている。
【０００３】
通路３５の下部には炉床３７が設けられており、通路３５の上部にはヒータ９が設置されている。
【０００４】
図示しない被焼成物を収容した匣３９は、台板４１上に積み重ねられている。匣３９を載せた台板４１は、炉床３７上に載置されて、プッシャー４３により順次通路３５の内部に押し込まれる。
【０００５】
被焼成物は、匣３９に収容された状態で、所定の温度に設定された焼成空間１３を通過することで焼成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような連続焼成炉では、匣または台板等の熱容量の大きな焼成治具を使用しており、これらの焼成治具を通じて被焼成物を加熱するため、急昇温、急冷却が難しく、長時間の焼成が必要であった。
【０００７】
また、被焼成物と匣との化学反応を防止するためにパウダーまたはセパレータ等が必要であった。
【０００８】
さらに、パウダーや匣を用いることによって、焼成後の被焼成物からパウダーを取り除くパウダー剥しや、被焼成物を匣に出し入れする匣入れ、匣あけといった工程が必要となり、コストが高くなるとともに、作業時における被焼成物の割れ欠けが発生しやすかった。
【０００９】
この発明の目的は、匣または台板等の熱処理治具を使用することなく、被熱処理物の短時間熱処理を可能とし、かつ、作業工程を減らして低コストで確実に熱処理することができる熱処理炉を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、ＢａＴｉＯ３系の被熱処理物を熱処理する熱処理炉であって、内部に熱処理空間を有する炉本体と、長手方向に傾斜している略円筒状の炉芯管と、前記炉芯管を回転させる回転駆動手段と、被熱処理物を加熱するヒータとを備えるとともに、前記炉芯管は、略円筒状の外側炉芯管と、この外側炉芯管の内側に設けられる内側炉芯管とからなり、前記内側炉芯管は、ＭｇＯ、ＭｇＯスピネル、またはＺｒＯ２からなることを特徴とするものである。
【００１１】
【作用】
この発明の熱処理炉では、長手方向に傾斜している外側炉芯管と内側炉芯管とからなる炉芯管を用いることによって、被熱処理物が連続的に移動する。このため、匣または台板等の熱容量の大きな熱処理治具が不要となり、炉芯管による被熱処理物の急昇温、急冷却ができる。
【００１２】
また、回転駆動手段によって、炉芯管が回転するので、パウダーまたはセパレータ等が不要であるにもかかわらず、被熱処理物と炉芯管との化学反応を防止することができる。
【００１３】
また、パウダー剥し、匣入れ、および匣あけといった工程が不要となることにより、従来これらの作業時に発生した被熱処理物の割れ欠けを防止できる。
【００１４】
さらに、炉芯管が外側炉芯管と内側炉芯管との二重構造をしているので、外側炉芯管と内側炉芯管とでそれぞれに適した材質または形状が選択できる。また、内側炉芯管が汚れたときには内側炉芯管のみを容易に取り替え交換できる。
【００１５】
また、内側炉芯管が被熱処理物との反応を防止することが可能な材質からなるため、内側炉芯管内で被熱処理物が一時的に停止しても内側炉芯管と被熱処理物との化学反応を防止することができる。
【００１６】
【実施例】
以下、図１、図２、図３、図４、図５を参照して、この発明の熱処理炉の一実施例である連続焼成炉について説明する。
【００１７】
この連続焼成炉は、図１に示すように、炉本体１と、炉芯管３を構成する外側炉芯管３ａおよび内側炉芯管３ｂと、炉芯管３を回転させる回転駆動手段５と、セラミック素材であり略円形状の被熱処理物７を加熱するヒータ９と、炉芯管内の雰囲気ガスを調整するガス調整管８、１０とを備えている。
【００１８】
炉本体１は、炉本体１のフレーム部分に断熱材１１が設けられており、その内部に熱処理空間である焼成空間１３が形成されている。
【００１９】
焼成空間１３内には、炉芯管３近傍の所定の位置にヒータ９および熱電対１７が配置され、ヒータ９は熱電対１７によって測定された温度のデータを基にして、炉本体１の下部の支持台１４内に設置されている温度制御盤１５によって制御されたいる。
【００２０】
このヒータ９は、炉芯管３の上部および下部に互いに略平行に、また、炉芯管３に対しては直交して設置されている。
【００２１】
また、炉本体１は、支持台１４に取り付けられたアジャスター１９によって、その長手方向に沿って焼成後の被熱処理物７が排出される側が下方となるように傾斜している。
【００２２】
このアジャスター１９は、炉本体１の傾斜角度を任意の角度に調整することができて、調整後は炉本体１をその傾斜角度に固定する。
【００２３】
炉芯管３は、炉本体１の長さ方向に沿って、焼成空間１３を貫くように配設されており、炉芯管３の被熱処理物投入側と被熱処理物排出側とが炉本体１から突出し、炉本体１に設けられたベアリング２５によって回転可能に固定されている。
【００２４】
また、炉芯管３は、複数本が炉本体１に設けられており、例えば、図２に示すように、上下２段に水平方向にそれぞれ５本ずつ計１０本が配設されている。なお、炉本体１の傾斜に伴って炉芯管３も傾斜している。
【００２５】
また、炉芯管３は、外側炉芯管３ａと内側炉芯管３ｂとが一体となった二重構造で構成されている。
【００２６】
外側炉芯管３ａは、略円筒状の形状を有しており、長尺物が製作可能なムライト、アルミナ、ＳｉＣ質等で形成されている。
【００２７】
また、図２に示すように、外側炉芯管３ａは、外周にギア２９が設けられている。このギア２９は、外側炉芯管３ａの下部に設けられた後述するスクリュー５ａと係合できるように、所定のサイズと間隔を有している。
【００２８】
炉芯管３を回転させる回転駆動手段５は、外側炉芯管３ａの外周に設けられたギア２９に係合する係合手段であるスクリュー５ａと、このスクリュー５ａを回転させる駆動源である駆動モーター５ｂとからなる。
【００２９】
従って、スクリュー５ａが駆動モーター５ｂと連結して回転することにより、外側炉芯管３ａおよび外側炉芯管３ａと一体となった内側炉芯管３ｂは、駆動モーター５ｂによって回転する。
【００３０】
内側炉芯管３ｂは、その外径寸法が外側炉芯管３ａの内径寸法よりも小さい略円筒状の形状を有しており、外側炉芯管３ａの内側に設けられている。
また、内側炉芯管３ｂは、ＭｇＯ、ＭｇＯスピネル、ＺｒＯ２質等で形成されている。
【００３１】
これらの材質は、ＢａＴｉＯ３系、ＰｂＴｉＯ３系材料と反応しにくい材質なので、ＢａＴｉＯ３系、ＰｂＴｉＯ３系の被熱処理物７と反応することはない。
【００３２】
また、図１に示すように、内側炉芯管３ｂの被熱処理物投入側の始端部には、押さえ治具２１が設けられ、さらに、被熱処理物排出側の終端部には、フランジ２３が設けられて、内側炉芯管３ｂを固定している。また、これらは内側炉芯管３ｂが熱膨張した時の長さに合わせて調整されている。
【００３３】
ところで、内側炉芯管３ｂは、ＭｇＯ、ＭｇＯスピネル、ＺｒＯ２質の材質の場合、長さ６００ｍｍ程度が製作限度である。従って、例えば外側炉芯管３ｂの長さが１８００ｍｍ程度の場合には、外側炉芯管３ａの内部で所定本数の内側炉芯管３ｂが連結部２７で長手方向に連結される。
【００３４】
連結部２７は、図３、図４に示すように、斜めに加工されている。これによって、内側炉芯管３ｂを連結させたときに、たとえ連結部２７に若干の隙間ができても、図５に示すように、連結部２７を垂直に加工したときのように、被熱処理物７が連結部２７の隙間につまることはない。
【００３５】
さらに、内側炉芯管３ｂは、図４に示すように、始端部から終端部にかけて、それぞれの内側炉芯管３ｂの径が大きくなっており、内側炉芯管３ｂが若干上下左右にずれていても被熱処理物７が引っ掛からないようになっている。
【００３６】
ガス調整管８、１０は、それぞれ略円筒状の形状を有しており、一端は内側炉芯管３ｂの内部に挿入され、他端は内側炉芯管３ｂの外部で、上下に位置するガス調整管８、８または１０、１０と互いに連結している。
【００３７】
このガス調整管８は、内側炉芯管３ｂの内部へ雰囲気ガスを供給し、ガス調整管１０は、内側炉芯管３ｂの外部へ雰囲気ガスを排気する。
【００３８】
炉本体１が傾斜しているため、雰囲気ガスは内側炉芯管３ｂの終端部から始端部へスムーズに流動する。
【００３９】
ここで、ガス調整管８、１０は、それぞれ雰囲気ガスの供給と排気とを切り換え可能であるので、内側炉芯管３ｂの始端部からガス調整管８（または１０）を挿入して、ガス調整管８（または１０）から雰囲気ガスを供給し、被熱処理物７の焼成後、始端部のガス調整管８（または１０）から雰囲気ガスを排気するというように、雰囲気ガスの供給と排気とを１本のガス調整管８または１０で行うこともできる。
【００４０】
ここでまた、炉本体１は、冷却ファン３１が被熱処理物排出側に設置されており、炉芯管３を冷却することができる。
【００４１】
さらに、被熱処理物排出側に設けられたベルトコンベア３３は、炉本体１と略垂直方向に設置されており、焼成された被熱処理物７をコンベア上に載置して搬送する。
【００４２】
次に、本願発明の熱処理炉を用いた熱処理方法について説明する。
（１）まず、駆動モーター５によってスクリュー６を回転させて、それに伴い、スクリュー６とギア２９で係合している外側炉芯管３ａも回転させて、一体となっている内側炉芯管３ｂも回転させる。
（２）被熱処理物７を内側炉芯管３ｂに投入し、回転する内側炉芯管３ｂ内を始端部から終端部に向かって、倒れ防止用の先頭被熱処理物（図示せず。
）により、倒れることなく回転しつつ進行させる。
（３）焼成空間１３内でヒータ９による加熱によって、脱バインダーおよび本焼成を行う。
（４）本焼成が終わると、終端部からベルトコンベア３３上に載置されて搬送させる。
【００４３】
ところで、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。
【００４４】
例えば、上記実施例のような熱処理炉では、１０本の炉芯管が上下それぞれの水平方向に５本ずつ配列しているが、任意本数の炉芯管を任意の位置に配列してもよい。
【００４５】
例えば、上記実施例では、炉芯管の大きさが略同一形状をなしているが、被熱処理物の大きさに応じて、サイズの異なる炉芯管を組み合わせて構成することも可能である。
【００４６】
例えば、上記実施例では、ヒータは、炉本体の上部および下部に互いに略平行、また炉芯管に対しては直交して設置されているが、炉芯管に略平行に設置してもよいし、炉芯管の外周に略円弧状に設置してもよいし、炉芯管の回転の妨げとならなければ、任意の位置に設置することも可能である。
【００４７】
例えば、上記実施例では、ガス調整管は、炉芯管の外部の他端を他の炉芯管と連結させているが、連結させずにそれぞれ別々に雰囲気ガスの供給または排気を行っても良いし、また、複数本のガス調整管を連結させて雰囲気ガスの供給または排気を行っても良い。
【００４８】
この発明は、さらにその他の点においても、上記実施例に限定されるものではなく、外側炉芯管および内側炉芯管の材質や具体的形状、ギアおよびスクリューの材質や具体的形状、ガス調整管の具体的形状などに関し、この発明の要旨の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【００４９】
【発明の効果】
この発明の熱処理炉では、匣または台板等の熱容量の大きな熱処理治具が不要となり、炉芯管による被熱処理物の急昇温、急冷却ができるので、短時間熱処理が可能である。
【００５０】
また、パウダーまたはセパレータ等が不要であるにもかかわらず、被焼成物と炉芯管との化学反応を防止することができるので、パウダー剥しの工程が省けるとともに、匣を用いずに熱処理を行うことができるので、匣入れ、匣あけの工程が不要となる。従って、作業工程を減らし、被熱処理物を低コストで熱処理することが可能である。
【００５１】
また、パウダー剥し、匣入れ、および匣あけといった作業工程を省くことができるので、従来これらの作業時における被熱処理物の割れ欠けの発生を防止でき、従って、被熱処理物を確実に熱処理することが可能である。
【００５２】
さらに、外側炉芯管と内側炉芯管との二重構造をしているので、外側炉芯管と内側炉芯管とでそれぞれに適した材質または形状が選択できるので、炉芯管を設計するときの設計の自由度が高めることが可能である。
【００５３】
また、内側炉芯管が汚れたときには内側炉芯管のみを容易に取り替え交換できるので、メンテナンスを容易にすることが可能である。
【００５４】
また、内側炉芯管が被熱処理物との反応を防止することが可能な材質からなるため、内側炉芯管内で被熱処理物が一時的に停止しても内側炉芯管と被熱処理物との化学反応を防止することができるので、より一層確実に化学反応を防止することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す一部切欠断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線における概略矢視図。
【図３】この発明の一実施例を示す要部概略図。
【図４】この発明の一実施例を示す要部断面図。
【図５】この発明の一実施例を示す要部断面図。
【図６】従来の熱処理炉を示す断面図。
【符号の説明】
１　　　　　炉本体
３　　　　　炉芯管
３ａ　　　　外側炉芯管
３ｂ　　　　内側炉芯管
５　　　　　回転駆動手段
５ａ　　　　スクリュー（係合手段）
５ｂ　　　　駆動モーター（駆動源）
６　　　　　スクリュー
７　　　　　セラミックユニット（被熱処理物）
８、１０　　ガス調整管
９　　　　　ヒータ
１１　　　　断熱材
１３　　　　焼成空間（熱処理空間）
１４　　　　支持台
１５　　　　温度制御盤
１７　　　　熱電対
１９　　　　アジャスター
２１　　　　押さえ治具
２３　　　　フランジ
２５　　　　ベアリング
２７　　　　連結部
２９　　　　ギア
３１　　　　冷却ファン
３３　　　　ベルトコンベア
３５　　　　通路
３７　　　　炉床
３９　　　　匣
４１　　　　台板
４３　　　　プッシャー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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