(57)【要約】本発明は急激な過渡温度で実施される熱反応と、このような反応を実施することができる加熱炉（１）とに関する。この方法および加熱炉は、特定の過渡温度または温度範囲で、通常は著しい損失が生じる反応物間の反応を実施するために適切に適用され得る。本発明の１つの実用的な用途は、ホウ化物、窒化物および炭化物などの耐火硬質合金粉末を製造するための炭素熱法と、この方法を実施するように設計された加熱炉とに関する。この方法によれば、ＣおよびＢ2Ｏ3などの反応物の損失を少なくして、ホウ化物粉末などの耐火硬質合金粉末を製造することができる。これは、反応物を含有する混合物の臨界温度範囲における急速加熱によって達成することができる。この特定の実施形態を実施するために二段式加熱炉が適用され、個別の各温度ゾーン（３７、３８）の温度はそれぞれ、反応の臨界温度よりも下および上である。本発明の１つの実施形態によれば、簡単でコスト効率のよい方法で、粒度の小さい高純度のホウ化物、炭化物および窒化物粉末を製造することができる。
2004534929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応チャンバを回転軸のまわりに回転させる手段を有する加熱炉（１）によって加熱することができる反応チャンバ又は容器（４０）内にて混合及び配置された少なくとも２つの反応物間の熱反応を実施するための方法において、
前記混合物は、前記容器を前記加熱炉内の１つの温度ゾーン（３７）からもう１つの温度ゾーン（３８）へ移動させることによって、第１の温度と第２のより高い温度との間の特定の過渡温度又は温度範囲で急速に加熱されて、前記温度又は温度範囲における前記反応物による望ましくない副反応を最小限にすることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記容器（４０）は、その回転軸と同一方向に移動されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
金属酸化物、炭素及び三酸化ホウ素の反応物を混合して均質な混合物を形成すること、前記混合物を不活性雰囲気下で１４５０℃より高温に加熱して前記反応物間の反応を実施することを含む、耐火硬質合金粉末、すなわち金属二ホウ化物粉末製造のための請求項１に記載の方法において、
前記混合物が約１１００℃の温度へ均一に加熱された後、更に、極めて急速に約１４５０℃へ加熱されることによって、この加熱範囲におけるＣＯガス及びＢＯガスの形成による反応物の損失を低減することを特徴とする方法。
【請求項４】
前記金属酸化物が酸化チタンであることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記金属酸化物が酸化ジルコニウムであることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記金属酸化物が、酸化ハフニウム、酸化ランタン、酸化タンタル及び酸化マグネシウムからなる群から選択されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項７】
金属酸化物及び炭素の反応物を混合して均質な混合物を形成すること、前記混合物を不活性雰囲気下で１４５０℃より高温に加熱して前記反応物間の反応を実施することを含む、耐火硬質合金粉末、すなわち金属炭化物粉末製造のための請求項１に記載の方法あって、
前記混合物が約１１００℃の温度へ均一に加熱された後、更に、極めて急速に約１４５０℃へ加熱されることによって、この加熱範囲におけるＣＯガス形成による反応物の損失を低減することを特徴とする方法。
【請求項８】
前記金属酸化物が酸化チタンであることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記金属酸化物が、酸化ホウ素、酸化タングステン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化ランタン、酸化タンタル及び酸化ケイ素からなる群から選択されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
金属酸化物及び炭素の反応物を混合して均質な混合物を形成すること、前記混合物を窒素含有雰囲気下で１４５０℃より高温に加熱して前記反応物間の反応を実施することを含む、耐火硬質合金粉末、すなわち金属窒化物粉末製造のための請求項１に記載の方法において、
前記混合物が約１１００℃の温度へ均一に加熱された後、更に、極めて急速に約１４５０℃へ加熱されることによって、この加熱範囲におけるＣＯガス形成による反応物の損失を低減することを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記金属酸化物が、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ホウ素、酸化ガリウム及び酸化タンタルからなる群から選択されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
加熱炉内に配置できる反応チャンバ又は容器（４０）内にて混合及び配置された少なくとも２つの反応物間の熱反応を実施するための加熱炉（１）であって、加熱手段と、前記容器を回転軸のまわりに回転させる手段とを更に含む加熱炉において、
前記加熱炉が、前記容器（４０）のための入口部（９）及び出口部（１３）を有する回転長尺チャンバ（３６）を含み、それによって、加熱手段（３０〜３５）が前記長尺チャンバ（３６）に沿って配置されて、前記長尺チャンバの長さに沿って少なくとも２つの異なる加熱ゾーン（３７、３８）が提供されることを特徴とする加熱炉。
【請求項１３】
前記加熱ゾーン（３７、３８）が交互に位置調整され、それによって、前記容器（４０）が、前記各加熱ゾーンを通って前記長尺チャンバに関して軸方向に移動できることを特徴とする請求項１２に記載の加熱炉。
【請求項１４】
前記容器（４０）が、前記押出装置（１０）によって前記長尺チャンバ（３６）を通って移動されることを特徴とする請求項１３に記載の加熱炉。
【請求項１５】
前記容器（４０）を加熱炉（１）に挿入するため、及び前記容器を加熱炉から取り出すために、自動又は半自動ハンドリング装置が備えられることを特徴とする請求項１２に記載の加熱炉。
【請求項１６】
反応（単数または複数）が行われるゾーンの外へ雰囲気をパージするために、不活性ガス供給手段が備えられることを特徴とする請求項１２に記載の加熱炉。
【請求項１７】
加熱炉（１）からのプロセスガス（単数または複数）を捕集するために、前記入口部及び／又は前記出口部（９、１３）に捕集装置又はフードのような手段を有することを特徴する請求項１２に記載の加熱炉。
【請求項１８】
加熱炉の動作は、プログラム可能な処理ユニットに従って制御されることを特徴とする請求項１２〜１７のいずれか１項に記載の加熱炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、急速過渡温度で実施される熱反応と、このような反応を実施することができる加熱炉とに関する。この方法および加熱炉は、特定の過渡温度または温度範囲で、通常は著しい損失が生じる反応物間の反応を実施するために適切に適用され得る。
【０００２】
本発明の１つの実用的な用途は、ホウ化物だけでなく窒化物や炭化物などの耐火硬質合金（Refractory Hard Metal、ＲＨＭ）粉末を製造するための炭素熱法（carbothermic method）と、該方法を実施するために設計された加熱炉とに関する。
【背景技術】
【０００３】
米国特許第５，３３８，５２３号は、遷移金属酸化物と炭素および酸化ホウ素とを混合することに基づくホウ化物粉末の製造方法に関する。反応物が１２００℃〜２０００℃の温度に到達するまで、混合物は非反応性ガスの圧力下で、反応チャンバ内で加熱される。この際、圧力は、反応物からの酸化物または炭素の実質的な損失を防止するのに十分なレベルに保持される。続いて、反応物を強制的に反応させるために、反応物の温度は１２００℃〜２０００℃に保持され、副生物としてホウ化物および一酸化炭素が生成される。同時に、反応物には、反応チャンバから一酸化炭素を除去するのに十分な約５ミリトール〜約３０００ミリトールの範囲の大気圧より低い圧力がかけられ、それによって、一酸化炭素が除去されて反応の実質的な完了が促進される。反応は、可変速度駆動機構を有する回転式黒鉛容器炉内で実施され得る。加熱炉は黒鉛抵抗（graphite resistance）型であり、適用される加熱速度は５０℃／分である。
【０００４】
上記参考文献によると、反応は、大気圧とは実質的に異なり得る圧力で行われる。これは、恐らく、ＣとＢ2Ｏ3との反応がＣＯ圧の増大によって妨害され得るからである。そこで、プロセスで使用される加熱炉は、大気圧とはかなり異なる圧力で実施される反応に耐えるように設計されなければならず、その結果、同様の反応を大気圧で実施するように設計された加熱炉よりも複雑であると共に、コストも掛かる。更に、上記方法では、酸化物または炭素の損失を防止するために、反応温度に到達するときに圧力が保持される。
【発明の開示】
【０００５】
本発明の１つの実施形態によれば、あまり複雑でなく、したがってコスト効率のよい方法で耐火硬質合金粉末を製造することができる。更に、製造された粉末は、極めて高い純度を維持しており、粒度の小さい粉末が得られることが実証されている。本発明は、更に、その方法を実施するように設計された新規な加熱炉を含み、望ましくない温度または温度範囲における保持時間を最小限にすることが可能である。
【０００６】
本発明は、実施例および図面によって、以下に更に説明されるものとする。
本発明の１つの実施形態によると、次式の反応に従って、ＴｉＯ2（二酸化チタン）およびＢ2Ｏ3（三酸化ホウ素）の混合物の炭素熱還元により、二ホウ化チタン粉末を製造することができる。
ＴｉＯ2（固）＋Ｂ2Ｏ3（液）＋５Ｃ（固）＝ＴｉＢ2（固）＋５ＣＯ（気）
上記の式は、上記の米国参考文献で説明されたプロセスとそれ自体が同様である。
【０００７】
高純度のＴｉＢ2の製造は、反応物を反応の平衡温度まで加熱する（これは、１４５０℃以上の温度に加熱することを意味する）ときに存在する副反応の影響によって複雑にされる。
【０００８】
本発明の１つの根拠は、ＣおよびＢ2Ｏ3が１２００℃程度の低い温度で反応し、次式の反応に従って、ＣＯガスおよびＢＯガスを形成するという事実の所見である。
Ｃ（固）＋Ｂ2Ｏ3（液）＝ＣＯ（気）＋２ＢＯ（気）
この反応が起こると、混合物にはＣおよびＢ2Ｏ3の損失が起こり、したがってＴｉＯ2を余らせるであろうことが分かっている。さらに、損失は、ＴｉＯ（気）およびＣＯ（気）を形成するＴｉＯ2とＣとの間の反応によっても発生するであろう。この反応はＴｉＢ2を形成する反応の平衡温度よりも約６０℃高い温度で生じる。
【０００９】
本発明の別の実施形態では、次式の反応に従って、ＴｉＯ2（二酸化チタン）の炭素熱還元により、炭化チタン粉末を製造することができる。
ＴｉＯ2（固）＋３Ｃ（固）＝ＴｉＣ（固）＋２ＣＯ（気）
上記式は、上記の米国参考文献で説明されたプロセスとそれ自体が同様である。
【００１０】
本発明の第３の実施形態では、次式の反応に従って、窒素含有雰囲気下のＴｉＯ2（二酸化チタン）混合物の炭素熱還元により、窒化チタン粉末を製造することができる。
２ＴｉＯ2（固）＋４Ｃ（固）＋Ｎ2（気）＝２ＴｉＮ（固）＋４ＣＯ（気）
上記式は、上記の米国参考文献で説明されたプロセスとそれ自体が同様である。
【００１１】
本発明による加熱炉は大気圧で作動する。この実施形態による混合物の加熱は１１００℃〜最高１４５０℃の範囲で極めて急速に進行し、そのため、上記の副反応は起こることができないであろう。実際には、これは、加熱炉が、一方は約１１００℃であり、他方は約１４５０℃である２つの温度ゾーンを有するようにすることによって行われる。混合物は、１１００℃で十分に加熱されると、次に、１４５０℃の温度を有する他方の反応ゾーンへ移動する。第２の反応ゾーンにおける混合物の急速で且つ制御された加熱の結果、反応物の損失はほんのわずかになり得る。１１００℃から１４５０℃への混合物の加熱は、本発明によれば、１分程度の短い時間内に実施されることができる。これは、先行技術の解決策が混合物を同様に加熱するために５０℃／分の加熱速度で７分よりも長い加熱時間を示すものであることと比較して、極めて急速である。
【００１２】
図１には、加熱炉加熱要素への電力を制御するための全ての変圧器およびサイリスタスタックを格納する支持ベース２を有する加熱炉１が示される。更に、ベースには、伝達軸３および駆動要素４、５を含むチャンバ回転モータ６を収納する容器が含まれる。駆動要素は、加熱炉チャンバ軸７、８上の噛合せ要素と協働する伝達チェーンや駆動ベルトなどであってよい。支持ベースは更に、可能な冷却システムのための制御回路と、不活性ガス供給手段が設置される場合にはガス制御回路とを含むことができる。温度のプログラミング、データロギング、加熱炉チャンバの回転速度制御、および安全回路などの機能は、プログラム可能な処理ユニット（図示せず）によって制御することができる。これらの手段は、当業者にはそれ自体がよく知られていることなので、ここでは更に説明はしない。
【００１３】
加熱炉には、２つの区画を含むことができる入口部９が備えられる。一方の第１の外側区画は、輸送用キャリッジ（図示せず）上の反応容器に負荷を掛けるために、開き戸などの閉鎖要素を介して出入りされ得る。１つの実施形態では、空気圧で作動する密閉された内部ドア（図示せず）を通って容器を第２の内側区画へ移動させる前に、アルゴンなどの不活性ガスで容器および外側区画をパージする手段を利用することができる。入口部の一端には、加熱炉の長尺反応チャンバ３６（図２を参照）内へ容器を押し出すために、空気圧で作動するシリンダなどの押出装置が配設される。所望される場合には、外側区画内に位置決めされたセンサ（図示せず）によって、Ｏ2の分圧をモニターすることができる。アルゴンおよびＣＯなどのプロセスガスは、内側区画へ接続された捕集装置（図示せず）によって捕集することができる。
【００１４】
入口部には、冷却遷移アセンブリ（図示せず）を配設することができる。このアセンブリは、例えばステンレス鋼から製造される封止された内部および外部スリーブからなることができる。例えば、２つのスリーブ間に配設されたらせん溝（図示せず）を通して、これらのスリーブの間に冷却媒体を循環させることができる。アセンブリは、加熱炉端板１１、１２のそれぞれに取り付けられたベアリング（図示せず）によって支持することができる。
【００１５】
加熱ゾーン３７、３８は、加熱要素３０、３１、３２、３３、３４、３５と共に絶縁ハウジング３９を含む。加熱要素は反応チャンバを完全に包囲することができ、図面には、番号が付けられたこれらの要素の下側の断面のみが示される。加熱要素は例えば黒鉛タイプのものでよい。加熱ゾーンには、実際の温度を読み取るための熱電対と、加熱要素に電力を供給するための電力リードスルー（leadthrough）とが配設されてもよい。上記設備は、処理ユニットと接続させることができる。この実施形態では、２つの主要ホットゾーン３７および３８があり、それぞれ１１００℃および１６００℃の温度に相当する。この実施形態では、それぞれの主要ホットゾーンは、各ホットゾーンのための個別の熱電対、温度コントローラおよび加熱要素を有する３つの小型ホットゾーンに再分割される。この構成により、各主要ゾーンの全長に沿って極めて均一な温度（約±２℃）を作り出すことができる。黒鉛加熱要素を保護するために、アルゴンまたは他の不活性ガスによりチャンバを連続的にパージすることができる。押出装置によって容器を１つのゾーンからもう１つのゾーンへ極めて急速に移動可能であることは理解されるべきである。
【００１６】
反応チャンバ３６は、高純度の高密度黒鉛から機械加工される幾つかの部品（図示せず）によって構築され得る。部品は、入口部および取出し部に位置する２つのフランジ付端管（flanged end tube）と、駆動接続のための２つのフランジリングと、摺動ジョイントを用いて互いにはめ込まれる３つの管状部と、を構成できる。この場合、熱膨張に対する補償は摺動ジョイント内で可能である。完成したアセンブリは黒鉛複合材料のねじおよびナットを使用して固定することができる。図に示されるように、容器は反応チャンバを通って連続して押し出され、１つの容器は隣の容器と接している。入口部の第１のチャンバには、第２のチャンバへ負荷が掛けられる寸前の１つの容器４４が示される。更に、反応チャンバ内には、４つの容器４０、４１、４２、および４３が配列され、容器４１および４２は、部分３７および３８内において異なる温度で処理される。容器４０は第１の加熱ゾーン３７に入るところであり、容器４３は加熱ゾーン３８を出るところである。１つの容器４５は既に取出し部１３内へ取り込まれている。
【００１７】
取出し部１３には、冷却遷移アセンブリ（図示せず）を配設することができる。これは、完了した容器を収容して、容器が１６００℃のホットゾーンから取り出された後、急速冷却を容易にするために長さが増大されている以外は、入口部のアセンブリと同一であってよい。
【００１８】
更に、取出し部は入口部と全く同様であるが、押出装置は存在せず、容器が外側区画へ移動する前に適切に位置決めされるのを確実にするための抽出装置が存在する。取出し部で容器をパージするためにアルゴンなどの不活性ガスを適用することができる。
【００１９】
反応容器または容器管４０〜４５は、中程度の黒鉛から製造することができる。各容器は、外側粉末格納シリンダ、内側ガス流動管、バッフル板、および黒鉛フェルトフィルタディスク（図示せず）を用いて組み立てられる。粉末充填物の熱膨張はエンドフィルタアセンブリ内で補償される。
【００２０】
作動中、この実施形態では、加熱炉内に６つの主要なゾーンが存在する。
１．付加パージゾーン
２．遷移ゾーン
３．１１００℃予熱ゾーン
４．１６００℃反応ゾーン
５．急速冷却遷移ゾーン
６．取出しゾーン
【００２１】
加熱炉はバッチ／連続モードで作動し、この際、容器は加熱炉を通って連続的に押し出され、１つの容器が挿入されると、サイクルの最後の容器が取り出される。容器が任意のゾーンに滞在する時間は、反応ゾーンにおける容器の反応速度／時間に依存する。アルゴンガスまたは他の不活性ガスは、容器管および容器を連続的に流動してＣＯを除去する。
【００２２】
容器管は連続的に回転する。これは、可能性のある凝集および焼結を妨害し、プロセス中の連続混合の助けとなり、容器管内に非常に均一な温度勾配を作り出す。
【００２３】
単一のバッチサイクルでは、プロセスは次のように実施され得る。粉末成分（金属酸化物、炭素、および所望される場合にはホウ酸）の重量を化学量論量で量って原材料を調製する。次に粉末を合わせて、「Ｙ」ブレンダまたは別の適切なタイプのミキサー中で十分に混合して、１バッチ（約１０〜１２ｋｇ）を形成する。混合した後、材料をペレット状にする。ペレットの大きさは通常、直径５ｍｍ×長さ５ｍｍである。ペレット化操作に続いて、バッチを乾燥させて過剰な水分を混合物から除去する。
【００２４】
ペレット化された材料のバッチを清浄な反応容器内に配置することによって、材料を処理する。次に、充填された容器を入口部の負荷インターロックの外側区画に配置し、Ｏ2センサで０．５％の酸素が測定されるまで不活性ガスでパージする。パージサイクルが完了したら容器を内側区画へ移動し、ここで、容器は押出装置によって負荷端部遷移ゾーンへ押し出される。次に容器を１１００℃ゾーンへ移動させ、ここで最終的な乾燥、微量水分の除去、および充填物の予熱が行われる。この温度では反応または損失は殆ど又は全く起こらない。準備ができたら、容器を前方の１６００℃ゾーン内へ移動させ、そこで反応が起こる。１１００℃から１４５０℃より高い温度への加熱は極めて急速に実施される。プロセスの間、反応ガス（ＣＯ）は、先行する容器を通って、負荷インターロックから気体捕集装置を介して流され、ＣＯ2として燃え尽きる。この温度における加熱炉内の滞留時間は約１時間である。反応が完了すると、容器は急速冷却遷移ゾーン内へ移動される。冷却の速度は約５００℃／分である。
【実施例１】
【００２５】
上に示した手順に従って、酸化チタン、炭素およびホウ酸の化学量論混合物を調製した。加熱炉の反応ゾーンの反応温度を変えて幾つかの実験を実施した。加熱炉のホットゾーンにおける反応は次の化学反応に従って起こる。
ＴｉＯ2（固）＋Ｂ2Ｏ3（液）＋５Ｃ（固）＝ＴｉＢ2（固）＋５ＣＯ（気）
【００２６】
各実験について反応時間を記録し、反応の完了および冷却後に、反応生成物を分析した。生成物の純度と粒度を両方測定し、表１に報告する。
【００２７】
【表１】
2004534929.tif 000003
【実施例２】
【００２８】
上に示した手順に従って、酸化ジルコニウム、炭素およびホウ酸の化学量論混合物を調製した。再度、種々の実験で加熱炉の反応ゾーンの反応温度を変えて複数の実験を実施した。加熱炉のホットゾーンにおける反応は次の化学反応に従って起こる。
ＺｉＯ2（固）＋Ｂ2Ｏ3（液）＋５Ｃ（固）＝ＺｒＢ2（固）＋５ＣＯ（気）
【００２９】
各実験について反応時間を記録し、反応の完了および冷却後に、反応生成物を分析した。生成物の純度と粒度を両方測定し、表２に報告する。
【００３０】
【表２】
2004534929.tif 000004
【実施例３】
【００３１】
酸化チタン、酸化ジルコニウム、炭素およびホウ酸の化学量論混合物と、予め合成したチタンジルコニウム酸化物、炭素およびホウ酸の混合物と、から混合ホウ化物粉末を直接製造した。上記に示した手順に従って原材料粉末を調製した。加熱炉の反応ゾーンの反応温度を変えた。ホットゾーンにおける反応は、実際的には、次式によって表すことができる。
ＴｉＯ2（固）＋ＺｉＯ2（固）＋２Ｂ2Ｏ3（液）＋１０Ｃ（固）＝２（Ｔｉ0.5Ｚｒ0.5）Ｂ2（固）＋１０ＣＯ（気）
【００３２】
各実験について反応時間を記録し、反応の完了および冷却後に、反応生成物を分析した。生成物の純度と粒度を両方測定し、表３に報告する。
【００３３】
【表３】
2004534929.tif 000005
【実施例４】
【００３４】
上に示した手順に従って、酸化チタンおよび炭素の化学量論混合物を調製した。加熱炉の反応ゾーンの温度を所定温度で一定に保持した単一の実験を実施した。本発明における炭化チタン粉末の製造は、次の反応に従って炭素熱反応で行われるはずである。
ＴｉＯ2（固）+３Ｃ（固）＝ＴｉＣ（固）+２ＣＯ（気）
【００３５】
再度、反応の完了および冷却後に、反応生成物を分析した。生成物の純度および粒度を表４に示す。
【００３６】
【表４】
2004534929.tif 000006
【実施例５】
【００３７】
前に示した手順に従って、酸化チタンおよび炭素の化学量論混合物を調製した。加熱炉の反応ゾーンの温度を所定温度で一定に保持した単一の実験を実施した。実験の間、加熱炉に窒素ガスをパージして、窒化チタン粉末の製造は次式に従って行われる。
２ＴｉＯ2（固）＋４Ｃ（固）＋Ｎ2（気）＝２ＴｉＮ（固）＋４ＣＯ（気）
【００３８】
反応の完了および冷却後に、反応生成物を分析した。生成物の純度および粒度を表５に示す。
【００３９】
【表５】
2004534929.tif 000007
【００４０】
実施例に示された以外にも、本発明を２つ以上の反応物間の他の熱反応の実施に適用できることは理解されるべきである。基本的には、該方法および加熱炉は、望ましくない副反応が生じる温度区間を極めて急速に通過することが所望されるいかなる熱反応を実施するのにも適切であり得る。
【００４１】
例えば、実施例に示されるように、該方法は、二ホウ化ジルコニウムまたは炭化チタンの製造に適用することができる。この場合、酸化チタンを簡単に酸化ジルコニウムに置き換えることができ、それにより、実施例でチタンについて説明したのと同様の方法でプロセスは実施される。これらの金属は反応物と全く同様の反応が行われるので、この方法は二ホウ化チタンの製造について示されたものと全く同様であろう。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の１つの実施形態による加熱炉の主要な外側部品を表わす略図である。
【図２】図１に示されるような加熱炉の上側部分を通った断面図を示す。
【国際公開パンフレット】
2004534929.tif 000008
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2004534929.tif 000015
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2004534929.tif 000017
2004534929.tif 000018
2004534929.tif 000019
2004534929.tif 000020
2004534929.tif 000021
2004534929.tif 000022
2004534929.tif 000023
2004534929.tif 000024
2004534929.tif 000025
【手続補正書】
【提出日】平成15年3月5日(2003.3.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１８】
加熱炉が、加熱炉の動作を制御するためのプログラム可能な処理ユニットに接続されていることを特徴とする請求項１２〜１７のいずれか１項に記載の加熱炉。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
米国特許第４，２００，２６２号は、金属スクラップから可燃性材料を除去する方法および装置に関する。この装置には傾斜回転レトルトが含まれ、可燃性物質で被覆されたスクラップ材料はレトルトの一端内へ送り込まれる。このタイプのプロセスは、スクラップの酸化、融合または融解を防止するために温度に敏感である。その意味で、レトルトは、温度制御されたバーナーで加熱される２つまたはそれ以上のゾーンに分割される。
この解決法には、加熱炉によって加熱することができる反応チャンバまたは容器内に混合して配置された少なくとも２つの反応物間の熱反応の実施は含まれない。更に、この開示は、少なくとも２つの反応物の混合物の間の望ましくない副反応を特定の過渡温度においてどのようにして回避できるかを示していない。
米国特許第６，０４２，３７０号はフレキシブルな大気密封アセンブリ内に格納された略水平の回転可能な黒鉛管と、管のまわりおよび内部に選択された雰囲気を閉じ込めるためのエンクロージャとを含む回転式加熱炉を開示する。加熱炉の加熱チャンバは、温度プロファイリングのための温度定義を良くし得る絶縁バリヤで隔てられた温度ゾーンへ分割することができる。しかしながら、この参考文献は、特定の過渡温度における反応物の急激な加熱をどのようにして達成できるかについての指示を与えていない。更に、容器を１つのゾーンから別のゾーンへ移動させるための手段を全く持たない。逆に、黒鉛管の内周に沿った放熱バッフル（２４）のために、この加熱炉を通って容器を移動させるのは実際には不可能であろう。
国際公開第９０／０８１０２号は、炭化ホウ素結晶を製造する方法および装置に関し、ここでは、加熱炉の最上部に挿入された鉛直フィード管を通して、酸化ホウ素（boric oxide）化合物および炭素化合物の粒子混合物が高温加熱炉のホットゾーンに落下する。粒子は、フィード管から、ホットゾーンから回収地点へ加熱炉の床面に沿って移動するボート部材内へ落下する。混合物は、ホットゾーンを通って落下するときに、ヒーターによって、炭化ホウ素の開始反応温度より高温に急速に加熱される。その結果、炭化ホウ素結晶のほとんどが１マイクロメートルよりも小さいサイズである生成物が得られる。
この解決法には、反応チャンバを回転させるための手段を有する加熱炉の使用は含まれない。更に、特定の過渡温度または温度範囲において混合物を急速に加熱するという課題を解決しない。また更に、ボート部材は上部が開いており、その長手軸のまわりに回転させることは意図されていない。
米国特許第５，３３８，５２３号は、遷移金属酸化物と炭素および酸化ホウ素とを混合することに基づくホウ化物粉末の製造方法に関する。反応物が１２００℃〜２０００℃の温度に到達するまで、混合物は非反応性ガスの圧力下で、反応チャンバ内で加熱される。この際、圧力は、反応物からの酸化物または炭素の実質的な損失を防止するのに十分なレベルに保持される。続いて、反応物を強制的に反応させるために、反応物の温度は１２００℃〜２０００℃に保持され、副生物としてホウ化物および一酸化炭素が生成される。同時に、反応物には、反応チャンバから一酸化炭素を除去するのに十分な約５ミリトール〜約３０００ミリトールの範囲の大気圧より低い圧力がかけられ、それによって、一酸化炭素が除去されて反応の実質的な完了が促進される。反応は、可変速度駆動機構を有する回転式黒鉛容器炉内で実施され得る。加熱炉は黒鉛抵抗（graphite resistance）型であり、適用される加熱速度は５０℃／分である。




【国際調査報告】
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