旋转炉床式升降炉的制作方法

旋转炉床式升降炉的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种包括相比以往技术能够在较低的烧结温度下使用并能够实现升温速度的高速化的加热器在内的旋转炉床式升降炉。旋转炉床式升降炉包括：炉主体，其在炉底设有开口部；炉床，其可进行升降；升降机构，其用于使炉床升降；炉床旋转机构，其以恒定速度进行旋转；以及炉床上下机构，其用于使炉床在上下方向上往复运动，其中，该旋转炉床式升降炉包括碳化硅(SiC)加热器。
【专利说明】旋转炉床式升降炉

【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种用于对由陶瓷材料构成的电子零件、铁氧体、功能性粉末、二 次电池正极材料等进行煅烧的旋转炉床式升降炉。

【背景技术】
[0002] 近来，由陶瓷材料构成的电子零件正在小型化且高性能化。另外，对于由陶瓷材料 构成的电子零件的烧结条件，烧结温度的低温化和升温速度的高速化在不断发展。
[0003] 作为以往的分批式煅烧炉的构造而提出有一种分批式煅烧炉，该分批式煅烧炉是 包括在炉底设有开口部的炉主体、可进行升降的炉床、以及用于使炉床升降的升降机构在 内的升降炉，其中，可进行升降的炉床设有以恒定速度旋转的炉床旋转机构和用于使炉床 在上下方向上往复运动的炉床上下机构（例如，参照专利文献1)。
[0004] 例如，在层叠陶瓷电容器即MLCC(multi-layer ceramic capacitors))中，以往的 烧结温度为1380°C左右，而现在为1300°C以下。另外，自800°C起到烧结温度为止的升温速 度在以往是300°C /h，而现在是800°C /h以上。
[0005] 另一方面，作为在本实用新型中使用的碳化硅发热体的端部的制造方法，提出一 种制造将SiC发热部和由SiC - Si构成的端部接合而成的碳化硅发热体的端部的制造方 法，其中，将碳化硅和碳混合并添加相对于碳化硅和碳的合计量的1. 2重量％?24重量％ 的氮化硅而获得混合粉末的成形体，将该混合粉末的成形体在存在硅且压力为150Pa? 1500Pa的减压条件下加热至1450°C?1700°C的温度而对该混合粉末的成形体进行反应烧 结，从而获得电阻率值小于0. 003 Ω · cm的碳化硅发热体端部（例如，参照专利文献2)。
[0006] 专利文献1 :日本特许第3330192号公报
[0007] 专利文献2 :日本特许第5187579号公报 实用新型内容
[0008] 实用新型要解决的问题
[0009] 在以往的旋转炉床式升降炉中使用的加热器使用了能够在1400°C以上稳定地使 用的MoSi2加热器、例如山特维克公司销售的Kanthal Super加热器（产品名）。但是，由 于MoSi2加热器的电阻率非常小，为0. 0003 Ω ^cm左右，因此是低电压大电流型的加热器。 例如，MoSi2加热器的加热器的外径为3mm?12mm左右。
[0010] 作为通常使用的MoSi2加热器的例子，在发热部为Φ 6mm、端部为Φ 12mm、发热部 长度为250mm、端部长度为280mm的情况下，加热器的额定值为1940W、11. 7V、116A。此时的 表面负荷密度为22. 5W/cm2。
[0011] 外径超过12mm的MoSi2加热器的额定电流超过500A，因此不适合工业使用。
[0012] 由于所述M〇Si2加热器是低电压大电流型，因此，加热器接线不得不是串联配线。 因而，在对两个所述加热器进行并联配线时，不得不使电气系统即SCR、变压器、电线等的容 量为1000A。在对3个以上的所述加热器进行并联配线时，需要更大的容量。
[0013] 在这样的状况下，为了应对工业界的期望而使电阻加热炉迅速升温，需要增加在 升温时投入的功率。作为其方法能够想到：
[0014] (1)利用加热器供给较多的功率。
[0015] (2)不改变每个加热器的功率，而是增加加热器的个数。
[0016] (3)使加热器的发热部较长。
[0017] 但是，对于（1)，其意味着要提高表面负荷密度，若表面负荷密度过高，则会使加热 器的寿命变得极短或损伤加热器。
[0018] 对于（2)，存在炉室大小的限制，不能过于增加个数。
[0019] 对于（3)，能够通过将U字型变更为W字型来实现，但需要与圆筒形的炉室的曲面 相匹配的复杂形状的加热器。复杂形状的加热器的制造成本较高，不适合工业使用。
[0020] 本实用新型是鉴于旋转炉床式升降炉的尤其与加热器有关的所述问题点而做出 的，其目的在于，提供一种包括相比以往技术能够在较低的烧结温度下使用并能够实现升 温速度的高速化的加热器在内的旋转炉床式升降炉。
[0021] 用于解决问题的方案
[0022] 本实用新型提供一种旋转炉床式升降炉，其包括：炉主体，其在炉底设有开口部； 炉床，其可进行升降；升降机构，其用于使炉床升降；炉床旋转机构，其以恒定速度进行旋 转；以及炉床上下机构，其用于使炉床在上下方向上往复运动，其特征在于，在所述炉主体 中具有碳化硅（SiC)加热器。
[0023] 实用新型的效果
[0024] 采用本实用新型的旋转炉床式升降炉，能够构成一种包括相比以往技术能够在较 低的烧结温度下使用并能够实现升温速度的高速化的加热器在内的旋转炉床式升降炉。
[0025] 本实用新型的实施方式的技术方案如下。
[0026] 在所述旋转炉床式升降炉中，其特征在于，所述碳化硅（SiC)加热器的发热部为U 字形。
[0027] 在所述旋转炉床式升降炉中，其特征在于，所述碳化硅（SiC)加热器的发热部的 外径为16_?30mm。
[0028] 在所述旋转炉床式升降炉中，其特征在于，所述碳化硅（SiC)加热器的发热部的 外径和连接端部的外径相同。
[0029] 在所述旋转炉床式升降炉中，其特征在于，所述旋转炉床式升降炉是对由陶瓷材 料构成的电子零件、铁氧体、功能性粉末、二次电池正极材料中的一者进行煅烧的旋转炉床 式升降炉。

【专利附图】

【附图说明】
[0030] 图1是本实用新型的实施方式的旋转炉床式升降炉的剖视说明图。
[0031] 图2是用于说明本实用新型的实施方式的旋转炉床式升降炉的加热器配置的俯 视说明图。
[0032] 图3(a)和图3(b)分别是本实用新型的实施方式的旋转炉床式升降炉的第1加热 器的主视图和右视图。
[0033] 图4(a)和图4(b)分别是本实用新型的实施方式的旋转炉床式升降炉的第2加热 器的主视图和右视图。
[0034] 图5(a)和图5(b)分别是本实用新型的实施方式的旋转炉床式升降炉的第3加热 器的主视图和右视图。
[0035] 附图标记说明
[0036] 10、旋转炉床式升降炉；20、炉体；22、第1加热器；24、第2加热器；26、第3加热 器；28、炉顶部；30、升降装置；40、炉床；50、升降台部；60、炉床旋转机构；70、炉床上下机 构；80、处理件。

【具体实施方式】
[0037] 下面，根据【专利附图】

【附图说明】本实用新型的实施方式。
[0038] 如图1所示，实施方式的旋转炉床式升降炉10在炉体20的底部具有利用升降装 置30进行升降的炉床40。在炉床40与升降装置30的升降台部50之间设有用于使炉床 40旋转的炉床旋转机构60和用于使炉床40在上下方向的Omm?IOOmm的范围内沿上下方 向往复运动的炉床上下机构70。在炉体20的内部配置有用于进行加热煅烧的处理件80。
[0039] 由炉体20构成的炉内空间例如是内径为900mm、高度为650mm的圆筒形，关于有 效尺寸、即用于设置处理物的均热部分的尺寸，内径是700mm、高度是400mm。如图1和图2 所示，在由炉体20构成的炉内空间内配置有三种加热器、即1个第1加热器22、6个第2加 热器24以及12个第3加热器26。第1加热器22和第2加热器24由炉体20的炉顶部28 支承。炉顶部28的厚度例如为150mm。第3加热器26由炉体20的炉侧壁部29支承。炉 侧壁部29的厚度例如为150mm。第1加热器22、第2加热器24以及第3加热器26均由碳 化娃（SiC)制成。
[0040] 并且，为了高精度地控制炉内温度，多个热电偶100配置于炉体20的炉顶部28和 炉侧壁部29。在炉体20的炉顶部28设置有多个排气筒110,利用排气筒110将因煅烧而 产生的排气自旋转炉床式升降炉10排出。
[0041] 如图3(a)和图3(b)所示，第1加热器22由U字形的第1发热部22h和附着于U 字形的两端部的第1端子部22t构成。第1发热部22h的直径例如为30mm，折返高度（日 文：折*9返L高$ )例如为490mm。第1端子部22t的直径例如为30臟，长度（高度）例如 为 280mm。
[0042] 如图4(a)和图4(b)所示，第2加热器24由U字形的第2发热部24h和附着于U 字形的两端部的第2端子部24t构成。第2发热部24h的直径例如为30mm，折返高度例如 为290mm。第2端子部24t的直径例如为30mm，长度（高度）例如为310mm。
[0043] 如图5 (a)和图5(b)所示，第3加热器26由U字形的第3发热部26h和附着于弯 曲且沿水平方向延伸的U字形的两端部的第3端子部26t构成。第3发热部26h的直径例 如为30mm，折返高度例如为255mm。第3端子部26t的直径例如为30mm，长度例如为295mm。
[0044] 碳化硅（SiC)制的第1加热器22、第2加热器24以及第3加热器26的发热部的 电阻率均为0.07 Ω .cm?0.12 Ω .cm，端子部的电阻率均为0.001 Ω .cm?0.005 Ω .cm。 发热部的耗电均为90%以上。
[0045] 能够推定MoSi2加热器22的发热部的电阻率为大约0.0003 Ω · cm，并能够推定 端子部的电阻率也为大约0.0003Ω · cm。因而，通过使端子部的直径为发热部的直径的两 倍，能够使端部的电阻为发热部的电阻的四分之一，以不使端子部发赤热。发热部的耗电为 大约70%。
[0046] 若使发热部和端子部的直径相等，则会增加机械强度，并易于更换加热器。能够使 碳化硅（SiC)制的加热器22的发热部和端子部的直径相等。
[0047] 将各种加热器的额定值例示在下表中。
[0048]

【权利要求】
1. 一种旋转炉床式升降炉，其包括：炉主体，其在炉底设有开口部；炉床，其可进行升 降；升降机构，其用于使炉床升降；炉床旋转机构，其以恒定速度进行旋转；以及炉床上下 机构，其用于使炉床在上下方向上往复运动，其特征在于， 在所述炉主体中具有碳化硅加热器，即SiC加热器。
2. 根据权利要求1所述的旋转炉床式升降炉，其特征在于， 所述碳化硅加热器的发热部为U字形。
3. 根据权利要求1所述的旋转炉床式升降炉，其特征在于， 所述碳化娃加热器的发热部的外径为16mm?30_。
4. 根据权利要求1所述的旋转炉床式升降炉，其特征在于， 所述碳化硅加热器的发热部的外径和连接端部的外径相同。
【文档编号】F27D11/00GK204255076SQ201420574995
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年9月30日 优先权日:2014年8月27日
【发明者】小谷津胜好, 布能龙 申请人:东海高热工业株式会社