JP5427480B2 - 焼成用容器及び焼成用搬送台車 - Google Patents
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Description
前記輻射熱反射材は、耐熱性を有する非酸化物系の無機繊維が交錯した基材と、該基材を形成している該無機繊維を覆う保護層とを有し、該保護層は耐熱及び耐食性を備えた酸化物、複合酸化物、又は該酸化物及び該複合酸化物からなる混合酸化物のいずれかにより形成されている。
また、遮蔽部材により焼成室からの放熱が抑制されることから、焼成室内の温度の均一性が向上し、得られる焼成物の品質を均一化することができる。
図1に示すように、本発明の第1の実施の形態に係る焼成用容器10は、例えば、焼成炉11に設けられた加熱手段の一例であるバーナで燃料を燃焼させて発生させた燃焼炎が導入されて高温(例えば、700〜2300℃、又は、800〜1500℃)に保持される加熱室13と、加熱室13に連接して設けられ、被焼成物(図示せず)を収容して加熱室13からの熱で被焼成物の焼成を行う焼成室12とを有し、更に、焼成室12には、焼成室12からの放熱を抑制するために、輻射熱反射材からなる遮蔽部材20が取付けられている。
なお、焼成用容器10は、焼成炉11の入口から装入され、焼成炉11の底部に配設された耐熱性のローラ15上を滑りながら焼成炉11の出口に向けて移動し、焼成用容器10が入口から出口に移動する間に被焼成物の予熱、焼成、冷却が順次行われる。
なお、図1では、焼成用容器10の下部に加熱室12を、加熱室12の上方に焼成室13を設けた場合について説明したが、焼成炉の構造により、加熱室と焼成室の位置関係は変化する。例えば、長尺の被焼成物を焼成室に立設して焼成する場合、加熱室は、焼成室の外側に焼成室の長手方向に沿って配置される。そして、加熱室と焼成室の位置関係が変化すると、遮蔽部材の設置部位も変化する。
保護層23は、図3、図4(A)、(B)、(C)に示すように、基材22を、酸化物、複合酸化物、又は混合酸化物のいずれか1の粉末24が分散している分散溶液25中に浸漬して基材22の表面上に電気泳動により粉末24の堆積層26を形成し、形成された堆積層26を熱処理することにより形成される。ここで、分散溶液25は、粉末24を、有機溶媒(例えばアセトン)と水との混合溶媒中に分散(懸濁)させて作製され、混合溶媒には、粉末24の分散性を向上させる分散剤及び形成された堆積層26に強度を賦与するバインダーがそれぞれ所定量だけ添加されている。以下、順次説明する。
第1の実施の形態に係る焼成用容器10においては、被焼成物を収容する焼成室13に、輻射熱反射材で構成され、焼成室13からの放熱を抑制する遮蔽部材20が設けられているので、遮蔽部材20で焼成室13内の高温雰囲気が保有する顕熱を効率的に回収することができ、遮蔽部材20を介して回収した顕熱で被焼成物の加熱を行うことができる。これにより、これにより、遮蔽部材20で焼成室13の高温雰囲気が保有する顕熱を効率的に回収することができ、焼成室13を高温雰囲気に維持するのに必要な燃料や電力の節約に直結する省エネルギー化が可能である。また、遮蔽部材20により焼成室13からの放熱が抑制されることから、焼成室13内の温度の均一性が向上し、得られる焼成物の品質を均一化することができる。
このため、焼成用容器10と同一の構成部材には同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。また、焼成用搬送台車36が焼成炉内に敷設されたレール38上を移動することを除くと、焼成用搬送台車36の作用は焼成用容器10の作用と同一なので、詳細な説明は省略する。
Si−C−Zr−O系の炭化ケイ素系連続繊維を使用した不織布(フェルト)から、幅500×長さ500×厚さ5mmの基材を形成して、複合酸化物の一つであるZrSiO4の平均粒子径1μm以下の微粉末を120Vで5分間の条件で電気泳動法によりSi−C−Zr−O系の連続繊維の表面に付着させて堆積層を形成させた。ここで、電気泳動させる懸濁液は、アセトン200部、水10部、ZrSiO4微粉末1部、更に分散剤とバインダーとしてポリビニルブチラールを少量添加して、超音波分散して調整した。堆積層が形成された基材を懸濁液から取出し乾燥させた後、1500℃のアルゴン雰囲気中で3時間焼結を行って保護層を形成した。この処理条件で厚さ5μmのZrSiO4の保護層がSi−C−Zr−O系の連続繊維の表面に形成されている遮蔽部材が得られた。
Si−C−O系の炭化ケイ素系連続繊維を使用した平織物から、幅500×長さ5000×厚さ1mmの基材を形成して、複合酸化物の一つであるY2SiO5の平均粒子径1μm以下の微粉末を100Vで5分間の条件で電気泳動法によりSi−C−O系の連続繊維の表面に付着させて堆積層を形成させた。電気泳動させる懸濁液は、アセトン200部、水10部、Y2SiO5微粉末1部、更に分散剤とバインダーとしてポリビニルブチラールを少量添加して、超音波分散して調整した。堆積層が形成された基材を懸濁液から取出し乾燥させた後、1500℃のアルゴン雰囲気中で3時間焼結を行って保護層を形成した。この処理条件で厚さ5μmのY2SiO5の保護層がSi−C−O系の連続繊維の表面に形成されている遮蔽部材が得られた。
また、比較例として、遮蔽部材を使用していない状態の焼成用容器を焼成炉に装入し、焼成用容器内の温度を測定した結果を表2に合わせて示す。遮蔽部材を使用しない場合、焼成用容器内の温度は±45℃の温度分布を示した。
例えば、焼成室に、焼成室内の被焼成物から発生するガスを焼成室の外部に逃がす開放排気部を形成してもよい。これによって、焼成室内の被焼成物から発生するガスを焼成室の外部に効果的に逃がすことができ、焼成室内の雰囲気を清浄に保つことができ、焼成物の品質を向上させることができる。
また、焼成炉内に焼成用容器又は焼成用搬送台車を静置して焼成する場合、焼成室に被焼成物を加熱する加熱手段、例えばヒータを設置する構成とすることもできる。
Claims (6)
- 高温に保持される加熱室と、該加熱室に連接して設けられ、被焼成物を収容して該加熱室からの熱で該被焼成物の焼成を行う焼成室とを有し、更に、該焼成室には、該焼成室からの放熱を抑制する輻射熱反射材からなる遮蔽部材が取付けられている焼成用容器において、
前記輻射熱反射材は、耐熱性を有する非酸化物系の無機繊維が交錯した基材と、該基材を形成している該無機繊維を覆う保護層とを有し、該保護層は耐熱及び耐食性を備えた酸化物、複合酸化物、又は該酸化物及び該複合酸化物からなる混合酸化物のいずれかにより形成されていることを特徴とする焼成用容器。 - 請求項1記載の焼成用容器において、前記基材は、前記無機繊維の平織り、朱子織り、綾織り、多軸織り、又は三次元織りのいずれかの方法で作製された織物及び前記無機繊維で成形された不織物のいずれか1で形成されていることを特徴とする焼成用容器。
- 請求項1及び2のいずれか1項に記載の焼成用容器において、Ti,Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Y、Zr、Nb、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Hf、Ta、Re、及びOsを第1群、Y、Yb、Er、Ho、及びDyを第2群、Y、Yb、Er、Ho、Dy、Gd、Sm、Nd、及びLuを第3群として、前記酸化物は前記第1群から選択される1又は2以上の金属元素の酸化により形成され、前記複合酸化物は、前記第2群から選択される1又は2以上の金属元素をQE、前記第3群から選択される1又は2以上の金属元素をREとして、一般式QE2Si2O7、QESiO5、RE3Al5O12、及びREAlO3から選択される1又は2以上であり、前記酸化物及び前記複合酸化物のそれぞれの熱膨張係数の値は、前記無機繊維の熱膨張係数の値の±10%の範囲内にあることを特徴とする焼成用容器。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の焼成用容器において、Zr、Al、及びTiの金属群から選択される1又は2以上の金属元素をM、その炭化物をMCとして、前記無機繊維は、(1)Si、C、O、及びMを含有する非晶質物質、(2)β−SiC、MC、及びβ−SiCとMCの固溶体で粒子径が700nm以下の結晶質微粒子と、該結晶質微粒子間に存在するSi及びMの酸化物非晶質微粒子との集合体、又は(3)前記非晶質物質と前記集合体の混合物のいずれか1で構成され、前記無機繊維の元素比率は、Siが30〜70質量%、Cが20〜40質量%、Oが0.01〜20質量%、及びMが0.1〜30質量%であることを特徴とする焼成用容器。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の焼成用容器において、前記無機繊維は、(1)Si、C、及びOを含有する非晶質物質、(2)粒子径が800nm以下であるβ−SiCの結晶質微粒子と、該結晶質微粒子間に存在するSiの酸化物非晶質微粒子との集合体、又は(3)前記非晶質物質と前記集合体の混合物のいずれか1で構成され、前記無機繊維の元素比率は、Siが40〜70質量%、Cが20〜60質量%、及びOが0.01〜20質量%であることを特徴とする焼成用容器。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載された焼成用容器の底部下面に、耐熱性の車輪を取付けたことを特徴とする焼成用搬送台車。
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