TWI646201B - Heat treatment furnace - Google Patents

Abstract

根據第1、第2氧氣感測器所檢測出之處理空間11a的氧氣濃度與氧氣濃度的目標值Ct，藉回授控制在從操作量上限值至操作量下限值之操作量範圍內決定操作量。MV1接著，導出操作流量MV2，該操作流量MV2係在將操作量範圍換算成是從MFC34可調整氫氣之流量的流量範圍使上限側與下限側之至少一方變窄之範圍的限制範圍時所決定的操作量MV1之換算後的值。然後，將所導出之操作流量MV2輸出至MFC34。

Description

熱處理爐

本發明係有關於一種熱處理爐。

以往已知一種在已調整之爐內環境氣體中進行被處理物之熱處理的熱處理爐。例如，在專利文獻1，記載藉由將氫氣送入爐內，使氫氣與爐內之氧氣產生反應，而降低氧氣濃度。而且，記載藉由將因應於以分析器所檢測出之爐內的氧氣濃度與氧氣濃度目標值之偏差的調整信號輸出至將氫氣送入爐內的流量調整閥，進行回授控制，使氧氣濃度變成目標值以下。

【先行專利文獻】

【專利文獻】

[專利文獻1]特開2010-255056號公報

可是，在將藉回授控制所決定之調整信號等的操作量用於流量調整閥等之控制的情況，有進行氫氣之流量變成過多或變成過少等之極端之控制的情況。結果，有爐內之氧氣濃度變成不夠低、或氫氣濃度變成過高等爐內之環境氣體成為極端之狀態的情況。

本發明係為了解決這種課題而開發的，其主要目的在於更抑制處理空間之氧氣濃度變成過高與氫氣濃度變成過高的至少一方。

本發明係為了達成上述之主要目的，採用以下的手段。

本發明之熱處理爐包括：爐體，係在內部具有進行對象物之熱處理的處理空間；氧氣感測器，係檢測出該處理空間之氧氣濃度；流量調整手段，係可在從上限流量至下限流量之流量範圍內調整往該處理空間流動之氫氣的流量，並以成為所輸入之操作流量的方式調整該氫氣的流量；操作量決定手段，係根據該氧氣感測器所檢測出之氧氣濃度與該氧氣濃度的目標值，藉回授控制在從操作量上限值至操作量下限值之操作量範圍內決定操作量；以及換算手段，係導出操作流量，並將該導出之操作流量輸出至該流量調整手段，而該操作流量是在將該操作量範圍換算成是從該流量範圍使上限側與下限側之至少一方變窄之範圍的限制範圍時之該決定的操作量之該換算後的值。

在本發明之熱處理爐，根據氧氣感測器所檢測出之氧氣濃度與氧氣濃度的目標值，藉回授控制在從操作量上限值至操作量下限值之操作量範圍內決定操作量。接著，導出操作流量，而該操作流量是在將該操作量範圍換算成是從流量調整手段可調整氫氣之流量的流量範圍使上限側與下限側之至少一方變窄之範圍的限制範圍時之該決定的操作量之換算後 的值。然後，將所導出之操作流量輸出至流量調整手段。因此，流量調整手段往處理空間所流動之氫氣的流量成為上限側與下限側之至少一方比流量範圍更窄之限制範圍內的流量。因此，若限制範圍是使流量範圍之上限側變窄之範圍，更抑制氫氣之流量變成過多，而可更抑制處理空間之氫氣濃度變成過高。又，若限制範圍是使流量範圍之下限側變窄之範圍，更抑制氫氣之流量變成不足，而可更抑制處理空間之氧氣濃度變成過高。依此方式，可更抑制處理空間之氧氣濃度變成過高與氫氣濃度變成過高的至少一方。在此情況，亦可限制範圍採用從流量範圍使上限側與下限側之雙方變窄之範圍。

亦可本發明之熱處理爐係包括複數個該氧氣感測器；該操作量決定手段係根據該複數個氧氣感測器中一個以上所檢測出之氧氣濃度與該目標值，決定該操作量。在此情況，亦可該操作量決定手段係根據該複數個氧氣感測器中可靠性更高之氧氣感測器所檢測出的氧氣濃度，決定該操作量。又，亦可包括：記憶手段，係記憶該複數個氧氣感測器中一個以上所檢測出之氧氣濃度；及可靠性判定手段，係根據該記憶手段所記憶之氧氣濃度與該複數個氧氣感測器所檢測出之現在的氧氣濃度，判定該複數個氧氣感測器中可靠性最高之氧氣感測器，該操作量決定手段係根據該複數個氧氣感測器中被判定可靠性最高之氧氣感測器所檢測出的氧氣濃度與該目標值，決定該操作量。

亦可在包括複數個氧氣感測器之形態之本發明的熱處理爐，包括：記憶手段，係記憶該複數個氧氣感測器中一 個以上所檢測出之氧氣濃度；及故障判定手段，係根據該記憶手段所記憶之氧氣濃度與該複數個氧氣感測器所檢測出之現在的氧氣濃度，判定該複數個氧氣感測器之故障的有無。依此方式，在包括複數個氧氣感測器的情況，可根據氧氣感測器所檢測出之過去的氧氣濃度與現在的氧氣濃度，判定氧氣感測器之故障的有無。在此情況，，亦可該故障判定手段係對複數個氧氣感測器中該記憶手段所記憶之氧氣濃度與所檢測出之現在的氧氣濃度之差超過既定臨限值的氧氣感測器，判定故障。

亦可在包括故障判定手段之形態之本發明的熱處理爐，該故障判定手段係在各判定時序判定該故障之有無，在該判定時序判定無故障的情況，將在該判定所使用之該現在的氧氣濃度記憶於該記憶手段，並在該判定時序，根據在被判定無該故障之最近的判定時序所記憶的該氧氣濃度與該複數個氧氣感測器所檢測出之現在的氧氣濃度，判定該故障之有無。依此方式，因為預先記憶在判定無故障時之氧氣濃度，並用於以後之故障的判定，所以故障之判定精度提高。例如，若根據在與判定時序不同之時序所記憶的氧氣濃度與現在的氧氣濃度來判定故障，預先記憶之氧氣濃度本身係已故障之氧氣感測器所檢測出的值，而有無法正確地判定的情況，但是可更抑制這種情況。在此情況，該故障判定手段亦可採用在該判定時序判定有故障的情況，不將在該判定所使用之該現在的氧氣濃度記憶於該記憶手段。

亦可在包括故障判定手段之形態之本發明的熱處理爐，在有藉該故障判定手段被判定有故障之氧氣感測器與被 判定無故障之氧氣感測器的情況，根據在該複數個氧氣感測器中被判定無該故障之氧氣感測器中一個以上所檢測出的氧氣濃度與該目標值，決定該操作量；該換算手段係在有藉該故障判定手段被判定故障之氧氣感測器與被判定無故障之氧氣感測器的情況，替代該限制範圍，使用在該限制範圍中使上限側與下限側之至少一方變窄的故障時限制範圍，進行該換算，而導出該操作流量。依此方式，在有被判定故障之氧氣感測器的情況，使用無故障之其他的氧氣感測器，可繼續根據回授控制來調整氫氣的流量。而且，替代限制範圍，使用在限制範圍中使上限側與下限側之至少一方變窄的故障時限制範圍，導出操作流量。因此，在有被判定故障之氧氣感測器的情況，與直接使用限制範圍的情況相比，可更抑制處理空間之氧氣濃度變成過高與氫氣濃度變成過高的至少一方。

亦可本發明之熱處理爐係包括切換手段，該切換手段係進行該流量調整手段輸入藉該換算手段所導出之該操作流量或該流量調整手段輸入替代該導出之該操作流量之既定操作流量的切換。在此，亦可「既定操作流量」例如是固定之操作流量，採用預先以將氧氣濃度保持於目標值附近之方式所決定之固定的值，又，亦可「既定操作流量」採用使用者可設定(變更)的值。亦可該切換手段係在輸入來自使用者之切換指示的情況進行該切換。又，亦可該切換手段係判定是否進行切換，並在判定進行切換的情況進行該切換。例如，亦可在被判定全部之氧氣感測器(在僅包括一個氧氣感測器的情況，係該一個氧氣感測器)故障時，以該流量調整手段輸入該既定操 作流量之方式進行切換。依此方式，可更抑制根據使用故障之氧氣感測器所檢測出之氧氣濃度的回授控制來調整氫氣的流量。藉此，可更抑制在全部之氧氣感測器故障時成為處理空間之氧氣濃度變成過高與氫氣濃度變成過高之至少一方的狀態。

亦可本發明之熱處理爐包括分支路徑形成部，該分支路徑形成部係設置於比該流量調整手段更下游而且比該處理空間更上游的位置，並以氫氣從複數個位置流入該處理空間之方式形成在途中分支的流路。依此方式，與流路不分支而使氫氣從一處流入處理空間的情況相比，在處理空間內難發生氫氣濃度之不均。因此，可更抑制處理空間之一部分的氧氣濃度變成過高，或處理空間之一部分的氫氣濃度變成過高。

10‧‧‧熱處理爐

11‧‧‧爐體

11a‧‧‧處理空間

12‧‧‧前端面

13‧‧‧後端面

14、15‧‧‧開口

18‧‧‧供氣管

19‧‧‧排氣管

20‧‧‧加熱器

22‧‧‧蓋

24‧‧‧支撐輥

25‧‧‧搬運輥

27‧‧‧排氣閥

28、29‧‧‧第1、第2氧氣感測器

30‧‧‧氣體供給部

31‧‧‧氫氣供給源

32‧‧‧氮氣供給源

33‧‧‧水供給源

34~37‧‧‧質量流量控制器(MFC)

38‧‧‧汽化器

40‧‧‧控制裝置

41‧‧‧控制部

42‧‧‧故障判定部

44‧‧‧氧氣濃度輸出部

46‧‧‧記憶部

50‧‧‧氫氣主控制裝置

52‧‧‧操作量決定部

54‧‧‧換算部

56‧‧‧記憶部

60‧‧‧氫氣副控制裝置

62‧‧‧切換部

64‧‧‧記憶部

74‧‧‧操作面板

95‧‧‧承載板

96‧‧‧被處理物

第1圖係熱處理爐10之縱向剖面圖。

第2圖係第1圖之A-A剖面圖。

第3圖係表示故障判定常式之一例的流程圖。

第4圖係表示氧氣濃度輸出常式之一例的流程圖。

第5圖係表示氫氣主控制常式之一例的流程圖。

第6圖係表示氫氣副控制常式之一例的流程圖。

其次，使用圖面，說明本發明之實施形態。第1圖係本發明之一實施形態之熱處理爐10的縱向剖面圖。第2圖係第1圖之A-A剖面圖。熱處理爐10構成為在爐體11之處理空間11a內一面搬運輥已載置複數個被處理物96之承載 板95一面對被處理物96進行熱處理的輥床窯。熱處理爐10包括爐體11、配置於爐體11內之複數個加熱器20與複數個搬運輥25、安裝於爐體11之複數個(在本實施形態為2個)第1、第2氧氣感測器28、29、經由排氣管19與爐體11連接之排氣閥27、以及經由供氣管18與爐體11連接之氣體供給部30。又，熱處理爐10包括控制裝置40、氫氣主控制裝置50、氫氣副控制裝置60以及操作面板74。

爐體11係形成大致長方體之隔熱構造體，並具有：處理空間11a，係在內部進行被處理物96之熱處理；及開口14、15，係分別形成於爐體之前端面12(第1圖之左端面)及後端面13(第1圖之右端面)並成為從外部往處理空間11a之出入口。此爐體11係從前端面12至後端面13的長度例如是2~15m。在爐體11之前端附近的頂部，形成與排氣閥27連接並可排出處理空間11a之環境氣體的排氣管19。又，在爐體11之後端附近的底部，形成與氣體供給部30連接並可將氣體供給至處理空間11a的供氣管18。供氣管18係設置於比氣體供給部30更下游而且比處理空間11a更上游的位置，如第2圖所示，以氣體從複數個位置(在本實施形態為4處)流入處理空間11a之方式形成在途中分支的流路。此外，亦可開口14、15係開口於氣密構造之未圖示的交換室內。

加熱器20係以長度方向沿著與搬運方向正交之左右方向(第2圖之左右方向)的方式配置於處理空間11a內，並沿著搬運方向配置複數個。此外，搬運方向係從前方往後方之方向，係第1圖之從左往右的方向。又，加熱器20係以從上 下隔著複數個搬運輥25之方式於爐體11之頂部附近與底部附近配置共2列。加熱器20係從上下對通過處理空間11a內之被處理物96進行加熱，例如以SiC加熱器等之陶瓷加熱器構成。此外，未限定為加熱器20，只要是燃氣器等可進行被處理物96之熱處理的加熱裝置即可。

搬運輥25係以長度方向沿著與搬運方向正交之左右方向的方式配置於處理空間11a內，並沿著搬運方向從開口14至開口15配置複數個。藉由此搬運輥25轉動，被載置複數個被處理物96之承載板95係從開口14通過處理空間11a內後，被搬運至開口15。此外，搬運輥25係如第2圖所示，在與搬運方向正交之左右方向(第2圖之左右方向)貫穿爐體11。貫穿爐體11之搬運輥25的兩端係位於在爐體11之左右分別所安裝之大致長方體的蓋22內。蓋22係將搬運輥25的端部覆蓋成搬運輥25的兩端不會在熱處理爐10的外部空間露出。又，將從下側支撐搬運輥25之支撐輥24配置於蓋22內。支撐輥24係將2支輥排列於例如搬運輥25之下側且從搬運輥25之中心軸在前後(第2圖之紙面的前側及後側)錯開的位置，藉此複數支輥將搬運輥25支撐成可轉動。又，複數支搬運輥25係與未圖示之馬達連接，而可藉來自該馬達之驅動力轉動。

第1、第2氧氣感測器28、29係檢測出處理空間11a之氧氣濃度的感測器。此第1、第2氧氣感測器28、29係都安裝於爐體11之前後方向的大致中央，並配置成在左右方向排列。又，第1、第2氧氣感測器28、29之檢測部(第1圖、第2圖之下端)係配置成不會妨礙承載板95的搬運而且位於搬 運被處理物96之高度附近。無特別限定，例如將第1、第2氧氣感測器28、29之檢測部配置成位於所搬運之被處理物96的上方20mm~30mm。藉此，第1、第2氧氣感測器28、29可檢測出在處理空間11a中被處理物96之周邊的氧氣濃度。第1、第2氧氣感測器28、29係分別產生因應於處理空間11a之氧氣濃度的信號(例如0~1000mV的電壓)，並將此信號作為所檢測出之氧氣濃度，輸出至控制裝置40。

排氣閥27係藉由調整閥之開口大小，來調整從處理空間11a經由排氣管19所流動之環境氣體之流量的裝置。此外，在本實施形態，採用藉處理空間11a內之壓力，環境氣體從排氣閥27流出者，但是亦可在排氣閥27之下游包括吸取處理空間11a內之環境氣體的排氣風扇。

氣體供給部30係將氣體供給至處理空間11a內而調整處理空間11a之環境氣體的裝置，並包括氫氣供給源31、氮氣供給源32、水供給源33、質量流量控制器(MFC)34~37以及汽化器38。氫氣供給源31係將氫氣供給至MFC34之裝置。從氫氣供給源31所供給之氫氣係在藉MFC34調整通過MFC34之流量(質量流量)後，被送至汽化器38。氮氣供給源32係將氮氣供給至MFC35、36之裝置。從氮氣供給源32所供給之氮氣係在藉MFC35、36分別調整通過MFC35、36之流量(質量流量)後，被送至汽化器38。此外，通過MFC34之氫氣與通過MFC35、36之氮氣係預先在配管內被混合後，被送至汽化器38內。水供給源33係將水供給至MFC37之裝置。從水供給源33所供給之水係在藉MFC37調整通過MFC37之流量(質量流 量)後，被送至汽化器38。此外，通過MFC37之水係被通過MFC36之氮氣壓出，而在汽化器38的入口變成霧狀之狀態後，被送至汽化器38內。MFC34~37係可進行通過本身之流體之質量流量的量測與質量流量的調整之雙方。又，MFC34~37係可分別在從既定之上限流量至下限流量的流量範圍內，調整通過本身之流體的質量流量。汽化器38係包括未圖示之加熱器，並藉此加熱器(例如500℃等)對從MFC37側所流入之霧狀的水加熱而使其汽化的裝置。又，如上述所示，來自MFC34之氫氣、來自MFC35、36之氮氣亦被送至汽化器38。因此，氫氣、氮氣以及已汽化之水在此汽化器38內被混合後，成為混合氣體，此混合氣體經由供氣管18流入處理空間11a內。依此方式，與將氫氣、氮氣以及水分別供給至處理空間11a的情況相比，抑制在處理空間11a之這些氣體的各濃度局部地變高。

控制裝置40、氫氣主控制裝置50以及氫氣副控制裝置60係都作為以未圖示之CPU為中心的微處理器所構成，並包括記憶起動程式等之ROM、可記憶處理程式或各種資料之快閃記憶體以及暫時記憶資料之RAM。控制裝置40係掌管熱處理爐10整體之控制的裝置。控制裝置40係作為功能方塊，包括進行熱處理爐10整體之控制的控制部41、與記憶部46。又，控制部41包括故障判定部42與氧氣濃度輸出部44。控制部41係與氫氣副控制裝置60進行各種控制信號或資料的交換，或輸入第1、第2氧氣感測器28、29所檢測出之氧氣濃度(信號)。又，控制部41係將控制信號輸出至加熱器20、搬 運輥25之未圖示的馬達以及MFC35~MFC37，而控制加熱器20之溫度、搬運輥25之轉速以及通過MFC35~MFC37之流體的質量流量。又，控制部41輸入MFC34~37所測量之流體的質量流量。故障判定部42具有根據第1、第2氧氣感測器28、29所檢測出之氧氣濃度來判定第1、第2氧氣感測器28、29是否故障的功能。氧氣濃度輸出部44具有判定第1、第2氧氣感測器28、29中可靠性最高之氧氣感測器，並將所判定之氧氣感測器所檢測出之氧氣濃度輸出至氫氣主控制裝置50的功能。記憶部46具有記憶第1、第2氧氣感測器28、29所檢測出之氧氣濃度的功能。

氫氣主控制裝置50及氫氣副控制裝置60係控制MFC34而調整通過MFC34之氫氣之質量流量的裝置。氫氣主控制裝置50係作為功能方塊，包括操作量決定部52、換算部54以及記憶部56。操作量決定部52具有根據從控制裝置40所輸入之處理空間11a內的氧氣濃度與氧氣濃度之目標值Ct，藉回授控制來決定關於MFC34之控制之操作量MV1的功能。換算部54具有對操作量MV1進行換算，而導出操作流量MV2後，經由氫氣副控制裝置60將所導出之操作流量MV2輸出至MFC34的功能。記憶部56具有記憶操作量決定部52或換算部54所使用之各種參數的功能。氫氣副控制裝置60係作為功能方塊，包括切換部62與記憶部64。切換部62具有進行將從氫氣主控制裝置50所輸入之操作流量MV2與記憶部64所記憶之流量設定值MV3(既定操作流量)的任一個輸出至MFC34之切換的功能。記憶部64具有記憶流量設定值MV3 等之各種參數的功能。

操作面板74包括顯示部與包含顯示部所構成之操作部。顯示部係以接觸面板式之液晶顯示器構成，顯示選擇選項單或項目之選擇/設定按鈕、用以輸入各種數值之數字按鈕、使熱處理開始之起動按鈕等，並受理接觸操作，並將根據接觸操作之操作信號傳送至控制裝置40。又，收到來自控制裝置40之顯示指令時，將根據顯示指令之影像或文字、數值等顯示於顯示部。

被處理物96係在通過爐體11內時藉來自加熱器20之熱進行例如烘烤等之熱處理。無特別限定，在本實施形態，被處理物96係由陶瓷製之電介質與電極所積層之積層體(尺寸係例如縱橫為1mm以內)，並在烘烤後成為MLCC(積層陶瓷電容器)之晶片。

其次，使用依此方式所構成之熱處理爐10來進行被處理物96之熱處理的狀況。首先，使用者經由操作面板74輸入開始處理指示等時，控制裝置40係使未圖示之馬達動作，使複數個搬運輥25進行轉動驅動，而且對加熱器20通電，使加熱器20產生熱。搬運輥25之轉速係在本實施形態採用根據熱處理所需之時間預先決定者。加熱器20的輸出採用根據在處理空間11a內之被處理物96之熱處理時的溫度(例如約1000℃等)預先決定者。接著，準備複數個已載置複數個被處理物96之承載板95，並依序逐漸載置於開口14側之端部的搬運輥25之上。亦可承載板95係在與搬運方向垂直之方向(第2圖之左右方向)載置複數列。被載置於搬運輥25之承載板95係藉 複數個搬運輥25之轉動被搬入爐體11內並在搬運方向被依序逐漸搬運。然後，承載板95係通過處理空間11a後從開口15側被搬出。依此方式，在熱處理爐10，藉由使搬運輥25進行轉動驅動，一面在處理空間11a內依序搬運被處理物96，一面藉加熱器20進行熱處理。

而且，作成在搬運輥被處理物96之間，即進行熱處理之間，係從氣體供給部30供給混合氣體(氫氣、氮氣以及水)，並將處理空間11a之環境氣體保持於既定狀態。無特別限定，例如作成保持於露點為+30℃~+60℃、氧氣濃度1ppm之惰性氣體(在本實施形態為氮氣)環境氣體。在本實施形態，採用從氣體供給部30供給至處理空間11a之氮氣及水的量係預先設定。因此，控制裝置40係將既定操作流量(固定值)輸出至MFC35~MFC37，已輸入操作流量之MFC35~MFC37係將通過本身之流體之質量流量調整成此操作流量。MFC35~MFC37之操作流量係採用例如藉實驗決定成可預先保持上述之環境氣體，並記憶於記憶部46等。另一方面，從氣體供給部30供給至處理空間11a之氫氣的量係一般進行根據第1、第2氧氣感測器28、29所檢測出之氧氣濃度的回授控制，而被調整成處理空間11a內之氧氣濃度成為目標值Ct(在本實施形態為1ppm)。關於這一點將後述。又，從排氣閥27係排出處理空間11a之環境氣體。排氣閥27之開口大小係採用被預先決定成可將處理空間11a之壓力保持於所要之狀態。

以下，說明調整氫氣的流量時之熱處理爐10的動作。首先，說明控制裝置40的動作。第3圖係表示控制裝置 40之故障判定部42所執行的故障判定常式之一例的流程圖。第4圖係表示氧氣濃度輸出部44所執行之氧氣濃度輸出常式之一例的流程圖。

首先，說明第3圖之故障判定常式。此常式係例如被記憶於控制裝置40之記憶部46，控制裝置40從操作面板74輸入表示使用者已經由操作面板74輸入開始處理指示之操作信號時，藉故障判定部42在各既定判定時序(例如每隔數秒)重複執行。

此故障判定常式開始時，故障判定部42係首先，取得是第1氧氣感測器28所檢測出之現在的處理空間11a之氧氣濃度的第1現在濃度Cn1(步驟S100)。然後，導出是第1現在濃度Cn1與第1基準濃度Cs1之差的絕對值之差△Cs1，並判定所導出之值是否是臨限值Cref11以下(步驟S110)。在此，第1基準濃度Cs1係成為判定第1氧氣感測器28是否故障之基準的值。在本實施形態，採用將熱處理爐10從開始這次之熱處理後，在最初第1氧氣感測器28之氧氣濃度成為目標值Ct以下時之第1氧氣感測器28所檢測出之氧氣濃度的值作為第1基準濃度Cs1，並預先記憶於記憶部46。此外，亦可將在最初達達可當作達到目標值Ct附近之既定範圍內的值時之第1氧氣感測器28之氧氣濃度的值作為第1基準濃度Cs1。又，臨限值Cref11係與第1基準濃度Cs1之偏差大，而可當作第1氧氣感測器28故障之既定臨限值。此臨限值Cref11係例如採用在進行後述之回授控制的情況一般會發生之氧氣濃度的變化範圍更大的值，並藉實驗決定。若差△Cs1超過臨限 值Cref11，就判定第1氧氣感測器28係故障(步驟S120)。另一方面，若差△Cs1是臨限值Cref11以下，移至下一步驟S130。此外，在步驟S110，在第1氧氣感測器28之氧氣濃度連一次都未成為目標值Ct以下，且記憶部46尚未記憶第1基準濃度Cs1時，亦移至下一步驟S130。

在接著之步驟S130，故障判定部42係導出第1現在濃度Cn1與第1過去濃度Cp1之差的絕對值之差△Cp1，並判定所導出之值是否是臨限值Cref12以下(步驟S130)。在此，第1過去濃度Cp1係在後述之步驟S150記憶部46所記憶的值，並係在被判定無故障之最近的判定時序所記憶之第1氧氣感測器28的氧氣濃度。又，臨限值Cref12係與第1過去濃度Cp1之偏差大，而可當作第1氧氣感測器28故障之既定臨限值。然後，若差△Cp1超過臨限值Cref12，就判定第1氧氣感測器28係故障(步驟S120)，若差△Cp1是臨限值Cref12以下，判定第1氧氣感測器28係正常(步驟S140)。此外，在第1過去濃度Cp1尚未被記憶於記憶部46時(例如在從使這次之熱處理開始後最初進行故障判定常式時)，亦移至步驟S140，判定第1氧氣感測器28係正常。又，採用在步驟S110與步驟S130係使用相異之臨限值Cref11、Cref12，但是亦可使用相同之臨限值。

然後，若在步驟S140判定是正常，故障判定部42係將這次之在步驟S100所取得之第1現在濃度Cn1的值作為第1過去濃度Cp1，並記憶於記憶部46(步驟S150)。藉此，在下次之步驟S130，使用這次所記憶之第1過去濃度Cp1。依此 方式，進行步驟S110、S130，在判定不是故障時之第1現在濃度Cn1作為第1過去濃度Cp1，並預先記憶，用以在下次以後之步驟S130之故障的判定。

在步驟S150或步驟S120之後，故障判定部42係對第2氧氣感測器29亦進行與步驟S100~S150相同之處理，判定故障之有無(步驟S200~S250)。即，取得第2現在濃度Cn2(步驟S200)。進行是第2現在濃度Cn2與第2基準濃度Cs2之差的絕對值之差△Cs2和臨限值Cref21的比較(步驟S210)、或是第2現在濃度Cn2與第2過去濃度Cp2之差的絕對值之差△Cp2和臨限值Cref22的比較(步驟S230)，判定第2氧氣感測器29是故障(步驟S220)或是正常(步驟S240)。然後，若在步驟S240判定是正常時，故障判定部42係將這次之在步驟S200所取得之第2現在濃度Cn2的值作為第2過去濃度Cp2，並記憶於記憶部46(步驟S250)。此外，亦可臨限值Cref21係採用與臨限值Cref11相同的值。亦可臨限值Cref22係採用與臨限值Cref12相同的值。又，亦可作成因應於第1氧氣感測器28與第2氧氣感測器29之個體差或感測器之種類的差異等，將臨限值Cref21與臨限值Cref11設為相異的值，或將臨限值Cref22與臨限值Cref12設為相異的值。

然後，在步驟S250或步驟S220之後，故障判定部42係將第1、第2氧氣感測器28、29之有無故障的判定結果輸出至氫氣主控制裝置50(步驟S260)，並結束本常式。此外，在故障判定部42判定第1、第2氧氣感測器28、29之至少任一個故障之主旨的情況，控制部41係輸出顯示指令，並 將該主旨顯示於操作面板74，或輸出警報，對使用者通知氧氣感測器之故障。

其次，說明第4圖之氧氣濃度出常式。此常式係例如記憶於控制裝置40之記憶部46，每當故障判定常式結束時藉氧氣濃度輸出部44執行。此氧氣濃度輸出常式開始時，氧氣濃度輸出部44係首先，調查在故障判定常式是否已判定第1、第2氧氣感測器28、29之任一個故障(步驟S300)。然後，在已判定第1、第2氧氣感測器28、29之任一個故障時，將在第1、第2氧氣感測器28、29中未被判定故障之正常的氧氣感測器之現在的氧氣濃度輸出至氫氣主控制裝置50(步驟S310)，並結束本常式。例如，在第1氧氣感測器28故障而第2氧氣感測器29係正常時，將在正前之故障判定常式所取得的第2現在濃度Cn2輸出至氫氣主控制裝置50。藉此，將在第1、第2氧氣感測器28、29中未故障的一方，即可靠性比較高之氧氣感測器所檢測出之現在的氧氣濃度輸出至氫氣主控制裝置50。

另一方面，在步驟S310判定第1、第2氧氣感測器28、29之任一個都故障時，或者判定任一個都正常時，判定差△Cp1是否是差△Cp2以下(步驟S320)。然後，在差△Cp1是差△Cp2以下時，將在正前之故障判定常式所取得的第1現在濃度Cn1輸出至氫氣主控制裝置50(步驟S330)，並結束本常式。另一方面，在差△Cp1是超過差△Cp2時，將在正前之故障判定常式所取得的第2現在濃度Cn2輸出至氫氣主控制裝置50(步驟S340)，並結束本常式。即，在步驟S320~S340，在第 1、第2氧氣感測器28、29中，比較差△Cp1與差△Cp2，認為值比較小(=氧氣濃度之變動比較小)之氧氣感測器的可靠性比較高，而將可靠性比較高之氧氣感測器所檢測出之現在的氧氣濃度輸出至氫氣主控制裝置50。

藉由如以上所示進行故障判定常式及氧氣濃度輸出常式，將第1、第2氧氣感測器28、29是否故障、或第1、第2氧氣感測器28、29中任一個所檢測出之現在之處理空間11a的氧氣濃度輸出至氫氣主控制裝置50。接著，說明氫氣主控制裝置50所進行之處理。第5圖係表示氫氣主控制裝置50所進行之氫氣主控制常式之一例的流程圖。此常式係例如被記憶於氫氣主控制裝置50之記憶部56，氫氣主控制裝置50輸入上述之故障判定常式及氧氣濃度輸出常式的結果時，藉操作量決定部52及換算部54所執行。

此氫氣主控制常式開始時，操作量決定部52係首先，取得處理空間11a之現在的氧氣濃度(步驟S400)。這係藉由在第4圖之氧氣濃度輸出常式的步驟S310、S330、S340之任一個取得從控制裝置40所輸出之值來進行。接著，根據在步驟S400所取得之現在的氧氣濃度與處理空間11a之氧氣濃度的目標值Ct，藉回授控制決定操作量MV1(步驟S410)。目標值Ct係被預先決定並被記憶於記憶部56，在本實施形態係如上述所示，是1ppm。此外，採用回授控制所使用之參數亦被預先記憶於記憶部56。步驟S410之回授控制係例如以目標值Ct與在步驟S400所取得之現在的氧氣濃度之差分成為零的方式藉PID控制決定操作量MV1。操作量MV1係關於通過 MFC34之氫氣之質量流量的值，並在操作量下限值0%~操作量上限值100%之範圍(操作範圍)所決定。此外，步驟S410，未限定為PID控制，亦可採用PI控制等其他的回授控制。

接著，換算部54係調查是否在第1、第2氧氣感測器28、29之至少其中一個有故障(步驟S420)。這係藉由在第3圖之故障判定常式的步驟S260取得從控制裝置40所輸出之判定結果來進行。然後，在第1、第2氧氣感測器28、29之任一個都無故障的情況，換算部54係導出操作流量MV2，作為將操作量範圍換算成是從MFC34之流量範圍使上限側與下限側變窄的範圍之限制範圍時之操作量MV1之換算後的值(步驟S430)。在此，在將操作量之下限值設為值A、將上限值設為值B、將限制範圍之下限值設為值a、將上限值設為值b時，MV2係藉以下之第(1)數學式所導出。此外，第(1)數學式及值A、B、a、b係例如被記憶於記憶部56。

MV2=(b-a)/(B-A)×MV1+a (1)

在本實施形態，採用MFC34之流量範圍係下限流量0cc/min~上限流量1000cc/min之範圍。而且，在本實施形態，採用限制範圍係100cc/min~300cc/min之範圍。即，採用限制範圍係使操作流量之上限側窄至比1000cc/min更小的300cc/min，並使下限側從0cc/min窄至100cc/min。因此，例如在步驟S410所導出之操作量MV1是值50%的情況，根據該第(1)數學式，MV2=200cc/min{(300-100)/(100-0)×50+100}。

另一方面，在步驟S420在第1、第2氧氣感測器 28、29之至少其中一個有故障的情況，換算部54係使用者故障時限制範圍，導出操作流量MV2，作為操作量MV1之換算後的值(步驟S440)。在此，故障時限制範圍係在步驟S430所使用之限制範圍中使上限側與下限側之至少一方變窄者。在本實施形態，採用將使限制範圍(100cc/min~300cc/min)之上限側與下限側的雙方變窄之150cc/min~250cc/min的範圍作為故障時限制範圍。此外，在步驟S440的操作流量MV2係只要替代在上述之第(1)數學式之限制範圍的下限值a、上限值b，代入故障時限制範圍之下限值及上限值，就可導出。

然後，在步驟S430或步驟S440導出操作流量MV2時，換算部54係將所導出之操作流量MV2輸出至氫氣副控制裝置60(步驟S450)，並結束本常式。

接著，說明氫氣副控制裝置60所進行之處理。第6圖係表示氫氣副控制裝置60所進行之氫氣副控制常式之一例的流程圖。此常式係例如被記憶於氫氣副控制裝置60的記憶部64，從控制裝置40通知使用者已經由操作面板74輸入開始處理指示時，重複地被執行。此氫氣副控制常式開始時，切換部62係首先，調查現在之控制模式是否被設定成氧氣濃度控制模式與設定值控制模式之任一個(步驟S500)。在此，氫氣副控制裝置60係可切換氧氣濃度控制模式與設定值控制模式之任一個，而氧氣濃度控制模式係進行根據第1、第2氧氣感測器28、29所檢測出之氧氣濃度的回授控制，而控制MFC34之質量流量，設定值控制模式係與所檢測出之氧氣濃度無關，而根據固定值(流量設定值MV3)，控制MFC34之質量流量。 在本實施形態，採用切換模式係可藉經由操作面板74之來自使用者的指示來變更。又，切換部62係例如每隔與判定時序相同之時序從控制裝置40輸入關於第1、第2氧氣感測器28、29是否故障的資訊(在步驟S260所輸出之判定結果)，並根據所輸入之資訊，判定是否第1、第2氧氣感測器28、29都故障。然後，在判定都故障時而且現在之控制模式是氧氣濃度控制模式時，切換成設定值控制模式。又，表示現在之控制模式是氧氣濃度控制模式與設定值控制模式之哪一個的值例如被記憶於記憶部64。步驟S500之判定係藉由調查此值來進行。

然後，在步驟S500是氧氣濃度控制模式時，切換部62係輸入從氫氣主控制裝置50所輸出之操作流量MV2，再將所輸入之操作流量MV2輸出至MFC34(步驟S510)，並結束本常式。另一方面，在步驟S500是設定值控制模式時，切換部62係將記憶部64所記憶之流量設定值MV3輸出至MFC34(步驟S520)，並結束本常式。MFC34係以通過本身之氫氣的質量流量與在步驟S510或S520所輸入之操作流量一致的方式調整氫氣的質量流量。依此方式，在氧氣濃度控制模式時，將MFC34之氫氣的質量流量控制成根據回授控制之操作流量MV2，而在設定值控制模式時，將MFC34之氫氣的質量流量控制成固定值(流量設定值MV3)。而且，因應於通過MFC34之氫氣的量，處理空間11a內之氧氣反應，而氧氣濃度降低。

在此，弄清楚本實施形態之構成元件與本發明之構成元件的對應關係。本實施形態之熱處理爐10相當於本發 明的熱處理爐，被處理物96相當於對象物，處理空間11a相當於處理空間，爐體11相當於爐體，第1、第2氧氣感測器28、29相當於氧氣感測器，MFC34相當於流量調整手段，操作量決定部52相當於操作量決定手段，換算部54相當於換算手段。又，記憶部46相當於記憶手段，故障判定部42相當於故障判定手段，切換部62相當於切換手段，供氣管18相當於分支路徑形成部。又，氧氣濃度輸出部44相當於可靠性判定手段。

在以上所說明之本實施形態的熱處理爐10，根據第1、第2氧氣感測器28、29所檢測出之處理空間11a的氧氣濃度與氧氣濃度的目標值Ct，藉回授控制在從操作量上限值至操作量下限值之操作量範圍內決定操作量MV1。接著，導出將操作量範圍換算成是從MFC34可調整氫氣之流量的流量範圍使上限側與下限側之至少一方變窄之範圍的限制範圍時之是所決定的操作量MV1之換算後的值之操作流量MV2。然後，將所導出之操作流量MV2輸出至MFC34。因此，MFC34之往處理空間11a所流動之氫氣的質量流量成為上限側與下限側之至少一方比MFC34之流量範圍更窄之限制範圍內的流量。因此，若限制範圍是使流量範圍之上限側變窄之範圍，更抑制氫氣的流量變成過多，而可更抑制處理空間11a之氫氣濃度變成過高。又，若限制範圍是使流量範圍之下限側變窄之範圍，更抑制氫氣的流量變成不足，而可更抑制處理空間11a之氧氣濃度變成過高。依此方式，可更抑制處理空間11a之氧氣濃度變成過高與氫氣濃度變成過高的至少一方。例如，不換算操作量 MV1，而直接輸出至MFC34時，MFC34係在0cc/min(=0%)~1000cc/min(=100%)之間改變氫氣的質量流量。相對地，在本實施形態，因為將換算後之操作流量MV2輸出至MFC34，所以氫氣的質量流量僅在100cc/min~300cc/min之間變化。因此，抑制如氫氣的質量流量變成過少或過多之極端的控制，而可更抑制處理空間11a之氧氣濃度變成過高與氫氣濃度變成過高。又，藉由進行從操作量MV1往操作流量MV2之換算，與只是設定操作量MV1之上下限的情況相比，亦可更抑制回授控制之精度的降低。例如，在替代換算而對操作量MV1設定上限並限制成80%以下的情況，在80%~100%之範圍，MFC34之氫氣的質量流量係成為相同的值(操作量MV1為80%時的值)。在這種控制，因為在80%~100%之間的控制無差異，所以回授控制之氧氣濃度的調整精度易降低。另一方面，在本實施形態，因為將操作量MV1之0%~100%換算成限制範圍之從下限至上限的值，所以若操作量MV1在0%~100%之間變化，則因應於其變化量，換算後之操作流量MV2亦變化。因此，回授控制之氧氣濃度的調整精度難降低。

又，熱處理爐10係包括複數個氧氣感測器(第1、第2氧氣感測器28、29)，操作量決定部52係根據複數個氧氣感測器中任一個所檢測出之氧氣濃度與目標值Ct，決定操作量MV1。在此時，在操作量MV1之導出所使用的是在步驟S310、S330、S340之任一個步驟所輸出的氧氣濃度，是氧氣濃度輸出部44判定第1、第2氧氣感測器28、29中可靠性比較高的氧氣感測器所檢測出之現在的氧氣濃度。因此，與使用可靠性 低之氧氣感測器所檢測出的氧氣濃度來決定操作量MV1的情況相比，可更抑制處理空間11a之氧氣濃度變成過高與氫氣濃度變成過高的至少一方。

進而，熱處理爐10係記憶部46記憶第1、第2氧氣感測器28、29所檢測出之氧氣濃度(第1基準濃度Cs1、第2基準濃度Cs2、第1過去濃度Cp1、第2過去濃度Cp2)，並根據該記憶之氧氣濃度、與第1、第2氧氣感測器28、29所檢測出之現在的氧氣濃度(第1現在濃度Cn1、第2現在濃度Cn2)，故障判定部42判定第1、第2氧氣感測器28、29是否故障。因此，在包括複數個氧氣感測器的情況，可根據第1、第2氧氣感測器28、29檢測手段過去的氧氣濃度與現在的氧氣濃度，判定第1、第2氧氣感測器28、29是否故障。而且，因為進行使用第1基準濃度Cs1之判定與使用第1過去濃度Cp1之判定，所以故障之判定精度變高。例如在故障逐漸進展而處理空間11a之正確的氧氣濃度與所檢測出之氧氣濃度逐漸偏移的情況，有在使用第1過去濃度Cp1之判定無法檢測出故障的情況，但是即使在那種情況，亦藉由進行使用第1基準濃度Cs1之鄰接，易於檢測出故障。

進而，故障判定部42係在各既定判定時序判定是否故障，在判定時序判定無故障的情況，將在判定所使用之第1現在濃度Cn1、第2現在濃度Cn2作為第1過去濃度Cp1、第2過去濃度Cp2，記憶於記憶部46。而且，在判定時序，根據在被判定無故障之最近的判定時序所記憶之第1過去濃度Cp1、第2過去濃度Cp2與這次所檢測出之第1現在濃度Cn1、 第2現在濃度Cn2，判定是否故障。因此，預先記憶在判定無故障時之第1現在濃度Cn1、第2現在濃度Cn2，並用作以後之故障的判定時之第1過去濃度Cp1、第2過去濃度Cp2，所以故障之判定精度提高。

而，操作量決定部52係在有藉故障判定部42被判定故障之氧氣感測器與被判定無故障之氧氣感測器的情況，根據在第1、第2氧氣感測器28、29巾被判定無故障之氧氣感測器所檢測出的氧氣濃度與目標值Ct，決定操作量MV1。又，換算部54係在有藉故障判定部42被判定故障之氧氣感測器與被判定無故障之氧氣感測器的情況，替代限制範圍，使用在限制範圍中使上限側與下限側之至少一方變窄的故障時限制範圍，進行換算，而導出操作流量MV2。因此，在有被判定故障之氧氣感測器的情況，使用無故障之其他的氧氣感測器，可繼續根據回授控制來調整氫氣的質量流量。而且，替代限制範圍，使用在限制範圍中使上限側與下限側之至少一方變窄的故障時限制範圍，導出操作流量。因此，在有被判定故障之氧氣感測器的情況，與直接使用限制範圍的情況相比，可更抑制處理空間之氧氣濃度變成過高與氫氣濃度變成過高的至少一方。

而且，熱處理爐10係包括切換氧氣濃度控制模式與設定值控制模式的切換部62，該氧氣濃度控制模式係MFC34輸入藉換算部54所導出之操作流量MV2，該設定值控制模式係MFC34輸入是既定操作流量之流量設定值MV3，替代所導出之操作流量MV2。而且，在被判定第1、第2氧氣感測器28、 29都故障的情況，為了使MFC34輸入流量設定值MV3，切換成設定值控制模式。因此，可更抑制根據使用已故障之氧氣感測器所檢測出的氧氣濃度的回授控制來調整氫氣的流量這件事。藉此，在全部之氧氣感測器故障時，可更抑制成為處理空間11a之氧氣濃度變成過高與氫氣濃度變成過高之至少一方的狀態。

而且，熱處理爐10係包括供氣管18，該供氣管18係設置於比MFC34更下游而且比處理空間11a更上游，並以氫氣從複數個位置流入處理空間11a之方式形成在途中分支的流路。藉此，與流路不分支而使氫氣從一個位置流入處理空間11a的情況相比，在處理空間11a內難發生氫氣濃度的不均。因此，可更抑制處理空間11a之一部分的氧氣濃度變成過高、或處理空間11a之一部分的氫氣濃度變成過高。又，在本實施形態，因為將供氣管18設置於爐體11的底部，並將排氣閥27設置於爐體11的頂部，所以經由供氣管18流入處理空間11a內之氫氣係作成從左右繞入承載板95，而發生往爐體11之頂部的流動，氫氣易遍佈處理空間11a整體。藉此，在處理空間11a內易難發生氫氣濃度的不均。

此外，本發明係絲毫未限定為上述之實施形態，只要屬於本發明之技術性範圍，能以各種的形態實施，這是理所當然。

例如，在上述之實施形態，採用氧氣感測器係2個，但是亦可採用1個，亦可採用3個以上。在3個以上的情況，亦可對各氧氣感測器進行與第3圖之故障判定常式的步驟 S100~S150相同的處理，來判定故障。又，在第4圖之氧氣濃度輸出常式的步驟S310，將在未故障之氧氣感測器中任一個之現在的氧氣濃度輸出至氫氣主控制裝置50即可。又，在正常之氧氣感測器有2個以上的情況，亦可與步驟S320一樣，比較差△Cp，並將差△Cp最小之氧氣感測器所檢測出之現在的氧氣濃度輸出至氫氣主控制裝置50。又，在氧氣感測器為3個以上的情況，在第5圖之氫氣控制常式的步驟S420，亦可在只要有一個氧氣感測器故障的情況，進行步驟S440的處理，亦可在正常之氧氣感測器的個數是1個以下的情況，進行步驟S440的處理。即，在正常之氧氣感測器的個數有2個以上的情況，亦可不使用故障時限制範圍，而進行步驟S430的處理，使用限制範圍，導出操作流量MV2。

在上述之實施形態，採用被判定第1、第2氧氣感測器28、29都故障時切換部62成為設定值控制模式者，但是未限定如此。例如，亦可採用即使第1、第2氧氣感測器28、29都故障，亦至來自使用者之指示輸入仍然是氧氣濃度控制模式。在此情況，亦因為在第5圖之氫氣控制常式，進行步驟S440，導出使用故障時限制範圍的操作流量MV2，所以可更抑制處理空間11a之氧氣濃度變成過高與氫氣濃度變成過高的至少一方。又，亦可切換部62不包括設定值控制模式，換算部54不經由氫氣副控制裝置60地將操作流量MV2輸出至MFC34。

在上述之實施形態，第1氧氣感測器28之故障判定係採用一起進行使用第1基準濃度Cs1之判定與使用第1過 去濃度Cp1之判定者，但是亦可省略任一方。又，亦可不進行故障判定。關於第2氧氣感測器29亦一樣。

在上述之實施形態，限制範圍係採用從流量範圍使上限側與下限側變窄之範圍，但是只要是使上限側與下限側之至少一方變窄者即可。又，故障時限制範圍係採用在限制範圍中使上限側與下限側變窄者，但是只要是使上限側與下限側之至少一方變窄者即可。

在上述之實施形態，控制裝置40、氫氣主控制裝置50以及氫氣副控制裝置60係分別採用不同的裝置，但是亦可將其中2個以上採用1個裝置，亦可將這些各裝置的各功能方塊分開成不同的裝置。或者，亦可採用不同的裝置包括這些各裝置的各功能方塊。例如，亦可採用氫氣主控制裝置50包括氧氣濃度輸出部44。

本專利申請係將於2014年6月11日所申請之日本專利申請第2014-120313號作為優先權主張的基礎，並藉引用，在本專利說明書包含其內容之全部。

Claims (9)

1. 一種熱處理爐，包括：爐體，係在內部具有進行對象物之熱處理的處理空間；氧氣感測器，係檢測出該處理空間之氧氣濃度；流量調整手段，係可在從上限流量至下限流量之流量範圍內調整往該處理空間流動之氫氣的流量，並以成為所輸入之操作流量的方式調整該氫氣的流量；操作量決定手段，係根據該氧氣感測器所檢測出之氧氣濃度與該氧氣濃度的目標值，藉回授控制在從操作量上限值至操作量下限值之操作量範圍內決定用於控制該流量調整手段的操作量；以及換算手段，係根據以下的式(1)，導出操作流量，並將該導出之操作流量輸出至該流量調整手段，而該操作流量是在將該操作量範圍換算成是從該流量範圍使上限側與下限側之至少一方變窄之範圍的限制範圍時之該決定的操作量之該換算後的值；MV2=(b-a)/(B-A)×(MV1-A)+a (1)；其中，MV1係該操作量，MV2係該操作流量，A係該操作量下限值、B係該操作量上限值、a係該限制範圍之下限值、b係該限制範圍之上限值。
2. 如申請專利範圍第1項之熱處理爐，其中包括複數個該氧氣感測器；該操作量決定手段係根據該複數個氧氣感測器中一個以上所檢測出之氧氣濃度與該目標值，決定該操作量。
3. 如申請專利範圍第2項之熱處理爐，其中包括：記憶手段，係記憶該複數個氧氣感測器中一個以上所檢測出之氧氣濃度；及故障判定手段，係根據該記憶手段所記憶之氧氣濃度與該複數個氧氣感測器所檢測出之現在的氧氣濃度，判定該複數個氧氣感測器之故障的有無。
4. 如申請專利範圍第3項之熱處理爐，其中該故障判定手段係在各判定時序判定該故障之有無，在該判定時序判定無故障的情況，將在該判定所使用之該現在的氧氣濃度記憶於該記憶手段，並在該判定時序，根據在被判定無該故障之最近的判定時序所記憶的該氧氣濃度與該複數個氧氣感測器所檢測出之現在的氧氣濃度，判定該故障之有無。
5. 如申請專利範圍第3項之熱處理爐，其中該操作量決定手段係在有藉該故障判定手段被判定故障之氧氣感測器與被判定無故障之氧氣感測器的情況，根據在該複數個氧氣感測器中被判定無該故障之氧氣感測器中一個以上所檢測出的氧氣濃度與該目標值，決定該操作量；該換算手段係在有藉該故障判定手段被判定故障之氧氣感測器與被判定無故障之氧氣感測器的情況，替代該限制範圍，使用在該限制範圍中使上限側與下限側之至少一方變窄的故障時限制範圍，進行該換算，而導出該操作流量。
6. 如申請專利範圍第4項之熱處理爐，其中該操作量決定手段係在有藉該故障判定手段被判定故障之氧氣感測器與被判定無故障之氧氣感測器的情況，根據在 該複數個氧氣感測器中被判定無該故障之氧氣感測器中一個以上所檢測出的氧氣濃度與該目標值，決定該操作量；該換算手段係在有藉該故障判定手段被判定故障之氧氣感測器與被判定無故障之氧氣感測器的情況，替代該限制範圍，使用在該限制範圍中使上限側與下限側之至少一方變窄的故障時限制範圍，進行該換算，而導出該操作流量。
7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之熱處理爐，其中包括切換手段，該切換手段係進行該流量調整手段輸入藉該換算手段所導出之該操作流量或該流量調整手段輸入替代該導出之該操作流量之既定操作流量的切換。
8. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之熱處理爐，其中包括分支路徑形成部，該分支路徑形成部係設置於比該流量調整手段更下游而且比該處理空間更上游的位置，並以氫氣從複數個位置流入該處理空間之方式形成在途中分支的流路。
9. 如申請專利範圍第7項之熱處理爐，其中包括分支路徑形成部，該分支路徑形成部係設置於比該流量調整手段更下游而且比該處理空間更上游的位置，並以氫氣從複數個位置流入該處理空間之方式形成在途中分支的流路。