專利名稱：連續(xù)燒制爐及使用該連續(xù)燒制爐制造多孔陶瓷部件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)以2004年8月4日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)2004-228648號(hào)為基礎(chǔ)申請(qǐng)，要求優(yōu)先權(quán)。
本發(fā)明涉及蜂窩結(jié)構(gòu)體等多孔陶瓷的制造時(shí)使用的連續(xù)燒制爐和使用該連續(xù)燒制爐制造多孔陶瓷部件的方法。
人們提出了多種用于凈化從巴士、卡車等車輛或建筑機(jī)械等的內(nèi)燃機(jī)中排出的廢氣的凈化廢氣用蜂窩過(guò)濾器或催化劑載體。
作為此種凈化廢氣用蜂窩過(guò)濾器等，使用含有耐熱性非常優(yōu)異的碳化硅等非氧化物類陶瓷多孔材料的蜂窩結(jié)構(gòu)體。以往，燒制該種陶瓷時(shí)，使用能夠使內(nèi)部氛圍氣成為惰性氣體等的氛圍氣的燒制爐。
作為這樣的燒制爐，專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了燒制方法，該燒制方法的特征是，在堆疊數(shù)層裝有被燒制物的燒制用容器并在燒制爐中進(jìn)行燒制的方法中，使用具有容納被燒制物的原料室和氣體排出室的燒制用容器作為該燒制用容器，將供給到燒制爐內(nèi)的氣體導(dǎo)入該燒制用容器的原料室和氣體排出室，并且保持原料室中的氣體壓力高于氣體排出室的壓力。
而且，專利文獻(xiàn)2公開(kāi)了氛圍氣燒制爐，該氛圍氣燒制爐的特征是，在燒制爐的入口和出口處備有氣體交換室，在燒制爐主體和氣體交換室之間設(shè)置有用于保持氣密性的門扇，該氛圍氣燒制爐設(shè)有打開(kāi)所述門扇時(shí)能使燒制爐主體和氣體交換室的壓力相同的閥門，使門扇的開(kāi)關(guān)變得容易。
專利文獻(xiàn)1特開(kāi)平1-290562號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開(kāi)2003-314964號(hào)公報(bào)發(fā)明要解決的問(wèn)題然而，專利文獻(xiàn)1所述的燒制方法中主要記載了使氣體如何在燒制用容器(燒制用夾具)的內(nèi)部流通，而沒(méi)有考慮到整個(gè)燒制爐中氛圍氣氣體的流通。而且，專利文獻(xiàn)1的圖5中記載的是馬弗爐內(nèi)等直接放置被燒制物的空間(以下稱為馬弗爐)里氣體的流通方向，而關(guān)于氛圍氣氣體在包含馬弗爐外側(cè)部分內(nèi)的流通沒(méi)有任何記載。
若采用專利文獻(xiàn)1的圖5表示的環(huán)境氣體流通方法，由于氛圍氣氣體被直接導(dǎo)入到馬弗爐內(nèi)，該氣體向存在于馬弗爐外側(cè)的加熱器或絕熱層的方向流動(dòng)，由被燒制物產(chǎn)生的氧氣或SiO氣體等導(dǎo)致加熱器或絕熱層被部分腐蝕，或是變?yōu)樘蓟璧龋霈F(xiàn)了加熱器性能降低、絕熱層的絕熱性能也降低的問(wèn)題。
而且，專利文獻(xiàn)2所述的氛圍氣燒制爐是關(guān)于如何調(diào)整燒制爐主體與氣體交換室之間壓力的發(fā)明，而不是從如何使氛圍氣氣體在整個(gè)燒制爐中流通的觀點(diǎn)出發(fā)的發(fā)明，所以還是會(huì)發(fā)生專利文獻(xiàn)1中所述那樣的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述課題，本發(fā)明的目的是提供一種耐久性優(yōu)異、熱效率高的連續(xù)燒制爐及使用該連續(xù)燒制爐制造多孔陶瓷部件的方法，該連續(xù)燒制爐不會(huì)引起爐內(nèi)的加熱器或絕熱層等的性能的降低，因此經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間也不必更換構(gòu)成燒制爐的部件。
解決課題的方式第一方案的本發(fā)明的連續(xù)燒制爐具有馬弗爐、多個(gè)發(fā)熱元件和絕熱層，所述馬弗爐形成筒狀以確保規(guī)定的空間，所述多個(gè)發(fā)熱元件設(shè)置在該馬弗爐的外周方向，所述絕緣層將上述馬弗爐和上述發(fā)熱元件裝在其內(nèi)部；該連續(xù)燒制爐被構(gòu)成為在進(jìn)行成型體的燒制時(shí)，從入口側(cè)進(jìn)入的燒制用成型體在惰性氣體氛圍氣中以規(guī)定的速度通過(guò)上述馬弗爐后，再?gòu)某隹谂懦?，由此進(jìn)行上述成型體的燒制；該連續(xù)燒制爐的特征是，上述惰性氣體按照上述馬弗爐與上述絕熱層之間的空間、馬弗爐內(nèi)的空間的順序流通。
第二方案的本發(fā)明的連續(xù)燒制爐具有馬弗爐和形成于上述馬弗爐的外周方向的絕熱層，所述馬弗爐形成筒狀以確保規(guī)定的空間并作為發(fā)熱元件起作用；該連續(xù)燒制爐被構(gòu)成為在進(jìn)行成型體的燒制時(shí)，從入口側(cè)進(jìn)入的燒制用成型體在惰性氣體氛圍氣中以規(guī)定的速度通過(guò)上述馬弗爐后，再?gòu)某隹谂懦觯纱诉M(jìn)行上述成型體的燒制；該連續(xù)燒制爐的特征是，上述惰性氣體按照由上述絕熱層到上述馬弗爐、由上述馬弗爐到馬弗爐內(nèi)的空間的順序流通。
在第一方案和第二方案的本發(fā)明的連續(xù)燒制爐中，優(yōu)選按惰性氣體主要從出口側(cè)向入口側(cè)流通的方式構(gòu)成，優(yōu)選所述馬弗爐內(nèi)的氣體排出在爐內(nèi)高溫部進(jìn)行或相對(duì)于成為所述爐內(nèi)高溫部的部位在更靠近入口一側(cè)進(jìn)行。
而且，優(yōu)選在上述連續(xù)燒制爐中還具有在上述絕熱層外側(cè)設(shè)置的冷卻用爐襯，上述惰性氣體按照上述絕熱層與上述冷卻用爐襯之間的空間、上述馬弗爐與上述絕熱層之間的空間、馬弗爐內(nèi)的空間的順序流通。
在上述本發(fā)明的連續(xù)燒制爐中，優(yōu)選上述連續(xù)燒制爐內(nèi)的壓力按照絕熱層與冷卻用爐襯之間的空間、馬弗爐與上述絕熱層之間的空間、馬弗爐內(nèi)的空間的順序降低。
第三方案的本發(fā)明的多孔陶瓷部件的制造方法是多孔陶瓷部件的制造方法，其特征是，在燒制成為上述多孔陶瓷部件的成型體時(shí)使用連續(xù)燒制爐；該連續(xù)燒制爐具有馬弗爐、多個(gè)發(fā)熱元件和絕熱層，所述馬弗爐形成筒狀以確保規(guī)定的空間，所述多個(gè)發(fā)熱單元設(shè)置在該馬弗爐的外周方向，所述絕熱層將上述馬弗爐和上述發(fā)熱元件裝在其內(nèi)部；該連續(xù)燒制爐被構(gòu)成為在進(jìn)行成型體的燒制時(shí)，從入口側(cè)進(jìn)入的燒制用成型體在惰性氣體氛圍氣中以規(guī)定的速度通過(guò)上述馬弗爐后，再?gòu)某隹谂懦?，由此進(jìn)行上述成型體的燒制；而且，上述惰性氣體按照上述馬弗爐與上述絕熱層之間的空間、馬弗爐內(nèi)的空間的順序流通。
第四方案的本發(fā)明的多孔陶瓷部件的制造方法是多孔陶瓷部件的制造方法，其特征是，在燒制成為上述多孔陶瓷部件的成型體時(shí)使用連續(xù)燒制爐；該連續(xù)燒制爐具有馬弗爐和形成于上述馬弗爐的外周方向的絕熱層，所述馬弗爐形成筒狀以確保規(guī)定的空間并作為發(fā)熱元件起作用；該連續(xù)燒制爐被構(gòu)成為在進(jìn)行成型體的燒制時(shí)，從入口側(cè)進(jìn)入的燒制用成型體在惰性氣體氛圍氣中以規(guī)定的速度通過(guò)上述馬弗爐后，再?gòu)某隹谂懦?，由此進(jìn)行上述成型體的燒制；而且，上述惰性氣體按照由上述絕熱層到上述馬弗爐、由上述馬弗爐到馬弗爐內(nèi)的空間的順序流通。
在第三方案或第四方案的本發(fā)明的多孔陶瓷部件的制造方法中，優(yōu)選上述連續(xù)燒制爐被構(gòu)成為，馬弗爐內(nèi)的惰性氣體主要從出口側(cè)流向入口側(cè)，優(yōu)選上述連續(xù)燒制爐的馬弗爐內(nèi)的氣體排出在爐內(nèi)高溫部或在相對(duì)成為上述爐內(nèi)高溫部的部位進(jìn)行。
并且，在上述第三方案或第四方案的本發(fā)明的多孔陶瓷部件的制造方法中，優(yōu)選上述連續(xù)燒制爐還具有在上述絕熱層外側(cè)設(shè)置的冷卻用爐襯，惰性氣體按照上述絕熱層與上述冷卻用爐襯之間的空間、上述馬弗爐與上述絕熱層之間的空間、馬弗爐內(nèi)的空間的順序流通。
發(fā)明的效果根據(jù)第一方案的本發(fā)明的連續(xù)燒制爐，惰性氣體按照上述馬弗爐與上述絕熱層之間的空間、馬弗爐內(nèi)的空間的順序流通，因此由移動(dòng)于上述馬弗爐內(nèi)的被燒制物(成型體等)產(chǎn)生的氧氣、SiO氣體等留在馬弗爐內(nèi)，不會(huì)與馬弗爐外側(cè)的加熱器或絕熱層發(fā)生反應(yīng)，能夠防止加熱器或絕熱層等的性能降低。
而且，根據(jù)第二方案的本發(fā)明的連續(xù)燒制爐，惰性氣體按照由絕熱層到馬弗爐、由該馬弗爐到馬弗爐內(nèi)的空間的順序流通，因此由移動(dòng)于上述馬弗爐內(nèi)的被燒制物(成型體等)產(chǎn)生的氧氣、SiO氣體等不會(huì)與馬弗爐外側(cè)的加熱器或絕熱層發(fā)生反應(yīng)，能夠防止加熱器或絕熱層等的性能降低。
在第一方案和第二方案的本發(fā)明的連續(xù)燒制爐中，當(dāng)按馬弗爐內(nèi)的氛圍氣氣體由出口側(cè)流向入口側(cè)的方式構(gòu)成時(shí)，能夠防止由于氧氣或SiO等從燒制用原料中產(chǎn)生的成份在經(jīng)過(guò)燒結(jié)的燒制物上附著或發(fā)生反應(yīng)而導(dǎo)致的加熱器或絕熱層等的性能降低。
在第一方案和第二方案的本發(fā)明的連續(xù)燒制爐中，上述馬弗爐內(nèi)的氣體排出在爐內(nèi)高溫部進(jìn)行或相對(duì)于成為上述爐內(nèi)高溫部的部位在更靠近入口一側(cè)進(jìn)行時(shí)，由成型體產(chǎn)生的氧氣或SiO等氣體不易與爐襯發(fā)生反應(yīng)并附著，所以可以防止?fàn)t襯的老化。
根據(jù)第三方案或第四方案的本發(fā)明的多孔陶瓷部件的制造方法，燒制成為上述多孔陶瓷部件的成型體時(shí)，由于使用了第一方案或第二方案的本發(fā)明中涉及的連續(xù)燒制爐，所以能夠在穩(wěn)定的條件下進(jìn)行燒制，并且不會(huì)出現(xiàn)由于絕熱層的腐蝕等產(chǎn)生的雜質(zhì)污染制品的情況，能夠制造出具有優(yōu)異特性的多孔陶瓷部件，并且在相同條件下重現(xiàn)性良好。


圖1(a)是將第一方案的本發(fā)明中涉及的連續(xù)燒制爐沿長(zhǎng)度方向水平切斷的水平截面圖，圖1(b)是將圖1(a)中所示的連續(xù)燒制爐沿長(zhǎng)度方向縱向切斷的縱向截面圖。
圖2是將第一方案的本發(fā)明中涉及的連續(xù)燒制爐的加熱室在寬度方向切斷的縱向截面圖。
圖3是將第一方案的本發(fā)明中涉及的連續(xù)燒制爐的預(yù)熱室在寬度方向切斷的縱向截面圖。
圖4(a)是將第二方案的本發(fā)明中涉及的連續(xù)燒制爐沿長(zhǎng)度方向水平切斷的水平截面圖，圖4(b)是將圖4(a)中所示的連續(xù)燒制爐沿長(zhǎng)度方向縱向切斷的縱向截面圖。
圖5是將第二方案的本發(fā)明中涉及的連續(xù)燒制爐的加熱室在寬度方向切斷的縱向截面圖。
圖6是示意說(shuō)明使用碳化硅制的多孔陶瓷部件制造的蜂窩結(jié)構(gòu)體的透視圖。
圖7(a)是示意說(shuō)明多孔陶瓷部件的透視圖，圖7(b)是其B-B線截面圖。
符號(hào)說(shuō)明9 成型體10、60 連續(xù)燒制爐
11、61 馬弗爐12 加熱器13、63 絕熱層14、64 冷卻用爐襯15 燒制用夾具16、66 安裝包圍絕熱層部件17 惰性氣體19 支撐臺(tái)21、26、71、76 抽氣室22、72 預(yù)熱室23、73 加熱室24、74 退火室25、75 冷卻室28 氣體導(dǎo)入管29 氣體排出管62 發(fā)熱元件65 線圈具體實(shí)施方式
第一方案的本發(fā)明的連續(xù)燒制爐具有馬弗爐、多個(gè)發(fā)熱元件和絕熱層，所述馬弗爐形成筒狀以確保規(guī)定的空間，所述多個(gè)發(fā)熱元件設(shè)置在該馬弗爐的外周方向，所述絕熱層將上述馬弗爐和上述發(fā)熱元件裝在其內(nèi)部；該連續(xù)燒制爐被構(gòu)成為在進(jìn)行成型體的燒制時(shí)，從入口側(cè)進(jìn)入的燒制用成型體在惰性氣體氛圍氣中以規(guī)定的速度通過(guò)上述馬弗爐后，再?gòu)某隹谂懦觯纱诉M(jìn)行上述成型體的燒制；該連續(xù)燒制爐的特征是，上述惰性氣體按照上述馬弗爐與上述絕熱層之間的空間、馬弗爐內(nèi)的空間的順序流通。
圖1(a)是將本發(fā)明中涉及的連續(xù)燒制爐沿長(zhǎng)度方向水平切斷的水平截面圖，圖1(b)是將圖1(a)中所示的連續(xù)燒制爐沿長(zhǎng)度方向縱向切斷的縱向截面圖。
圖2是將本發(fā)明中涉及的連續(xù)燒制爐的加熱室在寬度方向切斷的縱向截面圖，圖3是將本發(fā)明中涉及的連續(xù)燒制爐的預(yù)熱室在寬度方向切斷的縱向截面圖。
第一方案的本發(fā)明中涉及的連續(xù)燒制爐10的加熱室23具有馬弗爐11、加熱器12、絕熱層13、安裝包圍絕熱層部件16和冷卻用爐襯(水冷外殼)14，所述加熱室23通過(guò)冷卻用爐襯14與周圍的氛圍氣相隔離，所述馬弗爐11形成筒狀以確保容納燒制用夾具層疊體15的空間，該燒制用夾具層疊體15的內(nèi)部放置有燒制用的成型體9，所述加熱器12按照規(guī)定的間隔設(shè)置在馬弗爐11的上方和下方，所述絕熱層13按將馬弗爐11和加熱器12裝在其內(nèi)部來(lái)設(shè)置，所述安裝包圍絕熱層部件16設(shè)置在絕熱層13的外側(cè)，絕熱層13被安裝在其上面，所述冷卻用爐襯14設(shè)置在安裝包圍絕熱層部件16的外側(cè)。另外，在本實(shí)施方式中，加熱器12設(shè)置在馬弗爐11的上方和下方，但也可以不限于這種方式，只要是在馬弗爐11的外周方向，加熱器12可以設(shè)置在任何位置。而且，冷卻用爐襯14通過(guò)在內(nèi)部有水等流體流動(dòng)而將爐襯保持在規(guī)定溫度，所述冷卻用爐襯14被設(shè)置在連續(xù)燒制爐10的最外周。
馬弗爐11的整個(gè)底面部分通過(guò)圖中未表示的支撐部件來(lái)支撐，內(nèi)部放置有燒制用成型體的燒制用夾具層疊體15能夠在馬弗爐11中通過(guò)。馬弗爐11設(shè)置在抽氣室21、26以外的全部區(qū)域。
在馬弗爐11的上方和下方，按照規(guī)定的間隔設(shè)置有由石墨等構(gòu)成的加熱器12，這些加熱器12借助接線柱18與外部電源(圖中未表示)連接。加熱器12設(shè)置在加熱室23中，根據(jù)需要還設(shè)置在預(yù)熱室22中。
在預(yù)熱室22、加熱室23、退火室24內(nèi)設(shè)置有絕熱層13，在加熱室23內(nèi)，絕熱層13設(shè)置在加熱器12的更外側(cè)，該絕熱層13被安裝固定在緊挨著外側(cè)設(shè)置的安裝包圍絕熱層部件16上。接著，在最外側(cè)設(shè)置有覆蓋抽氣室之外全部區(qū)域的冷卻用爐襯14。
如圖1所示，該連續(xù)燒制爐10，從入口方向依次設(shè)置有抽氣室21、預(yù)熱室22、加熱室23、退火室24、冷卻室25和抽氣室26。
設(shè)置抽氣室21是為了改變送進(jìn)的燒制用夾具層疊體15的內(nèi)部與周圍的氛圍氣，將燒制用夾具層疊體15放置在支撐體19等上送進(jìn)連續(xù)燒制爐后，先將抽氣室21抽真空，然后導(dǎo)入惰性氣體，由此使燒制用夾具層疊體15的內(nèi)部與周圍的氛圍氣為惰性氣體氛圍氣。
在預(yù)熱室22中，使用加熱器，或是利用加熱室的熱量，使燒制用夾具層疊體15的溫度逐漸升高，然后在加熱室23中進(jìn)行燒制。在燒制工序后，燒制用夾具層疊體15在退火室24中緩慢冷卻，然后在冷卻室25中進(jìn)一步冷卻至接近室溫的溫度。然后，將燒制用夾具層疊體15送入抽氣室26后，抽出惰性氣體并導(dǎo)入空氣，再將燒制用夾具層疊體15取出。
而且，在抽氣室21、26中，為了防止打開(kāi)預(yù)熱室22或冷卻室25一側(cè)的門扇時(shí)有惰性氣體從抽氣室21、26流向預(yù)熱室22或冷卻室25，需要調(diào)整抽氣室21的壓力。這是因?yàn)?，打開(kāi)預(yù)熱室22或冷卻室25一側(cè)的門扇時(shí)，如果有惰性氣體從抽氣室21、26流向預(yù)熱室22或冷卻室25，則馬弗爐11內(nèi)的壓力上升，馬弗爐11內(nèi)部的氣體流向馬弗爐11的外側(cè)，所以成型體等產(chǎn)生的氧氣等氣體也流到馬弗爐11的外部，就可能出現(xiàn)對(duì)加熱器12或絕熱層13等的腐蝕等。
在本發(fā)明中，如圖1、圖2所示，從加熱室23的加熱器12的接線柱18附近或從冷卻用爐襯14上設(shè)置的導(dǎo)入管28導(dǎo)入惰性氣體17，圖3表示的排氣管29設(shè)置在預(yù)熱室22或加熱室23的前方，因此馬弗爐11內(nèi)的惰性氣體由出口向入口流通。另外，以箭頭表示惰性氣體17的流動(dòng)。
而且，有關(guān)加熱室23內(nèi)惰性氣體的流通狀態(tài)，如圖2所示，先從設(shè)置在冷卻用爐襯14內(nèi)的導(dǎo)入管28將惰性氣體導(dǎo)入至安裝包圍絕熱層部件16和冷卻用爐襯14之間的空間中，然后通過(guò)絕熱層13的間隙或絕熱層13，或者，通過(guò)加熱器12的端部附近導(dǎo)入安裝包圍絕熱層部件16的內(nèi)部，再被導(dǎo)入馬弗爐11內(nèi)，因此惰性氣體按照安裝包圍絕熱層部件16(絕熱層13)與冷卻用爐襯14之間的空間、馬弗爐11與安裝包圍絕熱層部件16(絕熱層13)之間的空間、馬弗爐11內(nèi)的空間的順序流通，連續(xù)燒制爐內(nèi)的壓力按照安裝包圍絕熱層部件16(絕熱層13)與冷卻用爐襯14之間的空間、馬弗爐11與安裝包圍絕熱層部件16(絕熱層13)之間的空間、馬弗爐11內(nèi)的空間的順序逐漸降低。
另外，也可以在絕熱層或馬弗爐上設(shè)置用于通氣的孔(洞)。
因此，由馬弗爐11內(nèi)的成型體等產(chǎn)生的氧氣或SiO留在馬弗爐11內(nèi)，不會(huì)與馬弗爐11外側(cè)的加熱器12或絕熱層13發(fā)生反應(yīng)，能夠防止腐蝕等引起的加熱器12或絕熱層13等的性能下降。而且，可防止上述以外的物質(zhì)蒸發(fā)并在安裝包圍絕熱層部件16的外面冷卻后沉積為垢等。
另外，優(yōu)選按馬弗爐11內(nèi)的氛圍氣氣體由出口側(cè)向入口側(cè)流通來(lái)構(gòu)成。此時(shí)，燒結(jié)初期產(chǎn)生的氣體不易附著在爐內(nèi)溫度高的地方，所以能夠防止腐蝕等引起的加熱器、絕熱層的性能下降。并且，還認(rèn)為能夠防止氧氣或SiO等從燒制原料中產(chǎn)生的成份附著于已燒結(jié)燒制物上或與之發(fā)生反應(yīng)而導(dǎo)致的燒制物特性劣化。
另外，優(yōu)選按在爐內(nèi)高溫部或在比成為爐內(nèi)高溫部的部位稍微靠前(入口側(cè))的地方進(jìn)行馬弗爐11內(nèi)的氣體排出來(lái)構(gòu)成。這是因?yàn)?，從成型體產(chǎn)生的氧氣或SiO等氣體不易與爐襯發(fā)生反應(yīng)而附著(沉積)。
優(yōu)選排氣部的溫度為1000℃以上，該溫度下，從成型體產(chǎn)生的氧氣或SiO等氣體不易與爐襯發(fā)生反應(yīng)而附著。更優(yōu)選排氣部的溫度為1200℃以上，進(jìn)一步優(yōu)選為1500℃以上。
第二方案的本發(fā)明的連續(xù)燒制爐，具有馬弗爐、設(shè)置在該馬弗爐內(nèi)部的多個(gè)加熱元件以及形成在上述馬弗爐的外周方向的絕熱層，其中，馬弗爐形成筒狀以確保規(guī)定的空間并起到發(fā)熱元件的作用；該連續(xù)燒制爐被構(gòu)成為在進(jìn)行成型體的燒制時(shí)，從入口側(cè)進(jìn)入的燒制用成型體在惰性氣體氛圍氣中以規(guī)定的速度通過(guò)上述馬弗爐內(nèi)部后，再?gòu)某隹谂懦?，由此進(jìn)行上述成型體的燒制；該連續(xù)燒制爐的特征是，上述惰性氣體按照由上述絕熱層到上述馬弗爐、由上述馬弗爐到馬弗爐內(nèi)的空間的順序流通。
圖4(a)是將本發(fā)明中涉及的連續(xù)燒制爐沿長(zhǎng)度方向水平切斷的水平截面圖，圖4(b)是將圖4(a)中所示的連續(xù)燒制爐沿長(zhǎng)度方向縱向切斷的縱向截面圖。圖5是將本發(fā)明中涉及的連續(xù)燒制爐的加熱室在寬度方向切斷的縱向截面圖。
第二方案的本發(fā)明中涉及的連續(xù)燒制爐60是使用了感應(yīng)加熱系統(tǒng)的連續(xù)燒制爐，加熱室73具有馬弗爐61、絕熱層63、線圈65和冷卻用爐襯(水冷外殼)64，所述加熱室73通過(guò)冷卻用爐襯64與周圍的氛圍氣相隔離，所述馬弗爐61形成筒狀以確保容納燒制用夾具層疊體15的空間，該燒制用夾具層疊體15的內(nèi)部放置有燒制用的成型體9，而且馬弗爐61起到發(fā)熱元件的作用，所述絕熱層63設(shè)置在馬弗爐61的外周方向，所述線圈65設(shè)置在絕熱層63的更外側(cè)，所述冷卻用爐襯64設(shè)置在線圈65的外側(cè)。與連續(xù)燒制爐10的情況相同，冷卻用爐襯64是通過(guò)在內(nèi)部有水流動(dòng)而將爐襯保持在規(guī)定溫度的，并且設(shè)置在連續(xù)燒制爐60的最外周。
該燒制爐60采用感應(yīng)加熱方式，通過(guò)向線圈65中通入交流電使馬弗爐61中產(chǎn)生渦電流，馬弗爐61的溫度上升，從而起到發(fā)熱元件的作用。另外，也可以在馬弗爐的周邊設(shè)置與上述不同的通電發(fā)熱元件。
而且，只要被加熱物通電就會(huì)產(chǎn)生電流，被加熱物本身就會(huì)發(fā)熱。
該燒制爐60中，使用碳(石墨)作發(fā)熱元件62，向線圈65中通入交流電后產(chǎn)生渦電流，發(fā)熱元件62發(fā)熱，諸如加熱成型體9的待加熱物體等。優(yōu)選該燒制爐60的功率為300KWh～400KWh。
如圖4所示，與連續(xù)燒制爐10相同，該連續(xù)燒制爐60從入口方向依次設(shè)有抽氣室71、預(yù)熱室72、加熱室73、退火室74、冷卻室75和抽氣室76，各室的功能、結(jié)構(gòu)與連續(xù)燒制爐10的幾乎相同。
本發(fā)明中，如圖4、圖5所示，從設(shè)于冷卻用爐襯64的導(dǎo)入管68導(dǎo)入惰性氣體，排氣管設(shè)于預(yù)熱室72或加熱室73的前方，因此馬弗爐61內(nèi)的惰性氣體由出口向入口的方向流通。
而且，有關(guān)加熱室73內(nèi)惰性氣體17的流通狀態(tài)，如圖5所示，從設(shè)置在冷卻用爐襯64的導(dǎo)入管68將惰性氣體17導(dǎo)入至絕熱層63與冷卻用爐襯64之間的空間，惰性氣體按照從絕熱層63到馬弗爐61、從馬弗爐61到馬弗爐61內(nèi)的空間的順序流通，連續(xù)燒制爐內(nèi)的壓力按照絕熱層63與冷卻用爐襯64之間的空間、馬弗爐61內(nèi)的空間的順序逐漸降低。另外，當(dāng)馬弗爐61與絕熱層63之間存在微小的空間時(shí)，連續(xù)燒制爐內(nèi)的壓力按照絕熱層63與冷卻用爐襯64之間的空間、馬弗爐61與絕熱層63之間的空間、馬弗爐61內(nèi)的空間的順序降低。
因此，由馬弗爐61內(nèi)的成型體等產(chǎn)生的氧氣或SiO氣體等留在馬弗爐61內(nèi)，不會(huì)與馬弗爐61外側(cè)的絕熱層63發(fā)生反應(yīng)，能夠防止腐蝕引起的絕熱層63等的性能下降。而且，防止了上述以外的物質(zhì)蒸發(fā)后在絕熱層63的外面冷卻并沉積為垢等。
另外，馬弗爐(發(fā)熱元件)61與連續(xù)燒制爐10的加熱器12不同，不是棒狀，而是平面狀，由于其自身體積大，即使表面被氧氣等略微腐蝕，發(fā)熱量也不會(huì)有太大變化，能夠長(zhǎng)期使用。
優(yōu)選按馬弗爐61內(nèi)的氛圍氣氣體由出口側(cè)向入口側(cè)流通來(lái)構(gòu)成，優(yōu)選在爐內(nèi)高溫部或在比成為爐內(nèi)高溫部的部位稍微靠前(入口側(cè))的部位進(jìn)行馬弗爐61內(nèi)的氣體排出。優(yōu)選排氣部的溫度為1000℃以上，該溫度下，從成型體產(chǎn)生的氧氣或SiO等氣體不易與爐襯發(fā)生反應(yīng)而附著。更優(yōu)選排氣部的溫度為1200℃以上，進(jìn)一步優(yōu)選為1500℃以上。其理由與連續(xù)燒制爐10的情況相同。
對(duì)于成為本發(fā)明的連續(xù)燒制爐所燒制的對(duì)象的被燒制物(成型體)沒(méi)有特別限制，可以以各種被燒制物作為燒制的對(duì)象。
優(yōu)選被燒制物(成型體)主要由多孔陶瓷構(gòu)成，作為該多孔陶瓷的材料，例如可以舉出氮化鋁、氮化硅、氮化硼、氮化鈦等的氮化物陶瓷，碳化硅、碳化鋯、碳化鈦、碳化鉭、碳化鎢等的碳化物陶瓷，氧化鋁、氧化鋯、堇青石、莫來(lái)石、氧化硅等的氧化物陶瓷等。
而且，也可以是硅和碳化硅的復(fù)合體等由兩種以上材料構(gòu)成的物質(zhì)，還可以是鈦酸鋁等含有兩種以上不同元素的氧化物陶瓷或非氧化物陶瓷。作為被燒制物(成型體)，優(yōu)選采用形成耐熱性強(qiáng)、機(jī)械特性優(yōu)異、且熱傳導(dǎo)率高的非氧化物多孔陶瓷部件的成型體，特別優(yōu)選采用形成碳化硅類多孔陶瓷部件的成型體。
碳化硅類多孔陶瓷部件被用作對(duì)從例如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)等內(nèi)燃機(jī)中所排廢氣進(jìn)行凈化的陶瓷過(guò)濾器或催化劑載體等。
另外，用作上述陶瓷過(guò)濾器或催化劑載體等的陶瓷部件稱作蜂窩陶瓷體。
因此，下面對(duì)蜂窩結(jié)構(gòu)體及其制造方法進(jìn)行說(shuō)明時(shí)，其中也包括使用了本發(fā)明的連續(xù)燒制爐的燒制工序。
所述蜂窩結(jié)構(gòu)體是通過(guò)密封材料層將多個(gè)多孔陶瓷部件結(jié)合而得到的，多孔陶瓷部件中，多個(gè)貫通孔隔著壁部沿長(zhǎng)度方向平行設(shè)置。在以下的說(shuō)明中，對(duì)使用碳化硅作陶瓷的蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法進(jìn)行說(shuō)明，但是，如上所述，在本發(fā)明中，對(duì)燒制的對(duì)象沒(méi)有特別限定。
圖6是示意說(shuō)明蜂窩結(jié)構(gòu)體的一個(gè)例子的透視圖。
圖7(a)是示意說(shuō)明圖6所示蜂窩結(jié)構(gòu)體中使用的多孔陶瓷部件的透視圖，圖7(b)是圖7(a)的B-B線截面圖。
蜂窩結(jié)構(gòu)體40中，通過(guò)密封材料層43將多個(gè)由碳化硅形成的多孔陶瓷部件50結(jié)合而構(gòu)成陶瓷塊45，在該陶瓷塊45的周圍形成有密封材料層44。而且，該多孔陶瓷部件50中，多個(gè)貫通孔51沿長(zhǎng)度方向平行設(shè)置，隔開(kāi)貫通孔51之間的隔壁53作為捕集粒子用過(guò)濾器起作用。
也就是說(shuō)，在由多孔碳化硅組成的多孔陶瓷部件50中形成的貫通孔51中，如圖7(b)所示，廢氣的入口側(cè)或出口側(cè)的端部的任意一方被封口材料52封住，流入一個(gè)貫通孔51的廢氣必須要通過(guò)隔開(kāi)貫通孔51的隔壁53后再?gòu)钠渌呢炌?1中流出，當(dāng)廢氣通過(guò)該隔壁53時(shí)，顆粒在隔壁53部分被捕捉，廢氣得以凈化。
這種蜂窩結(jié)構(gòu)體40的耐熱性極其優(yōu)異，再生處理等也容易，因此被用于各種大型車輛和安裝了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛等。
密封材料層43作為結(jié)合多孔陶瓷部件50的粘合劑層起作用，也可以讓其作為過(guò)濾器起作用。對(duì)于用作密封材料層43的材料沒(méi)有特別限定，優(yōu)選采用與多孔陶瓷部件50幾乎一樣的材料。
將蜂窩結(jié)構(gòu)體40安裝于內(nèi)燃機(jī)的排氣通道時(shí)，出于防止廢氣從陶瓷塊45的外周部泄漏的目的而設(shè)置密封材料層44。密封材料層44的材料也沒(méi)有特別限定，優(yōu)選與多孔陶瓷部件50幾乎一樣的材料。
另外，多孔陶瓷部件50的端部也可以不必被封住，未被封口時(shí)，可以作為例如能夠載負(fù)凈化廢氣用催化劑的催化劑載體而使用。
所述多孔陶瓷部件以碳化硅為主要成份而構(gòu)成，其還可以由向碳化硅中混合了金屬硅的含硅陶瓷、被硅或硅酸鹽化合物結(jié)合了的陶瓷、鈦酸鋁而構(gòu)成，如上所述，也可以由碳化硅以外的碳化物陶瓷、氮化物陶瓷、氧化物陶瓷構(gòu)成。
優(yōu)選多孔陶瓷50的平均孔徑為5μm～100μm。若平均孔徑小于5μm，有時(shí)顆粒容易引起堵塞。另一方面，若平均孔徑大于100μm，有時(shí)顆粒從氣孔中穿過(guò)，無(wú)法捕集該顆粒而不能起到過(guò)濾器的作用。另外，也可以根據(jù)需要添加金屬硅，使其為全部的0重量％～45重量％，制成通過(guò)金屬硅將部分或全部的陶瓷粉末粘合起來(lái)的結(jié)構(gòu)。
對(duì)于多孔陶瓷50的空隙率沒(méi)有特別限定，優(yōu)選40％～80％。若空隙率小于40％，有時(shí)會(huì)立刻引起堵塞。另一方面，若空隙率大于80％，有時(shí)柱狀體的強(qiáng)度降低而容易被破壞。
對(duì)于制造此種多孔陶瓷50時(shí)使用的陶瓷粒徑?jīng)]有特別限定，不過(guò)優(yōu)選采用在之后的燒制工序中不易收縮的物質(zhì)，例如，優(yōu)選100重量份的平均粒徑為0.3μm～50μm左右的粉末與5重量份～65重量份的平均粒徑為0.1μm～1.0μm左右的粉末的組合物。這是因?yàn)?，通過(guò)將具有上述粒徑的陶瓷粉末以上述比例混合，能夠制造由多孔陶瓷組成的柱狀體。
蜂窩結(jié)構(gòu)體40的形狀并不限于圖6所示的圓柱體，也可以是橢圓柱狀那樣截面為扁平形狀的柱狀、棱柱狀。
而且，蜂窩結(jié)構(gòu)體40可以用作催化劑載體，此時(shí)，在所述蜂窩結(jié)構(gòu)體中載負(fù)用于凈化廢氣的催化劑(廢氣凈化用催化劑)。
通過(guò)使用所述蜂窩結(jié)構(gòu)體作為催化劑載體，能夠確實(shí)有效地凈化廢氣中的HC、CO、NOx等有害成分、及從蜂窩結(jié)構(gòu)體中少量含有的有機(jī)成份中產(chǎn)生的HC等。
對(duì)于所述凈化廢氣用催化劑沒(méi)有特別限定，例如可以舉出鉑、鈀、銠等貴金屬。這些貴金屬既可以單獨(dú)使用，也可以合用兩種以上。
下面對(duì)制造蜂窩結(jié)構(gòu)體的方法進(jìn)行說(shuō)明。
具體地說(shuō)，首先制造成為陶瓷塊45的陶瓷層疊體(參照?qǐng)D6)。
所述陶瓷層疊體是通過(guò)密封材料層43將多個(gè)棱柱狀多孔陶瓷部件50結(jié)合而得到的柱狀結(jié)構(gòu)。
制造由碳化硅組成的多孔陶瓷部件50時(shí)，先向碳化硅粉末中混合粘合劑和分散劑溶液得到混合組合物，用研磨機(jī)等混合該混合組合物后，用捏合機(jī)等進(jìn)行充分的捏合，根據(jù)擠出成型法等制作與圖7所示多孔陶瓷部件50形狀大致相同的柱狀陶瓷成型體。
對(duì)于上述碳化硅粉末的粒徑?jīng)]有特別限定，優(yōu)選采用在之后的燒制工序中不易收縮的物質(zhì)，例如，優(yōu)選100重量份的平均粒徑為0.3μm～50μm左右的粉末與5重量份～65重量份的平均粒徑為0.1μm～1.0μm左右的粉末的組合物。
對(duì)于上述粘合劑沒(méi)有特別限定，例如可以舉出甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、聚乙二醇、酚醛樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂等。
通常，相對(duì)于100重量份的碳化硅粉末，優(yōu)選上述粘合劑的混合量為1重量份～10重量份。
對(duì)于上述分散劑溶液沒(méi)有特別限定，例如可以舉出苯等有機(jī)溶劑、甲醇等醇類、和水等。
適量混合上述分散劑溶液，以使混合組合物的粘度達(dá)到一定范圍。
接著，干燥上述碳化硅成型體，根據(jù)需要向規(guī)定的貫通孔內(nèi)填充封口材料進(jìn)行封口處理后，再次進(jìn)行干燥處理。
接著，在碳制燒制用夾具內(nèi)放置數(shù)個(gè)干燥后的碳化硅成型體，層疊數(shù)層載有這些碳化硅成型體9的燒制用夾具，形成層疊體15，將該層疊體15放置在支撐臺(tái)19上(參照?qǐng)D2)。
接著，將該支撐臺(tái)19送入脫脂爐，在含有氧氣的氛圍氣下加熱至400℃～650℃左右，將粘合劑等氧化，使其消失。
接著，將載有脫脂后的層疊體15的支撐臺(tái)19送入本發(fā)明的連續(xù)燒制爐10的抽氣室21中，將抽氣室21內(nèi)抽至真空后，通過(guò)導(dǎo)入惰性氣體，將碳化硅成型體周圍置換為惰性氣體氛圍氣。
之后，按照預(yù)熱室22、加熱室23、退火室24、冷卻室25的順序，使載有層疊體15的支撐臺(tái)19以一定的速度通過(guò)上述各室，于惰性氣體氛圍氣中、1400℃～2200℃左右的溫度下加熱進(jìn)行燒制，使陶瓷粉末燒結(jié)，或是向陶瓷粉末中添加金屬硅，借助金屬硅將碳化硅或碳化硅的一部分或全部結(jié)合起來(lái)制造多孔陶瓷部件50。之后，將載有層疊體15的支撐臺(tái)19送入抽氣室26，在抽氣室26中將氣體置換為空氣，再?gòu)谋景l(fā)明的連續(xù)燒制爐10中運(yùn)出，完成燒制工序。
接著，借助密封材料層43將多個(gè)上述工序中制造的多孔陶瓷部件50結(jié)合，加工成規(guī)定的形狀后，在其外周形成密封材料層34的層，從而完成蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造。
實(shí)施例下面舉出實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明不僅限于這些實(shí)施例。
實(shí)施例1(1)將60重量％的平均粒徑為10μm的α-型碳化硅粉末和40重量％的平均粒徑為0.5μm的α型碳化硅粉末進(jìn)行濕法混合，將100重量份的所得混合物與5重量份的有機(jī)粘合劑(甲基纖維素)和10重量份的水進(jìn)行捏合，得到捏合物。接著，在上述捏合物中加入少量的增塑劑和潤(rùn)滑劑并進(jìn)行捏合后，進(jìn)行擠出成型，制作碳化硅成型體。
(2)然后，將上述碳化硅成型體先用微波干燥機(jī)于100℃干燥3分鐘后，用熱風(fēng)干燥機(jī)于110℃干燥20分鐘。再將干燥后的碳化硅成型體切斷之后，以含有碳化硅的封口用漿料將上述貫通孔封住。
(3)接下來(lái)，使用碳制的燒制用夾具，借助碳制墊板在其中放置10個(gè)干燥后的碳化硅成型體32。然后，層疊5層這樣的陶瓷燒制用燒制用夾具，并在最上部放置板狀的蓋子。然后，將2列這樣的層疊體放置在支撐臺(tái)19上。
(4)接著，將載有碳化硅成型體的上述燒制用夾具送入連續(xù)脫脂爐內(nèi)，在含有8％氧氣濃度的空氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w氛圍氣下，于300℃加熱，由此進(jìn)行脫脂工序，制造碳化硅脫脂體。
然后，將上述碳化硅脫脂體放置在上述燒制用夾具上，在此狀態(tài)下送入本發(fā)明的連續(xù)燒制爐10中，按照“具體實(shí)施方式
”中說(shuō)明的方法，在常壓的氬氣氛圍氣下，于2200℃燒制3小時(shí)左右，制造四棱柱狀的多孔碳化硅燒結(jié)體。另外，關(guān)于氬氣，在圖1所示位置設(shè)置導(dǎo)入管28和排氣管29，以導(dǎo)入和排出氬氣。并且，調(diào)整抽氣室21的壓力，以防當(dāng)預(yù)熱室22側(cè)和冷卻室25側(cè)上的抽氣室21、26的門扇打開(kāi)時(shí)有惰性氣體從抽氣室21、26流向預(yù)熱室22和冷卻室25(參照?qǐng)D1、2)。
(5)接著，利用耐熱性密封材料漿料，按照上述方法結(jié)合16個(gè)(4個(gè)×4個(gè))四棱柱狀多孔碳化硅燒結(jié)體，再用金剛石切刀切斷，由此制作直徑為144mm、長(zhǎng)為150mm的圓柱狀陶瓷構(gòu)件。其中，所述耐熱性密封材料漿料含有30重量％的纖維長(zhǎng)度為20μm的氧化鋁纖維、21重量％的平均粒徑為0.6μm的碳化硅顆粒、15重量％的硅溶膠、5.6重量％的羧甲基纖維素和28.4重量％的水。
在上述工序之后，混合23.3重量％的無(wú)機(jī)纖維、30.2重量％的無(wú)機(jī)顆粒、7重量％的無(wú)機(jī)粘合劑、0.5重量％的有機(jī)粘合劑以及39重量％的水，捏合后調(diào)制密封材料漿料。其中，無(wú)機(jī)纖維是由硅酸鋁構(gòu)成的陶瓷纖維(渣球含量3％，纖維長(zhǎng)5μm～100μm)，無(wú)機(jī)粒子是平均粒徑為0.3μm的碳化硅粉末，無(wú)機(jī)粘合劑是硅溶膠(溶膠中SiO2的含量30重量％)，有機(jī)粘合劑是羧甲基纖維素。
接著，使用上述密封材料漿料在上述陶瓷構(gòu)件的外周部形成厚度為1.0mm的密封材料漿料層。然后，于120℃干燥該密封材料漿料層，制造圓柱狀的陶瓷過(guò)濾器。
本實(shí)施例中，在上述那樣的四棱柱狀多孔碳化硅燒結(jié)體的制造連續(xù)進(jìn)行50小時(shí)及100小時(shí)之后，肉眼觀察加熱器12和絕熱層13，兩種情況下都沒(méi)有觀察到加熱器12或絕熱層13發(fā)生腐蝕的現(xiàn)象，在安裝包圍絕熱層部件的外側(cè)也沒(méi)有看到沉積物。并且，將這些部件制成粉末，通過(guò)X線衍射進(jìn)行了測(cè)定，完全沒(méi)有觀察到碳化硅的峰。
此外，使用了所制造的多孔陶瓷部件的蜂窩結(jié)構(gòu)體足以滿足作為過(guò)濾器的特性，并且，使用連續(xù)制造的多孔陶瓷部件而制造的蜂窩結(jié)構(gòu)體的特性也沒(méi)有發(fā)生變化。
實(shí)施例2在如圖1所示位置設(shè)置導(dǎo)入管28，同時(shí)在加熱室23內(nèi)的溫度達(dá)到1800℃的位置(比圖1所示位置更靠近出口側(cè))設(shè)置排氣管29，從導(dǎo)入管28導(dǎo)入氬氣并從排氣管29中排出氣體，除此之外，按照與實(shí)施例1相同的方法制造陶瓷過(guò)濾器，并進(jìn)行與實(shí)施例1相同的評(píng)價(jià)。
其結(jié)果，在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)50小時(shí)及100小時(shí)之后，沒(méi)有觀察到加熱器12或絕熱層13發(fā)生腐蝕的現(xiàn)象，在安裝包圍絕熱層部件的外側(cè)也沒(méi)有看到沉積物。并且，將這些部件制成粉末，通過(guò)X線衍射進(jìn)行了測(cè)定，完全沒(méi)有觀察到碳化硅的峰。
此外，使用了所制造的多孔陶瓷部件的蜂窩結(jié)構(gòu)體足以滿足作為過(guò)濾器的特性，并且，使用連續(xù)制造的多孔陶瓷部件而制造的蜂窩結(jié)構(gòu)體的特性也沒(méi)有發(fā)生變化。
實(shí)施例3使用圖4、5所示的應(yīng)用了感應(yīng)加熱方式的連續(xù)燒制爐60，除此之外，以與實(shí)施例1相同的條件制造陶瓷過(guò)濾器，并進(jìn)行與實(shí)施例1相同的評(píng)價(jià)。
其結(jié)果，在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)50小時(shí)及100小時(shí)之后，沒(méi)有觀察到絕熱層13腐蝕了的現(xiàn)象。
此外，使用了所制造的多孔陶瓷部件的蜂窩結(jié)構(gòu)體足以滿足作為過(guò)濾器的特性，并且，使用連續(xù)制造的多孔陶瓷部件而制造的蜂窩結(jié)構(gòu)體的特性也沒(méi)有發(fā)生變化。
比較例1改變圖1、2所示連續(xù)燒制爐10中惰性氣體的流向。即，將惰性氣體導(dǎo)入馬弗爐的內(nèi)部，惰性氣體按照馬弗爐11的內(nèi)部、馬弗爐11與絕熱層13之間的空間、絕熱層13與冷卻用爐襯14之間的順序流動(dòng)，除此設(shè)定之外，按照與實(shí)施例1相同的方法制造四棱柱狀的多孔碳化硅燒結(jié)體。
然后，在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)50小時(shí)及100小時(shí)之后肉眼觀察加熱器12和絕熱層13，其結(jié)果，兩種情況下都觀察到了加熱器12和絕熱層13的腐蝕，在安裝包圍絕熱層部件的外側(cè)也看到了SiO的沉積物。并且，將這些部件制成粉末，通過(guò)X線衍射進(jìn)行了測(cè)定，觀察到了碳化硅的峰。
此外，使用了所制造的多孔陶瓷部件的蜂窩結(jié)構(gòu)體，充分滿足作為過(guò)濾器的特性，并且，使用連續(xù)制造的多孔陶瓷部件而制造的蜂窩結(jié)構(gòu)體的特性沒(méi)有發(fā)生變化。
比較例2使惰性氣體按照與圖1、2所示連續(xù)燒制爐10中惰性氣體的流向完全相反的方向流動(dòng)。即，在圖1中導(dǎo)入惰性氣體的部位排出惰性氣體，在圖1中排出惰性氣體的部位導(dǎo)入惰性氣體。此時(shí)，惰性氣體從入口側(cè)流向出口側(cè)，設(shè)計(jì)氣體的流向以使惰性氣體的流動(dòng)本身是按照安裝包圍絕熱層部件16(絕熱層13)與冷卻用爐襯14之間的空間、馬弗爐11與安裝包圍絕熱層部件16(絕熱層13)之間的空間、馬弗爐11內(nèi)的空間的順序流動(dòng)。
使用這種改變了氣體流向的連續(xù)燒制爐10，按照與實(shí)施例1相同的方法，四棱柱狀多孔碳化硅燒結(jié)體的制造連續(xù)進(jìn)行50小時(shí)及100小時(shí)之后，肉眼觀察加熱器12和絕熱層13。
其結(jié)果，與實(shí)施例1相比較，更靠近出口側(cè)的馬弗爐上發(fā)現(xiàn)了較多的SiO沉積物，在制品上也附著了一部分，但在加熱器12和絕熱層13處幾乎沒(méi)有觀察到腐蝕。并且，將這些部件制成粉末，通過(guò)X線衍射進(jìn)行了測(cè)定，沒(méi)有觀察到碳化硅的峰。
此外，使用了所制造的多孔陶瓷部件的蜂窩結(jié)構(gòu)體，滿足作為過(guò)濾器的特性，并且，使用連續(xù)制造的多孔陶瓷部件而制造的蜂窩結(jié)構(gòu)體的特性也沒(méi)有發(fā)生變化。
比較例3使用圖4、5所示的應(yīng)用了感應(yīng)加熱方式的連續(xù)燒制爐60，除此之外，以與比較例1相同的條件制造陶瓷過(guò)濾器，并進(jìn)行與實(shí)施例1相同的評(píng)價(jià)。
然后，在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)50小時(shí)及100小時(shí)之后肉眼觀察加熱器12和絕熱層13，其結(jié)果，兩種情況下都觀察到了絕熱層13的腐蝕，在安裝包圍絕熱層部件的外側(cè)也看到了SiO的沉積物。并且，將這些部件制成粉末，通過(guò)X線衍射進(jìn)行了測(cè)定，觀察到了碳化硅的峰。
此外，使用了所制造的多孔陶瓷部件的蜂窩結(jié)構(gòu)體，充分滿足作為過(guò)濾器的特性，并且，使用連續(xù)制造的多孔陶瓷部件而制造的蜂窩結(jié)構(gòu)體的特性沒(méi)有發(fā)生變化。
如上述實(shí)施例所示，本發(fā)明能夠適宜用于非氧化物類多孔陶瓷部件的制造。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)燒制爐，該連續(xù)燒制爐具有馬弗爐、多個(gè)發(fā)熱元件和絕熱層，所述馬弗爐形成筒狀以確保規(guī)定的空間，所述多個(gè)發(fā)熱元件設(shè)置在該馬弗爐的外周方向，所述絕熱層將所述馬弗爐和所述發(fā)熱元件裝在其內(nèi)部；連續(xù)燒制爐被構(gòu)成為在進(jìn)行成型體的燒制時(shí)，從入口側(cè)進(jìn)入的燒制用成型體在惰性氣體氛圍氣下以規(guī)定的速度通過(guò)所述馬弗爐后，再?gòu)某隹谂懦?，由此進(jìn)行所述成型體的燒制；該連續(xù)燒制爐的特征是，所述惰性氣體按照所述馬弗爐與所述絕熱層之間的空間、馬弗爐內(nèi)的空間的順序流通。
2.一種連續(xù)燒制爐，該連續(xù)燒制爐具有馬弗爐和形成于所述馬弗爐的外周方向的絕熱層，所述馬弗爐形成筒狀以確保規(guī)定的空間并起到發(fā)熱元件的作用；連續(xù)燒制爐被構(gòu)成為在進(jìn)行成型體的燒制時(shí)，從入口側(cè)進(jìn)入的燒制用成型體在惰性氣體氛圍氣下以規(guī)定的速度通過(guò)所述馬弗爐后，再?gòu)某隹谂懦觯纱诉M(jìn)行所述成型體的燒制；該連續(xù)燒制爐的特征是，所述惰性氣體按照由所述絕熱層到所述馬弗爐、由所述馬弗爐到馬弗爐內(nèi)的空間的順序流通。
3.如權(quán)利要求1或2所述的連續(xù)燒制爐，其中，其被構(gòu)成為，所述馬弗爐內(nèi)的惰性氣體主要從出口側(cè)流向入口側(cè)。
4.如權(quán)利要求1～3的任意一項(xiàng)所述的連續(xù)燒制爐，其中，所述馬弗爐內(nèi)的氣體排出在爐內(nèi)高溫部進(jìn)行或相對(duì)于成為所述爐內(nèi)高溫部的部位在更靠近入口一側(cè)進(jìn)行。
5.如權(quán)利要求1～4的任意一項(xiàng)所述的連續(xù)燒制爐，其中，該連續(xù)燒制爐還具有在所述絕熱層外側(cè)設(shè)置的冷卻用爐襯，惰性氣體按照所述絕熱層與所述冷卻用爐襯之間的空間、所述馬弗爐與所述絕熱層之間的空間、馬弗爐內(nèi)的空間的順序流通。
6.如權(quán)利要求1～5的任意一項(xiàng)所述的連續(xù)燒制爐，其中，所述連續(xù)燒制爐內(nèi)的壓力按照絕熱層與冷卻用爐襯之間的空間、馬弗爐與所述絕熱層之間的空間、馬弗爐內(nèi)的空間的順序降低。
7.一種多孔陶瓷部件的制造方法，該多孔陶瓷部件的制造方法的特征是，在燒制成為所述多孔陶瓷部件的成型體時(shí)使用連續(xù)燒制爐；該連續(xù)燒制爐具有馬弗爐、多個(gè)發(fā)熱元件和絕熱層，所述馬弗爐形成筒狀以確保規(guī)定的空間，所述多個(gè)發(fā)熱元件設(shè)置在該馬弗爐的外周方向，所述絕熱層將所述馬弗爐和所述發(fā)熱元件裝在其內(nèi)部；該連續(xù)燒制爐被構(gòu)成為在進(jìn)行成型體的燒制時(shí)，從入口側(cè)進(jìn)入的燒制用成型體在惰性氣體氛圍氣中以規(guī)定的速度通過(guò)所述馬弗爐后，再?gòu)某隹谂懦?，由此進(jìn)行所述成型體的燒制；而且，所述惰性氣體按照所述馬弗爐與所述絕熱層之間的空間、馬弗爐內(nèi)的空間的順序流通。
8.一種多孔陶瓷部件的制造方法，該多孔陶瓷部件的制造方法的特征是，在燒制成為所述多孔陶瓷部件的成型體時(shí)使用連續(xù)燒制爐；該連續(xù)燒制爐具有馬弗爐和形成于所述馬弗爐的外周方向的絕熱層，所述馬弗爐形成筒狀以確保規(guī)定的空間并作為發(fā)熱元件起作用；該連續(xù)燒制爐被構(gòu)成為在進(jìn)行成型體的燒制時(shí)，從入口側(cè)進(jìn)入的燒制用成型體在惰性氣體氛圍氣中以規(guī)定的速度通過(guò)所述馬弗爐后，再?gòu)某隹谂懦?，由此進(jìn)行所述成型體的燒制；而且，所述惰性氣體按照由所述絕熱層到所述馬弗爐、由所述馬弗爐到馬弗爐內(nèi)的空間的順序流通。
9.如權(quán)利要求7或8所述的多孔陶瓷部件的制造方法，其中，所述連續(xù)燒制爐被構(gòu)成為馬弗爐內(nèi)的惰性氣體主要從出口側(cè)流向入口側(cè)。
10.如權(quán)利要求7～9的任意一項(xiàng)所述的多孔陶瓷部件的制造方法，其中，所述連續(xù)燒制爐的馬弗爐內(nèi)的氣體排出在爐內(nèi)高溫部進(jìn)行或相對(duì)于成為所述爐內(nèi)高溫部的部位在更靠近入口一側(cè)進(jìn)行。
11.如權(quán)利要求7～10的任意一項(xiàng)所述的多孔陶瓷部件的制造方法，其中，所述連續(xù)燒制爐還具有在所述絕熱層外側(cè)設(shè)置的冷卻用爐襯，惰性氣體按照所述絕熱層與所述冷卻用爐襯之間的空間、所述馬弗爐與所述絕熱層之間的空間、馬弗爐內(nèi)的空間的順序流通。
12.如權(quán)利要求7～11的任意一項(xiàng)所述的多孔陶瓷部件的制造方法，其中，所述連續(xù)燒制爐內(nèi)的壓力按照絕熱層與冷卻用爐襯之間的空間、馬弗爐與所述絕熱層之間的空間、馬弗爐內(nèi)的空間的順序降低。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種連續(xù)燒制爐及使用該連續(xù)燒制爐制造多孔陶瓷部件的方法，該連續(xù)燒制爐耐久性優(yōu)異、熱效率高，不會(huì)引起爐內(nèi)的加熱器或絕熱層等處性能降低，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間也不必更換構(gòu)成燒制爐的部件。本發(fā)明的連續(xù)燒制爐具有馬弗爐、多個(gè)發(fā)熱元件和絕熱層，馬弗爐形成筒狀以確保規(guī)定的空間，多個(gè)發(fā)熱元件設(shè)置在該馬弗爐的外周方向，絕熱層將所述馬弗爐和所述發(fā)熱元件裝在其內(nèi)部；連續(xù)燒制爐進(jìn)行成型體的燒制時(shí)，從入口側(cè)進(jìn)入的燒制用成型體在惰性氣體氛圍氣下以規(guī)定的速度通過(guò)所述馬弗爐后，從出口排出，進(jìn)行所述成型體的燒制；其特征是，所述惰性氣體按照所述馬弗爐與所述絕熱層之間的空間、馬弗爐內(nèi)的空間的順序流通。
文檔編號(hào)C04B38/00GK1969164SQ20058001973
公開(kāi)日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2005年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月4日
發(fā)明者西城貴滿, 葛西健一郎 申請(qǐng)人:揖斐電株式會(huì)社