JP7065240B1 - 連続加熱炉およびそれを用いた被処理物の加熱処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被処理物の処理効率を向上させる。【解決手段】ここで開示される連続加熱炉１０は、連続加熱炉１０は、搬入口１１ａと、搬出口１１ｂとを有し、内部に搬送空間１１ｃを備える炉体１１と、炉体１１内で被処理物Ａを加熱するヒータ１５と、加熱用耐火物Ａを搬送方向に搬送する複数の搬送ローラ１２と、複数の搬送ローラ１２を駆動する駆動装置２０とを備えている。炉体１１内には、加熱領域Ｒｈと、搬入口１１ａと近接し、加熱領域Ｒｈよりも上流側の上流領域Ｒｕと、搬出口１１ｂと近接し、加熱領域Ｒｈよりも下流側の下流領域Ｒｄとが設けられている。加熱領域Ｒｈでは、上流領域Ｒｕよりも搬送速度が速くなるように搬送ローラ１２が駆動され、下流領域Ｒｄでは、加熱領域Ｒｈよりも搬送速度が遅くなるように搬送ローラ１２が駆動されている。【選択図】図４

Description

本開示は、連続加熱炉およびそれを用いた被処理物の加熱処理方法に関する。

連続加熱炉は、被処理物を搬送しながら連続的に加熱処理する加熱炉である。連続加熱炉には、複数本の搬送ローラを回転駆動することにより、被処理物を搬送しつつ熱処理を施す加熱炉がある。このような連続加熱炉は、ローラハースキルンとも称される。

実開平５－１０９９３号公報には、先行搬送ローラ群と後続搬送ローラ群を有するローラハースキルンが開示されている。かかるローラハースキルンには、先行搬送ローラ群と後続搬送ローラ群との間に配設された二速度搬送ローラ群と、被焼成品を検知する検知器とがさらに設けられている。かかるローラハースキルンでは、搬送された被焼成品が後続搬送ローラ群を離脱したことを検知器によって検知する。そして、先行搬送ローラ群および二速度搬送ローラ群の搬送速度を後続搬送ローラ群よりも早くすることによって、先行する被焼成品を後続の被焼成品から引き離すことができるとされている。

実開平５－１０９９３号公報

ところで、例えば、半導体材料や電池に用いられる活物質材料等の被処理物を大量に処理する場合には、被処理物は連続加熱炉で連続的に加熱処理が施されうる。その際、例えば、上面が開口した容器であるサヤや板状のセッター等の加熱用耐火物が用いられうる。被処理物は、加熱用耐火物に配置され、順次搬送され、加熱処理が施される。本発明者は、加熱用耐火物に配置した被処理物の処理効率を向上させたいと考えている。

ここに開示される連続加熱炉は、加熱用耐火物に配置された被処理物を、搬送方向に搬送しながら連続的に加熱するための連続加熱炉であって、搬入口と、搬出口とを有し、内部に搬送空間を備える炉体と、前記炉体内で前記被処理物を加熱するヒータと、加熱用耐火物を搬送方向に搬送する複数の搬送ローラと、複数の搬送ローラを駆動する駆動装置とを備えている。炉体内には、加熱領域と、搬入口と近接し、加熱領域よりも上流側の上流領域と、搬出口と近接し、加熱領域よりも下流側の下流領域とが設けられている。加熱領域では、上流領域よりも搬送速度が速くなるように搬送ローラが駆動され、下流領域では、加熱領域よりも搬送速度が遅くなるように搬送ローラが駆動されている。
かかる連続加熱炉によれば、被処理物の処理効率を向上させることができる。

上流領域および下流領域には、ヒータが設けられていなくてもよい。
上流領域および下流領域のうち少なくともいずれか一方には、ヒータが設けられていてもよい。
加熱領域には、相互に搬送速度の異なる少なくとも２つの領域が設定されていてもよい。
複数の搬送ローラは、領域ごとに異なる駆動装置に駆動されており、搬送速度は、駆動装置によって領域ごとにそれぞれ独立に設定可能であってもよい。
連続加熱炉は、炉体内の温度分布と加熱用耐火物の熱膨張率とによって搬送速度が定められるように構成されていてもよい。
炉体内において、最高温度と最低温度の差が８００℃以上であってもよい。

ここに開示される技術の他の側面として、加熱用耐火物に配置された被処理物を、搬送方向に搬送しながら連続的に加熱するための連続加熱炉を用いて加熱処理する方法が提供される。連続加熱炉として、上記の連続加熱炉を用いるとともに、加熱用耐火物としてアルミナ、ジルコニアまたはマグネシアから構成されている加熱用耐火物を用いてもよい。

図１は、連続加熱炉１０を模式的に示す縦断面図である。 図２は、図１のＩＩ－ＩＩ断面図である。 図３は、連続加熱炉１０の側面の一部を表す模式図である。 図４は、炉内温度と搬送速度との関係を示すグラフである。 図５は、搬送ローラ１２と駆動装置２０の接続関係を示す模式図である。

以下、本開示における典型的な実施形態の１つについて、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の図面においては、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明している。また、各図における寸法関係（長さ、幅、厚み等）は実際の寸法関係を反映するものではない。

〈連続加熱炉１０〉
連続加熱炉１０は、加熱用耐火物に配置された被処理物Ａを、搬送方向に搬送しながら連続的に加熱するための連続加熱炉である。以下では、加熱用耐火物Ａに配置された被処理物のことを、「被処理物Ａ」とも称する。図１は、連続加熱炉１０を模式的に示す縦断面図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ断面図である。図２では、連続加熱炉１０の横断面が示されている。図３は、連続加熱炉１０の側面の一部を表す模式図である。図３には、カバー４０の側面が取り外された状態の連続加熱炉１０の側面が図示されている。図１では、被処理物Ａの搬送方向は矢印で示されている。この実施形態では、被処理物Ａは、幅方向に隙間を空けた状態で複数列（図２に示されている実施形態では、３列）に並べて搬送される。被処理物を配置する加熱用耐火物Ａは、加熱処理する被処理物に応じて適宜選択される。加熱用耐火物Ａは、例えば、ムライト・コーディライト、アルミナ、マグネシア、ジルコニア、カーボン等から構成されているものが用いられうる。

連続加熱炉１０は、搬送ローラの回転に被処理物を搬送しつつ加熱する、いわゆるローラハースキルンである。図１に示されているように、連続加熱炉１０は、搬入口１１ａと、搬出口１１ｂとを有し、内部に搬送空間１１ｃを備える炉体１１と、加熱用耐火物Ａを搬送方向に搬送する複数の搬送ローラ１２と、炉体１１内で被処理物Ａを加熱するヒータ１５と、複数の搬送ローラ１２を駆動する駆動装置２０（図２参照）とを備えている。なお、図２では、ヒータ１５の図示は省略されている。

〈炉体１１〉
炉体１１は、加熱用耐火物Ａが搬送される直線状の搬送空間１１ｃを囲っている。搬送空間１１ｃは、トンネル状に形成されている。炉体１１は、搬送空間１１ｃの搬送方向の周りを全周に亘って囲っている。炉体１１に囲まれた搬送空間１１ｃには、搬入口１１ａから搬出口１１ｂに向かって加熱用耐火物Ａを搬送する搬送方向が設定されている。連続加熱炉１０は、搬入口１１ａおよび搬出口１１ｂが開放されている、いわゆる大気炉であってもよい。連続加熱炉１０は、搬入口１１ａおよび搬出口１１ｂに炉体１１内の雰囲気を制御するため開閉可能な蓋やシャッターが設けられた、いわゆる雰囲気炉であってもよい。搬入口１１ａおよび搬出口１１ｂには、例えば、加熱用耐火物Ａを搬入するための入口コンベアや、加熱用耐火物Ａを搬出するための出口コンベアが接続されていてもよい。

この実施形態では、炉体１１は、断熱材１３と、外壁１４とから構成されている。後述する加熱領域Ｒｈでは、断熱材１３は、搬送空間１１ｃの搬送方向の周りを全周に亘って囲っている。後述する上流領域Ｒｕおよび下流領域Ｒｄでは、搬送空間１１ｃは断熱材１３によって囲われておらず、外壁１４が搬送空間１１ｃの搬送方向の周りを全周に亘って囲っている。
断熱材１３としては、例えば、所定の形状に成形されたセラミックファイバーボードが厚み方向に積み重ねられたものが用いられうる。セラミックファイバーボードは、例えば、いわゆるバルクファイバーに無機フィラーと無機・有機結合材とが添加されて板状に成形された板材である。断熱材１３の厚さは、搬送空間１１ａの熱が十分に断熱される程度の所要の厚さに設定されている。断熱材１３の外側は、外壁１４に覆われている。外壁１４は、剛性および耐熱性に優れる金属製の材料によって構成される。外壁１４には、例えば、ステンレス等が用いられうる。

炉体１１は、基台１６に載せられている。基台１６は、図２に示されているように、上側フレーム１６ａと、支柱フレーム１６ｂと、下側フレーム１６ｃとを有している。上側フレーム１６ａは、炉体１１の下面が乗せられる土台となりうる。支柱フレーム１６ｂは、上側フレーム１６ａから下方へ延びており、炉体１１が載せられた上側フレーム１６ａを支持している。下側フレーム１６ｃは、支柱フレーム１６ｂから垂直に延びている。基台１６には、後述する駆動装置２０等が取り付けられてもよい。

〈搬送ローラ１２〉
搬送ローラ１２は、加熱用耐火物を搬送方向に搬送するためのローラである。炉体１１には、搬送方向に沿って複数の搬送ローラ１２が並べられている。複数の搬送ローラ１２は、円筒形状のローラであり、加熱用耐火物Ａを支持できるように高さを揃え、予め定められたピッチで搬送空間１１ｃに並べられている。搬送ローラ１２は、図２に示されているように、搬送方向と直交する方向に沿って炉体１１の両側の側壁１１ｄの挿通孔１１ｅを貫通している。搬送ローラ１２としては、例えば、セラミックローラや金属ローラ等が用いられる。搬送ローラ１２は、図示しない軸受を介して、支持板１２ａ，１２ｂに回転可能に支持されている。支持板１２ａ，１２ｂは、横長の板材である。支持板１２ａ，１２ｂは、炉体１１の外部に設けられている。支持板１２ａ，１２ｂは、炉体１１の外部に取り付けられたカバー４０の内側に収められている。支持板１２ａ，１２ｂは、カバー４０の底面に設けられた支柱４１に取り付けられている。

この実施形態では、搬送ローラ１２の支持板１２ａ側の端部にはスプロケット３１が取り付けられている。スプロケット３１は、隣り合うスプロケット３１と、ローラチェーン３４を介して接続されている（図３参照）。ローラチェーン３４によって接続されたスプロケット３１は、同じタイミングで同じ速度で回転する。また、搬送ローラ１２の支持板１２ｂ側の端部には、スプロケットは取り付けられていない。搬送ローラ１２の支持板１２ｂ側の端部は、支持板１２ａ側の回転に合わせて回転するように構成されている。

〈駆動装置２０〉
駆動装置２０は、搬送ローラ１２の回転を駆動する。駆動装置２０としては、例えば、モータ等が用いられうる。駆動装置２０は、搬送ローラ１２の回転を伝達する動力伝達機構３０を介して搬送ローラ１２の回転を駆動する。この実施形態では、動力伝達機構３０は、図３に示されているように、スプロケット３１～３３と、ローラチェーン３４とを備えている。スプロケット３３には、駆動装置２０（図２参照）からの動力が伝えられる。搬送ローラ１２の回転速度は、エンコーダによって搬送ローラ１２の回転数が検出され、インバータによって駆動装置２０の出力が制御さることで調整されてもよい。また、動力伝達機構３０の構成は特に限定されない。例えば、駆動装置２０と動力伝達機構３０の間には、駆動装置２０からの動力を伝えたり遮断したりするクラッチや、駆動装置２０からの動力を変速する減速機等の種々の要素が追加されてもよい。以下、動力伝達機構３０の一例を説明する。

スプロケット３１は、上述したように、搬送ローラ１２の支持板１２ａ側の端部に取り付けられている（図２参照）。スプロケット３２は、支柱４１やカバー４０の底面に取り付けられている。スプロケット３３は、基台１６の上側フレーム１６ａと下側フレーム１６ｃの間の空間に設けられている（図２参照）。スプロケット３１～３３は、閉じた環状のループパスを形成する。かかるループパスには、ローラチェーン３４が掛け回されている。スプロケット３１～３３は、ローラチェーン３４が掛け回されるループパスの内側および外側に配置されている。このため、ローラチェーン３４に所要のテンションが掛かる。

この実施形態では、ローラチェーン３４は、チェーンガイド３５によって、スプロケット３１の下側を通るようにループパスが設定されている。そのため、ローラチェーン３４が回転することによって、スプロケット３１が回転し、これに連れて搬送ローラ１２（図２参照）が回転する。この実施形態では、連続加熱炉１０は、複数の駆動装置２０を有しており、それぞれ別の支持板１２ａに支持されている搬送ローラ１２の回転を駆動している。なお、必ずしも全ての搬送ローラ１２が駆動装置２０によって駆動される必要はない。例えば、スプロケット３１が取り付けられていない搬送ローラ１２があってもよい。そのような搬送ローラ１２は、搬送される加熱用耐火物Ａが搬送される際の摩擦によって回転しうる。

〈ヒータ１５〉
図１に示されているように、炉体１１内には、被処理物Ａを加熱するヒータ１５が設けられている。ヒータ１５は、複数の搬送ローラ１２の上方および下方に、搬送方向に沿って所定の間隔を空けて並べられている。この実施形態では、ヒータ１５として、円筒形状のセラミック製のヒータが用いられている。ヒータ１５は、側壁１１ｄを貫通している。ヒータ１５には、加熱温度等に応じて種々のヒータが用いられうる。ヒータ１５には、セラミック製のヒータの他に、金属シースヒータ等が用いられうる。また、ヒータ１５の形状は特に限定されず、例えば、板状のパネルヒータ等が用いられてもよい。

〈加熱領域Ｒｈ、上流領域Ｒｕ、下流領域Ｒｄ〉
炉体１１内には、加熱領域Ｒｈと、搬入口１１ａと近接し、加熱領域Ｒｈよりも上流側の上流領域Ｒｕと、搬出口１１ｂと近接し、加熱領域Ｒｈよりも下流側の下流領域Ｒｄとが設けられている。加熱領域Ｒｈは、上流領域Ｒｕおよび下流領域Ｒｄと比較して温度が高くなっている。この実施形態では、加熱領域Ｒｈには、ヒータ１５が設けられている。加熱領域Ｒｈでは、搬送空間１１ｃの搬送方向の周りが断熱材１３によって囲われている。また、上流領域Ｒｕおよび下流領域Ｒｄにはヒータ１５が設けられていない。上流領域Ｒｕと下流領域Ｒｄでは、搬送空間１１ｃの搬送方向の周りが外壁１４によって囲われている。

この実施形態では、加熱領域Ｒｈには、３つの領域が設定されている。加熱領域Ｒｈには、搬送方向の上流側から順に、第１加熱領域Ｒｈ１、第２加熱領域Ｒｈ２、第３加熱領域Ｒｈ３が設定されている。ここでは、上流領域Ｒｕ、第１加熱領域Ｒｈ１、第２加熱領域Ｒｈ２、第３加熱領域Ｒｈ３および下流領域Ｒｄの搬送距離は、同程度に設定されている。

第１加熱領域Ｒｈ１～第３加熱領域Ｒｈ３はそれぞれ、仕切１３ａで仕切られている。第１加熱領域Ｒｈ１および第３加熱領域Ｒｈ３は、ヒータ１５が設けられていない上流領域Ｒｕおよび下流領域Ｒｄと隣接している。そのため、第１加熱領域Ｒｈ１および第３加熱領域Ｒｈ３は、第２加熱領域Ｒｈ２よりも炉内温度が低くなっている。なお、ここでは、第１加熱領域Ｒｈ１～第３加熱領域Ｒｈ３はそれぞれ、仕切１３ａで仕切られているが、かかる形態に限定されず、領域ごとに空間が仕切られていなくてもよい。

第１加熱領域Ｒｈ１～第３加熱領域Ｒｈ３において、炉内温度は、領域ごとに適宜設定されてもよい。炉内温度を設定する方法は特に限定されない。例えば、領域ごとにヒータ１５の出力や数を調整してもよく、領域ごとにヒータ１５の間隔、被処理物Ａまでの距離等の配置を調整してもよい。領域ごとの炉内温度は、例えば、被処理物Ａの加熱条件に応じて設定されうる。特に限定されないが、加熱領域Ｒｈにおいて、炉体１１内の最高温度は、例えば、９００℃～１６００℃程度に設定されうる。上流領域Ｒｕおよび下流領域Ｒｄにおいて、炉体１１内の最低温度（すなわち、搬入口１１ａや搬出口１１ｂ付近）は、例えば、１００℃～２００℃程度でありうる。炉体１１内において、最高温度と最低温度の差は、例えば、８００℃以上、１０００℃以上、１２００℃以上になりうる。

ここで開示される連続加熱炉１０では、加熱用耐火物Ａの搬送速度は、搬入口１１ａから搬出口１１ｂまでのそれぞれの領域ごとに、異なる速度になるように設定されている。搬送速度は、上述したように、異なる駆動装置２０（図３参照）によって、領域ごとに搬送ローラ１２が駆動されることによって設定されている。

図４は、炉内温度と搬送速度との関係を示すグラフである。図４では、炉内温度は一点鎖線で示されており、搬送速度は実線で示されている。図４に示されているように、上流領域Ｒｕおよび第１加熱領域Ｒｈ１において、搬送方向に進むに従って炉内温度は上昇する。第２加熱領域Ｒｈ２において、炉内温度は最高温度に達し、一定になる。加熱領域Ｒｈから下流領域Ｒｄにおいて、搬送方向に進むに従って炉内温度は下降する。この実施形態では、加熱領域Ｒｈでは、上流領域Ｒｕよりも搬送速度が速くなるように搬送ローラ１２が駆動され、下流領域Ｒｄでは、加熱領域Ｒｈよりも搬送速度が遅くなるように搬送ローラ１２が駆動されている。

加熱領域Ｒｈには、相互に搬送速度の異なる少なくとも２つの領域が設定されていてもよい。この実施形態では、加熱領域Ｒｈにおいて、第１加熱領域Ｒｈ１～第３加熱領域Ｒｈ３では搬送速度が異なるように搬送速度が設定されている。加熱領域Ｒｈにおいて、第２加熱領域Ｒｈ２は、第１加熱領域Ｒｈ１および第３加熱領域Ｒｈ３よりも搬送速度が速くなるように搬送速度が設定されている。つまり、上流領域Ｒｕから第２加熱領域Ｒｈ２に向かうに従って段階的に搬送速度が速くなり、第２加熱領域Ｒｈ２から下流領域Ｒｄに向かうに従って段階的に搬送速度が遅くなる。

図５は、搬送ローラ１２と駆動装置２０の接続関係を示す模式図である。図５の矢印は、搬送速度の傾向を示しており、矢印が長いほど搬送速度が速いことを示している。なお、矢印は、搬送速度の大きさを厳密に示していない。図５に示されているように、複数の搬送ローラ１２は、領域ごとに異なる駆動装置２０に駆動されている。搬送速度は、駆動装置２０によって領域ごとにそれぞれ独立に設定可能である。この実施形態では、上流領域Ｒｕ、第１加熱領域Ｒｈ１～第３加熱領域Ｒｈ３、下流領域Ｒｄは、それぞれ異なる動力伝達機構３０によって接続されており、異なる駆動装置２０によって駆動されている。このように、搬送ローラ１２が領域ごとに異なる駆動装置２０に駆動されていることによって、領域間の搬送速度の調整が容易になる。また、例えば、メンテナンス作業等で搬送ローラ１２を取り外す必要が生じた場合にも、領域ごとに駆動装置２０や動力伝達機構３０が集約されていることによって、メンテナンス作業等が効率的に行われうる。

ところで、被処理物の処理効率を向上させる観点では、搬送される加熱用耐火物Ａの間隔を可能な限り狭くすることが好ましい。それによって、連続加熱炉１０の炉長を長くすることなく、被処理物の処理量を向上させることができる。しかしながら、本発明者の試行では、先行する加熱用耐火物と、それに続く加熱用耐火物との間隔を狭くすると、搬出される加熱用耐火物に蛇行が生じる場合があった。搬出される加熱用耐火物Ａに蛇行が生じると、被処理物Ａの加熱ムラや、搬送エラーの原因となりうる。本発明者の知見によると、加熱用耐火物Ａの蛇行は、被処理物が配置される加熱用耐火物Ａが、炉体１１内の温度変化に応じて膨張し、加熱用耐火物Ａがぶつかることによって起こりうる。また、本発明者の知見では、このような課題は、特に、炉体１１内の最高温度と最低温度の差が大きい場合や、被処理物の加熱温度が高い場合に起こりやすい。

上述したように、加熱領域Ｒｈは、上流領域Ｒｕおよび下流領域Ｒｄと比較して炉内温度が高くなっている。そのため、加熱領域Ｒｈでは、加熱用耐火物Ａが熱膨張し、搬送される加熱用耐火物Ａの間の間隔が狭くなる。上述した実施形態では、加熱領域Ｒｈでは、上流領域Ｒｕよりも搬送速度が速くなるように搬送ローラ１２が駆動されている。つまり、加熱領域Ｒｈでは、上流領域Ｒｕと比較して加熱用耐火物Ａの間の間隔が広くなるように搬送ローラ１２が駆動されている。その結果、加熱領域Ｒｈでも先行する加熱用耐火物Ａとそれに続く加熱用耐火物Ａの間の間隔が維持され、加熱用耐火物Ａの蛇行のおそれが低減される。
また、下流領域Ｒｄは、加熱領域Ｒｈと比較して炉内温度が低いため、加熱用耐火物Ａが収縮する。そのため、搬送される加熱用耐火物Ａの間の間隔が広くなる。上述した実施形態では、下流領域Ｒｄでは、加硫領域Ｒｄよりも搬送速度が遅くなるように搬送ローラ１２が駆動されている。その結果、加熱用耐火物Ａの間の間隔が狭くなり、搬送空間１１ｃで多くの加熱用耐火物Ａを搬送することができるようになる。その結果、被処理物の処理効率を向上させることができる。

上述した実施形態では、搬送速度の異なる３つの領域Ｒｈ１～Ｒｈ３が設定されている。このように、加熱領域Ｒｈ内でも温度や搬送速度をより細かく制御することができる、それによって、上述した被処理物の処理効率をより向上させることができる。

上述した実施形態では、図１に示されているように、上流領域Ｒｕおよび下流領域Ｒｄにはヒータ１５が設けられていない。かかる構成によって、加熱領域Ｒｈ内のみで被処理物Ａを加熱する際の炉内温度を制御することができる。また、上流領域Ｒｕや下流領域Ｒｄにおいて、炉内の温度勾配を大きくすることができる。上流領域Ｒｕは、加熱領域Ｒｈで加熱する前に予備的に被処理物Ａを加熱するための予熱室として用いることができる。下流領域Ｒｄは、加熱領域Ｒｈで加熱された後に被処理物Ａを冷却するための冷却室として用いることができる。

また、かかる実施形態に限られず、上流領域Ｒｕや下流領域Ｒｄの少なくともいずれか一方には、ヒータ１５が設けられていてもよい。かかる構成によって、炉内温度を領域ごとにより細かく制御することができる。また、予備加熱や冷却の必要性が低い被処理物を加熱処理する際には、上流領域Ｒｕや下流領域Ｒｄに、加熱領域Ｒｈと同様にヒータ１５が設けられていることによって、被処理物の処理効率を向上させることができる。
ここで開示される技術は、炉体内に温度差が生じている限り、予熱室や冷却室等が設けられていないような連続加熱炉等においても適用可能である。

上述した実施形態では、炉体１１内の温度が低い上流領域Ｒｕと下流領域Ｒｄでは搬送速度が遅く、炉体１１内の温度が高い加熱領域Ｒｈでは搬送速度が速くなるように搬送速度が設定されている。加熱領域Ｒｈの中でも、炉体１１内の温度が最も高い第２加熱領域Ｒｈ２で搬送速度が最も早くなるように搬送速度が設定されている。このように、搬送速度は、炉体１１内の温度に応じて適宜設定されるとよい。その際、加熱用耐火物Ａの熱膨張率も考慮されることが好ましい。連続加熱炉１０は、炉体１１内の温度分布と加熱用耐火物Ａの熱膨張率とによって搬送速度が定められるように構成されていてもよい。

例えば、加熱用耐火物Ａの熱膨張率と炉体１１内の温度から、加熱用耐火物Ａの膨張後においても加熱用耐火物Ａの間の隙間が同程度となるように搬送速度が設定されるとよい。連続加熱炉１０では、炉体１１内の温度と熱膨張率から搬送速度を制御する制御装置が駆動装置２０に接続されていてもよい。炉体１１内の温度としては、例えば、領域ごとに予め定められた設定温度が用いられてもよく、熱電対や放射温度計等で測定された温度が用いられてもよい。熱膨張率は、加熱用耐火物Ａの材質によって決まっている。熱膨張率は、例えば、加熱用耐火物Ａの材質によって予め登録されているものから選択してもよく、値が入力されてもよい。かかる構成によって、より適切に加熱用耐火物Ａの搬送速度が制御されうる。

また、本発明の一側面として、加熱用耐火物Ａに配置された被処理物を、搬送方向に搬送しながら連続的に加熱するための連続加熱炉を用いて加熱処理する方法が提供される。かかる加熱処理方法では、連続加熱炉として、上述した連続加熱炉１０が用いられる。その際、加熱用耐火物Ａとしてアルミナ、ジルコニアまたはマグネシアから構成されている加熱用耐火物が用いられてもよい。ここで、加熱用耐火物Ａは、アルミナ、ジルコニア、マグネシアから実質的に構成されていればよく、例えば、加熱用耐火物Ａの９０％以上がアルミナ、ジルコニア、マグネシアのうちいずれかから構成されているとよい。これらの材料は、耐熱温度や熱膨張率が比較的高い。そのため、連続加熱炉１０を用いることによって、加熱用耐火物Ａの蛇行を起こりにくくすることができる。

なお、連続加熱炉１０は、上述した実施形態に限定されない。例えば、上流領域Ｒｕおよび下流領域Ｒｄには、加熱領域Ｒｈ同様、ヒータ１５が設けられていてもよい。その場合、上流領域Ｒｕおよび下流領域Ｒｄにおいて、搬送空間１１ｃは断熱材１３によって囲われているとよい。
連続加熱炉１０では、加熱領域Ｒｈには、仕切１３ａで仕切られている第１加熱領域Ｒｈ１～第３加熱領域Ｒｈ３の３つの領域が設定されているが、かかる形態に限定されない。加熱領域Ｒｈには、複数の領域が設定されておらず、１つの領域であってもよい。また、加熱領域Ｒｈには、２つの領域が設定されていてもよく、４つ以上の領域が設定されていてもよい。それぞれの領域は、搬送速度が切り替えられるように構成されていればよく、必ずしも仕切１３ａ等によって仕切られていなくてもよい。
連続加熱炉１０では、それぞれの領域の長さ（搬送距離）は同程度に設定されていたが、かかる形態に限定されず、領域ごとに長さが異なっていてもよい。

また、炉体１１の内部や外部において、種々の構成が追加されうる。例えば、連続加熱炉１０には、炉体１１内の雰囲気を制御するためのガス供給管やガス排気管等の機構が設けられてもよい。ガス供給管には、窒素やアルゴン等を給気できるようなガスボンベが取り付けられていてもよい。ガス排気管には、真空ポンプや排ガス処理装置等が取り付けられていてもよい。

以上、具体的な実施形態を挙げて詳細な説明を行ったが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。このように、請求の範囲に記載の技術には、以上に記載した実施形態を様々に変形、変更したものが含まれる。また、上記実施形態で例示された複数の技術の一部を連続加熱炉に採用することも可能である。

１０ 連続加熱炉
１１ 炉体
１１ａ 搬入口
１１ｂ 搬出口
１１ｃ 搬送空間
１１ｄ 側壁
１１ｅ 挿通孔
１２ 搬送ローラ
１２ａ，１２ｂ 支持板
１３ 断熱材
１３ａ 仕切
１４ 外壁
１５ ヒータ
１６ 基台
１６ａ 上側フレーム
１６ｂ 支柱フレーム
１６ｃ 下側フレーム
２０ 駆動装置
３０ 動力伝達機構
３１，３２，３３ スプロケット
３４ ローラチェーン
３５ チェーンガイド
４０ カバー
４１ 支柱
Ａ 加熱用耐火物（被処理物）
Ｒｕ 上流領域
Ｒｄ 下流領域
Ｒｈ 加熱領域
Ｒｈ１ 第１加熱領域
Ｒｈ２ 第２加熱領域
Ｒｈ３ 第３加熱領域

Claims (6)

1. 搬送方向に沿って並ぶ複数の加熱用耐火物に配置された被処理物を、搬送方向に搬送しながら連続的に加熱するための連続加熱炉であって、
   搬入口と、搬出口とを有し、内部に搬送空間を備える炉体と、
   前記炉体内で前記被処理物を加熱するヒータと、
   前記加熱用耐火物を搬送方向に搬送する複数の搬送ローラと、
   前記複数の搬送ローラを駆動する駆動装置と、
   前記駆動装置に接続され、搬送速度を制御する制御装置と
   を備え、
   前記炉体内には、
   加熱領域と、
   前記搬入口と近接し、前記加熱領域よりも上流側の上流領域と、
   前記搬出口と近接し、前記加熱領域よりも下流側の下流領域と
   が設けられており、
   前記加熱領域では、前記上流領域よりも搬送速度が速くなるように前記搬送ローラが駆動され、
   前記下流領域では、前記加熱領域よりも搬送速度が遅くなるように前記搬送ローラが駆動され、
   前記制御装置は、前記加熱用耐火物の熱膨張の後においても前記加熱用耐火物の間の隙間が熱膨張前と同程度となるように、前記炉体内の温度分布と前記加熱用耐火物の熱膨張率とによって搬送速度を設定するように構成されている、連続加熱炉。
2. 前記上流領域および前記下流領域には、前記ヒータが設けられていない、請求項１に記載の連続加熱炉。
3. 前記上流領域および前記下流領域のうち少なくともいずれか一方には、前記ヒータが設けられている、請求項１に記載の連続加熱炉。
4. 前記加熱領域には、それぞれ異なる前記駆動装置によって駆動され、相互に搬送速度の異なる少なくとも２つの領域が設定されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の連続加熱炉。
5. 前記複数の搬送ローラは、前記領域ごとに異なる前記駆動装置によって駆動されており、搬送速度は、前記駆動装置によって前記領域ごとにそれぞれ独立に設定可能である、請求項１～４のいずれか一項に記載の連続加熱炉。
6. 加熱用耐火物に配置された被処理物を、搬送方向に搬送しながら連続的に加熱するための連続加熱炉を用いて加熱処理する方法であって、
   前記連続加熱炉として、請求項１～５のいずれか一項に記載の連続加熱炉を用いるとともに、
   前記加熱用耐火物としてアルミナ、ジルコニアまたはマグネシアから構成されている加熱用耐火物を用いる、被処理物の加熱処理方法。

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