旋轉(zhuǎn)爐床式升降爐的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種包括相比以往技術(shù)能夠在較低的燒結(jié)溫度下使用并能夠?qū)崿F(xiàn)升溫速度的高速化的加熱器在內(nèi)的旋轉(zhuǎn)爐床式升降爐。旋轉(zhuǎn)爐床式升降爐包括:爐主體,其在爐底設(shè)有開口部;爐床,其可進(jìn)行升降;升降機(jī)構(gòu),其用于使?fàn)t床升降;爐床旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),其以恒定速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn);以及爐床上下機(jī)構(gòu),其用于使?fàn)t床在上下方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng),其中,該旋轉(zhuǎn)爐床式升降爐包括碳化硅(SiC)加熱器。
【專利說(shuō)明】旋轉(zhuǎn)爐床式升降爐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種用于對(duì)由陶瓷材料構(gòu)成的電子零件、鐵氧體、功能性粉末、二 次電池正極材料等進(jìn)行煅燒的旋轉(zhuǎn)爐床式升降爐。
【背景技術(shù)】
[0002] 近來(lái),由陶瓷材料構(gòu)成的電子零件正在小型化且高性能化。另外,對(duì)于由陶瓷材料 構(gòu)成的電子零件的燒結(jié)條件,燒結(jié)溫度的低溫化和升溫速度的高速化在不斷發(fā)展。
[0003] 作為以往的分批式煅燒爐的構(gòu)造而提出有一種分批式煅燒爐,該分批式煅燒爐是 包括在爐底設(shè)有開口部的爐主體、可進(jìn)行升降的爐床、以及用于使?fàn)t床升降的升降機(jī)構(gòu)在 內(nèi)的升降爐,其中,可進(jìn)行升降的爐床設(shè)有以恒定速度旋轉(zhuǎn)的爐床旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和用于使?fàn)t床 在上下方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)的爐床上下機(jī)構(gòu)(例如,參照專利文獻(xiàn)1)。
[0004] 例如,在層疊陶瓷電容器即MLCC(multi-layer ceramic capacitors))中,以往的 燒結(jié)溫度為1380°C左右,而現(xiàn)在為1300°C以下。另外,自800°C起到燒結(jié)溫度為止的升溫速 度在以往是300°C /h,而現(xiàn)在是800°C /h以上。
[0005] 另一方面,作為在本實(shí)用新型中使用的碳化硅發(fā)熱體的端部的制造方法,提出一 種制造將SiC發(fā)熱部和由SiC - Si構(gòu)成的端部接合而成的碳化硅發(fā)熱體的端部的制造方 法,其中,將碳化硅和碳混合并添加相對(duì)于碳化硅和碳的合計(jì)量的1. 2重量%?24重量% 的氮化硅而獲得混合粉末的成形體,將該混合粉末的成形體在存在硅且壓力為150Pa? 1500Pa的減壓條件下加熱至1450°C?1700°C的溫度而對(duì)該混合粉末的成形體進(jìn)行反應(yīng)燒 結(jié),從而獲得電阻率值小于0. 003 Ω · cm的碳化硅發(fā)熱體端部(例如,參照專利文獻(xiàn)2)。
[0006] 專利文獻(xiàn)1 :日本特許第3330192號(hào)公報(bào)
[0007] 專利文獻(xiàn)2 :日本特許第5187579號(hào)公報(bào) 實(shí)用新型內(nèi)容
[0008] 實(shí)用新型要解決的問(wèn)題
[0009] 在以往的旋轉(zhuǎn)爐床式升降爐中使用的加熱器使用了能夠在1400°C以上穩(wěn)定地使 用的MoSi2加熱器、例如山特維克公司銷售的Kanthal Super加熱器(產(chǎn)品名)。但是,由 于MoSi2加熱器的電阻率非常小,為0. 0003 Ω ^cm左右,因此是低電壓大電流型的加熱器。 例如,MoSi2加熱器的加熱器的外徑為3mm?12mm左右。
[0010] 作為通常使用的MoSi2加熱器的例子,在發(fā)熱部為Φ 6mm、端部為Φ 12mm、發(fā)熱部 長(zhǎng)度為250mm、端部長(zhǎng)度為280mm的情況下,加熱器的額定值為1940W、11. 7V、116A。此時(shí)的 表面負(fù)荷密度為22. 5W/cm2。
[0011] 外徑超過(guò)12mm的MoSi2加熱器的額定電流超過(guò)500A,因此不適合工業(yè)使用。
[0012] 由于所述M〇Si2加熱器是低電壓大電流型,因此,加熱器接線不得不是串聯(lián)配線。 因而,在對(duì)兩個(gè)所述加熱器進(jìn)行并聯(lián)配線時(shí),不得不使電氣系統(tǒng)即SCR、變壓器、電線等的容 量為1000A。在對(duì)3個(gè)以上的所述加熱器進(jìn)行并聯(lián)配線時(shí),需要更大的容量。
[0013] 在這樣的狀況下,為了應(yīng)對(duì)工業(yè)界的期望而使電阻加熱爐迅速升溫,需要增加在 升溫時(shí)投入的功率。作為其方法能夠想到:
[0014] (1)利用加熱器供給較多的功率。
[0015] (2)不改變每個(gè)加熱器的功率,而是增加加熱器的個(gè)數(shù)。
[0016] (3)使加熱器的發(fā)熱部較長(zhǎng)。
[0017] 但是,對(duì)于(1),其意味著要提高表面負(fù)荷密度,若表面負(fù)荷密度過(guò)高,則會(huì)使加熱 器的壽命變得極短或損傷加熱器。
[0018] 對(duì)于(2),存在爐室大小的限制,不能過(guò)于增加個(gè)數(shù)。
[0019] 對(duì)于(3),能夠通過(guò)將U字型變更為W字型來(lái)實(shí)現(xiàn),但需要與圓筒形的爐室的曲面 相匹配的復(fù)雜形狀的加熱器。復(fù)雜形狀的加熱器的制造成本較高,不適合工業(yè)使用。
[0020] 本實(shí)用新型是鑒于旋轉(zhuǎn)爐床式升降爐的尤其與加熱器有關(guān)的所述問(wèn)題點(diǎn)而做出 的,其目的在于,提供一種包括相比以往技術(shù)能夠在較低的燒結(jié)溫度下使用并能夠?qū)崿F(xiàn)升 溫速度的高速化的加熱器在內(nèi)的旋轉(zhuǎn)爐床式升降爐。
[0021] 用于解決問(wèn)題的方案
[0022] 本實(shí)用新型提供一種旋轉(zhuǎn)爐床式升降爐,其包括:爐主體,其在爐底設(shè)有開口部; 爐床,其可進(jìn)行升降;升降機(jī)構(gòu),其用于使?fàn)t床升降;爐床旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),其以恒定速度進(jìn)行旋 轉(zhuǎn);以及爐床上下機(jī)構(gòu),其用于使?fàn)t床在上下方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng),其特征在于,在所述爐主體 中具有碳化硅(SiC)加熱器。
[0023] 實(shí)用新型的效果
[0024] 采用本實(shí)用新型的旋轉(zhuǎn)爐床式升降爐,能夠構(gòu)成一種包括相比以往技術(shù)能夠在較 低的燒結(jié)溫度下使用并能夠?qū)崿F(xiàn)升溫速度的高速化的加熱器在內(nèi)的旋轉(zhuǎn)爐床式升降爐。
[0025] 本實(shí)用新型的實(shí)施方式的技術(shù)方案如下。
[0026] 在所述旋轉(zhuǎn)爐床式升降爐中,其特征在于,所述碳化硅(SiC)加熱器的發(fā)熱部為U 字形。
[0027] 在所述旋轉(zhuǎn)爐床式升降爐中,其特征在于,所述碳化硅(SiC)加熱器的發(fā)熱部的 外徑為16_?30mm。
[0028] 在所述旋轉(zhuǎn)爐床式升降爐中,其特征在于,所述碳化硅(SiC)加熱器的發(fā)熱部的 外徑和連接端部的外徑相同。
[0029] 在所述旋轉(zhuǎn)爐床式升降爐中,其特征在于,所述旋轉(zhuǎn)爐床式升降爐是對(duì)由陶瓷材 料構(gòu)成的電子零件、鐵氧體、功能性粉末、二次電池正極材料中的一者進(jìn)行煅燒的旋轉(zhuǎn)爐床 式升降爐。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0030] 圖1是本實(shí)用新型的實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)爐床式升降爐的剖視說(shuō)明圖。
[0031] 圖2是用于說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)爐床式升降爐的加熱器配置的俯 視說(shuō)明圖。
[0032] 圖3(a)和圖3(b)分別是本實(shí)用新型的實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)爐床式升降爐的第1加熱 器的主視圖和右視圖。
[0033] 圖4(a)和圖4(b)分別是本實(shí)用新型的實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)爐床式升降爐的第2加熱 器的主視圖和右視圖。
[0034] 圖5(a)和圖5(b)分別是本實(shí)用新型的實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)爐床式升降爐的第3加熱 器的主視圖和右視圖。
[0035] 附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0036] 10、旋轉(zhuǎn)爐床式升降爐;20、爐體;22、第1加熱器;24、第2加熱器;26、第3加熱 器;28、爐頂部;30、升降裝置;40、爐床;50、升降臺(tái)部;60、爐床旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu);70、爐床上下機(jī) 構(gòu);80、處理件。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 下面,根據(jù)【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】本實(shí)用新型的實(shí)施方式。
[0038] 如圖1所示,實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)爐床式升降爐10在爐體20的底部具有利用升降裝 置30進(jìn)行升降的爐床40。在爐床40與升降裝置30的升降臺(tái)部50之間設(shè)有用于使?fàn)t床 40旋轉(zhuǎn)的爐床旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60和用于使?fàn)t床40在上下方向的Omm?IOOmm的范圍內(nèi)沿上下方 向往復(fù)運(yùn)動(dòng)的爐床上下機(jī)構(gòu)70。在爐體20的內(nèi)部配置有用于進(jìn)行加熱煅燒的處理件80。
[0039] 由爐體20構(gòu)成的爐內(nèi)空間例如是內(nèi)徑為900mm、高度為650mm的圓筒形,關(guān)于有 效尺寸、即用于設(shè)置處理物的均熱部分的尺寸,內(nèi)徑是700mm、高度是400mm。如圖1和圖2 所示,在由爐體20構(gòu)成的爐內(nèi)空間內(nèi)配置有三種加熱器、即1個(gè)第1加熱器22、6個(gè)第2加 熱器24以及12個(gè)第3加熱器26。第1加熱器22和第2加熱器24由爐體20的爐頂部28 支承。爐頂部28的厚度例如為150mm。第3加熱器26由爐體20的爐側(cè)壁部29支承。爐 側(cè)壁部29的厚度例如為150mm。第1加熱器22、第2加熱器24以及第3加熱器26均由碳 化娃(SiC)制成。
[0040] 并且,為了高精度地控制爐內(nèi)溫度,多個(gè)熱電偶100配置于爐體20的爐頂部28和 爐側(cè)壁部29。在爐體20的爐頂部28設(shè)置有多個(gè)排氣筒110,利用排氣筒110將因煅燒而 產(chǎn)生的排氣自旋轉(zhuǎn)爐床式升降爐10排出。
[0041] 如圖3(a)和圖3(b)所示,第1加熱器22由U字形的第1發(fā)熱部22h和附著于U 字形的兩端部的第1端子部22t構(gòu)成。第1發(fā)熱部22h的直徑例如為30mm,折返高度(日 文:折*9返L高$ )例如為490mm。第1端子部22t的直徑例如為30臟,長(zhǎng)度(高度)例如 為 280mm。
[0042] 如圖4(a)和圖4(b)所示,第2加熱器24由U字形的第2發(fā)熱部24h和附著于U 字形的兩端部的第2端子部24t構(gòu)成。第2發(fā)熱部24h的直徑例如為30mm,折返高度例如 為290mm。第2端子部24t的直徑例如為30mm,長(zhǎng)度(高度)例如為310mm。
[0043] 如圖5 (a)和圖5(b)所示,第3加熱器26由U字形的第3發(fā)熱部26h和附著于彎 曲且沿水平方向延伸的U字形的兩端部的第3端子部26t構(gòu)成。第3發(fā)熱部26h的直徑例 如為30mm,折返高度例如為255mm。第3端子部26t的直徑例如為30mm,長(zhǎng)度例如為295mm。
[0044] 碳化硅(SiC)制的第1加熱器22、第2加熱器24以及第3加熱器26的發(fā)熱部的 電阻率均為0.07 Ω .cm?0.12 Ω .cm,端子部的電阻率均為0.001 Ω .cm?0.005 Ω .cm。 發(fā)熱部的耗電均為90%以上。
[0045] 能夠推定MoSi2加熱器22的發(fā)熱部的電阻率為大約0.0003 Ω · cm,并能夠推定 端子部的電阻率也為大約0.0003Ω · cm。因而,通過(guò)使端子部的直徑為發(fā)熱部的直徑的兩 倍,能夠使端部的電阻為發(fā)熱部的電阻的四分之一,以不使端子部發(fā)赤熱。發(fā)熱部的耗電為 大約70%。
[0046] 若使發(fā)熱部和端子部的直徑相等,則會(huì)增加機(jī)械強(qiáng)度,并易于更換加熱器。能夠使 碳化硅(SiC)制的加熱器22的發(fā)熱部和端子部的直徑相等。
[0047] 將各種加熱器的額定值例示在下表中。
[0048]
【權(quán)利要求】
1. 一種旋轉(zhuǎn)爐床式升降爐,其包括:爐主體,其在爐底設(shè)有開口部;爐床,其可進(jìn)行升 降;升降機(jī)構(gòu),其用于使?fàn)t床升降;爐床旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),其以恒定速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn);以及爐床上下 機(jī)構(gòu),其用于使?fàn)t床在上下方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng),其特征在于, 在所述爐主體中具有碳化硅加熱器,即SiC加熱器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)爐床式升降爐,其特征在于, 所述碳化硅加熱器的發(fā)熱部為U字形。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)爐床式升降爐,其特征在于, 所述碳化娃加熱器的發(fā)熱部的外徑為16mm?30_。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)爐床式升降爐,其特征在于, 所述碳化硅加熱器的發(fā)熱部的外徑和連接端部的外徑相同。
【文檔編號(hào)】F27D11/00GK204255076SQ201420574995
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】小谷津勝好, 布能龍 申請(qǐng)人:東海高熱工業(yè)株式會(huì)社