[发明专利]热循环和安全性提高的耐火材料容器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于粉末或部件等的高温热处理的耐火材料容器，更详细而言，涉及一种如下耐火材料容器，其在装载于工业用炉内部或在移动时提高移动的直进性且没有晃动，因此不会产生破损或颠覆事故并且容易保持间距，在热处理中热及气体的循环均匀且顺畅。

背景技术

根据高新电子产业所需的铁氧体、冷凝器、压敏电阻器、PCT、MLCC等电子部件的烧成、金属或陶瓷粉末成型产品的烧成、金属及陶瓷粉末的热处理等需要以高温进行热处理的物品，使用台车炉（Car Kiln）、辊道炉（Roller Hearth Kiln）、隧道型连续式炉、推进（Pusher）型连续式炉、真空烧结炉、升降型炉等多种热处理炉。

如上所述的热处理炉中为了容纳如部件或粉末的被烧成物并在高温下安全且均匀地进行热处理而使用耐火材料容器。作为这种耐火材料容器，较多使用四边形状的耐火材料容器，但是也使用圆形的耐火材料容器，除了“耐火材料容器”的名称之外，还被称为坩埚、匣钵（Box Sagger）、托盘（Tray）、炉缸（Crucible）、装窑窑具（setter）等。

作为代表性连续式炉的辊道炉的情况下，如图5所示，炉本身的长度为20～100m左右，从炉的入口开始由预热带170、烧成带180及冷却带190构成，并且排列有氧化铝或碳化硅材质的长管形态的辊（Roller）160，以便使耐火材料容器相对于辊道炉的总长朝向单方向连续移动。

随着这种辊160以恒定速度旋转，耐火材料容器在炉内部向单方向移动并经过预热带170和温度较高区间的烧成带180，由此被烧成物130被热处理，并经由冷却带190而被冷却。

此时，如图7所示，耐火物容器在辊160上排列1列到4列并连续移动，考虑热循环等来调节耐火材料容器之间的间隔。

另外，作为代表性非连续性炉的台车炉的情况下，如图4所示的形态，由装载耐火材料容器的台车150及热处理炉主体140构成。

以如下方式进行操作，即在台车150上装载装有被烧成物130的耐火材料容器，并推入炉主体140内之后，将主体140的温度升温至高温来进行热处理，之后再冷却炉主体140后拉出台车150。

此时，为了热循环及均匀的热处理，在台车150上隔着一定间隔来排列耐火材料容器，在其上重叠多层耐火材料容器来层叠。

除所述辊道炉及台车炉之外，隧道型连续式炉、推进型连续式炉、真空烧结炉、升降型炉等其他热处理炉中也以类似方式使用耐火材料容器。

另外，耐火材料容器通常经过以下工序来制造。

此时，作为制造原料使用氧化铝（Alumina）、二氧化硅（Silica）、氧化镁（Magnesia）、莫来石（Mullite）、高岭土（Kaolin）、粘土（Clay）、滑石（Talc）、尖晶石（Spinnel）、耐火粘土（Chamotte）、堇青石（Cordierite）等陶瓷原料，这些原料的主要成分为Al₂O₃、SiO₂及MgO等。

将这些原料粉碎成为数微米到数毫米颗粒大小的粉末来使用。

制造耐火材料容器的工序有冲压法和注入成型法。

其中，冲压法中，根据基于欲制造的耐火材料容器所需的特性（用途、使用温度、产品形状、强度等）的混合比，计量粉末状的各原料之后，为了对利用混合机混合均匀的原料粉末赋予用于成型的结合力，而添加原料重量的1～10%的水分，为了提高结合力、增加粘度、提高剥离性、提高润滑性等而添加聚乙烯醇、羧甲基纤维素、甲基纤维素等粘合剂和润滑剂及剥离剂等。

如此，准备添加有水分及添加剂的原料混合物，制作可形成四边形或圆形的容器形态的模具，安装在液压压力机、摩擦压力机、震动压力机等可施加高压的压力机之后，在模具内部投入添加有水分及添加剂的原料混合物并用压力机加压来成型四边形、圆形等的耐火材料容器。

将如此成型的生坯投入干燥机，在50℃以上的温度下干燥12小时左右，使生坯内的水分含量在1%以内。

将如此干燥的生坯，在炉内在1200～1700℃的温度下烧成2小时以上，通过原料粉末的烧结及热化学反应形成为具有一定强度的耐火材料容器。

另外，注入成型法中，根据基于欲制造的耐火材料容器所需的特性（用途、使用温度、产品形状、强度等）的混合比，计量粉末状的各原料之后，利用混合机混合均匀，对已混合的原料粉末添加10～20%的水分、分散剂、结合剂等，并用搅拌机进行搅拌来形成为粘性液体。