[发明专利]烧成体的制造方法及用于该方法的烧成炉

说明书

技术领域

本发明涉及烧成体的制造技术，更具体而言涉及用于由蜂窝形状的生坯成型体（グリーン成形体）制造该形状的烧成体的方法及用于该方法的烧成炉。

背景技术

以往，蜂窝过滤器结构体作为DPF（柴油微粒过滤器，Diesel particulate filter）用等而广为人知。该蜂窝过滤器结构体通过将用挤出机制造的生坯成型体的一部分贯通孔的一端侧用封口材料封住，同时将剩余的贯通孔的另一端侧用封口材料封住，然后将其烧成从而来制造。专利文献1中公开了用于制造陶瓷制品的连续加热炉。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表平9-502012号公报。

发明内容

但是，DPF用的蜂窝过滤器结构体一般以在具有刚性的壳体中收容的状态使用。蜂窝过滤器结构体的尺寸精度低时，容易产生由于热应力等而导致在蜂窝过滤器结构体上发生龟裂等的不良情况。因此，在将生坯成型体烧成的过程中，要求尽可能不发生变形。

本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的是提供在蜂窝形状的生坯成型体的烧成过程中能够充分抑制成型体变形，且可以制造尺寸精度高的烧成体的方法以及用于该方法的烧成炉。

本发明人对于蜂窝形状的生坯成型体的烧成条件进行了反复深入研究，结果实验发现，在将烧成炉内升温的过程中，在达到比较高的温度条件（例如900℃）之前，即使有机物在成型体内残留，也可获得合适的烧成体，由此完成了以下的本发明。

本发明提供了一种方法，其为由蜂窝形状的生坯成型体制造该形状的烧成体的方法，包括如下工序：制备含有无机化合物、有机粘结剂和溶剂的混合物的原料制备工序，将混合物成型而获得生坯成型体的成型工序，一边将氧浓度1~5体积%的气体导入到收容了生坯成型体的炉内一边升高炉内的温度，获得残留有含碳物质的成型体的第1加热工序，在第1加热工序之后，在炉内不导入氧浓度1~5体积%的气体而进一步升高炉内的温度，获得烧成体的第2加热工序，其中，设定第1加热工序的处理条件，使得在存在氧的900℃的气氛下放置第1加热工序后的成型体时，该成型体的中心部的温度比炉内的气氛的温度高20℃以上。

本发明的成型体的制造方法包括获得残留有规定量的含碳物质（有机粘结剂或将其加热而生成的物质）的成型体的第1加热工序。在第1加热工序中，通过向炉内导入氧浓度比空气低的气体（氧浓度1~5体积%），可以防止有机粘结剂早期燃烧，在第2加热工序中，可以在即将发生无机化合物烧结之前使足以保持成型体形状的量的含碳物质残留。由此，在由生坯成型体获得烧成体的过程中，可以充分抑制成型体变形，可以制造尺寸精度高的烧成体。

在上述方法中，优选的是，在炉内的气氛温度达到500~900℃的时刻，停止将氧浓度1~5体积%的气体导入到炉内，结束炉内的氧浓度控制。结束第1加热工序的炉内气氛的温度可以设定在500~900℃的范围内。在第2加热工序中，只要存在用于使成型体内残留的含碳物质燃烧的氧即可，可以不特别地控制炉内的氧浓度。

本发明提供了一种烧成炉，其包括：收容成型体的炉主体，将炉主体内的气氛加热的第1加热装置，将包含含碳物质的气体加热而使该物质燃烧的第2加热装置，连通炉主体的气体出口与第2加热装置的第1配管，连通第2加热装置与炉主体的气体出口的第2配管，根据炉主体内的气体中包含的含碳物质的量，控制通过第1配管供给到第2加热装置的气体的流量的装置。

上述烧成炉可以通过第1配管和第2配管使炉主体内的气体循环。可以在通过第1和第2配管构成的循环路径的中途配设第2加热装置。由于具备这种循环路径，通过第2加热装置，将从炉主体排出的气体中包含的含碳物质燃烧。由此，该气体中所包含的氧被消耗，可以使氧浓度下降至1~5体积%的范围，可以通过第2配管将该气体返送到炉主体内。

根据上述燃烧炉，通过第2配管，将第2加热装置中获得的氧浓度比空气低的气体（氧浓度1~5体积%）返送到炉主体内，由此可以防止有机粘结剂早期燃烧，可以在即将发生无机化合物烧结之前使足以保持成型体形状的量的含碳物质残留。由此，在将生坯成型体烧成的过程中可以充分抑制成型体变形，可以制造尺寸精度高的烧成体。需要说明的是，例如，通过调节经由第1配管供给到第2加热装置的气体的流量，可以调整通过第2配管返送到炉主体中的气体的氧浓度。

上述燃烧炉优选进一步包括测定炉主体内的气体中所包含的含碳物质的量的装置。通过采用所述装置，即使在改变形成生坯成型体的原料的组成的情况下，也能充分正确地把握应供给第2加热装置的气体的流量。

发明效果