[發明專利]加熱爐

有效

• 申請號: 201710562311.0
• 申請日: 2017-07-11
• 公開（公告）號: CN107606953B
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 乙坂哲也
• 申請（專利權）人: 信越化學工業株式會社
• 主分類號: C03B5/027
• 分類號: C03B5/027;F27D11/02;C03B20/00;C03B37/029
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

本發明提供可良好地維持加熱器與電極之間的接觸狀態的加熱爐。其中，螺栓的桿貫穿于貫通加熱器的貫穿孔，將螺栓的桿進一步插入于在電極棒的頂端面設置的孔而對螺栓進行緊固，從而加熱器和電極棒被緊固連結起來，該加熱爐具備第1墊圈和第2墊圈，在螺栓的支承面與電極的頂端面之間的間隔L₀、螺栓的長度方向的線膨脹系數α₀、加熱器的貫穿孔的形成部分的厚度T_H、厚度方向的線膨脹系數α_H、第1墊圈的厚度T_B、厚度方向的線膨脹系數α_B、第2墊圈的厚度T_E、厚度方向的線膨脹系數α_E、加熱器與電極之間的緊固連結部分的溫度上升量ΔT時，滿足|L₀·α₀?(T_H·α_H+T_B·α_B+T_E·α_E)|·ΔT≤0.15(T_B+T_E)。

技術領域

本發明涉及在合成石英玻璃的制造加工工序、光纖的拉絲工序等中進行加熱時所使用的加熱爐，尤其是涉及加熱器和電極被螺栓緊固連結的加熱爐。

背景技術

在合成石英玻璃的制造加工工序、光纖的拉絲工序等中廣泛應用的石墨加熱器由各向同性石墨、C/C復合材料那樣的石墨系的原材料形成，能夠在非活性氣體氣氛中獲得1000℃～2500℃程度的溫度。

為了向這樣的加熱器供給電流，需要將電極與加熱器連接。作為在1000℃～2500℃程度的高溫下具有導電性、不熔融、且不與氣氛氣體發生反應的電極的材料的選項，可與加熱器同樣地列舉出各向同性石墨、C/C復合材料那樣的石墨系的原材料。

另外，為了將加熱器和電極連接，需要螺栓等緊固連結部件，該緊固連結部件也暴露于高溫，因此，作為緊固連結部件的材料，通常，與加熱器、電極同樣地選擇各向同性石墨、C/C復合材料那樣的石墨系的原材料。也可選擇鎢等高熔點金屬，但由于在溫度的作用下引起炭化、由用作非活性氣體的氮導致的氮化，因此，通常不選擇鎢等高熔點金屬。

為了提高加熱器與電極之間的密合度、減輕接觸電阻，通常，在加熱器與電極之間配置墊圈。該墊圈要求導電性·壓縮復原性·耐熱性，因此，大多使用滿足這些要件的膨脹石墨片材。出于對緊固時的應力集中進行緩和的目的，在螺栓的支承面與加熱器之間也插入有墊圈，在此也大多使用膨脹石墨片材，對于這些墊圈，未必要求導電性，因此，也可以使用陶瓷系的片材等沒有導電性的材質。

發明內容

發明要解決的問題

在反復進行加熱器的升降溫期間，存在螺栓松動、或螺栓斷裂的情況。在螺栓松動的情況下，加熱器與電極之間的接觸變差而電壓產生變動，若松動進一步惡化，則在加熱器與電極之間產生火花而產生黑煙，爐內和被加熱物被明顯污染。另外，在螺栓斷裂了的情況下，完全無法通電、或根據狀況而產生火花，以至于與螺栓松動的情況同樣的結果。

在螺栓使用了與加熱器同一材質的各向同性石墨的情況下，存在易于產生螺栓的斷裂的傾向。另外，在為了防止此傾向而使用了強度優異的C/C復合材料的螺栓的情況下，雖然難以產生螺栓的斷裂，但隨著反復進行升降溫，螺栓易于產生松動，因此，需要定期的重新緊固，若對此疏忽，則有可能產生火花而對爐內造成污染。

本發明的目的在于提供一種可長期地且良好地維持由碳等脆性材料形成的加熱器與電極之間的接觸狀態的加熱爐。

用于解決問題的方案