電気炉とは？仕組み・種類の違い・マッフル炉との違いと選び方

電気炉とは

炉の中のヒーター（発熱体）に電気を流して熱くし、まわりを断熱材で囲んで熱を逃がさないようにした装置です。炉の中の温度を熱電対で測り、温度調節器がヒーターに流す電気を加減して、決めた温度に保ちます。昇温・保持・冷却をプログラムで自動で回せる機種がほとんどです。

比較ページには、研究所・品質管理・試作・小ロット生産で使う据え置きの電気炉を載せています。製鋼用のアーク炉・誘導炉のような大型の工業炉、注文ごとに作る生産炉、300℃くらいまでの恒温器・乾燥器、陶芸・趣味用の電気窯、家庭用は載せていません。

マッフル炉と電気炉の違い

• マッフル炉は電気炉の一つ。炉の中にヒーターが出ていない作りのものを指す（ヤマト科学の説明）
• ヒーターから出る成分が試料に付きにくいので、微量分析の前処理や灰化に使う
• 名前の「マッフル（muffle）」は、炉体をヒーターで包み込む作りから来ている（同じ説明）

4つの種類

箱型（マッフル炉）

• 前の扉を開けて試料を出し入れする、いちばん基本の形
• 1100〜1150℃級が多く、ヒーターは鉄クロム線などの金属発熱体
• 灰化・強熱減量の試験、試料の焼成、金属・ガラスのアニールに使う

高温炉（1600〜1700℃⁠⁠⁠級）

• 二ケイ化モリブデンなどのヒーターで、1600〜1700℃まで上げる
• セラミックスの焼結やガラスの溶融のように、マッフル炉の温度では足りない試験に使う
• 単相200Vで数kWの電気を使う機種が多い

管状炉・真空ガス置換炉

• 筒形の炉に石英やアルミナの管を通し、管の中にガスを流したり真空にしたりして焼く
• 酸化させたくない試料の焼成や、窒素・アルゴンの中での熱処理に使う
• 炉内を真空にしてガスを入れ替える卓上の置換炉もある。真空ポンプやガスの設備は別に用意する機種が多い

昇降式・ポット炉

• 炉の底（炉床）を下げて試料を載せる昇降式と、上の蓋を開けて入れる円筒形のポット炉
• 熱い試料やるつぼを出し入れしやすい
• 大きいものは炉内500mm角で、三相200Vの電源を使う

温度の見方

最高温度と常用温度

• 最高温度：短い時間なら出せる上限
• 常用温度：ふだん使い続ける温度。使いたい温度が常用温度に収まる機種を選ぶ
• 「常用最高1700℃」のように、常用温度の上限だけを書くメーカーもある

昇温時間

• 室温から決めた温度まで、空の炉で上がる時間。試料を入れると延びる
• 小型の炉は速く、炉内の大きい炉ほど時間がかかる

電源

• 単相200Vで使う機種が多い。炉内の大きい炉や高温炉は電流も大きい
• 大型の昇降式は三相200Vで、設備電力が数十kVAになる
• AC100Vで動くのは、小型・卓上の一部の機種だけ

置く場所と安全

煙と臭い

• 有機物を含む試料を焼くと、煙と臭いが出る
• 脱臭装置・排煙装置・排気ユニットは、オプションで用意しているメーカーが多い

断熱材のRCF

• 断熱材に使うRCF（リフラクトリーセラミックファイバー）は、特定化学物質の管理第2類物質に位置付けられている（ヤマト科学の説明）
• RCFを使わないアルミナファイバに替えた機種もある
• 古い炉の断熱材を交換するときや捨てるときは、扱い方を確かめる

ヒーターの寿命

• SiC（炭化ケイ素）のヒーターは、水蒸気があると酸化が速く進み、寿命が短くなる（畑電機製作所の説明）
• 使い続けると電気抵抗が上がる。メーカーの決めた目安で交換する

出典

• ヤマト科学 マッフル炉 FP313（RCFフリー） https://www.yamato-net.co.jp/product/show/fp313/
• デンケン・ハイデンタル マッフル炉 300/500/1500/3000/5000Plus https://denken-highdental.co.jp/product-riken/muffle-furnace-series/
• 畑電機製作所 エレポット電気炉 https://www.hatadenki.co.jp/elepot/
• 製品の仕様は、比較ページの各製品の公式ページによる