JPS605443B2 - セラミツク製の溶融用坩堝、殊にガラス溶融用坩堝の製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、セラミック製の溶融用柑禍、殊にガラス溶融
用柑禍の製法にあって、セラミック材料を型内へ装入し
て所望の形状にした後にこれを乾燥させる形式のものに
関する。

公知のようにガラス溶融用柑渦及びグラフアィト溶融用
柑禍はガラス又は非鉄金属等を溶融するために使用され
る。

このような容器は従来は手工業的な以下に述べるような
方法によって製造されてし、た。主原料即ちセラミック
材料としては陶士、耐火粘土及びそれらに付加的にグラ
フアィトや炭化珪素を用いている。製造の際には、原料
各成分を混合又はこね機へ装入して水分を与え、均一な
組織とする。続いてこの材料に所定の加工を施した後真
空式連続プレス機へ供給し、所定の長さに切る。この所
定の長さに切った材料は約９〜１０ｋ９の重さであり、
手によって型内へ装入される。

この場合材料内に気泡が生じないように注意する必要が
ある。従来このような方法により、容器底部の圧縮に関
して最良の均一性が得られていた。この方法では、容器
の製造のために必要な材料の２／３の材料がまず型内へ
装入されれる。

次の作業工程では、前の作業工程で型内へ菱入された材
料上へＵ字形の鉄製ヘッドが押付けられる。これにより
材料の一部はＵ字形の鉄製ヘッドの両脚と型との間にお
いて上方へ押出され、これにより、容器底部と該底部付
近の周壁や形成される。この場合、容器の底部の壁厚と
底部附近の周壁の壁厚とが所定の値に保たれるように注
意しなければならない。製造のために必要な材料のうち
の残りの１／３は、さらに別の作業工程で、型内周面と
Ｕ字形の鉄製ヘッド両脚との間の容器周壁上部へ付加す
ることにより、型内へ装入される。容器のための型は、
底のない木製の筒から構成されており、この筒は鉄製リ
ングによって形状を固定されている。この筒は床上に漬
かれ、材料と床とは下に敷いた紙によって分離しておく
。材料が筒の壁に接着することを阻止するために、湿っ
た布を掛けておき「 この布は後の材料成形時に容易に
取去ることができる。型込めした材料は型内に留めてお
いて、更に上から湿った布をかぶせて、急速な乾燥とこ
れによる亀裂の発生を防ぐ。

２週間の内に時間的間隔を置いて６回「ゴム張りの木製
工具で材料の側壁と底部とに打撃を与える。

これによって側壁と底部の材料を良好に圧縮する。型込
め後約３週間ののちに容器は固化するので、容器を型か
ら取出す。

容器の内側及び外側をみがき仕上げして同時に容器の角
を落す。更に布をかけて容器の壁が急速に乾燥するのを
防ぎ、この布は次の週の間に除々に取去る。約２〜３ケ
月後には容器は更に乾燥して固くなるので貯蔵室内へ運
ぶことができる。

この貯蔵室内には６ケ月間貯蔵しておくことが必要であ
り、これによって容器を均一にかつ最終的に乾燥させて
僅かな水分を有するだけにする。これにより容器は使用
することができるようになる。本発明の目的は、セラミ
ック製熔融用柑禍、殊にガラス溶融用土甘禍として用い
られる、底部が閉鎖されていて一方へ開いた容器を機械
的に製造し、しかも従来のように手で製造した容器と少
くとも等しい品質を有するようにし、セラミック材料内
の均一な圧力分配が容器の円筒形の壁部分内でも又底部
内でも蓬せられていて、壁部分と底部との接続部が弱化
しないような製造法を提供することである。

この目的を達成するための本発チｊつ方法の要旨は、セ
ラミック製の溶融用柑禍の製法であって、セラミック材
料を型内へ装入して所望の形状にした後これを乾燥させ
る形式のものにおいて、鉛直方向でプレス作業を行なう
セラミック連続プレス機によってセラミック材料をほぼ
完全に閉鎖された型内へ装入し、この際柑渦の円筒形壁
部分を、型の定置のコアと定置の外壁とを介して押圧成
形し、この直後にセラミック材料の流れを中断すること
ないこ、閉鎖された底部を押圧成形し、このさしＴ「
この底部の押圧成形中に、定置にしてあった型を、コア
を含めて、セラミック材料の装入方向に動かすことにあ
る。

本発明の方法によれば容器の円筒形の壁部分に続いて底
部を押圧成形することができ「 この場合容器の円筒形
壁部分から底部への接続部に何ら問題が生じない。即ち
容器全体はほぼ均一に圧縮されて押圧成形され、従って
容器全体が均一な組織を有することにより、破壊の原因
になるか又は使用時に亀裂を生じるような弱化個所は生
じない。この方法による利点はガラス溶融用柑渦を製造
する場合に特に著しくなり、成形時間を数分間に短縮す
ることができ、しかも機械的故障に基づくキズや、容器
全体における不均一な圧縮乃至不均一な組織に困る弱化
個所の発生は防止されている。本発明の１実施例では、
底部の押圧成形工程の終了時に型と連続プレス機のマウ
スピースとの間に狭幅の環状ギャップを生ぜしめ、この
環状ギャップを通してカッ夕を通過させてこれによって
マウスピース内のセラミック材料から底部を切離す。

この際には連続プレス機は停止させておく。これにより
ープレス作業工程は終了する。型の定置の支承から運動
への移行を、型内の圧力値に関連して制御すると有利で
ある。

これによれば、特に容器の円筒形壁部分と底部との間の
接続部の材料が常に同じ状態で圧縮される。円筒形壁部
分と底部との圧縮の均一性を保証するために、連続プレ
ス機により常に一定の量のセラミック材料を装入するよ
うにするとよい。これによればセラミック材料が均一に
排気される。本発明の製法を実施するための装置は、容
器の製造のための型を有しており、この型は主に、外壁
とコァとから構成されており、更に、連続プレス機を有
しており、この連続プレス機の出口部例えばマウスピー
スには型が当付け可能であり、前記出口部の範囲内には
カッタが配置されている。

この装置によって、まず容器の円筒形の壁部分が押圧成
形され、次いで底部が押圧成形され、底部はその押圧成
形の終了後に型とマウスピースとの間の個所で、マウス
ピース側の材料から切断される。この切断面は容器の底
面をなす。型の外壁及びコアは連続プレス機のマウスピ
ースに対して運動可能に配置されている。

型のコアは連続プレス機のプレステーブルに結合するこ
とができ、また型の外壁を一時的に支えるための定置の
ストッパを設けることができる。このストツパは型の外
壁を定置に保持するので、切離された容器はプレステー
ブル上でプレステーブルと共に降下せしめられる。この
後容器は搬出のためさらに別の装置内に受容されること
ができる。型のコアを支承しているプレステーブルは、
型内の圧力に関連して制御可能な油圧シリンダを有する
降下装置を備えていると有利である。型の外壁の内径は
マウスピースの外径よりも大きくすることもでき、この
場合には容器底部に面するコア端面がマウスピースの出
口平面に迄移動可能になる。

この場合マウスピースと型の外壁との間には僅かな遊び
を設ける必要がある。プレステーブルの外径が、型の外
壁の内径よりも大きく、このプレステーブルが型の壁の
一部を形成していると有利であり、この場合にはプレス
テーブルは型の外壁端縁を受止めてこの外壁を容器の円
筒形の壁部分及び底部の押圧成形中支持する。

次に図示の実施例につき本発明を説明する。

第１図には、上から下へセラミック材料１６を押出す連
続プレス機２のフレームーが示されており、連続プレス
機２は公知の形式でマウスピース３を備えており、この
マウスピース３は上部の横ビーム４の範囲内に配置され
ている。連続プレス機２には更に、プレステｍブル５が
配属されており、このプレステーブル６は、液力シリン
ダ６上に上下動可能に支承されている。プレステーブル
５を上下動させるための世御装置は図示されていない。
セラミック材料はマウスピース３を介して型内へ押出さ
れるが、この型は、外壁７とコア８とから構成されてお
り、このコア８はプレステーフル５上に支承されていて
これに固定されている。

外壁７もプレステーブル５に支承することができる。外
壁７は運動可能に配置されている。この外壁７はプレス
テーブル５によってマウスピース３へ押付けることがで
き、またギャップ９を形成するために降下させることが
でき、ギャップ９が形成されるとカッター０がこのギャ
ップ９の所に露出したセラミック材料を切断するように
運動することができる。コア８を有するプレステーブル
５は第１図においては降下位置で示されており、円筒形
の壁部分１２と閉鎖された底部１３とを有する容器１１
は降下位置へ下げられており、この結果容器１１は外壁
７から離れており、この後容器は搬出のため図示されて
いないさらに別の装置内に受容されらる。

第２図、第３図及び第４図には、円筒形の壁部分１２と
閉鎖された底部１３とを有する容器１１の製法の各ステ
ップが示されている。

第２図に示されているように液力シリンダ６を介してプ
レステーブル５を矢印１４の方向で上方へ移動させて連
続プレス機２のマウスピース３に外壁７が当俵するよう
にする。図面の簡略化のために連続プレス機２と搬送ス
クリュー５は端部だけが図示されている。コア８はこの
走入位置に適合するようにプレステーブル５に固定され
ている。外壁７、コア８及びプレステーブル５により形
成された閉鎖された型内へ〜排気して圧縮したセラミッ
ク材料１６を矢印で示したように押込む。

この場合型は既に排気してあり、このため円筒形の壁部
分１２を成形する型部分には全周にわたって完全に隙間
なくセラミック材料１６が袋入される。円筒形の壁部分
１２を成形するこの型部分へのセラミック材料１６の袋
入が終わると直ちに、液力シリンダ６の鉄止を解除する
。これによってプレステーブル５を、第２図及び第３図
からも判るようにコア８及び外壁７と一緒に、所定の僅
かな値だけ降下させる。この間にもセラミック材料は容
器底部１３の押圧成形のためにマウスピース３から供給
し続ける。この僅かな降下位置において必要な大きさの
ギャップ９を形成し、プレステーブル５を再び錠止し、
この後カッタ１０を通過させて容器１ １の底部１３の
下面を上部のセラミック材料から切離す。この場合型の
外壁７は定置のストツバ１７に当接しており、外壁７は
このままこの所に留まり、他方プレステーブル５は更に
下方へ降下させ第４図に示された位置迄下げる。この後
に容器１１は搬送のために図示されていないさらに別の
装置に受容される。続いて、コア８を有するプレステー
ブル５を再び上方へ移動させる。この際プレステーブル
５はまず型の外壁７を受止めてストッバ１７から特上げ
、この結果型がマウスピースに対して押付けられる。次
いで新たに上記の作業工程が繰返される。本発明におい
て用いられるセラミック材料の押出しに使用されるセラ
ミック材料連続プレス機２は押出圧力一定に設計されて
おり、この押出圧力は可変でなく、一定である。

ところで容器の円筒形壁部分を押圧成形する場合、コア
８及び外壁７の壁面に沿って比較的大きな摩擦が発生し
、ひいてはまたこの摩擦に基いて大きな壁期断応力が発
生する。

それというのはセラミック材料は型のコァ８と外壁７と
の間の間隙内において、上記の摩擦に抗して、下方へ押
圧されるからである。摩擦に基くこの壁製断応力は押出
圧力に対して逆向きに作用する。従って高い壁期断応力
は、容器の円筒形壁部分におけるセラミック材料の圧縮
度を、当該セラミック連続プレス機自体の構造乃至設計
上可能である筈の圧縮度よりも減少させるように働く。
ところで、円筒形壁部分１２の押圧成形が終って底部１
３の押圧成形が行なわれるさし、に、型の外壁７及びコ
ア８が、ひき続き静止しているものと仮定すると、この
底部１３の押圧成形の場合には、大きな横断面に著しく
僅かな壁期断応量しか発生しない。

それというのは、連続的なセラミック材料が底部１３の
全横断面にわたって充填されるさし、、型（外壁７）内
壁面の僅かな一部分が相応して僅かな壁製断応力を発生
させるに過ぎないからである。この僅かな壁敷断応力は
、セラミック連続プレス機によって可能な圧縮度を殆ん
ど減少させず、その結果容器の底部１３は円筒形壁部分
１２に比して著しく強く圧縮されることになる。これに
より底部１３は円筒形壁部分１２よりもより高い圧縮度
を有し、円筒形壁部分１２は底部１３よりもより低い圧
縮度を有する結果になる。このことは、該容器が溶融用
柑禍、殊にガラス溶融用柑増として用いられるさし、極
めて有害である。それというのは「円筒形壁部分１２と
底部１３との接続部に、破壊に導く裂目及び溶融物によ
る穿孔を生じる危険性があり、その結果当該容器はたん
に使用不能になるばかりでなく、溶融物流出を発生させ
ることになるからである。以上の理由から「柑禍の底部
１３及び円筒形壁部分１２が均一な圧縮度を有すること
、要するに底部１３及び円筒形壁部分１２が均一な組織
を有することは極めて重要である。

本発明によれば、底部１３の圧縮度が筒形壁部分１２の
圧縮度とほぼ等しい圧縮度になるようにするため、型の
外壁７及びコア８が柑塙の底部１３の押圧成形中に、セ
ラミック材料の押出方向に動かされる。

これにより柑禍は全体として均一な圧縮度、ひいては均
一な材料組織をえ、従ってまた良好な耐熱性を有するこ
とができる。本発明の方法を実施する装置は図示の実施
例とは異なるように構成されることもでき、例えば、コ
ア８自体も矢印１４の方向でセラミック材料内へ走入可
能にすることができる。

更に、型の外壁７の内径がマウスピース３の外径よりも
僅かに大きいようにすることもできる。この場合には、
外壁７はコア８と共にマウスピ−ス３の範囲内へ深く走
入することができる。本発明によれば、閉鎖された底部
を有する一方に開いた容器を短時間で連続的に製造する
ことができ、同時に、円筒形の壁部分１２と底部１３と
の間のセラミック材料の均一な圧縮が得られる。

壁部分と底部との接続部には何ら問題が生じない。ほぼ
１日かかる成形時間は数分間に短縮される。本発明によ
れば、約６０仇吻〜１５０仇蛇の直径と約６物枕〜１２
０脚の壁厚を有するガラス溶融用柑渦を製作可能である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の製造装置の正面図、第２図
は第１図の製造装置の１作業ステップを示す部分図、第
３図は別の作業ステップを示す部分図、第４図は更に別
の作業ステップを示す部分図である。 １・・・フレーム、２・・・連続プレス機、３・・・マ
ウスピース、４…横ビーム、５…プレステーブル、６…
液力シリンダ、７…外壁、８・・・コア、９…ギャップ
、１０・・。 カッタ、１１…容器、１２…壁部分、１３・・・底部、
１４・・・矢印、１５・・・搬送スクリユ、１６・・・
セラミック材料、１７・・・ストツパ。Ｆ「９．７Ｆね
．２ Ｆゆ３ Ｆ均．く

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ セラミツク製の溶融用坩堝の製法であって、セラミ
   ツク材料を型内へ装入して所望の形状にした後これを乾
   燥させる形式のものにおいて、鉛直方向でプレス作業を
   行なうセラミツク連続プレス機によってセラミツク材料
   をほぼ完全に閉鎖された型内へ装入し、この際坩堝の円
   筒形壁部分を、型の定置のコアと定置の外壁とを介して
   押圧成形し、この直後にセラミツク材料の流れを中断す
   ることなしに、閉鎖された底部を押圧成形し、このさい
   、この底部の押圧成形中に定置にしてあった型を、コア
   を含めて、セラミツク材料の装入方向に動かすことを特
   徴とする、セラミツク製の溶融用坩堝の製法。