JP2020121767A - High temperature container with flange part - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蛍光Ｘ線分析用のガラスビードや溶融ガラス等を製造するためのフランジ部付の高温用容器に関する。特に、前記用途において、繰返し使用されても変形や破損が生じ難い高温用容器に関する。 The present invention relates to a high temperature container with a flange for producing glass beads, molten glass, etc. for X-ray fluorescence analysis. In particular, the present invention relates to a high temperature container which is hardly deformed or damaged even if it is repeatedly used.
例えば、蛍光Ｘ線分析用のガラスビード製造の際のビード皿等において、鍔状のフランジ部を有する高温用容器が用いられている。ビード皿は、セラミックス、ガラス、セメント等を蛍光Ｘ線装置で分析するためのサンプル（ガラスビード）を製造するための容器である。ガラスビードは、セラミックス等の分析物が収容されたビード皿を、高周波加熱コイルを備えるガラスビード作成装置（ビードサンプラー）で加熱処理して製造される。このとき、ガラスビード作成装置の高周波加熱コイルの上面に、セラミック製スレート板等を介してビード皿のフランジ部を載置して固定する。これにより、容器本体部分がコイル内に吊るされた状態で固定される。そして、ビード皿のセット後、コイルを通電し高周波加熱で分析物を溶融し、凝固することでガラスビードが製造される。 For example, a high temperature container having a flange-shaped flange portion is used in a bead dish or the like when manufacturing glass beads for fluorescent X-ray analysis. The bead tray is a container for producing a sample (glass bead) for analyzing ceramics, glass, cement and the like with a fluorescent X-ray apparatus. The glass beads are manufactured by heating a bead dish containing an analyte such as ceramics with a glass bead making device (bead sampler) equipped with a high-frequency heating coil. At this time, the flange portion of the bead dish is placed and fixed on the upper surface of the high-frequency heating coil of the glass bead making device via a ceramic slate plate or the like. As a result, the container body is fixed in a state of being suspended in the coil. Then, after setting the bead dish, the coil is energized to melt the analyte by high-frequency heating and solidify to produce a glass bead.
ビード皿のような高温用容器は、複数回使用されるのが通常であるので、急熱・急冷のサイクルの繰返しによる変形や破損の発生が懸念される。そこで、従来の高温用容器は、構成材料として白金系材料が使用されている。強化白金等の白金系材料は、クリープ破断強度が高く高温下でも耐久性が良好であることから、高温用容器の変形等の抑制に寄与できると考えられているからである。例えば、特許文献１には、強化白金と称される分散強化型白金材料を主要な構成材料とするビード皿が記載されている。 Since a high temperature container such as a bead tray is usually used a plurality of times, there is a concern that deformation or damage may occur due to repeated rapid heating/cooling cycles. Therefore, the conventional high temperature container uses a platinum-based material as a constituent material. This is because platinum-based materials such as reinforced platinum have high creep rupture strength and good durability even at high temperatures, and are considered to be able to contribute to suppression of deformation of the high-temperature container. For example, Patent Document 1 describes a bead dish whose main constituent material is a dispersion-strengthened platinum material called strengthened platinum.
しかしながら、上記のように適切な材料選定がなされた高温用容器であっても変形等が生じることがある。ビード皿においては、繰返し使用の結果、フランジ部のフランジ面に歪み・波打ち等の変形やクラック（割れ）が発生することがある。白金系材料という高価な素材を使用する高温用容器において、そのような変形や破損によって使用不可になることは、部材コスト面から好ましくない。 However, even a high-temperature container for which an appropriate material is selected as described above may be deformed. In the bead tray, as a result of repeated use, the flange surface of the flange portion may be distorted, wavy, or otherwise deformed or cracked. In a high temperature container that uses an expensive material such as a platinum-based material, it is not preferable from the viewpoint of member cost that it becomes unusable due to such deformation or damage.
本発明は、以上のような背景のもとなされたものであり、ビード皿やルツボ等のフランジ部を有する高温用容器であって、加熱・冷却の繰返し負荷に対する耐久性が従来技術より高く、変形・破損の発生頻度が低減されたものを提供することを目的とする。 The present invention has been made based on the background as described above, and is a high temperature container having a flange portion such as a bead plate or a crucible, which has higher durability against repeated load of heating and cooling than the prior art, It is an object of the present invention to provide a product with a reduced frequency of deformation and damage.
ビード皿等のフランジ付の高温用容器において、フランジ面に発生する変形や破損は、基本的に急熱・急冷の際に発生する熱応力に要因があると考えられる。従来の高温用容器は、材質面の適正化によって熱応力の問題に対処しているが、それでも変形等の抑制効果は十分ではなかった。ここで、本発明者等は、それら変形等の原因は、加熱時及び冷却時における温度分布の不均一性にあると考察した。 In a high temperature container with a flange such as a bead tray, the deformation and damage occurring on the flange surface are considered to be basically due to the thermal stress generated during rapid heating/quenching. Conventional high-temperature containers address the problem of thermal stress by optimizing the material surface, but the effect of suppressing deformation is still insufficient. Here, the present inventors have considered that the cause of such deformation is the non-uniformity of the temperature distribution during heating and cooling.
ビード皿を例に説明すると、ビード皿は使用時において、高周波加熱コイルによって加熱される。高周波加熱コイルによる加熱（高周波誘導加熱）は、コイル形状や電流印加条件等によって、容器本体に対する温度ムラが生じることがある。また、高周波加熱時にはコイル自体は発熱していないので、フランジ部が加熱されることはない。そのため、加熱された容器本体と加熱されていないフランジ部との間においても温度ムラが生じる。こうした容器本体における温度ムラや、容器本体とフランジ部との間に生じる温度ムラが発生すると、固定されているフランジ面に熱応力が集中して変形・破損が生じ易くなる。 Taking the bead dish as an example, the bead dish is heated by the high-frequency heating coil during use. The heating by the high-frequency heating coil (high-frequency induction heating) may cause temperature unevenness with respect to the container body depending on the coil shape, current application conditions, and the like. Further, since the coil itself does not generate heat during high frequency heating, the flange portion is not heated. Therefore, temperature unevenness occurs between the heated container body and the unheated flange portion. When such temperature unevenness occurs in the container body or temperature unevenness occurs between the container body and the flange portion, thermal stress concentrates on the fixed flange surface, and deformation and damage are likely to occur.
上記のような温度分布の不均一性は、ある程度は低減できるものの完全に解消することは難しい。そして、このようにして生じる変形・破損は、構成材料の最適化のみでは抑制し難い。そこで、本発明者等は、ビード皿等の高温用容器の構造、特に、フランジ部の構造について好適なものについて検討した。そして、本発明者等は、フランジ部における応力を緩和するため、所定形状のスリットを形成することを見出し本発明に想到した。 The nonuniformity of the temperature distribution as described above can be reduced to some extent, but it is difficult to completely eliminate it. The deformation/damage thus generated is difficult to suppress only by optimizing the constituent materials. Therefore, the present inventors have examined suitable structures for a high temperature container such as a bead dish, especially a flange structure. Then, the present inventors have found that a slit having a predetermined shape is formed in order to relieve the stress in the flange portion, and arrived at the present invention.
即ち、本発明は、上方に開口を有する有底筒状の容器本体と、前記開口の外周囲付近に形成された鍔状のフランジ部とからなる高温用容器において、前記フランジ部のフランジ面に、フランジ部の外周縁から前記開口方向に延伸するスリットが形成されており、前記スリットは、その先端に該スリットの幅ｈ以上の半径Ｒの円孔を備えることを特徴とする高温用容器である。 That is, the present invention is a high temperature container comprising a bottomed cylindrical container body having an opening at the top, and a flange-shaped flange portion formed near the outer periphery of the opening, in the flange surface of the flange portion. In the high temperature container, a slit extending from the outer peripheral edge of the flange portion in the opening direction is formed, and the slit has a circular hole having a radius R of at least the width h of the slit at the tip thereof. is there.
以下、本発明に係る高温用容器について詳細に説明する。本発明における高温用容器とは、容器本体が６００℃以上に加熱されることを前提とする容器であって、溶融・溶解による状態変化や化学反応を生じさせる目的物質と収容する容器本体と、フランジ部で構成される容器である。具体的には、蛍光Ｘ線分析用のガラスビードを製造するためのビード皿、ルツボ等である。 Hereinafter, the high temperature container according to the present invention will be described in detail. The high temperature container in the present invention is a container that is premised on that the container body is heated to 600° C. or higher, and a container body that contains a target substance that causes a state change or a chemical reaction due to melting/dissolving, It is a container composed of a flange portion. Specifically, it is a bead plate, a crucible or the like for manufacturing glass beads for fluorescent X-ray analysis.
また、本発明は、光学ガラス等のガラス材料を製造するためのガラス溶解槽にも適用される。ガラス溶解槽も上部にフランジを備えるものが使用されることがある。そして、ガラス溶解槽においても、溶融ガラスを製造・調製する際、原料（ガラスカレット）の投入時における温度ムラ等に起因する変形問題が生じることがある。本発明は、このようなガラス溶解槽にも適用される。 The present invention is also applied to a glass melting tank for manufacturing glass materials such as optical glass. A glass melting tank having a flange on its top may be used. Even in the glass melting tank, when producing and preparing molten glass, a deformation problem may occur due to temperature unevenness or the like when the raw material (glass cullet) is charged. The present invention is also applied to such a glass melting tank.
上記のとおり、本発明に係る高温用容器は、有底筒状の容器本体と、容器本体の外周囲に形成されたフランジ部とで構成される。この高温用容器の構成は、フランジ部に所定のスリットが形成されていることを除き、従来の高温用容器の構成と同様である。 As described above, the high temperature container according to the present invention includes the bottomed tubular container body and the flange portion formed on the outer periphery of the container body. The structure of this high temperature container is the same as that of the conventional high temperature container except that a predetermined slit is formed in the flange portion.
容器本体は、溶融・溶解・化学反応等の処理目的物を収容するための部位であり、上部が開口した有底の筒体である。その寸法及び形状は、当該高温用容器の種類・用途に応じて設定される。この寸法及び形状は、従来品と同様である。 The container body is a portion for accommodating a processing object such as melting, melting, and chemical reaction, and is a bottomed cylinder having an open top. The size and shape are set according to the type and application of the high temperature container. This size and shape are the same as the conventional product.
本発明では、容器本体の開口の外周付近に鍔状のフランジ部が形成されていることを必須とする。フランジ部は、高温用容器の種類によって様々な機能を有する。例えば、ビード皿におけるフランジ部は、試料を収容したビード皿を、ビードサンプラー内の高周波加熱コイルにセットするときの係止部材として作用する。また、ガラス溶解槽等の溶解槽（溶融槽）では、容器本体から飛散・浮遊した内容物と、容器本体の外周付近の構造物（耐火物）との反応を抑制するためのカバー部材として機能する。本発明のフランジ部とは、これらのような機能の内容・有無に依らず、容器本体の開口の外周付近に形成された鍔状の部位である。尚、フランジ部は、容器本体の開口側の端部から鍔状に延設されたもの（後述の図１、図２（ａ）参照）の他、容器本体の開口側の端部から少し離隔した位置で鍔状に延設されたもの（後述の図２（ｂ）参照）であっても良い。 In the present invention, it is essential that a flange-shaped flange portion is formed near the outer periphery of the opening of the container body. The flange portion has various functions depending on the type of high temperature container. For example, the flange portion of the bead dish acts as a locking member when the bead dish containing the sample is set on the high-frequency heating coil in the bead sampler. Also, in a melting tank (melting tank) such as a glass melting tank, it functions as a cover member to suppress the reaction between the contents scattered and suspended from the container body and the structure (refractory) near the outer circumference of the container body. To do. The flange portion of the present invention is a flange-shaped portion formed near the outer circumference of the opening of the container body regardless of the presence or absence of these functions. In addition to the flange extending from the opening-side end of the container body in a brim shape (see FIGS. 1 and 2(a) to be described later), the flange is slightly separated from the opening-side end of the container body. It may be extended in a brim shape at the above position (see FIG. 2B described later).
そして、本発明では、フランジ部のフランジ面にスリットが形成されていることを特徴とする。スリットは、フランジ部の外周縁から容器本体の開口方向に延伸し、フランジ部の厚さ方向で貫通する溝である。スリットは、高温用容器の加熱及び冷却のサイクルで生じる熱応力による影響を緩和することで、フランジ部の変形や破損を抑制する。 The present invention is characterized in that a slit is formed on the flange surface of the flange portion. The slit is a groove extending from the outer peripheral edge of the flange portion in the opening direction of the container body and penetrating in the thickness direction of the flange portion. The slit suppresses the deformation and damage of the flange portion by mitigating the effect of thermal stress generated in the heating and cooling cycles of the high temperature container.
ここで、フランジ部に形成されたスリットの構成について、図１〜図３と共に説明する。図１は、本発明に係る高温用容器の一例であるビード皿の外観を示す図である。図１のビード皿は、フランジ部のフランジ面に３本のスリットが形成されている。 Here, the configuration of the slit formed in the flange portion will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a view showing the outer appearance of a bead plate which is an example of a high temperature container according to the present invention. The bead plate of FIG. 1 has three slits formed on the flange surface of the flange portion.
また、図２は、本発明に係る高温用容器の他の例である溶解ルツボの外観を示す図である。図２（ａ）は、容器本体の開口側端部から鍔状に延設されたフランジ部を有するルツボであり、図２（ｂ）は、容器本体の開口側の端部より下方の位置に形成されたフランジ部を有するルツボである。図（ｂ）のルツボは、容器内の溶解物（溶湯）を鋳型等に傾注する際、湯切れを良くするために開口部の先端を薄くするため、フランジ部を下方にずらしている。そして、この図２のルツボでも、フランジ部のフランジ面に３本のスリットが形成されている。図１、図２で示すように、各スリットは、フランジ部の外周縁からストレートに延びたものが好ましい。 In addition, FIG. 2 is a diagram showing an appearance of a melting crucible which is another example of the high temperature container according to the present invention. FIG. 2(a) is a crucible having a flange portion extending in a flange shape from the opening side end portion of the container body, and FIG. 2(b) is a position lower than the opening side end portion of the container body. It is a crucible having a formed flange portion. In the crucible of FIG. (b), when the melted material (molten metal) in the container is poured into the mold or the like, the flange portion is shifted downward in order to thin the tip of the opening in order to improve the drainage of the molten metal. Also in the crucible of FIG. 2, three slits are formed on the flange surface of the flange portion. As shown in FIGS. 1 and 2, each slit preferably extends straight from the outer peripheral edge of the flange portion.
図３は、スリットの形状に関して詳細を説明する図である。このスリットは、その先端に連通して半径Ｒの円孔を有する。かかる円孔を形成するのは、スリット先端を起点とするクラック発生を抑制するためである。例えば、図４のように、スリット先端が矩形となり角がある場合（図４（ａ））、スリット先端が先細りになっている場合（図４（ｂ）等においては、スリットの角部分や先端部に応力集中によってクラックが発生し易くなる。そこで、スリット先端部を円形とすることで、スリット先端への応力を分散してクラック発生を抑制する。このスリット先端の円孔は、スリットの幅ｈの１／２倍以上の半径Ｒ（Ｒ≧（１／２）ｈ）を有する。好ましくは、円孔の半径Ｒがスリットの幅ｈの１／２倍超（Ｒ＞（１／２）ｈ）であり、円孔の幅（直径）がスリットの幅より幅広となっていること好ましい。より好ましくは、Ｒはスリットの幅ｈの０．６倍以上（Ｒ≧０．６ｈ）とする。尚、円孔の半径Ｒの上限は、スリットの幅ｈの１０倍以下（Ｒ≦１０ｈ）とすることが好ましい。 FIG. 3 is a diagram illustrating details of the shape of the slit. This slit has a circular hole with a radius R communicating with the tip thereof. The reason why such a circular hole is formed is to suppress the occurrence of cracks starting from the tip of the slit. For example, as shown in FIG. 4, when the slit tip is rectangular and has corners (FIG. 4A), when the slit tip is tapered (FIG. 4B), etc. Cracks are likely to occur due to stress concentration at the part.Therefore, by making the slit tip part circular, the stress to the slit tip is dispersed and the crack occurrence is suppressed. The radius R is ½ times or more of h (R≧(1/2)h), preferably the radius R of the circular hole is more than ½ times the width h of the slit (R>(1/2)). h), and the width (diameter) of the circular hole is preferably wider than the width of the slit, and more preferably, R is 0.6 times or more the width h of the slit (R≧0.6h). The upper limit of the radius R of the circular hole is preferably 10 times or less the width h of the slit (R≦10h).
また、スリットの総長さｌは、フランジ面の幅Ｈの１／２倍以上（ｌ≧（１／２）Ｈ）とすることが好ましい。スリットは、その周辺で熱応力を開放するために形成されたものであり、スリットが短過ぎると応力の開放が不十分となるため、変形に対する耐性が低下するおそれがある。また、応力の開放が不十分であると、スリット先端で残留応力によるクラック発生も懸念される。そこで、スリットの総長さｌは、フランジ面の幅Ｈの１／２倍以上とするのが好ましい。また、スリット長さの上限は、特に制限されることはないが、容器本体内の溶解物の零れを防止するため、フランジ面の幅Ｈの１．０倍以下とするのが好ましい。スリットの総長さとは、先端の円孔部分を含めた長さである。 Further, it is preferable that the total length l of the slits is 1/2 times or more the width H of the flange surface (l≧(1/2)H). The slit is formed to release thermal stress around the slit. If the slit is too short, the stress is insufficiently released, and the resistance to deformation may decrease. Further, if the stress release is insufficient, there is a concern that cracks may occur at the tip of the slit due to residual stress. Therefore, it is preferable that the total length 1 of the slits is 1/2 times or more the width H of the flange surface. Moreover, the upper limit of the slit length is not particularly limited, but it is preferably 1.0 times or less the width H of the flange surface in order to prevent spillage of the melt in the container body. The total length of the slit is the length including the circular hole portion at the tip.
スリットは、フランジ部に複数形成することが好ましい。複数個所で熱応力を開放し、フランジ部の変形・破損を抑制するためである。スリットの本数は、２本以上とするのが好ましく、より好ましくは３本以上とする。スリットの本数が１本であると、フランジ部の熱応力を均等に開放することができず、変形や割れが比較的早期に発生するおそれがある。スリットの本数の上限は、その熱応力開放の機能のためには制限されない。但し、スリット本数の増加は、加工工数の増加に繋がることから、容器の製造効率の観点から５０本以下とするのが好ましい。また、熱応力の開放を均等にするため、２本以上のスリットが等間隔で形成されていることが好ましい。等間隔とは、隣り合うスリット同士の端部間の周方向の距離が略等しい状態である。 It is preferable that a plurality of slits be formed in the flange portion. This is because the thermal stress is released at a plurality of places and the deformation and damage of the flange portion are suppressed. The number of slits is preferably 2 or more, more preferably 3 or more. If the number of slits is one, the thermal stress in the flange portion cannot be released evenly, and deformation or cracking may occur relatively early. The upper limit of the number of slits is not limited due to its function of releasing thermal stress. However, since an increase in the number of slits leads to an increase in processing man-hours, it is preferable to set the number to 50 or less from the viewpoint of container manufacturing efficiency. Further, in order to evenly release the thermal stress, it is preferable that two or more slits are formed at equal intervals. The equal interval is a state in which the circumferential distances between the ends of the adjacent slits are substantially equal.
また、スリットの幅ｈは、均一とすることが好ましい。即ち、スリットの開口部分から先端の円孔との接続部分までほぼ等しい幅とすることが好ましい。スリットの幅ｈは、０．１ｍｍ程度であっても熱応力緩和の作用を発揮できる。このスリット幅の上限については、特に限定されることはない。上記のスリット本数に応じて、フランジ部の強度が低くなり過ぎない程度のスリット幅とすることが好ましい。 Further, the width h of the slit is preferably uniform. That is, it is preferable that the width from the opening portion of the slit to the connecting portion with the circular hole at the tip end is substantially equal. Even if the width h of the slit is about 0.1 mm, the effect of relaxing thermal stress can be exhibited. The upper limit of the slit width is not particularly limited. It is preferable that the slit width is such that the strength of the flange portion does not become too low according to the number of slits.
以上説明したスリットの各種態様を図５に示す。スリットは、図５（ａ）のように、図１等と対比して幅広のものも適用できる。また、スリット先端の円孔のＲを小さくすることもでき、図５（ｂ）のように、スリット幅ｈの約１／２倍とすることもできる。更に、スリットの本数も、図５（ｃ）、（ｄ）のように、図１等の３本に対して増加させることもできる。 Various modes of the slit described above are shown in FIG. As the slit, as shown in FIG. 5A, a slit having a wider width than that in FIG. 1 and the like can be applied. Further, the radius R of the circular hole at the tip of the slit can be reduced, and as shown in FIG. 5B, it can be about 1/2 times the slit width h. Further, the number of slits can also be increased as compared with the three slits shown in FIG. 1 and the like, as shown in FIGS.
スリットは、容器本体及びフランジ部を形成した後にフランジ部を加工処理して形成することが好ましい。スリットは、工具による切削加工や研削加工によって所定形状のものを形成することができる。また、レーザー加工やワイヤー放電加工等によってもスリットの形成が可能である。 The slit is preferably formed by processing the flange portion after forming the container body and the flange portion. The slit can have a predetermined shape by cutting or grinding with a tool. Further, the slits can be formed by laser processing, wire electric discharge processing or the like.
尚、高温用容器へのフランジ部の形成に関しては、各種の加工方法が適用される。例えば、上述した図１、図２（ａ）の高温用容器で例示されるフランジ部は、板材を絞り加工（深絞り加工）することで、容器本体とフランジ部とを一体的にして成形加工できる。また、有底の円筒状容器を成形加工し、この容器本体に別体の鍔状フランジ部を接合しても良い。上述した図２（ｂ）の高温用容器のフランジ部は、断面Ｌ字形状の鍔を接合してフランジ部を形成している。 Various processing methods are applied to the formation of the flange portion on the high temperature container. For example, the flange portion illustrated in the high temperature container of FIGS. 1 and 2A described above is formed by integrally drawing the container body and the flange portion by drawing (deep drawing) a plate material. it can. Alternatively, a bottomed cylindrical container may be molded and a separate flange-shaped flange may be joined to the container body. The flange portion of the high temperature container of FIG. 2B described above is formed by joining flanges having an L-shaped cross section.
本発明に係る高温用容器は、白金系材料からなるものが好ましい。高温加熱と急冷の熱サイクルを繰返し受けることが多く、耐熱性、高温クリープ特性等の高温特性に優れた材料が好ましいからである。白金材料とは、白金又は白金合金である。白金合金としては、固溶合金の他、強化白金と称される分散強化型白金合金が適用できる。固溶合金としては、Ｐｔ−Ａｕ合金、Ｐｔ−Ｉｒ合金、Ｐｔ−Ｒｈ合金、Ｐｔ−Ｒｈ−Ａｕ合金、Ｐｔ−Ｐｄ合金等があり、強化白金としては、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｍ、Ｃａ、Ｓｉの酸化物、窒化物等を分散粒子とし、白金又は上記した固溶合金をマトリックスとする合金が適用できる。 The high temperature container according to the present invention is preferably made of a platinum material. This is because a heat cycle of high temperature heating and rapid cooling is often repeated, and a material excellent in high temperature characteristics such as heat resistance and high temperature creep characteristics is preferable. The platinum material is platinum or a platinum alloy. As the platinum alloy, in addition to solid solution alloys, dispersion strengthened platinum alloys called strengthened platinum can be applied. Solid solution alloys include Pt-Au alloys, Pt-Ir alloys, Pt-Rh alloys, Pt-Rh-Au alloys, Pt-Pd alloys, and the like, and strengthened platinum includes Y, Zr, Sm, Ca, Si. It is possible to apply an alloy having oxides, nitrides or the like of the above as dispersed particles and platinum or the above solid solution alloy as a matrix.
以上説明したように、本発明に係る高温用容器は、フランジ部のフランジ面に最適化されたスリットを有する。このスリットの適用により、従来の高温用容器で懸念されてきた、繰返し使用によって生じる変形・破損の発生を抑制することができる。 As described above, the high temperature container according to the present invention has the optimized slit on the flange surface of the flange portion. By applying this slit, it is possible to suppress the occurrence of deformation and damage caused by repeated use, which has been a concern in conventional high-temperature containers.
以下、本発明の実施形態について説明する。本実施形態では、高温用容器として、図１と同一形状のビード皿を製造し、その耐久性を評価した。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. In this embodiment, a bead dish having the same shape as that of FIG. 1 was manufactured as a high temperature container, and its durability was evaluated.
白金系材料としてＰｔ−５ｗｔ％Ａｕ合金に０．１ｗｔ％のＺｒＯ２が分散した強化白金からなる円板状の板材（直径６０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍ）を用意した。そして、この円板をプレス加工で絞り加工し、図１の形状のビード皿に成形加工した。ここで製造したビード皿の寸法は、容器本体の開口部の内径４５ｍｍ、底部の内径３５ｍｍ、深さ２０ｍｍで、フランジ部外径５５（フランジ部の幅Ｈ５ｍｍ）であった。 As a platinum-based material, a disk-shaped plate material (diameter 60 mm, thickness 1.5 mm) made of reinforced platinum in which 0.1 wt% ZrO 2 was dispersed in Pt-5 wt% Au alloy was prepared. Then, this disk was pressed by pressing to form a bead dish having the shape shown in FIG. The dimensions of the bead dish manufactured here were such that the inner diameter of the opening of the container body was 45 mm, the inner diameter of the bottom was 35 mm, the depth was 20 mm, and the outer diameter of the flange portion was 55 (width H5 mm of the flange portion).
上記で製造したビード皿のフランジ部のフランジ面にスリットを切削加工で形成した。本実施形態では、スリットの本数、スリットの総長さ（ｌ／Ｈ）、スリット先端の円孔の半径（Ｒ／Ｈ）を適宜に変更した複数のビード皿を製造した。尚、スリットの幅（Ｈ）は、０．５ｍｍと共通にした。そして、スリットを複数形成するときには、等間隔で加工した。また、フランジ部にスリットを形成ない従来のビード皿も従来例として用意した。 A slit was formed by cutting on the flange surface of the flange portion of the bead dish manufactured above. In this embodiment, a plurality of bead plates were manufactured in which the number of slits, the total length of the slits (l/H), and the radius of the circular hole at the tip of the slit (R/H) were appropriately changed. The width (H) of the slit was 0.5 mm in common. When forming a plurality of slits, the slits were processed at equal intervals. Further, a conventional bead plate having no slits in the flange portion was also prepared as a conventional example.
本実施形態及び従来例で製造した複数のビード皿について、耐久性を評価するため、熱サイクル負荷による変形・破損の有無を試験した。この耐久試験は、設定温度１３００℃に設定し、設定温度への加熱と室温への冷却との組み合わせを１サイクルとし、１０００サイクルの加熱を行った。そして、１００サイクル毎にビード皿のフランジ部の変形又はクラックの有無を目視検査し、変形又はクラックのいずれかが確認された時点で試験終了とした。この耐久試験の結果を表１に示す。 In order to evaluate the durability of the plurality of bead dishes manufactured in the present embodiment and the conventional example, the presence or absence of deformation/damage due to thermal cycle load was tested. In this durability test, the set temperature was set to 1300° C., and the combination of heating to the set temperature and cooling to room temperature was set as one cycle, and heating was performed for 1000 cycles. Then, every 100 cycles, the presence or absence of deformation or cracks in the flange portion of the bead dish was visually inspected, and the test was terminated when any of the deformations or cracks was confirmed. The results of this durability test are shown in Table 1.
フランジ部にスリットのない従来例のビード皿（Ｎｏ．９）は、５００サイクルの段階でフランジ部に変形（波打ち)が生じ、その段階でクラックの発生も認められた。図６にクラックの外観写真を示すが、クラックはフランジ端部からフランジ面を横断していた。 In the conventional bead plate (No. 9) having no slit in the flange portion, the flange portion was deformed (wavy) at the stage of 500 cycles, and cracks were also observed at that stage. FIG. 6 shows a photograph of the appearance of the crack. The crack crossed the flange surface from the flange end.
これに対して、フランジ部にスリット及びその先端に円孔を形成した本実施形態のビード皿（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．７）は、クラックの抑制効果を有することが確認された。変形に対しても従来例より高い耐性がある。特に、先端に適切な円孔を形成しつつ、スリット総長さとスリット本数を好適にしたビード皿（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）は、１０００サイクル後も変形及びクラックのいずれも発生していなかった。 On the other hand, it was confirmed that the bead dishes (No. 1 to No. 7) of the present embodiment, in which the slit is formed in the flange portion and the circular hole is formed at the tip thereof, have the crack suppressing effect. It has higher resistance to deformation than the conventional example. In particular, the bead plates (No. 1 to No. 4) in which the appropriate total hole length and the number of slits were formed while forming an appropriate circular hole at the tip, neither deformation nor cracking occurred even after 1000 cycles. ..
但し、スリット本数が１本のビード皿（Ｎｏ．５）は、クラックの抑制はできるが、変形が比較的早期に生じる。そして、スリットの長さ（ｌ／Ｈ）が短いビード皿（Ｎｏ．６、７）も、従来例よりは変形に対する耐性は高いが最終的に変形が生じることとなった。また、スリット先端に円孔を形成していないビード皿（Ｎｏ．３）では、比較的早期にクラック発生が見られた。これらの結果を考慮すると、変形及びクラックの双方の発生を高いレベルで抑制するためには、スリット本数、スリット総長さ、スリット先端の円孔の各要素を適切に設定することが好ましいことが確認された。 However, the bead tray (No. 5) having one slit can suppress cracks, but deformation occurs relatively early. The bead dishes (Nos. 6 and 7) having short slit lengths (l/H) also have higher resistance to deformation than the conventional example, but eventually deformed. Further, in the bead plate (No. 3) in which a circular hole was not formed at the tip of the slit, cracking was observed relatively early. Considering these results, in order to suppress the occurrence of both deformation and cracks at a high level, it is confirmed that it is preferable to appropriately set the number of slits, the total length of the slits, and each element of the circular hole at the slit tip. Was done.
本発明に係る高温用容器は、フランジ部における変形及び破損の発生の可能性が大幅に低減されている。これは、フランジ部のフランジ面に形成されたスリットによる効果である。本発明は、高温への加熱と急冷が繰返しなされる、蛍光Ｘ線分析用のビードサンプル製造用のビード皿、ルツボ、ビーカー、ガラス溶解槽等の各種の高温用容器として好適である。
In the high temperature container according to the present invention, the possibility of deformation and breakage of the flange portion is greatly reduced. This is an effect of the slit formed on the flange surface of the flange portion. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitable as various high temperature containers such as a bead plate for producing a bead sample for fluorescent X-ray analysis, a crucible, a beaker, and a glass melting tank in which heating to a high temperature and rapid cooling are repeated.
Claims (7)
前記フランジ部のフランジ面に、フランジ部の外周縁から前記開口方向に延伸するスリットが形成されており、
前記スリットは、その先端に該スリットの幅ｈの１／２倍以上の半径Ｒを有する円孔を備えることを特徴とする高温用容器。 In a container for high temperature comprising a bottomed cylindrical container body having an opening at the top, and a flange-shaped flange portion formed near the outer periphery of the opening,
On the flange surface of the flange portion, a slit extending from the outer peripheral edge of the flange portion in the opening direction is formed,
The high temperature container, wherein the slit has a circular hole having a radius R which is ½ times or more a width h of the slit at a tip thereof.
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