JP4533884B2 - 連続押出装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転ホイールの周溝へ、該溝と該溝に達するアーチ型部材（arcuate tooling）の間に形成された通路へ届くように(pass into）フィードストックを導入して連続押出し処理により金属を形成する装置（forming of metals)に関する。

ＥＰ−Ａ−０７１４９０（特公平２−５０８１１号公報）では周溝を有する回転可能なホイールを備え、出射孔から回転方向に配置されたダイボディと受面（abutment）に、出口部を備えた放射状の外溝部と当接している（bounding）アーチ型部材を有するシュー（shoe）手段を備えた連続押出し装置が開示されている。

本発明によれば該シュー（shoe）手段はダイヒーターボディを含むダイブロックヒーターボディアセンブリを備えている。押出ダイ手段と電磁誘導加熱コイルのアセンブリは、電磁誘導加熱に影響するようなダイ手段とともに、磁化手段を用いて協働作用してエネルギーを与える（to be energisable）ように配置されている。

１つの磁気部材を電磁誘導加熱コイルアセンブリの外側に配置し、電磁誘導加熱コイルアセンブリの表面に磁気漏れを防ぐよう（to limit magnetic leakage)に構成するのが好ましい。
断熱材を磁気部材とシュー手段の中間に配置するのが望ましい。
電磁誘導加熱コイルアセンブリは、絶縁部材で覆われた螺旋状に巻かれた銅管を備えており、電気接続部と冷却液の流れ用の吸排気接続部の両方を備えていることが適している。

本発明をＥＰ−Ａ−０７１，４９０の図１及び図２に関連して述べている連続押出装置の一般的な配置の部分的な例として、さらに、主に銅管を押出すためのシュー（shoe）（図示しないがＥＰ−Ａ−０７１，４９０におけるシュー８として描かれているものと同等のものである。）の長方形の横断面開口に位置するよう配置されたダイヒーターボディアセンブリ１１の一部線図的（partly diagrammatic）、等角投影図的(isometric)な分解組立図（exploded view）を挙げて詳しく述べる。

ダイヒーターボディアセンブリ１１はエントリブロック（entry block）１３、ダイブロック（die block）１５、中央開口バケット部（centrally apertured bucket portion）１７及びダイヒーターボディ１９を備えている。

該ダイヒーターボディ１９は前記シューを通して後部に伸びている電気及び冷却水接続部２３に備えられた電磁誘導加熱コイルアセンブリ２１を形成するためにセラミック支持部材に組み込まれた（set in）螺旋状の銅管のコイルを備えている。低リラクタンス磁気部２５は電磁誘導加熱コイルアセンブリ２１より外側に配置され、高い飽和磁力とセ氏８００度以上のキュリー点を有する「シリコン−鉄」合金である６ｍｍの厚さの複数のスタンピング（stampings）２７を３ｍｍの間隔を開けて、中央が開口したベースプレート２９に取り付けて形成されていることが特徴的である。スタンピング２７の終端部３１は第１及び第２磁気部材の終端ブロック３３、３５及び３７に接続されており、第２終端ブロック３５、３７は渦電流循環を抑えるためのすき間３９で隔てられている。付随するすき間がベースプレート２９に形成されている。

エントリブロック１３はダイヒーターボディ１９のポケット４１と互いに滑りばめ（a sliding fit）されて一緒に作動する(co-acting)磁気材料からなるバケット部１７と、バケット部１７に共に作動する非磁気部材からなるダイブロック１５がバケット部１７に滑りばめされる。合わせくぎ（Dowels）（図示せず）は異なる熱膨張率を持って（whilst allowinng differential thermal expansion）シュー手段の終端ブロック３３、３５及び３７に配置される。１つの橋脚歯４３はダイブロック１５上に配置され、ダイブロック１５のバケット部１７内にある押出ダイ（図示せず）を受けるために配置された中央開口部に至るポート４５から回転方向に移動した位置に（at a location displaced in the direction of rotation from a port 45）配置されている。

マイカのような断熱材である薄いシム４７はシューへの電熱を制限するために終端ブロック３３，３５，３７とベースプレート２９とシューの中間に位置する。

作動中、エントリブロック１３、ダイブロック１５、そしてバケット部１７をダイヒーターボディ１９に配置してダイヒーターボディアセンブリ１１を形成して連続押出装置のシューに配置し、銅フィードストックがエントリブロック１３及びダイに動かされながら、バケット部１７は、熱伝導によってダイをセ氏７００度に維持するため、電磁誘導加熱コイルアセンブリ２１を通して約１２キロワットの電力レベルと約５０ヘルツの周波数で電流を流すことによって、およそセ氏７００度まで誘導的に熱せられ、ダイによる押出処理がとても容易なものとなる。ダイブロック１５に隣接して電磁誘導加熱コイルアセンブリ２１を配置し、バケット部１７を通じて低リラクタンス磁気部材２５の影響により渦電流の流れを方向付けることで、シューのカーボンスチール材料及び隣接するスチールワークに対する磁気漏れを制限し、投入エネルギーの大部分がダイブロック１５に移り、得られた熱エネルギーはシューで温度上昇を引き起こさないで銅フィード材料へと導かれ、ダイにおいて約５００メガパスカルの必要な押出圧力を得るために発生する約３００トンの径方向の負荷（radial loadings）に耐えるためのシューの能力に大いに影響する。ダイブロック１５の誘導的な加熱は連続押出装置の隣接部を実質的に相当な加熱（substantial heating）をしないで、それによって温度上昇で引き起こされる構成材料の機械的性質に必須の収縮を避けることができる。

前述の記載は連続押出機の放射状の押出形状に関連するが、本発明は第２終端ブロック３５及び３７の間にすき間３９を備えたタンジェンシャル押し出し構造（a tangential extrusion configuration ）をタンジェンシャル構造に適応する寸法の（being dimensioned to accommodatge the tangential configuration）スタンピング２７と共に利用した機械にも適用可能である。

加えて、該構造とダイヒーターボディ１９の構造は通常の電源供給周波数で作動するとてもコンパクトな配置を実現している。このコンパクトな配置にとって必要なのはシューにおける最小のすき間だけなので、すき間をあけることによって起こるシューの弱化を最小限にできる。通常の電源供給の周波数を利用することで周波数を増大させるための電気回路やそれに係る費用なども必要ない。

前述の記載は銅部材の押出に関連するが、本発明は他の材料による押出にも適用できる。アルミニウムのような材料に対しては、磁気部材のダイチャンバーが用いられて、直接的に誘導加熱されるさらに大きなダイブロックを用いるためにバケツ部１７が省略されることもある。

ダイヒーターボディアセンブリ１１の一部線図的、等角投影図的な分解組立図である。

符号の説明

１１ ダイヒーターボディアセンブリ １３ エントリブロック
１５ ダイブロック １７ 中央開口バケット部
１９ ダイヒーターボディ ２１ 電磁誘導加熱コイルアセンブリ
２３ 電気及び冷却水接続部 ２５ 低リラクタンス磁気部
２７ スタンピング ２９ ベースプレート
３１ 終端部 ３３、３５、３７ 終端ブロック
３９ すき間 ４１ ポケット
４３ 橋脚歯 ４５ ポート
４７ シム

Claims (7)

1. (ａ)フィードストックを摩擦効果を伴いながら運ぶ外周溝を有する回転車輪と、
   (ｂ)該回転車輪の外周の一部を取り囲み外周溝の上部を覆い、前記フィードストックを搬送する通路の一部を形成するシューと、
   (ｃ)該回転車輪の該外周溝の外側に設けられたフィードストックが流入する出口孔（４５）と回転車輪の回転に伴って導入されたフィードストックの動きを前記出口孔（４５）へ向けて誘導する橋脚歯（４３）を有するダイブロック（１５）と前記出口孔（４５）から引き続く中央に開口部を設けた外部手段により加熱される磁化可能バケット部（１７）からなる押出ダイ手段（１５、１７）を有する集合体として前記回転車輪の外周に沿って前記シューに取付けるダイヒーターブロックアセンブリ（１１）と、
   （ｄ）該押出ダイ手段（１５、１７）の前記磁化可能バケット部（１７）を電磁誘導加熱し、前記シューにより保持される加熱手段（２１、１９、２５、３３、３５、３７、４１）
   を備えた連続押出装置であって、
   前記加熱手段（２１、１９、２５、３３、３５、３７、４１）は、
   （i）外部から電力の供給を得て前記磁化可能バケット部（１７）を電磁誘導加熱する電磁誘導加熱コイルアセンブリ（２１）と、
   （ii）該電磁誘導加熱コイルアセンブリ（２１）の近傍に位置する磁気漏れを制限するための磁気部材（２５、３３、３５、３７）と、
   (iii)前記ダイヒーターブロックアセンブリ（１１）の前記磁化可能バケット部（１７）を滑りばめするためのポケット（４１）を形成したダイヒーターボディ（１９）
   を有することを特徴とする連続押出装置。
2. 磁気部材（２５，３３，３５，３７）は電磁誘導加熱コイルアセンブリ（２１）の外側に位置し、電磁誘導加熱コイルアセンブリ（２１）の表面への磁気漏れを制限するように配置されていることを特徴とする請求項１記載の連続押出装置。
3. 摂氏８００度を上回るキューリー点にて、低リラクタンスで、そして高飽和磁気部材からなり、間隔を開けて並べた複数のプレート（２７）を含む磁気部材（２５，３３，３５，３７）が、前記回転車輪の半径方向の平面に向かって伸びていることを特徴とする請求項２記載の連続押出装置。
4. 断熱部材（４７）が磁気部材（２５，３３，３５，３７）と前記シュー手段の中間に位置することを特徴とする請求項２及び請求項３記載の連続押出装置。
5. 絶縁体に覆われている螺旋状に巻かれた銅管を有し、該銅管の終端点に電気接続部と冷却流体の流出入接続部（２３）の両方を備えた電磁誘導加熱コイルアセンブリ（２１）を備えた事を特徴とする請求項１に記載の連続押出装置。
6. 電磁誘導加熱コイルアセンブリ（２１）は、１２キロワットの電力を投入して５０ヘルツの周波数の電流によってエネルギー化して押出ダイ手段をセ氏７００度の温度に加熱することを特徴とする先行するいずれかの請求項に記載の連続押出装置。
7. 非磁気材料のダイを含み、前記押出ダイ手段（１５，１７）の構成部材の１つであって、前記電磁誘導加熱コイルアセンブリ（２１）によって電磁誘導で加熱される磁気材料の前記磁化可能バケット部（１７）を用いることを特徴とする請求項１に記載の連続押出装置。

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