JPH02268843A

JPH02268843A - セラミックスの混合粉砕方法

Info

Publication number: JPH02268843A
Application number: JP8707889A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Kondo; 茂樹近藤
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1989-04-07
Filing date: 1989-04-07
Publication date: 1990-11-02

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、例えば窒化硅素などのセラミックスを、加圧
加熱成形する際に添加する焼成助剤とともに一定比率で
粉砕装置に供給し、粉砕と混合とを同時処理するセラミ
ックスの混合粉砕方法に関するものである。

［従来の技術］従来、窒化硅素などのセラミックスを加圧加熱成形する
場合には、窒化硅素の粉末、焼成助剤として窒化硅素に
対して２〜ｌＯ％のアルミナ、酸化イツトリウムの粉末
を各々別個に粉砕して製造し、これを一定比率に混合し
てこれを成形していた。

［発明が解決しようとする課題］上記の場合、窒化硅素やアルミナ、酸化イツトリウムを
粉砕する場合にどうしてもＷｋ量の鉄分が粉砕後の原料
に混入し、成形品の強度等の品質に悪い影響を与えてい
た。したがって、粉砕後成形前に前処理としてこれらの
不純物を除去するため１例えば弗酸等による酸処理によ
り鉄分を除去した後、乾燥工程、解砕工程を経て成形工
程に入っていたので、生産コスト上不利益を生じていた
。

【課題を解決するための手段］本発明のセラミックスの混合粉砕方法では、以上の課題
を解決するため、第１の発明では、回転軸心が鉛直方向に設置されており
、下方へ向かって拡径する円錐形状を有し、駆動装置に
よって回転される回転皿と、上方へ向かって縮径する環
形状を有し、前記回転皿の外周を囲むように前記回転皿
と同軸的に周設され、静止もしくは前記回転皿と逆方向
に回転駆動する外周環と、を具備した粉砕装置において
、該粉砕装置で粉砕される粉砕原料として、セラミック
スと粉砕後のセラミックスを焼成成形する際に添加する
焼成助剤とを一定比率で供給し、かつ、粉砕媒体および
該粉砕装置の粉砕部の内張ネＡとを前記セラミックスと
同一材質とした。

そして、第２の発明では、第１の発明における原料セラ
ミックスを窒化硅素とし、焼成助剤をアルミナまたは酸
化イツトリウムとし、かつ、窒化硅素と焼成助剤の混合
比率を９０〜９８：１０〜２とした。

［作用コ本発明のセラミックスの混合粉砕方法においては１回転
皿と外周環とからなる粉砕装置に、同一材質のセラミッ
クスポールの粉砕媒体とともに、セラミ−２クスと焼成
助剤を一定比率で供給し、粉砕装置の粉砕部の内張部（
ライナ）も同−材質のセラミックスポールとしであるの
で、粉砕と混合が同時工程で行なわれ、かつ、鉄分等の
不純物の混入もなく、粉砕後の製品は直ちに成形工程へ
送ることができるので生産効率、生産コストが大幅に向
上する。

［実施例］以下、図面に基づいて、本発明に係る実施例について説
明する。

第１図は本発明によるセラミックスの混合粉砕方法にお
ける装置の全体フローシートを示す説明図、第２図は粉
砕装置の縦断面図である。

図において、１００はセラミックス用の原料受入ホッパ
、２００は焼成助剤（アルミナ）用の受入ホッパ、３０
０は焼成助剤（酸化イツトリウム）用の受入ホッパ、４
００は各原料の混合比設定器、５００は粉砕装置、ＳＯ
Ｏはバグ捕集機、７００は吸引用のブロワである。

各受入ホッパ１００，２００，３００の下には可変速電
動機１０２，２０２，３０２により駆動する供給機１０
１，２０１，３０１が連結され、混合比設定器４００で
設定する一定の供給比率により各原料は粉砕装置５００
へ同時に供給される。

一方、粉砕装置５００は、第２図に示す構造となってお
り、本出願人が遠心流動粉砕装置として、既に提案（特
願昭６１−２０７６０３号）した通りのものである。

以下、この粉砕装置５００の基本的な構成とその作動に
ついて説明する。

符号６は回転皿であり、回転軸が鉛直方向に設置され、
皿面にはライナ６ａが貼り付けられている。ライナ６ａ
の材質は原料と同じセラミックスとする。この回転皿６
は、下方に向かって拡径する円錐形状とされている。こ
の回転皿６は、駆動軸２によって回転駆動される。

符号７は外周環であり、回転皿６の外周を囲むように回
転皿６と同軸的に周設されている。外周環７は上方に向
かって縮径する形状のものであり、外周環７の下部と回
転皿６の外周縁部とは摺動可能に接触している。外周環
７の内側にはライナ７ａが貼り付けられ、ライナ７ａの
材質は原料と同じセラミックスとする。

回転皿６の皿面りと、外周環７の内壁面Ｅは。

共に凹に湾曲した鉛直断面形状とされており、かつ皿面
りと内壁面Ｅとの接触部は滑らかに連続した面を形成し
ている。

次に、上記遠心流動粉砕装置の作動について説明する。

回転皿６と外周環７とで囲まれる粉砕室内にセラミック
スポールを収容し、粉砕される原料を投入すると共に、
駆動軸２を介して回転皿６を回転させる。セラミックス
ポールは原料セラミックスと同じ材質とする。そうする
と、ポールは遠心力により外周方向に移動され、この速
度エネルギによって外周環７の内壁面Ｅを這い上り、次
いで該内壁面Ｅから離れて回転皿６の皿面り上にほぼ接
線方向に円滑に着床する０皿面り上に移動したポールは
この皿面りに沿って転勤降下し、かつ回転皿６の回転に
よって付与される遠心力によって再び外周環７へ向けて
移動される。

また、回転皿６を回転させると、ポールは回転皿６の回
転速度よりも遅い速度で円周方向に公転する。したがっ
て、ポールは、前述のように皿面りと内壁面Ｅを循環す
る上下方向の円運動の他に、回転皿６の軸心回りを回転
する公転運動をも行ない、これらの二つの運動を合成し
た縄を綱うような螺旋進行運動を行なう、（なお、かか
るポールの運動を１本明細書において遠心脈状流動とい
う、）このように、ポールは回転皿６の円周方向への運動を維
持しつつ内壁面Ｅ上を這い上る運動を行なうのであるが
、この内壁面Ｅが固定されているとき、ポールの円周方
向速度（公転速度）およびポールの這い上り速度との合
成速度がそのまま内壁面Ｅとポールの速度差になる。ま
た、内壁面Ｅが逆回転しているときには、速度差はさら
に大きくなる。したがって、ポールと内壁面Ｅとの速度
差は、極めて大きなものとなり、内壁面Ｅ上を移動する
際のポールの粉砕ならびに摩砕作用は著しく強いものと
なる。

さらに、内壁面Ｅから離脱して皿面り上に着床したポー
ルは、この皿面りに沿って滑らかに転がり落ちるので、
ポールが皿面りに衝突する際のエネルギロスが極めて少
ない。さらに、皿面りを泳動降下する際の運動により、
内壁面Ｅを駆は上る際に得た位置エネルギを半径方向へ
の運動エネルギに変換することができるから、ポールに
一旦付与されたエネルギをいたずらに消費することなく
、粉砕ならびに摩砕作用に有効に利用することができる
。さらに１皿面りに沿って降下する際は、ポールはこの
皿面りと摺動するから、この降下運動中においても原料
の摩砕が行なわれる。

符号８は粉砕装置の本体部分を覆うケーシングであって
、外周環７は連結部材９を介してケーシング８の内面に
取り付けられている。符号１０は脚柱であって、ベアリ
ング１１を介して回転皿６を枢支している０回転軸２は
、減速機構等を介して電動機等の原動装置に連結されて
いる。

ケーシング８の天井中央部分には原料の投入管１２が設
置されており、かつこの投入管１２を取り巻くようにダ
ク）１３が設けられ、このダクト１３に回転筒１４が接
続されている。

外周環７は、本実施例ではライナが内張すされると共に
、その壁面を貫通するように多数のスリットまたは小孔
１５が穿設されている。外周環７外面の底部とケーシン
グ８内面との間には側部カバー１６が周設されており、
この側部カバー１６とケーシング８および外周環７外面
との間に空気導入室１７が区画形成され、空気導入管１
８から空気が導入可能とされている。なお、側部カバー
１６の上端は外周環７の側部外面に封着されている。

一方、回転皿６の外周縁と外周環７の底部内周縁との間
には、最小ポール径の１０〜３０％のクリアランス１９
がおいており、底部カバー２０がこのクリアランス１９
の下側を覆うように周設されている。なお、本実施例で
は、側部カバー１６に透孔を開設するか、あるいは空気
導入管を接続するなどして、この底部カバー２０内へも
空気が導入可能とされている。

底部カバー２０および前記空気導入室１７には、粉粒体
の抜出および搬送用の管路２１が接続され、この管路２
１は投入管１２へ粉粒体を返送可能に配設されている。

また、回転皿６の外周繰下側には、スクレーパ２２が固
設され、底部カバー２０内に落下した粉粒体を抜出用の
管路２１の接続部へ向けて寄せ集めるように構成されて
いる。

ケーシング８の上面部を被うように蓋体２８が設けられ
ている。この蓋体２８の頂部中央には前記回転筒１４が
挿入されており、ベアリング２９によってこれを枢支し
ている。この回転筒１４は、例えばプーリ２９ａおよび
ベル）２９ｂ等の適宜の動力伝達手段によって駆動装置
（図示せず）に接続されている。なお、この回転筒１４
の上端とダク）１３の下端とは回転自在に連結機構にて
連結されている。

而して、この回転筒１４の下端に分級ｆｉ３０が連設さ
れている。本実施例において、分級機３０は上下１対の
回転円板３１，３２、該円板３１゜３２の縁部に挟設さ
れた第１の羽根３３、円板３１の縁部に立設された第２
の羽根３４、円板３２の縁部に垂設された第３の羽根３
５を備えている。また、分級機３０を取り囲むように攪
拌ブレード３６が設けられている。このブレード３６は
図示しないステーを介して円板３１．３２に連結され、
分級機３０と共に回転するようになっている。

この分級機３０においては、粉砕物を含む空気は、第３
の羽４ｆｉ３５および攪拌ブレード３６によって粒子が
分散された後、第１の羽根３３で分級され、微粉分は円
板３１．３２間の中央に流入し、回転筒１４へ抜き出さ
れる。一方、第１の羽根３３で分級された粗粉は第２の
羽根３４の循環ファン効果により蓋体２８の内面に沿う
ように流れて粉砕室２７に戻される。この分級機３０は
。

分級作用を行なう第１の羽根３３が円板３１゜３２で挟
まれているので、気流の乱れが少ない。

また、分級された粗粉が流入気流と対向接触することな
く粉砕室２７に戻される。そのためこの分級機３０は極
めて分級効果に優れたものとなっている。

なお、ダクト１３はバッグフィルタ等の粉体捕集手段を
経て吸引ブロワ７００に接続されている。

このように構成された粉砕装置において、原料は投入管
１２から粉砕室２７内に投入される。

方１回転皿６の回転に伴ってポール２３は粉砕室２７内
において、外周環７と皿面６ａとを循環する円連動と、
回転皿６の軸心回りの公転運動との合成による縄を綱う
ような螺旋運動を行ない、その間で原料の粉砕を行なう
、また、空気導入管１８から空気導入室１７および底部
カバー２０内に導入された空気は、クリアランス１９．
スリットまたは小孔１５を通って粉砕室２７内に流入し
、粉砕によって生じた粉末を伴って分級機３０に到達し
１分級作用を受け、粗粉分は再度粉砕室２７に戻され、
細粒分は回転筒１４およびダクト１３を経てバグ＃１集
ｆｉ６００へ送られ、バグ捕集機６００において捕集さ
れる。

また、スリー、トまたは小孔１５あるいはクリアランス
１９を通って粉砕室３３から抜は出た粒子は、管路２１
および投入管１２により、粉砕室２７内に戻される。

この装置は、例えば、２００〜３００Ｏｒｐｍで回転さ
れる。また、ポールは３〜７０ｍｍ程度の直径のものが
好適である。

本実施例においては、窒化硅素と焼成助剤（アルミナ、
酸化イツトリウム）の混合比率を成形に適する９０〜９
８：１０〜２の間で設定し、３つの供給機１０１，２０
１，３０１で連続的に粉砕装置５００へ供給して連続的
に、混合粉末である製品をバグ捕集機６００から得るよ
うになっている。

なお、バッチ運転をする場合には、所定比率の割合で粉
砕装置５００へ原料を供給した後一定時間の粉砕処理後
に製品を得る。また、粉砕の際、酸化を防止する必要の
高いときには、不活性ガスを装置内へ注入し、不活性雰
囲気で粉砕する。

以上説明した本発明に使用される粉砕装置５００は、粉
砕中の原料が上下動および円周方向とを合成した３次元
の連動をセラミックスポールとともに行なうので、粉砕
のみならず混合が非常に良く行なわれ、混合と粉砕が効
率良く同時処理できるという優れた技術的効果を有して
いる。それのみならず、粉砕に伴って生じるＳ耗に由来
する不純物の混入も、ポールおよびライナの材質が主原
料のセラミックスと全く同一であるので一切起こらない
、したがって、極端に不純物を嫌うセラミックス成形品
の原料粉末の製造に好適である。

［発明の効果］以上説明したように、本発明のセラミックスの混合粉砕
方法では、セラミックス成形品の装置に必要なセラミッ
クスと焼成助剤の均一混合粉末が得られ、かつ、不純物
の混入もほとんどないので、良い成形品をつくることが
できる。また、従来必要であった酸処理、乾燥、解砕な
どの工程を不要とすることができるので、生産効率が向
上し、生産コストが低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための装置の全体フローシー
ト説明図、８２図は粉砕装置の縦断面図である。１００．２００，３００・・・原料の受入ホッパ、４０
０・・・混合比設定器、　　５００・・・粉砕装置、６
００・・・バグ捕集機、　　　７００・・・ブロワ。特許出願人　　宇部興産株式会社第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）回転軸心が鉛直方向に設置されており、下方へ向
かって拡径する円錐形状を有し、駆動装置によって回転
される回転皿と、上方へ向かって縮径する環形状を有し
、前記回転皿の外周を囲むように前記回転皿と同軸的に
周設され、静止もしくは前記回転皿と逆方向に回転駆動
する外周環と、を具備した粉砕装置において、該粉砕装
置で粉砕される粉砕原料として、セラミックスと粉砕後
のセラミックスを焼成成形する際に添加する焼成助剤と
を一定比率で供給し、かつ、粉砕媒体および該粉砕装置
の粉砕部の内張材とを前記セラミックスと同一材質とし
たことを特徴とするセラミックスの混合方法。
（２）請求項１の、原料セラミックスを窒化硅素とし、
焼成助剤をアルミナまたは酸化イットリウムとし、かつ
、窒化硅素と焼成助剤の混合比率を９０〜９８：１０〜
２とするセラミックスの混合方法。