JPH0631445B2 - 焼成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、焼成装置、特に、長尺の金属管等にライニ
ング処理等をする場合に使用する焼成装置に関するもの
である。

［従来の技術］ 長尺の金属管、例えば、ＳＴＰＧ鋼管、ＳＵＳステンレ
ス管等にガラスライニング等をするには金属管にガラス
粉体を塗装し、乾燥させた後、これを炉内に入れ、回転
させながら加熱し、ガラス粉体を融着させてライニング
処理をしている。

第４図は、従来から使用されている長尺金属管にガラス
ライニングをする焼成装置を示す模式的縦断面図であ
る。図において、符号１は炉体であり、炉体１の内壁面
にはヒータ２が設けられ、ヒータ２は、図示しない電源
から温度制御装置７を介して、通電線８によって給電さ
れ、発熱し、炉内温度を上昇させる。温度制御装置７の
温度センサとして熱電対６が炉体１内に挿入される。

炉内に入れられた長尺の金属管である被焼成物３は、そ
の両端を止めネジ１３で回転軸９に固定され、炉内空間
に支持される。回転軸９は炉体１を貫通して炉内から炉
外へのび、炉外の左右に各２個設けられた軸受１１に支
持され、カップリング１２によって連結された駆動装置
１０によって回転駆動される。従来の軸受１１は通常の
ボールベアリングが使用されており、このボールベアリ
ング１１は回転軸９を支持するために、床４に固定され
ている。

次に、動作について説明する。ガラスライニング用のガ
ラス粉体を塗付された長尺の金属管である被焼成物３を
炉体１内に入れ、止めネジ１３で回転軸９に固定する。
次に、炉体１を閉じた後、駆動装置１０で回転軸９を介
して被焼成物３を回転させながら、ヒータ２に通電して
炉内温度を上昇させ、温度制御装置７で炉内温度を調整
させ、ガラスライニング用のガラス粉体を溶融させて金
属管である被焼成物３に融着させる。ガラスの融着が完
了すればヒータ２の通電を止め、炉内温度を次第に降下
させた後、ガラスライニングされた被焼成物３を取り出
し、焼成作業を完了する。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の焼成装置は以上のように構成されているので、次
のような問題がある。被焼成物である金属管は、その製
造工程における加工によって生じる内部応力が残留して
いる。焼成作業のため、この金属管を炉内に入れ、前述
のように加熱昇温させると、材料の強度（かたさ）の低
下に従い、前記残留内部応力が解放されて変形となって
現れてくる。例えば、引張りの内部応力がある個所では
その部分が収縮して引張りの残留内部応力は消滅しよう
とし、圧縮の内部応力がある個所では延伸して圧縮の残
留内部応力は消滅しようとする。残留内部応力が消滅し
て変形が現れると、この変形は温度が常温に下がっても
残ってしまう。

焼成された完成品は、使用目的によっては形状の正確さ
が要求され、この残留内部応力の解放による変形が残る
と、使用できないこともあるという問題があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、ガラスライニング等の焼成作業にあたり、被
焼成物の温度上昇によって残留内部応力の解放に帰因し
て発生しようとする変形を矯正し、変形の少ない被焼成
物を製造することができる焼成装置を得ることを目的と
する。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る装置は、被焼成物に取り付けた回転軸を
介して被焼成物に引張り応力を加える機構を設けたもの
である。

［作用］ この発明における焼成装置は、被焼成物に引張り応力を
加える機構が設けられているので、被焼成物に引張り応
力を加えながら温度を上昇させて焼成作業を行うと、温
度の上昇とともに被焼成物内に残留していた内部応力が
解放され変形となって現れるが、回転軸を介して加えら
れる引張り応力によって、被焼成物は引き伸ばされる傾
向となっているため、前記変形が生じても、この変形は
再び軸心線方向に伸ばされて真直ぐになり、変形は矯正
される。換言すれば、残留内部応力による変形が発生し
ようとしても、加えられている引張り応力のため大きな
変形となって現れることができず、変形が防止されるこ
とになる。このように、引張り応力を加えて変形を抑制
しながら焼成を完了し、そのまま温度を降下させること
により、変形の少ない焼成完成品を得ることができる。

［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例を示す焼成装置の模式的断面図
である。図において、１は炉体、２は加熱用のヒータ、
３は被焼成物であるレーザー放電管のような長尺の金属
管である。４はこの焼成装置が据え付けられている床、
６は温度センサである熱電対、７は温度制御装置、８は
通電線である。

９は回転軸であり、止めネジ１３で被焼成物３の両端に
それぞれ取り付けられている。回転軸９は、炉体１外の
左右に２個ずつ配置された軸受１１によって支持され、
カップリング１２によって駆動装置１０に連結されてい
る。少なくとも図の右側の軸受１１ｃ，１１ｄは、例え
ばボールスライドベアリングのような、回転自由９の回
転と共に軸心線方向の変位を許容する軸受とする。図の
左側の軸受１１ａ，１１ｂはボールスライドベアリング
または通常のボールベアリングのような軸受とする。駆
動装置１０または軸受１１ａあるいは軸受１１ｂに、図
の右方から回転軸９に加えられる引張り力を受け止める
ための図示しないスライドベアリングが設けられてい
る。

回転軸９の図の右端にはスラストベアリング１４を嵌着
し、このスラストベアリング１４に鋼索のような引張り
索１５を連結し、床４上に設けられた導索ローラ１６を
通して引張り索１５を導き重錘１７を付けて回転軸９に
引張り力を加えることによって、被焼成物３に引張り応
力を加える機構が設けられている。

次に、動作について説明する。被焼成物３として、例え
ば、直径２８mm，管肉厚１．５mm，長さ１５００mmのＳ
ＵＳ４３０ステンレス管に、ガラスライニング用のガラ
ス粉体をスプレー塗装し、乾燥させた後、この被焼成物
３を炉体１内に入れ、回転軸９に両端を止めネジ１３で
固定して取り付ける。次に、引張り索１５に、例えば、
約５kgの重錘１７を取り付けて回転軸９を介して被焼成
物３に引張り力を加える。次に、駆動装置１０によって
回転軸９を介して被焼成物３を回転させながら、ヒータ
２に通電し、温度制御装置７でコントロールさせて炉内
温度を、例えば約８５０℃まで昇温させ、被焼成物３の
表面のガラス粉体を溶融させ融着させる。

前記の具体例では、被焼成物である管３の断面積は約１
２５mm²であり、５kgの重錘１７による引張り力による
引張り応力は約０．０４kg/mm²となる。焼成作業中に、
この引張り応力が管３も作用している。この値は、ＳＵ
Ｓ４３０の一万時間基準１％クリープ速度のクリープ強
さ約０．１kg/mm²を下まわっている。この状態で、例え
ば時間あたり４００℃の昇温スピードで昇温させ、８５
０℃で２０分間保持させ、時間あたり２４０℃の降温ス
ピードーで降温させた場合、前記引張り応力では管３に
伸びなどが生じるおそれは全くない。しかも、この引張
り応力によって、管３の残留内部応力が高温によって解
放されても変形として現れず、管３は真直ぐの形状に保
持され、そのまま冷却される。このようにして、変形の
ないガラスライニング管、すなわち被焼成物を得ること
ができる。

なお、前記被焼成物３の材質，形状，焼成作業の温度，
時間，重錘１７の重量等は一例を示したものであり、被
焼成物３の性状および焼成条件によって定まる被焼成物
３のクリープ強度より小さい重量の重錘１７を使用すれ
ばよい。

第２図は、炭素鋼，１２Ｃｒ，１７Ｃｒ（ＳＵＳ４３
０），２７Ｃｒの一万時間１％のクリープ速度における
クリープ強さを温度ベースで示したものである。

なお、第３図に示すように、スラストベアリング１４の
代りにスイブル（転鐶）１４ｂのような索のねじれを除
くものを使用してもよい。また、重錘１７の代りにスプ
リング１７ｂを使用してもよい。スプリング１７ｂを使
用する場合は、スラストベアリング１４またはスイブル
１４ｂはスプリング１７ｂの回転軸９と反対側に設けて
もよいことは勿論である。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、焼成作業によって被
焼成物に変形が生じることを防止することができ、変形
の少ない優れた焼成完成品が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による焼成装置を示す模式
的縦断面図、第２図は各種材料のクリープ強さのグラ
フ、第３図は引張り機構の他の実施例の説明図、第４図
は従来例の焼成装置の模式的縦断面図である。 図において、３は被焼成物、４は床、９は回転軸、１０
は駆動装置、１１は軸受、１４はスラストベアリング、
１４ｂはスイブル、１５は引張り索、１７は重錘、１７
ｂはスプリングである。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被焼成物を回転軸に取り付けて焼成する焼
   成装置において、前記被焼成物に前記回転軸を介して引
   張り応力を加える機構を設けたことを特徴とする焼成装
   置。