JPS642876B2

JPS642876B2 -

Info

Publication number: JPS642876B2
Application number: JP60037628A
Authority: JP
Inventors: Yoshiki Tsuchida; Soichi Takahashi
Original assignee: Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1985-02-28
Filing date: 1985-02-28
Publication date: 1989-01-18
Also published as: JPS61199002A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、真空もしくは不活性ガス雰囲気中で
被処理物を加熱しながら一軸方向に押圧するホツ
トプレス装置及びその運転方法に係り、特にセラ
ミツクスや金属粉末の押圧焼結や金属類の拡散接
合などに使用されるものに関する。

［従来の技術］従来のバツチ式ホツトプレス装置は、第４図に
示す如く、竪形の一体密閉容器ａの上部が加熱室
ｂ、下部が冷却室ｃとした別体構造になつてい
る。断熱壁ｄで囲まれた加熱室内に被処理物ｅを
加熱する発熱体ｆが設けられ、被処理物ｅを押圧
する上ラムｇと下ラムｈとが、炉体を貫通してい
る。下ラムｈは固定式プレスフレームｉの下部に
取付けたプレスシリンダｊに連結されており、そ
の昇降により、加熱室ｂと冷却室ｃとの間で被処
理物ｅの搬送を兼ねている。

このように構成されたホツトプレス装置の操作
は、まず、冷却室側面のドアｋを開いて冷却室ｃ
内に装入された被処理物ｅを下ラムｈの上端で受
け、次いで加熱室ｂまで押し上げ、ドアｋを閉じ
てから炉内を真空に排気した後ホツトプレスす
る。そして、処理完了後、炉内に冷却ガスを導入
し、成品を冷却室ｃに降して所定温度まで冷却
後、ドアｋを開き、成品を炉外へ取出す。

したがつて、成品の冷却中、加熱装置とプレス
装置とは作動を停止し、次の被処理物は炉外で待
機したままとなる。

［発明が解決しようとする問題点］ところが、従来のバツチ式ホツトプレス装置で
は、上述したように成品を炉内から取出すまで
は、次の被処理物は炉外で待機したままとなるの
で、操作上、プレス装置、加熱電源、真空排気装
置等の付属装置の稼動率が悪く、１サイクルの処
理時間に多大の処理時間を要することとなつて生
産性を上げることができなかつた。

また、構造上においても、従来の装置では、プ
レスシリンダｊが被処理物ｅの昇降を兼ねている
ため、シリンダストロークが長くなると共に、深
いビツトｌ内にプレスシリンダｊを収納しなけれ
ばならず、設備全高が高くなつていた。更に、プ
レス軸としての下ラムｈが長軸となり、ホツトプ
レス中、軸心が外れて片押しの状態になり易く、
プレス操作が不安定になり、またプレスフレーム
ｉが固定式であるため、炉上蓋ｍを開いて炉内を
保守点検するのが困難であつた。

［発明の目的］本発明の目的は、上記従来の問題点を解消し
て、設備高さを低くすると共にプレス軸を短くし
てプレス操作を安定にし、しかも保守点検が容易
なホツトプレス装置を提供することである。

また、本発明の目的は、経済的な設備構成で、
ホツトプレス処理を半連続化して生産性を高め得
るホツトプレス装置の運転方法を提供することで
ある。

［発明の概要］上記目的に沿う本発明装置の構成は、基台より
底部を浮かした炉本体を、冷却兼用の加熱室を内
部に有する胴部と開閉自在な上・下の炉壁とに３
分割し、この上・下蓋を貫通して胴部の加熱室で
被処理物を挾持する一対のプレスラムを取付けた
複数基の竪形電熱炉と、上記基台上に敷設したレ
ールに沿つて移動する走行機構を設けて、この機
構に上記複数基の炉本体の上・下蓋を貫通する一
対のプレスラムと係脱するプレスロツドを取付け
た少なくとも１台の門型形状のプレスフレームと
を備えたものである。

また、上記プレスフレームが上記炉蓋を吊り上
げるための吊りビームを備えているものである。

更に、上記目的に沿う本発明方法の構成は、基
台より底部を浮かした炉本体を、冷却兼用の加熱
室を内部に有する胴部と開閉自在な上・下の炉蓋
とに３分割し、この上・下蓋を貫通して胴部の加
熱室で被処理物を挾持する一対のプレスラムを取
付けた竪形電熱炉を複数並設するとともに、上記
基台上に敷設したレールに沿つて移動する走行機
構を設けて、この機構に上記各炉本体の上・下蓋
を貫通する一対のプレスラムと係脱するプレスロ
ツドを取付けた門型形状のプレスフレームを少な
くとも１台配置して成るホツトプレス装置を運転
するに際して、通電加熱後の１の炉の冷却開始時
点で被処理物装入を完了した他の１の炉側へ通電
を切替えて該他の１の炉の加熱を開始し、次いで
ホツトプレスのために１の炉側にあるプレスフレ
ームをホツトプレスの完了後プレスロツドをラム
より離脱させてから他の１の炉側へ移動させ、そ
のプレスロツドをラムに係合して該他の１の炉で
ホツトプレスを開始させて、複数基の炉を順次ホ
ツトプレスするようにしたものである。

上記構成によれば、一対のプレスラムを取り付
けた複数基の冷却兼用竪形電熱炉に対して上記一
対のプレスラムに係脱するプレスロツドを取り付
けた少なくとも１台の門型形状のプレスフレーム
が走行機構により移動して夫々ホツトプレス或は
冷却を行うものである。

このように、１台の電熱炉が胴部内の１室に加
熱室と冷却室との機能を有するので、炉容が小さ
くなり設備高さが低くなる。さらに加熱と冷却と
を別個の電熱炉で行えるため、操業時間が短縮さ
れ、生産効率が向上される。また上記プレスラム
とプレスロツドとが分離されたので、一対のプレ
スラムを取り付けた複数基の電熱炉に対してプレ
スロツドを取り付けた少なくとも１台のプレスフ
レームが移動自在となる。更に、炉本体が胴部と
上・下の炉蓋とに３分割されたので、炉内の保守
点検が容易になるものである。

また、上記吊りビームがプレスフレームに備え
られたことにより炉壁の開閉が容易になされるも
のである。

［実施例］本発明の実施例を第１図〜第３図に基づいて説
明すれば以下の通りである。ここでは、ホツトプ
レス装置としてセラミツクス焼成用のホツトプレ
ス装置を、また加熱方式は抵抗加熱方式を想定し
て述べるが、本発明はこれらに限定されるもので
はなく、セラミツクスの押出焼結以外に、金属類
の拡散接合やFRM（繊維強化金属）の製造など、
より低温でホツトプレスするホツトプレス装置に
も、また抵抗加熱以外に誘導加熱方式などの他の
加熱方式のものにも適用できる。

第１図及び第２図に示す如く、基本的なバツチ
式ホツトプレス装置は、竪形電熱炉１とプレスフ
レーム２とから構成される。

竪形電熱炉１を構成する炉本体は、竪形の水冷
二重壁構造をしており、炉上蓋３と、円筒形の胴
部４と、炉下蓋５とに３分割され、胴部４を架構
６に支持することによつて全体が基台７より浮設
される。

炉内には、断熱壁８で囲まれた冷却室兼用の加
熱室９が設けられ、この加熱室内に黒鉛製モール
ド１０が導入配置されるとともに、その周囲にタ
ーミナルノズル１１から加熱電源（図示せず）を
供給される黒鉛製ヒータ１２が取付けられる。

上記モールド１０内には、上パンチ１３と下パ
ンチ１４とに挟まれた被処理物としてのセラミツ
クス原料１５が充填され、これらは一体となつて
下ラム１６の上端に定置される。

下ラム１６は炉下壁５を貫通するとともに途中
の鍔部１７でラムガイド１８に支持されて、炉下
蓋５より垂下する。また、上ラム１９は、炉上蓋
３を貫通して上部のリング２０でラムガイド２１
に支持されて、上パンチ１３の真上に炉上蓋３よ
り垂下する。したがつて、上・下ラム１９，１６
は共に上昇移動が許容される。

上記上・下パンチ１３，１４及びセラミツクス
原料１５を一体化したモールド１０の炉内への装
入と炉外への搬出を炉本体の側方からではなく下
方から行うため、炉下蓋５は、例えばギヤードモ
ータ駆動による複数のスクリユージヤツキ２３に
より架構６に支持され、水平昇降させることによ
り開閉自在となつている。これに対して炉上蓋３
は、単にボルト・ナツト等の手段によつて胴部４
に着脱自在に取り付けてある。

このようにして、一対の上下ラム１９，１６を
炉本体に内蔵した竪形電熱炉１が構成される。

一方、プレスフレーム２は第２図に示す如く、
門型の鋼板溶接構造をしており、架構６の外側に
位置した左右にプレス支柱２４，２４を有し、下
部ベツド２５にシリンダロツド２６を昇降させる
プレスシリンダとしての油圧シリンダ２７が固定
され、上部ベツド２８には圧力用受け部２９が設
けられている。そして、上記プレス支柱２４の下
部に車輪ユニツト３０が取り付けられ、電熱炉１
下に敷設したレール３１上を油圧シリンダ３２に
より走行するようになつている。

従つて、炉下蓋５が閉じた状態でプレスフレー
ム２を移動して、これで電熱炉１外周を囲う位置
に持つて来た後、垂下している下ラム１６の下端
にシリンダロツド２６を軸合せして、下ラム１６
を押し上げれば、上パンチ１３が上ラム１９の下
端に密着して上ラム１９を押し上げるが、上ラム
１９の上端がプレスフレーム２の上部ベツド２８
の圧力用受け部２９に規制されるため、モールド
１０内のセラミツクス原料１５はプレスされるこ
とになる。

このように、上記実施例の竪形電熱炉によれ
ば、加熱・冷却を１室で行うようにしたので、炉
容が小さくて済み、真空排気装置の真空ポンプ容
量を大幅に小さくすることができると共に、雰囲
気ガス使用量が少なく経済的である。

また、プレスフレーム２を固定式ではなく移動
式としたため、設備高さが低くなる。そして、プ
レスフレーム２を移動式としたことに伴い、下ラ
ム１６をシリンダロツド２６から分離させたの
で、下ラム１６が可及的に短くなり、しかも、こ
の下ラム１６を上ラム１９と同様に炉体貫通部の
ラムガイド１８，２１によつて案内支持するよう
にしたので押圧が極めて安定する。

更に、プレスフレーム２を退避させることによ
り、炉下蓋５は勿論、炉上蓋３の開閉も容易であ
り、炉内の保守点検を容易に行うことができる。

ところで、本実施例では上述した竪形電熱炉１
を複数基（図示例では２基）と、プレスフレーム
２の少なくとも１基とを第１図に示す如く組み合
わせて２炉式ホツトプレス装置を構成する。即
ち、２基の竪形電熱炉１，１は共通架構上に並設
するが、架構支柱３３はプレスフレーム２の移動
範囲Ｒの外側に立て、プレスフレーム２の移動
中、下部ベツド２５と架構支柱３３とが干渉しな
いようにする。

なお、プレスフレーム２の上部ベツド２８に
は、炉上蓋３を吊り上げて取り外すための吊りビ
ーム３４を取り付け、炉上方からも炉内の保守点
検ができるようにしてある。また、このビーム３
４を使用して炉内部品の取付け・取外しも行え
る。

さて、上述したような２炉式ホツトプレス装置
の運転方法を第３図のタイムチヤーートに従つて
説明する。なお、第１図中、左の炉をNo.１炉、右
の炉をNo.２炉とする。。同図においてNo.１炉はホ
ツトプレス状態を、No.２炉はモールド取替中の状
態をそれぞれ示している。

まず、プレスフレーム２をNo.１炉から退避さ
せ、No.１炉のスクリユージヤツキ２３を駆動して
炉下蓋５を下方へ降下させて開き、上・下パンチ
１３，１４を一体化したモールド１０をローダ３
５に載せて下ラム１６の真上まで運ぶ（S₁）。次
いで下ラム１６を支持する炉下蓋５をスクリユー
ジヤツキ２３で上昇させてローダ３５から下ラム
１６へモールド１０を受け渡し、炉下蓋５を閉じ
る。このとき炉内のモールド１０は加熱室９内の
所定位置にセツトされる。

次に、No.１炉の真空引きを図示しない真空排気
装置により真空排気口３６より行い、（G₁）、炉
内が所定の真空度に到達後、図示しない加熱電源
を接続してヒータ１２に通電し、真空加熱を開始
するH₁。そして、所定温度に達した時点T₁でプ
レスフレーム２をNo.１炉へ移動させ、下ラム１６
の下端でシリンダロツド２６の軸合せ後、プレス
シリンダ２７に油を供給しシリンダロツド２６を
前進させモールド１０を押し上げて、モールド１
０内のセラミツクス原料１５をホツトプレスする
P₁。ここででは、常温から2000℃まで４時間で
昇温し、2000℃で更に４時間均熱後ヒータ１２へ
の通電を切り（H₂）、このあと炉内に冷却ガス導
入口３７より冷却ガスを導入してモールド１０の
冷却を開始する（G₂）。

一方、No.２炉は、その時点（G₂）でモールド
１０の挿入を完了し（S₂）、引続いて真空引きを
開始しており（G₃）、加熱準備を終り次第ヒータ
１２の通電をNo.２炉側へ切替えて、No.２炉の加熱
に入る（H₂）。なお、No.１炉ではプレス操作を完
了後（P₂）、シリンダロツド２６を後退させ、下
ラム１６をラムガイド１８の支持位置まで下降さ
せたまま冷却を継続する。そして、シリンダロツ
ド２６を後退させたプレスフレーム２を今度はNo.
２炉側へ移動させ、No.２炉内のモールド１０が所
定温度まで昇温した時点T₂で、ホツトプレスを
開始する（P₂）。

これとは逆に、2000℃から150℃まで約８時間
の冷却を継続したNo.１炉では、冷却完了後（T₃）
炉下蓋５を開き前述とは逆の順序で下ラム１６上
のモールド１０をローダ３５へ受渡し、No.１炉の
ホツトプレス処理を完了する。

このようにして、２炉１，１間でプレスフレー
ム２を往復移動させ、ホツトプレス処理を交互に
繰り返すことにより、一方の炉のホツトプレス処
理が完了前に他方の炉でホツトプレス処理に入る
ことができるから、一方の炉のホツトプレス処理
完了まで次の被処理物を炉外で待機させる必要が
なくなり、成品の生産サイクルは１炉によるバツ
チ運転の場合の約1/2に短縮され、生産性は約２
倍に向上し、連続運転に近づけることができる。

また、交互にホツトプレスすることにより、プ
レス装置を各炉間で兼用できると共に、真空冷却
で２炉同時に真空引きを必要とする場合以外は真
空ポンプの容量は１炉分でよい。このことは、真
空加熱ではなく雰囲気加熱の場合も同様である。
更に、ヒータへの通電を切換えるために炉体切替
器を追加するだけで、加熱電源の容量は１炉分で
よい。

なお、第１図〜第２図の実施例では、プレスフ
レーム２の下部ベツド２５にプレスシリンダ２７
を取り付けて炉下蓋５を開閉し、セラミツクス原
料１５を下方装入する場合について述べたが、こ
れとは逆に炉上蓋３をシリンダ等で開閉して上方
装入することも可能である。

また、プレスシリンダ２７をプレスフレーム２
の上部ベツド２８に取り付けて、下ラム１６では
なく上ラム１９で圧下する方式も可能であり、そ
の場合にもセラミツクス原料等の被処理物の装入
は上方又は下方のいずれも適用できる。

［発明の効果］以上要するに本発明によれば次のような優れた
効果を発揮する。

(1) 本発明装置によれば、加熱・冷却を１室で行
うため炉容が小さくなつて設備高さを低くする
ことができ、またプレスラムとプレスロツドを
分離してプレスロツドを短くしたことによりプ
レス操作の安定化が図れ、更には炉壁を開閉自
在としたことにより炉内の保守点検が容易とな
る。

(2) また本発明方法によれば、複数のバツチ式電
熱炉を並設してこれらを移動式のプレスフレー
ムで交互にホツトプレス処理することにより、
各炉の完了を待つことなく各炉でラツプしたホ
ツトプレス処理が行なえて生産性を高める半連
続化した処理ができ、また、プレス装置、加熱
電源、真空排気装置後ホツトプレス処理に時系
列的に必要な装置を各炉間で兼用できるため、
各装置の稼動率を向上させて生産性の向上をは
かることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置及び本発明方法を実施する
ためのホツトプレス装置の一実施例を示す正断面
図、第２図は第１図の側面図、第３図は第１図の
装置の操作順序を説明するタイミングチヤート、
第４図は従来のホツトプレス装置を示す概略正断
面図である。図中、１は竪形電熱炉、２はプレスフレーム、
３は炉上蓋、４は胴部、５は炉下蓋、７は基台、
９は冷却室兼用の加熱室、１５は被処理物たるセ
ラミツクス原料、１６は下ラム、１９は上ラム、
２５は下部ベツド、２６はシリンダロツド、２８
は上部ベツド、３０は走行機構としての車輪ユニ
ツト、３１はレールである。

Claims

【特許請求の範囲】１基台より底部を浮かした炉本体を、冷却兼用
の加熱室を内部に有する胴部と開閉自在な上・下
の炉壁とに３分割し、この上・下蓋を貫通して胴
部の加熱室で被処理物を挾持する一対のプレスラ
ムを取付けた複数基の竪形電熱炉と、上記基台上
に敷設したレールに沿つて移動する走行機構を設
けて、この機構に上記複数基の炉本体の上・下蓋
を貫通する一対のプレスラムと係脱するプレスロ
ツドを取付けた少なくとも１台の門型形状のプレ
スフレームとを備えたことを特徴とするホツトプ
レス装置。２上記プレスフレームが上記炉蓋を吊り上げる
ための吊りビームを備えていることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のホツトプレス装置。３基台より底部を浮かした炉本体を、冷却兼用
の加熱室を内部に有する胴部と開閉自在な上・下
の炉蓋とに３分割し、この上・下蓋を貫通して胴
部の加熱室で被処理物を挾持する一対のプレスラ
ムを取付けた竪形電熱炉を複数並設するととも
に、上記基台上に敷設したレールに沿つて移動す
る走行機構を設けて、この機構に上記各炉本体の
上・下蓋を貫通する一対のプレスラムと係脱する
プレスロツドを取付けた門型形状のプレスフレー
ムを少なくとも１台配置して成るホツトプレス装
置を運転するに際して、通電加熱後の１の炉の冷
却開始時点で被処理物装入を完了した他の１の炉
側へ通電を切替えて該他の１の炉の加熱を開始
し、次いでホツトプレスのために１の炉側にある
プレスフレームをホツトプレスの完了後プレスロ
ツドをラムより離脱させてから他の１の炉側へ移
動させ、そのプレスロツドをラムに係合して該他
の１の炉でホツトプレスを開始させて、複数基の
炉を順次ホツトプレスするようにしたことを特徴
とするホツトプレス装置の運転方法。