(57)【要約】      （修正有）【課題】内部で詰まりが生じにくく、また鍛造用素材にスケールが溶着しにくい鍛造用素材加熱用のセラミックチューブを提供する。【解決手段】鍛造用素材加熱用のセラミックチューブは、鍛造用素材の加熱炉内部に設置され、内部に鍛造用素材Ｗを通過させながら加熱するセラミックチューブであり、内面を多角形とし、鍛造用素材との接点を底部の二辺とする。二辺８、８のなす角度が６０°〜１６０°の範囲であることが好ましい。鍛造用素材Ｗは左右の２箇所でセラミックチューブの内面に接するため、従来の円形チューブよりも左右に蛇行しにくく、詰まりが生じにくくなる。【選択図】図５
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
鍛造用素材の加熱炉内に設置され、内部に鍛造用素材を通過させながら加熱するセラミックチューブであって、内面を多角形とし、鍛造用素材との接点を底部の二辺としたことを特徴とする鍛造用素材加熱用のセラミックチューブ。
【請求項２】
二辺のなす角度が、６０°〜１６０°の範囲であることを特徴とする請求項１記載の鍛造用素材加熱用のセラミックチューブ。
【請求項３】
二辺の間に形成されるコーナー部に、面取りＲを付与したことを特徴とする請求項２に記載の鍛造用素材加熱用のセラミックチューブ。
【請求項４】
材質が、ＳｉＣを主成分とするものであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の鍛造用素材加熱用のセラミックチューブ。
【請求項５】
材質が、Ｓｉ−ＳｉＣ、窒化物結合ＳｉＣ、酸化物結合ＳｉＣの何れかであることを特徴とする請求項４に記載の鍛造用素材加熱用のセラミックチューブ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、鍛造用素材の加熱炉内に設置される鍛造用素材加熱用のセラミックチューブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鍛造用素材を鍛造に適した温度にまで加熱するために、従来から鍛造用素材の加熱炉が広く使用されている。この鍛造用素材の加熱炉は、例えば特許文献１に示されるように、炉内にセラミックチューブを設置してその内部にビレット等の鍛造用素材を通過させながら加熱する構造である。鍛造用素材は、後続の鍛造用素材によって押されるようにしてセラミックチューブの内部を移動し、その間に所定温度まで加熱されて先端から取出され、鍛造される。
【０００３】
この鍛造用素材加熱用のセラミックチューブとして、従来は専ら断面が円形のものが使用されてきた。しかし鍛造用素材が円柱状鋼材である場合、断面が円形のセラミックチューブ内で移動させると図１のように左右方向にぶれ易い。また鍛造用素材である円柱状鋼材はその端面の直角度が正確に出ていないため、後続の鍛造用素材によって押されると図２のように内部でへの字状に折れ曲がり、詰まりが生じることがあった。詰まりが生ずると鍛造ラインを停止してセラミックチューブを交換しなければならず、その損害は大きいものであった。このため従来は鍛造用素材のサイズをセラミックチューブの内径の５０％〜９０％に限定し、できるだけ左右のぶれを抑えて詰まりを防止していた。しかし詰まりを完全になくすことができないうえ、鍛造用素材のサイズが限定されてしまうという問題があった。
【０００４】
また、鍛造用素材の表面に不可避的に生ずる酸化物のスケールがセラミックチューブの底面に次第に堆積して行き、その上を鍛造用素材が通過することとなるため、鍛造用素材にスケールが溶着することがある。そのようなスケールが溶着した鍛造用素材を鍛造すると異物混入品となる。これを避けるために現状では定期的にセラミックチューブを軸線周りに９０°ずつ回転させてスケールの堆積していない新しい面を底面としているが、４面を使用するとセラミックチューブを新品と交換しなければならず、セラミックチューブの使用寿命が短いという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３１７６５５９号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
従って本考案の目的は上記した従来の問題点を解決し、鍛造用素材が円柱状鋼材である場合や、端面の直角度が正確に出ていない場合にも、詰まりが生じにくく、また鍛造用素材にスケールが溶着しにくい鍛造用素材加熱用のセラミックチューブを提供することである。また本考案の他の目的は、鍛造用素材の限定幅を従来よりも大幅に拡大することができる鍛造用素材加熱用のセラミックチューブを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するためになされた本考案の鍛造用素材加熱用のセラミックチューブは、鍛造用素材の加熱炉内に設置され、内部に鍛造用素材を通過させながら加熱するセラミックチューブであって、内面を多角形とし、鍛造用素材との接点を底部の二辺としたことを特徴とするものである。
【０００８】
なお請求項２のように、二辺のなす角度が６０°〜１６０°の範囲であることが好ましい。また請求項３のように、二辺の間に形成されるコーナー部に面取りＲを付与することが好ましい。
【０００９】
請求項４のように、セラミックチューブの材質はＳｉＣを主成分とするものであることが好ましく、特に請求項５のように、Ｓｉ−ＳｉＣ、窒化物結合ＳｉＣ、酸化物結合ＳｉＣの何れかとすることが好ましい。
【考案の効果】
【００１０】
本考案の鍛造用素材加熱用のセラミックチューブは、従来と同様に鍛造用素材の加熱炉内に設置され、内部に鍛造用素材を通過させながら加熱するものである。しかし従来の円形チューブとは異なり、内面を多角形とし、鍛造用素材との接点を底部の二辺としたため、鍛造用素材はセラミックチューブの内面２箇所で位置規制されながら移動する。このため従来のように鍛造用素材が内部で蛇行したり、への字状に折れ曲がったりすることがなく、内部で詰まりが生じにくい。このため鍛造用素材の限定幅を従来よりも拡大することができる。
【００１１】
また本考案の鍛造用素材加熱用のセラミックチューブは、内面を多角形とし、鍛造用素材との接点を底部の二辺としたため、スケールはセラミックチューブの底部の二辺の間に形成されるコーナー部に落下し、鍛造用素材と直接接触しない。このため鍛造用素材にスケールが溶着しにくい。従って定期的に回転させていた回転頻度を従来よりも減少させることができ、セラミックチューブの使用寿命を延ばすことができる。さらにセラミックチューブの内面形状を５角形以上とすれば、回転させて５面以上を使用できることとなり、セラミックチューブの使用寿命をさらに延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】従来のセラミックチューブの問題点を示す断面図である。
【図２】従来のセラミックチューブの他の問題点を示す断面図である。
【図３】鍛造用素材の加熱炉の構造を示す概念的な断面図である。
【図４】セラミックチューブの正面図と断面図である。
【図５】セラミックチューブの拡大断面図である。
【図６】セラミックチューブの断面形状の変形例を示す図である。
【考案を実施するための形態】
【００１３】
以下に本考案の実施形態を説明する。
図３は鍛造用素材の加熱炉の構造を示す概念的な断面図であり、１は炉体、２は炉体１に設置されたバーナー、３は排気筒、４は炉床５に配置されたセラミックチューブ、Ｗは鍛造用素材である。セラミックチューブ４は直列に接続され、直線状に配置されて鍛造用素材Ｗの通路を形成しており、鍛造用素材Ｗはその基部からセラミックチューブ４の内部に供給され、後続する鍛造用素材Ｗに押されながら出口６に向かって移動し、その間にバーナー２からの輻射熱によって鍛造に適した温度まで加熱され、出口６から取出される。鍛造用素材Ｗは例えばビレットと呼ばれる円柱状鋼材である。炉内温度は例えば１０００℃〜１２００℃である。
【００１４】
図４にセラミックチューブ４の正面図と断面図を示す。図示の通りこの実施形態のセラミックチューブ４の外周面は円筒形であるが、内面は六角形となっている。入口側の端部にはテーパー部７が形成されており、鍛造用素材Ｗの引っ掛かりを防止している。またセラミック成形に必要な抜き勾配を持たせるため、全体も僅かながら入口側が広いテーパー状となっている。なお鍛造用素材Ｗの外径はセラミックチューブ４の内径の１０〜９０％の範囲とすることができ、従来の５０−９０％よりも大幅な拡大が可能となった。
【００１５】
セラミックチューブ４は炉内で高温にさらされるうえ、その内部で重量物が移動するため、熱応力及び機械的応力によって割れる可能性がある。応力集中を避けるため、図５に示すように多角形の頂点の位置すなわち底部の二辺８、８の間に形成されるコーナー部９に面取りＲを形成しておくことが好ましい。実施形態では面取りＲは３ｍｍである。セラミックチューブ４はコーナー部９が最低位置となるように炉床５に配置される。位置決めを行ない易いように、セラミックチューブ４の外面に目印をつけておくこともできる。
【００１６】
このセラミックチューブ４の内面に円柱状鋼材である鍛造用素材Ｗを送り込むと、図５に示すように鍛造用素材Ｗとの接点は底部の二辺８、８となる。このように鍛造用素材Ｗは左右の２箇所でセラミックチューブ４の内面に接するため、図１に示した従来の円形チューブよりも左右に蛇行しにくい。また、鍛造用素材Ｗの端面の直角度が正確に出ていない場合にもへの字状に折れ曲がりにくくなり、詰まりが生じにくくなる。
【００１７】
さらに図５に示すように、セラミックチューブ４の鍛造用素材Ｗとの接点を底部の二辺８、８としたため、スケールはセラミックチューブ４の底部のコーナー部９に落下し、その上を移動する鍛造用素材Ｗと直接接触しにくくなる。このため従来よりも鍛造用素材Ｗの下面にスケールが溶着しにくくなり、鍛造品に異物が混入するトラブルを防止することが可能となる。
【００１８】
なお、このセラミックチューブ４の内面の鍛造用素材Ｗと接触している部分は徐々に摩耗して行くことが避けられないが、摩耗するのはコーナー部９の近傍のみである。このため従来と同様に定期的に軸線周りに回転させて新しい面を使用することとなるが、内面形状が６角形の場合には６回回転させることができ、セラミックチューブ４の使用寿命を従来よりも大幅に延長させることが可能となる。
【００１９】
上記した作用効果を確実に得るためには、二辺のなす角度が６０°〜１６０°の範囲であることが好ましい。正多角形の場合、６０°は３角形、１６０°は１８角形に対応する。しかし角数が増加すると次第に円に近くなるため、好ましくは９０°〜１３５°（正多角形の場合、四角形から８角形）とすることが好ましい。
【００２０】
図６にセラミックチューブ４の断面形状の変形例を示した。図示のように内面形状は必ずしも正多角形である必要はなく、菱型とすることもできる。また外面の形状は任意であり、円形でも角形でも差し支えない。さらに図６の右下図に示したように、半割れチューブとすることも可能である。
【００２１】
このセラミックチューブ４には高温に耐えうる耐熱性のほか、高温強度、耐熱衝撃性などが要求される。これらの特性を満足するセラミックは、ＳｉＣを主成分とするものであることが好ましく、特にＳｉ−ＳｉＣ、窒化物結合ＳｉＣ、酸化物結合ＳｉＣの何れかとすることが好ましい。Ｓｉ−ＳｉＣはＳｉＣの空隙に金属Ｓｉを含浸させたものであり、非常に優れた高温強度を備え、また高温劣化も生じない。窒化物結合ＳｉＣはＳｉＣをＳｉ３Ｎ４やＳｉ２Ｎ２Ｏ等の窒化物で結合したもので、特に耐熱衝撃性に優れる。酸化物結合ＳｉＣはＳｉＣをＳｉ２Ｏ３等の酸化物で結合させたもので、やはり優れた高温強度を備える。しかしセラミックチューブ４の材質はこれらに限定されるものではなく、従来のアルミナやムライトを使用することも可能である。
【００２２】
以上に説明したように、本考案の鍛造用素材加熱用のセラミックチューブは鍛造用素材Ｗの詰まりが生じにくく、また鍛造用素材Ｗにスケールが溶着しにくく、使用寿命が長い等の多くの利点を備えたものである。
【符号の説明】
【００２３】
１  炉体
２  バーナー
３  排気筒
４  セラミックチューブ
５  炉床
６  出口
７  テーパー部
８  辺
９  コーナー部
Ｗ  鍛造用素材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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