(57)【要約】  押出プレス機は、ラム軸に沿って移動するように構成されたラム本体を有するラムと、圧縮コンパートメントを画定し、圧縮容器軸を有する圧縮容器とを備え、圧縮容器は、圧縮容器軸がラム軸と整列しない第１の配向と、ラム本体が圧縮コンパートメント内に移動可能となるように圧縮容器軸がラム軸と整列している第２の方向との間で回動可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラム軸に沿って移動するように構成されたラム本体を持つラムと、
圧縮コンパートメントを画定し、圧縮容器軸を有する圧縮容器であって、前記圧縮容器が第１の開放端と前記第１の開放端に対向して配置された第２の開放端とを有し、前記圧縮容器軸が前記ラム軸と整列しない第１の配向と、前記ラム本体が前記圧縮コンパートメント内に移動可能なように前記圧縮容器軸が前記ラム軸と整列する第２の配向との間で、圧縮容器が回動可能であり、前記圧縮容器が前記第１の配向状態にあるとき、前記第１の開放端は前記第２の開放端の上方に配置される、圧縮容器と、
前記圧縮容器に連結され、少なくとも前記圧縮容器が前記第２の配向にないときに、閉位置に移動可能な蓋であって、前記蓋は、前記閉位置にあるとき、前記第１の開放端を全体的に覆って、前記圧縮容器内に材料を保持するように構成された蓋と、
を備える、押出プレス機。
【請求項２】
前記圧縮容器軸は、前記圧縮容器が前記第１の配向状態にあるとき、ほぼ垂直に配向され、前記圧縮容器が前記第２の配向状態にあるとき、ほぼ水平に配向され、前記ラムは、前記圧縮容器が前記第１の配向状態にあるとき、前記圧縮コンパートメント内に移動可能ではない、請求項１に記載のプレス機。
【請求項３】
前記圧縮容器は、前記圧縮容器が前記第２の配向状態にあるとき、前記第１の開放端と前記第２の開放端とは、ほぼ水平に整列され、前記圧縮容器が前記第２の配向状態にあるとき、前記第１の開放端は、前記ラム本体に隣接して配置されるように構成されている、請求項１に記載のプレス機。
【請求項４】
前記蓋は、前記圧縮容器が前記第２の配向状態にあるとき、前記ラム本体が前記圧縮容器内に移動できるようにするために前記蓋が前記開放端を全体的に覆わない開位置に移動可能であり、前記圧縮容器が前記第１の配向から前記第２の配向へ移動するときに、前記蓋は、前記圧縮容器内に材料を保持するように構成されている、請求項１に記載のプレス機。
【請求項５】
前記第２の開放端に配置され、そこを通って押し出される材料を受け入れるように構成されたダイ開口部を有するダイをさらに含む、請求項３に記載のプレス機。
【請求項６】
前記圧縮容器に連結され、前記ダイ開口部を全体的に覆う閉位置と、前記ダイ開口部を通って押出可能にするために前記ダイ開口部を全体的に覆わない開位置との間で移動可能なダイカバーをさらに含む、請求項５に記載のプレス機。
【請求項７】
前記圧縮容器は、前記ラム軸に対してほぼ垂直に配向された軸の周りを回動可能である、請求項１に記載のプレス機。
【請求項８】
前記ラムは、前記圧縮容器内に配置された材料を圧縮すると共に押し出すように構成され、前記プレス機は、前記圧縮容器内に配置された材料を圧縮するように構成された別個の構成要素、装置又は機構を欠いている、請求項１に記載のプレス機。
【請求項９】
前記ラム本体とほぼ同軸に配置された真空シュラウド（vacuum shroud）をさらに備え、前記真空シュラウドは、前記真空シュラウドが前記圧縮容器に密封係合する密封位置と、前記真空シュラウドが前記圧縮容器に密封係合しない後退位置との間で移動可能である、請求項１に記載のプレス機。
【請求項１０】
前記圧縮容器が、その外面の周りにフランジを含み、前記真空シュラウドが、前記フランジと密封を形成するように前記フランジと密封係合するように構成された環状面を含み、前記真空シュラウドが、真空源に動作可能に接続可能な、当該真空シュラウドを通って延びる開口部を含む、請求項９に記載のプレス機。
【請求項１１】
前記ラム本体は、その端面から材料を離すのを助けるために、前記ラム本体が前記容器内に配置されたときに前記容器内に流体を噴射するための流体源に接続可能な少なくとも１つの開口部を前記端面に含む、請求項１に記載のプレス機。
【請求項１２】
圧縮コンパートメントを画定し、圧縮容器軸を有する圧縮容器を備える押出プレス機にアクセスするアクセスステップであって、ここで、前記押出プレス機は、ラム軸に沿って移動するように構成されたラム本体を有するラムをさらに備え；
前記圧縮容器が、前記圧縮容器軸が前記ラム軸と整列しない第１の配向にあるときに、前記圧縮容器の第１の開放端を介して前記圧縮コンパートメントへ材料を充填する装填ステップ；
前記第１の開放端を覆うステップ；及び
前記第１の開放端が覆われている際に、前記ラム本体が前記圧縮コンパートメント内に移動可能となるように、前記圧縮容器軸が前記ラム軸と一致する第２の配向へ前記圧縮容器を回動させる回動ステップ、
を備える、押出方法。
【請求項１３】
前記ラム本体を前記圧縮コンパートメント内に移動させて、材料を前記圧縮容器から押し出す押出ステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記圧縮容器が、前記第１の開放端に対向して配置された第２の開放端を有し、前記圧縮容器が前記第１の配向状態にあるとき、前記第１の開放端は、前記第２の開放端の上方に配置され、前記圧縮容器が前記第２の配向状態にあるとき、前記第１の開放端と前記第２の開放端とは、ほぼ水平に整列され、前記圧縮容器が前記第２の配向状態にあるとき、前記第１の開放端は、前記ラム本体に隣接して配置される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記第２の開放端は、前記装填ステップの間に閉じられ、前記方法は、前記回動ステップの後に、前記第１の開放端及び前記第２の開放端を覆わないアンカバーステップ、及び前記ラム本体を前記圧縮コンパートメント内に移動させ、それによって、前記圧縮容器から材料を押し出す押出ステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記回動ステップの後であって、前記第１の開放端を覆わないアンカバーステップの前に、前記ラム本体を前記第１の開放端にすぐ隣接する位置に移動させるステップをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記回動ステップの後に、前記ラム本体を前記圧縮コンパートメント内に部分的に移動させて、前記材料を押し出すことなく前記材料を圧縮する圧縮ステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記ラム本体が前記材料を圧縮している際、前記圧縮コンパートメントは真空引きされる、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
圧縮コンパートメントを画定する圧縮容器を備える押出プレス機にアクセスするアクセスステップであって、ここで、前記押出プレス機は、ラム軸に沿って移動するように構成されたラム本体を有するラムをさらに備え；
前記圧縮コンパートメントへ材料を装填する装填ステップ；
前記圧縮コンパートメント内に配置された材料を押し出すことなく当該材料を圧縮するために、前記ラム本体を前記圧縮コンパートメントに少なくとも部分的に移動させる第１の移動ステップ；及び
さらに、前記ラム本体を前記圧縮容器内に移動させて、材料を前記圧縮容器から押し出す第２の移動ステップ、
を備える、押出方法。
【請求項２０】
前記圧縮容器が、前記容器の前記第１の開放端と前記第１の開放端とは反対側の端に第２の開放端とを有し、前記ラム本体は、両方の前記移動ステップにおいて前記第１の開放端に位置し、前記第２の開放端は、前記第１の移動ステップにおいて被覆され、前記第２の開放端は、前記第２の移動ステップにおいて被覆されない、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
ラム軸に沿って移動するように構成されたラム本体を有するラムと、
圧縮コンパートメントを画定し、圧縮容器軸を有する圧縮容器であって、前記圧縮容器軸が前記ラム軸と整列しない第１の配向と、前記圧縮容器軸が前記ラム軸と整列し、前記ラム本体が前記圧縮コンパートメント内に移動可能となる第２の配向との間で回動可能である圧縮容器と、
真空源に流体的に連結される真空シュラウドであって、前記真空シュラウドが前記圧縮容器に密封係合する密封位置と、前記真空シュラウドが前記圧縮容器に密封係合しない後退位置との間で移動可能な前記真空シュラウドと、
を備える、押出プレス機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願への相互参照）
本出願は、「グリーンカーボン体の押出プレス機とそれを使用した方法」と題され、２０１８年７月２５日に出願された米国仮特許出願第６２／７０３，１５０号の出願日の優先権とその利益を主張し、それらの開示内容全体は参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
本開示は、グリーンカーボン体のような押出成形体を形成するための押出プレス機に関し、より具体的には、装填のための第１の配向又は垂直配向と、押出のための第２の配向又は水平配向との間で回動可能な圧縮容器アセンブリを有する押出プレス機に関する。
【０００３】
黒鉛電極は電気アーク炉で必要とされる消耗品であり、電気炉製鋼作業の極めて過酷な作業環境に耐えることができる。黒鉛電極は、典型的には、円筒状のグリーンカーボン体を形成することによって製造される。グリーンカーボン体は、典型的には、粉末ニードルコークス等のコークスを含む原料とバインダーピッチとを高温で混合混練することにより形成される。次いで、原料混合物をプレス機から押し出して、押し出し成形グリーンカーボン体を形成する。その後、グリーンカーボン体を黒鉛化して黒鉛電極を形成する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一実施形態では、本開示は、改善された押出のためのシステム及び方法に関する。より詳細には、一実施形態において、本発明は、ラム軸に沿って移動するように構成されたラム本体と、圧縮コンパートメントを画定し圧縮容器軸を有する圧縮容器とを有するラムを含む押出プレス機である。圧縮容器は、圧縮容器軸がラム軸と整列しない第１の配向と、ラム本体が圧縮コンパートメント内に移動可能となるように圧縮容器軸がラム軸と整列している第２の方向との間で回動可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
構造及び特定の実施形態は、添付の図面を参照することによって理解することができる。
【図１】図１は、圧縮容器アセンブリを垂直方向にした押出プレス機の一実施形態の斜視図である。
【図２】図２は、蓋が閉じている、図１の押出プレス機の斜視図である。
【図３】図３は、図１の押出プレス機の斜視図であり、圧縮容器が水平方向に配置されている。
【図４】図４は、図１の押出プレス機の側断面図であり、圧縮容器の装填を示し、特定のラム本体構成を有する。
【図５】図５は、図２の押出プレス機の側断面図である。
【図６】図６は、図３の押出プレス機の側断面図である。
【図７】図７は、ラム本体を前方に前進させた図６の押出プレス機を示す。
【図８】図８は、図７の押出プレス機を示しており、蓋は開いており、ラム本体は前方に前進している。
【図９】図９は、真空シュラウドを前方に前進させ、特定のラム本体構成を有する、図８の押出プレス機を示す図である。
【図１０】図１０は、真空シュラウドを後退させ、ラム本体を前方に前進させた、図９の押出プレス機を示す図である。
【図１１】図１１は、ラム本体を前方に前進させ、成形品を押し出す図１０の押出プレス機を示す。
【図１２】図１２は、容器アセンブリ弁の代替実施形態を示す、圧縮容器の上部の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
次に、図１−３に示すように、押出プレス機は１００で示され、押出プレス機１００は、油圧ラム又は押出ラム１０２を備え、この油圧ラム又は押出ラムは、内部にラム本体１０４を受け入れる中空ラムケーシング１０５を備える。ラム１０２は、図示の実施形態では、ほぼ水平方向（重力基準系に関して）に維持され、ラム本体１０４が水平方向に軸方向移動するように構成される。図示の実施形態では、ラムケーシング１０５は、円筒形の内部空洞を画定する環状形状を有し、ラム本体１０４は、ラム本体１０４がラムケーシング１０５内に密接に受け入れられるように、ほぼ円筒形（例えば、円形の断面を持つ）を有する。しかし、ラム本体１０４及びラムケーシング１０５は、代わりに、断面が円形以外の形状を含む他の形状を有してもよい。
【０００７】
ラム本体１０４は、例えば、ラムケーシング１０５に作動的に連結された加圧油圧（１１１で示される）を用いて、水平方向に前方及び／又は後方に移動することができ、これにより、ラム本体１０４は、以下にさらに詳細に説明するように材料を押し出すことができる。押出プレス機１００は、例えば、電力を介して、又は別の油圧回路を介して、ラム１０２に油圧がラムケーシング１０５を介して印加されないときに、軸方向に沿ってラム本体１０４を移動させるために、ラム１０２及び／又はラム本体１０４に連結された補助シリンダ１０３を備えてもよい。
【０００８】
ラム１０２／ラム本体１０４／ラムケーシング１０５は、縦軸ＡＲＡＭが水平方向に配置されている。ラム本体１０４は、その第１の端部に配置され、半径方向平面に整列したラム面又は端面１０６を含む。ラム本体１０４は、図１に示すように、ラム本体１０４を通って延び、ラム面１０６で終端する一連のノズル又は開口部１０７を備えてもよい。一例では、ノズル１０７は、圧力によって有効化されてもよく、例えば、十分な圧力にさらされた場合を除き、閉じたままであってもよい。図４は、ノズル１０７のうちの一つがラム本体１０４を通って延びていることを示すが、ノズル１０７は、多種多様な構成及び経路のいずれかを有してもよい。代替実施形態として、図９は、ラム本体１０４が中空であり、ノズル１０７と流体連通する内部空洞を有する様子を示している。ノズル１０７は、図示した以外にも様々な他の形状及び構成を有してもよい。ノズル１０７の上流端部は、圧縮空気源などの流体源（不図示）に結合され、以下にさらに詳細に説明するように動作してもよい。さらに、所望であれば、以下に説明するように、ノズル１０７を通して真空引きしてもよい。
【０００９】
プレス機１００は、圧縮容器アセンブリ１１０を備え、この圧縮容器アセンブリは、圧縮容器１１２を備え、この圧縮容器アセンブリは、圧縮容器内に圧縮コンパートメント１１６を画定する壁１１４（円筒壁１１４のような）を有する。圧縮容器アセンブリ１１０／容器１１２は、長手方向容器軸Ａｃに沿って延在して配向され、第１の開口部又は第１の開放端１２０と、第１の開放端１２０に対向して配置された第２の開口部又は第２の開放端１２２とを有する。圧縮容器アセンブリ１１０／容器１１２は、プレス機１００及び／又はラム１０２の残りの部分に回動可能に取り付けられており、圧縮容器アセンブリ１１０／容器１１２は、以下にさらに詳細に説明するように、水平回動軸ＡＲＯＴの周りを回動可能である。
【００１０】
また、圧縮容器アセンブリ１１０は、第１の開放端１２０に、又は第１の開放端１２０に隣接して、弁アセンブリ１２４を備えてもよい。弁アセンブリ１２４は、図に示すように、蓋１２６に動作可能に接続されたアクチュエータ１２５を有し、蓋１２６を閉位置と開位置との間で移動させ、図２及び図５に示すように閉位置において蓋１２６が第１の開放端１２０に係合してこれを密封して覆い、図１及び図４に示すように開位置において蓋１２６が第１の開放端１２０を覆わないように第１の開放端と係合しない、又は第１の開放端１２０を覆わない。図１〜１１に示す実施の形態は、弁アセンブリ１２４が、回動弁（スイングバルブとしても知られる）を含むか、又はその形態をとり、蓋１２６が開位置と閉位置との間で軸の周りを回動することを示している。しかしながら、弁アセンブリ１２４は、限定されるものではないが、図１２に示されるようなゲート弁又は水門弁を含む種々の他のタイプの弁アセンブリを含むか又はその形態をとることができ、この場合、蓋１２６は概ね平坦で平面であり、平面に沿って開閉する。アクチュエータ１２５及び蓋１２６を含む弁アセンブリ１２４は、それらが回動軸ＡＲＯＴの周りを回動するとき、圧縮容器アセンブリ１１０／容器１１２と共に回動する。
【００１１】
また、圧縮容器アセンブリ１１０は、圧縮容器アセンブリ１１０の第２の開放端１２２にダイ１３０を配置してもよい。ダイ１３０は、ダイ開口部１３２を有し、この開口部を通して、材料１３８／押出成形品１４０は、図１１に示され、以下にさらに詳細に説明されるように、押出プロセス中に押し出される。圧縮容器アセンブリ１１０は、ダイ１３０に隣接する第２の開放端１２２に配置されるダイカバー１３４を備えてもよい。ダイカバー１３４は、閉位置と開位置との間で移動可能である。ダイカバー１３４は、図１〜１０に示すように、閉位置にあるときに、ダイ開口部１３２と密封係合するか、又はこれを覆う。ダイカバー１３４が図１１に示すように開位置にあるとき、ダイカバー１３４は、ダイ開口部１３２から離れて配置され、ダイ開口部１３２を覆わず、以下にさらに詳細に説明されるように、材料がダイ１３０から押し出されることを可能にする。ダイ１３０及びダイカバー１３４は、以下でさらに詳細に説明するように、回動軸ＡＲＯＴの周りを回動するとき、圧縮容器アセンブリ１１０／容器１１２と共に回動する。
【００１２】
また、プレス機１００は、ほぼ環状の真空シュラウド１５０を含み、このシュラウドは、ラム本体１０４の周りに同心円状に配置され、ラム本体と同軸である。真空シュラウド１５０は、環状の前面１５２を有し、この前面は、容器１１２の第１の開放端１２０に位置するか又はこれに隣接して配置されたフランジ又は嵌合面１５４（図１、図８、及び図９）と密封係合するのに適している。フランジ又は嵌合面１５４は、図示された実施形態では、容器１１２の外面上に配置され、第１の開放端１２０から僅かに下流側に離間される。真空シュラウド１５０／面１５２は、ラム軸ＡＲＡＭに沿って、以下でさらに詳細に説明するように、真空シュラウド１５０／面１５２が嵌合面１５４から離間して係合しない後退位置と、真空シュラウド１５０／面１５２が嵌合面１５４に密封係合して容器１１２内を真空引きする密封又は係合位置との間で移動可能である。
【００１３】
上述したように、圧縮容器アセンブリ１１０及び容器１１２は、図１、２、４、及び５に示すように、容器軸Ａｃが概ね又は厳密に垂直に配向され、第１の開放端１２０が第２の開放端１２２の上方に配置される第１の配向又は垂直方向と、図３及び６−１１に示すように、容器軸Ａｃが概ね又は厳密に水平に配向され、第１の開放端１２０が概ね第２の開放端１２２と整列される第２の配向又は水平方向との間で、回動軸ＡＲＯＴを中心に回動可能である。圧縮容器アセンブリ１１０が最初に水平な配向に移動されると、第１の開放端１２０がラム面１０６に隣接して配置され、当該ラム面１０６に面し、容器軸Ａｃがラム本体１０４の長手方向軸ＡＲＡＭと整列する。容器アセンブリ１１０／容器１１２の回動する角度は、図示の実施形態では約９０°であるが、例えば少なくとも約４５°であってもよいし、所望によって変化させてもよい。回動軸ＡＲＯＴは、図１に示すように、ラム軸ＡＲＡＭに対して垂直に方向付けることができるが、回動軸は、必要に応じて異なる角度にすることができる。
【００１４】
次に、図４−１１を参照して、プレス機１００の１つの操作方法について説明する。容器アセンブリ１１０は、図４に示すように、第１の配向又は垂直方向で開始し、又は第１の配向又は垂直方向に回動され、蓋１２６がその開位置にありダイカバー１３４が閉じられるように配置される。容器アセンブリ１１０は、この第１の配向に固定され、ロックされ、又はブロックされる。この向きでは、第１の開放端１２０は、第２の開放端１２２の上方に配置され、押出すべき原料１３８、例えば、グリーン炭素原料１３８を容器１１２内に容易に装填してもよいようになっている。原材料１３８は、例えば、図４に示す、第１の開放端１２０の上方に配置された端部１４６を有するコンベヤ１４４によって容器１１２内に装填されてもよく、その結果、原材料１３８が自然に容器１１２内に供給され、重力によって容器内に保持される。例えば、原料１３８は、押出成形グリーン炭素体を形成するために使用されるグリーン炭素原料１３８であり、例えば、ニードルコークス、焼成石油コークス、焼成無煙炭等のコークス、及び、例えば、ピッチ、コールタールピッチ、又は石油ピッチ等のバインダーが含まれる。グリーンカーボン原料１３８は、高温で混合混練された後、容器１１２の第１の開放端１２０に装填される。
【００１５】
所望量の材料１３８が容器１１２内に装填された後、弁アセンブリ１２４が閉じられ、これにより、図５に示すように、第１の開放端１２０を密封して覆うため、蓋１２６を閉位置に移動させる。次いで、容器アセンブリ１１０／容器１１２は、解放され、ロック解除され、又はブロック解除され、軸ＡＲＯＴを中心に、容器アセンブリ１１０／容器１１２が第２の方向又は水平方向となるまで、例えば９０°、回動され、図６に示すように、容器軸Ａｃが、ラム本体１０４の軸ＡＲＡＭと整列する。容器アセンブリ１１０が水平方向にあるとき、第１の開放端１２０及び／又は蓋１２６は、ラム面に対向し、ラム面１０６に隣接して（adjacent）、又はすぐに隣接している（immediately adjacent）。真空シュラウド１５０及びラム本体１０４は、この段階で、圧縮容器アセンブリ１１０がその水平方向へ自由に回動できるように十分に後退している。上述したように、弁アセンブリ１２４／蓋１２６及びダイカバー１３４は、容器１１２と共に回動する。次いで、容器アセンブリ１１０／容器１１２は、水平方向に固定され、ロックされ、又はブロックされて、押出ステップの間等の後続のステップにおける容器アセンブリ１１０／容器１１２の移動を防止する。
【００１６】
次に、図７に示すように、ラム本体１０４は、その後退位置から、ラム面１０６が蓋１２６に近接して（proximate）、近くに（near）、隣接して（adjacent）、又はすぐに隣接して（immediately adjacent）配置される外部位置まで前方に移動される。次に、弁アセンブリ１２４を開き、蓋１２６を第１の開放端１２０から開位置に移動させる。この位置では、ラム面１０６は、材料１３８を容器１１２内に保持し、材料１３８の大部分が容器１１２の第１の開放端１２０からこぼれるのを防止する。この段階でのラム面１０６と第１の開放端１２０／容器１１２との間の隙間の最大サイズは、こぼれを低減又は最小化するために比較的小さくてよく、例えば、ある場合には約７．５ｃｍ未満、ある場合には約５ｃｍ未満、又は別の場合には約２ｃｍ未満である。
【００１７】
次に、図８に示すように、ラム本体１０４／ラム面１０６は、容器１１２の少なくとも部分的に外部であるが近接した位置から、ラム本体１０４／ラム面１０６が第１の開放端１２０を通って容器１１２に完全に入る第１の内部位置まで前進され、原料１３８を圧縮することなく、または著しく圧縮することなく、ケーシング１０５内に部分的に配置される。例えば、このステップでは、ラム本体１０４は、容器１１２の軸方向長さの１０％未満、または別の場合には５％未満、またはさらに別の場合には１％未満に延在してもよい。
【００１８】
次いで、真空シュラウド１５０は、容器１１２に向かって移動され、シュラウド１５０／シュラウド面１５２が、図９に示すように、シュラウド１５０／シュラウド面１５２が容器１１２の嵌合面又はフランジ１５４と密封係合する密封位置にある。シュラウド１５０は、内部密封部材１５１を含み、この内部密封部材１５１は、ラム本体１０４をその中に密着して摺動可能かつ密封可能に受容する。このように、シュラウド１５０は、容器１１２及び圧縮コンパートメント１１６を全体的に閉じて密封し、容器１１２及び圧縮コンパートメント１１６内の真空引きを可能にする。次いで、真空シュラウド１５０内に真空引きを行い、容器１１２／圧縮コンパートメント１１６内の空気を除去することによって、真空サイクルが実行される。一実施形態では、真空シュラウド１５０は、真空源を連結して真空引きをすることができる一つ又は複数の半径方向に延びる開口部１５３（図３、９）を有する。しかし、ノズル１０７を介して真空を印加する場合があるなど、他の様々な方法によって真空を形成してもよい。バキュームは、次のステップで説明するように、圧縮プロセスを容易にするのに役立つ。
【００１９】
所望のレベルの真空に達したとき（例えば、約１０ｋＰＡ未満、又は、例えば、約２ｋＰＡ未満）、密封サイクルが実行され、原料１３８は、ダイ１３０を介して材料１３８を押し出すことなく密封される。圧縮サイクルの間に、ラム１０２は、第１の内部位置から容器１１２／原料１３８の方へ移動して、材料１３８を容器１１２内で圧縮するが、ダイカバー１３４は、図１０に示すように、閉じたままである。例えば、このステップでは、ラム本体１０４は、容器１１２の軸方向長さの２５％未満、又は別の場合では１０％未満、又はさらに別の場合では５％未満に延在してもよく、さらに、容器１１２の軸方向長さの少なくとも約１％、又は別の場合では少なくとも約５％に延在してもよい。圧縮プロセスは、押出材料中のボイドを除去し、より均一な押出製品を提供するのに役立つ。圧縮が完了すると、真空シュラウド１５０が引っ込められ、それによってシュラウド面１５２が容器嵌合面１５４から離れて移動し、真空状態が終了する。
【００２０】
次いで、ダイカバー１３４を開位置に移動させてダイ開口部１３２を開放し、図１１に示すように、ラム本体１０４を容器１１２内にさらに移動させることによって押し出しを開始する。ラム本体１０４は容器１１２内を前進し、原料１３８はダイ開口部１３２を通って押し出され、押出成形されたグリーンカーボン製品１４０等の押出成形品１４０を形成する。押出プロセスは、様々な温度及び圧力で、ある場合には約９０℃から約１３０℃の間で、ある場合には約２０バールの圧力で、別の場合には少なくとも約５０バールの圧力で、さらに別の場合には少なくとも約１５０バールの圧力で行われてもよい。押出成形品１４０は、切断されるか、又は他の方法でプレス機１００から分離され、黒鉛化などによりさらに処理されて、電気アーク炉用の黒鉛電極を形成してもよい。
【００２１】
押出ステップが完了すると、ラム本体１０４は、ダイ開口部１３２から引き出される。空気又は他のいくつかの流体は、容器１１２内からラム本体１０４が引き出される前又は引き出される際に、ラム面１０６内のノズル１０７を介して容器１１２内の材料１３８に対して噴射されてもよい。噴射された空気は、放出物として（as a release）作用し、付着効果として知られている、原料１３８がラム面１０６に付着するのを防止する。圧縮空気源をノズル１０７の上流端に流体的に連結して、噴射空気を提供してもよい。ダイカバー１３４は、ラム１０２が容器１１２から引き出されたら、その閉位置に移動してもよい。次いで、ラム本体１０４は、容器アセンブリ１１２／容器１１２から完全に引き出されるまで、容器１１０から引き出される。次いで、容器アセンブリ１１０／容器１１２は、回動軸ＡＲＯＴを中心にして、図４に示すように、原材料１３８を再び装填する準備ができる第１の配向又は垂直方向に回動される。
【００２２】
図面及び説明は、容器アセンブリ１１０／容器１１２が、装填される垂直方向と、押出が行われる水平方向との間で回動されることを示しているが、容器アセンブリ１１０は、様々な異なる角度で回動され、異なる位置で配向されてもよいことに留意されたい。また、装填ステップは、垂直以外の様々な向きで行われてもよく、押出ステップは水平以外の様々な向きで行われてもよい。容器アセンブリ１１０の回動可能な性質は、装填の向きを押出の向きから分離する自由を可能にする。例示された特定の実施形態では、垂直方向に荷重を加え、次いで水平方向に移動する能力によって、ラム本体１０４は、一例では、水平構成において、圧縮と押出しの両方を行うことができる。これにより、原材料１３８を圧縮するための別個の部品、装置又は機構を使用する必要性が回避され、これにより、より迅速な処理が可能となり、追加の装置及びステップが不要となる。従って、このような別個の圧縮構成要素、装置又は機構は、プレス機１００から欠如していてもよく、又はプレス機１００から除外されてもよい。
【００２３】
以上の説明は、当業者が本発明を実施できるようにするためのものである。明細書を読んだ後に当業者に明らかになる可能性のある変形及び修正の全てを詳細に説明することを意図するものではない。しかしながら、そのような全ての修正及び変形は、特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲内に含まれることが意図される。特許請求の範囲は、文脈が特に反対を示さない限り、本発明のために意図された目的を満たすのに有効な任意の構成又はシーケンスにおける示された要素及びステップをカバーすることを意図している。
【図１】
2021531173.tif 000003
【図２】
2021531173.tif 000004
【図３】
2021531173.tif 000005
【図４】
2021531173.tif 000006
【図５】
2021531173.tif 000007
【図６】
2021531173.tif 000008
【図７】
2021531173.tif 000009
【図８】
2021531173.tif 000010
【図９】
2021531173.tif 000011
【図１０】
2021531173.tif 000012
【図１１】
2021531173.tif 000013
【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】令和3年3月25日(2021.3.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラム軸に沿って移動するように構成されたラム本体を持つラムと、
圧縮コンパートメントを画定し、圧縮容器軸を有する圧縮容器であって、前記圧縮容器が第１の開放端と前記第１の開放端に対向して配置された第２の開放端とを有し、前記圧縮容器軸が前記ラム軸と整列しない第１の配向と、前記ラム本体が前記圧縮コンパートメント内に移動可能なように前記圧縮容器軸が前記ラム軸と整列する第２の配向との間で、圧縮容器が回動可能であり、前記圧縮容器が前記第１の配向状態にあるとき、前記第１の開放端は前記第２の開放端の上方に配置される、圧縮容器と、
前記圧縮容器に連結され、少なくとも前記圧縮容器が前記第２の配向にないときに、閉位置に移動可能な蓋であって、前記蓋は、前記閉位置にあるとき、前記第１の開放端を全体的に覆って、前記圧縮容器内に材料を保持するように構成された蓋と、
を備える、押出プレス機。
【請求項２】
前記圧縮容器軸は、前記圧縮容器が前記第１の配向状態にあるとき、ほぼ垂直に配向され、前記圧縮容器が前記第２の配向状態にあるとき、ほぼ水平に配向され、前記ラムは、前記圧縮容器が前記第１の配向状態にあるとき、前記圧縮コンパートメント内に移動可能ではない、請求項１に記載のプレス機。
【請求項３】
前記圧縮容器は、前記圧縮容器が前記第２の配向状態にあるとき、前記第１の開放端と前記第２の開放端とは、ほぼ水平に整列され、前記圧縮容器が前記第２の配向状態にあるとき、前記第１の開放端は、前記ラム本体に隣接して配置されるように構成されている、請求項１に記載のプレス機。
【請求項４】
前記蓋は、前記圧縮容器が前記第２の配向状態にあるとき、前記ラム本体が前記圧縮容器内に移動できるようにするために前記蓋が前記第１の開放端を全体的に覆わない開位置に移動可能であり、前記圧縮容器が前記第１の配向から前記第２の配向へ移動するときに、前記蓋は、前記圧縮容器内に材料を保持するように構成されている、請求項１に記載のプレス機。
【請求項５】
前記第２の開放端に配置され、そこを通って押し出される材料を受け入れるように構成されたダイ開口部を有するダイをさらに含む、請求項３に記載のプレス機。
【請求項６】
前記圧縮容器に連結され、前記ダイ開口部を全体的に覆う閉位置と、前記ダイ開口部を通って押出可能にするために前記ダイ開口部を全体的に覆わない開位置との間で移動可能なダイカバーをさらに含む、請求項５に記載のプレス機。
【請求項７】
前記圧縮容器は、前記ラム軸に対してほぼ垂直に配向された軸の周りを回動可能である、請求項１に記載のプレス機。
【請求項８】
前記ラムは、前記圧縮容器内に配置された材料を圧縮すると共に押し出すように構成され、前記プレス機は、前記圧縮容器内に配置された材料を圧縮するように構成された別個の構成要素、装置又は機構を欠いている、請求項１に記載のプレス機。
【請求項９】
前記ラム本体とほぼ同軸に配置された真空シュラウド（vacuum shroud）をさらに備え、前記真空シュラウドは、前記真空シュラウドが前記圧縮容器に密封係合する密封位置と、前記真空シュラウドが前記圧縮容器に密封係合しない後退位置との間で移動可能である、請求項１に記載のプレス機。
【請求項１０】
前記圧縮容器が、その外面の周りにフランジを含み、前記真空シュラウドが、前記フランジと密封を形成するように前記フランジと密封係合するように構成された環状面を含み、前記真空シュラウドが、真空源に動作可能に接続可能な、当該真空シュラウドを通って延びる開口部を含む、請求項９に記載のプレス機。
【請求項１１】
前記ラム本体は、その端面から材料を離すのを助けるために、前記ラム本体が前記容器内に配置されたときに前記容器内に流体を噴射するための流体源に接続可能な少なくとも１つの開口部を前記端面に含む、請求項１に記載のプレス機。
【請求項１２】
圧縮コンパートメントを画定し、圧縮容器軸を有する圧縮容器を備える押出プレス機にアクセスするアクセスステップであって、ここで、前記押出プレス機は、ラム軸に沿って移動するように構成されたラム本体を有するラムをさらに備え；
前記圧縮容器が、前記圧縮容器軸が前記ラム軸と整列しない第１の配向にあるときに、前記圧縮容器の第１の開放端を介して前記圧縮コンパートメントへ材料を充填する装填ステップ；
前記第１の開放端を覆うステップ；及び
前記第１の開放端が覆われている際に、前記ラム本体が前記圧縮コンパートメント内に移動可能となるように、前記圧縮容器軸が前記ラム軸と一致する第２の配向へ前記圧縮容器を回動させる回動ステップ、
を備える、押出方法。
【請求項１３】
前記ラム本体を前記圧縮コンパートメント内に移動させて、材料を前記圧縮容器から押し出す押出ステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記圧縮容器が、前記第１の開放端に対向して配置された第２の開放端を有し、前記圧縮容器が前記第１の配向状態にあるとき、前記第１の開放端は、前記第２の開放端の上方に配置され、前記圧縮容器が前記第２の配向状態にあるとき、前記第１の開放端と前記第２の開放端とは、ほぼ水平に整列され、前記圧縮容器が前記第２の配向状態にあるとき、前記第１の開放端は、前記ラム本体に隣接して配置される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記第２の開放端は、前記装填ステップの間に閉じられ、前記方法は、前記回動ステップの後に、前記第１の開放端及び前記第２の開放端を覆わないアンカバーステップ、及び前記ラム本体を前記圧縮コンパートメント内に移動させ、それによって、前記圧縮容器から材料を押し出す押出ステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記回動ステップの後であって、前記第１の開放端を覆わないアンカバーステップの前に、前記ラム本体を前記第１の開放端にすぐ隣接する位置に移動させるステップをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記回動ステップの後に、前記ラム本体を前記圧縮コンパートメント内に部分的に移動させて、前記材料を押し出すことなく前記材料を圧縮する圧縮ステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記ラム本体が前記材料を圧縮している際、前記圧縮コンパートメントは真空引きされる、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
圧縮コンパートメントを画定する圧縮容器を備える押出プレス機にアクセスするアクセスステップであって、ここで、前記押出プレス機は、ラム軸に沿って移動するように構成されたラム本体を有するラムをさらに備え；
前記圧縮コンパートメントへ材料を装填する装填ステップ；
前記圧縮コンパートメント内に配置された材料を押し出すことなく当該材料を圧縮するために、前記ラム本体を前記圧縮コンパートメントに少なくとも部分的に移動させる第１の移動ステップ；及び
さらに、前記ラム本体を前記圧縮容器内に移動させて、材料を前記圧縮容器から押し出す第２の移動ステップ、
を備える、押出方法。
【請求項２０】
前記圧縮容器が、前記容器の前記第１の開放端と前記第１の開放端とは反対側の端に第２の開放端とを有し、前記ラム本体は、両方の前記移動ステップにおいて前記第１の開放端に位置し、前記第２の開放端は、前記第１の移動ステップにおいて被覆され、前記第２の開放端は、前記第２の移動ステップにおいて被覆されない、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
第１の移動ステップは、前記ラム本体を前記圧縮容器の軸方向長さの少なくとも約１％まで前記圧縮コンパートメントに挿入することを含み、前記第２の開放端は、材料の押し出しを防ぎ、材料の圧縮を可能にするために閉じられる、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
ラム軸に沿って移動するように構成されたラム本体を有するラムと、
圧縮コンパートメントを画定し、圧縮容器軸を有する圧縮容器であって、前記圧縮容器軸が前記ラム軸と整列しない第１の配向と、前記圧縮容器軸が前記ラム軸と整列し、前記ラム本体が前記圧縮コンパートメント内に移動可能となる第２の配向との間で回動可能である圧縮容器と、
真空源に流体的に連結される真空シュラウドであって、前記真空シュラウドが前記圧縮容器に密封係合する密封位置と、前記真空シュラウドが前記圧縮容器に密封係合しない後退位置との間で移動可能な前記真空シュラウドと、
を備える、押出プレス機。
【請求項２３】
圧縮コンパートメントを画定し、圧縮容器軸を有する圧縮容器を備える押出プレス機にアクセスするアクセスステップであって、ここで、前記押出プレス機は、ラム軸に沿って移動するように構成されたラム本体を有するラムをさらに備え、前記圧縮容器は、第１の開放端と、前記第１の開放端の反対側に配置された第２の開放端を備え；
前記圧縮容器が、前記圧縮容器軸が前記ラム軸と整列しない第１の配向にあるときに、グリーンカーボン原料を圧縮コンパートメントに装填する装填ステップ；
前記ラム本体が前記圧縮コンパートメント内に移動可能となるように、前記圧縮容器軸が前記ラム軸と一致する第２の配向へ前記圧縮容器を回動させる回動ステップ；
前記圧縮コンパートメントの前記第１の開放端に、前記圧縮容器の軸方向の長さの少なくとも約１％まで、前記ラム本体を挿入する挿入ステップであって、ここで、前記第２の開放端は、材料の押し出しを防ぎ、材料の圧縮を可能にするために閉じられている第１の挿入ステップ；
前記第２の開放端が開いている間に、前記ラム本体を前記圧縮コンパートメントの前記第１の開放端にさらに挿入し、前記第２の開放端を通して押し出されたグリーンカーボンを成形する第２の挿入ステップ；
を備える、電極を成形する方法。
【請求項２４】
前記第１の挿入ステップにおいて、前記圧縮コンパートメントは吸引される、請求項２３に記載の方法。
【国際調査報告】
2021531173.tif 000015