[发明专利]搅拌器轴管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及搅拌器轴管及其制造方法，所述搅拌器轴管构成用于在各种玻璃制品的制造工序中对熔融状态的玻璃进行搅拌并使其均质化的玻璃制造用搅拌器。

背景技术

在各种玻璃制品的制造工序中，使调整、混合后的玻璃原料熔融，并对熔融状态的玻璃进行搅拌，由此进行其成分的均质化和折射率的均匀化，然后进行成型，形成为玻璃制品。因此，为了制造出质量优异的玻璃，搅拌工序特别重要。

在熔融玻璃的搅拌工序中，通常通过将玻璃制造用搅拌器插入熔融玻璃槽中并使其旋转，来进行该搅拌工序。该玻璃制造用搅拌器在成为旋转轴的轴上突出设置有搅拌翼。另外，关于这些用于玻璃制造的设备(熔融玻璃槽、制造用搅拌器)，由氧化物分散强化型铂合金或铂-铑合金等铂材料(一般来说，存在被称作强化铂的情况)构成的设备成为主流。这是因为，铂材料在高温下的机械特性、特别是高温蠕变强度方面优异。另外，这是因为，铂材料在化学方面也比较稳定，熔融玻璃造成的侵蚀也较少，适合于高质量的玻璃制造。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平2004-149338号公报

图6是对一般的玻璃制造用搅拌器的制造工序进行说明的图。首先，对合金锭块进行轧制加工等来准备长方形的板材，对该板材进行卷绕，将两端部的对接部接合形成为管形状。接下来，通过拉拔机等对该管进行拉拔加工，从而制造出规定的尺寸、壁厚的轴。然后，使规定的形状的搅拌翼接合于该轴，由此形成搅拌器。

玻璃制造用搅拌器是这样的结构体：暴露于在高温下具有粘性的熔融玻璃中，并且进行长时间的旋转运动。因此，关于玻璃制造用搅拌器，在上述的制造工序中，其部件尺寸当然关于材料组织进行了充分的设计。关于这一点，成为旋转轴的搅拌器轴会受到在高温下支承搅拌翼的重量、或在工作中搅拌翼所受到的应力这样大的载荷。因此，以相应的厚度进行设计，并且如上述那样使用铂系材料这样的高强度的材料，并且进行了该材料组织的调整。

可是，即使对于如上述这样充分地进行了考虑而制造出的玻璃制造用搅拌器，也存在因长期使用而发生变形、破损这样的情况。特别是，达到在设计上假设的耐用期间之前的变形是一个问题。该变形也会在搅拌翼上产生，但是，搅拌器轴处的发生频率也较高，可以看到弯曲、扭曲这样的变形。在此，对于提高搅拌器轴的强度来说，增加其壁厚是有效的，但是，从装置尺寸的观点出发，难以进行应对，另外，需要大量的材料，从成本方面出发也不是优选的应对。

发明内容

发明要解决的课题

因此，本发明的目的在于，关于构成玻璃制造用搅拌器的搅拌器轴的管，提供一种强度比以往高且对变形的担忧较少的管。

用于解决问题的手段

如上所述，在以往的搅拌器轴管的设计中，除了尺寸设计外，还进行了材料组织的研究。搅拌器轴受到的应力除了搅拌翼的重量外就是搅拌器工作时的熔融玻璃的粘性力等。这些应力被认为是主要沿着垂直方向(搅拌器轴的长度方向)作用。因此，以往的搅拌器轴管着眼于提高长度方向的强度。因此，关于材料组织，也是长度方向的截面受到了重视，进行了通过加工组织来调整晶粒纵横比(长度方向/径向)这样的研究。并且，对长度方向上的材料组织的关心较高，相应地，对圆周方向的材料组织的关心较少，仅以调整壁厚的程度进行了该方向的强度上的设计。因此，本发明人等认为，对于搅拌器轴的强度提高来说，优选的是，不仅进行管的长度方向的材料组织的调整，还进行圆周方向的材料组织的调整，平衡性良好地对双向的晶粒纵横比进行强化。

在此，晶粒纵横比的调整一般通过材料加工来进行，通过在一定方向上进行加工并提高其加工率，由此能够形成沿加工方向细长的高纵横比的结晶组织。关于这一点，在制造以往的搅拌器轴管时，当通过轧制加工等制造成形为管之前的板材时，仅进行了关于管加工后的长度方向的晶粒纵横比的调整，提高了该方向上的加工率。这是因为，如上所述，以往，仅注意到了长度方向上的材料组织。

另一方面，如本发明人等所研究的这样，为了提高搅拌器轴管的强度，对其长度方向和圆周方向双方的晶粒纵横比进行调整是优选的。可是，对于与以往相同的结构的管来说，难以进行这样的处理。这是因为，为了提高圆周方向的晶粒纵横比，需要在管成形前的板材的制造工序中提高圆周方向的加工率，但是，如果在提高长度方向的加工率的基础上还要提高圆周方向的加工率，则制造出的板材变薄，管的壁厚不足。关于这一点，能够以下述方式进行应对：为了确保加工率而增大锭块的尺寸，并在确保了需要的加工率后，以需要的尺寸将板材切断来使用，但是，这在与加工设备的关系上可以说很困难。