JP2002178135A - 鋳造金属インゴットの製造方法 - Google Patents

鋳造金属インゴットの製造方法

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JP2002178135A JP2000383106A JP2000383106A JP2002178135A JP 2002178135 A JP2002178135 A JP 2002178135A JP 2000383106 A JP2000383106 A JP 2000383106A JP 2000383106 A JP2000383106 A JP 2000383106A JP 2002178135 A JP2002178135 A JP 2002178135A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、特に鋳造アルカリ金属の製造方法に
おいて、溶融金属成型器への鋳込、冷却後、成型器に金
属インゴット容易に離型でき、問題となる不純物の少な
い製造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】成型器に溶融金属を鋳込み、成型器中の溶
融金属を冷却する鋳造金属インゴットの製造方法におい
て、当該金属の炭酸塩からなるコ−ティング層がその内
壁に形成された成型器を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋳造金属インゴッ
トの製造方法、特に数キロ単位の鋳造金属インゴットの
製造方法に関し、より詳細には溶融金属を成型器へ鋳込
んだ場合に発生する成型器と金属インゴットの付着を防
止させる鋳造金属インゴットの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】特開昭54−117320号公報には、
加熱された場合その大部分は変化を受けず、又反応もせ
ずそのままの状態で残留するような石灰系物質、アルミ
ナ系物質、黒鉛炭素系物質、シリカ系物質の粉粒体と、
これら物質の多孔質体を混合し、この混合物を主成分と
なし、これにバインダー溶液と必要に応じて安定剤等を
混合してなるインゴットケース用離型剤が記載されてい
る。
【0003】特開昭56−145994号公報には、構
造式にOH基を有する雲母粉末と初溜点が230℃以上
のろうを主成分とする混合物で、両成分の割合(ろう/
雲母)が重量比で1.5以上9以下の範囲内である、金
型に塗布して焼き付けを防止する離型剤が記載されてい
る。
【0004】特開昭58−26019号公報には、シリ
コン融点以上の軟化点を持つ材質より成り、かつ底部の
一部を脱着できるように構成した鋳型を用い、該鋳型の
内側にシリコンカーバイトをコーティングした後、窒化
シリコン等の粉末離型剤を塗布し、該鋳型の中で多結晶
シリコンを鋳造する多結晶シリコンインゴットの鋳造法
が記載されている。
【0005】特開昭58−32504号及び特開昭58
−32505号公報には、目的として、それぞれフッ化
炭素又はフッ素樹脂を共析させた金属メッキ層を表面に
有する加工型を用いて金属リチウムを機械的に加工する
金属リチウムの加工方法が記載されている。
【0006】特開昭61−95736号公報には、アル
ミニウムまたはその合金のインゴットを鋳造するための
潤滑剤として、合成グリセリントリオレートまたは大部
分が合成グリセリントリオレートである混合物を使用す
る、インゴット表面に高温引裂き発生回数が少なく、か
つ消費率が少ない鋳造方法が記載されている。
【0007】特開昭62−107842号公報には、2
32℃で特定の粘度を有するアルファーオレフィン オ
リゴマー、脂肪酸エステル、トリグリセライド等を含有
する、溶融金属、特にアルミニウム含有合金やリチウム
含有合金の連続注型用の離型組成物または金型滑剤、お
よび金型中への溶融金属の注型、注型方法が記載されて
いる。
【0008】特開平6−212184号公報には、マレ
イン酸共重合体のアルカリ金属塩を0.1〜30重量%
とイソフタル酸及びアジピン酸のアルカリ金属塩または
イソフタル酸、アジピン酸及びオルトフタル酸のアルカ
リ金属塩を0.1〜30重量%と水溶性高分子化合物
0.1〜10重量%を有し、残部が水からなり、100
〜500℃の範囲の温度の金型に対して良好な潤滑被膜
を形成し、かつ潤滑製に優れた塑性加工用水溶性潤滑離
型剤が記載されている。
【0009】特開平7−90291号公報には、無機粉
体(雲母、タルク)と、シリコーン、ワックス、油脂及
び金属石鹸から選ばれる1種又は2種以上と、界面活性
剤と、スメクタイトクレー及び水溶性高分子とからな
る、金属の汚れがなく、分散が安定で、離型性がよく、
耐熱性が良好な水溶性ダイカスト用離型剤が記載されて
いる。
【0010】特開平9−295102号公報には、離型
剤成分が、平均粒径0.3〜5.0μmの鱗片状の天然
黒鉛粉末からなる黒鉛系固体潤滑剤0.04〜1.5重
量%と、平均粒径0.8〜10.0μmの鱗片状の窒化
ホウ素、二硫化モリブデン及びタルク粉末から選ばれる
1種又は2種以上からなる非黒鉛系固体潤滑剤0.08
〜2.0重量%とを混合したものであって、優れた離型
性や鋳込み時の潤滑性が得られることはもとより、得ら
れた鋳物表面の外観や耐蝕性を損ねることなく、鋳物製
品の品質安定性を確保することが可能な金型鋳造用離型
剤と、その離型剤を用いた軽金属の金型鋳造法が記載さ
れている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】鋳造される金属のう
ち、アルカリ金属特に金属ナトリウムは主に還元剤及び
有機化合物の触媒に利用されており、主に溶融塩電解で
生成され、コンテナ−に受け、タンク等に貯蔵される。
この金属ナトリウムは、還元用や触媒用等として使用す
るために、数百グラムから数キログラム単位のインゴッ
トに加工されるが、そのインゴット製造過程において、
溶融ナトリウムを成型器へ鋳込んだ際に、成型器とナト
リウムインゴットが付着して離型が困難となる等の問題
があった。上述したように、鋳造金属を成型器から付着
しないように離型する方法としては幾つか知られている
が、いずれの場合も、金属ナトリウム以外の成分が表面
に付着するため、金属ナトリウムに類似する成分以外の
不純物を嫌う用途においては使用することができないと
いう問題があった。本発明は、特に鋳造アルカリ金属の
製造方法において、溶融金属成型器への鋳込、冷却後、
成型器に金属インゴット容易に離型でき、問題となる不
純物の少ない製造方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、鋳造に際して、成型器
内面に溶融金属の炭酸塩の層を形成させることにより、
成型器への金属インゴットの付着が防止できることを見
出し、ナトリウムとは異質の不純物を少なくすることが
できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0013】すなわち、本発明は、(1)成型器に溶融
金属を鋳込み、成型器中の溶融金属を冷却する鋳造金属
インゴットの製造方法において、当該金属の炭酸塩から
なるコ−ティング層がその内壁に形成された成型器を用
いることを特徴とする鋳造金属インゴットの製造方法、
(2)金属がアルカリ金属であることを特徴とする
(1)に記載の鋳造金属インゴットの製造方法、(3)
アルカリ金属がナトリウムであることを特徴とする
(2)に記載の鋳造金属インゴットの製造方法、に関す
る。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明のアルカリ金属インゴット
等の鋳造金属インゴットの製造方法は、その内壁に当該
金属の炭酸塩からなるコ−ティング層が形成された成型
器に、溶融した当該金属を鋳込み、成型器中の溶融金属
を冷却することを特徴とする。
【0015】本発明の鋳造金属インゴットの製造方法に
おける金属としては、成型器中に溶融物を鋳込んで鋳造
金属インゴットを製造することが行われている金属であ
ればどのような金属でもよく、例えば、リチウム、ナト
リウム等のアルカリ金属の他、リチウム、ナトリウム含
有合金等のアルカリ金属含有合金、アルミニウムやアル
ミニウム含有合金、マグネシウムやマグネシウム含有合
金を例示することができる。また、アルカリ金属やアル
カリ金属含有合金としては、上記リチウム、ナトリウ
ム、カリウムやリチウム、ナトリウム、カリウム含有合
金等を例示することができる。
【0016】また、本発明において鋳造金属インゴット
とは、溶融金属を柱状形状の成型器に注入して凝固して
得られる柱状の金属の鋳塊をいう。そして、本発明の鋳
造金属インゴットの製造方法は、アルカリ金属の中で
も、特に成型器に付着しやすいナトリウムに好適に用い
られる。
【0017】本発明における成型器としては、溶融金属
が注入される鋳型を形成することができるものであれば
どのようなものでもよいが、例えば、成型器本体及び定
盤とから構成されるものを挙げることができる。成型器
本体の上部と下部には、通常、定盤及び鋳込み装置のフ
ランジ部と螺合するためのフランジ部が設けられてい
る。また、成型器本体の形状としては、円錐台形状、角
部が丸くなった角錐台形状、円柱状形状、角部が丸くな
った角柱状形状等を例示することができるが、凝固後の
インゴットのスムーズな成型器からの離型の点から円錐
台形状が好ましい。また、成型器の材質としては、鉄、
ステンレス鋼、銅などを例示することができ、成型器の
肉厚が1〜10mm程度のものが通常使用される。
【0018】本発明において成型器の内壁に形成される
金属の炭酸塩からなるコーティング層は当該金属の炭酸
塩からなるコーティング層であり、例えば金属がナトリ
ウムの場合、金属炭酸塩からなるコーティング層は炭酸
ナトリウムからなるコーティング層を意味する。上記例
示した合金の場合には、それぞれ対応する金属の炭酸塩
を混合して用いることができる。そして、かかる金属炭
酸塩からなるコーティング層の成型器内壁への形成は、
どのような方法により行ってもよいが、例えば、金属が
ナトリウム等のアルカリ金属の場合は、炭酸ナトリウム
水溶液またはメタノール等のアルコール溶液を、刷毛塗
り、スプレーによる吹きつけ等により塗布し、溶媒を乾
燥させることにより、形成させることができる。コーテ
ィング層の厚みは、特に制限されないが、例えばJIS
K 540に記載された指擦り試験で、内壁表面からは
がれ落ちない程度の厚みであれば、任意の厚みに設定で
きる。
【0019】また、これら金属炭酸塩からなるコーティ
ング層はプレコート層を介して成型器内面に形成させる
こともできる。プレコート層としては、従来公知の離型
剤等により形成されるコーティング層であればであれば
どのようなものでもよいが、溶融金属の鋳込み温度にお
いても安定な離型剤を用いたコーティング層が好まし
く、具体的には引火点流動パラフィンやシリコンオイル
を例示することができる。また、金属炭酸塩からなるコ
ーティング層を形成するときには、成型器内壁への付着
性を高めるため、内壁表面をサンドペーパー研磨であら
かじめ傷を付けておくことが好ましい。以下実施例によ
り本発明をさらに詳細に説明するが、本発明の範囲は実
施例に限定されるものではない。
【0020】
【実施例】実施例1 ステンレス製成型器(内径底51×内径開口部71×内
径高36×肉厚0.4mm)内面に形成させる炭酸ナト
リウム粉末をメタノ−ル溶媒に分散し懸濁化させ、そ
の炭酸ナトリウム分散液を刷毛で成型器内へ塗布し、
ドラヤ−による温風で加熱し乾燥させた。このおよび
の操作を5〜10回程度繰り返し行うことにより成型
器内面に一定の厚みの炭酸ナトリウム層を形成した。窒
素雰囲気のボックス内において、マントルヒ−タ−内に
ステンレス製の柄杓を置き、その中に固体金属ナトリウ
ムを70g程度入れ、100℃〜120℃に加熱溶融
し、その後炭酸ナトリウムコ−ティングされた成型器内
へ全量鋳込み、冷却後、成型器から金属ナトリウムを離
型した。成型器内に金属ナトリウムの付着は見られなか
った。この操作を繰り返し行ったところ、15回の連続
成型が可能となった。
【0021】実施例2 ステンレス製成型器(内径底83×内径開口部87×内
径高60×肉厚1〜3mm)内面にAA40番サンドペ
−パ−で傷を付けた。ステンレス製成型器内面に形成さ
せる炭酸ナトリウム粉末を無水エタノールに分散し懸濁
化させ、その炭酸ナトリウム分散液を刷毛で成型器内
へ塗布し、ドラヤ−による温風で加熱し乾燥させた。
このおよびの操作を5〜10回程度繰り返し行うこ
とにより成型器内面に一定の厚みの炭酸ナトリウム層を
形成した。大気中において、溶融金属ナトリウム貯槽か
ら120℃の溶融金属ナトリウム約200gを成型器内
に計り取り、直ちに金属製の蓋を成型器開口部に置き、
自然放冷させ、金属ナトリウムインゴットを成型器から
離型した。その際、成型器内面には、金属ナトリウムの
付着は見られなかった。この操作を繰り返し行ったとこ
ろ、20回の連続成型が可能となった。
【0022】実施例3 ステンレス製成型器(内径底51×内径開口部71×内
径高36×肉厚0.4mm)内面に形成させる炭酸ナト
リウム粉末を水溶媒に分散し懸濁化させ、その炭酸ナ
トリウム分散液を刷毛で成型器内へ塗布し、ドラヤ−
による温風で加熱乾燥し、全体に炭酸ナトリウム層が形
成された後、乾燥機で100℃×2時間保持させ、残
りの水分を追い出した。この〜の操作を2〜5回程
度繰り返し行うことにより成型器内面に一定の厚みの炭
酸ナトリウム層を形成した。窒素雰囲気のボックス内に
おいて、マントルヒーター内にステンレス製の柄杓を置
き、その中に固体金属ナトリウムを70g程度入れ、1
00℃〜120℃に加熱溶融し、その後炭酸ナトリウム
コーティングされた成型器内へ全量鋳込み、自然放冷さ
せ、金属ナトリウムインゴットを成型器から離型した。
その際、成型器内面には、金属ナトリウムの付着は見ら
れなかった。この操作を繰り返し行ったところ、10回
の連続成型が可能となった。
【0023】比較例1 窒素雰囲気のボックス内において、マントルヒーター内
にステンレス製の柄杓を置き、その中に固体金属ナトリ
ウムを70g程度入れ、100℃〜120℃に加熱溶融
し、その後ステンレス製成型器(内径底51×内径開口
部71×内径高36×肉厚0.4mm)内へ鋳込み、自
然放冷させ、金属ナトリウムインゴットを成型器から離
型した。その際、成型器内面には、金属ナトリウムの付
着は見られ、連続成型は不可能であった。
【0024】比較例2 大気中において、AA40番サンドペーパーで内面に傷
を付けたステンレス製成型器(内径底83×内径開口部
87×内径高60×肉厚1〜3mm)へ溶融金属ナトリ
ウム貯槽から120℃の溶融金属ナトリウム約200g
を計り取り、直ちに金属製の蓋を成型器開口部に置き、
自然放冷させ、金属ナトリウムインゴットを成型器から
離型した。その際、成型器内面には、金属ナトリウムの
付着は見られ、連続成型は不可能であった。
【0025】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の方法によれ
ば、溶融金属の炭酸塩層を成型器内側に形成させること
により、溶融金属を成型器へ鋳込み、冷却後離型時に発
生する成型器と金属との付着を防止し、連続的に金属イ
ンゴットを製造することができ、さらに金属とは異質の
不純物を軽減することができる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】成型器に溶融金属を鋳込み、成型器中の溶
    融金属を冷却する鋳造金属インゴットの製造方法におい
    て、当該金属の炭酸塩からなるコ−ティング層がその内
    壁に形成された成型器を用いることを特徴とする鋳造金
    属インゴットの製造方法。
  2. 【請求項2】金属がアルカリ金属であることを特徴とす
    る請求項1に記載の鋳造金属インゴットの製造方法。
  3. 【請求項3】アルカリ金属がナトリウムであることを特
    徴とする請求項2に記載の鋳造金属インゴットの製造方
    法。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6415246A (en) * 1987-07-07 1989-01-19 Kao Corp Sulfurizing prevented facing for organic binder mold
JP2000288691A (ja) * 1999-04-06 2000-10-17 Nippon Soda Co Ltd 鋳造アルカリ金属インゴットの製造方法

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