JP2013128970A - ラドル - Google Patents
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- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
Abstract
【課題】内部の清掃を容易に行うことができるとともに、溶湯保持炉内の金属溶湯表面に存在する金属酸化物が混入し難いラドルを提供する。
【解決手段】金属溶湯を収容するセラミック材料製の収容器２および該収容器の上部を覆うセラミック材料製の蓋体３を有するラドルであって、前記収容器は、側壁の一部に受湯口２１が設けられてなるものであり、前記蓋体は、前記受湯口が設けられた側壁側の収容器上部を覆うものであるが、前記受湯口が設けられた側壁に対向する側壁側の収容器上部を覆わずに開放部４を成すものであることを特徴とするラドルである。
【選択図】図１
【解決手段】金属溶湯を収容するセラミック材料製の収容器２および該収容器の上部を覆うセラミック材料製の蓋体３を有するラドルであって、前記収容器は、側壁の一部に受湯口２１が設けられてなるものであり、前記蓋体は、前記受湯口が設けられた側壁側の収容器上部を覆うものであるが、前記受湯口が設けられた側壁に対向する側壁側の収容器上部を覆わずに開放部４を成すものであることを特徴とするラドルである。
【選択図】図１
Description
本発明は、アルミニウム、マグネシウム等の鋳造装置において、金属溶湯を溶湯保持炉等から掬い上げ、金型等へ運搬するラドルに関する。
アルミニウム、マグネシウム等の非鉄金属の鋳造装置において、例えば樋や溶湯保持炉等の金属溶湯と接触する溶湯保持部材を構築するための内張材として金属鋳造用の耐火成形体が広く利用されている。近年では、金属鋳造用耐火成形体として、アルミナセメントを含む耐火キャスタブルやその焼成物が使用されるようになっている（例えば、特許文献１（特開昭６３−２３５０６４号公報参照））。
上記鋳造装置において、ロボットアームまたは手動リフトハンドルの先端に装着された状態で、金属溶湯を溶湯保持炉から掬い上げ、掬い上げた金属溶湯を金型等へ運搬するためにラドルが使用されている。
上記ラドルとしては、従来より鋳鉄製のものが使用されてきたが、アルミナセメントを含む耐火キャスタブルやその焼成物等からなる、セラミック材料製のものが検討されるようになっている。
上記ラドルとしては、従来より鋳鉄製のものが使用されてきたが、アルミナセメントを含む耐火キャスタブルやその焼成物等からなる、セラミック材料製のものが検討されるようになっている。
上記ラドルは、金属溶湯を注入し、収容するセラミック材料製の開放容器（収容器）と、該開放容器に取り付けた支持金具とを有してなり、該支持金具を介してロボットアーム等の搬送装置に装着した状態で溶湯保持炉内の金属溶湯を掬い上げることにより、内部に金属溶湯が注入されるが、金属溶湯と直接接触する収容器がセラミック材料製であることから、鋳鉄製ラドルに比較して熱伝導性が低く、使用時に保温性（断熱性）を高めて金属溶湯の温度低下を抑制することができ、鋳造装置の省エネルギー化を図ることが期待されている。
ところで、上記セラミック材料製の開放容器は、使用時に金属溶湯と直接接触するために、金属溶湯と反応したり金属溶湯が浸透したりすることにより内表面に金属が貼り付いてしまい、この内表面に貼り付いた金属を無理に剥がそうとすると、容器を構成するセラミック材料も一緒に剥がれてしまい、損傷を引き起こしてしまう。このため、日頃からラドルに十分な清掃を施してメンテナンスすることが必要になる。
一方、ラドルを用いて溶湯保持炉から金属溶湯を掬い上げようとすると、金属溶湯とともに溶湯保持炉中の金属溶湯表面に存在する金属酸化物も容器内に混入し易く、このような金属酸化物は不純物として製品中に混入することになる。このため、側面に金属溶湯注入口を設けたセラミック材料製開放容器と、該容器の開放部全体を覆う金属製の蓋体とを有してなるラドルを用い、上記注入口を設けた側面を炉内の金属溶湯面に対して傾斜させた状態で沈みこませた後、金属溶湯を掬い上げることにより、炉内の金属溶湯面に存在する金属酸化物がラドル内へ混入することを抑制する方法が考えられる。
しかしながら、容器上部に蓋体を設けた上記ラドルは、内部の清掃が困難であることから、使用後に十分なメンテナンスを施すことができなくなる。
このような状況下、本発明は、内部の清掃を容易に行うことができるとともに、溶湯保持炉内の金属溶湯面に存在する金属酸化物が混入し難いラドルを提供することを目的とするものである。
上記目的を達成するために、本発明者等が鋭意検討を行った結果、金属溶湯を収容するセラミック材料製の収容器および該収容器の上部を覆うセラミック材料製の蓋体を有するラドルであって、前記収容器は、側壁の一部に受湯口が設けられてなるものであり、前記蓋体は、前記受湯口が設けられた側壁側の収容器上部を覆うものであるが、前記収容器の受湯口が設けられた側壁に対向する側壁側の収容器上部を覆わずに開放部を成すことを特徴とするラドルにより、上記目的を達成し得ることを見出し、本知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）金属溶湯を収容するセラミック材料製の収容器および該収容器の上部を覆うセラミック材料製の蓋体を有するラドルであって、
前記収容器は、側壁の一部に受湯口が設けられてなるものであり、
前記蓋体は、前記受湯口が設けられた側壁側の収容器上部を覆うものであるが、前記受湯口が設けられた側壁に対向する側壁側の収容器上部を覆わずに開放部を成すものである
ことを特徴とするラドル、
（２）金属溶湯を収容するセラミック材料製の収容器および該収容器の上部を覆うセラミック材料製の蓋体を有するラドルであって、
前記収容器は、対向する側壁に受湯口および注湯口がそれぞれ設けられてなるものであり、
前記蓋体は、前記受湯口が設けられた側壁側の収容器上部を覆うものであるが、前記注湯口が設けられた側壁側の収容器上部を覆わずに開放部を成すものである
上記（１）に記載のラドル、
（３）前記蓋体が、前記収容器の上縁に囲まれる面積のうち、２／１０〜８／１０を覆うものである上記（１）または（２）に記載にラドル、および
（４）前記収容器が、前記蓋体と開放部との境界において、上縁に溝状凹部を形成してなるものである上記（１）〜（３）のいずれかに記載のラドル
を提供するものである。
（１）金属溶湯を収容するセラミック材料製の収容器および該収容器の上部を覆うセラミック材料製の蓋体を有するラドルであって、
前記収容器は、側壁の一部に受湯口が設けられてなるものであり、
前記蓋体は、前記受湯口が設けられた側壁側の収容器上部を覆うものであるが、前記受湯口が設けられた側壁に対向する側壁側の収容器上部を覆わずに開放部を成すものである
ことを特徴とするラドル、
（２）金属溶湯を収容するセラミック材料製の収容器および該収容器の上部を覆うセラミック材料製の蓋体を有するラドルであって、
前記収容器は、対向する側壁に受湯口および注湯口がそれぞれ設けられてなるものであり、
前記蓋体は、前記受湯口が設けられた側壁側の収容器上部を覆うものであるが、前記注湯口が設けられた側壁側の収容器上部を覆わずに開放部を成すものである
上記（１）に記載のラドル、
（３）前記蓋体が、前記収容器の上縁に囲まれる面積のうち、２／１０〜８／１０を覆うものである上記（１）または（２）に記載にラドル、および
（４）前記収容器が、前記蓋体と開放部との境界において、上縁に溝状凹部を形成してなるものである上記（１）〜（３）のいずれかに記載のラドル
を提供するものである。
本発明によれば、内部の清掃を容易に行うことができるとともに、溶湯保持炉内の金属溶湯表面に存在する金属酸化物が混入し難いラドルを提供することができる。
本発明のラドルは、金属溶湯を収容するセラミック材料製の収容器および該収容器の上部を覆うセラミック材料製の蓋体を有するラドルであって、前記収容器は、側壁の一部に受湯口が設けられてなるものであり、前記蓋体は、前記受湯口が設けられた側壁側の収容器上部を覆うものであるが、前記受湯口が設けられた側壁に対向する側壁側の収容器上部を覆わずに開放部を成すものであることを特徴とする。
以下、本発明のラドルについて、適宜図面を用いつつ説明するものとする。
図１は、本発明のラドルを構成するセラミック材料製の収容器の一例を示す斜視図であり、図２は、同収容器の（ａ）上面図、（ｂ）正面図、（ｃ）左側面図（後面図）および（ｄ）右側面図（前面図）を示すものである。
図１および図２に示すように、本発明のラドルは、金属溶湯を収容するセラミック材料製の収容器２および該収容器の上部の一部を覆うセラミック材料製の蓋体３を有している。
図１および図２に示すように、本発明のラドルは、金属溶湯を収容するセラミック材料製の収容器２および該収容器の上部の一部を覆うセラミック材料製の蓋体３を有している。
本発明のラドルにおいて、収容器の形状は、金属溶湯を収容し得るものであれば特に制限されず、通常、碗形状を成す。
本発明のラドルにおいて、収容器の厚みは、５〜５０ｍｍが好ましく、１０〜３０ｍｍがより好ましく、１０〜２０ｍｍがさらに好ましい。
収容器の厚みが上記範囲内にあることにより、ロボットアーム等に装着して使用したときに所望の強度を発揮して破損等を生じ難く、金属溶湯の熱伝導を容易に抑制することができる。
なお、本出願書類において、ラドルの厚みはノギス等により測定することができる。
本発明のラドルにおいて、収容器の厚みは、５〜５０ｍｍが好ましく、１０〜３０ｍｍがより好ましく、１０〜２０ｍｍがさらに好ましい。
収容器の厚みが上記範囲内にあることにより、ロボットアーム等に装着して使用したときに所望の強度を発揮して破損等を生じ難く、金属溶湯の熱伝導を容易に抑制することができる。
なお、本出願書類において、ラドルの厚みはノギス等により測定することができる。
本発明のラドルにおいて、収容器の容量も特に制限されず、目的とする金属溶湯を収容し得る内容量を有するものから適宜選択することができるが、通常、内容量が０．１〜２０Ｌであるものが適当である。
本発明のラドルにおいて、収容器２は、図１および図２に示すように、側壁の一部に受湯口２１が設けられてなるものである。受湯口２１の開口形状は、溶湯保持炉中にラドルを浸漬したときに金属溶湯を収容器２内に円滑に注湯し得るものであれば特に制限されず、図１および図２に示すように、長方形状等の四角形状であってもよいし、楕円形状等であってもよい。受湯口の数は１つあってもよいし、２以上の複数に分割されていてもよい。
収容器は、内部に金属溶湯を効率的に収容し、運搬中の漏出を抑制するために、図１および図２に示すように、収容器２を構成する側壁の上縁近傍に位置することが好ましい。
収容器は、内部に金属溶湯を効率的に収容し、運搬中の漏出を抑制するために、図１および図２に示すように、収容器２を構成する側壁の上縁近傍に位置することが好ましい。
本発明のラドルにおいては、受湯口２１から金属溶湯を注入して収容器２内に収容するが、受湯口２１は、収容した金属溶湯を注出する注湯口を兼ねたものであってもよく、この場合、受湯口２１を介して収容器２内に収容された金属溶湯は、再度受湯口２１から金型等へ注湯されることになる。
また、本発明のラドルにおいては、受湯口と注湯口とが独立して形成されてなるものであってもよく、この場合、図１および図２に示すように、受湯口２１と注湯口２２とが、収容器２の対向した側壁にそれぞれ形成されてなるものであることが好ましい（受湯口２１を収容器の前壁（図２の右側面側）に形成しつつ注湯口２２を後壁（図２の左側面側）に形成してなるものであることが好ましい）。
また、本発明のラドルにおいては、受湯口と注湯口とが独立して形成されてなるものであってもよく、この場合、図１および図２に示すように、受湯口２１と注湯口２２とが、収容器２の対向した側壁にそれぞれ形成されてなるものであることが好ましい（受湯口２１を収容器の前壁（図２の右側面側）に形成しつつ注湯口２２を後壁（図２の左側面側）に形成してなるものであることが好ましい）。
本発明のラドルにおいて、収容器の上部を覆うセラミックス材料製の蓋体の厚みは、１〜５０ｍｍが好ましく、５〜３０ｍｍがより好ましく、１０〜２０ｍｍがさらに好ましい。
なお、上記蓋体の厚みは、ノギス等により測定することができる。
なお、上記蓋体の厚みは、ノギス等により測定することができる。
本発明のラドルにおいて、蓋体の厚みが上記範囲内にあることにより、ロボットアーム等に装着して使用したときに所望の強度を発揮して破損等を生じ難く、金属溶湯の熱伝導を容易に抑制することができる。
図１および図２に示すように、本発明のラドルにおいて、蓋体３は、端部が面取りされて面取り部３１を形成してなるものであることが好ましい。面取部３１の形状としては、図１および図２に示すように、蓋体３の端部において蓋体３の上面から収容器２の上縁部に向かって傾斜してなるものが好ましい。
本発明のラドルにおいて、蓋体３が端部に面取り部３１を有するものである場合には、後述するように、受湯口２１が設けられた側壁を傾斜させつつ収容器２を溶湯保持炉内に沈み込ませて金属溶湯を注入し、掬い取る際に、蓋体３上に付着した金属溶湯を容易に収容器２の下方に垂れ落とすことができ、このために使用後のメンテナンスを容易に行うことができる。
本発明のラドルにおいて、蓋体３が端部に面取り部３１を有するものである場合には、後述するように、受湯口２１が設けられた側壁を傾斜させつつ収容器２を溶湯保持炉内に沈み込ませて金属溶湯を注入し、掬い取る際に、蓋体３上に付着した金属溶湯を容易に収容器２の下方に垂れ落とすことができ、このために使用後のメンテナンスを容易に行うことができる。
図１および図２に示すように、本発明のラドルにおいて、蓋体３は、収容器２の受湯口２１が設けられた側壁側の上部を覆うものであるが、収容器２の受湯口２１が設けられた側壁に対向する側壁側の上部を覆わずに収容器２の上部に開放部４を成すものである。
本発明のラドルにおいて、蓋体３は、収容器２の上縁によって囲まれる面積のうち、２／１０〜８／１０を覆うものであることが好ましく、３／１０〜７／１０を覆うものであることがより好ましく、４／１０〜６／１０を覆うものであることがさらに好ましい。
本出願書類において、収容器２の上縁によって囲まれる面積とは、図３（ａ）に示すように、収容器２を上面側（垂直上面側）から見たときに、上縁部の外端によって囲まれる斜線部分の面積を意味する。
また、蓋体３に覆われる面積とは、図３（ｂ）に示すように、収容器２を上面側（垂直上面側）から見たときに、蓋体３の外端によって規定される斜線部分の面積を意味する。
従って、蓋体３が覆う面積が収容器２の上縁によって囲まれる面積に占める比は、「図３（ｂ）の斜線部分の面積／図３（ａ）の斜線部分の面積」によって求められる。
また、蓋体３に覆われる面積とは、図３（ｂ）に示すように、収容器２を上面側（垂直上面側）から見たときに、蓋体３の外端によって規定される斜線部分の面積を意味する。
従って、蓋体３が覆う面積が収容器２の上縁によって囲まれる面積に占める比は、「図３（ｂ）の斜線部分の面積／図３（ａ）の斜線部分の面積」によって求められる。
図１および図２に示すように、本発明のラドルは、蓋体３が、右側面（図２（ｄ））から左側面（図２（ｃ）側）方向に（前面から後面方向に）左右均等な距離だけ伸長してなるものであることが好ましい。
蓋体３をこのように設けることにより、後述するように、収容器２を傾斜させて受湯口２１から金属溶湯を注入しこれを掬い取る際に、溶湯保持炉の湯面に存在する金属酸化物が蓋体３をオーバーフローして収容器２内に侵入することを抑制し易くなる。
蓋体３をこのように設けることにより、後述するように、収容器２を傾斜させて受湯口２１から金属溶湯を注入しこれを掬い取る際に、溶湯保持炉の湯面に存在する金属酸化物が蓋体３をオーバーフローして収容器２内に侵入することを抑制し易くなる。
図１および図２に示すように、本発明のラドルは、蓋体３が受湯口２１が設けられた側壁側の収容器２の上部を覆うものであるが、受湯口２１が設けられた側壁に対向する側壁側の収容器２の上部を覆わずに収容器２の上部に開放部４を成すものである。
本発明のラドルにおいて、蓋体３が、受湯口２１が設けられた側壁側の上部を覆うものであることにより、収容器２を傾斜させて受湯口２１から金属溶湯を注入しこれを掬い取る際に、溶湯保持炉の湯面に存在する金属酸化物が収容器２内に侵入することを容易に抑制することができる。また、蓋体３が、受湯口２１が設けられた側壁側の上部のみを覆い、受湯口２１が設けられた側壁に対向する側壁側の上部を覆わずに収容器２の上部に開放部４を成すものであることにより、収容器２内に収容した金属溶湯の内壁への付着を低減し、使用後に容易にメンテナンスを施すことができる。
本発明のラドルにおいて、蓋体３が、受湯口２１が設けられた側壁側の上部を覆うものであることにより、収容器２を傾斜させて受湯口２１から金属溶湯を注入しこれを掬い取る際に、溶湯保持炉の湯面に存在する金属酸化物が収容器２内に侵入することを容易に抑制することができる。また、蓋体３が、受湯口２１が設けられた側壁側の上部のみを覆い、受湯口２１が設けられた側壁に対向する側壁側の上部を覆わずに収容器２の上部に開放部４を成すものであることにより、収容器２内に収容した金属溶湯の内壁への付着を低減し、使用後に容易にメンテナンスを施すことができる。
また、図１および図２に示すように、本発明のラドルは、金属溶湯を収容するセラミック材料製の収容器２および該収容器の上部を覆うセラミック材料製の蓋体３を有するものであって、上記収容器２は、対向する側壁に受湯口２１および注湯口２２がそれぞれ設けられてなり（前壁および後壁に受湯口２１および注湯口２２がそれぞれ設けられてなり）、上記蓋体３は、受湯口２１が設けられた側壁側（前壁側）の収容器上部を覆うものであるが、注湯口２２が設けられた側壁側（後壁側）の収容器上部を覆わずに開放部４を成すものであることが好ましい。
本発明のラドルが、対向する側壁に受湯口２１および注湯口２２がそれぞれ設けられ（前壁および後壁に受湯口２１および注湯口２２がそれぞれ設けられ）、蓋体３が、受湯口２１が設けられた側壁（前壁）側の収容器２上部を覆うものであるが、注湯口２２が設けられた側壁（後壁）側の収容器２上部を覆わずに開放部４を成すものであることにより、注湯口２２が設けられた側壁（後壁）の上部に蓋体が存在せず、注湯時において、蓋体等の内壁に金属溶湯が付着、堆積することを容易に抑制することができる。
図１および図２に示すように、本発明のラドルにおいて、収容器２は、蓋体３と開放部４との境界において、上縁に溝状凹部２３を形成してなるものであることが好ましい。
上述したように、ラドルは、通常、支持金具を取り付けた状態でロボットアーム等に装着されるが、図１および図４に例示するように、本発明のラドル１においては、収容器２の上縁に溝状凹部２３を設け、この溝状凹部２３に対応するように、支持金具を構成するプレート部材５に屈曲部５２を設けることにより、使用時においてプレート部材５が屈曲部５２によって溝状凹部２３に係合され、支持金具の抜け落ちを抑制することができる。
上述したように、ラドルは、通常、支持金具を取り付けた状態でロボットアーム等に装着されるが、図１および図４に例示するように、本発明のラドル１においては、収容器２の上縁に溝状凹部２３を設け、この溝状凹部２３に対応するように、支持金具を構成するプレート部材５に屈曲部５２を設けることにより、使用時においてプレート部材５が屈曲部５２によって溝状凹部２３に係合され、支持金具の抜け落ちを抑制することができる。
なお、本発明のラドルにおいて、上記支持金具としては、図４に示すように、プレート部材５およびブラケット部材６をボルトｂで締結してなるものが好ましい。
上述したように、ラドルは、通常、支持金具を取り付けた状態でロボットアーム等に装着されるが、ラドルの使用時に装着部付近に応力が集中し易くなり、ラドルの破損を招き易くなる。
このため、支持金具として、プレート部材５およびブラケット部材６をボルトｂで締結してなるものを用い、上記プレート部材５として、その先端が蓋体３の下部に延びる蓋支え部５１を有するものを用いることにより、ブラケット部材６に設けたリング状軸受６１等によって（図示しない）ロボットアーム等に装着し、使用する際においても、蓋体３の下部まで応力を分散させ、ラドルの装着部（リング状軸受６１周辺）への応力の集中を抑制することができる。
上述したように、ラドルは、通常、支持金具を取り付けた状態でロボットアーム等に装着されるが、ラドルの使用時に装着部付近に応力が集中し易くなり、ラドルの破損を招き易くなる。
このため、支持金具として、プレート部材５およびブラケット部材６をボルトｂで締結してなるものを用い、上記プレート部材５として、その先端が蓋体３の下部に延びる蓋支え部５１を有するものを用いることにより、ブラケット部材６に設けたリング状軸受６１等によって（図示しない）ロボットアーム等に装着し、使用する際においても、蓋体３の下部まで応力を分散させ、ラドルの装着部（リング状軸受６１周辺）への応力の集中を抑制することができる。
本発明のラドルにおいて、収容器や蓋体を構成するセラミック材料は、例えば、嵩密度が０．２〜３．０ｇ／ｃｍ３であることが好ましく、０．５〜２．５ｇ／ｃｍ３であることがより好ましく、１．０〜２．０ｇ／ｃｍ３であることがさらに好ましい。
本発明のラドルを構成するセラミック材料の嵩密度が上記範囲内にあることにより、鋳鉄よりも軽く、優れた保温性を発揮するラドルを容易に提供することができる。
本発明のラドルを構成するセラミック材料の嵩密度が上記範囲内にあることにより、鋳鉄よりも軽く、優れた保温性を発揮するラドルを容易に提供することができる。
また、本発明のラドルにおいて、収容器や蓋体を構成するセラミック材料は、７００℃における熱伝導率が０．１〜３．０Ｗ／ｍＫであることが好ましく、０．１〜２．０Ｗ／ｍＫであることがより好ましい。
なお、本出願書類において、熱伝導率は、ＪＩＳ Ａ １４１２−１の規定により測定した値を意味する。
なお、本出願書類において、熱伝導率は、ＪＩＳ Ａ １４１２−１の規定により測定した値を意味する。
本発明のラドルにおいて、収容器や蓋体を構成するセラミック材料は、曲げ強度が０．１〜２０ＭＰａであることが好ましく、１〜２０ＭＰａであることがより好ましい。
なお、本出願書類において、曲げ強度は、ＪＩＳ Ｒ １６０１の規定により測定した値を意味する。
なお、本出願書類において、曲げ強度は、ＪＩＳ Ｒ １６０１の規定により測定した値を意味する。
本発明のラドルにおいて、収容器や蓋体を構成するセラミック材料としては、補強材として内部に無機繊維クロスを含有してなるものや、骨材として内部に無機繊維を含有してなるものや、アルミナセメント中に耐火材料を分散してなるものを挙げることができる。
本発明のラドルにおいて、収容器や蓋体を構成するセラミック材料が、内部に無機繊維クロスを含有してなるものである場合、無機繊維クロスとしては、例えば、ガラス繊維、アルミナ質繊維、ジルコニア質繊維、アルミノシリケート繊維等からなるものを挙げることができる。
上記無機繊維クロスを補強材として含有するセラミック材料は、マトリックス材料として、溶融シリカ、アルミナ、ムライト、炭化ケイ素、窒化ケイ素、シリコンアルミニウムオキシニトリド、ジルコン、マグネシア、ジルコニア、グラファイト、ケイ酸カルシウム、窒化硼素（ＢＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）及び二硼化チタン（ＴｉＢ２）から選ばれる一種以上を含有するものであることが好ましい。
内部に無機繊維クロスを含有してなるセラミック材料の製造方法としては、上記マトリックス材料のスラリー、例えば、固形分換算で、６０重量％のウォラストナイトと４０重量％の固形コロイド状シリカを含有するスラリーを形成し、成形型上に所望枚数積層した無機繊維クロスに上記スラリーを加えて全面を湿潤化させ、布状に加工する作業を所望厚みに達するまで繰り返すことにより湿潤化無機繊維クロス積層体を作製する。
上記湿潤化無機繊維クロス積層体を構成する無機繊維クロスの積層数は、２〜２５が好ましく、４〜２０がより好ましい。
上記湿潤化無機繊維クロス積層体が所望厚みに達した後、成形型から抜き出し、未燒結状態で外面加工した後、炉内で乾燥処理することにより、目的とする収容器、蓋体またはこれ等の一体化物を得ることができる。
上記湿潤化無機繊維クロス積層体を構成する無機繊維クロスの積層数は、２〜２５が好ましく、４〜２０がより好ましい。
上記湿潤化無機繊維クロス積層体が所望厚みに達した後、成形型から抜き出し、未燒結状態で外面加工した後、炉内で乾燥処理することにより、目的とする収容器、蓋体またはこれ等の一体化物を得ることができる。
本発明のラドルにおいて、収容器や蓋体を構成するセラミック材料が、無機繊維を骨材として含有してなるものである場合、無機繊維としては、特に制限されないが、例えば、ガラス繊維、グラスウール、セラミックウール、アルミナ質繊維、ジルコニア質繊維、アルミノシリケート繊維等から選ばれる１種以上を挙げることができる。
本発明のラドルにおいて、収容器や蓋体を構成するセラミック材料が、無機繊維を骨材として含有してなるものである場合、さらにアルミナゾル、シリカゾル、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）またはアルギン酸ソーダ等の無機質成分あるいは有機質成分からなるバインダーを含むものであることが好ましい。
無機繊維を骨材として含有してなるセラミック材料の製造方法としては、例えば、先ず、上記無機繊維およびバインダーと、硫酸バンドまたはアクリルアミドなどの定着剤とを液体媒体と共に混練してスラリーを形成する。
上記スラリーを形成する液体媒体としては、特に制限されないが、水及び極性有機溶媒が挙げられ、極性有機溶媒としては、エタノール、プロパノール等の１価のアルコール類、エチレングリコール等の２価のアルコール類が挙げられる。これ等の液体媒体うち、作業環境や環境負荷を考慮すると、水が好ましい。また、水としては特に制限されず、蒸留水、イオン交換水、水道水、地下水、工業用水等が挙げられる。
次いで、上記スラリーは脱水成形処理され、液体媒体が除去される。スラリーは液体媒体として水以外の媒体を含む場合もあるが、本出願書類においては、水以外の液体媒体を除去する場合も脱水成形と称することとする。
脱水成形は、例えば、底部に金網が設置された成形型中に該スラリーを流し込み、上記水等の液体媒体を吸引する吸引脱水成形法や、加圧脱水成形法、吸引加圧脱水法により行うことができる。
スラリーを成形型等に搬送する際には、ポンプ等を用いてもよいし、上記スラリーを含む槽の下部に成形型を配置する等して、スラリーの自重により搬送してもよい。脱水成形物は、得ようとする収容器、蓋体またはこれ等の一体化物に相似する形状を有するものが適当であり、例えば、円筒状、有底筒状、ボード状、ブロック状のものを挙げることができる。
スラリーを成形型等に搬送する際には、ポンプ等を用いてもよいし、上記スラリーを含む槽の下部に成形型を配置する等して、スラリーの自重により搬送してもよい。脱水成形物は、得ようとする収容器、蓋体またはこれ等の一体化物に相似する形状を有するものが適当であり、例えば、円筒状、有底筒状、ボード状、ブロック状のものを挙げることができる。
得られた脱水成形物は、乾燥機等を用いて乾燥させることが好ましい。乾燥温度は、４０〜１８０℃が好ましく、６０〜１５０℃がより好ましく、８０〜１２０℃がさらに好ましい。また、乾燥時間は、６〜４８時間が好ましく、８〜４０時間がより好ましく、１０〜３６時間がさらに好ましい。また、乾燥時の雰囲気は、空気雰囲気、酸素雰囲気、窒素雰囲気等を挙げることができる。
上記脱水成形物を乾燥処理した後、所望によりさらに焼成処理を施してもよく、焼成温度は、６００〜１３００℃であることが好ましく、７００〜９００℃であることがより好ましい。また、焼成時の雰囲気は、特に制限されないが、空気雰囲気、酸素雰囲気または窒素雰囲気であることが好ましい。焼成時間は、０．５〜４時間が好ましい。
焼成処理を施すことによって、成形体中の脱脂及び実使用時の収縮を防止することができる。
焼成処理を施すことによって、成形体中の脱脂及び実使用時の収縮を防止することができる。
本発明のラドルにおいて、収容器や蓋体を構成するセラミック材料が、アルミナセメント中に耐火材料を分散してなるものである場合、アルミナセメントは、耐熱性の結合材として機能するものであれば特に制限されず、従来から耐火物等に使用されているものを使用することができる。
アルミナセメントとしては、例えば、Ａｌ２Ｏ３成分の含有割合が５５質量％以上であるものが好ましく、このようなアルミナセメントを用いることにより、外観性に優れた収容器や蓋体を容易に得ることができる。
アルミナセメントとしては、例えば、Ａｌ２Ｏ３成分の含有割合が５５質量％以上であるものが好ましく、このようなアルミナセメントを用いることにより、外観性に優れた収容器や蓋体を容易に得ることができる。
アルミナセメント中に耐火材料を分散してなるセラミック材料において、耐火材料としては、アルミナ、溶融シリカ、ワラストナイト等を含むものを挙げることができる。
アルミナセメント中に耐火材料を分散してなるセラミック材料は、例えばアルミナセメントを１０〜６０質量％含むとともに、その他の耐火材料を４０〜９０質量％含むものを挙げることができる。
アルミナセメント中に耐火材料を分散してなるセラミック材料は、アルミナセメントと耐火材料とを、水と混合し、混練した上で、得られた混練物を所定形状に成形し、硬化させることにより、収容器、蓋体またはこれ等の一体化物を得ることができる。
アルミナセメントおよび耐火材料と水との混合比率は、混練物を成形したときに形状を保持できればよく、制限はないが、アルミナセメントおよび耐火材料１００質量部に対し、水を３０〜７０質量部とすることが好ましい。尚、成形方法は、型枠への流し込みが簡便であり、型枠内で養生、硬化させればよい。養生条件は、特に制限はないが、例えば１５〜２５℃、湿度５０〜９５％ＲＨで２４時間以上行うことが好ましい。
所定形状に成形した後は、乾燥処理することが好ましく、例えば１００〜１２０℃で２４時間以上乾燥処理することが好ましい。また、乾燥処理後に焼成処理してもよく、例えば６００〜８００℃で１〜５時間焼成処理することが好ましい。
所定形状に成形した後は、乾燥処理することが好ましく、例えば１００〜１２０℃で２４時間以上乾燥処理することが好ましい。また、乾燥処理後に焼成処理してもよく、例えば６００〜８００℃で１〜５時間焼成処理することが好ましい。
本発明のラドルを構成する部材として、収容器と蓋体とを個別に作製した場合、これ等は、特に制限されないが、例えば、ケイ酸ソーダ系、リン酸アルミ系、コロイダルシリカ系等の無機バインダーを含有する無機接着剤を用いて接着することにより容易に接合することができる。
このようにして、所望形状を有する収容器、蓋体またはこれ等の一体化物を得ることができる。上記各方法により得られた収容器、蓋体およびこれ等の一体化物には、所望により窒化硼素、窒化珪素等による接着防止コーティング等の最終仕上げを施してもよい。
本発明のラドルが、例えば図４に示すプレート部５およびブラケット部材６からなる支持金具をさらに有してなるものである場合、リング状軸受６１を介してロボットアーム等の搬送装置の先端に装着され、搬送装置により溶湯保持炉上部まで移動した後、受湯口２１が設けられた側壁を傾斜させつつ収容器２を溶湯保持炉内に沈み込ませ、内部に金属溶湯を注入して掬い取り、次いで、金型等の所望位置まで移動させた上で、リング状軸受６１の軸周りにラドルを回動させ、注湯口２２を傾けることにより、注湯することができる。
本発明によれば、内部の清掃を容易に行うことができるとともに、溶湯保持炉内の金属溶湯表面に存在する金属酸化物が混入し難いラドルを提供することができる。
１ ラドル
２ 収容器
２１ 受湯口
２２ 注湯口
２３ 溝状凹部
３ 蓋体
３１ 面取部
４ 開放部
５ プレート部材
５１ 蓋支え部
５２ 屈曲部
６ ブラケット部材
６１ リング状軸受
２ 収容器
２１ 受湯口
２２ 注湯口
２３ 溝状凹部
３ 蓋体
３１ 面取部
４ 開放部
５ プレート部材
５１ 蓋支え部
５２ 屈曲部
６ ブラケット部材
６１ リング状軸受
Claims (4)
- 金属溶湯を収容するセラミック材料製の収容器および該収容器の上部を覆うセラミック材料製の蓋体を有するラドルであって、
前記収容器は、側壁の一部に受湯口が設けられてなるものであり、
前記蓋体は、前記受湯口が設けられた側壁側の収容器上部を覆うものであるが、前記受湯口が設けられた側壁に対向する側壁側の収容器上部を覆わずに開放部を成すものである
ことを特徴とするラドル。 - 金属溶湯を収容するセラミック材料製の収容器および該収容器の上部を覆うセラミック材料製の蓋体を有するラドルであって、
前記収容器は、対向する側壁に受湯口および注湯口がそれぞれ設けられてなり、
前記蓋体は、前記受湯口が設けられた側壁側の収容器上部を覆うものであるが、前記注湯口が設けられた側壁側の収容器上部を覆わずに開放部を成すものである
請求項１に記載のラドル。 - 前記蓋体が、前記収容器の上縁に囲まれる面積のうち、２／１０〜８／１０を覆うものである請求項１または請求項２に記載にラドル。
- 前記収容器が、前記蓋体と開放部との境界において、上縁に溝状凹部を形成してなるものである請求項１〜請求項４のいずれかに記載のラドル。
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- 2011-12-22 JP JP2011281710A patent/JP5851234B2/ja active Active
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