JP2016089222A - Glass lining method for cast iron product - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a glass lining cast iron product, and a glass lining method for a cast iron product for producing the cast iron product.SOLUTION: Provided is a glass lining cast iron product having a structure where the surface of a cast iron product is covered with a glaze, the surface of the cast iron product is decarburized by heating treatment for the cast iron product, and a glaze component is filled in a gap produced by the decarburization.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ガラスライニング鋳鉄製品及びその鋳鉄製品を製造するための鋳鉄製品のガラスライニング方法に関するものである。なお、ガラスライニングはグラスライニングとも称される。   The present invention relates to a glass lining cast iron product and a glass lining method for a cast iron product for producing the cast iron product. Glass lining is also referred to as glass lining.

建物の排水配管系統では、配管同士を接合するために管継手が用いられている。管継手には直線状に接続するもののほかに、エルボなどと呼ばれる直角に曲がる継手やy字型の分岐継手等各種のタイプがある。しかし、排水の流れを変える部分に用いられるものは、直線部分に用いられる継手と比較して大きい抵抗がかかり易いことは自明である。また、排水配管系統といっても条件は様々で、特に、厨房用排水配管については継手本体に短期間で穴が開き、漏水事故が起こるという事例が多く報告され、この点特徴的である。   In the drainage piping system of buildings, pipe joints are used to join pipes together. There are various types of pipe joints such as elbows and joints that bend at right angles and y-shaped branch joints in addition to those that are connected in a straight line. However, it is obvious that the one used for the portion that changes the flow of drainage is likely to be subjected to a large resistance as compared with the joint used for the straight portion. In addition, the drainage pipe system has various conditions, and in particular, there are many reports of kitchen drainage pipes in which holes are opened in the joint body in a short period of time, resulting in a water leakage accident.

漏水事故の原因を分析すると、以下のような幾つかの問題点を指摘することができる。
1)グリーストラップの維持、管理が不適切のため、排水管に多くの油脂分が流出し、排水管の負荷となる。
2)排水管内面に汚れが固着し、それを落すために無理な洗浄手段が用いられ、その結果排水管を損傷する。
3)排水管内部清掃のための掃除口がなく、適切な清掃を行なえない。その結果、汚れが堆積し、無理な洗浄を行なうという悪循環に陥る。
4)例えば、次亜塩素酸ナトリウムによる消毒の後に、十分な水洗浄を行なわない場合、腐食進行の原因となる。
5)ディスポーザーシステムにおいて十分な水を流さないことにより、排水管内に有機物の堆積が起る。
Analyzing the cause of the water leakage accident can point out the following problems.
1) The maintenance and management of the grease trap is inappropriate, so that a large amount of oil and fat flows into the drain pipe, causing a load on the drain pipe.
2) Dirt adheres to the inner surface of the drainage pipe, and unreasonable cleaning means are used to remove it, resulting in damage to the drainage pipe.
3) There is no cleaning port for cleaning the inside of the drain pipe, and proper cleaning cannot be performed. As a result, dirt accumulates and a vicious cycle of unreasonable cleaning occurs.
4) For example, if sufficient water washing is not performed after disinfection with sodium hypochlorite, it may cause corrosion.
5) If sufficient water does not flow in the disposer system, organic matter is deposited in the drain pipe.

上記のような原因により、有機物や油脂に硫酸塩還元細菌が作用することで硫化水素が発生し、さらに、硫黄酸化細菌により硫酸が発生すると、排水管内は深刻な腐食性の環境となる。排水管内面にはエポキシ樹脂等の保護被膜が形成されているが、腐食性環境に耐え得るものではないため鋳鉄製品である継手にはさびが生成し、さびは洗浄ホース等との接触により清掃の都度削られる。こうして配管清掃とさびの生成が繰り返されると、短期間で穴が開き漏水事故に至ると考えられている。   Due to the above-mentioned causes, hydrogen sulfide is generated by the action of sulfate-reducing bacteria on organic matter and fats and oils, and when sulfuric acid is generated by sulfur-oxidizing bacteria, the inside of the drainage pipe becomes a serious corrosive environment. Although a protective coating such as epoxy resin is formed on the inner surface of the drainage pipe, it cannot withstand corrosive environments, so rust is generated in the joints that are cast iron products, and rust is cleaned by contact with a cleaning hose, etc. It is cut every time. If pipe cleaning and rust generation are repeated in this way, it is thought that a hole will open in a short period of time, leading to a water leak accident.

上記のような鋳鉄製品について施し得る対策として、以下のような方法が考えられる。
A:例えば、現行の保護被膜がエポキシ樹脂塗装で膜厚が50μm程度の場合、膜厚を数倍の300μm余りに高める。
B:保護被膜をエポキシ樹脂以外の樹脂、例えば、ナイロンや塩化ビニル等の樹脂に変更するとともに、それらの粉体樹脂の焼き付けコーティングにより300μm程度の膜厚に形成する。
C:鋳鉄製品の内面に任意の樹脂を用いて厚さ1000μm程度の保護被膜を成型する。
D:鋳鉄製品の内面に亜鉛、アルミニウム、ニッケル等を用いて所要の厚さの保護被膜をめっきにより形成する。
The following methods can be considered as countermeasures that can be taken for the cast iron products as described above.
A: For example, when the current protective film is an epoxy resin coating and the film thickness is about 50 μm, the film thickness is increased several times to about 300 μm.
B: The protective film is changed to a resin other than an epoxy resin, for example, a resin such as nylon or vinyl chloride, and is formed to have a film thickness of about 300 μm by baking coating of the powder resin.
C: A protective film having a thickness of about 1000 μm is molded on the inner surface of the cast iron product using an arbitrary resin.
D: A protective coating having a required thickness is formed by plating on the inner surface of the cast iron product using zinc, aluminum, nickel or the like.

しかしながら、上記の対策には以下のような問題がある。
A:一般的な事項として、樹脂塗装は耐薬品性に優れているが、塗膜表面は柔らかく、耐摩耗性に問題がある。
B:上記の問題があるため、単なる腐食性環境に対する方策としては効果があるものの、洗浄器具との接触が起る特にエルボのような排水管には適さない。
C:成型は塗装と比較して耐久性が高いといえるが、樹脂と鋳鉄との線膨張率が大きく相違するため、加熱冷却の繰り返しによって接着面にて成形被膜が剥離する可能性が高い。また、射出成型によって成形可能な形状には限度があり、排水管の継手のような形状の変化に富んだ鋳鉄製品に対応するのが困難である。
D:金属めっきは樹脂の保護被膜と比較して硬く、密着性も良いが、耐薬品性に問題がある。厨房用排水配管には洗浄用に塩素系の薬品も流れるため、耐薬品性は重要である。
However, the above measures have the following problems.
A: As a general matter, resin coating is excellent in chemical resistance, but the coating surface is soft and has a problem in wear resistance.
B: Although there is the above problem, it is effective as a measure against a mere corrosive environment, but it is not suitable for a drain pipe such as an elbow where contact with a cleaning tool occurs.
C: Although it can be said that molding has higher durability than coating, the linear expansion coefficient of resin and cast iron is greatly different, so that there is a high possibility that the molded film peels off on the adhesive surface due to repeated heating and cooling. In addition, there is a limit to the shape that can be molded by injection molding, and it is difficult to deal with cast iron products that are rich in shape changes such as joints of drain pipes.
D: Metal plating is harder and better in adhesion than a resin protective film, but has a problem in chemical resistance. Chemical resistance is important because chlorinated chemicals also flow into the kitchen drain piping.

また、鋳鉄製品にガラスライニングを施す前例について先行技術を調査したが、類例を見出すことはできなかった。ただ、特開2002−167680号のグラスライニングの施工方法と称する発明があり、それはステンレス系基材の表面に基材と同一ステンレス材料、Ni金属、Cr金属、Fe金属、Co金属Ni−Cr合金及びFe−Cr合金から選択される溶射材料を溶射処理して溶射処理層を形成し、この層上に下ぐすり及び上ぐすりによるグラスライニングの熱処理によりグラスライニング層を形成することからなる施工方法を開示している。この施工方法はステンレス系基材よりなる大型形状のグラスライニング機器類に安定かつ均一なグラスライニング層を施すことを可能にしたもので、鋳鉄製品表面に対する施釉技術と関連するものはない。
特開2002−167680号
Moreover, although the prior art was investigated about the precedent which gives glass lining to cast iron products, the example was not found. However, there is an invention referred to as a glass lining construction method disclosed in JP-A-2002-167680, which is the same stainless steel material as the base material, Ni metal, Cr metal, Fe metal, Co metal Ni—Cr alloy on the surface of the stainless steel base material. And a thermal spraying treatment of a thermal spray material selected from Fe-Cr alloy to form a thermal spray treatment layer, and a glass lining layer is formed on the lower layer by heat treatment of the glass lining by the upper side and the upper side. A method is disclosed. This construction method makes it possible to apply a stable and uniform glass lining layer to large-sized glass lining devices made of a stainless steel base material, and there is nothing related to the glazing technique on the cast iron product surface.
JP 2002-167680 A

本発明は前記の点に鑑みなされたもので、その課題は、ガラスライニング鋳鉄製品及びその鋳鉄製品を製造するための鋳鉄製品のガラスライニング方法を提供することである。また、本発明の他の課題は、排水配管系統に用いられる鋳鉄製品を内面の腐食から確実に保護し得るガラスライニング鋳鉄製品を提供することである。   This invention is made | formed in view of the said point, The subject is providing the glass lining method of the cast iron product for manufacturing a glass lining cast iron product and the cast iron product. Another object of the present invention is to provide a glass-lined cast iron product that can reliably protect the cast iron product used in the drainage piping system from corrosion of the inner surface.

前記の課題を解決するため、本発明は、鋳鉄製品の表面が釉薬で被覆されており、上記鋳鉄製品の加熱処理によって、鋳鉄製品表面が脱炭されるとともに、脱炭によって生じた空隙に釉薬成分が充填されている構造を有することを特徴とするガラスライニング鋳鉄製品の実現をものである。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a method in which the surface of a cast iron product is coated with glaze, and the cast iron product surface is decarburized by the heat treatment of the cast iron product, and the glaze is generated in the voids generated by decarburization. The realization of a glass-lined cast iron product characterized by having a structure filled with components.

本発明に係る鋳鉄製品は、例えば、腐食性環境ないしは高熱に曝されるもので、腐食性環境ないしは高熱に曝される面にガラスライニング層を有している鋳鉄製品であることが望ましい。   The cast iron product according to the present invention is, for example, a cast iron product that is exposed to a corrosive environment or high heat, and has a glass lining layer on the surface exposed to the corrosive environment or high heat.

このようなガラスライニング鋳鉄製品は、例えば管継手に適用することができる。この場合、排水配管系統に用いられる管継手は、内面のガラスライニング層の厚さは前述したように300μm又はそれ以上であることが望ましい。300μm又はそれを超える程度の厚さのガラスライニング層は、例えば鋳鉄製品に施釉焼成工程を前記のように複数回繰り返すことによって形成される。   Such a glass-lined cast iron product can be applied to, for example, a pipe joint. In this case, as for the pipe joint used for a drainage piping system, it is desirable that the thickness of the glass lining layer on the inner surface is 300 μm or more as described above. The glass lining layer having a thickness of about 300 μm or more is formed, for example, by repeating the glazing and firing step a plurality of times as described above on cast iron products.

本発明に係るガラスライニング鋳鉄製品は、鋳鉄製品の表面を釉薬で被覆し、鋳鉄製品表面を脱炭するとともに、脱炭によって生じた空隙に釉薬成分を充填するために、上記鋳鉄製品を炉に投入し、973〜1223Kの温度にて10〜80分間焼成するという方法によって製造することができる。この方法は脱炭と釉薬の充填を同時並行的に実行するものである。   The glass-lined cast iron product according to the present invention covers the surface of the cast iron product with glaze, decarburizes the cast iron product surface, and fills the voids generated by decarburization with the glaze component in the furnace. It can be manufactured by a method of charging and baking at a temperature of 973 to 1223K for 10 to 80 minutes. In this method, decarburization and glaze filling are performed simultaneously.

また、本発明の方法は、前処理工程として鋳鉄製品を炉に投入し、それによって鋳鉄製品の表面の黒鉛を予め873〜1223Kの温度にて10〜120分間脱炭処理し、その後鋳鉄製品の表面を釉薬で被覆し、上記鋳鉄製品を炉に投入し、鋳鉄製品表面を脱炭するとともに、脱炭によって生じた空隙に釉薬成分を充填するために、973〜1223Kの温度にて10〜80分間焼成するという手段によって実施しても良い。この方法は脱炭処理のみを先行し、その後の焼成により釉薬の充填を実行するものである。従って、本発明は脱炭を釉薬の充填に先立って行なう方法と、脱炭と充填を同時に行なう方法のどちらによっても実施可能である。   In the method of the present invention, the cast iron product is put into a furnace as a pretreatment step, whereby the graphite on the surface of the cast iron product is decarburized in advance at a temperature of 873 to 1223 K for 10 to 120 minutes, and then the cast iron product The surface is coated with glaze, the cast iron product is put into a furnace, the cast iron product surface is decarburized, and the voids generated by decarburization are filled with glaze components at a temperature of 973-1223 K at 10-80. You may implement by the means of baking for a minute. This method precedes only a decarburization process, and performs the glaze filling by subsequent baking. Therefore, the present invention can be implemented by either a method in which decarburization is performed prior to filling of the glaze or a method in which decarburization and filling are performed simultaneously.

上記脱炭処理における温度の下限を873Kとしたのは、脱炭の深度は時間に比例することによる。また、温度の上限を1223Kとしたのは、ねずみ鋳鉄の融点に近付き好ましくないからある。このように、前処理工程としての脱炭処理は、必要な脱炭の深度に適した温度及び時間の組み合わせにより行なうことができる。   The reason why the lower limit of the temperature in the decarburization process is set to 873 K is that the decarburization depth is proportional to time. The reason why the upper limit of the temperature is set to 1223 K is that it is not preferable because it approaches the melting point of gray cast iron. Thus, the decarburization treatment as the pretreatment step can be performed by a combination of temperature and time suitable for the necessary decarburization depth.

本発明の目的は、鋳鉄製品の表面にガラスライニングを施し、それによって、厨房用排水配管の如く腐食性環境にあってもそれに耐え得る保護被膜を形成することにある。本発明において取り扱う鋳鉄製品及びガラスライニングはそれ自体が特別という訳ではない。しかしながら、鋳鉄製品の表面にガラスライニングを施す技術には前例がほとんどなく、このため、本発明の完成には幾多の試行錯誤を繰り返して一定の知見を得なければならなかった。その結果得られた本発明によれば、コストを抑制しつつ鋳鉄製品の長寿命化を図ることができる。   An object of the present invention is to provide a glass lining on the surface of a cast iron product, thereby forming a protective coating that can withstand even a corrosive environment such as a kitchen drainage pipe. The cast iron products and glass linings handled in the present invention are not special per se. However, there is almost no precedent in the technology of applying glass lining to the surface of cast iron products. For this reason, in order to complete the present invention, it was necessary to obtain a certain knowledge by repeating many trials and errors. As a result, according to the present invention obtained, it is possible to extend the life of the cast iron product while suppressing the cost.

本発明において画期的であるのは、鋳鉄製品表面を脱炭するとともに、脱炭によって生じた空隙に置換されたケイ素化合物を主とする釉薬成分が充填され、あたかも炭素と置換されるようになることである。この結果、釉薬成分によって一種のアンカー効果を得ることができる。本発明の特徴は、このようにしてガラスライニング層を鋳鉄製品表面に強固に固着させることができることを発見し、ガラスライニング方法として完成させた点にある。従って、本発明に係るガラスライニング方法では、上記脱炭により一種のアンカー効果を得るために焼成工程が重要な要件になる。   What is revolutionary in the present invention is that the surface of the cast iron product is decarburized and filled with a glaze component mainly composed of a silicon compound substituted in the voids generated by the decarburization so that it is replaced with carbon. It is to become. As a result, a kind of anchor effect can be obtained by the glaze component. The feature of the present invention is that the glass lining layer can be firmly fixed to the surface of the cast iron product in this way and has been completed as a glass lining method. Therefore, in the glass lining method according to the present invention, a firing step is an important requirement in order to obtain a kind of anchor effect by the decarburization.

本発明に係るガラスライニング方法において必要とされる焼成工程は、973〜1223Kの温度にて10〜80分間の条件で行なう。炉にはガラスライニング方法に一般的な電気炉が用いられる。処理対象の鋳鉄製品は、例えば、ねずみ鋳鉄(FC150)であり、また、釉薬成分も琺瑯製品等に用いられる成分組成から成る一般的なものである。しかしながら、上記以外の、例えばJIS G 5501ねずみ鋳鉄品に含まれる全鋼種、さらにはJIS G 5502球状黒鉛鋳鉄に含まれる全鋼種等の素材から成る鋳鉄製品、上記釉薬成分と主要成分を共通する釉薬等は問題なく本発明に適用することができる。上記焼成工程における973〜1223Kの温度にて10〜80分間という条件は、本発明に用いる釉薬が完全に溶融し、かつまた、発泡や焦げ付きを生じたりしないために必要である。   The firing step required in the glass lining method according to the present invention is performed at a temperature of 973 to 1223K for 10 to 80 minutes. As the furnace, an electric furnace generally used for the glass lining method is used. The cast iron product to be treated is, for example, gray cast iron (FC150), and the glaze component is a general component composed of a component used for a glaze product or the like. However, other than the above, for example, all steel types included in JIS G 5501 gray cast iron products, and further cast iron products made of materials such as all steel types included in JIS G 5502 spheroidal graphite cast iron; Etc. can be applied to the present invention without problems. The condition of 973-1122 K at the above baking step for 10-80 minutes is necessary so that the glaze used in the present invention is completely melted and does not cause foaming or scorching.

本発明のガラスライニング方法として、表面を釉薬で覆った鋳鉄製品を炉に投入して行なう焼成工程を、複数回繰り返すという構成は好ましいものである。表面を釉薬で覆った鋳鉄製品を炉に投入して行なう焼成工程は、温度が1073K、時間が40分の条件にて、少なくとも2回以上繰り返すことが望ましい。焼成工程を複数回繰り返すということは、ガラスライニング層が複数層形成されるということであり、これにより厚さ約300μmを超えるライニング層を得ることができ、これは継手の内面処理層として十分な厚さである。   As the glass lining method of the present invention, a configuration in which a firing process in which a cast iron product whose surface is covered with glaze is put into a furnace is repeated a plurality of times is preferable. It is desirable that the firing step performed by putting the cast iron product whose surface is covered with glaze into the furnace is repeated at least twice at a temperature of 1073 K and a time of 40 minutes. Repeating the firing process a plurality of times means that a plurality of glass lining layers are formed, whereby a lining layer having a thickness of more than about 300 μm can be obtained, which is sufficient as an inner surface treatment layer of the joint. Is the thickness.

なお、鋳鉄(FC)の線膨張率は11〜13.5×10−6、ガラスライニング部の線膨張率は8〜13×10−6と接近しており、広範囲の温度環境下で安心して使用することができる。また、ガラスライニング部の表面の硬度はHv≧500と測定され、これは洗浄機により加えられることが予測される外力に十分耐え得る機械的強度である。 In addition, the linear expansion coefficient of cast iron (FC) is close to 11 to 13.5 × 10 −6 , and the linear expansion coefficient of the glass lining part is close to 8 to 13 × 10 −6. Can be used. Further, the hardness of the surface of the glass lining portion is measured as Hv ≧ 500, which is a mechanical strength that can sufficiently withstand an external force expected to be applied by a washing machine.

本発明は以上のように構成され、かつ、作用するものであるから、鋳鉄製品に好適にガラスライニング方法を施すことができ、かつまた、本発明の方法によって耐食性及び耐摩耗性の良好なガラスライニング鋳鉄製品を製造することができるという効果を奏する。また、本発明によれば、特に、厨房用排水配管のように過酷な条件にさらされる排水配管系統に用いられる鋳鉄製品として、その内面を腐食から確実に保護し得るガラスライニング鋳鉄製品を提供することができる。   Since the present invention is constructed and operates as described above, a glass lining method can be suitably applied to cast iron products, and a glass having good corrosion resistance and wear resistance can be obtained by the method of the present invention. There is an effect that a lining cast iron product can be manufactured. The present invention also provides a glass-lined cast iron product that can reliably protect its inner surface from corrosion as a cast iron product used in a drainage pipe system that is exposed to harsh conditions such as a kitchen drainage pipe. be able to.

以下、図面等を参照して本発明をより詳細に説明する。
<鋳鉄製品>
初めに発明の対象である鋳鉄製品について説明する。図1、図2は本発明に係る鋳鉄製品の例としてエルボなどと呼ばれる継手10を示したものである。このエルボ型の継手10は開口した両端11、12の間に直角に流路を変える形態の曲がり部13を持っている。本実施形態における鋳鉄製品はねずみ鋳鉄(FC150)である。上記継手10の内外両面には、本発明によりガラスライニング層14、15が形成されており、厨房用排水配管を想定しているため腐食性環境等に曝され易い内面のライニング層14は外面のライニング層15よりも肉厚に形成されている(図2参照)。上記内面のガラスライニング層14は、外面のガラスライニング層15の約3倍の厚さに形成されている。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
<Cast iron products>
First, the cast iron product which is the subject of the invention will be described. 1 and 2 show a joint 10 called an elbow as an example of a cast iron product according to the present invention. This elbow joint 10 has a bent portion 13 in the form of changing the flow path at right angles between the open ends 11 and 12. The cast iron product in this embodiment is gray cast iron (FC150). Glass lining layers 14 and 15 are formed on the inner and outer surfaces of the joint 10 according to the present invention. Since the drainage pipe for kitchen is assumed, the inner lining layer 14 that is easily exposed to a corrosive environment is formed on the outer surface. It is formed thicker than the lining layer 15 (see FIG. 2). The glass lining layer 14 on the inner surface is formed to be about three times as thick as the glass lining layer 15 on the outer surface.

上記の継手10を用いた排水管16の接続構造の一例を具体的に示せば、図2のようになる。この構造は、排水管16の端部外面に鋼球入りパッキング17を配置し、接続リング18と継手10のフランジ部19とをボルト、ナット26を用いて緊締する離脱防止構造を有している。図では鋼球17aを用いて食い込み作用を得ているが、本発明を実施し得る継手はこの例に限られず、他の方法も取り得る。   If an example of the connection structure of the drain pipe 16 using the said coupling 10 is shown concretely, it will become like FIG. This structure has a separation preventing structure in which a steel ball-containing packing 17 is disposed on the outer surface of the end portion of the drain pipe 16, and the connection ring 18 and the flange portion 19 of the joint 10 are tightened using bolts and nuts 26. . In the drawing, the steel ball 17a is used to obtain the biting action, but the joint capable of carrying out the present invention is not limited to this example, and other methods can be taken.

本発明に係る鋳鉄製品の他の例として、両手鍋20に実施した場合を図3、図4と共に説明する。鍋20は容器21と蓋22とから成り、容器21は本発明の実施品であるが、蓋22に付いては実施品であっても、また、そうでなく例えばガラス製であってもどちらでも良い。鍋20の素材にはダクタイル鋳鉄(FCD)が用いられており、精密鋳造により肉薄く形成されている。   As another example of the cast iron product according to the present invention, a case where it is carried out on the two-handed pan 20 will be described with reference to FIGS. The pan 20 is composed of a container 21 and a lid 22, and the container 21 is an embodiment of the present invention, but either the embodiment is attached to the lid 22 or, for example, is made of glass. But it ’s okay. Ductile cast iron (FCD) is used for the material of the pan 20 and is formed thin by precision casting.

容器21はダクタイル鋳鉄(FCD)より成るから、球状黒鉛23が独立的に存在しているが(図4参照)、球状黒鉛23はダクタイル鋳鉄表面にも現れている。このため、表面に存在している球状黒鉛23が脱炭されることによって、表面に空隙24を生じることになるので、この空隙24に釉薬成分25が充填された状態になる。従って、ダクタイル鋳鉄(FCD)より成る容器21についても、後述するねずみ鋳鉄(FC)を素材とする鋳鉄製品を用いた場合とほぼ同様に、釉薬成分が焼成されることによって、ガラスライニング層を鋳鉄製品表面に強固に固着させることができ、一種のアンカー効果を得ることができる。   Since the container 21 is made of ductile cast iron (FCD), spheroidal graphite 23 exists independently (see FIG. 4), but the spheroidal graphite 23 also appears on the surface of the ductile cast iron. For this reason, since the spherical graphite 23 existing on the surface is decarburized, a void 24 is generated on the surface, so that the glaze component 25 is filled in the void 24. Accordingly, for the container 21 made of ductile cast iron (FCD), the glass lining layer is casted by casting the glaze component in the same manner as in the case of using cast iron products made of gray cast iron (FC), which will be described later. It can be firmly fixed to the product surface, and a kind of anchor effect can be obtained.

次に、上記の鋳鉄製品に施すガラスライニングに関する本発明の手段及び方法を示す。
<釉薬>
釉薬の成分及び組成は以下の通りである。
A成分:SiO+TiO+ZrO=40〜75質量%
但し、A成分中の各要素の割合は以下の通りである。
SiO:40〜75質量%
TiO:0〜15質量%
ZrO:0〜10質量%
A成分が40質量%未満ではフリット自体の強度が低下するため好ましくなく、また75質量%を超えると、フリットの溶融粘性が高くなり、フリット組成物の溶融点が上昇するために好ましくない。

B成分:NaO+KO+LiO=0.5〜20質量%
但し、B成分中の各要素の割合は以下の通りである。
NaO:0.5〜20質量%
O:0〜15質量%
LiO:0〜10質量%
B成分は0.5質量%未満ではフリットの溶融性が悪くなるため好ましくなく、また20質量%を超えると線膨張率が上昇し、物性バランスが崩れるために好ましくない。

C成分:CaO+BaO+ZnO+MgO=1〜15質量%
但し、C成分中の各要素の割合は以下の通りである。
CaO:1〜15質量%
BaO:0〜10質量%
ZnO:0〜6質量%
MgO:0〜5質量%
C成分が1質量%未満ではフリットの耐アルカリ性を向上させるためには不十分であり、また、15質量%を超えると、フリットの溶融粘性が高くなり、フリット組成物の溶融点が上昇するために好ましくない。

D成分:B+Al+Cr+Fe=1〜20質量%
但し、D成分中の各要素の割合は以下の通りである。
:1〜20質量%
Al:0〜10質量%
Cr:0〜10質量%
Fe:0〜10質量%
D成分が1質量%未満では、フリットの溶融性を低下させるため、また、失透防止効果が著しく減少するため好ましくなく、20質量%を超えると焼成中の発泡現象が著しくなるために好ましくない。

E成分:CoO+MnO+NiO+CuO=0〜5質量%
但し、E成分中の各要素の割合は以下の通りである。
CoO:0〜5質量%:
MnO:0〜5質量%
NiO:0〜5質量%
CuO:0〜5質量%
E成分はフリットの密着性向上に寄与するが、5質量%を超えると焼成中の発泡現象が著しくなるため好ましくない。

なお、0〜と記載されている成分は、ガラス化に必須ではないけれども粘性、焼成温度の調整、密着性等の補助的な役割に関係を持つものである。
Next, the means and method of the present invention relating to the glass lining applied to the cast iron product will be described.
<Glue>
The ingredients and composition of the glaze are as follows.
Component A: SiO 2 + TiO 2 + ZrO 2 = 40~75 wt%
However, the ratio of each element in A component is as follows.
SiO 2: 40~75 mass%
TiO 2: 0 to 15 wt%
ZrO 2 : 0 to 10% by mass
If the component A is less than 40% by mass, the strength of the frit itself is lowered, and it is not preferable. If it exceeds 75% by mass, the frit viscosity of the frit is increased and the melting point of the frit composition is increased.

Component B: Na 2 O + K 2 O + Li 2 O = 0.5~20 wt%
However, the ratio of each element in B component is as follows.
Na 2 O: 0.5 to 20 wt%
K 2 O: 0 to 15% by mass
Li 2 O: 0 to 10% by mass
If the B component is less than 0.5% by mass, the frit meltability is deteriorated, and it is not preferable. If it exceeds 20% by mass, the linear expansion coefficient is increased and the balance of physical properties is lost.

C component: CaO + BaO + ZnO + MgO = 1-15 mass%
However, the ratio of each element in C component is as follows.
CaO: 1 to 15% by mass
BaO: 0 to 10% by mass
ZnO: 0 to 6% by mass
MgO: 0 to 5% by mass
If the C component is less than 1% by mass, it is insufficient for improving the alkali resistance of the frit. If it exceeds 15% by mass, the frit viscosity of the frit increases and the melting point of the frit composition increases. It is not preferable.

Component D: B 2 O 3 + Al 2 O 3 + Cr 2 O 3 + Fe 2 O 3 = 1~20 wt%
However, the ratio of each element in D component is as follows.
B 2 O 3 : 1 to 20% by mass
Al 2 O 3 : 0 to 10% by mass
Cr 2 O 3 : 0 to 10% by mass
Fe 2 O 3 : 0 to 10% by mass
If the D component is less than 1% by mass, the frit meltability is lowered, and the devitrification preventing effect is remarkably reduced. .

E component: CoO + MnO + NiO + CuO = 0 to 5 mass%
However, the ratio of each element in E component is as follows.
CoO: 0 to 5% by mass:
MnO: 0 to 5% by mass
NiO: 0 to 5% by mass
CuO: 0 to 5% by mass
The component E contributes to improving the adhesion of the frit. However, if it exceeds 5% by mass, the foaming phenomenon during firing becomes remarkable, which is not preferable.

In addition, although the component described as 0 is not essential for vitrification, it has a relationship with auxiliary roles, such as viscosity, adjustment of a calcination temperature, and adhesiveness.

焼成工程
ガラスライニング方法
ガラスライニング方法では鋳鉄製品を炉に投入し、それによって鋳鉄製品の表面の黒鉛を予め脱炭処理する工程を行なうが、この工程は前処理工程として行なうことができ、その場合には、前処理工程の後で前記A〜E成分から成る釉薬を用いた施釉工程を実施することができる。しかし、前処理工程を省略し、前記A〜E成分から成る釉薬を用いて、鋳鉄製品である継手10の表面に塗布して行なう直接的な被覆方法も実施し得る。釉薬を得るには水を分散媒として、釉薬製造の常法により処理することで、流動状のガラスライニング液として生成する。以下、本発明のガラスライニング方法について各別に説明する。
<その1>
鋳鉄製品である継手10の表面を前記A〜E成分から成る上記釉薬を用いて被覆し、上記鋳鉄製品を電気炉に投入し、鋳鉄製品表面を脱炭するとともに、脱炭によって生じた空隙に釉薬成分を充填するために、約1073Kの温度にて40分間焼成する。上記施釉焼成工程を継手について3回繰り返し、ガラスライニング鋳鉄製品を製造する。
<その2>
前処理工程として鋳鉄製品である継手10を炉に投入し、それによって継手10の表面の黒鉛を予め873〜1223Kの温度にて10〜120分間脱炭処理し、その後鋳鉄製品の表面を釉薬で被覆し、上記鋳鉄製品を炉に投入し、鋳鉄製品表面を脱炭するとともに、脱炭によって生じた空隙に釉薬成分を充填するために、973〜1223Kの温度にて10〜80分間焼成する。上記施釉、焼成工程を継手内部について少なくとも1回以上実行し、ガラスライニング鋳鉄製品を製造する。
Firing process Glass lining method In the glass lining method, cast iron products are put into a furnace, whereby the graphite on the surface of the cast iron products is pre-decarburized, but this step can be performed as a pretreatment step. In addition, after the pretreatment step, a glazing step using a glaze composed of the components A to E can be performed. However, it is possible to perform a direct coating method in which the pretreatment step is omitted and the glaze composed of the components A to E is applied to the surface of the joint 10 which is a cast iron product. In order to obtain a glaze, it is produced as a fluidized glass lining liquid by treating with water as a dispersion medium by a conventional method of glaze production. Hereinafter, the glass lining method of the present invention will be described separately.
<Part 1>
The surface of the joint 10 which is a cast iron product is coated with the glaze composed of the components A to E, the cast iron product is put into an electric furnace, the cast iron product surface is decarburized, and the void generated by the decarburization is formed. Bake for 40 minutes at a temperature of about 1073 K to fill the glaze ingredients. The glazing and firing process is repeated three times for the joint to produce a glass-lined cast iron product.
<Part 2>
As a pretreatment step, the joint 10 which is a cast iron product is put into a furnace, whereby the graphite on the surface of the joint 10 is decarburized in advance at a temperature of 873 to 1223 K for 10 to 120 minutes, and then the surface of the cast iron product is glazed. The cast iron product is put into a furnace, and the cast iron product surface is decarburized, and fired at a temperature of 973 to 1223K for 10 to 80 minutes in order to fill the voids generated by the decarburization with the glaze component. The above glazing and firing steps are performed at least once on the inside of the joint to produce a glass-lined cast iron product.

その1の方法によって得られた、ガラスライニング鋳鉄製品である継手10は滑らかなガラスライニング層を具備しており、表面硬度を測定したところヴッカース硬さでHv≧500の値が得られた。その2の方法による継手10についても、その1と同等の表面硬度が得られた。本発明に係るガラスライニング鋳鉄製品について、硬さに関する性能試験1を行なったので、ここで、硬さ試験及びその結果について以下のとおり説明する。
・評価目的:本発明によって得られたガラスライニング層の硬さを評価する。
・評価方法:JIS Z 2244ビッカース硬さ試験―試験方法による。
・判定基準:硬度500Hv以上であること。
試験結果を次表1に示す。表1によれば、平均値609HVという結果が得られている。
表1

Figure 2016089222
The joint 10 which is a glass-lined cast iron product obtained by the method 1 has a smooth glass-lining layer. When the surface hardness was measured, a value of Hv ≧ 500 was obtained in terms of Wuckers hardness. The surface hardness equivalent to that of the joint 10 by the method 2 was also obtained. Since the performance test 1 regarding hardness was performed about the glass-lined cast iron product which concerns on this invention, here, a hardness test and its result are demonstrated as follows.
Evaluation purpose: To evaluate the hardness of the glass lining layer obtained by the present invention.
Evaluation method: JIS Z 2244 Vickers hardness test-According to the test method.
-Criteria: Hardness of 500Hv or more.
The test results are shown in Table 1 below. According to Table 1, an average value of 609 HV is obtained.
Table 1
Figure 2016089222

本発明に係るガラスライニング鋳鉄製品は、ガラスライニング層が鋳鉄製品表面に非常に強固に固着していることが、性能試験2により判明した。性能試験は急冷、急加熱を試験体に対して熱ストレスを加え評価を行なったもので、方法は以下のとおりである。
・温度プロファイル :高温100℃、低温−10℃
・低温⇔高温変化に要する時間:3分以内
・移動のサイクル :3、5、10、20
判定基準
・ガラスライニング層に、鋳物素地に達する亀裂の生じないこと
・ガラスライニング層に、鋳物素地に達する剥離の生じないこと
試験結果を次表2に示す。
表2

Figure 2016089222
*一時間を二分して30分間を冷却、30分間を加熱する工程を1サイクルとし、低温・冷却と高温・加熱の変化に要する時間は3分以内とした。 The performance test 2 revealed that the glass-lined cast iron product according to the present invention had the glass-lined layer adhered to the cast iron product surface very firmly. In the performance test, rapid cooling and rapid heating were evaluated by applying thermal stress to the specimen, and the method is as follows.
・ Temperature profile: High temperature 100 ℃, Low temperature-10 ℃
・ Time required for low temperature to high temperature change: within 3 minutes ・ Movement cycle: 3, 5, 10, 20
Table 2 below shows the test results of the judgment criteria: no cracks reaching the casting substrate in the glass lining layer, and no peeling reaching the casting substrate in the glass lining layer.
Table 2
Figure 2016089222
* One hour was divided into two, 30 minutes was cooled and 30 minutes was heated, and one cycle was taken as one cycle, and the time required to change between low temperature / cooling and high temperature / heating was within 3 minutes.

このような性能試験1、2によって示される事実から、発明者はガラスライニング層が特別なメカニズムによって鋳鉄表面に固着しているのではないかと推測するに至った。そこで、ガラスライニング層と鋳鉄製品表面との界面に生じているであろう現象を明らかにするため、EPMA(Electron Probe Micro Analyzer)による分析を試みた。分析の結果、本発明の斬新さを裏付ける事実を見出したので、次にその内容について言及する。   From the facts shown by such performance tests 1 and 2, the inventors have inferred that the glass lining layer is fixed to the cast iron surface by a special mechanism. Therefore, in order to clarify the phenomenon that would have occurred at the interface between the glass lining layer and the cast iron product surface, an analysis by EPMA (Electron Probe Micro Analyzer) was attempted. As a result of the analysis, the facts supporting the novelty of the present invention were found, and the contents thereof will be mentioned next.

上記分析試験は埼玉県産業技術総合センターに依頼して行った。依頼品は上記その1の方法で得られたガラスライニング鋳鉄製品の継手10であり、依頼事項はX線マイクロアナライザによる分析及びマッピングである。その試験結果の一つとして反射電子像を図5及び図6に示す。図5においてL1はガラスライニング層、L2は脱炭層、L3は鋳鉄層をそれぞれ示している。L2の層は鋳鉄層の表層であるが、スケールとして下欄に示されている100μm程の厚さの層は、黒い筋状模様のある鋳鉄層L3とは異なっており、ガラスライニング層L1との関係から脱炭されていることを推測させる。   The above analytical test was conducted by requesting the Saitama Industrial Technology Center. The requested product is the joint 10 of the glass-lined cast iron product obtained by the first method, and the requested items are analysis and mapping by an X-ray microanalyzer. FIG. 5 and FIG. 6 show reflected electron images as one of the test results. In FIG. 5, L1 represents a glass lining layer, L2 represents a decarburized layer, and L3 represents a cast iron layer. The layer of L2 is a surface layer of the cast iron layer, but the layer having a thickness of about 100 μm shown in the lower column as a scale is different from the cast iron layer L3 having a black streak pattern, and the glass lining layer L1 and I guess that it is decarburized from the relationship.

図6は、図5の倍率が×100であるのに対して×2000に拡大された反射電子像を示している。図6の拡大像を見ると明るく見える脱炭層L2に、表層から筋状ないしは点線状の暗く見える模様の入り込んでいるのが分かる。この暗く見える模様は、表層つまりガラスライニング層L1から伸びており、その末端は前記の通り100μm程の深さに及んでいる。   FIG. 6 shows a backscattered electron image magnified to × 2000 while the magnification of FIG. 5 is × 100. When the magnified image of FIG. 6 is seen, it can be seen that the decarburized layer L2 that appears bright enters a dark or dotted line-like pattern from the surface layer. This dark-looking pattern extends from the surface layer, that is, the glass lining layer L1, and its end reaches a depth of about 100 μm as described above.

さらに、図7にカラーマップを示す(原図はカラー描画であるのでカラーマップと呼ぶが、特許法の細則ではカラー描画が許容されていないので、トーン描画で示す。)。図7はSiに関するカラーマップであり、高濃度を示す原図の赤色は図6上部にあるガラスライニング層L1である。図7の過半を占めるのは原図で青色の脱炭層L2であり、脱炭層L2には表層から筋状ないしは点線状に入り込んでいる模様が見えるが、これがケイ素化合物であってガラスライニング層L1から伸びているものである。   Further, FIG. 7 shows a color map (the original figure is color drawing since it is color drawing, but color drawing is not permitted in the bylaws of the Patent Law, and is shown by tone drawing). FIG. 7 is a color map relating to Si, and the red color of the original drawing showing a high concentration is the glass lining layer L1 at the top of FIG. The majority of FIG. 7 occupies the blue decarburized layer L2 in the original drawing, and the decarburized layer L2 has a streak or dotted line pattern appearing from the surface layer, which is a silicon compound and is from the glass lining layer L1. It is what is growing.

上記の分析結果及びカラーマップに示された事実から、鋳鉄層L3の脱炭された表層にケイ素化合物が入り込んで鋳鉄層L3に絡み付き、前記したいわばアンカー効果のような状態を呈していることを十分な確実性を以って推認することができる。   From the above analysis results and the facts shown in the color map, the silicon compound enters the decarburized surface layer of the cast iron layer L3 and is entangled with the cast iron layer L3, so that it exhibits the state like the anchor effect described above. It can be inferred with sufficient certainty.

本発明に係る鋳鉄製品の一例を示す断面説明図である。It is a section explanatory view showing an example of the cast iron product concerning the present invention. 同上の一部を拡大し、接続リングを追加して示す断面説明図である。It is sectional explanatory drawing which expands a part same as the above and shows a connection ring added. 本発明に係る鋳鉄製品の他の例を示す断面説明図である。It is a section explanatory view showing other examples of cast iron products concerning the present invention. 同上の一部を模式的に示す拡大断面説明図である。It is an expanded sectional explanatory view showing a part of the above typically. 本発明の方法によって得られたガラスライニング鋳鉄製品を示す倍率100倍の反射電子像である。It is a 100-times-magnification backscattered electron image which shows the glass-lined cast iron product obtained by the method of this invention. 同上要部における倍率2000倍の反射電子像である。It is a reflected-electron image of 2000 times magnification in the principal part same as the above. 同じくSi(ケイ素化合物)のカラーマップである。Similarly, a color map of Si (silicon compound).

10 継手
11、12 継手の両方の端部
13 継手の曲がり部
14 内面のガラスライニング層
15 外面のガラスライニング層
16 排水管
17 パッキング
18 接続リング
19 フランジ部
20 鍋
21 容器
22 蓋
23 球状黒鉛
24 空隙
25 釉薬成分
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Joint 11, 12 Both ends of joint 13 Bending part of joint 14 Glass lining layer of inner surface 15 Glass lining layer of outer surface 16 Drain pipe 17 Packing 18 Connection ring 19 Flange part 20 Pot 21 Container 22 Lid 23 Spherical graphite 24 Gap 25 glaze ingredients

本発明は、鋳鉄製品を製造するための鋳鉄製品のガラスライニング方法に関するものである。なお、ガラスライニングはグラスライニングとも称される。   The present invention relates to a glass lining method for cast iron products for producing cast iron products. Glass lining is also referred to as glass lining.

建物の排水配管系統では、配管同士を接合するために管継手が用いられている。管継手には直線状に接続するもののほかに、エルボなどと呼ばれる直角に曲がる継手やy字型の分岐継手等各種のタイプがある。しかし、排水の流れを変える部分に用いられるものは、直線部分に用いられる継手と比較して大きい抵抗がかかり易いことは自明である。また、排水配管系統といっても条件は様々で、特に、厨房用排水配管については継手本体に短期間で穴が開き、漏水事故が起こるという事例が多く報告され、この点特徴的である。   In the drainage piping system of buildings, pipe joints are used to join pipes together. There are various types of pipe joints such as elbows and joints that bend at right angles and y-shaped branch joints in addition to those that are connected in a straight line. However, it is obvious that the one used for the portion that changes the flow of drainage is likely to be subjected to a large resistance as compared with the joint used for the straight portion. In addition, the drainage pipe system has various conditions, and in particular, there are many reports of kitchen drainage pipes in which holes are opened in the joint body in a short period of time, resulting in a water leakage accident.

漏水事故の原因を分析すると、以下のような幾つかの問題点を指摘することができる。
1)グリーストラップの維持、管理が不適切のため、排水管に多くの油脂分が流出し、排水管の負荷となる。
2)排水管内面に汚れが固着し、それを落すために無理な洗浄手段が用いられ、その結果排水管を損傷する。
3)排水管内部清掃のための掃除口がなく、適切な清掃を行なえない。その結果、汚れが堆積し、無理な洗浄を行なうという悪循環に陥る。
4)例えば、次亜塩素酸ナトリウムによる消毒の後に、十分な水洗浄を行なわない場合、腐食進行の原因となる。
5)ディスポーザーシステムにおいて十分な水を流さないことにより、排水管内に有機物の堆積が起る。
Analyzing the cause of the water leakage accident can point out the following problems.
1) The maintenance and management of the grease trap is inappropriate, so that a large amount of oil and fat flows into the drain pipe, causing a load on the drain pipe.
2) Dirt adheres to the inner surface of the drainage pipe, and unreasonable cleaning means are used to remove it, resulting in damage to the drainage pipe.
3) There is no cleaning port for cleaning the inside of the drain pipe, and proper cleaning cannot be performed. As a result, dirt accumulates and a vicious cycle of unreasonable cleaning occurs.
4) For example, if sufficient water washing is not performed after disinfection with sodium hypochlorite, it may cause corrosion.
5) If sufficient water does not flow in the disposer system, organic matter is deposited in the drain pipe.

上記のような原因により、有機物や油脂に硫酸塩還元細菌が作用することで硫化水素が発生し、さらに、硫黄酸化細菌により硫酸が発生すると、排水管内は深刻な腐食性の環境となる。排水管内面にはエポキシ樹脂等の保護被膜が形成されているが、腐食性環境に耐え得るものではないため鋳鉄製品である継手にはさびが生成し、さびは洗浄ホース等との接触により清掃の都度削られる。こうして配管清掃とさびの生成が繰り返されると、短期間で穴が開き漏水事故に至ると考えられている。   Due to the above-mentioned causes, hydrogen sulfide is generated by the action of sulfate-reducing bacteria on organic matter and fats and oils, and when sulfuric acid is generated by sulfur-oxidizing bacteria, the inside of the drainage pipe becomes a serious corrosive environment. Although a protective coating such as epoxy resin is formed on the inner surface of the drainage pipe, it cannot withstand corrosive environments, so rust is generated in the joints that are cast iron products, and rust is cleaned by contact with a cleaning hose, etc. It is cut every time. If pipe cleaning and rust generation are repeated in this way, it is thought that a hole will open in a short period of time, leading to a water leak accident.

上記のような鋳鉄製品について施し得る対策として、以下のような方法が考えられる。
A:例えば、現行の保護被膜がエポキシ樹脂塗装で膜厚が50μm程度の場合、膜厚を数倍の300μm余りに高める。
B:保護被膜をエポキシ樹脂以外の樹脂、例えば、ナイロンや塩化ビニル等の樹脂に変更するとともに、それらの粉体樹脂の焼き付けコーティングにより300μm程度の膜厚に形成する。
C:鋳鉄製品の内面に任意の樹脂を用いて厚さ1000μm程度の保護被膜を成型する。
D:鋳鉄製品の内面に亜鉛、アルミニウム、ニッケル等を用いて所要の厚さの保護被膜をめっきにより形成する。
The following methods can be considered as countermeasures that can be taken for the cast iron products as described above.
A: For example, when the current protective film is an epoxy resin coating and the film thickness is about 50 μm, the film thickness is increased several times to about 300 μm.
B: The protective film is changed to a resin other than an epoxy resin, for example, a resin such as nylon or vinyl chloride, and is formed to have a film thickness of about 300 μm by baking coating of the powder resin.
C: A protective film having a thickness of about 1000 μm is molded on the inner surface of the cast iron product using an arbitrary resin.
D: A protective coating having a required thickness is formed by plating on the inner surface of the cast iron product using zinc, aluminum, nickel or the like.

しかしながら、上記の対策には以下のような問題がある。
A:一般的な事項として、樹脂塗装は耐薬品性に優れているが、塗膜表面は柔らかく、耐摩耗性に問題がある。
B:上記の問題があるため、単なる腐食性環境に対する方策としては効果があるものの、洗浄器具との接触が起る特にエルボのような排水管には適さない。
C:成型は塗装と比較して耐久性が高いといえるが、樹脂と鋳鉄との線膨張率が大きく相違するため、加熱冷却の繰り返しによって接着面にて成形被膜が剥離する可能性が高い。また、射出成型によって成形可能な形状には限度があり、排水管の継手のような形状の変化に富んだ鋳鉄製品に対応するのが困難である。
D:金属めっきは樹脂の保護被膜と比較して硬く、密着性も良いが、耐薬品性に問題がある。厨房用排水配管には洗浄用に塩素系の薬品も流れるため、耐薬品性は重要である。
However, the above measures have the following problems.
A: As a general matter, resin coating is excellent in chemical resistance, but the coating surface is soft and has a problem in wear resistance.
B: Although there is the above problem, it is effective as a measure against a mere corrosive environment, but it is not suitable for a drain pipe such as an elbow where contact with a cleaning tool occurs.
C: Although it can be said that molding has higher durability than coating, the linear expansion coefficient of resin and cast iron is greatly different, so that there is a high possibility that the molded film peels off on the adhesive surface due to repeated heating and cooling. In addition, there is a limit to the shape that can be molded by injection molding, and it is difficult to deal with cast iron products that are rich in shape changes such as joints of drain pipes.
D: Metal plating is harder and better in adhesion than a resin protective film, but has a problem in chemical resistance. Chemical resistance is important because chlorinated chemicals also flow into the kitchen drain piping.

また、鋳鉄製品にガラスライニングを施す前例について先行技術を調査したが、類例を見出すことはできなかった。ただ、特開2002−167680号のグラスライニングの施工方法と称する発明があり、それはステンレス系基材の表面に基材と同一ステンレス材料、Ni金属、Cr金属、Fe金属、Co金属Ni−Cr合金及びFe−Cr合金から選択される溶射材料を溶射処理して溶射処理層を形成し、この層上に下ぐすり及び上ぐすりによるグラスライニングの熱処理によりグラスライニング層を形成することからなる施工方法を開示している。この施工方法はステンレス系基材よりなる大型形状のグラスライニング機器類に安定かつ均一なグラスライニング層を施すことを可能にしたもので、鋳鉄製品表面に対する施釉技術と関連するものはない。
特開2002−167680号
Moreover, although the prior art was investigated about the precedent which gives glass lining to cast iron products, the example was not found. However, there is an invention referred to as a glass lining construction method disclosed in JP-A-2002-167680, which is the same stainless steel material as the base material, Ni metal, Cr metal, Fe metal, Co metal Ni—Cr alloy on the surface of the stainless steel base material. And a thermal spraying treatment of a thermal spray material selected from Fe-Cr alloy to form a thermal spray treatment layer, and a glass lining layer is formed on the lower layer by heat treatment of the glass lining by the upper side and the upper side. A method is disclosed. This construction method makes it possible to apply a stable and uniform glass lining layer to large-sized glass lining devices made of a stainless steel base material, and there is nothing related to the glazing technique on the cast iron product surface.
JP 2002-167680 A

本発明は前記の点に鑑みなされたもので、その課題は、鋳鉄製品のガラスライニング方法を提供することである。また、本発明の他の課題は、排水配管系統に用いられる鋳鉄製品を内面の腐食から確実に保護し得るガラスライニング方法を提供することである。 This invention is made | formed in view of the said point, The subject is providing the glass lining method of cast iron products. Another object of the present invention is to provide a glass lining method capable of reliably protecting cast iron products used in drainage piping systems from corrosion on the inner surface.

前記の課題を解決するため、本発明は、前処理工程として鋳鉄製品を炉に投入し、それによって鋳鉄製品の表面の黒鉛を予め873〜1223Kの温度にて10〜120分間脱炭処理し、その後鋳鉄製品の表面を釉薬で被覆し、上記鋳鉄製品を炉に投入し、鋳鉄製品表面を脱炭するとともに、脱炭によって生じた空隙に釉薬成分を充填するために、973〜1223Kの温度にて10〜80分間焼成するという構成を具えているIn order to solve the above-mentioned problems, the present invention introduces a cast iron product into a furnace as a pretreatment step, whereby the graphite on the surface of the cast iron product is previously decarburized at a temperature of 873-1223K for 10 to 120 minutes, Thereafter, the surface of the cast iron product is coated with glaze, the cast iron product is put into a furnace, the surface of the cast iron product is decarburized, and a temperature of 973 to 1223K is filled to fill the voids generated by decarburization. For 10 to 80 minutes .

本発明に係るによって製造されるガラスライニング鋳鉄製品は、例えば、腐食性環境ないしは高熱に曝されるもので、腐食性環境ないしは高熱に曝される面にガラスライニング層を有している鋳鉄製品であることが望ましい。 The glass-lined cast iron product manufactured according to the present invention is, for example, a cast iron product that is exposed to a corrosive environment or high heat, and has a glass lining layer on the surface exposed to the corrosive environment or high heat. It is desirable to be.

このようなガラスライニング鋳鉄製品は、例えば管継手に適用することができる。この場合、排水配管系統に用いられる管継手は、内面のガラスライニング層の厚さは前述したように300μm又はそれ以上であることが望ましい。300μm又はそれを超える程度の厚さのガラスライニング層は、例えば鋳鉄製品に施釉焼成工程を前記のように複数回繰り返すことによって形成される。   Such a glass-lined cast iron product can be applied to, for example, a pipe joint. In this case, as for the pipe joint used for a drainage piping system, it is desirable that the thickness of the glass lining layer on the inner surface is 300 μm or more as described above. The glass lining layer having a thickness of about 300 μm or more is formed, for example, by repeating the glazing and firing step a plurality of times as described above on cast iron products.

本発明に係るガラスライニング鋳鉄製品は、鋳鉄製品の表面を釉薬で被覆し、鋳鉄製品表面を脱炭するとともに、脱炭によって生じた空隙に釉薬成分を充填するために、上記鋳鉄製品を炉に投入し、973〜1223Kの温度にて10〜80分間焼成するという方法によって製造することができる。この方法は脱炭と釉薬の充填を同時並行的に実行するものである。   The glass-lined cast iron product according to the present invention covers the surface of the cast iron product with glaze, decarburizes the cast iron product surface, and fills the voids generated by decarburization with the glaze component in the furnace. It can be manufactured by a method of charging and baking at a temperature of 973 to 1223K for 10 to 80 minutes. In this method, decarburization and glaze filling are performed simultaneously.

また、本発明の方法は、前処理工程として鋳鉄製品を炉に投入し、それによって鋳鉄製品の表面の黒鉛を予め873〜1223Kの温度にて10〜120分間脱炭処理し、その後鋳鉄製品の表面を釉薬で被覆し、上記鋳鉄製品を炉に投入し、鋳鉄製品表面を脱炭するとともに、脱炭によって生じた空隙に釉薬成分を充填するために、973〜1223Kの温度にて10〜80分間焼成するという手段によって実施しても良い。この方法は脱炭処理のみを先行し、その後の焼成により釉薬の充填を実行するものである。従って、本発明は脱炭を釉薬の充填に先立って行なう方法と、脱炭と充填を同時に行なう方法のどちらによっても実施可能である。   In the method of the present invention, the cast iron product is put into a furnace as a pretreatment step, whereby the graphite on the surface of the cast iron product is decarburized in advance at a temperature of 873 to 1223 K for 10 to 120 minutes, and then the cast iron product The surface is coated with glaze, the cast iron product is put into a furnace, the cast iron product surface is decarburized, and the voids generated by decarburization are filled with glaze components at a temperature of 973-1223 K at 10-80. You may implement by the means of baking for a minute. This method precedes only a decarburization process, and performs the glaze filling by subsequent baking. Therefore, the present invention can be implemented by either a method in which decarburization is performed prior to filling of the glaze or a method in which decarburization and filling are performed simultaneously.

上記脱炭処理における温度の下限を873Kとしたのは、脱炭の深度は時間に比例することによる。また、温度の上限を1223Kとしたのは、ねずみ鋳鉄の融点に近付き好ましくないからある。このように、前処理工程としての脱炭処理は、必要な脱炭の深度に適した温度及び時間の組み合わせにより行なうことができる。   The reason why the lower limit of the temperature in the decarburization process is set to 873 K is that the decarburization depth is proportional to time. The reason why the upper limit of the temperature is set to 1223 K is that it is not preferable because it approaches the melting point of gray cast iron. Thus, the decarburization treatment as the pretreatment step can be performed by a combination of temperature and time suitable for the necessary decarburization depth.

本発明の目的は、鋳鉄製品の表面にガラスライニングを施し、それによって、厨房用排水配管の如く腐食性環境にあってもそれに耐え得る保護被膜を形成することにある。本発明において取り扱う鋳鉄製品及びガラスライニングはそれ自体が特別という訳ではない。しかしながら、鋳鉄製品の表面にガラスライニングを施す技術には前例がほとんどなく、このため、本発明の完成には幾多の試行錯誤を繰り返して一定の知見を得なければならなかった。その結果得られた本発明によれば、コストを抑制しつつ鋳鉄製品の長寿命化を図ることができる。   An object of the present invention is to provide a glass lining on the surface of a cast iron product, thereby forming a protective coating that can withstand even a corrosive environment such as a kitchen drainage pipe. The cast iron products and glass linings handled in the present invention are not special per se. However, there is almost no precedent in the technology of applying glass lining to the surface of cast iron products. For this reason, in order to complete the present invention, it was necessary to obtain a certain knowledge by repeating many trials and errors. As a result, according to the present invention obtained, it is possible to extend the life of the cast iron product while suppressing the cost.

本発明において画期的であるのは、鋳鉄製品表面を脱炭するとともに、脱炭によって生じた空隙に置換されたケイ素化合物を主とする釉薬成分が充填され、あたかも炭素と置換されるようになることである。この結果、釉薬成分によって一種のアンカー効果を得ることができる。本発明の特徴は、このようにしてガラスライニング層を鋳鉄製品表面に強固に固着させることができることを発見し、ガラスライニング方法として完成させた点にある。従って、本発明に係るガラスライニング方法では、上記脱炭により一種のアンカー効果を得るために焼成工程が重要な要件になる。   What is revolutionary in the present invention is that the surface of the cast iron product is decarburized and filled with a glaze component mainly composed of a silicon compound substituted in the voids generated by the decarburization so that it is replaced with carbon. It is to become. As a result, a kind of anchor effect can be obtained by the glaze component. The feature of the present invention is that the glass lining layer can be firmly fixed to the surface of the cast iron product in this way and has been completed as a glass lining method. Therefore, in the glass lining method according to the present invention, a firing step is an important requirement in order to obtain a kind of anchor effect by the decarburization.

本発明に係るガラスライニング方法において必要とされる焼成工程は、973〜1223Kの温度にて10〜80分間の条件で行なう。炉にはガラスライニング方法に一般的な電気炉が用いられる。処理対象の鋳鉄製品は、例えば、ねずみ鋳鉄(FC150)であり、また、釉薬成分も琺瑯製品等に用いられる成分組成から成る一般的なものである。しかしながら、上記以外の、例えばJIS G 5501ねずみ鋳鉄品に含まれる全鋼種、さらにはJIS G 5502球状黒鉛鋳鉄に含まれる全鋼種等の素材から成る鋳鉄製品、上記釉薬成分と主要成分を共通する釉薬等は問題なく本発明に適用することができる。上記焼成工程における973〜1223Kの温度にて10〜80分間という条件は、本発明に用いる釉薬が完全に溶融し、かつまた、発泡や焦げ付きを生じたりしないために必要である。   The firing step required in the glass lining method according to the present invention is performed at a temperature of 973 to 1223K for 10 to 80 minutes. As the furnace, an electric furnace generally used for the glass lining method is used. The cast iron product to be treated is, for example, gray cast iron (FC150), and the glaze component is a general component composed of a component used for a glaze product or the like. However, other than the above, for example, all steel types included in JIS G 5501 gray cast iron products, and further cast iron products made of materials such as all steel types included in JIS G 5502 spheroidal graphite cast iron; Etc. can be applied to the present invention without problems. The condition of 973-1122 K at the above baking step for 10-80 minutes is necessary so that the glaze used in the present invention is completely melted and does not cause foaming or scorching.

本発明のガラスライニング方法として、表面を釉薬で覆った鋳鉄製品を炉に投入して行なう焼成工程を、複数回繰り返すという構成は好ましいものである。表面を釉薬で覆った鋳鉄製品を炉に投入して行なう焼成工程は、温度が1073K、時間が40分の条件にて、少なくとも2回以上繰り返すことが望ましい。焼成工程を複数回繰り返すということは、ガラスライニング層が複数層形成されるということであり、これにより厚さ約300μmを超えるライニング層を得ることができ、これは継手の内面処理層として十分な厚さである。   As the glass lining method of the present invention, a configuration in which a firing process in which a cast iron product whose surface is covered with glaze is put into a furnace is repeated a plurality of times is preferable. It is desirable that the firing step performed by putting the cast iron product whose surface is covered with glaze into the furnace is repeated at least twice at a temperature of 1073 K and a time of 40 minutes. Repeating the firing process a plurality of times means that a plurality of glass lining layers are formed, whereby a lining layer having a thickness of more than about 300 μm can be obtained, which is sufficient as an inner surface treatment layer of the joint. Is the thickness.

なお、鋳鉄(FC)の線膨張率は11〜13.5×10−6、ガラスライニング部の線膨張率は8〜13×10−6と接近しており、広範囲の温度環境下で安心して使用することができる。また、ガラスライニング部の表面の硬度はHv≧500と測定され、これは洗浄機により加えられることが予測される外力に十分耐え得る機械的強度である。 In addition, the linear expansion coefficient of cast iron (FC) is close to 11 to 13.5 × 10 −6 , and the linear expansion coefficient of the glass lining part is close to 8 to 13 × 10 −6. Can be used. Further, the hardness of the surface of the glass lining portion is measured as Hv ≧ 500, which is a mechanical strength that can sufficiently withstand an external force expected to be applied by a washing machine.

本発明は以上のように構成され、かつ、作用するものであるから、鋳鉄製品に好適にガラスライニング方法を施すことができ、かつまた、本発明の方法によって耐食性及び耐摩耗性の良好なガラスライニング鋳鉄製品を製造することができるという効果を奏する。また、本発明によれば、特に、厨房用排水配管のように過酷な条件にさらされる排水配管系統に用いられる鋳鉄製品として、その内面を腐食から確実に保護し得るガラスライニング鋳鉄製品を提供することができる。   Since the present invention is constructed and operates as described above, a glass lining method can be suitably applied to cast iron products, and a glass having good corrosion resistance and wear resistance can be obtained by the method of the present invention. There is an effect that a lining cast iron product can be manufactured. The present invention also provides a glass-lined cast iron product that can reliably protect its inner surface from corrosion as a cast iron product used in a drainage pipe system that is exposed to harsh conditions such as a kitchen drainage pipe. be able to.

以下、図面等を参照して本発明をより詳細に説明する。
<鋳鉄製品>
初めに発明の対象である鋳鉄製品について説明する。図1、図2は本発明に係る鋳鉄製品の例としてエルボなどと呼ばれる継手10を示したものである。このエルボ型の継手10は開口した両端11、12の間に直角に流路を変える形態の曲がり部13を持っている。本実施形態における鋳鉄製品はねずみ鋳鉄(FC150)である。上記継手10の内外両面には、本発明によりガラスライニング層14、15が形成されており、厨房用排水配管を想定しているため腐食性環境等に曝され易い内面のライニング層14は外面のライニング層15よりも肉厚に形成されている(図2参照)。上記内面のガラスライニング層14は、外面のガラスライニング層15の約3倍の厚さに形成されている。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
<Cast iron products>
First, the cast iron product which is the subject of the invention will be described. 1 and 2 show a joint 10 called an elbow as an example of a cast iron product according to the present invention. This elbow joint 10 has a bent portion 13 in the form of changing the flow path at right angles between the open ends 11 and 12. The cast iron product in this embodiment is gray cast iron (FC150). Glass lining layers 14 and 15 are formed on the inner and outer surfaces of the joint 10 according to the present invention. Since the drainage pipe for kitchen is assumed, the inner lining layer 14 that is easily exposed to a corrosive environment is formed on the outer surface. It is formed thicker than the lining layer 15 (see FIG. 2). The glass lining layer 14 on the inner surface is formed to be about three times as thick as the glass lining layer 15 on the outer surface.

上記の継手10を用いた排水管16の接続構造の一例を具体的に示せば、図2のようになる。この構造は、排水管16の端部外面に鋼球入りパッキング17を配置し、接続リング18と継手10のフランジ部19とをボルト、ナット26を用いて緊締する離脱防止構造を有している。図では鋼球17aを用いて食い込み作用を得ているが、本発明を実施し得る継手はこの例に限られず、他の方法も取り得る。   If an example of the connection structure of the drain pipe 16 using the said coupling 10 is shown concretely, it will become like FIG. This structure has a separation preventing structure in which a steel ball-containing packing 17 is disposed on the outer surface of the end portion of the drain pipe 16, and the connection ring 18 and the flange portion 19 of the joint 10 are tightened using bolts and nuts 26. . In the drawing, the steel ball 17a is used to obtain the biting action, but the joint capable of carrying out the present invention is not limited to this example, and other methods can be taken.

本発明に係る鋳鉄製品の他の例として、両手鍋20に実施した場合を図3、図4と共に説明する。鍋20は容器21と蓋22とから成り、容器21は本発明の実施品であるが、蓋22に付いては実施品であっても、また、そうでなく例えばガラス製であってもどちらでも良い。鍋20の素材にはダクタイル鋳鉄(FCD)が用いられており、精密鋳造により肉薄く形成されている。   As another example of the cast iron product according to the present invention, a case where it is carried out on the two-handed pan 20 will be described with reference to FIGS. The pan 20 is composed of a container 21 and a lid 22, and the container 21 is an embodiment of the present invention, but either the embodiment is attached to the lid 22 or, for example, is made of glass. But it ’s okay. Ductile cast iron (FCD) is used for the material of the pan 20 and is formed thin by precision casting.

容器21はダクタイル鋳鉄(FCD)より成るから、球状黒鉛23が独立的に存在しているが(図4参照)、球状黒鉛23はダクタイル鋳鉄表面にも現れている。このため、表面に存在している球状黒鉛23が脱炭されることによって、表面に空隙24を生じることになるので、この空隙24に釉薬成分25が充填された状態になる。従って、ダクタイル鋳鉄(FCD)より成る容器21についても、後述するねずみ鋳鉄(FC)を素材とする鋳鉄製品を用いた場合とほぼ同様に、釉薬成分が焼成されることによって、ガラスライニング層を鋳鉄製品表面に強固に固着させることができ、一種のアンカー効果を得ることができる。   Since the container 21 is made of ductile cast iron (FCD), spheroidal graphite 23 exists independently (see FIG. 4), but the spheroidal graphite 23 also appears on the surface of the ductile cast iron. For this reason, since the spherical graphite 23 existing on the surface is decarburized, a void 24 is generated on the surface, so that the glaze component 25 is filled in the void 24. Accordingly, for the container 21 made of ductile cast iron (FCD), the glass lining layer is casted by casting the glaze component in the same manner as in the case of using cast iron products made of gray cast iron (FC), which will be described later. It can be firmly fixed to the product surface, and a kind of anchor effect can be obtained.

次に、上記の鋳鉄製品に施すガラスライニングに関する本発明の手段及び方法を示す。
<釉薬>
釉薬の成分及び組成は以下の通りである。
A成分:SiO+TiO+ZrO=40〜75質量%
但し、A成分中の各要素の割合は以下の通りである。
SiO:40〜75質量%
TiO:0〜15質量%
ZrO:0〜10質量%
A成分が40質量%未満ではフリット自体の強度が低下するため好ましくなく、また75質量%を超えると、フリットの溶融粘性が高くなり、フリット組成物の溶融点が上昇するために好ましくない。

B成分:NaO+KO+LiO=0.5〜20質量%
但し、B成分中の各要素の割合は以下の通りである。
NaO:0.5〜20質量%
O:0〜15質量%
LiO:0〜10質量%
B成分は0.5質量%未満ではフリットの溶融性が悪くなるため好ましくなく、また20質量%を超えると線膨張率が上昇し、物性バランスが崩れるために好ましくない。

C成分:CaO+BaO+ZnO+MgO=1〜15質量%
但し、C成分中の各要素の割合は以下の通りである。
CaO:1〜15質量%
BaO:0〜10質量%
ZnO:0〜6質量%
MgO:0〜5質量%
C成分が1質量%未満ではフリットの耐アルカリ性を向上させるためには不十分であり、また、15質量%を超えると、フリットの溶融粘性が高くなり、フリット組成物の溶融点が上昇するために好ましくない。

D成分:B+Al+Cr+Fe=1〜20質量%
但し、D成分中の各要素の割合は以下の通りである。
:1〜20質量%
Al:0〜10質量%
Cr:0〜10質量%
Fe:0〜10質量%
D成分が1質量%未満では、フリットの溶融性を低下させるため、また、失透防止効果が著しく減少するため好ましくなく、20質量%を超えると焼成中の発泡現象が著しくなるために好ましくない。

E成分:CoO+MnO+NiO+CuO=0〜5質量%
但し、E成分中の各要素の割合は以下の通りである。
CoO:0〜5質量%
MnO:0〜5質量%
NiO:0〜5質量%
CuO:0〜5質量%
E成分はフリットの密着性向上に寄与するが、5質量%を超えると焼成中の発泡現象が著しくなるため好ましくない。

なお、0〜と記載されている成分は、ガラス化に必須ではないけれども粘性、焼成温度の調整、密着性等の補助的な役割に関係を持つものである。
Next, the means and method of the present invention relating to the glass lining applied to the cast iron product will be described.
<Glue>
The ingredients and composition of the glaze are as follows.
Component A: SiO 2 + TiO 2 + ZrO 2 = 40~75 wt%
However, the ratio of each element in A component is as follows.
SiO 2: 40~75 mass%
TiO 2: 0 to 15 wt%
ZrO 2 : 0 to 10% by mass
If the component A is less than 40% by mass, the strength of the frit itself is lowered, and it is not preferable. If it exceeds 75% by mass, the frit viscosity of the frit is increased and the melting point of the frit composition is increased.

Component B: Na 2 O + K 2 O + Li 2 O = 0.5~20 wt%
However, the ratio of each element in B component is as follows.
Na 2 O: 0.5 to 20 wt%
K 2 O: 0 to 15% by mass
Li 2 O: 0 to 10% by mass
If the B component is less than 0.5% by mass, the frit meltability is deteriorated, and it is not preferable. If it exceeds 20% by mass, the linear expansion coefficient is increased and the balance of physical properties is lost.

C component: CaO + BaO + ZnO + MgO = 1-15 mass%
However, the ratio of each element in C component is as follows.
CaO: 1 to 15% by mass
BaO: 0 to 10% by mass
ZnO: 0 to 6% by mass
MgO: 0 to 5% by mass
If the C component is less than 1% by mass, it is insufficient for improving the alkali resistance of the frit. If it exceeds 15% by mass, the frit viscosity of the frit increases and the melting point of the frit composition increases. It is not preferable.

Component D: B 2 O 3 + Al 2 O 3 + Cr 2 O 3 + Fe 2 O 3 = 1~20 wt%
However, the ratio of each element in D component is as follows.
B 2 O 3 : 1 to 20% by mass
Al 2 O 3 : 0 to 10% by mass
Cr 2 O 3 : 0 to 10% by mass
Fe 2 O 3 : 0 to 10% by mass
If the D component is less than 1% by mass, the frit meltability is lowered, and the devitrification preventing effect is remarkably reduced. .

E component: CoO + MnO + NiO + CuO = 0 to 5 mass%
However, the ratio of each element in E component is as follows.
CoO: 0 to 5% by mass
MnO: 0 to 5% by mass
NiO: 0 to 5% by mass
CuO: 0 to 5% by mass
The component E contributes to improving the adhesion of the frit. However, if it exceeds 5% by mass, the foaming phenomenon during firing becomes remarkable, which is not preferable.

In addition, although the component described as 0 is not essential for vitrification, it has a relationship with auxiliary roles, such as viscosity, adjustment of a calcination temperature, and adhesiveness.

焼成工程
ガラスライニング方法
ガラスライニング方法では鋳鉄製品を炉に投入し、それによって鋳鉄製品の表面の黒鉛を予め脱炭処理する工程を行なうが、この工程は前処理工程として行なうことができ、その場合には、前処理工程の後で前記A〜E成分から成る釉薬を用いた施釉工程を実施することができる。しかし、前処理工程を省略し、前記A〜E成分から成る釉薬を用いて、鋳鉄製品である継手10の表面に塗布して行なう直接的な被覆方法も実施し得る。釉薬を得るには水を分散媒として、釉薬製造の常法により処理することで、流動状のガラスライニング液として生成する。以下、本発明のガラスライニング方法について各別に説明する。
<その1>
鋳鉄製品である継手10の表面を前記A〜E成分から成る上記釉薬を用いて被覆し、上記鋳鉄製品を電気炉に投入し、鋳鉄製品表面を脱炭するとともに、脱炭によって生じた空隙に釉薬成分を充填するために、約1073Kの温度にて40分間焼成する。上記施釉焼成工程を継手について3回繰り返し、ガラスライニング鋳鉄製品を製造する。
<その2>
前処理工程として鋳鉄製品である継手10を炉に投入し、それによって継手10の表面の黒鉛を予め873〜1223Kの温度にて10〜120分間脱炭処理し、その後鋳鉄製品の表面を釉薬で被覆し、上記鋳鉄製品を炉に投入し、鋳鉄製品表面を脱炭するとともに、脱炭によって生じた空隙に釉薬成分を充填するために、973〜1223Kの温度にて10〜80分間焼成する。上記施釉、焼成工程を継手内部について少なくとも1回以上実行し、ガラスライニング鋳鉄製品を製造する。
Firing process Glass lining method In the glass lining method, cast iron products are put into a furnace, whereby the graphite on the surface of the cast iron products is pre-decarburized, but this step can be performed as a pretreatment step. In addition, after the pretreatment step, a glazing step using a glaze composed of the components A to E can be performed. However, it is possible to perform a direct coating method in which the pretreatment step is omitted and the glaze composed of the components A to E is applied to the surface of the joint 10 which is a cast iron product. In order to obtain a glaze, it is produced as a fluidized glass lining liquid by treating with water as a dispersion medium by a conventional method of glaze production. Hereinafter, the glass lining method of the present invention will be described separately.
<Part 1>
The surface of the joint 10 which is a cast iron product is coated with the glaze composed of the components A to E, the cast iron product is put into an electric furnace, the cast iron product surface is decarburized, and the void generated by the decarburization is formed. Bake for 40 minutes at a temperature of about 1073 K to fill the glaze ingredients. The glazing and firing process is repeated three times for the joint to produce a glass-lined cast iron product.
<Part 2>
As a pretreatment step, the joint 10 which is a cast iron product is put into a furnace, whereby the graphite on the surface of the joint 10 is decarburized in advance at a temperature of 873 to 1223 K for 10 to 120 minutes, and then the surface of the cast iron product is glazed. The cast iron product is put into a furnace, and the cast iron product surface is decarburized, and fired at a temperature of 973 to 1223K for 10 to 80 minutes in order to fill the voids generated by the decarburization with the glaze component. The above glazing and firing steps are performed at least once on the inside of the joint to produce a glass-lined cast iron product.

その1の方法によって得られた、ガラスライニング鋳鉄製品である継手10は滑らかなガラスライニング層を具備しており、表面硬度を測定したところヴッカース硬さでHv≧500の値が得られた。その2の方法による継手10についても、その1と同等の表面硬度が得られた。本発明に係るガラスライニング鋳鉄製品について、硬さに関する性能試験1を行なったので、ここで、硬さ試験及びその結果について以下のとおり説明する。
・評価目的:本発明によって得られたガラスライニング層の硬さを評価する。
・評価方法:JIS Z 2244ビッカース硬さ試験―試験方法による。
・判定基準:硬度500Hv以上であること。
試験結果を次表1に示す。表1によれば、平均値609HVという結果が得られている。
表1

Figure 2016089222
The joint 10 which is a glass-lined cast iron product obtained by the method 1 has a smooth glass-lining layer. When the surface hardness was measured, a value of Hv ≧ 500 was obtained in terms of Wuckers hardness. The surface hardness equivalent to that of the joint 10 by the method 2 was also obtained. Since the performance test 1 regarding hardness was performed about the glass-lined cast iron product which concerns on this invention, here, a hardness test and its result are demonstrated as follows.
Evaluation purpose: To evaluate the hardness of the glass lining layer obtained by the present invention.
Evaluation method: JIS Z 2244 Vickers hardness test-According to the test method.
-Criteria: Hardness of 500Hv or more.
The test results are shown in Table 1 below. According to Table 1, an average value of 609 HV is obtained.
Table 1
Figure 2016089222

本発明に係るガラスライニング方法によって製造される鋳鉄製品は、ガラスライニング層が鋳鉄製品表面に非常に強固に固着していることが、性能試験2により判明した。性能試験は急冷、急加熱を試験体に対して熱ストレスを加え評価を行なったもので、方法は以下のとおりである。
・温度プロファイル :高温100℃、低温−10℃
・低温⇔高温変化に要する時間:3分以内
・移動のサイクル :3、5、10、20
判定基準
・ガラスライニング層に、鋳物素地に達する亀裂の生じないこと
・ガラスライニング層に、鋳物素地に達する剥離の生じないこと
試験結果を次表2に示す。
表2

Figure 2016089222
*一時間を二分して30分間を冷却、30分間を加熱する工程を1サイクルとし、低温・冷却と高温・加熱の変化に要する時間は3分以内とした。 The performance test 2 revealed that the cast iron product manufactured by the glass lining method according to the present invention has the glass lining layer firmly fixed to the cast iron product surface. In the performance test, rapid cooling and rapid heating were evaluated by applying thermal stress to the specimen, and the method is as follows.
・ Temperature profile: High temperature 100 ℃, Low temperature-10 ℃
・ Time required for low temperature to high temperature change: within 3 minutes ・ Movement cycle: 3, 5, 10, 20
Table 2 below shows the test results of the judgment criteria: no cracks reaching the casting substrate in the glass lining layer, and no peeling reaching the casting substrate in the glass lining layer.
Table 2
Figure 2016089222
* One hour was divided into two, 30 minutes was cooled and 30 minutes was heated, and one cycle was taken as one cycle, and the time required to change between low temperature / cooling and high temperature / heating was within 3 minutes.

このような性能試験1、2によって示される事実から、発明者はガラスライニング層が特別なメカニズムによって鋳鉄表面に固着しているのではないかと推測するに至った。そこで、ガラスライニング層と鋳鉄製品表面との界面に生じているであろう現象を明らかにするため、EPMA(Electron Probe Micro Analyzer)による分析を試みた。分析の結果、本発明の斬新さを裏付ける事実を見出したので、次にその内容について言及する。   From the facts shown by such performance tests 1 and 2, the inventors have inferred that the glass lining layer is fixed to the cast iron surface by a special mechanism. Therefore, in order to clarify the phenomenon that would have occurred at the interface between the glass lining layer and the cast iron product surface, an analysis by EPMA (Electron Probe Micro Analyzer) was attempted. As a result of the analysis, the facts supporting the novelty of the present invention were found, and the contents thereof will be mentioned next.

上記分析試験は埼玉県産業技術総合センターに依頼して行った。依頼品は上記その1の方法で得られたガラスライニング鋳鉄製品の継手10であり、依頼事項はX線マイクロアナライザによる分析及びマッピングである。その試験結果の一つとして反射電子像を図5及び図6に示す。図5においてL1はガラスライニング層、L2は脱炭層、L3は鋳鉄層をそれぞれ示している。L2の層は鋳鉄層の表層であるが、スケールとして下欄に示されている100μm程の厚さの層は、黒い筋状模様のある鋳鉄層L3とは異なっており、ガラスライニング層L1との関係から脱炭されていることを推測させる。   The above analytical test was conducted by requesting the Saitama Industrial Technology Center. The requested product is the joint 10 of the glass-lined cast iron product obtained by the first method, and the requested items are analysis and mapping by an X-ray microanalyzer. FIG. 5 and FIG. 6 show reflected electron images as one of the test results. In FIG. 5, L1 represents a glass lining layer, L2 represents a decarburized layer, and L3 represents a cast iron layer. The layer of L2 is a surface layer of the cast iron layer, but the layer having a thickness of about 100 μm shown in the lower column as a scale is different from the cast iron layer L3 having a black streak pattern, and the glass lining layer L1 and I guess that it is decarburized from the relationship.

図6は、図5の倍率が×100であるのに対して×2000に拡大された反射電子像を示している。図6の拡大像を見ると明るく見える脱炭層L2に、表層から筋状ないしは点線状の暗く見える模様の入り込んでいるのが分かる。この暗く見える模様は、表層つまりガラスライニング層L1から伸びており、その末端は前記の通り100μm程の深さに及んでいる。   FIG. 6 shows a backscattered electron image magnified to × 2000 while the magnification of FIG. 5 is × 100. When the magnified image of FIG. 6 is seen, it can be seen that the decarburized layer L2 that appears bright enters a dark or dotted line-like pattern from the surface layer. This dark-looking pattern extends from the surface layer, that is, the glass lining layer L1, and its end reaches a depth of about 100 μm as described above.

さらに、図7にカラーマップを示す(原図はカラー描画であるのでカラーマップと呼ぶが、特許法の細則ではカラー描画が許容されていないので、トーン描画で示す。)。図7はSiに関するカラーマップであり、高濃度を示す原図の赤色は図6上部にあるガラスライニング層L1である。図7の過半を占めるのは原図で青色の脱炭層L2であり、脱炭層L2には表層から筋状ないしは点線状に入り込んでいる模様が見えるが、これがケイ素化合物であってガラスライニング層L1から伸びているものである。   Further, FIG. 7 shows a color map (the original figure is color drawing since it is color drawing, but color drawing is not permitted in the bylaws of the Patent Law, and is shown by tone drawing). FIG. 7 is a color map relating to Si, and the red color of the original drawing showing a high concentration is the glass lining layer L1 at the top of FIG. The majority of FIG. 7 occupies the blue decarburized layer L2 in the original drawing, and the decarburized layer L2 has a streak or dotted line pattern appearing from the surface layer, which is a silicon compound and is from the glass lining layer L1. It is what is growing.

上記の分析結果及びカラーマップに示された事実から、鋳鉄層L3の脱炭された表層にケイ素化合物が入り込んで鋳鉄層L3に絡み付き、前記したいわばアンカー効果のような状態を呈していることを十分な確実性を以って推認することができる。   From the above analysis results and the facts shown in the color map, the silicon compound enters the decarburized surface layer of the cast iron layer L3 and is entangled with the cast iron layer L3, so that it exhibits the state like the anchor effect described above. It can be inferred with sufficient certainty.

本発明に係るガラスライニング方法によって製造された鋳鉄製品の一例を示す断面説明図である。It is a section explanatory view showing an example of the cast iron product manufactured by the glass lining method concerning the present invention. 同上の一部を拡大して示す断面説明図である。It is sectional explanatory drawing which expands and shows a part of the same as the above. 本発明に係る鋳鉄製品の他の例を示す断面説明図である。It is a section explanatory view showing other examples of cast iron products concerning the present invention. 同上の一部を模式的に示す断面説明図である。It is sectional explanatory drawing which shows a part of the same typically. 本発明の方法によって製造されたガラスライニング鋳鉄製品を示す倍率100倍の反射電子像である。 It is a 100-times-magnification backscattered electron image which shows the glass-lined cast iron product manufactured by the method of this invention. 同上要部における倍率2000倍の反射電子像である。It is a reflected-electron image of 2000 times magnification in the principal part same as the above. 同じくSi(ケイ素化合物)のカラーマップである。Similarly, a color map of Si (silicon compound).

10 継手
11、12 継手の両方の端部
13 継手の曲がり部
14 内面のガラスライニング層
15 外面のガラスライニング層
16 排水管
17 パッキング
18 接続リング
19 フランジ部
20 鍋
21 容器
22 蓋
23 球状黒鉛
24 空隙
25 釉薬成分
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Joint 11, 12 Both ends of joint 13 Bending part of joint 14 Glass lining layer of inner surface 15 Glass lining layer of outer surface 16 Drain pipe 17 Packing 18 Connection ring 19 Flange part 20 Pot 21 Container 22 Lid 23 Spherical graphite 24 Gap 25 glaze ingredients

Claims (7)

鋳鉄製品の表面が釉薬で被覆されており、上記鋳鉄製品の加熱処理によって、鋳鉄製品表面が脱炭されるとともに、脱炭によって生じた空隙に釉薬成分が充填されている構造を有することを特徴とする
ガラスライニング鋳鉄製品。
The surface of the cast iron product is coated with a glaze, and the cast iron product surface is decarburized by the heat treatment of the cast iron product, and the void formed by the decarburization is filled with a glaze component. Glass lining cast iron products.
鋳鉄製品は腐食性環境ないしは高熱に曝されるもので、少なくとも腐食性環境ないしは高熱に曝される面にガラスライニング層を有している
請求項1記載のガラスライニング鋳鉄製品。
2. The glass lining cast iron product according to claim 1, wherein the cast iron product is exposed to a corrosive environment or high heat, and has a glass lining layer on at least a surface exposed to the corrosive environment or high heat.
鋳鉄製品は排水配管系統に用いられる管継手であって、内面のガラスライニング層の厚さが300μm又はそれ以上である
請求項5記載のガラスライニング鋳鉄製品。
6. The glass-lined cast iron product according to claim 5, wherein the cast-iron product is a pipe joint used in a drainage piping system, and the thickness of the glass lining layer on the inner surface is 300 [mu] m or more.
鋳鉄製品の表面を釉薬で被覆し、鋳鉄製品表面を脱炭するとともに、脱炭によって生じた空隙に釉薬成分を充填するために、上記鋳鉄製品を炉に投入し、973〜1223Kの温度にて10〜80分間焼成することを特徴とする
鋳鉄製品のガラスライニング方法。
In order to coat the surface of the cast iron product with glaze, decarburize the cast iron product surface, and fill the voids generated by decarburization with the glaze component, the cast iron product is put into a furnace, and the temperature is 973-1223K. A glass lining method for cast iron products, characterized by firing for 10 to 80 minutes.
前処理工程として鋳鉄製品を炉に投入し、それによって鋳鉄製品の表面の黒鉛を予め873〜1223Kの温度にて10〜120分間脱炭処理し、その後鋳鉄製品の表面を釉薬で被覆し、上記鋳鉄製品を炉に投入し、鋳鉄製品表面を脱炭するとともに、脱炭によって生じた空隙に釉薬成分を充填するために、973〜1223Kの温度にて10〜80分間焼成することを特徴とする
請求項4記載の鋳鉄製品のガラスライニング方法。
As a pretreatment step, the cast iron product is put into a furnace, whereby the graphite on the surface of the cast iron product is decarburized in advance for 10 to 120 minutes at a temperature of 873 to 1223K, and then the surface of the cast iron product is coated with glaze, The cast iron product is put into a furnace, the surface of the cast iron product is decarburized, and fired at a temperature of 973 to 1223K for 10 to 80 minutes in order to fill the voids generated by the decarburization with a glaze component. The glass lining method of the cast iron product according to claim 4.
表面を釉薬で覆った鋳鉄製品を炉に投入して行なう焼成工程を、複数回繰り返す
請求項4又は5記載の鋳鉄製品のガラスライニング方法。
The glass lining method for a cast iron product according to claim 4 or 5, wherein a firing step in which a cast iron product whose surface is covered with glaze is put into a furnace is repeated a plurality of times.
表面を釉薬で覆った鋳鉄製品を炉に投入して行なう焼成工程は、温度が1073K、時間が40分の条件にて、少なくとも3回以上繰り返される
請求項4又は5記載の鋳鉄製品のガラスライニング方法。
The glass lining of a cast iron product according to claim 4 or 5, wherein the firing step performed by putting the cast iron product whose surface is coated with glaze into the furnace is repeated at least three times at a temperature of 1073K and a time of 40 minutes. Method.
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