JP2016163892A - Method for manufacturing mold - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、粘結剤コーテッド耐火物を用いた鋳型の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a mold using a binder-coated refractory.
鋳型の製造方法には従来から各種のものがあるが、その一つにシェルモールド法がある。シェルモールド法は、珪砂など鋳型用の耐火骨材を粘結剤によって結合させて造型することによって得られるものであり、寸法精度が良好な鋳型が得られる等の優れた特性を有するため、従来から多用されている。 Conventionally, there are various types of mold manufacturing methods, and one of them is a shell mold method. The shell mold method is obtained by molding a refractory aggregate for molds such as silica sand by binding with a binder, and has excellent characteristics such as obtaining a mold with good dimensional accuracy. Has been used a lot.
このシェルモールド用の粘結剤としては、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂が一般に用いられており、耐火骨材と熱硬化性樹脂とを混合して耐火骨材の表面に熱硬化性樹脂を被覆した粘結剤コーテッド耐火物(RCSと略称される)を調製し、この粘結剤コーテッド耐火物を加熱された成形型内に充填し、粘結剤の熱硬化性樹脂を溶融・硬化させることによって、鋳型を造型するようにしている。粘結剤コーテッド耐火物はそれ自体がサラサラした粒状物であり、流動性が良好であるため、成形型内への充填性が良好であり、空気輸送なども可能で取り扱いも良好である。 As the binder for the shell mold, a thermosetting resin such as a phenol resin is generally used. A fire-resistant aggregate and a thermosetting resin are mixed to form a thermosetting resin on the surface of the fire-resistant aggregate. A coated binder-coated refractory (abbreviated as RCS) is prepared, and the binder-coated refractory is filled in a heated mold to melt and cure the binder thermosetting resin. Therefore, the mold is made. The binder-coated refractory is a granular material that itself is smooth and has good fluidity. Therefore, the filling property into the mold is good, air transportation is possible, and handling is also good.
このような粘結剤コーテッド耐火物を用いて鋳型を造型するにあたっては、250〜350℃の高温に加熱した成形型に粘結剤コーテッド耐火物を充填し、高温の成形型からの伝導伝熱で粘結剤コーテッド耐火物を加熱することによって行なうのが一般的であるが、粘結剤のフェノール樹脂が高温で加熱される際にその急激な反応に伴ってアンモニアガスなどが発生し、作業環境の悪化を招くという問題がある。 When forming a mold using such a binder-coated refractory, a binder-coated refractory is filled in a mold heated to a high temperature of 250 to 350 ° C., and conduction heat transfer from the high-temperature mold. In general, it is performed by heating the binder-coated refractory, but when the phenol resin of the binder is heated at a high temperature, ammonia gas and the like are generated due to the rapid reaction. There is a problem of causing environmental degradation.
そこで、成形型に粘結剤コーテッド耐火物を充填した後、成形型内に水蒸気を吹き込んで、水蒸気の蒸発潜熱や顕熱によって成形型内の粘結剤コーテッド耐火物を加熱して、鋳型を製造する方法が提案されている(例えば特許文献1等参照)。 Therefore, after filling the mold with the binder-coated refractory, steam is blown into the mold, and the binder-coated refractory in the mold is heated by the latent heat of vaporization or sensible heat of the mold, thereby A manufacturing method has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
このように水蒸気を成形型に吹き込んで粘結剤コーテッド耐火物を加熱する場合、成形型内に充満される水蒸気で成形型内の粘結剤コーテッド耐火物の全体を瞬時に加熱することができ、成形型を高温に加熱しておく必要なく、安定して短時間で鋳型を造型できるものであり、またアンモニアガスなどが発生しても水蒸気に吸収させて大気中に放散されることを防ぐことができるものである。 Thus, when steam is blown into the mold and the binder-coated refractory is heated, the entire binder-coated refractory in the mold can be instantaneously heated with the water vapor filled in the mold. The mold can be stably formed in a short time without the need to heat the mold to a high temperature, and even if ammonia gas is generated, it is absorbed into water vapor and prevented from being released into the atmosphere. Is something that can be done.
しかしこのように造型した鋳型に溶湯を流し込んで、鋳造を行なうときには、粘結剤のフェノール樹脂は溶湯の高温の作用で分解し、例えばフェノール、キシレノール、トルエン、ベンゼン、メタンなどが放出され、これにより作業環境を悪化させるという問題がある。この問題は、粘結剤コーテッド耐火物の粘結剤としてフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を用いる限り、避けることができない。 However, when casting is performed by pouring the molten metal into the mold thus formed, the phenol resin of the binder is decomposed by the high-temperature action of the molten metal, for example, phenol, xylenol, toluene, benzene, methane, etc. are released. There is a problem of deteriorating the working environment. This problem cannot be avoided as long as a thermosetting resin such as a phenol resin is used as the binder for the binder-coated refractory.
さらに、フェノール樹脂は耐熱性が高く、残留炭素量も多いため、鋳型に溶湯を注入して鋳物を鋳造した際に、溶湯の熱で鋳型を崩壊させ難いものであり、鋳物を鋳型から取り出すために、鋳型に衝撃を加えたり、高温で長時間加熱してフェノール樹脂を分解させたりする必要があって、脱型に手間を要するという問題もあった。 Furthermore, phenol resin has high heat resistance and a large amount of residual carbon. Therefore, when casting a casting by injecting molten metal into the mold, it is difficult for the mold to collapse due to the heat of the molten metal, and the casting is removed from the mold. In addition, it is necessary to apply an impact to the mold or to decompose the phenol resin by heating at a high temperature for a long time, and there is a problem that it takes time and effort to remove the mold.
そこで本出願人は、粘結剤コーテッド耐火物の粘結剤として糖類を用いることを提案している(例えば特許文献2等参照)。すなわち、粘結剤として糖類を含有する固形のコーティング層が被覆された粘結剤コーテッド耐火物を用い、この粘結剤コーテッド耐火物を成形型に充填した後、成形型内に水蒸気を吹き込むと、成形型内で水蒸気の凝縮水が粘結剤コーテッド耐火物に補給されるので、この水分によって糖類に粘着性が付与される。そして続いて成形型内で粘結剤コーテッド耐火物を加熱することによって粘結剤を固化させることができるものであり、この固化した糖類の粘結剤で耐火骨材が結合された鋳型を造型することができるものである。 Therefore, the present applicant has proposed to use saccharides as a binder for a binder-coated refractory (see, for example, Patent Document 2). That is, when using a binder coated refractory coated with a solid coating layer containing a saccharide as a binder, filling the mold with this binder coated refractory, and then blowing water vapor into the mold Since the condensed water of water vapor is replenished to the binder-coated refractory in the mold, the moisture gives the sugars stickiness. Subsequently, the binder coated refractory can be heated in the mold to solidify the binder, and a mold in which the refractory aggregate is bonded with the solidified sugar binder is formed. Is something that can be done.
このような糖類を粘結剤とする鋳型に溶湯を流し込んで鋳造を行なうにあたっては、糖類は加熱分解されると炭酸ガスと水とを放出する程度であって、有毒なガスを放出するようなことがないので、作業環境を悪化させるようなおそれはなくなるものである。また糖類は容易に加熱分解されるものであり、溶湯の熱で容易に崩壊する崩壊性の良好な鋳型を得ることができるものである。 When casting by casting molten metal into a mold having such a saccharide as a binder, the saccharide releases carbon dioxide and water when it is thermally decomposed, and releases toxic gas. Therefore, there is no possibility of deteriorating the work environment. Saccharides are easily decomposed by heat, and a mold having good disintegration that can be easily disintegrated by the heat of the molten metal can be obtained.
上記のように糖類を粘結剤とする鋳型は、鋳込み時に有毒なガスが放出されず、また崩壊性が良好であるという特性を有するが、鋳型の強度や耐熱性のうえで問題を有するものであった。 As described above, a mold using a saccharide as a binder has characteristics that a toxic gas is not released at the time of casting and has a good disintegration property, but has a problem in terms of mold strength and heat resistance. Met.
すなわち、粘結剤コーテッド耐火物を充填した成形型に水蒸気を吹き込む際に、凝縮水として水分が粘結剤コーテッド耐火物の表面の糖類に補給され、この水分によって糖類に粘着性が付与される。そして例えば引き続いて吹き込まれる水蒸気による加熱で、成形型内の水分が蒸発して糖類から水分が除去され、糖類は水分を含有した粘着状態から、水分が乾燥して固化した状態になり、この乾燥固化した糖類で耐火骨材を結合することによって鋳型を造型できるものである。従って、耐火骨材は乾燥固化した糖類によって結合した状態を保持されているだけであるので、鋳型の強度や耐熱性が不足するという問題があり、ときには溶湯を鋳型に流し込む際に鋳型が壊れるおそれがあった。 That is, when water vapor is blown into a mold filled with a binder-coated refractory, moisture is replenished as a condensed water to the saccharide on the surface of the binder-coated refractory, and this moisture imparts adhesiveness to the saccharide. . And, for example, by heating with steam that is blown continuously, the moisture in the mold is evaporated and moisture is removed from the saccharide, and the saccharide is changed from an adhesive state containing moisture to a dried and solidified state. A mold can be formed by bonding a refractory aggregate with solidified saccharides. Accordingly, since the refractory aggregate is only held in a state of being bonded by the dried and solidified saccharide, there is a problem that the strength and heat resistance of the mold are insufficient, and there is a possibility that the mold may be broken when the molten metal is poured into the mold. was there.
また、糖類を粘結剤とする鋳型は鋳込み時に有毒なガスは放出されないが、熱分解ガスとして炭酸ガスや水が多く発生するため、鋳造の際に鋳物にガス欠陥が発生し易く、歩留まりにも問題を有するものであった。 In addition, molds using saccharides as a binder do not release toxic gases during casting, but carbon dioxide and water are often generated as pyrolysis gases, so gas defects are likely to occur in castings during casting, which increases yield. Also had problems.
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、糖類を粘結剤として用いて、強度や耐熱性が高く、しかも鋳造の際のガス発生量を低減できる鋳型を製造することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and aims to produce a mold that uses saccharides as a binder and has high strength and heat resistance and can reduce the amount of gas generated during casting. To do.
本発明に係る鋳型の製造方法は、粘結剤として糖類を含有する固形のコーティング層を耐火骨材の表面に被覆して形成される粘結剤コーテッド耐火物1を成形型2内に充填し、成形型2内に水蒸気を吹き込んで粘結剤コーテッド耐火物1を加熱することによって、コーティング層の粘結剤を固化乃至硬化させ、これにより粘結剤で耐火骨材が結合された成形物3を成形型2内で成形し、この成形物3を成形型2から取り出した後、成形物3を加熱処理することを特徴とするものである。
The method for producing a mold according to the present invention comprises filling a
上記のように粘結剤として糖類を含有する固形のコーティング層を被覆して形成される粘結剤コーテッド耐火物1を用いることによって、糖類を粘結剤として耐火骨材を結合して形成される鋳型を製造することができるものであり、糖類は加熱分解されると炭酸ガスと水とを放出する程度であって有毒なガスは放出せず、環境を汚染するようなおそれがないと共に、また糖類は容易に加熱分解されるものであって、崩壊性の良好な鋳型を得ることができるものである。
By using the binder-coated
そして、粘結剤コーテッド耐火物1を充填した成形型2内に水蒸気を吹き込んで粘結剤を固化乃至硬化させることにより、粘結剤で耐火骨材が結合された成形物3を成形型2内で成形するにあたって、糖類を粘結剤として成形されたこの成形物3をそのまま鋳型として使用する場合には強度や耐熱性が不足するが、この成形物3を成形型2から取り出して、成形物3を熱処理することによって、糖類の分子中から水が生成して蒸発し縮重合すると考えられる理由により、糖類による耐火骨材の結合力が高まると共に糖類の耐熱性が向上し、強度や耐熱性が高い鋳型を得ることができるものであり、しかも糖類の分子中から水が除去されていることによって、鋳込み時の分解ガスの発生量が少なくなるものである。
Then, water vapor is blown into the
また本発明は、成形物の熱処理を100〜350℃の温度で行なうことを特徴とするものである。
るものである。
Further, the present invention is characterized in that the heat treatment of the molded product is performed at a temperature of 100 to 350 ° C.
Is.
成形物3の熱処理温度をこの範囲に設定することによって、糖類による結合力を十分に高めることができるものである。
By setting the heat treatment temperature of the molded
また本発明は、成形物の熱処理を10〜200分間行なうことを特徴とするものである。 Further, the present invention is characterized in that the molded product is heat-treated for 10 to 200 minutes.
成形物3の熱処理の時間をこの範囲に設定することによって、糖類による結合力を十分に高めることができるものである。
By setting the heat treatment time of the molded
また本発明は、成形型2から取り出した成形物3を熱処理容器4内で熱処理することを特徴とするものである。
Further, the present invention is characterized in that the molded
温度設定が容易な熱処理容器4を用いることによって、成形物3を必要に応じた任意の温度で熱処理することができるものである。
By using the
また本発明は、粘結剤コーテッド耐火物1を充填した成形型2内に水蒸気を吹き込んで水蒸気の凝縮水を成形型2内に供給することにより粘結剤の糖類に粘着性を付与し、続いて成形型2内に吹き込まれる水蒸気の凝縮潜熱と顕熱により粘結剤コーテッド耐火物1を加熱することによって粘結剤を固化乃至硬化させることを特徴とするものである。
The present invention also provides adhesiveness to the saccharide of the binder by blowing steam into the
水蒸気を成形型2内に吹き込むと、水蒸気が粘結剤コーテッド耐火物1に接触して熱を奪われて発生する凝縮水が粘結剤に供給されるものであって、固形状態の糖類をこの凝縮水によって湿らせて粘着性を与え、耐火骨材を糖類のこの粘着力で結合させることができ、次いで水蒸気の凝縮潜熱や顕熱で粘結剤に供給した水分を蒸発させると共に粘結剤を固化乃至硬化させることができるものであり、成形型2内での成形を効率よく行なうことができるものである。
When steam is blown into the
また本発明は、成形型2内での粘結剤コーテッド耐火物1の加熱を、成形型2内に吹き込まれる水蒸気と、この水蒸気に引き続いて成形型2に吹き込まれる加熱気体により行なうことを特徴とするものである。
Further, the present invention is characterized in that heating of the binder-coated refractory 1 in the
粘結剤コーテッド耐火物1を充填した成形型2内に水蒸気を吹き込むことによって、水蒸気の凝縮潜熱と顕熱により粘結剤コーテッド耐火物1の温度を100℃近傍まで急速に上昇させることができると共に、次いで、加熱した気体を成形型2内に吹き込むことによって、水分の少ないこの気体で凝縮水を迅速に蒸発させることができ、短時間で100℃以上の温度に上昇させることができるものであり、粘結剤コーテッド耐火物1の粘結剤が固化乃至硬化する温度以上にまで成形型2内の温度を上昇させる速度を速めることができるものであって、成形型2内での成形を効率よく行なうことができるものである。
By blowing water vapor into the
この加熱気体としては、加熱した空気や、水蒸気と空気との混合気体を用いることができる。 As this heated gas, heated air or a mixed gas of water vapor and air can be used.
さらに本発明において、水蒸気としては、飽和水蒸気の他に、過熱水蒸気を用いることもできる。 Furthermore, in the present invention, as the water vapor, superheated water vapor can be used in addition to the saturated water vapor.
また本発明おいて、粘結剤コーテッド耐火物1のコーティング層にはカルボン酸が含有されていることを特徴とするものである。 In the present invention, the coating layer of the binder-coated refractory 1 contains carboxylic acid.
カルボン酸によって糖類を重合反応させることができ、糖類による結合力をより高めて鋳型の強度や耐熱性を一層向上することができるものである。 The saccharide can be polymerized by the carboxylic acid, and the strength of the template and the heat resistance can be further improved by further increasing the binding force of the saccharide.
また本発明において、粘結剤コーテッド耐火物1のコーティング層には粘結剤として糖類の他に熱硬化性樹脂が含有されていることを特徴とするものである。 In the present invention, the coating layer of the binder-coated refractory 1 contains a thermosetting resin in addition to sugar as a binder.
熱硬化性樹脂によって耐火骨材の結合力を補強することができ、鋳型の強度や耐熱性を一層向上することができるものである。この熱硬化性樹脂としてはフェノール樹脂が好ましい。 The thermosetting resin can reinforce the bonding strength of the refractory aggregate, and the mold strength and heat resistance can be further improved. As this thermosetting resin, a phenol resin is preferable.
このとき、粘結剤中の熱硬化性樹脂の含有量は80質量%以下であることが好ましい。 At this time, the content of the thermosetting resin in the binder is preferably 80% by mass or less.
また本発明は、粘結剤コーテッド耐火物1を成形型2内に充填し、成形型2内に水を供給することにより粘結剤の糖類に粘着性を付与し、続いて成形型内に過熱水蒸気を吹き込んで、過熱水蒸気の凝縮潜熱と顕熱で粘結剤コーテッド耐火物1を加熱することによって粘結剤を固化乃至硬化させることを特徴とするものである。
In the present invention, the binder-coated refractory 1 is filled in the
このようにまず成形型2内に水を供給して粘結剤を湿らせることによって、糖類に粘着性を与え、耐火骨材を糖類の粘着力で結合させることができるものであり、次いで乾き蒸気である過熱水蒸気を吹き込むことによって、成形型2内の水分を効率良く蒸発させることができると共に、効率良く粘結剤コーテッド耐火物1の温度を上昇させて粘結剤を固化乃至硬化させることができるものであり、成形型2内での成形を効率よく行なうことができるものである。
Thus, by first supplying water into the
また本発明は、粘結剤コーテッド耐火物1を成形型2内に充填し、成形型2内に飽和水蒸気を吹き込んで水蒸気の凝縮水を粘結剤に供給することにより糖類に粘着性を付与し、続いて成形型2内に過熱水蒸気を吹き込んで、過熱水蒸気の凝縮潜熱と顕熱で粘結剤コーテッド耐火物1を加熱することによって粘結剤を固化乃至硬化させることを特徴とするものである。
In addition, the present invention provides adhesive to the saccharide by filling the binder-coated
このようにまず成形型2内に飽和水蒸気を吹き込むことによって、水分量の多いこの飽和水蒸気の結露水で粘結剤の糖類に粘着性を付与し、耐火骨材を糖類の粘着力で結合させることができるものであり、次に乾き蒸気である過熱水蒸気を成形型2に吹き込むことによって、成形型2内の水分を効率良く蒸発させることができると共に、効率良く粘結剤コーテッド耐火物1の温度を上昇させて粘結剤を固化乃至硬化させることができるものであり、成形型2内での成形を効率よく行なうことができるものである。
Thus, by first blowing saturated steam into the
本発明によれば、粘結剤として糖類を含有する固形のコーティング層を被覆して形成される粘結剤コーテッド耐火物1を用いることによって、糖類を粘結剤として耐火骨材を結合させた鋳型を製造することができるものであり、糖類は加熱分解されると炭酸ガスと水とを放出する程度であって有毒なガスは放出せず、環境を汚染するようなおそれがないと共に、また糖類は容易に加熱分解されるものであって、崩壊性の良好な鋳型を得ることができるものである。そして、粘結剤コーテッド耐火物1を充填した成形型2内に水蒸気を吹き込んで粘結剤を固化乃至硬化させることにより、粘結剤で耐火骨材が結合された成形物3を成形型2内で成形するにあたって、糖類を粘結剤として成形されたこの成形物3をそのまま鋳型として使用する場合には強度や耐熱性が不足するが、この成形物3を成形型2から取り出して、成形型2内での加熱温度より高い温度で熱処理することによって、糖類による耐火骨材の結合力が高まると共に糖類の耐熱性が向上し、強度や耐熱性が高い鋳型を得ることができるものであり、しかも糖類の分子中から水が除去されていることによって、鋳込み時の分解ガスの発生量が少なくなるものである。
According to the present invention, by using a binder coated refractory 1 formed by coating a solid coating layer containing saccharide as a binder, a refractory aggregate is bound using saccharide as a binder. A mold can be manufactured, and saccharides release carbon dioxide and water when thermally decomposed, and do not release toxic gases, and there is no risk of polluting the environment. Saccharides are easily decomposed by heat, and a mold having good disintegration can be obtained. Then, water vapor is blown into the
以下、本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
本発明において用いる粘結剤コーテッド耐火物1は、耐火骨材の粒子の表面を、粘結剤を含有する固形のコーティング層で被覆することによって形成されるものである。 The binder-coated refractory 1 used in the present invention is formed by coating the surfaces of refractory aggregate particles with a solid coating layer containing a binder.
耐火骨材としては、特に限定されるものではないが、珪砂、山砂、アルミナ砂、オリビン砂、クロマイト砂、ジルコン砂、ムライト砂、その他、人工砂などを例示することができるものであり、これらを1種を単独で用いる他、複数種を混合するなどして併用することもできる。尚、人工砂としては、カルシア、マグネシア、アルミナなどを含む人工的に作られた砂を例示することができ、また石や岩を粉砕して人工的に作られた砂を例示することができるものであり、つまり人工砂は、一般的に使用される人工的に作られた砂であればよい。 The refractory aggregate is not particularly limited, but can be exemplified by silica sand, mountain sand, alumina sand, olivine sand, chromite sand, zircon sand, mullite sand, and other artificial sand, These may be used alone, or may be used in combination by mixing a plurality of types. The artificial sand can be exemplified by artificially made sand containing calcia, magnesia, alumina and the like, and can be exemplified by artificially made sand by crushing stones and rocks. In other words, the artificial sand may be any commonly used artificially produced sand.
また糖類としては、単糖類、少糖類、多糖類を用いることができ、各種の単糖類、少糖類、多糖類のなかから、1種を選んで単独で用いる他、複数種を選んで併用することもできる。 In addition, monosaccharides, oligosaccharides, and polysaccharides can be used as the saccharides. Among various monosaccharides, oligosaccharides, and polysaccharides, one type is selected and used alone, or a plurality of types are selected and used in combination. You can also.
本発明において使用される単糖類としては、特に限定されるものではないが、グルコース(ブドウ糖)、フルクトース(果糖)、ガラクトースなどを挙げることができる。 Although it does not specifically limit as monosaccharide used in this invention, Glucose (glucose), fructose (fructose), galactose, etc. can be mentioned.
また少糖類としては、マルトース(麦芽糖)、スクロース(ショ糖)、ラクトース(乳糖)、セロビオースなどの二糖類を挙げることができる。 Examples of oligosaccharides include disaccharides such as maltose (malt sugar), sucrose (sucrose), lactose (lactose), and cellobiose.
さらに多糖類としては、でんぷん糖、デキストリン、ザンサンガム、カードラン、プルラン、シクロアミロース、キチン、セルロース、でんぷんなどかあり、これらから一種を選択して使用する他、複数種を併用することもできる。ここで、でんぷんとしては、末加工でんぷん及び加工でんぷんを挙げることができる。具体的には馬鈴薯でんぷん、コーンスターチ、ハイアミロース、甘藷でんぷん、タピオカでんぷん、サゴでんぷん、米でんぷん、アマランサスでんぷんなどの未加工でんぷん、及びこれらの加工でんぷん(焙焼デキストリン、酵素変性デキストリン、酸処理でんぷん、酸化でんぷん、ジアルデヒド化でんぷん、エーテル化でんぷん(カルボキシメチルでんぷん、ヒドロキシアルキルでんぷん、カチオンでんぷん、メチロール化でんぷんなど)、エステル化でんぷん(酢酸でんぷん、リン酸でんぷん、コハク酸でんぷん、オクテニルコハク酸でんぷん、マレイン酸でんぷん、高級脂肪酸エステル化でんぷんなど)、架橋でんぷん、クラフト化でんぷん、及び湿熱処理でんぷんなどを挙げることができる。これらのなかでも、焙焼デキストリン、酵素変性デキストリン、酸処理でんぷん、酸化でんぷんのように低分子化されたもの、及び架橋でんぷんなどの粘度の低いでんぷんが好ましい。 Furthermore, examples of the polysaccharide include starch sugar, dextrin, xanthan gum, curdlan, pullulan, cycloamylose, chitin, cellulose, starch, and the like. One type selected from these can be used, and a plurality of types can be used in combination. Here, examples of the starch include powdered starch and processed starch. Specifically, raw starch such as potato starch, corn starch, high amylose, sweet potato starch, tapioca starch, sago starch, rice starch, amaranth starch, and these modified starches (roasted dextrin, enzyme-modified dextrin, acid-treated starch, Oxidized starch, dialdehyde starch, etherified starch (carboxymethyl starch, hydroxyalkyl starch, cationic starch, methylolated starch, etc.), esterified starch (acetic acid starch, phosphate starch, succinate starch, octenyl succinic acid starch, maleic acid Starch, higher fatty acid esterified starch, etc.), cross-linked starch, kraft starch, wet heat-treated starch, etc. Among these, roasted dextrin, Containing modified dextrin, acid-treated starches, those low molecular weight as oxidized starch, and low viscosity, such as cross-linked starch starches are preferred.
さらに、糖類を含有する穀物の種子の粉末も、粘結剤として使用することができる。糖類を含有する穀物の種子の粉末としては、例えば、小麦粉、米粉、とうもろこし粉などを挙げることができる。 Furthermore, cereal seed powder containing sugars can also be used as a binder. Examples of cereal seed powder containing sugars include wheat flour, rice flour, and corn flour.
粘結剤コーテッド耐火物1のコーティング層には、糖類、特に多糖類を重合反応させるカルボン酸を含有するようにしてもよい。カルボン酸としては、一価のカルボン酸や、二価以上の多価カルボン酸を用いることができる。例えば、一価のカルボン酸として、安息香酸、サリチル酸、アントラニル酸などを挙げることができ、また多価のカルボン酸として、シュウ酸、マレイン酸、コハク酸、クエン酸、フマル酸、リンゴ酸、酒石酸、イソフタル酸、イタコン酸、ブタンテトラジカルボン酸、メチルビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体などを挙げることができる。一価のカルボン酸は主として反応促進剤(硬化促進剤、硬化触媒)として作用して、多価カルボン酸は主として架橋剤(硬化剤)として作用して、糖類を重合反応させることができるものである。糖類をカルボン酸の作用で重合させることによって高分子化することができ、場合によっては硬化させることができるものである。これらのカルボン酸は、一種を単独で用いる他、複数種を混合して用いることもできる。 The coating layer of the binder-coated refractory 1 may contain a carboxylic acid that polymerizes a saccharide, particularly a polysaccharide. As the carboxylic acid, a monovalent carboxylic acid or a divalent or higher polyvalent carboxylic acid can be used. Examples of the monovalent carboxylic acid include benzoic acid, salicylic acid, anthranilic acid, and the like, and examples of the polyvalent carboxylic acid include oxalic acid, maleic acid, succinic acid, citric acid, fumaric acid, malic acid, tartaric acid. , Isophthalic acid, itaconic acid, butanetetradicarboxylic acid, methyl vinyl ether-maleic anhydride copolymer, and the like. A monovalent carboxylic acid mainly acts as a reaction accelerator (curing accelerator, curing catalyst), and a polyvalent carboxylic acid mainly acts as a cross-linking agent (curing agent) to polymerize saccharides. is there. A saccharide can be polymerized by polymerizing it by the action of a carboxylic acid, and in some cases it can be cured. These carboxylic acids can be used alone or in combination of two or more.
カルボン酸の配合量は、糖類の種類などによって異なるものであり、特に限定されるものではないが、糖類100質量部に対して、カルボン酸1〜40質量部となる範囲に設定するのが好ましく、1〜30質量部の範囲が特に好ましい。カルボン酸の配合量が少な過ぎると、糖類を十分な分子量に高分子化反応させるのが難しい。またカルボン酸をこれより多く配合しても、糖類を高分子化させる効果は向上しないので、経済的に不利になるおそれがある。尚、カルボン酸は予め水に溶解させた状態で糖類と混合するのが、硬化剤としての効果を高く発揮させるうえで好ましい。 The blending amount of the carboxylic acid varies depending on the type of saccharide, and is not particularly limited. However, it is preferably set in a range of 1 to 40 parts by weight of the carboxylic acid with respect to 100 parts by weight of the saccharide. A range of 1 to 30 parts by mass is particularly preferable. If the amount of carboxylic acid is too small, it is difficult to polymerize saccharides to a sufficient molecular weight. Moreover, even if it mix | blends more carboxylic acid than this, since the effect of making saccharides into a polymer is not improved, there exists a possibility that it may become economically disadvantageous. In addition, it is preferable to mix the carboxylic acid with saccharides in a state of being dissolved in water in advance in order to exert a high effect as a curing agent.
本発明では、粘結剤コーテッド耐火物1のコーティング層に含有される粘結剤として糖類を用いるようにしているが、粘結剤として糖類の他に熱硬化性樹脂を併用して、コーティング層に含有させるようにしてもよい。粘結剤として熱硬化性樹脂を併用することによって、粘結剤による耐火骨材の結合強度を高めることができ、粘結剤として糖類を単独で用いる場合よりも鋳型の強度や耐熱性を向上することができるものである。特に鋳型の耐熱性を向上する効果が高いので、高温の溶湯を用いて鋳造をする場合に適している。 In the present invention, saccharides are used as the binder contained in the coating layer of the binder-coated refractory 1, but the thermosetting resin is used in combination with the saccharide as the binder, and the coating layer You may make it contain. By using a thermosetting resin as a binder, the bond strength of the refractory aggregate by the binder can be increased, and the strength and heat resistance of the mold are improved compared to the case of using saccharide alone as the binder. Is something that can be done. Particularly, since the effect of improving the heat resistance of the mold is high, it is suitable for casting using a high-temperature molten metal.
コーティング層中の熱硬化性樹脂の含有量は、糖類と熱硬化性樹脂の合計量に対して80質量%以下に設定するのが好ましく、50質量%以下がより好ましい。熱硬化性樹脂の含有量がこれより多いと、粘結剤として糖類を用いることによる効果が不十分になる。 The content of the thermosetting resin in the coating layer is preferably set to 80% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, with respect to the total amount of saccharide and thermosetting resin. When there is more content of a thermosetting resin than this, the effect by using saccharides as a binder will become inadequate.
粘結剤として糖類と併用するこの熱硬化性樹脂は、特に限定されるものではないが、レゾール型やノボラック型のフェノール樹脂を用いることができる。レゾール型フェノール樹脂とノボラック型フェノール樹脂は、一方を単独で用いる他、両者を併用してもよい。また、糖類とフェノール類とを予め反応させておいたものを使用することもできる。熱硬化性樹脂を粘結剤として耐火骨材にコーティングする前の状態は、液体であっても固体であってもいずれでもよい。 Although this thermosetting resin used together with saccharides as a binder is not particularly limited, a resol-type or novolac-type phenol resin can be used. A resol type phenol resin and a novolac type phenol resin may be used alone or in combination. Moreover, what made saccharides and phenols react beforehand can also be used. The state before coating the fireproof aggregate with the thermosetting resin as a binder may be either liquid or solid.
粘結剤コーテッド耐火物1のコーティング層には、粘結剤コーテッド耐火物の流動性を良くするために、コーティング層に滑剤を含有させるようにしてもよい。滑剤としては、パラフィンワックスやカルナバワックス等の脂肪族炭化水素系滑剤、高級脂肪族系アルコール、エチレンビスステアリン酸アマイドやステアリン酸アマイド等の脂肪族アマイド系滑剤、金属石けん系滑剤、脂肪酸エステル系滑剤、複合滑剤などを用いることができるが、なかでも金属石けん系滑剤が好ましい。金属石けん系滑剤としては、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸マグネシウムなどや、これらを複数種組み合わせたものを用いることができる。 The coating layer of the binder-coated refractory 1 may contain a lubricant in the coating layer in order to improve the fluidity of the binder-coated refractory. Examples of lubricants include aliphatic hydrocarbon lubricants such as paraffin wax and carnauba wax, higher aliphatic alcohols, aliphatic amide lubricants such as ethylenebisstearic acid amide and stearic acid amide, metal soap lubricants, fatty acid ester lubricants. A composite lubricant or the like can be used, and among them, a metal soap-based lubricant is preferable. As the metal soap-based lubricant, calcium stearate, barium stearate, zinc stearate, aluminum stearate, magnesium stearate, or a combination of these can be used.
そして、耐火骨材の粒子に糖類や、必要に応じてカルボン酸、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂、糖類とフェノール類との反応物、滑剤などを配合して混合することによって、耐火骨材の表面に糖類を主成分とする粘結剤を含有するコーティング層を被覆して、本発明で使用する粘結剤コーテッド耐火物1を得ることができるものである。 And by adding and mixing saccharides, if necessary, thermosetting resins such as carboxylic acids and phenol resins, reaction products of saccharides and phenols, lubricants, etc., into the refractory aggregate particles, the refractory aggregate The binder coated refractory 1 used in the present invention can be obtained by coating a coating layer containing a binder mainly composed of sugars on the surface of the binder.
耐火骨材に被覆するコーティング層の量は、成分や用途などに応じて異なり一概に規定できないが、耐火骨材100質量部に対して粘結剤が0.5〜5.0質量部、滑剤が固形分で0.02〜0.15質量部の範囲になるように設定するのが一般的に好ましい。耐火骨材100質量部に対して粘結剤が5.0質量部を超える場合、耐火骨材と粘結剤との混練が困難となる。また耐火骨材100質量部に対して粘結剤が0.5質量部未満であると、鋳型の強度を保つことが難しくなる。 The amount of the coating layer to be coated on the refractory aggregate differs depending on the components and applications, and cannot be specified unconditionally. Is generally preferred to be in the range of 0.02 to 0.15 parts by mass in solid content. When the binder exceeds 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the refractory aggregate, kneading of the refractory aggregate and the binder becomes difficult. Moreover, when the binder is less than 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the refractory aggregate, it is difficult to maintain the strength of the mold.
耐火骨材の表面にコーティング層を被覆して粘結剤コーテッド耐火物1を調製する方法としては、ホットコート法、コールドコート法、セミホットコート法、粉末溶剤法などがある。 Examples of the method for preparing the binder-coated refractory 1 by coating the surface of the refractory aggregate with a coating layer include a hot coat method, a cold coat method, a semi-hot coat method, and a powder solvent method.
ホットコート法は、110〜180℃に加熱した耐火骨材に固形の粘結剤を添加して混合し、耐火骨材による加熱で固形の粘結剤を溶融させることによって、溶融した粘結剤で耐火骨材の表面を濡らして被覆させ、この後、この混合を保持したまま冷却することによって、粒状でさらさらした粘結剤コーテッド耐火物を得る方法である。あるいは、110〜180℃に加熱した耐火骨材に、水などの溶剤に溶解又は分散させた粘結剤を混合して被覆し、溶剤を揮散させることによって、粘結剤コーテッド耐火物を得る方法である。 In the hot coating method, a solid binder is added to and mixed with a refractory aggregate heated to 110 to 180 ° C., and the solid binder is melted by heating with the refractory aggregate. In this method, the surface of the refractory aggregate is wetted and coated, and then cooled with the mixture kept, thereby obtaining a granular and free-flowing binder-coated refractory. Alternatively, a method for obtaining a binder-coated refractory by mixing a refractory aggregate heated to 110 to 180 ° C. with a binder that is dissolved or dispersed in a solvent such as water and coating the mixture to volatilize the solvent. It is.
コールドコート法は、粘結剤を水やメタノールなどの溶剤に分散乃至溶解して液状になし、これを耐火骨材の粒子に添加して混合し、溶剤を揮発させることによって、粘結剤コーテッド耐火物を得る方法である。 In the cold coating method, the binder is dispersed or dissolved in a solvent such as water or methanol to form a liquid, which is added to and mixed with the refractory aggregate particles, and the solvent is volatilized to coat the binder. It is a method of obtaining a refractory.
セミホットコート法は、上記の溶剤に分散乃至溶解した粘結剤を、50〜90°Cに加熱した耐火骨材の粒子に添加して混合し、溶剤を揮発させることによって粘結剤コーテッド耐火物を得る方法である。 In the semi-hot coating method, the binder dispersed or dissolved in the above solvent is added to and mixed with the particles of the refractory aggregate heated to 50 to 90 ° C., and the solvent is volatilized to cause the binder coated refractory. Is the way to get.
粉末溶剤法は、固形の粘結剤を粉砕し、この粉砕粘結剤を耐火骨材の粒子に添加してさらに水やメタノールなどの溶剤を添加し、これを混合して溶剤を揮発させることによって、粘結剤コーテッド耐火物を得る方法である。 In the powder solvent method, a solid binder is pulverized, this pulverized binder is added to the refractory aggregate particles, and a solvent such as water or methanol is added and mixed to volatilize the solvent. To obtain a binder-coated refractory.
以上のいずれの方法においても、耐火骨材の表面を常温(30℃)で固形のコーティグ層を被覆して、粒状でさらさらして流動性のある粘結剤コーテッド耐火物を得ることができるが、作業性などの点においてホットコート法が好ましい。また上記のように耐火骨材に粘結剤を混合する際に、必要に応じて硬化剤や、耐火骨材と粘結剤とを親和させるためのシランカップリング剤など各種のカップリング剤や、また黒鉛等の炭素質材料などを配合することもできる。 In any of the above methods, the surface of the refractory aggregate can be coated with a solid coating layer at room temperature (30 ° C.), and can be obtained in a granular manner to obtain a binder-coated refractory having fluidity. In view of workability, the hot coating method is preferable. In addition, when mixing the binder with the refractory aggregate as described above, various coupling agents such as a curing agent and a silane coupling agent for making the refractory aggregate and the binder compatible with each other, Moreover, carbonaceous materials, such as graphite, can also be mix | blended.
粘結剤として糖類と熱硬化性樹脂を併用する場合、糖類と熱硬化性樹脂を同時に耐火骨材に被覆することによって、糖類と熱硬化性樹脂が混在したコーティング層を形成する方法、耐火骨材の表面に熱硬化性樹脂を被覆した後、糖類を被覆することによって、2層構成のコーティング層を形成する方法などがあり、いずれの方法であってもよい。 When a saccharide and a thermosetting resin are used in combination as a binder, a method for forming a coating layer in which a saccharide and a thermosetting resin are mixed by simultaneously coating the saccharide and the thermosetting resin on a refractory aggregate; There is a method of forming a coating layer having a two-layer structure by coating the surface of the material with a thermosetting resin and then coating with saccharides, and any method may be used.
次に、上記のように調製した粘結剤コーテッド耐火物1を用いて鋳型を製造する方法を説明する。まず、成形型2内に粘結剤コーテッド耐火物1を充填し、この成形型2内に水蒸気を吹き込んで、水蒸気の凝縮潜熱と顕熱で粘結剤コーテッド耐火物1を加熱することによって、粘結剤で耐火骨材が結合された成形物3を成形型2内で成形する。
Next, a method for producing a mold using the binder-coated refractory 1 prepared as described above will be described. First, the binder-coated refractory 1 is filled in the
すなわち、粘結剤コーテッド耐火物1を充填した成形型2内に水蒸気を吹き込むと、まず水蒸気が粘結剤コーテッド耐火物1に接触することで熱を奪われて凝縮水が生成される。そして粘結剤コーテッド耐火物1のコーティング層の粘結剤に凝縮水が作用することによって、粘結剤中の固形状態の糖類がこの凝縮水を吸収して膨潤して糊化し、粘結剤は湿潤状態になって粘着性が生じ、粘結剤コーテッド耐火物1の耐火骨材は糖類のこの粘着性で結合される。成形型2に水蒸気を吹き込み続けると、引き続いて成形型2に吹き込まれる水蒸気の凝縮潜熱と顕熱で粘結剤コーテッド耐火物1が加熱され、粘結剤に作用した水分を蒸発させて乾燥することができるものであり、粘結剤の糖類を固化乃至硬化させることができる。このようにして、粘結剤コーテッド耐火物1の耐火骨材を固化乃至硬化した固形の粘結剤で結合した成形物3を成形型2内で成形することができる。
That is, when water vapor is blown into the
このように粘結剤コーテッド耐火物1のコーティング層の粘結剤を水蒸気で加熱して成形するにあたって、粘結剤として含有されている糖類は、加熱されて固化乃至硬化するときに有毒なガスを多量に発生するようなことはないものであり、環境を汚染するようなことなく成形を行なうことができるものである。 In this way, when the binder of the coating layer of the binder coated refractory 1 is molded by heating with water vapor, the saccharide contained as the binder is a toxic gas when heated to solidify or harden. Therefore, it is possible to perform molding without polluting the environment.
ここで、このようにして得られた成形物3をそのまま鋳型として使用することは可能であるが、この成形物3は糖類を粘結剤として成形されたものであるため、鋳型として使用するには強度や耐熱性が不足することが多い。そこで本発明は、この成形物3を成形型2から取り出して、成形物3を加熱処理し、加熱処理した後の成形物3を鋳型として使用するものである。
Here, it is possible to use the molded
加熱処理の温度は、100℃以上であることが好ましく、150℃以上であることがより好ましい。熱処理の温度がこれよりも低いと、成形物3を熱処理することによる効果を十分に得ることができない。逆に熱処理の温度が高すぎると、糖類が熱分解するおそれがあるので、350℃以下であることが好ましく、300℃以下であることがより好ましく、特に240℃以下であることが好ましい。また熱処理の時間は、鋳型として成形する成形物3の大きさによって異なるが、10分以上であることが好ましく、30分以上であることがより好ましい。熱処理の時間がこれよりも短いと、成形物3を熱処理することによる効果を十分に得ることができない。逆に熱処理の時間が長すぎると、特に熱処理温度が高い場合に糖類が劣化するおそれがあるので、加熱処理の時間は200分以下であることが好ましく、80分以下がより好ましい。
The temperature of the heat treatment is preferably 100 ° C. or higher, and more preferably 150 ° C. or higher. If the temperature of the heat treatment is lower than this, the effect of heat-treating the molded
そしてこのように成形物を3を加熱処理すると、粘結剤の糖類の分子構造が熱の作用で変化する。例えば砂糖を加熱すると、103〜105℃でシロップに、107〜115℃でフォンダンに、115〜121℃でキャラメルに、140℃でタフィーに、145℃でドロップに、165℃でべっこうあめに、165〜180℃でカラメルソースに、190℃でカラメルに変化するように、糖類の分子中から水が生成して脱水され、糖類の分子が縮合反応すると考えられる。このように考えられる理由により、糖類の分子量が大きくなって、糖類を粘結剤として耐火骨材を結合する力が強くなると共に糖類の耐熱性が向上し、成形物3を熱処理して得られる鋳型の強度や耐熱性を高めることができるものである。
When the molded
そして上記のようにして製造した鋳型に高温の溶湯を注湯して鋳物を鋳込むことによって、鋳造を行なうことができる。このとき、鋳型の耐火骨材を結合している粘結剤は溶湯の高温の作用で分解されるが、粘結剤を構成する糖類は分解されても水や炭酸ガスが生成される程度であり、有害なガスが発生することはなく、鋳造の現場の環境を悪化させるようなことはないものである。また鋳型の耐火骨材を結合している粘結剤の糖類は比較的低温で熱分解するので、溶湯の熱で容易に熱分解する。従って、鋳型を容易に崩壊させることができるものであり、鋳物を鋳型から取り出すために、鋳型に衝撃を加えたり、高温で長時間加熱して粘結剤を分解させたりするような必要がなくなり、鋳造物を鋳型から脱型する作業を容易に行なうことができるものである。 Casting can be performed by pouring a high-temperature molten metal into the mold manufactured as described above and casting the casting. At this time, the binder binding the refractory aggregate of the mold is decomposed by the high-temperature action of the molten metal, but water and carbon dioxide gas are generated even if the saccharides constituting the binder are decomposed. There is no generation of harmful gas, and it does not deteriorate the environment of the casting site. In addition, since the binder saccharide bonded to the refractory aggregate of the mold is thermally decomposed at a relatively low temperature, it is easily decomposed by the heat of the molten metal. Therefore, the mold can be easily disintegrated, and it is not necessary to apply an impact to the mold or to decompose the binder by heating at a high temperature for a long time in order to remove the casting from the mold. The work of removing the casting from the mold can be easily performed.
しかも鋳型の耐火骨材を結合している粘結剤は糖類からなるが、加熱処理することによって糖類による耐火骨材の結合力が強くなると共に糖類の耐熱性が向上しており、鋳型の強度や耐熱性は向上している。従って、例えば多量の溶湯を鋳型に流し込む際においても鋳型が壊れるようなことはなくなり、鋳型に流し込む際に鋳型が壊れるというような事故が発生することを未然に防ぐことができるものである。 In addition, the binder that binds the refractory aggregate of the mold is composed of saccharides, but the heat treatment increases the bonding strength of the refractory aggregate by the saccharides and improves the heat resistance of the saccharides. And heat resistance is improved. Therefore, for example, even when a large amount of molten metal is poured into the mold, the mold is not broken, and it is possible to prevent an accident that the mold is broken when it is poured into the mold.
ここで、上記のように粘結剤として糖類の他にフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を併用すると、耐熱性の高い熱硬化性樹脂によって耐火骨材の結合力を高めることができるものであり、鋳型の強度や耐熱性をより向上することができるものである。 Here, when a thermosetting resin such as a phenol resin is used in addition to saccharides as a binder as described above, the bonding strength of the refractory aggregate can be increased by the thermosetting resin having high heat resistance. The strength and heat resistance of the mold can be further improved.
このように、粘結剤としてフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を併用することによって、強度や耐熱性の高い鋳型を得ることができるが、熱硬化性樹脂を用いると鋳型の製造時や溶湯を注湯する際に有害ガスが発生するおそれがあり、また鋳型の崩壊性も低下することになる。このため、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を併用する場合、既述のように粘結剤の全量に対して80質量%以下の量に設定されるものであり、50質量%以下であることがより好ましい。また熱硬化性樹脂を粘結剤として併用することによる効果を得るためには、粘結剤の全量に対して熱硬化性樹脂が10質量%以上であることが好ましく、併用による高い効果を得るためには、粘結剤の全量に対して熱硬化性樹脂が25質量%以上であることがさらに好ましい。 As described above, by using a thermosetting resin such as a phenol resin as a binder, a mold having high strength and heat resistance can be obtained. When pouring hot water, harmful gases may be generated, and the disintegration property of the mold is also lowered. For this reason, when using together thermosetting resins, such as a phenol resin, it is set to the quantity of 80 mass% or less with respect to the whole quantity of binder as stated above, and should be 50 mass% or less. Is more preferable. Moreover, in order to obtain the effect by using a thermosetting resin as a binder, the thermosetting resin is preferably 10% by mass or more based on the total amount of the binder, and a high effect by the combination is obtained. For this purpose, the thermosetting resin is more preferably 25% by mass or more based on the total amount of the binder.
次に、鋳型の製造の具体例を図1及び図2を参照して説明する。図1は水蒸気を用いて成形物3を成形する装置の一例を示すものである。図1(a)に示すように、内部にキャビティ6を設けて形成した成形型2の上面に注入口7が設けてあり、成形型2の下面には金網等の網8で塞いだ排出口9が設けてある。この成形型2は縦割りあるいは横割に割ることができるようになっている。また粘結剤コーテッド耐火物1はホッパー10内に貯蔵してあり、ホッパー10にはコック11付きの空気供給管12が接続してある。そしてホッパー10の下端のノズルロ13を成形型2の注入口7に合致させた後、コック11を閉から開に切り代えることによって、ホッパー10内に空気を吹き込んで加圧し、ホッパー10内の粘結剤コーテッド耐火物1を成形型2内に吹き込んで、成形型2のキャビテイ6内に粘結剤コーテッド耐火物1を充填する。排出口9は網8で塞いであるので、粘結剤コーテッド耐火物1が排出口9から洩れ出すことはない。注入口7や排出口9を図1の実施の形態のように成形型2に複数設ける場合、複数の注入口7のうち一箇所あるいは複数箇所から粘結剤コーテッド耐火物1を入れるようにすればよい。
Next, a specific example of mold production will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows an example of an apparatus for forming a molded
ここで、耐火骨材に被覆された粘結剤コーテッド耐火物1のコーティング層は固形の粘結剤からなるものであるので、粘結剤コーテッド耐火物1は表面に粘着性を有することがなく、流動性が良好である。従って上記のように成形型2内に粘結剤コーテッド耐火物1を充填するにあたって、成形型2のキャビティ6内へスムーズに粘結剤コーテッド耐火物1を流し込むことができ、充填性良く成形型2内に粘結剤コーテッド耐火物1を充填することができるものであり、充填不良が発生することを防ぐことができるものである。
Here, since the coating layer of the binder-coated refractory 1 coated with the refractory aggregate is made of a solid binder, the binder-coated refractory 1 has no adhesiveness on the surface. Good fluidity. Therefore, when the binder-coated refractory 1 is filled in the
このように成形型2内に粘結剤コーテッド耐火物1を充填した後、成形型2の注入口7からホッパー10を外すと共に、図1(b)のように各注入口7に給気パイプ14を接続する。給気パイプ14には水蒸気と、加熱気体とを選択的に供給することができるようにしてあり、給気パイプ14のコック15を開いて、まず水蒸気を成形型2のキャビテイ6内に吹き込む。
After filling the
そしてこのように成形型2内に水蒸気を吹き込むと、水蒸気を吹き込む初期の工程では、粘結剤コーテッド耐火物1の表面に水蒸気が接触することによって、水蒸気から潜熱が粘結剤コーテッド耐火物1に奪われて水蒸気が凝縮し、粘結剤コーテッド耐火物1の表面で凝縮水が生成されることになる。粘結剤コーテッド耐火物1の表面のコーティング層の粘結剤は固形であるので、固形のままでは粘結剤コーテッド耐火物1同士を結合させることはできないが、このように粘結剤コーテッド耐火物1の表面に凝縮水が供給されると、粘結剤中の固形状態の糖類はこの凝縮水を吸収して膨潤して糊状化し、粘結剤は湿潤状態になって粘着性が生じる。この結果、粘結剤コーテッド耐火物1を表面のコーティング層の粘結剤の粘着性で結合させることができるものである。
And when water vapor | steam is blown in in this way in the shaping | molding die 2, in an initial stage of blowing water vapor | steam, since water vapor | steam contacts the surface of the binder coated refractory 1, latent heat from water vapor | steam is binder-coated refractory 1 As a result, water vapor is condensed and condensed water is generated on the surface of the binder-coated refractory 1. Since the binder of the coating layer on the surface of the binder-coated refractory 1 is solid, the binder-coated refractory 1 cannot be bonded to each other as it is, but the binder-coated refractory 1 is thus bonded. When condensed water is supplied to the surface of the
次いで、成形型2に吹き込まれる水蒸気の凝縮潜熱と顕熱で粘結剤コーテッド耐火物1が加熱される。水蒸気は高い潜熱と顕熱を有するので、水蒸気が凝縮する際に伝熱されるこの潜熱で粘結剤コーテッド耐火物1の温度は100℃付近にまで急速に上昇する。このように水蒸気の潜熱の伝熱によって粘結剤コーテッド耐火物1が100℃付近にまで加熱される時間は、水蒸気の温度や成形型2内への吹き込み流量、成形型2内の粘結剤コーテッド耐火物1の充填量などで変動するが、通常、3〜30秒程度の短時間である。成形型2内に注入口4から吹き込まれた水蒸気は、成形型2内の粘結剤コーテッド耐火物1を加熱した後、排出口9から排気される。このとき、粘結剤コーテッド耐火物1の表面の粘結剤に作用した水分を蒸発させて乾燥することができるものであり、粘結剤の糖類を固化乃至硬化させることができるものである。このようにして、粘結剤コーテッド耐火物1の耐火骨材が固化乃至硬化した粘結剤で結合された成形物3を成形型2内で成形することができるものである。
Next, the binder-coated refractory 1 is heated by the condensation latent heat and sensible heat of the steam blown into the
また、粘結剤コーテッド耐火物1の温度が100℃付近にまで上昇した後、給気パイプ14への供給を加熱気体に切り換え、加熱気体を成形型2内に吹き込むようにしてもよい。加熱気体は水分含有率が上記の水蒸気より低いものであればよく、加熱した空気を用いることができる。例えば、大気中の空気を加熱して給気パイプ14に加熱気体として供給すればよい。また上記の水蒸気に加熱空気を混合して含有水分量を低くすることによって、この混合気体を加熱気体として用いることもできる。この加熱気体の温度は特に限定されるものではなく、100℃以上であり、且つ粘結剤コーテッド耐火物1の粘結剤が固化乃至硬化する温度以上のものであればよい。温度の上限は、粘結剤を分解させる温度以下であればよく、特に設定されない。
Alternatively, after the temperature of the binder-coated refractory 1 has risen to around 100 ° C., the supply to the
上記のように成形型2内に水蒸気を吹き込むと、水蒸気が凝縮する際に伝熱される潜熱で粘結剤コーテッド耐火物1の温度を100℃付近にまで急速に上昇させることができるが、さらに100℃以上の温度に上昇させるには、粘結剤コーテッド耐火物1の表面の凝縮水を蒸発させる必要がある。そしてこの凝縮水はその後に吹き込まれる水蒸気による加熱で蒸発されるが、既述のように、水蒸気は水分を多く含むので、凝縮水を蒸発させる効率が低い。そこで上記のように加熱気体を成形型2内に吹き込むようにしたものであり、加熱気体は水蒸気よりも含有される水分量が少なく、湿度の低い乾燥気体であるので、成形2内で生成された凝縮水を短時間で蒸発させて乾燥することができるものである。ここで、水蒸気及び加熱空気の気流で水の蒸発実験を行なった場合、温度が170℃付近以下では、水蒸気中への水の蒸発速度より、加熱空気中への水の蒸発が大きくなることが報告されている(T.Yosida,Hyodo,T.,Ind.Eng.Chem.Process Des.Dev.,9(2),207-214(1970))。この報告にもみられるように、加熱気体を成形型2内に吹き込むことによって、水蒸気を吹き込み続ける場合よりも、短時間で凝縮水を蒸発させて乾燥することができるものである。
When steam is blown into the
従って、加熱気体を成形型2内に吹き込み始めてから短時間で、100℃以上に粘結剤コーテッド耐火物1の温度を上昇させることができるものであり、粘結剤コーテッド耐火物1の粘結剤が固化乃至硬化する温度以上にまで成形型2内の温度を上昇させる速度を速めることができるものである。そしてこの結果、短い加熱時間で成形物3を成形することが可能になるものである。
Accordingly, the temperature of the binder-coated refractory 1 can be raised to 100 ° C. or more in a short time after the heated gas starts to be blown into the
加熱気体を成形型2内に吹き込む時間は、加熱気体の温度や成形型2内への吹き込み流量、成形型2内の粘結剤コーテッド耐火物1の充填量、成形型2内の凝縮水の量などで変動するが、通常、5〜60秒程度の短時間である。従って、水蒸気を成形型2内に吹き込み始めてから加熱気体を吹き込み終えるまで、約10秒〜1分程度の短時間で成形物3の成形を行なうことが可能である。
The time for blowing the heated gas into the
ここで、成形型2に吹き込む水蒸気としては飽和水蒸気をそのまま用いることができるが、過熱水蒸気を用いることもできる。過熱水蒸気は、飽和水蒸気をさらに加熱して、沸点以上の温度とした完全気体状態の水蒸気であり、100℃以上の乾き蒸気である。飽和水蒸気を加熱して得られる過熱水蒸気は、圧力を上げないで定圧膨張させたものであってもよく、あるいは膨張させないで圧力を上げた加圧水蒸気であってもよい。型1内に吹き込む過熱水蒸気の温度は特に限定されるものではなく、過熱水蒸気は900℃程度にまで温度を高めることができるので、100〜900℃の間で必要に応じた温度に設定すればよい。過熱水蒸気はこのように高温の乾き蒸気であるので、上記のような加熱気体を用いることを不要にすることもできるものである。
Here, as the steam blown into the
上記のように、成形型2に水蒸気を吹き込む工程の初期で、粘結剤コーテッド耐火物1の粘結剤を水分で湿潤状態にする必要がある。このとき、水蒸気として過熱水蒸気を用いる場合にあっても、水蒸気を吹き込む前の粘結剤コーテッド耐火物1は温度が過熱水蒸気よりも低いので、成形型2に過熱水蒸気を吹き込むと、過熱水蒸気の潜熱が粘結剤コーテッド耐火物1に奪われて、過熱水蒸気から凝縮水が生じ、この凝縮水で粘結剤コーテッド耐火物1の粘結剤を湿潤状態にすることができる。しかし水蒸気として過熱水蒸気を用いる場合には、凝縮水の生成が不足して、成形型2に水蒸気を吹き込む工程の初期で粘結剤コーテッド耐火物1の粘結剤を均一に湿潤状態にできないことがある。
As described above, it is necessary to make the binder of the binder-coated refractory 1 wet with moisture at the initial stage of blowing steam into the
このような場合には、成形型2に水蒸気を吹き込む工程の初期で、粘結剤コーテッド耐火物1の表面に水分を供給するのが好ましい。例えば、成形型2に水蒸気を吹き込む工程の初期では、給気パイプ14に飽和水蒸気を供給して、給気パイプ14から飽和水蒸気を成形型2に吹き込む。飽和水蒸気からは凝縮水が容易に生成されるので、成形型2内で飽和水蒸気から生成されるこの凝縮水を粘結剤コーテッド耐火物1に水分として供給することができるものであり、粘結剤コーテッド耐火物1の粘結剤を均一に湿潤状態にすることができる。そしてこの後に、給気パイプ14への供給を飽和水蒸気から過熱水蒸気に切り替え、給気パイプ14から過熱水蒸気を成形型2に吹き込むようにするものである。このとき、飽和水蒸気を吹き込む時間と過熱水蒸気を吹き込む時間の割合は、1:9〜5:5程度の範囲に設定するのが望ましい。
In such a case, it is preferable to supply moisture to the surface of the binder-coated refractory 1 at the initial stage of blowing the steam into the
上記の実施の形態では、成形型2に吹き込む水蒸気の凝縮水を粘結剤コーテッド耐火物1の表面に供給して、凝縮水の水分で粘結剤が湿潤状態になるようにしたが、成形型2内に粘結剤コーテッド耐火物1を充填した後、成形型2内に水を注入して、粘結剤コーテッド耐火物1に水分を供給するようにしてもよい。例えば、成形型2内に粘結剤コーテッド耐火物1を充填した後、注入口7から水を成形型2内に注入し、粘結剤コーテッド耐火物1の粘結剤をこの水で湿潤状態にした後、注入口7から水蒸気を吹き込むようにする方法があり、水蒸気の吹き込みによって、成形型2内に注入された余分な水は排出口9から排出される。このように粘結剤コーテッド耐火物1を充填した成形型2内に水分を供給して粘結剤を湿らせるようにすれば、成形型2内に水蒸気を吹き込む工程の最初から、水蒸気として過熱水蒸気を用いることができるものである。
In the above embodiment, the condensed water of steam blown into the
また、図1(a)から(b)へのように、成形型2のキャビティ6に粘結剤コーテッド耐火物1を充填するにあたって、粘結剤コーテッド耐火物1を予め加熱しておき、この予備加熱した粘結剤コーテッド耐火物1を成形型2に供給してキャビティ6に充填するようにしてもよい。このように粘結剤コーテッド耐火物1を予備加熱しておくことによって、成形型2内に吹き込む水蒸気の温度低下を抑制することができ、コーティング層の粘結剤が乾燥して固化する温度以上にまで型内の温度を上昇させる速度を速めることができるものであって、成形物3を成形する時間を短縮することができるものである。
Further, as shown in FIGS. 1 (a) to (b), when the binder-coated refractory 1 is filled in the
粘結剤コーテッド耐火物1の予備加熱は、例えば、粘結剤コーテッド耐火物1を貯蔵するホッパー10内で行なうことができる。粘結剤コーテッド耐火物1を予備加熱する温度は、特に限定されるものではないが、30〜100℃程度の範囲が好ましい。
The preliminary heating of the binder-coated refractory 1 can be performed, for example, in a
以上のようにして、粘結剤コーテッド耐火物1を充填した成形型2に水蒸気を吹き込むことによって、成形型2内で成形物3を成形することができる。そして成形型2を型開きして成形物3を取り出し、成形物3を熱処理容器4に入れて熱処理する。
As described above, the molded
図2(a)は熱処理容器4の一例を示すものであり、容器本体17に発熱手段18を設けて形成されるものであり、容器本体17の前面に扉19付きの開口部20が形成してあり、発熱手段18は容器本体17の側壁などに設けられるものである。発熱手段18としては、燃焼や電気抵抗などで自己発熱して熱処理容器4内を加熱することができるものであれば何でもよいが、例えばガスバーナー、電気ヒーターなどを用いることができるものであり、例えば熱風循環式乾燥器によって熱処理容器4を形成することができる。
FIG. 2A shows an example of the
図2(b)は熱処理容器4の他の一例を示すものであり、水蒸気が容器本体17内に吹き込まれる導入口21が下部に、容器本体17内の水蒸気が排出される排気口22が上部に設けてある。容器本体17の前面の開口部20を扉19で閉じることによって、熱処理容器4内は導入口21と排気口22以外は密閉される構造になっている。そして導入口21に蒸気生成装置23が接続してある。蒸気生成装置23はボイラーと過熱器を備えて形成されるものであり、水をボイラー内で加熱して水蒸気(飽和水蒸気)を生成すると共に水蒸気を過熱器でさらに加熱して過熱水蒸気として熱処理容器4に供給するようにしてある。
FIG. 2B shows another example of the
そして、上記のよう成形型2で成形した成形物3を熱処理容器4に入れて、熱処理容器4内で成形物3を所定の温度で、所定時間加熱して加熱処理することによって、鋳型を得ることができるものである。ここで、図2(a)の熱処理容器4では、発熱手段18で熱処理容器4内を予め所定の温度に設定しておくことによって、正確な温度で成形物3を熱処理することができる。また図2(b)の熱処理容器4では、過熱水蒸気で熱効率高く成形物3を熱処理することができ、熱処理の時間を短縮することができるものである。
Then, the molded
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。 Next, the present invention will be specifically described with reference to examples.
(粘結剤コーテッド耐火物の製造例)
140℃に加熱したフラタリー珪砂10kgをワールミキサーに入れ、これに表1に示す糖類を水450gに溶解乃至分散させた水溶液を加え、約90秒間混練した。このとき、表1のように必要に応じて、糖類の硬化剤や、フェノール樹脂をさらに加えてこの混錬を行なった。崩壊した後、滑剤としてステアリン酸カルシウム30gを添加して15秒間混練し、さらにエアーレーションを行なうことによって、糖類からなるコーティング層で被覆した粘結剤コーテッド耐火物(1)〜(10)を得た。この粘結剤コーテッド耐火物(1)〜(10)にあって、コーティング層の質量比率は2.5質量%であった。
(Production example of binder coated refractory)
10 kg of flattery silica sand heated to 140 ° C. was placed in a whirl mixer, and an aqueous solution in which saccharides shown in Table 1 were dissolved or dispersed in 450 g of water was added and kneaded for about 90 seconds. At this time, as shown in Table 1, if necessary, this kneading was performed by further adding a saccharide curing agent and a phenol resin. After disintegrating, 30 g of calcium stearate was added as a lubricant, kneaded for 15 seconds, and further aerated to obtain binder-coated refractories (1) to (10) coated with a coating layer made of sugar. . In the binder-coated refractories (1) to (10), the mass ratio of the coating layer was 2.5% by mass.
ここで表1に示すように、糖類として、デキストリン(リグナイト(株)製「NDP−4C」「NDP−13」)、酵素変性デキストリン(リグナイト(株)製「NDP−3」「NDP−6」)、上白糖(スクロース98.2質量%、還元糖0.7質量%含有)を用いた。尚、デキストリンを分子量の大きいものから並べると「NDP−4C」「NDP−13」の順であり、酵素変性デキストリンを分子量の大きいものから並べると「NDP−6」「NDP−4C」の順である。また硬化剤としてクエン酸を用い、水に溶解させて使用した。またフェノール樹脂として、ノボラック型フェノール樹脂(リグナイト(株)製「#4800」;軟化点91℃)、レゾール型フェノール樹脂(リグナイト(株)製「LT−9」;軟化点90℃、ゲル化時間120秒(at150℃))を用いた。 Here, as shown in Table 1, as sugars, dextrin (“NDP-4C” “NDP-13” manufactured by Lignite Co., Ltd.), enzyme-modified dextrin (“NDP-3” “NDP-6” manufactured by Lignite Co., Ltd.) ), Sucrose (containing 98.2% by mass of sucrose and 0.7% by mass of reducing sugar). When dextrins are arranged in descending order of molecular weight, the order is “NDP-4C” and “NDP-13”. When enzyme-modified dextrins are arranged in descending order of molecular weight, the order is “NDP-6” and “NDP-4C”. is there. In addition, citric acid was used as a curing agent and dissolved in water. Moreover, as a phenol resin, a novolak-type phenol resin (“# 4800” manufactured by Lignite Co., Ltd .; softening point 91 ° C.), a resol-type phenol resin (“LT-9” manufactured by Lignite Co., Ltd.); softening point 90 ° C., gelation time 120 seconds (at 150 ° C.)) was used.
(実施例1〜10)
上記のようにして調製した粘結剤コーテッド耐火物(1)〜(10)を用いて、鋳型を製作した。すなわち、キャビティの大きさが20mm×10mm×80mmに形成された成形型を120℃に予熱して用い、この成形型内に粘結剤コーテッド耐火物をゲージ圧力0.1MPaの空気圧で吹き込んで充填した。次に、成形型に給気パイプを接続し、ボイラーで発生させたゲージ圧力0.4MPa、温度143℃の飽和水蒸気を、過熱蒸気発生装置(野村技工(株)製「GE−100」)で加熱して得た、350℃、ゲージ圧力0.45MPaの過熱水蒸気を60kg/hの流量で供給し、成形型内に20秒間吹き込んだ。
(Examples 1 to 10)
A mold was manufactured using the binder-coated refractories (1) to (10) prepared as described above. That is, a mold having a cavity size of 20 mm × 10 mm × 80 mm is preheated to 120 ° C., and a binder-coated refractory is blown into the mold at a gauge pressure of 0.1 MPa and filled. did. Next, an air supply pipe is connected to the mold, and saturated steam having a gauge pressure of 0.4 MPa and a temperature of 143 ° C. generated by a boiler is heated with a superheated steam generator (“GE-100” manufactured by Nomura Engineering Co., Ltd.). Superheated steam obtained by heating at 350 ° C. and a gauge pressure of 0.45 MPa was supplied at a flow rate of 60 kg / h and blown into the mold for 20 seconds.
このようにして成形型内で20mm×10mm×80mmの寸法の成形物を成形し、成形物を成形型から脱型して取り出した。このとき成形型を型開きする際に臭気を鼻で嗅いで測定し、また成形型から取り出した直後の成形物について、曲げ強さをJIS K 6910に準拠して測定した。結果を表2に示す。 In this way, a molded product having a size of 20 mm × 10 mm × 80 mm was molded in the mold, and the molded product was removed from the mold and taken out. At this time, when the mold was opened, the odor was measured by sniffing with the nose, and the bending strength of the molded article immediately after taking out from the mold was measured according to JIS K6910. The results are shown in Table 2.
表2にみられるように、粘結剤として糖類のみを含有する粘結剤コーテッド耐火物を用いた実施例1〜7,10は、臭気は殆ど感じられないものであり、またフェノール樹脂を併用した実施例8,9においてもフェノール樹脂の含有量は少量であるので、臭気は弱いものであった。成形物の曲げ強さについては、粘結剤として糖類のみを含有する粘結剤コーテッド耐火物を用いた実施例1〜6は低い値を示すものであり、硬化剤としてクエン酸を配合した実施例7,10や、フェノール樹脂を併用した実施例8.9ではやや高いものであった。 As can be seen in Table 2, Examples 1 to 7 and 10 using binder-coated refractories containing only saccharides as a binder have almost no odor and are also used in combination with a phenol resin. Also in Examples 8 and 9, since the content of the phenol resin was small, the odor was weak. As for the bending strength of the molded product, Examples 1 to 6 using a binder-coated refractory containing only saccharides as a binder show a low value, and the practice was to combine citric acid as a curing agent. In Examples 7 and 10 and Example 8.9 in which a phenol resin was used in combination, it was slightly high.
次に、上記のように成形型内から取り出した成形物を、予め80℃、120℃、180℃、220℃、250℃に庫内温度を設定した熱風循環式乾燥器に入れ、60分間加熱処理(アフターキュアー)した。このように加熱処理して得た鋳型について、曲げ強さをJIS K 6910に準拠して測定した。結果を表3に示す。 Next, the molded product taken out from the mold as described above is placed in a hot-air circulating dryer whose internal temperature is set to 80 ° C., 120 ° C., 180 ° C., 220 ° C., 250 ° C. in advance, and heated for 60 minutes. Processed (aftercuring). The bending strength of the mold obtained by the heat treatment was measured according to JIS K 6910. The results are shown in Table 3.
成形型内から取り出した成形物を加熱処理してアフターキュアーすることによって、曲げ強さが表2の数値から表3の数値へと大幅に増加しており、強度が大きく向上することが確認される。尚、加熱温度が80℃では、強度の向上の効果が十分にみられないので、加熱温度は100℃以上であることが好ましく、また150℃以上の加熱温度であることがより好ましいことが確認される。また250℃の加熱温度ではかえって曲げ強さが低下しているので、240℃以下の加熱温度に設定するのが好ましいといえる。 By bending the molded product taken out from the mold by heat treatment, the bending strength has been greatly increased from the values in Table 2 to the values in Table 3, confirming that the strength is greatly improved. The In addition, when the heating temperature is 80 ° C., the effect of improving the strength is not sufficiently observed. Therefore, it is confirmed that the heating temperature is preferably 100 ° C. or higher, and more preferably 150 ° C. or higher. Is done. Further, since the bending strength is lowered at the heating temperature of 250 ° C., it can be said that it is preferable to set the heating temperature at 240 ° C. or lower.
また、上記のように成形型内から取り出した成形物を220℃の熱風循環式乾燥機で加熱処理するにあたって、加熱時間を5分、15分、30分、90分に設定して行なった。このようにして加熱処理して得た鋳型について、曲げ強さをJIS K 6910に準拠して測定した。結果を表4に示す。 Further, when the molded product taken out from the mold as described above was heat-treated with a 220 ° C. hot air circulation dryer, the heating time was set to 5 minutes, 15 minutes, 30 minutes, and 90 minutes. The bending strength of the mold obtained by heat treatment in this way was measured according to JIS K 6910. The results are shown in Table 4.
表4の結果にみられるように、加熱処理の時間が5分では、強度の向上の効果が十分にみられないので、加熱処理の時間は10分以上であることが好ましく、30分以上の加熱時間であることがより好ましいことが確認される。また加熱時間が90分になると、表3の220℃×60分の曲げ強さよりも低下しており、加熱時間は80分よりも短く設定するのが好ましいといえる。 As can be seen from the results of Table 4, when the heat treatment time is 5 minutes, the effect of improving the strength is not sufficiently observed. Therefore, the heat treatment time is preferably 10 minutes or more, and preferably 30 minutes or more. It is confirmed that the heating time is more preferable. Further, when the heating time is 90 minutes, it is lower than the bending strength of 220 ° C. × 60 minutes in Table 3, and it can be said that the heating time is preferably set shorter than 80 minutes.
次に、実施例2,3,9,10において、加熱処理をする前の成形物と、180℃、220℃、250℃で加熱処理をした後の鋳型からそれぞれ2.5gの試料を切り出し、この試料についてガス発生量を測定した。測定は、橋本理化(株)製「鋳物砂ガス発生量試験機(型式:手動読み取り式)」を用い、700℃の雰囲気下の条件で、10秒毎にガス量を読み取ることによって行なった。30秒毎の結果を表5に示す。 Next, in Examples 2, 3, 9, and 10, 2.5 g samples were cut out from the molded product before heat treatment and the mold after heat treatment at 180 ° C., 220 ° C., and 250 ° C., respectively. The amount of gas generated was measured for this sample. The measurement was performed by reading the gas amount every 10 seconds under a 700 ° C. atmosphere condition using a “casting sand gas generation amount tester (model: manual reading type)” manufactured by Hashimoto Rika Co., Ltd. The results every 30 seconds are shown in Table 5.
表5にみられるように、加熱処理をすることによって、ガスの発生量をより低減できるものであり、鋳造の際のガス発生量を低減できることが確認される。 As seen in Table 5, it is confirmed that the amount of gas generated can be further reduced by heat treatment, and the amount of gas generated during casting can be reduced.
(実施例11、実施例12)
直径109mm、高さ74mm、重さ約735gの形状・質量の中子として鋳型を造型する成形型を120℃に予熱して用い、粘結剤コーテッド耐火物(3)あるいは粘結剤コーテッド耐火物(10)をゲージ圧力0.1MPaの空気圧で吹き込んで充填した。次に、成形型に給気パイプを接続し、ボイラーで発生させたゲージ圧力0.4MPa、温度143℃の飽和水蒸気を、過熱蒸気発生装置(野村技工(株)製「GE−100」)で加熱して得た、350℃、ゲージ圧力0.45MPaの過熱水蒸気を100kg/hの流量で供給し、成形型内に60秒間吹き込んだ。
(Example 11, Example 12)
Binder-coated refractory (3) or binder-coated refractory using a mold that molds a mold as a core of shape and mass with a diameter of 109 mm, height of 74 mm, and weight of about 735 g. (10) was filled by blowing with an air pressure of a gauge pressure of 0.1 MPa. Next, an air supply pipe is connected to the mold, and saturated steam having a gauge pressure of 0.4 MPa and a temperature of 143 ° C. generated by a boiler is heated with a superheated steam generator (“GE-100” manufactured by Nomura Engineering Co., Ltd.). Heated superheated steam at 350 ° C. and gauge pressure of 0.45 MPa was supplied at a flow rate of 100 kg / h and blown into the mold for 60 seconds.
このようにして成形型内で成形物を成形し、成形物を成形型から脱型して取り出した。そしてこの成形物を250℃に庫内温度を設定した熱風循環式乾燥器に入れ、30分間加熱処理(アフターキュアー)することによって、中子として鋳型を得た。 In this way, the molded product was molded in the mold, and the molded product was removed from the mold and taken out. Then, this molded product was put into a hot air circulation drier set at 250 ° C. and subjected to heat treatment (aftercuring) for 30 minutes to obtain a mold as a core.
上記のように加熱処理をして得た鋳型を生型の中に中子としてセットし、ここに鋳込み温度が1250〜1300℃のFC200相当の鋳鉄溶湯を鋳込む試験を行なった。また比較のために、加熱処理をする前の成形物を中子として用いて同様に鋳鉄溶湯を鋳込む試験を行なった。そしてこの鋳込み時の臭気や煙の発生状態を観察し、また中子への焼き付きの状態を観察し、さらに鋳物を取り出す時の中子の崩壊性を観察した。結果を表6に示す。 The mold obtained by the heat treatment as described above was set as a core in a green mold, and a test was performed in which a cast iron melt equivalent to FC200 having a casting temperature of 1250 to 1300 ° C. was cast. For comparison, a test was performed in which a cast iron melt was similarly cast using the molded product before heat treatment as a core. Then, the state of generation of odor and smoke at the time of casting was observed, the state of seizure to the core was observed, and the disintegration property of the core when the cast was taken out was observed. The results are shown in Table 6.
表6にみられるように、加熱処理前の成形物を鋳型として用いる場合、焼き付きが発生して耐熱性に問題があるが、これを加熱処理して鋳型として用いる場合は焼き付きの発生がなく、耐熱性を向上できることが確認される。またこのように耐熱性が向上するが、鋳型の崩壊性は良好であって問題はない。 As seen in Table 6, when the molded product before heat treatment is used as a mold, seizure occurs and there is a problem with heat resistance, but when this is heat treated and used as a mold, there is no occurrence of seizure, It is confirmed that the heat resistance can be improved. Further, although the heat resistance is improved as described above, the mold disintegration is good and there is no problem.
(糖類の耐熱性試験)
糖類として酵素変性デキストリン「NDP−3」を用い、耐熱性を測定する試験を行なった。試験の対象試料は、加熱処理をしていない「NDP−3」、250℃の乾燥器で60分間加熱処理をした「NDP−3」、「NDP−3」225gとクエン酸25gに水を加えて良く混合し、シャーレに入れて105℃の温度で乾燥した後、250℃の乾燥器で60分間加熱処理をしたもの、の三種類である。
(Heat resistance test of sugars)
An enzyme-modified dextrin “NDP-3” was used as a saccharide, and a test for measuring heat resistance was performed. Samples to be tested are “NDP-3” which has not been heat-treated, “NDP-3” which has been heat-treated for 60 minutes in a dryer at 250 ° C., 225 g of “NDP-3” and 25 g of citric acid with water added. Mix well, put in a petri dish, dry at a temperature of 105 ° C, and then heat-treat in a 250 ° C dryer for 60 minutes.
そして各試料について、(株)島津製作所製示差熱・熱重量同時測定装置「DTG−60H」を用い、窒素雰囲気下、毎分10℃の昇温速度で熱分析を行ない、図3のような温度−残存質量のグラフを得た。このグラフから、400℃と600℃のときの残存質量を求め、表7に示す。 Each sample was subjected to thermal analysis at a rate of temperature increase of 10 ° C./min under a nitrogen atmosphere using a differential thermal / thermogravimetric simultaneous measurement device “DTG-60H” manufactured by Shimadzu Corporation, as shown in FIG. A graph of temperature-residual mass was obtained. From this graph, the remaining mass at 400 ° C. and 600 ° C. was determined and shown in Table 7.
図3のグラフ及び表7にみられるように、「NDP−3」を加熱処理をすることによって、残存質量が増加しており、つまり加熱による質量減少が小さくなっており、加熱処理することによって「NDP−3」の耐熱性が向上している。特に「NDP−3」にクエン酸を加えることによって質量減少がさらに小さくなっている。このことは、加熱処理をすることによって糖類は重合して分子量が大きくなっていることを示唆するものであり、表3や表4のように鋳型の強度が向上し、また表6のように鋳型の耐熱性が向上するのは、糖類が加熱処理によって重合し、糖類自体の強度や耐熱性が高くなっていることに起因するものと考えられる。 As can be seen in the graph of FIG. 3 and Table 7, the heat treatment of “NDP-3” increases the residual mass, that is, the decrease in mass due to heating is small. The heat resistance of “NDP-3” is improved. In particular, by adding citric acid to “NDP-3”, the mass loss is further reduced. This suggests that the sugars are polymerized and the molecular weight is increased by heat treatment, and the strength of the mold is improved as shown in Tables 3 and 4, and as shown in Table 6. It is considered that the heat resistance of the mold is improved because the saccharide is polymerized by the heat treatment, and the strength and heat resistance of the saccharide itself are increased.
1 粘結剤コーテッド耐火物
2 成形型
3 成形物
4 熱処理容器
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JPS5036415B1 (en) * | 1970-07-22 | 1975-11-25 | ||
JPS5314120A (en) * | 1976-07-26 | 1978-02-08 | Nat Res Inst Metals | Method to manufacture waterrsoluble selffcuring casting mould |
JP2000061583A (en) * | 1998-08-25 | 2000-02-29 | Lignyte Co Ltd | Manufacture of mold |
WO2011030795A1 (en) * | 2009-09-10 | 2011-03-17 | リグナイト株式会社 | Binder-coated refractory, casting mold and method for producing casting mold |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3038221A (en) * | 1958-08-30 | 1962-06-12 | Hansberg Fritz | Device for hardening foundry cores and foundry moulds by means of gaseous or atomized reagents, particularly co2 gas |
JPS5036415B1 (en) * | 1970-07-22 | 1975-11-25 | ||
JPS5314120A (en) * | 1976-07-26 | 1978-02-08 | Nat Res Inst Metals | Method to manufacture waterrsoluble selffcuring casting mould |
JP2000061583A (en) * | 1998-08-25 | 2000-02-29 | Lignyte Co Ltd | Manufacture of mold |
WO2011030795A1 (en) * | 2009-09-10 | 2011-03-17 | リグナイト株式会社 | Binder-coated refractory, casting mold and method for producing casting mold |
CN106903265A (en) * | 2017-02-16 | 2017-06-30 | 共享装备股份有限公司 | Accelerate the mould of molding resin sand air-set |
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