JP2828750B2 - 金属溶湯用濾材の焼成方法及びそれに用いる焼成用治具 - Google Patents

金属溶湯用濾材の焼成方法及びそれに用いる焼成用治具

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、アルミナ質、炭化珪素質などからなる骨材
粒子を無機質結合材で結合させた多孔質チューブ状金属
溶湯用濾材の焼成方法とそれに用いる焼成用治具に関す
る。
[従来の技術] 金属の薄板や箔は金属溶湯をインゴットに鋳造し、こ
れを圧延することにより製造される。ところが、金属溶
湯に含まれる金属酸化物や耐火物の微小破片等の固形不
純物がそのままインゴット中に混入すると、これを圧延
して薄板や箔等を製造する過程でピンホール、表面欠陥
が発生することがある。これを防ぐには、溶湯中から固
形不純物を除去する必要があり、そのために、金属溶湯
濾過用のフィルターとして、アルミナ質、炭化珪素質な
どを骨材粒子とし、無機質結合材で結合させた多孔質チ
ューブ状の金属溶湯用濾材が使用されている。
従来、このような金属溶湯用濾材を焼成する際の窯詰
方法としては、チューブ状の金属溶湯用濾材が数本入る
箱体を組立て、その中に濾材を入れた後、充填材で埋め
る方法が採用されている。この方法によれば、焼成中に
おける濾材の変形および濾材表面の脆さを抑えることが
でき、有効な方法であった。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記従来の方法にあっては、充填材を
使用するため、金属溶湯用濾材の窯詰・窯出時の作業性
が悪いという問題があった。特に焼成後の窯出時には、
充填材が濾材表面のほぼ全面に固着しているため、充填
材を取り除く必要があるが、この作業は面倒であり、非
常に手間がかかるという問題があった。
[課題を解決するための手段] そこで、本発明者は、上記した従来の問題を解決し、
窯詰・窯出時の作業性のよい金属溶湯用濾材の焼成方法
とそれに用いる焼成用治具について鋭意研究を重ねた結
果、本発明に到達した。
即ち、本発明によれば、骨材粒子を無機質結合材で結
合させてなる多孔質チューブ状金属溶湯用濾材の焼成方
法であって、該金属溶湯用濾材を、凹部を有する焼成用
治具にて下方より支持するとともに、該金属溶湯用濾材
を焼成用治具にて密封し、雰囲気に非接触状態で焼成す
ることを特徴とする金属溶湯用濾材の焼成方法、が提供
される。
また、本発明によれば、金属溶湯用濾材の焼成方法に
用いるための焼成用治具であって、上蓋と下受け台によ
り二つ割り構造とし、下受け台における金属溶湯用濾材
受け部が、該濾材を下方より少なくとも断面方向におい
て二点以上で支持するように形成されているとともに、
該上蓋と該下受け台とで、該濾材を雰囲気に非接触状態
に密封するように形成されていることを特徴とする金属
溶湯用濾材の焼成用治具、が提供される。
更に、本発明の焼成用治具として、上面側に一以上の
金属溶湯用濾材支持用の凹部を設け、かつ下面側に金属
溶湯用濾材の上蓋として機能する凹部を設けた一体物を
用い、この治具を複数段積重ねることにより、極めて作
業性がよく効率的な濾材の窯詰・窯出を達成することが
できる。
[作用] 本発明では、金属溶湯用濾材を焼成するに際し、凹部
を有する焼成用治具にて下方より支持することにより、
濾材の変形を防止する。この場合、濾材を焼成用治具に
て上下より密封し、雰囲気に非接触状態で焼成したの
で、骨材粒子を結合させる無機質結合材中からB2O3が飛
散することを極力抑えることができ、濾材表面のボロツ
キを防止する。
また焼成用治具は、上蓋と下受け台によりなる上下二
つ割り構造であり、下受け台の濾材受け部が濾材を少な
くとも断面方向において二点以上、好ましくは三点以上
で支持し、焼成の際の変形を防止する。
さらに、この焼成用治具として、上面側に一以上の濾
材支持用の凹部を設け、かつ下面側に濾材の上蓋として
機能する凹部を設けてなる一体物を用い、この治具を複
数段積重ねると、濾材の窯詰・窯出を効率良く行なうこ
とができる。
[実施例] 以下、本発明を図示例に基いて更に詳細に説明する
が、本発明はこれら図示例に限定されるものではない。
第1図は本発明における焼成用治具の下受け台に濾材
を収納した一例を示す斜視図であり、第2図(a)は下
受け台に上蓋をした場合の横断面図、第2図(b)は第
2図(a)の縦断面図で、濾材受け部の断面形状が半円
の場合、第2図(c)は第2図(a)の縦断面図で、濾
材受け部の断面形状が多角形の場合を示す。
図において、下受け台3及び上蓋2とから構成される
焼成用治具の内径または内のりは、濾材1の直径よりや
や大きめとすることが好ましい。また、下受け台3の濾
材受け部6の断面形状は第2図(b)の如く半円形であ
るか、第2図(c)の如く多角形であることが好まし
い。この断面形状が半円形の場合には濾材1の下方部と
濾材受け部6とが接触しており、充填材を詰めた時と同
様に、濾材1は焼成用治具4の中で安定しており、焼成
に際して変形することはない。また、断面形状が多角形
の場合、例えば第2図(c)のような場合には、濾材1
は下受け台3の濾材受け部6のA,B,Cの3接点で接触・
支持される。このように、濾材1を濾材受け部6の三点
或いは三点以上で支持することにより、濾材1の荷重が
分散されて濾材1の変形を抑えることができるので好ま
しい。この場合、濾材中心部と接点A,Bでなす角度α、
及び濾材中心部と接点B,Cでなす角度βを夫々45゜とす
ることにより、濾材1の荷重が三方向に均等に分散され
ることから、濾材1の変形防止のために更に好ましい。
上記のように濾材1を収納した焼成用治具4は、一般
には、第3図に示すように敷板5に複数個載置され、こ
れを数段積み重ねて焼成が行なわれる。
第4図(a)は焼成用治具の他の例を示す斜視図、第
4図(b)は同上の縦断面図であり、第2図の例では焼
成用治具4の上蓋2と下受け台3とが別体となっていた
が、第4図の例では、上面側に3個の濾材支持用の凹部
10を設け、一方、下面側には濾材の上蓋として機能する
凹部11を設けた一体物13を示す。このような一体物13を
用い、複数段積重ねることにより、省スペースを図ると
ともに、濾材の窯詰・窯出などの焼成操作を効率化する
ことができる。
なお、第4図(b)において、半円状の濾材受け部6
は濾材1の円周の1/3以上接触していることが、濾材の
変形防止の点から好ましい。また、濾材1の上方部と凹
部11との間には多少の隙間12を設けることが脱バインダ
ーや接触による変形防止の点から好ましい。
第5図、第6図および第7図は夫々本発明の焼成用治
具の更に別の例を示すものである。
第5図(a)(b)の例では、濾材中心部と接点E,F
でなす角度γ、及び濾材中心部と接点F,Gでなす角度θ
を夫々45゜とし、濾材1を、濾材受け部6のE,F,Gの3
接点で下方から均等に支持するようにした焼成用治具を
示している。又、第6図(a)(b)の例では、第4図
と同様に、下受け台3の濾材受け部6は濾材1の円周の
1/3以上で接触しており、さらに下受け台3の濾材受け
部6の深さは濾材1の径より大きく形成し、上部を上蓋
2で覆うものである。このように治具を形成すると、第
6図(a)のように上蓋2を載置しこれを段積すること
により濾材1を焼成する方法のほか、上蓋2を載置せず
下受け台3に濾材1を収納しこれを段積して焼成するこ
とも可能である。
さらに第7図(a)(b)の例では、下受け台3の濾
材受け部6は、濾材1を下方より二点で支持するもので
あるが、この場合、濾材直下の空間22に充填材23を詰め
ることにより、濾材1の円周の1/3以上が焼成用治具お
よび充填材23と接触するものである。この場合も、第6
図と同様に、焼成用治具に上蓋2を載置しこれを段積す
ることにより濾材1を焼成する方法のほか、上蓋2を載
置せず下受け台3に濾材1を収納しこれを段積して焼成
することも可能である。
なお、本発明における焼成用治具の材質としては、濾
材の焼成中に濾材と固着しないようなものが好ましく、
例えば、炭化珪素質、アルミナ質、ムライト質、窒化珪
素質などが挙げられる。
以下、具体的な実施結果を説明する。
(実施例1) 平均粒子径約1.1mm、純度99%のAl2O3骨材100重量部
に対して、結合材(B2O340重量%、Al2O330重量%、CaO
20重量%、MgO10重量%の組成)15重量部を添加し、水
を加えて混練機で混合・混練を行なったものを、長さ90
0mm、外径100mm、内径60mmで、一方の端部に底を設けた
チューブ状に成形し、105℃で乾燥後、第4図に示す焼
成用治具、および第8図に示すようなレンガ製の焼成用
ボックス20に濾材1を入れ、充填材21を充填した従来の
焼成用治具に、それぞれ濾材10本を納め、両焼成用治具
によって焼成用窯詰を行ない、最高温度1350℃(定温過
程温度)で焼成した。
得られた焼成体について、縦方向の直径変化率を測定
して寸法変化率を求め、更に、濾材表面の長手方向をム
ライト質の100×100×15mmの板にて1kg/cm2の圧力で5
往復摺動させ、その時の骨材粒子の脱粒数を調べた。
その結果を表1に示す。
(実施例2) 第5図の焼成用治具を用いた以外は実施例1と同様の
条件で濾材の焼成体を作製し、実施例1と同様の方法で
評価した。その結果を表1に示す。
(実施例3) 結合材の組成をB2O310重量%、Al2O325重量%、SiO24
0重量%、CaO15重量%、MgO10重量%とした以外は、実
施例1と同様の焼成用治具を用い、実施例1と同じ条件
で濾材の焼成を行ない、得られた焼成体について縦方向
の直径変化率および骨材粒子脱落数を求めた。その結果
を表1に示す。
(実施例4) 第6図(a)(b)に示す焼成用治具を用いた以外は
全て実施例1と同様の方法で濾材の焼成体を作製し、実
施例1と同様の方法で評価した。その結果を表1に示
す。
(実施例5) 第7図(a)(b)に示すような形状の焼成用治具を
使用し、濾材直下の空間22に充填材23を詰め、濾材1の
円周の1/3以上を焼成用治具および充填材22と接触させ
た以外は実施例1と同様の方法で濾材の焼成体を作製
し、実施例1と同様の方法で評価した。その結果を表1
に示す。
以上の各実施例の結果より、本発明の焼成用治具を使
用することにより、縦方向の直径変化率は1%程度と極
小となり、従来の充填材を使用する埋焼方法に比べて、
同品質の濾材を能率よく製造できることがわかる。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明の金属溶湯用濾材焼成用
治具を用いることにより、濾材の自重を均等に分散する
ことができ、充填材を使用した場合と同様、焼成中にお
ける濾材の変形を防止することができる。また、無機質
結合材中のB2O3が飛散することを極力抑えることがで
き、濾材表面のボロツキを防止することができる。
従来の充填材を使用する場合には、焼成後、充填材が
濾材の表面に全面的に固着するため、これを取り除くた
めに多くの手間を要していたが、本発明ではその必要が
なくなり、効率よく濾材の焼成を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明における焼成用治具の下受け台に濾材を
収納した一例を示す斜視図であり、第2図(a)は下受
け台に上蓋をした場合の横断面図、第2図(b)は第2
図(a)の縦断面図で、濾材受け部の断面形状が半円の
場合、第2図(c)は第2図(a)の縦断面図で、濾材
受け部の断面形状が多角形の場合を示す。第3図は焼成
用治具を複数段積み重ねた状態を示す断面図である。第
4図(a)は焼成用治具の他の例を示す斜視図、第4図
(b)は同上縦断面図、第5図(a)は本発明の焼成用
治具の更に他の例を示す縦断面図であり、第5図(b)
は第5図(a)の一部拡大図である。第6図(a)は焼
成用治具のさらに他の例を示す縦断面図であり、第6図
(b)はその斜視図である。第7図(a)は焼成用治具
のさらに別の例を示す縦断面図であり、第7図(b)は
その斜視図である。第8図は従来の埋焼方法を示す断面
図である。 1……金属溶湯用濾材、2……上蓋、3……下受け台、
4……焼成用治具、5……敷板、6……濾材受け部、10
……凹部、11……凹部、12……隙間、13……一体物、20
……焼成用ボックス、21……充填材、22……空間、23…
…充填材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−107953(JP,A) 特開 平2−51472(JP,A) 特開 平3−103363(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C04B 35/64

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】骨材粒子を無機質結合材で結合させてなる
    多孔質チューブ状金属溶湯用濾材の焼成方法であって、
    該金属溶湯用濾材を、凹部を有する焼成用治具にて下方
    より支持するとともに、該金属溶湯用濾材を焼成用治具
    にて密封し、雰囲気に非接触状態で焼成することを特徴
    とする金属溶湯用濾材の焼成方法。
  2. 【請求項2】金属溶湯用濾材の焼成方法に用いるための
    焼成用治具であって、上蓋と下受け台よりなる二つ割り
    構造とし、下受け台における金属溶湯用濾材受け部が、
    該濾材を下方より少なくとも断面方向において二点以上
    で支持するように形成されているとともに、該上蓋と該
    下受け台とで、該濾材を雰囲気に非接触状態に密封する
    ように形成されていることを特徴とする金属溶湯用濾材
    の焼成用治具。
  3. 【請求項3】金属溶湯用濾材の焼成方法に用いるための
    焼成用治具であって、上面側に一以上の金属溶湯用濾材
    支持用の凹部を設けるとともに、下面側に金属溶湯用濾
    材の上蓋として機能する凹部を設けたことを特徴とする
    金属溶湯用濾材の焼成用治具。
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