JP2973164B2 - 溶融金属保持容器用熱板 - Google Patents

溶融金属保持容器用熱板

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JP2973164B2
JP2973164B2 JP6084132A JP8413294A JP2973164B2 JP 2973164 B2 JP2973164 B2 JP 2973164B2 JP 6084132 A JP6084132 A JP 6084132A JP 8413294 A JP8413294 A JP 8413294A JP 2973164 B2 JP2973164 B2 JP 2973164B2
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誠二 桜井
純一 朽木
秀雄 田中
正一 成瀬
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鋳造のため保持容器に
蓄えられている溶融金属を適温に加熱するための熱板に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】鋳造のため加熱して溶融状態にされたア
ルミニウム、亜鉛、銅、あるいはこれらの金属の合金な
どの比較的低融点の金属を一時的に蓄えておく溶融金属
保持容器には、保持する溶融金属(以下、これを溶湯と
呼ぶことがある)を鋳造に適当な温度に維持するための
加熱手段を用意することが必要である。加熱手段として
は、輻射熱利用方式、電気加熱方式など、種々の方式の
ものがあるが、溶湯中に直接浸漬した熱板により加熱す
る方式が最も熱効率よく、また溶融金属の品質に悪影響
を及ぼさない点でも優れている。
【0003】溶湯中に浸漬して使用する熱板としては、
例えば実開平2−1556号公報に記載されており、電
気ヒーター素子を直接セラミック材で被覆して任意の形
状を作り、これを溶湯と接触する炉の壁あるいは溶湯中
に浸漬して用いるものである。しかしながら、この熱板
は電気ヒーター素子すなわちニクロム線等の電熱線を電
融マグネシアの板状成形物中に埋設し、該板状成形物を
セラミックスで密着被覆したものであるため、通電加熱
時に熱膨張率の相違により発生する熱歪みによって亀裂
を生じ、この亀裂から溶湯が入り込み、絶縁不良に伴う
事故を起こす危険性がある。
【0004】こうした問題を解決するため、図7および
図8に示すように、耐熱性電気絶縁材1に電熱線2を埋
設してなる板状発熱体Aを、セラミック製の箱状枠体B
内に緩挿可能に収容し、前記電熱線2のリード線2aを
前記箱状枠体Bの上部側面に設けた切り欠き開口部3か
ら側方に引き出した構造の溶融金属保持容器用熱板が提
案されている(実開平5−88760号公報参照)。な
お、図中、符号4は、箱状枠体Bの上端開口部に設けら
れた熱歪み吸収用のスリット状削除部である。
【0005】上記構成の溶融金属保持容器用熱板におい
ては、図示のように板状発熱体Aが緩挿可能なセラミッ
ク製箱状枠体B内に収容され、板状発熱体Aと箱状枠体
内面との間に小隙間5が設けられているため、通電によ
って板状発熱体Aが熱膨張したり、反りなどの変形を生
じたりしても箱状枠体Bに大きな力が作用せず、枠体に
は亀裂が生じにくい。このため、板状発熱体Aに亀裂が
生じた場合にも溶湯の浸透よる絶縁不良に伴う事故を起
こす危険性が低下する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の溶融金
属保持容器用熱板においても箱状枠体Bに亀裂が生ずる
ことがあり、また、上記の溶融金属保持容器用熱板を長
期間使用した場合、徐々に溶湯が箱状枠体Bに浸透して
枠体が侵食される。この結果、溶湯が箱状枠体Bの内部
に入り込む。また、湯面から上方に向かって溶融金属の
ドロスが析出し箱状枠体の上端開口部から箱状枠体の内
部に入り込むことがある。さらに、ドロスにはアルカリ
などのフラックス成分が多く含まれるため、長期に亘っ
てドロスに晒される箱状枠体Bの湯面にあたる部分の周
辺は特に侵食されやすい。
【0007】このように、上記の溶融金属保持容器用熱
板においては、長期間に亘って使用した場合には、箱状
枠体Bの内部に溶湯あるいはドロスが入り込むのを防ぐ
ことが難しく、板状発熱体Aに亀裂が生じた場合、箱状
枠体Bの内部に入り込んだ溶湯あるいはドロスにより絶
縁不良が起こる危険性があるため、長期間に亘って安定
して使用するのは難しい。
【0008】
【発明の目的】本発明は、上述したような従来の溶融金
属保持容器用熱板における問題点を解決し、長期間に亘
って安定して使用できる溶融金属保持容器用熱板を提供
することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、耐熱性電気絶
縁材に電熱線を埋設してなる板状発熱体を緩挿可能なセ
ラミック製箱状枠体内に収容してなる溶融金属保持容器
用熱板において、前記箱状枠体と、その枠体の上端開口
部に充填したセラミック繊維および無機質バインダーか
らなるペースト状耐火物の硬化体との外表面全体および
箱状枠体の内表面全体に、セラミック繊維織物で補強さ
れたセラミック質被覆層を設け、かつ溶融金属保持容器
に組み込んだ際に湯面にあたる部分の周辺のセラミック
質被覆層を二重としたことを特徴としている。
【0010】本発明の溶融金属保持容器用熱板に設けら
れるセラミック質被覆層が、炭化ケイ素、窒化ケイ素、
窒化アルミニウム、窒化ホウ素および炭化ホウ素からな
る群から選ばれたセラミックを含有するものが好適であ
る。
【0011】また、板状発熱体を、その表面にセラミッ
ク繊維織物で補強されたセラミック質被覆層が設けられ
たものとすることがましい。
【0012】
【作用】本発明の溶融金属保持容器用熱板においては、
セラミック製箱状枠体の外表面全体および内表面にセラ
ミック繊維織物で補強されたセラミック質被覆層が設け
られ、かつ溶融金属保持容器に組み込んだ際に湯面にあ
たる部分の周辺のセラミック質被覆層を二重としている
ので、セラミック製箱状枠体に亀裂が生じにくく、ま
た、亀裂が生じた場合にもセラミック繊維織物で補強さ
れたセラミック質被覆層まで亀裂を生ずることはない。
【0013】また、セラミック質被覆層を炭化ケイ素、
窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素および炭化
ホウ素からなる群から選ばれたセラミックを含有し、溶
湯に濡れにくく、耐食性に優れたものとすることによ
り、溶湯の浸透および溶湯による侵食が被覆層によって
くい止められる。
【0014】さらに、箱状枠体の上端開口部に充填され
たセラミック繊維と無機質バインダーからなるペースト
状耐火物の硬化体の外表面を含む溶湯に浸漬されない部
分の外周面にも前記セラミック質被覆層が設けられてい
るため、湯面から上方に向かって析出するドロスによる
侵食も被覆層によってくい止められる。
【0015】特にドロスによる侵食をうけやすい湯面に
あたる部分の周辺の被覆層を二重にすることにより、侵
食の防止はより確実なものとなる。このように、本発明
の溶融金属保持容器用熱板においては、外表面全体に設
けられた被覆層により、枠体の内部に溶湯あるいはドロ
スが入り込むことが防止される。
【0016】加えて、板状発熱体をその表面に前記セラ
ミック質被覆層が設けられたものとすることにより、万
一箱状枠体の内部に溶湯またはドロスが入り込んだ場合
にも、被覆層によって侵食がくい止められ、絶縁不良等
の板状発熱体の致命的な損傷が防止される。
【0017】
【実施例】図1〜図6に、本発明の一実施例を示す。な
お、図7〜図8と同一または類似する部分には同じ符号
が付されている。板状発熱体Aは、図5〜図6に分離し
て示したように、高アルミナ質スタンプ材などの電気絶
縁性の良い耐熱材料1を板状に成形する過程でニクロム
線2を埋設したものである。ニクロム線2のリード線2
aは、板状発熱体Aの端面のうち、使用状態において直
立する端面の上端部に引き出されている。
【0018】セラミック製箱状枠体Bは、炭化ケイ素質
などのセラミックスからなり、いわゆるキャスタブル耐
火物を箱状に成形したものであるが、板状セラミックス
を接合して作られたものでもよい。その内部空間は、水
平断面が板状発熱体Aの水平断面より厚さ方向および幅
方向に若干大きく、深さは板状発熱体Aの高さより充分
大きい。したがって、図1〜図2に示したように板状発
熱体Aはセラミック製箱状枠体B内に緩挿された状態に
あり、箱状枠体Bと板状発熱体Aとの間には僅かな隙間
5がある。この隙間5のうち、板状発熱体Aの広い表面
に面する隙間5には、図示していないがセラミック繊維
紙をクッション材として挿入してある。
【0019】セラミック製箱状枠体Bの側面のうち、板
状発熱体Aのリード線2aの引き出し部と対向する部分
には切り欠き開口部3があって、そこからリード線2a
が側方に引き出されている。セラミック製箱状枠体Bの
上端開口部には、セラミック繊維と無機質バインダーか
らなるペースト状耐火物を充填し、硬化体6とする。前
記セラミック製箱状枠体Bの外表面全体とその一部を二
重に被覆しているセラミック製被覆層C1,C2、枠体B
の内表面を被覆しているセラミック製被覆層C3、およ
び板状発熱体Aの表面を被覆しているセラミック製被覆
層C4は、次のようにして形成される。
【0020】まず、セラミック製箱状枠体Bにあって
は、セラミック製箱状枠体の内表面に被覆材を塗布し、
次に硬化体6の表面を含む枠体の外表面全体に被覆材を
塗布する。被覆材は、好ましくは下記の組成のものであ
る。 アルミナ質繊維、シリカアルミナ質繊維等のセラミ
ック繊維(単繊維)……………0〜20重量部 炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化
ホウ素、炭化ホウ素等の溶融金属に濡れにくく耐食性に
優れたセラミックス粉末…………20〜60重量部 無機質バインダー(たとえばコロイダルシリカ、コ
ロイダルアルミナ、リン酸アルミニウム)……………3
0〜70重量部
【0021】まず、所要厚さに被覆材を塗布し、その塗
布した被覆材が乾く前にアルミナ繊維等のセラミック繊
維で作られた織物(目の細かい平織物が適当である)を
全面に押し付けて接着状態にし、その上から再度上記被
覆材をセラミック繊維織物の目が見えなくなる程度に塗
布する。枠体の外表面にあっては、乾燥後、さらに溶融
金属保持容器に組み込んだ際に湯面にあたる部分の周辺
に、前記と同様に、上記被覆材を塗布し、塗布した被覆
材か乾く前に上記セラミック繊維織物を全面に押し付け
て接着状態にし、その上から再度上記被覆材をセラミッ
ク繊維織物の目が見えなくなる程度に塗布して二重層と
する。
【0022】この後、熱板使用温度より高い温度、たと
えば800℃に加熱する。この加熱処理により被覆材は
焼き締まり、図4に拡大して示したように、枠体の外表
面には被覆材硬化物7とセラミック繊維織物8からなる
第1セラミック質被覆層C1および第2セラミック質被
覆層C2が、枠体の内表面にはセラミック質被覆層C3
形成される。前記板状発熱体Aの表面には、それを枠体
内に収容する前に前記と同様な方法により、図4に示す
ように、被覆材硬化物7とセラミック繊維織物8からな
るセラミック質被覆層C4が形成される。
【0023】
【発明の効果】本発明の溶融金属保持容器用熱板は、セ
ラミック製箱状枠体の内表面および外表面全体にセラミ
ック繊維織物で補強されたセラミック質被覆層が設けら
れているので、セラミック製箱状枠体に亀裂が生じにく
く、また、亀裂が生じた場合にもセラミック繊維織物で
補強されたセラミック質被覆層まで亀裂を生ずることは
ない。
【0024】また、セラミック質被覆層は炭化ケイ素、
窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素および炭化
ホウ素からなる群から選ばれたセラミックスを含有し、
溶湯に濡れにくく、耐食性に優れたものであり、枠体の
上端開口部にセラミック繊維と無機質バインダーからな
るペースト状耐火物が充填され、セラミック質被覆層が
溶湯に浸漬されない部分を含む外表面全体に上記セラミ
ック質被覆層が設けられているため、溶湯の浸透および
溶湯による侵食、さらには湯面から上方に向かって析出
するドロスによる侵食が被覆層によってくい止められ
る。
【0025】さらに、特にドロスによる侵食をうけやす
い湯面にあたる部分の周辺の被覆層を二重にすることに
より、侵食の防止はより確実なものとなり、枠体の内部
に溶湯あるいはドロスが入り込むことが防止される。加
えて、板状発熱体をその表面に上記セラミック質被覆層
が設けられたものとすることにより、万一枠体の内部に
溶湯またはドロスが入り込んだ場合にも、被覆層によっ
て侵食がくい止められ、絶縁不良等の板状発熱体の致命
的な損傷が防止される。このため、本発明の溶融金属保
持容器用熱板は、従来に比べ信頼性が向上し、長期間に
亘って安定して使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す溶融金属保持容器用熱
板の一部切断正面図である。
【図2】図1のX−X線の断面図である。
【図3】図1のY−Y線の断面図である。
【図4】熱板の一部の拡大断面図である。
【図5】板状発熱体の正面図である。
【図6】板状発熱体の側面図である。
【図7】従来の溶融金属保持容器用熱板の一部切断正面
図である。
【図8】熱板の一部切断側面図である。
【符号の説明】
A 板状発熱体 1 耐熱性電気絶縁材料 2 ニクロム電熱線 2a リード線 B セラミック製箱状枠体 3 開口部 5 隙間 6 ペースト状耐火物の硬化体 C1,C2,C3,C4 セラミック質被覆層 7 被覆材硬化物 8 セラミック繊維織物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H05B 3/20 356 H05B 3/20 356 (56)参考文献 特開 昭62−275551(JP,A) 特開 平2−210785(JP,A) 実開 平5−88760(JP,U) 実開 昭63−101799(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H05B 3/62 B22D 11/10 310 B22D 41/015 F27D 1/00 F27D 11/02 H05B 3/20 356

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 耐熱性電気絶縁材に電熱線を埋設してな
    る板状発熱体を緩挿可能なセラミック製箱状枠体内に収
    容してなる溶融金属保持容器用熱板において、前記箱状
    枠体と、その枠体の上端開口部に充填したセラミック繊
    維および無機質バインダーからなるペースト状耐火物の
    硬化体との外表面全体および箱状枠体の内表面全体にセ
    ラミック繊維織物で補強されたセラミック質被覆層を設
    、かつ溶融金属保持容器に組み込んだ際に湯面にあた
    る部分の周辺のセラミック質被覆層を二重としたことを
    特徴とする溶融金属保持容器用熱板。
  2. 【請求項2】 耐熱性電気絶縁材に電熱線を埋設してな
    る板状発熱体が、その表面にセラミック繊維織物で補強
    されたセラミック質被覆層が設けられたものであること
    を特徴とする請求項1に記載の溶融金属保持容器用熱
    板。
  3. 【請求項3】 セラミック質被覆層が、炭化ケイ素、窒
    化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素および炭化ホ
    ウ素からなる群から選ばれたセラミックスを含有するも
    のであることを特徴とする請求項1または請求項2に記
    載の溶融金属保持容器用熱板。
JP6084132A 1994-03-30 1994-03-30 溶融金属保持容器用熱板 Expired - Lifetime JP2973164B2 (ja)

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JP2664977B2 (ja) * 1989-02-10 1997-10-22 三菱重工業株式会社 セラミックスヒータ炉
JP2558169Y2 (ja) * 1992-04-27 1997-12-17 ニチアス株式会社 溶融金属保持容器用熱板

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