JP6121120B2 - Mold manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、鋳造に用いられる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 used for casting.
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、硅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 cinnabar 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(一般にレジンコーテッドサンドと呼ばれる)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、熱硬化性樹脂粘結剤を溶融・硬化させることによって、鋳型を造型することができる。 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. Prepare coated binder refractory (generally called resin-coated sand), fill this binder-coated refractory into a heated mold, and melt and cure the thermosetting resin binder. Thus, a mold can be formed.
粘結剤コーテッド耐火物において、耐火骨材の表面を被覆する熱硬化性樹脂粘結剤としては、上記のようにフェノール樹脂を用いるのが一般的であり、フェノール樹脂のなかでもノボラック型フェノール樹脂がよく使用されている。このノボラック型フェノール樹脂は熱可塑性であって加熱しても硬化しないために、硬化剤としてヘキサメチレンテトラミンを配合して使用するのが普通である(例えば特許文献1等参照)。 In the binder-coated refractory, as the thermosetting resin binder for coating the surface of the refractory aggregate, it is common to use a phenol resin as described above, and among the phenol resins, a novolac type phenol resin is used. Is often used. Since this novolak type phenol resin is thermoplastic and does not cure even when heated, it is common to use hexamethylenetetramine as a curing agent (see, for example, Patent Document 1).
そしてノボラック型フェノール樹脂を粘結剤として調製される粘結剤コーテッド耐火物を250〜350℃に加熱した成形型に充填すると、成形型からの熱伝達で加熱されてヘキサメチレンテトラミンがホルムアルデヒドとアンモニアに分解され、ホルムアルデヒドの大部分はノボラック型フェノール樹脂と反応してフェノール樹脂を不溶不融状態に硬化させることができるものである。 When a binder-coated refractory prepared using a novolac-type phenolic resin as a binder is filled in a mold heated to 250 to 350 ° C., it is heated by heat transfer from the mold and hexamethylenetetramine is converted into formaldehyde and ammonia. Most of the formaldehyde can be reacted with the novolac type phenolic resin to cure the phenolic resin into an insoluble and infusible state.
しかし、反応に寄与しなかったホルムアルデヒドや、殆どのアンモニアは、鋳型を造型する際や、造型後に、大気中に揮散することになり、このホルムアルデヒドやアンモニアによって、作業者の健康に対してだけでなく、環境が汚染されるという問題が発生するものであった。フェノール樹脂としてレゾール型フェノール樹脂を用いる場合には、このような問題は幾分か低減できるが、レゾール型フェノール樹脂においても未反応のホルムアルデヒドが放出されるので、依然として問題が残る。 However, formaldehyde and most ammonia that did not contribute to the reaction would be volatilized into the atmosphere when molding the mold or after molding. However, there is a problem that the environment is polluted. When a resol type phenol resin is used as the phenol resin, such a problem can be somewhat reduced. However, since the unreacted formaldehyde is also released in the resol type phenol resin, the problem still remains.
また、フェノール樹脂を粘結剤とする粘結剤コーテッド耐火物を用いた鋳型に溶湯を鋳込んで鋳造する際に、溶湯の熱でフェノール樹脂が分解し、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ることになり、この点でも、作業者の健康に対してだけでなく、環境の汚染が問題になるものであった。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。 In addition, when casting the molten metal into a mold using a binder-coated refractory having a phenol resin as a binder, the phenol resin is decomposed by the heat of the molten metal, for example, phenol, xylenol, toluene, benzene, Methane etc. will be released, and in this respect as well, not only the health of workers but also environmental pollution becomes a problem. 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.
そこで粘結剤として糖類や水溶性無機化合物や水溶性熱可塑性樹脂を耐火骨材の表面に被覆した粘結剤コーテッド耐火物を用いることが提案されている(特許文献2,3参照)。糖類・水溶性無機化合物・水溶性熱可塑性樹脂は水に溶解乃至膨潤して湿潤状態になると粘着性が生じ、粘結剤コーテッド耐火物を粘結させる粘結剤として用いることができるものである。そしてこれらの糖類・水溶性無機化合物・水溶性熱可塑性樹脂はフェノール樹脂の場合のようなホルムアルデヒドの放出等の問題がなく、しかも崩壊性の良好な鋳型を得ることができるものである。
Thus, it has been proposed to use a binder-coated refractory material in which a saccharide, a water-soluble inorganic compound, or a water-soluble thermoplastic resin is coated on the surface of the refractory aggregate as a binder (see
しかし、糖類・水溶性無機化合物・水溶性熱可塑性樹脂が湿潤状態で耐火骨材の表面に被覆されていると、粘結剤コーテッド耐火物の流動性が悪くなり、粘結剤コーテッド耐火物を成形型に充填する作業が困難になって、充填不良が発生し易くなる。そこで特許文献2,3では、耐火骨材の表面に糖類・水溶性無機化合物・水溶性熱可塑性樹脂を含有する粘結剤をコーティングした後に乾燥することによって、固形の粘結剤で被覆された粘結剤コーテッド耐火物を用いるようにしている。
However, if saccharides, water-soluble inorganic compounds, and water-soluble thermoplastic resins are coated on the surface of the refractory aggregate in a wet state, the fluidity of the binder-coated refractory deteriorates, and the binder-coated refractory is It becomes difficult to fill the mold, and poor filling is likely to occur. Therefore, in
そしてこのような固形の糖類・水溶性無機化合物・水溶性熱可塑性樹脂からなる粘結剤で被覆した粘結剤コーテッド耐火物を用いて鋳型を製造するにあたって、特許文献2,3では、成形型内に粘結剤コーテッド耐火物を充填し、この成形型内に水蒸気を通して成形を行なうようにしている。すなわち、粘結剤コーテッド耐火物を充填した成形型内に水蒸気を吹き込むと、粘結剤コーテッド耐火物に接触することによって水蒸気の温度が低下し、水蒸気が凝縮してその凝縮水が表面の粘結剤に供給される。糖類・水溶性無機化合物・水溶性熱可塑性樹脂からなる固形の粘結剤にこのように水分が供給されると、粘結剤は水に溶解乃至膨潤して湿潤状態になって粘着性が生じ、粘結剤の粘着性で粘結剤コーテッド耐火物の粒子同士を粘結させることができるものである。次いで、引き続いて成形型に通される水蒸気の凝縮潜熱と顕熱により、成形型内の粘結剤コーテッド耐火物が加熱され、粘結剤に含有されている水分が蒸発して粘結剤が乾燥固化し、固化したこの粘結剤で粘結剤コーテッド耐火物の粒子を結合した鋳型を得ることができるものである。 In manufacturing a mold using such a binder coated refractory coated with a binder composed of a solid saccharide, a water-soluble inorganic compound, and a water-soluble thermoplastic resin, The inside is filled with a binder-coated refractory, and molding is performed through water vapor in the mold. That is, when water vapor is blown into a mold filled with a binder-coated refractory, the temperature of the water vapor decreases due to contact with the binder-coated refractory, the water vapor condenses, and the condensed water becomes viscous on the surface. Supplied to the binder. When moisture is supplied to a solid binder composed of sugars, water-soluble inorganic compounds, and water-soluble thermoplastic resins, the binder dissolves or swells in water and becomes wet, thereby causing stickiness. The binder-coated refractory particles can be bonded to each other by the adhesiveness of the binder. Next, due to the condensation latent heat and sensible heat of water vapor passed through the mold, the binder-coated refractory in the mold is heated, and the water contained in the binder evaporates to form the binder. A mold in which the particles of the binder-coated refractory are bonded with the solidified and solidified binder can be obtained.
上記のように、特許文献2,3では、糖類・水溶性無機化合物・水溶性熱可塑性樹脂からなる固形の粘結剤を被覆した粘結剤コーテッド耐火物を成形型に充填し、水蒸気を成形型に通すことによって、粘結剤コーテッド耐火物の表面で水蒸気を凝縮させて粘結剤に水分を補給し、粘結剤に粘着作用を生じさせて粘結剤コーテッド耐火物の粒子を粘結剤の粘着作用で粘結させた後、継続して成形型内に通される水蒸気の凝縮潜熱と顕熱で加熱して粘結剤の水分を蒸発させ、粘結剤を乾燥固化させることによって、粘結剤コーテッド耐火物の粒子が固化した粘結剤で結合した鋳型を成形するようにしている。
As described above, in
ここで、工業的に用いられる水蒸気は、ボイラーなどで水を加熱して沸騰させて得ることができる。大気圧下では100℃の水蒸気が、加圧状態では100℃以上の高温の水蒸気が得られ、水蒸気濃度は実質的に100%の飽和水蒸気である。また過熱水蒸気を用いることもあるが、過熱水蒸気は飽和水蒸気をその温度より高い温度に加熱したものであり、この場合でも水蒸気濃度が実質的に100%の水蒸気である。 Here, water vapor used industrially can be obtained by boiling water by heating water with a boiler or the like. Water vapor at 100 ° C. is obtained under atmospheric pressure, and water vapor at a high temperature of 100 ° C. or higher is obtained in a pressurized state, and the water vapor concentration is substantially 100% saturated water vapor. Although superheated steam may be used, superheated steam is obtained by heating saturated steam to a temperature higher than that temperature, and even in this case, the steam concentration is substantially 100%.
このように鋳型の製造設備において工業的に用いられる水蒸気は水蒸気濃度が100%あるいはそれに近いものであり、多量の水分を含んでいる。このため、粘結剤コーテッド耐火物を充填した成形型に水蒸気を通すことによって、水蒸気が凝縮して凝縮水が生成され、この凝縮水を利用して固形の糖類・水溶性無機化合物・水溶性熱可塑性樹脂からなる粘結剤に粘着作用を発揮させることができるものである。 As described above, the water vapor industrially used in the mold manufacturing facility has a water vapor concentration of 100% or close to it, and contains a large amount of water. For this reason, when water vapor is passed through a mold filled with a binder-coated refractory, the water vapor is condensed to produce condensed water, and this condensed water is used to produce solid sugar, water-soluble inorganic compound, water-soluble It is possible to exert an adhesive action on a binder made of a thermoplastic resin.
しかし、水蒸気に含まれる水分が多いと、粘結剤を湿潤状態にして粘着作用を生じさせるのに必要な量以上に凝縮水が発生することになる。そしてこのように凝縮水が成形型内で過剰に生成されると、凝縮水を吸収した粘結剤の粘着作用で粘結剤コーテッド耐火物を粘結させた後、引き続いて成形型に通される水蒸気で粘結剤コーテッド耐火物を加熱して凝縮水を蒸発させ、粘結剤を乾燥固化させるにあたって、粘結剤が固化するまで乾燥させるのに長時間を要することになり、鋳型の成形時間が長くなるという問題があった。 However, when the water content in the water vapor is large, condensed water is generated in an amount more than that necessary to bring the binder into a wet state and cause an adhesive action. And if the condensed water is generated excessively in the mold, the binder coated refractory is caulked by the adhesive action of the binder that has absorbed the condensed water, and then passed through the mold. When heating the binder-coated refractory with water vapor to evaporate the condensed water and drying and solidifying the binder, it takes a long time to dry until the binder solidifies. There was a problem that time became long.
また成形型内で凝縮水がこのように多量に生成されると、粘結剤コーテッド耐火物の粘結剤が凝縮水に溶解して流されることがあり、粘結剤が移動するおそれがある。そしてこのように粘結剤が移動して鋳型内で偏在することになると、造型された鋳型の強度にバラツキが生じるおそれがある等の問題を生じるものであった。 In addition, when a large amount of condensed water is generated in the mold, the binder of the binder-coated refractory may be dissolved in the condensed water and flowed, and the binder may move. . When the binder moves and is unevenly distributed in the mold in this way, there arises a problem that the strength of the molded mold may vary.
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、鋳型の成形時間を短縮することができ、また鋳型の強度を向上し、品質を安定化することができる鋳型の製造方法を提供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 provides a method for producing a mold that can shorten the molding time of the mold, improve the strength of the mold, and stabilize the quality. It is intended.
本発明に係る鋳型の製造方法は、水分を吸収した湿潤状態で粘着作用が生じる固形の粘結剤を表面に被覆した粘結剤コーテッド耐火物を成形型内に充填し、温度50〜500℃、水蒸気濃度10〜60%の高温高湿気体を成形型内に通すことによって、高温高湿気体中の水蒸気が凝縮して生成される水分を粘結剤コーテッド耐火物の表面の粘結剤に補給し、粘結剤コーテッド耐火物を粘結剤の粘着作用で粘結させると共に、継続して成形型内に通される上記と同じ温度・水蒸気濃度の高温高湿気体で加熱して粘結剤の水分を蒸発させ、粘結剤を乾燥固化させ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 molding die with a binder-coated refractory coated with a solid binder that has a sticking action in a wet state where moisture has been absorbed, and has a temperature of 50 to 500 ° C. By passing a high-temperature and high-humidity gas having a water vapor concentration of 10 to 60 % through the mold, moisture generated by condensation of water vapor in the high-temperature and high-humidity gas is used as a binder on the surface of the binder-coated refractory. Replenish and bind the binder-coated refractory with the adhesive action of the binder, and continue heating in a high-temperature and high-humidity gas with the same temperature and water vapor concentration as above and passed through the mold. The moisture of the agent is evaporated, and the binder is dried and solidified.
粘結剤コーテッド耐火物を充填した成形型内に高温高湿気体を通すと、高温高湿気体は粘結剤コーテッド耐火物に接触して温度が低下し、高温高湿気体中の水蒸気が凝縮して生成される凝縮水が粘結剤に供給され、凝縮水の水分を吸収して粘着性が生じた粘結剤で粘結剤コーテッド耐火物の粒子同士を粘結させることができるものであり、次いで継続して成形型に通される高温高湿気体により、成形型内の粘結剤コーテッド耐火物を加熱して、粘結剤に含有されている水分を蒸発させて粘結剤を固化させることができ、固化した粘結剤で粘結剤コーテッド耐火物の粒子を結合した鋳型を得ることができるものである。 When a high-temperature high-humidity gas is passed through a mold filled with a binder-coated refractory, the high-temperature high-humidity gas comes into contact with the binder-coated refractory and the temperature drops, and water vapor in the high-temperature high-humidity gas condenses. The condensed water produced is supplied to the binder, and the particles of the binder-coated refractory can be bonded to each other with the binder produced by absorbing the moisture of the condensed water. Then, the binder-coated refractory in the mold is heated by the high-temperature and high-humidity gas that is continuously passed through the mold to evaporate the water contained in the binder, and the binder is removed. It is possible to obtain a mold that can be solidified, and in which the binder-coated refractory particles are bonded with the solidified binder.
そして成形型内に通す高温高湿気体は、温度が50〜500℃、水蒸気濃度が10〜60%であるので、高温高湿気体中の含有水分量は、粘結剤を湿潤状態にして粘着作用を付与するのに十分であると共に、従来から使用される水蒸気に比べると大幅に少ないものであって、成形型内で余分な凝縮水を多量に発生させることが少なくなくなり、凝縮水を蒸発させて粘結剤を乾燥固化させる時間を短縮することができ、鋳型の成形時間を短くすることができるものである。またこのように成形型内で余分な凝縮水が多量に生成されることがないので、粘結剤コーテッド耐火物の粘結剤が凝縮水で流されるようなことがなくなり、粘結剤が偏在するようなことなく均一な強度の鋳型を製造することができるものである。 The high-temperature and high-humidity gas passed through the mold has a temperature of 50 to 500 ° C. and a water vapor concentration of 10 to 60 %. Therefore, the moisture content in the high-temperature and high-humidity gas is determined by sticking the binder to a wet state. It is sufficient to provide an action, and is much less than the water vapor used in the past, and it is not rare that a large amount of excess condensed water is generated in the mold, and the condensed water is evaporated. Thus, the time for drying and solidifying the binder can be shortened, and the molding time of the mold can be shortened. In addition, since a large amount of excess condensed water is not generated in the mold in this way, the binder of the binder coated refractory is not washed away by the condensed water, and the binder is unevenly distributed. Thus, a mold having a uniform strength can be produced.
本発明において、上記粘結剤として、糖類、水溶性無機化合物、水溶性熱可塑性樹脂から選ばれるものを用いることができる。 In the present invention, as the binder, those selected from saccharides, water-soluble inorganic compounds, and water-soluble thermoplastic resins can be used.
糖類、水溶性無機化合物、水溶性熱可塑性樹脂は、粘結剤としてフェノール樹脂を用いる場合のようなホルムアルデヒドの放出などの環境汚染の問題がないものである。また糖類は鋳込みの際の熱で容易に分解されるものであり、水溶性無機化合物や水溶性熱可塑性樹脂は水に容易に溶解するものであり、いずれも崩壊性の良好な鋳型を製造することができるものである。 Saccharides, water-soluble inorganic compounds, and water-soluble thermoplastic resins are free from environmental pollution problems such as formaldehyde emission as in the case of using a phenol resin as a binder. Saccharides are easily decomposed by heat during casting, and water-soluble inorganic compounds and water-soluble thermoplastic resins are readily soluble in water, both of which produce molds with good disintegration. It is something that can be done.
本発明において上記の高温高湿気体は、水蒸気と空気の混合気体であることを特徴とするものである。 In the present invention, the high-temperature and high-humidity gas is a mixed gas of water vapor and air.
高温高湿気体として空気中に水蒸気が含まれる混合気体を用いることによって、安価に調製した高温高湿気体を使用して、コスト安価に鋳型を製造することができるものである。 By using a mixed gas containing water vapor in the air as the high-temperature and high-humidity gas, the high-temperature and high-humidity gas prepared at low cost can be used to produce a mold at low cost.
また本発明は、上記の高温高湿気体として、水蒸気と気体をその混合比率を調整して混合することによって調製したものを用いることができる。 Moreover, this invention can use what was prepared by adjusting the mixing ratio and mixing water vapor and gas as said high temperature, high humidity gas.
水蒸気と気体の混合比率を調整することによって、目的とする水蒸気濃度の高温高湿気体を容易に調製することができるものである。 By adjusting the mixing ratio of water vapor and gas, a high-temperature and high-humidity gas having a target water vapor concentration can be easily prepared.
また、上記の水蒸気として過熱水蒸気を用いることができる。過熱水蒸気は大きな熱エネルギーを持つので、粘結剤に吸収された水分を迅速に蒸発させることができ、鋳型の成形時間をより短縮することができるものである。 Moreover, superheated steam can be used as said steam. Since superheated steam has a large thermal energy, the moisture absorbed in the binder can be quickly evaporated, and the molding time of the mold can be further shortened.
また本発明において、上記の高温高湿気体として、気体中で水を気化させることによって調製したものを用いることができる。 Moreover, in this invention, what was prepared by vaporizing water in gas can be used as said high temperature, high humidity gas.
気体中で水を気化させることによって、気体に水蒸気が混合された高温高湿気体を容易に調製することができるものである。 By evaporating water in the gas, a high-temperature and high-humidity gas in which water vapor is mixed with the gas can be easily prepared.
また本発明において、成形型内に充填する粘結剤コーテッド耐火物を、高温高湿気体の露点温度より低い温度まで予め加熱しておいてもよい。 In the present invention, the binder-coated refractory filled in the mold may be preheated to a temperature lower than the dew point temperature of the high temperature and high humidity gas.
このように粘結剤コーテッド耐火物を予熱しておくことによって、成形型内に通す高温高湿気体の温度が粘結剤コーテッド耐火物で冷却されて低下し過ぎることを防ぐことができ、高温高湿気体の温度が下がり過ぎて凝縮水が過剰に生成されるようなことがなくなるものである。 By preheating the binder-coated refractory in this way, it is possible to prevent the temperature of the high-temperature and high-humidity gas that is passed through the mold from being cooled by the binder-coated refractory and dropping too much. The temperature of the high-humidity gas does not drop too much and excessive condensed water is not generated.
また本発明において、成形型の型温度を高温高湿気体の露点温度より低い温度に設定するようにしてもよい。 In the present invention, the mold temperature of the mold may be set to a temperature lower than the dew point temperature of the high temperature and high humidity gas.
成形型の型温度をこのように高温高湿気体の露点温度より低い温度に設定することによって、成形型の型面の近傍においても高温高湿気体から凝縮水が容易に生成されるようになり、成形型の型面に接する部分の粘結剤コーテッド耐火物の粘結剤に水分を十分に供給して粘着作用が発揮されるようにすることができ、鋳型の表面にボロつきの現象が発生することを防ぐことができるものである。 By setting the mold temperature of the mold to be lower than the dew point temperature of the high temperature and high humidity gas in this way, condensed water can be easily generated from the high temperature and high humidity gas even in the vicinity of the mold surface of the mold. Adhesive action can be achieved by supplying sufficient moisture to the binder of the binder coated refractory in the part of the mold that comes into contact with the mold surface. It is possible to prevent that.
また本発明において、高温高湿気体の水蒸気濃度を時間と共に低くなるように調整して、成形型内に通すようにしてもよい。 In the present invention, the water vapor concentration of the high-temperature and high-humidity gas may be adjusted so as to decrease with time and may be passed through the mold.
このようにすれば、成形型に高温高湿気体を通す初期は、高温高湿気体の水蒸気濃度が高いので、高温高湿気体から凝縮水が生成され易く、粘結剤コーテッド耐火物の粘結剤を湿潤状態にして粘着作用が確実に発揮されるようにすることができると共に、成形型に高温高湿気体を通す終期は、高温高湿気体の水蒸気濃度が低いので、凝縮水を蒸発させる効率が高く、粘結剤を乾燥固化させる時間を短縮することができるものである。 In this way, since the water vapor concentration of the high-temperature and high-humidity gas is high in the initial stage of passing the high-temperature and high-humidity gas through the mold, condensed water is easily generated from the high-temperature and high-humidity gas, and the caking of the binder-coated refractory is performed. The agent can be moistened to ensure that the adhesive action is exerted, and at the end of passing the high-temperature high-humidity gas through the mold, the water vapor concentration of the high-temperature high-humidity gas is low, so the condensed water is evaporated. The efficiency is high, and the time for drying and solidifying the binder can be shortened.
また本発明において、高温高湿気体の温度を時間と共に高くなるように調整して、成形型内に通すようにしてもよい。 In the present invention, the temperature of the high-temperature and high-humidity gas may be adjusted so as to increase with time and passed through the molding die.
このようにすれば、成形型に高温高湿気体を通す初期は、高温高湿気体の温度が低いので、高温高湿気体の温度が露点温度以下になって凝縮水を生成するに至る時間を短縮することができると共に、成形型に高温高湿気体を通す終期は、高温高湿気体の温度が高いので、凝縮水を蒸発させる効率が高く、粘結剤を乾燥固化させる時間を短縮することができるものである。 In this way, since the temperature of the high-temperature and high-humidity gas is low at the initial stage of passing the high-temperature and high-humidity gas through the mold, the time until the temperature of the high-temperature and high-humidity gas falls below the dew point temperature to generate condensed water is reduced. At the end of passing the high-temperature high-humidity gas through the mold, the temperature of the high-temperature high-humidity gas is high, so the efficiency of evaporating the condensed water is high, and the time for drying and solidifying the binder is reduced. It is something that can be done.
また本発明において、成形型内に高温高湿気体を吹き込みながら、高温高湿気体を成形型外に強制排出することによって、成形型に高温高湿気体を通すようにしてもよい。 In the present invention, the high-temperature high-humidity gas may be passed through the mold by forcibly discharging the high-temperature high-humidity gas outside the mold while blowing the high-temperature high-humidity gas into the mold.
このように成形型内に吹き込んだ高温高湿気体を成形型外に強制排出することによって、成形型に高温高湿気体を通す効率を高めることができるものである。 Thus, by forcibly discharging the high-temperature and high-humidity gas blown into the mold, the efficiency of passing the high-temperature and high-humidity gas through the mold can be increased.
また本発明において、上記の高温高湿気体を成形型に通す前に、飽和水蒸気を成形型に通すようにしてもよい。 In the present invention, saturated water vapor may be passed through the mold before the high-temperature and high-humidity gas is passed through the mold.
飽和水蒸気を予め成形型に通すことによって、この水蒸気から凝縮水を生成させ、粘結剤コーテッド耐火物の粘結剤を湿潤状態にして粘着作用が確実に発揮されるようにすることができるものである。 By passing saturated water vapor through a mold in advance, condensed water can be generated from this water vapor, and the binder of the binder-coated refractory can be moistened to ensure that the adhesive action is exerted. It is.
また本発明において、成形型に高温高湿気体を通した後、高温高湿気体より水蒸気濃度が低い気体を成形型に通して粘結剤を乾燥固化させるようにしてもよい。 In the present invention, after passing a high-temperature high-humidity gas through the mold, a gas having a lower water vapor concentration than the high-temperature high-humidity gas may be passed through the mold to dry and solidify the binder.
このように高温高湿気体より水蒸気濃度が低く乾いた気体を成形型に通すことによって、粘結剤コーテッド耐火物の粘結剤に含まれる水分を効率良く蒸発させることができ、粘結剤を乾燥固化させる時間をより短くすることができるものである。 Thus, by passing a dry gas having a lower water vapor concentration than a high-temperature, high-humidity gas through a mold, moisture contained in the binder of the binder-coated refractory can be efficiently evaporated. The time for drying and solidifying can be further shortened.
また本発明において、成形型内に粘結剤コーテッド耐火物を充填した後、成形型内を減圧状態にし、この後に成形型内に高温高湿気体を通すようにしてもよい。 Further, in the present invention, after filling the mold with the binder-coated refractory, the inside of the mold may be decompressed, and then the high-temperature and high-humidity gas may be passed through the mold.
このように減圧状態にした成形型内に高温高湿気体を通すことによって、成形型内の全体に高温高湿気体が行き渡ることなり、成形型内の粘結剤コーテッド耐火物に万遍なく高温高湿気体を作用させることができ、粘結剤コーテッド耐火物に高温高湿気体の凝縮水を均一に補給して、均質な強度の鋳型を成形することができるものである。 By passing the high-temperature and high-humidity gas through the mold in such a reduced pressure state, the high-temperature and high-humidity gas is distributed throughout the mold, and the binder-coated refractory in the mold is uniformly heated. A high-humidity gas can be made to act, and a condensate of high-temperature high-humidity gas can be uniformly supplied to the binder-coated refractory to form a mold having a uniform strength.
本発明によれば、成形型内に通す高温高湿気体は、温度が50〜500℃、水蒸気濃度が10〜60%であるので、高温高湿気体の含有水分量は、粘結剤を湿潤状態にして粘着作用を付与するのに十分であると共に、従来から使用される水蒸気に比べると大幅に少ないものであって、成形型内で余分な凝縮水を発生させることが少なくなくなり、凝縮水を蒸発させて粘結剤を乾燥固化させる時間を短縮することができ、鋳型の成形時間を短くすることができると共に、またこのように成形型内で余分な凝縮水が多量に生成されることがないので、粘結剤コーテッド耐火物の粘結剤が凝縮水で流されるようなことがなくなり、粘結剤が偏在することなく均一な強度の鋳型を製造することができるものである。 According to the present invention, the high-temperature and high-humidity gas passed through the mold has a temperature of 50 to 500 ° C. and a water vapor concentration of 10 to 60 %, so the water content of the high-temperature and high-humidity gas wets the binder. It is sufficient to give a sticking action in a state, and is much less than water vapor conventionally used, and it is not rare that excessive condensed water is generated in the mold. The time for evaporating the binder and drying and solidifying the binder can be shortened, the molding time of the mold can be shortened, and a large amount of excess condensed water is generated in the mold in this way. Therefore, the binder of the binder-coated refractory is not washed away with condensed water, and a mold having uniform strength can be produced without the binder being unevenly distributed.
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.
粘結剤コーテッド耐火物は、耐火骨材の粒子の表面を粘結剤を含有する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。耐火骨材としては、特に限定されるものではないが、硅砂、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、再生砂、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 binder-coated refractory is formed by coating the surface of the refractory aggregate particles with a coating layer containing a binder. The refractory aggregate is not particularly limited, and examples thereof include dredged sand, mountain sand, alumina sand, olivine sand, chromite sand, zircon sand, mullite sand, reclaimed sand, and other artificial sand. These may be used alone or in combination of a plurality of types.
そして本発明では、糖類、水溶性無機化合物、水溶性熱可塑性樹脂から選ばれる粘結剤を用いてコーティング層を耐火骨材にコーティングして形成した粘結剤コーテッド耐火物を使用するものである。糖類は水に膨潤あるいは溶解して糊状になって粘着性を示すようになり、水溶性無機化合物や水溶性熱可塑性樹脂は水に溶解して糊状になって粘着性を示すようになるものであり、これらの粘結剤はいずれも水分を吸収して湿潤状態になると粘着作用を生じる水粘着性の粘結剤である。 In the present invention, a binder-coated refractory formed by coating a refractory aggregate with a coating layer using a binder selected from sugars, water-soluble inorganic compounds, and water-soluble thermoplastic resins is used. . Saccharides swell or dissolve in water and become sticky to become sticky, and water-soluble inorganic compounds and water-soluble thermoplastic resins dissolve in water and become sticky and show sticky These binders are water-adhesive binders that generate an adhesive action when they are in a wet state upon absorbing moisture.
ここで、上記の糖類としては、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。 Here, monosaccharides, oligosaccharides, and polysaccharides can be used as the saccharides, and one type selected from various monosaccharides, oligosaccharides, and polysaccharides can be used alone. You can also select and use them together.
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、キトサン、セルロース、でんぷんなどがあり、これらのうち一種を選択して、あるいは複数種を併用して、用いることができる。またでんぷんとしては、未加工でんぷん及び加工でんぷんが挙げられる。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が挙げられる。これらのなかでも、焙焼デキストリン、シクロデキストリン、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。さらに糖類を含有する植物、例えば麦、米、馬鈴薯、トウモロコシ、タピオカ、甘藷、サゴ、アマランサス等の粉末などを用いることができる。また食用に供するために市販されている糖、例えば白粗、中粗、グラニュ糖、転化糖、上白糖、中白糖、三温糖などを用いることもできる。さらに、糖類とフェノール類とを反応させたフェノール変性糖類を用いることもできる。 Furthermore, as polysaccharides, there are starch sugar, dextrin, xanthan gum, curdlan, pullulan, cycloamylose, chitin, chitosan, cellulose, starch, etc., one of these is selected or used in combination of two or more. be able to. Examples of starch include raw 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 succinate starch, Acid starch, higher fatty acid esterified starch, etc.), cross-linked starch, kraft starch, and wet heat-treated starch. Among these, low-viscosity starches such as roasted dextrin, cyclodextrin, enzyme-modified dextrin, acid-treated starch, oxidized starch, and crosslinked starch are preferred. Furthermore, saccharide-containing plants such as wheat, rice, potato, corn, tapioca, sweet potato, sago, amaranth and the like can be used. In addition, sugars that are commercially available for food use, such as white crude, medium crude, granulated sugar, invert sugar, super white sugar, medium white sugar, tri-warm sugar, and the like can also be used. Furthermore, phenol-modified saccharides obtained by reacting saccharides with phenols can also be used.
上記のコーティング層には、糖類、特に多糖類の硬化剤として、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、特に限定されるものではないが、シュウ酸、マレイン酸、コハク酸、クエン酸、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の多価カルボン酸を挙げることができる。コーティング層中のカルボン酸の含有量は、糖類に対するカルボン酸の配合量が、糖類100質量部に対してカルボン酸0.1〜10質量部となる範囲が好ましい。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するので好ましい。 The coating layer may contain carboxylic acid as a curing agent for saccharides, particularly polysaccharides. The carboxylic acid is not particularly limited, and examples thereof include polyvalent carboxylic acids such as oxalic acid, maleic acid, succinic acid, citric acid, butanetetradicarboxylic acid, and methyl vinyl ether-maleic anhydride copolymer. it can. The content of the carboxylic acid in the coating layer is preferably in a range where the blending amount of the carboxylic acid with respect to the saccharide is 0.1 to 10 parts by mass of the carboxylic acid with respect to 100 parts by mass of the saccharide. Carboxylic acid is preferably mixed with saccharide in a state of being dissolved in water in advance because the effect as a curing agent is exhibited highly.
また上記の水溶性無機化合物としては、特に限定されるものではないが、水ガラス、塩化ナトリウム、リン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、バナジン酸ナトリウム、ホウ酸ナトリウム、酸化アルミニウムナトリウム、塩化カリウム、炭酸カリウム、硫酸化合物を用いることができる。これらは一種を単独で用いる他、任意の複数種を選んで併用することもできる。 The water-soluble inorganic compound is not particularly limited, but water glass, sodium chloride, sodium phosphate, sodium carbonate, sodium vanadate, sodium borate, sodium aluminum oxide, potassium chloride, potassium carbonate, Sulfuric acid compounds can be used. These can be used alone or in combination of any plural types.
上記の水ガラスは無水珪酸(SiO2)と酸化ナトリウム(Na2O)の混合物であり、珪酸ナトリウムともいい、JIS K1408に示される一般式Na2O・nSiO2・xH2Oであらわされる、粉末状、液体状、結晶状のものを用いることができる。また珪酸カリ(K2O・nSiO2)を使用することもできる。 Additional water glass is a mixture of silicic anhydride (SiO 2) and sodium oxide (Na 2 O), also called sodium silicate, represented by the general formula Na 2 O · nSiO 2 · xH 2 O shown in JIS K1408, A powdery, liquid or crystalline material can be used. Further, potassium silicate (K 2 O · nSiO 2 ) can also be used.
水ガラスは水に極めて溶解し易いものであり、乾燥させることによって固化する。このため、水ガラスを粘結剤として用いることによって、水で容易に崩壊する鋳型を製造することができるものである。また水ガラスは安価に入手できるため、コスト安価に鋳型を製造することができるものである。さらにNa2SiO3は融点が1088℃と比較的高いので、耐熱性の高い鋳型を製造することができるものである。 Water glass is extremely soluble in water and solidifies by drying. For this reason, by using water glass as a binder, it is possible to produce a mold that easily disintegrates with water. Moreover, since water glass can be obtained at low cost, a mold can be manufactured at low cost. Furthermore, since Na 2 SiO 3 has a relatively high melting point of 1088 ° C., a mold having high heat resistance can be produced.
上記の塩化ナトリウムは(NaCl)は食塩といわれるように可食性であって人体に無害であると共に安価であり、使用することが容易である。そして水に容易に溶解するので、塩化ナトリウムを粘結剤として用いることによって、水で容易に崩壊する鋳型を製造することができるものである。特に0〜100℃の温度範囲の水に対する塩化ナトリウムの溶解度は、水100gに対して35.7〜39.1gと、水温による変化が小さいので、作業性が良いものである。さらにNaClは融点が800.4℃と比較的高いので、耐熱性の高い鋳型を製造することができるものである。 The above-mentioned sodium chloride (NaCl) is edible, so-called salt, is harmless to the human body, is inexpensive, and is easy to use. And since it melt | dissolves easily in water, the casting_mold | template which disintegrates easily with water can be manufactured by using sodium chloride as a binder. In particular, the solubility of sodium chloride in water in the temperature range of 0 to 100 ° C. is 35.7 to 39.1 g with respect to 100 g of water, and the change due to the water temperature is small, so that workability is good. Further, since NaCl has a relatively high melting point of 800.4 ° C., a mold having high heat resistance can be manufactured.
上記のリン酸ナトリウムとしては、リン酸一ナトリウム水和物(NaH2PO4・xH2O)、リン酸二ナトリウム水和物(Na2HPO4・xH2O)、リン酸三ナトリウム水和物(Na3PO4・xH2O)などを用いることができる。そしてリン酸三ナトリウム水和物は、水100gに対する溶解量が1.5g(0℃)であるように、リン酸ナトリウムは水に可溶性であり、またリン酸二ナトリウム水和物の融点が1340℃であるように、リン酸ナトリウムの融点は比較的高い。このため、水で容易に崩壊し、耐熱性が高い鋳型を製造することができるものである。 Examples of the sodium phosphate include monosodium phosphate hydrate (NaH 2 PO 4 xH 2 O), disodium phosphate hydrate (Na 2 HPO 4 xH 2 O), and trisodium phosphate hydrate. (Na 3 PO 4 .xH 2 O) or the like can be used. Trisodium phosphate hydrate is soluble in water so that the amount dissolved in 100 g of water is 1.5 g (0 ° C.), and disodium phosphate hydrate has a melting point of 1340. As at ° C, the melting point of sodium phosphate is relatively high. For this reason, a mold that easily disintegrates with water and has high heat resistance can be produced.
上記の炭酸ナトリウム(K2CO3)は、水100gに対する溶解量が7.1g(0℃)であるように、水に溶解し易く、しかも安価である。また融点は851℃と比較的高い。このため、水で容易に崩壊し、耐熱性が高い鋳型を製造することができるものである。 The above-mentioned sodium carbonate (K 2 CO 3 ) is easily dissolved in water and is inexpensive so that the amount dissolved in 100 g of water is 7.1 g (0 ° C.). The melting point is relatively high at 851 ° C. For this reason, a mold that easily disintegrates with water and has high heat resistance can be produced.
上記のバナジン酸ナトリウム(Na3VO4)は水に可溶であり、融点は866℃と比較的高い。このため、水で容易に崩壊し、耐熱性が高い鋳型を製造することができるものである。 The above sodium vanadate (Na 3 VO 4 ) is soluble in water and has a relatively high melting point of 866 ° C. For this reason, a mold that easily disintegrates with water and has high heat resistance can be produced.
上記のホウ酸ナトリウム(Na2B4O7・xH2O)は、水100gに対する溶解量が1.6g(10℃)であるように、水に溶解し易く、しかも安価である。また融点は741℃と比較的高い。このため、水で容易に崩壊し、耐熱性が高い鋳型を製造することができるものである。 The sodium borate (Na 2 B 4 O 7 xH 2 O) is easily dissolved in water and inexpensive, so that the amount dissolved in 100 g of water is 1.6 g (10 ° C.). The melting point is relatively high at 741 ° C. For this reason, a mold that easily disintegrates with water and has high heat resistance can be produced.
上記の酸化アルミニウムナトリウム(NaAlO2)は、水に可溶であり、また融点1700℃以上と高い。このため、水で容易に崩壊し、耐熱性が高い鋳型を製造することができるものである。 The sodium aluminum oxide (NaAlO 2 ) is soluble in water and has a high melting point of 1700 ° C. or higher. For this reason, a mold that easily disintegrates with water and has high heat resistance can be produced.
上記の塩化カリウム(KCl)は、水100gに対する溶解量が28.1g(0℃)であるように、水に溶解し易く、しかも安価である。また融点は776℃と比較的高い。このため、水で容易に崩壊し、耐熱性が高い鋳型を製造することができるものである。 The potassium chloride (KCl) is easily dissolved in water and is inexpensive so that the amount dissolved in 100 g of water is 28.1 g (0 ° C.). The melting point is relatively high at 776 ° C. For this reason, a mold that easily disintegrates with water and has high heat resistance can be produced.
上記の炭酸カリウム(K2CO3)は、水100gに対する溶解量が129.4g(0℃)であるように、水に溶解し易く、また融点が891℃であるように比較的高い。このため、水で容易に崩壊し、耐熱性が高い鋳型を製造することができるものである。 The potassium carbonate (K 2 CO 3 ) is easily dissolved in water such that the amount dissolved in 100 g of water is 129.4 g (0 ° C.), and has a relatively high melting point of 891 ° C. For this reason, a mold that easily disintegrates with water and has high heat resistance can be produced.
また、上記の硫酸化合物としては、特に限定されるものではないが、MgSO4,Na2SO4・xH2O,Al2(SO4)3・xH2O,K2SO4,NiSO4・xH2O,ZnSO4・xH2O,MnSO4・xH2O,K2Mg(SO4)2・xH2Oなどを挙げることができる。 The sulfuric acid compound is not particularly limited, but includes MgSO 4 , Na 2 SO 4 .xH 2 O, Al 2 (SO 4 ) 3 .xH 2 O, K 2 SO 4 , NiSO 4. xH 2 O, ZnSO 4 .xH 2 O, MnSO 4 .xH 2 O, K 2 Mg (SO 4 ) 2 .xH 2 O, and the like can be given.
硫酸化合物は水に溶解し易く、しかも安価である。例えば、水100gに対する溶解量は、硫酸マグネシウム(MgSO4)は26.9g(0℃)、硫酸ナトリウム・10水和物(Na2SO4・10H2O)は19.4g(20℃)、硫酸アルミニウム・12水和物(Al2(SO4)3・12H2O)は36.2g(20℃)、硫酸カリウム(K2SO4)は10.3g(0℃)、硫酸ニッケル・7水和物(NiSO4・7H2O)は39.7g(20℃),硫酸マンガン・5水和物(MnSO4・5H2O)は75.3g(25℃)である。このため、硫酸化合物を粘結剤として用いることによって、水で容易に崩壊する鋳型を、安価に製造することができるものである。また硫酸化合物の融点は、例えば硫酸マグネシウム(MgSO4)は1185℃、硫酸ナトリウム・10水和物(Na2SO4・10H2O)は884℃、硫酸アルミニウム・12水和物(Al2(SO4)3・12H2O)は770℃、硫酸カリウム(K2SO4)は1067℃、硫酸ニッケル・7水和物(NiSO4・7H2O)は840℃、硫酸亜鉛・7水和物(ZnSO4・7H2O)は740℃、硫酸マンガン・5水和物(MnSO4・5H2O)は850℃、硫酸マグネシウムカリウム(K2Mg(SO4)2・6H2O)は927℃と比較的高いので、耐熱性の高い鋳型を製造することができるものである。
Sulfuric acid compounds are easily dissolved in water and inexpensive. For example, the amount dissolved in 100 g of water is 26.9 g (0 ° C.) for magnesium sulfate (MgSO 4 ), 19.4 g (20 ° C.) for sodium sulfate decahydrate (Na 2 SO 4 .10H 2 O),
水溶性無機化合物は、上記のように挙げたものの中から任意の一種を選んで単独で用いる他、任意の複数種を選んで併用することもできる。 As the water-soluble inorganic compound, any one of the above-listed compounds can be selected and used alone, or any plurality of these can be used in combination.
さらに上記の水溶性熱可塑性樹脂としては、特に限定されるものではないが、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリイタコン酸、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチルエーテル、メチルセルロース、メトキシ化ナイロンなどを挙げることができる。水溶性熱可塑性樹脂はこれらから任意の一種を選んで単独で用いる他、任意の複数種を選んで併用することもできる。 Further, the water-soluble thermoplastic resin is not particularly limited, but polyacrylamide, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polyitaconic acid, polyvinyl alcohol, polyethylene oxide, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl methyl ether, methyl cellulose, methoxy And nylon. Any one of these water-soluble thermoplastic resins can be selected and used alone, or a plurality of water-soluble thermoplastic resins can be used in combination.
上記の糖類、水溶性無機化合物、水溶性熱可塑性樹脂はそれぞれを単独で用いるようにしてもよいが、任意の組み合わせで併用するようにしてもよい。例えば糖類と水溶性無機化合物、糖類と水溶性熱可塑性樹脂、水溶性無機化合物と水溶性熱可塑性樹脂、糖類と水溶性無機化合物と水溶性熱可塑性樹脂の組み合わせで併用することができる。このように2種以上を併用する場合、併用の配合比率は任意に設定することができる。 Each of the saccharide, the water-soluble inorganic compound, and the water-soluble thermoplastic resin may be used alone or in any combination. For example, saccharides and water-soluble inorganic compounds, saccharides and water-soluble thermoplastic resins, water-soluble inorganic compounds and water-soluble thermoplastic resins, and combinations of saccharides, water-soluble inorganic compounds and water-soluble thermoplastic resins can be used in combination. Thus, when using 2 or more types together, the combination ratio of combined use can be set arbitrarily.
さらに、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。 Furthermore, in order to improve the fluidity of the binder-coated refractory, a lubricant may be contained in the coating layer. 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, and 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、水溶性無機化合物、水溶性熱可塑性樹脂から選ばれる水粘着性の粘結剤、また必要に応じてカルボン酸、滑剤などを配合して混合することによって、耐火骨材の表面に粘結剤を含有するコーティング層を被覆して、本発明に係る粘結剤コーテッド耐火物を得ることができるものである。 And by blending and mixing saccharides, water-soluble inorganic compound, water-adhesive binder selected from water-soluble thermoplastic resin, and carboxylic acid, lubricant, etc. if necessary, into particles of refractory aggregate, The binder-coated refractory according to the present invention can be obtained by covering the surface of the refractory aggregate with a coating layer containing a 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0.5〜6.0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。耐火骨材の表面にコーティング層を被覆する方法としては、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。 The amount of the coating layer coated on the refractory aggregate differs depending on the components and applications, and cannot be specified unconditionally. However, the binder is 0.5 to 6.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the refractory aggregate, lubricant Is generally preferred to be in the range of 0.02 to 0.15 parts by mass in solid content. Examples of methods for 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℃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. 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℃)で固形のコーティング層で被覆して、粒状でさらさらとした流動性を有す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.) to obtain a binder-coated refractory having a granular and smooth 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.
上記のように調製した粘結剤コーテッド耐火物を用いて鋳型を製造するにあたって、本発明は、成形型内に粘結剤コーテッド耐火物を充填し、次にこの成形型内に高温高湿気体を通すことによって、行なうものである。 In manufacturing a mold using the binder-coated refractory prepared as described above, the present invention fills the mold with the binder-coated refractory, and then places the mold in a high-temperature and high-humidity gas. It is done by passing through.
すなわち、図1(a)に示すように、内部にキャビティ3を設けて形成した成形型1の上面に注入口4が設けてあり、成形型1の下面には金網等の網5で塞いだ排出口6が設けてある。この型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。粘結剤コーテッド耐火物2はホッパー7内に貯蔵してあり、ホッパー7にはコック8付きの空気供給管9が接続してある。そしてホッパー7の下端のノズル口7aを成形型1の注入口4に合致させた後、コック8を閉から開に切り代えることによって、ホッパー7内に空気を吹き込んで加圧し、ホッパー7内の粘結剤コーテッド耐火物2を成形型1内に吹き込んで、成形型1のキャビティ3内に粘結剤コーテッド耐火物2を充填するようになっている。排出口6は網5で塞いであるので、粘結剤コーテッド耐火物2が排出口6から洩れ出すことはない。注入口4や排出口6を図1の実施の形態のように成形型1に複数設ける場合、複数の注入口4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2を入れるようにすればよい。
That is, as shown in FIG. 1A, the
ここで、粘結剤コーテッド耐火物2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2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1に粘結剤コーテッド耐火物2を充填するにあたって、型1のキャビティ3内へスムーズに粘結剤コーテッド耐火物2を流し込むことができ、充填性良く成形型1内に粘結剤コーテッド耐火物2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 2 is made of a solid binder, the binder-coated refractory 2 has no adhesiveness on the surface and has good fluidity. . Therefore, when the binder-coated refractory 2 is filled into the
上記のように型1内に粘結剤コーテッド耐火物2を充填した後、型1の注入口4からホッパー7を外すと共に、図1(b)のように各注入口4に給気パイプ10を接続する。給気パイプ10には高温高湿気体が供給されるようになっている。
After filling the
本発明において用いるこの高温高湿気体は、水蒸気と水蒸気以外の気体との混合気体である。この水蒸気以外の気体としては空気の他に窒素ガスなど任意のガスを用いることができるが、コストや使い易さの点などから、空気を用いるのが好ましい。そして本発明において高温高湿気体は、温度が50〜500℃の範囲、水蒸気濃度が10〜90%の範囲のものを用いるものである。この水蒸気濃度は、高温高湿気体中において水蒸気の体積が占める割合(近似的に水蒸気分圧/全圧)をいうものであり、例えば
水蒸気濃度(%)=
[水蒸気の体積/(水蒸気の体積+水蒸気以外の気体の体積)]×100
の式から求められる。
The high-temperature and high-humidity gas used in the present invention is a mixed gas of water vapor and a gas other than water vapor. As the gas other than water vapor, any gas such as nitrogen gas can be used in addition to air, but air is preferably used from the viewpoint of cost and ease of use. In the present invention, the high-temperature and high-humidity gas has a temperature in the range of 50 to 500 ° C. and a water vapor concentration in the range of 10 to 90%. This water vapor concentration refers to the proportion of the volume of water vapor in the high-temperature and high-humidity gas (approximate water vapor partial pressure / total pressure). For example, water vapor concentration (%) =
[Volume of water vapor / (volume of water vapor + volume of gas other than water vapor)] × 100
It can be obtained from the following formula.
ここで、このような高温高湿気体は、水蒸気と空気などの気体とを混合することによって調製することができる。水蒸気と空気などの気体との混合比率を調整することによって、水蒸気濃度を10〜90%の範囲に容易に設定することができるものである。また高温高湿気体の温度は、水蒸気と空気などの気体を混合した後に加熱したり、あるいは気体を予め所定温度に加熱しておくなどすることによって、50〜500℃の範囲に容易に設定することができる。 Here, such a high-temperature, high-humidity gas can be prepared by mixing water vapor and a gas such as air. By adjusting the mixing ratio of water vapor and gas such as air, the water vapor concentration can be easily set in the range of 10 to 90%. The temperature of the high-temperature and high-humidity gas is easily set in the range of 50 to 500 ° C. by heating after mixing a gas such as water vapor and air, or by heating the gas to a predetermined temperature in advance. be able to.
図2(a)は高温高湿気体を調製する装置の一例を示すものであり、ボイラーなどで形成される水蒸気生成装置15と気体供給装置16がヒーター付きの混合器17に接続してある。気体供給装置16は、気体として大気中の空気を用いる場合にはブロワーやコンプレッサーなどで形成されるものであり、気体として窒素ガスなどを用いる場合にはガスボンベなどで形成されるものである。混合器17と水蒸気生成装置15や気体供給装置16の間にはバルブ18,19が設けてある。
FIG. 2 (a) shows an example of an apparatus for preparing a high-temperature and high-humidity gas, in which a water
このものにあって、水蒸気生成装置15から水蒸気を、気体供給装置16から空気などの気体を、それぞれ混合器17に供給し、混合器17内で混合しながらヒーターで所定温度に加熱することによって、高温高湿気体を調製することができる。このとき、バルブ18,19の操作で水蒸気生成装置15から送られる水蒸気と気体供給装置16から供給される気体の比率を調節することによって高温高湿気体の水蒸気濃度を任意に調整することができる。このように調製された高温高湿気体は、上記の給気パイプ10に供給されるものである。
In this apparatus, water vapor is supplied from the water
ここで、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、飽和水蒸気を水の沸点以上の温度に加熱して得られる水蒸気である。過熱水蒸気は、飽和水蒸気を圧力を上げないで定圧膨張させつつ加熱して得られた常圧過熱水蒸気であってもよく、飽和水蒸気を膨張させないで加熱して得られた加圧過熱水蒸気であってもよい。過熱水蒸気の温度は特に限定されるものではなく、100〜900℃程度の間で必要に応じた温度に設定すればよい。 Here, saturated water vapor can be used as it is, but superheated water vapor can also be used. Superheated steam is steam obtained by heating saturated steam to a temperature equal to or higher than the boiling point of water. The superheated steam may be atmospheric superheated steam obtained by heating the saturated steam while expanding it at a constant pressure without increasing the pressure, or pressurized superheated steam obtained by heating without expanding the saturated steam. May be. The temperature of the superheated steam is not particularly limited, and may be set to a temperature as required between about 100 to 900 ° C.
図2(b)の例では、水蒸気生成装置15に過熱器20が接続してあり、水蒸気生成装置15で生成された水蒸気を過熱器20に通して加熱して、100℃以上の過熱水蒸気にした後、バルブ18を通して混合器17に供給するようにしてある。尚、図2(a)(b)の装置において、水蒸気と空気などの気体との混合気体を加熱して温度調整する必要がないときには、混合器17は不要であり、水蒸気と気体を配管内で混合して混合気体を調製することが可能である。
In the example of FIG. 2B, the
高温高湿気体として特に高い温度・高い湿度のものを調製する場合には、100℃以上の過熱水蒸気と100℃以上に加熱した高温の空気など水蒸気以外の気体を混合するのが好ましい。図2(c)はその装置の一例を示すものであり、水蒸気生成装置15に過熱器20を接続すると共に、気体供給装置16にヒーターなどを備えた加熱器21が接続してある。
When preparing a high-temperature and high-humidity gas as a high-temperature and high-humidity gas, it is preferable to mix superheated steam at 100 ° C. or higher and gas other than water vapor such as high-temperature air heated to 100 ° C. or higher. FIG. 2 (c) shows an example of such a device, in which a
そして水蒸気生成装置15で生成された水蒸気を過熱器20に通して100℃以上の所定温度の過熱水蒸気にし、この過熱水蒸気はバルブ18を通して混合器17に供給される。また気体供給装置16から空気などの気体を加熱器21に通して100℃以上の所定温度の高温気体にし、この高温気体はバルブ19を通して混合器17に供給され、過熱水蒸気と高温気体の混合気体として高温高湿気体を調製することができる。混合器17にはヒーターが内蔵してあり、高温高湿気体をさらに加熱することが可能であるが、過熱水蒸気と高温気体との混合気体を加熱する必要がないときには、混合器17は不要であり、過熱水蒸気と高温気体は配管内で混合されて混合気体になる。
The steam generated by the
また、高温高湿気体は空気など水蒸気以外の気体中で水を気化させることによっても調製することができる。例えば図2(d)のように加熱器23に空気などの気体と水とを供給し、加熱器23内で水を加熱して気化させることによって、気化した水の水蒸気と空気などの気体とが混合された高温高湿気体を調製することができる。このとき、図2(d)の実線のように、気体に水を噴霧したり滴下したりして気体に水滴を混合した状態で加熱器23に送るようにしてもよく、また図2(d)の破線のように、気体とは別に水を加熱器23に直接供給するようにしてもよい。
The high temperature and high humidity gas can also be prepared by vaporizing water in a gas other than water vapor such as air. For example, as shown in FIG. 2 (d), a gas such as air and water are supplied to the
上記した図1(b)のように成形型1の各注入口4に給気パイプ10を接続し、コック11を開くことによって、上記のように調製した高温高湿気体が給気パイプ10を通して成形型1のキャビティ3内に吹き込まれる。成形型1内に吹き込まれた高温高湿気体は、キャビティ3に充填された粘結剤コーテッド耐火物2の粒子間を通過した後、排出口6から排出される。
As shown in FIG. 1B, the
そしてこのように成形型1内に高温高湿気体を通すと、高温高湿気体を通す初期の工程では、粘結剤コーテッド耐火物2の表面に高温高湿気体が接触することによって、高温高湿気体の温度が下がって露点温度以下になり、高温高湿気体中の水蒸気が凝縮して、粘結剤コーテッド耐火物2の表面で凝縮水が生成される。粘結剤コーテッド耐火物2の表面のコーティング層の糖類、水溶性無機化合物、水溶性熱可塑性樹脂からなる水粘着性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2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2の表面に凝縮水が供給されると、固形の粘結剤はこの水分の補給によって湿潤な糊状になって粘着性が生じ、粘結剤の粘着性で粘結剤コーテッド耐火物2の粒子同士を粘結させることができるものである。
When the high temperature and high humidity gas is passed through the
このように高温高湿気体の凝縮水で粘結剤コーテッド耐火物2の水粘着性の粘結剤を糊化して、この粘結剤で粘結剤コーテッド耐火物を粘結させることができるが、引き続いて連続して成形型1内に通される高温高湿気体で粘結剤コーテッド耐火物2が加熱される。高温高湿気体中の水蒸気は高い潜熱を有するので、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2の温度は高温高湿気体の露点温度以上にまで急速に上昇する。このように粘結剤コーテッド耐火物2が露点温度以上にまで加熱される時間は、高温高湿気体の温度や水蒸気濃度、成形型1内への吹き込み流量、成形型1内の粘結剤コーテッド耐火物2の充填量などで変動するが、通常、2〜30秒程度の短時間である。このように粘結剤コーテッド耐火物2が露点温度以上に加熱されると、粘結剤コーテッド耐火物2の表面の粘結剤に含まれる水分が蒸発し、粘結剤を乾燥することができるものであり、蒸発した水分は成形型1内を通過した高温高湿気体と共に排出口6から排気される。
In this way, the water-adhesive binder of the binder-coated refractory 2 can be gelatinized with condensed water of high-temperature and high-humidity gas, and the binder-coated refractory can be caking with this binder. Then, the binder-coated refractory 2 is heated with a high-temperature and high-humidity gas that is continuously passed through the
上記のように、成形型1に高温高湿気体を通過させることによって、高温高湿気体中の水蒸気を凝縮させて粘結剤コーテッド耐火物2の粘結剤に水分を補給し、粘結剤コーテッド耐火物2を粘結剤の粘着作用で粘結させ、次いで継続して成形型1内に通過させる高温高湿気体で加熱して粘結剤の水分を蒸発させ、粘結剤を乾燥固化させることができるものである。そして水粘着性の粘結剤の粘着作用による耐火骨材の結合は、粘結剤が固化することによって強固なものとなり、強度の高い鋳型を得ることができるものである。このようにして成形を終了した後、成形型1を開くことによって、鋳型を取り出すことができる。
As described above, by passing the high-temperature and high-humidity gas through the
ここで、成形型1に通す高温高湿気体は温度が50〜500℃、水蒸気濃度が10〜90%であり、飽和状態の水蒸気よりも含有する水分量は低い。このため、高温高湿気体が成形型1内の粘結剤コーテッド耐火物2によって冷却されて温度低下し、高温高湿気体の温度が露点以下になって生成される凝縮水の量は過剰に多くならず、成形型1内で余分な凝縮水が発生することが少なくなる。粘結剤コーテッド耐火物2に被覆されている粘結剤の量は上記のように耐火骨材の0.5〜6質量%程度に過ぎず、この粘結剤を湿潤させて粘着作用を発揮させるのに必要な水分量は粘結剤の0.1〜3倍程度である。従って上記の高温高湿気体から生成される凝縮水の量で、粘結剤コーテッド耐火物2の粘結剤に粘着作用を発揮させることが十分に可能である。
Here, the high-temperature and high-humidity gas passed through the
そして本発明ではこのように成形型1内で高温高湿気体から生成される凝縮水の量を抑制することができるので、粘結剤コーテッド耐火物2の粘結剤に粘着作用を付与するために水分を補給した後、継続して成形型1に通す高温高湿気体で加熱して粘結剤に含まれる水分を蒸発させるにあたって、余分な水分の蒸発が不要になって、蒸発に要する時間を短縮することができるものであり、粘結剤の乾燥固化時間を短くすることができるものである。
And in this invention, since the quantity of the condensed water produced | generated from a high-temperature high-humidity gas in the shaping | molding die 1 can be suppressed in this way, in order to provide a sticking action to the binder of the binder coated refractory 2, When the moisture contained in the binder is evaporated by heating with high-temperature and high-humidity gas that is continuously passed through the
またこのように成形型1内で凝縮水が多量に生成されることがないので、粘結剤コーテッド耐火物2の表面の粘結剤が凝縮水に溶解したりして流されるようなことを防ぐことができるものである。従って、粘結剤が流れることによって鋳型内で粘結剤が偏在するようなことがなくなり、均一な強度の鋳型を製造することができるものである。
In addition, since a large amount of condensed water is not generated in the
上記のように成形型1内で余分な凝縮水が生成されないように、高温高湿気体は水蒸気濃度90%以下であることが必要である。しかし水蒸気濃度が低すぎると、凝縮水の生成が少なくなり過ぎて、粘結剤コーテッド耐火物2の粘結剤に粘着作用を十分に付与できなくなるおそれがあり、また露点温度が低くなるので、水蒸気濃度は10%以上であることが必要である。
As described above, the high-temperature and high-humidity gas needs to have a water vapor concentration of 90% or less so that excess condensed water is not generated in the
本発明において高温高湿気体の水蒸気濃度はこのように10〜90%の間に設定されるが、成形型1内で余分な凝縮水が生成されることを確実に防ぐには水蒸気濃度が60%以下であることが望ましく、また凝縮水を十分に生成させて粘結剤コーテッド耐火物2の粘結剤の粘着作用を十分に確保するためには水蒸気濃度が30%以上であることが望ましい。従って本発明において高温高湿気体の水蒸気濃度は30〜60%の範囲がより望ましい。
In the present invention, the water vapor concentration of the high-temperature and high-humidity gas is set between 10% and 90% as described above, but the water vapor concentration of 60 is surely prevented from generating excessive condensed water in the
また高温高湿気体の温度が高すぎると、成形型1内で高温高湿気体が露点以下に温度低下しないことがあり、成形型1内で凝縮水を十分に生成させることができないおそれがあるので、高温高湿気体の温度は500℃以下である必要がある。逆に高温高湿気体の温度が低すぎると、高温高湿気体で粘結剤コーテッド耐火物2を加熱して凝縮水を蒸発させる効率が悪くなり、粘結剤コーテッド耐火物2の粘結剤を乾燥固化させるのに長時間を要することになるので、高温高湿気体の温度は50℃以上である必要がある。
If the temperature of the high-temperature and high-humidity gas is too high, the high-temperature and high-humidity gas may not drop below the dew point in the
ここで、高温高湿気体の温度や水蒸気濃度は温度50〜500℃、水蒸気濃度10〜90%の範囲内で、夏場と冬場など雰囲気温度に応じて調整するようにしてもよい。例えば冬場のように外気温や粘結剤コーテッド耐火物2の温度が低いときには、温度が50℃付近、水蒸気濃度が10%付近と温度・水蒸気濃が比較的低い高温高湿気体を用いても十分に成形を行なうことができるものであり、この場合にはエネルギーコストの低い高温高湿気体で成形ができるものである。 Here, the temperature and water vapor concentration of the high-temperature and high-humidity gas may be adjusted within the range of the temperature of 50 to 500 ° C. and the water vapor concentration of 10 to 90% according to the atmospheric temperature such as summer and winter. For example, when the outside air temperature or the temperature of the binder-coated refractory 2 is low, such as in winter, a high temperature and high humidity gas having a relatively low temperature and water vapor concentration of about 50 ° C. and a water vapor concentration of about 10% can be used. The molding can be performed sufficiently. In this case, the molding can be performed with a high-temperature and high-humidity gas having a low energy cost.
ここで、本発明は上記のように成形型1内に高温高湿気体を通過させる初期の段階で、成形型1内の粘結剤コーテッド耐火物2で高温高湿気体が露点温度以下に冷却されることによって、高温高湿気体中の水蒸気から凝縮水を生成させるようにしたものであるから、成形型1内に充填する粘結剤コーテッド耐火物2は高温高湿気体の露点以下の温度であることが必要である。しかし、粘結剤コーテッド耐火物2の温度が低いと高温高湿気体が過剰に冷やされて露点より温度が大きく低下し、高温高湿気体から過剰の凝縮水が生成されるおそれがある。また粘結剤コーテッド耐火物2の粘結剤に吸収された水分を蒸発させて粘結剤を乾燥するのに要する時間も長くなる。
Here, in the present invention, the high temperature and high humidity gas is cooled to below the dew point temperature by the binder coated refractory 2 in the
このため、粘結剤コーテッド耐火物2は、高温高湿気体の露点以下の温度の範囲で予め加熱しておき、このように予熱した粘結剤コーテッド耐火物2を成形型1内に吹き込んで充填するようにするのがよい。本発明で用いる高温高湿気体の水蒸気濃度は10〜90%であるので、この高温高湿気体の露点温度は約45〜97℃である。そして粘結剤コーテッド耐火物2はこの露点温度よりも5〜30℃の範囲で低い温度に予熱して用いるのが好ましい。粘結剤コーテッド耐火物2の予熱温度が露点温度から5℃低いだけであると、高温高湿気体の温度低下が低く、凝縮水の生成が不十分になるおそれがある。逆に粘結剤コーテッド耐火物2の予熱温度が露点温度から30℃以上低いと、上記のように高温高湿気体が大きく温度低下して過剰の凝縮水が生成され、また乾燥時間も長くなる。
For this reason, the binder-coated refractory 2 is preheated in the temperature range below the dew point of the high-temperature and high-humidity gas, and the binder-coated refractory 2 thus preheated is blown into the
また、成形型1内のキャビティ3に吹き込まれる水蒸気は、成形型1の型面(キャビティ3の内面)から離れた内部を通過して排出口4から排出されるものや、成形型1の型面の近くを通過して排出口4から排出されるものがある。そして成形型1は通常、加熱した状態で成形に使用されるが、成形型1の型面から離れた内部を通過して排出される高温高湿気体には、成形型1の温度は作用しないので温度が低下し、凝縮水が生成される。しかし、成形型1の型面の近傍を通過して排出される高温高湿気体には、成形型1の温度が作用するので、成形型1の型温が高すぎると、高温高湿気体が粘結剤コーテッド耐火物2に接触しても、成形型1のこの高温の影響で高温高湿気体の温度はあまり低下せず、凝縮水が生成されることなく成形型1から排出されてしまうことになる。従って、高温の成形型1の表面の近傍を通過する高温高湿気体からは凝縮水が生成され難いものであり、また凝縮水が生成されても直ぐに蒸発してしまうものであり、このため、成形型1の型面に接する部分の粘結剤コーテッド耐火物2には粘結剤が湿潤状態になるまで十分な水分が供給されず、粘結剤に十分な粘着性が生じることがないまま、粘結剤は乾燥固化してしまうことになる。この結果、成形型1の型面に接する部分の粘結剤コーテッド耐火物2は粘結剤で十分に結合することができなくなり、結合力が不足する粘結剤コーテッド耐火物2の粒子が鋳型の表面からボロボロと剥離するボロつきの現象が発生するおそれがある。
Further, water vapor blown into the
そこで本発明では、成形型1の型温度を、成形型1に通す高温高湿気体の露点温度より低い温度の範囲に設定して加熱するのが好ましい。成形型1の型温度をこのように高温高湿気体の露点温度より低い温度に設定することによって、成形型1の表面の近傍を通過して排出される高温高湿気体に成形型1の高温が作用するようなことがなくなり、成形型1の型面の近傍においても高温高湿気体から凝縮水が容易に生成されるようになるものである。このため、成形型1の型面に接する部分の粘結剤コーテッド耐火物2においても、粘結剤が湿潤状態になって粘着作用を発揮するように水分を十分に供給することができ、成形型1の型面に接する部分の粘結剤コーテッド耐火物2をこの粘結剤で十分に結合することができるものである。従って、鋳型の表面層においても粘結剤コーテッド耐火物2を強固に結合させて表面の強度を高く得ることができるものであり、鋳型の表面にボロつきの現象が発生することを防ぐことができるものである。
Therefore, in the present invention, it is preferable that the mold temperature of the
本発明において用いる高温高湿気体の露点温度は上記のように約45〜90℃であるので、成形型1の型温度はこの露点温度よりも5〜30℃の範囲で低い温度に加熱して用いるのが好ましい。成形型1の型温度が露点温度から5℃低いだけであると、高温高湿気体から凝縮水が十分に生成されずボロつき現象を防ぐことができないおそれがある。逆に成形型1の型温度が露点温度から30℃以上低いと、高温高湿気体から過剰の凝縮水が生成され、また乾燥時間も長くなるおそれがある。ここで成形型1の型温度とは、粘結剤コーテッド耐火物2を充填して鋳型を成形するキャビティ3内の表面温度をいう。
Since the dew point temperature of the high temperature and high humidity gas used in the present invention is about 45 to 90 ° C. as described above, the mold temperature of the
上記の実施の形態では、成形型1内に通過させる高温高湿気体は、成形の工程の初期から終期に至るまで、温度と水蒸気濃度が同じをものを用いるようにしたが、初期の時点では水蒸気濃度が高く、終期の時点では水蒸気濃度が低くなるように、時間と共に水蒸気濃度を低下させるよう変化させながら、高温高湿気体を成形型1に通すようにしてもよい。このように成形型1に高温高湿気体を通過させる初期の段階で、高温高湿気体の水蒸気濃度が高いと、粘結剤コーテッド耐火物2の粘結剤を湿潤状態にするための凝縮水が高温高湿気体から生成し易くなり、また成形型1に高温高湿気体を通過させる終期の段階で、高温高湿気体の水蒸気濃度が低いと、粘結剤コーテッド耐火物2の粘結剤に含まれる水分を乾燥する効率が高くなるものである。
In the above embodiment, the high-temperature and high-humidity gas that is passed through the
このように高温高湿気体の水蒸気濃度を時間と共に低くなるように変化させるには、例えば図2(a)〜(c)のバルブ18,19の開放量を調整して、水蒸気と空気などの気体との混合比率を変化させることによって、容易に行なうことができる。また高温高湿気体の水蒸気濃度を時間と共に変化させるにあたっては、水蒸気濃度が連続的に低下するよう変化させるようにしてもよく、水蒸気濃度が段階的に低下するよう変化させるようにしてもよい。
In order to change the water vapor concentration of the high-temperature and high-humidity gas so as to decrease with time in this way, for example, by adjusting the opening amounts of the
また高温高湿気体の温度を、成形型1に通過させる初期の時点では低く、終期の時点では高くなるように、時間と共に温度を高めるよう変化させるようにしてもよい。このように初期の段階で高温高湿気体の温度が低いと、高温高湿気体の温度が露点温度以下に下がり易くなり、凝縮水が高温高湿気体から生成し易くなる。また終期の段階で高温高湿気体の温度が高いと、粘結剤に含まれる水分を乾燥する効率が高くなる。
Alternatively, the temperature of the high-temperature and high-humidity gas may be changed so as to increase with time so that the temperature is low at the initial point of passage through the
また、上記のように粘結剤コーテッド耐火物2を充填した成形型1に高温高湿気体を通す前に、飽和水蒸気を成形型1に通すようにしてもよい。飽和水蒸気はわずかの温度低下で凝縮水を生成するので、成形型1内の粘結剤コーテッド耐火物2に確実に水分を供給して、粘結剤に粘着作用を生じさせることができるものである。飽和水蒸気は水分を供給する目的で成形型1に通すだけであるので、成形型1に飽和水蒸気を通す時間は短時間でよい。
Alternatively, saturated steam may be passed through the
さらに、上記のように成形型1に高温高湿気体を通した後、高温高湿気体の供給を停止して、高温高湿気体よりも水蒸気濃度が低い乾燥した気体を成形型1に通すようにしてもよい。この乾燥気体としては、水蒸気以外の気体であればよく、空気や、その他窒素ガスなどを用いることができる。この気体は高温高湿気体よりも水蒸気濃度が低い乾いた気体であるので、粘結剤コーテッド耐火物2の粘結剤の水分を蒸発させる効率が高く、粘結剤の乾燥固化の時間を短縮することができるものである。
Further, after passing the high-temperature and high-humidity gas through the
この高温高湿気体よりも水蒸気濃度が低い乾燥した気体としては、加熱した気体であってもよく、作業環境温度などの常温(例えば25℃)の気体であってもよい。加熱した気体であると、粘結剤コーテッド耐火物2の粘結剤の水分を蒸発させる効率が高く、粘結剤の乾燥固化の時間をより短縮することができる。この加熱気体の温度は特に限定されるものではなく、100℃以上で且つ粘結剤を分解させない温度以下であればよい。また常温の気体であると、粘結剤コーテッド耐火物2の粘結剤の水分を蒸発させると同時に、成形型1内で成形した鋳型の温度を脱型可能な温度にまで迅速に低下させることができ、取り出しの時間を短縮することができるものである。
The dried gas having a water vapor concentration lower than that of the high-temperature and high-humidity gas may be a heated gas or a gas at a normal temperature (for example, 25 ° C.) such as a working environment temperature. When it is a heated gas, the efficiency of evaporating the water content of the binder of the binder-coated refractory 2 is high, and the time for drying and solidifying the binder can be further shortened. The temperature of the heated gas is not particularly limited, and may be 100 ° C. or higher and not higher than the temperature at which the binder is not decomposed. In addition, when the gas is normal temperature, the moisture of the binder of the binder coated refractory 2 is evaporated, and at the same time, the temperature of the mold molded in the
図3の実施の形態は、成形型1の排出口6に吸引パイプ12を接続するようにしたものであり、吸引パイプ12には真空ポンプなどが接続してある。そして成形型1内を吸引パイプ12で吸引しながら、上記のように給気パイプ10から成形型1内に高温高湿気体を吹き込むようにしてある。このように成形型1内を吸引しながら高温高湿気体を吹き込むことによって、高温高湿気体は成形型1内に充填された粘結剤コーテッド耐火物2の粒子間を通過した後に、強制的に排出口6から排出されるものであり、高温高湿気体が成形型1内に滞留することがなくなる。このため、高温高湿気体による加熱の効率が高まって、粘結剤コーテッド耐火物2の粘結剤を乾燥固化させる時間を短くすることができ、より短時間で鋳型を製造することが可能になるものである。
In the embodiment of FIG. 3, a
また、成形型1内に粘結剤コーテッド耐火物2を充填した後、成形型1内に高温高湿気体を通して成形を行なうにあたって、粘結剤コーテッド耐火物2を充填した成形型1内を減圧状態にし、この後に成形型1内に高温高湿気体を通すようにしてもよい。このように減圧状態にした成形型1内に高温高湿気体を通すことによって、成形型1のキャビティ3内の全体に高温高湿気体が行き渡ることなり、成形型1内の粘結剤コーテッド耐火物2に万遍なく高温高湿気体を作用させることができるものである。従って、成形型1が複雑な形状などであっても成形型1内の隅々にまで高温高湿気体が行き渡り、成形型1内の粘結剤コーテッド耐火物2に万遍なく高温高湿気体の凝縮水を補給することができ、均質な強度の鋳型を成形することができるものである。
In addition, after filling the
ここで上記のように成形型1内に粘結剤コーテッド耐火物2を充填した後、成形型1内を減圧状態にするにあたっては、例えば図3のように、粘結剤コーテッド耐火物2を充填した成形型1の各注入口4にコック11を閉じた給気パイプ10を接続すると共に排出口6に吸引パイプ12を接続することによって、成形型1内を気密状態にし、この状態で真空ポンプを作動させ、成形型1内の空気を吸引パイプ12で吸引することによって、成形型1内を減圧状態にすることができるものである。そして次に、給気パイプ10のコック11を開くと、給気パイプ10から供給される高温高湿気体が減圧状態の成形型1内に一気に吸い込まれ、成形型1内の隅々にまで高温高湿気体を行き渡らせることができるものである。
Here, after filling the molding die 1 with the binder-coated refractory 2 as described above, in order to bring the molding die 1 into a reduced pressure state, for example, as shown in FIG. An
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No1の調製)
145℃に加熱したフラタリー硅砂30kgをワールミキサーに入れ、これに糖類として日澱化學(株)製デキストリン「ND−S」750g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。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、粘結剤として糖類で被覆した粘結剤コーテッド耐火物No1を得た。この粘結剤コーテッド耐火物No1はさらさらとした粒状物であり、粘結剤の質量比率は2.5質量%であった。
(Preparation of binder coated refractory No1)
30 kg of flattered cinnabar sand heated to 145 ° C. was placed in a whirl mixer, and an aqueous solution in which 750 g of dextrin “ND-S” manufactured by Nissho Kagaku Co., Ltd. was dissolved or dispersed in 450 g of water was added as a saccharide, and kneaded for about 90 seconds. . After disintegrating, 30 g of calcium stearate was added as a lubricant, kneaded for 15 seconds, and further aerated to obtain a binder-coated refractory No1 coated with saccharide as a binder. This binder-coated refractory No1 was a smooth granular material, and the mass ratio of the binder was 2.5% by mass.
(粘結剤コーテッド耐火物No2の調製)
140℃に加熱したフラタリー硅砂30kgをワールミキサーに入れ、これに水溶性無機化合物として富士化学(株)製水ガラス「珪酸ソーダ1号」(固形分50質量%)2.4kg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。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、粘結剤として水溶性無機化合物で被覆した粘結剤コーテッド耐火物No2を得た。この粘結剤コーテッド耐火物No2はさらさらとした粒状物であり、粘結剤の質量比率は4.0質量%であった。
(Preparation of binder coated refractory No2)
30 kg of flattered cinnabar sand heated to 140 ° C. is placed in a whirl mixer, and 2.4 kg of water glass “
(参考例1)
キャビティ3の大きさが30cm×10cm×4cmに形成された図1のような成形型1を80℃に加熱して用いた。そしてまず、成形型1の上面の3箇所の注入口4のうち中央の注入口4にホッパー7を接続すると共に他の2ヶ所の注入口4を閉じ、上記の粘結剤コーテッド耐火物No1を、ゲージ圧力0.1MPaの空気圧で成形型1内に吹き込んで充填した。粘結剤コーテッド耐火物No1の温度は25℃であった。
( Reference Example 1)
A
次に、成形型1の上面の3箇所の注入口4に給気パイプ10を接続し、高温高湿気体を成形型1内に吹き込んだ。高温高湿気体は、図2(c)の装置で調製したものを用いた。すなわち、ボイラーからなる水蒸気生成装置15で発生させたゲージ圧力0.3MPa、温度143℃の飽和水蒸気を、過熱器20(野村技工(株)製過熱蒸気発生装置「GE−100」)で加熱して350℃、ゲージ圧力0.35MPaの過熱水蒸気を生成させ、またコンプレッサーからなる気体供給装置16で25℃、相対湿度63%の空気(絶対湿度0.0126kg/kgDA)を加熱器((株)竹網製作所製高温・高圧熱風用ヒータ「SHP40 3200−1.5K」)に通して350℃の加熱空気を生成させた。そしてバルブ18,19で過熱水蒸気を40kg/hの流量に、加熱空気を20m3/h[大気圧,0℃換算値=25.8kg/h(=0.3kg水蒸気/h+25.5kg乾燥空気/h)]の流量にそれぞれ調整して混合することによって、高温高湿気体を調製した。この高温高湿気体は、水蒸気濃度(理想気体として計算)が約72%であり、露点温度は91℃、温度350℃である。
Next, the
そして高温高湿気体を、成形型1に5秒間、10秒間、20秒間、30秒間、40秒間、50秒間、60秒間それぞれ通すことによって、鋳型を成形した。
Then, the mold was molded by passing high-temperature and high-humidity gas through the
(比較例1)
図2(c)の装置においてバルブ19を閉じ、水蒸気生成装置15と過熱器20により生成させた350℃、ゲージ圧力0.35MPaの過熱水蒸気を40kg/hの流量で、20秒間、40秒間、60秒間、80秒間、成形型1に吹き込むようにした。その他は実施例1と同様にして鋳型を成形した。
(Comparative Example 1)
In the apparatus of FIG. 2 (c), the
参考例1及び比較例1において、鋳型を取り出す際に鋳型が崩れることなく取り出すことができるか否かをチェックした。崩れることなく取り出せる場合を「○」、一部に欠けが発生する場合を「△」、崩壊して鋳型として取り出すことができない場合を「×」と評価して、結果を表1の鋳型取り出しの可否の欄に示す。 In Reference Example 1 and Comparative Example 1, it was checked whether the mold could be taken out without collapsing when the mold was taken out. The case where it can be taken out without breaking is evaluated as “◯”, the case where a part of the chip is broken is evaluated as “△”, and the case where it cannot be taken out as a mold is evaluated as “×”. Shown in the column of availability.
また成形型から取り出した直後の鋳型の重さを測定した。このとき、成形型の下方にバットを配置した状態で成形型を開き、成形型のキャビティの内面に粘結剤コーテッド耐火物が付着している場合にはこの粘結剤コーテッド耐火物を払い出してバットに受け、このバット上に受けた粘結剤コーテッド耐火物も合わせて鋳型の重さとした。さらに鋳型から切り出した幅20mm、長さ60mm、厚み10mmの試験片について、曲げ強さをJIS K 6910の曲げ強さ試験法に準拠して測定した。結果を表1に示す。 Further, the weight of the mold immediately after taking out from the mold was measured. At this time, the mold is opened with the bat disposed below the mold, and when the binder-coated refractory is attached to the inner surface of the mold cavity, the binder-coated refractory is discharged. The weight of the mold was also taken by the binder coated refractory received on the bat. Further, the bending strength of a test piece having a width of 20 mm, a length of 60 mm, and a thickness of 10 mm cut out from the mold was measured in accordance with the bending strength test method of JIS K6910. The results are shown in Table 1.
さらに鋳型の強度(ぼろつき)を、JIS K 5400「塗料一般試験方法」(8.4.2 手かき法)に準拠して測定した。結果を表1に示す。 Further, the strength (blurred) of the mold was measured in accordance with JIS K 5400 “Paint General Test Method” (8.4.2 Handwriting method). The results are shown in Table 1.
表1にみられるように、温度350℃、水蒸気濃度72%の高温高湿気体を用いた参考例1では、10秒間吹き込む成形で、正常な鋳型を得ることができたのに対して、過熱水蒸気を用いた比較例1では、60秒間以上の吹き込みが必要であることが確認される。また比較例1の吹き込み時間が20秒の場合は、粘結剤が未乾燥で固まっておらず、鋳型の重さから計算して水分が15g程度含まれているものであった。 As can be seen from Table 1, in Reference Example 1 using a high-temperature and high-humidity gas having a temperature of 350 ° C. and a water vapor concentration of 72%, a normal mold could be obtained by blowing for 10 seconds, while overheating. In Comparative Example 1 using water vapor, it is confirmed that blowing for 60 seconds or more is necessary. Moreover, when the blowing time of Comparative Example 1 was 20 seconds, the binder was not dried and not hardened, and it contained about 15 g of water as calculated from the weight of the mold.
(実施例2)
図2(c)の装置において、過熱器20及び加熱器21によって過熱水蒸気と加熱空気の温度を調整し、またバルブ18,19によって過熱水蒸気と加熱空気の混合比率を調整し、表2に示す温度と水蒸気濃度の高温高湿気体を調製した。そしてこの高温高湿気体を用い、高温高湿気体の吹き込み時間を30秒間に設定するようにした他は、参考例1と同様にして鋳型を成形した。
(Example 2)
In the apparatus of FIG. 2C, the temperature of the superheated steam and the heated air is adjusted by the
(比較例2)
図2(c)の装置において、過熱器20及び加熱器21によって過熱水蒸気と加熱空気の温度を調整し、またバルブ18,19によって過熱水蒸気と加熱空気の混合比率を調整し、表2に示す温度と水蒸気濃度の高温高湿気体を調製した。そしてこの高温高湿気体を用い、高温高湿気体の吹き込み時間を30秒間に設定するようにした他は、参考例1と同様にして鋳型を成形した。
(Comparative Example 2)
In the apparatus of FIG. 2C, the temperature of the superheated steam and the heated air is adjusted by the
実施例2及び比較例2において、上記と同様にして、鋳型取り出しの可否をチェックし、鋳型の重さ、曲げ強さ、鋳型の強度(ぼろつき)を測定した。結果を表5に示す。 In Example 2 and Comparative Example 2, in the same manner as described above, whether or not the mold could be taken out was checked, and the weight of the mold, the bending strength, and the strength (raginess) of the mold were measured. The results are shown in Table 5.
表2にみられるように、水蒸気濃度が10〜90%の範囲の高温高湿気体を用いた実施例2では、30秒間の吹き込みで正常な鋳型を成形することができるものであった。 As can be seen from Table 2, in Example 2 using a high-temperature and high-humidity gas having a water vapor concentration in the range of 10 to 90%, a normal mold could be formed by blowing for 30 seconds.
一方、比較例2の水蒸気濃度が95%の高温高湿気体を用いた場合には、粘結剤は未乾燥で固まっておらず、鋳型を変形することなく成形型から取り出すことができないものであり、吹き込み時間が30秒では乾燥が不十分であって、吹き込み時間を長くする必要があることが確認される。また比較例2の水蒸気濃度が5%の高温高湿気体を用いた場合には、粘結剤コーテッド耐火物の各粒子は十分に結合しておらず、成形型を開くと鋳型は崩壊するものであり、粘結剤への水分の補給が不十分であることが確認される。 On the other hand, when the high-temperature and high-humidity gas having a water vapor concentration of 95% in Comparative Example 2 was used, the binder was not dried and solidified, and could not be taken out from the mold without deforming the mold. In addition, it is confirmed that the drying time is insufficient when the blowing time is 30 seconds, and it is necessary to lengthen the blowing time. In addition, when the high-temperature and high-humidity gas having a water vapor concentration of 5% in Comparative Example 2 is used, the particles of the binder-coated refractory are not sufficiently bonded, and the mold collapses when the mold is opened. It is confirmed that the water supply to the binder is insufficient.
(参考例3)
実施例1において、成形型1の型温度を60℃、80℃、100℃、120℃に設定し、また高温高湿気体の吹き込み時間を30秒間、60秒間に設定するようにした他は、参考例1と同様にして鋳型を成形した。
( Reference Example 3)
In Example 1, except that the mold temperature of the
参考例3で得た鋳型について表面の状態をチェックし、鋳型の表面がつるつるしてきれいな場合を「○」、鋳型の表面の一部に未結合の砂がある場合を「△」、鋳型の中央部は固まっているが、鋳型の表面は触るとぼろぼろ砂が落ちる場合を「×」と評価して、結果を表3に示す。また鋳型の重さ、曲げ強さ、鋳型の強度(ぼろつき)についても上記同様にして測定し、結果を表3に示す。 The condition of the surface of the mold obtained in Reference Example 3 was checked. When the surface of the mold was smooth and clean, “◯” was indicated. When there was unbound sand on a part of the mold surface, “△” was indicated. Although the central part is hardened, the case where the rough sand falls when touched on the surface of the mold is evaluated as “x”, and the results are shown in Table 3. Further, the mold weight, bending strength, and mold strength (staggered) were also measured in the same manner as described above, and the results are shown in Table 3.
表3にみられるように、高温高湿気体の露点温度90℃よりも成形型の型温度が高い100℃、120℃の場合には、鋳型の表面に問題が生じるものであり、成形型の型温度は成形型に吹き込む高温高湿気体の露点温度よりも低いことが好ましいということが確認される。 As seen in Table 3, when the mold temperature of the mold is 100 ° C. and 120 ° C. higher than the dew point temperature of 90 ° C. of the high-temperature and high-humidity gas, a problem occurs on the surface of the mold. It is confirmed that the mold temperature is preferably lower than the dew point temperature of the high temperature and high humidity gas blown into the mold.
(参考例4)
粘結剤コーテッド耐火物No1の代りに粘結剤コーテッド耐火物No2を用いるようにした他は、参考例1と同様にして、鋳型を成形した。
( Reference Example 4)
A mold was molded in the same manner as in Reference Example 1 except that binder-coated refractory No2 was used instead of binder-coated refractory No1.
(比較例4)
粘結剤コーテッド耐火物No1の代りに粘結剤コーテッド耐火物No2を用いるようにした他は、比較例1と同様にして、鋳型を成形した。
(Comparative Example 4)
A mold was molded in the same manner as Comparative Example 1 except that binder-coated refractory No2 was used instead of binder-coated refractory No1.
参考例4及び比較例4において、上記と同様にして、鋳型取り出しの可否をチェックし、鋳型の重さ、曲げ強さ、鋳型の強度(ぼろつき)を測定した。結果を表4に示す。 In Reference Example 4 and Comparative Example 4, whether or not the mold could be removed was checked in the same manner as described above, and the mold weight, bending strength, and mold strength (dragging) were measured. The results are shown in Table 4.
表4にみられるように、温度350℃、水蒸気濃度69%の高温高湿気体を用いた参考例4では、20秒間吹き込む成形で、正常な鋳型を得ることができたのに対して、過熱水蒸気を用いた比較例4では、80秒間以上の吹き込みが必要であることが確認される。また比較例4の吹き込み時間が20秒の場合は、粘結剤が未乾燥で固まっておらず、鋳型の重さから計算して水分が20g程度含まれているものであった。 As can be seen from Table 4, in Reference Example 4 using a high-temperature and high-humidity gas having a temperature of 350 ° C. and a water vapor concentration of 69%, a normal mold could be obtained by blowing for 20 seconds, while overheating. In Comparative Example 4 using water vapor, it is confirmed that blowing for 80 seconds or more is necessary. When the blowing time of Comparative Example 4 was 20 seconds, the binder was not dried and not hardened, and it contained about 20 g of water as calculated from the weight of the mold.
(実施例5)
粘結剤コーテッド耐火物No1の代りに粘結剤コーテッド耐火物No2を用いるようにした他は、実施例2と同様にして、鋳型を成形した。
(Example 5)
A mold was molded in the same manner as in Example 2 except that binder-coated refractory No2 was used instead of binder-coated refractory No1.
(比較例5)
粘結剤コーテッド耐火物No1の代りに粘結剤コーテッド耐火物No2を用いるようにした他は、比較例2と同様にして、鋳型を成形した。
(Comparative Example 5)
A mold was molded in the same manner as Comparative Example 2 except that binder-coated refractory No2 was used instead of binder-coated refractory No1.
実施例5及び比較例5において、上記と同様にして、鋳型取り出しの可否をチェックし、鋳型の重さ、曲げ強さ、鋳型の強度(ぼろつき)を測定した。結果を表5に示す。 In Example 5 and Comparative Example 5, in the same manner as described above, whether or not the mold could be taken out was checked, and the weight of the mold, the bending strength, and the strength (raginess) of the mold were measured. The results are shown in Table 5.
表5にみられるように、水蒸気濃度が10〜90%の範囲の高温高湿気体を用いた実施例5では、30秒間の吹き込みで正常な鋳型を成形することができるものであった。 As can be seen from Table 5, in Example 5 using a high-temperature and high-humidity gas having a water vapor concentration in the range of 10 to 90%, a normal mold could be formed by blowing for 30 seconds.
一方、比較例5の水蒸気濃度が95%の高温高湿気体を用いた場合には、粘結剤は未乾燥で固まっておらず、鋳型を変形することなく成形型から取り出すことができないものであり、吹き込み時間が30秒では乾燥が不十分であって、吹き込み時間を長くする必要があることが確認される。また比較例5の水蒸気濃度が5%の高温高湿気体を用いた場合には、粘結剤コーテッド耐火物の各粒子は十分に結合しておらず、成形型を開くと鋳型は崩壊するものであり、粘結剤への水分の補給が不十分であることが確認される。 On the other hand, when the high-temperature and high-humidity gas having a water vapor concentration of 95% in Comparative Example 5 was used, the binder was not dried and solidified, and could not be taken out from the mold without deforming the mold. In addition, it is confirmed that the drying time is insufficient when the blowing time is 30 seconds, and it is necessary to lengthen the blowing time. When the high-temperature and high-humidity gas having a water vapor concentration of 5% in Comparative Example 5 is used, the particles of the binder-coated refractory are not sufficiently bonded, and the mold collapses when the mold is opened. It is confirmed that the water supply to the binder is insufficient.
(参考例6)
粘結剤コーテッド耐火物No1の代りに粘結剤コーテッド耐火物No2を用いるようにし、高温高湿気体の吹き込み時間を60秒間に設定するようにした他は、参考例3と同様にして、鋳型を成形した。
( Reference Example 6)
In the same manner as in Reference Example 3, except that the binder-coated refractory No2 was used instead of the binder-coated refractory No1, and the blowing time of the high temperature and high humidity gas was set to 60 seconds. Was molded.
上記の参考例6で得た鋳型について表面の状態をチェックし、また鋳型の重さ、曲げ強さ、鋳型の強度(ぼろつき)についても上記同様にして測定した。結果を表6に示す。 The surface state of the mold obtained in Reference Example 6 was checked, and the mold weight, bending strength, and mold strength (dragging) were also measured in the same manner as described above. The results are shown in Table 6.
表6にみられるように、高温高湿気体の露点温度90℃よりも成形型の型温度が高い100℃、120℃の場合には、鋳型の表面に問題が生じるものであり、成形型の型温度は成形型に吹き込む高温高湿気体の露点温度よりも低いことが好ましいということが確認される。 As seen in Table 6, when the mold temperature of the mold is 100 ° C. and 120 ° C. higher than the dew point temperature of 90 ° C. of the high temperature and high humidity gas, a problem occurs on the surface of the mold. It is confirmed that the mold temperature is preferably lower than the dew point temperature of the high temperature and high humidity gas blown into the mold.
1 成形型
2 粘結剤コーテッド耐火物
1
Claims (14)
14. The mold according to any one of claims 1 to 13, wherein the mold is filled with a binder-coated refractory, then the mold is depressurized, and then a high-temperature and high-humidity gas is passed through the mold. A method for producing a mold.
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