JP6501147B2 - Method of manufacturing mold - Google Patents
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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 of manufacturing 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 methods for manufacturing a mold, and one of them is a shell mold method. The shell mold method is obtained by bonding and molding a refractory aggregate for a mold such as silica sand with a binder, and has excellent properties such as obtaining a mold with good dimensional accuracy. It is widely used from
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。 A thermosetting resin such as a phenol resin is generally used as a caking agent for this shell mold, and the fireproof aggregate and the thermosetting resin are mixed to form a thermosetting resin on the surface of the fireproof aggregate. A coated binder coated refractory (abbreviated as RCS) is prepared, and this binder coated refractory is filled in a heated mold to melt and cure the thermosetting resin of the binder. By which the mold is made. The binder-coated refractories itself is a granular material which is smooth and has a good flowability, so that it has a good filling property into a mold, can be pneumatically transported, and has a good handling.
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 molding 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 a conductive heat transfer from the high temperature mold is performed. In general, it is common practice to heat the binder coated refractory by heating, but when the binder phenolic resin is heated at high temperature, ammonia gas etc. is generated along with its rapid reaction, There is a problem of causing deterioration of the environment.
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 the mold is filled with a binder-coated refractory, water vapor is blown into the mold, and the binder-coated refractory in the mold is heated by the latent heat of evaporation of water vapor or sensible heat to make the mold A method of manufacturing 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 to heat the binder-coated refractory, the steam filled in the mold can heat the entire binder-coated refractory in the mold instantaneously. It is possible to stably mold the mold in a short time without the need to heat the mold to a high temperature, and prevent it from being absorbed into water vapor and released into the atmosphere even if ammonia gas is generated It 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 a molten metal by pouring it into a mold that has been molded in this way, the phenolic resin of the caking agent is decomposed by the action of the high temperature of the molten metal and, for example, phenol, xylenol, toluene, benzene, methane, etc. are released. There is a problem of deteriorating the working environment due to This problem can not be avoided as long as a thermosetting resin such as a phenol resin is used as a caking agent for the caking agent 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, since the phenol resin has high heat resistance and a large amount of residual carbon, it is difficult to collapse the mold by the heat of the molten metal when the molten metal is injected into the mold and the cast is cast, and the cast is removed from the mold In addition, there is also a problem that it is necessary to apply an impact to the mold or to heat the resin for a long time at high temperature to decompose the phenol resin, which requires time and effort for demolding.
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 applicant has proposed using a saccharide as a caking agent of a caking agent coated refractory (see, for example, Patent Document 2). That is, when a caking agent coated refractory coated with a solid coating layer containing saccharides as a caking agent is used and the caking agent coated refractory is filled in a forming die, water vapor is blown into the forming die Since the condensed water of water vapor is supplied to the binder coated refractory in the mold, the moisture imparts tackiness to the saccharide. Subsequently, the caking agent can be solidified by heating the caking agent-coated refractory in a forming die, and a mold having a refractory aggregate bonded thereto is formed by molding the solidified saccharide caking agent. It 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 molten metal is poured into a mold containing such saccharides as a caking agent for casting, the saccharides, when thermally decomposed, release carbon dioxide gas and water, and release toxic gases. There is no risk of worsening the working environment because there is no Also, saccharides are easily thermally decomposed, and it is possible to obtain a disintegratable mold which is easily disintegrated by the heat of molten metal.
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, molds using saccharides as a caking agent do not release toxic gas at the time of casting and have good disintegration properties, but have problems in 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 steam is blown into a mold filled with a binder-coated refractory, water is supplied as condensed water to saccharides on the surface of the binder-coated refractory, and the moisture imparts tackiness to the saccharides by the moisture . Then, for example, the water in the mold is evaporated and the water is removed from the saccharide by heating with steam that is subsequently blown, and the sugar is dried and solidified from the sticky state containing the water, and this drying is A mold can be formed by bonding refractory aggregate with solidified sugar. Therefore, the refractory aggregate is only kept in a bonded state by the dried and solidified saccharides, so there is a problem that the strength and heat resistance of the mold are insufficient, and sometimes the mold may be broken when pouring the molten metal 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 that use saccharides as a caking agent do not release toxic gases during casting, but a large amount of carbon dioxide gas and water are generated as thermal decomposition gases, so gas defects tend to occur in castings during casting, and 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 it is an object of the present invention to use a saccharide as a caking agent to produce a mold having high strength and heat resistance and capable of reducing the amount of gas generation in casting. It is
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。
In the method for producing a mold according to the present invention, a binder coated
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 caking agent coated refractory 1 formed by covering a solid coating layer containing saccharides as a caking agent as described above, it is formed by bonding a refractory aggregate as a caking agent with saccharides. Molds can be produced, sugars release carbon dioxide and water when thermally decomposed, and do not release toxic gases, and there is no such thing as polluting the environment, In addition, saccharides are easily thermally decomposed, so that a mold having good disintegration ability can be obtained.
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 carried out at a temperature of 100 to 350 ° C.
It 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
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。 The present invention is also characterized in that the heat treatment of the molded product is performed 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 time of the heat treatment of the
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
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。
Further, the present invention imparts adhesiveness to saccharides of the caking agent by blowing steam into the forming die 2 filled with the binder coated refractory 1 and supplying condensed water of the steam into the forming
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 forming
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
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 steam 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 the heating gas, heated air or a mixed gas of steam 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, superheated steam can also be used as steam, in addition to saturated steam.
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
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 bond strength with the saccharide can be further enhanced to further improve the strength and heat resistance of the template.
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。
Further, in the present invention, the coating layer of the binder coated
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 fireproof aggregate, and can further improve the strength and heat resistance of the mold. 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。
Further, according to the present invention, the caking agent-coated
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 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 the present invention, the caking agent-coated refractory 1 is filled in a forming
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 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 caking agent coated refractory 1 formed by covering a solid coating layer containing saccharides as a caking agent, a refractory aggregate is bonded using saccharides as a caking agent. The mold can be produced, and the saccharides release only carbon dioxide gas and water when thermally decomposed, and do not release toxic gases, and there is no more to pollute the environment, and The saccharides are those which are easily thermolyzed and from which molds having good disintegration ability 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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
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 surface of the particles of the fireproof aggregate 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。 Examples of the fireproof aggregate include, but are not limited to, silica sand, mountain sand, alumina sand, olivine sand, chromite sand, zircon sand, mullite sand, others, artificial sand and the like, These can be used alone or in combination of two or more of them. Incidentally, as artificial sand, artificially produced sand containing calcia, magnesia, alumina and the like can be exemplified, and artificially produced sand can be exemplified by crushing stones and rocks. That is, artificial sand may be generally 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, as saccharides, monosaccharides, oligosaccharides and polysaccharides can be used, and among various monosaccharides, oligosaccharides and polysaccharides, one type is selected and used alone or plural types are selected and used in combination It can also be done.
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。 Examples of monosaccharides used in the present invention include, but are not limited to, glucose (glucose), fructose (fructose), galactose and the like.
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), cellobiose and the like.
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, as polysaccharides, there are starch sugar, dextrin, xanthan gum, curdlan, pullulan, cycloamylose, chitin, cellulose, starch, etc. From these, one type can be selected and used, and plural types can be used in combination. Here, examples of starch may include finished starch and modified starch. Specifically, raw starches such as potato starch, corn starch, high amylose, sweet potato starch, tapioca starch, sago starch, rice starch, amaranth starch, and their processed starches (soy roasted dextrin, enzyme-modified dextrin, acid-treated starch, Oxidized starch, dialdehyded starch, etherified starch (carboxymethyl starch, hydroxyalkyl starch, cationic starch, methylolated starch etc.), esterified starch (acetic acid starch, phosphoric acid starch, succinic acid starch, octenyl succinic acid starch, maleic acid starch Starch, higher fatty acid esterified starch, etc.), crosslinked starch, kraftized starch, moist heat-treated starch, etc. Among them, 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。 In addition, flour of cereal seeds containing sugars can also be used as a caking agent. Examples of the powder of seeds of cereals containing saccharides include wheat flour, rice flour, corn flour and the like.
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 saccharide, in particular, a carboxylic acid which causes a polysaccharide to undergo a polymerization reaction. As the carboxylic acid, a monovalent carboxylic acid or a divalent or higher polyvalent carboxylic acid can be used. For example, benzoic acid, salicylic acid, anthranilic acid and the like can be mentioned as a monovalent carboxylic acid, and polyvalent carboxylic acids such as oxalic acid, maleic acid, succinic acid, citric acid, fumaric acid, malic acid, tartaric acid And 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 crosslinking agent (curing agent), and can cause sugars to polymerize. is there. They can be polymerized by polymerizing saccharides by the action of carboxylic acid, and in some cases, they can be cured. These carboxylic acids may 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。 Although the compounding quantity of carboxylic acid changes with kinds of saccharides etc. and it is not specifically limited, It is preferable to set to the range used as 1-40 mass parts of carboxylic acids with respect to 100 mass parts of saccharides. The range of 1 to 30 parts by mass is particularly preferable. If the amount of the carboxylic acid is too small, it is difficult to cause the saccharide to undergo a polymerization reaction to a sufficient molecular weight. Moreover, even if it contains more carboxylic acid, the effect of polymerizing saccharides is not improved, so there is a possibility that it may be economically disadvantageous. Incidentally, it is preferable to mix the carboxylic acid with the saccharide in a state of being previously dissolved in water, in order to exert the effect as a curing agent highly.
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 caking agent contained in the coating layer of the caking agent-coated refractory 1. However, a thermosetting resin is used in combination with the saccharide as the caking agent, and the coating layer is used. You may make it contain. By using a thermosetting resin in combination as a caking agent, the bonding strength of the refractory aggregate with the caking agent can be increased, and the strength and heat resistance of the mold are improved as compared to the case of using a saccharide alone as a caking agent. It is something that can be done. In particular, 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, based on the total amount of the saccharide and the thermosetting resin. When the content of the thermosetting resin is more than this, the effect of using a saccharide as a caking agent becomes insufficient.
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 caking agent is not particularly limited, it is possible to use resol type or novolac type phenol resin. The resol type phenolic resin and the novolac type phenolic resin may be used alone or in combination. Moreover, what made sugars and phenols react beforehand can also be used. The state before coating the refractory aggregate with a 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 flowability of the binder coated refractory. As lubricants, aliphatic hydrocarbon lubricants such as paraffin wax and carnauba wax, higher aliphatic alcohols, aliphatic amide lubricants such as ethylenebisstearate amide and stearic acid amide, metallic soap lubricants, fatty acid ester lubricants Composite lubricants and the like can be used, among which metal soap lubricants are preferred. As the metal soap-based lubricant, calcium stearate, barium stearate, zinc stearate, aluminum stearate, magnesium stearate or the like, or a combination of two or more 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。 Then, the refractory aggregate is obtained by blending and mixing saccharides, thermosetting resin such as carboxylic acid and phenolic resin, reaction products of saccharides and phenols, lubricants, etc. with particles of the refractory aggregate, if necessary. The coating layer containing a binder containing a saccharide as a main component can be coated on the surface of the binder to obtain a binder-coated refractory 1 used in the present invention.
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 fireproof aggregate differs depending on the components, applications, etc., and can not be generally defined, but 0.5 to 5.0 parts by mass of the binder and the lubricant are based on 100 parts by mass of the fireproof aggregate In general, it is preferable to set so that the solid content is in the range of 0.02 to 0.15 parts by mass. When the binder exceeds 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the refractory aggregate, it becomes difficult to knead the refractory aggregate and the binder. When the amount of the binder is less than 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fireproof aggregate, it becomes 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。 As a method of coating the coating layer on the surface of the refractory aggregate to prepare the binder coated refractory 1, there are a hot coating method, a cold coating method, a semi-hot coating method, a powder solvent method and the like.
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 caking agent is added to and mixed with the fireproof aggregate heated to 110 to 180 ° C., and the caking agent melted by melting the solid caking agent by heating with the fireproof aggregate. The surface of the refractory aggregate is wetted and coated, and then the mixture is cooled while being held to obtain a granular, free-flowing, caking agent-coated refractory. Alternatively, a refractory aggregate heated to 110 to 180 ° C. is mixed and coated with a caking agent dissolved or dispersed in a solvent such as water, and the solvent is volatilized to obtain a caking agent coated refractory 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, a binder is dispersed or dissolved in a solvent such as water or methanol to form a liquid, which is added to particles of the fireproof aggregate and mixed, and the binder is coated by volatilizing the solvent. 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, a caking agent dispersed or dissolved in the above-mentioned solvent is added to particles of the fireproof aggregate heated to 50 to 90 ° C., mixed, and the solvent is volatilized to evaporate the solvent. How 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 caking agent is crushed, this crushed caking agent is added to the particles of the fireproof aggregate, a solvent such as water or methanol is further added, and this is mixed to evaporate the solvent. Is a method of obtaining 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 normal temperature (30 ° C.), and granular, free-flowing caking agent coated refractories can be obtained. The hot coat method is preferred in view of workability and the like. 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 be compatible, if necessary Also, carbonaceous materials such as graphite can be 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 saccharides and thermosetting resin are used in combination as a caking agent, a method of forming a coating layer in which saccharides and thermosetting resin are mixed by simultaneously coating saccharides and thermosetting resin on a fireproof aggregate, fireproof bone There is a method of forming a two-layer coating layer by coating a surface of a material with a thermosetting resin and then coating a saccharide, 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 cinder 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 steam 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。 As described above, when the caking agent in the coating layer of the caking agent-coated refractory 1 is heated by steam and formed, the saccharide contained as the caking agent is toxic gas when heated to solidify or cure. It does not occur in large quantities, and can be molded 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, although 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 more, more preferably 150 ° C. or more. If the temperature of the heat treatment is lower than this, the effect of the heat treatment of 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 product is heat-treated in this way, the molecular structure of the caking agent saccharide changes by the action of heat. For example, heating the sugar to a syrup at 103-105 ° C, a fondant at 107-115 ° C, a caramel at 115-121 ° C, a toffee at 140 ° C, a drop at 145 ° C, a glaze at 165 ° C It is thought that water is generated from the molecule of the saccharide so as to be converted to the caramel source at 180 ° C. into the caramel at 190 ° C. to be dehydrated, and the molecule of the saccharide undergoes a condensation reaction. For this reason, the molecular weight of the saccharide is increased, and the ability to bond the refractory aggregate with the saccharide as a caking agent is enhanced, and the heat resistance of the saccharide is improved, and 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。 The casting can be carried out by pouring a high temperature molten metal into the mold manufactured as described above and casting the casting. At this time, the caking agent which bonds the refractory aggregate in the mold is decomposed by the action of the high temperature of the molten metal, but the saccharides constituting the caking agent are generated to such an extent that water and carbon dioxide gas are generated even if they are decomposed. They do not generate harmful gases and do not deteriorate the environment of the casting site. In addition, since the caking agent saccharide which bonds the refractory aggregate of the mold is thermally decomposed at a relatively low temperature, it is easily pyrolyzed by the heat of the molten metal. Therefore, the mold can be easily disintegrated, and there is no need for impacting the mold or long-term heating at high temperature to decompose the binder in order to remove the casting from the mold. And the casting can be easily removed from the mold.
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。 Moreover, although the caking agent that bonds the refractory aggregate of the mold is made of saccharides, the heat resistance of the refractory aggregate is enhanced by heat treatment, and the heat resistance of the saccharide is improved, so that the strength of the mold is increased. 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 an accident such as breakage of the mold when pouring into the mold can be prevented in advance.
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 combination with a saccharide as a caking agent as described above, the thermosetting resin having high heat resistance can increase the bonding strength of the fireproof aggregate. The mold strength and heat resistance 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。 Thus, a mold having high strength and heat resistance can be obtained by using a thermosetting resin such as a phenol resin as a caking agent in combination, but when using a thermosetting resin, it is possible to use a molten metal At the time of pouring, harmful gases may be generated, and the mold disintegratability also decreases. For this reason, when using thermosetting resins, such as a phenol resin, together, it is set to the quantity of 80 mass% or less with respect to the whole quantity of a caking agent as stated above, and it is 50 mass% or less Is more preferred. Moreover, in order to obtain the effect by using thermosetting resin together as a caking agent, it is preferable that thermosetting resin is 10 mass% or more with respect to the whole quantity of a caking agent, and the high effect by combined use is acquired For this reason, it is more preferable that the thermosetting resin is 25% by mass or more based on the total amount of the caking agent.
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 the production of the mold will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 shows an example of an apparatus for forming a
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 on the refractory aggregate is made of solid binder, the binder coated refractory 1 does not have adhesiveness on the surface. , The liquidity is good. 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 the cinder coated refractory 1 is filled in 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。
When steam is blown into 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 latent heat of condensation of the water vapor 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。
Further, 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。
Therefore, the temperature of the binder coated refractory 1 can be raised to 100 ° C. or more in a short time after starting to blow the heated gas 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 heating 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 steam to be 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, at the beginning of the process 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 beginning of the process of blowing water vapor 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 the water vapor blown into the forming
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 FIG. 1 (a) to (b), when the cinder 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 preheating of the binder coated refractory 1 can, for example, take place in the
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. 2 (b) 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 by way of 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 refractories)
10 kg of flattery silica sand heated to 140 ° C. was placed in a whirl mixer, to which was added an aqueous solution prepared by dissolving or dispersing saccharides shown in Table 1 in 450 g of water, and kneaded for about 90 seconds. At this time, as shown in Table 1, a hardening agent for saccharides and a phenol resin were further added as needed, and this kneading was performed. After disintegration, 30 g of calcium stearate was added as a lubricant, the mixture was kneaded for 15 seconds, and further aeration was performed to obtain a caking agent-coated refractory (1) to (10) coated with a saccharide coating layer. . 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 saccharides, dextrin ("NDP-4C" manufactured by Lignite Co., Ltd. "NDP-4C", "NDP-3" manufactured by Lignite Co., Ltd. "NDP-6") ), And top white sugar (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, they are in the order of "NDP-4C" and "NDP-13", and in case of enzyme-modified dextrins in descending order of molecular weight in the order of "NDP-6" and "NDP-4C" is there. In addition, citric acid was used as a curing agent, and was used by dissolving in water. Moreover, as a phenol resin, novolak type phenol resin (Lignite Co., Ltd. product "# 4800"; softening point 91 ° C), resol type phenol resin (Lignite Co., Ltd. product "LT-9"; softening point 90 ° C, gelation time 120 seconds (at 150 ° C.) were 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 with an air pressure of 0.1 MPa and filled. did. Next, connect the air supply pipe to the mold and use saturated steam with a gauge pressure of 0.4 MPa and a temperature of 143 ° C generated by the boiler with a superheated steam generator ("GE-100" manufactured by Nomura Engineering Co., Ltd.) Superheated steam at 350 ° C. and a gauge pressure of 0.45 MPa obtained by heating 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 of dimensions 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 product immediately after removal from the mold was measured according to JIS K 6910. 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 seen in Table 2, in Examples 1 to 7 and 10 using a caking agent-coated refractory containing only saccharides as a caking agent, almost no odor is felt, and a phenol resin is used in combination Also in Examples 8 and 9 where 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 caking agent-coated refractory containing only saccharides as a caking agent show low values, and are implemented by adding citric acid as a hardening agent In Examples 7 and 10 and in Example 8.9 in which the phenol resin was used in combination, it was somewhat 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 inside of the mold as described above is placed in a hot-air circulating dryer, the internal temperature of which is previously set to 80 ° C., 120 ° C., 180 ° C., 220 ° C., 250 ° C., and heated for 60 minutes Treated (after cure). 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。 It is confirmed that the bending strength is greatly increased from the values in Table 2 to the values in Table 3 by heat treatment and after curing of the molded product taken out from the inside of the mold, and the strength is greatly improved. Ru. Note that when the heating temperature is 80 ° C., the heating temperature is preferably 100 ° C. or higher, and it is more preferable that the heating temperature is 150 ° C. or higher since the effect of improving the strength is not sufficiently obtained Be done. Further, since the bending strength is lowered at the heating temperature of 250 ° C., it is preferable to set the heating temperature to 240 ° C. or less.
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。 Moreover, when heat-processing the molded object taken out from the inside of a shaping | molding die as mentioned above with a hot air circulation type drier of 220 degreeC, the heating time was set to 5 minutes, 15 minutes, 30 minutes, and 90 minutes. The bending strength of the mold obtained by the heat treatment 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 in Table 4, when the heat treatment time is 5 minutes, the effect of improving the strength is not sufficiently observed, so 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 reaches 90 minutes, it is lower than the bending strength of 220 ° C. × 60 minutes in Table 3. 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 of a sample was cut out of the molded product before heat treatment and the mold after heat treatment at 180 ° C., 220 ° C., and 250 ° C., The amount of gas generation was measured for this sample. The measurement was performed by reading the amount of gas every 10 seconds under an atmosphere of 700 ° C. using a “cast sand gas generation rate tester (type: 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 generation can be further reduced by performing the heat treatment, and the amount of gas generation in 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。
(Examples 11 and 12)
Binder coated refractor (3) or binder coated refractor using a mold which molds a mold with a diameter of 109 mm, a height of 74 mm and a weight of about 735 g and which molds the mold is preheated to 120 ° C. (10) was filled by blowing in an air pressure of a gauge pressure of 0.1 MPa. Next, connect the air supply pipe to the mold and use saturated steam with a gauge pressure of 0.4 MPa and a temperature of 143 ° C generated by the boiler with a superheated steam generator ("GE-100" manufactured by Nomura Engineering Co., Ltd.) Superheated steam at 350 ° C. and a gauge pressure of 0.45 MPa obtained by heating was supplied at a flow rate of 100 kg / h and blown into a 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。 Thus, the molded product was molded in the mold, and the molded product was removed from the mold and taken out. Then, the molded product was placed in a hot air circulating dryer whose internal temperature was set at 250 ° C., and heat treatment (after curing) was performed 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 heat treatment as described above was set as a core in a green mold, and a cast iron molten metal equivalent to
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 using a molded product before heat treatment as a mold, there is a problem with heat resistance due to occurrence of seizure, but when this is heat treated and used as a mold, there is no occurrence of seizure, It is confirmed that heat resistance can be improved. Although the heat resistance is thus improved, the mold disintegrability 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 saccharides)
An experiment was conducted to measure heat resistance using enzyme-modified dextrin "NDP-3" as a saccharide. The target sample of the test is "NDP-3" which is not heat-treated, "NDP-3" which is heat-treated for 60 minutes in a dryer at 250 ° C, 225g of "NDP-3" and 25g of citric acid and water is added. The mixture was well mixed, placed in a petri dish, dried at a temperature of 105.degree. C., and then heat-treated in a dryer at 250.degree. C. 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 temperature rising rate of 10 ° C./min in a nitrogen atmosphere using a differential heat and heat weight simultaneous measurement apparatus “DTG-60H” manufactured by Shimadzu Corporation, as shown in FIG. A graph of temperature-remaining mass was obtained. The residual mass at 400 ° C. and 600 ° C. is determined from this graph and is 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 from the graph of FIG. 3 and Table 7, the remaining mass is increased by heat-treating “NDP-3”, that is, the mass loss due to heating is reduced, and the heat treatment is performed. The heat resistance of "NDP-3" is improved. In particular, the addition of citric acid to "NDP-3" further reduces the mass loss. This suggests that the saccharides are polymerized and the molecular weight is increased by heat treatment, and the strength of the template is improved as shown in Tables 3 and 4, and as shown in Table 6. The improvement of the heat resistance of the mold is considered to be attributable to the fact that the saccharide is polymerized by 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
1 caking agent coated refractory 2 molding die 3
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