JPH0450175A - 鋳造カラミタイルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は銅精錬カラミによるタイル製造工程におけるカ
ラミタイル鋳造時の冷却方法に関する。

（従来の技術） 従来、銅精錬工程で、自溶炉、反射炉あるいは連続製鋼
炉から生ずるカラミは、カラミ溶錬炉で銅分を回収した
後、水砕カラミとして、セメント原料やサンドブラスト
材あるいはコンクリート用骨材として使用され、残部は
土砂の代用として埋立に使用されている。これらのカラ
ミは国内で年間２百万ｔｏｎ以上の産出高にもなり、そ
の有効利用を図るべく、他の用途の開発が企画され、付
加価値の高い素材として、カラミを原料とした鋳造カラ
ミタイルが実現している。

鋳造カラミタイルとは、溶融状態のカラミを鋳型に鋳造
し、徐冷して製造され、板状の方形のタイルとして、床
材や建造物壁材として使用されるものであって、特に加
工することなく、鋳込のままで、その性質と表面形状と
がタイルとしてのすぐれた特性を有するものである。

（発明が解決しようとする課題） しかし、タイル鋳造工程においては、タイルが破損する
という問題があり、タイルの実用化に当っては特に鋳造
後の冷却過程での破損を極力防止する必要ある。そこで
、本発明者は、鋳造工程における破損の原因となる条件
を種々調査を行い、冷却過程でのカラミの温度変化が、
重要な要因であることを見い出し、破損の問題を解決し
たのである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、鋳造タイル製造方法につき、銅精錬工程で発
生するカラミを溶融状態で、カラミタイル鋳造用の鋳型
に注入した後、鋳造カラミの直上の雰囲気を１２５０℃
〜９００℃の温度範囲で１００℃／ｈｒ以下の冷却速度
で冷却することにより、当該鋳造カラミを徐冷して、当
該鋳造カラミの破損を防止することを特徴とするもので
ある。

鋳造カラミタイルの製造に使用するカラミは、自溶炉、
反射炉又は連続製鋼炉によって溶融状態で排出される酸
化物系スラグであり、通常は溶錬炉において、銅を回収
し同時にカラミ組成均一化のため溶融保持される。カラ
ミの組成、ＦｅＯ４０〜６０％、Ｓｉ０□　３０〜４５
％、ＡＱ２０３３〜６％、ＣａＯ２〜８％、Ｍｇ０１〜
４％、Ｃｕ＜０．８％、Ｓく１％が普通、カラミ鋳造に
使用されるものである。

鋳造タイルは、厚さ５〜１５ｍｎ程度の板状晶であって
、鋳造のままその用途に供されることが前提とされる。

タイル鋳造のための鋳型は、型枠で囲まれ、タイル外形
に合致するように格子枠で区分された平底の金型であり
、上部は開放されている。鋳込に際しては、小型取鍋又
は耐火物で内張すした杓で、上記溶融カラミを鋳型上部
より厚みが均一になるように注入する。

この場合、鋳型としては平底上で鋳込み展べする水平型
の、ときには鋳込空隙の狭小の垂直型の鎚鉄製金型が使
用されるので鎚造物の厚みに比して、表面積が大きく、
単位体積当りの放熱量が大きい。従って、鋳込から凝固
冷却までの鋳込カラミの冷却速度が大きく、鋳造カラミ
タイルに割れが生ずる可能性が大きい。本発明は、鎚込
−凝固冷却の過程で、鋳造カラミの直上の雰囲気温度範
囲１２５０　’Ｃ〜９００℃において、その雰囲気の冷
却速度を１００℃／ｈ以下に規制することによって、タ
イルに割れの発生するのを防止するものである。

鋳込−凝固冷却の過程での冷却速度の制御は鋳型上部を
断熱材で被覆して、鋳型内空間をガスバーナ等で予熱す
るか又は上蓋のある断熱容器中に鋳型を敷並べ、容器空
間を同様に予熱し、さらに鋳込後も被覆断熱材又は断熱
容器によって熱放散を防止して、徐冷することによって
行う。連続タイル鋳造設備においては、旋回式ローラコ
ンベア上に多数の平型を並設し、コンベア上を予熱域、
鋳込域、冷却域、取出域及び清掃域に区分して、鋳込み
と型外しとを連続に行なえば、鋳込冷却過程での上記冷
却速度の調整は比較的簡単に行なえる。

（作用） カラミタイルの原料となる溶融カラミは、Ｆｅ０−　Ｓ
ｉＯ□−ＡＱ２０３系であって、液相線−固相線温度は
組成によって変るが概ね１１００〜１２００℃の範囲に
ある。カラミは肉薄の板状に鋳込まれると、冷たい鋳型
に注入の際に、鋳型壁に接触する部分と、空中に放冷さ
れる表面部とが急冷され、表面に同相が生じても、カラ
ミ内部の冷却は遅いので、液状のままであり、内部の凝
固が進むにっれて、外部に引張応力を生じ割れが発生す
る。

鋳込後のカラミの冷却速度を小さくすれば、板状のタイ
ルの内部と外面との温度差が小さくなり、引張応力も小
さくなるので、割れは発生しなくなる。カラミの温度が
１２５０℃のとき、カラミは溶融状態にあり、９００℃
以下では、凝固は完了しているから、１２５０℃から９
００℃に温度降下する範囲で、冷却速度を規制すれば、
タイル鋳込過程での割れの発生を防止できる。

本発明では、鋳造カラミの表面直上の雰囲気温度を１０
０℃／ｈ以下の冷却速度で冷却するから、カラミ自体の
冷却速度は、１００℃／ｈ以下に制限されるので、凝固
過程でのタイル破損は生じない。

（実施例） 次に本発明の実施例を示す。

カラミタイルの鋳造に使用したカラミは、Ｆｅ０５０．
３％、ＳｉＯ□　３２．４％、Ａ［２０，５，７％、Ｃ
ａ０１．９％、ＭｇＯ１，７％、Ｃｕ０．６％を含有す
る自溶炉カラミである。このカラミ１００ｋｇをマグネ
シア内張りの三相エル−式電気炉で溶解した。

鋳造に使用した鋳型は、タイル形状１５０　ｌｌＩｎ　
Ｘ１５０ＩＩＩ１１及び１５０ｍａＸ７５ｍｎの矩形で
、厚み７肛の鋳造品になるような平型の金型であって、
あらかじめガスバーナで加熱された予熱筒中で予熱して
あり、これを鋳込直前に取出して、鋳込準備を行った。

鋳型内空隙にＰｔ−Ｐｔ／　１０Ｒｈ熱電対をアルミナ
保護管を介して取付け、鋳造カラミの表面直上５閣の位
置における雰囲気温度測定に供した。

１２５０℃に加熱保持された上記溶融カラミを杓にくみ
取り、上記鋳型内に速やかに鋳込み、直ちに鋳型をガス
バーナで予熱されていた徐冷箱に収納して凝固させた。

冷却パターンは、徐冷箱中の予熱温度を１２５０℃〜３
００℃の間で４水準に変化させて調整した（第１表、第
２表）。冷却速度は１２５０℃〜９００℃の範囲の雰囲
気温度−時間曲線から平均値を算出し、また冷却後の鋳
造タイルの表面の割れの有無から良品率を算出した。結
果を表１と表２に示す。

厚み７ｍｍの鋳造タイルに関しては、１２５００Ｃ〜９
００℃の範囲での雰囲気冷却速度が１００℃／ｈ以下の
試料は割れ発生が少なく、良品率が向上することがわか
る。

（以下余白） 製品形状 試料数 第１表 １５０Ｘ　１５０Ｘ７ｍｍ （発明の効果） 銅精錬カラミを利用して、カラミタイルを鋳造する際の
凝固過程につき、本発明を実施することにより、カラミ
タイルの成品歩留を向上することができ、製造コストを
引き下げることができる。

−以上− 出願人　　住友金属鉱山株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　銅精錬工程において発生するカラミを、溶融状態で
   、カラミタイル製造用の鋳型に鋳込み、鋳造カラミの直
   上の雰囲気を１２５０〜９００℃の温度範囲で１００℃
   ／ｈｒ以下の冷却速度で冷却することにより、当該鋳造
   カラミを徐冷して、凝固過程での当該鋳造カラミタイル
   の破損を防止することを特徴とするカラミタイルの製造
   方法。