JPH0463008B2 - - Google Patents

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JPH0463008B2
JPH0463008B2 JP4029184A JP4029184A JPH0463008B2 JP H0463008 B2 JPH0463008 B2 JP H0463008B2 JP 4029184 A JP4029184 A JP 4029184A JP 4029184 A JP4029184 A JP 4029184A JP H0463008 B2 JPH0463008 B2 JP H0463008B2
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JP
Japan
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cristobalite
raw material
silica
firing
temperature
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JP4029184A
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Japanese (ja)
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JPS60186412A (en
Inventor
Hiroshi Hagiwara
Norifumi Nagata
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Taiheiyo Cement Corp
Original Assignee
Onoda Cement Co Ltd
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Publication date
Application filed by Onoda Cement Co Ltd filed Critical Onoda Cement Co Ltd
Priority to JP4029184A priority Critical patent/JPS60186412A/en
Publication of JPS60186412A publication Critical patent/JPS60186412A/en
Publication of JPH0463008B2 publication Critical patent/JPH0463008B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

(1) 発明の技術分野 本発明は高純度のクリストバライトの製造方法
に関する。更に詳しくは、ガラス形成材料や耐火
物として利用される高純度のクリストバライトの
製造方法に関し、さらに加えて金属鋳造用の鋳型
材料として用いられる高純度高結晶性、低吸水性
であり、金属の鋳造時に充分な熱膨張を与え鋳型
材として充分な強度を保持せしめるために混水比
が小さく、さらに低混水比で充分な流動性を示す
クリストバライトの製造方法に関する。 (2) 従来技術 シリカは多種の変態が存在するが、主な変態は
石英・トリジマイト・クリストバライト及びシリ
カガラスである。各変態の相互関係は以下のよう
にまとめることができる。
(1) Technical Field of the Invention The present invention relates to a method for producing high-purity cristobalite. More specifically, it relates to a method for producing high-purity cristobalite, which is used as a glass-forming material and refractory.In addition, it is highly pure, highly crystalline, and has low water absorption and is used as a mold material for metal casting. The present invention relates to a method for producing cristobalite, which requires a small water mixing ratio in order to provide sufficient thermal expansion and maintain sufficient strength as a molding material, and which exhibits sufficient fluidity at a low water mixing ratio. (2) Prior Art Silica has many types of transformations, but the main transformations are quartz, tridymite, cristobalite, and silica glass. The interrelationships of each metamorphosis can be summarized as follows.

【表】 αβ型転移は、ほぼ瞬間的に起こるが、異種
変態間の転移は極めて緩慢であり、転移温度で充
分長く保持するか、あるいはこれを促進するため
に鉱化剤の共存を必要とする。 これらの変態の用途は極めて広汎にわたるが、
このうちクリストバライトは180℃から270℃でα
型からβ型へ結晶転移する際、2%から5%の顕
著な容積変化を示すことから、金属鋳造用の鋳型
材として、歯科や装飾品その他金属の精密鋳造に
用いられるほか、ガラス形成材料や耐火物として
利用されている。 通常、天然のシリカはほとんど石英の状態で産
し、クリストバライトは天然に産することは比較
的少なく、無定形シリカを伴つて火山性珪石中に
みられる程度である。しかも天然のクリストバラ
イトはトリジマイトや石英などの他の変態及び硫
黄アルミナ分などの不純物を混在する場合が多
い。したがつて、高純度のクリストバライトは珪
石、珪砂等のシリカ質原料から前記の相互関係を
利用した熱処理により製造する。しかしこれらの
シリカ質原料から、石英、トリジマイト、ガラス
含有量の少なう純粋なクリストバライトを工業的
に得るのは困難あり、その製造方法に関する従来
技術はほとんど紹介されていないのが現状であ
る。 一方、石英またはトリジマイトクリストバライ
ト化には鉱化剤を添加することにより結晶転移が
促進されることはよく知られており、鉱化剤を添
加した場合の石英質シリカのクリストバライト化
に関する研究は古くから行われている。しかし、
鉱化剤を添加しても転移を完結させるにはかなり
の長時間を要し、工業的見地からの利用価値は乏
しい。 クリストバライトの用途は前記したように多岐
にわたるが、このうち金属鋳造用の鋳型材料とし
て用いられるクリストバライトには多くの具備さ
れるべき物性が要求される。列挙すれば先づ高純
度であること;金属の鋳込み鋳造時における収縮
分を補償するだけの熱膨張を有すること:この膨
張は凝固膨張と熱膨張の両者により構成される
が、膨張率を大きく左右するのは熱膨張である。
この熱膨張はクリストバライトの純度のみなら
ず、結晶性にも左右される。すなわちシリカガラ
スは勿論のこと、他のシリカ質変態を含まないク
リストバライトであつても充分な結晶性を示さな
ければ充分な熱膨張率は得られない;さらに鋳型
材として強度が充分であること、通常、クリスト
バライトは半水石膏と水その他のバインダーによ
り混練、硬化させて使用するが、充分な強度を付
与するためには低混水比でなければならない。混
水比はクリストバライトの粒度組成にも影響する
が、粒子物性として低吸水性であることが必要
で、そのためには低気孔率であることが要求され
る;さらに加えて、低混水性であり、かつ混練時
の作業性が良好でなければならない。すなわち良
好な流動性が要求される。鋳型材料としてのクリ
ストバライトは主なものだけでも以上の物性が要
求されている。 高純度のクリストバライトを他のシリカ質変態
から得るのは難しいことは前記した。勿論、どの
ようなシリカ質変態でもクリストバライトに転移
する温度で時間さえかければ高純度のクリストバ
ライトは得られる。しかしこの場合、数時間場合
によつては10時間以上を要し、鉱化剤を添加して
もその効果は大きく期待できない。勿論、トンネ
ル窯または非連続炉等により長時間かけて焼成す
れば種々のシリカ質原料から高純度のクリストバ
ライトは製造できるであろう。さらに鋳型材料と
して用いられるような多くの諸特性が要求される
クリストバライトを製造できると予想される。 (3) 発明の概要 しかし、本発明者らは高温・長時間をかけて焼
成する前記した方法以外に珪石・珪砂等のシリカ
質原料から高純度のクリストバライトを短時間に
製造できる方法について種々研究を重ねた。その
結果粉末度がブレーン比表面積で4000cm2/g以上
である原料粉末をクリストバライトに転移する温
度で焼成することにより、極めて短時間に(具体
的には数分から30分以内に)高純度のクリストバ
ライトが製造できることを知見した。加えて、前
記の粉末度を有するシリカ質原料粉末を結合剤に
より成形後クリストバライトに転移する温度で焼
成することにより、製造工程の原料や焼成物の取
扱いが容易になるばかりでなく、回転窯による焼
成が可能なこと、また、前記の粉末度を有するシ
リカ質原料粉末に鉱化剤を添加後、クリストバラ
イトに転移する温度で焼成することにより、珪
石、珪砂または無定形シリカのクリストバライト
化が促進され、より短時間に高純度のクリストバ
ライトが得られること、さらに前記の粉末度を有
するシリカ質原料に鉱化剤を添加し、この原料組
成物を結合剤の存在下で成形、もしくは鉱化剤と
結合剤の両者の作用を有する添加剤を添加、成形
後、クリストバライトに転移する温度で焼成する
ことにより原料や焼成品の製造工程上の取り扱い
が容易になり、さらに、クリストバライト化する
ための時間が短縮化できることを知見した。 さらに鋳型材料として使用するためのクリスト
バライトの製造方法について、短時間に製造がで
き、また焼成炉には回転窯が使用できる製造方法
について、種々検討した。その結果、石英質シリ
カから鋳型材料用クリストバライトを製造するに
あたり、石英質シリカ原料の粉末度をブレーン比
表面積で5000cm2/g以上とし、これに結合剤また
はブレーン比表面積で5000cm2/g以上の原料粉末
に結合剤と鉱化剤もしくは結合剤と鉱化剤の両者
の作用を有する添加剤を、添加した原料組成物を
成し、焼点温度がクリストバライトに転移する温
度である回転窯で焼成することにより、極めて短
時間に高純度のクリストバライトが得られ、これ
を粉砕することにより鋳型材料として利用される
べく種々の特性を具備した高純度かつ高性能の鋳
型材料用クリストバライトが製造できることを知
見した。 (4) 発明の詳細な記述 本発明の製法におけるシリカ質原料とは珪石、
珪砂または無定形シリカが使用できる。鋳型材料
用原料としては、珪石、珪砂等の石英質シリカを
使用する。したがつて製品に望まれる純度や色、
用途に応じて種々の原料を選択すればよい。 通常にこれらの原料からクリストバライトを得
るにはクリストバライトに転移する温度で焼成す
る方法が一般的に考えられる方法である。 本発明者らもこの方法にしたがつてクリストバ
ライトの製造実験を行つた。通常、珪石、珪砂の
石英質シリカまたは白土や蛋白質石質系の無定形
シリカは塊状もしくは粒状で入手される場合が多
い。これらの塊状、粒状の原料をクリストバライ
トに転移する温度、すなわち1500℃以上1713℃以
下で焼成した。勿論石英質シリカであれば1250℃
でβ−石英からβ−クリストバライトへの転移が
起こるし、また、トリジマイトも1470℃でβ−ク
リストバライトに転移するが、これらの転移は遅
純型転移とも呼ばれ、転移点に達してもなかなか
転移しないことはよく知られている。また、転移
点を越えても転移速度は極端に向上することはな
い。しかし、これらの転移を温度と時間のみで管
理するには時間はなるべく長くすることは勿論の
こと、温度もシリカガラスに転移する前のなるべ
く高温で焼成するのがよい。 前記した塊状もしくは粒状のシリカ質原料を
1500℃以上ガラス相に転移する温度以下で焼成し
たが予想された通り、クリストバライトは極めて
緩慢であつた。例えば粒度が3.36mmから6.73mmの
塊状珪石を1600℃で1時間加熱した場合、クリス
トバライトへの転移率は10%以下であり、転移を
完結させるには5時間以上要した。また、平均粒
径0.5mmの珪砂の場合、転移完結には1600℃で3
時間要した。また、回転窯で焼成する場合を想定
して、窯内で飛散しない粒度限界である平均粒径
0.15mmの珪石ではクリストバライト化に1600℃で
約2時間要した。さらに、より微細な粒度、すな
わち平均粒径70μm及び40μmの珪石粉末のクリス
トバライト化についても実験を行つたが、クリス
トバライト化の所要時間は両者とも約2時であつ
た。以上の実験例は石英質シリカを用いた時の結
果であり、原料によつてもクリストバライト化速
度はそれぞれ異なるが、いずれの場合でも1600℃
以上で数時間加熱しなければ高純度のクリストバ
ライトは得られなかつた。一方、石英の他にトリ
ジマイトを含む白土や蛋白質石質系の無定形シリ
カのクリストバライト化は石英質シリカよりも困
難で、さらに高温、長時間を要することを知見し
た。 本発明者らはさらに短時間に具体的には30分以
内に転移が完結する方法ついて種々検討した。 先づ転移促進に効果的である鉱化剤の添加につ
いて検討した。転移促進にはアルカリやアルカリ
土類金属が効果的であることはよく知られてい
る。鉱化剤として特に効果的であると考えられた
炭酸ソーダ、水ガラス等のアルカリ酸化物につい
て検討した結果、確かに転移促進は確認された。
しかし転移時間は極端に短縮されるわけではな
く、10〜30%程度の短縮化にとどまる。例えば平
均粒径0.15mmの珪石をクリストバライト化するに
は1600℃で2時間程度要するが、炭酸ソーダを
1.0%添加すると転移完結時間は約90分である。
一方、鉱化剤の添加量を増せば転移速度は速くな
るが、ガラス相が生成しやすく、クリストバライ
トの純度が低下するばかりでなく、鉱化剤成分と
の反応によりクリストバライト以外の鉱物が生成
する可能性もある。とくに鋳型材料として用いる
クリストバライトは高熱膨張率が要求されるた
め、低熱膨張率であるガラス相の生成は極力避け
なければならない。 各種のシリカ質原料から高純度のクリストバラ
イトを短時間で製造するために、前記したように
焼成温度や鉱化剤の添加について検討したが、結
果はいずれも思わしくなかつた。しかしながら数
多くの実験例の中からシリカ質原料のクリストバ
ライト化は単に焼成温度や焼成時間、また鉱化剤
の有無によつて左右されるものではないことを知
見した。すなわち、原料の粉末度がクリストバラ
イト化にかなり影響することを知見した。この場
合の粉末度とは、mmの単位ではなくμmの単位で
ある粉を指すもので、微粉原料のクリストバライ
ト化はその粉末度により転移速度が極端に変動す
る。 珪石、珪砂等の石英質シリカのクリストバライ
ト化と原料粉末の関係について以下に例をもつて
詳細に説明する。 第1図はブレーン比表面積が1000cm2/g以上の
石英質粉末のクリストバライト化率を示したもの
である。焼成温度は1600℃で、この温度で15分間
保持した焼成物のクリストバライト化率を縦軸に
とつた。図からも明らかなように、クリストバラ
イト化は原料粉末度に大きく左右することがわか
る。例えばブレーン比表面積が2000cm2/gではク
リストバライト化率は20%にも満たないが、4000
cm2/gでは約80%である。 次に第2図はブレーン比表面積が1000cm2/g以
上の石英質粉末のクリストバライト化に関して
1600℃の一定温度下において石英からクリストバ
ライトの結晶転移を完結させる際必要な焼成時間
を示したものである。30分間以内で転移を完結さ
せるのに必要な粉末度は4000cm2/g以上、15分以
内では約8000cm2/g以上である。塊状もしくは粒
状の石英質シリカから高純度のクリストバライト
を得るためには転移温度下で時間の単位で加熱保
持する必要があり、鉱化剤を添加しても大きな効
果は期待できなかつた。しかし原料が4000cm2/g
以上の粉末であれば30分間以内で転移可能であ
る。前記した例は石英質シリカの場合であるが、
白土や蛋白質石質系等の無定形シリカでも同様な
結果を与える。 通常の多成分系の固相反応における反応とは拡
散反応であり、反応系の接触する部分において反
応は進行する。したがつて、接触する面積が大き
ければ大きいほど、すなわち反応系が微細であれ
ばあるほど反応性が向上することは多くの研究に
より周知の事実である。しかし、一成分系の転移
反応に関しては反応系の粒度が本発明のように
μmの単位である微細粒子について言及した研究
例はない。また熱伝導性の面から考えても微細原
料の成形体もしくは非成形体の集合物は塊状や粒
状原料に比較して多気孔性であり、熱伝導性が劣
るため不利である。しかしながら前記したような
デメリツトを有していてもSiO2の変態からクリ
ストバライトへの転移反応がμm単位、ブレーン
比表面積では4000cm2/g以上の微粉末領域で反応
性が大きく変化することが本発明により明らかに
なつた。 粉末シリカ質原料の焼成等の工程を以下に説明
する。 粉末シリカ質原料は何らの処理を施すことな
く、そのまま焼成してもよいし、原料や焼成物の
取り扱いをさらに容易にしたい場合や焼成炉に回
転窯を使用する場合には結合剤を用いて成形後、
焼成する方法が推奨される。結合剤には無機、有
機系の糊剤、その他通常、成形性を付与るために
用いられている結合剤であればどれでも使用でき
る。結合剤の添加量はその種類によつても異る
が、通常0.1%から1%程度の添加で成形性及び
成形体の強度は充分に付与される。添加方法は固
体または水溶液のいずれの状態でもよいが、固体
で添加する場合には原料の粉砕時に同時に混合粉
砕すれば原料中に結合剤が均一に分散され、成形
性、成形体強度ともに向上する。成形方法は転動
式、押し出し式、圧縮式等のいずれの成形方法も
利用できる。 粉末シリカ質原料に鉱化剤を添加することによ
り、転移はさらに促進される。鉱化剤はアルカリ
金属またはアルカリ土類金属を含有する化合物が
効果的である。鉱化剤の添加量はその種類によつ
ても異るが、0.1から5重量%添加すれば転移促
進の効果は充分に得られる。鉱化剤の作用効果は
一般的に添加量に比例するが、5%以上の添加量
で転移は促進するが一部ガラス化が起こり目的と
するクリストバライトの純度が低下するので好ま
しくない。さらに、鉱化剤成分との反応によりク
リストバライト以外の鉱物が生成する可能性もあ
る。鉱化剤はその作用を全体的に行きわたらせる
ために原料粉末中に均一に混合させることが必要
であり、原料の粉砕時に同時に混合粉砕するのが
好ましい。鉱化剤の添加により石英またはトリジ
マイトからクリストバライトへの結晶転移が促進
され、焼成時間の短縮化と焼成温度の低下が計ら
れる。鉱化剤を添加しないものに比較して鉱化剤
を0.1から5重量%添加したものでは、その添加
量によつても異るが、転移を完結させるのに同一
の焼成温度であれば焼成時間は概ね20%から50%
程度短縮化され、さらに同一焼成時間であれば、
焼成温度は5%以上低下することが可能である。 結合剤と鉱化剤を併用する場合は同一物質で結
合剤と鉱化剤の両者の作用を有する添加剤を使用
することが製造工程上好ましい。すなわち水ガラ
スや炭酸ソーダでは粉末の成形性及び成形体の強
度を与する結合剤としての作用と、結晶転移を促
進する鉱化剤としての作用を兼ね備えている。 粉末シリカ質原料またはこれに結合剤や鉱化剤
を添加した原料組成物の焼成いかなる焼成炉も使
用できる。結合剤により成形した原料組成物であ
れば回転窯が使用できる。短時間で高純度のクリ
ストバライトを得ることができる本発明において
は回転窯による焼成は製造工程上及び製造コスト
の面で極めて有利である。 焼成条件は原料の種類や、鉱化剤の添加の有無
によつて様々であが、ブレーン比表面積が約4000
cm2/gの石英質シリカ粉末では1600℃で30分、約
8000cm2/gの石英質シリカ粉末では1600℃で15分
程度である。鉱化剤を0.1から5重量%添加した
場合には焼成時間は20%から50%程度短縮化され
る。 以上の工程から得られたクリストバライトはガ
ラス形成材料や耐火物として利用される高純度の
クリストバライトである。 続いて金属鋳造用の鋳型材料として用いられる
高純度、高結晶性、低吸水性の、すなわち金属の
鋳造時に充分な熱膨張を与え、鋳型材として充分
な強度を保持せしめるために混水比が小さく、さ
らに低混水比で充分な流動性を示すクリストバラ
イトを石英質シリカ原料から回転窯で製造する方
法について説明する。 先づ原料は珪石、珪砂等の石英質シリカであれ
ばどれでも使用できる。本発明におけるクリスト
バライトは回転窯を用いて短時間で製造すること
を目的としている。このため、前記した理由によ
り原料粉末度は5000cm2/g以上にする。粉末度の
異なる石英質シリカのクリストバライト化は、第
1図及び第2図に示した。通常回転窯で焼成する
場合、窯の規模や運転条件によつても異なるが、
焼点での滞留時間は極めて短かい。したがつて短
時間の滞留時間で高純度のクリストバライトを得
るためには原料粉末はなるべく微細であることが
望ましく、このため原料の粉末度はブレーン比表
面積で5000cm2/g以上が必要となるわけである。
5000cm2/g以上の原料粉末を回転窯で焼成する場
合には粉末の状態で送入するとアグロメレーシヨ
ンにより大塊が生成したり窯の内壁にコーチング
を形成するため窯の安定運転が不可能になるう
え、品質的にも満足なものが得られない。さらに
窯内で飛散して収率が悪化する。このため結合剤
を用いて成形後焼成する。結合剤には無機、有機
系の糊剤、その他、通常、成形性を付与するため
に用いられる結合剤であればどれでも使用でき
る。結合剤の添加に関する詳細は前述と同様であ
る。 転移をさらに短時間で完結させるには、粉末原
料に鉱化剤を添加する。鉱化剤の種類、添加量、
添加方法については前述と同様であるが、ここで
はとくに添加量に注意を要する。すなわち5重量
%以上の添加量では転移は促進するが、一部ガラ
ス化がおこり、目的とするクリストバライトの純
度が低下し、また鉱化剤成分との反応による二次
物質の生成も考えられる。このためにクリストバ
ライトの結晶性は低下し、充分な熱膨張が得られ
なくなる可能性がある。鉱化剤の効果はその添加
量によつても異なるが、転移を完結させるのに同
一の焼成温度であれば焼成時間は20%から50%程
度短縮化され、さらに同一の焼成時間であれば焼
成温度は5%以上低下可能である。なお、鉱化剤
を併用する場合にはこれが結合剤の効果も兼ね備
えている。例えば水ガラスや炭酸ソーダ等の添加
剤を使用することが好ましい。 粉末原料の成形体、もしくは粉末原料に鉱化剤
を添加した成形体の焼成には回転窯を用いる。こ
の場合、焼成温度は石英からクリストバライトへ
転移する温度、すなわち1250℃では不充分であ
り、転移速度を速めるためにはシリカガラスが生
成する以前のなるべく高温であるのが好ましい。 焼成条件は原料の粉末度や鉱化剤の添加の有無
によつて様々であるが、焼成温度が1600℃の場
合、ブレーン比表面積が約5000cm2/gの石英質シ
リカ粉末では焼成での滞留時間は20分から30分、
約8000cm2/gでは10分から15分である。鉱化剤を
0.1から5重量%添加した場合には焼成時間は20
%から50%程度短縮可能である。 焼成後、クリンカは鋳型材原料として要求され
る粒度にまで粉砕する。クリンカは通常のクラツ
シヤーやボールミルが使用できる。 (5) 効果 このように、従来、珪石、珪砂及び無定形シリ
カからクリストバライトを製造するには高温で長
時間保持しなければ高純度のクリストバライトは
得られなかつたが、本発明では極めて短時間に、
しかも高純度のクリストバライトの製造が可能に
なり、これはガラス成形材料や耐火材として利用
できる。さらに加えて、金属鋳造用鋳型材料とし
て用いられる高純度、高結晶性、低混水比であ
り、金属の鋳造時に充分な熱膨張を与え、鋳型材
として充分な強度を保持せしめるために混水比が
小さく、さらに低混水比で充分な流動性を示すク
リストバライトが石英質シリカから極めて短時間
に製造が可能になつた。 (6) 発明の実施例 実施例 1 後記第1表の組成を有する塊状珪石をジヨー・
クラツシヤー及びトツプ・グラインダーにより
0.21mm以下に粗砕後、ポツトミル(容積:7、
粉砕媒体量:6.2Kg)で120分間粉砕した。粉砕原
料のブレーン比表面積は5660cm2/gであつた。粉
砕原料を1600℃の電気炉中で30分間保持した。焼
成物は石英を残存しないほぼ純粋なクリストバラ
イトであることを粉末X線回折により確認した。 実施例 2 後記第2表の組成を有する塊状の蛋白質石質系
シリカをジヨー・クラツシヤー及びトツプ・グラ
インダーにより0.21mm以下に粗砕後、500gをポツ
トミル(容積:7、粉砕媒体量:6.2Kg)で60
分間粉砕した。粉砕物のブレーン比表面積は5100
cm2/gであつた。粉砕原料500gを炭酸ソーダ5g
を溶解した水溶液でパンペレタイザーにより造粒
後、1680℃の電気炉中で10分間保持した。焼成物
は他のシリカ質変態を含まない純粋なクリストバ
ライトであることを粉末X線回折により確認し
た。 実施例 3 後記第1表の組成を有する塊状珪石をジヨー・
クラツシヤー及びバンタムミルにより直径2mm以
下に粗砕後、100Kgをコニカルボールミ(容積:
1000、粉砕媒体量750Kg)で90分間粉砕した。
粉砕原料のブレーン比表面積は7000cm2/gであつ
た。粉砕原料を固形分0.8%の1号水ガラス水溶
液でパンペレタイザーにより造粒後、直径27cm、
長さ470cmのロータリー・キルンに毎時15Kgの割
合で送入した。焼点温度は約1600℃であり、焼点
での滞留時間は約15分であつた。焼成物は石英を
0.5%含有する高純度クリストバライトであるこ
とを粉末X線回折により確認した。クリンカは前
記コニカポールミルで120分間粉砕した。粉砕物
のブレーン比表面積は11260cm2/gであつた。以
上により得られたクリストバライト粉末に焼石膏
を30重量%添加混合後、JIST−6601“歯科鋳造用
埋没材”にしたがつて各試験に供した。後記第3
表は各試験結果をまとめたものであり、各物性値
はJIS規格値を満足し、さらに高熱膨張率で流動
性の良好なクリストバライトであることを確認し
た。 実施例 4 後記第1表の組成を有する塊状珪石をジヨー・
クラツシヤー及びインパクトクラツシヤーにより
直径5mm以下に粗砕後、毎時400Kgの割合で連続
式型ボールミル(内径1.4m、長さ5.7m、粉砕媒
体量6トン)に送入した。結合剤にはCMCを用
い、これは原料の粉砕時に0.5%添加し、混合粉
砕した。粉砕原料のブレーン比表面積は約8000
cm2/gであつた。 粉砕原料はパンペレタイザーにより造粒後、直
径1.25mm、長さ20mのロータリー・キルンに毎時
500Kgの割合で送入した。焼点温度は約1600℃で
あり、焼点での滞留時間は約15分であつた。焼成
物は石英を含有しない高純度クリストバライトで
あることを粉末X線回折により確認した。クリン
カは毎時200Kgの割合で前記ボールミルに送入し
粉砕した。製品のブレーン比表面積は10500cm2
gであつた。このようにして得られたクリストバ
ライト粉末に焼石膏を30重量%添加混合後JIST
−6601にしたがつて各試験に供した。第3表は各
試験結果をまとめたものであり、各物性値はJIS
規格値を満足し、さらに高熱膨張率で、流動性の
良好なクリストバライトであることを確認した。
[Table] The αβ type transformation occurs almost instantaneously, but the transition between different types of transformation is extremely slow and requires a sufficiently long hold at the transition temperature or the coexistence of a mineralizing agent to promote it. do. The applications of these metamorphoses are extremely wide-ranging;
Among these, cristobalite has α at 180℃ to 270℃.
Because it shows a remarkable volume change of 2% to 5% when the crystal transitions from the mold to the β-form, it is used as a mold material for metal casting, in precision casting of dentistry, ornaments, and other metals, and as a glass forming material. It is also used as a refractory material. Normally, natural silica occurs mostly in the form of quartz, and cristobalite is relatively rare in nature and is only found in volcanic silica along with amorphous silica. Furthermore, natural cristobalite often contains other metamorphoses such as tridymite and quartz, and impurities such as sulfur alumina. Therefore, high-purity cristobalite is produced from siliceous raw materials such as silica stone and silica sand by heat treatment utilizing the above-mentioned mutual relationships. However, it is difficult to industrially obtain pure cristobalite with a low content of quartz, tridymite, and glass from these siliceous raw materials, and at present, there are almost no conventional techniques for producing it. On the other hand, it is well known that crystal transition is promoted by adding a mineralizing agent to the formation of quartz or tridymite cristobalitization, and research on the conversion of quartz silica to cristobalitization when mineralizing agents are added has been conducted for a long time. It is being done. but,
Even if a mineralizing agent is added, it takes a considerable amount of time to complete the transition, and it has little utility value from an industrial standpoint. As described above, cristobalite has a wide variety of uses, and cristobalite, which is used as a mold material for metal casting, is required to have many physical properties. To list them first, it must have high purity; it must have thermal expansion sufficient to compensate for the shrinkage during casting of metal; this expansion is composed of both solidification expansion and thermal expansion; What matters is thermal expansion.
This thermal expansion depends not only on the purity of cristobalite but also on its crystallinity. In other words, not only silica glass but also cristobalite that does not contain other siliceous transformations cannot obtain a sufficient coefficient of thermal expansion unless it exhibits sufficient crystallinity; furthermore, it must have sufficient strength as a mold material; Usually, cristobalite is used after being kneaded and hardened with gypsum hemihydrate, water, or other binders, but in order to impart sufficient strength, the mixing ratio of water and water must be low. The water mixing ratio also affects the particle size composition of cristobalite, but the particle physical properties require low water absorption, which requires low porosity; in addition, low water miscibility. , and must have good workability during kneading. That is, good fluidity is required. As a mold material, cristobalite is required to have the above-mentioned physical properties. It has been mentioned above that it is difficult to obtain high purity cristobalite from other siliceous transformations. Of course, high-purity cristobalite can be obtained as long as time is spent at the temperature at which siliceous transformation transforms into cristobalite. However, in this case, it takes several hours or more than 10 hours in some cases, and even if the mineralizing agent is added, the effect cannot be expected to be great. Of course, high-purity cristobalite can be produced from various siliceous raw materials by long-term firing in a tunnel kiln or discontinuous furnace. Furthermore, it is expected that it will be possible to produce cristobalite that requires many properties so that it can be used as a molding material. (3) Summary of the invention However, in addition to the above-mentioned method of firing at high temperatures and over a long period of time, the present inventors have conducted various studies on methods for producing high-purity cristobalite in a short time from silica raw materials such as silica stone and silica sand. layered. As a result, high-purity cristobalite can be produced in an extremely short time (specifically, within a few minutes to 30 minutes) by firing the raw material powder, which has a fineness of 4000 cm 2 /g or more in Blaine specific surface area, at a temperature that transforms it into cristobalite. It was discovered that it is possible to produce In addition, by firing the siliceous raw material powder having the above-mentioned fineness at a temperature that transforms it into cristobalite after molding with a binder, it not only becomes easier to handle the raw materials and fired products in the manufacturing process, but also makes it easier to handle the raw materials and fired products in the manufacturing process. In addition, by adding a mineralizing agent to the siliceous raw material powder having the above-mentioned fineness and then firing it at a temperature at which it transforms into cristobalite, the conversion of silica stone, silica sand, or amorphous silica to cristobalite is promoted. , high-purity cristobalite can be obtained in a shorter time, and furthermore, a mineralizing agent is added to the siliceous raw material having the above-mentioned fineness, and this raw material composition is molded in the presence of a binder or mixed with a mineralizing agent. By adding an additive that acts as both a binder and firing at a temperature that transforms into cristobalite after molding, it becomes easier to handle the raw materials and fired products during the manufacturing process, and it also takes less time to convert into cristobalite. We found that it is possible to shorten the time. Furthermore, we investigated various methods for producing cristobalite for use as mold material, which can be produced in a short time and which can use a rotary kiln as the firing furnace. As a result, when producing cristobalite for mold materials from quartz silica, the fineness of the quartz silica raw material is adjusted to a Blaine specific surface area of 5000 cm 2 /g or more, and a binder or a Blaine specific surface area of 5000 cm 2 /g or more is added. A raw material composition is formed by adding a binder and a mineralizer or an additive that acts as both a binder and a mineralizer to the raw material powder, and is fired in a rotary kiln whose burning point temperature is the temperature at which it transitions to cristobalite. By doing this, it was discovered that highly pure cristobalite could be obtained in an extremely short time, and by crushing it, it was possible to produce high-purity, high-performance cristobalite for mold materials that had various properties suitable for use as mold materials. did. (4) Detailed description of the invention The siliceous raw materials used in the production method of the present invention are silica stone,
Silica sand or amorphous silica can be used. As the raw material for the mold material, quartzite silica such as silica stone and silica sand is used. Therefore, the desired purity and color of the product,
Various raw materials may be selected depending on the purpose. A commonly considered method for obtaining cristobalite from these raw materials is to perform firing at a temperature at which the material transforms into cristobalite. The present inventors also conducted an experiment for producing cristobalite according to this method. Usually, silica silica such as silica stone or silica sand, or amorphous silica such as clay or proteinaceous silica is often obtained in the form of lumps or granules. These lumpy and granular raw materials were fired at a temperature that transforms them into cristobalite, that is, 1500°C or more and 1713°C or less. Of course, if it is quartz silica, it will be 1250℃.
A transition from β-quartz to β-cristobalite occurs at 1470°C, and tridymite also transforms to β-cristobalite at 1470°C, but these transitions are also called slow-purification type transitions, and even if the transition point is reached, it is difficult to transition. It is well known that it does not. Further, even if the transition point is exceeded, the transition speed does not increase significantly. However, in order to control these transitions only by temperature and time, it is best to not only make the time as long as possible, but also to bake at a temperature as high as possible before the transition to silica glass occurs. The above-mentioned lumpy or granular siliceous raw material is
As expected, cristobalite was fired at a temperature of 1500°C or higher but below the temperature at which it transitions to a glass phase, but the firing rate was extremely slow. For example, when massive silica stone with a particle size of 3.36 mm to 6.73 mm was heated at 1600°C for 1 hour, the conversion rate to cristobalite was less than 10%, and it took more than 5 hours to complete the conversion. In addition, in the case of silica sand with an average particle size of 0.5 mm, it is necessary to complete the transition at 1600℃.
It took time. In addition, assuming the case of firing in a rotary kiln, we have determined the average particle size, which is the particle size limit that will not scatter in the kiln.
For 0.15mm silica stone, it took about 2 hours at 1600℃ to convert to cristobalite. Furthermore, experiments were also conducted to convert silica powders of finer particle size, ie, average particle diameters of 70 μm and 40 μm, into cristobalite, and the time required for cristobalite conversion was approximately 2 hours for both cases. The above experimental examples are the results when using quartz silica, and the rate of cristobalite conversion varies depending on the raw material, but in all cases, the temperature is 1600℃.
High purity cristobalite could not be obtained without heating for several hours. On the other hand, it was found that converting white clay and proteinaceous amorphous silica containing tridymite in addition to quartz to cristobalite is more difficult than quartz silica, and requires higher temperatures and longer times. The present inventors investigated various methods for completing the metastasis in a shorter time, specifically within 30 minutes. First, we investigated the addition of mineralizing agents, which are effective in promoting metastasis. It is well known that alkali and alkaline earth metals are effective in promoting transition. As a result of examining alkali oxides such as soda carbonate and water glass, which were thought to be particularly effective as mineralizing agents, it was confirmed that they indeed promoted metastasis.
However, the transfer time is not drastically shortened, and is only shortened by about 10 to 30%. For example, it takes about 2 hours at 1600℃ to turn silica stone with an average particle size of 0.15 mm into cristobalite, but it takes about 2 hours at 1600℃, but
When 1.0% is added, the time to complete the transition is about 90 minutes.
On the other hand, if the amount of mineralizer added increases, the transition rate will increase, but a glass phase will tend to form, which will not only reduce the purity of cristobalite, but also lead to the formation of minerals other than cristobalite due to the reaction with the mineralizer component. There is a possibility. In particular, since cristobalite used as a mold material is required to have a high coefficient of thermal expansion, the formation of a glass phase with a low coefficient of thermal expansion must be avoided as much as possible. In order to produce high-purity cristobalite from various siliceous raw materials in a short period of time, we investigated the firing temperature and the addition of mineralizing agents as described above, but the results were not satisfactory. However, from numerous experimental examples, we have found that the conversion of siliceous raw materials to cristobalite is not simply influenced by the firing temperature, firing time, or the presence or absence of mineralizing agents. In other words, it was found that the fineness of the raw material has a considerable influence on the formation of cristobalite. The fineness in this case refers to powder in units of micrometers rather than millimeters, and when turning a fine powder raw material into cristobalite, the rate of transformation varies extremely depending on the degree of fineness. The relationship between cristobalite conversion of quartz silica such as silica stone and silica sand and raw material powder will be explained in detail using examples below. FIG. 1 shows the cristobalite conversion rate of quartz powder having a Blaine specific surface area of 1000 cm 2 /g or more. The firing temperature was 1600°C, and the vertical axis was the cristobalite conversion rate of the fired product held at this temperature for 15 minutes. As is clear from the figure, cristobalite formation is greatly influenced by the fineness of the raw material. For example, when the Blaine specific surface area is 2000 cm 2 /g, the cristobalite conversion rate is less than 20%, but when the Blaine specific surface area is 2000 cm 2 /g,
In terms of cm 2 /g, it is approximately 80%. Next, Figure 2 shows the conversion of quartz powder with a Blaine specific surface area of 1000 cm 2 /g or more to cristobalite.
This figure shows the firing time required to complete the crystal transition from quartz to cristobalite at a constant temperature of 1600°C. The fineness required to complete the transfer within 30 minutes is 4000 cm 2 /g or more, and about 8000 cm 2 /g or more within 15 minutes. In order to obtain high-purity cristobalite from bulk or granular quartz silica, it is necessary to heat and hold the material at a transition temperature for hours on end, and adding mineralizing agents could not be expected to have any significant effect. However, the raw material is 4000cm 2 /g
The above powders can be transferred within 30 minutes. The above example is the case of quartz silica,
Similar results can be obtained with amorphous silica such as white clay or proteinaceous silica. The reaction in a normal multi-component solid phase reaction is a diffusion reaction, and the reaction progresses in the contacting parts of the reaction system. Therefore, it is a well-known fact based on many studies that the larger the contact area, that is, the finer the reaction system, the better the reactivity. However, with regard to a one-component rearrangement reaction, there is no research that mentions fine particles in which the particle size of the reaction system is on the order of μm as in the present invention. In addition, from the viewpoint of thermal conductivity, aggregates of molded or non-molded fine raw materials are disadvantageous because they are more porous and have poorer thermal conductivity than bulk or granular raw materials. However, even though it has the above-mentioned disadvantages, the present invention shows that the transition reaction from transformation of SiO 2 to cristobalite changes significantly in the fine powder region with a Blaine specific surface area of 4000 cm 2 /g or more in μm units. This became clear. The steps such as firing of the powdered siliceous raw material will be explained below. Powdered siliceous raw materials may be fired as they are without any treatment, or if you want to make handling of the raw materials and fired products easier, or if you use a rotary kiln for the firing furnace, you can use a binder. After molding,
The firing method is recommended. As the binder, any inorganic or organic glue or any other binder that is normally used for imparting moldability can be used. The amount of binder added varies depending on the type of binder, but adding about 0.1% to 1% usually provides sufficient moldability and strength to the molded product. The method of addition may be either in the form of a solid or an aqueous solution, but if it is added in solid form, mixing and pulverizing at the same time as pulverizing the raw materials will ensure that the binder is uniformly dispersed in the raw materials, improving both moldability and strength of the molded product. . Any of the rolling, extrusion, and compression molding methods can be used as the molding method. The transformation is further promoted by adding mineralizing agents to the powdered siliceous raw material. Compounds containing alkali metals or alkaline earth metals are effective as mineralizers. The amount of mineralizer added varies depending on its type, but a sufficient effect of promoting metastasis can be obtained if it is added in an amount of 0.1 to 5% by weight. The effect of the mineralizing agent is generally proportional to the amount added, but if the amount is 5% or more, the transition will be promoted, but vitrification will occur in part and the purity of the desired cristobalite will decrease, which is not preferable. Furthermore, there is a possibility that minerals other than cristobalite may be produced by reaction with mineralizer components. The mineralizing agent needs to be mixed uniformly into the raw material powder in order to spread its action throughout, and it is preferable to mix and crush the mineralizer at the same time as the raw material is crushed. The addition of a mineralizer promotes the crystal transition from quartz or tridymite to cristobalite, shortening the firing time and lowering the firing temperature. Compared to a product without a mineralizer, a product with 0.1 to 5% by weight of a mineralizer added will have a longer firing time if the same calcination temperature is used to complete the transformation, depending on the amount added. Time is approximately 20% to 50%
If the firing time is the same,
Firing temperatures can be reduced by 5% or more. When a binder and a mineralizing agent are used together, it is preferable in terms of the manufacturing process to use an additive that is the same substance and has the functions of both a binder and a mineralizing agent. That is, water glass and soda carbonate have both the function of a binder that imparts moldability of the powder and the strength of the molded body, and the function of a mineralizer that promotes crystal transition. Any kiln can be used for firing powdered siliceous raw materials or raw material compositions to which binders and mineralizers have been added. A rotary kiln can be used if the raw material composition is molded using a binder. In the present invention, since high-purity cristobalite can be obtained in a short period of time, firing in a rotary kiln is extremely advantageous in terms of manufacturing process and manufacturing cost. Firing conditions vary depending on the type of raw material and whether or not a mineralizing agent is added, but the Blaine specific surface area is approximately 4000.
cm 2 /g of quartz silica powder at 1600℃ for 30 minutes, approx.
For 8000 cm 2 /g of quartz silica powder, the heating time is about 15 minutes at 1600°C. When the mineralizer is added in an amount of 0.1 to 5% by weight, the firing time is shortened by about 20% to 50%. The cristobalite obtained through the above process is a high-purity cristobalite that can be used as a glass forming material or a refractory. Next, high purity, high crystallinity, and low water absorption are used as mold materials for metal casting, that is, water mixing ratios are adjusted to provide sufficient thermal expansion during metal casting and maintain sufficient strength as mold materials. A method for manufacturing cristobalite, which is small in size and exhibits sufficient fluidity at a low water mixing ratio, from a quartz-based silica raw material in a rotary kiln will be described. First, any quartz silica such as silica stone or silica sand can be used as the raw material. The cristobalite in the present invention is intended to be produced in a short time using a rotary kiln. For this reason, the raw material fineness is set to 5000 cm 2 /g or more for the reason described above. The formation of cristobalite from quartz silica having different finenesses is shown in FIGS. 1 and 2. When firing in a regular rotary kiln, it varies depending on the size of the kiln and operating conditions, but
The residence time at the burning point is extremely short. Therefore, in order to obtain high-purity cristobalite in a short residence time, it is desirable that the raw material powder be as fine as possible, and for this reason, the fineness of the raw material must be at least 5000 cm 2 /g in Blaine specific surface area. It is.
When firing raw material powder of 5000 cm 2 /g or more in a rotary kiln, if it is fed in powder form, large lumps will form due to agglomeration or a coating will form on the inner wall of the kiln, making stable operation of the kiln impossible. Moreover, it is not possible to obtain a product that is satisfactory in terms of quality. Furthermore, it scatters in the kiln, reducing the yield. For this purpose, a binder is used to mold and then sinter. As the binder, any inorganic or organic glue or other binder that is normally used to impart moldability can be used. Details regarding the addition of binder are as described above. To complete the transition even more quickly, a mineralizing agent is added to the powder raw material. Type of mineralizer, amount added,
The addition method is the same as described above, but here special attention must be paid to the amount added. That is, if the amount added is 5% by weight or more, the transition is promoted, but vitrification occurs partially, reducing the purity of the desired cristobalite, and it is also possible that secondary substances are generated due to reaction with the mineralizing agent component. For this reason, the crystallinity of cristobalite decreases, and there is a possibility that sufficient thermal expansion cannot be obtained. The effect of the mineralizing agent varies depending on the amount added, but if the same firing temperature is used to complete the transition, the firing time will be shortened by about 20% to 50%, and if the firing time is the same, the firing time will be reduced by about 20% to 50%. The firing temperature can be lowered by 5% or more. Note that when a mineralizer is used in combination, it also has the effect of a binder. For example, it is preferable to use additives such as water glass and soda carbonate. A rotary kiln is used for firing a molded body made of powdered raw material or a molded body in which a mineralizing agent is added to powdered raw material. In this case, the firing temperature is not sufficient to be the temperature at which quartz transitions to cristobalite, that is, 1250° C., and in order to accelerate the transition rate, it is preferably as high as possible before silica glass is formed. Firing conditions vary depending on the fineness of the raw material and the presence or absence of mineralizing agents, but when the firing temperature is 1600°C, silica powder with a Blaine specific surface area of approximately 5000 cm 2 /g will not accumulate during firing. The time is 20 to 30 minutes,
At about 8000 cm 2 /g, it takes 10 to 15 minutes. mineralizer
When adding 0.1 to 5% by weight, the baking time is 20%.
It is possible to reduce the time by about 50%. After firing, the clinker is ground to the particle size required as a raw material for molding material. A normal crusher or ball mill can be used for clinker. (5) Effect As described above, in the past, in order to produce cristobalite from silica stone, silica sand, and amorphous silica, high-purity cristobalite could not be obtained unless it was maintained at high temperature for a long time, but with the present invention, cristobalite can be produced in an extremely short time. ,
Moreover, it has become possible to produce high-purity cristobalite, which can be used as a glass molding material and a refractory material. In addition, it has a high purity, high crystallinity, and low water mixing ratio that is used as a mold material for metal casting, and it is mixed with water to provide sufficient thermal expansion during metal casting and maintain sufficient strength as a mold material It has now become possible to produce cristobalite from quartz silica in an extremely short time, with a small water-to-water ratio and sufficient fluidity at a low water-mixing ratio. (6) Examples of the invention Example 1 Massive silica stone having the composition shown in Table 1 below is
By crusher and top grinder
After coarsely crushing to 0.21 mm or less, pot mill (volume: 7,
Grinding media amount: 6.2Kg) for 120 minutes. The Blaine specific surface area of the pulverized raw material was 5660 cm 2 /g. The pulverized raw material was held in an electric furnace at 1600°C for 30 minutes. It was confirmed by powder X-ray diffraction that the fired product was almost pure cristobalite with no remaining quartz. Example 2 A block of proteinaceous silica having the composition shown in Table 2 below was crushed to 0.21 mm or less using a Joe crusher and a top grinder, and then 500 g was potmilled (volume: 7, amount of grinding medium: 6.2 kg) at 60
Pulverized for minutes. The Blaine specific surface area of the crushed material is 5100
cm 2 /g. 500g of crushed raw materials and 5g of carbonated soda
The pellets were granulated using a pan pelletizer using an aqueous solution containing the following, and then kept in an electric furnace at 1680°C for 10 minutes. It was confirmed by powder X-ray diffraction that the fired product was pure cristobalite containing no other siliceous modifications. Example 3 Massive silica stone having the composition shown in Table 1 below was prepared by
After crushing into pieces with a diameter of 2 mm or less using a crusher and a bantam mill, 100 kg was crushed into a conical ball mill (volume:
1000, grinding media amount 750Kg) for 90 minutes.
The Blaine specific surface area of the pulverized raw material was 7000 cm 2 /g. After granulating the pulverized raw material with a No. 1 water glass aqueous solution with a solid content of 0.8% using a pan pelletizer, it was granulated with a diameter of 27 cm.
It was fed into a rotary kiln with a length of 470 cm at a rate of 15 kg/hour. The burning point temperature was about 1600°C, and the residence time at the burning point was about 15 minutes. The fired product is quartz.
It was confirmed by powder X-ray diffraction that it was high purity cristobalite containing 0.5%. The clinker was ground in the Konica Paul mill for 120 minutes. The Blaine specific surface area of the pulverized product was 11260 cm 2 /g. After adding and mixing 30% by weight of calcined gypsum to the cristobalite powder obtained above, the mixture was subjected to various tests in accordance with JIST-6601 "Investment materials for dental casting". Postscript 3
The table summarizes the test results, and it was confirmed that each physical property value satisfied the JIS standard value, and that the cristobalite had a high coefficient of thermal expansion and good fluidity. Example 4 Massive silica stone having the composition shown in Table 1 below was
After being coarsely crushed to a diameter of 5 mm or less using a crusher and an impact crusher, it was sent to a continuous ball mill (inner diameter 1.4 m, length 5.7 m, amount of crushing media 6 tons) at a rate of 400 kg/hour. CMC was used as a binder, and 0.5% of this was added when the raw materials were crushed, and the mixture was mixed and crushed. Blaine specific surface area of pulverized raw material is approximately 8000
cm 2 /g. The pulverized raw materials are granulated using a pan pelletizer and then sent every hour to a rotary kiln with a diameter of 1.25 mm and a length of 20 m.
Delivered at a rate of 500Kg. The burning point temperature was about 1600°C, and the residence time at the burning point was about 15 minutes. It was confirmed by powder X-ray diffraction that the fired product was high purity cristobalite containing no quartz. The clinker was fed into the ball mill at a rate of 200 kg/hour and pulverized. The Blaine specific surface area of the product is 10500cm 2 /
It was hot at g. After adding and mixing 30% by weight of calcined gypsum to the cristobalite powder obtained in this way, JIST
-6601 was used for each test. Table 3 summarizes each test result, and each physical property value is JIS
It was confirmed that cristobalite satisfies the standard values, has a high coefficient of thermal expansion, and has good fluidity.

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】 【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は粉末石英質シリカを1600℃で15分間加
熱した時の石英→クリストバライトへの転移率を
示す線図である。第2図は粉末石英質シリカを
1600℃で加熱保持した時の石英→クリストバライ
ト転移を完結させるのに要する時間を示す線図で
ある。
FIG. 1 is a diagram showing the transition rate from quartz to cristobalite when powdered quartz silica is heated at 1600°C for 15 minutes. Figure 2 shows powdered quartz silica.
It is a diagram showing the time required to complete the quartz→cristobalite transition when heated and maintained at 1600°C.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 シリカ質原料からクリストバライトを製造す
るにあたり、ブレーン比表面積が4000cm2/g以上
の原料粉末をクリストバライトに転移する温度で
焼成することを特徴とするクリストバライトの製
造方法。 2 ブレーン比表面積が4000cm2以上の原料粉末に
結合剤を含有する原料組成物を成形後クリストバ
ライトに転移する温度で焼成する特許請求の範囲
第1項記載の製造方法。 3 ブレーン比表面積が4000cm2/g以上の原料粉
末に0.1から5重量%の鉱化剤を含有する原料組
成物をクリストバライトに転移する温度で焼成す
る特許請求の範囲第1項記載の製造方法。 4 ブレーン比表面積が4000cm2/g以上の原料粉
末に0.1から5重量%の鉱化剤及び結合剤、もし
くは鉱化剤及び結合剤の両者の作用を有する添加
剤を0.1から5重量%含有する原料組成物を成形
しクリストバライトに転移する温度で焼成する特
許請求の範囲第1項記載の製造方法。 5 鉱化剤がアルカリまたはアルカリ土類金属を
含有する化合物である特許請求の範囲第3項また
は第4項記載の製造方法。 6 シリカ質原料のブレーン比表面積が5000cm2
g以上であり、焼成に回転窯を使用する特許請求
の範囲第2項ないし第5項のいずれかに記載の製
造方法。 7 クリストバライトが金属鋳造用の鋳型材料と
して用いるクリストバライト品位である特許請求
の範囲第6項記載の製造方法。
[Scope of Claims] 1. A method for producing cristobalite, which comprises firing a raw material powder having a Blaine specific surface area of 4000 cm 2 /g or more at a temperature at which it transforms into cristobalite, in producing cristobalite from a siliceous raw material. 2. The manufacturing method according to claim 1, wherein a raw material composition containing a binder in raw material powder having a Blaine specific surface area of 4000 cm 2 or more is fired at a temperature at which it transforms into cristobalite after molding. 3. The manufacturing method according to claim 1, wherein a raw material composition containing 0.1 to 5% by weight of a mineralizing agent in a raw material powder having a Blaine specific surface area of 4000 cm 2 /g or more is fired at a temperature that transforms into cristobalite. 4. Containing 0.1 to 5% by weight of a mineralizing agent and a binder, or 0.1 to 5% by weight of an additive having the functions of both a mineralizing agent and a binding agent , in a raw material powder having a Blaine specific surface area of 4000 cm 2 /g or more. 2. The manufacturing method according to claim 1, wherein the raw material composition is molded and fired at a temperature at which it transforms into cristobalite. 5. The manufacturing method according to claim 3 or 4, wherein the mineralizing agent is a compound containing an alkali or alkaline earth metal. 6 Blaine specific surface area of siliceous raw material is 5000cm 2 /
The manufacturing method according to any one of claims 2 to 5, which uses a rotary kiln for firing. 7. The manufacturing method according to claim 6, wherein the cristobalite is a cristobalite grade used as a mold material for metal casting.
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