JPH06263545A - 研摩材料の製造方法及び装置 - Google Patents

研摩材料の製造方法及び装置

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JPH06263545A
JPH06263545A JP5280348A JP28034893A JPH06263545A JP H06263545 A JPH06263545 A JP H06263545A JP 5280348 A JP5280348 A JP 5280348A JP 28034893 A JP28034893 A JP 28034893A JP H06263545 A JPH06263545 A JP H06263545A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 垂直方向で互いに平行に配された冷却板より
なる冷却板組立体間の間隙内に熔融研磨材料を注入し、
凝固させ、取出し更に砕くことによる研磨材料の製造の
ための方法及び装置を提供する。 【構成】 冷却板の空の組立体が熔融流の下方を連続的
に通過させられ次いで変換段階を通して進められ、板は
分離され同時に空にされ次いでかかる転換段階において
組立体を形成するように再び一緒にされる方法で、熔融
材料が空間内に注入されることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の背景】本発明は、互いに平行に垂直方向に配さ
れた冷却板よりなる冷却板組立体間の間隙内に熔融研磨
材料を注入し、凝固させ、取出し更に砕くための方法及
び装置に関する。
【0002】熔融金属酸化物の急速冷却方法は長く知ら
れている。ドイツ特許文書DE−A2227642によ
れば、これは冷却板間に熔融材料を注入することにより
行われる。更に、ドイツ特許文書DE−C241403
6は、管理された結晶寸法の酸化研磨材料の連続生産方
法を記述し、これにおいては、研磨剤の熔融物がクサビ
状の型に中に注入され、複数個のクサビ状の型が星状車
輪の形に一緒に円形に連結され鋳造設備を形成する。型
のクサビ形が凝固される材料の割れを防止する。しか
し、これは、望ましくない結晶寸法の分布も生ずる。記
述された方法は、この鋳造設備は運転中に非常に高温に
なるので、一定温度で実施することはほとんど不可能で
ある。
【0003】高い研磨性能に肝要な一様な粒子寸法の分
布を有する微細かつ一様な結晶構造は、ドイツ特許文書
DE−C2414036の方法によっては得ることがで
きない。
【0004】米国特許第3993119号は金属酸化物
の連続冷却方法及びその装置を記述し、これにおいて
は、垂直方向に配置された冷却板間の間隙内に鋳込み穴
を通って液状の金属酸化物が注入され、これら冷却板は
管の中の鋳込み穴の下方を通過して動かされる。次い
で、板は、まだ高温の材料を取り出すことができるよう
に、鋳造場所の外部で互いに離れるように少し動かされ
る。この方法の一つの短所は、記述された配列では、板
間の均一で狭い間隙を保証することが非常に難しいこと
である。型が空にされるとき、材料片が冷却板間に挟み
つけられることは避けられない。このため、問題の間隙
は広げられて冷却条件が変えられ、一様で微細な結晶構
造はもはや得られない。更に、米国特許第399311
9号に説明された鋳造設備の連続運転の場合は、冷却シ
ステムを設けない限り、冷却板の加熱が避けられない。
しかし、鋳造製品の品質は冷却板の温度に大いに依存
し、従ってこの開示された配列では均一な品質を保証で
きない。
【0005】更に、ドイツ特許文書DE−A22642
02は、熔融研磨材料が互いに間隔を空けられた数個の
金属又はグラファイトの板の間で鋳造され、冷却により
凝固する研磨材料の製造方法を明らかにする。しかし、
均一な製造条件、特に研磨材料の滞留時間は、この設備
では保証されない。
【0006】本発明の対象とする目的は、従来技術の説
明された欠点のいずれをも持たない方法を提供すること
である。
【0007】
【発明の概要】これらの諸要求を満足させる方法が見い
だされた。問題の方法は、互いに平行に垂直方向に配さ
れた冷却板よりなる冷却板組立体間の間隙内に熔融研磨
材料を注入し、凝固させ、取出し更に砕く方法であり、
熔融材料は、冷却板の空の組立体が熔融流の下方及び逆
転用車輪の上方を連続的に通過させられ、次いで、板が
分離されると同時に空にされ次いで組立体を形成するよ
うに再び一緒にされる方法で空間内に注入される。この
方法が本発明の主題である。
【0008】
【実施例】本発明による方法は、図1−2に示されるよ
うに、個々の冷却板の間に上向きの開口間隙が形成され
るように凹所が形成された冷却板の組立体(1)を使用
して遂行される。好ましくは鋳造された金属、鋼、アル
ミニウム又はグラファイトで作られた冷却板の厚さは、
熔融物の急速な冷却を保証するように選定すべきであ
る。酸化アルミニウムを含んだ研摩材の場合は、本発明
による方法が特に適したその製造のためには、間隙の幅
3から7mmに対して60から100mmの板厚が適し
ている。
【0009】間隙の幅を決定する冷却板の凹所は、冷却
板の片側または両側に置くことができる。
【0010】冷却板の数は限定されずかつ炉の容量に適
合させることができる。冷却板の大きさも、経済的な運
転の観点から大きな板を使用することが有利であること
は勿論であるが,ある制限内で変更できる。
【0011】しかし、ある板の大きさを越えると材料は
型の縁又は底に達する以前に固化するのでこれを完全に
満たすことは困難又は不可能でさえもある。
【0012】冷却板組立体は溶解炉(2)の鋳込み用開
口を通過して動かされ、冷却板間の特定の空隙内に液状
の熔融物が連続的に注入される。冷却板の温度は、型を
完全に満たせないほど急速に熔融酸化物が凝固すること
なしに材料が急速に冷却されるように選定すべきであ
る。このために、冷却板は、熔融物の鋳込み以前に冷却
ゾーン(6)において定められた温度、好ましくは10
0から500℃の温度に冷却される。
【0013】鋳込みステーションからある距離(l)に
おいて、型が満たされた板組立体は、凝固した製品を型
から出し得るように板を個々に持ち上げる逆転用車輪
(3)上に案内される。鋳込みステーションと逆転用車
輪(3)との間の距離(l)は、鋳込みから空にするま
での間の時間が好ましくは1から3分間であるように選
定される。
【0014】冷却板間の滞留時間は、温度が酸化雰囲気
のいかなる反応も受けなくなる温度に低下するまで、凝
固中の熔融物が空気又は水又は類似物のような酸化性雰
囲気から保護されるようであるべきである。このこと
は、小さな生成物の存在が研磨性に好ましい効果を有す
るため、酸化アルミニウム/酸化ジルコニウム研摩材の
製造に対して特に有利である。
【0015】図3及び4は、本発明による冷却板の特別
の例を示す。これらの図に示された板は次の寸法を持
つ。
【0016】d=80mm s= 5mm 各型の容量は約5−7kgである。
【0017】冷却板間のジルコニウムコランダムの抵抗
時間が各型に対して同じになるように、満たされた各型
が(ラックの一定の前進運動により)特定の定められた
時間(t)内に距離(l)を通過するため、各型は一定
の速度で空にされ、この事実は図1より明らかである。
実際上は、これは、最後の型が充填のために炉の注ぎ口
の下方をまだ通過している間に、組立体の最初の型が既
に空にされことを意味する。
【0018】各型について、板間の材料の抵抗時間は約
2分間である。
【0019】続いて、最終製品は、好ましくはコンベヤ
ーベルト(5)により次の処理ステーションに輸送され
る。
【0020】凝固した製品が冷却板に付着することを防
ぐために、板は、一緒の状態に戻される以前に、逆転用
車輪領域において型抜き用及び/又は剥取り用の部材
(8)の手段により空の空間に凝固した研摩材の付着残
渣が無いようにされることが有利である。
【0021】取出しステーションの通過後、冷却板は組
立体を形成するように一緒の状態に戻され、冷却ゾーン
(6)に導かれる。冷却ゾーンは板組立体の上方に配置
された数個のノズルよりなることが有利である。冷却用
媒体には好ましくは水が使用される。
【0022】逆転用車輪の区域における滞留時間とは別
に、均一な型幅が保証されるようにラック(7)上に冷
却板が固定配置される。
【0023】最後の板組立体が鋳込み用の開口を通過す
ると鋳込み工程が終了する。冷却工程は、板組立体全部
が冷却ゾーンにくるまでは開始されない。これにより、
組立体を通じて確実にある許容範囲内の同じ温度が得ら
れる。板組立体が所要温度に冷却されると直ちに、これ
は次の鋳込みサイクルを開始できるように逆転用車輪を
経て出発位置に戻される。空にすることは、時間遅れな
しに鋳込みサイクルと同時に行われる。
【0024】酸化金属鋳物の品質に決定的な物理的要因
は、本発明に従った方法により相当正確に確立できる。
こうして、酸化金属は均一な薄い層に鋳込むことができ
る。これが極めて急速な凝固を確実なものとし、凝固し
た金属の全体を通じて一様に連続した極めて微細な結晶
構造を提供する。
【0025】研摩材がジルコニウムコランダムであると
きに、本発明により特に良好な結果が得られた。酸化ア
ルミニウム/酸化ジルコニウム研摩材において正方晶系
酸化ジルコニウムの高含有率が得られ、これがこの研摩
材の性能に対して有利な効果を持つことが、経験から見
いだされている。
【0026】次の例は、いささかも本発明を限定するこ
となしに本発明を説明するために意図された。
【0027】 Al258%、ZrO2 39%及びTiO2 1%の混合
物が電気アーク炉内で炭素の存在下で熔融された。熔融
物は本発明による装置により冷却される。冷却板の初期
温度は約300℃に、板間の間隙は4mm幅に、そして
冷却板間の鋳造熔融物の滞留時間は約2分間に調整され
た。
【0028】こうして得られた研摩材は、平均の初晶の
大きさが約0.2μmの一様な構造を持っていた。正方
晶系ZrO2の百分率含量は、ZrO2の全含量に対してほ
ぼ80%であった。
【0029】この材料は砕かれ研摩材に作られた。
【0030】得られた材料は粒度P36(FEPA標
準)の基体上の研摩材における市販のジルコニウムコラ
ンダムに対して試験された。
【0031】試験1 負荷: 35N 下地: C45鋼(中実材料) 研磨間隔: 5分間 研磨時間: 60分間 試験2 負荷: 35N 下地: 42CrMo4鋼 研磨間隔: 2分間 研磨時間: 30分間 本発明の主たる特徴および態様は以下のとおりである。
【0032】1.垂直方向で互いに平行に配された冷却
板よりなる冷却板組立体の間の空間内に熔融した研磨材
料を注入し、次いで凝固させ、取り出しそして砕くこと
による研磨材料の製造方法にして、冷却板の空の組立体
が熔融流の下方を連続的に通過させられ次いで変換段階
を通して進められ、板は分離され同時に空にされ次いで
かかる転換段階において組立体を形成するように再び一
緒にされる方法で、熔融材料が空間内に注入されること
を特徴とする方法。
【0033】2.熔融物が注入される以前に冷却板が定
められた温度に冷却されることを特徴とする上記1に説
明された方法。
【0034】3.板が100−500℃の範囲の温度に
冷却されることを特徴とする上記2に説明された方法。
【0035】4.注入と空にする間の時間が1から3分
間であることを特徴とする上記1、2又は3に説明され
た方法。
【0036】5.空にされた空間が再組立て以前に凝固
した研磨剤の残渣の付着がなくされることを特徴とする
上記1、2又は3に説明された方法。
【0037】6.研磨材料がジルコニウムコランダムで
あることを特徴とする上記1、2又は3に説明された方
法。
【0038】7.酸化を限定しかつ急速冷却の状態下で
熔融セラミックを冷却する装置であって、(a)アレイ
内に間隔を密に配された一連のヒートシンク板を定めか
つこの間隔よりも実質的に大きな面厚を有する手段、
(b)板のアレイを冷却する手段及びこの冷却板のアレ
イを板が縁において熔融セラミックの注ぎ口と実質的に
向かい合うようにこの注ぎ口に動かす手段;(c)板の
間の凝固したセラミック材料を取り出し得るように板を
分離しかつこの板を再使用のために次の鋳込み用のアレ
イに再組合せする手段;並びに(d)アレイの移動及び
冷却中、板に関して鋳込み後の伝熱厚さ部分の接触面積
及び接触面の表面形状がアレイ板の分離及びセラミック
の取出し以前の板間のセラミックの凝固の実質的な完了
を確保するための手段であって、間隙における熔融物の
一部分の凝固が更なる充填を防ぐより以前に、各間隙を
熔融物で実質的に満たし得るように板のアレイが構成さ
れかつ配列される手段を備えた装置。
【0039】8.板が60−100mmの範囲の厚さを
有し、かつアレイの板間の間隙が3−7mmの範囲であ
る上記7の装置。
【0040】9.板分離手段は、板の分離を形成するた
めにアレイの連続した板を持ち上げるための手段の間隔
を空けた円周アレイを有する車輪であって、この板の分
離がかかる円周アレイの直径及びその上の持ち上げ手段
の間隔により決定され、かつ車輪が円弧を通って回転す
る際に板アレイの再集合を形成する車輪、及び再集合さ
れた板アレイを車輪から動かすコンベヤー手段を備え、
凝固セラミックの取出し用手段は板が分離されたときの
重力落下を含む上記7又は8の装置。
【0041】10.輸送手段及び車輪が再集合された板
アレイを新たな鋳込みの準備のためにその出発位置に戻
すように可逆的である上記9の装置。
【0042】11.1−3分間で全体の鋳込み及び凝固
した材料の取出しを行うように構成されかつ配列された
上記7又は8の装置。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による研摩材製造装置の実施例の図式的
な斜視図である。
【図2】図1の装置の逆転用車輪部分の拡大図である。
【図3】複数個の冷却板の組立体の斜視図である。
【図4】図3の冷却板組立体の断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 パウル・メルトゲン ドイツ連邦共和国デー79725ラウフエンブ ルク・シユタイヒマツトシユトラーセ2 (72)発明者 マルテイン・リユツテ ドイツ連邦共和国デー79730ムルク・リナ シユトラーセ(番地なし) (72)発明者 カールハインツ・グライスナー ドイツ連邦共和国デー79713バトゼツキン ゲン・リンデンムツテン32 (72)発明者 ヘルベルト・ジーボルト ドイツ連邦共和国デー79733ゲルビール・ オーベルビール231

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 垂直方向で互いに平行に配された冷却板
    よりなる冷却板組立体の間の空間内に熔融した研磨材料
    を注入し、次いで凝固させ、取り出しそして砕くことに
    よる研磨材料の製造方法にして、冷却板の空の組立体が
    熔融流の下方を連続的に通過させられ次いで変換段階を
    通して進められ、板は分離され同時に空にされ次いでか
    かる転換段階において組立体を形成するように再び一緒
    にされる方法で、熔融材料が空間内に注入されることを
    特徴とする方法。
  2. 【請求項2】 酸化を限定しかつ急速冷却の状態下で熔
    融セラミックを冷却する装置であって、(a)アレイ内
    に間隔を密に配された一連のヒートシンク板を定めかつ
    この間隔よりも相当に大きな面厚を有する手段、(b)
    板のアレイを冷却する手段及びこの冷却板のアレイを板
    が縁において熔融セラミックの注ぎ口と実質的に向かい
    合うようにこの注ぎ口に動かす手段;(c)板の間の凝
    固したセラミック材料を取り出し得るように板を分離し
    かつこの板を再使用のために次の鋳込み用のアレイに再
    組合せする手段;並びに(d)アレイの移動及び冷却
    中、板に関して鋳込み後の伝熱厚さ部分の接触面積及び
    接触面の表面形状がアレイ板の分離及びセラミックの取
    出し以前の板間のセラミックの凝固の実質的な完了を確
    保するための手段であって、間隙における熔融物の一部
    分の凝固が更なる充填を防ぐより以前に、各間隙を熔融
    物で実質的に満たし得るように板のアレイが構成されか
    つ配列される手段を備えた装置。
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