JPS62256778A - Ceramic foam - Google Patents
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- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 集土の１ 野 この発明は、セラミックフオームに関するものである。[Detailed description of the invention] 1 field of soil collection TECHNICAL FIELD This invention relates to ceramic foam.
Ｉ迷ｆｆｌ
セラミックフオームは、固体壁燃焼バーナー素子や各種
溶融金属鋳造用のフィルタとして使用される。Ceramic foam is used as a solid wall combustion burner element and as a filter for various molten metal castings.
’ｔ’ｔ、−一と 。't't, -1 and.
従来、バーナ装置は、省エネルギー化を図るため開孔率
の高い（５０％以上）多孔材料をバーナ先端部に取付け
ている。そして、内部燃焼により多孔材料表面部の輻射
熱で均一加熱をする方法が実施されている。Conventionally, in burner devices, a porous material with a high porosity (50% or more) is attached to the tip of the burner in order to save energy. A method of uniformly heating the porous material surface with radiant heat through internal combustion has been implemented.
具体的にバーナ装置としては、第５図と第６図に示すも
のがある。Specifically, there are burner devices shown in FIGS. 5 and 6.
第５図のバーナ装置は、先端にセラミックフオームのバ
ーナ素子１を取付けである。この場合、燃焼効率（輻射
効率）は高いが、混合ガスの未燃燐分がバーナ素子１内
で発火燃焼して、バーナ素子１が劣化してしまう。発火
燃焼すると、バーナ素子１の内部は２０００℃を超えて
、たとえばバーナ素子１を構成するＡ Ｉ２２０３が融
解してしまう。The burner device shown in FIG. 5 has a ceramic foam burner element 1 attached to its tip. In this case, although the combustion efficiency (radiation efficiency) is high, unburned phosphorus in the mixed gas ignites and burns within the burner element 1, causing the burner element 1 to deteriorate. When the burner element 1 ignites and burns, the temperature inside the burner element 1 exceeds 2000° C., and for example, the AI2203 forming the burner element 1 melts.
第６図のバーナ装置は、先端に断面ハニカム状の耐火物
製バーナ素子２が取付けである。The burner device shown in FIG. 6 has a refractory burner element 2 having a honeycomb cross section attached to its tip.
この場合、混合ガスの未燃燐分がバーナ素子２内で発火
燃焼するが、バーナ素子２が劣化することは少ない。し
かし、燃焼効率が悪い。In this case, unburned phosphorus in the mixed gas ignites and burns within the burner element 2, but the burner element 2 is unlikely to deteriorate. However, combustion efficiency is poor.
一方、フィルタとしては第７図と第８図に示すものが使
われる。On the other hand, filters shown in FIGS. 7 and 8 are used.
第７図のフィルタはセラミックフオームでできており、
ろ適時性は良好であるが早期に目づまりする。第８図の
フィルタは、断面ハニカム状のもので、目づまりはおこ
りにくいが、ろ適時性が悪い。The filter shown in Figure 7 is made of ceramic foam.
The filter timeliness is good, but it gets clogged early. The filter shown in FIG. 8 has a honeycomb cross section and is less likely to become clogged, but has poor filter timeliness.
１に１江
この発明は、上記問題点を解決するためになされたもの
であり、バーナ素子として使用する場合には、燃焼効率
がよく発火燃焼による劣化が少なく、フィルタとして使
用する場合には、ろ適時性が良好で目づまりをおこしに
くいセラミックフオームを提供することを目的としてい
る。This invention was made to solve the above-mentioned problems, and when used as a burner element, it has good combustion efficiency and less deterioration due to ignition combustion, and when used as a filter, The purpose is to provide a ceramic foam that has good filter timeliness and is less likely to cause clogging.
伺 と ′ ための−：
三次元網状の構造のセラミックフオームに貫通孔を設け
る。この貫通孔は直線状であることが望ましい。For this purpose: Through-holes are provided in a ceramic foam with a three-dimensional network structure. It is desirable that this through hole be linear.
この発明のセラミックフオームをバーナ素子として用い
る場合には、燃焼効率がよく劣化が少ない。When the ceramic foam of the present invention is used as a burner element, the combustion efficiency is high and there is little deterioration.
この発明のセラミックフオームをフィルタとして用いる
場合には、ろ過性が良好で目づまりしにくい。When the ceramic foam of the present invention is used as a filter, it has good filtration properties and is less likely to become clogged.
史ＪＩＬ
まず、この発明のセラミックフオームの製造過程を説明
する。Shi JIL First, the manufacturing process of the ceramic foam of this invention will be explained.
たとえば、セラミック原料は、ＡＱ２０３−ＺｒＯｚ系
を用い、８０〜９５１ｉｆｆｉ％のＡＱ２０３および５
〜３０重量％のＺｒＯ２の配合とする。For example, the ceramic raw material uses AQ203-ZrOz system, with 80 to 951 iffi% of AQ203 and 5
~30% by weight ZrO2 formulation.
Ａ９２ｏ３は、粒度が１０μ〜０．１μに分布し、平均
粒径が５μ〜０．５μである。またＺｒ０ｚは、粒度が
１０μ〜０．１μに分布し、平均粒径が５μ〜０．５μ
である。A92o3 has a particle size distribution of 10μ to 0.1μ, and an average particle size of 5μ to 0.5μ. In addition, Zr0z has a particle size distribution of 10μ to 0.1μ, and an average particle size of 5μ to 0.5μ.
It is.
配合された原料は、水、バインダー（たとえばＰＶＡ）
およびボール（たとえばセラミックボール）とともにボ
ールミルに入れて混合し、粘度が２〜１５ポイズになる
ように調合される。このようにしてセラミック成形用ス
リップが調合される。基材フオームである三次元網状の
構造を有する軟質ポリウレタンフォームを基体としてこ
の軟質ポリウレタンフォームに前述のごとく調合したセ
ラミック成形用スリップを複数回付・着させ、しかも付
着のたびにセラミック成形用スリップを乾燥固化させる
。The blended raw materials are water, binder (for example, PVA)
and a ball (eg, a ceramic ball) and mixed in a ball mill to give a viscosity of 2 to 15 poise. A ceramic molding slip is thus prepared. Using a flexible polyurethane foam having a three-dimensional network structure as a base material foam, a ceramic molding slip prepared as described above was attached to the flexible polyurethane foam multiple times, and each time the ceramic molding slip was applied. Dry and solidify.
この点を詳細に述べれば、軟質ポリウレタンフォームに
粘度が２〜１５ポイズのセラミック成形用スリップを付
着させ、第一層を形成する。その際、空孔に目詰りを起
こさないように、余剰スリップを除去し、５０〜１００
”Ｃで乾燥固化させる。More specifically, a ceramic molding slip having a viscosity of 2 to 15 poise is adhered to a flexible polyurethane foam to form the first layer. At that time, remove excess slip to avoid clogging the holes, and
``Dry and solidify with C.
同様に第一層のまわりに、同−又は別異（粘度が２〜１
５ボイズ）のセラミック成形用スリップを付着さけ、第
二層を形成する。Similarly, around the first layer, the same or different (viscosity 2 to 1
5 voids) to form the second layer.
この際、空孔が目詰りを起こさないように、余剰のスリ
ップを除去し乾燥して固化させる。At this time, excess slip is removed and dried to solidify so as not to clog the pores.
ざらに、第二層のまわりに粘度が２〜１５ボイズのセラ
ミック成形用スリップを付着し、第三層を形成する。こ
の際にも、目詰りを起こさないように余剰のスリップを
除去し、５０〜１００℃で乾燥して固化させる。Roughly, a ceramic molding slip having a viscosity of 2 to 15 voids is applied around the second layer to form the third layer. At this time, too, excess slip is removed to prevent clogging, and the slip is dried and solidified at 50 to 100°C.
このように、軟質ポリウレタンフォームに対して複数回
（たとえば２〜３回程度）くり返してセラミック成形用
スリップを付着させ、乾燥固化させることにより、空孔
が目詰りを起さずに、格子が太く形成される。In this way, by repeatedly attaching the ceramic molding slip to the flexible polyurethane foam multiple times (for example, about 2 to 3 times) and drying and solidifying it, the lattice can be thickened without clogging the pores. It is formed.
その後、１５００℃以上の高温で焼成すると、セラミッ
クフオームは磁器化し、軟質ウレタンフオームは炭化し
て焼去される。Thereafter, when fired at a high temperature of 1500° C. or higher, the ceramic foam becomes porcelain, and the soft urethane foam is carbonized and burned away.
このようにして得られたＡ１１ｚＯ３−ｚｒ。A11zO3-zr thus obtained.
２系のセラミックフオームは、たとえばかざ比重は０．
４〜２．０に設定され、圧縮強さは５０〜１００ Ｋｏ
ｆ／ｃ ｍ２、曲げ強さは１０〜３５ ＫＯｆ／ｃ ｍ
２の範囲にあり、全体として高強度である。For example, the ceramic form of type 2 has a bulk specific gravity of 0.
4 to 2.0, and the compressive strength is 50 to 100 Ko.
f/cm2, bending strength is 10-35 KOf/cm2
It is in the range of 2, and has high strength as a whole.
なお、Ａ ２２０３の割合が８０重最％未満、あるいは
９５重口％より大きいか、Ｚｒ０ｚの割合が５重量％未
満、あるいは３０重量％より大きいと、耐スポーリング
特性が低下してしまう。Note that if the proportion of A2203 is less than 80% by weight or greater than 95% by weight, or if the proportion of Zr0z is less than 5% by weight or greater than 30% by weight, the anti-spalling properties will deteriorate.
このようにして作られた三次元網状の構造を有するセラ
ミックフオームには、貫通孔が設けられる。The ceramic foam having a three-dimensional network structure made in this manner is provided with through holes.
第１図は、この発明のセラミックフオームをバーナ素子
として用いた場合を示しており、太めの貫通孔６がバー
ナ装置７の混合ガス８の流れ方向に向けて直線状に複数
設けられている。FIG. 1 shows a case where the ceramic foam of the present invention is used as a burner element, in which a plurality of thick through holes 6 are provided linearly in the flow direction of the mixed gas 8 of the burner device 7.
第２図はこの発明のセラミックフオームを各種溶融金属
鋳造用のフィルタ９として用いた場合を示しており、貫
通孔１０が直線状に複数設けられている。FIG. 2 shows a case where the ceramic foam of the present invention is used as a filter 9 for casting various molten metals, and a plurality of through holes 10 are provided in a straight line.
ところで、この発明のセラミックフオームをバーナ素子
５あるいはフィルタつとして用いる場合に、その貫通孔
６あるいは１０の直径は、約１〜１Ｑｍｍの範囲が好ま
しい。By the way, when the ceramic foam of the present invention is used as a burner element 5 or a filter, the diameter of the through hole 6 or 10 is preferably in the range of about 1 to 1 Q mm.
また、第３図に示すように各貫通孔６の総断面積がバー
ナ素子５の端面５ａの表面積に対する割合Ｓ、すなわち
Ｓ−１゛ のり ＬＸｌｏｏ［％］
端面の表面積
は５〜４０％が望ましい。Further, as shown in FIG. 3, the total cross-sectional area of each through hole 6 is a ratio S to the surface area of the end surface 5a of the burner element 5, that is, the surface area of the end surface is preferably 5 to 40%. .
なお、セラミックフオームをフィルタとしで用いた場合
も、同様にして割合Ｓが５〜４０％で設定される。Note that even when ceramic foam is used as a filter, the ratio S is similarly set at 5 to 40%.
具体的寸法例として、バーナ素子５の直径を１００ｍｍ
、厚みを２０１１１１１１貫通孔６の直径を５１１１Ｉ
１１１そして割合Ｓを２０％に設定できる。As a specific example of dimensions, the diameter of the burner element 5 is 100 mm.
, the thickness is 20111111, the diameter of through hole 6 is 5111I
111 and the proportion S can be set to 20%.
第４図は、この発明のセラミックフオームをフィルタと
して使用し、溶融金属ろ過を行なう例を示している。FIG. 4 shows an example of molten metal filtration using the ceramic foam of the present invention as a filter.
容器１１には、複数段のフィルタ、たとえば３段のフィ
ルタ１２．１３．１４が設定しである。The container 11 is equipped with a plurality of stages of filters, for example three stages of filters 12, 13, 14.
たとえば、フィルタ１２には、太めの貫通孔１２ａが複
数設けである。フィルタ１３には、貫通孔１２ａより細
い貫通孔１３ａが設けである。貫通孔１３ａの数は、貫
通孔１２ａの数よりは少ない。フィルタ１４には、貫通
孔１３ａよりざらに細い貫通孔１４ａが設けである。貫
通孔１４ａの数は貫通孔１３ａの数より少ない。For example, the filter 12 is provided with a plurality of thick through holes 12a. The filter 13 is provided with a through hole 13a that is thinner than the through hole 12a. The number of through holes 13a is smaller than the number of through holes 12a. The filter 14 is provided with a through hole 14a that is roughly thinner than the through hole 13a. The number of through holes 14a is smaller than the number of through holes 13a.
溶融金属１５は、各フィルタ１２〜１４を通って不純物
がろ過され、扱き孔１６から排出される。The molten metal 15 passes through each of the filters 12 to 14 to remove impurities, and is discharged from the handling hole 16.
なお、第１段目のフィルタ１２が目づまりしたら、それ
を取りのぞいて、フィルタ１３を第１段目にする。Note that if the filter 12 in the first stage becomes clogged, it is removed and the filter 13 is placed in the first stage.
また、必要に応じてフィルタ１２〜１４の貫通孔は、そ
の直径を同じにしてもよい。フィルタ１２〜１４の貫通
孔は数を同じにしてもよい。さらに、フィルタ１２のみ
は、貫通孔のないセラミックフオームで代用することも
できる。Moreover, the through holes of the filters 12 to 14 may have the same diameter as necessary. The filters 12 to 14 may have the same number of through holes. Furthermore, only the filter 12 can be replaced with a ceramic foam without through holes.
次に、表−１はこの発明のセラミックフォ−ムをバーナ
素子として用いたバーナ装置の実施例と、第５図と第６
図で示したバーナ装置の従来例１．２について、燃焼効
率と寿命の点を比較する。なお、各側の燃焼効率は、多
孔材料を取り付けない従来のバーナ装置と比較した値で
ある。Next, Table 1 shows examples of burner devices using the ceramic foam of this invention as burner elements, and FIGS. 5 and 6.
Comparing conventional examples 1 and 2 of the burner device shown in the figure in terms of combustion efficiency and life. Note that the combustion efficiency on each side is a value compared to a conventional burner device without a porous material attached.
表−１で明らかなように、実施例では、従来例の１．２
の長所を兼ね備えており、燃焼効率が良好で、しかも発
火燃焼による劣化が少なく寿命が長い。As is clear from Table 1, in the example, 1.2 of the conventional example
It has the advantages of good combustion efficiency, less deterioration due to ignition combustion, and long life.
次に、表−２は、この発明のセラミックフオームをフィ
ルタとして用いた実施例と、第７図と第８図で示したフ
ィルタの従来例３．４について、ろ適時性を示す介在物
除去率と、フィルタが目づまりするまでの通用ｍの点を
比較している。Next, Table 2 shows the inclusion removal rate indicating filtration timeliness for the example using the ceramic foam of the present invention as a filter and the conventional example 3.4 of the filter shown in Figures 7 and 8. and the point of service m until the filter becomes clogged.
表−２で明らかなように、実施例では、従来例３．４の
長所を兼ね備えており、介在物除去率および通ｔＪ４量
がともに良好な値となっている。As is clear from Table 2, the example has both the advantages of Conventional Example 3.4, and both the inclusion removal rate and the throughput tJ4 amount are good values.
すなわち、この発明のセラミックフオームは目づまりが
しに（く長い間フィルタとしての機能を果せる。That is, the ceramic foam of the present invention can function as a filter for a long time.
尺」Ｊと洸ヌー
以上説明したことから明らかなように、この発明のセラ
ミックフオームは、次の効果を有している。As is clear from the above explanation, the ceramic foam of the present invention has the following effects.
（１）バーナ素子として使用する場合には、燃焼効率が
よく発火燃焼による劣化が少なく寿命が長い。(1) When used as a burner element, the combustion efficiency is high, there is little deterioration due to ignition combustion, and the life is long.
（２）フィルタとして使用する場合には、ろ適時性が良
好で目づまりをおこしにくい。(2) When used as a filter, the filter has good timeliness and is less likely to become clogged.
第１図はこの発明のセラミックフオームをバーナ素子と
して用いたバーナ装置を示す断面図、第２図はこの発明
のセラミックフオームをフィルタとして用いた例を示す
断面図、第３図はバーナ素子の斜視図、第４図はこの発
明のセラミックフオームをフィルタとして使用し、溶融
金属のろ過を行う例を示す断面図、第５図と第６図は従
来のバーナ素子を有するバーナ装置を示す断面図、第７
図と第８図は従来のフィルタを示す断面図である。
５、、、、、バーナ素子
（セラミックフオーム）
６、、、、、貫通孔
９、、、、、フィルタ
（セラミックフオーム）
ｉｏ、、、、、貫通孔
表−１
第１図
第３図
第４図
手続ネ「■正置 （自発）
昭和６１年８月２５日Fig. 1 is a sectional view showing a burner device using the ceramic foam of the present invention as a burner element, Fig. 2 is a sectional view showing an example of using the ceramic foam of the invention as a filter, and Fig. 3 is a perspective view of the burner element. 4 is a sectional view showing an example of filtering molten metal using the ceramic foam of the present invention as a filter, and FIGS. 5 and 6 are sectional views showing a burner device having a conventional burner element. 7th
8 and 8 are cross-sectional views showing conventional filters. 5, Burner element (ceramic foam) 6, Through hole 9, Filter (ceramic foam) io, Through hole table-1 Fig. 1 Fig. 3 Fig. 4 Figure Procedures “■Set up (spontaneous) August 25, 1986
Claims (2)
貫通孔が設けられていることを特徴とするセラミックフ
ォーム。(1) A ceramic foam characterized in that the ceramic foam has a three-dimensional network structure and is provided with through holes.
範囲第１項に記載のセラミックフォーム。(2) The ceramic foam according to claim 1, wherein the through hole is formed in a straight line.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61098343A JPS62256778A (en) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | Ceramic foam |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61098343A JPS62256778A (en) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | Ceramic foam |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62256778A true JPS62256778A (en) | 1987-11-09 |
Family
ID=14217259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61098343A Pending JPS62256778A (en) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | Ceramic foam |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62256778A (en) |
-
1986
- 1986-04-30 JP JP61098343A patent/JPS62256778A/en active Pending
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