JPS646007B2 - - Google Patents
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- JPS646007B2 JPS646007B2 JP55057772A JP5777280A JPS646007B2 JP S646007 B2 JPS646007 B2 JP S646007B2 JP 55057772 A JP55057772 A JP 55057772A JP 5777280 A JP5777280 A JP 5777280A JP S646007 B2 JPS646007 B2 JP S646007B2
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- insulating material
- slow cooling
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/653—Processes involving a melting step
- C04B35/657—Processes involving a melting step for manufacturing refractories
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
Description
本発明は熱溶融鋳造耐火物の徐冷方法に関し、
さらに詳しくは鋳型を保温材中に埋設し、この鋳
型に直接熱溶融耐火原料を鋳込んで徐冷する方法
に関するものである。 熱溶融鋳造耐火物（以下単に鋳造物という）は
所定配合の耐火原料を電気炉で熱溶融し、溶融原
料を所定形状の鋳型に鋳込んで鋳造し、これを徐
冷することにより得られるものである。 そして徐冷方法としては、鋳型毎或は鋳型から
取出した高温の鋳造物を、保温材通常は珪藻土や
アルミナ粉末などの保温材中に埋設して常温まで
冷却する方法が多くの場合行われている。 このような徐冷法は、鋳造物を保温材中に埋設
したり抜き出したりする持ち替え方式であるため
多くの粉塵が発生すること高熱下の作業となるこ
となど作業環境が悪化、機械による合理化の困難
さという大きな欠点を有している。 これに対して、容器内に保温材を収容し、組立
てた鋳型をこの中に埋設して、これに直接溶融原
料を鋳込むことも一部の系の鋳造物の製造には採
用されている。例えば、黒鉛鋳型を用いる系の鋳
造物においてはこの方法も可能である。 しかしながら、鋳型として砂型を使用する系例
えばジルコニア−アルミナ−シリカ系、アルミナ
−シリカ系などの鋳造物の場合には、砂型の強度
が十分でないなどのためこの方法はそのままでは
採用できない。このための方法として、砂型を背
後から支持部材で保持することも行われているが
作業工程上手間がかかることは否めないし、この
種方法でも鋳型の保持は部分的にすぎないので鋳
造時の鋳型の割れを十分に防ぐに至らないことも
多い。 本発明は、このような観点から、鋳型が強度の
弱い砂型であつても単に保温材中に埋設するだけ
でかつ持ち替え方式によらず直接鋳造することの
できる徐冷法の開発について種々研究の結果とし
て見い出されたものである。 即ち、本発明は、保温材中に鋳型を埋設し、こ
の鋳型に溶融耐火原料を鋳込んで徐冷する熱溶融
鋳造耐火物の徐冷方法において、鋳型を、熱伝導
率が0.04〜0.3Kcal／ｍ・hr.℃（at200℃）の断熱
性と、50Kg／cm2の圧力下で40％以下の収縮率を示
す鋳型保持力をそれぞれ満足する保温材中に埋設
しておくことを特徴とする熱溶融鋳造耐火物の徐
冷方法を要旨とするものである。 尚、本明細書において、鋳型を保温材中に埋設
するということは、鋳型を、その周囲を保温材で
囲み、この保温材中に鋳型周囲を埋めた状態で設
置しておくことを意味するものであり、溶融耐火
原料を鋳型に鋳込む際には、鋳型上部の注湯口を
塞いでまで保温材が充填されているということで
はない。 本発明について以下詳細に説明するが、本発明
としては、作業工程上省力化の効果が大きいと同
時にこれだけでなく、鋳造物の形状保持、亀裂の
発生のない鋳造物を得ることが必要であり、その
ためには所定の断熱性のもとに徐冷がなされねば
ならないのであり、前述した如く熱伝導率と保持
力を同時に満足せねばならないことが見い出され
た。 本発明に至る過程において鋳造物の徐冷用保温
材として従来から知られている種々のものについ
て検討したが、これらはいずれもそのままでは本
発明の目的を達成し得ないことが分つたがその結
果をまとめてみると次の通りである。
さらに詳しくは鋳型を保温材中に埋設し、この鋳
型に直接熱溶融耐火原料を鋳込んで徐冷する方法
に関するものである。 熱溶融鋳造耐火物（以下単に鋳造物という）は
所定配合の耐火原料を電気炉で熱溶融し、溶融原
料を所定形状の鋳型に鋳込んで鋳造し、これを徐
冷することにより得られるものである。 そして徐冷方法としては、鋳型毎或は鋳型から
取出した高温の鋳造物を、保温材通常は珪藻土や
アルミナ粉末などの保温材中に埋設して常温まで
冷却する方法が多くの場合行われている。 このような徐冷法は、鋳造物を保温材中に埋設
したり抜き出したりする持ち替え方式であるため
多くの粉塵が発生すること高熱下の作業となるこ
となど作業環境が悪化、機械による合理化の困難
さという大きな欠点を有している。 これに対して、容器内に保温材を収容し、組立
てた鋳型をこの中に埋設して、これに直接溶融原
料を鋳込むことも一部の系の鋳造物の製造には採
用されている。例えば、黒鉛鋳型を用いる系の鋳
造物においてはこの方法も可能である。 しかしながら、鋳型として砂型を使用する系例
えばジルコニア−アルミナ−シリカ系、アルミナ
−シリカ系などの鋳造物の場合には、砂型の強度
が十分でないなどのためこの方法はそのままでは
採用できない。このための方法として、砂型を背
後から支持部材で保持することも行われているが
作業工程上手間がかかることは否めないし、この
種方法でも鋳型の保持は部分的にすぎないので鋳
造時の鋳型の割れを十分に防ぐに至らないことも
多い。 本発明は、このような観点から、鋳型が強度の
弱い砂型であつても単に保温材中に埋設するだけ
でかつ持ち替え方式によらず直接鋳造することの
できる徐冷法の開発について種々研究の結果とし
て見い出されたものである。 即ち、本発明は、保温材中に鋳型を埋設し、こ
の鋳型に溶融耐火原料を鋳込んで徐冷する熱溶融
鋳造耐火物の徐冷方法において、鋳型を、熱伝導
率が0.04〜0.3Kcal／ｍ・hr.℃（at200℃）の断熱
性と、50Kg／cm2の圧力下で40％以下の収縮率を示
す鋳型保持力をそれぞれ満足する保温材中に埋設
しておくことを特徴とする熱溶融鋳造耐火物の徐
冷方法を要旨とするものである。 尚、本明細書において、鋳型を保温材中に埋設
するということは、鋳型を、その周囲を保温材で
囲み、この保温材中に鋳型周囲を埋めた状態で設
置しておくことを意味するものであり、溶融耐火
原料を鋳型に鋳込む際には、鋳型上部の注湯口を
塞いでまで保温材が充填されているということで
はない。 本発明について以下詳細に説明するが、本発明
としては、作業工程上省力化の効果が大きいと同
時にこれだけでなく、鋳造物の形状保持、亀裂の
発生のない鋳造物を得ることが必要であり、その
ためには所定の断熱性のもとに徐冷がなされねば
ならないのであり、前述した如く熱伝導率と保持
力を同時に満足せねばならないことが見い出され
た。 本発明に至る過程において鋳造物の徐冷用保温
材として従来から知られている種々のものについ
て検討したが、これらはいずれもそのままでは本
発明の目的を達成し得ないことが分つたがその結
果をまとめてみると次の通りである。
【表】
【表】
このような事実から本発明の目的を達成するた
めの条件について種々研究された結果が、保温材
の断熱性と保持力の特定条件の解明であり、それ
に適した保温材の特定である。 本発明において、保温材の断熱性は熱伝導率で
0.04〜0.3Kcal／ｍ．hr.℃（at200℃）とすること
が必要で、これは熱伝導率が小さすぎると断熱性
即ち保温力はよくなるが鋳造物の冷却速度が遅く
なりすぎ望ましくないばかりか、砂型温度が高く
上がり過ぎて、鋳造物への焼き付きの欠点も生ず
る。一方、熱伝導率が大きすぎると断熱性が不足
し鋳造物の大きさ、形状などにもよるが亀裂を発
生することが多くなることなどの点でも望ましく
ない。 尚、この熱伝導率についての最適範囲は0.05〜
0.10Kcal／ｍ．hr.℃とすることである。 つぎに、本発明において保温材の鋳型保持力
は、溶融原料を鋳込んだ際鋳造物そのものの外殻
が固化し形状保持ができるまでの間鋳型が崩れた
り亀裂を生じたりしないための初期強度として必
要であり、50Kg／cm2の圧力下での体積収縮率が40
℃以下とすることが必要である。 ここでこの収縮率は、鋳造物は大変高温である
にもかかわらず温度の影響は、鋳型が介在してい
ること鋳造物は早急に自己保形性を具備すること
などから考慮する必要はなく、常温での鋳型のバ
ツクアツプ力としてとらえられることができるも
のである。従つて、温度に関係なく、100Kg／cm2
の圧力下でも或は200Kg／cm2の圧力下での特定と
してでも可能であり、例えばそのような圧力の場
合の必要な収縮率は50％以下或は60％以下と特定
することもできるものである。 尚、収縮率は、保温材をシリンダーなどの容器
に充填してピストンで所定圧力で加圧圧縮したと
きの容積減少割合として容易に測定しうるもので
ある。 本発明、この保持力は、不足すると、溶融原料
を鋳造したとき砂型などは鋳造物の保形力ができ
るまでその形状を維持することができないことが
多くなることが確められたものであり、鋳造物の
形状、大きさなどにあまりとらわれずにほとんど
すべての場合にも適用できる最適な範囲として
は、50Kg／cm2圧力下での収縮率が25〜35％程度で
ある。 ここで、このような本発明を可能とする保温材
について説明すると、前述した如く、従来使用さ
れている保温材では満足しえず新しいものが必要
となる。尚、勿論、従来のものであつても適切な
選択、加工、処理などにより本発明の目的に適合
しうるように使用することも可能であるが、望ま
しくは以下に示すような保温材を使用することで
ある。 即ち、本発明に適した保温材は、軽量の耐火骨
材として、その全部又は大部分が粒径0.1〜６mm
の範囲にある粒状物からなるものであり、これら
の粒状物を鋳型の周囲に充填嵩比重が望ましくは
0.5以上となる程度に充填して形成したものであ
る。 この保温材として具体的に望ましいものは、断
熱性のある粒状発泡シリカであり、そのほか断熱
シヤモツト粒、アルミナ質などの溶融中空粒、軽
量アルミナ粒などがある。これらのなかでも発泡
シリカは、種々の検討の結果珪藻土と同一の徐冷
曲線を示すとともに珪砂とほぼ同等の保持力を有
しているばかりか鋳造物への何らの特別な悪影響
を及ぼすこともなくかつ使用後の回収率も95％以
上で再使用できるなど最も優れたものであること
が見い出された。 本発明は、このような保温材を、鋳型特に強度
の低い砂型などの断熱かつバツクアツプ保持材と
して、鋳造物の徐冷容器内に所定の断熱性及び強
度保持力をもつように充填し、これにより埋設し
た鋳型の溶融耐火原料を鋳込み、鋳込み完了後鋳
造物の上部にも同様の保温材をかけ、そのまま鋳
造物を徐冷することで達成される。 このように本発明徐冷法は、鋳造物を鋳造した
まま亀裂の発生もなく所定のものとして容易に得
ることを可能としたものでその工業的な価値は多
大である。 本発明の実施例を次に示す。 実施例 上部を開口した1050mm×1500mm×650mm（高さ）
の鉄製の箱型徐冷用容器に下記に示す発泡シリカ
を保温材として下記に示す状態で充填し、これら
の保温材中に所定形状に組み立てた従来から使用
されている上部に鋳込口をもつ砂型を埋設した。 Γ発泡シリカ 組成（重量％）…SiO2 85〜95、Al2O3 ２〜５、
CaO ０〜１、Na3O ０〜２、K2O ０〜２ 融点…1500℃ 粒度…２〜４mm 80〜100％、 0.1〜２mm ０〜20％ 嵩比重…0.3〜0.5 Γ発泡シリカの充填状態 熱伝導率…0.05〜0.08Kcal／ｍ・hr・℃ 保持強度…50Kg／cm2下での収縮率約30％ 100 〃 約40％ 200 〃 約50％ ついでこのような用意した種々の砂型に、ジル
コンとバイヤ−アルミナを主原料とする耐火原料
をアーク電気炉で溶融した溶融耐火原料を鋳込
み、鋳込み完了後同じ発泡シリカで砂型毎完全に
覆いそのまま徐冷し７日後鋳造物を取出した。 得られた鋳造物の試験結果を示すと次の通りで
あつた。 Γ化学分析値（重量％） ZrO2 32％ Al2O3 50％ SiO2 16％ Na2O 1.1％ Fe2O3＋TiO2 0.1％ Γ形状及び観察結果
めの条件について種々研究された結果が、保温材
の断熱性と保持力の特定条件の解明であり、それ
に適した保温材の特定である。 本発明において、保温材の断熱性は熱伝導率で
0.04〜0.3Kcal／ｍ．hr.℃（at200℃）とすること
が必要で、これは熱伝導率が小さすぎると断熱性
即ち保温力はよくなるが鋳造物の冷却速度が遅く
なりすぎ望ましくないばかりか、砂型温度が高く
上がり過ぎて、鋳造物への焼き付きの欠点も生ず
る。一方、熱伝導率が大きすぎると断熱性が不足
し鋳造物の大きさ、形状などにもよるが亀裂を発
生することが多くなることなどの点でも望ましく
ない。 尚、この熱伝導率についての最適範囲は0.05〜
0.10Kcal／ｍ．hr.℃とすることである。 つぎに、本発明において保温材の鋳型保持力
は、溶融原料を鋳込んだ際鋳造物そのものの外殻
が固化し形状保持ができるまでの間鋳型が崩れた
り亀裂を生じたりしないための初期強度として必
要であり、50Kg／cm2の圧力下での体積収縮率が40
℃以下とすることが必要である。 ここでこの収縮率は、鋳造物は大変高温である
にもかかわらず温度の影響は、鋳型が介在してい
ること鋳造物は早急に自己保形性を具備すること
などから考慮する必要はなく、常温での鋳型のバ
ツクアツプ力としてとらえられることができるも
のである。従つて、温度に関係なく、100Kg／cm2
の圧力下でも或は200Kg／cm2の圧力下での特定と
してでも可能であり、例えばそのような圧力の場
合の必要な収縮率は50％以下或は60％以下と特定
することもできるものである。 尚、収縮率は、保温材をシリンダーなどの容器
に充填してピストンで所定圧力で加圧圧縮したと
きの容積減少割合として容易に測定しうるもので
ある。 本発明、この保持力は、不足すると、溶融原料
を鋳造したとき砂型などは鋳造物の保形力ができ
るまでその形状を維持することができないことが
多くなることが確められたものであり、鋳造物の
形状、大きさなどにあまりとらわれずにほとんど
すべての場合にも適用できる最適な範囲として
は、50Kg／cm2圧力下での収縮率が25〜35％程度で
ある。 ここで、このような本発明を可能とする保温材
について説明すると、前述した如く、従来使用さ
れている保温材では満足しえず新しいものが必要
となる。尚、勿論、従来のものであつても適切な
選択、加工、処理などにより本発明の目的に適合
しうるように使用することも可能であるが、望ま
しくは以下に示すような保温材を使用することで
ある。 即ち、本発明に適した保温材は、軽量の耐火骨
材として、その全部又は大部分が粒径0.1〜６mm
の範囲にある粒状物からなるものであり、これら
の粒状物を鋳型の周囲に充填嵩比重が望ましくは
0.5以上となる程度に充填して形成したものであ
る。 この保温材として具体的に望ましいものは、断
熱性のある粒状発泡シリカであり、そのほか断熱
シヤモツト粒、アルミナ質などの溶融中空粒、軽
量アルミナ粒などがある。これらのなかでも発泡
シリカは、種々の検討の結果珪藻土と同一の徐冷
曲線を示すとともに珪砂とほぼ同等の保持力を有
しているばかりか鋳造物への何らの特別な悪影響
を及ぼすこともなくかつ使用後の回収率も95％以
上で再使用できるなど最も優れたものであること
が見い出された。 本発明は、このような保温材を、鋳型特に強度
の低い砂型などの断熱かつバツクアツプ保持材と
して、鋳造物の徐冷容器内に所定の断熱性及び強
度保持力をもつように充填し、これにより埋設し
た鋳型の溶融耐火原料を鋳込み、鋳込み完了後鋳
造物の上部にも同様の保温材をかけ、そのまま鋳
造物を徐冷することで達成される。 このように本発明徐冷法は、鋳造物を鋳造した
まま亀裂の発生もなく所定のものとして容易に得
ることを可能としたものでその工業的な価値は多
大である。 本発明の実施例を次に示す。 実施例 上部を開口した1050mm×1500mm×650mm（高さ）
の鉄製の箱型徐冷用容器に下記に示す発泡シリカ
を保温材として下記に示す状態で充填し、これら
の保温材中に所定形状に組み立てた従来から使用
されている上部に鋳込口をもつ砂型を埋設した。 Γ発泡シリカ 組成（重量％）…SiO2 85〜95、Al2O3 ２〜５、
CaO ０〜１、Na3O ０〜２、K2O ０〜２ 融点…1500℃ 粒度…２〜４mm 80〜100％、 0.1〜２mm ０〜20％ 嵩比重…0.3〜0.5 Γ発泡シリカの充填状態 熱伝導率…0.05〜0.08Kcal／ｍ・hr・℃ 保持強度…50Kg／cm2下での収縮率約30％ 100 〃 約40％ 200 〃 約50％ ついでこのような用意した種々の砂型に、ジル
コンとバイヤ−アルミナを主原料とする耐火原料
をアーク電気炉で溶融した溶融耐火原料を鋳込
み、鋳込み完了後同じ発泡シリカで砂型毎完全に
覆いそのまま徐冷し７日後鋳造物を取出した。 得られた鋳造物の試験結果を示すと次の通りで
あつた。 Γ化学分析値（重量％） ZrO2 32％ Al2O3 50％ SiO2 16％ Na2O 1.1％ Fe2O3＋TiO2 0.1％ Γ形状及び観察結果
【表】
【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 保温材中に鋳型を埋設し、この鋳型に溶融耐
火原料を鋳込んで徐冷する熱溶融鋳造耐火物の徐
冷方法において、鋳型を、熱伝導率が0.04〜
0.3Kcal／ｍ．hr.℃（at200℃）の断熱性と、50
Kg／cm2の圧力下で40％以下の収縮率を示す鋳型保
持力をそれぞれ満足する保温材中に埋設しておく
ことを特徴とする熱溶融鋳造耐火物の徐冷方法。 ２ 保温材は全部又は大部分の粒径が0.1〜６mm
の粒状物を鋳型の周囲に充填して形成したもので
ある特許請求の範囲第１項記載の徐冷方法。 ３ 保温材は充填嵩比重が0.5以下となるように
軽量耐火骨材を充填して形成したものである特許
請求の範囲第１項又は第２項記載の徐冷方法。 ４ 保温材は発泡シリカ、断熱シヤモツト、溶溶
中空粒、軽量アルミナの１又は２以上である特許
請求の範囲第３項記載の徐冷方法。 ５ 保温材は発泡シリカである特許請求の範囲第
４項記載の徐冷方法。 ６ 鋳型が砂型である特許請求の範囲第１項乃至
第５項いずれか記載の徐冷方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5777280A JPS56155072A (en) | 1980-05-02 | 1980-05-02 | Method of annealing heat-molten cast refractories |
| US06/252,389 US4383963A (en) | 1980-05-02 | 1981-04-09 | Process for annealing heat fused cast refractory product |
| IT21476/81A IT1138287B (it) | 1980-05-02 | 1981-04-30 | Procedimento per la ricottura di un prodotto refrattario di getto fuso a caldo |
| FR8108701A FR2481691A1 (fr) | 1980-05-02 | 1981-04-30 | Procede de recuit d'un produit refractaire coule, fondu par la chaleur |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5777280A JPS56155072A (en) | 1980-05-02 | 1980-05-02 | Method of annealing heat-molten cast refractories |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56155072A JPS56155072A (en) | 1981-12-01 |
| JPS646007B2 true JPS646007B2 (ja) | 1989-02-01 |
Family
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- 1981-04-30 FR FR8108701A patent/FR2481691A1/fr active Granted
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