(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱材から成る外側断熱層、及び当該外側断熱層の内側に一体成形された耐火物から成る内側耐火層の２層を有し、容器形状に形成されて所定容量の溶融金属を保持可能な２層式溶融金属保持容器の製造方法であって、
前記外側断熱層を成形する第１成形工程と、
該第１成形工程で得られた外側断熱層を乾燥固化する第１乾燥固化工程と、
該第１乾燥固化工程で乾燥固化された外側断熱層内に前記内側耐火層を一体的に成形する第２成形工程と、
該第２成形工程で得られた内側耐火層を乾燥固化する第２乾燥固化工程と、
を有することを特徴とする２層式溶融金属保持容器の製造方法。
【請求項２】
前記第１乾燥固化工程後、前記外側断熱層の内側に防水剤を塗布する防水剤塗布工程を有し、その後、前記第２成形工程が施されることを特徴とする請求項１記載の２層式溶融金属保持容器の製造方法。
【請求項３】
前記防水剤塗布工程において、前記外側断熱層の内側にペーパー状のセラミック材を付着させ、当該セラミック材上に前記防水剤を塗布することを特徴とする請求項２記載の２層式溶融金属保持容器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断熱材から成る外側断熱層、及び当該外側断熱層の内側に一体成形された耐火物から成る内側耐火層の２層を有し、容器形状に形成されて所定容量の溶融金属を保持可能な２層式溶融金属保持容器の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋳造に使用されるアルミニウム溶融金属を所定量保持するための溶融金属保持容器は、従来より、断熱材から成る外側断熱層、及び当該外側断熱層の内側に一体成形または分割成形された耐火物から成る内側耐火層の少なくとも２層を有して成るものが用いられており、その製造方法として、例えば特許文献１にて開示されているように、以下の如き製造工程を経るものが開示されている。
【０００３】
まず、耐火物を所定の容器形状の成形型にて流し込んで内側耐火層を成形し、その内側耐火層を乾燥固化した後、当該内側耐火層を更に大きな別の容器形状の成形型に固定させる。そして、内側耐火層と当該成形型との間に断熱材を流し込むことによりインサート成形し、内側耐火層の外側に外側断熱層が一体化された２層式溶融金属保持容器を得るのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１８２９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の２層式溶融金属保持容器においては、内側耐火層を乾燥固化した後、その外側に外側断熱層を成形する工程を経て製造されているため、外側断熱層を成形する際にクラックが発生してしまう虞があった。即ち、内部に空気層等を有した外側断熱層は、通常、化学結合等による耐火物から成る内側耐火層と比べて混練時の水分量が多い柔らかい材料から成り、当該内側耐火層より水分量が多いため、乾燥時の収縮率が著しく高い材料である。そのため、外側断熱層の成形後における乾燥固化時、収縮率の相違に起因して当該外側断熱層にクラック（割れ）が発生してしまう虞があり、クラックが発生すると当該部位より内部の溶融金属が漏れだしてしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、外側断熱層にクラック等が発生してしまうのを防止することができる２層式溶融金属保持容器の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の発明は、断熱材から成る外側断熱層、及び当該外側断熱層の内側に一体成形された耐火物から成る内側耐火層の２層を有し、容器形状に形成されて所定容量の溶融金属を保持可能な２層式溶融金属保持容器の製造方法であって、前記外側断熱層を成形する第１成形工程と、該第１成形工程で得られた外側断熱層を乾燥固化する第１乾燥固化工程と、該第１乾燥固化工程で乾燥固化された外側断熱層内に前記内側耐火層を一体的に成形する第２成形工程と、該第２成形工程で得られた内側耐火層を乾燥固化する第２乾燥固化工程とを有することを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の２層式溶融金属保持容器の製造方法において、前記第１乾燥固化工程後、前記外側断熱層の内側に防水剤を塗布する防水剤塗布工程を有し、その後、前記第２成形工程が施されることを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の２層式溶融金属保持容器の製造方法において、前記防水剤塗布工程において、前記外側断熱層の内側にペーパー状のセラミック材を付着させ、当該セラミック材上に前記防水剤を塗布することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、第１成形工程にて外側断熱層を成形し、第１乾燥固化工程を経た後、第２成形工程にて内側耐火層を成形するので、当該第２成形工程後の第２乾燥固化工程時、外側断熱層にクラック等が発生してしまうのを防止することができる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、第１乾燥固化工程後、外側断熱層の内側に防水剤を塗布する防水剤塗布工程を有し、その後、第２成形工程が施されるので、内側耐火層と外側断熱層との境界面において水分が乾燥された外側断熱層側に吸収されることなく、十分な水和反応を行わせることができる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、防水剤塗布工程において、外側断熱層の内側にペーパー状のセラミック材を付着させ、当該セラミック材上に防水剤を塗布するので、セラミック材が所謂パッキンの機能を果たし、長期使用によって内側耐火層にクラック等の割れが発生しても、内部の溶融金属が外部に漏れてしまうのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る２層式溶融金属保持容器を示す平面図
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面図
【図３】同２層式溶融金属保持容器における外側断熱層の成形のための成形型を示す断面模式図
【図４】同外側断熱層を成形するための断熱材が成形型内に流し込まれた状態を示す断面模式図
【図５】同外側断熱層を成形型から離型した後の状態を示す断面模式図
【図６】同２層式溶融金属保持容器における内側耐火層を成形するための中子を示す断面模式図
【図７】同内側耐火層を成形するための耐火物がキャビティ内に流し込まれた状態を示す断面模式図
【図８】同内側耐火層が外側断熱層の内側に形成された２層式溶融金属保持容器を成形型から離型した後の状態を示す断面模式図
【図９】本発明の他の実施形態に係る２層式溶融金属保持容器における外側断熱層を示す断面模式図
【図１０】同他の実施形態に係る２層式溶融金属保持容器における外側断熱層の内側に内側耐火層を形成した状態を示す断面模式図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係る２層式溶融金属保持容器は、図１、２に示すように、断熱材から成る外側断熱層１、及び当該外側断熱層１の内側に一体成形された耐火物から成る内側耐火層２の少なくとも２層を有し、上方に開口して内側に収容空間Ｓを有した容器形状に形成されて所定容量の溶融金属を保持可能なものであり、本実施形態においては、アルミニウム鋳造品を得るためのアルミニウム溶融金属を保持し得るよう構成されている。
【００１８】
外側断熱層１は、例えばケイ酸カルシウム質断熱材から成るもので、本実施形態においては、その化学成分として、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）が４０（％）、二酸化珪素（ＳｉＯ２）が３０（％）、酸化カルシウム（ＣａＯ）が３０（％）から成る断熱材を用いている。尚、断熱効果に富み、所謂「断熱材」と称されるものであれば、他の化学成分から成る材料を用いるようにしてもよい。
【００１９】
内側耐火層２は、低セメント系不定形耐火物から成るもので、例えば炭化珪素質不定形耐火物（例えば、ＳｉＣが８０％、ＳｉＯ２が７％、Ａｌ２Ｏ３が１２％、Ｆｅ２Ｏ３が１％の化学成分から成るもの）、高アルミナ質不定形耐火物（例えば、ＳｉＯ２が７％、Ａｌ２Ｏ３が９３％の化学成分から成るもの）、又はジルコン質不定形耐火物（例えば、ＺｒＯ２が６０％、ＳｉＯ２が３５％、Ａｌ２Ｏ３が５％の化学成分から成るもの）を用いることができる。なお、他の材質で内部の溶融金属に適していれば、上記の化学成分にこだわる必要はない。
【００２０】
次に、本実施形態に係る２層式溶融金属保持容器の製造方法について説明する。
まず、図３に示すように、外側断熱層１の形状に対応したキャビティＣ１を有した成形型Ｍ１（型Ｍ１ａ及び中子Ｍ１ｂから成る）の当該キャビティＣ１内に外側断熱層１の材料である断熱材を流し込む。これにより、図４に示すように、キャビティＣ１内において外側断熱層１が成形される（第１成形工程）。尚、キャビティＣ１に流し込む断熱材は、略３５〜４０％の混水率のスラリー状とされており、混水量が多いため収縮が比較的大きい状態とされている。
【００２１】
その後、図５に示すように、成形された外側断熱層１を成形型Ｍ１から取り出し、例えば１５０〜２００℃で４８時間の乾燥を行った後、８００℃で４８時間の焼成を行うことにより、外側断熱層１を乾燥固化させる（第１乾燥固化工程）。この第１乾燥固化工程における乾燥により、混練時の水分が蒸発して収縮率が大きくなっている。そして、かかる第１乾燥固化工程を経た外側断熱層１の内側１ａに防水剤を塗布する（防水剤塗布工程）。尚、かかる防水剤は、塗布後に内側１ａに塗膜が形成されるもの或いは浸透系のもの等、防水効果があるものであれば何れの剤であってもよい。防水剤は、次工程で施工する耐火物の水分が乾燥した断熱層側へ吸収されることを防止し、耐火物のセメント水和反応を十分に行わせる働きをする。
【００２２】
次に、図６に示すように、第１乾燥固化工程及び防水剤塗布工程を経た外側断熱層１を中子Ｍ２の外側に固定させることにより、当該外側断熱層１の内側１ａと中子Ｍ２ｂとの間に内側耐火層２の形状に対応したキャビティＣ２を形成させ、かかるキャビティＣ２内に内側耐火層２の材料である耐火物を流し込む。これにより、図７に示すように、外側断熱層１内に内側耐火層２をインサート成形させ、当該外側断熱層１内に内側耐火層２を一体的に成形させることができる（第２成形工程）。尚、耐火物は、略４〜６％の混水率のスラリー状とされており、混水量が少ないため収縮が比較的小さい状態とされており、外側断熱層１の所定部位に孔を明けてキャビティＣ内に流し込まれるようになっている。
【００２３】
その後、図８に示すように、外側断熱層１及び内側耐火層２を取り出し、例えば１５０〜２００℃で４８時間の乾燥を行った後、８００℃で４８時間の焼成を行うことにより、内側耐火層２を乾燥固化させる（第２乾燥固化工程）。本実施形態によれば、第１乾燥固化工程後、外側断熱層１の内側１ａに防水剤を塗布する防水剤塗布工程を有し、その後、第２成形工程が施されるので、内側耐火層２の成形時、外側断熱層１との境界面において、内側耐火層２側の水分が、乾燥している断熱層１側に吸収されないため、十分な水和反応を行わせることができる。
【００２４】
以上の工程を経ることにより、断熱材から成る外側断熱層１、及び当該外側断熱層１の内側１ａに一体成形された耐火物から成る内側耐火層２の少なくとも２層を有し、上方に開口して内側に収容空間Ｓを有した容器形状に形成されて所定容量の溶融金属を保持可能な２層式溶融金属保持容器が製造される。本実施形態によれば、第１成形工程にて外側断熱層１を成形し、第１乾燥固化工程を経た後、第２成形工程にて内側耐火層２を成形するので、当該第２成形工程後の第２乾燥固化工程時、外側断熱層１にクラック等が発生してしまうのを防止することができる。
【００２５】
以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば防水剤塗布工程において、図９に示すように、外側断熱層１の内側１ａにペーパー状のセラミック材３を付着（接着剤等で貼着等）させ、当該セラミック材３上に防水剤を塗布するようにした後、第２成形工程及び第２乾燥固化工程を経ることにより、図１０に示すように、外側断熱層１と内側耐火層２との間にセラミック材３を介在させたものとしてもよい。これにより、セラミック材３が所謂パッキンの機能を果たし、長期使用によって内側耐火層２にクラック等の割れが発生しても、内部の溶融金属が外部に漏れてしまうのを抑制することができる。
【００２６】
また、外側断熱層１及び内側耐火層２を成す材料は、本実施形態のものに限定されず、所望の性質を有し所要の機能を果たすものであれば何れの材料から成るものであってもよい。更に、本実施形態における第１乾燥固化工程及び第２乾燥固化工程とは異なる条件で乾燥固化させるようにしてもよい。尚、本実施形態においては、アルミニウム溶融金属を保持する容器に適用されているが、他の溶融金属を保持するものに適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
外側断熱層を成形する第１成形工程と、第１成形工程で得られた外側断熱層を乾燥固化する第１乾燥固化工程と、第１乾燥固化工程で乾燥固化された外側断熱層内に内側耐火層を一体的に成形する第２成形工程と、第２成形工程で得られた内側耐火層を乾燥固化する第２乾燥固化工程とを有する２層式溶融金属保持容器の製造方法であれば、外観形状が異なるもの或いは他の機能が付加されたもの等にも適用することができ、溶融金属容器の製作、保守コストの低減と、容器の耐久性向上による鋳物生産コストの低減に貢献するものである。
【符号の説明】
【００２８】
１  外側断熱層
２  内側耐火層
３  セラミック材
【図１】
0005593558.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0005593558.tif 000006
【図６】
0005593558.tif 000007
【図７】
0005593558.tif 000008
【図８】
0005593558.tif 000009
【図９】
0005593558.tif 000010
【図１０】
0005593558.tif 000011