(57)【要約】【課題】  ラドルを傷めることなく、また、保守管理し易く、溶湯表面からの熱の放散、及び、溶湯表面に酸化被膜が形成されることを抑制するセラミックボール及びセラミックボール群並びにその使用方法を提供する。【解決手段】  本発明のセラミックボール１は耐熱セラミックスからなり且つ溶湯２に浮くものである。また、本発明のセラミックボール群１は複数のセラミックボール１からなるものである。このセラミックボール１のうちの一種のセラミックボールと、一種のセラミックボールに対して嵩比重が大きい他種のセラミックボールと、の少なくとも２種のセラミックボールを含むことが好ましい。本発明のセラミックボール群の使用方法は、各セラミックボール群を構成する各セラミックボールを保持炉３に保持された溶湯２に浮かべて用いるものである。また、各セラミックボールはラドル４の内部に取り込まれない形状である。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐熱セラミックスからなり且つ溶湯に浮くことを特徴とするセラミックボール。
【請求項２】
上記耐熱セラミックスは、酸化アルミニウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、チタン酸アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素及び窒化ホウ素のうちの少なくとも１種を主成分とする請求項１に記載のセラミックボール。
【請求項３】
上記溶湯が、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、チタン及びチタン合金のうちの１種である請求項１又は２に記載のセラミックボール。
【請求項４】
上記溶湯を汲み出す際に用いるラドルの内部に取り込まれない形状である請求項１乃至３のうちのいずれかに記載のセラミックボール。
【請求項５】
上記ラドルは、溶湯導入口と溶湯注湯口とを備え、且つ、該溶湯導入口及び該溶湯注湯口以外の開口部を有さない請求項４に記載のセラミックボール。
【請求項６】
複数の上記セラミックボールからなることを特徴とするセラミックボール群。
【請求項７】
上記セラミックボールのうちの一種のセラミックボールと、該一種のセラミックボールに対して嵩比重が大きい他種のセラミックボールと、の少なくとも２種のセラミックボールを含む請求項６に記載のセラミックボール群。
【請求項８】
請求項６又は７に記載のセラミックボール群の使用方法であって、上記各セラミックボール群を構成する上記各セラミックボールを保持炉に保持された溶湯に浮かべることを特徴とするセラミックボール群の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はセラミックボール及びセラミックボール群並びにその使用方法関する。更に詳しくは、溶湯の表面に浮かべて用いるセラミックボール及びセラミックボール群並びにその使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイキャスト鋳造分野では、鋳造に用いる金属を保持炉内に常時最適な溶解状態に保って保持している。そして、この保持炉からラドルなどにより溶湯は汲み出される。しかし、熱の放散が大きく、鋳造は激しい熱に曝された作業環境となる。
また、いわゆる軽金属では、溶湯表面での酸化が進み易く、酸化被膜が生成され易い。例えば、アルミニウム溶湯の輻射黒度係数は、その表面で０．０５５程度であるのに対して、アルミニウムの酸化皮膜表面では０．１１〜０．１９と大きくなる。即ち、放散熱量は酸化被膜が形成されることで著しく大きくなる。また、酸化被膜の形成は製品品質に対しても好ましくなく、可能な限り酸化被膜形成は抑制されることが好ましい。
【０００３】
上記の問題に対して、従来、保持炉に取り付けられた可動式の蓋を被せる方法（特許文献１参照）が多用されている。また、溶湯表面に浮かべて使用するセラミック製の落とし蓋が知られている。この落とし蓋の中央部に穴が開けられており、ラドルが溶湯内へ侵入することを阻害しない形状となっている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１０３８７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の方法では、鋳造作業を休止している待機中には蓋を被せておくことができるものの、鋳造作業を行う操業中は、タクトタイムは短く、汲み出しサイクルと保持炉の蓋の開閉サイクルとを同調させることが困難である。このため、操業中は、保持炉の蓋は開放状態であり、上記熱の放散及び酸化被膜の形成を十分に防止できないという問題がある。
一方、特許文献２の方法では、上記特許文献１の方法に比べて操業中にも、一部の溶湯表面を覆うことができるために、熱の放散及び酸化被膜の形成を大幅に抑制できると考えられる。しかし、ラドルが落とし蓋に衝突しないように十分な大きさの穴を開ける必要があり、この部分からの熱の放散の抑制、及び、酸化被膜形成の抑制は困難である。また、このような落とし蓋は大きく保守管理が困難であり、溶湯が冷え固まった付着金属等を剥離することも困難である。
【０００６】
本発明は上記問題を解決するものであり、溶湯表面からの熱の放散、及び、溶湯表面に酸化被膜が形成されることを効果的に抑制でき、更には、ラドルを傷めることなく、また、保守管理し易く上記問題を解決するセラミックボール及びセラミックボール群並びにその使用方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、溶湯にセラミックボールを浮かべることにより、熱の放散、及び、溶湯表面に酸化被膜が形成されることを効果的に抑制できることを知見した。更に、このセラミックボールを用いる場合、溶湯表面のほとんど全面を覆ったとしても、ラドルを傷めることなく溶湯の汲み出しを行うことができることを知見した。更に、溶湯が冷え固まって付着された金属や付着された酸化被膜等は、セラミックボールを溶湯表面からすくい上げて、水中に投入して急冷却するなどの熱衝撃を加えたり、互いに衝突させるだけで極めて簡便にこれら付着物を剥離できることを知見した。本発明は、これらの知見に基づき完成された。
【０００８】
本発明は、以下に示す通りである。
（１）耐熱セラミックスからなり且つ溶湯に浮くことを特徴とするセラミックボール。
（２）上記耐熱セラミックスは、酸化アルミニウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、チタン酸アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素及び窒化ホウ素のうちの少なくとも１種を主成分とする上記（１）に記載のセラミックボール。
（３）上記溶湯が、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、チタン及びチタン合金のうちの１種である上記（１）又は（２）に記載のセラミックボール。
（４）上記溶湯を汲み出す際に用いるラドルの内部に取り込まれない形状である（１）乃至（３）のうちのいずれかに記載のセラミックボール。
（５）上記ラドルは、溶湯導入口と溶湯注湯口とを備え、且つ、該溶湯導入口及び該溶湯注湯口以外の開口部を有さない上記（４）に記載のセラミックボール。
（６）複数の上記セラミックボールからなることを特徴とするセラミックボール群。
（７）上記セラミックボールのうちの一種のセラミックボールと、該一種のセラミックボールに対して嵩比重が大きい他種のセラミックボールと、の少なくとも２種のセラミックボールを含む上記（６）に記載のセラミックボール群。
（８）上記（６）又は（７）に記載のセラミックボール群の使用方法であって、上記各セラミックボール群を構成する上記各セラミックボールを保持炉に保持された溶湯に浮かべることを特徴とするセラミックボール群の使用方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のセラミックボールによれば、後述するセラミックボール群を構成できる。また、溶湯表面からの熱の放散、及び、溶湯表面の酸化被膜の形成を効果的に抑制できる。更に、これらの抑制をラドルを傷めることなく行うことができる。また、保守管理が容易であり、長期間安定的に使用できる。
上記耐熱セラミックスが上記所定の化合物を主成分とする場合は、特に溶湯に対する耐食性に優れ、また、保守管理を特に行い易い。
上記溶湯が、上記所定の金属である場合は、熱放散抑制、及び、酸化被膜形成抑制の効果が効果的に発揮される。
用いるラドルが上記形状であることにより、溶湯の汲み出し作業を妨げない。
ラドルが上記所定の形状である場合には、ラドルに設計変更等を加えることなく、本セラミックボールの特に大きさを変更するだけで簡便に内部に侵入しないセラミックボールとすることができる。
本発明のセラミックボール群によれば、溶湯表面からの熱の放散、及び、溶湯表面の酸化被膜の形成を効果的に抑制できる。更に、これらの抑制をラドルを傷めることなく行うことができる。また、保守管理が容易であり、長期間安定的に使用できる。
異なる嵩比重の２種以上のセラミックボールを含む場合は、ラドルによる溶湯の汲み出し作業を阻害することなく、溶湯表面のほとんどをセラミックボールで覆うことができる。このため、溶湯表面からの熱の放散、及び、溶湯表面の酸化被膜の形成を特に効果的に抑制できる。
本発明の使用方法によれば、溶湯表面からの熱の放散、及び、溶湯表面の酸化被膜の形成を効果的に抑制できる。更に、これらの抑制をラドルを傷めることなく行うことができる。また、保守管理が容易であり、長期間安定的に利用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明について、以下詳細に説明する。
［１］セラミックボール
本発明のセラミックボールは、耐熱セラミックスからなり且つ溶湯に浮くことを特徴とする。
【００１１】
上記「耐熱セラミックス」は、セラミックボールを構成し、溶湯に対する耐熱性を有する。この耐熱性能は特に限定されないが、２５℃から１０００℃まで昇温させた際の温度差９７５℃の間の線熱膨張率（以下、単に「熱膨張率」という）が０．３％以下（より好ましくは０．１〜０．３％、更に好ましくは０．２〜０．３％）であることが好ましい。この範囲であれば、通常、溶湯との急な接触においても割れ、クラック等を生じ難い。但し、この熱膨張率とは、２５℃における耐熱セラミックスからなる試験片寸法をＬ０（ｍｍ）とし、１０００℃における耐熱セラミックスの試験片の同じ場所での寸法をＬ１（ｍｍ）とした場合に、（Ｌ１−Ｌ０）／Ｌ０である。
更に、耐熱セラミックスの熱伝導率は、特に限定されないが、より小さいものであることが好ましい。即ち、例えば、３ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・ｃ以下（約３．４９Ｗ／ｍ・ｋ）であることが好ましく、更には、１．５ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・ｃ以下（約１．７４Ｗ／ｍ・ｋ）であることがより好ましい。この範囲であれば優れた断熱性能を発揮させることができる。
【００１２】
また、この耐熱セラミックスを構成するセラミック成分は特に限定されず、各種酸化物、窒化物、炭化物、ホウ化物及びその他の化合物等が挙げられる。即ち、例えば、酸化アルミニウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、溶融シリカ、非溶融シリカ、スピネル、コージェライト、フォルステライト、ジルコン及びムライトなどセラミック成分、窒化アルミニウム、窒化ジルコニウム、窒化チタン、窒化ホウ素、炭化アルミニウム、炭化カルシウム、炭化ケイ素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化タングステン、ホウ化ジルコニウム、ホウ化チタン、ホウ化タングステン、チタン酸アルミニウム及びチタン酸ジルコン酸アルミニウム等のセラミック成分が挙げられる。これらは単独で含有されてもよく、２種以上が含有されてもよい。２種以上が含有される場合とは、例えば、カオリナイト、ハロイサイト、スメクタイト、パイロフィライト、セリサイト及びタルク等の各種粘土鉱物のうちの少なくとも１種を主成分とする粘土、並びに、これらの粘土を原料とするシャモットを焼成して得られた耐火セラミック等が挙げられる。
【００１３】
これらの各種耐火セラミックスのなかでも、酸化アルミニウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、チタン酸アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素及び窒化ホウ素が好ましい。これらは溶湯に対する耐食性に優れている。また、特に、チタン酸アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素及び窒化ホウ素は、アルミニウム系溶湯に対する濡れ性が小さいため、アルミニウム系溶湯に対する耐食性に極めて優れており、更に、溶湯が冷え固まってできる金属付着物等が形成されることを効果的に抑制できるため好ましい。
【００１４】
上記「主成分とする」とは、耐熱セラミックス全体を１００質量％とした場合に、上記所定のセラミック成分（１種のばあいは単独で、２種以上の場合は合計で）を５０質量％以上（１００質量％であってもよい）含有することを意味する。尚、この含有量は、上記所定のセラミック成分が１種のみ含有される場合には、このセラミック成分の含有量であり、上記所定のセラミック成分が２種以上含有される場合には、これらのセラミック成分の合計含有量である。
【００１５】
また、これらの耐熱セラミックスは、セラミックボールに対する浸食性を向上させるために各種の処理を施したものを用いることができる。各種の処理とは、例えば、溶湯に対する耐食性を向上させる各種の処理が挙げられる。即ち、コーティングにより形成された耐食層（ジルコニア質コート層、カルシア質コート層等）、含浸形成された耐食層（基材表面部にジルコニア、カルシア等が定着された層）などが挙げられる。尚、この含浸形成された耐食層とは、Ｃａ等（Ｚｒ、Ｍｇなど）の金属元素を含有する水溶性有機金属化合物（酢酸カルシウム等）の水溶液に基材を浸漬して基材に水溶液を含浸させた後、加熱して金属酸化物を基材の表面部に定着させた層や、同様にアルミナゾルに浸漬して基材にアルミナゾルを含浸させた後、加熱してアルミナを基材の表面部に定着させた層などである。更に、この耐熱セラミックスは、キャスタブル材及び天然材のいずれであってもよい。また、キャスタブル材である場合には、セメントのみからなるものであってもよく、セラミック繊維及び／又はセラミックフィラー等を含有するものであってもよい。
【００１６】
また、この耐熱セラミックスの気孔率は、特に限定されないが、後述する測定方法による純水の質量減少率が３５％以下（好ましくは１５〜３５％、より好ましくは２０〜３０％）である耐熱セラミックが好ましい。この範囲では溶湯対する耐食性を特に高く維持できる。
上記純水の質量減少率は、縦１４５ｍｍ、横１４５ｍｍ、厚さ２０ｍｍの直方体形状である耐熱セラミックスからなる試験片の全体を、密閉容器に保持された１０リットルの純水中に浸漬し、容器内の純水の温度が１０５〜１２０℃となるように３時間保温し、その後、密閉容器を常温まで放冷し、次いで、密閉容器から試験片を取り出し、この試験片を湿布で表面をぬぐって水滴を除いたのち測定した純水の質量減少率である。
【００１７】
上記「浮く」とは、溶湯にセラミックボールを投入して放置した場合に、セラミックボールの少なくとも一部が溶湯の表面から露出して安定されることを意味する。このセラミックボールが浮いた状態において露出体積率は特に限定されない。露出体積率とは、セラミックボール全体を１００体積％とした場合に溶湯表面から露出されている体積の体積率を意味する。この露出体積率は、例えば、３０〜７０％とすることができる。また、露出体積率は、各セラミックボールにおいて、一定であってもよく、異なってもよい。
【００１８】
また、本セラミックボールの形状は特に限定されないが、球形状及び多面体形状（例えば、立方体形状、直方体形状、六面体以上の多面体形状など）とすることができる。これらのなかでは、表面がより滑らかな形状が好ましい。即ち、球形状及び１２面体以上の多面体等が好ましい。より滑らかな形状である場合には、溶湯の冷え固まった金属付着物の剥離がより容易であり、セラミックボールの保守管理が容易である。但し、溶湯に浮かせることができる形状であってもボール形状ではないため、器形状及び複雑形状等は除かれる。これらの形状では、常時溶湯表面に浮いていることが困難であったり、また、後述するようにセラミックボール群として溶湯表面を覆うことが困難である。更に、溶湯が冷え固まった金属付着物などを除去することが困難となる。
【００１９】
このセラミックボールは、中空体でもよく、中実体であってもよく、緻密体でもよく、多孔体であってもよい。これらの形態は、用いる耐熱セラミックスの比重と溶湯の種類とにより適宜の形態とすることが好ましい。即ち、例えば、溶湯の比重よりも大きい耐熱セラミックスからなる場合には、中空体又は多孔体とすることができる。また、溶湯の比重よりも小さい耐熱セラミックスからなる場合には、中実体又は緻密体とすることができる。更に、溶湯の比重よりも小さい耐熱セラミックスからなる場合であっても、中空体又は多孔体とすることにより、上記露出体積率を調整することもできる。
【００２０】
また、セラミックボールの大きさは特に限定されないが、セラミックボールが球形状の場合、通常、その直径は２０ｃｍ以上（通常、５０ｃｍ以下）である。また、セラミックボールが多面体形状である場合には、通常、最大外径は２５ｃｍ以上（通常、５０ｃｍ以下）である。例えば、容量が０．５リットル以上２．５リットル未満のラドルでは、セラミックボールの直径は２０〜３５ｃｍとすることが好ましい。容量が２．５リットルを超えて１０リットル以下のラドルでは、セラミックボールの直径は２５〜４０ｃｍとすることが好ましい。容量が１０リットルを超えるラドルでは、セラミックボールの直径は３０〜５０ｃｍとすることが好ましい。
【００２１】
このセラミックボールは、ラドルを用いて保持炉から汲み出される溶湯を用いる場合に特に好適であり、また、溶湯を汲み出す際に用いるラドルの内部に取り込まれない形状とすることができる。
この「ラドルの内部に取り込まれない形状」とは、形状だけでなく、その大きさを含む意味である。即ち、球形状である場合には、その直径がラドルの溶湯導入口よりも大きいことにより、取り込まれない形状とすることができる。即ち、例えば、ラドルの溶湯導入口の最小開口寸法よりも２ｍｍ以上大きいものとすることができる。更に、球形状でない場合には、ラドルの溶湯導入口への侵入が阻害される突起部等を備えることができる。これらのうちでは、前述のようにより滑らかな形状が好ましく、その大きさによりラドル内への侵入が阻害されるものであることが好ましい。
【００２２】
また、上記ラドルの形状は、特に限定されないが、溶湯導入口と溶湯注湯口とを備え、且つ、溶湯導入口及び溶湯注湯口以外の開口部を有さないラドルであることが好ましい。また、溶湯導入口と溶湯注湯口と不活性ガス供給口とを備え、且つ、溶湯導入口、溶湯注湯口及び不活性ガス供給口以外の開口部を有さないラドルであってもよい。これらの形状のラドルでは、セラミックボールの大きさを調節することにより、容易にセラミックボールの侵入を防止できる。また、セラミックボールの形状に関わらず、ラドルの溶湯導入口の形状によりセラミックボールの侵入を防止することもできる。即ち、例えば、溶湯導入口の開口部に凸部、網部等を有する形状が挙げられる。
【００２３】
上記ラドルのうち、溶湯導入口と溶湯注湯口とを備え、且つ、溶湯導入口及び溶湯注湯口以外の開口部を有さないラドルとして、図６及び図７に示すラドルが挙げられる。図６はラドルの模式的な一側断面図であり、図７に示すＩＩ−ＩＩにおける断面である。一方、図７はラドルの模式的な他側断面図であり、図６に示すＩ−Ｉにおける断面でる。このラドル４は、溶湯導入口４１１と溶湯注湯口４２１とを備え、且つ、溶湯導入口４１１及び溶湯注湯口４２１以外の開口部を有さない。また、溶湯を保持する本体部４３を備え、本体部は略椀形状を呈する。更に、一端が上記溶湯導入口４１１である溶湯導入部４１は他端で本体部４３に連接されている。溶湯導入口４１１は下方に向かって開放されている。更に、一端が溶湯注湯口４２１である溶湯注湯部４２は他端で本体部４３に連接されている。溶湯注湯口４２１は側方に向かって開放されている。また、湾曲形状に形成された天井部４４を有する。
【００２４】
上記「溶湯」の種類は特に限定されないが、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、チタン及びチタン合金のうちの１種であることが好ましく、更には、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム及びマグネシウム合金のうちの１種であることがより好ましく、更には、アルミニウム又はアルミニウム合金であることが特に好ましい。これらの各種金属は、特に酸化被膜が形成されやすく、他の金属に比べて被膜形成を防止する措置の効果が大きい。
【００２５】
本発明のセラミックボール群は、複数の前記本セラミックボールからなることを特徴とする。また、このセラミックボールの使用方法である本発明のセラミックボール群の使用方法は、上記各セラミックボール群を構成する上記各セラミックボールを保持炉に保持された溶湯に浮かべることを特徴とする。
【００２６】
即ち、本セラミックボール群は、図１に示すように、複数のセラミックボール１ａを溶湯２の表面に浮かべることにより、溶湯表面を覆うことができる。これにより、溶湯表面からの熱の放散、及び、溶湯表面の酸化被膜の形成を効果的に抑制できる。また、図５に示すように、セラミックボール群１全体として溶湯２に対する蓋として機能しているが、汲み出しの際にはラドル４により押し退けることができ、その形状はどのようにも可変であり、ラドル４による汲み出し作業を阻害しない。更に、ラドル４がセラミック製であっても、全体形状が可変であるためにラドル４を傷めることがない。
【００２７】
更に、落とし蓋などと異なり、回収が容易であり、溶湯が冷え固まった金属付着物等を取り除くことが容易である。即ち、セラミックボールを通過させない網等を用いて溶湯内から極簡便に回収することができる。更に、セラミックボールを構成する材料として、濡れ性が低いチタン酸アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素及び窒化ホウ素等を選択している場合は、特にアルミニウム溶湯による金属付着物が付着し難く、また、付着したとしても容易に剥離することができる。従って、セラミックボール群の保守管理が極めて簡便であり、長期に渡って安定的に使用できる。
【００２８】
また、本発明のセラミックボール群に含まれる各セラミックボールは、個々に前記本発明のセラミックボールであればよく、全て同じ形状、材質及び嵩比重等であってもよく、各々異なる形状、材質及び比重等であってもよい。また、形状、材質及び嵩比重等の異なるセラミックボールを含むセラミックボール群においては、セラミックボールの種類は２種であってもよく、３種以上であってもよい。
【００２９】
これらの形状、材質及び嵩比重のうちの少なくとも一種が異なる２種以上のセラミックボールを含むセラミックボール群を用いた場合には、図２及び図３に示すように、セラミックボール１ｂ、１ｃ、１ｄ及び１ｅの浮揚状態をコントロールできる。即ち、セラミックボール群の浮揚状体の断面が葛折れ様になるように配置できる。このように配置した場合は、図５に示すように、２種の異なるセラミックボールが上下に交互となるように移動しやすく、ラドル４を溶湯２内により容易に侵入させることができる。また、侵入の際のラドル４に対する衝撃もより小さく抑えることができる。
【００３０】
上記の異なる形状、材質及び／又は嵩比重のなかでも、形状及び／又は嵩比重により葛折れ様にコントロールすることが好ましい。材質を変化させてもよいが、前述のように用いる溶湯に対する耐食性及び濡れ性を考慮すると変化させ難い。これに対して、形状（特に大きさ）及び嵩比重が容易にコントールできる。
特に嵩比重の異なる２種以上のセラミックボールを用いる場合は、一種のセラミックボールと、この一種のセラミックボールに対して５％以上（より好ましくは２０〜４０％）嵩比重が異なる他種のセラミックボールとを含むものとすることができる。これにより、上記の葛折れ様の状態を簡易に形成できる。
特に図４に示すように、球形状のセラミックボールにおいては、セラミックボールと溶湯表面とが接する面を水平方向から観察した際の浮揚線（図４のＬ１及びＬ２）はセラミックボールの直径の１／４〜１／２の範囲に収めることが好ましい。即ち、セラミックボールを水平方向から観察した際に１／４〜１／２の部分が溶湯外に露出することが好ましい。図４においては、Ｌ１が１／２の浮揚線であり、Ｌ２が１／４の浮揚線である。
更に、例えば、セラミックボール群に含まれる各種のセラミックボールの個数の割合は、浮揚線が１／２となるセラミックボール種のセラミックボール群全体に占める個数割合を１とした場合に、浮揚線が１／４となるセラミックボール種の個数割合は、１／３〜１／２とすることが好ましい。これにより、容易に図２に示すように、葛折れ様の配置にすることができる。
【００３１】
更に、セラミックボール群を構成するセラミックボールには、溶湯が酸化されてできた酸化付着物、及び、溶湯が冷え固まって付着した金属付着物などが、セラミックボールの使用により次第に付着される。これらの付着物の除去方法は特に限定されないが、例えば、急冷却する（水に投入する等）こと、セラミックボールを相互に衝突させること、等により極めて簡便に除去できる。これらの工程を行っても除去しきれない付着物は、通常、溶湯に再投入することで除去される。
【実施例】
【００３２】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
［１］セラミックボールの製造
粗粒チタン酸アルミニウム粉末（平均粒径３０μｍ）及び微粒チタン酸アルミニウム粉末（平均粒径２μｍ）を混合して得られた粉体に、水を添加して混練した。得られた混練物を、内部に球状空洞部を有する半割型に流し込んだ。その後、１０〜２５分間保持して、型内部である程度乾燥させ、未焼成セラミックボールの肉厚を調整した。次いで、半割型を開放して未焼成セラミックボールを取り出し、一ヶ所に焼成破裂を防止する穴を開けた。
得られた未焼成セラミックボールを、最高温度１５８０℃で２時間焼成し、その後、自然放冷してチタン酸アルミニウムからなるセラミックボールを得た。得られたセラミックボールは、外径約３０ｍｍ、内径約２４ｍｍ、肉厚約３ｍｍであった。また、このセラミックボールの浮揚線は１／２であり、球形状断面の上下半分の位置で溶湯表面と接するものである。
【００３３】
［２］保温性
（１）セラミックボールを用いない場合
温度３０℃の室内に配置され、開口直径が５００ｍｍ、深さが４００ｍｍ、容量が４１リットルである溶湯保持炉内に、アルミニウム（ＡＤＣ１２）溶湯を投入し、下方からバーナーで加熱して、溶湯の温度を常に６６０℃に保持した。１時間経過後のバーナーによるガス消費量を算出し、熱量換算した結果、３１３２０７ｋJであった。
【００３４】
（２）セラミックボールを用いた場合
上記（１）と同一条件でアルミニウム（ＡＤＣ１２）溶湯を保持炉に保持した後、すぐに、上記［１］で得られたセラミックボール２７０個を溶湯の表面に浮かべた。その結果、溶湯表面の約７９％がセラミックボールにより覆われた。そして、上記（１）と同様にバーナーで加熱しながら６６０℃に溶湯を保持した。１時間経過後にバーナーによるガス消費量を算出し、熱量換算した結果、６６８２４ｋＪであった。
【００３５】
（３）考察
上記（１）及び（２）の結果より、セラミックボールを用いない場合に比べて約７８．７％の使用エネルギー削減をすることができた。
【００３６】
［３］保守管理
上記［２］（２）で用いたセラミックボールを、金属製網を用いて回収した。その後、水中に投入して急冷却し、水をかき混ぜてセラミックボール同士を相互に衝突させた。その結果、ほとんどの付着物が除去されて、問題なく再利用できる状態にすることができた。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、金属関連分野において広く用いることができる。特に、ダイカスト鋳造分野において好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明のセラミックボール及びセラミックボール群を使用した一例の模式図である。
【図２】本発明のセラミックボール及びセラミックボール群を使用した他例の模式図である。
【図３】本発明のセラミックボール及びセラミックボール群を使用した更に他例の模式図である。
【図４】浮揚線を説明する模式図である。
【図５】ラドルによりセラミックボール及びセラミックボール群が押し退けられる様子を説明する模式図である。
【図６】本発明で好適に使用できるラドルの一例であり、図７のＩＩ−ＩＩにおける模式的な断面図である。
【図７】本発明で好適に使用できるラドルの一例であり、図６のＩ−Ｉにおける模式的な断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ及び１ｅ；セラミックボール及びセラミックボール群、２；溶湯、３；溶湯保持炉、４；ラドル、４１；溶湯導入部、４１１；溶湯導入口、４２；溶湯注湯部、４２１；溶湯注湯口、４３；本体部、４４天井部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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