(57)【要約】      （修正有）【課題】表面に十分に接着し、高温で十分に安定なコーティングとなり、且つコーティングされた表面と接触して金属融液のマグネシウム元素含有量の減少を可能にすることになる、金属融液に曝されることを意図された表面のコーティングのための組成物を提供すること【解決手段】組成物は、８〜１８重量％の耐火成分；５０〜７５重量％の溶媒、好ましくは水；１０〜２０重量％の無機バインダー；０〜１０重量％、好ましくは２〜１０重量％の有機バインダー；０．３〜７重量％、好ましくは、２〜６重量％、より好ましくは３〜５重量％の黄鉄鉱；及び、必要に応じて、１０重量％までの、好ましくは５重量％までの追加の添加材、又は添加剤、から基本的に構成される組成物。【選択図】図１ｄ
2015017250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属融液に曝されることを意図された表面のコーティングのための組成物であって、前記組成物が、
８重量％〜１８重量％の耐火成分；
５０重量％〜７５重量％の溶媒、好ましくは水；
１０重量％〜２０重量％の無機バインダー；
０重量％〜１０重量％、好ましくは２重量％〜１０重量％の有機バインダー；
０．３重量％〜７重量％の黄鉄鉱；及び
必要に応じて、全部で１０重量％までの、好ましくは全部で５重量％までの、一以上の追加の添加剤；及び不可避の不純物、から基本的に構成されている組成物。
【請求項２】
前記耐火成分が、窒化ホウ素、ジルコニア、アルミナ、及びそれらの混合物から構成される群から選択され、好ましくは窒化ホウ素である、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記無機バインダーが、ケイ酸塩であり、好ましくは、ケイ酸ナトリウム、又はケイ酸カリウムから選択されるケイ酸塩である、請求項１又は２に記載の組成物。
【請求項４】
前記有機バインダーがアクリルである、請求項１から３の何れか一項に記載の組成物。
【請求項５】
前記一以上の追加の添加剤が、界面活性剤、粘度調整剤、流動性のための添加剤、高温安定性のための添加剤、基板への改善された接着性のための添加剤から構成される群から選択される、請求項１から４の何れか一項に記載の組成物。
【請求項６】
２重量％〜６重量％の黄鉄鉱、好ましくは、３重量％〜５重量％の黄鉄鉱を含む、請求項１から５の何れか一項に記載の組成物。
【請求項７】
前記黄鉄鉱が、顆粒状の粉末の形状であり、好ましくは４０μｍ〜７０μｍの平均粒径を有する、請求項１から６の何れか一項に記載の組成物。
【請求項８】
前記耐火成分の平均粒径が、２μｍ〜２０μｍである、請求項１から７の何れか一項に記載の組成物。
【請求項９】
２６重量％〜６０重量％の耐火成分；
３３重量％〜６７重量％の無機バインダー；
０重量％〜３．５重量％、好ましくは１．５重量％〜３．５重量％の有機バインダー；
１重量％〜２３重量％の黄鉄鉱；
必要に応じて、１０重量％までの、好ましくは５重量％までの残留溶媒；及び
必要に応じて、全部で３３重量％までの、好ましくは全部で１６重量％までの、一以上の追加の添加剤；及び不可避の不純物、から基本的に構成されるコーティング。
【請求項１０】
前記耐火成分が、窒化ホウ素、ジルコニア、アルミナ、及びそれらの混合物から構成される群から選択され、好ましくは窒化ホウ素である、請求項９に記載のコーティング。
【請求項１１】
前記無機バインダーが、ケイ酸塩であり、好ましくは、ケイ酸ナトリウム、又はケイ酸カリウムから選択されるケイ酸塩である、請求項９又は１０に記載のコーティング。
【請求項１２】
前記有機バインダーがアクリルである、請求項９から１１の何れか一項に記載のコーティング。
【請求項１３】
前記一以上の追加の添加剤が、界面活性剤、粘度調整剤、流動性のための添加剤、高温安定性のための添加剤、及び基板への改善された接着性のための添加剤から構成される群から選択される、請求項９から１２の何れか一項に記載のコーティング。
【請求項１４】
６．５重量％〜２０重量％の黄鉄鉱、好ましくは１０重量％〜１６．５重量％の黄鉄鉱を含む、請求項９から１３の何れか一項に記載のコーティング。
【請求項１５】
黄鉄鉱の平均粒径が、４０μｍ〜７０μｍである、請求項９から１４の何れか一項に記載のコーティング。
【請求項１６】
前記耐火物の平均粒径が、２μｍ〜２０μｍである、請求項１０から１５の何れか一項に記載のコーティング。
【請求項１７】
金属基板等の基板、及び請求項９から１６の何れか一項に記載のコーティングを含む物品。
【請求項１８】
請求項１から８の何れか一項に記載の組成物を、物品の少なくとも一部に適用することと、それに続く乾燥及び／又は溶媒の蒸発を含む、金属製物品等の物品のコーティングのためのプロセス。
【請求項１９】
熱分析の間に金属融液のサンプル量を含むように適合された容器、及び熱分析の間に前記サンプル量の中に伸びるように適合された温度応答手段を含む、凝固する金属の熱分析のためのサンプリングデバイスであって、
前記容器が、熱分析の間に前記融液のサンプル量に面するように適合された内面、及び熱分析の間に周囲の雰囲気に面するように適合された外面を含み、
前記容器の前記内面の少なくとも一部が、請求項９から１６の何れか一項に記載のコーティングを含むことを特徴とする、サンプリングデバイス。
【請求項２０】
凝固する金属の熱分析のためのサンプリングデバイスを製造するプロセスであって、
前記プロセスが、熱分析の間に金属融液のサンプル量を含むように適合された容器を含むサンプリングデバイスを提供する段階を含み、
前記容器が、熱分析の間に前記融液のサンプル量に面するように適合された内面、及び熱分析の間に周囲の雰囲気に面するように適合された外面を含み、
請求項１から８の何れか一項に記載の組成物を、前記容器の前記内面の少なくとも一部に適用すること、及び、組成物に乾燥及び／又は蒸発段階を受けされることを特徴とする、プロセス。
【請求項２１】
前記組成物を適用することが、組成物を備えた前記容器の前記内面をペインティング、又はブラッシングすること、又は、前記組成物の中に前記容器をディップすることによって実施され実施される、請求項２０に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属融液の製造において、特に、鋳鉄、圧縮された黒鉛鉄、又はダクタイル鉄の製造において用いられる構成要素の表面等の、金属融液に曝されることを意図された表面のコーティングのための組成物に関する。また、本発明は、組成物を備えた基板をコーティングすることによって得られるコーティングに関する。さらに、本発明は、凝固する金属融液の熱分析のためのサンプリングデバイス、及びこのようなサンプリングデバイスを製造するためのプロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
コーティングは、例えば、アルミニウム、マグネシウム又は亜鉛系融液等の、溶融した金属のために用いられるレードル（ｌａｄｌｅ）のベース金属、通常は鉄系材料のための保護コーティングを提供するために用いられ得る。効果的であるために、コーティングは、かなり耐摩耗性であり、十分に厚く、且つ、ベース金属の表面に十分に接着しなくてはならない。また、反応性コーティングを用いるとき等、他の機能的目的を達成するためのコーティングを用いることが可能である。
【０００３】
熱分析は、凝固時に、特定の溶融した物質の温度変化の変動をモニタリングする技術であり、固体形態の物質の微細構造、それゆえ特性を決定することを可能にする。これは、融液からサンプルを取る段階と、それをサンプル容器内へ移動させる段階と、熱電対又は当該技術分野で知られる他のデバイス等の温度応答手段によって、凝固時でのサンプルにおける時間依存性の温度変化を記録及び評価する段階と、によって達成される。
【０００４】
特許文献１は、熱分析を用いることによって、圧縮された黒鉛鋳鉄を製造するための方法を開示する。サンプルは、溶融した鋳鉄のバスから取り出され、このサンプルは、０．５分から１０分の間で凝固することを許される。温度は、二つの温度応答手段によって同時に記録され、その内の一つは、サンプルの中央に配され、他は、容器の壁のすぐ近くに配される。時間の関数として鉄サンプルの温度を表す、いわゆる冷却曲線は、二つの温度応答手段のそれぞれに関して記録される。この文献によると、その後、所望の微細構造を得るために融液に加えなくてはならない構造修正剤の必要量を決定することが可能である。
【０００５】
さらに、特許文献２は、熱分析を用いて、圧縮された黒鉛鉄の製造のための方法を開示する。適切な組成物及び構造の融液が準備され、マグネシウム等の修正剤が、圧縮された黒鉛鉄を製造するのに十分と予想される量で、融液に加えられる。その後、サンプルは、その壁が、上記壁の近くに存在する溶解したマグネシウム元素と反応することになる材料から構成された層によって、その内部表面上にコーティングされた、サンプル容器における融液から抽出される。一つは融液の中央に配され、他は容器の壁の近くにある二つの熱電対は、サンプル融液の凝固の間に時間の関数として温度を記録するために用いられ、それによって、凝固の間の相変態の情報を与える。そのため、記録された温度曲線は、マグネシウム含有量、及び、そこからサンプルがとられる融液の接種が、鋳造における黒鉛の所望の構造を達成するためにその鋳物を製造する際に、融液の所望の相変態を達成するために修正される必要があるかどうかを決定するために用いられる。
【０００６】
容器の壁が、溶解したマグネシウム元素と反応するであろう材料から構成される層によってコーティングされること、及びサンプルにおける熱電対の配置の事実は、融液のマグネシウム含有量に関する情報を与える、二つの独立した温度読み取りを与える。容器の壁の近くにおける熱電対は、サンプル融液の中央に配された熱電対よりも、（選択されたコーティングによって決定された）所定の、より低いレベルの溶解したマグネシウム元素を備えた融液の温度曲線、それゆえ、上記組成物の構造変化を記録する。そのため、二つの熱電対の読み取りを比較することによって、サンプル融液のマグネシウム含有量、したがって、そこからサンプルが取り出される融液の凝固特性のより正確な測定が達成される。
【０００７】
また、サンプリングデバイスの容器の壁の近くにおけるマグネシウム含有量を減少させるコーティングの使用は、有利には、（球状黒鉛粒子を含む）ダクタイル鋳鉄、又は（フレーク／ラメラ黒鉛粒子を含む）ねずみ鋳鉄等の、他の金属融液の熱分析を実施する際に用いられ得る。
【０００８】
特許文献３は、内面の一部が、反応層によってコーティングされ、層が、溶解したマグネシウム元素の濃度を減少させて、溶融した鋳鉄の凝固構造予測の正確性を増加させる基板であるサンプリング容器を開示する。この文献によると、一つの温度応答手段は、サンプル容器の中央に配され、他の一つの温度応答手段は、反応層によってコーティングされたサンプル容器の内面の近くに配され、且つ第三の温度応答手段は、反応層によってコーティングされていないサンプル容器の内面の近くである。それぞれの温度応答手段は、時間の関数として凝固プロセスの間での融液の温度のを記録して、凝固プロセスの発展を決定するために評価される温度を得るために用いられる。反応性コーティングは、０％〜５％の硫黄、０％〜１０％のシリコンの酸化物、マンガンの酸化物、又は鉄の酸化物、及び／又は０％〜０．５％のカリウムの酸化物及びナトリウムの酸化物を含む。
【０００９】
熱分析のために用いられることを意図されたサンプリングデバイスのための従来公知のコーティングは、常に意図されたように動作することはなく、熱分析の間に、特にダクタイル鉄の熱分析の場合に、十分に正確な読み取りを与えることが困難であり得ることがこれまで見いだされてきた。そのため、従来公知のコーティングのさらなる発展のための余地がいまだに存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第８６／０１７５５号
【特許文献２】国際公開第９２／０６８０９号
【特許文献３】国際公開第９７／３５１８４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、表面に十分に接着し、高温で十分に安定なコーティングとなり、且つコーティングされた表面と接触して金属融液のマグネシウム元素含有量の減少を可能にすることになる、金属融液に曝されることを意図された表面のコーティングのための組成物である。
【００１２】
目的は、独立請求項１に従う組成物、独立請求項９に従うコーティング、及び請求項１８によるコーティングのためのプロセスによって達成される。実施形態は、従属請求項によって定義される。
【００１３】
また、本発明は、請求項１９に従う、凝固する融液の熱分析のためのサンプリングデバイス、及び請求項２０に従う、凝固する融液の熱分析に関するサンプリングデバイスの製造のためのプロセスに関する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
金属融液に曝されることを意図された表面のコーティングのための組成物は、
８重量％〜１８重量％の耐火成分；
５０重量％〜７５重量％の溶媒、好ましくは水；
１０重量％〜２０重量％の無機バインダー；
０重量％〜１０重量％、好ましくは２重量％〜１０重量％の有機バインダー；
０．３重量％〜７重量％、好ましくは２重量％〜６重量％、より好ましくは３重量％〜５重量％の黄鉄鉱；
必要に応じて、全部で１０重量％までの、好ましくは全部で５重量％までの、一以上の追加の添加剤；及び
不可避の不純物、から基本的に構成される。
【００１５】
耐火成分は、好ましくは、窒化ホウ素、ジルコニア、アルミナ、及びそれらの混合物から構成される群から選択される。好ましくは、耐火成分は、窒化ホウ素である。
【００１６】
無機バインダーは、適切には、ケイ酸ナトリウム、又はケイ酸カリウム等のケイ酸塩であり得る。有機バインダーは、適切にはアクリルであり得る。また、組成物は、界面活性剤、粘度調整剤、流動性のための添加剤、高温安定性のための添加剤、基板への改善された接着性のための添加剤、又はそれらの混合物から構成される群から選択される添加剤等の、一以上の追加の添加剤を含み得る。
【００１７】
黄鉄鉱は好ましくは、顆粒状の粉末の形状である。さらに、黄鉄鉱の平均粒径は、好ましくは４０μｍ〜７０μｍである。
【００１８】
上述された組成物は、金属融液と接触することを意図された表面をコーティングするために用いられる。コーティングは、基板をブラッシング、ペインティング、又はディッピングする等の、当該技術分野で知られている任意の適切な従来のコーティング技術によって実施され得る。その後、組成物は、基本的に溶媒を取り除くために、乾燥段階、又は蒸発段階を受ける。
【００１９】
組成物は、金属表面、及びセラミック表面等の、様々なタイプの基板によく接着し、且つ従来技術によってそれに適用することが容易である。また、十分に反応性のコーティングを提供しつつ、非常に高温耐性である。硫黄が黄鉄鉱の形状で存在するという事実は、硫黄が、組成物によって得られたコーティングと接触して、金属融液における溶解したマグネシウム元素との反応に十分に使用可能であることを保証する。
【００２０】
本発明によるコーティングは、上記の所定の組成物によって得ることが可能であり、
２６重量％〜６０重量％の耐火成分；
３３重量％〜６７重量％の無機バインダー；
０重量％〜３．５重量％、好ましくは１．５重量％〜３．５重量％の有機バインダー；
１重量％〜２３重量％、好ましくは、６．５重量％〜２０重量％、より好ましくは１０重量％〜１６．５重量％の黄鉄鉱；
必要に応じて、１０重量％までの、好ましくは５重量％の残留溶媒；
必要に応じて、全部で３３重量％までの、好ましくは全部で１６重量％までの、一以上の追加の添加剤；及び不可避の不純物、から基本的に構成される。
【００２１】
本発明による、凝固する金属の熱分析のためのサンプリングデバイスは、熱分析の間に金属融液のサンプル量を含むように適合された容器、及び、熱分析の間にサンプル量の中に伸びるように適合された温度応答手段を含む。容器は、熱分析の間に融液のサンプル量に面するように適合された内面、及び、熱分析の間に周囲の雰囲気に面するように適合された外面を含む。容器の内面の少なくとも一部、好ましくは全ての内面は、本発明によるコーティングを含む。容器は、好ましくは二重壁の容器である。
【００２２】
サンプリングデバイスの設計の実施例は、例えば、参照によって本明細書に組み込まれる、欧州特許出願公開第１０３４４１９号明細書、国際公開第９６／２３２０６号、又は国際公開第９７／３５１８４号において開示されるようなサンプリングデバイスであり得る。組成物は、これらの文献において開示される任意の容器の内面に適用され得る。
【００２３】
サンプリングデバイスは、最も信頼性の高い、且つ熱分析のための正確な凝固形状である、容器の内側の溶融した金属の球状の凝固をシミュレートする。
【００２４】
一実施形態によると、サンプリングデバイスは、金属融液の中に浸されるように、且つ上記金属融液のサンプル量によって満たされるように適合された容器を含む。容器は、その上端で開く上部、サンプル量をとるときに融液の中に浸される容器の第一部分であるように適合された下部、及び、上部と下部との間に配された基本的には円筒状の部分を含む。容器は、内壁部及び外壁部をさらに含む。内壁部は、熱分析の間に金属融液のサンプル量と接触することを意図された内面、及び外面を有する。外壁部は、内面、及び、熱分析の間に周囲の大気に曝されるように適合された外面を有する。内壁部及び外壁部は、容器の円筒状の部分において基本的には同軸上に配され、且つ容器の上部で結合され、内壁部及び外壁部は、内壁部の外面と、外壁部の内面との間で、閉じられた断熱空間を画定する。サンプリングデバイスは、熱分析の間にサンプル量の中に伸びるように適合された温度応答手段をさらに含む。
【００２５】
容器の下部は、好ましくは、球状の凝固の意図されたシミュレーションを提供するために、基本的に半球状である。また、下部は、下部の下端に配され、且つ容器の中心軸に対して基本的に垂直な平坦部分を含み得る。平坦部分での、内壁部の外面と外壁部の内面との間の距離は、適切には、容器の円筒状の部分における内壁部の外面と、外壁部の内面との間の距離よりも小さくてよい。これは、熱損失、及びシミュレートされた球状の凝固をさらに改善する。
【００２６】
本発明によるサンプリングデバイスを製造するプロセスは、容器を含むサンプリングデバイスを提供することを含む。上述のような組成物は、容器の内面の少なくとも一部に適用され、容器の表面の上記内側部分は、熱分析の間に金属融液に面することを意図される。その後、組成物の溶媒は、ドライコーティングが達成されるように、乾燥される、又は蒸発される。
【００２７】
本発明による組成物は、圧縮された黒鉛鉄、及びダクタイル鉄等の、凝固する金属融液の熱分析のためのサンプリングデバイスにおいて用いられるために主に発展してきたが、金属融液の製造と関連して用いられる他の物品のコーティングのためにも用いられ得る。例えば、組成物は、金属融液、特に、鉄、アルミニウム、亜鉛系融液に面するように適合された、レードル、トラフ、金型、又は、金属物品等の物品の任意の他の表面のコーティングのために用いられ得る。
【００２８】
さらに、コーティングと接触して金属融液におけるマグネシウムの含有量を減少させるコーティングは、他の用途、例えば、微細構造変化が鋳物の表面において所望される用途にも用いられ得る。例えば、それは、構成要素のバルクにおけるものと異なる特性を表面で達成するため等、鋳造部品の中央における微細構造と異なる微細構造を鋳造部品の表面で達成するために用いられ得る。
【００２９】
図１ａから１ｅの写真では、各写真の右下の角における距離マークは、１００μｍの距離を示す。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１ａ】黄鉄鉱の追加が無い組成物によって得られたコーティングと接触して得られた鋳物の表面のＬＯＭ（Ｌｉｇｈｔ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）写真を示す。
【図１ｂ】０．６重量％の黄鉄鉱を含む組成物によって得られたコーティングと接触して得られた鋳物の表面のＬＯＭ写真を示す。
【図１ｃ】２重量％の黄鉄鉱を含む組成物によって得られたコーティングと接触して得られた鋳物の表面のＬＯＭ写真を示す。
【図１ｄ】４重量％の黄鉄鉱を含む組成物によって得られたコーティングと接触して得られた鋳物の表面のＬＯＭ写真を示す。
【図１ｅ】８重量％の黄鉄鉱を含む組成物によって得られたコーティングと接触して得られた鋳物の表面のＬＯＭ写真を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明は、例示的な実施形態、及び添付の図面を参照することによって、以下でより詳細に説明されるであろう。本発明は、議論される例示的な実施形態に限定されるものではないが、添付の特許請求の範囲の範疇内で変化し得る。以下では、“重量％”は、“重量によるパーセント”を意味する。
【００３２】
組成物は、ペインティング、ディッピング、エアースプレー、又はロールコーティング等の、当該技術分野で知られる任意の適切な方法によって、物品の表面に適用され得る。
【００３３】
本発明による組成物は、特に、凝固する融液の熱分析のために用いられるサンプリングデバイスのコーティングに適しており、且つ、特に、圧縮された黒鉛鉄、及びダクタイル鉄の熱分析のためのサンプリングデバイスのコーティングに適する。
【００３４】
本発明による、金属融液に曝されることを意図された表面のコーティングのための組成物は、
８重量％〜１８重量％の耐火成分；
５０重量％〜７５重量％の溶媒、好ましくは水；
１０重量％〜２０重量％の無機バインダー；
０重量％〜１０重量％、好ましくは２重量％〜１０重量％の有機バインダー；
０．３重量％〜７重量％の黄鉄鉱；
必要に応じて、全部で１０重量％までの、好ましくは全部で５重量％までの、一以上の追加の添加剤；及び不可避の不純物、から基本的に構成される。
【００３５】
組成物の黄鉄鉱は、コーティングと金属融液との間の界面においてマグネシウムと反応可能になる機能的な追加を構成する。黄鉄鉱は、基本的に化学式ＦｅＳ２を有する硫化鉄である。市販の黄鉄鉱が不純物を含むことは周知の事実であり、このような市販の黄鉄鉱の使用が、その範疇から逸脱することなく本発明において適切に用いられ得る。黄鉄鉱における硫黄は、融液における溶解したマグネシウム元素と反応し、それによって、上記組成物によって得られたコーティングによってコーティングされた表面の近くにおける鉄系融液における黒鉛の様々な形状の成長における補助のために使用可能であるマグネシウム含有量を減少させるであろう。
【００３６】
国際公開第９２／０６８０９号に開示されるように、溶解したマグネシウム元素の含有量の絶対値は、例えば、そこからサンプルが取り出される融液における他の構成要素に基づいて変動し得る。しかしながら、国際公開第９２／０６８０９号は、０．００８％までのＭｇがフレーク状の黒鉛をもたらし、０．００８％〜０．０１６％のＭｇが圧縮された黒鉛をもたらし、０．０１６％〜０．３０％のＭｇが圧縮された黒鉛と球状黒鉛の混合物をもたらし、０．０３０％〜０．０３５％のＭｇが、８０％〜１００％の球状黒鉛をもたらし、０．０３５％より大きなＭｇが球状黒鉛をもたらす、という一つの特定の実施例を開示する。各特定の場合における特定の条件に関わりなく、その鋳造において所望の微細構造を達成するために、鉄系融液に加えられるＭｇの必要量は、融液の熱分析を実施すること、結果を分析すること、及び鉄系融液にさらなるＭｇを追加すること、必要ならば、それに続く、更に追加されたＭｇを備える鉄系融液の熱分析の繰り返しによって決定され得る。鉄系融液の熱分析は、必要に応じて何度も実施され得、所望の微細構造が、それに続く融液の鋳造の間に達成される。
【００３７】
コーティングの硫黄が、いかなる方法によっても組成物へ加えることができないことが見いだされた。例えば、コーティングによってコーティングされたサンプリングデバイスを用いた熱分析の間に、コーティングが金属融液と接触する際に、硫黄元素が燃え尽きることになるので、硫黄元素の形状で硫黄を追加することは不可能である。硫黄が燃え尽きた場合、それは、コーティングと接触する金属融液との反応に使用可能ではなくなるであろう。試験は、コーティングにおける硫黄元素が、マグネシウム元素の所望の減少をもたらさないことを示した。従って、コーティングの硫黄が、黄鉄鉱の形状で追加されることが必要不可欠である。
【００３８】
組成物は、組成物によって得られるコーティングの所望の機能を手にするために必要な、少なくとも０．３重量％の黄鉄鉱を含む。好ましい実施形態によると、組成物は、適切に活性にするために、少なくとも２重量％の黄鉄鉱、好ましくは少なくとも３重量％の黄鉄鉱を含む。
【００３９】
さらに、組成物は、多くて７重量％の黄鉄鉱を含む。より高い含有量の黄鉄鉱は、いくつかの場合において、組成物によって得られたコーティングを含む表面と接触して得られた鋳物において、多孔性、又は他の損傷を引き起こし得る。さらに、約７重量％より高い量の黄鉄鉱は、壁の反応に関して追加の利点を与えるとは予想されないず、したがって必要ではない。好ましい実施形態によると、組成物は、６重量％までの黄鉄鉱、より好ましくは５重量％までの黄鉄鉱を含む。
【００４０】
黄鉄鉱の量は、いかなる場合においても、上記組成物によってコーティングされた表面が曝されるべきである金属融液に基づいて選択され得る。例として、組成物が、ダクタイル鉄に曝されることを意図された表面上にコーティングを製造するために用いられるように適合される場合、組成物の黄鉄鉱含有量は、適切には３重量％〜６重量％であり得；組成物が、圧縮された黒鉛鉄の融液に曝されることを意図された表面上にコーティングを製造するために用いられるように適合される場合、組成物の黄鉄鉱の含有量は、適切には、０．３重量％〜５重量％であり、好ましくは０．３重量％〜２重量％であり得る。
【００４１】
黄鉄鉱は、好ましくは、顆粒状の粉末の形状で加えられる。このような粉末の平均粒径は、コーティングの十分な特性を確保するために、適切には、４０μｍ〜７０μｍであり得る。とりわけ粒径は、黄鉄鉱が、コーティングにおいて均等に分散し得ることを保証する。粒径が小さすぎる場合、組成物における自発的な結晶化のリスクがある。粒径が大きすぎる場合、黄鉄鉱は、コーティングプロセスが始まる前に、又はいくつかの場合では、コーティングプロセスの間でさえ、組成物においてまとまり、それによって、一様でない分布を引き起こす。
【００４２】
金属融液に曝されることを意図された表面のコーティングのために意図された組成物は、耐火成分をさらに含む。耐火成分は、マグネシウム減少反応に参加することは意図されておらず、従って、その後に選択される。耐火成分は、高温で、且つ鉄系融液等の金属融液と接触するときに、安定であるべきである。一つの好ましい実施形態によると、耐火成分は窒化ホウ素である。窒化ホウ素は、Ｍｇと反応しないので有利であり、窒化ホウ素と鉄系融液との間の高い界面張力は、親和性が低下した接触、及び接着可能性の低下を引き起こす。耐火成分として用いられる他の適切な代替品は、ジルコニア及びアルミナである。なぜなら、それらは、非常に高温で安定であり、且つ、それと接触する金属融液と反応しないからである。また、本発明による組成物の耐火成分として、窒化ホウ素、ジルコニア、及び／又はアルミナの任意の組合せを用いることが可能である。
【００４３】
耐火成分は、高温安定性、及び金属融液に対するコーティングされた表面の保護等の、組成物によって得られるコーティングの所望の特性を提供するために、少なくとも８重量％、好ましくは１０重量％の量で組成物に存在する。組成物は、１８重量％までの、好ましくは１６重量％までの、より好ましくは１４重量％までの耐火成分を含む。高すぎる含有量の耐火成分は、いくつかの場合、組成物を、ディップコーティング又はペインティング等の技術によって表面をコーティングすることに適用することを困難にする。さらに、高すぎる含有量の耐火成分は、いくつかの場合、特に金属基板の場合において、高温による基板のかなりの熱膨張の結果として、使用中にコーティングの亀裂をもたらし得る。さらに、耐火成分とバインダーとの間の比は、基板への接着、緑の強靭性及び強さ（ｇｒｅｅｎ  ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ  ａｎｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ）等の、組成物によって得られるコーティングの最終的な特性を調整する。
【００４４】
組成物の耐火成分は、約２μｍ〜２０μｍ、好ましくは２μｍ〜１５μｍの平均粒径を適切に有し得る。しかしながら、耐火成分の他の粒径も、粘性、沈殿のリスク等の、組成物の所望の特性を保証するために、選択された耐火成分、及び、組成物の他の構成要素に応じて妥当である。
【００４５】
組成物は、５０重量％〜７５重量％、好ましくは５５重量％〜７０重量％、より好ましくは６０重量％〜６８重量％の溶媒をさらに含む。溶媒含有量はとりわけ、コーティングされる基板に組成物を適用する際、厚さ、均一性及び多孔性等の、組成物の適用特性を調整する。溶媒は、例えば、アルコール、又は水であり得る。水は、環境及び取扱いの観点から好ましい。しかしながら、いくつかの場合、例えば砂型のコーティングの際、砂に悪い影響を与えないために、アルコールが好ましい。さらに、アルコールは、水がいくつかの場合に、約３５℃〜５０℃等の、わずかに上昇された温度での強制空気乾燥を必要とし得るのに対して、より速く乾燥し得る。
【００４６】
さらに、組成物は、耐火成分と適合する無機バインダーを含む。無機バインダーは、組成物の１０重量％〜２０重量％、好ましくは１２重量％〜１８重量％の量で存在し、且つ耐火性バインダーの役割を果たす。好ましい実施形態によると、無機バインダーは、優れた熱安定性を提供するために、ケイ酸塩である。また、ケイ酸塩は、それがこのようなコーティングに特定の可塑性を付与するので、使用中での基板のかなりの熱膨張の場合、組成物によって得られるコーティングの亀裂の少ないリスクを提供する観点から好ましい。好ましくは、ケイ酸カリウム、又はケイ酸ナトリウムが用いられる。
【００４７】
さらに、組成物は、組成物の１０重量％までの、好ましくは２重量％〜１０重量％の量で有機バインダーを含むこともあり、高温により、融液と接触するコーティングの使用時に燃え尽きることが意図される。有機バインダーは好ましくはアクリルである。
【００４８】
また、組成物は、全部で１０重量％までの一以上の追加の添加剤を含み得る。このような添加剤は、例えば、界面活性剤、粘度調整剤、流動性のための添加剤、高温安定性のための添加剤、及びそれらの混合物から構成される群から選択され得る。例えば、黒鉛は、特に組成物が耐火成分として窒化ホウ素を含むとき、コーティングの高温安定性及び流動性を改善するために、２重量％の量で適切に加えられ得る。さらに、ジエチレングリコールモノブチルエーテルは、必要に応じて、スチール表面等の金属表面へのコーティングの接着をさらに改善するために、５重量％までの、好ましくは２重量％〜４重量％の量で加えられ得る。
【００４９】
本発明の一つの特定の実施形態によると、金属融液に曝されることを意図された表面のコーティングのための組成物は、
８重量％〜１８重量％、好ましくは１０重量％〜１６重量％の窒化ホウ素；
５０重量％〜７５重量％、好ましくは５５重量％〜７０重量％の水；
１０重量％〜２０重量％、好ましくは１２重量％〜１８重量％のケイ酸カリウム；
２重量％〜１０重量％、好ましくは４重量％〜８重量％のアクリル；
０．３重量％〜７重量％の黄鉄鉱；
必要に応じて、５重量％までのジエチレングリコールモノブチルエーテル；
必要に応じて、２重量％までの黒鉛；及び
不可避の不純物、から基本的に構成される。
【００５０】
金属融液に曝されることを意図された表面のコーティングのための組成物が、基板に適用されたとき、組成物の溶媒は基本的に、例えば乾燥又は蒸発によって除去される。乾燥は、例えば、約３５℃〜５０℃等の、わずかに上昇された温度での強制空気乾燥を用いることによって実行され得る。そのため、基板上で、基本的にドライコーティングが得られる。
【００５１】
本発明によるコーティングは、
２６重量％〜６０重量％、好ましくは３３重量％〜５５重量％の耐火成分；
３３重量％〜６７重量％、好ましくは４０重量％〜６０重量％の無機バインダー；
０重量％〜３．５重量％、好ましくは１．５重量％〜３．５重量％の有機バインダー；
１重量％〜２３重量％の黄鉄鉱；
必要に応じて、１０重量％までの、好ましくは５重量％までの残留溶媒；
必要に応じて、全部で３３重量％までの、好ましくは全部で１６重量％までの、一以上の追加の添加剤、及び不可避の不純物、から基本的に構成される。
【００５２】
コーティングの、耐火成分、無機バインダー、有機バインダー、溶媒、追加の添加剤はそれぞれ、上記の組成物に関して言及されたのと同様であり、従って、さらに説明されることはないであろう。コーティングは、溶媒の乾燥又は蒸発によって得られ、上述の粒径は同様のままである。さらに、溶媒の乾燥及び／又は蒸発の後で、コーティングに残る１０重量％までの残留溶媒が存在し得る。このような残留溶媒は、コーティングの他の構成要素と結合され得、従ってコーティングは基本的にドライである。
【００５３】
コーティングは、少なくとも１重量％の黄鉄鉱、好ましくは少なくとも６．５重量％の黄鉄鉱、より好ましくは少なくとも１０重量％の黄鉄鉱を含む。さらに、コーティングは、多くて２３重量％の黄鉄鉱、好ましくは、多くて２０重量％の黄鉄鉱、より好ましくは、多くて１６．５重量％の黄鉄鉱を含む。
【００５４】
本発明の一つの特定の実施形態によると、コーティングは、
２６重量％〜６０重量％、好ましくは３３重量％〜５５重量％の窒化ホウ素；
３３重量％〜６７重量％、好ましくは４０重量％〜６０重量％のケイ酸カリウム；
１．５重量％〜３．５重量％のアクリル；
１重量％〜２３重量％の黄鉄鉱；
必要に応じて、１０重量％までの、好ましくは５重量％までの残留水；
必要に応じて、１６．５重量％のジエチレングリコールモノブチルエーテル；
必要に応じて、６．５重量％までの黒鉛；
及び不可避の不純物、から基本的に構成される。
【００５５】
金属融液に曝されることを意図された表面のコーティングのための組成物に関して上述したように、黄鉄鉱の量は、いかなる場合においても、コーティングが曝されるべき金属融液に基づいて選択され得る。例として、コーティングがダクタイル鉄融液に曝されるように適合される場合、コーティングの黄鉄鉱含有量は、適切には１０重量％〜２０重量％であり得；コーティングが、圧縮された黒鉛鉄融液に曝されるように適合される場合、コーティングの黄鉄鉱含有量は、適切には１重量％〜１７重量％、好ましくは１重量％〜６．５重量％であり得る。
【００５６】
前述したように、組成物は、凝固する金属融液の熱分析のためのサンプリングデバイスのコーティングのために特に適している。
【００５７】
熱分析のためのサンプリングデバイスは、融液のサンプル量が容器の中に流れ、且つ容器を満たすことを可能にするように、融液の中に浸されることを意図される容器を含む。その後、サンプル量を含む容器は、融液から取り出され、熱分析が実施される。熱分析の間、サンプル量は凝固することが許され、経時的な温度変動は、温度応答手段を用いて測定される。温度応答手段は、支持部材によって適切に配される。支持部材は、有利には、容器の上端の上に、好ましくは容器の中心軸と同軸上に配され得る。
【００５８】
容器は一般的に、口で開く、すなわちその上端で開く上部、融液のサンプル量をとるときに融液の中に浸される容器の第一部分であるように適合された下部、及び、容器の上部と下部との間に配された基本的には円筒状の部分を含む。さらに、容器は一般的に、サンプル量に面することを意図された内面、及び内面と反対の外面を有する内壁部を含む。容器は一般的に、内面及び外面を有する外壁部をさらに含み、外面は、熱分析の間に周囲の雰囲気に曝されるように適合される。
【００５９】
内壁部及び外壁部は、容器の中心軸の周りで、少なくとも、容器の基本的には円筒状の部分において、基本的には同軸上に配され得る。内壁部及び外壁部は、それらが、例えば溶接、又は同様のものによって結合される容器の上部を除いて、互いに離間して適切に配される。それによって、閉じられた空間が、内壁部と外壁部との間に形成され得る。そのため、このような容器は、二重壁の容器である。
【００６０】
内壁及び外壁はそれぞれ、容器の上部で配された半径方向に伸びるフランジを適切に含み得、内壁及び外壁の半径方向に伸びるフランジは、共に結合されている。それによって、内壁部及び外壁部は、容器の上端で、すなわち、その口で結合される。内壁部及び外壁部の半径方向に伸びるフランジは、サンプルをとる間に、容器を満たすことを妨げないように、容器の中心軸からの方向において外側に、壁部のそれぞれの内面から伸び得る。
【００６１】
内壁部と外壁部との間の距離、すなわち閉じられた空間の寸法は、熱放射及び熱伝導による熱損失を調整する重要なパラメータ−である。適切な媒体によって、閉じられた空間を完全に又は部分的に満たすこと、及び選択すること、及び／又は空間の寸法を変更することによって、熱分析のために必要とされる値へと、サンプリングデバイスの熱除去速度を適合させることが可能である。閉じられた空間は、例えば、真空にされる、又はガスで満たされ得る。また、必要であれば、絶縁材料、例えば砂、又は様々なセラミックによって、閉じられた空間を満たすことが妥当である。しかしながら、閉じられた空間が真空にされる、又は、空気等のガスで満たされるとき、放射が重要な熱伝導機構になるであろう。その効果は絶対温度の４乗で増加するので、凝固するサンプル量の温度が上昇するにつれて、放射は重要性を増すであろう。
【００６２】
容器の下部は、好ましくは半球状の形状である。そのため、容器の中心軸に対して垂直であり、且つ容器の最下部で中心軸と交差する平面と、上記平面と中心軸との交点から外壁部の外面へと伸びる架空のラインとの、容器の下部と基本的には円筒状の部分とが出会う点での角度は、約４５°である。
【００６３】
適切には、容器の内壁部及び外壁部の両方は、容器の下部において半球状である。
【００６４】
一実施形態によると、容器は、その下部において平坦部分をさらに含み得る。平坦部分は、容器の中心軸に対して基本的に垂直に適切に配され、且つ、容器の中心軸と同心円状の、基本的には円の形状を有する。そのため、容器の中心軸と垂直であり、且つ容器の最下部で中心軸と交差する平面と、上記平面及び中心軸の交点から外壁部の外面へと延びる架空のラインとの間の角度αは、容器の下部と基本的には円筒状の部分とが出会う点で、多くて４５°である。
【００６５】
適切には、内壁部及び外壁部の両方がそれぞれ、平坦な底部を含む。
【００６６】
さらに、平坦部分での内壁部と外壁部との間の距離は適切には、容器の円筒状の部分における内壁部と外壁部との間の距離よりも小さくてよい。このような平坦な底部、及びその優位点を含むサンプリングデバイスは、例えば欧州特許出願公開第１０３４４１９号明細書で開示されている。
【００６７】
サンプル量の熱分析のために利用される温度応答手段は、例えば、サンプル量の中に伸びる一以上の温度応答センサーであり得る。好ましくは、少なくとも二つの温度応答センサーが用いられる。第一の温度応答センサーは、好ましくは、容器の内壁部のすぐ近くに配され、一方で、第二の温度応答センサーは、好ましくは、サンプル量の中央に、すなわち、基本的にはサンプルデバイスの容器の中央に配される。例えば、両方のレードルにおいて、及び鋳物（ｃａｓｔｉｎｇ）において生じる、鉄系融液のマグネシウムの自然なフェーディング（ｆａｄｉｎｇ）をシミュレートするために、内壁部の内面、すなわち、熱分析の間にサンプル量に面し、且つ曝されるように適合される表面は、前述のように組成物によってコーティングされ得るので、また上記のコーティングを得る。その設計の結果として容器において生成された対流は、容器の内壁部の内面に沿って、サンプリングされた鉄をすすぎ、且つ低マグネシウム鉄を、容器の底部で停滞した、流れの区切られた領域において堆積させる。そのため、中央に配された温度応答手段は、未反応の鉄を評価するので、鋳造の開始の挙動を決定し、一方で、内壁部の内面の近くに配された温度応答手段は、鋳造の終了の凝固挙動を予測する。
【００６８】
温度応答センサーは好ましくは、一以上の保護チューブに配される。一実施形態によると、二つ以上の温度応答センサーが一つの保護チューブに配され、当該保護チューブは、容器の中心軸に沿ってサンプリングデバイスに配され、熱分析の間にそれがサンプル量において浸されることになるように容器内に伸びている。このような場合、温度応答センサーは、基本的には容器の中心軸に沿って異なる位置で保護チューブ内に配される。しかしながら、他のやり方で、例えば、異なるチューブにおいて、且つ容器の頂部から中心軸に平行な基本的には同一の距離で、温度応答センサーを配することが可能である。また、このような実施形態では、第一の温度応答センサーは、内壁部の内面のすぐ近くに適切に配され得る一方、第二の温度応答センサーは、熱分析の間、基本的にはサンプル量の中央に配される。
【００６９】
一実施形態によると、支持部材は、脚部によって容器に適切に取り付けられ得る。脚部は、そこからサンプル量がとられるべき融液に容器が浸されるときに、融液のサンプル量が、容器内へと脚部の間を容易に流れることを可能にし、それによってサンプル量によって容器を満たすための簡単で、一貫しており、且つ信頼性の高い処理を可能にする。さらに、支持部材は、好ましくは、蓋としての役割を果たし得、熱分析の間、サンプル量の頂部からの放射熱損失を低減する。これはさらに、その構造によって容器の底部からのより遅い熱損失を調整するので、熱分析の間、サンプル量の球状の凝固をシミュレートするためのサンプリングデバイスの構築において役立つ。
【００７０】
サンプリングデバイスの容器の内壁部及び外壁部は、例えば、スチール、又は、当該技術分野で知られる他の適切な材料から作製され得る。
【００７１】
本発明に従うと、内壁部の内面、すなわち、熱分析の間にサンプル量に面し、且つ曝されるように適合された表面の少なくとも一部は、上述のような組成物によってコーティングされるので、また上記のコーティングを得る。
【００７２】
一実施形態によると、熱分析のためにサンプルをとる間に、及び／又は熱分析の間に、金属融液に曝され得る容器の基本的に全ての表面は、本発明によるコーティング組成物を用いてコーティングされる。さらに、サンプリングデバイスの他の表面もまた、本発明の範疇から逸脱することなく、本発明による組成物によってコーティングされ得る。
【００７３】
本発明による組成物によって適切にコーティングされ得るサンプリングデバイスの他の実施例は、国際公開第９７／３５１８４号、及び国際公開第９６／２３２０６号に開示されるサンプリングデバイスを含む。
【００７４】
組成物は、砂、セラミック、及び、スチール等の金属の基板等の、金属融液に曝されることを意図された基板をコーティングするために用いられ得る。そのため、組成物は、表面が金属融液と接触することを意図された、例えば砂型、永久金型、レードル、又は同様のものの表面のコーティングのために適切に用いられ得ることもある。実際、本発明による組成物は、特に、このような表面の近くにおける凝固する融液の硫黄との反応を可能にすることができるコーティングが所望されるときに、金属融液に曝されることを意図された任意の表面をコーティングするために用いられ得る。
【００７５】
実験的試験１
金属融液と接触することを意図された表面のコーティングのためのサンプル組成物は、耐火成分としてのジルコニア、無機バインダーとしてのケイ酸塩、及び溶媒としてのアルコールを含む、ＦｏｓｅｃｏによってＴｅｎｏ  Ｚｉｒ  ６５１２の商品名で販売される、標準金型コーティング組成物へ、異なる量の黄鉄鉱を加えることによって製造された。異なるサンプル組成物に関して加えられた黄鉄鉱の量は、表１に開示される。
【００７６】
サンプル組成物は、同一の金型の異なるキャビティにおいて、手で形作られた砂型へ、ブラッシングによって適用され、乾燥された。約３．７重量％のＣ、２．２重量％のＳｉ、０．３重量％のＭｎ、及び０．００６重量％のＳを含む鉄系融液は、金型の、異なるキャビティにおいて鋳造された。その後、鋳物の表面での微細構造は、光学顕微鏡法によって調査された。各サンプルに関して鋳物の表面で発達したフレーク状のスキンの結果的な深さは、表１に与えられる。フレーク状のスキンの深さは、黒鉛のフレークが検出される平均的な深さであると考えられる。
【００７７】
【表１】
2015017250.tif 000003
【００７８】
結果から分かり得るように、かなり厚いフレーク状のスキンが、黄鉄鉱が追加されなかったサンプル組成物（サンプル１．１）と比較して、黄鉄鉱の追加を含むサンプル組成物に関して達成される。そのため、０．６０重量％の黄鉄鉱の追加が、凝固の間での融液の微細構造の変化に影響を有することは明らかである。このことは、コーティングの黄鉄鉱成分に存在する硫黄と、金型のキャビティにおける鉄系融液鋳物（ｃａｓｔ）のＭｇとの反応によって引き起こされる。
【００７９】
図１ａから１ｅは、得られた鋳物の表面微細構造のＬＯＭ写真を示す。図１ｅにおいて示されるように、且つ矢印によって強調されるように、８重量％の黄鉄鉱を含むコーティングの組成物が用いられたとき、大きな孔が、大きな領域の収縮に起因するものと認められた。これらは、鋳物の表面付近にさえ現れた。そのため、８重量％の黄鉄鉱の追加は、明らかに不利である。
【００８０】
たとえ上述の実験的試験が砂型において実施されたとしても、上述のサンプル組成物によってコーティングされた金属材料のサンプリングデバイス等の、金属金型、又は任意の他のタイプの金属基板表面の上で用いられるとき、また、同様の結果が達成されるであろう。
【００８１】
さらに、たとえ上述の実験的試験が、溶媒としてアルコールを含む組成物を使用したとしても、組成物の溶媒は、組成物によって得られるコーティングが金属融液と接触する前に基本的には蒸発するので、例えば溶媒として水を含むコーティングのための組成物に関しても、同様の結果が予想され得ることに留意すべきである。
【００８２】
実験的試験２
金属融液と接触することを意図された表面のコーティングのためのサンプル組成物は、耐火成分として約１２重量％の窒化ホウ素、溶媒として約７４重量％の水、無機バインダーとして約１５重量％のケイ酸カリウム、有機バインダーとして約５重量％のアクリル、及び４重量％の追加の添加剤を含む組成物へと、２．３重量％の黄鉄鉱を追加することによって製造された。
【００８３】
欧州特許出願公開第１０３４４１９号明細書に記載されるような構造を有するサンプリングデバイスは、ディップコーティングによって、それに続く強制的な空気を用いた約４０℃での乾燥によって、サンプル組成物でコーティングされた。その後、コーティングされたサンプリングデバイスは、ダクタイル鉄のフルスケールの生産条件の下で、ダクタイル鉄の熱分析のために用いられた。
【００８４】
ダクタイル鉄融液のＭｇ含有量が初期の低い含有量であったときに、及び、Ｍｇ含有量がダクタイル鉄融液の意図された最終的なＭｇ含有量に対して段階的に６倍へと増加されたときに、サンプルがとられる段階的な試験が実施された。そのため、全部で７つの異なるサンプルが取られた。理由は、コーティングの黄鉄鉱含有量が、Ｍｇの異なる含有量を決定することができるのに十分であったかどうかを決定するためであった。
【００８５】
熱分析の間、二つの温度応答手段が、サンプル量の凝固の間に温度曲線を記録するために用いられ、一つの温度応答手段はサンプル量の中央に配され、一つはサンプリングデバイスの容器の内面のすぐ近くに配され、反応によって解放された熱が、例えば、参照によって本明細書に組み込まれる米国特許第６５７１８５６号明細書に開示されるような方法で算出され、且つ評価された。
【００８６】
結果は、異なるサンプルに関する熱の放熱が、第一のサンプル（最も低いＭｇ含有量）に関する約２０Ｊ／ｇから、最後のサンプル（最も高いＭｇ含有量）に関する約−３．７Ｊ／ｇまで変動したことを示した。
【００８７】
測定可能な熱の放熱の範囲はおよそ０Ｊ／ｇ〜１００Ｊ／ｇであり、金属融液のフルスケールの生産における熱分析のためのサンプリングデバイスのコーティングのための使用に関する適切な組成物は、金属融液のフルスケールの生産の間、上記範囲内のより高い値が通常の変動によって引き起こされることを可能にするためにも、好ましくは上記範囲の下側部分であるべきである。
【００８８】
実験的試験は別の日に繰り返された（そのため、サンプリングされたダクタイル鉄における平均的なＭｇ含有量は、上述の場合以外であった）が、サンプル組成物は４重量％の黄鉄鉱が加えられた。この場合の熱の放熱は、約４１Ｊ／ｇから約１２Ｊ／ｇまで変動した。
【００８９】
上記で与えらえた試験結果から、４重量％の黄鉄鉱の追加が、２．３重量％の追加よりも優れることが明らかである。なぜなら、それは、フルスケールの生産においてより多くの変動を可能にするからである。より具体的には、より高い濃度の黄鉄鉱は、Ｍｇによって過剰に処理された鉄の測定を可能にする一方、より低い濃度の黄鉄鉱は、Ｍｇでの処理が不十分な鉄の測定に関してより良い。通常の実施が、Ｍｇによる鉄系融液の過剰な処理をすることなので、より高い濃度の黄鉄鉱は、このような条件に関して、熱分析の間に、収率、より良い分解能を与える。しかしながら、両方の黄鉄鉱含有量は、許容可能な結果を提供した。
【００９０】
実験的試験３
金属融液に接触することを意図された表面のコーティングのためのサンプル組成物は、耐火成分として約１２重量％の窒化ホウ素、溶媒として約７４重量％の水、無機バインダーとして約１５重量％のケイ酸カリウム、有機バインダーとして約５重量％のアクリル、及び約４重量％の追加の添加剤を含む組成物へと、異なる量の黄鉄鉱を加えることによって製造された。異なるサンプル組成物に関する追加された黄鉄鉱の量は、それぞれ、３重量％、６重量％、及び９重量％であった。
【００９１】
欧州特許出願公開第１０３４４１９号明細書に開示されるような構造を有するサンプリングデバイスは、ディップコーティングによって、それに続く、強制的な空気を用いた約４０℃での乾燥によってサンプル組成物でコーティングされた。コーティングされたサンプリングデバイスは、ダクタイル鉄のフルスケールの生産条件の下で、ダクタイル鉄の熱分析のために用いられた。実験は、３つ全てのサンプル組成物に関して、同一のダクタイル鉄融液において実施された。
【００９２】
熱分析は、実験的試験２において説明されたのと同様の方法で熱の放熱を決定するために用いられた。
【００９３】
３重量％の黄鉄鉱を含むサンプル組成物に関する熱の放熱は約４２Ｊ／ｇであった一方で、６重量％の黄鉄鉱を含むサンプル組成物、及び９重量％の黄鉄鉱を含むサンプル組成物の両方に関する熱の放熱は約５８Ｊ／ｇであったことが見いだされた。そのため、３重量％から６重量％への黄鉄鉱含有量の増加は放熱を増加させ、そのため、結果は、黄鉄鉱含有量を増加させて、融液からのＭｇ元素の消費の増加を示す一方で、６重量％から９重量％への黄鉄鉱含有量の増加は実質的な効果を有さないこと、が明らかである。そのため、黄鉄鉱の含有量は、一般的なＭｇのレベルを備えた鉄融液の熱分析の間に得られる結果の最適化のために、９重量％未満に適切に維持され得る。
【図１ａ】
2015017250.tif 000004
【図１ｂ】
2015017250.tif 000005
【図１ｃ】
2015017250.tif 000006
【図１ｄ】
2015017250.tif 000007
【図１ｅ】
2015017250.tif 000008
【外国語明細書】
2015017250000001.pdf