JPH01215770A - セラミック製ガス噴出体の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は金属溶湯を攪拌する場合などに使用するセラミ
ック製ガス噴出体の製造方法に関する。

（従来の技術） 金属溶湯中ヘガスを噴出して溶湯の攪拌を行う方法が従
来から実施されており、この場合のガス噴出体としては
、溶湯に侵食されない耐熱金属にガス噴出用の細孔を形
成したり、耐熱金属を焼結させたものを用いている。し
かしながら、金属によってガス噴出体を構成すると、長
時間の使用によって徐々に溶湯によって侵食され、また
形成する細孔の径にも限度がある。

そこでセラミックによってガス噴出体を構成することが
考えられる。斯かるセラミック製ガス噴出体の製造方法
としては特開昭６１−４４７７８号に開示されるものが
知られている。この方法は発泡樹脂の骨格表面にセラミ
ックスラリ−を付着せしめた後、発泡樹脂を回転せしめ
、遠心力によってセラミックスラリ−を外周部に集め、
発泡樹脂を燃焼飛散せしめるとともにセラミックを焼結
することで、外周部に緻密な層を形成するようにしたも
のである。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように外周部に緻密な層を有する多孔セラミッ
ク体であれば、ガスの流れに方向性を持たせることがで
きるのであるが、微細な孔を形成することが困難で且つ
緻密な層は外周部にしか形成できないため用途が限定さ
れてしまう。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決すべく本発明は、発泡樹脂の骨格表面に
セラミックスラリ−を付着せしめ、これを型内にセット
し、更に型と発泡樹脂との隙間に別途用意したセラミッ
クスラリ−を充填し、このセラミックスラリ−の部分を
後の焼結によって緻密な表皮層とするようにした。

（作用） 骨格表面にセラミックスラリ−が付着した発泡樹脂との
隙間に、所定粘度の他のセラミックスラリ−を充填する
と、このセラミックスラリ−は発泡樹脂内部にあまり浸
入せず、焼結後に当該セラミックが緻密な表皮層となる
。そして、この表皮層の厚みを適切なものとするか、酸
処理を施すことで、ガスの導入又は噴出に適した細孔を
形成することができる。

（実施例） 以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図乃至第３図は本発明によって作製したガス噴出体
の使用例を示す図である。

即ち、第１図は溶湯攪拌用としての使用例を示し、加熱
炉１内にはルツボ２が設置され、このルツボ２内には金
属溶湯３が保持され、更にルツボ２の底部にはセラミッ
ク製ガス噴出体４をセットし、このガス噴出体４にガス
導入管５を接続し、溶湯３中にガスを噴出して攪拌する
ようにしている。

ガス噴出体４は第２図に示すように、全体がリング状と
なっており内部を多孔質４ａとし、外周面及び上下面を
溶湯の侵入を阻止し得る緻密な表皮層４ｂとし、更に内
周面には緻密ではあるがガスを噴出し得る細孔を有する
表皮層４ｃとしている。

第３図はガスシール用としての使用例を示し、加熱炉１
内にはＭｇ等の空気（酸素）との接触をきらう溶湯３を
保持したルツボ２が設置され、このルツボ２上面を蓋体
６にて気密に塞いでいる。そして蓋体６の中央には開ロ
アを形成し、この開ロア上に金型８をセットするととも
に開ロアから下方へストーク９を垂下し、このストーク
９の中間にガス噴出体４を取付けている。

このガス噴出体４はルツボ２内鰐供給された＾ｒ、　Ｎ
２等の不活性ガスをストーク９内へ噴出することで、鋳
造後に金型８を離型する際に空気がストーク９内にある
溶湯３に接触しないようにしている。したがってこのガ
ス噴出体４は上下面を溶湯の侵入を阻止し得る緻密な表
皮層４ｂとし、内周面及び外周面をガスの導入及び噴出
が容易になされる細孔を有する表皮層４ｃとしている。

次に前記セラミック製ガス噴出体４の製造方法を第４図
乃至第１１図に基いて説明する。

先ず第４図に示すようにウレタンフオーム等の三次元網
目構造をなす発泡樹脂１ｏを用意する。

次いで発泡樹脂１０を第５図に示すようにセラミックス
ラリ−１１中に浸漬し、第６図の拡大図に示すように発
泡樹脂１ｏの骨格１０ａ表面にセラミックスラリ−１１
を付着せしめる。この付着を促進するには乳棒等によっ
て発泡樹脂１ｏをスラリー中で押したり伸ばしたりする
とよい。

ここで、セラミックスラリ−１１を構成するセラミック
粉末としては、Ｓｉ、Ｎ４．ＳｉＣ，Ａｆｌ、０３゜Ｚ
ｒＯ，、ムライト、コージェライト等を用い、これらを
水又はポリアクリル酸アンモニウム、水溶性フェノール
、アルギン酸アンモニウム等の有機溶剤の溶液（３％程
度）に混合し、粘度が３〜１５ＣＰ程度のスラリーを調
整する。

以上のようにして発泡樹脂１０の骨格にセラミックスラ
リ−１１を付着せしめたならば、第７図に示すように発
泡樹脂１０を石膏型１２内にセットし、発泡樹脂１０と
石膏型１２との隙間にセラミックスラＶ−１３を流し込
む。このセラミックスラリ−１３の成分は前記セラミッ
クスラリ−１１と同一でよいが、粘度については前記セ
ラミックスラリ−１１よりも高粘度とする。具体的には
セラミックスラリ−１３の粘度は２０〜５００ＣＰでチ
クソトロピー性を有するものとする。

この粘度範囲とする理由は、２０ＣＰ未満とすると、発
泡樹脂１０内にセラミックスラリ−１３が入り込み、５
ｏｏｃｐを超えると隙間の中に充填しにくくなることに
よる。

このようにして、型１２と発泡樹脂１０との隙間にセラ
ミックスラリ−１３を充填したならば、型内で固化せし
める。その結果第８図及び第８図のＡ−Ａ線断面図であ
る第９図に示すように、内部を多孔質１４ａとし、外周
面、内周面及び上下面を緻密な表皮層１４ｂとした成形
体１４が得られる。ここで表皮層１４ｂの厚さについて
は内周面に形成する表皮層１４ｂを他の部分よりも薄く
なるようにしている。

次いで、成形体１４を型１２から離型し、　１００〜１
５０℃の温度で１〜２時間乾燥せしめ、次いで２００〜
３００℃の温度で２〜３時間脱脂する。斯かる加熱処理
により成形体１４中へ発泡樹脂１０は燃焼飛散し、第１
０図に示すようにセラミックのみからなる三次元網目構
造体１５が得られる。

この後上記三次元網目構造体１５を６５０℃程度で１時
間、１２００℃程度で２時間仮焼成し、更に１７００〜
１７５０℃で２時間本焼成し目的とするガス噴出体４を
得る。

即ち、焼成前の三次元網目構造体１５の内周面には、外
周面及び上下面に形成された表皮層よりも薄い表皮層が
形成されており、この薄い表皮層は前記焼成工程におい
て他の表皮層よりも大きく収縮するため、内周面の表皮
層には微細な気孔が形成されることとなる。したがって
前記したように上下面及び外周面が溶湯の侵入を阻止し
得る緻密な表皮層４ｂとし、内周面をガスの噴出が容易
になされる細孔を有する表皮層４ｃとしたガス噴出体４
が得られる。

尚、前記した方法にあっては、微細な気孔を形成するた
めに、表皮層を薄くして焼成するようにしたが、第１１
図に示すように酸処理を行うようにしてもよい。

つまり、ガス噴出体４の上下面及び外周面を酢酸ビニル
等からなるシート！６で被覆し、内周面を露出した状態
で酸液１７中に浸漬し、内周面に微細な気孔を形成する
ようにしてもよい。

（発明の効果） 以上に説明した如く本発明によれば、溶湯の攪拌用、ガ
スシール用或いは清浄用フィルター等として、極めて微
細な気孔を有するセラミック製ガス噴出体を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明方法によって製造したガス噴
出体の使用例を示す図、第４図乃至第１１図は製造工程
を順に示した図である。 尚、図面中、３は溶湯、４はガス噴出体、４ａは多孔質
、４ｂ、４ｃは表皮層、１０は発泡樹脂、１１．１３は
セラミックスラリ−１１４は成形体である。 特　許　出　願　人　　本田技研工業株式会社代理人　
　弁理士　　　下　　１）容−即問　　　　弁理士　　
　　大　　橋　　邦　　産量　　　弁理士　　　小　　
山　　　　有第４図 第６図 ０ａ 第５図 第８図 第９図 第１０図 第１１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）三次元網目構造をなす発泡樹脂をセラミックスラ
   リー中に浸漬して発泡樹脂の骨格表面にセラミックスラ
   リーを付着せしめ、次いでセラミックスラリーが付着し
   た発泡樹脂を型内にセットし、この型と発泡樹脂との隙
   間にセラミックスラリーを流し込み、この後セラミック
   スラリーを乾燥固化せしめるとともに発泡樹脂を燃焼飛
   散させ、次いでセラミックを焼成することで表面を緻密
   な表皮層とし内部を多孔質とするようにしたセラミック
   製ガス噴出体の製造方法。
2. （２）前記緻密な表皮層のうち、ガスの導入部又は噴出
   部に形成する表皮層については薄肉とするようにしたこ
   とを特徴とする請求項１記載のセラミック製ガス噴出体
   の製造方法。
3. （３）前記緻密な表皮層のうち、ガスの導入部又は噴出
   部に形成する表皮層については酸処理を行うようにした
   ことを特徴とする請求項１記載のセラミック製ガス噴出
   体の製造方法。