JPS609985B2

JPS609985B2 - 溶融金属鋳造用耐熱性シ−ト

Info

Publication number: JPS609985B2
Application number: JP50026330A
Authority: JP
Inventors: 進永井; 伸好金森; ▲やす▼夫沢柳; 卓中川
Original assignee: Honshu Seishi KK
Current assignee: Honshu Seishi KK
Priority date: 1975-03-03
Filing date: 1975-03-03
Publication date: 1985-03-14
Also published as: JPS51101009A

Description

【発明の詳細な説明】２本発明は溶融金属鋳
造用耐熱性シートに関するものであり、さらに詳しくは
軟化溶融温度の異なる高融点、中融点、低融点の各無機
繊維から選ばれる２種以上の無機繊維を主成分とし、こ
れに天然または合成繊維および金属繊維の１種または２
種以上を配合し、接着剤と、さらに富虫着促進剤として
金属酸化物、珪酸塩、アルカリ金属塩およびアルカリ士
金属塩、リン酸塩、金属粉末、炭素粉末の１種または２
種以上を含有させて成る溶融金属鋳造用耐熱性シート、
さらにシートの強度を付与することを目的として金属ワ
イヤ−または金網と組合せた溶融金属鋳造用耐熱性シー
ト、さらにシートの熔融速度を調節することを目的とし
てシートに炭素質または重炭化水素質の含浸層を形成さ
せた溶融金属鋳造用耐熱性シートに関する。

従来からガラス繊維、岩綿繊維、鉱漣綿繊維、などを主
体とした耐熱性、不燃性、もしくは電気絶縁性のシート
は種々知られている。しかしながらこれらのシートは耐
熱性を示す溶融温度に各種の水準のものがあるものの、
溶融状態の組成や物性まではほとんど考慮されていなか
った。ガラス繊維、岩綿繊維、鉱樺線繊維などを一般の
不燃性、耐熱性の建材、電気絶縁材料などに使用する場
合は、その使用方法から見て、これら織緒が溶融されて
溶融後の組成が問題になることはないが、これが溶融金
属の鋳造、造塊に使用される場合は、これら繊維から作
られたシ−トが熔融金属中で溶融フラックスとして有害
な成分を有しない組成であることが必要である。

たとえば市販の鉱連綿は直閃石系、玄武岩系、貢岩系が
大部分を占めるが、これらはすべてマグネシウム珪酸塩
であり、酸化マグネシウム含有量が１０〜２０％に達す
る。酸化マグネシウムは熔融フラツクスとして有害成分
であることは、鉄鋼製錬における常識であり、酸化マグ
ネシウムを多量に含む無機繊維は、鍵連綿繊維に限らず
「熔融金属鋳造用としての使用に通さないので、市販品
の無機繊維の中でも酸化マグネシウム含有量の少ないも
のを選択する必要がある。鉱連綿は前記のように酸化マ
グネシウム含有量の多いものが多いが、珪灰石系の鉢連
綿を使用すれば、酸化マグネシウム含有量は少ない。ま
た酸化鉄も溶融金属の酸化を促進するので少ないことが
必要である。本発明は溶融後の成分が溶融金属のフラッ
クスとして作用できる組成（以下熔融フラックス組成と
いう。）性質まで考慮した耐熱性シートに関する。本発
明の溶融金属鋳造用耐熱性シートは、耐熱性が熔融温度
８００００以上と高く、しかも溶融フラックス組成を有
する耐熱性シートを提供することを目的とする。

本発明の溶融金属鋳造用耐熱性シートは、筒状体に巻い
て金属の上注造塊におけるスプラッシュ防止管として使
用すること、造塊用鋳造の底部に置いて、上注法の初期
におけるスプラッシュの防止、あるいは下洋法の初期噴
出流を抑制すること、容器内の溶融金属表面に添加し浮
上する不純物を溶解させること、鋳造作業や溶接作業に
おける金属飛沫と韓射熱をしやへし、すること、特に耐
火、耐熱性を必要とする個所の内張り材として使用する
こと等に広く用いることができる。

これらの用途においては、耐熱性シートの常温から高温
までの機械的強度〜溶融温度、溶融速度、溶融スラグや
金属に対する“ぬれ”の程度、溶融後のフラックスとし
ての組成と物性などをその使用条件に応じて調節する。
本発明における溶融金属鋳造用耐熱性シートの組成およ
びその製造方法を具体的に述べる。

軟化溶融温度の異なる１種または２種以上の無機繊維「
さらに詳しくは、高融点（１３００℃以上）のカオリ
ン繊維などシリカ・アルミナ系のセラミック繊維、石英
繊維などの溶融シリカ繊維、炭素繊維などは４０〜１０
０％、中融点（１１００〜１３００００）の岩綿繊維、
鉱連綿繊維、低融点（８００〜１１００℃）の石綿繊維
、ガラス繊維などは０〜８０％をそれぞれ耐熱性シート
の用途に応じて、配合組成の内、酸化マグネシウム（Ｍ
ｇ○）含有率が３重量％以下になるように、適切なる量
を配合する。この場合、酸化マグネシウムのほか酸化鉄
も金属の酸化を促進するので、溶融金属の熔融フラック
ス組成として好ましくないので酸化鉄１％以下となるよ
う調節する。耐熱性シートの繊維状骨格の熔融温度と組
成がこれによりほぼ定まる。

繊維状骨格の強度を向上させるために、鉄、アルミニウ
ム、ステンレス鋼などの材質からなる金属繊維を混合し
てもよい。しかしこれらの無機質繊維だけの混合物は、
繊維の接着性はなく、からみあいも少ない。したがって
無機質繊維混合物に対して、天然または有機合成繊維の
１種または２種以上を０〜３０％添加し、からみあい効
果を助長し、同時に接着性を付与する。夫燃繊維として
は、木材パルプ、綿パルプＬ綿糸などが、有機合成繊維
としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ビニロン、
ナイロン、アクリル、ポリエステル、レーヨンなどの各
種繊維が挙げられる。さらにシートとしての強度を増加
させるために、少量の接着剤を添加する。

接着剤としては、でんぷん系、ＰＶＡ系、アクリル系、
ェポキシ系、尿素系、フェノール系「酢酸ビニル系およ
びその他合成樹脂系の物質のいずれかを使用する。接着
剤の添加方法としては、ラテツクス」ェマルジョン、水
溶液、粉末状、繊維状などの形態で、シートの紙匹形成
前に添加する方法と、シートの紙匹形成後に、スプレー
法、含浸法、塗工法またはこれらの組合せなどで添加す
る方法があり、そのいずれかを採取する。本発明者等の
研究によれば「ェマルジョソもしくは繊維状として「シ
ートの紙匹形成前に添加する方法が良好な結果を示した
。製紙機械、不織布製造装置もしくは型付成形体製造装
置などによりシートを形成するために、前述の繊維と接
着剤を加えた混合物を水中あるいは空気中に均一に分散
させる。

さらに本発明の溶融金属鋳造用耐熱性シートにおいては
、無機質繊維の高温における融着性を付与し、有機質繊
維の熱分解によるシートの崩壊を防止し、同時に用途に
適した溶融フラツクス組成とするために、繊維状骨格の
空隙を無機物質で充填する。

融着促進剤としては、酸化チタンなどの金属酸化物、ナ
トリウム、カリウム、カルシウム、バリウムなどのアル
カリ金属およびアルカリ士金属の塩類、珪酸塩の微粉、
リン酸塩の１種または２種以上を使用する。溶融金属の
脱酸などを目的として、アルミニウム、フエロシリコン
、カルシウムシリコン、フェロマンガンなどの金属粉末
を融着促進剤の一部として使用することもある。これら
の融着促進剤は前述の繊維混合物に対して２０〜８の重
量％添加される。融着促進剤の添加は、シートの紙匹を
形成する前に前述の繊維浪合物中に分散させる方法と、
形成されたシートに、融着促進剤を含む懸濁液をスプレ
ー法、含侵法、塗工法などのいずれかまたは組合せによ
って添加する方法がある。本発明者等の研究によれば、
後者の方法が良好な結果を与える。さらにシートの機械
的強度を向上させることを目的として、必要に応じて金
属のワイヤ−あるいは絹を、シート形成時に同時に組み
入れるか、または貼合せる方法と、シート形成後に貼り
合せるか、または挟み込む方法とがある。

いずれの方法でも良好な結果を示す。以上の製造方法に
より使用目的に通した溶融フラックス組成と、常温およ
び高温での適切なる機械的強度を保持し、０．２〜５側
厚さの耐熱性シートが得られる。

さらに溶融スラグまたは溶融金属に対して“ぬれにくい
’’性質を付与しＬあるいは低融点組成のまま見かけの
溶融速度を遅くする必要のある場合には、耐熱性シート
に次の処理を行なう。

すなわちカーボンブラックなどの炭素質微粒子を接着剤
を溶かした液中に分散させた懸濁液、または加熱液化し
たタールあるいはアスファルトの中に耐熱性シートを浸
潰し、炭素質微粒子あるいは重炭化水素の含浸層を形成
させる。

このようにイオン結合性である耐熱性シートおよび溶融
スラグ、金属結合性である溶融金属のどちらとも異なる
化学結合を持つ物質を含浸させるならば、溶融スラグと
金属になる“ぬれ”が著しく経減され、しかも耐熱性シ
ートの溶融による凝集が防止され、シートとしての溶融
速度が遅くなる。本発明による耐熱性シートの熔融温度
は、公知の耐熱性シートあるいは不燃性シートあるいは
電気絶縁性シートにくらべて著しく高く８００ｏｏから
１４５０ｏｏの範囲にあり、しかも各種繊維の配合比率
と融着促進剤の種類と添加量により容易に調節すること
が出来る。

本発明の耐熱性シートは８００ｑｏ以上の耐熱性を有し
、ある温度以上になると溶融消耗されて、その組成が熔
融金属のフラツクスに適するように配慮されているので
、筒状体として上注造塊に使用する外に種々の他の用途
に利用することができる。

たとえば〜１．０〜１．２肋厚のシートを数枚貼り合せ
てボードを形成した場合、これをタンデッシュの内張り
材として使用することができる。シートを鋳型底部に置
いて下注法の初期噴出流を抑制することができる。溶融
温度を低目‘こ調節し、こわさを低下させた耐熱性シー
トをリボン状に切断し、鋳型と定盤との間に敷けば、所
謂“湯漏れ”の防止が可能である。

また、厚さ０．５側以下のシートを造塊用パウダーや発
熱保温剤等を収納する袋として使用すると「熱による破
袋の時期を調節することができるさらに、鋳造作業や溶
接作業等において、金属飛沫と鏡射熱をしやへし、する
こともできる。そのほか、本発明の耐熱性シートは波付
加工、金属線、金属箔、金属薄板または金網との組合せ
加工、他の物質の含浸加工等目的に応じて種々の形状、
構成をとることもできる。次に本発明の実施例を示す。

無機質繊維の混合物Ａ、Ｂ、Ｃ視蓮類（繊維配合は後記
）に、有機合成繊維としてビニロン繊維５％と接着剤と
してポリビニルアルコール水溶液４重量％（固形分）を
加え、パルパーにより水中に均一に分散させ円網抄紙機
によりシートを作成する。

このシートのうち、Ａ、Ｂを、珪酸質徴粉としてシリカ
フラワーとアルカＩＪ金属塩として珪酸ソーダを含む懸
濁液に含浸し、シート重量に対して３の重量％のシリカ
フラワ−と５重量％の珪酸ソーダを含有するように処理
する。そして厚さ約１柳の耐熱性シートを製造した。

特性の異なるＡ、Ｂ、Ｃ、３種類の耐熱性シートの示性
数値は次表のとおりである。Ａはセラミック繊維（Ｍｇ
０成分痕跡）７５％「岩綿繊維（Ｍｇ○成分４．９％）
２０％、ガラス繊維５％の無機繊維配合比によるもので
トもっとも溶融温度が高く、高温での強度も大きい。

Ｂはセラミック繊維（Ｍや成分痕跡）５５％、岩綿繊維
（Ｍｇ○成分４．９％）４０％、ガラス繊維５％の無機
繊維配合比によるもので、溶融温度はＡより約２００ｑ
ｏ低い。

Ｃは岩綿繊維（Ｍざ０成分４．９％）５０％、ガラス繊
維５０％でセラミック繊維（Ｍｇ○成分痕跡）を除いた
無機繊維配合比であって、しかも珪酸質微粒子の含浸を
施さないもので溶融温度はもっとも低い。

繊維配合Ｄとして、Ｃの岩綿繊維５０％の代りに舷連綿
繊維（珪灰石系スラグウールＭｇ○成分６．１％）５０
％を用いた以外は同様にして耐熱性シートを製造した。

その特性を表に示す。次に比較のため繊維配合Ｅとして
鉱連綿繊維（直閃石系スラグウールＭｇ０成分１５％、
Ｆｅ２０３成分７％）５０％、ガラス繊維５０％を用い
て同様にして耐熱性シートを作成した。

その特性を表に示す。シートのＭｇ○成分は５．０％Ｆ
ｅ２０３は３．５％となり、鉄鋼等の溶融フラックスの
組成としては不適であり、Ｍｇ０は３重量％以下、Ｆｅ
２０３は１重量％以下であることが必要である。このよ
うに本発明の耐熱性シートは、使用目的に応じた耐熱性
と溶融フラツクス組成を持つことが可能である。

本発明の実施例のうちＣはかなりすみやかに溶融フラッ
クスを形成させる必要がある用途に使用すべきもので溶
融点はもっとも低い。このＣシートにカーボンブラック
を２．５％含浸固着すれば、その溶融速度を著しくおそ
くすることが出来る。シートの任意の場所から、底辺１
仇帆、高さ５仇蚊の直角三角形を切り出し、これを耐火
物上に約８０ｏの傾斜をもつように直立固定させ、一定
温度に昇温された電気マッフル炉に入れて、軟化および
溶融時間を測定すれば、溶融速度を比較することが出来
る。Ｃシートの溶融点１０２０ｏｏより高い温度、すな
わち１１００午○を選び、Ｃシートとこれにカーボンブ
ラック２５％を含浸させたシートの軟化溶融時間を比較
した結果は次のとおりである。すなわち耐熱性シートの
溶融点が同一であってもこの含浸処理によって、溶融速
度を著しく遅くさせることが出釆る。

Claims

【特許請求の範囲】

１高融点のセラミツク繊維、溶融シリカ繊維、炭素繊
維、中融点の岩綿繊維、鉱滓綿繊維並びに低融点の石綿
繊維、ガラス繊維から選ばれ、組成内の酸化マグネシウ
ム（ＭｇＯ）含有率が３重量％以下、酸化鉄（Ｆｅ＿２
Ｏ＿３）含有率が１重量％以下になる、軟化溶融温度の
異なる無機繊維の２種以上を主成分とし、天然または合
成繊維の１種または２種以上もしくは必要に応じ鉄、ア
ルミニウム、ステンレス鋼から選ばれる金属繊維の１種
または２種以上を含有する繊維混合物に、接着剤と、さ
らに融着促進剤として金属酸化物、珪酸塩、アルカリ金
属塩、アルカリ土金属塩、リン酸塩から選ばれる１種ま
たは２種以上と、さらに必要に応じ溶融速度低下剤とし
て炭素質または重炭化水素質を含有する厚さ０．２〜５
ｍｍのシートで、且つ必要に応じ金属ワイヤー、金網を
シートの表面または内部に有することを特徴とする溶融
金属鋳造用耐熱性シート。