耐火成型體、耐火成型體的製造方法和金屬鑄造用構件的製作方法

2023-10-31 02:59:12

專利名稱：耐火成型體、耐火成型體的製造方法和金屬鑄造用構件的製作方法
技術領域：
本發明涉及耐火成型體、耐火成型體的製造方法和金屬鑄造用構件。
背景技術：
當利用壓鑄技術來鑄造鋁熔液、鎂熔液時，將規定量的金屬熔液從儲存熔爐運送至鑄造機，並作為用於向鑄造機的模具內注入的容器，採用了鑄勺。在以大量生產為目標的鑄造裝置中，鑄勺搭載於機械臂等上而被自動控制，並被程序化為能夠從儲存熔爐中S取規定量的金屬熔液並運送至鑄造機而注入。另外，在以少量生產為目標的鑄造裝置中，鑄勺在固定於手控升降握柄等上的狀態下，採用手控方式被控制。
目前，由於鑄勺需要對高溫有耐久性並且堅固，因此，鑄鐵製的鑄勺佔市場的九成以上。但是，由於鑄鐵的導熱性高，因此，當使用鑄鐵製的鑄勺時，會導致儲存熔爐和被運送的金屬熔液的溫度降低。為此，考慮到儲存熔爐和金屬熔液的溫度降低，必須將儲存熔爐的溫度保持在比鑄造溫度高出非常多的溫度中，由此存在能量損失增大的技術課題。於是，要求採用導熱性低的陶瓷等無機材質制的鑄勺來代替鑄鐵製的鑄勺，但對無機材質制的鑄勺而言，通常存在不耐受物理衝擊和熱衝擊、耐久性低的技術課題。為了解決上述技術課題，在專利文獻I (日本特開2005-118878號公報)中，公開了一種採用E-玻璃(無鹼玻璃)制的布進行加強的陶瓷製鑄勺，其是通過將以漿狀陶瓷材料溼潤過的E-玻璃制布依次粘貼在成型體上而製成。另外，作為構成金屬鑄造裝置的構件，已知有能夠抑制因熱衝擊產生龜裂的、通過在矽酸鈣中混入碳纖維的材料來形成的構件(參照專利文獻2 (日本特開2009-234812號公報))。現有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本特開2005-118878號公報專利文獻2 :日本特開2009-234812號公報

發明內容
發明要解決的課題在專利文獻I所記載的方法中，儘管能夠得到以導熱性低、有耐衝擊性的E-玻璃制布加強的陶瓷製鑄勺，但要採用手工作業方式將用漿狀陶瓷材料溼潤過的布一片一片地粘貼在成型體上來製作鑄勺，因此存在製造效率低、難以提高生產效率的技術課題。另外，除了鑄勺以外，例如對於流槽、熔液儲存爐、鑄桶、浮體、噴管、熱爐頂環頭(hot top ring header)等與熔液接觸的金屬鑄造用構件,也在要求其導熱性低且具有優良的耐熱衝擊性，例如，作為金屬鑄造用構件，採用了專利文獻2中所述的混入了碳纖維的矽酸鈣制的構件時，由於金屬熔液的溫度高於碳纖維的耐熱溫度，因此，伴隨使用會使碳纖維逐漸燒掉而易產生龜裂。因此，本發明目的在於，提供一種導熱性低並且對物理衝擊和熱衝擊的耐久性高、均質性高的新型耐火成型體，並且提供一種在高生產效率下簡便地製造該耐火成型體的方法和金屬鑄造用構件。解決課題的方法為了實現上述目的，本發明人等進行了精心研究，結果想到了通過將無機粒子與無機短纖維混煉而得到的混煉物進行成型而在高生產效率下製作耐火成型體的方法。但是，本發明人等經過研究發現無機短纖維的狀態通常是多個短纖維通過上膠劑粘結而成或者捻成的、無機短纖維集合體的狀態，但這些無機短纖維集合體 生氣孔或空洞等空隙而引起成型不良，因此只能添加極少量的無機短纖維。由於鑄勺最薄的部分的壁厚為Icm左右，所以若產生上述空隙則會使均質性降低，無法賦予充分的韌性。基於上述見解，本發明人等進一步進行研究時發現，當耐火成型體含有無機粒子和束狀的無機纖維集合體，並具有在上述無機粒子間分散有上述束狀的無機纖維集合體的內部結構時，能夠解決上述技術課題，並基於該見解完成了本發明。S卩，本發明提供了下列技術方案( I) 一種耐火成型體，其特徵在於，含有無機粒子和束狀的無機纖維集合體，並具有在前述無機粒子間分散有前述束狀的無機纖維集合體的內部結構。(2)如上述(I)所述的耐火成型體(下面，適當稱作「耐火成型體1」)，其中，含有粘合劑、無機粒子和束狀的無機纖維集合體，並具有在由前述粘合劑結合的前述無機粒子間分散有前述束狀的無機纖維集合體的內部結構。(3)如上述(2)所述的耐火成型體，其通過含有I 50質量％的前述粘合劑、30 95質量％的前述無機粒子、I 30質量％的前述束狀的無機纖維集合體而形成。(4)如上述(2)或者(3)所述的耐火成型體，其中，前述束狀的無機纖維集合體的直徑為0. 01 5_、長度為3 30_。(5)如上述(I)所述的耐火成型體(下面適當稱作「耐火成型體2」)，其含有矽酸鈣粒子作為前述無機粒子的同時含有束狀的無機纖維集合體，並具有在前述矽酸鈣粒子間分散有前述束狀的無機纖維集合體的內部結構。(6)如上述(5)所述的耐火成型體，其通過含有65 99質量％的前述無機粒子、I 30質量份的前述束狀的無機纖維集合體而形成。(7)如上述(5)或者(6)所述的耐火成型體，其中，前述束狀的無機纖維集合體的直徑為0. 01 5_、長度為3 200mm。(8)如上述(I) (7)中任一項所述的耐火成型體，其中，基於JIS R1662測定時的夏比衝擊值為0. 5 10mJ/mm2。(9) 一種耐火成型體的製造方法(下面適當稱作「耐火成型體的製法1」)，其特徵在於，對含有無機粒子和束狀的無機纖維集合體的耐火成型體形成材料進行混煉後，對所獲得的混煉物進行成型，所述束狀的無機纖維集合體是通過在表面覆蓋玻璃化轉變溫度為40°C以下的樹脂而成。
(10)如上述(9)所述的耐火成型體的製造方法，其中，對含有粘合劑、無機粒子和束狀的無機纖維集合體的耐火成型體形成材料進行混煉後，對所獲得的混煉物進行成型，所述束狀的無機纖維集合體是通過在表面覆蓋玻璃化轉變溫度為40°C以下的樹脂而成。(11)如上述(10)所述的耐火成型體的製造方法，其中，前述耐火成型體形成材料在固體成分中含有I 50質量％的前述粘合劑、30 95質量％的前述無機粒子、I 30質量％的前述束狀的無機纖維集合體，該束狀的無機纖維集合體是通過在表面覆蓋玻璃化轉變溫度為40°C以下的樹脂而成。(12)如上述(10)或者(11)所述的耐火成型體的製造方法，其中，基於JIS R 5201測定時的前述混煉物的Tap流動值(夕7° 7 口一値，tap flow value)為150_以上。(13) 一種耐火成型體的製造方法(下面適當稱作「耐火成型體的製法2」)，其特徵在於，對含有矽酸鈣粒子的原料並同時含有束狀的無機纖維集合體的耐火成型體形成用漿·料進行脫水成型，接著進行水熱處理後加以乾燥處理，所述束狀的無機纖維集合體是通過在表面覆蓋玻璃化轉變溫度為40°C以下的樹脂而成。(14)如上述(13)所述的耐火成型體的製造方法，其中，前述矽酸鈣粒子的原料是石灰原料粉末和矽酸原料粉末。(15)如上述(14)所述的耐火成型體的製造方法,其中，在7kg/cm2以上的水蒸氣壓下進行前述水熱處理。(16)如上述(13) (15)中任一項所述的耐火成型體的製造方法，其中，前述耐火成型體形成用漿料在固體成分中，相對於100質量份的前述無機粒子的原料，含有I 30質量份的前述束狀的無機纖維集合體，該束狀的無機纖維集合體是通過在表面覆蓋玻璃化轉變溫度為40°C以下的樹脂而成。(17)如上述(9) (16)中任一項所述的耐火成型體的製造方法，其中，前述通過在表面覆蓋玻璃化轉變溫度為40°C以下的樹脂而形成的束狀的無機纖維集合體，是相對於100質量份的束狀的無機纖維集合體，覆蓋I 30質量份的玻璃化轉變溫度為40°C以下的樹脂而成。(18)—種金屬鑄造用構件，其特徵在於，至少其表面是通過耐火成型體來形成，所述耐火成型體含有無機粒子和束狀的無機纖維集合體，並具有在前述無機粒子間分散有前述束狀的無機纖維集合體的內部結構。發明效果由於本發明的耐火成型體I或者耐火成型體2等的耐火成型體是由無機粒子等的無機材質來構成，由此，不僅降低了導熱性，並且均質性高。另外，通過具有在無機粒子間分散有束狀的無機纖維集合體的內部結構，能夠提高對物理衝擊和熱衝擊的耐久性。另外，根據本發明的耐火成型體的製法1，由於在製造耐火成型體時，作為無機纖維材料採用通過在表面覆蓋玻璃化轉變溫度為40°C以下的樹脂而成的束狀的無機纖維集合體並與無機粒子進行混煉，由此能夠抑制混煉時松解、分散為單個無機纖維的現象，即使大量使用無機纖維集合體時，也能夠在高生產效率下簡便地製作耐火成型體。並且，根據本發明的耐火成型體的製法2，由於在通過表面覆蓋玻璃化轉變溫度為40°C以下的樹脂而成的束狀的無機纖維集合體的共存下，對含有矽酸鈣粒子的原料作為無機粒子原料的耐火成型體形成用漿料進行脫水成型，接著進行水熱處理，由此能夠在使束狀的無機纖維集合體分散的狀態下合成無機粒子並同時形成耐火成型體，因此，能夠抑制在形成耐火成型體時向單個無機纖維的松解、分散，即使在大量使用無機纖維集合體時也能夠在高的生產效率下簡便地製作耐火成型體。並且，基於本發明能夠提供一種導熱性降低並且均質性高、對物理衝擊和熱衝擊的耐久性得到提高的金屬鑄造用構件。


圖I是由本發明的實施例所得到的鑄勺的概要圖。圖2是由本發明的實施例所得到的鑄桶的概要圖。圖3是由本發明的實施例所得到的耐火成型體I的剖面圖。圖4是由本發明的實施例所得到的耐火成型體2的剖面圖。
具體實施例方式首先，說明本發明的耐火成型體。本發明的耐火成型體，其特徵在於，通過含有無機粒子和束狀的無機纖維集合體而形成，並具有在前述無機粒子間分散有前述束狀的無機纖維集合體的內部結構。作為本發明的耐火成型體，具體而言，可以舉出耐火成型體I和耐火成型體2。耐火成型體I是通過含有粘合劑、無機粒子以及束狀的無機纖維集合體而成，並具有在由前述粘合劑結合的前述無機粒子間分散有前述束狀的無機纖維集合體的內部結構；耐火成型體2是通過含有矽酸鈣粒子作為無機粒子的同時還含有束狀的無機纖維集合體而成，並具有在前述矽酸鈣粒子間分散有前述束狀的無機纖維集合體的內部結構。耐火成型體I和耐火成型體2，在耐火成型體I的必要條件是含有粘合劑而耐火成型體2的必要條件是作為無機粒子含有矽酸鈣粒子的方面存在差異，但在其它方面則包含共同的技術內容，因此下面適當對比兩者而進行說明。在本發明的耐火成型體中，無機粒子是作為耐火成型體的基質成分(形成耐火成型體的骨架的主要成分)來發揮功能的耐火性粒子，能夠使用任意的耐火性無機粒子。當本發明的耐火成型體是耐火成型體I時，作為無機粒子，例如，可以舉出選自二氧化矽粒子、氧化鋁粒子、多鋁紅柱石粒子、碳化矽粒子、氮化矽粒子、氮氧化矽鋁粒子、鋯石粒子、氧化鎂粒子、氧化鋯粒子、石墨粒子、矽灰石粒子等矽酸鈣粒子、氮化硼(BN)粒子、氮化鋁(AlN)粒子、二硼化鈦(TiB2)粒子、粉煤灰漂珠粒子、珠光體粒子、蛭石粒子、氟化鈣粒子、氟化鎂粒子、氧化鈣粒子、氧化鎂粒子、氧化鋇粒子和硫酸鋇粒子等中的一種以上。當本發明的耐火成型體是耐火成型體2時，該耐火成型體含有矽酸鈣粒子作為無機粒子，具體而言，作為矽酸鈣粒子可以舉出硬矽鈣石粒子、雪矽鈣石粒子、矽灰石粒子
坐寸o優選無機粒子的平均粒徑為0. I 6000 u m,更優選為0. I 5000 U m,進一步優選為0. I 4500ii m。若無機粒子的平均粒徑低於0. I y m,則表面積增大而在製造耐火成型體時容易與分散介質粘接，並容易降低流動性；若超過6000 u m,則難以發揮本發明的效果。此外，在本申請文件中，平均粒徑是指採用雷射衍射-散射法測定時的值，例如，可使用株式會社島津製作所製造的「SALD-2200」進行測定。優選本發明的耐火成型體含有30 99質量％的無機粒子。當本發明的耐火成型體是耐火成型體I時,優選含有30 95質量％的無機粒子，更優選含有40 90質量％，進一步優選含有45 80質量％。另外，當本發明的耐火成型體是耐火成型體2時，優選含有65 99質量％的無機粒子，更優選含有75 96質量％，進一步優選含有80 95質量％。通過使無機粒子的含量處於上述範圍內，不僅容易賦予耐火成型體以充分的強度，而且容易維持耐火成型體的形狀為所需要的形狀。上述無機粒子的含量可根據製造耐火成型體時所用的原料量來求出。
在本發明的耐火成型體中，作為構成束狀的無機纖維集合體的無機纖維，只要具有與耐火成型體的用途相對應的規定的耐熱性(耐火性)的無機纖維即可，並沒有特別限制，例如，可以舉出玻璃纖維、氧化鋁纖維、多鋁紅柱石纖維、二氧化矽氧化鋁纖維、礦毛絕緣纖維等。作為上述無機纖維，在考慮製造成本的情況下，優選為玻璃纖維；並且，當本發明的耐火成型體是採用後述耐火成型體的製法2等伴隨著水熱處理的方法來形成時，則優選為耐鹼玻璃纖維。在本發明的耐火成型體中，作為束狀的無機纖維集合體，可以舉出通過將由多條單絲(也稱作單纖維或者連續纖維)集結成束而得到的纖維束以規定長度切割而成的短切原絲(短切纖維束)；通過將幾十條由多條單絲(也稱作單纖維或者連續纖維)集結成束而得到的纖維束進行並絲並纏繞成圓筒狀的粗紗以規定長度進行切割的無機纖維集合體；通過將由多條纖維捻合而成的紗線(並捻絲)以規定長度進行切割而成的無機纖維集合體；通過將散纖維(bulk fiber)等短纖維在平行於纖維長度方向上進行匯集並連續成束而得到的無機纖維集合體等。在這些束狀的無機纖維集合體中，優選將容易獲得的短切原絲或粗紗或並捻絲以規定長度進行切割而得到的無機纖維集合體，更優選將並捻絲以規定長度進行切割而得到的無機纖維集合體。對並捻絲以規定長度進行切割而得到的無機纖維集合體，容易在表面生成因捻而成的凹凸，並在耐火成型體中容易發揮固定效果，因此容易提高耐火成型體的韌性。另外，在本發明的耐火成型體中，優選束狀的無機纖維集合體由20 10000條無機纖維集合而成，更優選由100 8000條集合而成，進一步優選由200 6000條集合而成。在本發明的耐火成型體中，雖然根據無機纖維的比重不同而存在差異，但優選束狀的無機纖維集合體的纖度為10 5000tex,更優選為50 4000tex,進一步優選為100 3000texo此外，在本申請文件中，所謂上述纖度為ltex，意思是指束狀的無機纖維集合體每IOOOm的重量為lg。在本發明的耐火成型體中，優選束狀的無機纖維集合體的直徑為0. 01 5mm,更優選為0. 05 4mm,進一步優選為0. I 3mm。在本發明的耐火成型體中，優選束狀的無機纖維集合體的長度為3 200mm。當本發明的耐火成型體是耐火成型體I時，優選束狀的無機纖維集合體的長度為3 30mm,更優選為5 25mm,進一步優選為10 20mm。另外，當本發明的耐火成型體是耐火成型體2時，優選束狀的無機纖維集合體的長度為3 200mm,更優選為10 120mm,進一步優選為20 80mm。此外，在本申請文件中，束狀的無機纖維集合體的直徑和長度，是指測定100條束狀的無機纖維集合體的直徑和長度時的算術平均值。通過使束狀的無機纖維集合體的纖度、直徑、長度處於上述範圍內，不僅耐火成型體容易地大量含有無機纖維集合體，並且難以從耐火成型體中拔出無機纖維集合體，容易對耐火成型體賦予高韌性。在本發明的耐火成型體中，優選束狀的無機纖維集合體的密度為0. 5 4g/cm3,更優選為I 3g/cm3,進一步優選為I. 5 3g/cm3。優選本發明的耐火成型體含有I 30質量％的束狀的無機纖維集合體。當本發明的耐火成型體是耐火成型體I時，優選該耐火成型體I含有I 30質量％的束狀的無機纖維集合體，更優選含有5 30質量％，進一步優選含有10 30質量％。·當本發明的耐火成型體是耐火成型體2時，優選該耐火成型體2含有I 30質量％的束狀的無機纖維集合體，更優選含有2 20質量％，進一步優選含有2 13質量％。通過本發明的耐火成型體含有I 30質量的束狀的無機纖維集合體，能夠賦予耐火成型體充分的韌性。若束狀的無機纖維集合體的含量低於I質量％，則難以賦予耐火成型體充分的韌性；若該含量超過30質量％，則在成型時成型材料的流動性降低而變得難以成型。上述束狀的無機纖維集合體的含量，可根據製造耐火成型體時所用的原料量來求出。當本發明的耐火成型體是耐火成型體I時，耐火成型體I在含有上述無機粒子和束狀的無機纖維集合體的同時，還作為必要成分含有粘合劑。作為上述粘合劑，優選為無機粘合劑；作為無機粘合劑，可以舉出水泥、磷酸鋁、矽酸鈉、膠體二氧化矽等，其中，優選為水泥。作為水泥，只要發揮作為無機粘合劑的功能的水泥即可，並沒有特別限制，例如可以舉出選自波特蘭水泥、白水泥、粉煤灰水泥、娃石水泥、高招水泥(aluminacement)等水硬水泥等中的一種以上。作為上述水泥，優選耐熱性高的高鋁水泥。在此，所謂高鋁水泥，是指以CaO Al2O3作為主要成分的水泥，例如，優選含有70質量％以上Al2O3的高鋁水泥。當本發明的耐火成型體是耐火成型體I時,優選耐火成型體I是含有I 50質量％的粘合劑，更優選含有5 40質量％，進一步優選含有10 40質量％。若粘合劑的含量低於I質量％，則難以充分結合無機粒子等；若含量超過50質量％，則無機粒子等其它成分的含量比例減少而變得難以賦予耐火成型體充分的強度。當本發明的耐火成型體是耐火成型體2時，優選該耐火成型體不含粘合劑，但也可以含有粘合劑。作為耐火成型體2可含有的粘合劑，可以舉出與上述同樣的粘合劑，此時，耐火成型體2可含有例如低於I質量％的粘合劑。當本發明的耐火成型體是耐火成型體2時，作為纖維成分可以含有碳纖維、紙漿(pulp)、人造纖維、聚酯纖維、耐鹼性玻璃纖維等。耐火成型體2中的纖維成分的含量比率，以固體成分換算優選為5質量％以下。此外，在本申請文件中，所謂纖維成分是區別於上述束狀的無機纖維集合體的成分，是指為了確保成型性而添加的短纖維。
本發明的耐火成型體具有在無機粒子間分散有束狀的無機纖維集合體的內部結構，並優選具有束狀的無機纖維集合體均勻地分散於整個耐火成型體的內部結構。本發明的耐火成型體通過具有束狀的無機纖維集合體進行分散的內部結構，能夠發揮高的韌性。對本發明的耐火成型體而言，優選根據JIS R 1662測定時的夏比衝擊值為0.5 10mJ/mm2。通過使夏比衝擊值處於上述範圍內，能夠賦予耐火成型體充分的韌性。對本發明的耐火成型體而言，優選根據JIS A 1408測定時的彎曲強度為I 20MPa。通過使彎曲強度處於上述範圍內，能夠賦予耐火成型體充分的強度。作為本發明的耐火成型體的具體方式，可以舉出金屬鑄造用構件，作為金屬鑄造用構件，可以舉出金屬鑄造用熔液儲存構件、金屬鑄造裝置結構構件和它們的構成材料等 。作為上述金屬鑄造用熔液儲存構件，具體而言，可以舉出鑄勺、流槽、熔液儲存爐、鑄桶等；作為上述金屬鑄造裝置結構構件，具體而言，可以舉出浮體、噴管、熱爐頂環頭等。可優選採用本發明耐火成型體的製造方法來製作本發明的耐火成型體。具體而言，可優選採用後述的本發明耐火成型體的製法I來製作本發明耐火成型體I ;可優選採用後述的本發明耐火成型體的製法2來製作本發明耐火成型體2。此外，本發明的耐火成型體，還能夠採用本發明耐火成型體的製造方法以外的方法來進行製作，例如，可以舉出在後述的本發明耐火成型體的製法I中，採用將以規定強度下捻合表面沒有樹脂覆蓋的多條股線(strand)而成的紗線按規定長度切割纖維，來代替在表面覆蓋玻璃化轉變溫度為40°C以下的樹脂而成的束狀的無機纖維集合體的方法。此時，通過在紗線製造工序中加強捻搓，從而即使對耐火成型體形成材料進行混煉時，也不會導致無機纖維集合體發生纖維松解，而能夠以保持束形的狀態存在於耐火成型體中。根據本發明的耐火成型體，通過由無機粒子等無機材質來構成的同時具有在無機粒子間分散有束狀的無機纖維集合體的內部結構，由此能夠減少導熱性並能夠提高對物理衝擊和熱衝擊的耐久性。當本發明的耐火成型體是耐火成型體2時，在其構成上可以含有少量的粘合劑，或者也可以不含有粘合劑，此時能夠更有效地減少導熱性。下面，說明本發明的耐火成型體的製造方法。本發明的耐火成型體的製造方法，是由耐火成型體的製法I和耐火成型體的製法2所組成，在此，首先說明耐火成型體的製法1，然後再說明耐火成型體的製法2。本發明的耐火成型體的製法1，其特徵在於，對含有無機粒子以及束狀的無機纖維集合體的耐火成型體形成材料進行混煉後，對所獲得的混煉物進行成型，所述束狀的無機纖維集合體是通過在表面覆蓋玻璃化轉變溫度為40°c以下的樹脂而成。本發明的耐火成型體的製法1，特別優選在製作本發明的耐火成型體I時使用。在本發明的耐火成型體的製法I中，作為無機粒子可以舉出與上述本發明耐火成型體I的說明中所舉出的同樣的無機粒子。在本發明的耐火成型體的製法I中，優選耐火成型體形成材料在固體成分中(以固體成分換算時)含有30 95質量％的無機粒子，更優選含有40 90質量％，進一步優選含有45 80質量％。通過使無機粒子的含量處於上述範圍內，不僅容易地對所得到的耐火成型體賦予充分的強度，而且容易地將所得到的耐火成型體的形狀保持為所需要的形狀。
在本發明的耐火成型體的製法I中，耐火成型體形成材料含有在表面覆蓋玻璃化轉變溫度為40°C以下的樹脂而成的束狀的無機纖維集合體。作為束狀的無機纖維集合體，可以舉出與上述同樣的無機纖維集合體。作為覆蓋在束狀的無機纖維集合體表面的樹脂，只要是玻璃化轉變溫度在40°C以下的樹脂即可，並沒有特別限制，例如，可以舉出丙烯腈-丁二烯共聚物乳膠、苯乙烯-丁二烯共聚物乳膠、丙烯酸酯共聚物乳膠等。在本發明的耐火成型體的製法I中，在束狀的無機纖維集合體表面覆蓋玻璃化轉變溫度為40°C以下的樹脂的同時，還可以覆蓋玻璃化轉變溫度超過40°C的樹脂。作為玻璃化轉變溫度超過40°C的樹脂，可以舉出聚苯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯等。通過同時採用玻璃化轉變溫度為40°C以下的樹脂和玻璃化轉變溫度超過40°C的樹脂，能夠容易地進行混煉後的乾燥處理。當同時使用玻璃化轉變溫度為40°C以下的樹脂和玻璃化轉變溫度超過40°C的樹脂時，優選玻璃化轉變溫度為40°C以下的樹脂佔所覆蓋的樹脂總量的50 99質量％、玻璃化轉變溫度超過40°C的樹脂佔所覆蓋的樹脂總量的I 50質量％。 通過在束狀的無機纖維集合體的表面覆蓋玻璃化轉變溫度為40°C以下的樹脂，能夠賦予無機纖維集合體一定的柔軟性，因此，即使對耐火成型體形成材料進行混煉時，也可以使無機纖維集合體不發生纖維松解而以保持束形的狀態存在於耐火成型體中。在束狀的無機纖維集合體表面覆蓋的樹脂量，優選相對於100質量份的束狀的無機纖維集合體為I 30質量份,更優選為I 20質量份,進一步優選為3 15質量份,特別優選為5 15質量份。若在束狀的無機纖維集合體表面覆蓋的樹脂量相對於100質量份的束狀的無機纖維集合體低於I質量份，則在混煉處理時難以將無機纖維集合體保持在束形狀態；若超過30質量份，則燒成後在無機纖維集合體的周圍產生空隙而容易拔出無機纖維集合體，從而容易使所獲得的耐火成型體的韌性降低。對束狀的無機纖維集合體進行的樹脂覆蓋，例如，可採用浸潰、噴霧來進行。在本發明的耐火成型體的製法I中,優選耐火成型體形成材料含有I 30質量％的通過在表面覆蓋玻璃化轉變溫度為40°C以下的樹脂而成的束狀的無機纖維集合體，更優選含有5 30質量％，進一步優選含有10 30質量％。另外，在耐火成型體形成材料含有後述的粘合劑時，也優選束狀的無機纖維集合體的含量比率在上述範圍內。在本發明的耐火成型體的製法I中，基於耐火成型體的形成材料含有I 30質量％的束狀的無機纖維集合體，能夠對所獲得的耐火成型體賦予充分的韌性。在本發明的耐火成型體的製法I中，優選耐火成型體形成材料含有粘合劑。作為粘合劑，可以舉出與上述同樣的粘合劑。通過耐火成型體形成材料含有粘合劑，可使無機粒子等充分結合，容易賦予所獲得的耐火成型體充分的強度。在本發明的耐火成型體的製法I中，當耐火成型體形成材料含有粘合劑時，優選在固體成分中含有I 50質量％的粘合劑，更優選含有5 40質量％，進一步優選含有10 40質量％。若固體成分中的粘合劑含量比率低於I質量％，則難以充分結合無機粒子等；若超過50質量％，則無機粒子等其它成分含量比率減少，從而難以對所獲得的耐火成型體賦予充分的強度和耐熱性。
如上所述，當對無機粒子和無機纖維加以混煉而製作耐火成型體時，無機纖維的集合體在混煉時松解、分散為單個無機纖維而導致流動性顯著降低，因此，在耐火成型體中只能添加極少量的無機纖維。為了解決本技術課題，本發明人等進行了深入研究的結果，令人吃驚地發現若使用在表面覆蓋玻璃化轉變溫度為40°C以下的樹脂而成的束狀的無機纖維集合體，則在混煉時對加壓力顯示出一定的柔軟性，從而抑制無機纖維集合體發生纖維松解，且可使所獲得的耐火成型體中含有大量的無機纖維集合體，並基於此發現完成了本發明。在本發明的耐火成型體的製法I中，耐火成型體形成材料可含有水，乙醇、丙醇等一元醇類，乙二醇等二元醇類等極性有機溶劑等的溶劑。通過耐火成型體形成材料含有溶齊U，能夠分散固體成，從而能夠容易流入成型模中。上述溶劑的添加量，可根據所需耐火成型體形材料的堆密度(Bulk density)、用途來適當設定。在本發明的耐火成型體的製法I中，對耐火成型體形成材料的製造方法並沒有特別限制，能夠採用在溶劑中添加無機粒子以及在表面覆蓋玻璃化轉變溫度為40°C以下的樹脂而成的束狀的無機纖維集合體等固體成分的方法；在混煉機中投入上述固體成分和溶·劑並在混煉之前進行某種程度的攪拌的方法。混煉可通過使用萬能攪拌機、各種捏合機等公知的混煉裝置等來進行，優選使用超聲波處理裝置、切碎混合攪拌機、三輥式磨機等的分散混煉機。當作為混煉裝置採用捏合機時，可根據所需耐火成型體形材料的堆密度、用途來適當設定捏合機的轉速、混煉時間。在本發明的耐火成型體的製法I中，作為通過上述混煉處理所獲得的混煉物，優選根據JIS R 5201測定時的Tap流動值為150mm以上。對Tap流動值的上限並沒有特別限制，但Tap流動值通常在300mm以下是適當的。在本發明的耐火成型體的製法I中，即使耐火成型體形成材料含有大量的無機纖維集合體的情況下，也能夠將混煉物的Tap流動值控制在150_以上，因此能夠保持混煉物適宜的流動性而不會形成氣孔、空洞等空隙，並能夠製作出均質性高的耐火成型體。在本發明的耐火成型體的製法I中,可採用所需方法來對混煉耐火成型體形成材料所得到的混煉物進行成型。優選在成型模中填充耐火成型體形成材料來進行上述成型。向成型模中填充混煉物時，優選使用例如柔性振動器(flexible vibrator)等在進行脫氣的同時流入的方式進行。另外，作為成型模，能夠使用木模、金屬模、合成樹脂模等。在這些成型模中，從尺寸精度和尺寸穩定性等觀點出發，優選合成樹脂模。在上述成型時，為了促進成型模吸收溶劑，可以輔助性地施行加壓或者真空處理。另外，上述成型還可以通過將以具有所需粘度的方式調節粘度而獲得的混煉物塗布在所需部位(例如殼體(casing)表面)來進行。在本發明的耐火成型體的製法I中，優選將混煉物填充在成型模後根據需要進行乾燥、燒成處理。優選如下所述進行乾燥處理將混煉物靜置於成型模中的狀態下或者塗布為目標物形狀的狀態下，在常溫下保養(放置)大約一天後，在成型模中成型的情況下進行脫模，然後在110°c左右的溫度下加溫處理24小時左右。此外，在上述成型時，若環境溫度(室溫)為冰點以下，有時經過一天而未能脫模，因此，優選在流入成型模中後，在約15 30°C左右的溫度環境下進行保養。另外，經乾燥處理所獲得的乾燥處理物的燒成處理，優選在300 1300°C的溫度下進行0. 5 4小時左右。基於燒成處理，能夠去除乾燥處理物中的結晶水。作為通過本發明耐火成型體的製法I所獲得的耐火成型體，可以舉出與本發明耐火成型體的說明中所述的同樣的耐火成型體。在本發明的耐火成型體的製法I中，當耐火成型體形成材料含有粘合劑時，能夠很好地製作出本發明的耐火成型體I。接著，說明本發明的耐火成型體的製法2。本發明的耐火成型體的製法2，其特徵在於，對含有矽酸鈣粒子的原料並同時含有束狀的無機纖維集合體的耐火成型體形成用漿料進行脫水成型，接著進行水熱處理後進行乾燥處理，所述束狀的無機纖維集合體是通過在表面覆蓋玻璃化轉變溫度為40°C以下的樹脂而成。 本發明的耐火成型體的製法2，可優選應用於製作本發明的耐火成型體2的情形。在本發明耐火成型體的製法2中，作為矽酸鈣粒子，可以舉出與上述本發明耐火成型體2的說明中所舉出的同樣的矽酸鈣粒子。在本發明的耐火成型體的製法2中，作為矽酸鈣粒子的原料，可以舉出石灰原料粉末和矽酸原料粉末。作為上述石灰原料粉末，可以舉出選自消石灰、生石灰、電石渣等中的一種以上的粉末；作為上述娃酸原料粉末，可以舉出選自娃藻土、娃石、娃鐵粉(feroshirikon dust)等中的一種以上的粉末。在本發明的耐火成型體的製法2中，當矽酸鈣粒子的原料為含有石灰原料粉末和矽酸原料粉末而成的情況下，在將石灰原料粉末換算成CaO、將矽酸原料粉末換算成SiO2時，優選石灰原料粉末相對於矽酸原料粉末的配合比(Ca0/Si02)以摩爾比計為0. 6 I. 3，更優選為0. 8 I. 2，進一步優選為0. 9 I. I。如後面所述，上述石灰原料粉末和矽酸原料粉末經過漿化並施加水熱處理和乾燥處理，在耐火成型體中產生硬矽鈣石粒子、雪矽鈣石粒子等的矽酸鈣粒子。在本發明的耐火成型體的製法2中，當作為無機粒子的原料使用含有石灰原料粉末和矽酸原料粉末而成的原料時，優選耐火成型體形成用漿料在固體成分中(換算成固體成分時)含有20 99質量％的石灰原料粉末和矽酸原料粉末，更優選含有25 80質量％，進一步優選含有35 55質量％。通過使無機粒子原料的含量在上述範圍內，能夠使表面覆蓋玻璃化轉變溫度為40°C以下的樹脂而成的束狀的無機纖維集合體均勻地分散，而且容易賦予所獲得的耐火成型體充分的強度，並且還容易使所獲得的耐火成型體的形狀保持所需形狀。在本發明的耐火成型體的製法2中，耐火成型體形成用漿料可以在作為無機粒子的原料含有矽酸鈣粒子的原料的同時，還含有矽酸鈣粒子。作為可在耐火成型體形成用漿料中含有的矽酸鈣粒子，可以舉出矽酸鈣水合物粒子，具體而言，可以舉出硬矽鈣石粒子、雪矽鈣石粒子，優選為硬矽鈣石粒子。可採用上述石灰原料粉末和矽酸原料粉末並以公知的方法來製備矽酸鈣水合物粒子，通過使用無機粒子的原料以及矽酸鈣水合物粒子，能夠提高後述脫水成型處理後的操作性。
在本發明的耐火成型體的製法2中，當作為無機粒子的原料使用含有石灰原料粉末和矽酸原料粉末而成的原料，並且還使用矽酸鈣水合物粒子時，在耐火成型體形成用漿料中，若以固體成分換算將石灰原料粉末和矽酸原料粉末的合計含量設定為100質量份時，優選含有3 95質量份的矽酸鈣水合物粒子，進一步優選含有5 30質量份。通過使矽酸鈣水合物粒子的含量比率在上述範圍內，能夠有效地提高後述脫水成型處理之後的操作性在本發明的耐火成型體的製法2中，耐火成型體形成用漿料作為矽酸鈣粒子可以含有矽灰石粒子。娃灰石(Wollastonite)標記為CaSiO3 (CaO SiO2),並具有以I丐陽離子連接的無數的矽-氧鏈(SiO3)結構，是一種晶體結構為針狀的無機物質，但在宏觀上呈現粉末狀。作為天然礦物的矽灰石，以矽灰石的形態產自石灰巖地區，並且有時還作為雜質含有微量 (例如低於0. 5重量％)的A1203、Fe203。作為矽灰石粒子，具體而言，可以舉出美國Interpace公司(Interpace Co. in USA)製造的 NYARD-G 等。在本發明的耐火成型體的製法2中，通過耐火成型體形成用漿料含有矽灰石粒子，能夠提聞機械加工性，並能夠提聞所獲得的耐火成型體的尺寸穩定性。在本發明的耐火成型體的製法2中，當作為矽酸鈣粒子的原料使用含有石灰原料粉末和矽酸原料粉末而成的原料、並且還使用矽灰石粒子時，在耐火成型體形成用漿料中，若以固體成分換算將石灰原料粉末和矽酸原料粉末的合計含量設定為100質量份時，優選含有7 120質量份的矽灰石粒子，進一步優選含有10 90質量份。通過使矽灰石粒子的含量比率在上述範圍內，能夠有效提高機械加工性，並提高所獲得的耐火成型體的尺寸穩定性。在本發明的耐火成型體的製法2中，當作為無機粒子的原料使用含有石灰原料粉末和矽酸原料粉末而成的原料、並且還使用矽酸鈣水合物粒子和矽灰石粒子時，在耐火成型體形成用漿料中，若以固體成分換算將石灰原料粉末和矽酸原料粉末的合計含量設定為100質量份時，優選含有5 170質量份的矽酸鈣水合物粒子，進一步優選含有11 50質量份。另外，此時，在耐火成型體形成用漿料中，若以固體成分換算將石灰原料粉末和矽酸原料粉末的合計含量設定為100質量份，則優含有10 150質量份的矽灰石粒子，進一步優選含有16 111質量份。通過使矽酸鈣水合物粒子的含量比率在上述範圍內，能夠有效地提高後述脫水成型處理後的操作性；通過使矽灰石粒子的含量比率在上述範圍內，能夠有效地提高機械加工性，並提高所獲得的耐火成型體的尺寸穩定性。在本發明的耐火成型體的製法2中，耐火成型體形成用漿料還可以含有除矽酸鈣粒子以外的無機粒子。作為上述除矽酸鈣以外的無機粒子，可以舉出選自二氧化矽粒子、氧化鋁粒子、多鋁紅柱石粒子、碳化矽粒子、氮化矽粒子、氮氧化矽鋁粒子、鋯石粒子、氧化鎂粒子、氧化鋯粒子、石墨粒子、氮化硼(BN)粒子、氮化鋁(AlN)粒子、二硼化鈦(TiB2)粒子、粉煤灰漂珠粒子、珠光體粒子、蛭石粒子、氟化鈣粒子、氟化鎂粒子、氧化鈣粒子、氧化鎂粒子、氧化鋇粒子和硫酸鋇粒子等中的一種以上。在本發明的耐火成型體的製法2中，優選耐火成型體形成用漿料採用上述無機粒子來代替上述矽灰石粒子，或者同時含有上述無機粒子和矽灰石粒子，此時，優選以使矽灰石粒子和上述無機粒子的總量在上述矽灰石粒子的含量範圍內的方式進行添加。從機械加工性、尺寸穩定性的角度考慮時，優選矽灰石粒子在矽灰石粒子和上述無機粒子的總量中所佔的比率多，進一步優選為僅由矽灰石粒子構成。在本發明的耐火成型體的製法2中，當耐火成型體形成用漿料中含有矽酸鈣粒子的原料和矽酸鈣粒子時，矽酸鈣粒子的原料和矽酸鈣粒子均作為矽酸鈣粒子包含在所獲得的耐火成型體中。在本發明的耐火成型體的製法2中，耐火成型體形成用漿料含有在表面上覆蓋玻璃化轉變溫度為40°C以下的樹脂而成的束狀的無機纖維集合體。作為束狀的無機纖維集合體，可以舉出與上述同樣的無機纖維集合體。如上所述，在製作本發明耐火成型體2時，特別優選應用本發明的耐火成型體的製法2，在製作本發明的耐火成型體2時，如上所述，作為束狀的無機纖維集合體，優選其長度為3 200mm，更優選為10 120臟，進一步優選為20 80mm。·通過使束狀的無機纖維集合體的長度在上述範圍內，能夠很好地將束狀的無機纖維集合體分散在所獲得的耐火成型體2中，並且難以拔出束狀的無機纖維集合體而易於提高韌性。對本發明的耐火成型體的製法2中使用的耐火成型體形成用漿料而言，通常其流動性高於本發明的耐火成型體的製法I中使用的耐火成型體形成材料，因此，作為束狀的無機纖維集合體，能夠使用具有較長的長度的無機纖維集合體。作為覆蓋在束狀的無機纖維集合體表面的樹脂，只要是玻璃化轉變溫度在40°C以下的樹脂即可，並沒有特別限制，例如，可以舉出選自丙烯腈-丁二烯共聚物乳膠、苯乙烯-丁二烯共聚物乳膠、丙烯酸酯共聚物乳膠、聚苯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯等中的一種以上。對束狀的無機纖維集合體表面覆蓋的樹脂量而言，優選相對於100質量份的束狀的無機纖維集合體為I 30質量份，更優選為I 20質量份，進一步優選為3 15質量份，特別優選為5 15質量份。相對於100質量份的束狀的無機纖維集合體,若束狀的無機纖維集合體表面覆蓋的樹脂量低於I質量份，則在後述的製備耐火成型體形成用漿料時、以及在脫水成型時難以保持無機纖維集合體的束形狀態；若超過30質量份，則因後述的乾燥處理和燒成處理，在無機纖維集合體的周圍產生空隙，容易拔出無機纖維集合體，從而容易導致所獲得的耐火成型體的韌性降低。對束狀的無機纖維集合體進行的樹脂覆蓋，例如，能夠採用浸潰、噴霧來進行。在本發明的耐火成型體的製法2中，對耐火成型體形成用漿料而言，在固體成分中(當換算成固體成分時)，相對於100質量份的上述無機粒子的原料，優選含有I 30質量份的上述通過在表面覆蓋玻璃化轉變溫度為40°C以下的樹脂而成的束狀的無機纖維集合體，更優選含有2 20質量份，進一步優選含有2 13質量份。在本發明的耐火成型體的製法2中，基於耐火成型體的形成材料以上述比率含有通過在表面覆蓋玻璃化轉變溫度為40°C以下的樹脂而成的束狀的無機纖維集合體，能夠賦予所獲得的耐火成型體充分的韌性。
在本發明的耐火成型體的製法2中，對耐火成型體形成用漿料而言，還可以作為纖維成分含有碳纖維、紙漿、人造纖維、聚酯纖維、耐鹼性玻璃纖維等。耐火成型體形成用漿料中的纖維成分的含量比率，以固體成分換算優選為5質
量％以下。在本申請文件中，所謂纖維成分是區別於上述束狀的無機纖維集合體的纖維成分，意指為了確保成型性而添加的短纖維。在本發明的耐火成型體的製法2中，通過使耐火成型體形成用漿料含有纖維成分，能夠提高後述的脫水成型時的成型性。在本發明的耐火成型體的製法2中，耐火成型體形成用漿料還可含有粘合劑。作為粘合劑，可以舉出與上述同樣的粘合劑。對耐火成型體形成用漿料中的纖維成分的含量 率而言，以固體成分換算為低於I質量％，優選儘可能不包含粘合劑。通過使耐火成型體形成用漿料含有粘合劑，能夠使無機粒子等充分結合，易於對所獲得的耐火成型體賦予充分的強度，但在本發明的耐火成型體的製法2中，即使不含有粘合劑也能夠對所獲得的耐火成型體賦予充分的強度，並在不包含粘合劑時，能夠有效減少所獲得的耐火成型體的導熱性。在本發明的耐火成型體的製法2中，作為構成耐火成型體形成用漿料的溶劑，可以舉出水或者以水作為主要成分並含有少量親水性有機溶劑的溶劑，優選為水。在本發明的耐火成型體的製法2中，對耐火成型體形成用漿料的製備方法沒有特別限定。例如，能夠採用在水溶劑中，以所需濃度加入石灰原料粉末和矽酸原料粉末、硬矽鈣石漿料(含有硬矽鈣石粒子的漿料)、矽灰石粒子和在表面覆蓋玻璃化轉變溫度為40°C以下的樹脂而成的束狀的無機纖維集合體，進而根據需要加入纖維成分，然後進行充分攪拌來製備的方法。在本發明的耐火成型體的製法2中，對上述耐火成型體形成用漿料進行脫水成型。在本發明的耐火成型體的製造方法中，對漿料而言，有時作為液體介質也包括除水以外的介質，在本申請文件中，對於除水以外的液體介質進行去除的情況也稱作脫水成型。例如，脫水成型可採用下述方法來進行將該漿料流入底部設有網的成型模中，並實施抽吸上述水等液體介質的抽吸脫水成型法，或者加壓脫水成型法、抽吸加壓脫水法。在本發明的耐火成型體的製法2中，在運送漿料至成型模等時，既可以使用泵等，也可以在含有上述漿料的槽下部配置成型模等從而靠漿料自重進行運送。脫水成型物優選具有與要得到的耐火成型體相似的形狀，例如，其形狀可以舉出圓筒狀、有底筒狀、板狀、塊狀。優選後述乾燥處理後的耐火成型體的堆密度達到0. 2 2. Og/cm3、更優選達到0. 5 I. 5g/cm3、進一步優選達到0. 6 I. Og/cm3的方式調節所加壓力等而進行脫水成型。在本發明的耐火成型體的製法2中，對上述漿料經過脫水處理後得到的脫水處理物進行水熱處理。對水熱處理而言，優選將上述脫水處理物轉送至高壓鍋中後，在水蒸氣環境下進行。對水熱處理條件而言，優選在能夠從矽酸鈣粒子的原料獲得目標矽酸鈣粒子的條件下進行，優選在7kg/cm2以上的水蒸氣壓下進行，更優選在14kg/cm2以上的水蒸氣壓下進行，進一步優選在17kg/cm2以上的水蒸氣壓下進行。另外，對水熱處理時間也沒有特別限制，可根據要獲得的矽酸鈣粒子的種類、水熱處理時的水蒸氣壓來進行適當選擇。例如，當要獲得硬矽鈣石粒子而對石灰原料粉末和矽酸原料粉末以14kg/cm2以上的水蒸氣壓進行水熱處理時,水熱處理時間優選為5 48小時。對水熱處理溫度也沒有特別限制，可根據要獲得的矽酸鈣粒子的種類、水熱處理時的水蒸氣壓、水熱處理時間等來進行適當選擇。基於上述水熱處理，例如，可使作為原料的石灰原料粉末和矽酸原料粉末發生反應，從而生成作為矽酸鈣粒子的硬矽鈣石粒子。在本發明的耐火成型體的製法2中，對上述施加了水熱處理的水合處理物進行幹 燥處理。優選乾燥處理溫度為50 300°C，更優選為100 200°C。另外，優選乾燥處理時間為I 24小時。優選乾燥處理環境為大氣環境。本發明的耐火成型體的製法2，優選作為本發明的耐火成型體2的製作方法。如上所述，當要通過混煉無機粒子和無機纖維來製作耐火成型體時，無機纖維的集合體在混煉時松解、分散為單個無機纖維而導致流動性顯著降低，因此，在耐火成型體中只能添加極少量的無機纖維。為了解決本技術課題，本發明人等進行了深入研究的結果，令人吃驚地發現當耐火成型體形成用漿料含有矽酸鈣粒子的原料作為無機粒子的原料，並同時還含有表面覆蓋玻璃化轉變溫度為40°C以下的樹脂而形成的束狀的無機纖維集合體時，通過對該耐火成型體形成用漿料進行脫水成型，接著進行水熱處理，然後進行乾燥處理，能夠抑制無機纖維集合體發生纖維松解，並且可使所獲得的耐火成型體中含有大量無機纖維集合體。基於此發現而完成了本發明。根據本發明的耐火成型體的製法2，在表面覆蓋玻璃化轉變溫度為40°C以下的樹脂而成的束狀的無機纖維集合體的共存下，對含有矽酸鈣粒子的原料的耐火成型體形成用漿料進行脫水成型，接著進行水熱處理，能夠在使束狀的無機纖維集合體分散的狀態下合成矽酸鈣的同時形成耐火成型體，由此能夠抑制在形成耐火成型體時松解、分散為單個無機纖維的現象，即使在大量使用無機纖維集合體時也能夠在高的生產效率下簡便地製作耐火成型體。採用本發明耐火成型體的製造方法，能夠適宜地製作出本發明的耐火成型體。具體而言，採用本發明耐火成型體的製法1，能夠適宜地製作本發明的耐火成型體I ;採用本發明耐火成型體的製法2，能夠適宜地製作本發明的耐火成型體2。另外，本發明的耐火成型體含有無機粒子和束狀的無機纖維集合體，而不包含粘合劑時，例如，在本發明的耐火成型體的製法I中，在配製了不包含粘合劑的耐火成型體形成材料後，可採用粉漿澆鑄(slip cast)法進行成型來製作。粉漿澆鑄(slip cast)法是將使用溶劑調整成適宜粘度的耐火成型體形成材料流進由多孔質材料形成的成型模中，並使溶劑吸收於成型模，從而成型為具有所需厚度的目標物的方法。基於本方法，通過使耐火成型體形成材料緻密地填充於成型模中，從而即使在耐火成型體形成材料不包含粘合劑的情況下，也能夠製作出高密度的耐火成型體。
(金屬鑄造用熔液儲存構件)接下來，說明本發明的金屬鑄造用構件。本發明的金屬鑄造用構件，其特徵在於，至少其表面是通過耐火成型體來形成，所述耐火成型體是通過含有無機粒子和束狀的無機纖維集合體而形成，並具有在前述無機粒子間分散有前述束狀的無機纖維集合體的內部結構。本發明的金屬鑄造用構件是在金屬鑄造裝置中與熔液相接觸的部位所用的構件，具體而言，可以舉出金屬鑄造用熔液儲存構件、金屬鑄造裝置結構構件。作為金屬鑄造用熔液儲存構件，可以舉出鑄勺、流槽、熔液儲存爐、鑄桶等；作為金屬鑄造裝置結構構件，可以舉出浮體、噴管、熱爐頂環頭等。對本發明的金屬鑄造用構件而言，除了其形狀被限定於與金屬鑄造用構件用途相匹配的形狀以外，其它與本發明的耐火成型體相同，構成金屬鑄造用構件的無機粒子、束狀的無機纖維集合體等的具體例子以及優選的含量比率、所獲得的物理性質等，也與本發明·的耐火成型體相同。另外，對本發明的金屬鑄造用構件的製造方法而言，除了製造物的形狀被限定於金屬鑄造用構件的形狀以外，其它也與本發明的耐火成型體的製法I或者耐火成型體的製法2相同，可將上述耐火成型體形成材料填充於具有所需成型面形狀的成型模中，或者對上述耐火成型體形成用漿料進行脫水成型、水熱處理後經過乾燥處理來進行製作。本發明的金屬鑄造用構件，還可以是在金屬制殼體的表面形成由本發明的耐火成型體構成的耐火襯裡材料而成的金屬鑄造用構件。當金屬鑄造用構件為耐火襯裡材料形成於金屬制殼體的表面而成的構件時，例如，可將形成為規定尺寸的薄板狀耐火成型體制襯裡材料粘貼於金屬制殼體表面而形成。若不考慮其形狀為薄板狀等的特定形狀，粘貼在金屬制殼體表面的襯裡材料可採用與本發明的耐火成型體的製法I或者耐火成型體的製法2相同的方法來進行製作。通過使用適當的砂漿等來將上述襯裡材料粘貼於金屬制殼體表面，能夠製作本發明的金屬鑄造用構件。另外，當耐火襯裡材料形成在金屬制殼體表面的情況下，可採用與本發明的耐火成型體的製法I相同的方法來製作耐火成型體形成材料的混煉物，將該混煉物作為襯裡材料形成用的混煉材料，並以所需形狀塗布在金屬制殼體表面上後，通過在與本發明的耐火成型體的製法I相同的條件下適當進行乾燥、燒成來製作本發明的金屬鑄造用構件。金屬制殼體的形狀，能夠設定為與要獲得的金屬鑄造用熔液儲存構件等的金屬鑄造用構件的形狀相對應的任意形狀，例如，若要獲得的金屬鑄造用構件是鑄桶時，則優選相對於2 IOmm厚度的金屬制殼體,使用50 200mm厚度的襯裡材料。若以金屬鑄造用構件為鑄勺時作為例子進行說明，則作為鑄勺，可以舉出具有底部和側壁還具有注入口和注出口，並且在上部具有開口部的開放容器狀的鑄勺，並可以舉出上述開放式容器整體由本發明的耐火成型體所形成的鑄勺，或者在上述開放式容器內面的全部或局部中具有由本發明的耐火成型體所形成的襯裡材料的鑄勺。另外，若以金屬鑄造用構件為鑄桶時作為例子進行說明，則作為鑄桶，可以舉出包括具有熔液的注入口和注出口的有底筒狀的鑄桶主體；可將熔液注入口進行密封的開關自由的上蓋；以及可將熔液注出口進行密封的開關自由的注流蓋，其中，在上述鑄桶主體、注入口和注出口的整體是由本發明的耐火成型體所形成的鑄桶，或者在其內面的全部或局部具有由本發明的耐火成型體所形成的襯裡材料的鑄桶。若本發明的金屬鑄造用構件為金屬鑄造用熔液儲存構件時，則根據需要可具有支承配件，通過具有該支承配件，能夠使其容易安裝於機械臂等其它鑄造裝置結構構件上。對支承配件而言，例如，在將上述耐火成型體形成材料的混煉物流入成型模中而形成金屬鑄造用熔液儲存構件時，通過預先配置於所需位置上，能夠與主體部成一體化。另夕卜，通過預先將支承配件與上述金屬制殼體形成為一體，在金屬制殼體的主體表面設置襯裡材料以對其表面進行覆蓋，並使支承配件部分露出，基於此也能夠進行安裝。基於本發明，能夠提供一種導熱性降低並且對物理衝擊和熱衝擊的耐久性得到提高的金屬鑄造用構件。
下面，通過實施例更具體地說明本發明，但這些只不過是示例而已，並不對本發明進行限制。(實施例I)如表I所示，稱取下列耐火成型體形成材料的固體成分，並填充到捏合機中作為粘合劑的30. 0質量份的高鋁水泥；作為無機粒子的40. 0質量份的二氧化矽、30. 0質量份的矽灰石粒子；作為表面覆蓋玻璃化轉變溫度為40°C以下的樹脂而成的束狀的無機纖維集合體的、2. 2質量份的丙烯腈-丁二烯共聚物乳膠塗布玻璃纖維短切原絲(在切割整齊集中的玻璃連續纖維而得到的1_直徑、IOmm長度的束狀的玻璃纖維集合體的表面，相對於100質量份的該束狀的玻璃纖維集合體，覆蓋10質量份的玻璃化轉變溫度為-31°c的丙烯腈-丁二烯共聚物乳膠樹脂而成的玻璃纖維短切原絲)。接著，向上述捏合機中，相對於100質量份的上述耐火成型體形成材料的固體成分(水泥、無機粒子和通過覆蓋樹脂而成的束狀的無機纖維集合體)添加15質量份的水，然後混煉10分鐘，由此製作混煉物。根據JIS R 5201的規定，對所獲得的混煉物的Tap流動值進行了測定，結果為175mm0將上述混煉物流入成型模(該成型模具有與鑄勺形狀相對應的模具框架形狀並配置有支承構件)中，在105°C下乾燥24小時後，進一步在700°C下燒成3小時，由此製作出如圖I所示的、內容量為6L且最薄部分的厚度為Icm的帶有支承構件的鑄勺I。所獲得的鑄勺I通過具有鑄勺主體部2和支承構件3而形成，未觀察到氣孔、空洞等空隙。將構成所獲得的鑄勺的耐火成型體的組成示於表2中。另外，如圖2所示，在具有與(如圖中以塗黑所示的)鑄桶形狀相對應的形狀的金屬殼體5上，以50mm厚度塗布上述混煉物，在105°C下乾燥24小時後，進一步在700°C下燒成3小時，由此形成(如圖中以斜線所示的)耐火襯裡材料6而製作出鑄桶4。在所獲得的鑄桶中，未觀察到氣孔、空洞等空隙。將上述混煉物填充到箱狀成型模中，在105°C下乾燥24小時後，進一步在700°C下燒成3小時，由此獲得四角柱狀的成型物，然後測定了該成型物的堆密度以及根據JIS R1662測定時的夏比衝擊值,結果,堆密度為I. 6g/cm3、夏比衝擊值為I. lmj/mm2。另外,對該成型物的斷裂面進行目視觀察時，如圖3所示，能夠確認在通過水泥結合的無機粒子a之間(在由無機粒子a構成的骨料中)均勻地分散有束狀的無機纖維集合體b。(實施例2 實施例7)
除了如表I所示地改變水泥、無機粒子以及在表面覆蓋玻璃化轉變溫度為40°C以下的樹脂而成的束狀的無機纖維集合體的配合比例以外，與實施例I同樣地進行操作，製作出帶有支承構件的鑄勺。在所獲得的各鑄勺中，未觀察到氣孔、空洞等空隙。將構成所獲得的鑄勺的耐火成型體的組成示於表2中。另外，使用各實施例中所得到的混煉物，與實施例I同樣地測定Tap流動值。將結果示於表I中。而且，使用上述混煉物，與實施例I同樣地製作四角柱狀的成型物，並與實施例I同樣地測定各成型物的堆密度和夏比衝擊值。將結果示於表2中。對上述各成型物的斷裂面進行目視觀察時，均能夠確認在通過水泥結合的無機粒子之間均勻地分散有束狀的無機纖維集合體。表I
權利要求
1.一種耐火成型體，其特徵在於，含有無機粒子和束狀的無機纖維集合體，並具有在所述無機粒子間分散有所述束狀的無機纖維集合體的內部結構。
2.如權利要求I所述的耐火成型體，其中，含有粘合劑、無機粒子和束狀的無機纖維集合體，並具有在通過所述粘合劑結合的所述無機粒子間分散有所述束狀的無機纖維集合體的內部結構。
3.如權利要求2所述的耐火成型體，其中，含有I 50質量％的所述粘合劑、30 95質量％的所述無機粒子、I 30質量％的所述束狀的無機纖維集合體。
4.如權利要求2或者權利要求3所述的耐火成型體，其中，所述束狀的無機纖維集合體的直徑為O. 01 5mm、長度為3 30mm。
5.如權利要求I所述的耐火成型體，其中，含有矽酸鈣粒子作為所述無機粒子的同時含有束狀的無機纖維集合體，並具有在所述矽酸鈣粒子間分散有所述束狀的無機纖維集合體的內部結構。
6.如權利要求5所述的耐火成型體，其中，含有65 99質量％的所述無機粒子、I 30質量份的所述束狀的無機纖維集合體而成。
7.如權利要求5或6所述的耐火成型體，其中，所述束狀的無機纖維集合體的直徑為O.01 5mm、長度為3 200mm。
8.如權利要求I 7中任一項所述的耐火成型體，其中，基於JISR 1662測定時的夏比衝擊值為O. 5 10mJ/mm2。
9.一種耐火成型體的製造方法，其特徵在於，對含有無機粒子和束狀的無機纖維集合體的耐火成型體形成材料進行混煉後，對所獲得的混煉物加以成型，其中，所述束狀的無機纖維集合體是通過在表面覆蓋玻璃化轉變溫度為40°C以下的樹脂而成。
10.如權利要求9所述的耐火成型體的製造方法，其特徵在於，對含有粘合劑、無機粒子和束狀的無機纖維集合體的耐火成型體形成材料進行混煉後，對所獲得的混煉物加以成型，其中，所述束狀的無機纖維集合體是通過在表面覆蓋玻璃化轉變溫度為40°C以下的樹脂而成。
11.如權利要求10所述的耐火成型體的製造方法，其中，所述耐火成型體形成材料在固體成分中，含有I 50質量％的所述粘合劑、30 95質量％的所述無機粒子、I 30質量％的所述束狀的無機纖維集合體，所述束狀的無機纖維集合體是通過在表面覆蓋玻璃化轉變溫度為40°C以下的樹脂而成。
12.如權利要求10或11所述的耐火成型體的製造方法，其中，基於JISR5201測定時的所述混煉物的Tap流動值為150mm以上。
13.—種耐火成型體的製造方法，其特徵在於，對含有矽酸鈣粒子的原料並同時含有束狀的無機纖維集合體的耐火成型體形成用漿料進行脫水成型，接著進行水熱處理後加以乾燥處理，其中，所述束狀的無機纖維集合體是通過在表面覆蓋玻璃化轉變溫度為40°C以下的樹脂而成。
14.如權利要求13所述的耐火成型體的製造方法，其中，所述矽酸鈣粒子的原料是石灰原料粉末和矽酸原料粉末。
15.如權利要求14所述的耐火成型體的製造方法,其中,在7kg/cm2以上的水蒸氣壓下進行所述水熱處理。
16.如權利要求13 15中任一項所述的耐火成型體的製造方法，其中，所述耐火成型體形成用漿料在固體成分中，相對於100質量份的所述無機粒子的原料，含有I 30質量份的所述束狀的無機纖維集合體，該束狀的無機纖維集合體是通過在表面覆蓋玻璃化轉變溫度為40°C以下的樹脂而成。
17.如權利要求9 16中任一項所述的耐火成型體的製造方法，其中，所述通過在表面覆蓋玻璃化轉變溫度為40°C以下的樹脂而成的束狀的無機纖維集合體，是相對於100質量份的束狀的無機纖維集合體覆蓋I 30質量份的玻璃化轉變溫度為40°C以下的樹脂而成。
18.一種金屬鑄造用構件，其特徵在於，至少其表面是通過耐火成型體來形成，所述耐火成型體含有無機粒子和束狀的無機纖維集合體，並具有在所述無機粒子間分散有所述束狀的無機纖維集合體的內部結構。
全文摘要
本發明提供一種導熱性低並且均質性高、對物理衝擊和熱衝擊的耐久性高的新型耐火成型體。所述耐火成型體，其特徵在於，含有無機粒子和束狀的無機纖維集合體，並且具有在所述無機粒子間分散有所述束狀的無機纖維集合體的內部結構，其中，優選一種耐火成型體，其含有粘合劑、無機粒子以及束狀的無機纖維集合體，並具有在通過所述粘合劑結合的所述無機粒子間分散有所述束狀的無機纖維集合體的內部結構；或者是另一種耐火成型體，其含有矽酸鈣粒子作為無機粒子的同時，含有束狀的無機纖維集合體，並具有在矽酸鈣粒子間分散有所述束狀的無機纖維集合體的內部結構。
文檔編號F27D1/00GK102781879SQ20118001138
公開日2012年11月14日 申請日期2011年3月4日 優先權日2010年3月5日
發明者中間茂, 木原規浩, 菅沼洋介 申請人:霓佳斯株式會社