專利名稱：耐火成型體、耐火成型體的制造方法和金屬鑄造用構件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及耐火成型體、耐火成型體的制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(guī)定量的金屬熔液從儲存熔爐運送至鑄造機，并作為用于向鑄造機的模具內注入的容器，采用了鑄勺。在以大量生產為目標的鑄造裝置中，鑄勺搭載于機械臂等上而被自動控制，并被程序化為能夠從儲存熔爐中S取規(guī)定量的金屬熔液并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，鑄勺在固定于手控升降握柄等上的狀態(tài)下，采用手控方式被控制。
目前，由于鑄勺需要對高溫有耐久性并且堅固，因此，鑄鐵制的鑄勺占市場的九成以上。但是，由于鑄鐵的導熱性高，因此，當使用鑄鐵制的鑄勺時，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。于是，要求采用導熱性低的陶瓷等無機材質制的鑄勺來代替鑄鐵制的鑄勺，但對無機材質制的鑄勺而言，通常存在不耐受物理沖擊和熱沖擊、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，公開了一種采用E-玻璃(無堿玻璃)制的布進行加強的陶瓷制鑄勺，其是通過將以漿狀陶瓷材料濕潤過的E-玻璃制布依次粘貼在成型體上而制成。另外，作為構成金屬鑄造裝置的構件，已知有能夠抑制因熱沖擊產生龜裂的、通過在硅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(fā)明內容
發(fā)明要解決的課題在專利文獻I所記載的方法中，盡管能夠得到以導熱性低、有耐沖擊性的E-玻璃制布加強的陶瓷制鑄勺，但要采用手工作業(yè)方式將用漿狀陶瓷材料濕潤過的布一片一片地粘貼在成型體上來制作鑄勺，因此存在制造效率低、難以提高生產效率的技術課題。另外，除了鑄勺以外，例如對于流槽、熔液儲存爐、鑄桶、浮體、噴管、熱爐頂環(huán)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(yōu)良的耐熱沖擊性，例如，作為金屬鑄造用構件，采用了專利文獻2中所述的混入了碳纖維的硅酸鈣制的構件時，由于金屬熔液的溫度高于碳纖維的耐熱溫度，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(fā)明目的在于，提供一種導熱性低并且對物理沖擊和熱沖擊的耐久性高、均質性高的新型耐火成型體，并且提供一種在高生產效率下簡便地制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(fā)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制作耐火成型體的方法。但是，本發(fā)明人等經過研究發(fā)現無機短纖維的狀態(tài)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(tài)，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。由于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?；谏鲜鲆娊猓景l(fā)明人等進一步進行研究時發(fā)現，當耐火成型體含有無機粒子和束狀的無機纖維集合體，并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，并基于該見解完成了本發(fā)明。S卩，本發(fā)明提供了下列技術方案( I) 一種耐火成型體，其特征在于，含有無機粒子和束狀的無機纖維集合體，并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，并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”)，其含有硅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，并具有在前述硅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，基于JIS R1662測定時的夏比沖擊值為0. 5 10mJ/mm2。(9) 一種耐火成型體的制造方法(下面適當稱作“耐火成型體的制法1”)，其特征在于，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后，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制造方法，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后，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制造方法，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制造方法，其中，基于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) 一種耐火成型體的制造方法(下面適當稱作“耐火成型體的制法2”)，其特征在于，對含有硅酸鈣粒子的原料并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，接著進行水熱處理后加以干燥處理，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制造方法，其中，前述硅酸鈣粒子的原料是石灰原料粉末和硅酸原料粉末。(15)如上述(14)所述的耐火成型體的制造方法,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制造方法，其中，前述耐火成型體形成用漿料在固體成分中，相對于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制造方法，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，是相對于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，其特征在于，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，并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(fā)明效果由于本發(fā)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，并且均質性高。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，能夠提高對物理沖擊和熱沖擊的耐久性。另外，根據本發(fā)明的耐火成型體的制法1，由于在制造耐火成型體時，作為無機纖維材料采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并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制作耐火成型體。并且，根據本發(fā)明的耐火成型體的制法2，由于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，對含有硅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(tài)下合成無機粒子并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制作耐火成型體。并且，基于本發(fā)明能夠提供一種導熱性降低并且均質性高、對物理沖擊和熱沖擊的耐久性得到提高的金屬鑄造用構件。


圖I是由本發(fā)明的實施例所得到的鑄勺的概要圖。圖2是由本發(fā)明的實施例所得到的鑄桶的概要圖。圖3是由本發(fā)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(fā)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(fā)明的耐火成型體。本發(fā)明的耐火成型體，其特征在于，通過含有無機粒子和束狀的無機纖維集合體而形成，并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(fā)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，并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是通過含有硅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，并具有在前述硅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硅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(fā)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(fā)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(fā)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硅粒子、氧化鋁粒子、多鋁紅柱石粒子、碳化硅粒子、氮化硅粒子、氮氧化硅鋁粒子、鋯石粒子、氧化鎂粒子、氧化鋯粒子、石墨粒子、硅灰石粒子等硅酸鈣粒子、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(fā)明的耐火成型體是耐火成型體2時，該耐火成型體含有硅酸鈣粒子作為無機粒子，具體而言，作為硅酸鈣粒子可以舉出硬硅鈣石粒子、雪硅鈣石粒子、硅灰石粒子
坐寸o優(yōu)選無機粒子的平均粒徑為0. I 6000 u m,更優(yōu)選為0. I 5000 U m,進一步優(yōu)選為0. I 4500ii m。若無機粒子的平均粒徑低于0. I y m,則表面積增大而在制造耐火成型體時容易與分散介質粘接，并容易降低流動性；若超過6000 u m,則難以發(fā)揮本發(fā)明的效果。此外，在本申請文件中，平均粒徑是指采用激光衍射-散射法測定時的值，例如，可使用株式會社島津制作所制造的“SALD-2200”進行測定。優(yōu)選本發(fā)明的耐火成型體含有30 99質量％的無機粒子。當本發(fā)明的耐火成型體是耐火成型體I時,優(yōu)選含有30 95質量％的無機粒子，更優(yōu)選含有40 90質量％，進一步優(yōu)選含有45 80質量％。另外，當本發(fā)明的耐火成型體是耐火成型體2時，優(yōu)選含有65 99質量％的無機粒子，更優(yōu)選含有75 96質量％，進一步優(yōu)選含有80 95質量％。通過使無機粒子的含量處于上述范圍內，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制造耐火成型體時所用的原料量來求出。
在本發(fā)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(guī)定的耐熱性(耐火性)的無機纖維即可，并沒有特別限制，例如，可以舉出玻璃纖維、氧化鋁纖維、多鋁紅柱石纖維、二氧化硅氧化鋁纖維、礦毛絕緣纖維等。作為上述無機纖維，在考慮制造成本的情況下，優(yōu)選為玻璃纖維；并且，當本發(fā)明的耐火成型體是采用后述耐火成型體的制法2等伴隨著水熱處理的方法來形成時，則優(yōu)選為耐堿玻璃纖維。在本發(fā)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(xù)纖維)集結成束而得到的纖維束以規(guī)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(xù)纖維)集結成束而得到的纖維束進行并絲并纏繞成圓筒狀的粗紗以規(guī)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(并捻絲)以規(guī)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)等短纖維在平行于纖維長度方向上進行匯集并連續(xù)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(yōu)選將容易獲得的短切原絲或粗紗或并捻絲以規(guī)定長度進行切割而得到的無機纖維集合體，更優(yōu)選將并捻絲以規(guī)定長度進行切割而得到的無機纖維集合體。對并捻絲以規(guī)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，并在耐火成型體中容易發(fā)揮固定效果，因此容易提高耐火成型體的韌性。另外，在本發(fā)明的耐火成型體中，優(yōu)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(yōu)選由100 8000條集合而成，進一步優(yōu)選由200 6000條集合而成。在本發(fā)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(yōu)選束狀的無機纖維集合體的纖度為10 5000tex,更優(yōu)選為50 4000tex,進一步優(yōu)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(fā)明的耐火成型體中，優(yōu)選束狀的無機纖維集合體的直徑為0. 01 5mm,更優(yōu)選為0. 05 4mm,進一步優(yōu)選為0. I 3mm。在本發(fā)明的耐火成型體中，優(yōu)選束狀的無機纖維集合體的長度為3 200mm。當本發(fā)明的耐火成型體是耐火成型體I時，優(yōu)選束狀的無機纖維集合體的長度為3 30mm,更優(yōu)選為5 25mm,進一步優(yōu)選為10 20mm。另外，當本發(fā)明的耐火成型體是耐火成型體2時，優(yōu)選束狀的無機纖維集合體的長度為3 200mm,更優(yōu)選為10 120mm,進一步優(yōu)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、長度處于上述范圍內，不僅耐火成型體容易地大量含有無機纖維集合體，并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(fā)明的耐火成型體中，優(yōu)選束狀的無機纖維集合體的密度為0. 5 4g/cm3,更優(yōu)選為I 3g/cm3,進一步優(yōu)選為I. 5 3g/cm3。優(yōu)選本發(fā)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(fā)明的耐火成型體是耐火成型體I時，優(yōu)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(yōu)選含有5 30質量％，進一步優(yōu)選含有10 30質量％?！ぎ敱景l(fā)明的耐火成型體是耐火成型體2時，優(yōu)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(yōu)選含有2 20質量％，進一步優(yōu)選含有2 13質量％。通過本發(fā)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于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，可根據制造耐火成型體時所用的原料量來求出。當本發(fā)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(yōu)選為無機粘合劑；作為無機粘合劑，可以舉出水泥、磷酸鋁、硅酸鈉、膠體二氧化硅等，其中，優(yōu)選為水泥。作為水泥，只要發(fā)揮作為無機粘合劑的功能的水泥即可，并沒有特別限制，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(yōu)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(yōu)選含有70質量％以上Al2O3的高鋁水泥。當本發(fā)明的耐火成型體是耐火成型體I時,優(yōu)選耐火成型體I是含有I 50質量％的粘合劑，更優(yōu)選含有5 40質量％，進一步優(yōu)選含有10 40質量％。若粘合劑的含量低于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(fā)明的耐火成型體是耐火成型體2時，優(yōu)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可含有例如低于I質量％的粘合劑。當本發(fā)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、耐堿性玻璃纖維等。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(yōu)選為5質量％以下。此外，在本申請文件中，所謂纖維成分是區(qū)別于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(fā)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，并優(yōu)選具有束狀的無機纖維集合體均勻地分散于整個耐火成型體的內部結構。本發(fā)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(fā)揮高的韌性。對本發(fā)明的耐火成型體而言，優(yōu)選根據JIS R 1662測定時的夏比沖擊值為0.5 10mJ/mm2。通過使夏比沖擊值處于上述范圍內，能夠賦予耐火成型體充分的韌性。對本發(fā)明的耐火成型體而言，優(yōu)選根據JIS A 1408測定時的彎曲強度為I 20MPa。通過使彎曲強度處于上述范圍內，能夠賦予耐火成型體充分的強度。作為本發(fā)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(huán)頭等?？蓛?yōu)選采用本發(fā)明耐火成型體的制造方法來制作本發(fā)明的耐火成型體。具體而言，可優(yōu)選采用后述的本發(fā)明耐火成型體的制法I來制作本發(fā)明耐火成型體I ;可優(yōu)選采用后述的本發(fā)明耐火成型體的制法2來制作本發(fā)明耐火成型體2。此外，本發(fā)明的耐火成型體，還能夠采用本發(fā)明耐火成型體的制造方法以外的方法來進行制作，例如，可以舉出在后述的本發(fā)明耐火成型體的制法I中，采用將以規(guī)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(guī)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，通過在紗線制造工序中加強捻搓，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(fā)生纖維松解，而能夠以保持束形的狀態(tài)存在于耐火成型體中。根據本發(fā)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并能夠提高對物理沖擊和熱沖擊的耐久性。當本發(fā)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(fā)明的耐火成型體的制造方法。本發(fā)明的耐火成型體的制造方法，是由耐火成型體的制法I和耐火成型體的制法2所組成，在此，首先說明耐火成型體的制法1，然后再說明耐火成型體的制法2。本發(fā)明的耐火成型體的制法1，其特征在于，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后，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(fā)明的耐火成型體的制法1，特別優(yōu)選在制作本發(fā)明的耐火成型體I時使用。在本發(fā)明的耐火成型體的制法I中，作為無機粒子可以舉出與上述本發(fā)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(fā)明的耐火成型體的制法I中，優(yōu)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(yōu)選含有40 90質量％，進一步優(yōu)選含有45 80質量％。通過使無機粒子的含量處于上述范圍內，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(fā)明的耐火成型體的制法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，并沒有特別限制，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(fā)明的耐火成型體的制法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。通過同時采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后的干燥處理。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(yōu)選玻璃化轉變溫度為40°C以下的樹脂占所覆蓋的樹脂總量的50 99質量％、玻璃化轉變溫度超過40°C的樹脂占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(fā)生纖維松解而以保持束形的狀態(tài)存在于耐火成型體中。在束狀的無機纖維集合體表面覆蓋的樹脂量，優(yōu)選相對于100質量份的束狀的無機纖維集合體為I 30質量份,更優(yōu)選為I 20質量份,進一步優(yōu)選為3 15質量份,特別優(yōu)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于100質量份的束狀的無機纖維集合體低于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(tài)；若超過30質量份，則燒成后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，可采用浸潰、噴霧來進行。在本發(fā)明的耐火成型體的制法I中,優(yōu)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(yōu)選含有5 30質量％，進一步優(yōu)選含有10 30質量％。另外，在耐火成型體形成材料含有后述的粘合劑時，也優(yōu)選束狀的無機纖維集合體的含量比率在上述范圍內。在本發(fā)明的耐火成型體的制法I中，基于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(fā)明的耐火成型體的制法I中，優(yōu)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(fā)明的耐火成型體的制法I中，當耐火成型體形成材料含有粘合劑時，優(yōu)選在固體成分中含有I 50質量％的粘合劑，更優(yōu)選含有5 40質量％，進一步優(yōu)選含有10 40質量％。若固體成分中的粘合劑含量比率低于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制作耐火成型體時，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(fā)明人等進行了深入研究的結果，令人吃驚地發(fā)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(fā)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，并基于此發(fā)現完成了本發(fā)明。在本發(fā)明的耐火成型體的制法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(fā)明的耐火成型體的制法I中，對耐火成型體形成材料的制造方法并沒有特別限制，能夠采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·劑并在混煉之前進行某種程度的攪拌的方法?；鞜捒赏ㄟ^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(yōu)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。當作為混煉裝置采用捏合機時，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(fā)明的耐火成型體的制法I中，作為通過上述混煉處理所獲得的混煉物，優(yōu)選根據JIS R 5201測定時的Tap流動值為150mm以上。對Tap流動值的上限并沒有特別限制，但Tap流動值通常在300mm以下是適當的。在本發(fā)明的耐火成型體的制法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，并能夠制作出均質性高的耐火成型體。在本發(fā)明的耐火成型體的制法I中,可采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(yōu)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(yōu)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(wěn)定性等觀點出發(fā)，優(yōu)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(jié)粘度而獲得的混煉物涂布在所需部位(例如殼體(casing)表面)來進行。在本發(fā)明的耐火成型體的制法I中，優(yōu)選將混煉物填充在成型模后根據需要進行干燥、燒成處理。優(yōu)選如下所述進行干燥處理將混煉物靜置于成型模中的狀態(tài)下或者涂布為目標物形狀的狀態(tài)下，在常溫下保養(yǎng)(放置)大約一天后，在成型模中成型的情況下進行脫模，然后在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(huán)境溫度(室溫)為冰點以下，有時經過一天而未能脫模，因此，優(yōu)選在流入成型模中后，在約15 30°C左右的溫度環(huán)境下進行保養(yǎng)。另外，經干燥處理所獲得的干燥處理物的燒成處理，優(yōu)選在300 1300°C的溫度下進行0. 5 4小時左右?；跓商幚恚軌蛉コ稍锾幚砦镏械慕Y晶水。作為通過本發(fā)明耐火成型體的制法I所獲得的耐火成型體，可以舉出與本發(fā)明耐火成型體的說明中所述的同樣的耐火成型體。在本發(fā)明的耐火成型體的制法I中，當耐火成型體形成材料含有粘合劑時，能夠很好地制作出本發(fā)明的耐火成型體I。接著，說明本發(fā)明的耐火成型體的制法2。本發(fā)明的耐火成型體的制法2，其特征在于，對含有硅酸鈣粒子的原料并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，接著進行水熱處理后進行干燥處理，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(fā)明的耐火成型體的制法2，可優(yōu)選應用于制作本發(fā)明的耐火成型體2的情形。在本發(fā)明耐火成型體的制法2中，作為硅酸鈣粒子，可以舉出與上述本發(fā)明耐火成型體2的說明中所舉出的同樣的硅酸鈣粒子。在本發(fā)明的耐火成型體的制法2中，作為硅酸鈣粒子的原料，可以舉出石灰原料粉末和硅酸原料粉末。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(fā)明的耐火成型體的制法2中，當硅酸鈣粒子的原料為含有石灰原料粉末和硅酸原料粉末而成的情況下，在將石灰原料粉末換算成CaO、將硅酸原料粉末換算成SiO2時，優(yōu)選石灰原料粉末相對于硅酸原料粉末的配合比(Ca0/Si02)以摩爾比計為0. 6 I. 3，更優(yōu)選為0. 8 I. 2，進一步優(yōu)選為0. 9 I. I。如后面所述，上述石灰原料粉末和硅酸原料粉末經過漿化并施加水熱處理和干燥處理，在耐火成型體中產生硬硅鈣石粒子、雪硅鈣石粒子等的硅酸鈣粒子。在本發(fā)明的耐火成型體的制法2中，當作為無機粒子的原料使用含有石灰原料粉末和硅酸原料粉末而成的原料時，優(yōu)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％的石灰原料粉末和硅酸原料粉末，更優(yōu)選含有25 80質量％，進一步優(yōu)選含有35 55質量％。通過使無機粒子原料的含量在上述范圍內，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，并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(fā)明的耐火成型體的制法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硅酸鈣粒子的原料的同時，還含有硅酸鈣粒子。作為可在耐火成型體形成用漿料中含有的硅酸鈣粒子，可以舉出硅酸鈣水合物粒子，具體而言，可以舉出硬硅鈣石粒子、雪硅鈣石粒子，優(yōu)選為硬硅鈣石粒子?？刹捎蒙鲜鍪以戏勰┖凸杷嵩戏勰┎⒁怨姆椒▉碇苽涔杷徕}水合物粒子，通過使用無機粒子的原料以及硅酸鈣水合物粒子，能夠提高后述脫水成型處理后的操作性。
在本發(fā)明的耐火成型體的制法2中，當作為無機粒子的原料使用含有石灰原料粉末和硅酸原料粉末而成的原料，并且還使用硅酸鈣水合物粒子時，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硅酸原料粉末的合計含量設定為100質量份時，優(yōu)選含有3 95質量份的硅酸鈣水合物粒子，進一步優(yōu)選含有5 30質量份。通過使硅酸鈣水合物粒子的含量比率在上述范圍內，能夠有效地提高后述脫水成型處理之后的操作性在本發(fā)明的耐火成型體的制法2中，耐火成型體形成用漿料作為硅酸鈣粒子可以含有硅灰石粒子。娃灰石(Wollastonite)標記為CaSiO3 (CaO SiO2),并具有以I丐陽離子連接的無數的硅-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。作為天然礦物的硅灰石，以硅灰石的形態(tài)產自石灰?guī)r地區(qū)，并且有時還作為雜質含有微量 (例如低于0. 5重量％)的A1203、Fe203。作為硅灰石粒子，具體而言，可以舉出美國Interpace公司(Interpace Co. in USA)制造的 NYARD-G 等。在本發(fā)明的耐火成型體的制法2中，通過耐火成型體形成用漿料含有硅灰石粒子，能夠提聞機械加工性，并能夠提聞所獲得的耐火成型體的尺寸穩(wěn)定性。在本發(fā)明的耐火成型體的制法2中，當作為硅酸鈣粒子的原料使用含有石灰原料粉末和硅酸原料粉末而成的原料、并且還使用硅灰石粒子時，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硅酸原料粉末的合計含量設定為100質量份時，優(yōu)選含有7 120質量份的硅灰石粒子，進一步優(yōu)選含有10 90質量份。通過使硅灰石粒子的含量比率在上述范圍內，能夠有效提高機械加工性，并提高所獲得的耐火成型體的尺寸穩(wěn)定性。在本發(fā)明的耐火成型體的制法2中，當作為無機粒子的原料使用含有石灰原料粉末和硅酸原料粉末而成的原料、并且還使用硅酸鈣水合物粒子和硅灰石粒子時，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硅酸原料粉末的合計含量設定為100質量份時，優(yōu)選含有5 170質量份的硅酸鈣水合物粒子，進一步優(yōu)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硅酸原料粉末的合計含量設定為100質量份，則優(yōu)含有10 150質量份的硅灰石粒子，進一步優(yōu)選含有16 111質量份。通過使硅酸鈣水合物粒子的含量比率在上述范圍內，能夠有效地提高后述脫水成型處理后的操作性；通過使硅灰石粒子的含量比率在上述范圍內，能夠有效地提高機械加工性，并提高所獲得的耐火成型體的尺寸穩(wěn)定性。在本發(fā)明的耐火成型體的制法2中，耐火成型體形成用漿料還可以含有除硅酸鈣粒子以外的無機粒子。作為上述除硅酸鈣以外的無機粒子，可以舉出選自二氧化硅粒子、氧化鋁粒子、多鋁紅柱石粒子、碳化硅粒子、氮化硅粒子、氮氧化硅鋁粒子、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(fā)明的耐火成型體的制法2中，優(yōu)選耐火成型體形成用漿料采用上述無機粒子來代替上述硅灰石粒子，或者同時含有上述無機粒子和硅灰石粒子，此時，優(yōu)選以使硅灰石粒子和上述無機粒子的總量在上述硅灰石粒子的含量范圍內的方式進行添加。從機械加工性、尺寸穩(wěn)定性的角度考慮時，優(yōu)選硅灰石粒子在硅灰石粒子和上述無機粒子的總量中所占的比率多，進一步優(yōu)選為僅由硅灰石粒子構成。在本發(fā)明的耐火成型體的制法2中，當耐火成型體形成用漿料中含有硅酸鈣粒子的原料和硅酸鈣粒子時，硅酸鈣粒子的原料和硅酸鈣粒子均作為硅酸鈣粒子包含在所獲得的耐火成型體中。在本發(fā)明的耐火成型體的制法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，在制作本發(fā)明耐火成型體2時，特別優(yōu)選應用本發(fā)明的耐火成型體的制法2，在制作本發(fā)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(yōu)選其長度為3 200mm，更優(yōu)選為10 120臟，進一步優(yōu)選為20 80mm?！ねㄟ^使束狀的無機纖維集合體的長度在上述范圍內，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，并且難以拔出束狀的無機纖維集合體而易于提高韌性。對本發(fā)明的耐火成型體的制法2中使用的耐火成型體形成用漿料而言，通常其流動性高于本發(fā)明的耐火成型體的制法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，并沒有特別限制，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(yōu)選相對于100質量份的束狀的無機纖維集合體為I 30質量份，更優(yōu)選為I 20質量份，進一步優(yōu)選為3 15質量份，特別優(yōu)選為5 15質量份。相對于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于I質量份，則在后述的制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(tài)；若超過30質量份，則因后述的干燥處理和燒成處理，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，能夠采用浸潰、噴霧來進行。在本發(fā)明的耐火成型體的制法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)，相對于100質量份的上述無機粒子的原料，優(yōu)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(yōu)選含有2 20質量份，進一步優(yōu)選含有2 13質量份。在本發(fā)明的耐火成型體的制法2中，基于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(fā)明的耐火成型體的制法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、耐堿性玻璃纖維等。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(yōu)選為5質
量％以下。在本申請文件中，所謂纖維成分是區(qū)別于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(fā)明的耐火成型體的制法2中，通過使耐火成型體形成用漿料含有纖維成分，能夠提高后述的脫水成型時的成型性。在本發(fā)明的耐火成型體的制法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于I質量％，優(yōu)選盡可能不包含粘合劑。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，易于對所獲得的耐火成型體賦予充分的強度，但在本發(fā)明的耐火成型體的制法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，并在不包含粘合劑時，能夠有效減少所獲得的耐火成型體的導熱性。在本發(fā)明的耐火成型體的制法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并含有少量親水性有機溶劑的溶劑，優(yōu)選為水。在本發(fā)明的耐火成型體的制法2中，對耐火成型體形成用漿料的制備方法沒有特別限定。例如，能夠采用在水溶劑中，以所需濃度加入石灰原料粉末和硅酸原料粉末、硬硅鈣石漿料(含有硬硅鈣石粒子的漿料)、硅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，然后進行充分攪拌來制備的方法。在本發(fā)明的耐火成型體的制法2中，對上述耐火成型體形成用漿料進行脫水成型。在本發(fā)明的耐火成型體的制造方法中，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，對于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，脫水成型可采用下述方法來進行將該漿料流入底部設有網的成型模中，并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(fā)明的耐火成型體的制法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(yōu)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(yōu)選后述干燥處理后的耐火成型體的堆密度達到0. 2 2. Og/cm3、更優(yōu)選達到0. 5 I. 5g/cm3、進一步優(yōu)選達到0. 6 I. Og/cm3的方式調節(jié)所加壓力等而進行脫水成型。在本發(fā)明的耐火成型體的制法2中，對上述漿料經過脫水處理后得到的脫水處理物進行水熱處理。對水熱處理而言，優(yōu)選將上述脫水處理物轉送至高壓鍋中后，在水蒸氣環(huán)境下進行。對水熱處理條件而言，優(yōu)選在能夠從硅酸鈣粒子的原料獲得目標硅酸鈣粒子的條件下進行，優(yōu)選在7kg/cm2以上的水蒸氣壓下進行，更優(yōu)選在14kg/cm2以上的水蒸氣壓下進行，進一步優(yōu)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，可根據要獲得的硅酸鈣粒子的種類、水熱處理時的水蒸氣壓來進行適當選擇。例如，當要獲得硬硅鈣石粒子而對石灰原料粉末和硅酸原料粉末以14kg/cm2以上的水蒸氣壓進行水熱處理時,水熱處理時間優(yōu)選為5 48小時。對水熱處理溫度也沒有特別限制，可根據要獲得的硅酸鈣粒子的種類、水熱處理時的水蒸氣壓、水熱處理時間等來進行適當選擇?；谏鲜鏊疅崽幚?，例如，可使作為原料的石灰原料粉末和硅酸原料粉末發(fā)生反應，從而生成作為硅酸鈣粒子的硬硅鈣石粒子。在本發(fā)明的耐火成型體的制法2中，對上述施加了水熱處理的水合處理物進行干 燥處理。優(yōu)選干燥處理溫度為50 300°C，更優(yōu)選為100 200°C。另外，優(yōu)選干燥處理時間為I 24小時。優(yōu)選干燥處理環(huán)境為大氣環(huán)境。本發(fā)明的耐火成型體的制法2，優(yōu)選作為本發(fā)明的耐火成型體2的制作方法。如上所述，當要通過混煉無機粒子和無機纖維來制作耐火成型體時，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(fā)明人等進行了深入研究的結果，令人吃驚地發(fā)現當耐火成型體形成用漿料含有硅酸鈣粒子的原料作為無機粒子的原料，并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，然后進行干燥處理，能夠抑制無機纖維集合體發(fā)生纖維松解，并且可使所獲得的耐火成型體中含有大量無機纖維集合體?；诖税l(fā)現而完成了本發(fā)明。根據本發(fā)明的耐火成型體的制法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，對含有硅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(tài)下合成硅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制作耐火成型體。采用本發(fā)明耐火成型體的制造方法，能夠適宜地制作出本發(fā)明的耐火成型體。具體而言，采用本發(fā)明耐火成型體的制法1，能夠適宜地制作本發(fā)明的耐火成型體I ;采用本發(fā)明耐火成型體的制法2，能夠適宜地制作本發(fā)明的耐火成型體2。另外，本發(fā)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(fā)明的耐火成型體的制法I中，在配制了不包含粘合劑的耐火成型體形成材料后，可采用粉漿澆鑄(slip cast)法進行成型來制作。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，并使溶劑吸收于成型模，從而成型為具有所需厚度的目標物的方法?；诒痉椒?，通過使耐火成型體形成材料致密地填充于成型模中，從而即使在耐火成型體形成材料不包含粘合劑的情況下，也能夠制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(fā)明的金屬鑄造用構件。本發(fā)明的金屬鑄造用構件，其特征在于，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，并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(fā)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(huán)頭等。對本發(fā)明的金屬鑄造用構件而言，除了其形狀被限定于與金屬鑄造用構件用途相匹配的形狀以外，其它與本發(fā)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(yōu)選的含量比率、所獲得的物理性質等，也與本發(fā)明·的耐火成型體相同。另外，對本發(fā)明的金屬鑄造用構件的制造方法而言，除了制造物的形狀被限定于金屬鑄造用構件的形狀以外，其它也與本發(fā)明的耐火成型體的制法I或者耐火成型體的制法2相同，可將上述耐火成型體形成材料填充于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、水熱處理后經過干燥處理來進行制作。本發(fā)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(fā)明的耐火成型體構成的耐火襯里材料而成的金屬鑄造用構件。當金屬鑄造用構件為耐火襯里材料形成于金屬制殼體的表面而成的構件時，例如，可將形成為規(guī)定尺寸的薄板狀耐火成型體制襯里材料粘貼于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里材料可采用與本發(fā)明的耐火成型體的制法I或者耐火成型體的制法2相同的方法來進行制作。通過使用適當的砂漿等來將上述襯里材料粘貼于金屬制殼體表面，能夠制作本發(fā)明的金屬鑄造用構件。另外，當耐火襯里材料形成在金屬制殼體表面的情況下，可采用與本發(fā)明的耐火成型體的制法I相同的方法來制作耐火成型體形成材料的混煉物，將該混煉物作為襯里材料形成用的混煉材料，并以所需形狀涂布在金屬制殼體表面上后，通過在與本發(fā)明的耐火成型體的制法I相同的條件下適當進行干燥、燒成來制作本發(fā)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(yōu)選相對于2 IOmm厚度的金屬制殼體,使用50 200mm厚度的襯里材料。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，并且在上部具有開口部的開放容器狀的鑄勺，并可以舉出上述開放式容器整體由本發(fā)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(fā)明的耐火成型體所形成的襯里材料的鑄勺。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(fā)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(fā)明的耐火成型體所形成的襯里材料的鑄桶。若本發(fā)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，能夠使其容易安裝于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，通過預先配置于所需位置上，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里材料以對其表面進行覆蓋，并使支承配件部分露出，基于此也能夠進行安裝。基于本發(fā)明，能夠提供一種導熱性降低并且對物理沖擊和熱沖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(fā)明，但這些只不過是示例而已，并不對本發(fā)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，并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質量份的二氧化硅、30. 0質量份的硅灰石粒子；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-丁二烯共聚物乳膠涂布玻璃纖維短切原絲(在切割整齊集中的玻璃連續(xù)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，相對于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，相對于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，然后混煉10分鐘，由此制作混煉物。根據JIS R 5201的規(guī)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并配置有支承構件)中，在105°C下干燥24小時后，進一步在700°C下燒成3小時，由此制作出如圖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于表2中。另外，如圖2所示，在具有與(如圖中以涂黑所示的)鑄桶形狀相對應的形狀的金屬殼體5上，以50mm厚度涂布上述混煉物，在105°C下干燥24小時后，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)耐火襯里材料6而制作出鑄桶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下干燥24小時后，進一步在700°C下燒成3小時，由此獲得四角柱狀的成型物，然后測定了該成型物的堆密度以及根據JIS R1662測定時的夏比沖擊值,結果,堆密度為I. 6g/cm3、夏比沖擊值為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，制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于表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。將結果示于表I中。而且，使用上述混煉物，與實施例I同樣地制作四角柱狀的成型物，并與實施例I同樣地測定各成型物的堆密度和夏比沖擊值。將結果示于表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，其特征在于，含有無機粒子和束狀的無機纖維集合體，并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，并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，含有硅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，并具有在所述硅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，基于JISR 1662測定時的夏比沖擊值為O. 5 10mJ/mm2。
9.一種耐火成型體的制造方法，其特征在于，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后，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制造方法，其特征在于，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后，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制造方法，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制造方法，其中，基于JISR5201測定時的所述混煉物的Tap流動值為150mm以上。
13.—種耐火成型體的制造方法，其特征在于，對含有硅酸鈣粒子的原料并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，接著進行水熱處理后加以干燥處理，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制造方法，其中，所述硅酸鈣粒子的原料是石灰原料粉末和硅酸原料粉末。
15.如權利要求14所述的耐火成型體的制造方法,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制造方法，其中，所述耐火成型體形成用漿料在固體成分中，相對于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制造方法，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，是相對于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，其特征在于，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，并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(fā)明提供一種導熱性低并且均質性高、對物理沖擊和熱沖擊的耐久性高的新型耐火成型體。所述耐火成型體，其特征在于，含有無機粒子和束狀的無機纖維集合體，并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(yōu)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，并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，其含有硅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，并具有在硅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(yōu)先權日2010年3月5日
發(fā)明者中間茂, 木原規(guī)浩, 菅沼洋介 申請人:霓佳斯株式會社