JPH0229953B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、低融点金属溶湯保持炉に使用し
て、低融点金属の内部へのもれを防止する低融点
金属溶湯保持炉用部材に関するものである。 従来、この種の低融点金属溶湯保持炉用部材と
しては、浸漬ヒーター用保護管、熱電対保護管等
があり、これらは一端が封じられており、他端が
開放されている。一般に材料としては炭化珪素な
どの耐火セラミツク材料が用いられているが、こ
れらのセラミツク材料は成型法の制約から、従来
のものでは封じ部分と直管部分とは別途に成型さ
れ、成型後それらの部材と同種のセラミツク材料
に結合材を加えたペーストで封じ部分と直管部を
一次接合し、しかる後焼結し製品としていた。 このため、従来の低融点金属溶湯保持炉用部材
には少なくとも一カ所の接合部がある。この結
果、低融点金属溶湯保持炉に用いた場合、次の様
な問題があつた。 (1) 接合部は組織的に他の部分と異り、一般的に
はポーラス組織である。そのため金属の内部侵
入が容易に発生する。 (2) 接合部の組織が他の部分と異るため、急激な
サーマル・シヨツクを受けた場合接合部と他の
部分にわずかな熱膨脹差あるいは収縮差が生
じ、マイクロ・クラツクを招いたり、ひいては
折損に至り、部材の寿命を著しく短くする。 この発明はこのような従来技術の欠点を解消し
て、金属のもれがなく、長期間の使用に耐え得る
低融点金属溶湯保持炉用部材の提供を目的として
いる。 以下、この発明の実施例を説明する。 第１図はこの発明による低融点金属溶湯保持炉
用部材の一例を示す。低融点金属溶湯保持炉用部
材は垂直に配置する円筒部１と、その円筒部１の
上端から外向きに水平方向に延びたフランジ部２
と、円筒部１の下端に連続して下向きに延びた半
球状の底部３とを有している。円筒部１の半径
R1は半球状の底部３の半径R3とほぼ同一であ
る。円筒部１と底部３とは連続して滑らかに連絡
している。 円筒部１、フランジ部２及び底部３はすべて同
一の耐火セラミツク材料でスリツプ・キヤステイ
ング法あるいはラバープレス法により一体成型し
て作る。かくて低融点金属溶湯保持炉用部材は、
少なくとも溶湯を接触する部分の1000℃における
熱伝導率が0.0038〜0.017cal／cmsec℃の組織で構
成される。 さて１つの具体例について説明すれば、材料は
炭化珪素を用い、水及び若干の分散材を添加し、
スリツプ状態とするのが最も望ましい。そしてこ
のスリツプ状態のものを所定の石こう型に流し込
む。それにより、一端封じの、たとえば外径65
mm、内径50mm、全長500mm（内径90mm、幅10mmの
フランジ付き）浸漬ヒーター用保護管を成型す
る。この成型体を2150℃−１時間の再結晶化処理
を行い製品を得る。この製品は一カ所の接合部も
無く、完全な一体成型品である。さらに、ダイキ
ヤスト用アルミ保持炉で、ヒーター保護管として
この一体成型品と同材質の従来の封じ端接合品の
ライフ・テストを行つたところ、次のような結果
を得た。 アルミ重量……250Kg アルミ組成……アルミ−88％、Si−12％ 保持温度……740℃ 操炉条件……１回／8Hr（炉より引き上げ再投入
するサイクルを繰り返す）

【表】 本発明による一体成型品のアルミもれ部分は、
第２図に示すようにスラグ・ライン付近４であつ
たが、従来の端部接合品のアルミもれ部分は第３
図に示すように接合部５であつた。 本発明の効果について説明すれば、スリツプ・
キヤステイング、ラバープレスなどの一体成型法
を採用したことにより、低融点金属溶湯保持炉用
部材の成型後の残留応力が一段と少なく、低融点
金属溶湯保持炉用部材の形状や一体成型であるこ
となどと相まつて相乗的に顕著な効果を奏する。 また、底部の封じ部分が半球の形状をなしてい
るが、従来の平封じに比較し、金属溶湯より受け
る圧力に対して部材の破壊を防止する効果が大で
ある。底部の封じ部分は金属溶湯の最深部に位置
するため、比重の大きな金属の場合相当の圧力を
受けるからである。半球状の底部の場合、この圧
力方向を分散させ、部材の破壊を防ぐ効果が大で
ある。 また、従来のように接合部を有する場合、接合
部と他の部分とは組織的な差が生ずる。 通常、接合部は他の部分と同一組成の物質で構
成するのではあるが、ペースト状で接着されるた
め、揮発成分を多量に含むのが常である。そのた
め、焼結後に一般には接合部はポーラスとなる傾
向が強い。この様な組織差は接合部と他の部分と
の熱的性質に大きな影響を与える。特に熱伝導率
には大きな変化が生ずる。例えば、通常の炭化珪
素においては、1000℃における熱伝導率が0.0038
〜0.017cal／cmsec℃であるが、ペーストを用い
た接合部では0.0004〜0.0006cal／cmsec℃となる。
この熱伝導率の差は、接合部付近に残存熱歪が生
ずる大きな要因であり、繰り返して加熱冷却を行
うような使用状況においては、接合部にマイク
ロ・クラツクを生成させ、製品のライフを著しく
短くする。しかし、本発明によれば、少なくとも
溶湯に接触する部分においては接合部が全く存在
せず、その部分は同じ熱伝導率の組織になつてい
るので、寿命の増加が顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による低融点金属溶湯保持炉用
部材の一例を示す垂直断面図、第２図は第１図に
示した低融点金属溶湯保持炉用部材の、特にアル
ミが内部に析出した状態を示す図、第３図は従来
の低融点金属溶湯保持炉用部材の、アルミが内部
に析出した状態を示す図である。 １……円筒部、２……フランジ部、３……底
部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アルミ等の低融点金属の溶湯保持炉の内部に
   垂直に配置されていて内径の数倍の長さを有する
   円筒部と、前記低融点金属の液面とほぼ平行にな
   るように前記円筒部の上端に水平方向に延びたフ
   ランジ部と、前記円筒部の下端に下向きに延びて
   前記低融点金属の最深部に位置し、かつ前記円筒
   部の半径とほぼ同一の半径を有する半球状の底部
   とを有し、前記円筒部と前記底部とを滑らかに連
   絡し、しかも、少なくとも金属溶湯と接触する部
   分は底部を含めて全体を同一の耐火セラミツク部
   材で一体成型し、少なくとも金属溶湯と接触する
   部分の1000℃における熱伝導率が0.0038〜
   0.017cal／cm・sec℃である組織にして前記低融
   点金属の液もれ部分がスラグライン付近に来る構
   成にしたことを特徴とする低融点金属溶湯保持炉
   用部材。