JPH0343224B2 - - Google Patents
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- JPH0343224B2 JPH0343224B2 JP58085534A JP8553483A JPH0343224B2 JP H0343224 B2 JPH0343224 B2 JP H0343224B2 JP 58085534 A JP58085534 A JP 58085534A JP 8553483 A JP8553483 A JP 8553483A JP H0343224 B2 JPH0343224 B2 JP H0343224B2
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Description
この発明はダイカストや鋳造品等のアルミニウ
ム軽合金製品を製造するためのアルミニウム溶解
炉およびアルミニウム保持炉等の内張用耐火物の
改良に関するものである。アルミニウム溶解炉等
の内張用耐火物として、従来、シリカ含有量の少
ない高アルミナ質煉瓦が使用されているが、これ
はシリカを含有すると、使用時煉瓦の気孔に浸透
したアルミニウムが煉瓦成分のシリカと接触した
際、アルミニウムの還元力によつて容易にシリカ
が還元される結果、煉瓦が著しく侵食されるから
である。したがつて最近ではシリカ分が一層少な
い高アルミナ質煉瓦に移行しつつある。また、シ
リカ分はアルミニウム溶湯との接触界面でSi〜
Al〜Al2O3系の複合体を生成して内張用耐火物に
付着し、あるいはアルミニウム溶湯内に混入する
等の支障が生じることからも高アルミナ質煉瓦指
向となつている。
しかしながら、高アルミナ質煉瓦はアルミナ含
有量の多いものほど耐スポーリング性が低下する
傾向にあるので、加熱昇温→溶解温度の保持→冷
却→加熱昇温のサイクルで繰返し使用されるアル
ミニウム溶解炉等の使用条件のもとでは、スポー
リングによつて煉瓦に亀裂が発生し、引き続いて
その亀裂内に溶湯が浸透し、煉瓦破壊が進行する
という問題点がある。
また、高アルミナ質煉瓦のアルミナ分が高くな
るほど原料費が高くなるとともに、煉瓦の焼結の
ために、高温度での焼成が必要となる等、経済的
に不利益となる。
この発明は以上述べた従来のアルミニウム溶解
炉等の内張用耐火物を改善するためになされたも
ので、適性な骨材に、比較的多量のカオリン粘土
とリン酸アルミニウムを混合したものを、比較的
定温度で加熱処理した、気孔率の小さい緻密な煉
瓦であつて、溶湯浸透性が少なく、かつ耐スポー
リング性に優れた耐火物の製造方法を提供するも
のである。
以下、本発明の耐火物の製造方法について詳細
に説明する。
骨材はコランダム、ムライト、ジルコン、シリ
カガラス、スピネル(MgO・Al2O3)の1種また
は2種以上含むものを使用する。焼結アルミナの
如くコランダムを主成分とするもの、あるいは焼
成ボーキサイトの如くコランダムとムライトを主
成分とするもの等、1原料中に多種の鉱物が含ま
れるものも本発明に適する骨材である。
上記の骨材は、加熱過程で、例えば石英やジル
コニアのように結晶転移による異常膨張収縮が起
らず、容積安定性の高いものである。またこれら
の骨材は本発明の構成材料であるリン酸アルミニ
ウムと常温で反応しないので本発明の骨材として
特に適するものである。カオリン粘土は市販の水
簸木節粘土が適する。JISによる耐火度がSK32以
上で、カオリナイトやハロイサイトの如き粘土鉱
物を主体とする結合剤用の耐火粘土であれば適す
るが、長石や石英、雲母等を多量含有するもの、
および可塑性の乏しいものは適さない。カオリン
粘土は前記骨材100重量部に対し重量で7〜15部
使用する。5部以下ではできるだけ高い圧力で成
形する必要があり、また1300℃以上の高温で焼成
しなければ焼結しない欠点がある。前記通常の高
アルミナ質煉瓦は高い操業温度に耐えるように、
上記のようにカオリン粘土量をできるだけ少なく
し(2〜4重量部が通常である。)、少量の水を加
えて混練した後、高圧成形し、高温焼成(通常
1300℃以上)して製造されている。しかしなが
ら、このようにして得た高アルミナ質煉瓦は後記
実施例の表−3、試料:12の耐性テストに示すよ
うにアルミニウム溶解炉用等に充分適したものと
いうことができないのである。またカオリン粘土
が15部以上では、加熱処理の段階でひび割れなど
の組織欠陥が伴うことと、溶湯に対する耐食性が
低下する等の欠点がある。
リン酸アルミニウムは固体換算で1.5〜6.5重量
部使用する。リン酸アルミニウムはカオリン粘土
と併用することにより比較的低温度の加熱処理で
成形体の強度を高め、成形体の気孔率を小さく、
かつ通気率を10-4cm2オーダーの極めて低い値の組
織とすることができる。従つて、溶湯の浸透を少
なくすることができるから、耐食性を著しく向上
させることができる。リン酸アルミニウムは1.5
重量部以下では上記の効果が少なく、6.5重量部
以上では成形時ラミネーシヨンの発生、焼成時の
亀裂発生等、製造上好ましくなくなる。
以上述べた材料を混合、加水混練し、加圧成形
したのち、600〜1200℃で加熱処理する。600℃以
下では加熱処理体は吸湿・吸水により変形、変質
することがあり、耐スポーリング性の観点から充
分ではない。1200℃以上で焼成すると、カオリン
粘土の加熱分解により中にムライトと液相が生成
することとなり、煉瓦の弾性率が高くなる。従つ
て耐スポーリング性が低下するので好ましくな
い。
次に、この発明の実施例について説明する。
実施例
骨材として使用した原料と結合材として使用し
た原料について表−1に示す。これらはすべて市
販品である。
このうち骨材の大部分(a〜g)は、各々が4
−1mm、1−0.3mm、0.3mm以下、および0.044mm以
下の粒度毎に粉砕篩別された整粒品で構成され、
合成スピネル(h)とジルコンサンド(i)は単に0.3mm
以下に篩別された整粒品である。
結合材としてのカオリン粘土(j)は木節粘土の水
簸乾燥品で、見掛けの粒度が0.3mm以下に粉砕し
たものを、リン酸アルミニウム(k)はモノリン酸ア
ルミニウムとして50%濃度の水溶液を、珪酸ソー
ダ(l)はJIS3号品(Na2O/SiO2のモル比3)相当
品の粉末品(0.3mm以下)をそれぞれ使用した。
This invention relates to improvements in refractories for lining aluminum melting furnaces, aluminum holding furnaces, and the like for producing aluminum light alloy products such as die castings and castings. Conventionally, high alumina bricks with low silica content have been used as refractories for lining aluminum melting furnaces, etc. However, if they contain silica, the aluminum that has penetrated into the pores of the bricks during use will This is because when it comes into contact with silica, the silica is easily reduced by the reducing power of aluminum, resulting in significant corrosion of the bricks. Therefore, recently there has been a shift towards high alumina bricks with even lower silica content. In addition, the silica content is Si ~ at the contact interface with the molten aluminum.
High alumina bricks are also being used because of problems such as the formation of Al to Al 2 O 3 complexes that adhere to lining refractories or mix into molten aluminum. However, the higher the alumina content of high alumina bricks, the lower their spalling resistance tends to be. Under such usage conditions, cracks occur in the bricks due to spalling, and the molten metal subsequently penetrates into the cracks, causing the bricks to break down. Furthermore, the higher the alumina content of the high alumina brick, the higher the raw material cost, and the need for firing at a high temperature for sintering the brick, which is economically disadvantageous. This invention was made in order to improve the refractory lining of conventional aluminum melting furnaces, etc., as described above. The present invention provides a method for producing a refractory that is a dense brick with a low porosity that is heat-treated at a relatively constant temperature, has low molten metal permeability, and has excellent spalling resistance. Hereinafter, the method for manufacturing a refractory of the present invention will be explained in detail. The aggregate used is one or more of corundum, mullite, zircon, silica glass, and spinel (MgO.Al 2 O 3 ). Aggregates containing various minerals in one raw material are also suitable aggregates for the present invention, such as those containing corundum as a main component such as sintered alumina, or those containing corundum and mullite as main components such as calcined bauxite. The above-mentioned aggregate does not undergo abnormal expansion and contraction due to crystal transition during the heating process, unlike, for example, quartz or zirconia, and has high volume stability. Furthermore, these aggregates do not react with aluminum phosphate, which is a constituent material of the present invention, at room temperature, so they are particularly suitable as aggregates of the present invention. As for the kaolin clay, commercially available water elutriated Kibushi clay is suitable. Fireclays with a JIS refractory rating of SK32 or higher and mainly composed of clay minerals such as kaolinite and halloysite are suitable, but clays containing large amounts of feldspar, quartz, mica, etc.
and those with poor plasticity are not suitable. Kaolin clay is used in an amount of 7 to 15 parts by weight per 100 parts by weight of the aggregate. If it is less than 5 parts, it must be molded under as high a pressure as possible, and it has the disadvantage that it will not sinter unless it is fired at a high temperature of 1300°C or higher. The ordinary high alumina bricks can withstand high operating temperatures;
As mentioned above, the amount of kaolin clay is reduced as much as possible (usually 2 to 4 parts by weight), and after kneading with a small amount of water, high-pressure molding and high-temperature firing (usually
1300℃ or higher). However, the high alumina bricks obtained in this way cannot be said to be sufficiently suitable for use in aluminum melting furnaces, etc., as shown in the resistance test of sample 12 in Table 3 of Examples below. Furthermore, if the kaolin clay content is 15 parts or more, there are disadvantages such as structural defects such as cracks occurring during the heat treatment stage and a decrease in corrosion resistance against molten metal. Aluminum phosphate is used in an amount of 1.5 to 6.5 parts by weight in solid terms. By using aluminum phosphate in combination with kaolin clay, heat treatment at a relatively low temperature increases the strength of the molded product, reduces the porosity of the molded product,
Moreover, the structure can have an extremely low air permeability on the order of 10 -4 cm 2 . Therefore, since penetration of molten metal can be reduced, corrosion resistance can be significantly improved. Aluminum phosphate is 1.5
If the amount is less than 6.5 parts by weight, the above effect will be small, and if it is more than 6.5 parts by weight, lamination may occur during molding, cracks may occur during firing, etc., which is unfavorable in terms of manufacturing. The above-mentioned materials are mixed, kneaded with water, pressure-molded, and then heat-treated at 600 to 1200°C. At temperatures below 600°C, the heat-treated body may be deformed or deteriorated due to moisture absorption, which is not sufficient from the standpoint of spalling resistance. When fired at temperatures above 1,200°C, mullite and a liquid phase are generated inside the clay due to thermal decomposition of the kaolin clay, increasing the elastic modulus of the brick. Therefore, the spalling resistance decreases, which is not preferable. Next, embodiments of the invention will be described. Examples Table 1 shows the raw materials used as aggregate and the raw materials used as binder. All of these are commercially available products. Of these, most of the aggregates (a to g) each have 4
Consists of sized products that are crushed and sieved into particle sizes of -1 mm, 1-0.3 mm, 0.3 mm or less, and 0.044 mm or less,
Synthetic spinel (h) and zircon sand (i) are simply 0.3mm
The following is a sized product that has been sieved. Kaolin clay (j) as a binder is an elutriated dried Kibushi clay that has been crushed to an apparent particle size of 0.3 mm or less, and aluminum phosphate (k) is a 50% aqueous solution of aluminum monophosphate. As for sodium silicate (l), a powder product (0.3 mm or less) equivalent to JIS No. 3 product (Na 2 O / SiO 2 molar ratio 3) was used.
【表】
これらの原料を用いて各種配合物を調製した
が、骨材の組合せについては表−2に示すものを
調製した。これらの骨材に結合材であるカオリン
粘土とリン酸アルミニウムを組合せた配合調製物
の配合は、試験体のNo.(供試No.)と関連づけて表
−3〜5に示す。
各配合物(供試No.1〜10、13〜24)は50Kgまで
混練できる通称ミツクマラー型の市販実験用の混
練機で各配合物40Kg毎に少量の水(平均外掛添加
量3.5重量部)を加えて20分間混練し、混練後、
耐火煉瓦製造用(市販品)のフリクシヨンプレス
を用いてJIS並型煉瓦形状に予備を含めて各5枚
ずつ成形した。
各成形体は、耐火煉瓦乾燥用の150℃まで昇温
するトンネルキルン式乾燥炉で、台車にのせて4
日間で炉を通過させて乾燥した。
乾燥後、炉体上下式で炉内容積0.2m3の炭化珪
素発熱式の大型電気炉に挿入して5℃/minの速
度で昇温し、所定温度に4時間保持して放冷する
ことにより加熱処理を行なつた。
但し、供試品No.22は乾燥のみで加熱処理せず、
供試品No.23は300℃で、供試品No.1〜10は800℃
で、供試品No.13〜21は1100℃で、また供試品No.24
は1200℃でそれぞれ加熱処理を行なつた。[Table] Various formulations were prepared using these raw materials, and the aggregate combinations shown in Table 2 were prepared. The formulations of these aggregates combined with kaolin clay and aluminum phosphate as binders are shown in Tables 3 to 5 in relation to the test specimen No. (sample No.). Each compound (test No. 1 to 10, 13 to 24) was mixed with a commercially available experimental kneader of the so-called Mitsukumar type, which can knead up to 50 kg, and a small amount of water was added for every 40 kg of each compound (average external addition amount: 3.5 parts by weight). Add and knead for 20 minutes. After kneading,
Using a friction press for manufacturing firebrick (commercially available), five pieces of each brick, including a spare, were molded into JIS standard brick shapes. Each molded body is placed on a trolley for 4 hours in a tunnel kiln type drying oven that heats up to 150℃ for drying firebricks.
It was dried by passing it through an oven for several days. After drying, it is inserted into a large silicon carbide heat-generating electric furnace with an upper and lower furnace body and an internal volume of 0.2 m3 , and the temperature is raised at a rate of 5°C/min, maintained at the specified temperature for 4 hours, and left to cool. The heat treatment was performed using the following methods. However, sample No. 22 was only dried and not heat treated.
Sample No. 23 is at 300℃, sample Nos. 1 to 10 are at 800℃
So, sample Nos. 13 to 21 are at 1100℃, and sample No. 24 is
were heat-treated at 1200°C.
【表】【table】
【表】
各加熱処理体、乾燥体および比較用煉瓦(従来
のアルミ溶解炉内張用高アルミナ質および粘土質
煉瓦)について、水冷式ダイヤモンドコアリング
機で高さを65mmとして直径が30mm(1個)、50mm
(2個)、80mm(1個)の円柱状試片を採取した。
30mm直径のものはさらにダイヤモンドカツターで
30mm高さになるように分断加工して1個を通気率
測定用試片とし、他の1個を見掛気孔率測定用試
片とした。
また、50mm直径の試片の1個はスポーリングテ
スト用とし、他の1個は圧縮強さ測定用とした。
80mm直径の試片は、壁と底部の肉厚が20mmとな
るように、40mmのダイヤモンドのコアとタガネや
ハンマーを使用して内部をくりぬきルツボに仕上
げて侵食試験用試片を作成した。これらの試片は
電気加熱熱風式乾燥炉に入れて再度150℃で一昼
夜乾燥して各試験に供した。
耐用度に関連する耐性を評価するための一つと
してスポーリングテストは1000℃に保温してある
炭化珪素発熱体の電気炉炉内に50mm直径×65mm高
さの円柱状試片を挿入し、20分間保持後、取出し
て水中に投入し急冷した。水中から取出し10分間
室温に放置して再び1000℃に加熱するという急激
急冷の繰返しを5回行つて試片に発生する亀裂の
発生状況から耐スポーリング性を評価した。
耐性のもう一つの重要な評価テストである侵食
テストは、上記外形80mm直径のルツボ型試片を用
い、ルツボ内に純アルミニウム(99.9%純度)の
塊15gを挿入して900℃に保温してある炭化珪素
発熱体の電気炉に挿入し、200時間保持して溶解
を行ない、冷却した後炉内から取出してルツボを
ダイヤモンドカツターで二つに切断してルツボ型
試片の内壁の損耗(溶損)の最大深さ、耐火物へ
の溶湯の浸透の有無および浸透の最大深さを調べ
て耐食性を評価した。
また物性としては圧縮強さ、見掛気孔率および
通気率を測定したが、測定方法は次の通りであ
る。
圧縮強さは50mm直径の円柱状試片を油圧式最大
100ton加圧できるアムスラー試験機で圧壊して強
度を求めた。通気率は30mm直径の円柱状試片を用
い、アスピレターで空気を吸収する、いわゆる減
圧方式の市販の簡易型の通気率測定装置により測
定した。
見掛気孔率は30mm直径の円柱状試片を用い、
JIS R 2205耐火煉瓦の見掛気孔率の測定方法に
準じて水煮沸法で測定した。
表−3にカオリン粘土とリン酸アルミニウムを
結合剤として800℃で加熱処理を行なつた供試体
で、本発明に係る骨材の種類について耐性および
物性テストを行なつた結果を、アルミニウム溶解
炉用として通常使用されている粘土質および高ア
ルミナ質煉瓦と対比して示す。
この結果は、炉材の耐用性を支配する耐スポー
リング性と耐食性の両性能を充分に満足せしめる
骨材は、焼結アルミナ(コランダム)…No.1、焼
成ボーキサイト(コランダム+ムライト)…No.
2、合成ムライト(ムライト)…No.3、石英ガラ
ス(シリカガラス)…No.7、焼結アルミナとスピ
ネル(コランダム+スピネル)…No.8、石英ガラ
スとジルコンサンド(シリカガラス+ジルコン)
…No.9、焼成ボーキサイトと焼結アルミナ(コラ
ンダム+ムライト)…No.10であり、化学組成では
SiO2で構成されてNo.7と共通する珪石系のNo.6、
それにロー石系のNo.5や焼成シヤモツト系のNo.4
供試体は粘土質煉瓦並みではあるが不良であるこ
とを示している。石英ガラスと珪石の差は化学成
分ではなくて鉱物組成で、前者がシリカガラスで
あり、後者がα型石英である点にあり、焼成シヤ
モツトやロー石にはα型石英が含まれるために耐
性が低下するものとみられる。これらの結果は本
発明に使用される骨材がコランダム、ムライト、
シリカガラス、ジルコンおよびスピネルの一種も
しくは二種以上から構成される骨材であることが
必要であることを示している。
また、本発明に係るNo.1〜3およびNo.7〜10供
試体は、従来使用されているアルミニウム溶解炉
材である粘土質や高アルミナ質煉瓦に比較して、
800℃という比較的低い温度での加熱処理体にも
拘らず耐性テストにおいては耐食性と耐スポール
性が著しく改善されており、物性テストにおいて
も強度は粘土質煉瓦の最低でも約2倍以上という
発現率で強度の改善効果のあることを示してい
る。
なお、炉材の溶湯に対する耐食性については、
炉材の組織が重要で、従来は見掛気孔率を小さく
することにより向上させることができると考えら
れてきたが、本結果からは、見掛気孔率の小さい
ことも必要であるが、通気率の方がより耐食性と
の関連があり、通気率を小さく、10-4cm2のオーダ
ーにすれば溶湯の浸透がなく、溶損の極めて低い
炉材とすることができることを裏付けている。
表−4に焼成ボーキサイと焼結アルミナ(コラ
ンダム+ムライト)の組合せの骨材を用いて1100
℃で加熱処理を行なつた供試体で、本発明に係る
カオリン粘土とリン酸アルミニウム量等について
耐性および物性テストを行なつた結果を示す。
この結果は、カオリン粘土の量が多くなるにつ
れて(No.13〜No.16)耐スポーリング性は向上する
傾向にあるが、余り多い(No.16)と耐食性が若干
低下することを示しており、耐スポーリング性と
耐食性の両性能について充分満足せしめるもの
は、5重量部以上の量で15重量部を越えない範囲
が最も良好であることを示している。
また、リン酸アルミニウムについては、これを
欠く(No.17)と耐食性が大巾に低下し、少量の添
加(No.18)によつて急激に向上することを示し、
耐スポーリング性は量が多い(No.20)と低下する
ことを示している。さらに珪酸ソーダを用いたも
の(No.21)は、耐食性と耐スポーリング性の両性
能ともに劣り、即ちリン酸アルミニウムの採用の
必要なることを示している。
一方物性テストと耐食性テストの関係は、800
℃加熱処理体の場合と同様に見掛気孔率より通気
率の方が依存性があり、通気率が小さく10-4cm2の
オーダーの組織を形成させることにより耐食性を
大巾に向上させ得ることを示唆している。[Table] For each heat-treated body, dried body, and comparative bricks (high alumina and clay bricks for lining conventional aluminum melting furnaces), the height was set to 65 mm using a water-cooled diamond coring machine, and the diameter was 30 mm (1 pieces), 50mm
(2 pieces) and 80mm (1 piece) cylindrical specimens were collected.
For those with a diameter of 30mm, use a diamond cutter.
It was cut into pieces with a height of 30 mm, and one piece was used as a test piece for measuring air permeability, and the other piece was used as a test piece for measuring apparent porosity. In addition, one of the specimens with a diameter of 50 mm was used for the spalling test, and the other specimen was used for measuring the compressive strength. The 80 mm diameter specimen was hollowed out using a 40 mm diamond core and a chisel or hammer to create a crucible so that the wall and bottom walls were 20 mm thick to create a specimen for erosion testing. These specimens were placed in an electrically heated hot air drying oven, dried again at 150°C for a day and night, and then used for each test. The spalling test, which is one way to evaluate resistance related to durability, involves inserting a cylindrical specimen with a diameter of 50 mm and a height of 65 mm into an electric furnace with a silicon carbide heating element kept at 1000°C. After holding for 20 minutes, it was taken out and put into water for rapid cooling. The specimen was taken out of the water, left at room temperature for 10 minutes, and then heated again to 1000°C. Rapid quenching was repeated five times, and the spalling resistance was evaluated based on the occurrence of cracks in the specimen. The erosion test, which is another important evaluation test for resistance, uses the above-mentioned crucible-shaped specimen with an external diameter of 80 mm, inserts 15 g of pure aluminum (99.9% purity) into the crucible, and heats it at 900°C. A certain silicon carbide heating element was inserted into an electric furnace, held for 200 hours to melt, and after cooling, the crucible was removed from the furnace and cut into two with a diamond cutter to determine the wear and tear on the inner wall of the crucible-shaped specimen. Corrosion resistance was evaluated by examining the maximum depth of molten metal (erosion loss), the presence or absence of penetration of molten metal into the refractory, and the maximum depth of penetration. As for the physical properties, compressive strength, apparent porosity, and air permeability were measured, and the measurement methods were as follows. Maximum compressive strength is obtained by hydraulically applying a cylindrical specimen with a diameter of 50 mm.
The strength was determined by crushing it using an Amsler testing machine that can pressurize 100 tons. The air permeability was measured using a cylindrical specimen with a diameter of 30 mm and a simple commercially available air permeability measuring device using a so-called decompression method, which absorbs air with an aspirator. Apparent porosity was determined using a cylindrical specimen with a diameter of 30 mm.
It was measured by the water boiling method according to JIS R 2205 method for measuring the apparent porosity of refractory bricks. Table 3 shows the results of resistance and physical property tests on the types of aggregates according to the present invention using specimens heat-treated at 800℃ using kaolin clay and aluminum phosphate as binders. This is shown in contrast to clay and high alumina bricks commonly used for industrial purposes. The results show that the aggregates that fully satisfy both the spalling resistance and corrosion resistance properties that govern the durability of furnace materials are sintered alumina (corundum)...No. 1 and calcined bauxite (corundum + mullite)...No. .
2.Synthetic mullite (mullite)...No.3, Silica glass (silica glass)...No.7, Sintered alumina and spinel (corundum + spinel)...No.8, Silica glass and zircon sand (silica glass + zircon)
…No. 9, calcined bauxite and sintered alumina (corundum + mullite) … No. 10, and the chemical composition is
Silica-based No. 6, which is composed of SiO 2 and is common to No. 7,
In addition, No. 5 of the low stone type and No. 4 of the fired shamoto type.
Although the specimen is comparable to clay brick, it shows that it is of poor quality. The difference between quartz glass and silica stone is not in chemical composition but in mineral composition; the former is silica glass and the latter is α-type quartz, and fired siyamoto and silica stone contain α-type quartz, making them more resistant. is expected to decline. These results indicate that the aggregate used in the present invention is corundum, mullite,
This indicates that the aggregate must be composed of one or more of silica glass, zircon, and spinel. In addition, compared to clay and high alumina bricks, which are conventionally used aluminum melting furnace materials, specimens Nos. 1 to 3 and Nos. 7 to 10 according to the present invention have
Despite being heat-treated at a relatively low temperature of 800℃, the corrosion resistance and spalling resistance were significantly improved in the resistance test, and the strength was at least twice as strong as that of clay brick in the physical property test. This shows that it has the effect of improving strength. Regarding the corrosion resistance of furnace materials against molten metal,
The structure of the furnace material is important, and it was conventionally thought that it could be improved by reducing the apparent porosity, but these results show that although it is necessary to have a small apparent porosity, ventilation This proves that the permeability is more closely related to corrosion resistance, and that if the air permeability is small, on the order of 10 -4 cm 2 , there will be no penetration of molten metal, and it is possible to create a furnace material with extremely low erosion loss. Table 4 shows that 1100
The results of resistance and physical property tests regarding the kaolin clay according to the present invention, the amount of aluminum phosphate, etc., are shown on specimens heat-treated at °C. This result shows that as the amount of kaolin clay increases (No. 13 to No. 16), the spalling resistance tends to improve, but if it is too large (No. 16), the corrosion resistance slightly decreases. This shows that the best way to fully satisfy both spalling resistance and corrosion resistance is when the amount is 5 parts by weight or more but does not exceed 15 parts by weight. In addition, regarding aluminum phosphate, it was shown that the lack of aluminum phosphate (No. 17) drastically reduced the corrosion resistance, and the addition of a small amount (No. 18) sharply improved it.
The results show that the spalling resistance decreases as the amount increases (No. 20). Furthermore, the one using sodium silicate (No. 21) was inferior in both corrosion resistance and spalling resistance, indicating that it was necessary to use aluminum phosphate. On the other hand, the relationship between physical property tests and corrosion resistance tests is 800
As in the case of °C heat-treated bodies, the air permeability is more dependent than the apparent porosity, and by forming a structure with a small air permeability on the order of 10 -4 cm 2 , corrosion resistance can be greatly improved. It suggests that.
【表】【table】
【表】【table】
【表】
表−5に焼成ボーキサイトと焼結アルミナ(コ
ランダム+ムライト)の組合せの骨材を用い、カ
オリン粘土とリン酸アルミニウムを結合材とした
配合物で、本発明に係る加熱処理温度について試
験した結果を示す。吸湿性は、炉材が保管中に空
気中の湿気を吸収して変質し、あるいは軟化して
変形し製品価値を失なわしめる性質である。この
テスト結果は150℃で加熱処理したもの(No.22)
は吸湿性があり、600℃以上の温度で処理したも
の(No.23,24)は吸湿しないことを示している。
但し吸湿性は、見掛気孔率を測定中、供試片を水
で煮沸して脱気飽水し、冷却後水中で飽水重量を
秤量するが、秤量時に恒量となつているものは吸
湿性なしと判断し、秤量時徐々に増量するものを
吸湿性ありと判定した。
この現象は、リン酸アルミニウムが加熱処理に
よつて一部脱水が行なわれて活性(不安定)な状
態にあるが、水中では徐々に水和反応が進行する
ためである。
また、加熱処理が高い場合(No.24)耐食性は余
り低下しないが、耐スポーリング性が低下する。
これらの結果は600℃以上で1200℃を越えない温
度域で加熱処理する必要のあることを示してい
る。
本願発明の方法による耐火物は上述のようにコ
ランダム等の耐火材に耐火れんがとしては比較的
多量カオリン粘土にリン酸アルミニウムを添加
し、フリクシヨンプレス成形し、中温焼成(600
〜1200℃)した結果、低気孔率で低通気性の組成
をもち、緻密で強度の煉瓦を得ることができ、そ
の結果アルミニウム溶湯浸透性が少なく、かつ耐
スポーリング性に優れたアルミニウム溶解炉用耐
火物を得ることができる。[Table] Table 5 shows the heat treatment temperature according to the present invention using a combination of aggregates of calcined bauxite and sintered alumina (corundum + mullite) and a mixture of kaolin clay and aluminum phosphate as binders. The results are shown below. Hygroscopicity is a property of furnace materials that absorb moisture in the air during storage, resulting in deterioration or softening and deformation, resulting in loss of product value. This test result is for heat treated at 150℃ (No. 22)
is hygroscopic, and those treated at temperatures of 600°C or higher (Nos. 23 and 24) do not absorb moisture.
However, to determine hygroscopicity, while measuring the apparent porosity, the specimen is boiled in water to degas and saturate it, and after cooling, the saturated weight is weighed in water. It was judged as having no hygroscopicity, and those whose weight gradually increased during weighing were judged to be hygroscopic. This phenomenon occurs because aluminum phosphate is partially dehydrated by heat treatment and is in an active (unstable) state, but a hydration reaction gradually proceeds in water. Furthermore, when the heat treatment is high (No. 24), the corrosion resistance does not decrease much, but the spalling resistance decreases.
These results indicate that it is necessary to conduct heat treatment in a temperature range of 600°C or higher but not exceeding 1200°C. As mentioned above, the refractory produced by the method of the present invention is made by adding aluminum phosphate to kaolin clay in a relatively large amount for refractory bricks to a refractory material such as corundum, friction press molding, and medium temperature firing (600
~1200℃) As a result, it is possible to obtain dense and strong bricks with a low porosity and low air permeability composition, resulting in an aluminum melting furnace with low permeability to molten aluminum and excellent spalling resistance. It is possible to obtain refractories for general use.
Claims (1)
コンおよびスピネル(MgO・Al2O3)の1種また
は2種以上を含む骨材100重量部に7〜15重量部
のカオリン粘土と固体換算で1.5〜6.5重量部のリ
ン酸アルミニウムを添加し、加水混練し、フリク
シヨンプレス成形したのち、600〜1200℃で加熱
することを特徴とするアルミニウム溶解炉用耐火
物の製造方法。1 100 parts by weight of aggregate containing one or more of corundum, mullite, silica glass, zircon and spinel (MgO・Al 2 O 3 ), 7 to 15 parts by weight of kaolin clay and 1.5 to 6.5 parts by weight in solid terms 1. A method for producing a refractory for an aluminum melting furnace, which comprises adding 100% of aluminum phosphate, kneading with water, performing friction press molding, and then heating at 600 to 1200°C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58085534A JPS59213667A (en) | 1983-05-16 | 1983-05-16 | Refractories for aluminum melting furnace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58085534A JPS59213667A (en) | 1983-05-16 | 1983-05-16 | Refractories for aluminum melting furnace |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59213667A JPS59213667A (en) | 1984-12-03 |
| JPH0343224B2 true JPH0343224B2 (en) | 1991-07-01 |
Family
ID=13861544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58085534A Granted JPS59213667A (en) | 1983-05-16 | 1983-05-16 | Refractories for aluminum melting furnace |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59213667A (en) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4924124A (en) * | 1972-06-09 | 1974-03-04 | ||
| GB1436179A (en) * | 1973-07-17 | 1976-05-19 | Ici Ltd | Aluminium phosphate refractory binder |
| JPS57129865A (en) * | 1981-01-30 | 1982-08-12 | Nippon Kokan Kk | Manufacture of spinnel brick |
| JPS5832078A (en) * | 1981-08-17 | 1983-02-24 | 新日本製鐵株式会社 | Fire resistant composition |
-
1983
- 1983-05-16 JP JP58085534A patent/JPS59213667A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59213667A (en) | 1984-12-03 |
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