JPH0722666B2 - アルミニウム溶湯用濾材 - Google Patents
アルミニウム溶湯用濾材Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はアルミニウム溶湯中から固形不純物を濾過する
ためのアルミニウム溶湯用濾材に関する。
ためのアルミニウム溶湯用濾材に関する。
（従来の技術） アルミニウムの薄板や箔はアルミニウム溶湯をインゴッ
トに鋳造し、これを圧延して製造される。ところが、ア
ルミニウム溶湯に含まれる金属酸化物や耐火物の微小破
片等の固形不純物がそのままインゴット中に混入する
と、これを圧延して薄板や箔等を製造する過程でピンホ
ールや表面欠陥が発生することがある。これを防ぐに
は、溶湯中から固形不純物を除去する必要があり、その
ために例えばパイプ状に成形した多孔質セラミック製の
濾材が使用されていた。このアルミニウム溶湯用濾材
は、従来、例えば炭化珪素、窒化珪素或はアルミナ等の
骨材粒子を無機質結合材原料と混練してパイプ状に成形
し、その後所定温度にまで加熱して冷却することにより
製造されていた。この製造方法によれば、ガラス化した
無機質結合材により骨材粒子が互いに結合させられ、骨
材粒子間に無数の微細連続気孔を有する構成の多孔質セ
ラミックが得られる。
トに鋳造し、これを圧延して製造される。ところが、ア
ルミニウム溶湯に含まれる金属酸化物や耐火物の微小破
片等の固形不純物がそのままインゴット中に混入する
と、これを圧延して薄板や箔等を製造する過程でピンホ
ールや表面欠陥が発生することがある。これを防ぐに
は、溶湯中から固形不純物を除去する必要があり、その
ために例えばパイプ状に成形した多孔質セラミック製の
濾材が使用されていた。このアルミニウム溶湯用濾材
は、従来、例えば炭化珪素、窒化珪素或はアルミナ等の
骨材粒子を無機質結合材原料と混練してパイプ状に成形
し、その後所定温度にまで加熱して冷却することにより
製造されていた。この製造方法によれば、ガラス化した
無機質結合材により骨材粒子が互いに結合させられ、骨
材粒子間に無数の微細連続気孔を有する構成の多孔質セ
ラミックが得られる。
（発明が解決しようとする課題） ところが、この構成では、骨材粒子を相互に結合する無
機質結合材がシリカ系のガラス質であるため、無機質結
合材中のSiO2がアルミニウム溶湯と反応して遊離シリコ
ンを生成し、これが溶湯内に混入してアルミニウム溶湯
の汚染を生じさせ、ひいてはアルミニウムインゴットの
圧延過程におけるクラック発生等の原因となるという問
題があった。また、このことは無機質結合材をアルミニ
ウム溶湯が浸蝕することを意味するから、長期間にわた
り使用するうちに濾材が強度低下を来して寿命が短いと
いう欠点もあった。
機質結合材がシリカ系のガラス質であるため、無機質結
合材中のSiO2がアルミニウム溶湯と反応して遊離シリコ
ンを生成し、これが溶湯内に混入してアルミニウム溶湯
の汚染を生じさせ、ひいてはアルミニウムインゴットの
圧延過程におけるクラック発生等の原因となるという問
題があった。また、このことは無機質結合材をアルミニ
ウム溶湯が浸蝕することを意味するから、長期間にわた
り使用するうちに濾材が強度低下を来して寿命が短いと
いう欠点もあった。
そこで、本発明の目的は、アルミニウム溶湯の汚染を防
止でき、且つ耐蝕性に優れたアルミニウム溶湯用濾材を
提供するにある。
止でき、且つ耐蝕性に優れたアルミニウム溶湯用濾材を
提供するにある。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明のアルミニウム溶湯用濾材は、アルミナ質の骨材
粒子を、その100重量部に対して５〜20重量部の無機質
結合材にて結合してなり、その無機質結合材の原料組成
がB2O3 15〜80％、Al2O3 ２〜60％、CaO ０〜30％及
びMgO ５〜50％とされ、粉末Ｘ線回折における２θ＝1
6.5゜に現れる9Al2O3・2B2O3のピーク高さが、２θ＝4
3.4゜に表れるα−Al2O3のピーク高さに比較して30％以
上であるところに特徴を有する。
粒子を、その100重量部に対して５〜20重量部の無機質
結合材にて結合してなり、その無機質結合材の原料組成
がB2O3 15〜80％、Al2O3 ２〜60％、CaO ０〜30％及
びMgO ５〜50％とされ、粉末Ｘ線回折における２θ＝1
6.5゜に現れる9Al2O3・2B2O3のピーク高さが、２θ＝4
3.4゜に表れるα−Al2O3のピーク高さに比較して30％以
上であるところに特徴を有する。
（作用） 上記アルミニウム溶湯用濾材によれば、無機質結合材中
にSiO2を含まず且つ無機質結合材が結晶化しているの
で、遊離シリコンによる溶湯汚染及びそれに伴う無機質
結合材の浸蝕を防止できる。また、粉末Ｘ線回折で２θ
＝16.5゜に現れる9Al2O3・2B2O3のピーク高さが、２θ
＝43.4゜に表れるα−Al2O3のピーク高さに比較して30
％以上であることは、無機質結合材が高度に結晶化して
いることを意味するから、結晶化度が低い即ちガラス化
が高い無機質結合材に比べてアルミニウム溶湯に対する
耐蝕性に優れ、一層の長寿命化が可能になる。無機質結
合材の結晶化度と濾材の耐蝕性との関係は、無機質結合
材が種々の結晶化度を呈する各種の濾材をアルミニウム
溶湯中に浸漬した後の残存強度を測定することにより導
き出すことができる。例えばアルミニウム合金5056の溶
湯中に24時間浸漬した後の残存強度の測定結果は第１図
に示す通りであり、結晶化度が30％以上となれば残存強
度が十分に高く、即ち耐蝕性が十分に高くなることが分
かる。これが本発明において、粉末Ｘ線回折で２θ＝1
6.5゜に現れる9Al2O3・2B2O3のピーク高さが、２θ＝4
3.4゜に表れるα−Al2O3のピーク高さに比較して30％以
上であることを必要とする理由である。
にSiO2を含まず且つ無機質結合材が結晶化しているの
で、遊離シリコンによる溶湯汚染及びそれに伴う無機質
結合材の浸蝕を防止できる。また、粉末Ｘ線回折で２θ
＝16.5゜に現れる9Al2O3・2B2O3のピーク高さが、２θ
＝43.4゜に表れるα−Al2O3のピーク高さに比較して30
％以上であることは、無機質結合材が高度に結晶化して
いることを意味するから、結晶化度が低い即ちガラス化
が高い無機質結合材に比べてアルミニウム溶湯に対する
耐蝕性に優れ、一層の長寿命化が可能になる。無機質結
合材の結晶化度と濾材の耐蝕性との関係は、無機質結合
材が種々の結晶化度を呈する各種の濾材をアルミニウム
溶湯中に浸漬した後の残存強度を測定することにより導
き出すことができる。例えばアルミニウム合金5056の溶
湯中に24時間浸漬した後の残存強度の測定結果は第１図
に示す通りであり、結晶化度が30％以上となれば残存強
度が十分に高く、即ち耐蝕性が十分に高くなることが分
かる。これが本発明において、粉末Ｘ線回折で２θ＝1
6.5゜に現れる9Al2O3・2B2O3のピーク高さが、２θ＝4
3.4゜に表れるα−Al2O3のピーク高さに比較して30％以
上であることを必要とする理由である。
更に、本発明の濾材は、骨材粒子がアルミニウム溶湯に
対し濡れ性に優れるアルミナ質であるから、アルミニウ
ム溶湯が骨材粒子間の気孔を通過し易く、濾過効率に優
れる。しかも、上述のように無機質結合材は結晶化して
いるから、アルミニウム溶湯に対する濡れ性に優れては
いるものの熱膨脹率が比較的大きいという問題があるア
ルミナ質の骨材粒子を使用していても、無機質結合材が
ガラス質となっている従来のアルミニウム溶湯用濾材に
比べて使用時における全体の熱膨脹を小さくすることが
でき、熱応力に起因する破損やクラック発生を防止して
物理的側面からの長寿命化も図ることができる。
対し濡れ性に優れるアルミナ質であるから、アルミニウ
ム溶湯が骨材粒子間の気孔を通過し易く、濾過効率に優
れる。しかも、上述のように無機質結合材は結晶化して
いるから、アルミニウム溶湯に対する濡れ性に優れては
いるものの熱膨脹率が比較的大きいという問題があるア
ルミナ質の骨材粒子を使用していても、無機質結合材が
ガラス質となっている従来のアルミニウム溶湯用濾材に
比べて使用時における全体の熱膨脹を小さくすることが
でき、熱応力に起因する破損やクラック発生を防止して
物理的側面からの長寿命化も図ることができる。
無機質結合材の原料組成を上述の範囲に定めているの
は、次の理由による。即ち、B2O3はアルミニウム溶湯に
対する耐蝕性を向上させる観点から15％以上含まれるこ
とが必要で、溶融温度を適切な程度にまで高める観点か
ら80％以下であることが必要である。また、Al2O3を２
〜60％、CaOを０〜30％及びMgOを５〜50％とする理由は
主として溶融温度を適切な範囲内に納めるためで、特に
各々の上限を越えるときには溶融温度を過剰に高めなく
てはならず、B2O3の飛散という問題を生ずる。なお、こ
の無機質結合材の添加形態は、いわゆる生原料でもフリ
ット化した原料でも良いが、後者の方が加熱時に均一な
溶融状態が得られて結晶化が促進される点でより好まし
い。
は、次の理由による。即ち、B2O3はアルミニウム溶湯に
対する耐蝕性を向上させる観点から15％以上含まれるこ
とが必要で、溶融温度を適切な程度にまで高める観点か
ら80％以下であることが必要である。また、Al2O3を２
〜60％、CaOを０〜30％及びMgOを５〜50％とする理由は
主として溶融温度を適切な範囲内に納めるためで、特に
各々の上限を越えるときには溶融温度を過剰に高めなく
てはならず、B2O3の飛散という問題を生ずる。なお、こ
の無機質結合材の添加形態は、いわゆる生原料でもフリ
ット化した原料でも良いが、後者の方が加熱時に均一な
溶融状態が得られて結晶化が促進される点でより好まし
い。
更に、骨材粒子100重量部に対し無機質結合材を５〜20
重量部とするのは、それが５重量部未満では骨材粒子の
相対量が増大するため、アルミナ質骨材粒子の熱膨脹が
寄与して全体の熱膨脹が大きくなってしまい、20重量部
を越えると骨材粒子間の空隙を無機質結合材が埋める傾
向となって濾過効率が低下するからである。尚、無機質
結合材の最適な添加量は上述の範囲内で骨材粒径に応じ
て異なり、アルミナ質骨材粒子としては電融アルミナ又
は焼結アルミナのいずれも使用することができる。
重量部とするのは、それが５重量部未満では骨材粒子の
相対量が増大するため、アルミナ質骨材粒子の熱膨脹が
寄与して全体の熱膨脹が大きくなってしまい、20重量部
を越えると骨材粒子間の空隙を無機質結合材が埋める傾
向となって濾過効率が低下するからである。尚、無機質
結合材の最適な添加量は上述の範囲内で骨材粒径に応じ
て異なり、アルミナ質骨材粒子としては電融アルミナ又
は焼結アルミナのいずれも使用することができる。
（実施例） 以下本発明のいくつかの実施例を比較例と共に述べる。
全ての実施例及び比較例において骨材粒子は14〜28メッ
シュの焼結アルミナを使用している。無機質結合材は各
表に示す組成になるように添加し、骨材粒子、有機バイ
ンダー及び水と共に混練し、この後、例えばパイプ状に
成形して乾燥後、1300℃にて焼成した。焼成後、外観を
観察し、曲げ強度を測定した。
シュの焼結アルミナを使用している。無機質結合材は各
表に示す組成になるように添加し、骨材粒子、有機バイ
ンダー及び水と共に混練し、この後、例えばパイプ状に
成形して乾燥後、1300℃にて焼成した。焼成後、外観を
観察し、曲げ強度を測定した。
また、濾材を粉砕して粉末Ｘ線回折法により無機質結合
材中の結晶9Al2O3・2B2O3の結晶化度［％］を測定し
た。これには、粉末Ｘ線回折で２θ＝16.5゜に現れる9A
l2O3・2B2O3のピーク高さHAと２θ＝43.4゜に表れるα
−Al2O3のピーク高さHBとを測定し、結晶化度＝（HA/
HB）×100と定義した。
材中の結晶9Al2O3・2B2O3の結晶化度［％］を測定し
た。これには、粉末Ｘ線回折で２θ＝16.5゜に現れる9A
l2O3・2B2O3のピーク高さHAと２θ＝43.4゜に表れるα
−Al2O3のピーク高さHBとを測定し、結晶化度＝（HA/
HB）×100と定義した。
実施例１〜５及び比較例1,2 これらは無機質結合材の原料組成が異なるのみで、他の
条件は同一である。各実施例１〜５における無機質結合
材の原料組成は請求項１に記載した組成範囲内にあり、
両比較例1,2における原料組成はその範囲外にある。各
原料組成と評価は第１表にある。
条件は同一である。各実施例１〜５における無機質結合
材の原料組成は請求項１に記載した組成範囲内にあり、
両比較例1,2における原料組成はその範囲外にある。各
原料組成と評価は第１表にある。
原料組成においてB2O3の配合比が過剰に少ない比較例１
及びその配合比が過剰に多い比較例２では、共に結晶化
度が低く耐蝕性に劣ることが窺われ、また曲げ強度も低
いものであった。これに対し、無機質結合材の原料組成
を請求項１の組成範囲内とした各実施例では、結晶化度
が30％以上となって耐蝕性に優れることが窺われ、また
曲げ強度も十分であった。
及びその配合比が過剰に多い比較例２では、共に結晶化
度が低く耐蝕性に劣ることが窺われ、また曲げ強度も低
いものであった。これに対し、無機質結合材の原料組成
を請求項１の組成範囲内とした各実施例では、結晶化度
が30％以上となって耐蝕性に優れることが窺われ、また
曲げ強度も十分であった。
実施例６〜８及び比較例3,4 これらは骨材粒子に対する無機質結合材の配合比が異な
る。実施例６〜８における無機質結合材の配合比は請求
項１の数値の範囲内にあり、両比較例3,4における配合
比はその範囲外にある。各原料組成と評価は第２表にあ
る。
る。実施例６〜８における無機質結合材の配合比は請求
項１の数値の範囲内にあり、両比較例3,4における配合
比はその範囲外にある。各原料組成と評価は第２表にあ
る。
骨材粒子100重量部に対する無機質結合材の配合比が過
剰に少ないと曲げ強度が30kg/cm2と小さくなり、それが
過剰に多いと目詰まりを生じて濾材としての機能が損な
われる。これに対し、無機質結合材の配合比を請求項１
に記載の範囲内とした各実施例６〜８では、55kg/cm2の
曲げ強度が得られ、且つ目詰まりも発生しなかった。
剰に少ないと曲げ強度が30kg/cm2と小さくなり、それが
過剰に多いと目詰まりを生じて濾材としての機能が損な
われる。これに対し、無機質結合材の配合比を請求項１
に記載の範囲内とした各実施例６〜８では、55kg/cm2の
曲げ強度が得られ、且つ目詰まりも発生しなかった。
実施例９〜11及び比較例８ これらは焼成時の溶融状態からの冷却速度が異なる。比
較例８ではその冷却速度が80℃/hrと速いが、実施例９
〜11では70℃/hr以下である。各原料組成と評価は第３
表にある。
較例８ではその冷却速度が80℃/hrと速いが、実施例９
〜11では70℃/hr以下である。各原料組成と評価は第３
表にある。
冷却速度が速い比較例８では、結晶化が十分に行われ
ず、最終的に結晶化度が25％と低くなり、耐蝕性に劣る
ことが窺われる。これに対し、冷却速度を70℃/hr以下
とした実施例９〜11では、十分な結晶化度が得られて優
れた耐蝕性が得られることが窺われる。なお、冷却速度
を25℃/hrとしたもの（実施例９）は十分な結晶化度が
得られるが、冷却に長時間を要するから、生産性の点で
問題を生ずる可能性がある。
ず、最終的に結晶化度が25％と低くなり、耐蝕性に劣る
ことが窺われる。これに対し、冷却速度を70℃/hr以下
とした実施例９〜11では、十分な結晶化度が得られて優
れた耐蝕性が得られることが窺われる。なお、冷却速度
を25℃/hrとしたもの（実施例９）は十分な結晶化度が
得られるが、冷却に長時間を要するから、生産性の点で
問題を生ずる可能性がある。
［発明の効果］ 以上述べたように、本発明のアルミニウム溶湯用濾材に
よれば、骨材粒子を相互に結合せる無機質結合材中にSi
O2を含まず且つこれが高度に結晶化しているから、遊離
シリコンによる溶湯汚染及びそれに伴う無機質結合材の
浸蝕を防止できる。また、骨材粒子がアルミニウム溶湯
に対し濡れ性に優れるアルミナ質であるから濾過効率に
優れ、しかも無機質結合材は結晶化しているから、無機
質結合材がガラス質である従来のアルミニウム溶湯用濾
材に比べて使用時における全体の熱膨脹を小さくするこ
とができ、熱応力に起因する破損やクラック発生も防止
して物理的側面からの長寿命化も図ることができる。
よれば、骨材粒子を相互に結合せる無機質結合材中にSi
O2を含まず且つこれが高度に結晶化しているから、遊離
シリコンによる溶湯汚染及びそれに伴う無機質結合材の
浸蝕を防止できる。また、骨材粒子がアルミニウム溶湯
に対し濡れ性に優れるアルミナ質であるから濾過効率に
優れ、しかも無機質結合材は結晶化しているから、無機
質結合材がガラス質である従来のアルミニウム溶湯用濾
材に比べて使用時における全体の熱膨脹を小さくするこ
とができ、熱応力に起因する破損やクラック発生も防止
して物理的側面からの長寿命化も図ることができる。
第１図は無機質結合材の結晶化度とアルミニウム溶湯中
に浸漬した濾材の残存強度との関係を示すグラフであ
る。
に浸漬した濾材の残存強度との関係を示すグラフであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０４Ｂ 35/63 (56)参考文献 特開 昭64−21019（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−21018（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−3397（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−88175（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−72989（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】アルミナ質の骨材粒子を、その100重量部
に対して５〜20重量部の無機質結合材にて結合してな
り、その無機質結合材の原料組成がB2O3 15〜80％、Al
2O3 ２〜60％、CaO ０〜30％及びMgO ５〜50％であ
り、粉末Ｘ線回折における２θ＝16.5゜に現れる9Al2O3
・2B2O3のピーク高さが、２θ＝43.4゜に表れるα−Al2
O3のピーク高さに比較して30％以上であることを特徴と
するアルミニウム溶湯用濾材。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2052184A JPH0722666B2 (ja) | 1990-03-02 | 1990-03-02 | アルミニウム溶湯用濾材 |
| US07/660,851 US5114882A (en) | 1990-03-02 | 1991-02-26 | Filter for aluminum hot melt having a partially crystalline binder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2052184A JPH0722666B2 (ja) | 1990-03-02 | 1990-03-02 | アルミニウム溶湯用濾材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03254805A JPH03254805A (ja) | 1991-11-13 |
| JPH0722666B2 true JPH0722666B2 (ja) | 1995-03-15 |
Family
ID=12907718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2052184A Expired - Lifetime JPH0722666B2 (ja) | 1990-03-02 | 1990-03-02 | アルミニウム溶湯用濾材 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5114882A (ja) |
| JP (1) | JPH0722666B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
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|---|---|---|---|---|
| JPH06128658A (ja) * | 1992-10-13 | 1994-05-10 | Ngk Insulators Ltd | 金属溶湯用濾材とその製造方法 |
| JPH0790400A (ja) * | 1993-09-14 | 1995-04-04 | Ngk Insulators Ltd | 金属溶湯用濾材及び金属溶湯の処理方法 |
| JP2796565B2 (ja) * | 1995-07-19 | 1998-09-10 | 三井金属鉱業株式会社 | アルミニウム溶湯濾過用フィルター |
| JP3129675B2 (ja) * | 1997-04-16 | 2001-01-31 | 三井金属鉱業株式会社 | セラミックフィルター及びその製造方法 |
| KR19990023636A (ko) * | 1997-08-18 | 1999-03-25 | 미야무라 신페이 | 금속 용탕용 여재 |
| JP4464568B2 (ja) * | 2001-02-02 | 2010-05-19 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体及びその製造方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3524548A (en) * | 1968-09-16 | 1970-08-18 | Kaiser Aluminium Chem Corp | Filter medium for molten metal |
| US4280850A (en) * | 1978-06-15 | 1981-07-28 | Gte Laboratories, Incorporated | S13N4 Having high temperature strength and method |
| US4345070A (en) * | 1980-09-29 | 1982-08-17 | Farmitalia Carlo Erba S.P.A. | Process for the preparation of 4'-deoxy-daunorubicin and 4'-deoxy-doxorubicin |
| DE3222162C2 (de) * | 1982-06-10 | 1985-07-11 | Schweizerische Aluminium Ag, Chippis | Filter zur Filtration von schmelzflüssigen Metallen |
| US4510253A (en) * | 1983-05-26 | 1985-04-09 | Combustion Engineering, Inc. | Aluminum resistant ceramic fiber composition |
| JPS6172989A (ja) * | 1984-09-14 | 1986-04-15 | 株式会社ニッカト− | セラミツクロ−ラ−及びその製造方法 |
| JPS6421018A (en) * | 1987-07-15 | 1989-01-24 | Ngk Insulators Ltd | Filter medium for molten metal |
| JPS6421019A (en) * | 1987-07-16 | 1989-01-24 | Ngk Insulators Ltd | Filter medium for molten metal |
-
1990
- 1990-03-02 JP JP2052184A patent/JPH0722666B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-02-26 US US07/660,851 patent/US5114882A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5114882A (en) | 1992-05-19 |
| JPH03254805A (ja) | 1991-11-13 |
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