JPH08311572A - 非鉄金属溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根 - Google Patents
非鉄金属溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根Info
- Publication number
- JPH08311572A JPH08311572A JP7141060A JP14106095A JPH08311572A JP H08311572 A JPH08311572 A JP H08311572A JP 7141060 A JP7141060 A JP 7141060A JP 14106095 A JP14106095 A JP 14106095A JP H08311572 A JPH08311572 A JP H08311572A
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- JP
- Japan
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- shaft
- stirring blade
- ferrous metal
- tin
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 非鉄金属の単体及び二種以上の各種非鉄金属
の合金溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根におい
て、溶湯コンタネミネーションや低寿命の要因となる溶
損や浸透の極めて小さいシャフト及び撹拌羽根の素材を
提供する。 【構成】 Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｓｎ等非鉄金属の
単体及び二種以上の各種非鉄金属の合金溶湯脱ガス装置
用シャフト及び撹拌羽根において、その構成成分がＳＩ
ＡＬＯＮ−ＢＮ−ＴｉＮ質である材料で作製する。ＳＩ
ＡＬＯＮは化学式Ｓｉ6-zＡｌzＯzＮ8-z におけるＺ値
が２．０〜４．０である。ＢＮは０．５〜５０重量％で
ある。またＴｉＮは１．０〜３０重量％である。
の合金溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根におい
て、溶湯コンタネミネーションや低寿命の要因となる溶
損や浸透の極めて小さいシャフト及び撹拌羽根の素材を
提供する。 【構成】 Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｓｎ等非鉄金属の
単体及び二種以上の各種非鉄金属の合金溶湯脱ガス装置
用シャフト及び撹拌羽根において、その構成成分がＳＩ
ＡＬＯＮ−ＢＮ−ＴｉＮ質である材料で作製する。ＳＩ
ＡＬＯＮは化学式Ｓｉ6-zＡｌzＯzＮ8-z におけるＺ値
が２．０〜４．０である。ＢＮは０．５〜５０重量％で
ある。またＴｉＮは１．０〜３０重量％である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＡｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐ
ｂ、Ｓｎ等非鉄金属の単体及び二種以上の各種非鉄金属
の合金溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根に関す
る。
ｂ、Ｓｎ等非鉄金属の単体及び二種以上の各種非鉄金属
の合金溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般にＡｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｓｎ等
非鉄金属の単体及び二種以上の各種非鉄金属の合金溶湯
脱ガス装置を用いる処理工程に溶湯を撹拌するためのシ
ャフト及び撹拌羽根が必要であり、シャフト及び撹拌羽
根は溶湯及びフラックスに対して耐食性が高く高寿命で
あることが望まれる。従来、これらシャフト及び撹拌羽
根の素材としてはアルミナ質・窒化珪素質・炭珪窒珪質
・黒鉛質あるいは鋼等が用いられているが、使用条件に
よっては問題を生じていた。一般に鋼や黒鉛製のシャフ
ト及び撹拌羽根が使われるが、鋼製シャフト及び撹拌羽
根は脱ガス中に鉄不純物として溶湯中に溶解するため高
純度の溶湯精製には適さない。一方、黒鉛質については
不純物ピックアップ量は少ないが、高温での黒鉛の酸化
及びフラックスの浸透・溶損が生じ短寿命となり易い。
窒化珪素質・炭珪窒珪質については溶損・浸透に強いが
スポーリングに弱いため加熱・冷却のサイクルで割れ易
い。またアルミナ質とした場合には高膨張性のため割損
を生ずるため適用し難い。ＳＩＡＬＯＮ−ＢＮ質につい
ては強度及び耐摩耗性が低いため割損よりも摩耗の方で
問題が生じ易い。
非鉄金属の単体及び二種以上の各種非鉄金属の合金溶湯
脱ガス装置を用いる処理工程に溶湯を撹拌するためのシ
ャフト及び撹拌羽根が必要であり、シャフト及び撹拌羽
根は溶湯及びフラックスに対して耐食性が高く高寿命で
あることが望まれる。従来、これらシャフト及び撹拌羽
根の素材としてはアルミナ質・窒化珪素質・炭珪窒珪質
・黒鉛質あるいは鋼等が用いられているが、使用条件に
よっては問題を生じていた。一般に鋼や黒鉛製のシャフ
ト及び撹拌羽根が使われるが、鋼製シャフト及び撹拌羽
根は脱ガス中に鉄不純物として溶湯中に溶解するため高
純度の溶湯精製には適さない。一方、黒鉛質については
不純物ピックアップ量は少ないが、高温での黒鉛の酸化
及びフラックスの浸透・溶損が生じ短寿命となり易い。
窒化珪素質・炭珪窒珪質については溶損・浸透に強いが
スポーリングに弱いため加熱・冷却のサイクルで割れ易
い。またアルミナ質とした場合には高膨張性のため割損
を生ずるため適用し難い。ＳＩＡＬＯＮ−ＢＮ質につい
ては強度及び耐摩耗性が低いため割損よりも摩耗の方で
問題が生じ易い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐ
ｂ、Ｓｎ等非鉄金属の単体及び二種以上の各種非鉄金属
の合金溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根におい
て、溶湯コンタミネーションや低寿命の要因となる溶損
や浸透の極めて小さいシャフト及び撹拌羽根の素材を提
供することを目的とする。
ｂ、Ｓｎ等非鉄金属の単体及び二種以上の各種非鉄金属
の合金溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根におい
て、溶湯コンタミネーションや低寿命の要因となる溶損
や浸透の極めて小さいシャフト及び撹拌羽根の素材を提
供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ａｌ、Ｍｇ、
Ｚｎ、Ｐｂ、Ｓｎ等非鉄金属の単体及び二種以上の各種
非鉄金属の合金溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根
において、その構成成分がＳＩＡＬＯＮ−ＢＮ−ＴｉＮ
質である材料で作製する。ＳＩＡＬＯＮは化学式 Ｓｉ6
-zＡｌzＯzＮ8-z におけるＺ値が２．０〜４．０であ
る。ＢＮは０．５〜５０重量％である。ＴｉＮは１．０
〜３０重量％である。ＳＩＡＬＯＮ−ＢＮにＴｉＮを添
加することにより強度及び耐摩耗性が上げられることに
なり、耐スポーリング性に影響はほとんどない。金属Ｔ
ｉは添加材としてＳＩＡＬＯＮ−ＢＮの構造に含まれる
ことになり、放電加工も出来る様になり複雑な加工も簡
単で費用も安くなる。
Ｚｎ、Ｐｂ、Ｓｎ等非鉄金属の単体及び二種以上の各種
非鉄金属の合金溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根
において、その構成成分がＳＩＡＬＯＮ−ＢＮ−ＴｉＮ
質である材料で作製する。ＳＩＡＬＯＮは化学式 Ｓｉ6
-zＡｌzＯzＮ8-z におけるＺ値が２．０〜４．０であ
る。ＢＮは０．５〜５０重量％である。ＴｉＮは１．０
〜３０重量％である。ＳＩＡＬＯＮ−ＢＮにＴｉＮを添
加することにより強度及び耐摩耗性が上げられることに
なり、耐スポーリング性に影響はほとんどない。金属Ｔ
ｉは添加材としてＳＩＡＬＯＮ−ＢＮの構造に含まれる
ことになり、放電加工も出来る様になり複雑な加工も簡
単で費用も安くなる。
【０００５】
【作用】ＳＩＡＬＯＮ−ＢＮ−ＴｉＮのシャフトと撹拌
羽根をＡｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｓｎ等非鉄金属の単体
及び二種以上の各種非鉄金属の合金溶湯に浸漬する。本
発明によるシャフト及び撹拌羽根を詳細に説明する。構
成成分はＳＩＡＬＯＮ−ＢＮ−ＴｉＮ質であり、ＳＩＡ
ＬＯＮはβ’型でその化学式 Ｓｉ6-zＡｌzＯzＮ8-z に
おけるＺ値が２．０〜４．０及びＢＮ含有量は重量比で
０．５〜５０％及びＴｉＮ含有量は重量比で１．０〜３
０％である。
羽根をＡｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｓｎ等非鉄金属の単体
及び二種以上の各種非鉄金属の合金溶湯に浸漬する。本
発明によるシャフト及び撹拌羽根を詳細に説明する。構
成成分はＳＩＡＬＯＮ−ＢＮ−ＴｉＮ質であり、ＳＩＡ
ＬＯＮはβ’型でその化学式 Ｓｉ6-zＡｌzＯzＮ8-z に
おけるＺ値が２．０〜４．０及びＢＮ含有量は重量比で
０．５〜５０％及びＴｉＮ含有量は重量比で１．０〜３
０％である。
【０００６】製造方法は、原料調整→成形→乾燥及び脱
脂→加工→焼結である、出発原料は焼成を経て最終的に
上記構成成分となるように調合する。すなわち、常圧焼
結を用いるときにはＳｉ3Ｎ4、ＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3の各粉
末を上記Ｚ値が２．０〜４．０になるよう調合し、焼結
助材、バインダー、ＢＮ粉末及びＴｉＮ粉末を所定量添
加したものをアセトン等非水溶媒と共にトロミルにて１
２〜２４時間混合し、噴霧造粒して成形に供する。
脂→加工→焼結である、出発原料は焼成を経て最終的に
上記構成成分となるように調合する。すなわち、常圧焼
結を用いるときにはＳｉ3Ｎ4、ＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3の各粉
末を上記Ｚ値が２．０〜４．０になるよう調合し、焼結
助材、バインダー、ＢＮ粉末及びＴｉＮ粉末を所定量添
加したものをアセトン等非水溶媒と共にトロミルにて１
２〜２４時間混合し、噴霧造粒して成形に供する。
【０００７】また、反応焼結による時には、Ｓｉ、Ａ
ｌ、Ａｌ2Ｏ3の各粉末を上記Ｚ値が窒化反応後に２．０
〜４．０になるよう調合し、バインダー、ＢＮ粉末及び
ＴｉＮ粉末を所定量添加したものをアセトン等非水溶媒
と共にトロミルにて１２〜２４時間混合し、噴霧造粒し
て成形に供する。ここでＺ値を２．０〜４．０としたの
は、２．０未満であるとＡｌ2Ｏ3の固溶量が少ないため
Ｓｉ3Ｎ4そのものの性質に近くなり、耐蝕性、耐酸化性
に不足を生ずるためであり、一方Ｚが４．０を超えると
耐蝕性等は向上するものの、耐熱衝撃性と強度の低下を
来すからである。またＢＮ量を０．５〜５０重量％とし
たが、５０％を超えるとＢＮがＳＩＡＬＯＮの生成及び
焼結を阻害する傾向が強すぎ、強度の低下が著しく、実
用上問題となり易いからである。ＴｉＮ量は１．０〜３
０重量％にしたが、１．０％より少ないと強度の上昇効
果が得られない、３０％を超えると強度は大きく上がる
が耐熱衝撃性は悪くなるので実用上に問題がある。
ｌ、Ａｌ2Ｏ3の各粉末を上記Ｚ値が窒化反応後に２．０
〜４．０になるよう調合し、バインダー、ＢＮ粉末及び
ＴｉＮ粉末を所定量添加したものをアセトン等非水溶媒
と共にトロミルにて１２〜２４時間混合し、噴霧造粒し
て成形に供する。ここでＺ値を２．０〜４．０としたの
は、２．０未満であるとＡｌ2Ｏ3の固溶量が少ないため
Ｓｉ3Ｎ4そのものの性質に近くなり、耐蝕性、耐酸化性
に不足を生ずるためであり、一方Ｚが４．０を超えると
耐蝕性等は向上するものの、耐熱衝撃性と強度の低下を
来すからである。またＢＮ量を０．５〜５０重量％とし
たが、５０％を超えるとＢＮがＳＩＡＬＯＮの生成及び
焼結を阻害する傾向が強すぎ、強度の低下が著しく、実
用上問題となり易いからである。ＴｉＮ量は１．０〜３
０重量％にしたが、１．０％より少ないと強度の上昇効
果が得られない、３０％を超えると強度は大きく上がる
が耐熱衝撃性は悪くなるので実用上に問題がある。
【０００８】成形には通常単軸成形法または静水圧成形
法が用いられるが、場合によっては原料を造粒せずにス
リップキャスティングすることも可能である。成形体は
乾燥及びバインダー類の揮散除去（脱脂）後、加工を経
て焼結する。常圧焼結の場合は、窒素雰囲気下で１６５
０〜１８００℃、保持時間は５〜１０時間が望ましく、
高温であるほど保持時間は短くすべきである。反応焼結
の場合は窒素雰囲気下１４００〜１６００℃で行い、保
持時間は形状にもよるが５〜１０時間が望ましい。
法が用いられるが、場合によっては原料を造粒せずにス
リップキャスティングすることも可能である。成形体は
乾燥及びバインダー類の揮散除去（脱脂）後、加工を経
て焼結する。常圧焼結の場合は、窒素雰囲気下で１６５
０〜１８００℃、保持時間は５〜１０時間が望ましく、
高温であるほど保持時間は短くすべきである。反応焼結
の場合は窒素雰囲気下１４００〜１６００℃で行い、保
持時間は形状にもよるが５〜１０時間が望ましい。
【０００９】
【実施例】次に実施例より説明する。ＳＩＡＬＯＮ−Ｂ
Ｎ−ＴｉＮ質として、ＢＮ量を３０重量％及びＴｉＮ量
を１５重量％、ＳＩＡＬＯＮの化学式 Ｓｉ6-zＡｌzＯz
Ｎ8-z におけるＺ値を計算上１．０〜５．０まで変化さ
せた試験体と、ＳＩＡＬＯＮのＺ値を３．０及びＴｉＮ
量を１５重量％とし、ＢＮ量を０〜６０重量％まで変化
させた試験体と、ＳＩＡＬＯＮのＺ値を３．０及びＢＮ
量を３０重量％とし、ＴｉＮ量を０〜４０重量％まで変
化させた試験体を作製した。次に□２０Ｘ２５０ｍｍに
切り出した各試験体を１０００℃に溶融したマグネシウ
ム中に１２０時間浸漬し、溶損量、金属浸透量、酸化減
量を測定した。曲げ強度についてはＪＩＳＲ １６０１
に基づいて行なった。摩耗量については□６０Ｘ２０ｍ
ｍの試験体を切り出して次の試験方法で行なった：直径
５０ｍｍの回転体外周面に♯２４０のエメリー紙をはり
つけ試験体を一定荷重で押し付け試験体上の摩耗量を測
定した。回転体の回転速度は６０ｒｐｍ、荷重は５０ｋ
ｇ、すべり距離は２．０ｍ、水で冷却した。結果を表１
〜表４に示す。
Ｎ−ＴｉＮ質として、ＢＮ量を３０重量％及びＴｉＮ量
を１５重量％、ＳＩＡＬＯＮの化学式 Ｓｉ6-zＡｌzＯz
Ｎ8-z におけるＺ値を計算上１．０〜５．０まで変化さ
せた試験体と、ＳＩＡＬＯＮのＺ値を３．０及びＴｉＮ
量を１５重量％とし、ＢＮ量を０〜６０重量％まで変化
させた試験体と、ＳＩＡＬＯＮのＺ値を３．０及びＢＮ
量を３０重量％とし、ＴｉＮ量を０〜４０重量％まで変
化させた試験体を作製した。次に□２０Ｘ２５０ｍｍに
切り出した各試験体を１０００℃に溶融したマグネシウ
ム中に１２０時間浸漬し、溶損量、金属浸透量、酸化減
量を測定した。曲げ強度についてはＪＩＳＲ １６０１
に基づいて行なった。摩耗量については□６０Ｘ２０ｍ
ｍの試験体を切り出して次の試験方法で行なった：直径
５０ｍｍの回転体外周面に♯２４０のエメリー紙をはり
つけ試験体を一定荷重で押し付け試験体上の摩耗量を測
定した。回転体の回転速度は６０ｒｐｍ、荷重は５０ｋ
ｇ、すべり距離は２．０ｍ、水で冷却した。結果を表１
〜表４に示す。
【００１０】
【表１】
【００１１】
【表２】
【００１２】
【表３】
【００１３】
【表４】
【００１４】次にＳＩＡＬＯＮ−ＢＮ−ＴｉＮ質（Ｚ＝
３．０、ＢＮ＝３０重量％、ＴｉＮ＝１５重量％）にて
□２０Ｘ２５０ｍｍの試験体を作製し、金属・フラック
ス中の浸漬試験を行った。条件として、マグネシウム合
金２．０ｋｇとフラックス５００ｇを共に♯２０坩堝内
で溶解し８００℃で保持する、試験体を溶湯に１５分間
浸漬しながら撹拌し、溶湯から出して放冷する操作を最
大１２回繰り返す。比較材質として黒鉛質の試験体に同
様の試験を行った。その結果を表５に示す。
３．０、ＢＮ＝３０重量％、ＴｉＮ＝１５重量％）にて
□２０Ｘ２５０ｍｍの試験体を作製し、金属・フラック
ス中の浸漬試験を行った。条件として、マグネシウム合
金２．０ｋｇとフラックス５００ｇを共に♯２０坩堝内
で溶解し８００℃で保持する、試験体を溶湯に１５分間
浸漬しながら撹拌し、溶湯から出して放冷する操作を最
大１２回繰り返す。比較材質として黒鉛質の試験体に同
様の試験を行った。その結果を表５に示す。
【００１５】
【表５】 本発明品の試験体は１２回繰り返しても割損せず、溶損
・浸透・酸化量は極めて小さい。比較品の黒鉛は５回目
で割損し、表面まで浸透が達した。
・浸透・酸化量は極めて小さい。比較品の黒鉛は５回目
で割損し、表面まで浸透が達した。
【００１６】
【発明の効果】上記実施例の結果の様に本発明のＳＩＡ
ＬＯＮ−ＢＮ−ＴｉＮのシャフト及び撹拌羽根はＡｌ、
Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｓｎ等非鉄金属の単体及び二種以上
の各種非鉄金属の合金及びフラックスから受ける溶損、
浸透と摩耗損はほとんど無く、扱い上の問題も無く、よ
ってシャフト及び撹拌羽根の高寿命化によるメンテナン
スフリー化及びＡｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｓｎ等非鉄金
属の単体及び二種以上の各種非鉄金属の合金の製品の高
品質化が可能に成る。
ＬＯＮ−ＢＮ−ＴｉＮのシャフト及び撹拌羽根はＡｌ、
Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｓｎ等非鉄金属の単体及び二種以上
の各種非鉄金属の合金及びフラックスから受ける溶損、
浸透と摩耗損はほとんど無く、扱い上の問題も無く、よ
ってシャフト及び撹拌羽根の高寿命化によるメンテナン
スフリー化及びＡｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｓｎ等非鉄金
属の単体及び二種以上の各種非鉄金属の合金の製品の高
品質化が可能に成る。
Claims (4)
- 【請求項１】 Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｓｎ等非鉄金
属の単体及び二種以上の各種非鉄金属の合金溶湯脱ガス
装置用シャフト及び撹拌羽根において、その構成成分が
ＳＩＡＬＯＮ−ＢＮ−ＴｉＮ質であることを特徴とする
非鉄金属溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根。 - 【請求項２】 前記ＳＩＡＬＯＮは化学式 Ｓｉ6-zＡｌ
zＯzＮ8-z におけるＺ値が２．０〜４．０であることを
特徴とする請求項１に記載の非鉄金属溶湯脱ガス装置用
シャフト及び撹拌羽根。 - 【請求項３】 前記ＢＮは０．５〜５０重量％であるこ
とを特徴とする請求項１、２に記載の非鉄金属溶湯脱ガ
ス装置用シャフト及び撹拌羽根。 - 【請求項４】 前記ＴｉＮは１．０〜３０重量％である
ことを特徴とする請求項１、２、３に記載の非鉄金属溶
湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7141060A JPH08311572A (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | 非鉄金属溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7141060A JPH08311572A (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | 非鉄金属溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08311572A true JPH08311572A (ja) | 1996-11-26 |
Family
ID=15283320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7141060A Pending JPH08311572A (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | 非鉄金属溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08311572A (ja) |
-
1995
- 1995-05-15 JP JP7141060A patent/JPH08311572A/ja active Pending
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