JP2000015023A - 金属溶湯用濾材 - Google Patents
金属溶湯用濾材Info
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- JP2000015023A JP2000015023A JP10183822A JP18382298A JP2000015023A JP 2000015023 A JP2000015023 A JP 2000015023A JP 10183822 A JP10183822 A JP 10183822A JP 18382298 A JP18382298 A JP 18382298A JP 2000015023 A JP2000015023 A JP 2000015023A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】アルミニウム溶湯と接触させて使用してもアル
ミニウム溶湯を二次汚染することがなく、また濾材全体
にわたって骨材間の結合力が均等で且つ大きくて濾材の
強度が高く、長期間に亘り安定して使用できる金属溶湯
用濾材を提供すること。 【解決手段】アルミナ粒子及びＡｌ2 Ｏ3 ・ＭｇＯスピ
ネル結晶粒子からなる群から選ばれた少なくとも１種の
骨材粒子１００重量部と、Ａｌ2 Ｏ3 ・ＭｇＯスピネル
結晶粉末６０〜９０重量％、Ｂ2 Ｏ3 ５〜１２重量％、
及びＡｌ2 Ｏ3、ＭｇＯ及びＴｉＯ2 からなる群から選
ばれた少なくとも１種の酸化物３０重量％以下からなる
からなる混合物を溶融、急冷して得たフリット結合材５
〜２５重量部との混合物の焼結体からなる、金属溶湯用
濾材。
ミニウム溶湯を二次汚染することがなく、また濾材全体
にわたって骨材間の結合力が均等で且つ大きくて濾材の
強度が高く、長期間に亘り安定して使用できる金属溶湯
用濾材を提供すること。 【解決手段】アルミナ粒子及びＡｌ2 Ｏ3 ・ＭｇＯスピ
ネル結晶粒子からなる群から選ばれた少なくとも１種の
骨材粒子１００重量部と、Ａｌ2 Ｏ3 ・ＭｇＯスピネル
結晶粉末６０〜９０重量％、Ｂ2 Ｏ3 ５〜１２重量％、
及びＡｌ2 Ｏ3、ＭｇＯ及びＴｉＯ2 からなる群から選
ばれた少なくとも１種の酸化物３０重量％以下からなる
からなる混合物を溶融、急冷して得たフリット結合材５
〜２５重量部との混合物の焼結体からなる、金属溶湯用
濾材。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は金属溶湯、特にアル
ミニウム又はアルミニウム合金の溶湯（本明細書におい
ては、これらを総称して、単にアルミニウム溶湯と称す
る）中に混入している固形不純物（非金属介在物等）を
濾別するために使用される金属溶湯用濾材に関する。
ミニウム又はアルミニウム合金の溶湯（本明細書におい
ては、これらを総称して、単にアルミニウム溶湯と称す
る）中に混入している固形不純物（非金属介在物等）を
濾別するために使用される金属溶湯用濾材に関する。
【０００２】
【従来の技術】金属溶湯、例えばアルミニウム溶湯（以
下、金属溶湯の代表例としてアルミニウム溶湯の場合に
ついて説明する）中には、通常、固形不純物、特に非金
属介在物が混入しているので、これらの介在物を含有し
ている溶湯をそのまま鋳造し、圧延し、例えばディスク
材等として製品化すると、その混入した非金属介在物が
ピンホール等の不良発生の原因となる。このような不良
発生を防止するために、鋳造に先立ってアルミニウム溶
湯を濾過処理して非金属介在物を除去することが一般に
行なわれている。この溶湯の濾過に使用される装置とし
て種々のものが知られており、例えば特公昭５２−２２
３２７号公報に記載されているように、電融アルミナ等
の骨材をＳｉＯ2 、Ｂ2 Ｏ3 等の無機質結合材により結
合させたチューブタイプの濾材が用いられている。
下、金属溶湯の代表例としてアルミニウム溶湯の場合に
ついて説明する）中には、通常、固形不純物、特に非金
属介在物が混入しているので、これらの介在物を含有し
ている溶湯をそのまま鋳造し、圧延し、例えばディスク
材等として製品化すると、その混入した非金属介在物が
ピンホール等の不良発生の原因となる。このような不良
発生を防止するために、鋳造に先立ってアルミニウム溶
湯を濾過処理して非金属介在物を除去することが一般に
行なわれている。この溶湯の濾過に使用される装置とし
て種々のものが知られており、例えば特公昭５２−２２
３２７号公報に記載されているように、電融アルミナ等
の骨材をＳｉＯ2 、Ｂ2 Ｏ3 等の無機質結合材により結
合させたチューブタイプの濾材が用いられている。
【０００３】しかしながら、このような従来の濾材を用
いて、コンピュータのハードディスク材等の製造に用い
る高純度アルミニウム溶湯の濾過を行う場合に、或いは
清涼飲料水缶、ビール缶等の缶材の製造に用いるＡｌ−
Ｍｇ合金系溶湯の濾過を行う場合に、無機質結合材中に
含まれているＳｉＯ2 やＣａＯがアルミニウム溶湯中で
還元されて遊離Ｓｉや遊離Ｃａとなり、これらがアルミ
ニウム溶湯中に溶出してアルミニウム溶湯を汚染すると
いう問題が生じていた。また、Ａｌ−Ｍｇ合金系溶湯は
活性であるため、無機質結合材を侵食し、骨材間の結合
力を低下させ、濾材の耐久性を低下させる場合もあり、
甚だしい場合には使用中にそのような濾材が崩壊するこ
とになる。
いて、コンピュータのハードディスク材等の製造に用い
る高純度アルミニウム溶湯の濾過を行う場合に、或いは
清涼飲料水缶、ビール缶等の缶材の製造に用いるＡｌ−
Ｍｇ合金系溶湯の濾過を行う場合に、無機質結合材中に
含まれているＳｉＯ2 やＣａＯがアルミニウム溶湯中で
還元されて遊離Ｓｉや遊離Ｃａとなり、これらがアルミ
ニウム溶湯中に溶出してアルミニウム溶湯を汚染すると
いう問題が生じていた。また、Ａｌ−Ｍｇ合金系溶湯は
活性であるため、無機質結合材を侵食し、骨材間の結合
力を低下させ、濾材の耐久性を低下させる場合もあり、
甚だしい場合には使用中にそのような濾材が崩壊するこ
とになる。
【０００４】これらの問題に対処するために、ＳｉＯ2
を含まない無機質結合材を用いて製造される濾材が、例
えば特公平５−８６４５９号、特公平５−８６４６０号
及び特開平２−３４７３２号の各公報に開示されてい
る。これらの濾材を用いる場合には遊離Ｓｉの溶出によ
るアルミニウム溶湯の二次汚染の問題は発生しない。し
かしながら、そのような無機質結合材を用いた濾材にお
いては、骨材粒子間の結合状態が悪いため、濾材の強度
が低く、また目詰まりを起こしやすいので通湯量がばら
つく等の問題を有していた。
を含まない無機質結合材を用いて製造される濾材が、例
えば特公平５−８６４５９号、特公平５−８６４６０号
及び特開平２−３４７３２号の各公報に開示されてい
る。これらの濾材を用いる場合には遊離Ｓｉの溶出によ
るアルミニウム溶湯の二次汚染の問題は発生しない。し
かしながら、そのような無機質結合材を用いた濾材にお
いては、骨材粒子間の結合状態が悪いため、濾材の強度
が低く、また目詰まりを起こしやすいので通湯量がばら
つく等の問題を有していた。
【０００５】それで、遊離Ｓｉの溶出の問題と曲げ強度
等の問題とを解決した濾材が要望されるに至り、それら
を満足する濾材として、アルミニウム溶湯との濡れ性を
良くするためにＳｉＯ2 を所定量含有させた無機質結合
材であって、無機質結合材中に９Ａｌ2 Ｏ3 ・２Ｂ2 Ｏ
3 の針状結晶を析出させた無機質結合材を用いて得た濾
材が特開平５−１３８３３９号公報に開示されている。
等の問題とを解決した濾材が要望されるに至り、それら
を満足する濾材として、アルミニウム溶湯との濡れ性を
良くするためにＳｉＯ2 を所定量含有させた無機質結合
材であって、無機質結合材中に９Ａｌ2 Ｏ3 ・２Ｂ2 Ｏ
3 の針状結晶を析出させた無機質結合材を用いて得た濾
材が特開平５−１３８３３９号公報に開示されている。
【０００６】しかしながら、上記の特開平５−１３８３
３９号公報に記載された発明の実施においては、９Ａｌ
2 Ｏ3 ・２Ｂ2 Ｏ3 の針状結晶を得るために無機質結合
材を一旦溶融させた後、特別な冷却手段を付加して結晶
長さを特定範囲に抑える必要があるのみならず、無機質
結合材中にＳｉＯ2 を１５〜２５重量％含有させ、かつ
ＣａＯ等を含有させるものであるため、上記した遊離Ｓ
ｉあるいは遊離Ｃａの溶出を防止する点に関しては必ず
しも満足できるものではない。
３９号公報に記載された発明の実施においては、９Ａｌ
2 Ｏ3 ・２Ｂ2 Ｏ3 の針状結晶を得るために無機質結合
材を一旦溶融させた後、特別な冷却手段を付加して結晶
長さを特定範囲に抑える必要があるのみならず、無機質
結合材中にＳｉＯ2 を１５〜２５重量％含有させ、かつ
ＣａＯ等を含有させるものであるため、上記した遊離Ｓ
ｉあるいは遊離Ｃａの溶出を防止する点に関しては必ず
しも満足できるものではない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】近時におけるディスク
材等のように、僅かな表面欠陥があってもその影響が大
きい各種用途に使用されるアルミニウム溶湯を得るため
には、アルミニウム溶湯から可能な限り細かい非金属介
在物までも除去し、しかも濾過後のアルミニウム溶湯中
に溶出する不純物を可能な限り少なくすることが要求さ
れ、従って、無機質結合材中に含有されるＳｉＯ2 及び
ＣａＯ成分をできる限り少なくし、且つ強度（特に熱間
強度）等の面からも十分に満足し得る濾材を提供するこ
とが要望されている。
材等のように、僅かな表面欠陥があってもその影響が大
きい各種用途に使用されるアルミニウム溶湯を得るため
には、アルミニウム溶湯から可能な限り細かい非金属介
在物までも除去し、しかも濾過後のアルミニウム溶湯中
に溶出する不純物を可能な限り少なくすることが要求さ
れ、従って、無機質結合材中に含有されるＳｉＯ2 及び
ＣａＯ成分をできる限り少なくし、且つ強度（特に熱間
強度）等の面からも十分に満足し得る濾材を提供するこ
とが要望されている。
【０００８】本発明は、上記のような諸問題を克服した
金属溶湯用濾材、特にアルミニウム溶湯用濾材を提供す
ること、即ち、アルミニウム溶湯と接触させて使用して
も、或いはアルミニウム溶湯中に浸漬して使用しても、
不純物が溶出しないのでアルミニウム溶湯を二次汚染す
ることがなく、また濾材全体にわたって骨材間の結合力
が均等で且つ大きいので濾材の強度、特に熱間強度が高
く、長期間に亘り安定して使用でき、また目詰まりを起
こしにくいので通湯量がほぼ一定であり、しかも極めて
安定な結晶組織を有し、熱間及び常温曲げ強度に優れて
いる金属溶湯用濾材を提供することにある。
金属溶湯用濾材、特にアルミニウム溶湯用濾材を提供す
ること、即ち、アルミニウム溶湯と接触させて使用して
も、或いはアルミニウム溶湯中に浸漬して使用しても、
不純物が溶出しないのでアルミニウム溶湯を二次汚染す
ることがなく、また濾材全体にわたって骨材間の結合力
が均等で且つ大きいので濾材の強度、特に熱間強度が高
く、長期間に亘り安定して使用でき、また目詰まりを起
こしにくいので通湯量がほぼ一定であり、しかも極めて
安定な結晶組織を有し、熱間及び常温曲げ強度に優れて
いる金属溶湯用濾材を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の目
的を達成するために鋭意検討の結果、アルミナ粒子及び
Ａｌ2 Ｏ3 ・ＭｇＯスピネル結晶粒子からなる群から選
ばれた少なくとも１種の骨材粒子を用い、Ａｌ2 Ｏ3 ・
ＭｇＯスピネル結晶粉末と、Ｂ2 Ｏ3 と、Ａｌ 2 Ｏ3 、
ＭｇＯ及びＴｉＯ2 からなる群から選ばれた少なくとも
１種の酸化物と、所望によりＳｉＯ2 とからなる混合物
を溶融、急冷して得たフリット結合材を用いることによ
り良好な結果が得られることを見いだし、本発明を完成
した。
的を達成するために鋭意検討の結果、アルミナ粒子及び
Ａｌ2 Ｏ3 ・ＭｇＯスピネル結晶粒子からなる群から選
ばれた少なくとも１種の骨材粒子を用い、Ａｌ2 Ｏ3 ・
ＭｇＯスピネル結晶粉末と、Ｂ2 Ｏ3 と、Ａｌ 2 Ｏ3 、
ＭｇＯ及びＴｉＯ2 からなる群から選ばれた少なくとも
１種の酸化物と、所望によりＳｉＯ2 とからなる混合物
を溶融、急冷して得たフリット結合材を用いることによ
り良好な結果が得られることを見いだし、本発明を完成
した。
【００１０】即ち、本発明の金属溶湯用濾材は、アルミ
ナ粒子及びＡｌ2 Ｏ3 ・ＭｇＯスピネル結晶粒子からな
る群から選ばれた少なくとも１種の骨材粒子１００重量
部と、Ａｌ2 Ｏ3 ・ＭｇＯスピネル結晶粉末６０〜９０
重量％、Ｂ2 Ｏ3 ５〜１２重量％、ＳｉＯ2 ０〜５重量
％及びＡｌ2 Ｏ3 、ＭｇＯ及びＴｉＯ2 からなる群から
選ばれた少なくとも１種の酸化物３０重量％以下からな
る混合物を溶融、急冷して得たフリット結合材５〜２５
重量部との混合物の焼結体からなることを特徴とする。
ナ粒子及びＡｌ2 Ｏ3 ・ＭｇＯスピネル結晶粒子からな
る群から選ばれた少なくとも１種の骨材粒子１００重量
部と、Ａｌ2 Ｏ3 ・ＭｇＯスピネル結晶粉末６０〜９０
重量％、Ｂ2 Ｏ3 ５〜１２重量％、ＳｉＯ2 ０〜５重量
％及びＡｌ2 Ｏ3 、ＭｇＯ及びＴｉＯ2 からなる群から
選ばれた少なくとも１種の酸化物３０重量％以下からな
る混合物を溶融、急冷して得たフリット結合材５〜２５
重量部との混合物の焼結体からなることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の金属溶湯用濾材を製造す
るために骨材粒子として用いるアルミナ粒子としては電
融アルミナ、焼結アルミナ等を挙げることができる。ま
た、骨材粒子として用いるＡｌ2 Ｏ3 ・ＭｇＯスピネル
結晶粒子はＡｌ2 Ｏ3 及びＭｇＯからなり、Ａｌ
2 Ｏ3 ：ＭｇＯのモル比が１：１であり、Ａｌ2 Ｏ3 ：
ＭｇＯの重量比が７：３であり、スピネル型結晶構造を
形成しているものである。
るために骨材粒子として用いるアルミナ粒子としては電
融アルミナ、焼結アルミナ等を挙げることができる。ま
た、骨材粒子として用いるＡｌ2 Ｏ3 ・ＭｇＯスピネル
結晶粒子はＡｌ2 Ｏ3 及びＭｇＯからなり、Ａｌ
2 Ｏ3 ：ＭｇＯのモル比が１：１であり、Ａｌ2 Ｏ3 ：
ＭｇＯの重量比が７：３であり、スピネル型結晶構造を
形成しているものである。
【００１２】本発明で用いるフリット結合材を製造する
のに用いるＡｌ2 Ｏ3 ・ＭｇＯスピネル結晶粉末はＡｌ
2 Ｏ3 及びＭｇＯからなり、Ａｌ2 Ｏ3 ：ＭｇＯのモル
比が１：１であり、Ａｌ2 Ｏ3 ：ＭｇＯの重量比が７：
３であり、スピネル型結晶構造を形成しているものであ
る。このようなスピネル型結晶構造物は極めて安定して
おり、アルミニウム溶湯による濡れ性が優れており、ま
た、耐アルミニウム侵食性等にも優れているので、金属
溶湯用濾材、特にアルミニウム溶湯用濾材の製造に用い
るフリット結合材の構成成分として好適である。
のに用いるＡｌ2 Ｏ3 ・ＭｇＯスピネル結晶粉末はＡｌ
2 Ｏ3 及びＭｇＯからなり、Ａｌ2 Ｏ3 ：ＭｇＯのモル
比が１：１であり、Ａｌ2 Ｏ3 ：ＭｇＯの重量比が７：
３であり、スピネル型結晶構造を形成しているものであ
る。このようなスピネル型結晶構造物は極めて安定して
おり、アルミニウム溶湯による濡れ性が優れており、ま
た、耐アルミニウム侵食性等にも優れているので、金属
溶湯用濾材、特にアルミニウム溶湯用濾材の製造に用い
るフリット結合材の構成成分として好適である。
【００１３】本発明の金属溶湯用濾材を製造するために
骨材粒子とフリット結合材とを混合し、焼成して濾材を
形成する際に、その焼成中のフリット結合材の流動性や
適当な粘性により通気孔を確保する必要があり、そのた
めにはフリット結合材中に少量の非晶質ガラス成分を添
加する必要がある。
骨材粒子とフリット結合材とを混合し、焼成して濾材を
形成する際に、その焼成中のフリット結合材の流動性や
適当な粘性により通気孔を確保する必要があり、そのた
めにはフリット結合材中に少量の非晶質ガラス成分を添
加する必要がある。
【００１４】本発明で用いるフリット結合材を製造する
ために、Ａｌ2 Ｏ3 ・ＭｇＯスピネル結晶粉末と共に用
いる非晶質ガラス成分はＢ2 Ｏ3 単独であっても、或い
は、Ｂ2 Ｏ3 及びＳｉＯ2 の両方であってもよい。Ｂ2
Ｏ3 及びＳｉＯ2 の両方を含む場合には、フリット結合
材と骨材粒子との混合物を焼成して得られる焼結体中の
スピネル結晶粒子間を部分的に結合する非晶質ガラス相
がＢ2 Ｏ3 及びＳｉＯ 2 を含み、Ｂ2 Ｏ3 ／ＳｉＯ2 の
モル比が０．３以上となるような配合比とすることが好
ましい。この比が０．３以上の場合には、溶湯中のＡｌ
原子とＳｉ原子との置換反応が抑制され、耐食性に優れ
た濾材となる。逆に、この比が０．３未満となると、即
ちＢ2 Ｏ3 の量に比較してＳｉＯ2 の量が多くなると、
アルミニウム溶湯に対する耐食性が低下し、ＳｉＯ2 の
溶出も問題となる傾向がある。
ために、Ａｌ2 Ｏ3 ・ＭｇＯスピネル結晶粉末と共に用
いる非晶質ガラス成分はＢ2 Ｏ3 単独であっても、或い
は、Ｂ2 Ｏ3 及びＳｉＯ2 の両方であってもよい。Ｂ2
Ｏ3 及びＳｉＯ2 の両方を含む場合には、フリット結合
材と骨材粒子との混合物を焼成して得られる焼結体中の
スピネル結晶粒子間を部分的に結合する非晶質ガラス相
がＢ2 Ｏ3 及びＳｉＯ 2 を含み、Ｂ2 Ｏ3 ／ＳｉＯ2 の
モル比が０．３以上となるような配合比とすることが好
ましい。この比が０．３以上の場合には、溶湯中のＡｌ
原子とＳｉ原子との置換反応が抑制され、耐食性に優れ
た濾材となる。逆に、この比が０．３未満となると、即
ちＢ2 Ｏ3 の量に比較してＳｉＯ2 の量が多くなると、
アルミニウム溶湯に対する耐食性が低下し、ＳｉＯ2 の
溶出も問題となる傾向がある。
【００１５】Ｂ2 Ｏ3 源としてホウ酸（Ｈ3 ＢＯ3 ）、
ホウ酸アルミニウム（９Ａｌ2 Ｏ3・２Ｂ2 Ｏ3 又は２
Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｂ2 Ｏ3 ）、ホウ酸マグネシウム（ＭｇＯ
・Ｂ 2 Ｏ3 、２ＭｇＯ・Ｂ2 Ｏ3 、３ＭｇＯ・Ｂ2 Ｏ3
等）等から選ばれた少なくとも１種を用いることができ
るが、ホウ酸よりも融点が高いホウ酸アルミニウムを用
いることにより、Ｂ2 Ｏ3 の蒸発が抑制され、また、高
温まで適度の流動性が確保されるので、骨材粒子間にフ
リット結合材が均一に分布し、強度が改善され、金属溶
湯に対する耐食性が良好になる。
ホウ酸アルミニウム（９Ａｌ2 Ｏ3・２Ｂ2 Ｏ3 又は２
Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｂ2 Ｏ3 ）、ホウ酸マグネシウム（ＭｇＯ
・Ｂ 2 Ｏ3 、２ＭｇＯ・Ｂ2 Ｏ3 、３ＭｇＯ・Ｂ2 Ｏ3
等）等から選ばれた少なくとも１種を用いることができ
るが、ホウ酸よりも融点が高いホウ酸アルミニウムを用
いることにより、Ｂ2 Ｏ3 の蒸発が抑制され、また、高
温まで適度の流動性が確保されるので、骨材粒子間にフ
リット結合材が均一に分布し、強度が改善され、金属溶
湯に対する耐食性が良好になる。
【００１６】本発明で用いるフリット結合材を製造する
際に、Ａｌ2 Ｏ3 ・ＭｇＯスピネル結晶粉末及びＢ2 Ｏ
3 と共にＡｌ2 Ｏ3 、ＭｇＯ及びＴｉＯ2 からなる群か
ら選ばれた少なくとも１種の酸化物を用いる。これらの
酸化物は骨材粒子とフリット結合材との混合物を焼結す
る際にＡｌ2 Ｏ3 ・ＭｇＯスピネル型結晶構造物の焼結
を促進し、強度を向上させる作用を持っている。この酸
化物の添加効果が達成されるためにはそれらの酸化物を
合計で５重量％以上配合することが好ましい。また、酸
化物の添加量が多くなるとその増加に応じてＡｌ2 Ｏ3
・ＭｇＯスピネル結晶粉末等の他の成分の量が減少する
ことになるので、酸化物の添加量を合計で３０重量％以
下とする。なお、これらの酸化物として、又は酸化物の
一成分としてＭｇＯ又はＴｉＯ2 を用いる場合には、Ｍ
ｇＯ及びＴｉＯ2 はそれぞれ１０重量％以下の量で用い
ることが好ましい。
際に、Ａｌ2 Ｏ3 ・ＭｇＯスピネル結晶粉末及びＢ2 Ｏ
3 と共にＡｌ2 Ｏ3 、ＭｇＯ及びＴｉＯ2 からなる群か
ら選ばれた少なくとも１種の酸化物を用いる。これらの
酸化物は骨材粒子とフリット結合材との混合物を焼結す
る際にＡｌ2 Ｏ3 ・ＭｇＯスピネル型結晶構造物の焼結
を促進し、強度を向上させる作用を持っている。この酸
化物の添加効果が達成されるためにはそれらの酸化物を
合計で５重量％以上配合することが好ましい。また、酸
化物の添加量が多くなるとその増加に応じてＡｌ2 Ｏ3
・ＭｇＯスピネル結晶粉末等の他の成分の量が減少する
ことになるので、酸化物の添加量を合計で３０重量％以
下とする。なお、これらの酸化物として、又は酸化物の
一成分としてＭｇＯ又はＴｉＯ2 を用いる場合には、Ｍ
ｇＯ及びＴｉＯ2 はそれぞれ１０重量％以下の量で用い
ることが好ましい。
【００１７】フリット結合材を製造する際の各成分の配
合比については、Ａｌ2 Ｏ3 ・ＭｇＯスピネル結晶粉末
６０〜９０重量％、好ましくは７０〜８５重量％、Ｂ2
Ｏ3５〜１２重量％、好ましくは６〜１０重量％、Ｓｉ
Ｏ2 ０〜５重量％及びＡｌ2Ｏ3 、ＭｇＯ及びＴｉＯ2
からなる群から選ばれた少なくとも１種の酸化物（合計
で）３０重量％以下、好ましくは５〜２７重量％となる
ようにする。この混合物を、例えば１３００〜１５００
℃で溶融し、急冷してフリット結合材粒子を得る。
合比については、Ａｌ2 Ｏ3 ・ＭｇＯスピネル結晶粉末
６０〜９０重量％、好ましくは７０〜８５重量％、Ｂ2
Ｏ3５〜１２重量％、好ましくは６〜１０重量％、Ｓｉ
Ｏ2 ０〜５重量％及びＡｌ2Ｏ3 、ＭｇＯ及びＴｉＯ2
からなる群から選ばれた少なくとも１種の酸化物（合計
で）３０重量％以下、好ましくは５〜２７重量％となる
ようにする。この混合物を、例えば１３００〜１５００
℃で溶融し、急冷してフリット結合材粒子を得る。
【００１８】フリット結合材中の非晶質ガラス成分（Ｂ
2 Ｏ3 及びＳｉＯ2 ）の量を上記の範囲内にすることに
より、Ａｌ2 Ｏ3 ・ＭｇＯスピネル結晶の粒界にこれら
の非晶質ガラス相が形成されることが抑制され、結合助
材として有効に作用し、Ａｌ 2 Ｏ3 ・ＭｇＯスピネル型
結晶構造物の焼結性を高めることができ、従って、濾材
の熱間強度は向上し、また、アルミニウム溶湯に侵食さ
れ易い非晶質粒界相が少ないことにより耐食性が向上す
る。しかしながら、非晶質ガラス成分の配合量が１５重
量％を越えると、添加したこれらの非晶質ガラス成分が
局部的に大きくガラス化して偏在し、耐アルミニウム侵
食性を劣化させてしまうことになる。本発明において
は、フリット結合材がその他の種々の物質、例えば、ス
ピネル結晶を粉砕する際のＺｒＯ2 あるいは焼結に際し
ての焼結助材等を含有していてもよいことは勿論であ
る。
2 Ｏ3 及びＳｉＯ2 ）の量を上記の範囲内にすることに
より、Ａｌ2 Ｏ3 ・ＭｇＯスピネル結晶の粒界にこれら
の非晶質ガラス相が形成されることが抑制され、結合助
材として有効に作用し、Ａｌ 2 Ｏ3 ・ＭｇＯスピネル型
結晶構造物の焼結性を高めることができ、従って、濾材
の熱間強度は向上し、また、アルミニウム溶湯に侵食さ
れ易い非晶質粒界相が少ないことにより耐食性が向上す
る。しかしながら、非晶質ガラス成分の配合量が１５重
量％を越えると、添加したこれらの非晶質ガラス成分が
局部的に大きくガラス化して偏在し、耐アルミニウム侵
食性を劣化させてしまうことになる。本発明において
は、フリット結合材がその他の種々の物質、例えば、ス
ピネル結晶を粉砕する際のＺｒＯ2 あるいは焼結に際し
ての焼結助材等を含有していてもよいことは勿論であ
る。
【００１９】本発明の金属溶湯用濾材は、上記のフリッ
ト結合材と骨材粒子との混合物を焼成して得られる焼結
体からなる。その製造法としてはフリット結合材粉末原
料と骨材粒子とを混合し、所定の形状に成形し、次いで
焼成してもよいし、或いはフリット結合材粉末原料をス
ラリー状などにして骨材粒子表面にコーティングし、次
いで成形し、焼成してもよい。
ト結合材と骨材粒子との混合物を焼成して得られる焼結
体からなる。その製造法としてはフリット結合材粉末原
料と骨材粒子とを混合し、所定の形状に成形し、次いで
焼成してもよいし、或いはフリット結合材粉末原料をス
ラリー状などにして骨材粒子表面にコーティングし、次
いで成形し、焼成してもよい。
【００２０】上記のフリット結合材と骨材粒子との配合
比については、上記のフリット結合材５〜２５重量部、
好ましくは１０〜２０重量部と、アルミナ骨材粒子１０
０重量部とからなるようにする。フリット結合材の量が
５重量部未満の場合には骨材粒子の結合が不十分にな
り、骨材粒子が濾材から脱離する可能性があり、また２
５重量部を超えると濾材の気孔が狭くなり、目詰まりを
起こし易くなる傾向がある。
比については、上記のフリット結合材５〜２５重量部、
好ましくは１０〜２０重量部と、アルミナ骨材粒子１０
０重量部とからなるようにする。フリット結合材の量が
５重量部未満の場合には骨材粒子の結合が不十分にな
り、骨材粒子が濾材から脱離する可能性があり、また２
５重量部を超えると濾材の気孔が狭くなり、目詰まりを
起こし易くなる傾向がある。
【００２１】金属溶湯用濾材の製造において、Ａｌ2 Ｏ
3 ・ＭｇＯスピネル結晶粉末と、Ｂ 2 Ｏ3 と、Ａｌ2 Ｏ
3 、ＭｇＯ及びＴｉＯ2 からなる群から選ばれた少なく
とも１種の酸化物と、アルミナ骨材粒子との混合物を焼
結処理しても良好な濾材が得られるが、その焼成の際に
結合材中のホウ酸等が蒸発することに起因して、濾材の
（焼成処理時の状態で見て）上部の強度が下部の強度よ
りも幾分低くなることがあるので、例えばパイプ状の濾
材を横置きにして焼成すると得られるパイプ状濾材の円
周方向で強度に差が生じることがある。
3 ・ＭｇＯスピネル結晶粉末と、Ｂ 2 Ｏ3 と、Ａｌ2 Ｏ
3 、ＭｇＯ及びＴｉＯ2 からなる群から選ばれた少なく
とも１種の酸化物と、アルミナ骨材粒子との混合物を焼
結処理しても良好な濾材が得られるが、その焼成の際に
結合材中のホウ酸等が蒸発することに起因して、濾材の
（焼成処理時の状態で見て）上部の強度が下部の強度よ
りも幾分低くなることがあるので、例えばパイプ状の濾
材を横置きにして焼成すると得られるパイプ状濾材の円
周方向で強度に差が生じることがある。
【００２２】これに対して、本発明の金属溶湯用濾材に
おいては、Ａｌ2 Ｏ3 ・ＭｇＯスピネル結晶粉末と、Ｂ
2 Ｏ3 と、及びＡｌ2 Ｏ3 、ＭｇＯ及びＴｉＯ2 からな
る群から選ばれた少なくとも１種の酸化物とからなる混
合物を溶融、急冷して得たフリット結合材を用いて製造
されているので、濾材全体にわたって骨材間の結合力が
均等で且つ大きいので濾材の強度が高く、長期間に亘り
安定して使用できる。
おいては、Ａｌ2 Ｏ3 ・ＭｇＯスピネル結晶粉末と、Ｂ
2 Ｏ3 と、及びＡｌ2 Ｏ3 、ＭｇＯ及びＴｉＯ2 からな
る群から選ばれた少なくとも１種の酸化物とからなる混
合物を溶融、急冷して得たフリット結合材を用いて製造
されているので、濾材全体にわたって骨材間の結合力が
均等で且つ大きいので濾材の強度が高く、長期間に亘り
安定して使用できる。
【００２３】
【実施例】以下に、実施例及び比較例に基づいて本発明
を詳細に説明する。 実施例１〜１０及び比較例１〜２ 骨材粒子として電融アルミナ（平均粒径８５０μｍ）又
はＡｌ2 Ｏ3 ・ＭｇＯスピネル結晶粒子（モル比１：
１、重量比７：３、平均粒径８５０μｍ）を第１表に示
す量（重量部）で用い、フリット結合材としてＡｌ2 Ｏ
3 ・ＭｇＯスピネル結晶粒子（モル比１：１、重量比
７：３、平均粒径４．５μｍ）、Ｂ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、
Ａｌ2 Ｏ3 、ＭｇＯ、ＴｉＯ2 をそれぞれ第１表に示す
量（重量部）で混合し、１４００℃で溶融し、その後急
冷して得たフリット結合材粒子を用いた。これらの骨材
粒子とフリット結合材粒子との配合物をそれぞれ混練
し、加圧成形し、乾燥し、次いで電気炉中で１４３０℃
で１２時間焼成してそれぞれ外径１００ｍｍ、内径６０
ｍｍ、高さ８５０ｍｍのパイプ状成形体を得た（ねかせ
た状態で、即ち横置き状態で焼成処理した）。
を詳細に説明する。 実施例１〜１０及び比較例１〜２ 骨材粒子として電融アルミナ（平均粒径８５０μｍ）又
はＡｌ2 Ｏ3 ・ＭｇＯスピネル結晶粒子（モル比１：
１、重量比７：３、平均粒径８５０μｍ）を第１表に示
す量（重量部）で用い、フリット結合材としてＡｌ2 Ｏ
3 ・ＭｇＯスピネル結晶粒子（モル比１：１、重量比
７：３、平均粒径４．５μｍ）、Ｂ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、
Ａｌ2 Ｏ3 、ＭｇＯ、ＴｉＯ2 をそれぞれ第１表に示す
量（重量部）で混合し、１４００℃で溶融し、その後急
冷して得たフリット結合材粒子を用いた。これらの骨材
粒子とフリット結合材粒子との配合物をそれぞれ混練
し、加圧成形し、乾燥し、次いで電気炉中で１４３０℃
で１２時間焼成してそれぞれ外径１００ｍｍ、内径６０
ｍｍ、高さ８５０ｍｍのパイプ状成形体を得た（ねかせ
た状態で、即ち横置き状態で焼成処理した）。
【００２４】各パイプ状成形体の焼成処理時の状態で見
て上部及び下部の曲げ強さを以下に示す試験方法で調べ
た。上記の各々のパイプ状成形体の上部及び下部からそ
れぞれ１００ｍｍ×２０ｍｍ×１８ｍｍの直方体状試験
体を切り出した。この直方体状試験体について、２点支
持１点荷重方式で支持スパン８０ｍｍで室温曲げ強さ試
験を実施した。熱間曲げ試験は各々の直方体状試験体を
雰囲気温度設定用電気炉中で８００℃に２０分間保持し
た後、該雰囲気温度設定用電気炉中で、２点支持１点荷
重方式で支持スパン８０ｍｍで実施した。それらの試験
結果は第１表に示す通りであった。
て上部及び下部の曲げ強さを以下に示す試験方法で調べ
た。上記の各々のパイプ状成形体の上部及び下部からそ
れぞれ１００ｍｍ×２０ｍｍ×１８ｍｍの直方体状試験
体を切り出した。この直方体状試験体について、２点支
持１点荷重方式で支持スパン８０ｍｍで室温曲げ強さ試
験を実施した。熱間曲げ試験は各々の直方体状試験体を
雰囲気温度設定用電気炉中で８００℃に２０分間保持し
た後、該雰囲気温度設定用電気炉中で、２点支持１点荷
重方式で支持スパン８０ｍｍで実施した。それらの試験
結果は第１表に示す通りであった。
【００２５】
【表１】
【００２６】第１表のデータからも明かなように、本発
明に係る実施例１〜１０においては、アルミニウム溶湯
用濾材の室温曲げ強さ、熱間曲げ強さ（８００℃）の点
で優れており、しかも焼成で得た濾材の（焼成処理時の
状態で見て）上部の強度と下部の強度とはほぼ同一であ
り、濾材全体にわたって骨材間の結合力が均等で且つ大
きいので濾材の強度が高く、長期間に亘り安定して使用
でき、実用性の高いものである。
明に係る実施例１〜１０においては、アルミニウム溶湯
用濾材の室温曲げ強さ、熱間曲げ強さ（８００℃）の点
で優れており、しかも焼成で得た濾材の（焼成処理時の
状態で見て）上部の強度と下部の強度とはほぼ同一であ
り、濾材全体にわたって骨材間の結合力が均等で且つ大
きいので濾材の強度が高く、長期間に亘り安定して使用
でき、実用性の高いものである。
【００２７】
【発明の効果】本発明の金属溶湯用濾材は、金属溶湯中
に浸漬して使用しても不純物が溶出しないので金属溶湯
を二次汚染することがなく、極めて安定な結晶組織を有
しており、室温曲げ強さ、熱間曲げ強さ（８００℃）に
優れており、しかも濾材全体にわたって骨材間の結合力
が均等であるので長期間に亘り安定して使用できる。
に浸漬して使用しても不純物が溶出しないので金属溶湯
を二次汚染することがなく、極めて安定な結晶組織を有
しており、室温曲げ強さ、熱間曲げ強さ（８００℃）に
優れており、しかも濾材全体にわたって骨材間の結合力
が均等であるので長期間に亘り安定して使用できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白石 幸久 千葉県習志野市藤崎４−２−36 三井金属 鉱業株式会社習志野工場内 (72)発明者 星 朝一 千葉県習志野市藤崎４−２−36 三井金属 鉱業株式会社習志野工場内 Ｆターム(参考） 4D019 AA03 BA01 BA05 BA06 BB06 BC12 BC20 CA03 CB04 CB06 4E014 NA08 4G019 FA11
Claims (3)
- 【請求項１】アルミナ粒子及びＡｌ2 Ｏ3 ・ＭｇＯスピ
ネル結晶粒子からなる群から選ばれた少なくとも１種の
骨材粒子１００重量部と、Ａｌ2 Ｏ3 ・ＭｇＯスピネル
結晶粉末６０〜９０重量％、Ｂ2 Ｏ3 ５〜１２重量％、
及びＡｌ2 Ｏ3 、ＭｇＯ及びＴｉＯ2 からなる群から選
ばれた少なくとも１種の酸化物３０重量％以下からなる
混合物を溶融、急冷して得たフリット結合材５〜２５重
量部との混合物の焼結体からなることを特徴とする金属
溶湯用濾材。 - 【請求項２】フリット結合材が５重量％以下のＳｉＯ2
を追加含有するものであることを特徴とする請求項１記
載の金属溶湯用濾材。 - 【請求項３】Ｂ2 Ｏ3 源としてホウ酸（Ｈ3 ＢＯ3 ）、
ホウ酸アルミニウム（９Ａｌ2 Ｏ3・２Ｂ2 Ｏ3 又は２
Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｂ2 Ｏ3 ）及びホウ酸マグネシウム（Ｍｇ
Ｏ・Ｂ2 Ｏ3 、２ＭｇＯ・Ｂ2 Ｏ3 、３ＭｇＯ・Ｂ2 Ｏ
3 等）からなる群から選ばれた少なくとも１種が用いら
れていることを特徴とする請求項１又は２記載の金属溶
湯用濾材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10183822A JP2000015023A (ja) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | 金属溶湯用濾材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10183822A JP2000015023A (ja) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | 金属溶湯用濾材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000015023A true JP2000015023A (ja) | 2000-01-18 |
Family
ID=16142467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10183822A Pending JP2000015023A (ja) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | 金属溶湯用濾材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000015023A (ja) |
-
1998
- 1998-06-30 JP JP10183822A patent/JP2000015023A/ja active Pending
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