JP2000024430A - 金属溶湯用濾材 - Google Patents
金属溶湯用濾材Info
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- JP2000024430A JP2000024430A JP10197245A JP19724598A JP2000024430A JP 2000024430 A JP2000024430 A JP 2000024430A JP 10197245 A JP10197245 A JP 10197245A JP 19724598 A JP19724598 A JP 19724598A JP 2000024430 A JP2000024430 A JP 2000024430A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】強度、特に熱間強度に優れ、高温のアルミニウ
ム溶湯と接触させて使用しても、或いは高温のアルミニ
ウム溶湯中に浸漬して使用しても、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】セラミック骨材粒子と、チタン酸アルミニ
ウムを１〜２０重量％含有する無機質結合材との混合物
を焼成処理して得られる金属溶湯用濾材。
ム溶湯と接触させて使用しても、或いは高温のアルミニ
ウム溶湯中に浸漬して使用しても、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】セラミック骨材粒子と、チタン酸アルミニ
ウムを１〜２０重量％含有する無機質結合材との混合物
を焼成処理して得られる金属溶湯用濾材。
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、熱間及び常温曲げ強度に優
れた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、熱間及び常温曲げ強度に優
れた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
た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、その混入していた非金属介在物が
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。
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
た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、その混入していた非金属介在物が
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。
【０００３】このような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５２−２
２３２７号公報に記載されているようなチューブタイプ
の金属溶湯用濾材が用いられている。このような金属溶
湯用濾材は、破損することなく安全に使用できるために
はある程度の強度、特に熱間強度を持つことが必要であ
り、更に、金属溶湯用濾材が大型化するばするほどそれ
に応じて高強度が必要とされる。
して種々のものが知られており、例えば特公昭５２−２
２３２７号公報に記載されているようなチューブタイプ
の金属溶湯用濾材が用いられている。このような金属溶
湯用濾材は、破損することなく安全に使用できるために
はある程度の強度、特に熱間強度を持つことが必要であ
り、更に、金属溶湯用濾材が大型化するばするほどそれ
に応じて高強度が必要とされる。
【０００４】金属溶湯用濾材はセラミック骨材粒子と無
機質結合材との混合物を焼成処理して製造されており、
それらのセラミック骨材粒子、無機質結合材として種々
のものが種々の組み合わせで使用されて、種々の特性の
金属溶湯用濾材を提供している。その種々の組み合わせ
や、焼成条件の相違によって種々の強度の金属溶湯用濾
材が得られている。強度以外の所望特性に基づいて金属
溶湯用濾材を選択すると強度が不足する場合もあり、そ
のような金属溶湯用濾材を用いると使用中に崩壊すると
いう問題が生じる。
機質結合材との混合物を焼成処理して製造されており、
それらのセラミック骨材粒子、無機質結合材として種々
のものが種々の組み合わせで使用されて、種々の特性の
金属溶湯用濾材を提供している。その種々の組み合わせ
や、焼成条件の相違によって種々の強度の金属溶湯用濾
材が得られている。強度以外の所望特性に基づいて金属
溶湯用濾材を選択すると強度が不足する場合もあり、そ
のような金属溶湯用濾材を用いると使用中に崩壊すると
いう問題が生じる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】それで、金属溶湯用濾
材の強度以外の特性を犠牲にすることなしで強度、特に
熱間強度を高くして耐久性を向上させる技術の開発が要
望されている。本発明の課題は、上記のような要望を満
足する金属溶湯用濾材、特にアルミニウム溶湯用濾材を
提供すること、即ち、強度、特に熱間強度に優れ、高温
のアルミニウム溶湯と接触させて使用しても、或いは高
温のアルミニウム溶湯中に浸漬して使用しても、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
とにある。
材の強度以外の特性を犠牲にすることなしで強度、特に
熱間強度を高くして耐久性を向上させる技術の開発が要
望されている。本発明の課題は、上記のような要望を満
足する金属溶湯用濾材、特にアルミニウム溶湯用濾材を
提供すること、即ち、強度、特に熱間強度に優れ、高温
のアルミニウム溶湯と接触させて使用しても、或いは高
温のアルミニウム溶湯中に浸漬して使用しても、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
とにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の課
題を解決するために鋭意検討した結果、セラミック骨材
粒子と、所定量のチタン酸アルミニウム（Ａｌ2 ＴｉＯ
5 ）を含有する無機質結合材とを均一に混合し、その混
合物を焼成処理して金属溶湯用濾材を作製することによ
り、Ａｌ2 ＴｉＯ5 がボンド中に均一に微細分散して金
属溶湯用濾材の強度、特に熱間強度が向上することを見
出し、本発明を完成した。
題を解決するために鋭意検討した結果、セラミック骨材
粒子と、所定量のチタン酸アルミニウム（Ａｌ2 ＴｉＯ
5 ）を含有する無機質結合材とを均一に混合し、その混
合物を焼成処理して金属溶湯用濾材を作製することによ
り、Ａｌ2 ＴｉＯ5 がボンド中に均一に微細分散して金
属溶湯用濾材の強度、特に熱間強度が向上することを見
出し、本発明を完成した。
【０００７】即ち、本発明の金属溶湯用濾材は、セラミ
ック骨材粒子と無機質結合材との混合物を焼成処理して
得られる金属溶湯用濾材において、該無機質結合材がチ
タン酸アルミニウム（Ａｌ2 ＴｉＯ5 ）を１〜２０重量
％含有する無機質結合材であることを特徴とする。
ック骨材粒子と無機質結合材との混合物を焼成処理して
得られる金属溶湯用濾材において、該無機質結合材がチ
タン酸アルミニウム（Ａｌ2 ＴｉＯ5 ）を１〜２０重量
％含有する無機質結合材であることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の金属溶湯用濾材を製造す
るのに用いる無機質結合材は、所定の特性を備えた金属
溶湯用濾材を製造し得ることが知られている従来公知の
或いは既に提案している無機質結合材にＡｌ2 ＴｉＯ5
をその含有量が１〜２０重量％、好ましくは３〜１０重
量％となるように添加したものである。従って、無機質
結合材のその他の成分については、それらの間での含有
比率は従来公知の或いは既に提案している無機質結合材
中のそれらの間での含有比率とほぼ同じでよい。
るのに用いる無機質結合材は、所定の特性を備えた金属
溶湯用濾材を製造し得ることが知られている従来公知の
或いは既に提案している無機質結合材にＡｌ2 ＴｉＯ5
をその含有量が１〜２０重量％、好ましくは３〜１０重
量％となるように添加したものである。従って、無機質
結合材のその他の成分については、それらの間での含有
比率は従来公知の或いは既に提案している無機質結合材
中のそれらの間での含有比率とほぼ同じでよい。
【０００９】本発明の金属溶湯用濾材を製造するのに用
いる無機質結合材は１〜２０重量％のＡｌ2 ＴｉＯ5 を
含有しているので、このＡｌ2 ＴｉＯ5 は無機質結合材
の焼成で生じるボンド中に均一に微細分散し、金属溶湯
用濾材の強度、特に熱間強度を向上させる。なお、Ａｌ
2 ＴｉＯ5 の含有量が１重量％未満の場合には強度の向
上は不十分であり、また、Ａｌ2 ＴｉＯ5 の含有量が２
０重量％を超えると強度が低下しはじめるので好ましく
ない。
いる無機質結合材は１〜２０重量％のＡｌ2 ＴｉＯ5 を
含有しているので、このＡｌ2 ＴｉＯ5 は無機質結合材
の焼成で生じるボンド中に均一に微細分散し、金属溶湯
用濾材の強度、特に熱間強度を向上させる。なお、Ａｌ
2 ＴｉＯ5 の含有量が１重量％未満の場合には強度の向
上は不十分であり、また、Ａｌ2 ＴｉＯ5 の含有量が２
０重量％を超えると強度が低下しはじめるので好ましく
ない。
【００１０】本発明の金属溶湯用濾材を製造するのに用
いる無機質結合材としては、例えばＡｌ2 ＴｉＯ5 １〜
２０重量％、Ａｌ2 Ｏ3 ・ＭｇＯスピネル結晶粉末６０
〜９０重量％、Ｂ2 Ｏ3 ５〜１２重量％、及び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３０重量％以下からなる無機質結合
材、Ａｌ2 ＴｉＯ5 １〜２０重量％、Ａｌ2 Ｏ3 ２０〜
６０重量％、Ｂ2 Ｏ3 ５〜１５重量％、ＭｇＯ１０〜４
０重量％、ＣａＯ０〜１０重量％及びＳｉＯ2 ０〜１５
重量％からなる無機質結合材、Ａｌ2 ＴｉＯ5 １〜２０
重量％、Ｂ2 Ｏ3１５〜８０重量％、Ａｌ2 Ｏ3 ２〜６
０重量％、ＭｇＯ及びＣａＯの一方又は両方を合計で５
〜５０重量％からなる無機質結合材、Ａｌ2 ＴｉＯ5 １
〜２０重量％、Ａｌ2 Ｏ3 １５〜３５重量％、Ｂ2 Ｏ3
３５〜５２重量％、ＳｉＯ2 ７〜１５重量％を含み、残
部がＭｇＯである無機質結合材を挙げることができる。
いる無機質結合材としては、例えばＡｌ2 ＴｉＯ5 １〜
２０重量％、Ａｌ2 Ｏ3 ・ＭｇＯスピネル結晶粉末６０
〜９０重量％、Ｂ2 Ｏ3 ５〜１２重量％、及び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３０重量％以下からなる無機質結合
材、Ａｌ2 ＴｉＯ5 １〜２０重量％、Ａｌ2 Ｏ3 ２０〜
６０重量％、Ｂ2 Ｏ3 ５〜１５重量％、ＭｇＯ１０〜４
０重量％、ＣａＯ０〜１０重量％及びＳｉＯ2 ０〜１５
重量％からなる無機質結合材、Ａｌ2 ＴｉＯ5 １〜２０
重量％、Ｂ2 Ｏ3１５〜８０重量％、Ａｌ2 Ｏ3 ２〜６
０重量％、ＭｇＯ及びＣａＯの一方又は両方を合計で５
〜５０重量％からなる無機質結合材、Ａｌ2 ＴｉＯ5 １
〜２０重量％、Ａｌ2 Ｏ3 １５〜３５重量％、Ｂ2 Ｏ3
３５〜５２重量％、ＳｉＯ2 ７〜１５重量％を含み、残
部がＭｇＯである無機質結合材を挙げることができる。
【００１１】本発明の金属溶湯用濾材を製造するのに用
いるセラミック骨材の種類は金属溶湯用濾材の製造に一
般に用いられているいかなる種類の骨材でもよく、例え
ば、周知の電融アルミナ、焼結アルミナ等のアルミナ骨
材や電融スピネル、焼結スピネル等のスピネル骨材を用
いることができる。
いるセラミック骨材の種類は金属溶湯用濾材の製造に一
般に用いられているいかなる種類の骨材でもよく、例え
ば、周知の電融アルミナ、焼結アルミナ等のアルミナ骨
材や電融スピネル、焼結スピネル等のスピネル骨材を用
いることができる。
【００１２】アルミナ骨材は金属溶湯用濾材の製造に普
通に用いられているものであり、またスピネル骨材はＡ
ｌ2 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有する結晶粒子で
ある。このような結晶粒子は極めて安定しており、金属
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、金属溶湯用濾材の製造に
用いる骨材として好適である。
通に用いられているものであり、またスピネル骨材はＡ
ｌ2 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有する結晶粒子で
ある。このような結晶粒子は極めて安定しており、金属
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、金属溶湯用濾材の製造に
用いる骨材として好適である。
【００１３】本発明の金属溶湯用濾材を製造する際に、
無機質結合材と共にその他の種々の物質、例えば、焼結
に際しての焼結助材、有機溶剤であるデキストリン等を
併用してもよいことは勿論である。本発明の金属溶湯用
濾材を製造する際には、セラミック骨材粒子及び無機質
結合材並びに所望により上記のようなその他の物質を充
分に混合し、所定の形状に成形し、焼成して金属溶湯用
濾材を形成する。
無機質結合材と共にその他の種々の物質、例えば、焼結
に際しての焼結助材、有機溶剤であるデキストリン等を
併用してもよいことは勿論である。本発明の金属溶湯用
濾材を製造する際には、セラミック骨材粒子及び無機質
結合材並びに所望により上記のようなその他の物質を充
分に混合し、所定の形状に成形し、焼成して金属溶湯用
濾材を形成する。
【００１４】骨材粒子と無機質結合材との混合比につい
ては、製造される金属溶湯用濾材の強度及び金属溶湯用
濾材の濾過性能の点から、骨材粒子１００重量部に対し
て無機質結合材を好ましくは５〜２５重量部、より好ま
しくは１０〜２０重量部用いる。無機質結合材の量が５
重量部未満の場合には骨材粒子の結合が不十分になる傾
向があり、骨材粒子が金属溶湯用濾材から脱離する可能
性があり、また２５重量部を超えると金属溶湯用濾材の
通気孔が狭くなり、目詰まりを起こし易くなる傾向があ
る。
ては、製造される金属溶湯用濾材の強度及び金属溶湯用
濾材の濾過性能の点から、骨材粒子１００重量部に対し
て無機質結合材を好ましくは５〜２５重量部、より好ま
しくは１０〜２０重量部用いる。無機質結合材の量が５
重量部未満の場合には骨材粒子の結合が不十分になる傾
向があり、骨材粒子が金属溶湯用濾材から脱離する可能
性があり、また２５重量部を超えると金属溶湯用濾材の
通気孔が狭くなり、目詰まりを起こし易くなる傾向があ
る。
【００１５】
【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１〜５及び比較例１〜５ 骨材粒子として焼結アルミナ（平均粒径８５０μｍ）を
１００重量部用い、無機質結合材として第１表に示す組
成（重量％）の無機質結合材１５重量部用い、それらの
配合物をそれぞれ混練し、加圧成形し、乾燥し、電気炉
中で第１表に示す温度で１２時間焼成してそれぞれ外径
１００ｍｍ、内径６０ｍｍ、高さ８５０ｍｍのパイプ状
成形体を得た。各々のパイプ状成形体の強度を以下に示
す試験方法で調べた。
を詳細に説明する。 実施例１〜５及び比較例１〜５ 骨材粒子として焼結アルミナ（平均粒径８５０μｍ）を
１００重量部用い、無機質結合材として第１表に示す組
成（重量％）の無機質結合材１５重量部用い、それらの
配合物をそれぞれ混練し、加圧成形し、乾燥し、電気炉
中で第１表に示す温度で１２時間焼成してそれぞれ外径
１００ｍｍ、内径６０ｍｍ、高さ８５０ｍｍのパイプ状
成形体を得た。各々のパイプ状成形体の強度を以下に示
す試験方法で調べた。
【００１６】《曲げ強さ》上記の各々のパイプ状成形体
から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。
から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。
【００１７】
【表１】
【００１８】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１〜５の金属溶湯用濾材は、それぞれ対
応する比較例１〜５の金属溶湯用濾材に比べて、室温曲
げ強さ及び熱間曲げ強さ（８００℃）の点で優れてお
り、極めて実用性の高いものである。
明に係る実施例１〜５の金属溶湯用濾材は、それぞれ対
応する比較例１〜５の金属溶湯用濾材に比べて、室温曲
げ強さ及び熱間曲げ強さ（８００℃）の点で優れてお
り、極めて実用性の高いものである。
【００１９】
【発明の効果】本発明の金属溶湯用濾材は、室温曲げ強
さ及び熱間曲げ強さ（８００℃）に優れているので金属
溶湯中に浸漬して使用しても長期間に亘り安定して使用
できるものである。
さ及び熱間曲げ強さ（８００℃）に優れているので金属
溶湯中に浸漬して使用しても長期間に亘り安定して使用
できるものである。
───────────────────────────────────────────────────── 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 BA05 BA06 BB06 BC12 BC20 BD01 CB06 4G019 FA11
Claims (5)
- 【請求項１】セラミック骨材粒子と無機質結合材との混
合物を焼成処理して得られる金属溶湯用濾材において、
該無機質結合材がチタン酸アルミニウム（Ａｌ2 ＴｉＯ
5 ）を１〜２０重量％含有する無機質結合材であること
を特徴とする金属溶湯用濾材。 - 【請求項２】無機質結合材がＡｌ2 ＴｉＯ5 １〜２０重
量％、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 、Ｍ
ｇＯ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％以下からなる無機質結合材である
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】無機質結合材がＡｌ2 ＴｉＯ5 １〜２０重
量％、Ａｌ2 Ｏ3 ２０〜６０重量％、Ｂ2 Ｏ3 ５〜１５
重量％、ＭｇＯ１０〜４０重量％、ＣａＯ０〜１０重量
％及びＳｉＯ2 ０〜１５重量％からなる無機質結合材で
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４】無機質結合材がＡｌ2 ＴｉＯ5 １〜２０重
量％、Ｂ2 Ｏ3 １５〜８０重量％、Ａｌ2 Ｏ3 ２〜６０
重量％、ＭｇＯ及びＣａＯの一方又は両方を合計で５〜
５０重量％からなる無機質結合材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５】無機質結合材がＡｌ2 ＴｉＯ5 １〜２０重
量％、Ａｌ2 Ｏ3 １５〜３５重量％、Ｂ2 Ｏ3 ３５〜５
２重量％、ＳｉＯ2 ７〜１５重量％を含み、残部がＭｇ
Ｏである無機質結合材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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10197245A JP2000024430A (ja) | 1998-07-13 | 1998-07-13 | 金属溶湯用濾材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10197245A JP2000024430A (ja) | 1998-07-13 | 1998-07-13 | 金属溶湯用濾材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000024430A true JP2000024430A (ja) | 2000-01-25 |
Family
ID=16371274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10197245A Pending JP2000024430A (ja) | 1998-07-13 | 1998-07-13 | 金属溶湯用濾材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000024430A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106673698A (zh) * | 2017-02-08 | 2017-05-17 | 无锡工艺职业技术学院 | 一种吸附废水杂质的陶瓷颗粒 |
-
1998
- 1998-07-13 JP JP10197245A patent/JP2000024430A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106673698A (zh) * | 2017-02-08 | 2017-05-17 | 无锡工艺职业技术学院 | 一种吸附废水杂质的陶瓷颗粒 |
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