JP2002020821A - 溶融金属へのガス導入パイプとその製造方法 - Google Patents
溶融金属へのガス導入パイプとその製造方法Info
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- JP2002020821A JP2002020821A JP2000203770A JP2000203770A JP2002020821A JP 2002020821 A JP2002020821 A JP 2002020821A JP 2000203770 A JP2000203770 A JP 2000203770A JP 2000203770 A JP2000203770 A JP 2000203770A JP 2002020821 A JP2002020821 A JP 2002020821A
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
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- Protection Of Pipes Against Damage, Friction, And Corrosion (AREA)
- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐久性に優れた比較的安価なフラクシングの
ためのような溶融金属へのガス導入パイプを得ること。 【解決手段】金属管の内周面あるいは外周面に焼成カー
ボン材を接着剤を介して固着してなる。対衝撃性に劣る
というグラファイトの欠点を克服し、融点が３，０００
〜３，５００℃あること、更に溶融アルミに侵食され難
い利点を最大限に活用することができる。そのための接
着剤としては、カーボン粉末を珪酸ソーダ又は珪酸カリ
等のシリカ系溶剤で混練したものを使用する。
ためのような溶融金属へのガス導入パイプを得ること。 【解決手段】金属管の内周面あるいは外周面に焼成カー
ボン材を接着剤を介して固着してなる。対衝撃性に劣る
というグラファイトの欠点を克服し、融点が３，０００
〜３，５００℃あること、更に溶融アルミに侵食され難
い利点を最大限に活用することができる。そのための接
着剤としては、カーボン粉末を珪酸ソーダ又は珪酸カリ
等のシリカ系溶剤で混練したものを使用する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶融アルミニュー
ム（以下アルミと表記する）その他の溶融金属への不活
性ガスやフラックスを導入するガス導入パイプとその製
造法に関する。
ム（以下アルミと表記する）その他の溶融金属への不活
性ガスやフラックスを導入するガス導入パイプとその製
造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】アルミ鋳造品を製造する場合、溶融アル
ミ中に、大気及び水蒸気より取り込んだ水素ガスを除去
する必要がある。この脱水素が充分に行われないと製品
にピンホール、巣が発生し、不良品となる。
ミ中に、大気及び水蒸気より取り込んだ水素ガスを除去
する必要がある。この脱水素が充分に行われないと製品
にピンホール、巣が発生し、不良品となる。
【０００３】アルミ合金の鋳造においては、溶融アルミ
の脱水素の工程は、溶解炉、又は保持炉に組み込まれた
パイプによって、約７５０℃での塩素ガス、窒素ガス、
アルゴン等の不活性ガスによる溶融アルミの攪拌バブリ
ング、あるいは、これらの不活性ガスとともに、塩化
物、フッ化物等のフラックス等の吹き込むフラキシング
パイプ（吹精管）による脱水素が実施されている。
の脱水素の工程は、溶解炉、又は保持炉に組み込まれた
パイプによって、約７５０℃での塩素ガス、窒素ガス、
アルゴン等の不活性ガスによる溶融アルミの攪拌バブリ
ング、あるいは、これらの不活性ガスとともに、塩化
物、フッ化物等のフラックス等の吹き込むフラキシング
パイプ（吹精管）による脱水素が実施されている。
【０００４】そのフラックス吹き込み用パイプとして
は、通称黒管と称せられる酸化鉄皮膜で覆われたガス管
やカロライズパイプが最も多く使用されているが、安価
であっても、アルミ浴面は、フラックスによって厳しい
腐食環境によって、約１０分程度で使用不可能となる。
は、通称黒管と称せられる酸化鉄皮膜で覆われたガス管
やカロライズパイプが最も多く使用されているが、安価
であっても、アルミ浴面は、フラックスによって厳しい
腐食環境によって、約１０分程度で使用不可能となる。
【０００５】また、これよりも多少保ちの良いカロライ
ズドパイプや、更にやや高価ながら２０〜３０分は使用
可能な鋼管にセラミック被覆材を施したパイプも一部で
使用されているが、溶融アルミ中に差し込むと、セラミ
ックパイプの鋼管の膨張の差異によってクラックが生
じ、折損し易いという欠点がある。
ズドパイプや、更にやや高価ながら２０〜３０分は使用
可能な鋼管にセラミック被覆材を施したパイプも一部で
使用されているが、溶融アルミ中に差し込むと、セラミ
ックパイプの鋼管の膨張の差異によってクラックが生
じ、折損し易いという欠点がある。
【０００６】さらには、鋼管に琺瑯がけをし、更にパイ
プ内表面にガラスライニングを施したガラスライニング
パイプも提案されたが、これは２時間程度の使用には耐
えうるが、非常に高価であり、他とのランニングコスト
を比較するとコストパフォーマンスの点で割が合わない
ため、ごく一部でしか使用されていない。
プ内表面にガラスライニングを施したガラスライニング
パイプも提案されたが、これは２時間程度の使用には耐
えうるが、非常に高価であり、他とのランニングコスト
を比較するとコストパフォーマンスの点で割が合わない
ため、ごく一部でしか使用されていない。
【０００７】このように、既存のフラキシングパイプ
は、何れも経済性と耐久性とのバランスから見て、有効
なフラキシングパイプとは言えない。
は、何れも経済性と耐久性とのバランスから見て、有効
なフラキシングパイプとは言えない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、耐久性に優れ、しかも比較的安価な溶融金
属へのガス導入パイプを得ることにある。
する課題は、耐久性に優れ、しかも比較的安価な溶融金
属へのガス導入パイプを得ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、溶融アルミ用
のフラキシングパイプの安価で耐久性のある構成素材を
検証している過程で、焼成カーボン（グラファイト）
は、高温腐食雰囲気下では優れた性能を有し、かつ溶融
アルミに対して濡れ性がなく溶融アルミに侵食され難い
という利点がある点に着目した。ところが、反面、対衝
撃性に劣るという欠点があり、この欠点さえ改善できれ
ば、溶融アルミ中のフラキシングパイプとして、最適で
あるという知見に基づいて完成した。
のフラキシングパイプの安価で耐久性のある構成素材を
検証している過程で、焼成カーボン（グラファイト）
は、高温腐食雰囲気下では優れた性能を有し、かつ溶融
アルミに対して濡れ性がなく溶融アルミに侵食され難い
という利点がある点に着目した。ところが、反面、対衝
撃性に劣るという欠点があり、この欠点さえ改善できれ
ば、溶融アルミ中のフラキシングパイプとして、最適で
あるという知見に基づいて完成した。
【００１０】すなわち、本発明の溶融金属用ガス導入パ
イプは、金属管の内周面あるいは外周面に焼成カーボン
材を接着剤を介して固着したことを特徴とする。
イプは、金属管の内周面あるいは外周面に焼成カーボン
材を接着剤を介して固着したことを特徴とする。
【００１１】本発明のガス導入パイプによって、対衝撃
性に劣るというグラファイトの欠点を克服し、融点が
３，０００〜３，５００℃あること、更に溶融アルミに
侵食され難い利点を最大限に活用することができる。
性に劣るというグラファイトの欠点を克服し、融点が
３，０００〜３，５００℃あること、更に溶融アルミに
侵食され難い利点を最大限に活用することができる。
【００１２】本発明のパイプは、補強のためのコア材と
して金属管を有しているために、溶融アルミ内で攪拌バ
ブリングの過程で折損することがない。
して金属管を有しているために、溶融アルミ内で攪拌バ
ブリングの過程で折損することがない。
【００１３】また、本発明のガス導入パイプは、金属管
が熱膨張するのに対し、中空グラファイト管の方は、長
さ方向の熱収縮は殆どなく、逆に半径方向に熱収縮する
という金属管とグラファイトの熱膨張の差異のために発
生するクラックの発生を、接着剤をその間に介在せしめ
ることによって、焼成中、接着剤が部分的に気化し、そ
れによって発生する気泡体が緩衝材となって防止する。
が熱膨張するのに対し、中空グラファイト管の方は、長
さ方向の熱収縮は殆どなく、逆に半径方向に熱収縮する
という金属管とグラファイトの熱膨張の差異のために発
生するクラックの発生を、接着剤をその間に介在せしめ
ることによって、焼成中、接着剤が部分的に気化し、そ
れによって発生する気泡体が緩衝材となって防止する。
【００１４】とくに、そのための接着剤としては、カー
ボン粉末をメッシュ＃１０〜＃３００程度の範囲で粗い
ものと細かいものとを混在させて珪酸ソーダ又は珪酸カ
リ等のシリカ系溶剤で混練したものを使用すると、１，
０００℃以上で焼成した際に、溶剤の珪酸は、溶融した
ガラス状となってカーボン粒子を覆い、又は有孔体（ス
ポンジ状）となって金属管とグラファイトの熱膨張を吸
収する。
ボン粉末をメッシュ＃１０〜＃３００程度の範囲で粗い
ものと細かいものとを混在させて珪酸ソーダ又は珪酸カ
リ等のシリカ系溶剤で混練したものを使用すると、１，
０００℃以上で焼成した際に、溶剤の珪酸は、溶融した
ガラス状となってカーボン粒子を覆い、又は有孔体（ス
ポンジ状）となって金属管とグラファイトの熱膨張を吸
収する。
【００１５】その製造に際しては、必要に応じて、メッ
キやカロライジング、クロマイジング等の処理を施した
金属管からなるコア材に、一端のみを残してバインダー
を塗布し、その上に凝着剤を含む混練カーボンを成形型
に圧入し、カーボンの剥離が生じない程度迄になった時
点で成形型から取り出し、１，０００℃以上で焼成する
ことによって得ることができる。更に、緻密で弾力性の
あるグラファイト（黒鉛）を製造したい場合は、１，０
００℃以上で焼成したグラファイトに通電し、自己抵抗
に依り、３，０００℃程度の焼成を行うことで得られ
る。
キやカロライジング、クロマイジング等の処理を施した
金属管からなるコア材に、一端のみを残してバインダー
を塗布し、その上に凝着剤を含む混練カーボンを成形型
に圧入し、カーボンの剥離が生じない程度迄になった時
点で成形型から取り出し、１，０００℃以上で焼成する
ことによって得ることができる。更に、緻密で弾力性の
あるグラファイト（黒鉛）を製造したい場合は、１，０
００℃以上で焼成したグラファイトに通電し、自己抵抗
に依り、３，０００℃程度の焼成を行うことで得られ
る。
【００１６】当然のことながら、本願発明のフラキシン
グパイプは、熱収縮により焼成後の中空グラファイト管
の内・外径は小さくなり、コア材及び内・外装材の方は
内外径共、熱膨張で太くなるので、中空グラファイトパ
イプとコア材との所望する間隙又は内・外装材との所望
する間隙を作るためには、焼成前でのカーボンの厚さ又
は内外径を焼成後に出来上がった中空グラファイトパイ
プの厚さの変化や焼成温度及び焼成時間等を考慮のうえ
調整する必要がある。
グパイプは、熱収縮により焼成後の中空グラファイト管
の内・外径は小さくなり、コア材及び内・外装材の方は
内外径共、熱膨張で太くなるので、中空グラファイトパ
イプとコア材との所望する間隙又は内・外装材との所望
する間隙を作るためには、焼成前でのカーボンの厚さ又
は内外径を焼成後に出来上がった中空グラファイトパイ
プの厚さの変化や焼成温度及び焼成時間等を考慮のうえ
調整する必要がある。
【００１７】また、中空グラファイトパイプの内孔ある
いは外面に、グラファイトパイプの補強のための、必要
に応じてメッキやカロライジング、クロマイジング等の
処理を施した金属管を固着配置し、グラファイトパイプ
と金属管との間に接着剤を圧入することによっても得る
ことができる。
いは外面に、グラファイトパイプの補強のための、必要
に応じてメッキやカロライジング、クロマイジング等の
処理を施した金属管を固着配置し、グラファイトパイプ
と金属管との間に接着剤を圧入することによっても得る
ことができる。
【００１８】さらに、溶接棒用塗装機と同様の構造を有
する専用塗装機を用いて、凝着剤を混練したカーボンを
直接コア材に圧縮塗布してもよく、その後の工程に約
１，２００℃の焼成を施せば、更に安価なフラキシング
複合パイプを製造できる。
する専用塗装機を用いて、凝着剤を混練したカーボンを
直接コア材に圧縮塗布してもよく、その後の工程に約
１，２００℃の焼成を施せば、更に安価なフラキシング
複合パイプを製造できる。
【００１９】また、グラファイト表面にあるいは内外の
金属管の表面に、酸化ナトリウムや酸化ほう素等の酸化
防止剤の含滲加工を施すことによって溶融アルミからの
浸食を受け難くすることもできる。さらには、フラキシ
ングパイプ表面に高アルミナ材をコーティングすること
によって、さらに、その耐久性を上げることができる。
金属管の表面に、酸化ナトリウムや酸化ほう素等の酸化
防止剤の含滲加工を施すことによって溶融アルミからの
浸食を受け難くすることもできる。さらには、フラキシ
ングパイプ表面に高アルミナ材をコーティングすること
によって、さらに、その耐久性を上げることができる。
【００２０】そして、フラックス供給を行うバルブ付き
ホルダーによって、内管又は外装管を把持できるように
して完成する。
ホルダーによって、内管又は外装管を把持できるように
して完成する。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下実施例によって、本発明の実
施の形態を説明する。
施の形態を説明する。
【００２２】実施例１ 図１は、本発明の第１の実施例に係るフラキシングパイ
プ１０を示す。図中、１はコア材としての金属管を示
し、２は焼成によって得られたグラファイトパイプを、
また、３はバインダーを示す。バインダー３は、シリカ
系バインダーで錬成したカーボンセメントを金属管１の
周囲に塗布したもので、その周囲にバインダーを含む混
練カーボンを成形型に圧入し、約１，２００℃で焼成固
着させて完成した。また、そのグラファイト表面に含滲
した酸化防止剤層４を形成している。
プ１０を示す。図中、１はコア材としての金属管を示
し、２は焼成によって得られたグラファイトパイプを、
また、３はバインダーを示す。バインダー３は、シリカ
系バインダーで錬成したカーボンセメントを金属管１の
周囲に塗布したもので、その周囲にバインダーを含む混
練カーボンを成形型に圧入し、約１，２００℃で焼成固
着させて完成した。また、そのグラファイト表面に含滲
した酸化防止剤層４を形成している。
【００２３】実施例２ 図２は、本発明の第２の実施例に係るフラキシングパイ
プ２０を示す。図中、１２は予め作成したグラァイトパ
イプを示す。フラキシングパイプ２０は、このグラファ
イトパイプ１２に金属管１１を外装し、その金属管１１
とグラファイトパイプ１２との空隙にシリカ系バインダ
ーで錬成したカーボンセメント１３を圧送充填し２００
℃程度で固着させたものである。さらに、１４は、外装
金属管１１の表面に形成した酸化防止剤の含滲皮膜を示
す。
プ２０を示す。図中、１２は予め作成したグラァイトパ
イプを示す。フラキシングパイプ２０は、このグラファ
イトパイプ１２に金属管１１を外装し、その金属管１１
とグラファイトパイプ１２との空隙にシリカ系バインダ
ーで錬成したカーボンセメント１３を圧送充填し２００
℃程度で固着させたものである。さらに、１４は、外装
金属管１１の表面に形成した酸化防止剤の含滲皮膜を示
す。
【００２４】さらに、この図２に示すフラキシングパイ
プ２０において、コア材として、金属管１１にバインダ
ーを介して、グラファイトパイプを外装した構造とする
ことができる。
プ２０において、コア材として、金属管１１にバインダ
ーを介して、グラファイトパイプを外装した構造とする
ことができる。
【００２５】コア材としてφ３４．０×ｔ３．２×Ｌ
１，２００ｍｍの黒管を使用し、焼成によって得られた
グラファイトパイプの厚みが３ｍｍの外径が５６ｍｍで
長さ１，０００ｍｍのフラキシングパイプ１０と、φ２
７×ｔ１０×Ｌ１，０００ｍｍのグラファイトパイプ１
２に加工金属管１１としてカロライズドパイプを外装し
たフラキシングパイプ２０を、従来の黒管、カロライズ
ドパイプそれにアルミナからなるセラミックパイプとの
耐久時間を調べた。
１，２００ｍｍの黒管を使用し、焼成によって得られた
グラファイトパイプの厚みが３ｍｍの外径が５６ｍｍで
長さ１，０００ｍｍのフラキシングパイプ１０と、φ２
７×ｔ１０×Ｌ１，０００ｍｍのグラファイトパイプ１
２に加工金属管１１としてカロライズドパイプを外装し
たフラキシングパイプ２０を、従来の黒管、カロライズ
ドパイプそれにアルミナからなるセラミックパイプとの
耐久時間を調べた。
【００２６】この結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】 同表に示すとおり、いずれの実施例とも、黒管との比較
で約１６倍、カロライズドパイプと比較して５倍程度、
セラミック管と比較して２１％増の耐久性を示すことが
分かった。
で約１６倍、カロライズドパイプと比較して５倍程度、
セラミック管と比較して２１％増の耐久性を示すことが
分かった。
【００２８】
【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏する。
【００２９】１． 比較的安価なグラファイト材を使用
することができ、その機能に悪影響を及ぼすことなく、
耐久性に優れたフラキシングパイプを得ることができ
る。
することができ、その機能に悪影響を及ぼすことなく、
耐久性に優れたフラキシングパイプを得ることができ
る。
【００３０】２． 本発明のフラキシングパイプは、銅
の精錬炉への酸素吹精管や溶銑予備処理用吹精管にも展
開が可能である。
の精錬炉への酸素吹精管や溶銑予備処理用吹精管にも展
開が可能である。
【図１】 本発明の第１の実施例を示す。
【図２】 本発明の第２の実施例を示す。
１，１１ 金属管 ２，１２ 焼成グラファイトパイプ ３，１３ シリカ系バインダーで錬成した特殊カーボン
セメント ４，１４ 酸化防止剤の含滲皮膜 １０ 本発明の第１の実施例 ２０ 本発明の第２の実施例
セメント ４，１４ 酸化防止剤の含滲皮膜 １０ 本発明の第１の実施例 ２０ 本発明の第２の実施例
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｌ 58/04 Ｆ１６Ｌ 58/04 // Ｃ２１Ｃ 7/00 Ｃ２１Ｃ 7/00 Ｑ 7/072 7/072 Ａ (72)発明者 澤田 実 福岡県福岡市東区松島４丁目７−10酸素ア ーク工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3H024 EA01 EA02 EC15 EE01 3H111 AA01 BA01 BA37 CA52 CB03 DA08 DA11 DB10 DB11 EA15 4E004 HA10 4K001 AA02 AA09 AA10 EA03 FA00 GA19 4K013 CA16 CA17 CA18
Claims (5)
- 【請求項１】 金属管の内周面あるいは外周面に焼成カ
ーボン材を接着剤を介して固着した溶融金属へのガス導
入パイプ。 - 【請求項２】 接着剤が、カーボン粉末を混在させた珪
酸ソーダあるいは珪酸カリ等のシリカ系溶剤で混練した
ものである請求項１に記載の溶融金属へのガス導入パイ
プ。 - 【請求項３】 外表面または内表面に酸化ナトリウムや
酸化ほう素等の酸化防止剤の含滲加工を施したか、ある
いは、高アルミナ材を被覆した請求項１または請求項２
に記載の溶融金属へのガス導入パイプ。 - 【請求項４】 メッキやカロライジング、クロマイジン
グ等の処理を施した金属管からなるコア材の表面にバイ
ンダーを塗布し、その上に凝着剤を含む混練カーボンを
成形型に圧入し、カーボンの剥離が生じない程度迄にな
った時点で成形型から取り出し、１，０００℃以上で焼
成する溶融金属へのガス導入パイプの製造方法。 - 【請求項５】 グラファイトパイプの内孔あるいは外面
に、グラファイトパイプの補強のための金属管を配置
し、グラファイトパイプと金属管との間に接着剤を圧入
する溶融金属へのガス導入パイプの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000203770A JP2002020821A (ja) | 2000-07-05 | 2000-07-05 | 溶融金属へのガス導入パイプとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000203770A JP2002020821A (ja) | 2000-07-05 | 2000-07-05 | 溶融金属へのガス導入パイプとその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002020821A true JP2002020821A (ja) | 2002-01-23 |
Family
ID=18701138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000203770A Pending JP2002020821A (ja) | 2000-07-05 | 2000-07-05 | 溶融金属へのガス導入パイプとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002020821A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100465495C (zh) * | 2006-12-30 | 2009-03-04 | 徐章钰 | 加工仿生内表面自洁净管道的制作方法 |
| WO2014033934A1 (ja) * | 2012-08-31 | 2014-03-06 | グラフェンプラットフォーム株式会社 | 管状グラフェン積層体および管状グラフェン積層体の製造方法 |
| KR101496643B1 (ko) * | 2013-08-19 | 2015-03-03 | 한국생산기술연구원 | 접합강도가 우수한 Ｆｅ-Ａｌ 이종금속재의 제조방법 |
| CN109321763A (zh) * | 2018-11-06 | 2019-02-12 | 李运 | 一种铝熔炼设备 |
| CN111336342A (zh) * | 2020-03-29 | 2020-06-26 | 无锡巨力重工股份有限公司 | 自动吹氩接头 |
| KR102239244B1 (ko) * | 2019-10-30 | 2021-04-12 | 주식회사 포스코 | 랜스 |
-
2000
- 2000-07-05 JP JP2000203770A patent/JP2002020821A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN100465495C (zh) * | 2006-12-30 | 2009-03-04 | 徐章钰 | 加工仿生内表面自洁净管道的制作方法 |
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| CN111336342A (zh) * | 2020-03-29 | 2020-06-26 | 无锡巨力重工股份有限公司 | 自动吹氩接头 |
| CN111336342B (zh) * | 2020-03-29 | 2024-03-29 | 无锡巨力重工股份有限公司 | 自动吹氩接头 |
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