JP2002274959A - Refractory material for aluminum and aluminum alloy - Google Patents

Refractory material for aluminum and aluminum alloy

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JP2002274959A
JP2002274959A JP2001072118A JP2001072118A JP2002274959A JP 2002274959 A JP2002274959 A JP 2002274959A JP 2001072118 A JP2001072118 A JP 2001072118A JP 2001072118 A JP2001072118 A JP 2001072118A JP 2002274959 A JP2002274959 A JP 2002274959A
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JP
Japan
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refractory
aluminum
fluorine compound
refractories
present
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Application number
JP2001072118A
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Japanese (ja)
Inventor
Kunihiko Shiraishi
邦彦 白石
Akio Ueda
章夫 上田
Hiroyuki Suzuki
裕之 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Crucible Co Ltd
Original Assignee
Nippon Crucible Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a refractory material for aluminum and aluminum alloys preventing permeation of molten aluminum and deposition of oxides of molten aluminum. SOLUTION: The refractory material for aluminum and aluminum alloys is prepared by incorporating fluorine compounds by 0.01 to 30 wt.% in terms of fluorine into a refractory material.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウムおよ
びアルミニウム合金用耐火物、より詳しくはアルミニウ
ムおよびアルミニウム合金の溶湯と接触する溶解炉、保
持炉、取鍋、樋などにおいてライニングとして使用され
る耐火物に関する。
The present invention relates to a refractory for aluminum and aluminum alloys, and more particularly to a refractory used as a lining in melting furnaces, holding furnaces, ladles, gutters, etc., which come into contact with molten aluminum and aluminum alloys. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】アルミニウムおよびアルミニウム合金の
溶湯(以下「アルミ溶湯」と略記する)は、アルミニウ
ムおよびアルミニウム合金用耐火物組織中に容易に浸透
する性質を有すると共に、極めて強い還元力を有するた
め、該アルミ溶湯と接触する耐火物は、次第に、その組
織内部にまでアルミ溶湯が浸透し、耐火物を構成する珪
酸(SiO2)などの成分が還元されて変質し、損傷を受け
る。また、上記珪酸などの還元が起これば、アルミニウ
ムなどの酸化も起こり、Al2O3などの溶湯酸化物が生成
する。この溶湯酸化物は耐火物表面に付着し、次第に成
長して炉内空間を閉塞して、溶解作業に支障をもたらす
おそれがある。更に、この溶湯酸化物の除去時には、耐
火物に機械的な衝撃が加わり、これによって耐火物自体
が損傷することも多い。
2. Description of the Related Art Molten aluminum and aluminum alloy (hereinafter abbreviated as "aluminum molten metal") have the property of easily penetrating into the refractory structure for aluminum and aluminum alloy, and have an extremely strong reducing power. The refractory which comes into contact with the molten aluminum gradually penetrates into the structure of the refractory, and the components such as silicic acid (SiO 2 ) constituting the refractory are reduced and deteriorated, and are damaged. Further, when the above-mentioned reduction of silicic acid or the like occurs, oxidation of aluminum or the like also occurs, and a molten oxide such as Al 2 O 3 is generated. The molten oxide adheres to the surface of the refractory, grows gradually and closes the furnace space, which may hinder the melting operation. Further, at the time of removing the molten metal oxide, a mechanical impact is applied to the refractory, which often damages the refractory itself.

【0003】このような耐火物の損傷、耐火物表面への
付着物の発生などを防止乃至抑制するためには、まず、
耐火物中へのアルミ溶湯の浸透を防止乃至抑制すること
が重要である。
In order to prevent or suppress such damage to the refractory and the generation of deposits on the surface of the refractory, first,
It is important to prevent or suppress the penetration of the molten aluminum into the refractory.

【0004】本願人は、先に、このようなアルミ溶湯の
浸透を防止したアルミニウムおよびアルミニウム合金用
耐火物として、緻密なアルミナ煉瓦に係る発明を完成し
た(特許第1679359号)。この煉瓦は、アルミナ原料に
耐火粘土および燐酸アルミニウムを混合した杯土を低圧
成形して数百度の低温で加熱焼成したものであり、圧縮
強さ170Mpa、気孔率16.5%、平均気孔率0.48μmの高強
度低気孔率を特徴とするものである。しかしながら、こ
の煉瓦は定形耐火物として利用されるものであり、例え
ば流し込み材、プラスチック材などの不定形耐火物とし
ての応用は困難なものである。
[0004] The present applicant has previously completed the invention of a dense alumina brick as a refractory for aluminum and aluminum alloys in which such molten aluminum is prevented from penetrating (Japanese Patent No. 1679359). This brick is made of low-pressure compacted clay containing a mixture of refractory clay and aluminum phosphate mixed with alumina raw material and fired at a low temperature of several hundred degrees Celsius, and has a compressive strength of 170 MPa, a porosity of 16.5%, and an average porosity of 0.48 μm. It is characterized by high strength and low porosity. However, this brick is used as a fixed refractory, and it is difficult to apply the brick as a fixed refractory such as a casting material or a plastic material.

【0005】上記アルミ溶湯の浸透防止乃至抑制手段と
しては、また各種の浸透抑制添加剤の利用が提案されて
いる。例えば米国特許第4126474号明細書には、BaSO4
アルミ溶湯の作用に対する抵抗性を各種耐火物に付与す
る添加剤として記載されている。また、特開昭59-16997
1号公報には、9Al2O3・2B2O3の利用が提案されている。
As means for preventing or suppressing the permeation of the molten aluminum, use of various permeation suppressing additives has been proposed. For example, US Pat. No. 4,126,474 describes BaSO 4 as an additive that imparts resistance to the action of molten aluminum to various refractories. Also, JP-A-59-16997
The 1 discloses the use of 9Al 2 O 3 · 2B 2 O 3 has been proposed.

【0006】しかるに、これらの浸透抑制添加剤は、い
ずれも尚充分な効果を奏し得ず、しかも溶湯酸化物の耐
火物表面への付着を充分には防止できない欠点があっ
た。更に、それぞれ以下の如き問題点をも有している。
即ち、一般に多くのバリウム塩は有毒性であるため、Ba
SO4を配合された耐火物は、かかる有毒性のバリウム塩
が分解、生成されるような条件での操業を避けねばなら
ない不利がある。また、9Al2O3・2B2O3は、それ自体高
価な合成品であり、これを配合した耐火物はコスト高と
なる不利がある。
[0006] However, none of these permeation suppressive additives has a sufficient effect, and furthermore, there is a drawback that the adhesion of the molten oxide to the surface of the refractory cannot be sufficiently prevented. Further, each of them also has the following problems.
That is, since many barium salts are generally toxic, Ba
Refractories containing SO 4 have the disadvantage that they must avoid operating under conditions where such toxic barium salts are decomposed and formed. Further, 9Al 2 O 3 · 2B 2 O 3 is itself expensive synthetic products, refractories blended with this there is a disadvantage that the cost.

【0007】以上のように、当業界では、アルミ溶湯の
浸透を防止して、しかも溶湯酸化物などの耐火物表面へ
の付着を充分に防止でき、更に安全で、コストなどの面
でも不利のない、改良されたアルミニウムおよびアルミ
ニウム合金用耐火物、特に煉瓦ブロックなどの定形耐火
物は勿論のこと、流し込み材、プラスチック材などの不
定形耐火物としても利用できる上記耐火物の開発が望ま
れている。
As described above, in the art, the permeation of molten aluminum can be prevented, and the adhesion of molten metal oxides to the surface of refractory can be sufficiently prevented. There is a need for the development of improved refractories for aluminum and aluminum alloys, especially refractories that can be used not only as fixed refractories such as brick blocks, but also as cast refractories and as irregular refractories such as plastic materials. I have.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、当
業界で望まれている、改良されたアルミニウムおよびア
ルミニウム合金用耐火物を提供することを目的とする。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide an improved refractory for aluminum and aluminum alloys as desired in the art.

【0009】より詳しくは、本発明は、アルミ溶湯の浸
透を防止して、溶湯酸化物などの耐火物表面への付着を
充分に防止して、しかも安全で、コストなどの面でも不
利のない、アルミニウムおよびアルミニウム合金用耐火
物を提供することを目的とする。
More specifically, the present invention prevents permeation of molten aluminum, sufficiently prevents adhesion of molten metal oxides and the like to the surface of a refractory material, and is safe and has no disadvantages in terms of cost. To provide refractories for aluminum, aluminum and aluminum alloys.

【0010】また本発明は、煉瓦ブロックなどの定形耐
火物は勿論のこと、流し込み材、プラスチック材などの
不定形耐火物としても利用できる上記耐火物を提供する
ことをも目的としている。
Another object of the present invention is to provide the above-mentioned refractory which can be used not only as a fixed refractory such as a brick block but also as an irregular refractory such as a casting material and a plastic material.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するために鋭意研究を重ねた結果、耐火物中に所定
量のフッ素化合物を含有させるときには、上記目的に合
致する耐火物が得られることを見出した。本発明は、こ
の新知見を基礎として完成されたものである。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor has found that when a predetermined amount of a fluorine compound is contained in a refractory, a refractory meeting the above object is obtained. It was found that it could be obtained. The present invention has been completed based on this new finding.

【0012】本発明は、アルミニウムおよびアルミニウ
ム合金用耐火物において、耐火物中にフッ素含有量が0.
01-30重量%となる量のフッ素化合物を含有させたこと
を特徴とするアルミニウムおよびアルミニウム合金用耐
火物を提供する。
The present invention relates to a refractory for aluminum and aluminum alloys, wherein the refractory has a fluorine content of 0.1.
Disclosed is a refractory for aluminum and an aluminum alloy, which contains a fluorine compound in an amount of from 01 to 30% by weight.

【0013】また、本発明は、フッ素化合物が、CaF2
AlF3、MgF2、LiF、Na3AlF6およびK3AlF6からなる群から
選択される少なくとも1種である上記耐火物を提供す
る。
[0013] Further, the present invention provides a method wherein the fluorine compound is CaF 2 ,
The refractory is provided, which is at least one selected from the group consisting of AlF 3 , MgF 2 , LiF, Na 3 AlF 6 and K 3 AlF 6 .

【0014】更に、本発明は、シャモット、ムライト、
仮焼ボーキサイトおよび電融アルミナから選ばれる耐火
性粉末素材と、微粉アルミナ、微粉粘土質鉱物、超微粉
シリカ、燐酸アルミニウムおよび珪酸ナトリウムから選
ばれる結合材とを含有する耐火物原料を利用して得られ
る上記耐火物を提供する。
Further, the present invention relates to chamotte, mullite,
Using a refractory raw material containing a refractory powder material selected from calcined bauxite and fused alumina and a binder selected from finely divided alumina, finely divided clay mineral, ultrafinely divided silica, aluminum phosphate and sodium silicate The refractory described above is provided.

【0015】特に、本発明により提供される耐火物は、
上記フッ素含有量が0.1〜5重量%の範囲から選ばれるも
のであるのが好ましく、該耐火物には、不定形耐火物お
よび定形耐火物の両者が包含される。
In particular, the refractories provided by the present invention include:
The fluorine content is preferably selected from the range of 0.1 to 5% by weight, and the refractory includes both amorphous refractories and fixed refractories.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明耐火物は、上記のように所
定量のフッ素化合物を利用したことに基づいて、アルミ
溶湯の耐火物中への浸透を長期に亘って防止でき、ま
た、溶湯酸化物などの耐火物表面への付着をも充分に防
止することができる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The refractory of the present invention can prevent the penetration of molten aluminum into a refractory for a long time based on the use of a predetermined amount of a fluorine compound as described above. It is also possible to sufficiently prevent oxides and the like from adhering to the surface of the refractory.

【0017】また、本発明耐火物は、安全で、低コスト
で製造でき、しかも煉瓦ブロックなどの定形耐火物は勿
論のこと、流し込み材、プラスチック材などの不定形耐
火物としても利用することができる利点がある。
The refractory of the present invention is safe and can be manufactured at a low cost, and can be used not only as a fixed refractory such as a brick block but also as an irregular refractory such as a casting material and a plastic material. There are advantages that can be done.

【0018】以下、本発明耐火物につき詳述すれば、本
発明耐火物は、上記所定量のフッ素化合物を含有するこ
とをその特徴としている。かかるフッ素化合物を含有す
る以外は、従来のこの種アルミニウムおよびアルミニウ
ム合金用耐火物と基本的には同様にして製造することが
できる。
Hereinafter, the refractory of the present invention will be described in detail. The refractory of the present invention is characterized by containing the above-mentioned predetermined amount of the fluorine compound. Except for containing such a fluorine compound, it can be manufactured basically in the same manner as a conventional refractory for aluminum and aluminum alloys of this kind.

【0019】耐火物原料としても、この種アルミニウム
およびアルミニウム合金用耐火物に利用されることの知
られている各種のものをいずれも使用することができ
る。その例としては、以下の如き耐火性粉末素材、結合
材および必要に応じてその他の添加剤とを組合せたもの
を例示することができる。 〔耐火性粉末素材〕 (1) 電融アルミナ、焼結アルミナ、化焼アルミナなどの
高アルミナ原料 (2) 焼成ボーキサイト、ムライト、シリマナイト、カイ
ヤナイト、アンダルサイトなどのアルミナ−シリカ原料 (3) ロー石、シャモット、粘土質鉱物などのシリカ−ア
ルミナ原料 (4) 珪砂、珪石、溶融石英などの珪酸質原料 (5) クロム鉄鉱、焼結スピネル、電融スピネルなどのス
ピネル原料 (6) マグネシアクリンカー、フォルステライト、ドロマ
イトクリンカー、カルシアなどの塩基性原料 (7) ジルコン質原料 (8) ジルコニア質原料 (9) 炭化珪素、炭化ジルコニウム、炭化アルミニウム、
炭化硼素などの炭化物質原料 (10)窒化珪素、窒化ジルコニウム、窒化硼素、窒化アル
ミニウムなどの窒化物質原料 (11)コークス、天然黒鉛、人造黒鉛、無煙炭、カーボン
ブラック、カーボン煉瓦屑、電極屑などの炭素質原料 (12)珪酸ソーダ塊、珪素、酸化クロムなどの耐火性骨材 これらの耐火性粉末素材は、各群から1種または2種以上
選択して利用することもでき、また異なる群から1種又
は2種以上選択して組合わせて利用することもできる。
As the refractory raw material, any of various types known to be used as refractories for aluminum and aluminum alloys of this kind can be used. Examples thereof include those obtained by combining the following refractory powder materials, binders, and other additives as necessary. [Refractory powder material] (1) High alumina raw materials such as fused alumina, sintered alumina, and calcined alumina (2) Alumina-silica raw materials such as calcined bauxite, mullite, sillimanite, kyanite, andalusite (3) Raw Silica-alumina raw materials such as stone, chamotte and clay minerals (4) Silicic raw materials such as silica sand, silica stone, fused quartz, etc. (5) Spinel raw materials such as chromite, sintered spinel, and electrofused spinel (6) Magnesia clinker, Basic raw materials such as forsterite, dolomite clinker, and calcia (7) Zircon raw materials (8) Zirconia raw materials (9) Silicon carbide, zirconium carbide, aluminum carbide,
Raw materials of carbonized materials such as boron carbide (10) Raw materials of nitrided materials such as silicon nitride, zirconium nitride, boron nitride and aluminum nitride (11) Coke, natural graphite, artificial graphite, anthracite, carbon black, carbon brick waste, electrode waste, etc. Carbonaceous raw materials (12) Refractory aggregates such as sodium silicate lump, silicon, chromium oxide, etc.These refractory powder materials can be used by selecting one or two or more from each group. One or more kinds may be selected and used in combination.

【0020】これら耐火性粉末素材の粒径は、通常のこ
の種素材のそれと同様のものとすることができる。
The particle size of these refractory powder materials can be the same as that of ordinary materials of this kind.

【0021】結合材としては、具体的には、アルミナゾ
ル、シリカゾル、エチルシリケート、燐酸、アルミナセ
メント、珪酸塩、燐酸塩、微粉粘土質鉱物、超微粉シリ
カ、微粉アルミナ、水硬性アルミナ、デキストリン、カ
ルボキシメチルセルロース(CMC)、ヒドロキシエチルセ
ルロース(HEC)、リグニンスルホン酸塩などを例示する
ことができる。また、例えばピッチ、フェノール樹脂な
どの高分子化合物も上記結合材として使用することがで
きる。上記珪酸塩、燐酸塩およびリグニンスルホン酸塩
を構成する塩には、アルミニウム塩、ナトリウム塩など
が包含される。
Specific examples of the binder include alumina sol, silica sol, ethyl silicate, phosphoric acid, alumina cement, silicate, phosphate, fine clay mineral, ultrafine silica, fine alumina, hydraulic alumina, dextrin and carboxy. Examples include methylcellulose (CMC), hydroxyethylcellulose (HEC), and ligninsulfonate. In addition, a polymer compound such as a pitch and a phenol resin can also be used as the binder. The salts constituting the above silicates, phosphates and ligninsulfonates include aluminum salts and sodium salts.

【0022】これらはその1種を単独で用いることもで
き、また2種以上を併用することもできる。耐火性粉末
素材に対する結合材の配合量は、特に制限はなく広範囲
から適宜選択することができる。通常結合材は耐火性粉
末重量の約0.1〜50重量%の範囲で用いることができ
る。
One of these can be used alone, or two or more can be used in combination. The blending amount of the binder with respect to the refractory powder material is not particularly limited and can be appropriately selected from a wide range. Usually, the binder can be used in the range of about 0.1 to 50% by weight of the refractory powder.

【0023】必要に応じて更に配合することができる添
加剤としては、例えば定形耐火物の場合は、例えばセラ
ミックファイバーなどの繊維状材料などを例示すること
ができる。
Examples of additives that can be further compounded as required include, for example, fibrous materials such as ceramic fibers in the case of fixed refractories.

【0024】また、不定形耐火物の場合には、従来公知
の流動性向上のための分散剤(例えばトリポリリン酸塩
など)、乾燥爆裂を防ぐための爆裂防止剤(例えば金属
アルミニウム粉、有機繊維など)、コテ塗り性を改善す
るための増粘剤(例えばメチルセルロースなど)などを
挙げることができる。それらの配合量は、公知の不定形
耐火物におけるそれらの配合量と同様とすることができ
る。例えば、流動性向上のための分散剤は、一般に耐火
性粉末重量の約0.01〜1重量%の範囲で添加することが
でき、乾燥爆裂を防ぐための爆裂防止剤は、一般に耐火
性粉末重量の約0.01〜1重量%の範囲内で添加すること
ができ、またコテ塗り性を改善するための増粘剤は、一
般に耐火性粉末重量の約0.01〜5重量%の範囲内で添加
することができる。
In the case of an amorphous refractory, a conventionally known dispersant for improving fluidity (for example, tripolyphosphate) and an explosion-proofing agent for preventing dry explosion (for example, metal aluminum powder, organic fiber and the like) And the like, and a thickener (for example, methylcellulose) for improving the ironing property. The compounding amount thereof can be the same as the compounding amount in known amorphous refractories. For example, a dispersant for improving the flowability can be generally added in a range of about 0.01 to 1% by weight of the refractory powder, and an anti-explosion agent for preventing dry explosion is generally used in an amount of the refractory powder by weight. Thickeners can be added in the range of about 0.01 to 1% by weight, and the thickener for improving the ironing property is generally added in the range of about 0.01 to 5% by weight of the refractory powder. it can.

【0025】本発明耐火物は、上記耐火物原料(耐火性
粉末素材、結合材および添加剤)に所定量のフッ素化合
物を添加配合して得られるものであることが重要であ
る。ここでフッ素化合物としては、CaF2、AlF3、MgF2
LiF、Na3AlF6、K3AlF6などが1種単独で、または2種以上
組み合わせて用いられる。これらフッ素化合物は、その
形態、大きさなどには特に制限はなく、通常入手される
粉末状形態のままで本発明に利用することができる。耐
火物原料中に容易に均一に分散混合させるためには、通
常粒子径が0.1mm以下の微粉形態が好ましい。これらの
フッ素化合物の中では、特にCaF2、AlF3が好ましい。
It is important that the refractory of the present invention be obtained by adding a predetermined amount of a fluorine compound to the above-mentioned refractory raw materials (refractory powder material, binder and additive). Here, as the fluorine compound, CaF 2 , AlF 3 , MgF 2 ,
LiF, Na 3 AlF 6 , K 3 AlF 6 and the like are used alone or in combination of two or more. The form and size of these fluorine compounds are not particularly limited, and can be used in the present invention in the form of powders which are generally available. In order to easily and uniformly disperse and mix in the refractory raw material, a fine powder having a particle diameter of 0.1 mm or less is preferably used. Among these fluorine compounds, CaF 2 and AlF 3 are particularly preferred.

【0026】フッ素化合物の配合量は、耐火物原料全量
に対してフッ素含有量(F換算量)が0.01-30重量%となる
量範囲から選択することができる。上記範囲でのフッ素
化合物の添加によって、得られる耐火物に本発明所期の
効果、即ち、充分なアルミ溶湯の浸透抑止効果、アルミ
溶湯の酸化物などの付着防止効果などを付与できる。そ
の理由はおそらく次の通りと考えられる。即ち、本発明
耐火物が利用される如き高温下で、アルミ溶湯と本発明
耐火物とを接触させると、耐火物中に存在するフッ素化
合物がアルミ溶湯内に浮遊・懸吊している酸化物などと
反応して酸化物の被膜、粒などを耐火物表面に生成し、
これが結果としてアルミ溶湯の表面張力を高め、かくし
てアルミ溶湯の濡れ性を弱めるものと考えられる。
The compounding amount of the fluorine compound can be selected from the range in which the fluorine content (in terms of F) is 0.01 to 30% by weight based on the total amount of the refractory raw materials. By adding the fluorine compound in the above range, the desired effects of the present invention, that is, a sufficient effect of suppressing the permeation of the molten aluminum and an effect of preventing the adhesion of the oxide of the molten aluminum can be imparted to the obtained refractory. The reason is probably as follows. That is, when the molten aluminum is brought into contact with the refractory of the present invention at a high temperature such that the refractory of the present invention is used, a fluorine compound present in the refractory is suspended and suspended in the molten aluminum. Reacts with the oxides to form oxide films and particles on the surface of the refractory,
It is thought that this results in an increase in the surface tension of the molten aluminum, thus weakening the wettability of the molten aluminum.

【0027】フッ素化合物の配合量が0.01重量%未満の
場合、本発明所期の効果、特にアルミ溶湯の濡れ性を弱
めて、耐火物中への浸透を防止乃至抑制する効果が充分
には発揮されなくなる。逆に30重量%を越える場合は、
上記浸透防止乃至抑制効果は充分であるが、得られる耐
火物自体が低融化し、耐スポール性などを損なわれるお
それがある。本発明所期の効果を発揮する上で、特に好
ましいフッ素化合物の配合量は、約0.1〜5重量%となる
範囲から選択できる。
When the compounding amount of the fluorine compound is less than 0.01% by weight, the intended effect of the present invention, particularly the effect of weakening the wettability of the molten aluminum and preventing or suppressing penetration into the refractory, is sufficiently exhibited. Will not be. Conversely, if it exceeds 30% by weight,
Although the effect of preventing or suppressing permeation is sufficient, the obtained refractory itself may have a low melting point and spoil resistance may be impaired. In order to exhibit the intended effect of the present invention, the particularly preferable compounding amount of the fluorine compound can be selected from the range of about 0.1 to 5% by weight.

【0028】フッ素化合物の添加配合時期は、耐火物の
焼成前であれば任意である。一般には耐火物原料の粉体
混合時に混合される。
The time of addition and compounding of the fluorine compound is arbitrary as long as it is before firing the refractory. Generally, it is mixed when the powder of the refractory raw material is mixed.

【0029】本発明耐火物の製造は、フッ素化合物の添
加配合を除いては、基本的には常法に従うことができ
る。例えば、前記耐火性粉末素材、フッ素化合物、結合
材および必要に応じて添加剤を混合し、加水・混練後、
成形、焼成することによって、本発明所期の耐火物を得
ることができる。
The production of the refractory of the present invention can be basically carried out in a conventional manner, except for the addition and blending of the fluorine compound. For example, the refractory powder material, a fluorine compound, a binder and, if necessary, additives are mixed, and after adding water and kneading,
The desired refractory of the present invention can be obtained by molding and firing.

【0030】特に、不定形耐火物の場合は、一般的に
は、例えば前記耐火性粉末素材、フッ素化合物、結合材
および必要に応じて各種添加剤を混合し、必要なら加水
・混練を行った後、製品として梱包する製造工程が採用
される。また定形耐火物の場合は、一般的には、例えば
前記耐火性粉末素材、フッ素化合物、結合材および必要
に応じて各種添加剤を混合し、加水・混練を行った後、
成形して乾燥・焼成し、その後所望により切断等の加工
を行って製品として梱包する製造工程が採用される。
In particular, in the case of amorphous refractories, generally, for example, the above-mentioned refractory powder material, fluorine compound, binder and various additives are mixed, and if necessary, water is added and kneaded. Thereafter, a manufacturing process of packing as a product is adopted. Also, in the case of a shaped refractory, generally, for example, after mixing the above-mentioned refractory powder material, a fluorine compound, a binder and various additives as necessary, and adding water and kneading,
A manufacturing process is employed in which the product is molded, dried and fired, and then subjected to processing such as cutting as required, and packed as a product.

【0031】加水・混練、成形および焼成の操作、条件
などは、この種耐火物の製造に採用されるそれらと同様
のものとすることができる。
The operation, conditions, etc. of the water addition / kneading, molding and firing can be the same as those employed in the production of this type of refractory.

【0032】かくして得られる本発明耐火物は、特に優
れたアルミ溶湯の浸透抑止効果、アルミ溶湯の酸化物な
どの付着防止効果などを奏し得、しかも安全に、安価に
且つ容易に製造できる利点があり、例えばアルミニウム
およびアルミニウム合金の溶解炉、保持炉、取鍋、樋な
どのライニング用不定形および定形耐火材として極めて
有用である。
The refractory of the present invention obtained in this way has an excellent effect of suppressing the penetration of molten aluminum and an effect of preventing adhesion of oxides of molten aluminum, and has the advantage of being safe, inexpensive and easy to manufacture. Yes, it is extremely useful as a refractory material for lining, such as a melting furnace, a holding furnace, a ladle, and a gutter for aluminum and aluminum alloys.

【0033】[0033]

【実施例】以下、本発明を更に詳しく説明するため実施
例を挙げる。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.

【0034】尚、実施例において用いた各耐火物原料の
化学分析値(原子吸光分析法による)は、下記表1の通
りである。
The chemical analysis values (based on atomic absorption spectrometry) of each refractory raw material used in the examples are as shown in Table 1 below.

【0035】[0035]

【表1】 [Table 1]

【0036】実施例1-5および比較例1-4 不定形耐火物の製造 下記表2に示す各耐火物原料およびフッ素化合物の所定
量を、10l容量のV型ミキサーを用いて混合した後、加水
し、10l容量の羽付ミキサーを用いて混練した。
Examples 1-5 and Comparative Examples 1-4 Production of Amorphous Refractories A predetermined amount of each refractory raw material and fluorine compound shown in Table 2 below was mixed using a 10-liter V-type mixer. Water was added and kneaded using a 10-liter winged mixer.

【0037】[0037]

【表2】 [Table 2]

【0038】次いで、実施例1-4および比較例1-3では、
混練物各5kgを円柱状成形体(外径80mm、高さ65mm、肉
厚25mm、内部孔内径30mm、高さ40mm)に成形できる金型
中に流し込み、24時間室温で放置した。その後、成形体
を金型から取り出し、電気熱風式乾燥機中で110℃で12
時間乾燥し、更に炭化珪素質エレメントによる抵抗式電
気加熱炉を用いて800℃まで昇温して3時間保持して焼成
して、各坩堝サンプルを得た。
Next, in Example 1-4 and Comparative Example 1-3,
Each 5 kg of the kneaded material was poured into a mold capable of being formed into a cylindrical molded body (outer diameter 80 mm, height 65 mm, wall thickness 25 mm, inner hole inner diameter 30 mm, height 40 mm), and left at room temperature for 24 hours. Thereafter, the molded body was removed from the mold, and was heated at 110 ° C. for 12 hours in an electric hot air dryer.
After drying for an hour, the temperature was further raised to 800 ° C. using a resistance type electric heating furnace with a silicon carbide element, and held for 3 hours, followed by firing, to obtain each crucible sample.

【0039】実施例5および比較例4では、混練物を円柱
状成形体(外径80mm、高さ65mm、肉厚25mm、内部孔内径
30mm、高さ40mm)が成形できる金型を利用して、油圧式
加圧機で10MPaの成形圧により成形した。次いで、成形
体を金型から取り出した後、電気熱風式乾燥機中で110
℃で12時間乾燥し、更に炭化珪素質エレメントによる抵
抗式電気加熱炉を用いて800℃まで昇温して3時間保持し
て焼成して、各坩堝サンプルを得た。
In Example 5 and Comparative Example 4, the kneaded material was used as a cylindrical molded body (outer diameter 80 mm, height 65 mm, wall thickness 25 mm, inner hole inner diameter
Using a mold capable of molding (30 mm, height 40 mm), molding was performed with a hydraulic pressure machine at a molding pressure of 10 MPa. Next, the molded body was taken out of the mold, and then dried in an electric hot-air dryer.
After drying at 12 ° C. for 12 hours, the temperature was further raised to 800 ° C. using a resistance type electric heating furnace with a silicon carbide element, held for 3 hours and fired to obtain each crucible sample.

【0040】尚、実施例1、2および比較例1の処方は、
一般にアルミニウム溶解炉などで使用されている不定形
耐火物の代表的な流し込み材の処方例である。
The formulas of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were as follows:
This is a typical example of the formulation of a typical casting material for irregular shaped refractories commonly used in aluminum melting furnaces and the like.

【0041】実施例3、4および比較例2、3のそれらは、
強度特性を要求される部位を中心にアルミニウム溶解炉
などで使用されている不定形耐火物の高強度流し込み材
の処方例である。
In Examples 3 and 4 and Comparative Examples 2 and 3,
This is a formulation example of a high-strength cast material of an amorphous refractory used in an aluminum melting furnace or the like, mainly in a part where strength characteristics are required.

【0042】また、実施例5および比較例4は、補修用途
などで広くアルミニウム溶解炉などで使用されている不
定形耐火物の練土状プラスチック剤の処方例である。
In addition, Example 5 and Comparative Example 4 are examples of formulating a clay-like plastic agent of an amorphous refractory widely used in an aluminum melting furnace or the like for repair or the like.

【0043】試験例1 実施例1-5および比較例1-4で得られた各坩堝サンプルの
それぞれを用いて、耐火物にとって最も厳しいと考えら
れるアルミニウム合金を使用する条件下でのアルミ溶湯
による浸食試験を以下の通り行った。
Test Example 1 Using each of the crucible samples obtained in Example 1-5 and Comparative Example 1-4, a molten aluminum was used under conditions using an aluminum alloy considered to be the most severe for refractories. The erosion test was performed as follows.

【0044】即ち、予め黒鉛坩堝内で溶解しておいた、
アルミニウム合金(マグネシウム5.5%を含むヒドロナ
トリウム合金)の溶湯を各坩堝サンプル内に注入し、こ
れらを電気加熱炉内で1000℃まで昇温して100時間保持
した。その後、各坩堝を冷却して炉から取り出し、ダイ
ヤモンドカッターで切断した。
That is, it was previously melted in a graphite crucible,
A melt of an aluminum alloy (a hydrosodium alloy containing 5.5% magnesium) was poured into each crucible sample, and the temperature was raised to 1000 ° C. in an electric heating furnace and maintained for 100 hours. Thereafter, each crucible was cooled, taken out of the furnace, and cut with a diamond cutter.

【0045】切断面を肉眼観察して、溶湯との接触によ
る各坩堝サンプルの状態(各サンプル内部へのアルミ溶
湯の浸透深さ(mm)、浸透状況および各サンプル表面への
酸化アルミニウムなどの付着状況を指標とする耐食性と
その総合評価)を評価した。
The cut surface was visually observed, and the state of each crucible sample (contact depth of the molten aluminum into each sample (mm), penetration state, and adhesion of aluminum oxide and the like to the surface of each sample) Corrosion resistance using the situation as an index and its comprehensive evaluation) were evaluated.

【0046】また、上記浸食試験における不定形耐火物
のフロー値(流し込み材の場合)および作業性(プラス
チック材の場合、JIS R2574によるワーカビリティイン
デックス、表中「WI」と表示する)を求めた。
In addition, the flow value (in the case of a cast material) and workability (in the case of a plastic material, a workability index according to JIS R2574, indicated as “WI” in the table) of the amorphous refractory in the erosion test were determined. .

【0047】結果を表3に示す。Table 3 shows the results.

【0048】[0048]

【表3】 [Table 3]

【0049】表3に示す結果から、本発明耐火物は、い
ずれも優れたアルミ溶湯の浸透抑止効果、アルミ溶湯の
酸化物などの付着防止効果を奏し得ることが明らかであ
る。
From the results shown in Table 3, it is clear that all of the refractories of the present invention can exhibit an excellent effect of suppressing permeation of molten aluminum and an effect of preventing adhesion of oxides of molten aluminum.

【0050】実施例6-7および比較例5 定形耐火物の製造 下記表2に示す各原料およびフッ素化合物の所定量を、1
0l容量のV型ミキサーを用いて混合した後、ホイール型
混練機を用いて加水混練した。
Example 6-7 and Comparative Example 5 Production of Fixed Refractories A given amount of each raw material and fluorine compound shown in Table 2 below was
After mixing using a V-type mixer having a capacity of 0 l, water was kneaded using a wheel-type kneader.

【0051】[0051]

【表4】 [Table 4]

【0052】次いで、混練物各5kgを油圧式加圧機を用
いて20MPaの成形圧により、JIS R2101に定められている
並型煉瓦形状(65×114×230mm)に成形し、これを電気
熱風式乾燥機中で110℃で24時間乾燥し、更に炭化珪素
質エレメントによる抵抗式電気加熱炉を用いて粘土によ
る結合力が発現する1300℃まで昇温して3時間を要して
焼結した。
Next, each 5 kg of the kneaded material was formed into a parallel brick shape (65 × 114 × 230 mm) specified in JIS R2101 at a forming pressure of 20 MPa using a hydraulic press, and this was heated with an electric hot air type. It was dried in a drier at 110 ° C. for 24 hours, and further heated to 1300 ° C. at which the bonding force of clay was developed using a resistance type electric heating furnace with a silicon carbide element, and sintered for 3 hours.

【0053】上記により得られた各坩堝サンプルについ
て、これらを前記試験例1に従う浸食試験に供した結果
を下記表5に示す。
The crucible samples obtained above were subjected to the erosion test according to Test Example 1 above, and the results are shown in Table 5 below.

【0054】[0054]

【表5】 [Table 5]

【0055】表5に示す結果から、本発明耐火物は、優
れたアルミ溶湯の浸透抑止効果、アルミ溶湯の酸化物な
どの付着防止効果を奏し得ることが明らかである。
From the results shown in Table 5, it is clear that the refractory material of the present invention can exhibit an excellent effect of suppressing the permeation of molten aluminum and an effect of preventing adhesion of oxides of molten aluminum.

───────────────────────────────────────────────────── 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) F27D 1/00 C04B 35/00 W (72)発明者 鈴木 裕之 愛知県豊田市御船町山の神56番地 日本坩 堝株式会社内 Fターム(参考) 4G030 AA36 AA58 BA28 HA05 4G033 AA02 AA10 AB02 AB03 AB04 AB07 AB10 BA01 4K051 AA06 AB03 AB05 BE03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F27D 1/00 C04B 35/00 W (72) Inventor Hiroyuki Suzuki 56 God of Mifunemachiyama, Toyota City, Aichi Prefecture, Japan F-term (reference) in Bottom Co., Ltd. 4G030 AA36 AA58 BA28 HA05 4G033 AA02 AA10 AB02 AB03 AB04 AB07 AB10 BA01 4K051 AA06 AB03 AB05 BE03

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アルミニウムおよびアルミニウム合金用
耐火物において、耐火物中にフッ素含有量が0.01-30重
量%となる量のフッ素化合物を含有させたことを特徴と
するアルミニウムおよびアルミニウム合金用耐火物。
1. A refractory for aluminum and an aluminum alloy, characterized in that the refractory contains a fluorine compound in an amount such that the fluorine content is 0.01 to 30% by weight.
【請求項2】 フッ素化合物が、CaF2、AlF3、MgF2、Li
F、Na3AlF6およびK3AlF6からなる群から選択される少な
くとも1種である請求項1に記載の耐火物。
2. The method according to claim 1, wherein the fluorine compound is CaF 2 , AlF 3 , MgF 2 , Li
2. The refractory according to claim 1, wherein the refractory is at least one selected from the group consisting of F, Na 3 AlF 6 and K 3 AlF 6 .
【請求項3】 シャモット、ムライト、仮焼ボーキサイ
トおよび電融アルミナから選ばれる耐火性粉末素材と、
微粉アルミナ、微粉粘土質鉱物、超微粉シリカ、燐酸ア
ルミニウムおよび珪酸ナトリウムから選ばれる結合材と
を含有する耐火物原料を利用して得られる請求項1に記
載の耐火物。
3. A refractory powder material selected from chamotte, mullite, calcined bauxite and fused alumina,
2. The refractory according to claim 1, which is obtained by using a refractory raw material containing fine alumina, fine clay mineral, ultrafine silica, a binder selected from aluminum phosphate and sodium silicate.
【請求項4】 フッ素含有量が、0.1〜5重量%の範囲か
ら選ばれる請求項1に記載の耐火物。
4. The refractory according to claim 1, wherein the fluorine content is selected from the range of 0.1 to 5% by weight.
【請求項5】 不定形耐火物である請求項1に記載の耐
火物。
5. The refractory according to claim 1, which is an amorphous refractory.
【請求項6】 定形耐火物である請求項1に記載の耐火
物。
6. The refractory according to claim 1, which is a fixed refractory.
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