JP3009365B2 - Packing material for molten metal and its manufacturing method - Google Patents
Packing material for molten metal and its manufacturing methodInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、溶融アルミニウム
等の溶融金属の溶融炉や溶融金属の搬送の供給系におい
て、溶融金属の溶融炉や流路を構成する耐熱性構造部材
の継ぎ目に挿入され、溶融金属を封止する溶融金属用パ
ッキン材に関し、特にアルミナ−シリカ系繊維を主体と
する溶融金属用パッキン材に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a melting furnace for molten metal such as molten aluminum and a supply system for conveying the molten metal, which are inserted into a melting furnace for molten metal and a seam of a heat-resistant structural member constituting a flow path. The present invention relates to a packing material for molten metal for sealing a molten metal, and more particularly to a packing material for molten metal mainly composed of alumina-silica fiber.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来において、溶融アルミニウムの溶融
炉や流路を構成する耐熱性構造部材の継ぎ目に挿入さ
れ、溶融アルミニウムを封止するパッキン材としては、
アルミナ−シリカ系（Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2 系）の綿状繊
維が使用されていた。このアルミナ−シリカ系のパッキ
ン材は、柔軟性に優れ、短時間では溶融アルミニウムに
侵されることもなく、浸透もしない。このようなパッキ
ン材は、綿状繊維をフエルト状に成形し、これを耐熱性
構造部材の継ぎ目に挿入し、ばね等により耐熱構造部材
同士を押し付けることにより、加圧しながら使用されて
いる。2. Description of the Related Art Conventionally, as a packing material which is inserted into a seam of a heat-resistant structural member constituting a melting furnace or a channel of a molten aluminum and seals the molten aluminum,
Alumina - floss silica-based (Al 2 O 3 -SiO 2 system) was used. This alumina-silica-based packing material has excellent flexibility, and is not affected by molten aluminum and does not penetrate in a short time. Such a packing material is used while pressurizing by forming a cotton-like fiber into a felt shape, inserting this into a joint of a heat-resistant structural member, and pressing the heat-resistant structural members together with a spring or the like.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、前
記のようなパッキン材では、使用開始から数ヶ月が経過
すると、溶融アルミニウムがパッキン材の中に浸透しや
すくなる。これに伴って、パッキン材のシリカ成分が溶
融アルミニウムによって還元され、珪素が発生すると共
に、パッキン材に浸透したアルミニウムが酸化する。こ
のため、パッキン材が表面から黒く変色し、且つ脆くな
り、この状態が次第に奥部に進行する。温度約７００℃
のアルミニウム溶融炉において、パッキン材を加圧した
状態で使用した場合、変色し、脆くなる浸食部分の進行
速度は最大で２５μｍ／ｈｒにもなり、通常の使用で
は、パッキン材の寿命は１〜３ケ月程度であった。However, with the above-mentioned packing material, molten aluminum tends to permeate into the packing material several months after the start of use. Along with this, the silica component of the packing material is reduced by the molten aluminum, silicon is generated, and the aluminum that has permeated the packing material is oxidized. For this reason, the packing material turns black from the surface and becomes brittle, and this state gradually progresses to the back. Temperature about 700 ° C
In the aluminum melting furnace, when the packing material is used in a pressurized state, the speed at which the discolored and brittle erosion portion progresses is as high as 25 μm / hr, and the life of the packing material is 1 to 1 in normal use. It was about three months.
【０００４】パッキン材を構成するアルミナ−シリカ系
繊維のシリカ成分の組成比を減らせば、溶融アルミニウ
ムによるシリカ成分の還元反応に伴う劣化は少なくな
る。しかし、パッキン材としての柔軟性が無くなり、圧
縮追従性が悪く、パッキンとしての利用に適さなくなっ
てしまう。本発明は、このような従来のアルミナ−シリ
カ系繊維のパッキン材における課題に鑑み、溶融アルミ
ニウム等の溶融金属に対する耐性が高く、且つ十分な柔
軟性を有するパッキン材を提供することを目的とする。[0004] If the composition ratio of the silica component of the alumina-silica fiber constituting the packing material is reduced, deterioration due to the reduction reaction of the silica component by the molten aluminum is reduced. However, there is no flexibility in the packing material, compression follow-up is poor, no longer suitable for use as a packing. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the conventional alumina-silica fiber packing material, and has as its object to provide a packing material having high resistance to molten metal such as molten aluminum and having sufficient flexibility. .
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は特に、窒化硼素
の特性に着目してなされたものである。この窒化硼素
は、溶融アルミニウム等の溶融金属に対する耐性が高
く、しかも溶融金属に濡れず、弾くという性質がある。
このような窒化硼素粉末の性質故に、この窒化硼素粒子
をアルミナ−シリカ系繊維のパッキン材に浸透させるこ
とにより、パッキン材の耐溶融金属性を向上できること
が実験で確認された。すなわち、窒化硼素粒子を、前記
パッキンの内部まで浸透させ、繊維に付着させることに
より、パッキン材の溶融金属に対する耐浸透性、耐食性
を向上させることができる。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made with particular attention to the characteristics of boron nitride. This boron nitride has a high resistance to a molten metal such as molten aluminum, and has a property of repelling without being wetted by the molten metal.
Experiments have confirmed that, due to the properties of such boron nitride powder, it is possible to improve the melting metal resistance of the packing material by infiltrating the boron nitride particles into the packing material of alumina-silica fiber. That is, the penetration resistance and corrosion resistance of the packing material to the molten metal can be improved by allowing the boron nitride particles to penetrate into the inside of the packing and adhere to the fibers.
【０００６】しかし、窒化硼素粉末は、潤滑材として利
用されているように、粒子同士の結合性が殆どなく、サ
ラサラ、ツルツルしている。このため、窒化硼素粉末
を、アルミナ−シリカ系繊維からなるパッキン材に浸透
させても、窒化硼素粉末の繊維への付着性が殆どなく、
定着性が悪い。また、この窒化硼素粉末を、水に分散し
たスラリとしてアルミナ−シリカ系繊維に浸透させて
も、水が乾燥すると、窒化硼素粒子の凝固性が殆ど無く
なってしまうため、定着性の改善にはならない。[0006] However, boron nitride powder has little connectivity between particles and is smooth and smooth as used as a lubricant. Therefore, even if the boron nitride powder penetrates the packing material made of alumina-silica fiber, the boron nitride powder hardly adheres to the fiber,
Poor fixability. Further, even if this boron nitride powder is infiltrated into alumina-silica fiber as a slurry dispersed in water, if the water is dried, the coagulability of the boron nitride particles is almost lost, and the fixability is not improved. .
【０００７】そこで、本発明では、水ガラスとメチルア
ルコールを使用することで、窒化硼素粉末のアルミナ−
シリカ系繊維への浸透性及び定着性の改善を図ることに
成功したものである。すなわち、本発明による溶融金属
用パッキン材は、アルミナ−シリカ系繊維の表面に水ガ
ラスと共に窒化硼素粒子を付着させたことを特徴とする
ものである。より具体的には、分散媒中に水ガラスを含
む窒化硼素のスラリを、アルミナ−シリカ系繊維にしみ
こませることにより、アルミナ−シリカ系繊維の表面に
水ガラスと共に窒化硼素粒子を付着させたことを特徴と
するものである。Therefore, in the present invention, the use of water glass and methyl alcohol makes it possible to use alumina
It has succeeded in improving permeability and fixability to silica-based fibers. That is, the packing material for a molten metal according to the present invention has a water vapor on the surface of the alumina-silica fiber.
It is characterized in that boron nitride particles are attached together with the lath . More specifically, boron nitride particles containing water glass in a dispersion medium were impregnated into alumina-silica fibers so that boron nitride particles were attached to the surface of the alumina-silica fibers together with the water glass. It is characterized by the following.
【０００８】さらに、この溶融金属用パッキン材を製造
する方法は、水ガラスを水に溶解する工程と、この水ガ
ラスの希釈溶液に窒化硼素粉末を分散してスラリを作る
工程と、このスラリにメチルアルコールを添加する工程
と、このスラリをアルミナ−シリカ系繊維にしみこませ
る工程とを有することを特徴とする。ここで水ガラスの
溶液は、原料の水ガラスが水に２〜５重量％溶解する。
窒化硼素のスラリは、窒化硼素粉末が水ガラス溶液に２
０〜３０重量％分散する。また、メチルアルコールは、
全体に対して３０〜６０重量％の割合で添加される。Further, the method for producing the packing material for molten metal includes a step of dissolving water glass in water, a step of forming a slurry by dispersing boron nitride powder in a diluted solution of the water glass, and a step of forming a slurry. It is characterized by having a step of adding methyl alcohol and a step of impregnating the slurry with alumina-silica fiber. Here, in the water glass solution, the raw water glass is dissolved in water in an amount of 2 to 5% by weight.
Boron nitride slurry is obtained by adding boron nitride powder to water glass solution.
Disperse 0-30% by weight. Also, methyl alcohol is
It is added at a ratio of 30 to 60% by weight based on the whole.
【０００９】スラリ中の窒化硼素粒子は、水に分散させ
た状態に比べ、水ガラスを加えることによって、アルミ
ナ−シリカ系繊維からなるパッキン材の繊維への付着性
が向上する。他方、スラリに水ガラスを入れることによ
って、スラリのアルミナ−シリカ系繊維内への浸透性が
悪くなる。この浸透性は、スラリにメチルアルコールを
添加することにより改善され、スラリ中を繊維内に容易
に浸透させることができる。[0009] The adhesion of the boron nitride particles in the slurry to the fibers of the packing material composed of alumina-silica fibers is improved by adding water glass as compared to the state of being dispersed in water. On the other hand, by adding water glass to the slurry, the permeability of the slurry into the alumina-silica fiber becomes poor. This permeability can be improved by adding methyl alcohol to the slurry, and the slurry can be easily penetrated into the fiber.
【００１０】このようにして、アルミナ−シリカ系繊維
に窒化硼素粒子を付着させた溶融金属用パッキン材で
は、柔軟性もあり、しかも溶融アルミニウム等の溶融金
属を弾き、内部に浸透させない性質が強くなる。このた
め、長期にわたってパッキン材を使用しても、溶融金属
が内部に浸透せず、溶融アルミニウム等によるシリカ成
分の還元反応も起こらない。これによって、アルミナ−
シリカ系繊維からなるパッキン材の長寿命化が可能とな
る。As described above, the packing material for molten metal in which boron nitride particles are adhered to the alumina-silica fiber has a strong property that it is flexible and repels molten metal such as molten aluminum and does not penetrate into the inside. Become. Therefore, even if the packing material is used for a long period of time, the molten metal does not penetrate into the inside, and the reduction reaction of the silica component by the molten aluminum does not occur. As a result, alumina
It is possible to extend the life of the packing material made of silica-based fibers.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、具体的且つ詳細に説明する。まず、本発明によるパ
ッキン材の製造方法について説明する。本発明によるパ
ッキン材は、アルミナ−シリカ系（Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2
系）の綿状繊維を主体とする。このようなアルミナ−シ
リカ系繊維は、例えばニチアス社製の「ファインフレッ
クスバルクファイバ」等として市販されており、通常は
その市販のものを使用する。Next, embodiments of the present invention will be described specifically and in detail. First, a method for manufacturing a packing material according to the present invention will be described. The packing material according to the present invention is made of alumina-silica (Al 2 O 3 —SiO 2).
The main component is flocculent fiber of (system). Such an alumina-silica fiber is commercially available, for example, as "Fineflex Bulk Fiber" manufactured by Nichias Corporation, and the commercially available fiber is usually used.
【００１２】このアルミナ−シリカ系繊維の組成は、重
量比でほぼ１：１の割合のＡｌ2Ｏ3とＳｉＯ2 とが大半
を占め、その他若干のＮａ2Ｏ、ＦｅＯ3、ＭｇＯ、Ｃａ
Ｏ、ＴｉＯ2 等を含む。繊維径は２〜１０μｍであり、
３μｍ前後が一般的である。パッキン材としては、この
アルミナ−シリカ系繊維をフエルト状に成形したものを
使用する。In the composition of the alumina-silica fiber, Al 2 O 3 and SiO 2 at a weight ratio of about 1: 1 occupy the majority, and some other Na 2 O, FeO 3 , MgO, Ca
O, TiO 2 and the like are included. The fiber diameter is 2-10 μm,
Generally, it is around 3 μm. As the packing material, a material obtained by molding the alumina-silica fiber into a felt shape is used.
【００１３】他方、このアルミナ−シリカ繊維に窒化硼
素の粒子を付着させるため、窒化硼素のスラリを作る。
前記アルミナ−シリカ系繊維の繊維径が２〜１０μｍで
あり、窒化硼素粒子がアルミナ−シリカ系繊維の表面に
付着することが必要であることから、スラリを作るため
の窒化硼素粉末としては、粒径が１μｍ以下、より具体
的には、０．１〜１μｍのものを使用する。一般に潤滑
材として市販されている窒化硼素粉末を使用することが
出来るが、それらは粒径０．２〜０．３μｍのものが多
い。On the other hand, a slurry of boron nitride is prepared to attach boron nitride particles to the alumina-silica fiber.
Since the fiber diameter of the alumina-silica fiber is 2 to 10 μm, and it is necessary that boron nitride particles adhere to the surface of the alumina-silica fiber, the boron nitride powder for forming the slurry may be a particle. The diameter is 1 μm or less, more specifically, 0.1 to 1 μm. Generally, commercially available boron nitride powder can be used as a lubricant, but they are often those having a particle size of 0.2 to 0.3 μm.
【００１４】このような窒化硼素粉末は、水ガラスの水
溶液に分散する。水ガラスの水溶液を使用するのは、水
だけのスラリでは、スラリ中の窒化硼素粒子のアルミナ
−シリカ繊維への付着性が悪く、水が蒸発して乾燥する
と、窒化硼素粒子の繊維への定着性が極端に悪くなるた
めである。水ガラスは、工業用として市販されており、
その組成は一般にＮａ2Ｏ・ｎＳｉＯ2・ｍＨ2Ｏ で表さ
れ、ｎ＝２〜４である。市販されている水ガラスは、ｎ
＝２．１（１号）、ｎ＝２．５（２号）、ｎ＝３．１
（３号）と品種が定められているが、通常は１号または
２号を使用する。市販の水ガラスは、そのままでは粘度
が高すぎ、窒化硼素粉末の分散性が悪く、またアルミナ
−シリカ系繊維内への浸透も悪いため、加熱しながら水
（湯）に溶かして希釈する。このとき、水ガラスが溶液
全体に対して２〜５重量％となるように溶解するのが適
当である。Such a boron nitride powder is dispersed in an aqueous solution of water glass. An aqueous solution of water glass is used because in a slurry containing only water, the adhesion of the boron nitride particles in the slurry to the alumina-silica fibers is poor, and when the water evaporates and dries, the boron nitride particles are fixed to the fibers. This is because the sex becomes extremely poor. Water glass is commercially available for industrial use,
Its composition is generally expressed as Na 2 O · nSiO 2 · mH 2 O, an n = 2 to 4. Commercially available water glass has n
= 2.1 (No. 1), n = 2.5 (No. 2), n = 3.1
The type is specified as (No. 3), but usually No. 1 or No. 2 is used. Commercially available water glass, as it is, has too high a viscosity, poor dispersibility of the boron nitride powder, and poor penetration into alumina-silica fibers, so that it is dissolved and diluted in water (hot water) while heating. At this time, it is appropriate to dissolve the water glass so as to be 2 to 5% by weight based on the whole solution.
【００１５】水ガラスは、水中に最高５５重量％程度ま
で溶解するが、水ガラスの濃度が高いと、窒化硼素のス
ラリのアルミナ−シリカ系繊維への浸透性が極端に悪く
なる。また、後述するように、窒化硼素のスラリのアル
ミナ−シリカ系繊維への浸透性の改善のため、スラリに
メチルアルコールを加えたとき、水ガラスとメチルアル
コールとの反応により、白い凝固物が生成してしまう。
水ガラスの濃度を５重量％以下とすると、メチルアルコ
ールを加えたときに白い凝固物が多少生成するが、容易
に崩れて分散するため、殆ど問題なくなる。他方、水ガ
ラスの濃度を２重量％より少なくすると、窒化硼素粒子
のアルミナ−シリカ系繊維への付着性の改善効果に乏し
く、窒化硼素粒子のアルミナ−シリカ系繊維への定着性
が悪い。このため、水ガラスの濃度を２〜５重量％とす
るものである。Water glass dissolves in water up to about 55% by weight, but when the concentration of water glass is high, the permeability of the boron nitride slurry to the alumina-silica fiber becomes extremely poor. Further, as described later, when methyl alcohol is added to the slurry to improve the permeability of the boron nitride slurry to the alumina-silica fiber, a white solidified product is formed due to the reaction between the water glass and the methyl alcohol. Resulting in.
When the concentration of the water glass is set to 5% by weight or less, a little white coagulum is formed when methyl alcohol is added, but it easily collapses and disperses, so that there is almost no problem. On the other hand, if the concentration of the water glass is less than 2% by weight, the effect of improving the adhesion of the boron nitride particles to the alumina-silica fibers is poor, and the fixability of the boron nitride particles to the alumina-silica fibers is poor. For this reason, the concentration of the water glass is set to 2 to 5% by weight.
【００１６】次に、この水ガラス溶液に前述の窒化硼素
粉末を分散する。窒化硼素粉末の分散割合は、スラリ全
体に対して窒化硼素粉末が２０〜３０重量％となる範囲
が適当である。スラリ全体に対する窒化硼素の分散割合
を２０〜３０重量％とするのは、分散割合がその範囲を
越えると、スラリのアルミナ−シリカ繊維への浸透がし
にくくなり、また、分散割合がその範囲に満たないと、
窒化硼素粒子のアルミナ−シリカ繊維への付着性が悪く
なるためである。Next, the above-mentioned boron nitride powder is dispersed in the water glass solution. An appropriate dispersion ratio of the boron nitride powder is such that the boron nitride powder accounts for 20 to 30% by weight of the entire slurry. The reason why the dispersion ratio of boron nitride to the whole slurry is 20 to 30% by weight is that if the dispersion ratio exceeds the range, it becomes difficult for the slurry to penetrate into the alumina-silica fiber, and the dispersion ratio falls within the range. If not,
This is because the adhesion of the boron nitride particles to the alumina-silica fiber is deteriorated.
【００１７】さらに、このスラリにメチルアルコールを
添加する。メチルアルコールを添加するのは、スラリの
表面張力と粘度を―時的に低下させることにより、スラ
リのアルミナ−シリカ系繊維への濡れ性をよくし、フエ
ルト状のアルミナ−シリカ系繊維にスラリ浸透しやすく
するためである。エチルアルコールは、それをスラリに
添加しても、その粘度を十分低くすることが出来ないた
め、スラリの希釈添加剤として、メチルアルコールを使
用するものである。Further, methyl alcohol is added to the slurry. The addition of methyl alcohol improves the wettability of the slurry to the alumina-silica fiber by reducing the surface tension and viscosity of the slurry over time, and makes the slurry permeate the felt-like alumina-silica fiber. This is to make it easier. Even if ethyl alcohol is added to the slurry, its viscosity cannot be reduced sufficiently, so that methyl alcohol is used as a slurry diluent additive.
【００１８】スラリへのメチルアルコールの添加割合
は、添加後のスラリ全体に対して５０重量％、すなわち
水ガラス溶液に窒化硼素を分散したスラリとメチルアル
コールとを１：１とするのが標準である。この割合を中
心として、添加後のスラリ全体に対して、メチルアルコ
ールを３０〜６０重量％の割合で添加することができ
る。メチルアルコールの添加割合が前記の範囲を越える
と、スラリの粘性が低くなり過ぎ、窒化硼素粒子のアル
ミナ−シリカ系繊維への付着性が悪くなる。また、メチ
ルアルコールの添加割合が前記の範囲に満たないと、ス
ラリの粘性が高すぎて、窒化硼素粒子のアルミナ−シリ
カ系繊維へのなじみが悪く、スラリの浸透がしにくい。
メチルアルコールは、揮発性があり、時間を経るとスラ
リの分散媒の組成が変わってしまうため、スラリをアル
ミナ−シリカ系繊維に浸透させる直前に添加する。メチ
ルアルコールの蒸発を抑えることが可能であれば、窒化
硼素粉末を分散する前に水ガラス水溶液にメチルアルコ
ールを添加しておいてもよい。The addition ratio of methyl alcohol to the slurry is 50% by weight based on the total amount of the slurry after addition, that is, the ratio of the slurry in which boron nitride is dispersed in a water glass solution to the methyl alcohol is 1: 1 as a standard. is there. With this ratio as the center, methyl alcohol can be added at a ratio of 30 to 60% by weight to the whole slurry after addition. If the addition ratio of methyl alcohol exceeds the above range, the viscosity of the slurry becomes too low, and the adhesion of the boron nitride particles to the alumina-silica fiber deteriorates. If the addition ratio of methyl alcohol is less than the above range, the viscosity of the slurry is too high, and the penetration of the boron nitride particles into the alumina-silica fiber is poor, and the slurry is difficult to penetrate.
Since methyl alcohol is volatile and changes the composition of the slurry dispersion medium over time, it is added immediately before the slurry is permeated into the alumina-silica fiber. If it is possible to suppress evaporation of methyl alcohol, methyl alcohol may be added to the aqueous solution of water glass before dispersing the boron nitride powder.
【００１９】次に、このスラリをアルミナ−シリカ系繊
維に浸透させる。スラリの浸透を促進させるために、ア
ルミナ−シリカ系繊維を加圧しながらその中の空気を抜
くようにすると、１分程度でスラリがアルミナ−シリカ
系繊維になじみ、多くは１０分以内でスラリの浸透が完
了する。アルミナ−シリカ系繊維にスラリを浸透させる
量は、アルミナ−シリカ系繊維の表面から内部までスラ
リが十分浸透するのを目安とする。パッキン材として使
用されるスラリの浸透前のアルミナ−シリカ系繊維の見
かけ比重は、０．３ｇ／ｃｍ3 前後であるが、このよう
にして満遍なくスラリを浸透させ、乾燥させたアルミナ
−シリカ系繊維の見かけ比重は、０．４ｇ／ｃｍ3 前後
となる。Next, the slurry is permeated into alumina-silica fibers. When the air in the alumina-silica fiber is evacuated while pressurizing the alumina-silica fiber in order to promote the penetration of the slurry, the slurry becomes familiar with the alumina-silica fiber in about 1 minute, and in many cases within 10 minutes, Infiltration is complete. The amount of slurry to be permeated into the alumina-silica fiber is based on that the slurry permeates sufficiently from the surface to the inside of the alumina-silica fiber. The apparent specific gravity of the alumina-silica fiber before permeation of the slurry used as the packing material is about 0.3 g / cm 3 , and thus the alumina-silica fiber is uniformly impregnated with the slurry and dried. Has an apparent specific gravity of about 0.4 g / cm 3 .
【００２０】このようにして、アルミナ−シリカ系繊維
にスラリを浸透させた後、乾燥した状態で、アルミナ−
シリカ系繊維を顕微鏡で観察すると、繊維の表面に窒化
硼素粒子が付着し、繊維が窒化硼素粉末で覆われている
のが確認出来る。アルミナ−シリカ系繊維に窒化硼素の
スラリを浸透させパッキン材は、水ガラス水溶液である
分散媒中の水分が乾燥しないうちに耐熱性構造部材の継
ぎ目に充填し、セットする。パッキン材が乾燥してしま
うと、乾燥過程でパッキン材に皺が発生し、またパッキ
ン材が曲がりにくくなってしまうためである。また、パ
ッキン材の表面に割れや気泡による孔が出来ると、溶融
アルミニウムの漏洩の原因となるからである。After the slurry has been impregnated into the alumina-silica fiber in this manner, the dried alumina
When the silica-based fiber is observed with a microscope, it can be confirmed that boron nitride particles adhere to the surface of the fiber and the fiber is covered with the boron nitride powder. Boron nitride slurry is permeated into the alumina-silica fiber, and the packing material is filled and set in the seam of the heat-resistant structural member before the moisture in the dispersion medium, which is a water glass aqueous solution, is not dried. This is because if the packing material is dried, wrinkles are generated in the packing material during the drying process, and the packing material becomes difficult to bend. In addition, cracks or holes formed by bubbles on the surface of the packing material may cause leakage of molten aluminum.
【００２１】[0021]
【実施例】次に、本発明の具体的な実施例について説明
する。アルミナ−シリカ系繊維としては、ニチアス社製
の「ファインフレックス１３００バルクファイバ」を使
用した。このアルミナ−シリカ系繊維の組成は、Ａｌ2
Ｏ3が５１．８％、ＳｉＯ2 が４７．９％、Ｎａ2Ｏが
０．２％、ＦｅＯ3 が０．１％（何れも重量比）であ
り、その他微量のＭｇＯ、ＣａＯ、ＴｉＯ2 等を含んで
いる。繊維径は３μｍ以下、繊維長は最長２５０ｍｍ、
真比重は２．７３、嵩密度は、０．０６〜０．２０ｇ／
ｃｍ3 、３２メッシュ残の粒子含有率（測定法ＪＩＳ
Ａ９５０４）は、２％以下である。溶融温度は１７６０
℃以上である。このアルミナ−シリカ系繊維をフエルト
状（フェルト状にしたものの嵩密度は０．３ｇ／ｃｍ3
前後である。）に成形したものを用意した。Next, specific examples of the present invention will be described. As the alumina-silica fiber, "Fineflex 1300 bulk fiber" manufactured by Nichias was used. The composition of the alumina-silica fiber is Al 2
51.8% of O 3, 47.9% of SiO 2 , 0.2% of Na 2 O, 0.1% of FeO 3 (all by weight), and other trace amounts of MgO, CaO, TiO 2 Etc. are included. Fiber diameter is 3μm or less, fiber length is up to 250mm,
The true specific gravity is 2.73, and the bulk density is 0.06 to 0.20 g /
cm 3 , 32 mesh residual particle content (measurement method JIS
A9504) is 2% or less. Melting temperature is 1760
° C or higher. This alumina-silica fiber was made into a felt shape (felt shape had a bulk density of 0.3 g / cm 3).
Before and after. ) Was prepared.
【００２２】一方、１号の水ガラス（Ｎａ2Ｏ・ｎＳｉ
Ｏ2・ｍＨ2Ｏ においてｎ＝２．１）を使用し、これを
加熱しながら水（湯）に溶かして希釈した。このとき水
ガラスを溶液全体に対して３重量％となるように溶解し
た。次に、この水ガラス溶液に、平均粒径０．３μｍの
窒化硼素粉末を添加し、混合して分散した。窒化硼素粉
末は、スラリ全体に対して窒化硼素粉末が２３重量％と
なる量を添加した。On the other hand, the first water glass (Na 2 O.nSi)
N = 2.1) was used in O 2 · mH 2 O, which was dissolved in water (hot water) while heating and diluted. At this time, water glass was dissolved so as to be 3% by weight based on the whole solution. Next, a boron nitride powder having an average particle diameter of 0.3 μm was added to the water glass solution, mixed and dispersed. The boron nitride powder was added in an amount such that the boron nitride powder was 23% by weight based on the entire slurry.
【００２３】次に、このスラリにメチルアルコールを添
加した。なお試料として、添加後のスラリ全体に対する
アルコールを添加量を、３０重量％、５０重量％及び７
０重量％としたものを作った。また水ガラス水溶液に窒
化硼素粉末を分散したスラリに、アルコールを添加しな
い試料も用意した。その後、これらのスラリを４トンの
アルミナ−シリカ系繊維に浸透させた。浸透時には、ス
ラリの浸透を促進させるために、手でアルミナ−シリカ
系繊維を加圧し、その中の空気を抜きながら、アルミナ
−シリカ系繊維の表面から内部までスラリが十分浸透す
るようにスラリを繊維中に含浸することを試みた。その
結果、アルミナ−シリカ繊維に浸透した窒化硼素粒子の
量を表１に示す。Next, methyl alcohol was added to the slurry. As a sample, the amount of alcohol added to the whole slurry after addition was 30% by weight, 50% by weight and 7% by weight.
A 0% by weight was prepared. Further, a sample in which alcohol was not added to a slurry in which boron nitride powder was dispersed in a water glass aqueous solution was also prepared. Thereafter, these slurries were infiltrated into 4 tons of alumina-silica fiber. At the time of infiltration, in order to promote penetration of the slurry, the alumina-silica-based fiber is pressurized by hand, and while evacuating the air, the slurry is sufficiently penetrated from the surface of the alumina-silica-based fiber to the inside thereof. An attempt was made to impregnate the fibers. As a result, the amount of boron nitride particles permeated into the alumina-silica fiber is shown in Table 1.
【００２４】[0024]
【表１】 [Table 1]
【００２５】なお、メタノール濃度を７０重量％とした
場合、窒化硼素粒子がアルミナ−シリカ系繊維に浸透す
るが、メチルアルコールが先に浸透してしまい、窒化硼
素粒子が浸透しにくい。さらに、前記のパッキン材のう
ち、メチルアルコールの添加濃度が７０重量％のものを
除いて、１０分間浸透したものを水分の乾燥前にアルミ
ニウム溶融炉の炉壁と導出配管の継ぎ目にセットし、溶
融アルミニウムの浸食試験を行った。その結果、２００
時間使用後の溶融アルミニウムのパッキン材への表面か
らの浸食深さを測定した。その結果を表２に示す。な
お、溶融アルミニウムの温度は７００℃とした。When the methanol concentration is 70% by weight, the boron nitride particles permeate the alumina-silica fiber, but methyl alcohol permeates first and the boron nitride particles hardly permeate. Further, among the above-mentioned packing materials, excluding those having a methyl alcohol addition concentration of 70% by weight, those permeated for 10 minutes were set at the seam between the furnace wall of the aluminum melting furnace and the outlet pipe before drying of the water, An erosion test of the molten aluminum was performed. As a result, 200
The depth of erosion of the molten aluminum from the surface of the packing material after use for a long time was measured. Table 2 shows the results. Note that the temperature of the molten aluminum was 700 ° C.
【００２６】[0026]
【表２】 [Table 2]
【００２７】なお、以上の例では、溶融金属として何れ
も溶融アルミニウムに適用した例を説明したが、例えば
溶融金属として、溶融亜鉛、溶融錫などについても同様
に適用することが出来ることは明らかである。In the above example, the example in which all of the molten metal is applied to molten aluminum has been described. However, it is apparent that the same can be applied to, for example, molten zinc, molten tin, and the like as the molten metal. is there.
【００２８】[0028]
【発明の効果】以上説明した通り、本発明による溶融金
属用パッキン材では、溶融アルミニウム等の溶融金属に
対する耐性が高く、且つ十分な柔軟性を有するパッキン
材を提供することができる。これによって、パッキン材
として耐熱性構造部材の継ぎ目への組み込みが容易で、
且つ圧縮応答性が良好であるため、溶融金属の封止性に
優れ、さらに長期にわたって安定して使用できる溶融金
属用パッキンが得られる。As described above, the packing material for molten metal according to the present invention can provide a packing material having high resistance to molten metal such as molten aluminum and having sufficient flexibility. This makes it easy to incorporate the heat-resistant structural member into the joint as a packing material,
In addition, since the compression response is good, a packing for a molten metal which is excellent in sealing property of the molten metal and can be used stably for a long period of time is obtained.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−7793（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−224174（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−46287（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C09K 3/10 C04B 35/80 - 35/82 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-3-7793 (JP, A) JP-A-4-224174 (JP, A) JP-A-63-46287 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) C09K 3/10 C04B 35/80-35/82
Claims (7)
融金属を封止するアルミナ−シリカ系繊維を主体とする
溶融金属用パッキン材であって、アルミナ−シリカ系繊
維の表面に水ガラスと共に窒化硼素粒子を付着させたこ
とを特徴とする溶融金属用パッキン材。1. A packing material for molten metal which is inserted into a joint of a heat-resistant structural member and mainly contains alumina-silica fibers for sealing the molten metal, wherein water-glass is provided on the surface of the alumina-silica fibers. A packing material for molten metal, comprising boron nitride particles adhered thereto.
融金属を封止するアルミナ−シリカ系繊維を主体とする
溶融金属用パッキン材であって、アルミナ−シリカ系繊
維に窒化硼素のスラリをしみ込ませることにより、アル
ミナ−シリカ系繊維の表面に窒化硼素粒子を付着させた
ことを特徴とする請求項１に記載の溶融金属用パッキン
材。2. A packing material for molten metal mainly composed of alumina-silica fibers inserted into a seam of a heat-resistant structural member and sealing a molten metal, wherein a slurry of boron nitride is coated on the alumina-silica fibers. 2. The packing material for molten metal according to claim 1, wherein boron nitride particles are adhered to the surface of the alumina-silica fiber by impregnating.
融金属を封止するアルミナ−シリカ系繊維を主体とする
溶融金属用パッキン材を製造する方法であって、水ガラ
スを、水で希釈したメチルアルコール溶液に溶解して水
ガラスの水希釈メチルアルコール溶液を作る工程と、こ
の水ガラスの水希釈メチルアルコール溶液に窒化硼素粉
末を均一に分散してスラリを作る工程と、このスラリを
アルミナ−シリカ系繊維にしみこませる工程とを有する
ことを特徴とする溶融金属用パッキン材の製造方法。3. A method for producing a packing material for a molten metal which is inserted into a seam of a heat-resistant structural member and mainly seals the molten metal with alumina-silica-based fibers, wherein water glass is diluted with water. Dissolving in water methyl alcohol solution to prepare a water-diluted methyl alcohol solution of water glass, a process of uniformly dispersing boron nitride powder in the water-diluted methyl alcohol solution of water glass to form a slurry, and converting the slurry to alumina -A process of infiltrating silica-based fibers.
融金属を封止するアルミナ−シリカ系繊維を主体とする
溶融金属用パッキン材を製造する方法であって、水ガラ
スを水に溶解する工程と、この水ガラスの希釈溶液に窒
化硼素粉末を分散してスラリを作る工程と、このスラリ
にメチルアルコールを添加する工程と、このスラリをア
ルミナ−シリカ系繊維にしみこませる工程とを有するこ
とを特徴とする溶融金属用パッキン材の製造方法。4. A method for producing a packing material for molten metal mainly composed of alumina-silica fibers, which is inserted into a seam of a heat-resistant structural member and seals the molten metal, wherein water glass is dissolved in water. A step of forming a slurry by dispersing boron nitride powder in the diluted solution of water glass, a step of adding methyl alcohol to the slurry, and a step of impregnating the slurry with alumina-silica fiber. A method for producing a packing material for molten metal, comprising:
２〜５重量％溶解されていることを特徴とする請求項４
に記載の溶融金属用パッキン材の製造方法。Dilute solution of 5. waterglass, claim 4 water glass is characterized in that it is dissolved 2-5% by weight in water
3. The method for producing a packing material for molten metal according to claim 1.
ガラス溶液に２０〜３０重量％分散されていることを特
徴とする請求項４または５に記載の溶融金属用パッキン
材の製造方法。6. The slurry of boron nitride, a manufacturing method of the molten metal packing material according to claim 4 or 5, characterized in that the boron nitride powder is dispersed 20-30 wt% water glass solution.
コールを添加することを特徴とする請求項４〜６の何れ
かに記載の溶融金属用パッキン材の製造方法。7. The method for producing a packing material for molten metal according to claim 4 , wherein 30 to 60% by weight of methyl alcohol is added to the slurry.
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|---|---|
| JPH10195418A JPH10195418A (en) | 1998-07-28 |
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