JP3790352B2

JP3790352B2 - アルミニウム溶湯槽の内張耐火材用コーティング材

Info

Publication number: JP3790352B2
Application number: JP36663697A
Authority: JP
Inventors: 紀柳下; 健作江崎; 賢二辻
Original assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority date: 1997-12-26
Filing date: 1997-12-26
Publication date: 2006-06-28
Anticipated expiration: 2017-12-26
Also published as: JPH11189475A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、アルミニウムの溶解槽並びにアルミニウム溶湯保持槽の内張り耐火材の表面に塗布するコーティング材に関する。
【０００２】
【従来技術】
アルミニウムの溶解槽並びにアルミニウム溶湯保持槽の内張り耐火材は、アルミニウム溶湯と接すると、表面から徐々に侵食され、溶湯アルミニウムが浸透して行き、組織が崩壊し寿命に至る。
また、アルミニウムの溶解槽並びにアルミニウム溶湯保持槽より、溶湯アルミニウムを排出、冷却後、内張り耐火材表面にアルミニウムが付着する。この状態で再度加熱すると、内張り耐火材とアルミニウムの熱膨脹差により、耐火材表面から組織の崩壊が進む。このため、内張り耐火材へのアルミニウムの付着が少なく、また、付着したアルミニウムが容易に剥ぎ取れることが望ましい。
【０００３】
従って、溶湯アルミニウムによる内張り耐火材の侵食及び浸透を極力少なくし、かつアルミニウムの付着が少なく、かつ除去しやすい状態にすることが内張り耐火材の延命化と、アルミニウム溶湯の汚染を防止するために重要である。
その目的のために、従来より、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、チタニア（ＴｉＯ2 ）、ジルコン（ＺｒＯ2 ・ＳｉＯ2 ）等の各々主成分にシリカ（ＳｉＯ2 ）やアルカリ成分（Ｎａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏ等）などを含み、低温（７００℃以下）で溶解する結合材と有機バインダーを混合した各種のコーティング材が市販されている。
【０００４】
ところが、コーティング材はスプレーあるいは刷毛等で溶湯アルミニウムと接触する内張り耐火材の表面に単に塗布された状態であるため、剥離しやすいという問題がある。そのため、シリカやアルカリ成分を多く含む結合材を多量に添加すると、耐火材との密着性は増すが、反面溶湯アルミニウムと反応しやすく、浸透防止効果が乏しくなり、かつアルミニウム溶湯汚染の原因となる。
従来のコーティング材では、以上のような問題があり、内張り耐火材との密着性が良く、アルミニウム溶湯浸透防止効果と溶湯アルミニウムの不濡れ性の全てに満足できるコーティング材は無かった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題を解決し、内張耐火材に対して付着性が高く、アルミニウム溶湯の浸透防止効果に優れ、また溶湯アルミニウムに濡れにくく、かつ付着したアルミニウムが竹ベラ等で容易に除去できるコーティング材を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する本発明のコーティング材は、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）粉末と、可塑性付与効果の高い粘土と、有機バインダーとを混合して得られるアルミニウム溶湯槽の内張耐火材用コーティング材であって、前記アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）粉末と前記可塑性付与効果の高い粘土との重量比率が９５：５〜９９．５：０．５であるアルミニウム溶湯槽の内張耐火材用コーティング材である。また、可塑性付与効果の高い粘土がベントナイトである上記記載のアルミニウム溶湯槽の内張耐火材用コーティング材である。上記記載のアルミニウム溶湯槽の内張耐火材としては、窒化珪素結合炭化珪素耐火物を用いるのが好ましい。
アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）は、アルミニウム溶湯に対して化学的に安定であり、非濡れ性に優れ、付着したアルミニウムの剥離性が良く、溶湯汚染の原因とならない。しかし、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）単独では、内張耐火材に対して接着性が充分ではないので、接着性を高めるために少量の可塑性付与効果の高い粘土（好ましくはベントナイト）を添加したことを特徴とする。ベントナイトは、天然に産する粘土の一種であり、ベントナイトは加熱すると、１００℃付近で層間水を放出する。層間に交換性陽イオンとしてナトリウムを持つベントナイトは、膨潤度が大きく、粘性も大きい、非常に微細な粒子からなり、可塑性付与効果が高く、また、粘着性も大きい。ここで可塑性付与効果とは、他のセラミックス粉末に添加して、水を加えて練り込むと、少量の添加で著しく可塑性がでることをいう。このベントナイトをアルミナに添加すると、アルミナ粉末と水との分離（沈降）が防げ、コーティング液の粘りが出てくると同時に粘着性が著しく向上する。
有機バインダーとしてはポリビニルアルコール等を用い、これに適量の水を加えて混合しスラリー状にしたコーティング材として塗布する。
【０００７】
上述のごとく、アルミナは溶湯アルミニウムに対して優れた耐食性と濡れ難い性質を有している。しかし、アルミナだけのコーティング材ではいかに微粉にしても、内張耐火材との接着性が著しく弱い。そこで、少量で接着性に効果を発揮する結合材としてベントナイトを用いたところ、１〜３重量％の添加で充分コーティング材の粘着性が生じ、内張耐火材との接着強度が実用上充分得られることを見出した。
また、この場合アルミナが９５〜９９．５重量％と高含有量となるため、アルミナの本来の性質が維持され、アルミニウム溶湯に対する耐食性、不浸透性及び溶湯アルミニウムに濡れ難く、かつ付着したアルミニウムが竹ベラ等で容易に除去できた。
【０００８】
ベントナイトの添加量については、０．５重量％以下では内張耐火材との接着力不足で、剥離しやすい。また、５重量％以上になると、加熱時コーティング部分が収縮し、表面に微細な亀裂が発生し、溶湯アルミニウムの浸透防止効果が低下し、また同時にアルミニウムの付着が多くなった。
以下、実施例で詳細に説明する。
【０００９】
【実施例】
粒径５３μｍ以下の仮焼アルミナ９８．８重量％と天然のベントナイト１．２重量％の合量１００部に対して、ポリビニルアルコール液（８％水溶液）１５部と水６０部を加え、ボールミルで１０時間混合し、スラリー状のコーティング材とした。このコーティング材をアルミニウム溶湯濾過槽内張の窒化珪素結合炭化珪素耐火物の表面に刷毛で塗布した。その後、このアルミニウム溶湯濾過槽に、アルミニウム溶湯を流したところ、内張耐火材に対して付着性が高く、アルミニウム溶湯の浸透防止効果に優れることが確認できた。また、繰り返しアルミニウム溶湯の濾過を行ったが、アルミニウムの付着が少なく、一部付着したアルミニウムも竹ベラで容易に除去できた。
【００１０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、アルミニウム溶湯槽並びにアルミニウム溶湯保持槽の内張耐火材に対して、付着性が高く、アルミニウム溶湯の浸透防止効果に優れ、また内張材へのアルミニウムの付着が少なく、かつ付着したアルミニウムも容易に除去されるコーティング材とすることができる。

Claims

アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）粉末と、可塑性付与効果の高い粘土と、有機バインダーとを混合して得られるアルミニウム溶湯槽の内張耐火材用コーティング材であって、前記アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）粉末と前記可塑性付与効果の高い粘土との重量比率が９５：５〜９９．５：０．５であるアルミニウム溶湯槽の内張耐火材用コーティング材。
可塑性付与効果の高い粘土がベントナイトである請求項１記載のアルミニウム溶湯槽の内張耐火材用コーティング材。
アルミニウム溶湯槽の内張耐火材が窒化珪素結合炭化珪素耐火物である請求項１又は２記載のコーティング材。
アルミナ（Ａｌ ₂ Ｏ ₃ ）粉末と、可塑性付与効果の高い粘土と、有機バインダーとを混合して得られるコーティング材を内張耐火材に塗布してあるアルミニウム溶湯槽であって、前記アルミナ（Ａｌ ₂ Ｏ ₃ ）粉末と前記可塑性付与効果の高い粘土との重量比率が９５：５〜９９．５：０．５であるアルミニウム溶湯槽。