JP6423726B2 - 金属溶湯用濾過フィルタおよび金属溶湯用濾過フィルタの製造方法 - Google Patents
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Description
平均粒子径が200μmの電融アルミナ(「骨材粒子」に対応)100質量部と、無機結合材10質量部とを含む混合物に、アルカリ分、有機バインダおよび水を適量添加して混練し、坏土を調製した。次いで、坏土に対し、内周側の圧力が外周側の圧力よりも高くなるように圧力を加えつつ円筒状の成形体を作製し、乾燥、脱脂の後、1250℃で焼成し、外径100mm×内径60mm×長さ870mmの金属溶湯用濾過フィルタ1を作製した。
骨材粒子の平均粒子径、無機結合材の組成および坏土に加える圧力を変更したことを除き、実施例1と同様にして金属溶湯用濾過フィルタ1をそれぞれ作製した。得られた金属溶湯用濾過フィルタ1の外周面2、中間部分(外周面2から9〜11mmの領域7)および内周面3における、骨材4の平均粒子径、気孔率および平均気孔径、ならびにX線回折法で測定される、α−アルミナ(2θ=35.1±0.5°、43.4±0.5°、57.5±0.5°)のピーク強度の合計Tに対する9Al2O3・2B2O3(2θ=16.4±0.5°、20.3±0.5°、26.4±0.5°)のピーク強度の合計kの比k/Tについて、実施例1の結果とともに表1に示す。
各実施例および比較例において作製した金属溶湯用濾過フィルタ1の試験体11を評価装置10に装着した。介在物14に見立てた1μm〜1000μmのスピネル粒子を混合した10kgの純アルミニウム製の金属溶湯13を評価装置10に入れ、評価装置10の上部から加圧して金属溶湯13を押し出すことにより試験を行った。濾過前後の金属溶湯13をサンプリングしてそれぞれのMg濃度を分析し、Mg濃度の減少量から、スピネル粒子(介在物14)の捕集性能を評価した。結果を表1に示す。なお、表1では、Mg濃度の残留量で試験体11(金属溶湯用濾過フィルタ1)による介在物14の捕集性能を評価した。すなわち、濾過後のMg濃度が濾過前のMg濃度の5%以下であれば「5」、5%を超え10%以下であれば「4」、10%を超え20%以下であれば「3」、20%を超え40%以下「2」、40%以上であれば「1」とする5段階評価で示した。
上記した評価装置10においては、装置内部の圧力を高めることにより加圧して金属溶湯13を通湯させる構成を有している。金属溶湯用濾過フィルタ1に介在物14が捕集されることで金属溶湯13が通湯する流路が少なくなると、評価装置10において一定条件下で加圧を続けた場合であっても金属溶湯用濾過フィルタ1が受ける圧力は徐々に高くなる。金属溶湯用濾過フィルタ1が受ける圧力が高くなると、金属溶湯13の濾過時間が長くなり、あるいはより高い圧力を加えることにより金属溶湯13を通湯させることで金属溶湯用濾過フィルタ1がその圧力に耐えられず、破損するといった懸念がある。そこで、試験終了直前において試験体11が受ける圧力を比較することにより、試験体11の寿命を評価した。結果を表1に示す。なお、表1では、試験体11が受ける圧力がゲージ圧で0.01MPa未満で推移すれば「5」、0.01MPa以上〜0.02MPa未満であれば「4」、0.02MPa以上〜0.03MPa未満であれば「3」、0.03MPa以上〜0.04MPa未満であれば「2」、0.04MPa以上に圧力が上昇すれば「1」とする5段階評価で示した。
2 内周面
3 外周面
4 骨材
5 気孔
10 評価装置
11 試験体
12 封止部材
13 金属溶湯
14 介在物
Claims (15)
- 骨材の平均粒子径が200μm以上2500μm以下であり、内周面における前記骨材の平均粒子径が、外周面における前記骨材の平均粒子径の−10%以上+10%以下である円筒形状を有し、
前記内周面側から前記外周面側にわたって気孔率が漸増すること
を特徴とする金属溶湯用濾過フィルタ。 - 前記内周面の気孔率が25%以上45%以下であることを特徴とする請求項1に記載の金属溶湯用濾過フィルタ。
- 前記内周面の平均気孔径が100μm以上500μm以下であることを特徴とする請求項2に記載の金属溶湯用濾過フィルタ。
- 前記内周面側から厚さ2000μm以上にわたり平均気孔径が500μm以下であることを特徴とする請求項3に記載の金属溶湯用濾過フィルタ。
- 前記内周面から前記外周面までの厚さに対して前記内周面側から10%以上の厚さにわたり平均気孔径が500μm以下であることを特徴とする請求項3に記載の金属溶湯用濾過フィルタ。
- 前記外周面の気孔率が45%以上65%以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の金属溶湯用濾過フィルタ。
- 前記外周面の平均気孔径が150μm以上1500μm以下であることを特徴とする請求項6に記載の金属溶湯用濾過フィルタ。
- 前記外周面側から厚さ2500μm以上にわたり平均気孔径が150μm以上であることを特徴とする請求項6または7に記載の金属溶湯用濾過フィルタ。
- 前記内周面から前記外周面までの厚さに対して前記外周面側から10%以上の厚さにわたり平均気孔径が150μm以上であることを特徴とする請求項6または7に記載の金属溶湯用濾過フィルタ。
- 前記骨材が、電融アルミナおよび焼結アルミナのうち1種以上を含むものであることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1つに記載の金属溶湯用濾過フィルタ。
- 無機結合材をさらに含み、
前記無機結合材が、三酸化ホウ素、アルミナ、酸化マグネシウムおよびシリカのうち1種以上を含むものであることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1つに記載の金属溶湯用濾過フィルタ。 - X線回折法で測定される、α−アルミナ(2θ=35.1±0.5°、43.4±0.5°、57.5±0.5°)のピーク強度の合計Tに対する9Al2O3・2B2O3(2θ=16.4±0.5°、20.3±0.5°、26.4±0.5°)のピーク強度の合計kの比k/Tが0.1以上1以下であることを特徴とする請求項11に記載の金属溶湯用濾過フィルタ。
- 円筒形状を有する金属溶湯用濾過フィルタの製造方法であって、
無機結合材と平均粒子径が200μm以上2500μm以下である骨材粒子とを含む混合物を混練する混練工程と、
前記混練工程によって得られた坏土を略円筒形状となるように充填する充填工程と、
前記充填工程によって充填された前記坏土を振動加圧し、内周側の圧力が外周側の圧力よりも高くなるように前記坏土を圧縮して成形する成形工程と、
前記成形工程によって得られた成形体を焼成する焼成工程と、を含むこと
を特徴とする金属溶湯用濾過フィルタの製造方法。 - 前記混合物が、有機バインダおよび有機造孔剤をさらに含むことを特徴とする請求項13に記載の金属溶湯用濾過フィルタの製造方法。
- 前記成形工程は、前記充填工程と並行して、または前記充填工程と交互に行われることを特徴とする請求項13または14に記載の金属溶湯用濾過フィルタの製造方法。
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