JPH01242118A - Porous ceramic filter - Google Patents

Porous ceramic filter

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JPH01242118A
JPH01242118A JP7029488A JP7029488A JPH01242118A JP H01242118 A JPH01242118 A JP H01242118A JP 7029488 A JP7029488 A JP 7029488A JP 7029488 A JP7029488 A JP 7029488A JP H01242118 A JPH01242118 A JP H01242118A
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JP
Japan
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molten metal
porous ceramic
ceramic filter
inclusions
aggregate
Prior art date
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Application number
JP7029488A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichi Kobayashi
小林 恒一
Shingo Yoshida
紳吾 吉田
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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Publication of JPH01242118A publication Critical patent/JPH01242118A/en
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Abstract

PURPOSE:To sufficiently remove the interposing particles of small diameter by disposing ceramic bone members to intersect each other to form a specified number of stagnation areas at the intersecting part of the bone members through which no streamlines of molten metal flow are allowed to pass. CONSTITUTION:When the cordierite round rods of 1.5mm diameter of cross section are used as the bone members 11, the filter is made by intersecting these bone members 11 each other at right angles. A 2nd layer is formed on a 1st layer by arranging the bone members 11 in such a way that the bone members of the 2nd layer are disposed so as to intersect the bone members of the 1st layer almost at right angles and to have the same distance each other as the 1st layer. Thus, the bone members 11 of each layer are piled up so as to intersect the bone members 11 of the lower layer almost at right angles so that a mesh type porous formation body is formed. In this formation body, the stagnation areas 13 through which no streamlines 12 of molten metal flow are allowed to pass are formed at the parts where the bone members 11 of the upper and the lower layers are intersect each other, and the interposing particles are caught with high efficiency by making the number of these stagnation areas to be >=10/cm<2>.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は金属溶湯から不要介在物の粒状固体介在物を濾
過除去する多孔質セラミックフィルタに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a porous ceramic filter for filtering and removing unnecessary particulate solid inclusions from molten metal.

[従来の技術] 濾過材により、溶湯中から固体介在物を除去する機構に
は、主として以下に示す3種類のものがある。先ず、第
11図に示すように、通常介在物よりも小さな穴径を有
する濾過材1により介在物2を機械的に除去するスクリ
ーン濾過がある。この場合、介在物の濾過は濾過材1の
表面で主として生じ、また、濾過材1の穴径よりも小さ
な介在物を除去することはできない。
[Prior Art] There are mainly three types of mechanisms for removing solid inclusions from molten metal using a filter medium. First, as shown in FIG. 11, there is screen filtration in which inclusions 2 are mechanically removed using a filter medium 1 having a hole diameter smaller than that of the ordinary inclusions. In this case, filtration of inclusions mainly occurs on the surface of the filter medium 1, and inclusions smaller than the hole diameter of the filter medium 1 cannot be removed.

また、第12図に示すように、介在物が濾過材1の表面
で分離除去されケーク層2aを形成する濾過をケーク濾
過という、この場合、ケーク層の厚みが増すことにより
、流体の通液抵抗が急上昇するため、大量の溶湯を処理
することができない。
In addition, as shown in FIG. 12, filtration in which inclusions are separated and removed on the surface of the filter material 1 to form a cake layer 2a is called cake filtration. Due to the sudden increase in resistance, large amounts of molten metal cannot be processed.

これに対し、第13図に示すように、濾過材3の内部の
骨材表面に固体介在物4が付着することにより生じる濾
過を内部濾過という、この内部濾過においては、濾過材
3の目よりも細かい介在物4も除去することができるが
、捕集率を高めるためには濾過材を厚くすることが必要
であると共に、介在物の全量は捕集することができない
。また、介在物と骨材との付着力が、溶湯の流れに伴う
介在物の脱離力より小さい場合は、−度捕集した介在物
が溶湯の流動力により再度フィルタから離脱して流出し
てしまうことになる。
On the other hand, as shown in FIG. Even fine inclusions 4 can be removed, but in order to increase the collection rate, it is necessary to thicken the filter material, and the entire amount of inclusions cannot be collected. Additionally, if the adhesion force between the inclusions and the aggregate is smaller than the detachment force of the inclusions due to the flow of the molten metal, the trapped inclusions will separate from the filter again due to the flow force of the molten metal and flow out. This will result in

金属溶湯用濾過材としては、従来、発泡タイプ、クロス
タイプ、ハニカムタイプ、スリットタイプ、蓮根状タイ
プ又は粒子集合タイプ等が使用されている。これらの濾
過材は、その精造が夫々異なるため、その濾過能(除去
可能な介在物の量及び大きさ)並びに除去可能な介在物
の形態が相互に異なる。
Conventionally, foam type, cross type, honeycomb type, slit type, lotus root type, particle aggregate type, etc. have been used as filter media for molten metal. Since these filter media have different refinements, their filtration ability (amount and size of removable inclusions) and the form of removable inclusions differ from each other.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、発泡タイプ、クロスタイプ、ハニカムタ
イプ又は蓮根状タイプの濾過材を使用して、不要介在物
として粒状固体介在物を含有する金属溶湯をスクリーン
濾過i構により濾過処理した場合、これらの濾過材の穴
径よりも小さい径を持つ粒状固体介在物を機械的に除去
することは困難である。このため、これらの濾過材を使
用してスクリーン濾過機構により小粒径の固体介在物を
除去しようとすると、それだけ目が細かい濾過材を用い
る必要があ、るが、これらの多孔質濾過材の目を細かく
することには、製造上の限界がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, it is difficult to filter molten metal containing granular solid inclusions as unnecessary inclusions using a screen filtration structure using a foam type, cross type, honeycomb type, or lotus root type filter material. When filtered, it is difficult to mechanically remove particulate solid inclusions having a diameter smaller than the pore diameter of these filter media. For this reason, if you try to remove small-sized solid inclusions using a screen filtration mechanism using these filter media, you will need to use a filter with finer mesh. There is a manufacturing limit to making the eyes finer.

例えば、粒径が100μm以下の粒状固体介在物をスク
リーン濾過により機械的に高効率で除去するのに十分な
目の細かさを有する濾過材を製造することは実際上困難
である。
For example, it is practically difficult to manufacture a filter medium having a fineness sufficient to mechanically remove particulate solid inclusions having a particle size of 100 μm or less with high efficiency by screen filtration.

このため、小粒径固体介在物を濾過除去するためには、
ケーク濾過あるいは内部濾過によらざるを得ない、しか
しながら、ケーク濾過の場合、濾過材表面にケーク層を
形成するまでは、濾過材の穴径よりも小さな介在物を除
去することができないとともに、ケーク層の形成と同時
に溶湯通液抵抗が急上昇するため、あまり実用的とは言
えない。
Therefore, in order to filter out small particle size solid inclusions,
However, in the case of cake filtration, inclusions smaller than the pore diameter of the filter medium cannot be removed until a cake layer is formed on the surface of the filter medium. This method is not very practical because the resistance to flowing molten metal increases rapidly at the same time as the layer is formed.

よって、小粒径固体介在物を有効に除去するためには、
効率の良い内部濾過を用いなければならない、さて、内
部濾過の場合、骨材表面についた介在物をいかにそのま
ま骨材表面に保持するかが問題となる。濾過材がハニカ
ムタイプ又は蓮根状タイプの場合は、骨材表面が溶湯の
流れと平行な平面又は流線に沿った曲面であるため、介
在物を骨材表面に保持することが困難である0発泡タイ
プの場合は、骨材の裏面等、金属溶湯の流れの影響を受
は難い部分もあるが、基本的にはその製造上の特質から
骨材表面が曲面であるため、曲面のまわりでは流線が生
じ易くその流線に沿った流れが大部分となるので、曲面
状の骨材表面では介在物の保持が難しい。
Therefore, in order to effectively remove small particle size solid inclusions,
Efficient internal filtration must be used.In the case of internal filtration, the problem is how to keep inclusions attached to the aggregate surface intact. If the filter material is a honeycomb type or lotus root type, it is difficult to retain inclusions on the aggregate surface because the aggregate surface is a plane parallel to the flow of molten metal or a curved surface along streamlines. In the case of the foam type, there are some parts such as the back side of the aggregate that are not easily affected by the flow of molten metal, but because the surface of the aggregate is basically a curved surface due to its manufacturing characteristics, it will not be affected around the curved surface. Since streamlines are likely to occur and most of the flow occurs along the streamlines, it is difficult to retain inclusions on curved aggregate surfaces.

以上のような理由により、発泡タイプ、クロスタイプ、
ハニカムタイプ及び蓮根状タイプの濾過材を小粒径介在
物除去用のフィルタとして適用することは有効な手段と
は言えない。
For the above reasons, foam type, cross type,
Applying honeycomb type and lotus root type filter media as filters for removing small particle size inclusions cannot be said to be an effective means.

これに対し、粒子集合タイプの濾過材は、スクリーン濾
適用の目の細かさを構造的に可能としたものである。こ
の粒子集合タイプにおいては、濾過材の骨材となる粒子
を細かくすることにより、濾過材の目を細かくすること
ができ、よって小粒径の介在物をスクリーン濾過により
濾過することが可能となる。しかし、この濾過材におい
ては、粘性が大きいため濾過材を通過させる際の通液抵
抗が大きい溶湯又は融点が高く注湯開始時の温度低下に
より凝固しゃすい溶湯に、この濾過材を適用した場合、
注湯開始時に目詰りを起こして短時間で使用することが
できなくなる。また仮に、注湯開始時の目詰りが発生し
なかったとしても、介在物付着による通液抵抗の上昇が
急速に生じ、このため単位濾過付表面積当りの溶湯処理
量が少ないという問題点を有する。
On the other hand, particle aggregation type filtration materials are structurally capable of being applied to screen filtration with fine mesh. In this particle aggregation type, by making the particles that serve as the aggregate of the filter medium finer, the mesh of the filter medium can be made finer, making it possible to filter out small-sized inclusions by screen filtration. . However, when this filter material is applied to molten metal that has a high viscosity and therefore has a large resistance to flow when passing through the filter material, or to molten metal that has a high melting point and solidifies when the temperature drops at the start of pouring, ,
It becomes clogged at the start of pouring and becomes unusable in a short period of time. Furthermore, even if clogging does not occur at the start of pouring, the flow resistance will rapidly increase due to the adhesion of inclusions, resulting in the problem that the amount of molten metal processed per unit filtered surface area is small. .

従って、この粒子集合タイプの濾過材はAρ等の比較的
低温の金属溶湯には使用されるものの、銅系又は鉄系の
金属溶湯等のように溶湯温度が高い金属溶湯には実用上
適用することができない。
Therefore, although this particle aggregation type filter material is used for relatively low-temperature molten metals such as Aρ, it is not practically applicable to molten metals with high molten metal temperatures such as copper-based or iron-based molten metals. I can't.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
銅系又は鉄系合金等のように高温の金属溶湯であり、粒
状の介在物を有するものであっても、濾過材の目が細か
いことによる鋳造初期の通液性の劣化及び溶湯の通流困
難性という不都合が回避されると共に、鋳造途中での目
詰りの発生が抑制され、小粒径粒状介在物に対して十分
な除去能を有する金属溶湯用多孔質セラミックフィルタ
を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such problems, and includes:
Even in high-temperature molten metals such as copper-based or iron-based alloys that have granular inclusions, the fine mesh of the filter material may cause deterioration in liquid permeability during the early stages of casting and flow of the molten metal. It is an object of the present invention to provide a porous ceramic filter for molten metal that avoids the inconvenience of difficulty, suppresses the occurrence of clogging during casting, and has sufficient ability to remove small-sized granular inclusions. shall be.

[課題を解決するための手段] 本願第1発明に係る多孔質セラミックフィルタは、金属
溶湯中の粒状介在物を濾過する多孔質セラミックフィル
タにおいて、セラミック製骨材を交叉させて配設するこ
とにより、この交叉部で溶湯流の流線が通過しない淀み
領域を形成し、この淀み領域は単位体積(d>当り10
個以上であることを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] A porous ceramic filter according to the first invention of the present application is a porous ceramic filter for filtering particulate inclusions in molten metal, by intersecting ceramic aggregates. , this intersection forms a stagnation region through which the streamlines of the molten metal flow do not pass, and this stagnation region has a density of 10 per unit volume (d>
It is characterized by being more than one.

本願第2発明に係る多孔質セラミックフィルタは、金属
溶湯中の粒状介在物を濾過する多孔質セラミックフィル
タにおいて、90重量%以上のセラミック製骨材と、こ
の骨材表面に固着された粒状物質と、を有し、この粒状
物質の固着部で溶湯流の流線が通過しない淀み領域を形
成し、この淀み領域は単位体積(crd)当り10個以
上であることを1寺徴とする。
A porous ceramic filter according to the second invention of the present application is a porous ceramic filter for filtering particulate inclusions in molten metal, which comprises 90% by weight or more of ceramic aggregate, and particulate matter fixed to the surface of the aggregate. , and a stagnation area is formed at the fixed part of the granular material through which the streamlines of the molten metal flow do not pass, and it is considered that there are 10 or more stagnation areas per unit volume (CRD).

本願第3発明に係る多孔質セラミックフィルタは、金属
溶湯中の粒状介在物を濾過する多孔質セラミックフィル
タにおいて、セラミック製骨材を交叉させて配設すると
共に、粒゛状物質を骨材表面に固着させることにより、
この交叉部及び固着部で溶湯流の流線が通過しない淀み
領域を形成し、この淀み領域は単位体積(cot)当り
10個以上であることを特徴とする。
A porous ceramic filter according to the third invention of the present application is a porous ceramic filter for filtering particulate inclusions in molten metal, in which ceramic aggregates are disposed in an intersecting manner, and the particulate matter is placed on the surface of the aggregates. By fixing the
A stagnation area is formed at the intersection portion and the fixed portion through which streamlines of the molten metal flow do not pass, and the number of stagnation areas is 10 or more per unit volume (cot).

し作用コ 本願第1発明においては、骨材を交叉させて配設するこ
とにより、また、本願第2発明においては、90重量%
以上の骨材の表面に粒状物質を固着させることによす、
更に、本願第3発明においては骨材を交叉させると共に
その表面に粒状物質を固着させることによって、溶湯流
の流線が通過しない淀み領域を形成する。この場合に、
フィルタに形成される淀み領域において、溶湯中の粒状
介在物が骨材及び/又は濾過材に固着した粒状物質表面
に付着すると、この付着した介在物には溶湯流動によっ
て生じる流線が直接関係しないので介在物を離脱させる
力は作用せず、流れにより離脱させられることはない、
このため、介在物はそのまま骨材表面に保持されること
となる。従って、このような淀み領域をフィルタ全体の
単位体積(cm3)当り、10個以上設けることにより
、高効率で才な継続的に介在物を捕集することができる
In the first invention of the present application, by intersecting the aggregates, and in the second invention of the present application, 90% by weight
By fixing granular substances to the surface of the above aggregate,
Furthermore, in the third invention of the present application, by intersecting the aggregates and fixing particulate matter to the surface thereof, a stagnation area is formed through which the streamlines of the molten metal flow do not pass. In this case,
In the stagnation region formed in the filter, if particulate inclusions in the molten metal adhere to the surface of the particulate matter fixed to the aggregate and/or filter material, the streamlines generated by the flow of the molten metal are not directly related to the adhered inclusions. Therefore, no force is applied to remove the inclusions, and they are not removed by the flow.
Therefore, the inclusions will be retained as they are on the aggregate surface. Therefore, by providing ten or more such stagnation regions per unit volume (cm3) of the entire filter, inclusions can be collected efficiently and continuously.

金属溶湯用フィルタの場合、注湯開始時の目詰りを防ぐ
ために、フィルタの目をある程度粗くする必要がある。
In the case of a filter for molten metal, the mesh of the filter needs to be coarsened to some extent to prevent clogging when pouring starts.

従って、本発明でも小粒径(例えば、100μm以下)
の介在物を除去するには、内部濾過機構によらざるを得
ない、内部濾過機構の場合、介在物の除去能は介在物の
フィルタ骨材への衝突頻度と、介在物のフィルタ骨材へ
の付着力(フィルタの介在物保持力)とにより決定され
る。特に、介在物の付着力は介在物が骨材と反応する化
学吸着のような特殊な場合を除き、一般的には比較的弱
いものであるため、介在物が一度骨材と衝突しなとして
も、この介在物が骨材表面に付着することなく金属溶湯
流にのって流されてしまうか、又は−旦骨材表面に付着
した後、溶湯流動の勢いで骨材表面から離脱されてしま
う。しかし、介在物が付着した骨材部分が金属溶湯の流
れが淀む部分であった場合、介在物は溶湯流動により離
脱することなく、そのまま骨材表面に保持される。
Therefore, in the present invention, small particle size (for example, 100 μm or less)
In order to remove inclusions, an internal filtration mechanism must be used.In the case of an internal filtration mechanism, the ability to remove inclusions depends on the frequency with which the inclusions collide with the filter aggregate and the impact of the inclusions on the filter aggregate. is determined by the adhesion force (inclusion retention force of the filter). In particular, the adhesion force of inclusions is generally relatively weak, except in special cases such as chemical adsorption where inclusions react with aggregate, so once inclusions collide with aggregate, However, these inclusions either do not adhere to the aggregate surface and are carried away by the flow of the molten metal, or, after adhering to the aggregate surface, are separated from the aggregate surface by the force of the molten metal flow. Put it away. However, if the part of the aggregate to which the inclusions have adhered is a part where the flow of the molten metal stagnates, the inclusions will not be separated by the flow of the molten metal and will remain as they are on the surface of the aggregate.

本発明に係るフィルタは、このような金属溶湯の流れの
淀みの領域をフィルタ骨材表面に単位体積(cnt)当
り10個以上有し、この部分で小粒径介在物を捕集する
。なお、フィルタを構成する骨材を交叉させて淀みを形
成する場合は、骨材同士を接触させるか又は所定距離以
下の微小間隔で接近させることにより、骨材の交叉部に
おいて金属溶湯の流れの淀みが生じる。
The filter according to the present invention has 10 or more regions of stagnation in the flow of molten metal per unit volume (cnt) on the surface of the filter aggregate, and small-sized inclusions are collected in these regions. In addition, when forming a stagnation by intersecting the aggregates that make up the filter, the flow of molten metal can be controlled at the intersection of the aggregates by bringing the aggregates into contact with each other or by making them approach each other at minute intervals of a predetermined distance or less. Stagnation occurs.

この微小間隔は、供給される金属の流動性によって変わ
るが、淀み部が生じ、かつ、粒状介在物が捕捉される作
用を有するものであれば、必ずしも接触させる必要はな
いことを意味するものである。
This minute interval varies depending on the fluidity of the supplied metal, but it does not necessarily need to be in contact as long as it creates a stagnation area and traps particulate inclusions. be.

[実施例1 以下、本発明の実施例について添付の図面を参照して説
明する。
[Embodiment 1] Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

第1図において、骨材11はコージェライト質の丸棒く
断面直径;1.5m1ll)であり、この骨材11を相
互に直交させて交叉させることによりフィルタを構成す
る。即ち、先ずこの骨材11を同一平面上にICIII
長当り2本人るように略平行に並べて第−層を形成する
0次に、この第−層の上に第1層の骨材と略直交するよ
うに、第−層と略々同一の間隔で丸棒の骨材11を並べ
て第2層を形成する。以下同様にして、各層の骨材11
が下層の骨材11と略直交して接するように積み重ねる
ことによって、網目状の多孔質成形体を形成する。
In FIG. 1, the aggregate 11 is a cordierite round rod with a cross-sectional diameter of 1.5 ml, and the filter is constructed by crossing the aggregates 11 at right angles to each other. That is, first, this aggregate 11 is placed on the same plane as ICIII.
Next, form a third layer by arranging two aggregates in parallel so that there are two aggregates per length.Next, on top of this second layer, the aggregates are arranged approximately perpendicularly to the aggregate of the first layer at approximately the same intervals as the first layer. Round bar aggregates 11 are arranged to form a second layer. In the same manner, the aggregate 11 of each layer is
By stacking the aggregates so that they are substantially orthogonal to and in contact with the underlying aggregate 11, a mesh-like porous molded body is formed.

なお、第3層の骨材11は第2図に示すように第1層の
骨材11の中間に位置するように、また、同様に第4層
の骨材11は第2層の骨材11の中間に位置するように
積層する。
In addition, as shown in FIG. 2, the third layer aggregate 11 is located between the first layer aggregates 11, and similarly, the fourth layer aggregate 11 is located between the second layer aggregates 11. 11 so that they are located in the middle.

このように構成された多孔成形体においては、第3図に
示すように、上層及び下層の骨材11同士が交叉する部
分で溶湯流動の流線12が通過しない淀み領域13が形
成される。
In the porous molded body configured in this manner, as shown in FIG. 3, a stagnation region 13 is formed where the streamlines 12 of the molten metal flow do not pass through the portion where the upper and lower aggregates 11 intersect.

この骨材直径が1,5關、配列ピッチが2本/lの多孔
成形体の場合は、金属溶湯の流れに淀みが生じる淀み領
域13の数は骨材11同士が接する部分の数と一致する
から、約27個/ cmとなる。
In the case of a porous molded body with an aggregate diameter of 1.5 mm and an arrangement pitch of 2 pieces/l, the number of stagnation areas 13 where stagnation occurs in the flow of molten metal is equal to the number of areas where aggregates 11 are in contact with each other. Therefore, it is about 27 pieces/cm.

このフィルタにおいては、溶湯が通過するとその粒状介
在物が骨材11の表面に付着する。而して、溶湯流動の
流線12により洗われる部分に付着した介在物は一旦付
着しても骨材11の表面から離脱しやすい、しかしなが
ら、淀み領域13に付着した介在物は溶湯流動により洗
われることはなく、そのまま骨材表面に付着して溶湯中
に戻ることはない、このため、淀み領域13の数を所定
値以上(10個/Cr11以上)にすることにより、粒
径介在物を高効率で除去することができる。
In this filter, when the molten metal passes through, its particulate inclusions adhere to the surface of the aggregate 11. Therefore, the inclusions attached to the parts washed by the streamlines 12 of the molten metal flow tend to separate from the surface of the aggregate 11 even if they are once attached.However, the inclusions attached to the stagnation area 13 are washed away by the molten metal flow. Therefore, by setting the number of stagnation regions 13 to a predetermined value or more (10 pieces/Cr11 or more), the particle size inclusions can be reduced. It can be removed with high efficiency.

次に、第1図に示す多孔成形体のフィルタを使用して実
、際に金属溶湯を濾過した実験結果について説明する。
Next, the results of an experiment in which molten metal was actually filtered using the porous molded filter shown in FIG. 1 will be described.

一方、比較例のために、第4図に示すように、上記多孔
成形体に対し、骨材11の接点部に骨材と同一の粘土9
をつめて滑かな曲面を形成し、金属溶湯流の流線に沿う
ような交叉部を形成し、流れが淀まないような多孔質成
形体も用意し、淀みの微小空間の有無によるフィルタ効
果の差を調べた。
On the other hand, for a comparative example, as shown in FIG.
A porous molded body is also available, which forms a smooth curved surface that follows the streamlines of the molten metal flow, and prevents the flow from stagnation. We investigated the difference between

以下にその実験条件及び結果を示す。The experimental conditions and results are shown below.

割1東先 O金属溶湯    タフピッチ銅 ○濾過対象介在物 SiC粒子(粒径100μm以下) ○フィルタ仕様 材質:コージェライト質 寸法;100龍X100mmX50龍 淀み領域(微小空間)の存在密度; 実施例127個/ cn( 実施例213個/ cnt 比較例1 0個/ cut 比較例2 5個/ cnt なお、実施例2は実施例1の淀み領域を半分埋めて淀み
領域の密度をその半分にしたものである。
Wari 1 Tosaki O molten metal Tough pitch copper ○ Inclusions to be filtered SiC particles (particle size 100 μm or less) ○ Filter specifications Material: cordierite Dimensions: 100 dragons x 100 mm x 50 dragons Density of stagnation area (micro space); / cn (Example 2 13 pieces/cnt Comparative example 1 0 pieces/cut Comparative example 2 5 pieces/cnt In addition, in Example 2, the stagnation area of Example 1 was half filled and the density of the stagnation area was half that. be.

○フィルタ設置方法 移湯桶にて流れ方向に垂直にフィルタを設置した ○サンプリング評価方法 濾過前後の溶湯を金型サンプリングし、サンプリングし
た溶湯を凝固させた後、切断研磨し、光学順微鏡で観察
して、観察した断面における単位面積当りのSiCの粒
径分布を求め濾過前後におけるSiC粒径分布を比較し
て除去率を求めた。
○ Filter installation method A filter was installed perpendicular to the flow direction in a transfer tub ○ Sampling evaluation method Sample the molten metal before and after filtration with a mold, solidify the sampled molten metal, cut and polish, and observe with an optical microscope Then, the particle size distribution of SiC per unit area in the observed cross section was determined, and the removal rate was determined by comparing the SiC particle size distribution before and after filtration.

その結果を第5図に横軸にSiC粒径をとり、樅軸にS
iC粒除去率をとって示す。
The results are shown in Figure 5, with the horizontal axis representing the SiC grain size and the fir axis representing the S
The iC particle removal rate is calculated and shown.

第5図から明らかなように、溶湯流の淀み部分が無い比
較例1のフィルタでは粒径が100μm以下の微粒Si
Cの除去能が低い、また、淀み部が10箇所以下の比較
例2も、効果は小さく、淀み部分が10箇所以上存在す
る実施例1,2のフィルタでは極めて大きな除去能を有
することがわかる。除去率が50%以下であると、その
後、Cuの伸線工程及び圧延工程にて断線又はダイス摩
耗等のトラブルが発生しやすい。本実施例1゜2のフィ
ルタの場合は粒径が10μmのSiC粒も50%以上の
除去率で除去することができるから、その有用性は極め
て高い。
As is clear from Fig. 5, the filter of Comparative Example 1, which has no stagnation part of the molten metal flow, contains fine Si particles with a particle size of 100 μm or less.
It can be seen that Comparative Example 2, which has a low removal ability of C and has 10 or less stagnation areas, has a small effect, but the filters of Examples 1 and 2, which have 10 or more stagnation areas, have extremely high removal ability. . If the removal rate is less than 50%, troubles such as wire breakage or die wear are likely to occur in subsequent Cu wire drawing and rolling steps. In the case of the filter of Example 1.2, it is possible to remove SiC particles with a particle size of 10 μm with a removal rate of 50% or more, so its usefulness is extremely high.

次に、第6図の斜視図を参照して本発明の第2の実施例
(本願第3発明)について説明する。この実施例におけ
る骨材11の形状及びその配置構造は第1の実施例の多
孔成形体と同様であるが、骨材11の直径は4.Os+
m、骨材11の配列ピッチはl cra長につき1本の
骨材11がはいるものである。この多孔成形体の交叉部
の個数密度は2.5flW/cnfである。つまり、第
7図に示すように、骨材11同士が交叉する部分に形成
される淀み領域15の個数密度は2.5個/dである。
Next, a second embodiment of the present invention (third invention of the present application) will be described with reference to the perspective view of FIG. The shape of the aggregate 11 and its arrangement structure in this example are similar to those of the porous molded body of the first example, but the diameter of the aggregate 11 is 4.5 mm. Os+
m, the arrangement pitch of the aggregates 11 is such that one aggregate 11 is inserted per cra length. The number density of the intersection portions of this porous molded body is 2.5 flW/cnf. That is, as shown in FIG. 7, the number density of the stagnation regions 15 formed in the portions where the aggregates 11 intersect is 2.5 pieces/d.

また、このフィルタの骨材11の表面に直径が約0.3
乃至0.5+amのアルミナ質の粒子14を付着させで
ある。この粒子14により、粒子14と骨材11とが接
触する領域に淀み領域16が形成されている。
In addition, the surface of the aggregate 11 of this filter has a diameter of about 0.3
Alumina particles 14 with a thickness of 0.5 to 0.5 am are deposited. The particles 14 form a stagnation region 16 in the region where the particles 14 and the aggregate 11 come into contact.

このように構成されたフィルタにおいては、粒子14の
付着量を調節することにより、淀み領域15.16の総
量の個数密度を10個/d以上にすることができる。
In the filter configured in this way, by adjusting the amount of attached particles 14, the number density of the total amount of stagnation regions 15.16 can be made to be 10 particles/d or more.

鉄系合金溶湯の濾過に使用する場合は、注湯初期での通
液性を確保し、溶湯処理量を増大させるという観点から
目が粗いフィルタを使用することが必要となる。従って
、前述の第1の実施例の場合と同様の網目状の構造を有
するが、目の粗さを第1の実施例より粗くした第2の実
施例のフィルタ材の場合は、交叉部における微小空間(
淀み領域15)の個数が少ない。
When used for filtering molten iron-based alloy, it is necessary to use a filter with coarse mesh to ensure liquid permeability at the initial stage of pouring and increase the throughput of molten metal. Therefore, in the case of the filter material of the second embodiment, which has a mesh structure similar to that of the first embodiment described above, but whose mesh size is coarser than that of the first embodiment, at the intersection part, Microspace (
The number of stagnation areas 15) is small.

しかしながら、本実施例のように、耐火物製粒子14を
骨材11の表面に付着させることによって、総量でもづ
て必要十分な淀み領域15.16を確保することができ
る。
However, as in this embodiment, by attaching the refractory particles 14 to the surface of the aggregate 11, a necessary and sufficient stagnation area 15, 16 can be secured based on the total amount.

以下、この第6図に示すフィルタを使用して実際に溶湯
を濾過した実験について具体的にその実験条件と結果を
示す。
Hereinafter, the experimental conditions and results of an experiment in which molten metal was actually filtered using the filter shown in FIG. 6 will be described in detail.

え1東飢 ○金属溶湯品種;5i−A、++キルト鋼○対象徴粒介
在物;各種酸化物 ○フィルタ仕様 寸法; 60+s+iX 60mmX 60im材質;
アルミナ質 微小空間存在密度;比較例30個/− 比較例42.5個/Cボ 実施例312個/一 実施例422個/ cn? Oフィルタ設置方法 鋼の連続鋳造タンデイツシュ内にフィルタ用の堰を設け
この堰にフィルタを設置した。
E1 East Star ○ Metal molten metal type; 5i-A, ++ Quilt steel ○ Symbolic grain inclusions; Various oxides ○ Filter specification dimensions; 60+s+iX 60mmX 60im Material;
Density of existence of aluminous microspaces: 30 comparative examples/- 42.5 comparative examples/312 examples of C/422 examples/cn? O filter installation method: A filter weir was provided in a continuous cast steel tundish, and the filter was installed in this weir.

○サンプリング;第1の実施例の場合と同じO評価方法
  ;第1の実施例の場合と同じその結果を第8図に示
す。この第8図から明らかなように、微小空間(淀み領
域)の存在密度が約22個/−の実施例4の場合は粒径
が20乃至50μmの微小介在物であっても、その80
%以上が除去されている。また、このとき溶湯の流れも
特に問題なく抵抗は少なかった。実施例3の場合も同様
に微小粒子の除去効率が高く、例えば、粒径10μmの
超微粒子も50%以上の除去率を有する。
O Sampling: Same O evaluation method as in the first example. The results are shown in FIG. 8, the same as in the first example. As is clear from FIG. 8, in the case of Example 4 where the existence density of micro spaces (stagnation regions) is about 22/-, even if the micro inclusions have a particle size of 20 to 50 μm, the 80
% or more have been removed. Further, at this time, there was no particular problem with the flow of the molten metal, and there was little resistance. In the case of Example 3, the removal efficiency of microparticles is similarly high, and for example, even ultrafine particles with a particle size of 10 μm have a removal rate of 50% or more.

一方、微小空間存在密度が0である比較例2のフィルタ
は粒径が約100 Jlmの大粒の介在物に対しては効
果があるが、60μm以下のものについては除去効率が
著しく低下する。比較例3のように淀み領域の存在密度
が10個/−より低い場合も同様に微粒子の除去率が低
い。
On the other hand, the filter of Comparative Example 2 in which the microspace density is 0 is effective against large inclusions with a particle size of about 100 Jlm, but the removal efficiency significantly decreases for inclusions of 60 μm or less. Similarly, when the density of stagnation regions is lower than 10/- as in Comparative Example 3, the removal rate of fine particles is similarly low.

なお、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の特許
請求の範囲の記載に基く技術的範囲内で種々の変形が可
能である0例えば、骨材の断面形状は円形であるものに
限らないことは勿論である。
Note that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various modifications can be made within the technical scope based on the claims of the present invention. For example, the cross-sectional shape of the aggregate may be circular. Of course, there is no limit.

つまり、第9図に示すように、断面が三角形の骨材17
を交叉させて配置することにより、この交叉部に淀み領
域18が形成される。またフィルタ骨材としては上記各
実施例のように、網目等に限らず、第10図に示すよう
にフオームタイプの骨材19を使用してもよく、この骨
材1つにウィスカー20を配置することにより、同様に
淀み領域21を形成することができる。
In other words, as shown in FIG. 9, the aggregate 17 has a triangular cross section.
By arranging them so that they intersect, a stagnation region 18 is formed at this intersection. Further, the filter aggregate is not limited to the mesh etc. as in each of the above embodiments, but a foam type aggregate 19 may be used as shown in FIG. 10, and whiskers 20 are arranged on one of the aggregates. By doing so, the stagnation region 21 can be similarly formed.

[発明の効果] 本発明に係る多孔質セラミックフィルタは、溶湯中の粒
状介在物、特に従来濾過できなかった粒状の微小介在物
を捕捉する能力が高いと共に、通液抵抗が低い、また、
溶湯の粘性に応じて淀み部を構成する部材を適宜選択す
ることができ、本発明に係る多孔質セラミックフィルタ
を使用すれば高効率の連続鋳造が可能であると共に、金
属特有の粒状介在物が除去され、鋳造後の金属の加工工
程において断線等の製造上のトラブルも少なくなり全体
として生産性が非常に高まる。また、小型及び簡素な構
造を有するから、そのフィルタを組み込むタンデイツシ
ュ設備も構造が簡素になり、取扱い、また安全性の面で
も有益である。
[Effects of the Invention] The porous ceramic filter according to the present invention has a high ability to capture particulate inclusions in molten metal, especially particulate minute inclusions that could not be filtered conventionally, and has low liquid flow resistance.
The member constituting the stagnation part can be appropriately selected depending on the viscosity of the molten metal, and the use of the porous ceramic filter of the present invention enables highly efficient continuous casting and eliminates granular inclusions peculiar to metals. This reduces manufacturing troubles such as wire breakage in the metal processing process after casting, greatly increasing overall productivity. Further, since the filter is small and has a simple structure, the structure of the tundish equipment incorporating the filter is also simple, which is advantageous in terms of handling and safety.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1の実施例に係る多孔質フィルタを
示す斜視図、第2図は同じくその側面図、第3図は淀み
領域を説明する模式図、第4図は比較例の構造を示す模
式図、第5図は本発明の効果を示すグラフ図、第6図は
本発明の第2の実施例に係る多孔質フィルタを示す斜視
図、第7図は同じくその側面図、第8図は本発明の効果
を示すグラフ図、第9図は骨材の変形例を示す側面図、
第10図は骨材の変形例を示す模式図、第11図はスク
リーン濾過機構を示す模式図、第12図はケーク濾過機
構を示す模式図、第13図は内部濾過機構を示す模式図
である。 11.17,19:骨材、12;流線、13゜15.1
6,18,21;淀み領域、20;ウィスカー
FIG. 1 is a perspective view showing a porous filter according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view thereof, FIG. 3 is a schematic diagram explaining the stagnation region, and FIG. 4 is a comparative example. A schematic diagram showing the structure, FIG. 5 is a graph diagram showing the effects of the present invention, FIG. 6 is a perspective view showing a porous filter according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a side view thereof. FIG. 8 is a graph showing the effects of the present invention, FIG. 9 is a side view showing a modified example of the aggregate,
Fig. 10 is a schematic diagram showing a modified example of aggregate, Fig. 11 is a schematic diagram showing a screen filtration mechanism, Fig. 12 is a schematic diagram showing a cake filtration mechanism, and Fig. 13 is a schematic diagram showing an internal filtration mechanism. be. 11.17,19: Aggregate, 12; Streamline, 13°15.1
6, 18, 21; stagnation area, 20; whisker

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)金属溶湯中の粒状介在物を濾過する多孔質セラミ
ックフィルタにおいて、セラミック製骨材を交叉させて
配設することにより、この交叉部で溶湯流の流線が通過
しない淀み領域を形成し、この淀み領域は単位体積(c
m^3)当り10個以上であることを特徴とする多孔質
セラミックフィルタ。
(1) In a porous ceramic filter that filters particulate inclusions in molten metal, ceramic aggregates are arranged in an intersecting manner to form a stagnation area where streamlines of the molten metal flow do not pass through the intersection. , this stagnation region has a unit volume (c
A porous ceramic filter characterized in that the number of porous ceramic filters is 10 or more per m^3).
(2)前記淀み領域を形成する骨材は相互に接触してい
ることを特徴とする請求項1に記載の多孔質セラミック
フィルタ。
(2) The porous ceramic filter according to claim 1, wherein the aggregates forming the stagnation region are in contact with each other.
(3)前記淀み領域を形成する骨材は相互に所定距離以
下の間隔で離隔していることを特徴とする請求項1に記
載の多孔質セラミックフィルタ。
(3) The porous ceramic filter according to claim 1, wherein the aggregates forming the stagnation area are spaced apart from each other by a predetermined distance or less.
(4)骨材が複数本の線状体であることを特徴とする請
求項1に記載の多孔質セラミックフィルタ。
(4) The porous ceramic filter according to claim 1, wherein the aggregate is a plurality of linear bodies.
(5)前記線状体はループ状をなし、その線輪中心を相
互にずらせて平面的に成形されており、この平面状成形
体を積層させて構成されていることを特徴とする請求項
1に記載の多孔質セラミックフィルタ。
(5) The linear body has a loop shape, and is formed into a planar shape with the centers of the linear rings shifted from each other, and the linear body is constructed by laminating these planar molded bodies. 1. The porous ceramic filter according to 1.
(6)金属溶湯中の粒状介在物を濾過する多孔質セラミ
ックフィルタにおいて、90重量%以上のセラミック製
骨材と、この骨材表面に固着された粒状物質と、を有し
、この粒状物質の固着部で溶湯流の流線が通過しない淀
み領域を形成し、この淀み領域は単位体積(cm^3)
当り10個以上であることを特徴とする多孔質セラミッ
クフィルタ。
(6) A porous ceramic filter for filtering particulate inclusions in molten metal, comprising 90% by weight or more of ceramic aggregate and particulate matter fixed to the surface of this aggregate, A stagnation area is formed in the fixed part through which the streamlines of the molten metal flow do not pass, and this stagnation area has a unit volume (cm^3)
A porous ceramic filter characterized by having 10 or more pieces per porous ceramic filter.
(7)金属溶湯中の粒状介在物を濾過する多孔質セラミ
ックフィルタにおいてセラミック製骨材を交叉させて配
設すると共に、粒状物質を骨材表面に固着させることに
より、この交叉部及び固着部で溶湯流の流線が通過しな
い淀み領域を形成し、この淀み領域は単位体積(cm^
3)当り10個以上であることを特徴とする多孔質セラ
ミックフィルタ。
(7) In a porous ceramic filter that filters particulate inclusions in molten metal, ceramic aggregates are arranged in an intersecting manner, and the particulate matter is fixed to the surface of the aggregates, so that the intersecting parts and fixed parts A stagnation area is formed through which the streamlines of the molten metal flow do not pass, and this stagnation area has a unit volume (cm^
3) A porous ceramic filter characterized by having 10 or more pieces per porous ceramic filter.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190013699A (en) * 2016-05-24 2019-02-11 미쓰이금속광업주식회사 Ceramics scale itself

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20190013699A (en) * 2016-05-24 2019-02-11 미쓰이금속광업주식회사 Ceramics scale itself

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