JPH02267234A - 軽金属用濾材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、軽金属をｐ過するための濾材に関するもの
であるが、軽金属という用語は、アルミニウム、マグネ
シウム、これら２種の金属の合金、及びこれらの金属の
一種又は二種と他の金属との合金で、アルミニウム及び
／又はマグネシウムが大部分を占めている合金であると
理解すべきである。

多孔性セラミック体を用いて溶融軽金属を濾過すること
が知られている。そのセラミック体は、対向面間に延び
る気孔を持ったハニカムタイプの構造を持ったものであ
る。

多孔性セラミツクル材が軽金属の鋳物を作るのに用いら
れて来た場合には、その濾材は再使用のために再溶融さ
れる軽金属とともに炉に入れられ、その結果として間層
を起こす。濾材は炉の壁にくっつき、妨害を生じ、濾材
からのセラミック材粒子が溶融軽金属中に分散すること
となり、従って再溶融された金属が鋳込まれるときに、
取り除かなければならない余分な介在物を生じることと
なる。さらに、再溶融の過程で濾材中に含まれている金
属を除くことは困難であり、再溶融された金属表面上に
形成されているドロスとともに濾材が取り除かれるとき
には、濾材は大量の金属をまだ含んでおり、その金属が
無駄になる。

一種又は二種以上の軽金属用溶剤（ｆｌｕｘｉｎｇａｇ
ｅｎｔ）で作られた濾材であって、再溶融操作の過程で
崩壊するような濾材を用いることによって、これらの問
題を解決できることが、ここに発見された。

この発明によると、軽金属用の少なくとも一種の溶剤を
含んだ組成物で作られた多孔質物体から成ることを特徴
とする、溶融軽金属を一過するための濾材が提供される
。

濾材を作るのに用いられる溶剤は、充分に高い融点を持
っており、濾材を溶融軽金属の一過に用いる時には、濾
材が溶融又は崩壊しないものでなければならない。濾材
は、８００−１０００℃の範囲内の融点を持つことが好
ましく、中でも８５０−９００℃の融点を持つことがさ
らに好ましい。

適当な溶剤は、弗化ナトリウム又は弗化カリウ゛ムのよ
うなアルカリ金属の弗化物、弗化カルシウム又は弗化ス
トロンチウムのようなアルカリ土類金属の弗化物、弗化
アルミニウム、弗化ナトリウムアルミニウム、弗化カリ
ウムアルミニウム、硼弗化カリウム又はチタノ弗化カリ
ウムのような複合アルカリ金属弗化物、メタ燐酸カルシ
ウム、硼砂、燐酸硼素、硼酸燐酸アルカリガラスのよう
な低融点ガラスのような硼酸塩である。

多孔質物体は、対向する面の間に延びる気孔を持ったハ
ニカムタイプの構造のものでもよく、また開放気孔含有
の発泡体のような連続気泡を持った構造のものでもよい
。

開放気孔を持った発泡体構造のものが好ましく、そのよ
うな構造は、有機物の発泡体、普通はｇ　ＩＪウレタン
発泡体に、結合剤含有の最終発泡体を形成すべき水性ス
ラリー材料を含浸させ、含浸発泡体を乾燥して水を除き
、乾燥した含浸発泡体を焼成し、有機物の発泡体を焼失
させてセラミック発泡体を作るという、セラミック発泡
体の公知の製造方法を用いて作ることができる。

濾材を作るのに用いられるスラリーが添加物を含んでい
て、有機物発泡体を含浸させる過程で、スラリーの使用
特性を散着することもできる。そのような添加物の例は
、流動特性改良剤、例えば有機物からなるシツクニング
剤、粘土又は７ユームドシリカのような微粒子状シリカ
、湿潤剤、消泡剤、及び発泡体の被覆を改着するための
ポリビニルアルコールのような被覆助剤である。

この発明の濾材がこの方法によって作られる場合には、
使用される溶剤は水に不溶性でなければならず、含浸発
泡体が有機物発泡体を焼失させるために加熱される温度
は、溶剤を溶融しないような温度でなければならない。

この発明に係る胛材を作るための適当な結合剤は、燐酸
モノアルミニウム、けい酸ナトリウム、シリカゾル、シ
リフホス７エイト、高アルミナセメントのようなセメン
トである。

軽金属用の一攬又は二種以上の溶剤のほかに、濾材は、
アルミナ、シリカ、二酸化チタン、アルミノシリケート
、けい酸ジルコニウム、アルカリシリケートガラスのよ
うなガラス粉砕物、又は黒鉛、又は煤煙のような炭素含
有材料などの耐火性材料を含むのが普通である。

この発明に係る濾材は、１０−６０重量％、好ましくは
２０−４０重量％の溶剤と、５−５０３℃量％、好まし
くは２０−４０重量％の耐火材と、５−４０重量％、好
ましくは２０−４０重量％の結合剤を含むのが普通であ
る。

この発明に係る濾材は、軽金属を濾過するのに用いられ
る時に受ける通常の鋳込み温度、普通アルミニウム合金
の場合に７００−７５０℃で、マグネシウム合金の場合
に７００−７８０℃の温度に耐えるが、それ以上の高い
温度を受けると崩壊するものである。

使用された濾材が、再溶融されるべき軽金属と一緒に炉
に入れられ、発熱的に反応してドロスの温度を８００−
１０００℃に上昇させるような、除滓用溶剤の存在下に
再溶融が行われると、使用された濾材は再溶融された金
属の表面に浮かび、そこで除滓用溶剤とじ一！スとに接
触して崩壊する。

使用された濾材中に含まれている金属は、再溶融されて
下方の溶融金属槽に入り、濾材からの溶剤は、金Ｓ槽か
ら酸化物を除去し、且つドライドロスを作るのに、除滓
用溶剤の作用を増大させる。

適当な発熱性の除滓用溶剤は、例えば、アルカリ金属塩
化物、アルカリ金属弗化物、アルカリ土類金属塩化物、
アルカリ土類金属弗化物、及び／又は硫酸塩、Ｖ！■塩
、塩素酷塩、又は過塩素酸塩又はアルカリ金属シリコフ
ルオライドのような酸化剤と共存する塩化マグネシウム
を含んでいる。硫戯蝮、硫酸塩、墳素酸塩、過塩素酸塩
及びアルカリ金属シリコフルオライドは、ドロス中に存
在している金属と発熱的に反応して、ドロスの温度を上
昇させる。

次の実施例は、この発明を具体的に説明するのに役立つ
ものである。

実施例１ 重量で次の組成を持った水性スラリーを網状ポリウレタ
ン発泡体に含浸させて、開放気孔の発泡体濾材を作った
。

弗化カルシウム　　　　　　　　　３０．０％弗化ナト
リウムアルミニウム　　　　　３０．０％ハイアルミナ
セメント　　　　　　　３．０％シリカ微粉末　　　　
　　　　５．０％ボールクレイ　　　　　　　　　２０
％コロイダルシリカ　　　　　　０．８％湿潤剤 ０．７％ けい酸ソーダ溶液（ＣＡＲ８ＩＬ　９００）　２０．０
％ホ”リビニルアルコール　　　　　　　１５％アクリ
ル酸−エステル共重合体の 水性分散物（ＡＣＲＯＮＡＬ）　　　　　　１０％水 ６□０％ 含浸発泡体を乾燥し、次いで６００℃の温度に２時間焼
成した。濾材は５０Ｘ５０Ｘ２２ｍの大きさを持ち、１
ａあたり４個の気泡がある多孔性を持っていた。

ダイカストの工場で３０個のＬＭ２５のアルミニウム合
金鋳物を作るのに、３０個の沖材を用いた。各鋳物は５
Ｋｇの重量を持ち、濾材をダイの湯道系中に挿入し、た
。湯道系を鋳物から取り除き、鋳物を機械加工する際に
、鋳物金属中には介在物が検知されなかった。

アルミニウム合金の湯道系（全重量３０Ｋｆ）を電気加
熱式のるつぼ炉内の空るつぼ中に入れて、アルミニウム
合金の重量に対して１５重量％の発熱性溶剤を加えた。

溶剤は重量で次の組成のものであった。

塩化ナトリウム　　　　　　　　　２８％塩化カリウム
　　　　　　　　　　２４％弗化ナトリウムアルミニウ
ム　　　　７％シリフ弗化ナトリウム　　　　　　１６
％硫酸ナトリウム　　　　　　　　　１５％硝酸ナトリ
ウム　　　　　　　　　　５％弗化カルシウム　　　　
　　　　　　５％アルミニウム合金を溶融し、７５０℃
まで加熱し、アルミニウム合金に対してＬ５重量％の溶
剤を、溶融アルミニウム合金の表面に形成されているド
ロスにさらに加えた。ドロスを僅かに攪拌し、穏やかな
発熱反応を観測した。濾材が溶融アルミニウム合金の表
面に浮かび、ドロツシング作用の間に胛材が完全に崩壊
した。濾材からの残留材料は、形成された乾いた粉末状
ドロスとして取り出された。ドロスは溶融アルミニウム
合金槽から容易に取り除かれ、ドロスのアルミニウム合
金含有量は、ドロスの重量に対して約３５重量％に過ぎ
ないことが判明した。

実施例２ 重量で次の組成を持つ水性スラリーを網状ポリウレタン
発泡体に含浸させて、開放気孔の発泡体濾材を作った。

黒鉛粉末　　　　　２１０％ 無定形シリカ粉末　　　　　　　　１０．０％ガラス粉
砕物　　　　　　　　９．０％シリカ微粉末　　　　　
　　　２．５％二酸化チタン　　　　　　　　　０．８
％湿潤剤　　　　０．３％ 消泡剤　　　　０．５％ アルカリボレート、ホスフェートガラス　１１５％燐　
　　　酸　　　　　　　　　　　　４．０％水　　　　
　　　　　　　　　　　　　５．０％モ／アルミニウム
ホスフェート 水溶液３５．９％ 含浸発泡体を乾燥し、次いで６００℃の温度で２時間焼
成した。濾材は、実施例１の濾材と同じ大きさと多孔性
とを持っていた。

ダイカストの工場で５０個のＬＭ２５のアルミニウム合
金鋳物を作るのに、５０個の濾材を用いた。各鋳物は３
ＫＦの重量を持ち、濾材をダイの堰に入れた。堰を鋳物
から取り除き鋳物を機械加工をする際に、鋳物金属中に
は介在物が検知されなかった。６バーでの圧力試験では
、すべての鋳物が圧力漏れがなかった。

アルミニウム合金堰（全重量５０Ｋｐ）を電気加熱式の
るつぼ炉の空るつぼ中に入れた。アルミニウム合金を溶
融し、すべての濾材が溶融物の表面へ上った。アルミニ
ウム合金の重量に対し１５重量％の発熱性溶剤を加え、
溶融物を７５０℃の温度に加熱した。

溶剤は、重量で下記の組成を持っていた。

酸化ナトリウム　　　　　　　　　　３５％塩化カリウ
ム　　　　　　　　　　３０％弗化すｌリウムアルミニ
ウム　　　　　１０％炭酸ナトリウム　　　　　　　　
　１０％弗化カルシウム　　　　　　　　　　５％硝酸
ナトリウム　　　　　　　　　　　５％黒　　　　鉛　
　　　　　　　　　　　５％溶融アルミニウム合金の表
面に形成されたドロスを僅かに攪拌し、穏やかな発熱反
応を観測した。

ドロツシング作用の間に濾材は完全に崩壊し、濾材の残
存材料を生成された乾いた粉末状のドロスとして取り出
された。

ドロスは、溶融アルミニウム合金槽から容易に取す除か
れ、ドロス中のアルミニウム合金含有量は、ドロスの重
量に対して約３０重量％に過ぎないことが判明した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、多孔物体を含んだ軽金属濾過用の濾材であつて、多
   孔物体が少なくとも一種の軽金属用溶剤を含んだ組成物
   で作られていることを特徴とする濾材。 ２、濾材が８００−１０００℃の融点を持つていること
   を特徴とする、特許請求の範囲第１項の濾材。 ３、濾材が８５０−９００℃の融点を持つていることを
   特徴とする、特許請求の範囲第２項の濾材。 ４、溶剤がアルカリ金属弗化物、アルカリ土類金属弗化
   物、弗化アルミニウム、複合アルカリ金属弗化物、メタ
   燐酸カルシウム、硼酸塩、燐酸硼素又は低融点ガラスで
   あることを特徴とする、特許請求の範囲第１−３項の何
   れか１つの項の濾材。 ５、多孔物体が耐火材をも含んでいることを特徴とする
   、特許請求の範囲第１−４項の何れか１つの項の濾材。 ６、多孔物体が、結合剤を含んでいることを特徴とする
   、特許請求の範囲第１−３項の何れか１つの項の濾材。 ７、多孔物体が、１０−６０重量％の溶剤と、５−５０
   重量％の耐火材と、５−４０重量％の結合剤とを含んで
   いることを特徴とする、特許請求の範囲第６項の濾材。 ８、多孔物体が２０−４０重量％の溶剤と、２０−４０
   重量％の耐火材と、２０−４０重量％の結合剤とを含ん
   でいることを特徴とする、特許請求の範囲第７項の濾材
   。