JPH03254805A - アルミニウム溶湯用濾材 - Google Patents
アルミニウム溶湯用濾材Info
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明はアルミニウム溶湯中から固形不純物を濾過する
ためのアルミニウム溶湯用濾材に関する。
ためのアルミニウム溶湯用濾材に関する。
（従来の技術）
アルミニウムの薄板や箔はアルミニウム溶湯をインゴッ
トに鋳造し、これを圧延して製造される。
トに鋳造し、これを圧延して製造される。
ところが、アルミニウム溶湯に含まれる金属酸化物や耐
火物の微小破片等の固形不純物がそのままインゴット中
に混入すると、これを圧延して薄板や箔等を製造する過
程でピンホールや表面欠陥が発生することがある。これ
を防ぐには、溶湯中から固形不純物を除去する必要があ
り、そのために例えばパイプ状に成形した多孔質セラミ
ック製の濾材が使用されていた。このアルミニウム溶湯
用濾材は、従来、例えば炭化珪素、窒化珪素或はアルミ
ナ等の骨材粒子を無機質結合材原料と混練してパイプ状
に成形し、その後所定温度にまで加熱して冷却すること
により製造されていた。この製造方法によれば、ガラス
化した無機質結合材により骨材粒子が互いに結合させら
れ、骨材粒子間に無数の微細連続気孔を有する構成の多
孔質セラミックが得られる。
火物の微小破片等の固形不純物がそのままインゴット中
に混入すると、これを圧延して薄板や箔等を製造する過
程でピンホールや表面欠陥が発生することがある。これ
を防ぐには、溶湯中から固形不純物を除去する必要があ
り、そのために例えばパイプ状に成形した多孔質セラミ
ック製の濾材が使用されていた。このアルミニウム溶湯
用濾材は、従来、例えば炭化珪素、窒化珪素或はアルミ
ナ等の骨材粒子を無機質結合材原料と混練してパイプ状
に成形し、その後所定温度にまで加熱して冷却すること
により製造されていた。この製造方法によれば、ガラス
化した無機質結合材により骨材粒子が互いに結合させら
れ、骨材粒子間に無数の微細連続気孔を有する構成の多
孔質セラミックが得られる。
（発明が解決しようとする課題）
ところが、この構成では、骨材粒子を相互に結合する無
機質結合材がシリカ系のガラス質であるため、無機質結
合材中の５１０２がアルミニウム溶湯と反応して遊離シ
リコンを生威し、これが溶湯内に混入してアルミニウム
溶湯の汚染を生じさせ、ひいてはアルミニウムインゴッ
トの圧延過程におけるクラック発生等の原因となるとい
う問題があった。また、このことは無機質結合材をアル
ミニウム溶湯が浸蝕することを意味するから、長期間に
わたり使用するうちに濾材が強度低下を来して寿命が短
いという欠点もあった。
機質結合材がシリカ系のガラス質であるため、無機質結
合材中の５１０２がアルミニウム溶湯と反応して遊離シ
リコンを生威し、これが溶湯内に混入してアルミニウム
溶湯の汚染を生じさせ、ひいてはアルミニウムインゴッ
トの圧延過程におけるクラック発生等の原因となるとい
う問題があった。また、このことは無機質結合材をアル
ミニウム溶湯が浸蝕することを意味するから、長期間に
わたり使用するうちに濾材が強度低下を来して寿命が短
いという欠点もあった。
そこで、本発明の目的は、アルミニウム溶湯の汚染を防
止でき、且つ耐蝕性に優れたアルミニウム溶湯用濾材を
提供するにある。
止でき、且つ耐蝕性に優れたアルミニウム溶湯用濾材を
提供するにある。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
本発明のアルミニウム溶湯用濾材は、アルミナ質の骨材
粒子を、その１００重量部に対して５〜２０重量部の無
機質結合材にて結合してなり、その無機質結合材の原料
組成が８２Ｏ３ １５〜８０％、ＡＩ ２０３ ２〜６
０％、Ｃａ０Ｏ〜３０％及びＭｇＯ５〜５０％とされ、
粉末Ｘ線回折における２θ＝１６，５”に現れる ９Ａ＋ ２Ｏ３ ・２ Ｂ ２０３のピーク高さが、２
θ＝４３，４°に表れるα−Ａ１□Ｏ５のピーク高さに
比較して３０％以上であるところに特徴を有する。
粒子を、その１００重量部に対して５〜２０重量部の無
機質結合材にて結合してなり、その無機質結合材の原料
組成が８２Ｏ３ １５〜８０％、ＡＩ ２０３ ２〜６
０％、Ｃａ０Ｏ〜３０％及びＭｇＯ５〜５０％とされ、
粉末Ｘ線回折における２θ＝１６，５”に現れる ９Ａ＋ ２Ｏ３ ・２ Ｂ ２０３のピーク高さが、２
θ＝４３，４°に表れるα−Ａ１□Ｏ５のピーク高さに
比較して３０％以上であるところに特徴を有する。
（作用）
上記アルミニウム溶湯用濾材によれば、無機質結合材中
に８１０２を含まず且つ無機質結合材が結晶化している
ので、遊離シリコンによる溶湯汚染及びそれに伴う無機
質結合材の浸蝕を防止できる。また、粉末Ｘ線回折で２
０−１６，５°に現れる９ＡＩ ２Ｏ３ ・２Ｂ２Ｏ３
のピーク高さか、２０−４３．４’ ｌ：表ｔ’Ｌ ル
αＡ ｌ ２０３ ノヒク高さに比較して３０％以上で
あることは、無機質結合材が高度に結晶化していること
を意味するから、結晶化度が低い即ちガラス化が高い無
機質結合材に比べてアルミニウム溶湯に対する耐蝕性に
優れ、−層の長寿命化が可能になる。無機質結合材の結
晶化度と濾材の耐蝕性との関係は、無機質結合材が種々
の結晶化度を呈する各種の濾材をアルミニウム溶湯中に
浸漬した後の残存強度を測定することにより導き出すこ
とができる。例えばアルミニウム合金５０５６の溶湯中
に２４時間浸漬した後の残存強度の測定結果は第１図に
示す通りであり、結晶化度が３０％以上となれば残存強
度が十分に高く、即ち耐蝕性が十分に高くなることが分
かる。これが本発明において、粉末Ｘ線回折で２０−１
６．５°に現れる９Ａｌ２Ｏ３２Ｂ２０３のピーク高さ
が、２θ＝４３，４°に表れるα−ＡＩ２０３のピーク
高さに比較して３０％以上であることを必要とする理由
である。
に８１０２を含まず且つ無機質結合材が結晶化している
ので、遊離シリコンによる溶湯汚染及びそれに伴う無機
質結合材の浸蝕を防止できる。また、粉末Ｘ線回折で２
０−１６，５°に現れる９ＡＩ ２Ｏ３ ・２Ｂ２Ｏ３
のピーク高さか、２０−４３．４’ ｌ：表ｔ’Ｌ ル
αＡ ｌ ２０３ ノヒク高さに比較して３０％以上で
あることは、無機質結合材が高度に結晶化していること
を意味するから、結晶化度が低い即ちガラス化が高い無
機質結合材に比べてアルミニウム溶湯に対する耐蝕性に
優れ、−層の長寿命化が可能になる。無機質結合材の結
晶化度と濾材の耐蝕性との関係は、無機質結合材が種々
の結晶化度を呈する各種の濾材をアルミニウム溶湯中に
浸漬した後の残存強度を測定することにより導き出すこ
とができる。例えばアルミニウム合金５０５６の溶湯中
に２４時間浸漬した後の残存強度の測定結果は第１図に
示す通りであり、結晶化度が３０％以上となれば残存強
度が十分に高く、即ち耐蝕性が十分に高くなることが分
かる。これが本発明において、粉末Ｘ線回折で２０−１
６．５°に現れる９Ａｌ２Ｏ３２Ｂ２０３のピーク高さ
が、２θ＝４３，４°に表れるα−ＡＩ２０３のピーク
高さに比較して３０％以上であることを必要とする理由
である。
更に、本発明の濾材は、骨材粒子がアルミニウム溶湯に
対し戊れ性に優れるアルミナ質であるから、アルミニウ
ム溶湯が骨材粒子間の気孔を通過し易く、濾過効率に優
れる。しかも、上述のように無機質結合材は結晶化して
いるから、アルミニウム溶湯に対する濡れ性に優れては
いるものの熱膨脹率が比較的大きいという問題があるア
ルミナ質の骨材粒子を使用していても、無機質結合材が
ガラス質となっている従来のアルミニウム溶湯用濾材に
比べて使用時における全体の熱膨脹を小さくすることが
でき、熱応力に起因する破損やクラック発生を防止して
物理的側面からの長寿命化も図ることができる。
対し戊れ性に優れるアルミナ質であるから、アルミニウ
ム溶湯が骨材粒子間の気孔を通過し易く、濾過効率に優
れる。しかも、上述のように無機質結合材は結晶化して
いるから、アルミニウム溶湯に対する濡れ性に優れては
いるものの熱膨脹率が比較的大きいという問題があるア
ルミナ質の骨材粒子を使用していても、無機質結合材が
ガラス質となっている従来のアルミニウム溶湯用濾材に
比べて使用時における全体の熱膨脹を小さくすることが
でき、熱応力に起因する破損やクラック発生を防止して
物理的側面からの長寿命化も図ることができる。
無機質結合材の原料組成を上述の範囲に定めているのは
、次の理由による。即ち、Ｂ２Ｏ３はアルミニウム溶湯
に対する耐蝕性を向上させる観点から１５％以上含まれ
ることが必要で、溶融温度を適切な程度にまで高める観
点から８０％以下であることか必要である。また、ＡＩ
２Ｏ３を２〜６〇九、ＣａＯを０〜３０％及びＭｇ
Ｏを５〜５０％とする理由は主として溶融温度を適切な
範囲内に納めるためで、特に各々の上限を越えるときに
は溶融温度を過剰に高めなくてはならず、Ｂ２Ｏ３の飛
散という問題を生ずる。なお、この無機質結合材の添加
形態は、いわゆる生原料でもフリット化した原料でも良
いが、後者の方が加熱時に均一な溶融状態が得られて結
晶化が促進される点でより好ましい。
、次の理由による。即ち、Ｂ２Ｏ３はアルミニウム溶湯
に対する耐蝕性を向上させる観点から１５％以上含まれ
ることが必要で、溶融温度を適切な程度にまで高める観
点から８０％以下であることか必要である。また、ＡＩ
２Ｏ３を２〜６〇九、ＣａＯを０〜３０％及びＭｇ
Ｏを５〜５０％とする理由は主として溶融温度を適切な
範囲内に納めるためで、特に各々の上限を越えるときに
は溶融温度を過剰に高めなくてはならず、Ｂ２Ｏ３の飛
散という問題を生ずる。なお、この無機質結合材の添加
形態は、いわゆる生原料でもフリット化した原料でも良
いが、後者の方が加熱時に均一な溶融状態が得られて結
晶化が促進される点でより好ましい。
更に、骨材粒子１００重量部に対し無機質結合材を５〜
２０重量部とするのは、それが５重量部未満では骨材粒
子の相対量が増大するため、アルミナ質骨材粒子の熱膨
脹が寄与して全体の熱膨脹が大きくなってしまい、２０
重量部を越えると骨材粒子間の空隙を無機質結合材が埋
める傾向となって濾過効率が低下するからである。尚、
無機質結合材の最適な添加量は上述の範囲内で骨材粒径
に応じて異なり、アルミナ質骨材粒子としては電融アル
ミナ又は焼結アルミナのいずれも使用することができる
。
２０重量部とするのは、それが５重量部未満では骨材粒
子の相対量が増大するため、アルミナ質骨材粒子の熱膨
脹が寄与して全体の熱膨脹が大きくなってしまい、２０
重量部を越えると骨材粒子間の空隙を無機質結合材が埋
める傾向となって濾過効率が低下するからである。尚、
無機質結合材の最適な添加量は上述の範囲内で骨材粒径
に応じて異なり、アルミナ質骨材粒子としては電融アル
ミナ又は焼結アルミナのいずれも使用することができる
。
（実施例）
以下本発明のいくつかの実施例を比較例と共に述べる。
全ての実施例及び比較例において骨材粒子は１４〜２８
メツシユの焼結アルミナを使用している。
メツシユの焼結アルミナを使用している。
無機質結合材は各表に示す組成になるように添加し、骨
材粒子、有機バインダー及び水と共に混練し、この後、
例えばパイプ状に成形して乾燥後、１３００℃にて焼成
した。焼成後、外観を観察し、曲げ強度を測定した。
材粒子、有機バインダー及び水と共に混練し、この後、
例えばパイプ状に成形して乾燥後、１３００℃にて焼成
した。焼成後、外観を観察し、曲げ強度を測定した。
また、濾材を粉砕して粉末Ｘ線回折法により無機質結合
材中の結晶９Ａ＋。０．・２Ｂ２Ｏ３の結晶化度［％コ
を測定した。これには、粉末Ｘ線回折で２０−１６．５
’に現れる９Ａ＋２０３２８２０３のピーク高さＨＡと
２θ＝４３，４’に表れるα−Ａｌ ２０３のピーク高
さＨＢとを測定し、結晶化度−（ＨＡ ／ Ｈａ ）
Ｘ １００と定義した。
材中の結晶９Ａ＋。０．・２Ｂ２Ｏ３の結晶化度［％コ
を測定した。これには、粉末Ｘ線回折で２０−１６．５
’に現れる９Ａ＋２０３２８２０３のピーク高さＨＡと
２θ＝４３，４’に表れるα−Ａｌ ２０３のピーク高
さＨＢとを測定し、結晶化度−（ＨＡ ／ Ｈａ ）
Ｘ １００と定義した。
■実施例１〜５及び比較例１．２
これらは無機質結合材の原料組成が異なるのみで、他の
条件は同一である。各実施例１〜５における無機質結合
材の原料組成は請求項１に記載した組成範囲内にあり、
両比較例１，２における原料組成はその範囲外にある。
条件は同一である。各実施例１〜５における無機質結合
材の原料組成は請求項１に記載した組成範囲内にあり、
両比較例１，２における原料組成はその範囲外にある。
各原料組成と評価は第１表にある。
原料組成において８２Ｏ３の配合比が過剰に少ない比較
例１及びその配合比が過剰に多い比較例２では、共に結
晶化度が低く耐蝕性に劣ることが窺われ、また曲げ強度
も低いものであった。これに対し、無機質結合材の原料
組成を請求項コの組成範囲内とした各実施例では、結晶
化度が３０％以上となって耐蝕性に優れることが窺われ
、また曲げ強度も十分であった。
例１及びその配合比が過剰に多い比較例２では、共に結
晶化度が低く耐蝕性に劣ることが窺われ、また曲げ強度
も低いものであった。これに対し、無機質結合材の原料
組成を請求項コの組成範囲内とした各実施例では、結晶
化度が３０％以上となって耐蝕性に優れることが窺われ
、また曲げ強度も十分であった。
■実施例６〜８及び比較例３，４
これらは骨材粒子に対する無機質結合材の配合比が異な
る。実施例６〜８における無機質結合材の配合比は請求
項１の数値の範囲内にあり、両比較例３，４における配
合比はその範囲外にある。
る。実施例６〜８における無機質結合材の配合比は請求
項１の数値の範囲内にあり、両比較例３，４における配
合比はその範囲外にある。
各原料組成と評価は第２表にある。
骨材粒子１００重量部に対する無機質結合材の配合比が
過剰に少ないと曲げ強度が３０ｋｇ ／ ｃ−と小さく
なり、それが過剰に多いと目詰まりを生じて濾材として
の機能が損なわれる。これに対し、無機質結合材の配合
比を請求項１に記載の範囲内とした各実施例６〜８では
、５５ ｋｇ ／ ｃｄの曲げ強度が得られ、且つ目詰
まりも発生しなかった。
過剰に少ないと曲げ強度が３０ｋｇ ／ ｃ−と小さく
なり、それが過剰に多いと目詰まりを生じて濾材として
の機能が損なわれる。これに対し、無機質結合材の配合
比を請求項１に記載の範囲内とした各実施例６〜８では
、５５ ｋｇ ／ ｃｄの曲げ強度が得られ、且つ目詰
まりも発生しなかった。
■実施例９〜１１及び比較例８
これらは焼成時の溶融状態からの冷却速度が異なる。比
較例８ではその冷却速度が８０℃／ｈｒと速いが、実施
例９〜１１では７０℃／ｈｒ以下である。各原料組成と
評価は第３表にある。
較例８ではその冷却速度が８０℃／ｈｒと速いが、実施
例９〜１１では７０℃／ｈｒ以下である。各原料組成と
評価は第３表にある。
冷却速度が速い比較例８では、結晶化が十分に行われず
、最終的に結晶化度が２５％と低くなり、耐蝕性に劣る
ことが窺われる。これに対し、冷却速度を７０℃／ｈｒ
以下とした実施例９〜１１では、十分な結晶化度が得ら
れて優れた耐蝕性が得られることが窺われる。なお、冷
却速度を２５℃／ｈｒとしたもの（実施例９）は十分な
結晶化度が得られるが、冷却に長時間を要するから、生
産性の点で問題を生ずる可能性がある。
、最終的に結晶化度が２５％と低くなり、耐蝕性に劣る
ことが窺われる。これに対し、冷却速度を７０℃／ｈｒ
以下とした実施例９〜１１では、十分な結晶化度が得ら
れて優れた耐蝕性が得られることが窺われる。なお、冷
却速度を２５℃／ｈｒとしたもの（実施例９）は十分な
結晶化度が得られるが、冷却に長時間を要するから、生
産性の点で問題を生ずる可能性がある。
［発明の効果コ
以上述べたように、本発明のアルミニウム溶湯用濾材に
よれば、骨材粒子を相互に結合せる無機質結合材中に５
１０２を含まず且つこれが高度に結晶化しているから、
遊離シリコンによる溶湯汚染及びそれに伴う無機質結合
材の浸蝕を防止できる。また、骨材粒子がアルミニウム
溶湯に対し濡れ性に優れるアルミナ質であるから濾過効
率に優れ、しかも無機質結合材は結晶化しているから、
無機質結合材がガラス質である従来のアルミニウム溶湯
用濾材に比べて使用時における全体の熱膨脹を小さくす
ることができ、熱応力に起因する破損やクラック発生も
防止して物理的側面からの長寿命化も図ることができる
。
よれば、骨材粒子を相互に結合せる無機質結合材中に５
１０２を含まず且つこれが高度に結晶化しているから、
遊離シリコンによる溶湯汚染及びそれに伴う無機質結合
材の浸蝕を防止できる。また、骨材粒子がアルミニウム
溶湯に対し濡れ性に優れるアルミナ質であるから濾過効
率に優れ、しかも無機質結合材は結晶化しているから、
無機質結合材がガラス質である従来のアルミニウム溶湯
用濾材に比べて使用時における全体の熱膨脹を小さくす
ることができ、熱応力に起因する破損やクラック発生も
防止して物理的側面からの長寿命化も図ることができる
。
第１図は無機質結合材の結晶化度とアルミニウム溶湯中
に浸漬した濾材の残存強度との関係を示すグラフである
。
に浸漬した濾材の残存強度との関係を示すグラフである
。
Claims (1)
- １．アルミナ質の骨材粒子を、その１００重量部に対し
て５〜２０重量部の無機質結合材にて結合してなり、そ
の無機質結合材の原料組成がＢ＿２Ｏ＿３１５〜８０％
、Ａｌ＿２Ｏ＿３２〜６０％、ＣａＯ０〜３０％及びＭ
ｇＯ５〜５０％であり、粉末Ｘ線回折における２θ＝１
６．５°に現れる９Ａｌ＿２Ｏ＿３・２Ｂ＿２Ｏ＿３の
ピーク高さが、２θ＝４３．４°に表れるα−Ａｌ＿２
Ｏ＿３のピーク高さに比較して３０％以上であることを
特徴とするアルミニウム溶湯用濾材。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2052184A JPH0722666B2 (ja) | 1990-03-02 | 1990-03-02 | アルミニウム溶湯用濾材 |
| US07/660,851 US5114882A (en) | 1990-03-02 | 1991-02-26 | Filter for aluminum hot melt having a partially crystalline binder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2052184A JPH0722666B2 (ja) | 1990-03-02 | 1990-03-02 | アルミニウム溶湯用濾材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03254805A true JPH03254805A (ja) | 1991-11-13 |
| JPH0722666B2 JPH0722666B2 (ja) | 1995-03-15 |
Family
ID=12907718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2052184A Expired - Lifetime JPH0722666B2 (ja) | 1990-03-02 | 1990-03-02 | アルミニウム溶湯用濾材 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5114882A (ja) |
| JP (1) | JPH0722666B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0929423A (ja) * | 1995-07-19 | 1997-02-04 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | アルミニウム溶湯濾過用フィルター |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06128658A (ja) * | 1992-10-13 | 1994-05-10 | Ngk Insulators Ltd | 金属溶湯用濾材とその製造方法 |
| JPH0790400A (ja) * | 1993-09-14 | 1995-04-04 | Ngk Insulators Ltd | 金属溶湯用濾材及び金属溶湯の処理方法 |
| JP3129675B2 (ja) * | 1997-04-16 | 2001-01-31 | 三井金属鉱業株式会社 | セラミックフィルター及びその製造方法 |
| KR19990023636A (ko) * | 1997-08-18 | 1999-03-25 | 미야무라 신페이 | 금속 용탕용 여재 |
| JP4464568B2 (ja) * | 2001-02-02 | 2010-05-19 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体及びその製造方法 |
Citations (5)
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| JPS553397A (en) * | 1978-06-15 | 1980-01-11 | Gte Laboratories Inc | Si3n4 having high temperature strength and its manufacture |
| JPS5788175A (en) * | 1980-09-29 | 1982-06-01 | Erba Carlo Spa | Novel manufacture of 4'-deoxy-daunorubicin and 4'-deoxy-doxorubicin |
| JPS6172989A (ja) * | 1984-09-14 | 1986-04-15 | 株式会社ニッカト− | セラミツクロ−ラ−及びその製造方法 |
| JPS6421018A (en) * | 1987-07-15 | 1989-01-24 | Ngk Insulators Ltd | Filter medium for molten metal |
| JPS6421019A (en) * | 1987-07-16 | 1989-01-24 | Ngk Insulators Ltd | Filter medium for molten metal |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3524548A (en) * | 1968-09-16 | 1970-08-18 | Kaiser Aluminium Chem Corp | Filter medium for molten metal |
| DE3222162C2 (de) * | 1982-06-10 | 1985-07-11 | Schweizerische Aluminium Ag, Chippis | Filter zur Filtration von schmelzflüssigen Metallen |
| US4510253A (en) * | 1983-05-26 | 1985-04-09 | Combustion Engineering, Inc. | Aluminum resistant ceramic fiber composition |
-
1990
- 1990-03-02 JP JP2052184A patent/JPH0722666B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-02-26 US US07/660,851 patent/US5114882A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH0929423A (ja) * | 1995-07-19 | 1997-02-04 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | アルミニウム溶湯濾過用フィルター |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5114882A (en) | 1992-05-19 |
| JPH0722666B2 (ja) | 1995-03-15 |
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