JPH03281739A - 金属溶湯用濾材 - 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】 ［産業−１−４の利用分野］ 本発明は金属溶湯、特にアルミニウム溶湯中に含まわる
不純物（介在物）を濾過するに適ｌノた金属溶渇用濾相
に関する。

［従来の技術］ 金属の１板や箔は金属溶湯なインゴットにＰｉ造し、こ
れを圧延することにより製造される。ところか、金属溶
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
純物か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ｌｌ″でピンホール、表面
欠陥が発生することかある。これを防ぐには、溶湯中か
ら固形不純物を除去する必要かあり、そのために、従来
、ガラスクロス、アルミナボール或はセラミックフオー
ム等を溶湯鑓過用のフィルターとして使用していた。

ところか、ガラスクロスは安価であるかψ−期に１詰ま
りし易く、またアルミナボールは一］１−捕獲した不純
物か流出し易いため訣過精用−に劣り、更にセラミック
フオームは気孔１γか大きいため微細な不純物を十分に
一過できないという欠点かある。

そこで、例えば特許１１ｉ′（５２−２２３２７号公報
に示されるように、炭化珪素、窒化珪素、アルミナ等の
骨材粒子を無機質結合材により結合させて骨材粒子間に
無数の微細連続気孔を形成した構成のチューブ状の多孔
質の訣材か使用されつつある。この症材によれば、に記
した他のフィルターに比較して濾過性能が優れており、
［１詰まりをＵ期間にわたり防止てき、また捕獲した不
純物の流出かなく、しかも気孔径を適切になし得て精密
な濾過が可能になるという利点かある。

［発明か解決しようとする課題］ ところて、上述のチューツ状鑓材に用いる骨材は、その
製造工程において、粉砕され粒度調整を行なっているた
め、その形状は扁平で歪んているものか多い。

このような形状の骨材を用いて構成される多孔質濾材は
、その気孔径分布は分布幅か広く、特に細かい気孔径か
多い傾向を有する。気孔径が幅広く、特に細かい気孔径
か多い場合、不純物（介在物）を捕集する柱材において
は、細かい気孔径の気孔で早期に［１詰まりしたり、圧
力損失の小さな大なる気孔径を有する気孔のみを通過し
、不純物が捕集されないなどの！？！Ｉ題かあった。

［課題を解決するための手段］ そこで、本発明者は上記従来の間ｗＵな解決するため種
々検討を行なったところ、所定の形状指数を有し、かつ
その粒度範囲も所定の範囲とした骨材粒子を用いること
により、濾材の濾過性能を向１、させることかてきるこ
とを見出し、本発明に到達した。

即ち、本発明によれば、セラミック骨材粒子を無機質結
合材により結合させた多孔質の柱材であって、骨材粒子
の粒度範囲か５０％平均粒子径の１５０％以内にあると
ともに、骨材粒子は形状指数１００へ−１３０の範囲の
粒子を５０重量％以り含むことを特徴とする金属溶湯川
波材、が提供される。

［作用］ 本発明の濾材においては、所定の形状指数を有する粒子
を所定具−Ｌ含み、かつその粒度範囲も所定の範囲とし
た骨材粒子を用いることに特徴を有する。すなわち、よ
り球状に近い形状の粒子であって、より幅狭い粒度幅に
て構成した骨材粒子を用いることにその特徴かある。

このような特定な物性な有する骨材粒子を用いることに
より、均一な気孔径分布を有する多孔質な柱材を作製す
ることができ、その結果極めて性能の良い金属溶湯の濾
過を達成することかてきる。

本発明で用いる骨材の種類としては、金属溶湯と反応せ
ず、適切な粒度のものを容易に入手てきることか必要で
あるか、アルミナ賀、炭化珪素質窒化珪素質、ジルコニ
ア質のごときセラミック骨材粒子−かそれらの条件を満
足する。又、用いる骨材粒子−の平均粒イ径は通常的０
．３〜３．０■程度のものか用いられる。

本発明においては、骨材粒子として下記で定義される形
状指数か１００〜１３０の範囲のものを５０重μ％以上
含むことか重要である。

即ち、第１図に示す骨材の投影図において、その最大直
径なＭ、該最大直径Ｍに直交する径をＢ、投影面積なＡ
、円周長さをＰとしたとき、形状指数（ＳＦ）は次の式
て表される。

５Ｆ−（ＳＦ、＋ＳＦ２＋ＳＦ：ｌ）／３ここで、 ＳＦ、＝　　（π／４）ｘ　　（Ｍ２　／Ａ）ｘ　ｌ　
００Ｓ　Ｆ　２　　＝　　（１／　４　ｔｒ　）　　Ｘ
　　（Ｐ　２／　Ａ　）　　Ｘ　　１００ＳＦ３　＝　
　（Ｍ／Ｂ）ｘ　　ｌ　　００である。

因みに、真珠の形状指数は１００となる。

本発明ては、このような形状指数の範囲の粒子を５０屯
ｉ、′Ｌ％以上含み、かつ粒１■範囲かその５０％平均
粒−ｆ径の１５０％以内にある骨材粒子を用いた場合、
均一な気孔径を右する多孔質体か得られるため、柱材の
不純物の捕集粘１バか向１−シ、好ましい。

ｉ″い換えれば、ｌ−記のどちらかの条件か外れＣも均
一・な気孔径分４ｊを右する多孔質な柱材を得ることは
てきないのである。

焦ａ質結合材としては、金属溶湯と反応しないものであ
れば特にその種類は限定されず、ガラス質結合材や、Ｓ
　ｌ　０２　、Ｂ２０３　、Ａｌ、０３、ＣａＯ，Ｍｇ
Ｏ等を含む結合材を用いることかてきるか、５ｉｎ２を
１０重量％より少ないｈ１含んたＢ２Ｏ３，Ａｌｌ□Ｏ
：＋　、　Ｍ　ｇ　Ｏ等からなるｙ！Ａ機賀機会結合材
ましい。５ｉｎ２含イＩＱ−か少ないため、金属溶湯、
特にアルミニウム溶湯とＳｉＯ□との反応により生成し
た酋離シリコンの溶湯中への混入か少なくなるためであ
る。

なお、通常骨材粒子１００重量部に対し無機質結合材を
４〜２０重量部重量部子多孔質の柱材か作製される。

濾材の形状はチューブ状に限られず板状であってもよい
。また、柱材の厚さは通常１５〜３５ｖｓ程度あればよ
い。

次に、−１−記の如き特性を有する濾材の製造方法の例
を説明する。

アルミナ質、炭化珪素質、窒化珪素質、ジルコニア質等
からなり、粒度範囲を調整して形状指数かｌＯＯ〜１３
０の範囲て、粒度範囲かその５０％平均粒子径の１５０
％以内とした骨材粒子１００重問部に対し、無機質結合
材を４〜２０重μ部添加し、カルボキシメチルセルロー
ス（ＣＭＣ）、リクニンスルホン酸カルシウム、デキス
トリン等の有機バインダーと適当ｈ１の水分を加え、混
練を行なった後所定形状の成形体に成形する。

次いて、得られた成形体を乾燥後、通常１１００°Ｃ以
ｌ−の温度にて焼成を行なうことにより、未発則の柱材
を得ることかてきる。

［実施例］ 以下、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説１！１１
するか、本発明はこれらの実施例に限られるものではな
い。

（実施例１） 形状指数か１０５．１３０．１６５の焼結アルミナを骨
材粒子として用い、この骨材粒子１００重ｔｉ１部に対
し、Ｂ２０，５０重μ％、Ａ文、０３３５重量％、Ｃａ
ｏＩＯ重間％及びＭｇ０５重量練ａ（関東ミキサー社製
）にて混練した。

次に得られた混合物を用い、外径１００１φ、内１）１
．６０＋ｕ＋φ、長さ９００■のバイブ形状品を成形し
、１０５°Ｃて乾燥後１３５０°Ｃにて焼成を行ない、
バイブ状の柱材を得た。

（１）られた紐材の気孔径分布を測定し、平均気孔径及
び平均気孔径の５０％未満の微細気孔占有率を求めた。

また、３点曲げによる抗折強度を測定した。結果を表１
〜４に示す。

尚、表１〜４において、Ｎｏ、５〜７．１２〜】３．１
７〜１８．２２〜４９．５８〜６１．６６〜６９．７２
．７５は未発ＩＪＩの範囲外の場合を示す。

（以下、余白） （実施例２） 実施例１における試料のうち代表的なものを選択し、予
め介在物の１￥および量か判明しているアルミニウム溶
湯な通過させ、通過後の溶湯中の介在物を測定し、それ
ぞれの試料の介在物除去性能を測定した。その結果を表
５に示す。

尚、溶湯中の介在物確認方法としては、アルミニウム切
断面を精密研磨し、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により
介在物の径、量を確認することにより行ない、１０ケ所
から取ったテストピースの平均値とした。

表５から明らかな通り、柱材中の微細気孔が多い程、介
在物捕集性能か劣ることかわかる。

（以下、余白） 表５ ［発明の効果］ 以Ｉ、説明したように、本発明によれば、骨材粒子とし
て特定の物性を有するものを用いたので、均一な気孔径
分布を有する多孔質な訣材か作製でき、この柱材を用い
ることにより極めて性能の良い金属溶湯の鑓過を達成す
ることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は骨材の形状指数を算出する際に用いる骨材の投
影説ＩＪＪ　ＬＡである。 代ＦＰ人　　Ｍ邊　−・平 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミック骨材粒子を無機質結合材により結合さ
   せた多孔質の濾材であって、 該骨材粒子の粒度範囲が５０％平均粒子径の±５０％以
   内にあるとともに、該骨材粒子は形状指数１００〜１３
   ０の範囲の粒子を５０重量％以上含むことを特徴とする
   金属溶湯用濾材。