JPH03285026A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は金属溶湯、特にアルミニウム溶湯中に含まれる
不純物（介在物）を濾過するに適した金属溶湯用濾材に
関する。

［従来の技術］ 金属の薄板や箔は金属溶湯なインゴットに鋳造し、これ
を圧延することにより製造される。ところが、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、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、従来、ガラ
スクロス、アルミナボーＪし或はセラミラフフオーム等
を溶湯性適用のフィルターとして使用していた。

ところが、ガラスクロスは安価であるが早期に目詰まり
し易く、またアルミナボールは一旦捕獲した不純物が流
出し易いため濾過精度に劣り、更にセラミックフオーム
は気孔径が大きいため微細な不純物を十分に濾過できな
いという欠点がある。

そこで５例えば特公昭５２−２２３２７号公報に示され
るように、炭化珪素や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濾材が使用されつつある
。この濾材によれば、上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、目詰まりを長期間にわたり防
止でき、また捕獲した不純物の流出がなく、しかも気孔
径を適切になし得て精密な濾過か可能になるという利点
がある。

［発明が解決しようとする課題］ ところて、このような濾材のアルミニウム溶湯なと金属
溶湯の濾過性能（通湯性能）を測定・確認するに際して
は、従来より空気を通過させることにより濾材の通気量
を求め、この通気量を基礎にして濾材の通湯性能を判断
していた。

しかしながら、濾材の通気量と金属溶湯、特にアルミニ
ウム溶湯の間の相関関係は比較的低く。

従って濾材の通気量を指標として濾材の通湯性能を判断
することは誤差か大きく十分とはいえないことが分かっ
た。

［課題を解決するための手段］ そこで本発明者は濾材の通湯性能を判断するに適した指
標を見出すべく種々検討を行なったところ、透水量を濾
材の平均気孔径で除した値か実際の濾材の通湯量と高い
相関関係を有することな見出すとともにこれに着目し、
この値を所定範囲とし、濾過性能を向上させることがで
きた濾材を見出したものである。

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濾材であって、差圧１０
０　ｍｍＡｑ時の単位体積（１ｃｍ３）当りの透水量（
文／■ｉｎ、２０℃）を、該濾材の平均気孔径（ｃｍ）
で除した値が１〜１５　（１７ｍｉｎ−ｃｍ）の範囲と
なるように形成した金属溶湯用濾材、か提供される。

［作用］ 本発明は、水の粘性が２０℃でｏ、ｏｉｏボイズであり
、アルミニウム溶湯の粘性（７００℃で０．０１１ボイ
ズ）と近似していることに着目したものであり、透水量
を濾材の平均気孔径で除した値か実際のアルミニウム通
湯量と極めて高い相関関係を有することを発見し、この
値を所定範囲とした点に特徴を有する。

このような濾材を用いることにより、固形介在物の捕集
性能か良く、かつ十分な通湯量を達成することかてきる
。

本発明て用いる骨材としては、金属溶湯と反応せず、適
切な粒度のものを容易に入手できることか必要であるが
、アルミナ質、炭化珪素質、窒化珪素質、ジルコニア質
の如きセラミック骨材粒子がそれらの条件を満足する。

又、用いるセラミック骨材粒子の平均粒子径は通常的０
．３〜３．０ｍ１程度のものか用いられる。

また、骨材粒子としては下記で定義される形状指数か１
００〜１３０の範囲のものを用いることが好ましい。

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、投影面績をＡ
、円周長さをＰとしたとき、形状指数（ＳＦ）は次の式
で表される。

ＳＦ＝　（ＳＦＩ　＋ＳＦ２　＋ＳＦ：ｌ　）／３ここ
で、 ＳＦＩ　　＝　　（τ／４）Ｘ　　（Ｍ２　／Ａ）Ｘ　
１００ＳＦ２　＝　　（１／４π）Ｘ　　（Ｐ２　／Ａ
）Ｘ１００ＳＦ：ｌ　　＝　　（Ｍ／Ｂ）ｘ　　ｌ　０
０である。

因みに、真珠の形状指数は１００となる。

このような形状指数の範囲の骨材粒子を用いた場合、均
一な気孔径を有する多孔質体が得られるため、濾材の不
純物の捕集精度か向上し、好ましい。

無機質結合材としては、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
　ｉ　０２　、Ｂ２０：１．Ａ父、０３、Ｃａｂ、Ｍｇ
Ｏ’：４を含む結合材を用いることかできるか、５ｉｎ
２を１０重量％より少ない量含んたＢ２０３　、Ａ！Ｑ
２０．、ＭｇＯ等からなる無機質結合材か好ましい。Ｓ
　ｊ　Ｏ２含有量か少ないため、金属溶湯、特にアルミ
ニウム溶湯とＳｉＯ２との反応により生成したＭｇＩ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重量部配合して多孔質の濾材が作製される。

上記のように作製される濾材は、差圧１００■ｌ＾ｑ時
の単位体積（ｌｃ■３）当りの透水量（交／ｓｉｎ、２
０℃）を、該濾材の平均気孔径（Ｃ■）で除した値が１
〜１５　（１／　ｓｉｎ−ｃｍ）　、好ましくは３〜１
０（Ｒ／■１ｎ−ｃ−）の範囲に形成することが必要で
ある。上記の値が１未満の場合、通湯に時間がかかり過
ぎ、しかも目詰まりが早い。一方１５を超えると通湯が
早過ぎ、介在物捕集性が低下する。すなわち、１〜１５
（ｕ／■１ｎ−Ｃ■）の範囲を有する濾材がその濾過性
能を維持でき、しかも操業性に優れるものといえるので
ある。

なお、透水量は、例えば第２図に示す測定装置により測
定することかできる。

即ち、濾材ｌ（この例では筒状の濾材）を所定位置にセ
ットし、また濾材ｌの入側の圧力を圧力計２で、濾材ｌ
の出側の圧力を圧力計３で夫々測定しながら濾材ｌの内
側より水を通すことにより、差圧１００■ｓＡｑ時の濾
材ｌの単位体積（ｌ　ｃｍ３）当りの透水量（１７ｓｉ
ｎ、２０℃）を求めることができる。

なお濾材の形状はチューブ状に限られず板状てあっても
よい。又、濾材の厚さは通常１５〜３５鳳−程度あれば
よい。

次に、上記の如き特性を有する濾材の製造方法の例を説
明する。

例えば、アルミナ、炭化珪素、窒化珪素などのセラミッ
ク骨材粒子でその形状指数が１００〜１３０の範囲の骨
材粒子１００重量部に対し、無機質結合材を４〜２０重
量部添加し、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、
リグニンスルホン酸カルシウム、デキストリン等の有機
バインダーと適当量の水分を加え、混線を行なった後所
定形状で、且つ透水量を濾材の平均気孔径で除した値が
前記した所定の範囲となるような成形体に成形する。次
いて、得られた成形体を乾燥後１通常１１００℃以上の
温度にて焼成を行なうことにより、本発明の濾材を得る
ことができる。

［実施例］ 以下、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが
、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） 骨材の粒度、形状、及び結合材の添加量、成形時の成形
圧（充填性）を調整することにより、気孔径の異なる濾
材を得た。

得られた濾材の差圧１００＋＊■Ａｑ時の透水量を測定
し、また水銀圧入法により濾材の平均気孔径を求めた。

そして、透水量を濾材の平均気孔径で除した値を求めた
。

この濾材に、ＪＩＳ１０５０のアルミニウム溶湯を通湯
させ、濾材単位面積当りの通湯量と通湯前後の溶湯中の
ホウ素（Ｂ）分析より、濾材によるアルミニウム溶湯か
らのＢ除去率を求め、表１に示した。

なお、表１において、Ｎｏ、　１．７．８．１３は本発
明の範囲外の場合を示している。

表１ 表１の結果から明らかな通り、透水量を、濾材の平均気
孔径で除した値が特定の範囲とならない場合には、Ｂ除
去率か劣るか、あるいはアルミニウム通湯量が低くなる
ことがわかる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の濾材は、透水量を濾材の
平均気孔径で除した値を特定の範囲となるように形成し
たので、金属溶湯からの固形介在物の捕集性能か良く、
かつ十分な通湯量を達成することができる。

【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
影説明図、第２図は透水量測定装置を示す断面説明図で
ある。 １−・・濾材、２，３・・・圧力計。

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、 差圧１００ｍｍＡｑ時の単位体積（１ｃｍ＾３）当りの
   透水量（ｌ／ｍｉｎ、２０℃）を、該濾材の平均気孔径
   （ｃｍ）で除した値が１〜１５（ｌ／ｍｉｎ・ｃｍ）の
   範囲となるように形成したことを特徴とする金属溶湯用
   濾材。