JPH0649501A - カプセル化金属微粉末 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】耐火物の材料などに使用するアルミニウム等の
金属微粉末の表面を被覆し、保存特性を高め、金属の爆
発防止をはかる。 【構成】アルミニウム、シリコン、マグネシウムから選
ばれる金属またはその合金の微粉末の表面を合成樹脂、
アスファルトピッチ、タール、パラフィン、アルミナ、
マグネシア、シリカ、ジルコニア、酸化クロムから選ば
れる被覆剤によって、被覆剤の溶融物またはメカノケミ
カル反応で被覆する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は金属の微粉末に関し、と
くに耐火物の製造や連続鋳造に使用される金属微粉末に
おいて、静電気等による爆発を防止した金属微粉末に関
する。

【０００２】

【従来の技術】取鍋、タンディッシュ、高炉用出銑樋等
には不定形耐火物による流し込み施工が採用されるよう
になっているが、とくにアルミニウムなどの金属の微粉
末を添加することによって熱間強度等を改善することが
行われている。

【０００３】このような目的で使用するアルミニウムな
どの微粉末には、一般には、７５μｍないし２００μｍ
の微粉末が使用されている。また、マグネシア−炭素系
の耐火物にも、耐火物の重量の２％ないし３％程度のア
ルミニウムの微粉末を添加することが行われており、耐
火物の熱間強度の低下や炭素の酸化防止特性を改良する
ことが行われており、７５μｍないし２００μｍの微粉
末が使用されている。また、近年、連続鋳造設備や、取
鍋やタンディッシュに注入した溶鋼を保温する目的で、
溶鋼の表面に各種の被覆材を使用することが行われてい
る。保温材には、溶鋼の表面を断熱性の大きな耐火性の
物質で覆うとともに、耐火性の物質に加えてアルミニウ
ムなどの易酸化性物質を加えることが行われている。易
酸化性物質は溶鋼の表面において酸化反応によって発熱
し、その発熱を溶鋼の温度を積極的に高める作用に利用
されており、酸化反応の結果生じたアルミナなどの酸化
物は他の保温材と結合して保温効果を高めている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】不定形耐火物、あるい
は耐火煉瓦の成分としてアルミニウムの微粉末を利用す
る際にはいずれもアルミニウムの粒径が問題となる。ア
ルミニウムの粒径が大きいと分散性に問題が生じ、充分
な特性の耐火物が得られず、また連続鋳造用の保温材に
混合する場合にも粒径が大きいと発熱反応が速やかに進
行しないので、一定の粒径以下の微粉末を使用すること
が必要であった。

【０００５】アルミニウム等の金属の微粉末は粒子の径
が小さくなるほど、空気と接触する面積が大きくなり、
急激に酸化をする場合があるので、取扱いには注意を要
する。とくに、微粉末を大量に取り扱う場合には静電気
の発生によって爆発を起こす危険があるので、アルミニ
ウムの微粉末の製造および取扱いには静電気の発生を防
止するような対策を講じる必要があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、アルミニウム
等の金属の微粉末の表面をポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリスチレン、フェノール樹脂等の合成樹脂、アス
ファルトピッチ、タール、パラフィン、アルミナ、マグ
ネシア、シリカ、ジルコニア、酸化クロム、炭化ケイ
素、窒化ケイ素から選ばれる被覆剤で被覆するものであ
る。

【０００７】本発明の金属の微粉末の被覆方法は、金属
の微粉末を溶融状態の合成樹脂とを単に混練するのでは
なく、個々の金属の微粉末あるいはそれらが複数集まっ
たものを確実に被覆したものであり、金属粉のカプセル
化の方法は、例えばメカノケミカル反応を利用した成膜
方法によって製造することができる。

【０００８】被覆方法の一例を図面を参照して説明する
と、図１はメカノケミカル反応を利用した成膜装置１の
装置の蓋体を取り除いた図を示しているが、あらかじめ
アルミニウムなどの金属の微粉末と被覆すべき材料を混
合して、微粉末に被覆材を付着させた後に、投入口２か
ら成膜装置１に投入し、投入口の開閉弁３を閉じる。投
入された微粉末は装置の中心部の開口４から装置内へ落
下する。装置内ではブレード６を有するロータ５が１分
間に１００００回転程度の高速で回転する。その結果、
投入された微粉末は、ブレードによって装置の外壁を兼
ねたステータ７と衝突しながら装置内を運動して成膜が
行われる。外壁には保温用のジャケットを設けてその内
部には熱媒体を循環し、装置内部の温度を所定の温度に
保持することが行われる（図示しない）。また、装置に
は循環管路８が設けられており、一部の微粒子は再度開
口に循環し成膜が進行する。成膜装置内では、５分間程
度の高速回転によって成膜が行われ、成膜が終了した微
粒子は排出弁９を開くことによって排出口１０から取り
出される。

【０００９】金属の微粉末は、直径１ｍｍ以下の金属を
使用し、直径０．１ｍｍ以下の被覆剤とをあらかじめ混
合するが、使用する被覆剤の種類によっては、合成樹
脂、ピッチ、タール等の結着剤としての作用をする物質
を混合することが必要となる。結着剤として添加する合
成樹脂、ピッチなどは被覆剤の量に対して５重量％ない
し３０重量％を使用する。

【００１０】また、図２に他の成膜方法を示すが、混合
槽２１内において、金属の微粉末を加熱溶融した合成樹
脂、ワックス、パラフィンと混合し、ポンプ２２で加圧
して冷却造粒装置２３の上部のノズル２４から１μｍな
いし２００μｍの液滴として滴下し、下部より冷却装置
２５で冷却した窒素、アルゴン等の不活性な気体を送風
装置２６で加圧して供給し、落下する液滴を急速に冷却
して、製品排出口２７からカプセル化した製品を得る。
また、冷却造粒装置の上部からは供給した気体を気体精
製装置２８によって精製し、使用した気体を循環使用す
ることができる。また、金属微粉末を含有した樹脂を噴
射するノズルの径、噴射速度、冷却気体のの温度を変え
ることによって、粒径あるいはカプセル厚みを変えるこ
とが可能となる。

【００１１】

【作用】本発明のカプセル化した金属は、完全に金属表
面が被覆されているので、空気中の酸素、水分の影響を
受けず長期の保存においても変質せず、また粒子の凝集
が起こりにくいので、連続鋳造設備において使用した場
合には取扱が容易であり、また耐火物の原料として使用
した場合にも他の成分との混合および分散が容易であ
る。さらに、耐火物の原料である無機物質で金属の微粉
末を被覆するならば、金属とともに被覆物も同時に耐火
物の原料として使用することができる。

【００１２】

【実施例】

実施例１ 金属粒子としてアルミニウムの平均粒径１００μｍのも
のを１００重量部と、被覆する合成樹脂として平均粒径
２μｍのポリエチレンを１０重量部を、混合装置内で５
分間混合して、粉体の帯電現象を利用して金属の微粒子
の周囲に付着させた。次に、図１に示す成膜装置内に供
給して、ロータを５分間、１００００回転して成膜し
た。

【００１３】この結果、完全に被覆した粒径１２０μｍ
ないし１６０μｍのカプセルが得られた。

【００１４】実施例２ 平均粒径５０μｍのアルミニウム１００重量部と、融点
６５℃のパラフィンの１５重量部を混合して加熱し、溶
融したパラフィン中にアルミニウムが分散した液を得
た。分散液を撹拌しながら、噴霧冷却造粒装置の内径
１．０ｍｍのノズルから０．１Ｍｐａの圧力で噴霧し、
下部より２ｍ／秒の流速の温度１０℃の窒素）を導入し
て急激に冷却して平均粒径６０μｍの緻密なパラフィン
層で被覆したカプセル化した金属を得た。

【００１５】実施例３ 金属粒子としてアルミニウムの平均粒径１００μｍのも
のを１００重量部と、平均粒径２μｍのアルミナ１０重
量部、２５℃での粘度が７２ｃｐのフェノール樹脂を１
重量部を混合装置内で２分間混合し、アルミニウム微粉
末上にアルミナの微粉末を付着させた。次に、図１に示
す成膜装置内に供給して、ロータを５分間、１００００
回転して成膜した。

【００１６】この結果、完全に被覆した粒径１２０μｍ
ないし１６０μｍのカプセルが得られた。

【００１７】実施例４ 実施例３と同様の方法で製造した金属アルミニウムの微
粉末の平均粒径が５０μｍ、カプセルの被覆が平均粒径
２μｍのマグネシアである平均粒径が７５μｍ、カプセ
ル強度５０ＭＰａのカプセルを酸化マグネシウム８０重
量％、炭素２０重量％、アルミニウム粉３重量％からな
るマグネシア−炭素系の耐火煉瓦のアルミニウム粉に代
えて、本発明のカプセル化したアルミニウム粉を３．５
重量％を用いて、１０００℃で還元雰囲気中において焼
成した耐火物は、弾性率、曲げ強度、見かけ気孔率、か
さ比重ともに両者とも大差はなかった。

【００１８】実施例５ 酸化アルミニウム７８重量％、二酸化ケイ素１５重量
％、アルミニウム粉０．５重量％、アルミナセメント
２．５重量％に水を４重量％添加して混練した流し込み
用耐火材料において、アルミニウム粉に変えて実施例２
によって製造した粒径６０μｍ、カプセル強度３０ＭＰ
ａのカプセル化金属を０．６重量％を用いて、１４００
℃で焼成した不定形耐火物は、弾性率、曲げ強度、みか
け気孔率、かさ比重ともに、アルミニウム微粉末を直接
用いたものとカプセル化したものでは大差なく、また、
流し込み時の流動性も同等であった。

【００１９】実施例６ 合成珪酸カルシウム５０重量％、二酸化ケイ素１６．５
重量％、蛍石８．０重量％、炭酸ナトリウム１２重量
％、マグネシア１０．５重量％、金属アルミニウム３．
０％の組成を有する連続鋳造用の発熱用のパウダーの金
属アルミニウムに代えて実施例１で製造したカプセル化
アルミニウムを３．５重量％を混合して、溶鋼の保温用
に使用したところ、保温特性において両者には差はなか
った。

【００２０】

【発明の効果】アルミニウムなどの金属の金属表面を酸
素あるいは水分を不透過性の物質で完全に被覆したの
で、空気中の酸素、水分の影響を受けず長期の保存にお
いても変質せず、また粒子の凝集が起こりにくいので、
連続鋳造設備において使用した場合には取扱が容易であ
り、耐火物の原料として使用した場合にも他の成分との
混合および分散が容易である。耐火物の原料として使用
する無機物質で被覆すれば被覆についても耐火物として
有効に使用することができ、また無機物質で被覆したも
のはカプセルの強度が大きなものを得ることができる。
さらに、金属の微粉末の表面が被覆されているので静電
気等によって爆発を防ぐことができ、静電気防止設備は
製造工程においてアルミニウムなどの微粉末を直接に取
り扱う工程以外には設ける必要がなくなり、微粉末の取
扱の制約が少なくなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】

【図２】

【符号の説明】

１…成膜装置、２…投入口、３…開閉弁、４…開口、５
…ロータ、６…ブレード、７…ステータ、８…循環管
路、９…排出弁、１０…排出口、２１…混合槽、２２…
ポンプ、２３…冷却造粒装置、２４…ノズル、２５…冷
却装置、２６…送風装置、２７…製品排出口、２８…気
体精製装置

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【手続補正書】

【提出日】平成５年４月１２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】メカノケミカル反応を利用した成膜装置の一例
を示す図である。

【図２】他の成膜方法を示す図である。

【符号の説明】 １…成膜装置、２…投入口、３…開閉弁、４…開口、５
…ロータ、６…ブレード、７…ステータ、８…循環管
路、９…排出弁、１０…排出口、２１…混合槽、２２…
ポンプ、２３…冷却造粒装置、２４…ノズル、２５…冷
却装置、２６…送風装置、２７…製品排出口、２８…気
体精製装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アルミニウム、シリコン、マグネシウムか
   ら選ばれる金属またはその合金の微粉末の表面を合成樹
   脂、アスファルトピッチ、タール、パラフィン、アルミ
   ナ、マグネシア、シリカ、ジルコニア、酸化クロム、炭
   化ケイ素、窒化ケイ素から選ばれる被覆剤で被覆したこ
   とを特徴とするカプセル化金属微粉末。
2. 【請求項２】カプセル化金属が耐火物原料あるいは溶融
   金属の保温用のものであることを特徴とする請求項１記
   載のカプセル化金属微粉末。