JPH0715775U - 耐アルミニウム溶湯材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱衝撃や機械的衝撃に強く、かつ安価でアル
ミニウム溶湯から侵されず、アルミニウム溶湯も汚染し
ないアルミニウム溶湯に接触する耐溶湯材料。安全で長
期間の使用に耐え、かつ製作形状も任意性のたかい耐溶
湯材料を提供すること。 【構造】 鉄、ステンレス、カーボンなどのアルミニウ
ムより融点の高い物質からなる基材の外表面をアルミナ
質長繊維織物や炭化珪素長繊維織物、またはカーボン繊
維織物で覆い、無機質バインダーの塗布で、基材と織物
を密着させる。必要に応じて無機質バインダーの中にセ
ラミックス質微粒子を含よせる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、アルミニウム溶湯に接触する器物材料に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来のアルミニウム溶湯に接触する器物材料は、鉄系のものと、セラミックス 系のものが用いられているが、鉄系のものは、そのままではアルミニウム溶湯に 侵され、かつアルミニウム溶湯を鉄で汚染してしまうので、その表面にアルミナ 、酸化チタン、マイカなどの微粒子を塗布して使用しているが、塗布が不完全で あったり、鉄への付着力が弱かったりして長時間の使用には耐えなかった。また 、セラミックス系のものは、熱衝撃に弱く、また機械的衝撃にも脆く、そのため 必要以上に肉厚なものを使用しなければならないので、非常に高価なものとなっ てしまう、といった欠点を有していた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

前記の鉄系材料とセラミックス系材料では、それぞれ欠点を有しているので、 耐アルミニウム溶湯材料としては、安全で長時間の使用に耐え、かつ安価なもの は無かった。本考案は、アルミニウム溶湯中て使用される熱電対の保護管、アル ミニウム溶湯攪拌の羽根やシャフト、その他フォスホライザーなどの浸漬用治具 、などに供する安全で長時間の使用に耐え、かつ安価な耐アルミニウム溶湯材料 を提供することを課題とした。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

セラミックス系材料の欠点である熱衝撃や機械的衝撃に弱い点を克服するため に、基材としてアルミニウムより融点の高い物質を用い、鉄系の材料の欠点であ るアルミニウム溶湯に侵されることと、塗布した微粒子の剥離を克服するために 、基材の表面にアルミナ質長繊維織物、炭化珪素質長繊維織物、またはカーボン 繊維織物を被覆させ、さらに該繊維織物の上に無機質バインダーを塗布すること により課題を解決した。

【０００５】

【作 用】

本考案の作用について説明する。基材（１）は鉄、ステンレス、又はカーボン などのアルミニウムより融点の高い物質からなり、その基材の形状は、棒、管、 容器、及び板状物のうちで、用途に応じて採用される。例えば熱電対の保護管な らば管状のステンレスを用い、羽根ならば板状の鉄を用いることができる。基材 （１）の外表面をアルミナ質長繊維織物（２）で被覆する。アルミナ質長繊維は アルミナを７５％以上含むものであれば、アルミニウムや、その合金溶湯に対し て安定であり、かつ繊維径が２０μｍ以下であれば、しなやかさがあるので基材 （１）の様々な形状に対して、外表面を被覆するのに好適である。

【０００６】 さらにアルミナ長繊維織物（２）の外表面から無機質バインダーを塗布する。 この作用によって、基材（１）と該織物（２）は密着する。

【０００７】 アルミナ質長繊維織物（２）は、一つの繊維束が通常数百本であるが、繊維束 と繊維束の間隙が０．１〜１ｍｍ程度になってしまうことが基材（１）の形状や 織物の織り方によって生じ、アルミニウム溶湯がその間隙から基材の方に侵入す る可能性がある。そのために必要に応じて無機質バインダーの中にセラミック質 の微粒子を含めることによって、この弊害を排除することが可能となった。無機 質バインダー（３）には、アルミナゾル、シリカゾル、リン酸アルミニウムなど の、焼成後に無機質になる溶液状のものであり、セラミックス質の微粒子（４） としては、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＣ、ＴｉＯ_２、などが利用できる。

【０００８】

【実 施 例】

以下、本考案の実施例を図面に基づき説明する。（１）は基材で適宜用途に応 じて選択された形状である。図面ではアルミナイズドの際に供されるアルミニウ ム溶湯浸漬用フックである。この場合は基材の材料として、鉄系のＳＳ丸棒を用 いる。この丸棒の外径に近似した内径をしたアルミナ質長繊維からなる円筒状に 織られた織物（２）で基材（１）の外表面を被覆する。この段階で所望のフック 形状に曲げ加工してもよく、被覆する前に曲げてあってもよい。

【０００９】 次に、平均粒子径が２μｍのアルミナの微粒子（４）を縣濁させたシリカゾル （３）のスラリーを、前記フック形状物に塗布する。塗布する方法は刷毛て塗布 しても、スプレーで行ってもよいし、又、スラリー中に漬けて引き上げる方法で もよい。

【００１０】 以上のようにして得られたフック状のものを乾燥、焼成する。焼成雰囲気は非 酸化性でも大気中であっても、耐アルミニウム溶湯材料として大きな差異はない が、望ましくは非酸化性雰囲気の方がよい。焼成温度は無機質バインダー（３） の種類によって異なるが、５００〜１０００℃でよい。本実施例のシリカゾルで は、６００〜８００℃でよい。

【００１１】 以上のようにして得られたフックを、ＪＩＳ−ＡＣ４Ｃの７５０℃溶湯の中に 六ヵ月間浸漬させた後、観察したが何ら異常は見られなかった。又、ＡＣ４Ｃの 溶湯を分析した所、鉄分の増加は見られなかった。

【００１２】 また、基材として鉄の代わりにセラミックスやチタンを用いてもよい。また、 カーボンを基材として用いた場合は、この表面処理を行うことにより、大気中の 酸化を防止することが出来る。また、アルミナ質長繊維織物の代わりに、炭化珪 素長繊維織物や、カーボン繊維織物を使用してもよい。カーボン繊維織物はアル ミナ質長繊維織物よりも安価であり、アルミ溶湯による損傷もない。

【００１３】

【考案の効果】

本考案は基材（１）にアルミナ質長繊維織物や炭化珪素長繊維織物、又はカー ボン繊維織物（２）を被覆させ、さらに該織物の上に無機質バインダー（３）を 塗布したものであるから、耐アルミニウム溶湯材料として好適であり、下記に記 載する効果を有する。

【００１４】 本考案による材料は、安価な材料の組合せからなり、かつアルミニウム溶湯に 対して侵されないので、従来の材料であるセラミックス系のものより著しく安価 である。また、鉄系材料が寿命も短く、かつアルミニウム溶湯を鉄で汚染してし まう弊害を排除できるので、安全な材料である。

【００１５】 本考案による材料は、基材としてアルミニウムより高融点の物質を利用するの で熱衝撃や機械的衝撃にも強く、よた、被覆されるアルミナ長繊維や炭化珪素長 繊維、及びカーボン繊維も熱衝撃などに対して同様に強いのでセラミックス系の 材料より遙かに安全に使用に供される。

【００１６】 本考案による材料は、棒、管、容器、及び板の形状物に対して適用が可能であ り、さらに製作途次に曲げ加工も可能である。従って材料価格のみならず製作価 格も安価である。

【００１７】 前項における曲げ加工の必要な場合や、基材の形状が凹凸がある場合など繊維 束の間隙が０．１ｍｍ以上になる箇所に対して必要に応じて、無機質バインダー にＡｌ_２Ｏ_３、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＣ、ＴｉＯ_２などの微粒子や、ホウ酸アルミニ ウム、チタン酸カリウム、炭化珪素、窒化珪素などのウィスカーの一種、または 二種以上を含んだスラリーを使用すれば、基材に対するアルミニウム溶湯の侵入 を防ぐことが可能である。これらの微粒子はアルミナ質長繊維束や炭化珪素長繊 維束、又はカーボン繊維束と無機質バインダーによって強固に結束されるので、 単に基材の上に微粒子を塗布するより遙かに付着がが強い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す外観図である。

【図２】本考案の実施例の断面の一部を示す拡大図であ
る。

【符号の説明】

１−−−−基材である鉄。 ２−−−−アルミナ質長繊維織物。 ３−−−−無機質バインダーであるシリカゾル。 ４−−−−Ａｌ_２Ｏ_３微粒子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２３Ｃ 2/12

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄、ステンレス、カーボンなごのアルミ
   ニウムより融点の高い物質（以下、基材という）に、ア
   ルミナ質長繊維織物、炭化珪素質長繊維織物、またはカ
   ーボン繊維織物を被覆させ、さらに該織物の上に無機質
   バインダーを塗布したもの。
2. 【請求項２】 前記基材は、棒、管、容器、及び板状物
   であること。
3. 【請求項３】 前記アルミナ質長繊維は、アルミナを７
   ５％以上含むものであって、繊維径が２０μｍ以下の繊
   維であること。
4. 【請求項４】 前記無機質バインダーは、アルミナゾ
   ル、シリカゾル、リン酸アルミニウムなどの、焼成後、
   無機質になる溶液状のものであること。
5. 【請求項５】 前記無機質バインダーは、Ａｌ_２Ｏ_３、
   Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＣ、ＴｉＯ_２などの微粒子や、ホウ酸
   アルミニウム、チタン酸カリウム、炭化珪素、窒化珪素
   などのウィスカーの一種、又は二種以上を含んだスラリ
   ーであること。