JPH0769744A - 耐火性被覆材およびアルミニウム溶湯用部材 - Google Patents

耐火性被覆材およびアルミニウム溶湯用部材

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JPH0769744A
JPH0769744A JP6141432A JP14143294A JPH0769744A JP H0769744 A JPH0769744 A JP H0769744A JP 6141432 A JP6141432 A JP 6141432A JP 14143294 A JP14143294 A JP 14143294A JP H0769744 A JPH0769744 A JP H0769744A
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Japan
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refractory
refractory coating
powder
weight
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JP6141432A
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Hirohisa Suwabe
博久 諏訪部
Toshio Okitsu
俊夫 沖津
Kazuji Furusho
一二 古荘
Shigeyuki Hamayoshi
繁幸 濱吉
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Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
    • C04B41/5053Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials non-oxide ceramics
    • C04B41/5062Borides, Nitrides or Silicides
    • C04B41/5066Silicon nitride
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/0087Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for metallurgical applications
    • C04B2111/00879Non-ferrous metallurgy

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アルミニウム溶湯に対する優れた耐付着性、
耐熱衝撃性、耐食性等を有する耐火性被覆材とこれを用
いたアルミニウム溶湯用部材を提供する。 【構成】 この耐火性被覆材は窒化珪素質焼結体粒子の
骨材と結合材とからなる。窒化珪素質焼結体粒子の骨材
としては、Si34粉末70重量%以上、AlN固溶体
粉末1〜5重量%、Al23粉末3〜7重量%、および
23粉末3〜10重量%の混合粉を焼結したサイアロ
ンの粒子を用いる。また、この耐火性被覆材はアルミニ
ウム溶湯用部材に用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム工業分野
等で使用する溶解炉、保持炉、取鍋、樋等の内張りとし
て使用される耐火物の組成に関する。
【0002】
【従来の技術】アルミニウムやアルミニウム合金等の低
融点金属溶湯用耐火物としては、一般に不定形耐火物が
使用されている。アルミニウムの融点がその他の金属に
比べ比較的低温(約660℃)であることから判断する
と、この種の不定形耐火物は耐熱性が相対的に低くても
よいことから種々のものが適用可能である。
【0003】不定形耐火物は、施工が容易なことや、施
工後比較的短時間で使用可能になるなどのために、各種
窯炉用炉材として広く使用されているが、それらの多く
は耐火性粒子としてAl2 3 ,MgO,MgO−Cr
2 3 などの酸化物耐火粒子を用いたものであった。ま
た、近年、不定形耐火物の用途が広がると共に、不定形
耐火物に要求される特性も多様化しSiC,Si3 4
などの非酸化物耐火性粒子を用いたものも出回ってい
る。
【0004】しかし、溶融アルミニウムは還元力が強く
耐火物中に含まれる種々の酸化物を還元して金属を遊離
するため、溶融アルミニウムの一部はアルミナに変わ
る。このような溶融アルミニウムと酸化物の反応は、炉
の操業時、還元反応により生成する金属成分が溶湯に混
入することや、反応生成物の除却作業が困難であること
や、その還元反応の際に耐火物が浸食される等の問題を
引き起こす。
【0005】特公昭59−37431号公報において
は、上述の溶融アルミニウムの反応を抑えるためにアル
ミニウム溶湯用の炉材として用いられる不定形耐火物と
して、アルミナセメントに耐火原料の粒径1μm以下の
超微粉を加え、耐火物を低気孔率かつ気孔径を小さくす
ることによって溶融アルミニウムに対する耐食性を向上
させたキャスタブルを開示している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これら従来の
不定形耐火物は、耐火性粒子として、Al2 3 、Mg
O、MgO−Cr2 3 などを用いているため、アルミ
ニウム溶湯に対する耐食性、耐浸透性、耐付着性が不十
分であるという問題点がある。
【0007】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、アルミニウム溶湯に対して優れた耐食性、耐浸透
性、耐付着性を有する耐火物の組成を見いだすことによ
り、高耐食性、長寿命の溶解炉、保持炉、取鍋、樋、大
型ラドル等を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者は、高密度サイ
アロン焼結体をアルミニウム溶湯用耐火物として利用す
る技術を鋭意検討した結果、窒化珪素質焼結体粒子の骨
材と結合材とからなる耐火物が極めて耐食性に優れるこ
とを見いだし、本発明に到達した。
【0009】窒化珪素質焼結体粒子の骨材としては、S
3 4 粉末70重量%以上、AlN固溶体粉末1〜5
重量%、Al2 3 粉末3〜7重量%、Y2 3 粉末3
〜10重量%からなる粉末混合体を焼結し、得られた焼
結体を粉砕したサイアロンの粒子とするのが好ましい。
これは、高密度のサイアロンがアルミニウム溶湯に対し
て優れた耐食性を有するからである。
【0010】このようにして得られた耐火性被覆材は、
各種のアルミニウム溶湯用部材に用いて良好な効果を発
揮するものとなる。
【0011】なお、結合材としては、例えばAl2 3
を主成分とする高アルミナ質耐火材や水ガラス等を使用
する。また、サイアロン粒子と結合材の他に硬化剤を、
耐火性被覆材の硬化を目的として、含有させることもで
きる。
【0012】
【実施例及び作用】
(実施例1)窒化珪素質焼結体粒子として、サイアロン
粒子の骨材を用いた例について説明する。Si3 4
末87重量%、AlN固溶体粉末3重量%、Al2 3
粉末5重量%、Y2 3 粉末5重量%を混合した後、ス
プレードライヤーで乾燥し、球状の顆粒を得た。この顆
粒をSi3 4 製のるつぼに入れ、カーボンヒーターを
用い、常圧N2 ガス気流中で1650℃5時間の条件で
焼結し、得られた焼結体を粉砕し、平均粒径0.5mm
のサイアロン粒子を得た。
【0013】このサイアロン粒子を骨材として100重
量部、結合材としてAl2 360重量%以上からなる
ペースト状の高アルミナ質材料50重量部をミキサーで
6分間混合し、混練材を作製した。別に、鉄板で作製し
た巾200mm×長さ200mm×深さ100mmの直
方体状容器の内側に、この混練材を10mmの厚さで被
覆し、約800℃で加熱、固化させた。この耐火性被覆
材を施工した容器内に800℃のアルミニウム溶湯を注
入、排出する作業を1000回以上繰り返したが、その
表面には熱衝撃による割れは発生しなかった。また、ア
ルミニウム溶湯の付着もほとんどなかった。
【0014】(実施例2)実施例1と同じ化学成分から
なるサイアロン粒子を骨材として100重量部、結合材
として水ガラス(珪酸ソーダ)を20重量部、自硬性硬
化剤としてChem Rez 3000(保土ケ谷アシ
ュランド(株)製)を3.5重量部をミキサーで1分3
0秒混合し、耐火性被覆材を作製した。この耐火性被覆
材により200mm(横)×270mm(縦)×15m
m(厚さ)の板形状サンプルを作製し、800℃のアル
ミニウム溶湯に1時間浸漬したが、その表面には熱衝撃
による割れは発生しなかった。また、アルミニウム溶湯
の付着もほとんどなかった。
【0015】(実施例3)図8はアルミニウムの低圧鋳
造機20である。密閉室21内に保持されたアルミニウ
ム溶湯27を金型26のキャビティー28に注湯する際
には、加圧エアー22を送り込みアルミニウム溶湯27
の表面を加圧することにより、ストーク23、フィーダ
ー24さらに湯口ブッシュ25を通して注湯される。
【0016】図1は実施例1で説明した本発明の耐火性
被覆材を内張り3したフィーダー1の斜視図、図2は図
1の縦断面図である。本発明材を内張り3したフィーダ
ー1は、鋳鉄製側壁2の底部にベースリング4を装着し
た構成であり、内張り3の厚さは20mmである。
【0017】(実施例4)図3は実施例3と同様に本発
明材を内張り3した樋5の正面図である。図4、図5は
それぞれ平面図、断面図を示す。 樋5においても、本
発明材の内張り3は20mm厚さに形成した。この樋5
を用いて、低圧鋳造機20へ脱ガス処理済みアルミニウ
ム溶湯27を500kg補給する作業を1日当り20回
繰り返し行い、かつ、キャビティー28への注湯作業も
同じ回数行ったが、アルミニウム溶湯による侵食は起こ
らなかった。
【0018】(実施例5)図6は実施例3と同様の本発
明材を内張り3及び外張り7したラドル6の斜視図であ
り、図7は図6の概略横断面図である。ラドル6の鋳鉄
製板2にそれぞれ10mm厚さの内張り3及び外張り7
を形成した。8は溶湯流入口、9はラドル固定金具であ
る。 このラドル6を用いて、保持炉から750℃に加
熱されたアルミニウム溶湯を汲みだし、ダイカスト機の
ホッパー穴へ注湯する作業を1日に500回、連続で1
ケ月おこなったが、ラドル内張り3、外張り7の本発明
材表面へのアルミニウム付着はなかった。また、熱衝撃
による割れも生じなかった。更に内張り、外張りが断熱
材としての機能を果たすため汲みだしたアルミニウム溶
湯の温度低下が少ないと言う効果も確認された。
【0019】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明の効果を列記
すると下記の如くである。 1)アルミニウム溶湯の耐付着性に優れている。 2)耐熱衝撃性に優れている。 3)耐食性に優れている。 4)本発明の耐火性被覆材は、耐付着性、耐熱衝撃性、
耐食性に優れているので、本発明材を内張りおよび/又
は外張りしたフィーダー、樋、ラドル等のアルミニウム
溶湯用部材は、長期にわたって修理の必要がない。この
ため、長寿命化と共に作業効率の向上に効果大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のフィーダーの斜視図である。
【図2】図1の縦断面図である。
【図3】本発明の溶湯用樋の正面図である。
【図4】図3の平面図である。
【図5】図3のA−A矢視断面図である。
【図6】本発明のラドルの斜視図である。
【図7】図6の概略横断面図である。
【図8】低圧鋳造機の概略縦断面図である。
【符号の説明】
1 フィーダー 2 鋳鉄 3 本発明材 4 ベースリング 5 樋 6 ラドル(鍋) 7 本発明材 8 溶湯流入口 9 ラドル固定金具
フロントページの続き (72)発明者 濱吉 繁幸 北九州市若松区北浜一丁目9番1号 日立 金属株式会社若松工場内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 窒化珪素質焼結体粒子の骨材と結合材と
    からなることを特徴とする耐火性被覆材。
  2. 【請求項2】 骨材が、Si34粉末70重量%以上、
    AlN固溶体粉末1〜5重量%、Al2 3 粉末3〜7
    重量%、およびY2 3 粉末3〜10重量%の混合粉を
    焼結したサイアロンの粒子であることを特徴とする請求
    項1記載の耐火性被覆材。
  3. 【請求項3】 請求項1又は請求項2記載の耐火性被覆
    材を用いたことを特徴とするアルミニウム溶湯用部材。
JP6141432A 1993-06-28 1994-06-23 耐火性被覆材およびアルミニウム溶湯用部材 Pending JPH0769744A (ja)

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JP6141432A JPH0769744A (ja) 1993-06-28 1994-06-23 耐火性被覆材およびアルミニウム溶湯用部材

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JP15673793 1993-06-28
JP5-156737 1993-06-28
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007146132A (ja) * 2005-10-21 2007-06-14 Esk Ceramics Gmbh & Co Kg 窒化ケイ素を含有する耐久性ハードコーティング
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CN106007678A (zh) * 2016-05-18 2016-10-12 南京可赛新新型材料有限公司 一种高温耐磨陶瓷涂料及其制备方法

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