JPH11137934A - 金属溶湯用濾材 - Google Patents
金属溶湯用濾材Info
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- JPH11137934A JPH11137934A JP31321997A JP31321997A JPH11137934A JP H11137934 A JPH11137934 A JP H11137934A JP 31321997 A JP31321997 A JP 31321997A JP 31321997 A JP31321997 A JP 31321997A JP H11137934 A JPH11137934 A JP H11137934A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】アルミニウム溶湯と接触させて使用してもアル
ミニウム溶湯を二次汚染することがなく、また骨材間の
結合力が大きいので濾材の強度が高い金属溶湯用濾材を
提供すること。 【解決手段】骨材としてＳｉＯ2 を０．５〜５重量％含
有するアルミナ骨材又はＡｌ2 Ｏ3 及びＭｇＯからなる
スピネル型結晶構造を有し且つＳｉＯ2 を０．５〜５重
量％含有するスピネル骨材が用いられており、結合剤と
してＳｉＯ2 を含有しないか又はＳｉＯ2 含有量が少な
い無機質結合剤が用いられており、１２５０〜１５００
℃で焼結されて、骨材中のＳｉＯ2 の一部が結合剤中に
拡散している金属溶湯用濾材。
ミニウム溶湯を二次汚染することがなく、また骨材間の
結合力が大きいので濾材の強度が高い金属溶湯用濾材を
提供すること。 【解決手段】骨材としてＳｉＯ2 を０．５〜５重量％含
有するアルミナ骨材又はＡｌ2 Ｏ3 及びＭｇＯからなる
スピネル型結晶構造を有し且つＳｉＯ2 を０．５〜５重
量％含有するスピネル骨材が用いられており、結合剤と
してＳｉＯ2 を含有しないか又はＳｉＯ2 含有量が少な
い無機質結合剤が用いられており、１２５０〜１５００
℃で焼結されて、骨材中のＳｉＯ2 の一部が結合剤中に
拡散している金属溶湯用濾材。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は金属溶湯、特にアル
ミニウム又はアルミニウム合金の溶湯（本明細書におい
ては、これらを総称して、単にアルミニウム溶湯と称す
る）中に混入している固形不純物（非金属介在物等）を
濾別するために使用される金属溶湯用濾材に関する。
ミニウム又はアルミニウム合金の溶湯（本明細書におい
ては、これらを総称して、単にアルミニウム溶湯と称す
る）中に混入している固形不純物（非金属介在物等）を
濾別するために使用される金属溶湯用濾材に関する。
【０００２】
【従来の技術】金属溶湯、例えばアルミニウム溶湯（以
下、金属溶湯の代表例としてアルミニウム溶湯の場合に
ついて説明する）中には、通常、固形不純物、特に非金
属介在物が混入しているので、これらの介在物を含有し
た溶湯をそのまま鋳造し、圧延し、例えばディスク材等
として製品化すると、その混入していた非金属介在物が
ピンホール等の不良発生の原因となる。このような不良
発生を防止するために、鋳造に先立ってアルミニウム溶
湯を濾過処理して非金属介在物を除去することが一般に
行なわれている。この溶湯の濾過に使用される装置とし
て種々のものが知られており、例えば特公昭５２−２２
３２７号公報に記載されているように、電融アルミナ等
の骨材をＳｉＯ2 、Ｂ2 Ｏ3 等の無機質結合材により結
合させたチューブタイプの濾材が用いられている。
下、金属溶湯の代表例としてアルミニウム溶湯の場合に
ついて説明する）中には、通常、固形不純物、特に非金
属介在物が混入しているので、これらの介在物を含有し
た溶湯をそのまま鋳造し、圧延し、例えばディスク材等
として製品化すると、その混入していた非金属介在物が
ピンホール等の不良発生の原因となる。このような不良
発生を防止するために、鋳造に先立ってアルミニウム溶
湯を濾過処理して非金属介在物を除去することが一般に
行なわれている。この溶湯の濾過に使用される装置とし
て種々のものが知られており、例えば特公昭５２−２２
３２７号公報に記載されているように、電融アルミナ等
の骨材をＳｉＯ2 、Ｂ2 Ｏ3 等の無機質結合材により結
合させたチューブタイプの濾材が用いられている。
【０００３】しかしながら、上記のような従来技術の濾
材を用いてコンピュータのハードディスク材等の製造に
用いる高純度アルミニウム溶湯の濾過を行う場合や、清
涼飲料水缶、ビール缶等の缶材の製造に用いるＡｌ−Ｍ
ｇ合金系溶湯の濾過を行う場合には、無機質結合材中に
含まれているＳｉＯ2 やＣａＯがアルミニウム溶湯で還
元されて遊離Ｓｉや遊離Ｃａとなり、これらがアルミニ
ウム溶湯中に溶出してアルミニウム溶湯を汚染するとい
う問題が生じていた。また、Ａｌ−Ｍｇ合金系溶湯は活
性であるため、無機質結合材を侵食し、骨材間の結合力
を低下させ、濾材の耐久性を低下させる場合もあり、甚
だしい場合には使用中にそのような濾材が崩壊すること
になる。
材を用いてコンピュータのハードディスク材等の製造に
用いる高純度アルミニウム溶湯の濾過を行う場合や、清
涼飲料水缶、ビール缶等の缶材の製造に用いるＡｌ−Ｍ
ｇ合金系溶湯の濾過を行う場合には、無機質結合材中に
含まれているＳｉＯ2 やＣａＯがアルミニウム溶湯で還
元されて遊離Ｓｉや遊離Ｃａとなり、これらがアルミニ
ウム溶湯中に溶出してアルミニウム溶湯を汚染するとい
う問題が生じていた。また、Ａｌ−Ｍｇ合金系溶湯は活
性であるため、無機質結合材を侵食し、骨材間の結合力
を低下させ、濾材の耐久性を低下させる場合もあり、甚
だしい場合には使用中にそのような濾材が崩壊すること
になる。
【０００４】これらの問題に対処するために、ＳｉＯ2
を含まない無機質結合材を用いて製造される濾材が、例
えば特公平５−８６４５９号、特公平５−８６４６０号
及び特開平２−３４７３２号の各公報に開示されてい
る。これらの濾材を用いる場合には遊離Ｓｉの溶出によ
るアルミニウム溶湯の二次汚染の問題は発生しない。し
かしながら、そのような無機質結合材を用いた濾材にお
いては、骨材粒子間の結合状態が悪いため、濾材の強度
が低く、また目詰まりを起こしやすいので通湯量がばら
つく等の問題を有していた。
を含まない無機質結合材を用いて製造される濾材が、例
えば特公平５−８６４５９号、特公平５−８６４６０号
及び特開平２−３４７３２号の各公報に開示されてい
る。これらの濾材を用いる場合には遊離Ｓｉの溶出によ
るアルミニウム溶湯の二次汚染の問題は発生しない。し
かしながら、そのような無機質結合材を用いた濾材にお
いては、骨材粒子間の結合状態が悪いため、濾材の強度
が低く、また目詰まりを起こしやすいので通湯量がばら
つく等の問題を有していた。
【０００５】それで、遊離Ｓｉの溶出の問題と曲げ強度
等の問題とを解決した濾材が要望されるに至り、それら
を満足する濾材として、アルミニウム溶湯との濡れ性を
良くするためにＳｉＯ2 を所定量含有させた無機質結合
材であって、無機質結合材中に９Ａｌ2 Ｏ3 ・２Ｂ2 Ｏ
3 の針状結晶を析出させた無機質結合材を用いて得た濾
材が特開平５−１３８３３９号公報に開示されている。
等の問題とを解決した濾材が要望されるに至り、それら
を満足する濾材として、アルミニウム溶湯との濡れ性を
良くするためにＳｉＯ2 を所定量含有させた無機質結合
材であって、無機質結合材中に９Ａｌ2 Ｏ3 ・２Ｂ2 Ｏ
3 の針状結晶を析出させた無機質結合材を用いて得た濾
材が特開平５−１３８３３９号公報に開示されている。
【０００６】しかしながら、上記の特開平５−１３８３
３９号公報に記載された発明の実施においては、９Ａｌ
2 Ｏ3 ・２Ｂ2 Ｏ3 の針状結晶を得るために無機質結合
材を一旦溶融させた後、特別な冷却手段を付加して結晶
長さを特定範囲に抑える必要があるのみならず、無機質
結合材中にＳｉＯ2 を１５〜２５重量％含有させ、かつ
ＣａＯ等を含有させるものであるため、上記した遊離Ｓ
ｉあるいは遊離Ｃａの溶出を防止する点に関しては必ず
しも満足できるものではない。
３９号公報に記載された発明の実施においては、９Ａｌ
2 Ｏ3 ・２Ｂ2 Ｏ3 の針状結晶を得るために無機質結合
材を一旦溶融させた後、特別な冷却手段を付加して結晶
長さを特定範囲に抑える必要があるのみならず、無機質
結合材中にＳｉＯ2 を１５〜２５重量％含有させ、かつ
ＣａＯ等を含有させるものであるため、上記した遊離Ｓ
ｉあるいは遊離Ｃａの溶出を防止する点に関しては必ず
しも満足できるものではない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】近時におけるディスク
材等のように、僅かな表面欠陥があってもその影響が大
きい各種用途に使用されるアルミニウム溶湯を得るため
には、アルミニウム溶湯から細かい非金属介在物までも
可能な限り除去し、しかも濾過後のアルミニウム溶湯中
に溶出する不純物を可能な限り少なくすることが要求さ
れ、従って、無機質結合材中に含有されるＳｉＯ2 及び
ＣａＯ成分をできる限り少なくし、且つ強度等の面から
も十分に満足し得る濾材を提供することが要望されてい
る。
材等のように、僅かな表面欠陥があってもその影響が大
きい各種用途に使用されるアルミニウム溶湯を得るため
には、アルミニウム溶湯から細かい非金属介在物までも
可能な限り除去し、しかも濾過後のアルミニウム溶湯中
に溶出する不純物を可能な限り少なくすることが要求さ
れ、従って、無機質結合材中に含有されるＳｉＯ2 及び
ＣａＯ成分をできる限り少なくし、且つ強度等の面から
も十分に満足し得る濾材を提供することが要望されてい
る。
【０００８】本発明の課題は、上記のような諸問題を克
服した金属溶湯用濾材、特にアルミニウム溶湯用濾材を
提供すること、即ち、アルミニウム溶湯と接触させて使
用しても、或いはアルミニウム溶湯中に浸漬して使用し
ても、不純物が溶出しないのでアルミニウム溶湯を二次
汚染することがなく、また骨材間の結合力が大きいので
濾材の強度が高く、長期間に亘り安定して使用できる金
属溶湯用濾材を提供することにある。
服した金属溶湯用濾材、特にアルミニウム溶湯用濾材を
提供すること、即ち、アルミニウム溶湯と接触させて使
用しても、或いはアルミニウム溶湯中に浸漬して使用し
ても、不純物が溶出しないのでアルミニウム溶湯を二次
汚染することがなく、また骨材間の結合力が大きいので
濾材の強度が高く、長期間に亘り安定して使用できる金
属溶湯用濾材を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の課
題を解決するために鋭意検討した結果、アルミナ骨材又
はＡｌ2 Ｏ3 及びＭｇＯからなるスピネル型結晶構造を
有するスピネル骨材を用い、その骨材中にＳｉＯ2 を含
有させ、また結合剤としてＳｉＯ2 を含有しないか又は
ＳｉＯ2 含有量が少ない無機質結合剤を用い、焼結する
ことにより、骨材中のＳｉＯ2 の一部が結合剤中に拡散
して骨材粒子と無機質結合材との界面で濡れ性が向上
し、骨材粒子と無機質結合材との間に強固な結合が形成
されて骨材間の結合力が大きくなり、しかも金属溶湯の
二次汚染が生じさせることのない濾材が得られることを
見出し、本発明を完成した。
題を解決するために鋭意検討した結果、アルミナ骨材又
はＡｌ2 Ｏ3 及びＭｇＯからなるスピネル型結晶構造を
有するスピネル骨材を用い、その骨材中にＳｉＯ2 を含
有させ、また結合剤としてＳｉＯ2 を含有しないか又は
ＳｉＯ2 含有量が少ない無機質結合剤を用い、焼結する
ことにより、骨材中のＳｉＯ2 の一部が結合剤中に拡散
して骨材粒子と無機質結合材との界面で濡れ性が向上
し、骨材粒子と無機質結合材との間に強固な結合が形成
されて骨材間の結合力が大きくなり、しかも金属溶湯の
二次汚染が生じさせることのない濾材が得られることを
見出し、本発明を完成した。
【００１０】即ち、本発明の金属溶湯用濾材は、骨材と
してＳｉＯ2 を０．５〜５重量％含有するアルミナ骨材
又はＡｌ2 Ｏ3 及びＭｇＯからなるスピネル型結晶構造
を有し且つＳｉＯ2 を０．５〜５重量％含有するスピネ
ル骨材が用いられており、結合剤としてＳｉＯ2 を含有
しないか又はＳｉＯ2 含有量が少ない無機質結合剤が用
いられており、１２５０〜１５００℃で焼結されて、骨
材中のＳｉＯ2 の一部が結合剤中に拡散していることを
特徴とする。
してＳｉＯ2 を０．５〜５重量％含有するアルミナ骨材
又はＡｌ2 Ｏ3 及びＭｇＯからなるスピネル型結晶構造
を有し且つＳｉＯ2 を０．５〜５重量％含有するスピネ
ル骨材が用いられており、結合剤としてＳｉＯ2 を含有
しないか又はＳｉＯ2 含有量が少ない無機質結合剤が用
いられており、１２５０〜１５００℃で焼結されて、骨
材中のＳｉＯ2 の一部が結合剤中に拡散していることを
特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の金属溶湯用濾材を製造す
るのに用いられる骨材の主成分を構成するアルミナ骨材
は金属溶湯用濾材の製造に普通に用いられている周知の
ものであり、またスピネル骨材はＡｌ2 Ｏ3 及びＭｇＯ
からなり、Ａｌ2 Ｏ3 ：ＭｇＯのモル比が１：１であ
り、Ａｌ2 Ｏ3 ：ＭｇＯの重量比が７：３であり、スピ
ネル型結晶構造を有する結晶粒子である。このような結
晶粒子は極めて安定しており、金属溶湯による濡れ性が
優れており、また、耐アルミニウム侵食性等にも優れて
いるので、金属溶湯用濾材の製造に用いる骨材として好
適である。
るのに用いられる骨材の主成分を構成するアルミナ骨材
は金属溶湯用濾材の製造に普通に用いられている周知の
ものであり、またスピネル骨材はＡｌ2 Ｏ3 及びＭｇＯ
からなり、Ａｌ2 Ｏ3 ：ＭｇＯのモル比が１：１であ
り、Ａｌ2 Ｏ3 ：ＭｇＯの重量比が７：３であり、スピ
ネル型結晶構造を有する結晶粒子である。このような結
晶粒子は極めて安定しており、金属溶湯による濡れ性が
優れており、また、耐アルミニウム侵食性等にも優れて
いるので、金属溶湯用濾材の製造に用いる骨材として好
適である。
【００１２】本発明で用いる骨材は上記の骨材に更にＳ
ｉＯ2 を０．５〜５重量％含有させたものである。本発
明において、骨材中にＳｉＯ2 を含有させることによる
効果は、高温で焼結することにより骨材中のＳｉＯ2 の
一部が無機質結合剤中に拡散し、その拡散により無機質
結合材に進入したＳｉＯ2 の働きにより無機質結合材と
骨材粒子との界面での濡れ性が向上し、骨材粒子と無機
質結合材との間に強固な結合が形成されて骨材間の結合
力が大きくなることである。
ｉＯ2 を０．５〜５重量％含有させたものである。本発
明において、骨材中にＳｉＯ2 を含有させることによる
効果は、高温で焼結することにより骨材中のＳｉＯ2 の
一部が無機質結合剤中に拡散し、その拡散により無機質
結合材に進入したＳｉＯ2 の働きにより無機質結合材と
骨材粒子との界面での濡れ性が向上し、骨材粒子と無機
質結合材との間に強固な結合が形成されて骨材間の結合
力が大きくなることである。
【００１３】本発明の金属溶湯用濾材におけるＳｉＯ2
の拡散のメカニズムについては必ずしも明らかではない
が、次のように考えることができる。しかし、本発明は
そのような考えによって限定されるものではない。焼結
時に無機質結合材と骨材粒子との界面では無機質結合材
は液状となり、骨材粒子は固体のままである。焼結の際
には骨材粒子中に偏在するＳｉＯ2 が結晶粒界等を経由
して無機質結合材中のＢ2 Ｏ3 と反応してほうけい酸ガ
ラスを形成しやすい。焼結の際に生じるＳｉＯ2 の拡散
は、無機質結合材中のＳｉＯ2 濃度と骨材粒子中のＳｉ
Ｏ2 濃度との差とは無関係に、骨材中のＳｉＯ2 が無機
質結合剤中に拡散することになる。また、一般的には、
骨材粒子１００重量部に対して無機質結合材を５〜２５
重量部の量で用いるので、骨材粒子中のＳｉＯ2 濃度の
低くても、ＳｉＯ2 の拡散により無機質結合材と骨材粒
子との界面での無機質結合材側のＳｉＯ2 濃度が骨材粒
子と無機質結合材との間に強固な結合が形成されるのに
十分な濃度となる。従って、上記のような目的は骨材中
のＳｉＯ2 の含有量を０．５重量％以上にすることによ
り達成される。しかしながら、骨材中のＳｉＯ2 の含有
量が５重量％を超えると、多量のＳｉＯ2 が無機質結合
材側に拡散し、その部分のＳｉＯ2 濃度が高くなり過ぎ
てＳｉの溶出による二次汚染の問題が発生する恐れがあ
り、従って骨材中のＳｉＯ2 の含有量を５重量％以下に
することが好ましい。
の拡散のメカニズムについては必ずしも明らかではない
が、次のように考えることができる。しかし、本発明は
そのような考えによって限定されるものではない。焼結
時に無機質結合材と骨材粒子との界面では無機質結合材
は液状となり、骨材粒子は固体のままである。焼結の際
には骨材粒子中に偏在するＳｉＯ2 が結晶粒界等を経由
して無機質結合材中のＢ2 Ｏ3 と反応してほうけい酸ガ
ラスを形成しやすい。焼結の際に生じるＳｉＯ2 の拡散
は、無機質結合材中のＳｉＯ2 濃度と骨材粒子中のＳｉ
Ｏ2 濃度との差とは無関係に、骨材中のＳｉＯ2 が無機
質結合剤中に拡散することになる。また、一般的には、
骨材粒子１００重量部に対して無機質結合材を５〜２５
重量部の量で用いるので、骨材粒子中のＳｉＯ2 濃度の
低くても、ＳｉＯ2 の拡散により無機質結合材と骨材粒
子との界面での無機質結合材側のＳｉＯ2 濃度が骨材粒
子と無機質結合材との間に強固な結合が形成されるのに
十分な濃度となる。従って、上記のような目的は骨材中
のＳｉＯ2 の含有量を０．５重量％以上にすることによ
り達成される。しかしながら、骨材中のＳｉＯ2 の含有
量が５重量％を超えると、多量のＳｉＯ2 が無機質結合
材側に拡散し、その部分のＳｉＯ2 濃度が高くなり過ぎ
てＳｉの溶出による二次汚染の問題が発生する恐れがあ
り、従って骨材中のＳｉＯ2 の含有量を５重量％以下に
することが好ましい。
【００１４】アルミナ骨材又はＡｌ2 Ｏ3 及びＭｇＯか
らなるスピネル型結晶構造を有するスピネル骨材は、ア
ルミナ原料やスピネル組成となるように配合した（アル
ミナ＋マグネシア）原料を溶解する方法（電融品）、ま
たはこれらの原料を混合、造粒して焼結する方法（焼結
品）で製造されるものであるが、その製造過程において
Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系粘土等を配合することにより、
アルミナ骨材又はスピネル骨材中のＳｉＯ2 含有量を調
整して、ＳｉＯ2 を０．５〜５重量％含有するアルミナ
骨材又はＡｌ2 Ｏ3 及びＭｇＯからなるスピネル型結晶
構造を有し且つＳｉＯ2 を０．５〜５重量％含有するス
ピネル骨材を調製することができる。またアルミナ原料
としてボーキサイト等の天然原料に含まれるＳｉＯ2 を
利用してアルミナ骨材又はスピネル骨材のＳｉＯ2 含有
量を調整することもできる。
らなるスピネル型結晶構造を有するスピネル骨材は、ア
ルミナ原料やスピネル組成となるように配合した（アル
ミナ＋マグネシア）原料を溶解する方法（電融品）、ま
たはこれらの原料を混合、造粒して焼結する方法（焼結
品）で製造されるものであるが、その製造過程において
Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系粘土等を配合することにより、
アルミナ骨材又はスピネル骨材中のＳｉＯ2 含有量を調
整して、ＳｉＯ2 を０．５〜５重量％含有するアルミナ
骨材又はＡｌ2 Ｏ3 及びＭｇＯからなるスピネル型結晶
構造を有し且つＳｉＯ2 を０．５〜５重量％含有するス
ピネル骨材を調製することができる。またアルミナ原料
としてボーキサイト等の天然原料に含まれるＳｉＯ2 を
利用してアルミナ骨材又はスピネル骨材のＳｉＯ2 含有
量を調整することもできる。
【００１５】本発明の主目的は金属溶湯中に溶出する不
純物を可能な限り少なくすることであり、従って、無機
質結合材中に含有されるＳｉＯ2 及びＣａＯ成分をでき
る限り少なくする必要がある。本発明においては、無機
質結合剤としてＳｉＯ2 を含有しないか又はＳｉＯ2 含
有量が少ない無機質結合剤、具体的にはＳｉＯ2 含有量
が１０重量％以下、好ましくは５重量％以下の無機質結
合剤を用いる。このようなＳｉＯ2 含有量が１０重量％
以下の無機質結合剤としては、Ａｌ2 Ｏ3 ２０〜６０重
量％、ＳｉＯ2 ０〜１０重量％、Ｂ2 Ｏ3 ５〜５０重量
％、ＭｇＯ１０〜４０重量％及びＣａＯ０〜５重量％か
らなる無機質結合材、スピネル型結晶構造を有する結晶
粉末６０〜９２重量％、Ｂ2 Ｏ3 ５〜１０重量％、Ｓｉ
Ｏ2 ０〜５重量％を含有し、残部がＡｌ2 Ｏ3 及びＭｇ
Ｏからなる無機質結合材を用いることができる。
純物を可能な限り少なくすることであり、従って、無機
質結合材中に含有されるＳｉＯ2 及びＣａＯ成分をでき
る限り少なくする必要がある。本発明においては、無機
質結合剤としてＳｉＯ2 を含有しないか又はＳｉＯ2 含
有量が少ない無機質結合剤、具体的にはＳｉＯ2 含有量
が１０重量％以下、好ましくは５重量％以下の無機質結
合剤を用いる。このようなＳｉＯ2 含有量が１０重量％
以下の無機質結合剤としては、Ａｌ2 Ｏ3 ２０〜６０重
量％、ＳｉＯ2 ０〜１０重量％、Ｂ2 Ｏ3 ５〜５０重量
％、ＭｇＯ１０〜４０重量％及びＣａＯ０〜５重量％か
らなる無機質結合材、スピネル型結晶構造を有する結晶
粉末６０〜９２重量％、Ｂ2 Ｏ3 ５〜１０重量％、Ｓｉ
Ｏ2 ０〜５重量％を含有し、残部がＡｌ2 Ｏ3 及びＭｇ
Ｏからなる無機質結合材を用いることができる。
【００１６】上記したスピネル型結晶構造を有する結晶
粉末はＡｌ2 Ｏ3 及びＭｇＯからなり、Ａｌ2 Ｏ3 ：Ｍ
ｇＯのモル比が１：１であり、Ａｌ2 Ｏ3 ：ＭｇＯの重
量比が７：３であり、スピネル型結晶構造を形成してい
るものである。このような結晶粉末は極めて安定してお
り、アルミニウム溶湯による濡れ性が優れており、ま
た、耐アルミニウム侵食性等にも優れているので、アル
ミニウム溶湯用濾材の製造に用いる無機質結合材として
好適である。
粉末はＡｌ2 Ｏ3 及びＭｇＯからなり、Ａｌ2 Ｏ3 ：Ｍ
ｇＯのモル比が１：１であり、Ａｌ2 Ｏ3 ：ＭｇＯの重
量比が７：３であり、スピネル型結晶構造を形成してい
るものである。このような結晶粉末は極めて安定してお
り、アルミニウム溶湯による濡れ性が優れており、ま
た、耐アルミニウム侵食性等にも優れているので、アル
ミニウム溶湯用濾材の製造に用いる無機質結合材として
好適である。
【００１７】また、Ｂ2 Ｏ3 を５〜１５重量％、ＭｇＯ
を５〜５０重量％、ＳｉＯ2 を３〜１０重量％含有し、
残部がＡｌ2 Ｏ3 からなる無機質結合材が特開平５−９
６１０号公報に記載されているように公知であり、本発
明においてはそのような公知の無機質結合材も用いるこ
とができる。本発明においては、無機質結合材がその他
の種々の物質、例えば、焼結に際しての焼結助材、有機
溶剤であるデキストリン等を含有していてもよいことは
勿論である。
を５〜５０重量％、ＳｉＯ2 を３〜１０重量％含有し、
残部がＡｌ2 Ｏ3 からなる無機質結合材が特開平５−９
６１０号公報に記載されているように公知であり、本発
明においてはそのような公知の無機質結合材も用いるこ
とができる。本発明においては、無機質結合材がその他
の種々の物質、例えば、焼結に際しての焼結助材、有機
溶剤であるデキストリン等を含有していてもよいことは
勿論である。
【００１８】本発明の金属溶湯用濾材の製造において
は、骨材粒子と無機質結合材とを混合し、所定の形状に
成形し、焼成して濾材を形成する。骨材粒子と無機質結
合材との混合比については、製造される濾材の強度及び
濾材の濾過性能の点から、骨材粒子１００重量部に対し
て無機質結合材を好ましくは５〜２５重量部、より好ま
しくは１０〜２０重量部用いる。無機質結合材の量が５
重量部未満の場合には骨材粒子間の結合が不十分にな
り、骨材粒子が濾材から脱離する可能性があり、また２
５重量部を超えると濾材の気孔が狭くなり、目詰まりを
起こし易くなる傾向がある。
は、骨材粒子と無機質結合材とを混合し、所定の形状に
成形し、焼成して濾材を形成する。骨材粒子と無機質結
合材との混合比については、製造される濾材の強度及び
濾材の濾過性能の点から、骨材粒子１００重量部に対し
て無機質結合材を好ましくは５〜２５重量部、より好ま
しくは１０〜２０重量部用いる。無機質結合材の量が５
重量部未満の場合には骨材粒子間の結合が不十分にな
り、骨材粒子が濾材から脱離する可能性があり、また２
５重量部を超えると濾材の気孔が狭くなり、目詰まりを
起こし易くなる傾向がある。
【００１９】本発明の金属溶湯用濾材においては、無機
質結合材としてＳｉＯ2 を含有しないか又はＳｉＯ2 含
有量が少ない無機質結合剤を用い、且つＳｉＯ2 を含有
する骨材を用いているので、その骨材中のＳｉＯ2 の一
部を結合剤中に拡散させて骨材粒子と無機質結合材との
界面での濡れ性を向上させ、骨材粒子と無機質結合材と
の間に強固な結合を形成させて骨材間の結合力を大きく
するために、骨材粒子と無機質結合材との混合物を１２
５０〜１５００℃の高温で焼結する。この焼成温度が１
２５０℃未満の場合には、骨材中から無機質結合材中へ
のＳｉＯ2 拡散が不十分で所望の強度が達成されにくい
ので好ましくない。また、１５００℃を超えると無機質
結合材が過度に溶融して濾材としての性能が低下するこ
とになるので好ましくない。
質結合材としてＳｉＯ2 を含有しないか又はＳｉＯ2 含
有量が少ない無機質結合剤を用い、且つＳｉＯ2 を含有
する骨材を用いているので、その骨材中のＳｉＯ2 の一
部を結合剤中に拡散させて骨材粒子と無機質結合材との
界面での濡れ性を向上させ、骨材粒子と無機質結合材と
の間に強固な結合を形成させて骨材間の結合力を大きく
するために、骨材粒子と無機質結合材との混合物を１２
５０〜１５００℃の高温で焼結する。この焼成温度が１
２５０℃未満の場合には、骨材中から無機質結合材中へ
のＳｉＯ2 拡散が不十分で所望の強度が達成されにくい
ので好ましくない。また、１５００℃を超えると無機質
結合材が過度に溶融して濾材としての性能が低下するこ
とになるので好ましくない。
【００２０】本発明の金属溶湯用濾材においては、金属
溶湯用濾材の一部分の概略説明図である図１及び図２に
示すように、結合剤２としてＳｉＯ2 を含有しないか又
はＳｉＯ2 含有量が少ない無機質結合剤を用いている
が、ＳｉＯ2 を含有する骨材１を用いているので、焼結
により骨材１中のＳｉＯ2 の一部が、骨材に接触してい
る部分３の結合剤中に拡散して骨材粒子と無機質結合材
との界面で濡れ性が向上し、骨材粒子と無機質結合材と
の間に強固な結合が形成されて骨材間の結合力が大きく
なっており、また、濾材の無機質結合材部分の露出表面
にはＳｉＯ2 がほとんど存在しないので、金属溶湯に対
して強い耐食性を示し、金属溶湯の二次汚染が生じさせ
ることがほとんどない。
溶湯用濾材の一部分の概略説明図である図１及び図２に
示すように、結合剤２としてＳｉＯ2 を含有しないか又
はＳｉＯ2 含有量が少ない無機質結合剤を用いている
が、ＳｉＯ2 を含有する骨材１を用いているので、焼結
により骨材１中のＳｉＯ2 の一部が、骨材に接触してい
る部分３の結合剤中に拡散して骨材粒子と無機質結合材
との界面で濡れ性が向上し、骨材粒子と無機質結合材と
の間に強固な結合が形成されて骨材間の結合力が大きく
なっており、また、濾材の無機質結合材部分の露出表面
にはＳｉＯ2 がほとんど存在しないので、金属溶湯に対
して強い耐食性を示し、金属溶湯の二次汚染が生じさせ
ることがほとんどない。
【００２１】
【実施例】以下に、実施例及び比較例に基づいて本発明
を詳細に説明する。 実施例１〜６及び比較例１〜２ 骨材粒子として表１に示す量（重量％）のＳｉＯ2 を含
有する電融アルミナ（平均粒径８５０μｍ）又はＡｌ2
Ｏ3 ・ＭｇＯスピネル結晶粒子（モル比１：１、重量比
７：３、平均粒径８５０μｍ）を表１に示す量（重量
部）で用い、無機質結合材として表１に示す組成の無機
質結合材を表１に示す量（重量部）で用い、これらの配
合物をそれぞれ混練し、加圧成形し、乾燥し、次いで電
気炉中で表１に示す温度でで１２時間焼成してそれぞれ
外径１００ｍｍ、内径６０ｍｍ、高さ８５０ｍｍのパイ
プ状成形体を得た。それらのパイプ状成形体の特性を以
下に示す試験方法で調べた。
を詳細に説明する。 実施例１〜６及び比較例１〜２ 骨材粒子として表１に示す量（重量％）のＳｉＯ2 を含
有する電融アルミナ（平均粒径８５０μｍ）又はＡｌ2
Ｏ3 ・ＭｇＯスピネル結晶粒子（モル比１：１、重量比
７：３、平均粒径８５０μｍ）を表１に示す量（重量
部）で用い、無機質結合材として表１に示す組成の無機
質結合材を表１に示す量（重量部）で用い、これらの配
合物をそれぞれ混練し、加圧成形し、乾燥し、次いで電
気炉中で表１に示す温度でで１２時間焼成してそれぞれ
外径１００ｍｍ、内径６０ｍｍ、高さ８５０ｍｍのパイ
プ状成形体を得た。それらのパイプ状成形体の特性を以
下に示す試験方法で調べた。
【００２２】《曲げ強さ》上記の各々のパイプ状成形体
から１００ｍｍ×２０ｍｍ×１８ｍｍの直方体状試験体
を切り出した。この直方体状試験体について、２点支持
１点荷重方式で支持スパン８０ｍｍで室温曲げ強さ試験
を実施した。熱間曲げ試験は各々の直方体状試験体を雰
囲気温度設定用電気炉中で８００℃に２０分間保持した
後、該雰囲気温度設定用電気炉中で、２点支持１点荷重
方式で支持スパン８０ｍｍで実施した。それらの試験結
果は表１に示す通りであった。
から１００ｍｍ×２０ｍｍ×１８ｍｍの直方体状試験体
を切り出した。この直方体状試験体について、２点支持
１点荷重方式で支持スパン８０ｍｍで室温曲げ強さ試験
を実施した。熱間曲げ試験は各々の直方体状試験体を雰
囲気温度設定用電気炉中で８００℃に２０分間保持した
後、該雰囲気温度設定用電気炉中で、２点支持１点荷重
方式で支持スパン８０ｍｍで実施した。それらの試験結
果は表１に示す通りであった。
【００２３】《成分溶出量》７４０℃の高純度（９９．
９９％以上）アルミニウム溶湯１０重量部中に上記の各
々のパイプ状成形体１重量部を浸漬し、溶湯の温度を７
４０℃に維持しながら７２時間の間、パイプ状成形体内
部の減圧と加圧とを繰り返しながら、アルミニウム溶湯
をパイプ状成形体の外部から内部へ、及び内部から外部
へ交互に通過させ、その後、アルミニウム溶湯をサンプ
リングし、アルミニウム溶湯中のＳｉ、Ｂ及びＭｇ量を
測定し、浸漬前のアルミニウム溶湯中のＳｉ、Ｂ及びＭ
ｇ量と比較した。その差（すなわち、増加分）をＳｉ、
Ｂ及びＭｇについての成分溶出量とした。それらの測定
結果は表１に示す通りであった。
９９％以上）アルミニウム溶湯１０重量部中に上記の各
々のパイプ状成形体１重量部を浸漬し、溶湯の温度を７
４０℃に維持しながら７２時間の間、パイプ状成形体内
部の減圧と加圧とを繰り返しながら、アルミニウム溶湯
をパイプ状成形体の外部から内部へ、及び内部から外部
へ交互に通過させ、その後、アルミニウム溶湯をサンプ
リングし、アルミニウム溶湯中のＳｉ、Ｂ及びＭｇ量を
測定し、浸漬前のアルミニウム溶湯中のＳｉ、Ｂ及びＭ
ｇ量と比較した。その差（すなわち、増加分）をＳｉ、
Ｂ及びＭｇについての成分溶出量とした。それらの測定
結果は表１に示す通りであった。
【００２４】
【表１】
【００２５】表１のデータから明かなように、本発明に
係る実施例１〜８の金属溶湯用濾材は比較例１〜２の金
属溶湯用濾材に比較して室温曲げ強さ及びアルミニウム
溶湯に対する耐食性（成分溶出量）の点で優れており、
実用性の高いものである。
係る実施例１〜８の金属溶湯用濾材は比較例１〜２の金
属溶湯用濾材に比較して室温曲げ強さ及びアルミニウム
溶湯に対する耐食性（成分溶出量）の点で優れており、
実用性の高いものである。
【００２６】
【発明の効果】本発明の金属溶湯用濾材は、アルミニウ
ム溶湯中に浸漬して使用しても不純物が溶出しないので
アルミニウム溶湯を二次汚染することがなく、また室温
曲げ強さ、熱間曲げ強さ（８００℃）及びアルミニウム
溶湯に対する耐食性（成分溶出量）に優れたものであ
る。
ム溶湯中に浸漬して使用しても不純物が溶出しないので
アルミニウム溶湯を二次汚染することがなく、また室温
曲げ強さ、熱間曲げ強さ（８００℃）及びアルミニウム
溶湯に対する耐食性（成分溶出量）に優れたものであ
る。
【図１】 本発明の金属溶湯用濾材の一部分の概略説明
図である。
図である。
【図２】 本発明の金属溶湯用濾材の一部分の概略説明
図である。
図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 甲斐 由紀夫 千葉県習志野市藤崎４−２−36 三井金属 鉱業株式会社習志野工場内 (72)発明者 菊地 淳 千葉県習志野市藤崎４−２−36 三井金属 鉱業株式会社習志野工場内 (72)発明者 白石 幸久 千葉県習志野市藤崎４−２−36 三井金属 鉱業株式会社習志野工場内 (72)発明者 柿本 和伸 千葉県習志野市藤崎４−２−36 三井金属 鉱業株式会社習志野工場内
Claims (3)
- 【請求項１】骨材としてＳｉＯ2 を０．５〜５重量％含
有するアルミナ骨材又はＡｌ2 Ｏ3及びＭｇＯからなる
スピネル型結晶構造を有し且つＳｉＯ2 を０．５〜５重
量％含有するスピネル骨材が用いられており、結合剤と
してＳｉＯ2 を含有しないか又はＳｉＯ2 含有量が少な
い無機質結合剤が用いられており、１２５０〜１５００
℃で焼結されて、骨材中のＳｉＯ2 の一部が結合剤中に
拡散していることを特徴とする金属溶湯用濾材。 - 【請求項２】用いた無機質結合剤がＡｌ2 Ｏ3 ２０〜６
０重量％、ＳｉＯ2 ０〜１０重量％、Ｂ2 Ｏ3 ５〜５０
重量％、ＭｇＯ１０〜４０重量％及びＣａＯ０〜５重量
％からなる無機質結合材である請求項１記載の金属溶湯
用濾材。 - 【請求項３】用いた無機質結合剤がスピネル型結晶構造
を有する結晶粉末６０〜９２重量％、Ｂ2 Ｏ3 ５〜１０
重量％、ＳｉＯ2 ０〜５重量％を含有し、残部がＡｌ2
Ｏ3及びＭｇＯからなる無機質結合材である請求項１記
載の金属溶湯用濾材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31321997A JP3602705B2 (ja) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | 金属溶湯用濾材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31321997A JP3602705B2 (ja) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | 金属溶湯用濾材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11137934A true JPH11137934A (ja) | 1999-05-25 |
| JP3602705B2 JP3602705B2 (ja) | 2004-12-15 |
Family
ID=18038551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31321997A Expired - Fee Related JP3602705B2 (ja) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | 金属溶湯用濾材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3602705B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170117171A (ko) * | 2015-03-16 | 2017-10-20 | 미쓰이금속광업주식회사 | 다공질체, 다공질 접합체, 금속 용탕용 여과 필터, 소성용 지그 및 다공질체의 제조 방법 |
-
1997
- 1997-11-14 JP JP31321997A patent/JP3602705B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170117171A (ko) * | 2015-03-16 | 2017-10-20 | 미쓰이금속광업주식회사 | 다공질체, 다공질 접합체, 금속 용탕용 여과 필터, 소성용 지그 및 다공질체의 제조 방법 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3602705B2 (ja) | 2004-12-15 |
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