JPH0139990B2 - - Google Patents
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- JPH0139990B2 JPH0139990B2 JP57033739A JP3373982A JPH0139990B2 JP H0139990 B2 JPH0139990 B2 JP H0139990B2 JP 57033739 A JP57033739 A JP 57033739A JP 3373982 A JP3373982 A JP 3373982A JP H0139990 B2 JPH0139990 B2 JP H0139990B2
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- silicon nitride
- particles
- refractory material
- molten aluminum
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Classifications
-
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
- C04B35/6303—Inorganic additives
-
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/32—Carbides; Nitrides; Borides ; Silicides
-
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- C04B35/584—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on silicon nitride
-
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- C04B35/66—Monolithic refractories or refractory mortars, including those whether or not containing clay
-
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- C04B2235/3852—Nitrides, e.g. oxynitrides, carbonitrides, oxycarbonitrides, lithium nitride, magnesium nitride
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- Materials Engineering (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は溶融アルミニウムと接触させるための
耐火材料に関する。
耐火材料に関する。
溶融アルミニウム用電磁ポンプを製作するため
には特殊な物理性、化学的かつ機械的性質を有す
る材料を使用する必要がある。これについては、
例えば本出願人によるフランフ特許出願第79−
14585号を挙げることができ、これには溶融アル
ミニウム用電磁ポンプが開示されている。この特
許出願明細書の第２図は螺旋７並びに磁気回路３
および５が耐火材料製部材１１，１２および１３
内において使用され、該耐火部材が溶融アルミニ
ウム浴内に浸漬されていることを示している。こ
れらの耐火材料製部材は高温度下での空気による
酸化に対し抵抗性でなければならず、かつ溶融状
態にあるアルミニウム並びにその合金（このよう
な合金に対して前記ポンプを使用する場合には）
の腐食作用に対して抵抗性でなければならない。
同様に該耐火性部材は熱衝撃、特に溶融アルミニ
ウム内にポンプを浸漬する瞬間における衝撃に耐
え得るものでなければならず、更に一担浸漬され
た後は長時間に亘り高温度に耐えねばならないの
で、耐熱疲労特性を有さなければならない。その
上に、これら耐火材製部材は、これらの形状が複
雑であり、特に螺旋７を形成するリーマは特殊な
形状を有しているので、容易に成形されかつ加工
されるものでなければならない。
には特殊な物理性、化学的かつ機械的性質を有す
る材料を使用する必要がある。これについては、
例えば本出願人によるフランフ特許出願第79−
14585号を挙げることができ、これには溶融アル
ミニウム用電磁ポンプが開示されている。この特
許出願明細書の第２図は螺旋７並びに磁気回路３
および５が耐火材料製部材１１，１２および１３
内において使用され、該耐火部材が溶融アルミニ
ウム浴内に浸漬されていることを示している。こ
れらの耐火材料製部材は高温度下での空気による
酸化に対し抵抗性でなければならず、かつ溶融状
態にあるアルミニウム並びにその合金（このよう
な合金に対して前記ポンプを使用する場合には）
の腐食作用に対して抵抗性でなければならない。
同様に該耐火性部材は熱衝撃、特に溶融アルミニ
ウム内にポンプを浸漬する瞬間における衝撃に耐
え得るものでなければならず、更に一担浸漬され
た後は長時間に亘り高温度に耐えねばならないの
で、耐熱疲労特性を有さなければならない。その
上に、これら耐火材製部材は、これらの形状が複
雑であり、特に螺旋７を形成するリーマは特殊な
形状を有しているので、容易に成形されかつ加工
されるものでなければならない。
これまでのところ、本出願人により溶融アルミ
ニウム用電磁ポンプ内で使用している耐火材料
は、本出願人によるフランス特許第203788号に開
示されているコンクリートなどの耐火繊維を有す
るコンクリートである。
ニウム用電磁ポンプ内で使用している耐火材料
は、本出願人によるフランス特許第203788号に開
示されているコンクリートなどの耐火繊維を有す
るコンクリートである。
該繊維含有コンクリートは熱衝撃並びにアルミ
ニウムによる侵食に対して極めて高い抵抗性を示
すが、機械的に脆い性質を有するために、非常に
不利であつた。ポンプ即ち螺旋７の掃除の際に、
前述のフランス特許出願第79−14585号に示され
ている如く、金属工具に対して極めて敏感なコン
クリートの損傷を伴う。従つて、このコンクート
は耐摩耗性が悪い。
ニウムによる侵食に対して極めて高い抵抗性を示
すが、機械的に脆い性質を有するために、非常に
不利であつた。ポンプ即ち螺旋７の掃除の際に、
前述のフランス特許出願第79−14585号に示され
ている如く、金属工具に対して極めて敏感なコン
クリートの損傷を伴う。従つて、このコンクート
は耐摩耗性が悪い。
そこで本出願人は前記の如き諸欠点を改善する
ことを試みた。
ことを試みた。
従つて、本発明の目的は、単に高温度下での空
気による酸化に対する抵抗性、溶融状態にあるア
ルミニウムおよびその合金の腐食作用に対する抵
抗性および耐熱衝撃性並びに耐熱疲労特性におい
て優れているばかりでなく、高い耐摩耗性を保有
したまま、容易に成形かつ加工することのできる
耐火材料を得ることである。
気による酸化に対する抵抗性、溶融状態にあるア
ルミニウムおよびその合金の腐食作用に対する抵
抗性および耐熱衝撃性並びに耐熱疲労特性におい
て優れているばかりでなく、高い耐摩耗性を保有
したまま、容易に成形かつ加工することのできる
耐火材料を得ることである。
かかる結果を達成するために、本発明者は結合
剤によつて結合させた集合体から構成された耐火
材料を使用することを考えた。該耐火材におい
て、本発明によれば該集合体は窒化珪素からなつ
ている。
剤によつて結合させた集合体から構成された耐火
材料を使用することを考えた。該耐火材におい
て、本発明によれば該集合体は窒化珪素からなつ
ている。
本発明による耐火材組成物中に含まれる窒化珪
素は最終生成物の全重量基準で最終製品の全重量
の70〜80％の範囲である。
素は最終生成物の全重量基準で最終製品の全重量
の70〜80％の範囲である。
この耐火材組成物中に含まれる窒化珪素は反応
によりフリツト化された粒子を粉砕し、ふるい分
けすることによつて得られた粒子と粉末の形態の
窒化珪素である。
によりフリツト化された粒子を粉砕し、ふるい分
けすることによつて得られた粒子と粉末の形態の
窒化珪素である。
本発明の材料の好ましい一製造法においては、
前記集合体を結合させるために使用する結合剤は
他のすべての要素を除いた純粋のアルミン酸カル
シウムである。
前記集合体を結合させるために使用する結合剤は
他のすべての要素を除いた純粋のアルミン酸カル
シウムである。
本発明はまた、本発明による耐火材料の製造方
法にも係る。該方法は、特に窒化珪素とアルミン
酸カルシウムとをまず乾式混合し、次いでモール
ド内で成形する前に約15％の水と共に湿式混〓機
内で混〓することを特徴とする。
法にも係る。該方法は、特に窒化珪素とアルミン
酸カルシウムとをまず乾式混合し、次いでモール
ド内で成形する前に約15％の水と共に湿式混〓機
内で混〓することを特徴とする。
前記窒化珪素の粒度は種々のものであり得、製
作する部材の寸法に応じて粒子と粉末の形態のも
のが選ばれる。
作する部材の寸法に応じて粒子と粉末の形態のも
のが選ばれる。
かくして得られる材料は例外的に優れた性質を
有している。この材料は空気による酸化に対して
抵抗性で、溶融状態にあるアルミニウムおよびそ
の合金の腐食作用に対して抵抗性を有し、耐熱衝
撃性並びに耐熱疲労特性を有し、かつ溶融金属用
電磁ポンプ製造用として現在までに開発された材
料よりも著しく優れた機械特性を有している。と
りわけ、損傷を受けることなしに掃除し得ると共
に、容易に成形されかつ加工し得るものである。
有している。この材料は空気による酸化に対して
抵抗性で、溶融状態にあるアルミニウムおよびそ
の合金の腐食作用に対して抵抗性を有し、耐熱衝
撃性並びに耐熱疲労特性を有し、かつ溶融金属用
電磁ポンプ製造用として現在までに開発された材
料よりも著しく優れた機械特性を有している。と
りわけ、損傷を受けることなしに掃除し得ると共
に、容易に成形されかつ加工し得るものである。
この種の材料は、本明細書で既に述べた電磁ポ
ンプ内で使用し得るが、同様に他の領域、例えば
アルミニウム精練所のモールド、液状アルミニウ
ムと接触するあらゆる形状の部材、管、耐火レン
ガ、液状金属を流すための溝を製造するために、
並びに極めて高温で、特に反応性の液体またはガ
ス出口の導管、炉、鋳鍋の被覆を製作するために
使用することができる。このものの用途はアルミ
ニウム工業に制限されず、同様に他の金属と接触
するものにおいて使用することもできる。
ンプ内で使用し得るが、同様に他の領域、例えば
アルミニウム精練所のモールド、液状アルミニウ
ムと接触するあらゆる形状の部材、管、耐火レン
ガ、液状金属を流すための溝を製造するために、
並びに極めて高温で、特に反応性の液体またはガ
ス出口の導管、炉、鋳鍋の被覆を製作するために
使用することができる。このものの用途はアルミ
ニウム工業に制限されず、同様に他の金属と接触
するものにおいて使用することもできる。
本発明を更に十分に理解するために、以下に本
発明の実施例を記載する。
発明の実施例を記載する。
反応によりフリツト化された粒子を粉砕し、ふ
るい分けすることによつて得られた粒子と粉末の
形態の窒化珪素を使用し、即ちそこにおいてフリ
ツト化並びに窒素化反応は同時に起こり、該窒化
珪素は以下のような特性を有していた： 密度： 2.4ｇ／cm3 有孔度： 22％ 膨張係数： ３×10-6〓-1＝３×10-6℃-1 熱伝導率： 300〓にて16Wm-1〓-1 （27℃にて16Wm-1℃-1） 圧縮時の破壊強さ： 550MNm-2 ヤング率： 170GNm-2 この窒化硅素を乾式Ｙ型混合機内でアルミン酸
カルシウムと共に混合した。次いで得られた混合
物を約15％の水分と共に湿式混〓機内で混練し
た。得られたモルタルを、振動台上に固定され、
かつ滑剤を塗布したモールド内に注入した。材料
の凝固後、部材を取り出し、次いで800℃にて焼
成した。かくして以下の如き特性を有する製品を
得た。
るい分けすることによつて得られた粒子と粉末の
形態の窒化珪素を使用し、即ちそこにおいてフリ
ツト化並びに窒素化反応は同時に起こり、該窒化
珪素は以下のような特性を有していた： 密度： 2.4ｇ／cm3 有孔度： 22％ 膨張係数： ３×10-6〓-1＝３×10-6℃-1 熱伝導率： 300〓にて16Wm-1〓-1 （27℃にて16Wm-1℃-1） 圧縮時の破壊強さ： 550MNm-2 ヤング率： 170GNm-2 この窒化硅素を乾式Ｙ型混合機内でアルミン酸
カルシウムと共に混合した。次いで得られた混合
物を約15％の水分と共に湿式混〓機内で混練し
た。得られたモルタルを、振動台上に固定され、
かつ滑剤を塗布したモールド内に注入した。材料
の凝固後、部材を取り出し、次いで800℃にて焼
成した。かくして以下の如き特性を有する製品を
得た。
密度： 2.1ｇ／cm3
圧縮強さ： 50MNm-2
ヤング率： ４×104MNm-2
破壊エネルギー： 150J／m2
熱伝導係数： 3Wm-1〓-1＝3Wm-1℃-1
膨張係数： 3.6×10-6〓-1
この結果からわかるように、この材料の圧縮強
さは大きくなり、同様に破壊エネルギーも増大し
ている。一方膨張係数並びにヤング率は小さい。
また、この製品は耐摩耗性かつ耐熱衝撃性であ
る。
さは大きくなり、同様に破壊エネルギーも増大し
ている。一方膨張係数並びにヤング率は小さい。
また、この製品は耐摩耗性かつ耐熱衝撃性であ
る。
上記方法を利用することにより、本発明者は以
下の組成を有する材料を得ることができた。
下の組成を有する材料を得ることができた。
アルミン酸カルシウム： 2.1％
窒化珪素： 79％
窒化硅素の粒度：
８〜14メツシユ： 30％
14〜28メツシユ： 16.2％
28〜48メツシユ： 21.4％
〜325メツシユ： 11.4％
この材料を本願出願人の使用する液状アルミニ
ウム用ポンプに使用した際に、極めて満足な結果
が得られた。
ウム用ポンプに使用した際に、極めて満足な結果
が得られた。
以下に示すような組成を有する材料も、同様に
満足な結果を与えた。
満足な結果を与えた。
アルミン酸カルシウム： 22％
窒化硅素： 78％
窒化硅素の粒度：
14〜28メツシユ： 34.5％
28〜48メツシユ： 28.5％
〜325メツシユ： 15％
勿論、これら２つの組成は、極めて良好な結果
を与える組成の単なる例示であつて、これらの実
施例は何等本発明を限定するものではないものと
理解すべきである。
を与える組成の単なる例示であつて、これらの実
施例は何等本発明を限定するものではないものと
理解すべきである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 結合剤により結合された集合体から構成さ
れ、特に溶融アルミニウムと接触状態に置かれる
耐火材料であつて、該集合体が反応によりフリツ
ト化された粒子を粉砕し、ふるい分けすることに
よつて得られた粒子と粉末の形態の窒化珪素より
成り、これと、他のすべての要素を除いた純粋な
アルミン酸カルシウムから成る結合剤とから構成
され、該窒化珪素は最終製品の全重量の70〜80％
の割合の組成であり、かつ該材料は窒化珪素とア
ルミン酸カルシウムを乾式混合し、次いでモール
ド内に流し込んで湿式混捏することにより得られ
ることを特徴とする前記耐火材料。 ２ まず、反応によりフリツト化された粒子を粉
砕し、ふるい分けすることによつて得られた粒子
と粉末の形態の窒化珪素とアルミン酸カルシウム
とを乾式混合し、次いで約15％の水と共に湿式混
捏機により混練した後、モールド内に注入するこ
とを特徴とする、結合剤により結合された集合体
から構成され、特に溶融アルミニウムと接触状態
に置かれる耐火材料の製造方法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8104277A FR2501191B1 (fr) | 1981-03-04 | 1981-03-04 | Materiau refractaire destine en particulier a etre mis en contact avec de l'aluminium fondu et son procede de fabrication |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57160973A JPS57160973A (en) | 1982-10-04 |
| JPH0139990B2 true JPH0139990B2 (ja) | 1989-08-24 |
Family
ID=9255843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57033739A Granted JPS57160973A (en) | 1981-03-04 | 1982-03-03 | Refractory material and manufacture |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4404292A (ja) |
| EP (1) | EP0060191B1 (ja) |
| JP (1) | JPS57160973A (ja) |
| AU (1) | AU547176B2 (ja) |
| CA (1) | CA1173866A (ja) |
| DE (1) | DE3264190D1 (ja) |
| FR (1) | FR2501191B1 (ja) |
| MX (1) | MX156240A (ja) |
| NO (1) | NO154049C (ja) |
| SU (1) | SU1261559A3 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2155005A (en) * | 1984-03-02 | 1985-09-18 | Secr Defence | Silicon nitride refractories |
| US6197243B1 (en) | 1993-04-16 | 2001-03-06 | Ut Battelle, Llc | Heat distribution ceramic processing method |
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