JPH0725604B2 - セラミツクス多孔成形体 - Google Patents
セラミツクス多孔成形体Info
- Publication number
- JPH0725604B2 JPH0725604B2 JP61191246A JP19124686A JPH0725604B2 JP H0725604 B2 JPH0725604 B2 JP H0725604B2 JP 61191246 A JP61191246 A JP 61191246A JP 19124686 A JP19124686 A JP 19124686A JP H0725604 B2 JPH0725604 B2 JP H0725604B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alkali
- molded body
- ceramic porous
- oxide
- porous molded
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、セラミックス多孔成形体に係り、特にアルカ
リ雰囲気下においても反応や溶損しない金属溶湯中の不
純物除去フィルターや、海水を冷却水として用いる製鉄
産業の連鋳の際に用いる通気性固体として用いられるも
のに関する。
リ雰囲気下においても反応や溶損しない金属溶湯中の不
純物除去フィルターや、海水を冷却水として用いる製鉄
産業の連鋳の際に用いる通気性固体として用いられるも
のに関する。
［従来の技術］ 従来から、金属溶湯中の不純物除去フィルターや製鉄産
業の連鋳の際に用いる通気性固体として使用されてきた
セラミックス多孔成形体は、コージェライト、アルミ
ナ、ムライト、SiO2等の酸性及び両性酸化物を基材とす
るもの、またはそれらの複合酸化物を基材とするもので
あった。
業の連鋳の際に用いる通気性固体として使用されてきた
セラミックス多孔成形体は、コージェライト、アルミ
ナ、ムライト、SiO2等の酸性及び両性酸化物を基材とす
るもの、またはそれらの複合酸化物を基材とするもので
あった。
これは、熱膨張率を小さくし、また熱衝撃性を良好に保
つためである。
つためである。
［発明が解決しようとする問題点］ ところで、上記のような基材を用いた多孔成形体はアル
カリ雰囲気下では反応してしまい、長期間の使用に耐え
られないことが指摘されている。
カリ雰囲気下では反応してしまい、長期間の使用に耐え
られないことが指摘されている。
例えば、アルミニウム合金の鋳造の際にその組織制御の
ためにナトリウムやストロンチウム等のアルカリ分を50
〜200ppm程度添加し、結晶粒の微細化を図っているが、
アルミニウム合金の溶湯中の不純物フィルターとして上
記の多孔成形体を用いると、多孔成形体自体が溶湯中の
アルカリ分と反応し、粒界相が低融点のガラス組成に変
化すると共に、無数のクラックを生じ、その結果、使用
中に多孔成形体の組成が変化して脆弱になってしまう。
ためにナトリウムやストロンチウム等のアルカリ分を50
〜200ppm程度添加し、結晶粒の微細化を図っているが、
アルミニウム合金の溶湯中の不純物フィルターとして上
記の多孔成形体を用いると、多孔成形体自体が溶湯中の
アルカリ分と反応し、粒界相が低融点のガラス組成に変
化すると共に、無数のクラックを生じ、その結果、使用
中に多孔成形体の組成が変化して脆弱になってしまう。
この現象は次のような現象により説明できる。
アルカリ分を含まないアルミニウム溶湯においてはコ
ージェライト質のフィルターでも全く溶損しないこと。
ージェライト質のフィルターでも全く溶損しないこと。
従来のフィルターが溶損してしまうのはアルカリ合金
溶湯の温度が高々700〜800℃程度である為、融点を超え
た溶融とは考えられないこと。
溶湯の温度が高々700〜800℃程度である為、融点を超え
た溶融とは考えられないこと。
酸性酸化物または両性酸化物を主体とし、これにナト
リウムやストロンチウム等のアルカリ分を添加した成形
体においては、アルカリ分の添加により融点が急激に低
下し、組織内特に粒界相にガラス相が大量に析出するこ
と。
リウムやストロンチウム等のアルカリ分を添加した成形
体においては、アルカリ分の添加により融点が急激に低
下し、組織内特に粒界相にガラス相が大量に析出するこ
と。
したがって、酸性酸化物または両性酸化物は、溶湯中の
アルカリ分によりアルカリとの複合酸化物または粒界に
低融点ガラス相を析出し、その複合酸化物または粒界ガ
ラス相に対して更にアルカリ分が反応することになり、
その結果、よりアルカリ度の高い酸化物または粒界ガラ
ス相に変化してゆき、融点及び強度とも低下してゆくた
め、脆弱化することになる。
アルカリ分によりアルカリとの複合酸化物または粒界に
低融点ガラス相を析出し、その複合酸化物または粒界ガ
ラス相に対して更にアルカリ分が反応することになり、
その結果、よりアルカリ度の高い酸化物または粒界ガラ
ス相に変化してゆき、融点及び強度とも低下してゆくた
め、脆弱化することになる。
尚、これはアルミニウム合金の鋳造の場合だけでなく、
海水を冷却水として用いる製鉄産業の連鋳に通気性固体
として上記の多孔成形体を用いた場合にも同様のことが
いえる。
海水を冷却水として用いる製鉄産業の連鋳に通気性固体
として上記の多孔成形体を用いた場合にも同様のことが
いえる。
そこで、本発明は、前記のようにアルカリ雰囲気下にお
いても脆弱化せず、アルカリ雰囲気下における不純物除
去フィルターや通気性固体として使用するに最適のセラ
ミックス多孔成形体を提供することを目的として創作さ
れた。
いても脆弱化せず、アルカリ雰囲気下における不純物除
去フィルターや通気性固体として使用するに最適のセラ
ミックス多孔成形体を提供することを目的として創作さ
れた。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は、原料を混合し、線状施回積層物に押し出し成
形した後、乾燥焼成したものであって、マグネシウム酸
化物をMgO換算で20〜95wt％、及びジルコニウム酸化物
をZrO2換算で５〜80wt％含むことを特徴としたセラミッ
クス多孔成形体に係る。
形した後、乾燥焼成したものであって、マグネシウム酸
化物をMgO換算で20〜95wt％、及びジルコニウム酸化物
をZrO2換算で５〜80wt％含むことを特徴としたセラミッ
クス多孔成形体に係る。
［作用］ 本発明は、マグネシウム酸化物とジルコニウム酸化物の
複合酸化物がアルカリ雰囲気下においても腐食抵抗が大
きく、粒界組成もアルカリに対してガラス化しにくい組
成であり、またそれを多孔形状に成形することで、従来
技術における欠点を解消し、アルカリ雰囲気下における
不純物除去フィルターや通気性固体として長期間使用し
ても充分に耐え得るという知見に基づいて実現されたも
のである。
複合酸化物がアルカリ雰囲気下においても腐食抵抗が大
きく、粒界組成もアルカリに対してガラス化しにくい組
成であり、またそれを多孔形状に成形することで、従来
技術における欠点を解消し、アルカリ雰囲気下における
不純物除去フィルターや通気性固体として長期間使用し
ても充分に耐え得るという知見に基づいて実現されたも
のである。
以下、本発明における成分の限定理由について説明す
る。
る。
マグネシウムの酸化物をMgO換算で95wt％より多く含む
場合には熱膨張率が大きくなりすぎて、熱衝撃に対して
弱くなってしまい、一方、MgO換算で20wt％未満の場合
にはアルカリに対する耐腐食性が劣化することになるか
らである。
場合には熱膨張率が大きくなりすぎて、熱衝撃に対して
弱くなってしまい、一方、MgO換算で20wt％未満の場合
にはアルカリに対する耐腐食性が劣化することになるか
らである。
ジルコニウムの酸化物をZrO2換算で80wt％より多く含む
場合にはアルカリに対する耐腐食性が劣化し、一方、Zr
O2換算で5wt％未満の場合には成形体としての強度が得
られず、多孔成形体を構成できなくなるからである。
場合にはアルカリに対する耐腐食性が劣化し、一方、Zr
O2換算で5wt％未満の場合には成形体としての強度が得
られず、多孔成形体を構成できなくなるからである。
尚、成形体としての強度を向上させるためにCaO、SrO等
の塩基性酸化物を微量添加することもできる。但し、こ
の添加量を増加させすぎると結晶中に異常粒成長が生じ
て逆に強度が低下することもあるため留意を要す。
の塩基性酸化物を微量添加することもできる。但し、こ
の添加量を増加させすぎると結晶中に異常粒成長が生じ
て逆に強度が低下することもあるため留意を要す。
［実施例］ 実施例１ 市販のマグネシアとジルコニアを適量配合して混合した
後、これに結合剤等有機質添加物と溶媒を加え、均一に
混練して、押出機により第１図に示すような糸径1.5mm
φの線状積層体１（φ100mm×t30mm）に成形した。これ
を乾燥・焼成した後、次の方法でその特性を試験した。
後、これに結合剤等有機質添加物と溶媒を加え、均一に
混練して、押出機により第１図に示すような糸径1.5mm
φの線状積層体１（φ100mm×t30mm）に成形した。これ
を乾燥・焼成した後、次の方法でその特性を試験した。
第２図に示すようなストークス管２に上記の多孔成形体
１を保持し、アルカリをソーダ分で200ppm含むアルミニ
ウムの合金溶湯を３で示す方向へ50kg/minの流速で一週
間流し、一日毎に多孔成形体の形状変化及び濾過後の合
金中の不純物を調査した。
１を保持し、アルカリをソーダ分で200ppm含むアルミニ
ウムの合金溶湯を３で示す方向へ50kg/minの流速で一週
間流し、一日毎に多孔成形体の形状変化及び濾過後の合
金中の不純物を調査した。
この結果は第１表に示されるが、本発明の範囲に含まれ
るサンプルについては＜形状の変化＞及び＜濾過後の合
金中の不純物＞に関して何れも極めて良好な結果を得ら
れた。
るサンプルについては＜形状の変化＞及び＜濾過後の合
金中の不純物＞に関して何れも極めて良好な結果を得ら
れた。
実施例２ 製鉄関連では鋼塊の冷却に海水を使用する場合があり、
その際の雰囲気としてナトリウムを多量に含んだガスが
加熱炉内に持ち込まれて、これまでの素材ではこのアル
カリと反応して輻射体として長期間の使用に耐えれない
欠点があった。
その際の雰囲気としてナトリウムを多量に含んだガスが
加熱炉内に持ち込まれて、これまでの素材ではこのアル
カリと反応して輻射体として長期間の使用に耐えれない
欠点があった。
そこで、本実施例においては本発明のセラミックス多孔
成形体をその輻射体として用いることによってどの程度
の効果を発揮するかを試験することとした。
成形体をその輻射体として用いることによってどの程度
の効果を発揮するかを試験することとした。
試験は第３図に示すような小型試験炉４を用いて加熱部
の温度を1200℃になるように燃焼条件を調整するととも
に、バーナー側炉体4a下部にNaCl5を配置することによ
り、温度が800℃以上になるとNaCl5が分解揮発し、雰囲
気ガスに混入するようにし、また下記の二種（ａ）
（ｂ）の素材及び形状からなる輻射体６を作成し、1200
℃×5hrの条件で輻射体を加熱して、その都度外観をチ
ェックすることとした。
の温度を1200℃になるように燃焼条件を調整するととも
に、バーナー側炉体4a下部にNaCl5を配置することによ
り、温度が800℃以上になるとNaCl5が分解揮発し、雰囲
気ガスに混入するようにし、また下記の二種（ａ）
（ｂ）の素材及び形状からなる輻射体６を作成し、1200
℃×5hrの条件で輻射体を加熱して、その都度外観をチ
ェックすることとした。
この結果は、（ｂ）については、５日目（5hr/日×５＝
25hr）で構成する線状骨材がガラス化し始め、６日目以
降では部分的に割れが発生し始めたのに対し、（ａ）に
ついては、10日間（50hr）で何等の変質も見られなかっ
た。
25hr）で構成する線状骨材がガラス化し始め、６日目以
降では部分的に割れが発生し始めたのに対し、（ａ）に
ついては、10日間（50hr）で何等の変質も見られなかっ
た。
即ち、量輻射体（ａ）（ｂ）ともその輻射効果について
は満足するものであったが、従来のコージェライト素材
では数ヶ月程度で割れから破壊が想定されることにな
り、実操業炉への使用については非現実的であるといえ
る。
は満足するものであったが、従来のコージェライト素材
では数ヶ月程度で割れから破壊が想定されることにな
り、実操業炉への使用については非現実的であるといえ
る。
［発明の効果］ 以上のように、本発明のセラミックス多孔成形体は、ア
ルミニウム合金の溶湯中の不純物フィルターとして使用
した場合において、不純物の除去効率を高め、製品の質
を向上させることを可能とするとともに、アルカリ雰囲
気下での長期間での使用を可能とし、合金製造の際の歩
溜りを大幅に向上させる。
ルミニウム合金の溶湯中の不純物フィルターとして使用
した場合において、不純物の除去効率を高め、製品の質
を向上させることを可能とするとともに、アルカリ雰囲
気下での長期間での使用を可能とし、合金製造の際の歩
溜りを大幅に向上させる。
また、海水を冷却水として用いる製鉄産業の連鋳に通気
性固体として用いた場合に、連鋳等の炉の熱放散を極め
て少なくし、省エネルギー化に貢献するとともに、アル
カリ雰囲気下での長期間での使用に耐えることから、最
適の構成素材を提供する。
性固体として用いた場合に、連鋳等の炉の熱放散を極め
て少なくし、省エネルギー化に貢献するとともに、アル
カリ雰囲気下での長期間での使用に耐えることから、最
適の構成素材を提供する。
第１図は実施例に係る糸状積層体の斜視図、第２図はス
トークス管に糸状積層体が保持されている斜視図（一部
破断あり）、第３図は小型試験炉の断面図である。 １……糸状積層体、２……ストークス管 ３……合金溶湯の進行方向、４……小型試験炉 4a……バーナー側炉体、５……NaCl ６……輻射体
トークス管に糸状積層体が保持されている斜視図（一部
破断あり）、第３図は小型試験炉の断面図である。 １……糸状積層体、２……ストークス管 ３……合金溶湯の進行方向、４……小型試験炉 4a……バーナー側炉体、５……NaCl ６……輻射体
Claims (1)
- 【請求項１】原料を混合し、線状施回積層物に押し出し
成形した後、乾燥焼成したものであって、マグネシウム
酸化物をMgO換算で20〜95wt％、及びジルコニウム酸化
物をZrO2換算で５〜80wt％含むことを特徴としたセラミ
ックス多孔成形体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61191246A JPH0725604B2 (ja) | 1986-08-15 | 1986-08-15 | セラミツクス多孔成形体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61191246A JPH0725604B2 (ja) | 1986-08-15 | 1986-08-15 | セラミツクス多孔成形体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6350375A JPS6350375A (ja) | 1988-03-03 |
| JPH0725604B2 true JPH0725604B2 (ja) | 1995-03-22 |
Family
ID=16271333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61191246A Expired - Lifetime JPH0725604B2 (ja) | 1986-08-15 | 1986-08-15 | セラミツクス多孔成形体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0725604B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4546609B2 (ja) * | 2000-04-25 | 2010-09-15 | 株式会社ニッカトー | 耐熱衝撃抵抗性に優れたセラミック製熱処理用部材 |
| JP4560199B2 (ja) * | 2000-10-23 | 2010-10-13 | 株式会社ニッカトー | 耐熱衝撃抵抗性に優れたセラミック製熱処理用部材 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4681624A (en) * | 1985-04-26 | 1987-07-21 | Corning Glass Works | Method of filtering molten metals using a monolithic refractory honeycomb filter |
-
1986
- 1986-08-15 JP JP61191246A patent/JPH0725604B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6350375A (ja) | 1988-03-03 |
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