JP2000344575A - 高純度アルミニウム溶解用黒鉛含有耐火物 - Google Patents
高純度アルミニウム溶解用黒鉛含有耐火物Info
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- JP2000344575A JP2000344575A JP11154751A JP15475199A JP2000344575A JP 2000344575 A JP2000344575 A JP 2000344575A JP 11154751 A JP11154751 A JP 11154751A JP 15475199 A JP15475199 A JP 15475199A JP 2000344575 A JP2000344575 A JP 2000344575A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 黒鉛含有耐火物の特質である耐割れ性、耐酸
化性を保持するとともに、SiやFeの混入による溶湯
汚染を可及的に防止した高純度アルミニウム溶解用黒鉛
含有耐火物を提供する。 【解決手段】 黒鉛粉末40重量%、炭化硼素粉末40
重量%、Si,Fe系成分を含まないガラス粉末として
Na2O(30重量%)−B2O3(50重量%)−Ca
O(10重量%)−Al2O3(10重量%)からなる組
成のガラス粉末20重量%の混合粉末を混練、成形、焼
成して製造した高純度アルミニウム溶解用黒鉛含有耐火
物。
化性を保持するとともに、SiやFeの混入による溶湯
汚染を可及的に防止した高純度アルミニウム溶解用黒鉛
含有耐火物を提供する。 【解決手段】 黒鉛粉末40重量%、炭化硼素粉末40
重量%、Si,Fe系成分を含まないガラス粉末として
Na2O(30重量%)−B2O3(50重量%)−Ca
O(10重量%)−Al2O3(10重量%)からなる組
成のガラス粉末20重量%の混合粉末を混練、成形、焼
成して製造した高純度アルミニウム溶解用黒鉛含有耐火
物。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高純度アルミニウ
ム溶解用黒鉛含有耐火物に関するものである。
ム溶解用黒鉛含有耐火物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】アルミニウム溶解用黒鉛含有耐火物とし
ては、黒鉛坩堝、黒鉛樋、坩堝台等がある。これらの耐
火物は、高熱伝導性に優れ、地金付着が少なく、溶湯汚
染が少ない等の理由から、アルミニウム溶解用として広
く使用されている。例えば、黒鉛坩堝の主組成は、天然
黒鉛及びSiCであって、その他耐酸化成分としてA
l、Fe、Si等の金属類やNa2O−SiO2−Al2
O3等のガラス成分が添加されていた。黒鉛坩堝でアル
ミニウムを溶解する場合、坩堝成分のSiはそのまま溶
解し、ガラス成分中のSiO2はAlに還元されSiと
なって溶解し、SiCは酸化されてSiO2となり、そ
の後Alに還元されSiとなって溶解することにより、
微量のSiが溶融アルミニウム中に混入する。また、F
eはそのまま溶解し、Fe2O3はAlに還元されてFe
となって溶解することにより微量のFeが溶融アルミニ
ウム中に混入する。アルミダイキャスト製品用の地金で
は、微量のSi、Feの混入は何ら問題とされていなか
った。
ては、黒鉛坩堝、黒鉛樋、坩堝台等がある。これらの耐
火物は、高熱伝導性に優れ、地金付着が少なく、溶湯汚
染が少ない等の理由から、アルミニウム溶解用として広
く使用されている。例えば、黒鉛坩堝の主組成は、天然
黒鉛及びSiCであって、その他耐酸化成分としてA
l、Fe、Si等の金属類やNa2O−SiO2−Al2
O3等のガラス成分が添加されていた。黒鉛坩堝でアル
ミニウムを溶解する場合、坩堝成分のSiはそのまま溶
解し、ガラス成分中のSiO2はAlに還元されSiと
なって溶解し、SiCは酸化されてSiO2となり、そ
の後Alに還元されSiとなって溶解することにより、
微量のSiが溶融アルミニウム中に混入する。また、F
eはそのまま溶解し、Fe2O3はAlに還元されてFe
となって溶解することにより微量のFeが溶融アルミニ
ウム中に混入する。アルミダイキャスト製品用の地金で
は、微量のSi、Feの混入は何ら問題とされていなか
った。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たように微量のSiやFeが混入して溶湯汚染が生じる
虞れのある従来の黒鉛坩堝は、フォアナイン以上の高純
度アルミニウムの溶解用としては不適切である。また、
黒鉛坩堝の内面にアルミナ層を形成してSiやFeの混
入を防止するようにしたものもあるが、熱膨張係数の違
いによりアルミナ層に亀裂が生じてしまう虞れがある。
本発明は、上記した点に鑑みてなされたもので、黒鉛含
有耐火物の特質である耐割れ性、耐酸化性を保持すると
ともに、SiやFeの混入による溶湯汚染を可及的に防
止した高純度アルミニウム溶解用黒鉛含有耐火物を提供
することを目的とするものである。
たように微量のSiやFeが混入して溶湯汚染が生じる
虞れのある従来の黒鉛坩堝は、フォアナイン以上の高純
度アルミニウムの溶解用としては不適切である。また、
黒鉛坩堝の内面にアルミナ層を形成してSiやFeの混
入を防止するようにしたものもあるが、熱膨張係数の違
いによりアルミナ層に亀裂が生じてしまう虞れがある。
本発明は、上記した点に鑑みてなされたもので、黒鉛含
有耐火物の特質である耐割れ性、耐酸化性を保持すると
ともに、SiやFeの混入による溶湯汚染を可及的に防
止した高純度アルミニウム溶解用黒鉛含有耐火物を提供
することを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の高純度アルミニウム溶解用黒鉛含有耐火物
は、黒鉛粉末10〜70重量%、炭化硼素粉末10〜5
0重量%及びSi,Fe系成分を含まないガラス粉末5
〜30重量%の混合粉末を、混練、成形、焼成してなる
ことを特徴とする。
の本発明の高純度アルミニウム溶解用黒鉛含有耐火物
は、黒鉛粉末10〜70重量%、炭化硼素粉末10〜5
0重量%及びSi,Fe系成分を含まないガラス粉末5
〜30重量%の混合粉末を、混練、成形、焼成してなる
ことを特徴とする。
【0005】
【発明の作用及び効果】上記構成の高純度アルミニウム
溶解用黒鉛含有耐火物は、黒鉛含有耐火物の特質である
耐割れ性、耐酸化性を保持するとともに、SiやFeの
混入による溶湯汚染を可及的に防止できるもので、高純
度アルミニウム溶解用の坩堝、溶湯撹拌部材や保護管等
を製造するための耐火物として最適となる。
溶解用黒鉛含有耐火物は、黒鉛含有耐火物の特質である
耐割れ性、耐酸化性を保持するとともに、SiやFeの
混入による溶湯汚染を可及的に防止できるもので、高純
度アルミニウム溶解用の坩堝、溶湯撹拌部材や保護管等
を製造するための耐火物として最適となる。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の高純度アルミニウム溶解
用黒鉛含有耐火物は、黒鉛粉末10〜70重量%、炭化
硼素粉末10〜50重量%及びSi,Fe系成分を含ま
ないガラス粉末5〜30重量%の混合粉末を、混練、成
形、焼成したものである。黒鉛粉末は、天然黒鉛若しく
は人造黒鉛から製造する。黒鉛の含有量が10重量%以
下では、熱伝導性が低下して熱的な割れを生じやすくな
る。また、70重量%以上では耐酸化性が低下する。
用黒鉛含有耐火物は、黒鉛粉末10〜70重量%、炭化
硼素粉末10〜50重量%及びSi,Fe系成分を含ま
ないガラス粉末5〜30重量%の混合粉末を、混練、成
形、焼成したものである。黒鉛粉末は、天然黒鉛若しく
は人造黒鉛から製造する。黒鉛の含有量が10重量%以
下では、熱伝導性が低下して熱的な割れを生じやすくな
る。また、70重量%以上では耐酸化性が低下する。
【0007】炭化硼素は耐酸化性に優れている材料であ
るが、10重量%以下の添加量では耐酸化性が不十分と
なり、50重量%以上添加しても耐酸化効果は殆ど変わ
りはないばかりか、高価な材料であるためコスト高とな
る。また、過焼結を生じて割れ易くなる。Si,Fe系
成分を含まないガラス粉末の原料としては、Na2O−
B2O3−CaO−Al2O3からなる組成のガラス等が挙
げられる。このガラス粉末の添加量が5重量%以下であ
ると、耐火物表面にガラス皮膜が形成されず耐酸化性が
劣る。また、30重量%以上添加すると、熱間強度が低
下して割れ易くなる。
るが、10重量%以下の添加量では耐酸化性が不十分と
なり、50重量%以上添加しても耐酸化効果は殆ど変わ
りはないばかりか、高価な材料であるためコスト高とな
る。また、過焼結を生じて割れ易くなる。Si,Fe系
成分を含まないガラス粉末の原料としては、Na2O−
B2O3−CaO−Al2O3からなる組成のガラス等が挙
げられる。このガラス粉末の添加量が5重量%以下であ
ると、耐火物表面にガラス皮膜が形成されず耐酸化性が
劣る。また、30重量%以上添加すると、熱間強度が低
下して割れ易くなる。
【0008】(実施例1)実施例1の高純度アルミニウ
ム溶解用黒鉛含有耐火物は、黒鉛粉末40重量%、炭化
硼素粉末40重量%、Si,Fe系成分を含まないガラ
ス粉末としてNa2O(30重量%)−B2O3(50重
量%)−CaO(10重量%)−Al2O3(10重量
%)からなる組成のガラス(以下ガラスAという)粉末
20重量%の混合粉末を混練、成形、焼成して製造し
た。
ム溶解用黒鉛含有耐火物は、黒鉛粉末40重量%、炭化
硼素粉末40重量%、Si,Fe系成分を含まないガラ
ス粉末としてNa2O(30重量%)−B2O3(50重
量%)−CaO(10重量%)−Al2O3(10重量
%)からなる組成のガラス(以下ガラスAという)粉末
20重量%の混合粉末を混練、成形、焼成して製造し
た。
【0009】(実施例2)実施例2の高純度アルミニウ
ム溶解用黒鉛含有耐火物は、黒鉛粉末40重量%、炭化
硼素粉末30重量%、ガラスAの粉末20重量%、Al
2O3の粉末10重量%からなる混合粉末を混練、成形、
焼成して製造した。
ム溶解用黒鉛含有耐火物は、黒鉛粉末40重量%、炭化
硼素粉末30重量%、ガラスAの粉末20重量%、Al
2O3の粉末10重量%からなる混合粉末を混練、成形、
焼成して製造した。
【0010】(比較例1)比較例1のアルミニウム溶解
用黒鉛含有耐火物は、黒鉛粉末40重量%、SiC粉末
40重量%、Si粉末10重量%、Na2O(20重量
%)−SiO2(40重量%)−B2O3(30重量%)
−Al2O3(10重量%)からなる組成のガラス(以下
ガラスBという)粉末10重量%からなる混合粉末を混
練、成形、焼成して製造した。
用黒鉛含有耐火物は、黒鉛粉末40重量%、SiC粉末
40重量%、Si粉末10重量%、Na2O(20重量
%)−SiO2(40重量%)−B2O3(30重量%)
−Al2O3(10重量%)からなる組成のガラス(以下
ガラスBという)粉末10重量%からなる混合粉末を混
練、成形、焼成して製造した。
【0011】(比較例2)比較例2のアルミニウム溶解
用黒鉛含有耐火物は、黒鉛粉末40重量%、SiC粉末
40重量%、Fe粉末10重量%、ガラスBの粉末10
重量%からなる混合粉末を混練、成形、焼成して製造し
た。
用黒鉛含有耐火物は、黒鉛粉末40重量%、SiC粉末
40重量%、Fe粉末10重量%、ガラスBの粉末10
重量%からなる混合粉末を混練、成形、焼成して製造し
た。
【0012】(比較例3)比較例3のアルミニウム溶解
用黒鉛含有耐火物は、黒鉛粉末8重量%、炭化硼素粉末
45重量%、ガラスAの粉末27重量%、Al2O3の粉
末20重量%からなる混合粉末を混練、成形、焼成して
製造した。
用黒鉛含有耐火物は、黒鉛粉末8重量%、炭化硼素粉末
45重量%、ガラスAの粉末27重量%、Al2O3の粉
末20重量%からなる混合粉末を混練、成形、焼成して
製造した。
【0013】(比較例4)比較例4のアルミニウム溶解
用黒鉛含有耐火物は、黒鉛粉末75重量%、炭化硼素粉
末15重量%、ガラスAの粉末10重量%からなる混合
粉末を混練、成形、焼成して製造した。
用黒鉛含有耐火物は、黒鉛粉末75重量%、炭化硼素粉
末15重量%、ガラスAの粉末10重量%からなる混合
粉末を混練、成形、焼成して製造した。
【0014】(比較例5)比較例5のアルミニウム溶解
用黒鉛含有耐火物は、黒鉛粉末50重量%、炭化硼素粉
末8重量%、ガラスAの粉末25重量%、Al2O3の粉
末17重量%からなる混合粉末を混練、成形、焼成して
製造した。
用黒鉛含有耐火物は、黒鉛粉末50重量%、炭化硼素粉
末8重量%、ガラスAの粉末25重量%、Al2O3の粉
末17重量%からなる混合粉末を混練、成形、焼成して
製造した。
【0015】上記実施例1〜2の高純度アルミニウム溶
解用黒鉛含有耐火物及び比較例1〜5のアルミニウム溶
解用黒鉛含有耐火物に対して、熱処理重量減少率、耐熱
衝撃性及び溶融高純度アルミニウムへの他成分の混入量
を測定した。熱処理重量減少率は、30×30×30m
mの立方体に切り出したサンプルを、大気中で800℃
×48時間保持した後の重量減少率である。耐熱衝撃性
は、50×50×50mmの立方体に切り出したサンプ
ルを1,000℃×1時間加熱後、水中に投入すること
を1サイクルとし、これを3サイクル繰り返した後のサ
ンプルの亀裂発生度合いにより評価した。また、溶融高
純度アルミニウムへの他成分の混入量は、純度99.9
99%(ファイブナイン)の金属アルミニウムを上記実
施例1〜2及び比較例1〜5のアルミニウム溶解用黒鉛
含有耐火物で製造した坩堝で溶解し、6時間保持した時
の他成分の混入量を測定した。
解用黒鉛含有耐火物及び比較例1〜5のアルミニウム溶
解用黒鉛含有耐火物に対して、熱処理重量減少率、耐熱
衝撃性及び溶融高純度アルミニウムへの他成分の混入量
を測定した。熱処理重量減少率は、30×30×30m
mの立方体に切り出したサンプルを、大気中で800℃
×48時間保持した後の重量減少率である。耐熱衝撃性
は、50×50×50mmの立方体に切り出したサンプ
ルを1,000℃×1時間加熱後、水中に投入すること
を1サイクルとし、これを3サイクル繰り返した後のサ
ンプルの亀裂発生度合いにより評価した。また、溶融高
純度アルミニウムへの他成分の混入量は、純度99.9
99%(ファイブナイン)の金属アルミニウムを上記実
施例1〜2及び比較例1〜5のアルミニウム溶解用黒鉛
含有耐火物で製造した坩堝で溶解し、6時間保持した時
の他成分の混入量を測定した。
【0016】表1は、実施例1〜2高純度アルミニウム
溶解用黒鉛含有耐火物及び比較例1〜5のアルミニウム
溶解用黒鉛含有耐火物の組成及び熱処理重量減少率、耐
熱衝撃性及び溶融高純度アルミニウムへの他成分の混入
量の各測定結果を示したものである。
溶解用黒鉛含有耐火物及び比較例1〜5のアルミニウム
溶解用黒鉛含有耐火物の組成及び熱処理重量減少率、耐
熱衝撃性及び溶融高純度アルミニウムへの他成分の混入
量の各測定結果を示したものである。
【0017】
【表1】
【0018】表1により明らかなように、実施例1及び
2については、耐熱衝撃性を有するとともに、他成分の
混入量も1ppmと極めて少ない。従って、フォアナイ
ン以上の高純度アルミニウム溶解用の坩堝、溶湯撹拌部
材や保護管等を製造するための耐火物として最適とな
る。
2については、耐熱衝撃性を有するとともに、他成分の
混入量も1ppmと極めて少ない。従って、フォアナイ
ン以上の高純度アルミニウム溶解用の坩堝、溶湯撹拌部
材や保護管等を製造するための耐火物として最適とな
る。
【0019】その他、黒鉛粉末、炭化硼素粉末に対し
て、Al2O3、MgO、ZrO2等、Si、Feを含ま
ない酸化物の粉末、或いはBN、AlN、ZrB2等、
Si、Feを含まない非酸化物の粉末を添加してもよ
い。
て、Al2O3、MgO、ZrO2等、Si、Feを含ま
ない酸化物の粉末、或いはBN、AlN、ZrB2等、
Si、Feを含まない非酸化物の粉末を添加してもよ
い。
フロントページの続き Fターム(参考) 4G032 AA04 AA22 AA23 AA25 AA29 AA34 BA01 4K001 AA02 BA23 GA19 GB12
Claims (1)
- 【請求項1】 黒鉛粉末10〜70重量%、炭化硼素粉
末10〜50重量%及びSi,Fe系成分を含まないガ
ラス粉末5〜30重量%の混合粉末を、混練、成形、焼
成してなることを特徴とする高純度アルミニウム溶解用
黒鉛含有耐火物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11154751A JP2000344575A (ja) | 1999-06-02 | 1999-06-02 | 高純度アルミニウム溶解用黒鉛含有耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11154751A JP2000344575A (ja) | 1999-06-02 | 1999-06-02 | 高純度アルミニウム溶解用黒鉛含有耐火物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000344575A true JP2000344575A (ja) | 2000-12-12 |
Family
ID=15591122
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11154751A Pending JP2000344575A (ja) | 1999-06-02 | 1999-06-02 | 高純度アルミニウム溶解用黒鉛含有耐火物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000344575A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100916145B1 (ko) | 2008-01-07 | 2009-09-08 | 조선내화 주식회사 | 연속주조용 침지노즐의 내화물 |
CN112144115A (zh) * | 2020-09-21 | 2020-12-29 | 无锡市尚领石英科技有限公司 | 一种高寿命低变形率石英坩埚及其制备方法 |
-
1999
- 1999-06-02 JP JP11154751A patent/JP2000344575A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100916145B1 (ko) | 2008-01-07 | 2009-09-08 | 조선내화 주식회사 | 연속주조용 침지노즐의 내화물 |
CN112144115A (zh) * | 2020-09-21 | 2020-12-29 | 无锡市尚领石英科技有限公司 | 一种高寿命低变形率石英坩埚及其制备方法 |
CN112144115B (zh) * | 2020-09-21 | 2022-02-08 | 无锡市尚领石英科技有限公司 | 一种高寿命低变形率石英坩埚及其制备方法 |
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---|---|---|---|
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