JPH08311573A - 非鉄金属溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根 - Google Patents
非鉄金属溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根Info
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- JPH08311573A JPH08311573A JP7141061A JP14106195A JPH08311573A JP H08311573 A JPH08311573 A JP H08311573A JP 7141061 A JP7141061 A JP 7141061A JP 14106195 A JP14106195 A JP 14106195A JP H08311573 A JPH08311573 A JP H08311573A
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Landscapes
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 非鉄金属の単体及び二種以上の各種非鉄金属
の合金溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根におい
て、溶湯コンタミネーションや低寿命の要因となる溶損
や浸透の極めて小さいシャフト及び撹拌羽根の素材を提
供する。 【構成】 Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｓｎ等非鉄金属の
単体及び二種以上の各種非鉄金属の合金溶湯脱ガス装置
用シャフト及び撹拌羽根において、その構成成分がＳＩ
ＡＬＯＮ−ＢＮ−ＴｉＢ2質である材料で作製する。Ｓ
ＩＡＬＯＮは化学式 Ｓｉ6_zＡｌzＯzＮ8_z におけるＺ
値が２．０〜４．０である。ＢＮは０．５〜５０重量％
である。またＴｉＢ2は１．０〜２０重量％である。
の合金溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根におい
て、溶湯コンタミネーションや低寿命の要因となる溶損
や浸透の極めて小さいシャフト及び撹拌羽根の素材を提
供する。 【構成】 Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｓｎ等非鉄金属の
単体及び二種以上の各種非鉄金属の合金溶湯脱ガス装置
用シャフト及び撹拌羽根において、その構成成分がＳＩ
ＡＬＯＮ−ＢＮ−ＴｉＢ2質である材料で作製する。Ｓ
ＩＡＬＯＮは化学式 Ｓｉ6_zＡｌzＯzＮ8_z におけるＺ
値が２．０〜４．０である。ＢＮは０．５〜５０重量％
である。またＴｉＢ2は１．０〜２０重量％である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＡｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐ
ｂ、Ｓｎ等非鉄金属の単体及び二種以上の各種非鉄金属
の合金溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根に関す
る。
ｂ、Ｓｎ等非鉄金属の単体及び二種以上の各種非鉄金属
の合金溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般にＡｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｓｎ等
非鉄金属の単体及び二種以上の各種非鉄金属の合金溶湯
脱ガス装置を用いる処理工程に溶湯を撹拌するためのシ
ャフト及び撹拌羽根が必要であり、シャフト及び撹拌羽
根は溶湯及びフラックスに対して耐食性が高く高寿命で
あることが望まれる。従来、これらシャフト及び撹拌羽
根の素材としてはアルミナ質・窒化珪素質・炭珪窒珪質
・黒鉛質あるいは鋼等が用いられているが、使用条件に
よっては問題を生じていた。一般に鋼や黒鉛製のシャフ
ト及び撹拌羽根が使われるが、鋼製のシャフト及び撹拌
羽根は脱ガス中に鉄不純物として溶湯中に溶解するため
高純度の溶湯精製には適さない。一方、黒鉛質について
は不純物ピックアップ量は少ないが、高温での黒鉛の酸
化及びフラックスの浸透・溶損が生じ短寿命となり易
い。窒化珪素質・炭珪窒珪質については溶損・浸透に強
いがスポーリングに弱いため加熱・冷却のサイクルで割
れ易い。またアルミナ質とした場合には高膨張性のため
割損を生ずるため適用し難い。ＳＩＡＬＯＮ−ＢＮ質に
ついては強度及び耐摩耗性が低いため溶損よりも摩耗の
方で問題が生じ易い。
非鉄金属の単体及び二種以上の各種非鉄金属の合金溶湯
脱ガス装置を用いる処理工程に溶湯を撹拌するためのシ
ャフト及び撹拌羽根が必要であり、シャフト及び撹拌羽
根は溶湯及びフラックスに対して耐食性が高く高寿命で
あることが望まれる。従来、これらシャフト及び撹拌羽
根の素材としてはアルミナ質・窒化珪素質・炭珪窒珪質
・黒鉛質あるいは鋼等が用いられているが、使用条件に
よっては問題を生じていた。一般に鋼や黒鉛製のシャフ
ト及び撹拌羽根が使われるが、鋼製のシャフト及び撹拌
羽根は脱ガス中に鉄不純物として溶湯中に溶解するため
高純度の溶湯精製には適さない。一方、黒鉛質について
は不純物ピックアップ量は少ないが、高温での黒鉛の酸
化及びフラックスの浸透・溶損が生じ短寿命となり易
い。窒化珪素質・炭珪窒珪質については溶損・浸透に強
いがスポーリングに弱いため加熱・冷却のサイクルで割
れ易い。またアルミナ質とした場合には高膨張性のため
割損を生ずるため適用し難い。ＳＩＡＬＯＮ−ＢＮ質に
ついては強度及び耐摩耗性が低いため溶損よりも摩耗の
方で問題が生じ易い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐ
ｂ、Ｓｎ等非鉄金属の単体及び二種以上の各種非鉄金属
の合金溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根におい
て、溶湯コンタミネーションや低寿命の要因となる溶損
や浸透の極めて小さいシャフト及び撹拌羽根の素材を提
供することを目的とする。
ｂ、Ｓｎ等非鉄金属の単体及び二種以上の各種非鉄金属
の合金溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根におい
て、溶湯コンタミネーションや低寿命の要因となる溶損
や浸透の極めて小さいシャフト及び撹拌羽根の素材を提
供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明はＡｌ、Ｍｇ、Ｚ
ｎ、Ｐｂ、Ｓｎ等非鉄金属の単体及び二種以上の各種非
鉄金属の合金溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根に
おいて、その構成成分がＳＩＡＬＯＮ−ＢＮ−ＴｉＢ2
質である材料で作製する。ＳＩＡＬＯＮは化学式 Ｓｉ6
_zＡｌzＯzＮ8_z におけるＺ値が２．０〜４．０であ
る。ＢＮは０．５〜５０重量％である。ＴｉＢ2は１．
０〜２０重量％である。ＳＩＡＬＯＮ−ＢＮにＴｉＢ2
を添加することにより強度及び耐摩耗性が上げられるこ
とになり、耐スポーリング性に影響はほとんどない。金
属Ｔｉは添加材としてＳＩＡＬＯＮ−ＢＮの構造に含ま
れていることになり、放電加工も出来る様になり複雑な
加工も簡単で費用も安くなる。
ｎ、Ｐｂ、Ｓｎ等非鉄金属の単体及び二種以上の各種非
鉄金属の合金溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根に
おいて、その構成成分がＳＩＡＬＯＮ−ＢＮ−ＴｉＢ2
質である材料で作製する。ＳＩＡＬＯＮは化学式 Ｓｉ6
_zＡｌzＯzＮ8_z におけるＺ値が２．０〜４．０であ
る。ＢＮは０．５〜５０重量％である。ＴｉＢ2は１．
０〜２０重量％である。ＳＩＡＬＯＮ−ＢＮにＴｉＢ2
を添加することにより強度及び耐摩耗性が上げられるこ
とになり、耐スポーリング性に影響はほとんどない。金
属Ｔｉは添加材としてＳＩＡＬＯＮ−ＢＮの構造に含ま
れていることになり、放電加工も出来る様になり複雑な
加工も簡単で費用も安くなる。
【０００５】
【作用】ＳＩＡＬＯＮ−ＢＮ−ＴｉＢ2のシャフトと撹
拌羽根をＡｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｓｎ等非鉄金属の単
体及び二種以上の各種非鉄金属の合金溶湯に浸漬する。
本発明によるシャフト及び撹拌羽根を詳細に説明する。
構成成分はＳＩＡＬＯＮ−ＢＮ−ＴｉＢ2質であり、Ｓ
ＩＡＬＯＮはβ’型でその化学式 Ｓｉ6_zＡｌzＯzＮ8_
z におけるＺ値が２．０〜４．０及びＢＮ含有量は重量
比で０．５〜５０％及びＴｉＢ2質含有量は重量比で
１．０〜２０％である。
拌羽根をＡｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｓｎ等非鉄金属の単
体及び二種以上の各種非鉄金属の合金溶湯に浸漬する。
本発明によるシャフト及び撹拌羽根を詳細に説明する。
構成成分はＳＩＡＬＯＮ−ＢＮ−ＴｉＢ2質であり、Ｓ
ＩＡＬＯＮはβ’型でその化学式 Ｓｉ6_zＡｌzＯzＮ8_
z におけるＺ値が２．０〜４．０及びＢＮ含有量は重量
比で０．５〜５０％及びＴｉＢ2質含有量は重量比で
１．０〜２０％である。
【０００６】製造方法は、原料調整→成形→乾燥及び脱
脂→加工→燒結である、出発原料は焼成を経て最終的に
上記構成成分となるように調合する。すなわち、常圧燒
結を用いるときにはＳｉ3Ｎ4、ＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3の各粉
末を上記Ｚ値が２．０〜４．０になるよう調合し、燒結
助材、バインダー、ＢＮ粉末及びＴｉＢ2粉末を所定量
添加したものをアセトン等非水溶媒と共にトロミルにて
１２〜２４時間混合し、噴霧造粒して成形に供する。
脂→加工→燒結である、出発原料は焼成を経て最終的に
上記構成成分となるように調合する。すなわち、常圧燒
結を用いるときにはＳｉ3Ｎ4、ＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3の各粉
末を上記Ｚ値が２．０〜４．０になるよう調合し、燒結
助材、バインダー、ＢＮ粉末及びＴｉＢ2粉末を所定量
添加したものをアセトン等非水溶媒と共にトロミルにて
１２〜２４時間混合し、噴霧造粒して成形に供する。
【０００７】また、反応燒結による時には、Ｓｉ、Ａ
ｌ、Ａｌ2Ｏ3の各粉末を上記Ｚ値が窒化反応後に２．０
〜４．０になるよう調合し、バインダー、ＢＮ粉末及び
ＴｉＢ2粉末を所定量添加したものをアセトン等非水溶
媒と共にトロミルにて１２〜２４時間混合し、噴霧造粒
して成形に供する。ここでＺ値を２．０〜４．０とした
のは、２．０未満であるとＡｌ2Ｏ3の固溶量が少ないた
めＳｉ3Ｎ4そのものの性質に近くなり、耐蝕性、耐酸化
性に不足を生ずるためであり、一方Ｚが４．０を超える
と耐蝕性等は向上するものの、耐熱衝撃性と強度の低下
を来すからである。またＢＮ量を０．５〜５０重量％と
したが、５０％を超えるとＢＮがＳＩＡＬＯＮの生成及
び燒結を阻害する傾向が強すぎ、強度の低下が著しく、
実用上問題となり易いからである。ＴｉＢ2量は１．０
〜２０重量％にしたが、１．０％より少ないと強度の上
昇効果が得られない、２０％を超えると強度は大きく上
がるが耐熱衝撃性と酸化性は悪くなるので実用上に問題
がある。
ｌ、Ａｌ2Ｏ3の各粉末を上記Ｚ値が窒化反応後に２．０
〜４．０になるよう調合し、バインダー、ＢＮ粉末及び
ＴｉＢ2粉末を所定量添加したものをアセトン等非水溶
媒と共にトロミルにて１２〜２４時間混合し、噴霧造粒
して成形に供する。ここでＺ値を２．０〜４．０とした
のは、２．０未満であるとＡｌ2Ｏ3の固溶量が少ないた
めＳｉ3Ｎ4そのものの性質に近くなり、耐蝕性、耐酸化
性に不足を生ずるためであり、一方Ｚが４．０を超える
と耐蝕性等は向上するものの、耐熱衝撃性と強度の低下
を来すからである。またＢＮ量を０．５〜５０重量％と
したが、５０％を超えるとＢＮがＳＩＡＬＯＮの生成及
び燒結を阻害する傾向が強すぎ、強度の低下が著しく、
実用上問題となり易いからである。ＴｉＢ2量は１．０
〜２０重量％にしたが、１．０％より少ないと強度の上
昇効果が得られない、２０％を超えると強度は大きく上
がるが耐熱衝撃性と酸化性は悪くなるので実用上に問題
がある。
【０００８】成形には通常単軸成形法または静水圧成形
法が用いられるが、場合によっては原料を造粒せずにス
リップキャスティングすることも可能である。成形体は
乾燥及びバインダー類の揮散除去（脱脂）後、加工を経
て燒結する。常圧燒結の場合は、窒素雰囲気下で１６５
０〜１８００℃、保持時間は５〜１０時間が望ましく、
高温であるほど保持時間は短くすべきである。反応燒結
の場合は窒素雰囲気下１４００〜１６００℃で行い、保
持時間は形状にもよるが５〜１０時間が望ましい。
法が用いられるが、場合によっては原料を造粒せずにス
リップキャスティングすることも可能である。成形体は
乾燥及びバインダー類の揮散除去（脱脂）後、加工を経
て燒結する。常圧燒結の場合は、窒素雰囲気下で１６５
０〜１８００℃、保持時間は５〜１０時間が望ましく、
高温であるほど保持時間は短くすべきである。反応燒結
の場合は窒素雰囲気下１４００〜１６００℃で行い、保
持時間は形状にもよるが５〜１０時間が望ましい。
【０００９】
【実施例】次に実施例より説明する。ＳＩＡＬＯＮ−Ｂ
Ｎ−ＴｉＢ2質として、ＢＮ量を３０重量％及びＴｉＢ2
量を１０重量％、ＳＩＡＬＯＮの化学式の Ｓｉ6_zＡｌ
zＯzＮ8_z におけるＺ値を計算上１．０〜５．０まで変
化させた試験体と、ＳＩＡＬＯＮのＺ値を３．０及びＴ
ｉＢ2量を１０重量％とし、ＢＮ量を０〜６０重量％ま
で変化させた試験体と、ＳＩＡＬＯＮのＺ値を３．０及
びＢＮ量を３０重量％とし、ＴｉＢ2量を０〜３０重量
％まで変化させた試験体を作製した。次に□２０Ｘ２５
０ｍｍに切り出した各試験体を１０００℃に溶融したマ
グネシウム中に１２０時間浸漬し、溶損量、金属浸透
量、酸化減量を測定した。曲げ強度についてはＪＩＳ
Ｒ １６０１に基づいて行なった。摩耗量については□
６０Ｘ２０ｍｍの試験体を切り出して次の試験方法で行
なった：直径５０ｍｍの回転体外周面に＃２４０のエメ
リー紙をはりつけ試験体を一定荷重で押し付け試験体上
の摩耗量を測定した。回転体の回転速度は６０ｒｐｍ、
荷重は５０Ｋｇ、すべり距離は２．０ｍ、水で冷却し
た。結果を表１〜表４に示す。
Ｎ−ＴｉＢ2質として、ＢＮ量を３０重量％及びＴｉＢ2
量を１０重量％、ＳＩＡＬＯＮの化学式の Ｓｉ6_zＡｌ
zＯzＮ8_z におけるＺ値を計算上１．０〜５．０まで変
化させた試験体と、ＳＩＡＬＯＮのＺ値を３．０及びＴ
ｉＢ2量を１０重量％とし、ＢＮ量を０〜６０重量％ま
で変化させた試験体と、ＳＩＡＬＯＮのＺ値を３．０及
びＢＮ量を３０重量％とし、ＴｉＢ2量を０〜３０重量
％まで変化させた試験体を作製した。次に□２０Ｘ２５
０ｍｍに切り出した各試験体を１０００℃に溶融したマ
グネシウム中に１２０時間浸漬し、溶損量、金属浸透
量、酸化減量を測定した。曲げ強度についてはＪＩＳ
Ｒ １６０１に基づいて行なった。摩耗量については□
６０Ｘ２０ｍｍの試験体を切り出して次の試験方法で行
なった：直径５０ｍｍの回転体外周面に＃２４０のエメ
リー紙をはりつけ試験体を一定荷重で押し付け試験体上
の摩耗量を測定した。回転体の回転速度は６０ｒｐｍ、
荷重は５０Ｋｇ、すべり距離は２．０ｍ、水で冷却し
た。結果を表１〜表４に示す。
【００１０】
【表１】
【００１１】
【表２】
【００１２】
【表３】
【００１３】
【表４】
【００１４】次にＳＩＡＬＯＮ−ＢＮ−ＴｉＢ2質（Ｚ
＝３．０、ＢＮ＝３０重量％、ＴｉＢ2＝１０重量％）
にて□２０Ｘ２５０ｍｍの試験体を作製し、金属・フラ
ックス中の浸漬試験を行なった。条件として、マグネシ
ウム合金２．０ｋｇとフラックス５００ｇを共に＃２０
坩堝内で溶解し８００℃で保持する、試験体を溶湯に１
５分間浸漬しながら撹拌し、溶湯から出して放冷する操
作を最大１２回繰り返す。比較材質として黒鉛質の試験
体に同様の試験を行なった。その結果を表５に示す。
＝３．０、ＢＮ＝３０重量％、ＴｉＢ2＝１０重量％）
にて□２０Ｘ２５０ｍｍの試験体を作製し、金属・フラ
ックス中の浸漬試験を行なった。条件として、マグネシ
ウム合金２．０ｋｇとフラックス５００ｇを共に＃２０
坩堝内で溶解し８００℃で保持する、試験体を溶湯に１
５分間浸漬しながら撹拌し、溶湯から出して放冷する操
作を最大１２回繰り返す。比較材質として黒鉛質の試験
体に同様の試験を行なった。その結果を表５に示す。
【００１５】
【表５】 本発明品の試験体は１２回繰り返しても割損せず、溶損
・浸透・酸化量は極めて小さい。比較品の黒鉛は５回目
で割損し、表面まで浸透が達した。
・浸透・酸化量は極めて小さい。比較品の黒鉛は５回目
で割損し、表面まで浸透が達した。
【００１６】
【発明の効果】上記実施例の結果の様に本発明のＳＩＡ
ＬＯＮ−ＢＮ−ＴｉＢ2質のシャフト及び撹拌羽根はＡ
ｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｓｎ等非鉄金属の単体及び二種
以上の各種非鉄金属の合金及びフラックスから受ける溶
損、浸透と摩耗損はほとんど無く、扱い上の問題も無
く、よってシャフト及び撹拌羽根の高寿命化によるメン
テナンスフリー化及びＡｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｓｎ等
非鉄金属の単体及び二種以上の各種非鉄金属の合金の製
品の高品質化が可能に成る。
ＬＯＮ−ＢＮ−ＴｉＢ2質のシャフト及び撹拌羽根はＡ
ｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｓｎ等非鉄金属の単体及び二種
以上の各種非鉄金属の合金及びフラックスから受ける溶
損、浸透と摩耗損はほとんど無く、扱い上の問題も無
く、よってシャフト及び撹拌羽根の高寿命化によるメン
テナンスフリー化及びＡｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｓｎ等
非鉄金属の単体及び二種以上の各種非鉄金属の合金の製
品の高品質化が可能に成る。
Claims (4)
- 【請求項１】Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｓｎ等非鉄金属
の単体及び二種以上の各種非鉄金属の合金溶湯脱ガス装
置用シャフト及び撹拌羽根において、その構成成分がＳ
ＩＡＬＯＮ−ＢＮ−ＴｉＢ2質であることを特徴とする
非鉄金属溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根。 - 【請求項２】前記ＳＩＡＬＯＮは化学式 Ｓｉ6_zＡｌz
ＯzＮ8_z におけるＺ値が２．０〜４．０であることを
特徴とする請求項１に記載の非鉄金属溶湯脱ガス装置用
シャフト及び撹拌羽根。 - 【請求項３】前記ＢＮは０．５〜５０重量％であること
を特徴とする請求項１、２に記載の非鉄金属溶湯脱ガス
装置用シャフト及び撹拌羽根。 - 【請求項４】前記ＴｉＢ2は１．０〜２０重量％である
ことを特徴とする請求項１、２、３に記載の非鉄金属溶
湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7141061A JPH08311573A (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | 非鉄金属溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7141061A JPH08311573A (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | 非鉄金属溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08311573A true JPH08311573A (ja) | 1996-11-26 |
Family
ID=15283345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7141061A Pending JPH08311573A (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | 非鉄金属溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08311573A (ja) |
-
1995
- 1995-05-15 JP JP7141061A patent/JPH08311573A/ja active Pending
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