JP2023011360A - 溶融金属用ポンプ、金属板のめっき装置、およびめっき金属板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決方法】ケーシングと、インペラに対応するケーシングの内面(インペラ対向面)に配置したライナーとの間に不定形耐火物を配置する。さらには、不定形耐火物を2層以上の複層構造にし、熱膨張係数をケーシング側からライナー側に向かって順に小さくなるよう配置するか、嵩密度をケーシング側からライナー側に向かって一様に変化するよう配置する。
【選択図】図1
Description
(a)
ケーシングと、ケーシングのインペラ対向面に配置したライナーとの間に不定形耐火物を配置することにより、高温下においてケーシングとライナーの熱膨張差で間隙が生じたとしても、不定形耐火物が間隙を埋め溶融金属の侵入を抑制することができることを見出した。
例えば、ケーシングが耐熱鋳鋼製であって、ライナーがセラミックス製であったとしても、それらの間に不定形耐火物を配置することにより、それらの間隙に溶融金属が浸入することを抑制することができる(間隙封止効果)。
さらに、不定形耐火物を2層以上の複層構造にすることにより、間隙封止効果が高まることを見出した。
複層構造の場合、不定形耐火物の熱膨張係数を、ケーシング側の方が高くなるようにすることにより、より間隙封止効果を高めることができることを見出した。なお、熱膨張係数は、熱膨張率および線膨張率と同義として扱う。
もしくは、複層構造の場合、不定形耐火物の嵩密度が異なるものにするとよく、好ましくはケーシング側から一様に変化するように配置することにより、ケーシングとライナーの熱膨張差により生じる熱応力を緩和し、間隙封止効果を高めることができることを見出した。
本発明は上記知見に基づきなされたものであり、その要旨は以下のとおりである。
少なくとも管状のケーシングと前記ケーシングの内部に配置されるインペラとを有する溶融金属用ポンプであって、
前記ケーシングの内面であって、インペラに対向する面の少なくとも一部にライナーが配置され、
前記ライナーと前記ケーシングの間に不定形耐火物が配置されたことを特徴とする溶融金属用ポンプ。
[2]
前記不定形耐火物は、前記ケーシングから前記ライナーに向けて2層以上の複層構造になっている、[1]に記載の溶融金属用ポンプ。
[3]
前記不定形耐火物の熱膨張係数が、前記ケーシングと前記ライナーの熱膨張係数の間の値であって、前記ケーシング側から前記ライナー側に向かって順に小さくなるよう配置されている、[1]または[2]に記載の溶融金属用ポンプ。
[4]
前記不定形耐火物の嵩密度が、前記ケーシング側から前記ライナー側に向かって順に一様に変化するよう配置されている、[2]に記載の溶融金属用ポンプ。
[5]
前記ケーシングが耐熱鋳鋼製であり、前記ライナーがセラミックス製である、[1]~[4]の何れか一項に記載の溶融金属用ポンプ。
[6]
前記ケーシングと前記不定形耐火物の間に離型剤を配置した、[1]~[5]の何れか一項に記載の溶融金属用ポンプ。
[7]
前記溶融金属のアルミニウム(Al)含有量が50質量%以上である、[1]~[6]の何れか一項に記載の溶融金属用ポンプ。
[8]
[1]~[6]に記載の溶融金属用ポンプを有することを特徴とする金属板のめっき装置。
[9]
[8]に記載のめっき装置を用いることを特徴とするめっき金属板の製造方法。
不定形耐火物を複層構造にする場合は、ケーシング2に、ケーシング側の不定形耐火物11Aを先に塗布し、乾燥硬化させ、その後ライナー側の不定形耐火物11Bを塗布するとよい。ケーシング側の不定形耐火物とライナー側の不定形耐火物の2層構造とする場合は、双方の不定形耐火物のうち硬い方をケーシング側の不定形耐火物として用いることが好ましい。硬い不定形耐火物をケーシングの内部に配置するためには、硬い不定形耐火物を水湿して施工するなどの施工方法を採用することができる。3層以上の複層構造の場合は、上記の施工方法を繰り返すとよい。所定の不定形耐火物の層を形成した後にライナー10を装着し、押え板で固定するとよい。
ケーシング2と不定形耐火物11の間に離型剤を配置する場合は、不定形耐火物を塗布する前に、ケーシング2の内面に離型剤を塗布し、その後不定形耐火物を配置すればよい。
ア.WC溶射皮膜(厚さ0.1mm)(図4(a))
イ.セラミックス製ライナーのみ(不定形耐火物なし)(図4(b))
ウ.ケーシングとライナー間に不定形耐火物単層配置(図2と同様)
エ.ケーシングとライナー間に不定形耐火物2層配置(図3と同様)
不定形耐火物の熱膨張係数: ケーシング側>ライナー側
嵩密度 : ケーシング側>ライナー側
オ.ケーシングとライナー間に不定形耐火物2層配置(図3と同様)
不定形耐火物の熱膨張係数: ケーシング側>ライナー側
嵩密度 : ケーシング側<ライナー側
・ケーシング:耐熱鋳鋼
・シャフト :セラミックス(サイアロン)
・インペラ :セラミックス(サイアロン)
・枝管 :耐熱鋳鋼
・セラミックスライナー(水準イ~エ共通):サイアロン
・不定形耐火物(水準ウ):高アルミナ質モルタル
嵩密度 :2.13g/cm3
熱膨張係数:8.1×10-6/℃
・不定形耐火物(水準エ):
1層目(ケーシング側):高アルミナ質モルタル
嵩密度 :2.13g/cm3
熱膨張係数:8.1×10-6/℃
2層目(ライナー側) :高アルミナ質不定形耐火物
嵩密度 :2.10g/cm3
熱膨張係数:5.7×10-6/℃
・不定形耐火物(水準オ):
1層目(ケーシング側):高アルミナ質モルタル
嵩密度 :2.0g/cm3
熱膨張係数:8.1×10-6/℃
2層目(ライナー側) :高アルミナ質不定形耐火物
嵩密度 :2.10g/cm3
熱膨張係数:5.7×10-6/℃
2 ケーシング
3 インペラ
4 シャフト
5 モータ
6 枝管
7 浴面
8 押え板
10 ライナー
11、11A、11B 不定形耐火物
12 ケーシングとライナー間の間隙
13 溶射皮膜
Claims (9)
- 少なくともケーシングと前記ケーシングの内部に配置されるインペラとを有する溶融金属用ポンプであって、
前記ケーシングの内面であって、インペラに対向する面の少なくとも一部にライナーが配置され、
前記ライナーと前記ケーシングの間に不定形耐火物が配置されたことを特徴とする溶融金属用ポンプ。 - 前記不定形耐火物は、前記ケーシングから前記ライナーに向けて2層以上の複層構造になっている、請求項1に記載の溶融金属用ポンプ。
- 前記不定形耐火物の熱膨張係数が、前記ケーシングと前記ライナーの熱膨張係数の間の値であって、前記ケーシング側から前記ライナー側に向かって順に小さくなるよう配置されている、請求項1または2に記載の溶融金属用ポンプ。
- 前記不定形耐火物の嵩密度が、前記ケーシング側から前記ライナー側に向かって順に一様に変化するよう配置されている、請求項2に記載の溶融金属用ポンプ。
- 前記ケーシングが耐熱鋳鋼製であり、前記ライナーがセラミックス製である、請求項1~4の何れか一項に記載の溶融金属用ポンプ。
- 前記ケーシングと前記不定形耐火物の間に離型剤を配置した、請求項1~5の何れか一項に記載の溶融金属用ポンプ。
- 前記溶融金属のアルミニウム(Al)含有量が50質量%以上である、請求項1~6の何れか一項に記載の溶融金属用ポンプ。
- 請求項1~6に記載の溶融金属用ポンプを有することを特徴とする金属板のめっき装置。
- 請求項8に記載のめっき装置を用いることを特徴とするめっき金属板の製造方法。
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