(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム溶解炉の湯量調整に用いるストッパヘッド方式の流量制御バルブにおいて、流量制御バルブのゲートとストッパヘッドとの間に、常温では可撓性を有し、８００℃以上で強度を発現する耐火性パッキン材を介在させ、アルミニウム溶解温度に加熱されることにより焼結して前記ストッパヘッドと一体化させるようにしたことを特徴とするアルミニウム溶解炉における流量制御バルブ用パッキン。
【請求項２】
前記耐火性パッキン材を前記ストッパヘッド側に装着し、ゲート側に離型性を保有せしめた請求項１記載のアルミニウム溶解炉における流量制御バルブ用パッキン。
【請求項３】
アルミニウム溶解炉の湯量調整に用いるストッパヘッド方式の流量制御バルブにおいて、流量制御バルブのストッパヘッド側に、常温では可撓性を有し、８００℃以上で強度を発現する耐火性パッキン材をゲート側の面に離型処理を施して装着し、このストッパヘッドをゲート側に加圧しながらアルミニウム溶解温度に加熱することにより該パッキン材をストッパヘッドに硬化接着させ、ゲートに対し離型性を持たせることを特徴とするアルミニウム溶解炉における流量制御バルブ用パッキンの装着方法。
【請求項４】
アルミニウム溶解炉の湯量調整に用いるストッパヘッド方式の流量制御バルブにおいて、流量制御バルブのストッパヘッド側に、常温で可撓性を有し、８００℃以上で強度を発現する耐火性パッキン材を装着し、ゲートに離型処理を施してストッパヘッドをゲート側に加圧しながらアルミニウム溶解温度に加熱することにより該パッキン材をストッパヘッドに硬化接着させ、ゲートに対し離型性を持たせることを特徴とするアルミニウム溶解炉における流量制御バルブ用パッキンの装着方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアルミニウム溶解炉の湯量調整に用いられるストッパ方式流量制御バルブに係り、特にバルブ用パッキンおよびその装着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アルミニウム溶解炉（以下Ａｌ溶解炉と略称する）の湯量の調整には、一般にストッパ方式による流量制御バルブが用いられている。
【０００３】
上記ストッパ方式流量制御バルブは、ゲートに対しストッパヘッドを離接させることで流量を調整するものであるが、製造過程や取鍋への装着過程で生じるゲートとストッパヘッドとの間の隙間に起因して湯漏れを起こす場合がある。
【０００４】
そのため従来では、ゲートとストッパヘッドとの密着性をよくして湯漏れが生じないようにするためこれらを更新する度に摺り合わせを行なうようにしている。
【０００５】
一方、他の手段として、例えば特開平１１−１７００１２号公報にみられるように、ストッパヘッドの先端部を工具により切削加工し、そのうえで可撓性パッキンを装着するようにし、前述の隙間が生じないようにしたものがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに前記のようにストッパヘッドとゲートの嵌合部を摺り合わせて隙間を生じないようにする手段では、その摺り合わせのための作業に２〜３時間ときわめて長い時間を要するばかりでなく、このような摺り合わせを行なってもなお湯漏れを生じるトラブルが多発している。このような湯漏れに対してはオペレータの作業負荷が大きく、精神的負担も著しくなっている。
【０００７】
一方、前記公報に記載の手段では、耐火原料とセラミックファイバーとで不織布に加工されたパッキンは鋼の連続鋳造用として使用するものであり、溶鋼温度は１５００℃以上と高いため焼結が可能であるが、これをＡｌ溶解炉に使用した場合、そのＡｌ溶湯温度が１２００℃以下であるため焼結せず、その結果強度が発現しないためパッキンに使用されている耐火材が粉化してＡｌ溶湯内に混入してコンタミネーションを発生し、したがってこのパッキンをＡｌ溶解炉のストッパ方式流量制御バルブに使用することは不適である。
【０００８】
本発明は上記従来の技術が有する問題点を解消することを課題としてなされたもので、従来の摺り合わせによる時間を要することなく、かつ溶湯温度が１２００℃以下であっても耐火材の粉化による粉末が混入してコンタミネーションを起こすことのないＡｌ溶解炉におけるストッパ式流量制御バルブ用パッキンおよびその装着方法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する手段として本発明は、アルミニウム溶解炉の湯量調整に用いるストッパヘッド方式の流量制御バルブにおいて、流量制御バルブのゲートとストッパヘッドとの間に、常温では可撓性を有し、８００℃以上で強度を発現する耐火性パッキン材を介在させ、アルミニウム溶解温度に加熱されることにより焼結して前記ストッパヘッドと一体化させるようにしたことを特徴とする。
【００１０】
前記耐火性パッキン材を前記ストッパヘッド側に装着し、ゲート側に離型性を保有せしめるようにすることが好ましい。
【００１１】
また上記パッキンを装着する方法として、流量制御バルブのストッパヘッドとの間に、常温では可撓性を有し、８００℃以上で強度を発現する耐火性パッキン材を介在させ、このパッキン材のゲート側の面またはゲートに離型処理を施してストッパヘッドをゲート側に加圧しながらアルミニウム溶融温度に加熱することにより焼結して前記ストッパヘッドと一体化させるようにすることができる。
【００１２】
本発明における耐火性パッキン材は、例えばＳｉＯ2 ：１５〜４０重量％、Ａｌ2 Ｏ3 ：５５〜８０重量％、Ｒ2 Ｏ（Ｒ＝アルカリ金属）：０．５〜５．０重量％、その他５重量％以下の組成を有するものである。
【００１３】
ストッパヘッドに装着する前の耐火性パッキン材の厚みは１．０〜５．０ｍｍの範囲であることが好ましく、より好ましくは２．０〜３．５ｍｍの範囲内とするのがよい。この耐火性パッキン材は装着後ストッパにより加圧されてその厚みが当初の厚みの３０〜６０％に圧縮されてストッパヘッドとゲートとの間のシール性を保証する。
【００１４】
ストッパヘッドへの装着前の厚みが１．０ｍｍ未満であると、耐火性パッキン材の接合面を精度よく平滑に仕上げられていないと耐火性パッキン材がストッパにより加圧されたとき該パッキン材が圧縮されてパッキン材に亀裂が発生することがあり、良好なシール性が保証されなくなることがあって好ましくない。
【００１５】
また耐火性パッキン材の厚みが５．０ｍｍを超えると、パッキン材の溶損は生じないが、ゲート側に嵌合したときパッキン材が圧着されて接合部から周辺にはみ出し、パッキン材がゲート側に付着したり脱落してコンタミネーションを起こす原因となるので好ましくない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は本発明の一実施形態を示すもので、前述の耐火性パッキン材１のゲート２側の面に離型材の塗布または吹付け塗装等により離型処理３を施してストッパ４のストッパヘッド５に荷重を負荷して摺り合わせたのち待機状態とする。この待機状態において耐火性パッキン材１は少なくとも８００℃以上の温度に達するので耐火性パッキン材１は十分に硬化する。この硬化現象は５００℃程度から始まり、８００℃付近の温度域から必要強度が得られる。
【００１８】
上記のようにして硬化した耐火性パッキン材１は、ストッパ４を引き上げたときゲート２のゲート孔２ａに接する面に離型処理３が施されていることにより開弁時にストッパヘッド５と一体化されてゲート孔２ａから離間し、これにより耐火性パッキン材１の粉化によるコンタミネーションを起こすことがない。
【００１９】
図２は本発明の他の実施形態を示すもので、予めゲート孔２ａに離型材を塗布するなどにより離型処理３を施し、耐火性パッキン材１をゲート孔２ａにセットしたうえストッパヘッド５をゲート孔２ａに装着してストッパ４に荷重を負荷して摺り合わせることにより待機状態とする。この待機状態において耐火性パッキン材１は少なくとも８００℃以上の温度域に達するので耐火性パッキン材１は十分に硬化する。
【００２０】
ストッパ４を引き上げて開弁するときは、耐火性パッキン材１は確実に硬化しているためストッパヘッド５に強固に固着されており、ゲート孔２ａには離型処理３が施されているのでゲート孔２ａから容易に離間して開弁される。またこの場合においても耐火性パッキン材１は十分に硬化しているため粉化によるコンタミネーションを起こすことはない。
【００２１】
上記耐火性パッキン材１の材質としては、バインダに酢酸ビニル水エマルジョン系、またはスチレン−ブタジエンラテックス系を使用し、無機耐火物粉末と無機繊維を併用して、８００℃に達したとき強度を発現する組成物により成形した成形体である。
【００２２】
次に本発明によるパッキン（本発明品と表示）と比較品との化学組成と物理特性との比較を表１に示す。
【００２３】
【表１】
0003957951.tif 000002
上記表中、比較品１、２は可撓性ボード、比較品３、４は当社製品（製品名：ＣＲＸ−ＳＡ９、ＣＲＸ−ＳＡ７）を示す。
【００２４】
上記の比較において、シール性に関しては本発明品と比較品とも略同じ結果が得られており、シール性に対する品質の優劣はみられなかった。
【００２５】
焼結特性に関して曲げ強度で評価してみると、Ａｌ溶湯温度が１２００℃以上の場合で、本発明品および比較品とも曲げ強度が５．０ＭＰａ以上となり、パッキン材が焼結してパッキン材中の耐火原料の粉化が発生しないことから、溶湯内に耐火原料が混入することはなく、コンタミネーションの発生もない。
【００２６】
これに対しＡｌ溶湯温度が１２００℃未満の場合では、比較品の曲げ強度が３．０ＭＰａ以下に落ち、パッキン材が焼結せずにパッキン材の中の耐火原料の粉化が発生し、コンタミネーションの原因となる。一方、本発明品は上記の条件においても５．０ＭＰａ乃至それ以上の曲げ強度を発現しており、パッキン材中の耐火原料の粉化も生じることがなく、コンタミネーションを起こすこともない。したがって本発明品は８００℃以上で強度を発現し、比較品に比べて２倍以上の強度を示している。
【００２７】
前記実施形態において使用する離型材の材質としては、例えば本件出願人の出願による特許第１３８８６３７号に示す組成物を使用することができる。そのほか下記表２に示す離型材を使用してもよい。
【００２８】
【表２】
0003957951.tif 000003
上記離型材の塗膜厚は０．０５〜０．５ｍｍの範囲とするのがよく、より好ましくは０．１〜０．２ｍｍとするのがよい結果が得られる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ストッパヘッドとゲート孔との摺り合わせに要する時間を大幅に短縮することができ、湯漏れのトラブルの発生も皆無とすることができた。また本発明によるパッキンにより、すべてのアルミニウム溶湯においてコンタミネーションによる不良品の発生もなく、安定して使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す断面図。
【図２】同、他の実施形態を示す断面図。
【符号の説明】
１  耐火性パッキン材
２  ゲート
２ａ  ゲート孔
３  離型処理（離型材塗膜）
４  ストッパ
５  ストッパヘッド
【図１】
0003957951.tif 000004
【図２】
0003957951.tif 000005