JPH01170555A - 溶融金属の清浄化方法 - Google Patents
溶融金属の清浄化方法Info
- Publication number
- JPH01170555A JPH01170555A JP62326722A JP32672287A JPH01170555A JP H01170555 A JPH01170555 A JP H01170555A JP 62326722 A JP62326722 A JP 62326722A JP 32672287 A JP32672287 A JP 32672287A JP H01170555 A JPH01170555 A JP H01170555A
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- JP
- Japan
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- molten metal
- gas
- inclusions
- container
- bubbling
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/10—Supplying or treating molten metal
- B22D11/11—Treating the molten metal
- B22D11/116—Refining the metal
- B22D11/117—Refining the metal by treating with gases
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、溶愚金属中に浮遊する介在物を除去する溶
融金属の清浄化方法に関する。
融金属の清浄化方法に関する。
溶融金属中に浮遊する介在物（例えば溶鋼中のアルミナ
系介在物）は、製品品質欠陥の原因となるため、その低
減・除去方法が種々提案されている。
系介在物）は、製品品質欠陥の原因となるため、その低
減・除去方法が種々提案されている。
最も一般的な方法としては、■常圧下で溶器の底から溶
融金属中に不活性ガスをバブリングすることにより、ガ
ス気泡に介在物をトラップさせ、浮上後これを除去する
方法である。又■溶融金属の流れに醸化カルシウム等か
らなるフィルタを挿入し、該フィルタで介在物を除去す
る方法も実施されている。更に■介在物を吸着できる酸
化カルシウム等の固体物を投入することで介在物を除去
する方法もある。そして、■介在物が密度差で浮上若し
くは沈降することで除去する方法が実施されることもあ
る。
融金属中に不活性ガスをバブリングすることにより、ガ
ス気泡に介在物をトラップさせ、浮上後これを除去する
方法である。又■溶融金属の流れに醸化カルシウム等か
らなるフィルタを挿入し、該フィルタで介在物を除去す
る方法も実施されている。更に■介在物を吸着できる酸
化カルシウム等の固体物を投入することで介在物を除去
する方法もある。そして、■介在物が密度差で浮上若し
くは沈降することで除去する方法が実施されることもあ
る。
高級材製造を目的とした場合、溶鋼中のト−タル酸素量
は１０ｐｐｍ以下に抑える必要があるが、このような溶
融金属の超清浄化を上記の各種方法で達成しようとすれ
ば、次のような問題を生じることになる。
は１０ｐｐｍ以下に抑える必要があるが、このような溶
融金属の超清浄化を上記の各種方法で達成しようとすれ
ば、次のような問題を生じることになる。
■の方法では、ガスバブリング領域が、容器底面のガス
吹込み口から上方にすり林状に広がる領域だけであり、
しかも吹込み方法の制約から容器全域からバブリングす
ることは離しいという問題や、バブリングによりできる
気泡径が大きい場合には、該気泡が浮上する際、溶融金
属はその周りを迂回するうに下方に向う流れを生じるた
め、その流れといっしょに微細介在物は気泡を避けて移
動し、微細介在物は気泡にトラップされにくいといった
問題がある。
吹込み口から上方にすり林状に広がる領域だけであり、
しかも吹込み方法の制約から容器全域からバブリングす
ることは離しいという問題や、バブリングによりできる
気泡径が大きい場合には、該気泡が浮上する際、溶融金
属はその周りを迂回するうに下方に向う流れを生じるた
め、その流れといっしょに微細介在物は気泡を避けて移
動し、微細介在物は気泡にトラップされにくいといった
問題がある。
■の方法では、使用されるフィルタとして、微細な介在
物を除去できるものを用いた場合、すぐにつまって除去
不能となることが多い。
物を除去できるものを用いた場合、すぐにつまって除去
不能となることが多い。
又■の方法では、固体物の介在物除去効率が低下した場
合、これを回収する必要が生じるが、その回収に手間が
かかり、回収効率が悪いといった問題がある。
合、これを回収する必要が生じるが、その回収に手間が
かかり、回収効率が悪いといった問題がある。
更に■の方法では、微細介在物はその粒径が小さいため
、浮上又は沈降に時間がかかり、効率が悪い。
、浮上又は沈降に時間がかかり、効率が悪い。
本発明は従来技術のこのような問題を解決するためなさ
れたもので、溶鋼や非鉄金属（例えばアルミ）等の溶融
金属中から、微細介在物をも除去できる方法を提供し、
それによって溶融金属の超清浄化を達成せんとするもの
である。
れたもので、溶鋼や非鉄金属（例えばアルミ）等の溶融
金属中から、微細介在物をも除去できる方法を提供し、
それによって溶融金属の超清浄化を達成せんとするもの
である。
そのため、本発明は、加圧状態にした溶融金属を、それ
に可溶なガスでバブリングして該溶融金属中にガスを溶
解せしめ、その後急速に減圧して溶融金属中に微細ガス
気泡を発生させ、溶融金属中に浮遊する介在物をバブリ
ングによるガス気泡及び減圧により発生した微細ガス気
泡にトラップせしめて、浮上後これを除去するようにし
たことを基本的特徴とするものである。
に可溶なガスでバブリングして該溶融金属中にガスを溶
解せしめ、その後急速に減圧して溶融金属中に微細ガス
気泡を発生させ、溶融金属中に浮遊する介在物をバブリ
ングによるガス気泡及び減圧により発生した微細ガス気
泡にトラップせしめて、浮上後これを除去するようにし
たことを基本的特徴とするものである。
本発明の開発に当っては、上記した従来技術の改良が繰
り返し行なわれたが、結局良い結果が得られず、この種
技術分野の枠を超えて目的物の清浄化技術について広い
範囲で検討が繰り返えされた。このような本発明者等の
鋭意研讃の結果、汚水処理プロセスで使用されているフ
ローテーション技術を基礎に上記構成からなる本発明が
創案された。
り返し行なわれたが、結局良い結果が得られず、この種
技術分野の枠を超えて目的物の清浄化技術について広い
範囲で検討が繰り返えされた。このような本発明者等の
鋭意研讃の結果、汚水処理プロセスで使用されているフ
ローテーション技術を基礎に上記構成からなる本発明が
創案された。
溶融金属中の大きな介在物は、最初のバブリングで、気
泡にトラップされて浮上し、除去される。又加圧状態に
された溶融金属に対しバブリングが行なわれるため、該
溶融金属の攪拌と共にこれに万遍無く多量のガスが溶は
込む。その後の急速な減圧により、溶は込んでいたガス
は微細なガス気泡となって該溶融金属全域から発生し、
この時微細な介在物はガス気泡にトラップされて浮上し
、除去されることになる。
泡にトラップされて浮上し、除去される。又加圧状態に
された溶融金属に対しバブリングが行なわれるため、該
溶融金属の攪拌と共にこれに万遍無く多量のガスが溶は
込む。その後の急速な減圧により、溶は込んでいたガス
は微細なガス気泡となって該溶融金属全域から発生し、
この時微細な介在物はガス気泡にトラップされて浮上し
、除去されることになる。
以上の本発明法は、加圧容器を用いたバッチ処理及びＵ
字型容器を用いた連続処理等により実施することができ
る。
字型容器を用いた連続処理等により実施することができ
る。
第１図（ａ）乃至（ｄ）は、加圧容器（１）を用いた場
合の例を示している。まず同図（ｍｌに示すように加圧
容器（１）に溶融金属（２）を注ぐ。その後同図（ｂ）
に示すように、容器（１）を密閉状態にして加圧し、該
容器（１）底面よりバブリングを行なう、その後調圧弁
（３）を調整するか、同図（ｃ）に示すように、大気開
放した容器（１ａ）に加圧状態のままの溶融金属（２）
を移すことにより、急速に減圧する。最後に同図（ｄ）
に示すように。
合の例を示している。まず同図（ｍｌに示すように加圧
容器（１）に溶融金属（２）を注ぐ。その後同図（ｂ）
に示すように、容器（１）を密閉状態にして加圧し、該
容器（１）底面よりバブリングを行なう、その後調圧弁
（３）を調整するか、同図（ｃ）に示すように、大気開
放した容器（１ａ）に加圧状態のままの溶融金属（２）
を移すことにより、急速に減圧する。最後に同図（ｄ）
に示すように。
浮上した介在物（４）を除去する。尚、前記調圧弁（３
）等により減圧を行なう場合１例えば１０ａｔｍ→７ａ
ｔｍ→４ ａｔｍ→１ ａｔｍというように複数段階に
分けて減圧すれば、そのたびに微細気泡が発生するため
、より効果的である。
）等により減圧を行なう場合１例えば１０ａｔｍ→７ａ
ｔｍ→４ ａｔｍ→１ ａｔｍというように複数段階に
分けて減圧すれば、そのたびに微細気泡が発生するため
、より効果的である。
第２図は、Ｕ字型容器図を用いた場合の例を示している
。該容器α１底部の連通流路（Ｉｚにガスバブリング部
が設けられている。そしてこのような容器（１Ｇでは、
まず−の上端開口Ｉから溶融金属（２）を連続的に投入
する。すると該溶融金Ｍ（２）は、該容３ＣＩＩ内を下
降しながらその自重によって次第に加圧されることにな
る。底部側に達した溶融金属（２）は十分に加圧された
状態にあり、そこへ連通流路α２のがスバブリング部よ
りバブリングが行なわれる。
。該容器α１底部の連通流路（Ｉｚにガスバブリング部
が設けられている。そしてこのような容器（１Ｇでは、
まず−の上端開口Ｉから溶融金属（２）を連続的に投入
する。すると該溶融金Ｍ（２）は、該容３ＣＩＩ内を下
降しながらその自重によって次第に加圧されることにな
る。底部側に達した溶融金属（２）は十分に加圧された
状態にあり、そこへ連通流路α２のがスバブリング部よ
りバブリングが行なわれる。
その後膣連通流路ｕｚより、他方の上端開口罎に向かっ
て容器（１０内を溶融金属（２）が流れる。
て容器（１０内を溶融金属（２）が流れる。
この上昇に伴なって該溶融金属（２）は急速に減圧され
、前記のバブリングにより溶は込んでいたガスが微細な
ガス気泡となって溶融金属（２）中に現われ、介在物を
トラップしながら浮上する。従って前記開口（１３側に
浮いた介在物（４）を除去しながら、そこから連続的に
溶融金属を取り込む。
、前記のバブリングにより溶は込んでいたガスが微細な
ガス気泡となって溶融金属（２）中に現われ、介在物を
トラップしながら浮上する。従って前記開口（１３側に
浮いた介在物（４）を除去しながら、そこから連続的に
溶融金属を取り込む。
尚、一般の製鋼プロセスでバブリング用ガスとして用い
られているものにはアルゴンガス等があるが、溶鋼には
ほとんど溶けない。
られているものにはアルゴンガス等があるが、溶鋼には
ほとんど溶けない。
従って本発明で溶鋼の清浄化を行なう場合、溶鋼に可溶
な窒素や水素をバブリングがスに用いることが考えられ
る。後に溶鋼中に残留したガスを脱ガスすることを考慮
すると、水素が適当であるということになる。又設備的
な制約から、加圧を行なう場合は常圧よりｌ〜ｌ Ｏａ
ｔｍ程度の圧力をかけることにより、又その後の減圧は
該加圧状態より１〜１０ ａｔｍ程度（望ましくは複数
段階に分けて）圧力を下げることにより行なう。
な窒素や水素をバブリングがスに用いることが考えられ
る。後に溶鋼中に残留したガスを脱ガスすることを考慮
すると、水素が適当であるということになる。又設備的
な制約から、加圧を行なう場合は常圧よりｌ〜ｌ Ｏａ
ｔｍ程度の圧力をかけることにより、又その後の減圧は
該加圧状態より１〜１０ ａｔｍ程度（望ましくは複数
段階に分けて）圧力を下げることにより行なう。
以下本発明法の具体的実施例につき説明する。
最初に本発明者等は、第３図に示すような直径２ ｍ
、高さ３ｍの加圧容器（１）を用いてバッチ処理により
本発明法を実施した。
、高さ３ｍの加圧容器（１）を用いてバッチ処理により
本発明法を実施した。
まずｓ ５０ ｔｏｎの溶鋼■を上記容器（１）に注湯
する。そして該容器（１）にフタをし、内部雰囲気をア
ルゴンガスで置換する。その後、加圧容器（１）の底か
ら（Ａｒニア０’Ｊ、ａ２：ａｏ％）の混合ガスを、２
００ ｚ／ｍｉｎの吹込み速度で２０分間ガスバブリン
グする。この時、容器（１）内のガス圧力は３ ａｔｍ
になるように調圧弁（３）で制御する。バブリング終了
後、大気圧にまで減圧し、発生したガス気泡が浮上する
まで約２０分間放置する。最後に溶鋼■を次工程へ移動
した。
する。そして該容器（１）にフタをし、内部雰囲気をア
ルゴンガスで置換する。その後、加圧容器（１）の底か
ら（Ａｒニア０’Ｊ、ａ２：ａｏ％）の混合ガスを、２
００ ｚ／ｍｉｎの吹込み速度で２０分間ガスバブリン
グする。この時、容器（１）内のガス圧力は３ ａｔｍ
になるように調圧弁（３）で制御する。バブリング終了
後、大気圧にまで減圧し、発生したガス気泡が浮上する
まで約２０分間放置する。最後に溶鋼■を次工程へ移動
した。
又従来のがスバブリング法を比較例とするため、はぼ同
様な条件のもとて溶鋼ｓ ｏ ｔｏｎに対し、ガス吹込
み速度４００ ｚ／ｍｉｎで約４０分間アルゴンガスを
その中に吹込む実験も併せて行なった。
様な条件のもとて溶鋼ｓ ｏ ｔｏｎに対し、ガス吹込
み速度４００ ｚ／ｍｉｎで約４０分間アルゴンガスを
その中に吹込む実験も併せて行なった。
第４図は、上記二つの溶鋼処理による溶鋼中のトータル
酸素量の変化の推移を示すグラフ図である。同図によれ
ば、処理前トータル酸素量が８０ ｐｐｍあった溶鋼が
従来法では３０ｐｐｍとなったのに対し、本発明法では
１５ｐｐｍとなり、本発明法の方が溶鋼の清浄化効果に
おいて優れていることがわかる。しかも、バブリングガ
ス量は、従来法では４００ ｚ／ｍ１ｎ＝１６０００Ａ
、本発明法では２００ ｔ／ｍｉｎ ｘ ２０ ｍ１ｎ
＝４０００ｔ（但し、Ａｒガス： ２８００ｔ％ Ｈ２
ガス：１ｚｏｏｔ） となり、ガス量の大幅な減少が
可能となって、ランニングコストを下げることができた
。
酸素量の変化の推移を示すグラフ図である。同図によれ
ば、処理前トータル酸素量が８０ ｐｐｍあった溶鋼が
従来法では３０ｐｐｍとなったのに対し、本発明法では
１５ｐｐｍとなり、本発明法の方が溶鋼の清浄化効果に
おいて優れていることがわかる。しかも、バブリングガ
ス量は、従来法では４００ ｚ／ｍ１ｎ＝１６０００Ａ
、本発明法では２００ ｔ／ｍｉｎ ｘ ２０ ｍ１ｎ
＝４０００ｔ（但し、Ａｒガス： ２８００ｔ％ Ｈ２
ガス：１ｚｏｏｔ） となり、ガス量の大幅な減少が
可能となって、ランニングコストを下げることができた
。
更に１本発明者等は、第５図に示すようなＵ字型容器（
１１を用いて、連続処理により本発明法を実施した。
１１を用いて、連続処理により本発明法を実施した。
この容器（１１各部の寸法は、高さＨ４ｒｎ、容器入側
部の直径Ｅｌｔｔｉ、容器底部の連通路の長さＬ２ｍ、
該連通路の直径ｅ１３０ｃｍ、ガスバブリング部Ａの領
域長さ０２ｍ、容器出側部の直径ｅ２１０ｍであり、容
器出側部には。
部の直径Ｅｌｔｔｉ、容器底部の連通路の長さＬ２ｍ、
該連通路の直径ｅ１３０ｃｍ、ガスバブリング部Ａの領
域長さ０２ｍ、容器出側部の直径ｅ２１０ｍであり、容
器出側部には。
更に処理済み溶鋼■の受容器（１０ａ）が連続して設け
られている。
られている。
そして容器ａ１人側から、溶鋼（至）をｚｓｏｔ／ｈｒ
で連続投入し、又ガスバブリング部人からはＡｒガス：
６０％Ｈ，ガス： ４０％ の組成からなる混合ガスを
２００ ｔ／ｍｉ ｎの速度で溶鋼■中にバブリングし
た。この結果、入側でトータル酸素量８０ ｐｐｍある
溶鋼が、出側の受容器（１０ａ）底部（気泡のないとこ
ろ）に溜ったものを取り出して測定すると１２ ｐｐｍ
となっており、溶鋼の脱酸効果が更に高くなっているこ
とがわかる。
で連続投入し、又ガスバブリング部人からはＡｒガス：
６０％Ｈ，ガス： ４０％ の組成からなる混合ガスを
２００ ｔ／ｍｉ ｎの速度で溶鋼■中にバブリングし
た。この結果、入側でトータル酸素量８０ ｐｐｍある
溶鋼が、出側の受容器（１０ａ）底部（気泡のないとこ
ろ）に溜ったものを取り出して測定すると１２ ｐｐｍ
となっており、溶鋼の脱酸効果が更に高くなっているこ
とがわかる。
以上詳述した本発明に係る溶融金属の清浄化方法によれ
ば、溶融金属中に浮遊する微小介在物についての除去効
率も非常に高くなるため、溶融金属の超清浄化が達成で
きるという優れた効果を有している。
ば、溶融金属中に浮遊する微小介在物についての除去効
率も非常に高くなるため、溶融金属の超清浄化が達成で
きるという優れた効果を有している。
第１図（ａ）乃至（ｄ）は本発明法をバッチ処理で行な
う場合の処理手順を示す説明図、第２図は本発明法を連
続処理で実施する場合の処理状態を示す説明図、第３図
は本発明法をバッチ処理で実施した時に用いた加圧容器
の概略図、第４図は本−実施例の実施結果を示すグラフ
図、第５図は連続処理により本発明法を実施した時に用
いた８字型容器の概略図である。 図中、（１）は加圧容器、鵠は８字型容器、（２）は溶
融金属、■は溶鋼、（３）は調圧弁、（４）は介在物を
各示す。 特許出願人 日本鋼管株式会社 発 明 者 石 井 俊 夫同
大久保 豊 岡 福 １） 脩 三代理
人弁理士 吉 原 省 三同 同
苫米地 正 敏 図面の１月ＩＰ（内容に変更なし） 第 ３ 図 第４図 処理時開（力） 第５図 手続補正書（自制 昭和６３年１０月２８日
う場合の処理手順を示す説明図、第２図は本発明法を連
続処理で実施する場合の処理状態を示す説明図、第３図
は本発明法をバッチ処理で実施した時に用いた加圧容器
の概略図、第４図は本−実施例の実施結果を示すグラフ
図、第５図は連続処理により本発明法を実施した時に用
いた８字型容器の概略図である。 図中、（１）は加圧容器、鵠は８字型容器、（２）は溶
融金属、■は溶鋼、（３）は調圧弁、（４）は介在物を
各示す。 特許出願人 日本鋼管株式会社 発 明 者 石 井 俊 夫同
大久保 豊 岡 福 １） 脩 三代理
人弁理士 吉 原 省 三同 同
苫米地 正 敏 図面の１月ＩＰ（内容に変更なし） 第 ３ 図 第４図 処理時開（力） 第５図 手続補正書（自制 昭和６３年１０月２８日
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、加圧状態にした溶融金属を、それに可 溶なガスでバブリングして該溶融金属中 にガスを溶解せしめ、その後急速に減圧 して溶融金属中に微細ガス気泡を発生さ せ、溶融金属中に浮遊する介在物をバブ リングによるガス気泡及び減圧により発 生した微細ガス気泡にトラップせしめて、 浮上後これを除去することを特徴とする 溶融金属の清浄化方法。 ２、前項記載の溶融金属の清浄化方法にお いて、減圧を複数段階に分けて行なうこ とを特徴とする特許請求の範囲第１項記 載の溶融金属の清浄化方法。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62326722A JPH01170555A (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 溶融金属の清浄化方法 |
| AU27038/88A AU605949B2 (en) | 1987-12-25 | 1988-12-19 | Method for cleaning molten metal and apparatus therefor |
| DE88121503T DE3883190T2 (de) | 1987-12-25 | 1988-12-22 | Verfahren und Vorrichtung zum Feinen von Metallschmelzen. |
| EP88121503A EP0322763B1 (en) | 1987-12-25 | 1988-12-22 | Method for cleaning molten metal and apparatus therefor |
| CA000586963A CA1337744C (en) | 1987-12-25 | 1988-12-23 | Method for cleaning molten metal and apparatus therefor |
| KR1019880017424A KR930005065B1 (ko) | 1987-12-25 | 1988-12-24 | 용융금속의 청정화방법 및 그 장치 |
| BR888806870A BR8806870A (pt) | 1987-12-25 | 1988-12-26 | Metodo e aparelho para limpeza de metal em fusao |
| US07/516,478 US5091000A (en) | 1987-12-25 | 1990-04-30 | Method for cleaning molten metal and apparatus therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62326722A JPH01170555A (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 溶融金属の清浄化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01170555A true JPH01170555A (ja) | 1989-07-05 |
| JPH055575B2 JPH055575B2 (ja) | 1993-01-22 |
Family
ID=18190945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62326722A Granted JPH01170555A (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 溶融金属の清浄化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01170555A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57192214A (en) * | 1981-05-18 | 1982-11-26 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Molten steel-refining method and apparatus therefor |
| JPS5858220A (ja) * | 1981-10-01 | 1983-04-06 | Nippon Steel Corp | 取鍋内溶鋼の清浄化方法 |
| JPS62192240A (ja) * | 1986-02-19 | 1987-08-22 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 溶湯バブリング装置 |
-
1987
- 1987-12-25 JP JP62326722A patent/JPH01170555A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57192214A (en) * | 1981-05-18 | 1982-11-26 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Molten steel-refining method and apparatus therefor |
| JPS5858220A (ja) * | 1981-10-01 | 1983-04-06 | Nippon Steel Corp | 取鍋内溶鋼の清浄化方法 |
| JPS62192240A (ja) * | 1986-02-19 | 1987-08-22 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 溶湯バブリング装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH055575B2 (ja) | 1993-01-22 |
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