JPH01176042A - 液体金属濾過用濾過媒体の形成方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、液体金属用濾過媒体（フィルター）の形成方
法、液体金属濾過媒体、液体金属のろ過方法、そのよう
な濾過を促進するのに有用な金属基複合体、そのような
複合体を製造する方法、およびこの複合体の鋳造物を含
む濾過媒体カートリッジに関する。

従来の技術および問題点 一般に液体金属は鋳造物に有害な種々の介在物を含んで
いる。軽金属たとえば液体アルミニウムおよびその合金
の場合、介在物としては酸化物フィルム、スピネル、ほ
う化物等がある。したがって鋳造物の品質を向上させる
ために鋳造前に金属を炉遇するのが普通である。

液体アルミニウムを炉遇する従来の方法はこの金属を多
孔質セラミックブロック中を通すことである。これは炭
化けい素もしくはアルミナチップの焼結ブロックの形の
発泡セラミック濾過媒体もしくは剛質体濾過媒体である
。

場合によって、たとえば比較的清浄な金属をろ過する場
合には、発泡セラミック濾過媒体は本来高多孔質である
ため、濾過効率は低くかつ信顛性が低い、剛質体濾過媒
体は、効率は本来高いが液体金属中の介在物を捕獲して
目詰まりを起こしやすい。実際、場合によっては、剛質
媒体は一回の鋳造で完全に目詰まりを起こすので、その
ような用途には使えないことがある。更に、下地処理の
困難な剛質体濾過媒体もある。

本明細書中で濾過媒体の「下地処理」とは、濾過媒体中
を金属が流れ始める際に濾過媒体の内面が完全に濡れる
ようにすることをいう。このように完全な濡れ状態にな
いと、金属の流通開始が妨げられる、使用可能な濾過媒
体の面積および体積を充分に使用しない、濾過媒体の後
部に早期に静止金属が堆積して介在物の捕獲および放出
の効率および信鯨性が低下する、といった問題が生ずる
。

以下余白 問題点を解決するための手段 本発明の内容の１つは、ろ過される液体金属の流路内の
不活性で且つ該液体金属を透過する基体上に、該液体金
属中で安定な粒子を該液体金属からろ過分離するための
が過ケーキの形成方法において、該粒子を該基体の上流
の該流路内に堆積させて少なくとも部分的に該液体金属
の流れによって支持させかつ該基体上に予め濡らされ予
め下地処理されたろ過ケーキとして分散させることを特
徴とするろ過ケーキの形成方法である。

更に本発明は上記の形成方法に従ってかつそのような濾
過媒体を用いて液体金属をろ過する方法に従って形成さ
れた液体金属濾過媒体をも提供する。

本発明のいくつかの実施態様は、濾過される合金と異な
るが混合可能な金属で形成された金属基複合体でかつこ
の金属基複合体の合金によって既に濡らされている安定
な粒子を含む金属基複合体を利用する。

本発明のもう１つの内容は、液体状態の軽金属合金中で
安定な粒子を含有する該軽金属合金から金属基複合体を
製造する方法であって、（１）液体金属合金の溶湯を炉
内に保持する工程、（２）該合金の第１領域のみを撹拌
し、該合金の第２領域は実質的に撹乱しない工程、およ
び（３）撹拌作用の継続によって該粒子が該第１Ｎ域を
通して移動して該第２領域でスラリーを形成するような
速度で、該粒子を該第１領域に加える工程 を含んで成る金属基複合体の製造方法である。

本発明に従って製造される金属基複合体は、本明細書中
で説明される基体上のろ過ケーキの形成においてスラリ
ーまたは鋳造生成物として用いることができる。

更に、本発明は、金属基複合体の鋳造生成物を含む液体
金属透過性ケーシングを含んで成り、濾過される液体金
属の流路内に配置されたときに鋳造生成物が急速に融解
して含有粒子を基体上に濾過ケーキとして堆積させる濾
過媒体カートリッジをも提供する。この場合、基体はカ
ートリッジの外部にあっても、カートリッジの下部領域
として形成されてもよい。

本明細書で「基体」とは、濾過ケーキを安定に支持しか
つ液体金属透過性のあるものを指す。液体アルミニウム
およびその合金を炉遇するために用いる基体としては、
たとえばセラミックブロック、発泡セラミックが過媒体
、剛質体濾過媒体、ルーズな粒状体床、有孔セラミック
板もしくはグリッド、またはガラス繊維織物がある。

以下に、添付図面を参照して、実施例によって本発明を
更に詳しく説明する。

実施例 第１図において、濾過装置は液体アルミニウムもしくは
アルミニウム合金２を矢印Ａ１〜Ａ３の方向に搬送する
ほぼ水平に伸びた樋１を有する。

濾過装置の底部３は、下向きに伸びた壁部４に連なり、
５でわずかに下向きに続き更に６で上向きに傾斜して底
部３のレベルに達する。濾過装置を横断して伸びる障壁
７は、部分５の中間領域と対向しかつこれと間隔をおい
ている。液体金属は矢印Ａ１の位置では水平に流れ、鉛
直に下降し、矢印Ａ２の位置で鋭角に水平上向きに流れ
、そしてＡ３で再び水平に流れる。鎖線８は多孔質基体
を示す。これは、濾過に寄与しない開口部を具備する板
もしくはスクリーンを含む、基体は、発泡セラミック濾
過媒体もしくは剛質体が過媒体のような多孔質セラミッ
クブロックでもよい。

基体上のろ過媒体の形成に先だって、寸法範囲が３００
〜１７００ｎの粒状物質（たとえば板状アルミナ）を液
体アルミニウム中での濡れ性を高めるために処理する。

この処理には、粒子を、銀、銅、ニッケル、チタン、２
ほう化チタン、またはこの液体金属に本来濡れるその他
の金属間化合物で表面被覆する方法がある。あるいは、
この被覆を粒子を濡らす弗化物含有フラックスで行なう
こともできる。しかし、望ましい方法は、ろ過される合
金と容易に混合可能なアルミニウム合金と粒子を予め混
合して、半固体状スラリーもしくはその鋳造生成物とし
ての金属基複合体として、ろ過される合金に加えること
である。

このように処理した粒子（液体アルミニウムよりも密度
が大きい）を樋１のたとえば点ＢとＣの間に導入する。

これらの粒子は、単独で被覆された粒子として導入され
ても、あるいは半固体状スラリーもしくはその鋳造生成
物の形の金属基複合体として導入されても、樋１の中の
液体金属の流れおよび重力の影響で分散して搬送され、
９　（第２図）で基体８上に堆積する。これらの粒子は
ほぼ均等に堆積して、１０で示すように基体８と明瞭な
界面を形成する。堆積した粒子９は分離状態を維持して
おり、重力と矢印りで示した液体金属の連続した流れと
によって基体に保持される。

基体上への粒子の堆積はす早く完了することが有利なこ
とを見出した。まず第一に、粒子間の橋渡しは基体への
粒子の到着頻度が高い場合に良好に行なわれる。橋渡し
が良好であれば、粒子が基体の孔を貫通する機会が減少
し、より多孔質のろ過ケーキが形成される。第二に、本
発明者は、濾過ケーキの形成が完了するまでは、濾過ケ
ーキが介在物を液体金属から分離残留させる能力は低い
ことを見出した。

濾過ケーキを形成するために液体金属に粒子を加える最
適速度は、濾過ユニットの形状、液体金属の流速、およ
びケーキを保持するのに用いる基体のタイプに依存する
。粒子を金属基複合体中に含ませて半固体状スラリーも
しくはその鋳造生成物の形にした場合には、望ましい粒
子堆積速度は次のようにして得られる。

（ａ）金属基複合体中の粒子の体積率をあらかじめ制御
し、 （ｂ）鋳造生成物についてはその寸法および形状を制御
し、かつ （ｃ）　濾過される液体金属の流速を制御する。

本発明者は、最適な結果を得るために、半固体状スラリ
ー中およびそれから得られる鋳造生成物中の粒子の体積
率をできるだけ大きくすることが通常望ましいことを見
出した。これを行なうためには特殊な混合方法を行なう
。

本発明者は、この混合方法におけるいくつがの重要な要
因を見出した。すなわち、 （１）予め粒子と混合される金属の温度、（２）混合容
器上の雰囲気の制御、 （３）混合帯域中で懸濁状態に維持される粒子の刻々の
体積率、および （４）混合操作自体 である。

−ａ的に望ましいのは、液体金属に加えられた粒子が望
ましい「滞留」時間を費して混合帯域を通過してから充
分に「濡らされた」スラリーを形成するように、混合容
器内の液体金属の上部のみを撹拌することである。

撹拌法は容器内に大規模な渦を発生させるので、むしろ
「包み込み」法を用いる方が望ましい、これによって、
粒子の凝集によるクラスターの形成が回避される。クラ
スターは再び分散し難くかつ早期に浮上したり沈降した
りするので粒子の充分な濡れが行なわれない、更に、一
般的に望ましいのは、粒子や液体金属が雰囲気と反応す
る傾向がある場合には、金属表面上を不活性もしくは制
御された雰囲気とすることである。

次に、鋳造生成物の準備について説明する。

アルミニウム合金と板状アルミナ粒子とから次の方法で
１８個のブリケットを形成した。

寸法範囲６００〜１１００ｍにふるいで調整した板状ア
ルミナ２５ｋｇを洗浄してダストを除去した後乾燥した
。このアルミナを約２ｋｇ／ｗｉｎの速度で、溶融アル
ミニウム合金５０ｋｇを容れたるつぼに添加した。この
合金は約１．３ｔｓｔ％のマグネシウムを含有している
もので、初期の温度は約８００℃であった。アルミナの
添加中に、包み込み作用を用いた機械的な合金の撹拌に
よって、アルミナを溶融合金に急速に浸漬させて濡れさ
せた。これによって形成されたスラリーを取鍋で運搬し
てから振動鋳造テーブル上で切欠付棒材として鋳込み、
そこで凝固させた。各々の重量が約２　ｋｇの１８個の
ブリゲットが得られた。アルミナの添加完了後のるつぼ
からアルミニウム合金の試料を採取した。試料の１つを
発光分光光度法によって分析した。

分析結果を重量％で以下に示す。

けい素　鉄　　鋼　マンガン　マグネシウム０．０９　
０．３９　０．００１　０．００６　　　１．０９クロ
ム　亜鉛　　チタン ０．００１　０．０１５　０．００１ ブリケツトの１つを切断し研磨してからイメージアナラ
イザーで解析して、ブリケット中のアルミナの比率を測
定した。アルミナの比率は６２ｖｏＡ％であり、この値
は約７１−ｔ％に相当する。

このＶＯＷ％より少ないアルミナを含有するブリケット
は次のようにして準備できる。適当量のスラリーが形成
された後に混合容器全体を撹拌することによって残りの
混合物の温度を液体金属の凝固開始する温度に降下させ
てから上記の例と同様にして３相生成物を鋳造する。こ
れによって、固体アルミニウム合金のデンドライトと共
に散在した粒子（たとえばアルミナ粒子）の状態が得ら
れる。

第３図に示す混合炉１１は第１および第２の部分１２お
よび１３を有し、これらの部分を分離する壁１４の下端
１５は部分１２から部分１３まで下向きに傾斜した底部
１６との間に間隔をあけられている。この炉はふた１７
を有し、液体アルミニウム合金１８が炉内で８００〜９
００℃に保持されている。部分１２の第１　（上部）領
域には撹拌装置２０が設けられており、この撹拌装置２
０は鎖線２１で示した水平軸の回りをほぼ四角形の進路
に従って動くように強制されており、それによって液体
金属「包み込み」運動を起こさせる。寸法範囲が３００
〜１７００−の板状アルミナの粒子（液体金属よりも相
対的に密度が大きい）がふた１７の開口部（図示せず）
を通して導入されて領域１９の中に降下しそこで撹拌装
置２０の運動によって液体金属中に繰返し「包み込」ま
れる。この撹拌運動によって、粒子が領域１９に、撹拌
なしでこの領域１９を降下するのに要するよりも長い時
間、分離懸濁状態で保持される。最終的に粒子は領域１
９を去り、実質的に撹乱されていない２３の位置の液体
金属中を自由降下して炉の第２（下部）領域２４に到達
し、そこでスラリー２５となって底部１６を滑り降りて
炉の部分１３に入る。ここでアルキメデスのスクリュウ
コンベヤー２６がスラリーを炉外へ運び出し、そこでス
ラリーは適当な鋳造物として鋳造され得る。スラリーは
棒状もしくはサドル状の粒体もしくは同様の形に圧搾鋳
造されることが望ましい。

領域２４への粒子の自由降下によって、前記のように高
い体積率で粒子がスラリー中に堆積できる。また、既に
説明したように、スラリーをスラリー上の液体金属と混
合して、後で行なう濾過工程（以下に説明）で有用な低
体積率で粒子を含む生成物を生成させることができる。

以下に、本発明に従って種々に制御を変化させた液体金
属の鋳造および鋳造物のろ過の例を説明する。

前述のように粒子は液体金属よりも密度が大きいと仮定
してきたが、このことは必ずしも必要ではない。もしも
粒子の方が相対的に密度が小さい場合には、第１Ｎ域１
９を炉の下部とし、第２領域を上部にすればよい、この
場合には、粒子は炉の下部に導入され、そこで液体金属
中へ「包み込」まれる。次に粒子は炉の上部へ上昇して
除去可能なスラリーを形成する。

〔例１〕 組成がへＡ３００４規格内にある直径２４０ｍｘ長さ３
．２ｍの一連の押出ビレットを鋳造した。いずれのビレ
ットについても、６平方ｉｎ、３０ｐｐｉの発泡セラミ
ック濾過媒体（略号：　ＣＦＦ）で液体金属を炉遇した
。鋳造結果を第１表にまとめて示す。

以下余白 鋳造Ｎ１１Ｌ１および８は通常の操作態様で発泡セラミ
ック濾過媒体を使用した制御鋳造である。Ａｌｃａｎ特
許ＬｉＭＣＡ法（後に説明）を使用して濾過前とが過後
の金属の清浄度をインライン測定した。このデータから
、２０，１５１を超える介在物の除去についての効率の
値はＮａｌと嵐８でそれぞれ５４．８％と−１３，４％
である。後者の効率が負の値になっているのは、発泡セ
ラミック濾過媒体から塊状の介在物が放出されることと
関係する。

鋳造１１１１１Ｌ２〜７は、本発明に従った別の態様の
インゴット鋳造の結果である。表から明らかなように、
この例の材料については７００〜１４００μの粒子のろ
過媒体への添加は、撹拌によって直接添加しても（ＮＩ
Ａ２）、液体懸濁状態にしてから添加しても（ｌｌｈＡ
３）、効率は全く向上しないが、３００〜７００Ｂの粒
子の添加は、液体懸濁状態でも（隘４．５．６）、予め
タブレットにして添加しても（ｍ７）、効率は９５．５
％より高くなる。

第１２　、１３　、１４、および１５図に、それぞれ鋳
造磁Ａ４．Ａ５．Ａ６、およびＡ７についての介在物除
去効率（濾過効率）を介在物寸法に対して示す。

３００〜７００−の粒子を添加すると介在物寸法の全範
囲について効率は９５％より高くなっているが、通常の
発泡セラミック濾過媒体（ＯＦＦ）のみの場合には、微
細介在物の除去効率は高々５０％に過ぎず、４０ｔｎａ
を超える介在物が（ＯＦＦから）かなり放出されている
。

〔例２〕 発泡セラミックで炉遇した４個の７１５０合金鋳造物鋳
造物て、泡過前後で測定を行なった。

第１６図に、７１５０合金中の介在物量に対する発泡セ
ラミック濾過媒体単独の効果を示す（鋳造患９）。２０
〜３００μの介在物全体について聡濾過効率は６８．８
％であった。濾過後に幾分ＣＦＦからの介在物放出が認
められた（図示せず）。場合によっては、粗大介在物の
量は濾過媒体に入る量よりも出る量の方が多くなること
が実際にあり得る。

第１７図に、３００〜７００Ｊｎａの泥過媒体粒子を添
加した場合の効果を示す（鋳造ＮｌＡｌ０）。添加は鋳
造後２０分経過した時点で行なった。図から、濾過媒体
粒子の添加によって濾過効率が５５％から８０％に向上
したことがわかる。しかし、この鋳造物の場合の粒子添
加では十分に満足な結果は得られておらず、これは添加
が比較的不足していたことによるものと思われる。

第１８図に、同様に、３００〜７００−の粒子を添加し
た結果を示す（鋳造１１ｋｔＡ１１）。この場合には、
より許容可能な結果が得られた。添加が十分に作用する
までの遷移時間は普通の場合よりも長かった。図中に示
した９〜７７分で得られた値は遷移時間中の測定値を含
み、２３〜７７分の値はこの遷移時間を無視した値であ
る。これら２通りの測定についての総効率はそれぞれ９
８から９９．２％であった。

第１９図に、７００〜１４００，１ｍのろ過媒体材料を
添加して良好な結果を得た例を示す（鋳造Ｎｌｌ　Ａ　
Ｉ２）。

添加しない場合は総効率は５９％であったのに対して、
添加によって総効率９９．０％が達成された（濾過後の
測定数は３）。ブリケットとして添加後介在物量が均等
に低下するまでには、やはり数分間の遷移時間があった
。添加後６分の測定時点には安定状態になっていたと考
えられる。

より粗大なブリケットを用いた結果、金属の先頭位置は
効率の低下なしにより低くなった。

先頭位置（鋳造ＮｃＬＡＩＩ）　＝端部で高さ７０先頭
位置（鋳造ＮｌＡ１２）　＝端部で高さ１〜２１〔例３
〕 組成がＡＡ７１５０規格内にある直径４００ｍｘ長さ３
、　Ｏｍの押出ビレットを鋳造した。本発明の一態様に
従って金属をろ過した。濾過媒体は１５０ｍ”、３０ｐ
ｐｉの発泡セラミック濾過媒体基体を含んでおり、寸法
範囲３００〜６００角のアルミナ粒子を約７０ｗｔ％含
有するアルミニウム合金のブリケットを、濾過媒体を通
して１５ｋｇ／分の速度で流れる温度７０５℃の液体合
金中に浸漬することによって溶融させた。ブリケットの
浸漬は鋳造開始以後２分の時点で行ない、ブリケットの
溶融は鋳造開始後４分の時点で完了した。濾過媒体の上
流側と下流側でＬｉＭＣＡ測定を行なった結果を第１１
図のグラフに示す。ＬｉＭＣＡ測定は鋳造中の種々の時
刻で、Ｎ２０値について行なった。平均のＮ２０値は濾
過前後についてそれぞれ２６．６にと０．３３にであり
、後者の値は鋳造開始から１１〜５２分の間に行なった
測定から計算した値である。Ｎ２０値に基ずいた総効率
は９８．８％であり、４５遍より大きい介在物について
は１００％であった。効率を第２０図に示す。

以上の例では発泡セラミック濾過媒体基体上に濾過媒体
材料（粒子）を堆積させたが、基体が剛質体濾過媒体で
あっても本発明を効果的に利用できることを確めた。剛
質体濾過媒体の目詰まりが著しく低減した。

更に、鋳造開始時に基体上に濾過媒体を形成することに
加えて、鋳造中に溶湯に濾過媒体材料を供給し続けるこ
とが望ましい。そのためには、最大体積率未満の金属基
複合体の成形棒を用いることができる。

処理されていない粒子を液体金属に添加してもよい場合
もある。

第４図において、作用中のろ過装置１１１を液体アルミ
ニウムもしくはアルミニウム合金１１２が矢印８１〜Ｂ
３の方向に流れている。底部１１３は下向きに伸びた壁
１１４を経て下方底部１１５に連なる。

上向きに伸びた壁１１６は下方底部１１５から伸びて底
部１１３の高さに至る。障壁１１７は濾過装置を横切っ
ており、壁１１４に対向し且つ壁１１４と間隔を置いて
いる。多孔質基体１１８は壁１１４と障壁１１７の下部
との間で水平に伸びている。したがって、液体金属は、
矢印Ｂ１の位置では水平に流れ、多孔質基体１１８を下
向きに通り、次に鉛直に上昇し、そして再び矢印Ｂ３で
示した水平方向に流れる。

下方底部１１５にはドレーンプラグ１１９が設けられて
おり、障壁１１７と流出側Ｂ３とに熱電対が設けられて
いる。フード１２１は濾過装置１１１の上方、基体の領
域に合わせて設置されており、フードの一端に位置する
鉛直枢軸（図示せず）の回りの回転によって水平に移動
可能である。フード１２１の中央には鉛直ガイド１２２
が設けられている。ガイド１２２はフード１２１を貫通
して上方へ伸びている。

ガイド１２２は中空状であり、シャフト１２４がモータ
ー１２３の作動によってガイド１２２内を滑り移動でき
る。シャフト１２４は下端にバスケット１２５を保持す
る。バスケット１２５は濾過装置１１１上方の点線で示
した位置１２５ａから基体１１８直上の実線で示した最
下位置まで移動できる。フード１２１内には到達ボート
（図示せず）が設けられており、バスケット１２５が上
昇位置１２５ａにあるときの到達手段として作用する。

濾過装置の運転中に、バスケットを上昇位置にして到達
ポートを介してバスケット中ヘブリケット１２６を装荷
できる。ブリケットの形状は第４図に仮想的に示したよ
うな棒状でもよく、あるいはサドル形の粒状体にして粒
状体の表面積を大きくすることによって溶融し易くかつ
粒状体間を液体金属が容易に通過して粒状体の濡れ処理
が促進されるようにすることもできる。

液体金属が濾過装置１１１中を流され、流路全体が流れ
る金属で満たされた時点で、バスケット１２５を第４図
の基体１１８直上の位置に降下させる。

濾過装置中を流れる液体金属がブリケット１２６の固体
金属部分を溶融させる。ブリケット中に含有されている
不活性な粒子１２７は重力および金属流の作用下で降下
して基体１１８上に降積し、そこでｐ過ケーキを形成す
る。プリゲットが液体金属に浸漬されてから５分以内で
ブリケット全部が完全に溶融することを見出した。次に
バスケットを上昇位置に引き上げる。その後、濾過処理
の残時間中（典型的には４５〜６０分間）、液体金属は
不活性な粒子１２７のろ過ケーキを通して流され続ける
。

濾過処理が完了したら、ドレーンプラグ１１９を開放し
て濾過装置１１１内の液体金属を抜き出して濾過装置下
方の容器（図示せず）中へ流し込む。

上記の態様では粒子は液体金属よりも密度が大きいと仮
定した。しかし、濾過ケーキを基体の下面に形成して濾
過装置を運転できる場合にはこの仮定はあてはまらない
、この場合、たとえば濾過媒体材料粒子としてムライト
が用いられる。

別の態様としては、粒状体としてのブリケットを多孔質
の剛質収容体で収容する態様も可能である。第５図に、
多孔質底部１２９を有し、ブリケット１２６を収容した
このような収容体１２８を示す。

この態様では、フード１２１、バスケット１２５、およ
びこれらに付随する機構は不要であり、基体１１８を省
略できる。液体金属をろ過装置１１１中に流す前に、収
容体１２８を基体１１８の位置に配置する。液体金属が
流れ始めると、粒状体は溶融し、不活性な濾過媒体粒子
が多孔質底部１２９上に降積して第６図のように濾過ケ
ーキ１３０を形成する。

鋳造過程が終了したら、濾過装置１１１１から液体金属
を抜き取り、濾過ケーキ１３０を保持している収容体１
２８を除去する。したがって、濾過装置内には濾過ケー
キの残層は全く残らず、次に行なう鋳造に合わせて新し
い濾過媒体収容体１２８をただちに設置できる。

第５図および第６図の収容体を用いれば、より精巧に予
め準備されたろ過カートリッジを自在に用意しておき、
これを必要に応じて使用することができる。

第７図および第８図に示したカートリッジ１３１は、セ
ラミック製の皿の形で、セラミックグリッド１３３とし
て形成された底部を有する。底部はガラス繊維織物１３
４で覆われている。この皿形カートリッジは粒状体１２
６で充填され、ガラス繊維織物１３５で覆われている。

第８図は濾過体１３０形成後の状態を示す。

第９図および第１０図に示した別の態様の皿形カートリ
ッジは、全体が発泡セラミック濾過媒体材料１３６で形
成されており、ガラス繊維織物１３５０代りに有孔アル
ミニウム板１３７を使用しである。

本明細書中ではＬｉＭＣ＾に言及している。これはｒＬ
ｉｑｕｉｄ　Ｍｅｔａｌ　Ｃ１ｅａｎｌｉｎｅｓｓ　Ａ
ｎａｌｙｓｉｓ（液体金属清浄度分析）」の頭文字を連
ねたものであり、液体金属中の粒子の濃度および寸法分
布を測定するための方法である。この技術は相対パルス
の原理を利用したものであり、オンラインで測定を行な
ってリアルタイムで表示する。この技術はＡｌｃａｎＩ
ｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｌｉｍｌｔｅｄ社の特許に
なっており、測定の実施例は外部の会議で公表されてい
る。

（Ｒ，１，Ｌ、Ｇｕｔｈｒｉｅ　ａｎｄ　Ｄ、Ａ、Ｄｏ
ｕｔｒｅ、”０ｎ−１ｉｎｅ　ｎ＋ｅａ−ｓｕｒｅｓｅ
ｎｔ　ｏｆ　１ｎｃｌｕｓｉｏｎｓ　ｉｎ　１ｉｑｕｉ
ｄ　ｍｅｌｔｓ　（溶湯中の介在物のオンライン測定）
”、論文提出：　Ｉｎｔｅｒ−ｎａｔｉｏｎａｌ　　Ｓ
ｅｍ１ｎａｒ　ｏｎ　　ｒｅｆｉｎｉｎｇ　ａｎｄ　ａ
ｌｌｏｙｉｎｇ　ｏｆｌｉｑｕｉｄ　Ａｌｕｍｉｎｉｕ
ｍ　ａｎｄ　Ｆｅｒｒｏ−ａｌｌｏｙｓ（アルミニウム
基および鉄基合金の溶湯の精錬および合金化に関する国
際セミナー）、１９８５年８月２６〜２８日、トロンド
ハイム、ノルウェーヲ参照）。

通常、結果の表示は、鋳造過程全体の種々の時点で測定
した「Ｎ２０値」によって行なう。この値は溶融金属中
に存在する２０〜３００ｎの粒子の個数を１０００個／
ｋｇの単位で表わしたものである。この方法は、上記範
囲の介在物粒子寸法区間の調査はできるが、介在物の性
状の特定はできない。

本明細書で用いた「液体金属中で安定な粒子」という表
現中での「安定な」の意味は、「不活性な」という意味
であり、すなわち濡れを促進するには十分な反応性があ
るが、所要時間中は液体金属中で存続しもしくは液体金
属と熱力学的に平衡状態にあるためには十分に非反応的
であることである。

粒子としては、以上説明したアルミナの他、たとえばジ
ルコニア、炭化けい素、ほう化チタンのような耐火性ほ
う化物、あるいはジルコニウム・アルミナイドのような
金属化合物が含まれる。

液体金属濾過用のブリケットの製造用の上記の金属基複
合体には別の用途もあり得る。たとえば、耐圧縮荷重性
が必要な場合の高温ガスケットとして用いることができ
る。更に、熱的、電気的、もしくは音響的な緩衝用とし
ても採用し得る。これらの用途では、最高可能体積率で
ない方が望ましいかもしれない。

以上、本発明をアルミニウムおよびアルミニウム合金と
関係づけて説明したが、本発明は他の金属、合金、特に
鉄基合金やマグネシウムのような軽金属の合金にももち
ろん適用し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、濾過装置を模式的に示す断面図、第２図は、
基体と濾過ケーキとの界面近傍を示す断面図、 第３図は、金属基複合材料を作る装置を示す断面図、 第４図は、別のろ過装置を示す断面図、第５図および第
６図は、それぞれ濾過ケーキ形成前後のろ過カートリッ
ジを模式的に示す断面図、第７図および第８図は、それ
ぞれ濾過ケーキ形成前後の別のろ過カートリッジを模式
的に示す断面図、 第９図および第１０図は、同様に更に別のろ過カートリ
ッジを示す断面図、 第１１図は、濾過前後の介在物測定結果を示すグラフ、
および 第１２図〜第２０図は、濾過効率の測定結果を示すグラ
フである。 １・・・樋、　　　　　　７・・・障壁、８・・・多孔
質基体、　　９・・・堆積した粒子、１０・・・界面、
　　　　１１・・・混合炉、２０・・・撹拌装置、 ２６・・・アルキメデスのスクリュウコンベヤー、１１
１・・・濾過装置、　　１１８・・・多孔質基体、１２
５・・・バスケット、　１２６・・・ブリケット、１２
７・・・不活性な粒子、１２８・・・収容体、１３０・
・・濾過ケーキ、　１３１・・・カートリッジ、１３３
・・・セラミックグリッド、 １３４、１３５・・・ガラス繊維織物、１３６・・・発
泡セラミック濾過媒体材料。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ろ過される液体金属の流路内の不活性で且つ該液体
   金属を透過する基体上に、該液体金属中で安定な粒子を
   該液体金属からろ過分離するためのろ過ケーキの形成方
   法において、該粒子を該基体の上流の該流路内に堆積さ
   せて少なくとも部分的に該液体金属の流れによって支持
   させかつ該基体上に予め濡らされ予め下地処理されたろ
   過ケーキとして分散させることを特徴とするろ過ケーキ
   の形成方法。 ２、最初に該基体を該流路内に配置し、該液体金属を該
   基体中を流し、次に該粒子を該流路内に堆積させる特許
   請求の範囲第１項記載の形成方法。 ３、該粒子中を通る該液体金属の連続的な流れを、該ケ
   ーキを形成する該粒子の初期の集合を補助するために用
   いる特許請求の範囲第１項または第２項に記載の形成方
   法。 ４、流れている該液体金属中で堆積する前に該粒子の濡
   れ性を高める処理を行なう特許請求の範囲第１項から第
   ３項までのいずれか１項に記載の形成方法。 ５、該粒子をろ過される該液体金属と混合可能な適当な
   第２液体金属に加えることによって処理する際に、該第
   ２液体金属を所定温度範囲に所定時間保持すると共に撹
   拌して、該第２液体金属と該粒子との生成スラリーが該
   液体金属に加えられたときに該粒子が該液体金属中に自
   由に分散して該液体金属によって濡らされた状態にする
   特許請求の範囲第４項記載の形成方法。 ６、該粒子を含む該スラリーを鋳造し、得られた鋳造生
   成物を該液体金属に加えることを特徴とする特許請求の
   範囲第５項記載の形成方法。 ７、液体金属透過性の対向する上面および下面を有し該
   下面が該液体金属の該流路内の使用後に除去される基体
   を構成するカートリッジに該鋳造生成物が含有される特
   許請求の範囲第６項記載の形成方法。 ８、該粒子を該液体金属に濡れる物質で被覆して該液体
   金属に直接加える特許請求の範囲第４項または第７項に
   記載の形成方法。 ９、該物質が、銀、銅、ニッケル、チタン、２ほう化チ
   タン、または該液体金属に本来濡れるその他の金属間化
   合物から選択される特許請求の範囲第７項または第８項
   に記載の形成方法。 １０、該物質が弗化物含有フラックスである特許請求の
   範囲第７項または第８項に記載の形成方法。 １１、該基体が板状であって、該液体金属のろ過に実質
   的に寄与しない寸法の開口部を形成されている特許請求
   の範囲第１項から第１０項までのいずれか１項に記載の
   形成方法。１２、該粒子は、該液体金属より密度が大き
   く、部分的に重力により部分的に金属流によって該基本
   の表面上に実質的に均等に分布するように該液体金属内
   で堆積する特許請求の範囲第１項から第１１項までのい
   ずれか１項に記載の形成方法。 １３、該表面上への該粒子の分布が実質的に全部重力に
   よって起るように該粒子がほぼ鉛直に堆積する特許請求
   の範囲第１２項記載の形成方法。 １４、該粒子は該液体金属よりも相対密度が小さく、該
   基体は水平に堆積し、該液体金属が該基体を通して流れ
   るのに伴って該粒子が該基体の下面上に全て沈降によっ
   て堆積する特許請求の範囲第１項から第１１項までのい
   ずれか１項に記載の形成方法。 １５、液体状態の軽金属合金中で安定な粒子を含有する
   該軽金属合金から金属基複合体を製造する方法であって
   、 （１）液体金属合金の溶湯を炉内に保持する工程、 （２）該合金の第１領域のみを撹拌し、該合金の第２領
   域は実質的に撹乱しない工程、および （３）撹拌作用の継続によって該粒子が該第１領域を通
   して移動して該第２領域でスラリーを形成するような速
   度で、該粒子を該第１領域に加える工程 を含んで成る金属基複合体の製造方法。 １６、該第１領域および該第２領域がそれぞれ上部領域
   および下部領域であり、該粒子は該合金よりも相対密度
   が大きい特許請求の範囲第１５項記載の製造方法。 １７、該第１領域から該第２領域への該粒子の移動が、
   該粒子が該第１領域に加えられるのとほぼ等しい速度で
   行なわれる特許請求の範囲第１５項または第１６項に記
   載の製造方法。 １８、該撹拌によって該粒子が該上部領域に、撹拌なし
   でこの領域を降下するのに要するよりも長い時間、保持
   される特許請求の範囲第１６項または第１７項に記載の
   製造方法。１９、最終的に該粒子が実質的に自由に該下
   部領域に降下する特許請求の範囲第１８項記載の製造方
   法。 ２０、該撹拌が該第１領域の合金内に「包み込み」運動
   を起こさせる特許請求の範囲第１５項から第１９項まで
   のいずれか１項に記載の製造方法。 ２１、撹拌装置がほぼ水平軸の進路に従う特許請求の範
   囲第２０項記載の製造方法。