JPH01312024A - 溶融金属中の非金属介在物の除去装置 - 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、溶融金属中の非金属介在物を分離除去する装
置に関する。

［従来の技術１ 従来、溶融金属中の非金属介在物を分離除去する手段と
して、溶融金属収納容器の底部より微細な不活性ガスを
吹込み、非金属介在物の浮上分離を促進する手段、オー
バーフロー堰を用いて溶融金属の流れのショートパスを
減少させ、浮上分離を促進する手段等が採られている。

また、近年、溶融金属を水平に回転させ、溶融金属と非
金属介在物の密度差によって生しる遠心力の差を利用し
、非金属介在物を回転中心に集中分離する手段がある。

（特開昭５８−２２３１７） しかしながら、これらの従来の技術は、非金属介在物が
少しでもあると鋳造品の欠陥となるような場合に対して
は、その非金属介在物除去の効果は不十分てあった。

特に特開昭６３−３８５１４に開示されるように、非常
に高い回転数で溶融金属を回転させた場合、小さな径の
非金属介在物まで除去することが可能であるが、この際
、必ず、回転流によって生しる空気巻き込みによる溶融
金属の上面の空気酸化や耐火物の溶損等が同時に進行し
、容器内で生成される非金属介在物（以下、外来性非金
属介在物と記す）が急激に増加し、大型の非金属介在物
が流出することになる。

この対策として、耐摩耗性の優れた高価な耐火物を容器
の全体にわたって使用し、また、空気酸化を防止するた
め、容器全体を不活性ガス等でシールする必要があり、
コストアップになるという問題が発生した。

［発明が解決しようとする課題〕 本発明は、以上のような問題点を解決するもので、溶融
金属中の非金属介在物を分離除去することが効果的かつ
経済的に可能な溶融金属中の非金属介在物の除去装置を
提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 計算機シミュレーションによって、溶融金属を水平回転
させることにより、転炉と同程度の非常に大きな撹拌動
力密度が得られることが明らかとなった。小型モデル実
験の結果、この時の溶融金属内の非金属介在物は、この
大きな撹拌エネルギーによって、合体、凝集が促進され
、粗大化することを発見した。

また、溶融金属を回転させる回流槽中て生ずる外来性非
金属介在物は、耐火物の溶損によって生しるため大型の
非金属介在物が多いことが分った。すなわち、回流槽か
ら流出する溶融金属中に存在する非金属介在物は、通常
に比べて大型のものが非常に多いことになる。

以上の知見に基づき、本発明では、溶融金属に水平回転
を与える回流槽を設け、例えば回転磁場発生装置を付設
し、ここで比較的小さな非金属介在物を回転撹拌によっ
て粗大化させ、かつ回流槽で生成される大型の外来性非
金属介在物を、回流槽中に隣接して設けた、オーバーフ
ロー堰を持つ浮上槽内で、粗大化した非金属介在物と共
に浮上分離するか、浮上槽内でガスを吹込み浮上分離し
、その後流出口から溶融金属を流出させる装置を開発し
た。

［作用１ 溶融金属を高い回転数で水平回転させると、大きな撹拌
エネルギーによって、非金属介在物の遠心分離効果に加
えて、非金属介在物間の合体、凝集が起こり、非金属介
在物が粗大化される。この効果によって、通常、浮上に
よって分離することができない小さな非金属介在物を大
型化することが可能となる。

しかしながら、これと同時に耐火物の溶損や、上面から
の空気酸化によって大型の非金属介在物が生成され、溶
融金属の清浄化を阻害する弊害が生じた。

そこで、本発明では生成される大型の外来性非金属介在
物の流出を防止するため、溶融金属に水平回転を与える
回流槽およびオーバーフロー堰を持つ浮上槽を直結した
装置を開発した。

この装置によれば、回流槽で溶融金属中に含まれる非金
属介在物を分離し、その際に生成される大型の外来性非
金属介在物を、直結したオーバーフロー堰を持つ浮上槽
で浮上分離させることにより、流出口から出る溶融金属
中の非金属介在物を著しく減少させることができる。

この作用により、従来の溶融金属を回転させ非金属介在
物を分離する方法において問題となる大型の外来性非金
属介在物の完全な分離が可能となる。

また、上述の効果だけてな（、さらに回流槽では撹拌エ
ネルギーによる非金属介在物の合体、凝集によって非金
属介在物が大型化し、オーバーフロー堰を持つ浮上槽で
は、比較的大きな径の非金属介在物の分離に効果的であ
るため、回流槽と、オーバーフロー堰を持つ槽とを組み
合わせることにより、非常に効果的に非金属介在物を分
離することが可能となる。

また、回流槽に用いる回転磁場発生装置を、第１図に示
すような半円柱状にすることによって、中間容器全体を
コンパクトにすることが可能となる。また、堰を多段に
設けることにより、非金属介在物の分離を一層高めるこ
とも可能である。

また、回流槽につながる浮上槽内で浮上分離を促進する
方法として、浮上槽の底部または下側部よりガスバブリ
ングを行う、あるいは溶融金属の流れを制動する電磁ブ
レーキ装置を浮上槽の外側に設置することも効果的であ
る。

［実施例１ 第１図に本発明装置の実施例を示した。この装置は、回
流槽１１と、ａ−１−槽１２とを連設し−Ｃ構成され、
溶融金属は流入口４から導入され、回転磁場発生装置２
によって回転を与えられ、小さな非金属介在物を除去し
、次いてオーバーフロー堰３をもつ浮上槽１２て非金属
介在物を浮１−分離し流出］」５から流出する。なお、
回流槽の溶融金属表面は不活性ガスシール領域６を形成
しである。

この装置を用いて、Ｓ　Ｕ　Ｓ　３０４相当のスデンレ
ス溶鋼１００トンを流通さぜ、回流槽１１の出［」」３
よび流出口５からそれぞれサンプリングを行い、トータ
ル酸素分析および非金属介在物の抽出を行った。

溶鋼回転数的７０　ｒ　ｐ　ｍ、スルーブツト量平均］
トン／分の時の１・−タル酸素分析および非金属介在物
の抽出結果を、それぞれ第２図、第３図に示す。

第３図において、斜線を施した部分は流出口５からリー
ンブリングした試料のスライム抽出結果を示し、白い部
分を含む棒グラフ全体の値は、回流槽１］の出口からサ
ンプリングした試料のスライム抽出結果を示した。

第２図、第３区から（８錨１を回転させる回流槽と、オ
ーバーフロー堰を持つ浮」−槽を組合わせることによっ
て、１−一タル酸素竜、非金属介在物量ともに著しく減
少することが分る。

特に回流槽内て生成される外来性非金属介在物および撹
拌エネルギーによる非金属介在物の凝集によって粗大化
した大ヘリの非金属介在物が、本発明の浮」二種で非常
に効率よく浮上分離されることが明らかとなった。

（発明の効果１ 本発明の装置を用いることにより、非金属介在物を小さ
いものでも大きいものでも効率的に分離することができ
、鋳造品の非金属介在物に起因する欠陥を減少すること
ができ、大幅なコストダウンと製品品質の向上が可能と
なった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の一実施例を示す（ａ）水化断面
図、（ｂ）縦断面図、第２図は各位置からサンプリング
した試料のトータル酸素分析の結果を示すグラフ、第３
図は各位置からサンプリングした試料のスライム抽出に
よる各粒径ごとの非金属介在物量指数を示す棒グラフで
ある。 ■・・−耐火物壁、２・・一回転磁場発生装置、３−・
・オーバルフロー堰、４・・・流入口、５・・・流出口
、６・・・不活性カスシール領域、ＩＪ・・・回流槽、
１２・・−浮−」二種。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　溶融金属を受け入れてこれを水平回転させる回流槽
   と、該回流槽と連接して流出口を備え溶融金属中の非金
   属介在物を浮上させる浮上槽とからなる溶融金属中の非
   金属介在物の除去装置。 ２　非金属介在物の浮上槽にオーバーフロー堰を設けた
   請求項１記載の非金属介在物の除去装置。 ３　非金属介在物の浮上槽の下部または下側部にガス吹
   込口を設けた請求項１または２記載の非金属介在物の除
   去装置。 ４　回流槽に溶融金属を水平回転させる回転磁場発生装
   置を付設した請求項１、２および３記載のいずれかの非
   金属介在物の除去装置。