JPH02107726A - アルミニウムおよびアルミニウム合金溶湯の清浄化法 - 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］ 本発明はアルミニウムおよびアルミニウム合金溶湯の清
浄化法に関するものである。

［従来技術］ 現在、アルミニウムおよびアルミニウム合金製品は、電
子分野に使用する材料としての用途の拡大により、今ま
で以」二の品質が要求されてきており、特に、アルミニ
ウムおよびアルミニウム合金中に存在する介在物に起因
する欠陥が重大な問題となっている。

そして、アルミニラ１１およびアルミニウム合金中の介
（Ｅ物は、使用する製品によっては線状欠陥等の原因と
なり好ましくないものである。

このようなアルミニウムおよびアルミニウム合金中の介
在物を溶湯状態にある間に除去する必要がある。

このアルミニウムおよびアルミニウム合金中の介在物を
除去する方法として、大きく別けて、■ガスをアルミニ
ウムおよびアルミニウム合金中に吹き込むことにより、
このガス気泡に介在物を付着させ、溶湯中を浮上さｌ・
て除去する方法。

■多孔体フィルターを使用して濾過する方法。

の２つがある。

■の方法は、主として粗大な介在物を溶湯中に浮上させ
て、除去するのには効果があるが、原理的には気泡を吹
き込むために溶湯が攪拌されるので、溶湯の新たな酸化
により介在物が生じて溶湯中に混入してしまうという問
題がある。

■は多孔体フィルターは、構造上管状、板状おｊ；びボ
ール状として使用されているが、捕集機構が溶湯中に存
在している粗大な酸化物による多孔体フィルター表面の
目詰りを利用することによる表面濾過であるために、例
えば、１μｍ以下の微細な介在物の捕集効率は悪いとい
う問題がある。

また、溶湯としてアルミニウムおよびアルミニウム合金
の清浄化法において、上記■のように濾過法を使用する
場合、非常に微細な介在物、例えば、１μｍ　重役まて
除去する方法として第４図および第５図に示すような表
面濾過法がある。

その一つとして、表面濾過膜を１回設ける方法があるが
（第５図は、フィルターＦの表面に表面濾過膜５を１回
設けた場合を示しており、溶湯流れはＭて示しである。

）、フィルターメツシュを著しく細かくして、目詰りの
促進を図るしのであるが、しかし、実際問題としてはフ
ィルターの圧損抵抗か極めて大きくなり、実用的ではな
い。

他の一つとして、表面濾過膜を複数回設は組み合イ′）
仕る方法があるか（第４図は、フィルターＦの表面に表
面濾過膜５を複数設けた場合を示しており、溶湯流れは
Ｎ１てしめしである。６は微細な介在物を示す。）、こ
の場合はフィルターメツシュを溶湯の流れに従い祖な濾
過膜から密な濾過膜を順次並へていく方法であるが、一
番最後の濾過膜は上記の表面濾過膜を１回設ける場合と
同様にフィルターメツツユを昔しく微細とする必要があ
り、実用的ではない。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は上記に説明した従来の溶湯、即ち、アルミニラ
１１およびアルミニウム合金溶湯中に存在する介在物を
除去する方法の種々の問題点に鑑み、本発明者が鋭位研
究を行ない、検討を重ねた結果、ガス吹き込み法および
表面濾過法では充分に除去することができないアルミニ
ウムおよびアルミニウム合金溶湯中の介在物を完全に除
去することができるアルミニウムおｊ；びアルミニウム
合金溶湯の清浄化法を開発したのである。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係るアルミニウムおよびアルミニウム合金溶湯
の清浄化法の特徴とするところは、成形耐火性多孔体の
内部空間に耐火物粒子を充填したフィルターにより濾過
することにある。

本発明に係るアルミニウドおよびアルミニウム合金溶湯
の清浄化法について、以下詳細に説明する。

即し、本発明に係るアルミニラ１１およびアルミニウム
合金溶湯のｌ＋’Ｆ浄化ｌ去は、アルミニウムおよびア
ルミニウム合金中の介在物を濾過法により除去する方法
であり、成形耐火性多孔体の表面濾過体とこの表面濾過
体の内部空間に充填した耐火物＄５：　ｔ−の内部濾過
体とを組み合わＵ−ろことによって、アルミニウムおよ
びアルミニウム合金溶湯中の介？１日物を除去する方法
である。

内部濾過体は、アルミニウムおよびアルミニウド、合金
溶湯中に存在する介在物を耐火物粒子表面に吸着、乙し
くけ、溶湯の流れの急激な変化により、流れ方向の速度
を０または０に近くして、介在物を耐火物粒子間の空間
に滞留さＵ“て、介在物を捕集１ろのである。

この内部濾過体としての耐火物粒子としては、Ａ　ｌ　
２０３系、Ｓ　＋　０２系、ＭｇＯ系およびコーノライ
ト系等が使用できる。粒径は粒子の表面積をｆｌｌ用ず
ろので、ｌ００７１ｍ〜２０ｍｍの範囲とするのかよい
。

さらに、この内部濾過体の耐火物粒子は表面における介
在物吸容であるから、耐火物と濡れ性のよい介在物の場
合は、単に粉砕するたけでよいか、しかし、濡れ性を向
上させるためにこの耐火物粒子の表面をフラックスでコ
ーティングしてもよい。

また、一般の形状からは耐火物粒子は球状に近い方が溶
湯に対する圧損抵抗が均一化され、流れが円滑となる。

しかし、表面積は低減する。そして、この内部濾過体に
は次に示すような条件が必要である。

（［）耐火物粒子の表面状態 一般に、耐火物粒子の表面とアルミニウムおよびアルミ
ニウム合金溶湯中に存在する介在物との１：１５れ性が
悪く捕集し難いので、 ■耐火物拉子表面に濡れ性を有するように表面処理を行
なう。

■耐火物拉子表面の凹凸を著しくすることによって四賊
的に捕集する。

等の処理を行なう必要がある。

（２）耐火物粒子間の空間の状態 通常、現在使用されている耐火物粒子のメツシュや空間
の状態では、内部濾過効率が極めて悪く、介在物の殆ど
が耐火物粒子を通過してしまい、アルミニウムおよびア
ルミニウム合金溶湯中より介在物を除去することはでき
ないので、耐火物粒子間の空間をさらに微細にする必要
がある。

（３）耐火物粒子の寿命 上記した（２）の説明から、耐火物粒子間空間を微細に
すると、例えば、アルミニウムおよびアルミニウム合金
溶湯中に粗大な酸化膜等が共存した場合、上記したよう
な目詰りが生じて耐火物粒子の寿命が短くなる。

本発明に係るアルミニウムおよびアルミニウム合金溶湯
の？Ｎ浄化法においては、内部濾過体としての耐火物粒
子の寿命を長くするために、アルミニウムおよびアルミ
ニウム合金溶湯中に共存する粗大な介在物、特に、耐火
物粒子寿命に影響を与えるような介在物を充分に除去し
ておく必要があり、そのため、成形耐火性多孔体の表面
濾過体を設けることにより、上記に説明したアルミニウ
ムおよびアルミニウム合金溶湯中の粗大な介在物を除去
した後、この表面濾過体の内部に充填した耐火物粒子よ
りなる内部濾過体により濾過を行なうのである。

本発明に係るアルミニウムおよびアルミニウム合金溶湯
の清浄化法において使用する成形耐火性多孔体の表面濾
過体は、現在においては通常用いられているもので品質
は充分である。

また、この成形耐火性多孔体の材料としては、ＡＩ、０
．３が主成分（９０％以上）とする材料、および、コー
ジライトを主成分とする材料が使用できろ。

そして、粒子の作る空間を利用するために粒径は１００
〜２０００μｍの範囲とするのがよい。

この成形耐火性多孔体を製造する方法の１例を簡単に説
明すると、耐火物粒子と焼成温度において燃焼して消失
してしまう、例えば、有機バインダーを混合して成形し
た後、少なくとム溶渇温度以上の温度（８５０℃以上）
に加熱焼成し、冷却＋÷して製造する。

そして、本発明に係るアルミニウムおよびアルミニウム
合金溶湯の清浄化法において、重要なことは表面濾過体
と内部Ｉき近体との組み合わせである。

従来において、内部濾過が不充分であったのは、内部濾
過体はその形状を得ろために耐火物を成形し、焼成する
ので、内部濾過体か一体物となってしまい、微細な空間
を形成することは困ｆｆｌであっｆコニとと、内部濾過
体の耐火物の表面処理の検討が充分でなかったことか原
因であった。

本発明に係るアルミニラ１１およびアルミニウム合金溶
湯の清浄化法においては、内部濾過体の耐火物の表面処
理を行なう必要がなく、微細な空間を形成づ”るために
は微細な耐火物を使用し、成形、焼成することなく、成
形耐火性多孔体の表面ｌ・！過体の内部に充填すること
により、従って、内部濾過体の耐火物粒子間に任意の空
間を容易に形成ケろことかできろ。

このようにして製造された、本発明に係るアルミニウム
およびアルミニウム合金溶湯の清浄化法において便用す
る、成形耐火性多孔体の表面濾過体の内部空間に：ｌｉ
ｔ大物粒子を充填した内部濾過体よりなるフィルターに
おいて、アルミニウムおよびア２レミニ・り１１合金溶
溶湯表面濾過体を通過後には、この溶湯は大気と接触ず
ろことがないため、新たに特に粗大な酸化物を発生ケる
ことか防上され、かつ、表面濾過体と内部濾過体との構
造および占白する場所をら簡略化ずろことができ、さら
に、内部濾過体の耐火物粒子による圧損に打ち勝つには
、初期ヘッドを従来のフィルターより大きく−・１°る
必要があるが、このことは、表面濾過体と内部濾過体と
よりなるフィルターを固定、保持することにより解決す
ることができる。

次に、本発明に係るアルミニウムおよびアルミニウム合
金溶湯の清浄化法を、図面に示す例により説明する。

第１図は本発明に係るアルミニウムおよびアルミニウム
合金溶湯の清浄化法において、成形耐火性多孔体として
管状のらのを使用した場合の例である。

管状に成形した耐火性多孔体の表面濾過体の内部空間に
耐火物粒子を充填した内部濾過体よりなるフィルターの
断面図であり、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図である。

即ち、第１図および第２図において、管状に成形した耐
火性多孔体１の表面濾過体ドの内部空間に耐火物粒子２
を充填した内部濾過体２′の端には密閉（第３が設けら
れていて、溶湯Ｍが流れ出ないようにしてあり、また、
他端には耐火物粒子２の漏れ１］二め防止多孔体ノール
板４が設けられている。

そして、アルミニウム溶湯Ｍは矢印のように流れろこと
により、管状に成形した耐火性多孔体ｌＩ３よび内ｒ１
＋　ａｔ　ａ体２により、アルミニウム溶湯Ｍ中の介在
物は除去されて清浄なアルミニウム溶湯となるのである
。

まｆコ、第３図は内部濾過体を形成する耐火物粒子２の
池の例を示すしので、編み目状の中空多孔球体とした乙
ので、内部空間を任ひに充分に確保することができろ。

次に、本発明に係るアルミニウムおよびアルミニウム合
金溶湯の清浄化法において、成形耐火性多孔体を板状と
した場合の例を示す。

第４図は容器ｌＯ内の略中央部に隔壁９を容器１０の底
部より若干距離をおいて設置し、この隔壁９と容器１０
の左側の壁の間に２枚の板状の成形耐火性多孔体７．７
を設け、この間に内部濾過体としての耐火物粒子８を充
填した構造のものであり、アルミニウム溶湯Ｍは矢印の
ようにながれて容器１０から次の処理に移される。この
場合ら第１図および第２図において説明したように、ア
ルミニウム溶湯Ｍは板状成形耐火性多孔体７および内部
濾過体の耐火物粒子８とにより、アルミニウム溶？ｕＭ
中の介在物か除去されて清浄となるのである。

第５図は第４図とは逆に板状成形耐火性多孔体７．７を
隔壁９と容器１０の右側の壁との間に設す、この間に内
濾近体として耐火物粒子８を充填した構造のらのであり
、アルミニウム溶４Ｍは矢印のように流れ、第４図と同
様に溶湯中の介在物は除去されて清浄となる。

［実　施　例］ 本発明に係るアルミニウムおよびアルミニウム合金溶湯
の清どｆト化法の実施例を説明Ｊ゛る。

実施例１ １　フィルター飼料 表面ｌ・！近体−チューブラーフィルターＨＩ）　（東
京高汲炉材製） 内ｉ’ｆｌｌ　ｆｌ！過体近体ルミナポール（高純度ア
ルミナ３ｍｍφ） ２　溶湯条件 、Ｊ　ｌ５５０５６　　１０ｔ　　　７５０’Ｃなお、
アルミナポールの代わりにコーノライトポール、！、ラ
イ）・ポール、５ｉＯｐ製ポールを使用することができ
ろ。

′３　結果を第１表に示・１゜ 第 表 ＊１・・・濾過前を１００とする。

＊２・・・寸法。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係るアルミニラ・・・複
数酸化膜、６・・ ・板状耐火性多孔体、９・ ・微細介在物、 ７　・　・ ・隔壁、１０・・ ムおよびアルミニウム合金溶湯の清浄化法は上記容器、
Ｆ・・・フィルター の構成であるから、アルミニウムおよびアルミニウム合
金溶湯中の介在物が製品品質に悪影響を与えることがな
い程度まで低減することができるという優れた効果を有
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るアルミニウムおよびアルミニウム
合金溶湯の清浄化法に使用するフィルターの概略断面図
、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は耐火物粒子
の１例を示す斜視図、第４図、第５図は本発明に係るア
ルミニウムおよびアルミニウム合金溶ｆｈのｔｌｖ浄化
法の他の例を示す同略図、第６図おにび第７図は従来の
フィルターの概略図である。 ｌ・・管状に成形した耐火性多孔体、ビ　・・・表面濾
過体、２．８・・・耐火物粒子、２′・・内部濾過体、
３・・・密閉材、４耐大物粒子漏れ防止多孔体ノール板
、５・・・酸化膜、５′ｔ１　′： 矛４ス 一

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 成形耐火性多孔体の内部空間に耐火物粒子を充填したフ
   ィルターにより濾過することを特徴とするアルミニウム
   およびアルミニウム合金溶湯の清浄化法。