JPH02303653A - 溶融金属の処理方法及び装置 - 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】 この発明は、溶融金属を処理するための方法と装置とに
関するものである。

ガスを溶融金属中へ導入して、アルミニウム又はアルミ
ニウム合金から水素を除去したり、又はアルミニウム合
金からアルカリ元素を除去したりするような処理を行う
ため、色々な回転式装置が提案されて来た。

そのような装置の１つが、ヨーロッパ出願公報０３３２
２９２Ａ号に記載されている。その装置は、中空シャフ
ト、そのシャフトに接続された中空ノロ−ターとで作ら
れている。ローターは複数個の羽根を備え、羽根はシャ
フトからローターの周囲に向かって延び、ローターの中
空内部を複数個の区画に分けている。各区画は、シャフ
ト近くにある入口と、ローターの周囲近くにある出口と
を持っている。シャフトの下端はローター内のマニホル
ド内へ開口し、区画の入口はマニホルドの壁内に位置し
ている。この装置が溶融金属内で回転されると、溶融金
属はマニホルド内へ引き込まれ、そこで溶融金属がシャ
フトから出て行くガスの流れを粉砕して、非常に小さな
泡にする。ガスの泡は溶融金属中に分散され、分散物は
マニホルド壁内の入口を通り区画内へ流れ、区画を通っ
て周囲の出口を経由してローターの外へ流れる。こうし
て、ガスは溶融金属の全体内に分散される。

米国特許第４８０２６５６号明細書は、アルミニウム溶
湯への合金元素の溶解及びガスの分散のための装置を記
載している。その特許は、その前文の中で公知のガス分
散装置に言及し、その分散装置は溶融金属中における合
金元素の溶解には使用できない装置である、と述べてい
る。その特許に記載されている装置は、ダクトを軸に沿
って貫通させ、且つガス源と駆動モーターとに接続され
た垂直シャフトと、シャフトと同一の軸を持ったロータ
ー又はディスクとから成るものである。ディスクは羽根
を備えており、羽根は平行四辺形の断面を持った直角柱
の母線に沿って延びて、その軸をディスクの中心に通し
ており、ディスクの端はディスクの側壁を支えているシ
リンダーと同軸のシリンダーと上記直角柱との交点から
始まり、直角柱の大きな面は水平方向と最大４５度の角
度をなしており、小さな面はディスクの上面と下面の平
面内にそれぞれ位置しており、羽根は少なくとも１個の
オリアイスを備え、オリフィスはチューブ状通路によっ
てシャフト内のダクトに接続されている。使用時には、
ディスクが溶融金属の洛中に浸漬されて回転され、ガス
がシャフトのダクト内へ導入される。浴の上方に位置し
ているホッパーから、シャフトに近接している溶融金属
中へ合金用添加剤が供給される。

驚ろくべきことに、ヨーロッパ特許公開筒０３３２２９
２Ａに記載された装置に類似した回転装置が、シャフト
を通ってローター内へ進むガスの流れの中へ処理剤粒子
を混合させることによって、　溶融金属を固体処理剤で
処理するのに、使用できることが判明した。

この発明によると、溶融金属を粒子状処理剤とガスとで
処理する方法が提供されるが、その方法は、排出端を持
った中空シャフトと、シャフトに付設された中空ロータ
ーとから成る自転装置を提供し、ローターは複数個の羽
根を持ち、各羽根はシャフト又はシャフトに近い位置か
らローターの周囲に向かって延び、ローターの中空内部
が複数個の区画に分けられ、各区画はシャフト近くに入
口と、ローターの周囲近くに出口とを持ち、ローターは
粒子状処理剤とガスとをシャフトの排出端から区画へ通
過させるための機構を持っており、回転装置を容器内の
溶融金属中に浸漬し、装置を回転させて溶融金属を入口
から区画に入れ、溶融金属用の粒子状処理剤とガスとを
シャフトに供給し、粒子状処理剤とガスとがシャフトの
排出端から区画内に現れて区画内へ入り、ローター内で
溶融金属と混合され、ローターから現れるときに、容器
内に入れられた溶融金属中に分散されるようにすること
を特徴とするものである。

この発明のさらに別の特徴によると、粒子状処理剤とガ
スとで溶融金属を処理する装置が提供されるが、その装
置は、容器と、その容器に入れられた溶融金属内に粒子
状処理剤とガスとを分散させるための回転装置と、その
回転装置に粒子状処理剤とガスとを供給するための機構
とから成り、その中では回転装置は排出端を持った中空
シャフトと、シャフトに付設された中空ローターとから
成り、ローターは複数個の羽根を持ち、各羽根はシャフ
ト又はシャフトに近い位置からローターの周囲に向かっ
て延びており、ローターの中空内部は複数個の区画に分
けられ、各区画はシャフト近くに入口を持ち、ローター
の周囲近くに出口を持ち、ローターは、粒子状処理剤と
ガスとを中空シャフトの排出端から区画へ通すための機
構を持つていることを特徴とするものである。

好ましい具体例では、回転装置は、ヨーロッパ特許出願
公開第０３３２２９２Ａ公報に記載されているようなも
のであって、マニホルドと、マニホルドの壁にある区画
の入口とを持ったローターと、下端がマニホルド内へ開
いているシャフトとを持つものであってもよい。

回転装置のローターは、シャフトとは別に作られてシャ
フトに付設されていてもよく、またはローターはシャフ
トと一体に作られていてもよい。

ローターは、装置の回転時に、溶融金属内での抵抗を減
らすために、またローターの全重量をできるだけ小さく
するために、横断面が円形であることが好ましい。

ローターは、２個又はそれ以上の羽根を持ち、従って２
個又はそれ以上の区画を持っていてもよい。少なくとも
３個の羽根、従って少なくとも３個の区画が好ましく、
４個が実際に好都合な数であることがわかった。羽根が
シャフトからローターの周囲へ延びているが、その羽根
はシャフトに付加されてもよく、又はシャフトと一体に
作られてもよい。羽根は、シャフトに対して半径方向に
、又は接線方向に延びていてもよい。

使用時には、シャフトは、駆動シャフトにより、又はシ
ャフトの上端で直接に、又はシャフトの下端でローター
の下部により、駆動機構に接続される。

回転装置が、ヨーロッパ特許出願公開第０３３２２９２
Ａ号公報に記載されているようなタイプのものである場
合には、その装置が溶融金属内で回転する時、溶融金属
がローターのマニホルド内へ引き込まれ、従ってマニホ
ルド内で金属がシャフトの出口から出る粒子状処理剤と
ガスとの流れを粉砕する。非常に小さな泡状のガスと粒
子状処理剤とは、溶融金属とよく混合され、生成された
分散物がマニホルド壁内の入口を通って区画内へ流れ込
み、また周囲の出口を通って流れ出て、溶融金属の全体
中に分散される。

ローターから溶融金属本体中へ出る溶融金属とガス／粒
子状処理剤混合物との流れ模様は、ローター内部の形状
寸法によって定まる。実際には、できるだけ容器の底近
くに回転装置を設けて、溶融金属、ガス並びに粒子状処
理剤をローターから実質的に水平方向に出すのが好まし
い。これは、例えばローターの下端の上面の端又は全体
を水平にし、場合によってはローターの上端の下面の端
を水平にすることによって達成することができる。

この発明に係る装置の回転装置は、溶融金属中に粒子状
処理剤とガスとを分散させるのに有効な機構、またそれ
らを溶融金属の大きな本体中に分配するのに有効な機構
を提供している。

回転装置は、溶融金属に対して不活性な黒鉛、炭化珪素
又はセ、ラミック材料で作ることができる。

この発明の方法を実施するのに用いられる容器は、例え
ばバッチ方法で溶融金属の処理に用いられる取鍋であっ
てもよく、又は容器は、例えばヨーロッパ特許第０１８
３４０２に記載されているような、連続方法によって溶
融金属を処理するような、特別な構造のものであっても
よい。

回転装置に粒子状処理剤とガスとを供給するのに用いら
れる機構は、使用されている粒子状材料の粒子の大きさ
によって異なる。

１ｆｌ又はそれ以下のオーダーの比較的微細な粒子に対
しては、ガス注入ノズルを備えたホッパーを用いること
ができる。しかし、そのような粒子に対して好ましい機
構は、粒子状処理剤をガスによって流動化して分散物を
作る装置であって、それを回転装置のシャフトの中ぐり
孔にパイプで接続するのである。

そのような装置は、粒子状処理剤を入れるための閉鎖で
きる入口を上端に持ち、下端近くにアルゴン又は窒素の
ようなガスを導入するための−１次入口、例えば粒子状
処理剤を流動化するために、ガスを噴出させるような複
数個の噴出口を持ち、またこの装置と回転装置とを接続
しているパイプ内へ分散物が進む時に通過するバルブを
下端に持った容器から成るものである。この装置は、さ
らに、分散物中の粒子状処理剤の濃度を減らすために、
分散物中に導入されるガスの二次的入口と、過剰のガス
が容器から出るのに通り、かつこの装置と回転装置とを
接続しているバイブに接続されている出口とを持ってい
てもよい。粒子状処理剤の流出速度は、二次的入口を通
過するガスの流出割合によって制御することもでき、デ
ツキ上の重量計の上に容器を設けることによって制御す
ることができる。

粒子状処理剤は、１ｆｌ以下の大きさの粒子から成るの
が好ましく、０．１５１ａＩから０．８　Ｂまでの大き
さの粒子から成るのがさらに好ましい。

粒子の長さ対幅の比は、２．０対１以下であることが好
ましく、１対ｌから１７５対１までの範囲にあることが
さらに好ましい。望ましい形と大きさを持った粒子は、
処理剤をタブレットに成形し、そのタブレットを粉砕し
て作ることができる。

成るタイプの処理剤、例えばアルミニウム及びその合金
を微細化するのに用いられるいわゆるマスター合金のよ
うな合金用処理剤では、上述の形状と大きさの粒子を製
造することが、困難で不便である。従って、５ｆｌ以上
の大きさ、さらに好ましくは６−１０　ｍのオーダーの
、小滴形状をしたより大きな粒子の形をした処理剤を用
いることが望ましい。

これらの比較的大きな粒子を回転装置に導入するのに用
いられる機構は、回転装置のシャフトの中ぐり孔に接続
された特別構造のホッパーであることが好ましい。

好ましくは逆円錐状をした回転装置上に付設されたホッ
パーは、処理剤粒子用の閉鎖可能な入口を俯えた密封上
面を持ち、その下部にチューブと連通ずる孔を持ち、チ
ューブはガスを導入するための１個又は２個以上の孔を
持ち、回転装置のシャフトの中ぐり孔内に設けられてい
る。ホッパーの＠壁は、その下部近くに、周囲方向に離
れ位置する少なくとも一列の孔を持ち、各孔は、側壁を
貫通してホッパー内へ突出する摺動部材を備え、摺動部
材はホッパーの外がわに設けられた圧縮空気シリンダー
のような装置に接続されて、摺動部材をホッパーの縦軸
に近づき又はそれから遠ざがる方向に摺動させる。ホッ
パーは、その周囲方向に離れて位置する２列又はそれ以
上の孔と摺動部材とを持ち、その孔と摺動部材とは、そ
のうちの１列の孔と摺動部材とが、他の列の孔と摺動部
材の上方にあって且つ中間にあるように設けられるのが
好ましい。各列は３個の孔と摺動部材から成るのが好ま
しい。使用の際には、各列の摺動部材が次々と作動して
、各摺動部材の上及び下方にある空間を交互に開き又は
閉じるように、摺動部材は作動するのが好ましい。その
結果、摺動部材は、処理剤の大粒子を加速して粒子が常
に回転装置に一様に入ることとなる。摺動部材を作動さ
せる頻度は、使用されている粒子の大きさと密度によっ
て変えることができる。

好ましい具体例では、ホッパーの下端に接続されたチュ
ーブが、ホッパーの下端にある下部ブロックを通って、
回転装置のシャフトの中ぐり孔内に達している。ブロッ
クは、複数個のダクトを持ち、そのダクトは回転装置に
向かって下方に傾いているのが好ましく、またダクトは
チューブ壁の孔によってチューブの内部と連通している
。使用時には、ダクトを通してチューブ内にガスが圧入
され、ガスの作用は正圧を発生させて、回転装置のｐ−
ター内に溶融金属が入るのを防ぎ、処理剤の粒子が常に
ガスゴケット内へ落下するのを確実にするのである。

また、装置は、ホッパーからチューブ外の空間で回転装
置のシャフト内へガスが流れるのを導入し制御するため
の機構を備え、また直接か又は駆動シャフトを介して、
回転装置のシャフトを駆動させるために、ファンベルト
によって動かされる歯車のような機構をも備えている。

回転装置が溶融金属内で回転すると、金属はローターに
よって吸い上げられ、処理剤の粒子とガスとがローター
内で金属と混合される。

この発明に係る方法と装置とは、各種の溶融金属を粒子
状処理剤で処理するのに用いられ、例えば、アルミニウ
ムとその合金、マグネシウムとその合金、銅とその合金
、鉄又はスチールのような鉄系金属を処理するのに用い
られる。

粒子状処理剤とともに用いられるガスは、不活性なもの
であってもよいが、また処理されている金属と反応する
ものであってもよい。使用できるガスの例は、塩素、ア
ルゴン及び窒素である。

粒子状で用いることのできる処理剤の例は、アルミニウ
ム又はアルミニウム合金処理用のアルカリ金属塩化物の
混合物、及びアルカリ金属弗化物の単−物又は混合物の
ような溶融化剤（ｆｌｕｘｉｎｇａｇｅｎｔｓ）　、硼
弗化カリウムと弗化カリウムチタニウム塩との混合物、
又はアルミニウムとその合金の結晶粒構造を微細化する
ための合金のような微細化剤、鉄系又は非鉄系金属用の
合金添加側、石灰とカルシウムカーバイドとの混合物、
又は鉄を脱硫するだめのマグネシウム、又はスチールを
脱硫するためのカルシウムシリサイドのような脱硫剤、
球状黒鉛鉄又はバミキュラー黒鉛鉄を作るための組成物
のような、鋳鉄内で黒鉛の構造を変化させるための組成
物を含んでいる。

この方法と装置とは、アルミニウム又はアルミニウム合
金に微細化剤又は改良剤を加えるのにとくに有用であり
、他の方法では普通段に立たない材料を処理剤として使
用できるようにする０例えば、ストロンチウム金属は、
粒子状に粉砕されたものが、−ＩＩに用いられているス
トロンチウム含を合金の代わりに調整剤として用いるこ
とができ、また一般に用いられているもの、例えば１５
重量％のチタニウムと２重量％の硼素とを含む合金が、
微細化剤として用いることができる。

ローターの大きさ、ローターの速度及びガス流速は、普
通ヨーロッパ特許公報第０３３２２９２Ａに記載されて
いる通りであり、粒子状処理剤の流速は、処理されるべ
き金属が入れられている容器の大きさによって異なるが
、通常１分間に約０．５−から２ｋｇである。

この発明を添付図面を参照しながら実施例によって具体
的に説明するが、その場合、第１図は、この発明に係る
方法と装置とに用いられる回転装置用のローターの底面
図である。第２図は、シャフトと組み合わされた第１図
のローグーの垂直断面図である。第３図は、ガスと比較
的小さな処理剤粒子とで溶融金属を処理するための、こ
の発明に係る装置の模型図である。第４図は、ガスと比
較的大きな処理剤粒子とを溶融金属内に導入するための
、この発明に係る装置の一部の模型的な垂直断面図であ
る。

第１図と第２図とを参照すると、粒子状処理剤のガス内
分散物で溶融金属を処理するための回転装置は、シャフ
ト１とローター２とから成るものである。シャフト１は
貫通する中ぐり孔３を持ち、内がわにねじが付されて、
外がねねじを持ったチェーブ状連結片４の長さ方向の一
部を受は入れている。ローター２は円形の上面５を持っ
たほぼ円板状又は皿状体から成り、上面５から下側にあ
る円形の壁６が延びている。上面５の中心は内がわにね
じを付されたソケット７を含んで、連結片４の下部のね
じの付された部分を受は入れている。

ソケット７の下の部分は開いていてマニホルド室８を形
成しており、連結片４は中ぐり孔９を備え、中ぐり孔９
の直径はシャフトの中ぐり孔３の直径と同じであり、中
ぐり孔９はマニホルド８内に開口している。壁６は４個
の区画１０を含んでおり、区画１０は壁６Ａの内部から
壁６Ｂの外側へ延びており、壁６Ｂはロータ一本体の縁
を形成している。各区画１０は、壁６Ａ内に入口孔１１
を持ち、またローグーの縁に長い細孔１２の形をした出
口を持っている。隣接する区画１０は、羽根１３によっ
て分けられている。璧６はマニホルド室８の壁を形成し
ている。シャフト１は中空の駆動シャフト（図示せず）
の下端に接続され、駆動シャフトの上端は電動機（図示
せず）のような駆動装置に連結され、中ぐり孔３の中空
の駆動シャフトによりガスと粒子状処理剤とのＢ（図示
せず）に連結されている。

使用時には、回転装置は取鍋その他の溶融金属を収容す
る容器内に入れられる。装置が回転されると、粒子状処
理剤とガスとがシャフト１の中ぐり孔３を通って降下し
、マニホルド８の上端にある中ぐり孔９から出てくる。

装置が回転するにつれて、溶融金属が下方の開口を経て
マニホルド８内に引き込まれ、マニホルド８内で金属が
シャフト１から出て行く粒子状処理剤とガスとの流れを
粉砕し、非常に小さなガス泡と処理剤粒子とが溶融金属
とよく混合される。生成される分散物は、入口１１を経
て区ｉ！１０内へ流入し、区画１０を経て、周囲出口１
２から外へ出て、溶融金属全体中に分散される。

第３図を参照すると、粒子状処理剤をガス中に分散させ
た物で溶融金属を処理するための装置は、取鍋２１、回
転装置２２及び粒子状処理剤をガス中に分散させた物を
作り提供するための装置２３とから成るものである。

装置２３は、粒子状処理剤を入れるために、上端に閉じ
ることのできる入口２５を備えるとともに、アルゴン又
は窒素のようなガスを通すバルブ２６と一次人口２７と
を下端に備えた、加圧容器２４から成るものである。複
数個の噴出口２８が、容器２４の外側に下端の内面に近
接して配置されている。ガスの二次入口はバイブ２９か
ら成り、容器２５はその上端近（に出口３０を持ってい
る。

バイブ２６と出口３０は、ともにバイブ３１と３２とに
よってバイブ３３に接続され、バイブ３３は代わりに回
転装置２２に接続されている。容器２４は台３５上の重
量計３４上に設置されている。

回転装置２２は、中空シャフト３６とローター３７とか
ら成り、それらは例えば、第１図と第２図とに示したタ
イプのものであってもよい、中空シャフト３６の上端は
、スナップロックシステム３８によって中空の駆動シャ
フト３９の下端に接続され、シャフト３９の内径はバイ
ブ３３の内径に対応するものとなっている。駆動シャフ
ト３９は、ハウジング４１内に収容されて電動機４０に
よって駆動される０回転装置２２、駆動シャフト３９及
び電動機ハウジング４１は、レバーシステム４２によっ
て持ち上げられ、チェイン又はスクリュ駆動シリンダー
４３によって取鍋２１内に降下されるが、これらのすべ
ては移動できる台４４上に設置されている０回転装置２
２が溶融金属中で回転するとき、渦が発生するのを防ぐ
ために、緩衝板４５がシャフト３６に平行なハウジング
４１の下端に固定される。三通路式回転バルブ４６が、
バイブ３３と駆動シャフト３９ともう１つのバイブ４７
とを接続し、バイブ４７はガス源に接続されて、装置を
脱ガス用のみに使用することができるようにしている。

使用時には、回転装置が溶融金属４８、例えば取鍋２１
に入れられた溶融アルミニウム合金内に降下され、回転
されて溶融金属がローター３７によって吸い上げられる
０粒子状処理剤は、入口２５を通って加圧された容器２
４内に導入され、入口は閉じられる０図示していない源
から来る窒素又はアルゴンのようなガスが、入口２７か
ら容器２４内に導入され、粒子状処理剤を流動化するた
めに噴出口２８から噴出し、追加ガスがまた入口バイブ
２９から容器２４内に導入される。過剰のガスが出口３
０から容器２４を出て、バイブ３２を通ってバイブ３３
に入り、粒子状処理剤の流動化された分散物と一緒にな
り、バルブ２６とバイブ３１とを通ってバイブ３３に入
る。その後、分散物はバルブ４６、駆動シャフト３９、
回転装置のシャフト３６内を流れてローター３７に入り
、そこでローター３７に押し上げられている溶融金属と
混合される。

第４図を参照すると、処理剤の比較的大きな粒子（即ち
１ｍ以上）を回転装置内に導入するためのホッパー５１
は、粒子をホッパー５１に添加するため、閉じることの
できる入口５３を持った密封上面５２と、下端５５に孔
５４を持っている。

ホッパー５１は、下端５５の近くに２列の３個から成る
摺動部材５６．５７を持っており、摺動部材は側壁５日
に設けられた孔を通り、シリンダー５９．６０内の圧縮
空気によって駆動される。各列中の摺動部材５６．５７
は、ホッパー５１の周囲に等しい距離をおいて位置して
おり、摺動部材５６°は摺動部材５７の上方にあって且
つその間に位置している。ホッパー５１の下端５５にあ
る孔５４はチューブ６１に接続され、チューブ６１は駆
動シャフト６３の中ぐり孔６２内で下方に延びている。

チューブ６１は、ホッパー５１の下方に付設されたブロ
ック６４を通り、ブロック６４は複数個のダクト６５を
持ち、ダクト６５は孔６６を通ってチューブ６１の内部
に連通している。ブロック６４は、三通路を密閉したバ
ルブ６７に接続され、バルブ６７はシャフト６３用のベ
アリングとワッシャ６８とを含んでおり、シャフト６３
の中ぐり孔６２内へガスを入れるための孔６９を持って
いる。ＷＡ動シャフト６３は、（図示していない）ファ
ンベルトによって（図示していない）電動機に接続され
た歯車７０によって駆動され、下端で、例えば第１図及
び第２図に示したような回転装置の（図示していない）
シャフトに接続される。

使用時には、回転装置は容器に入れられた溶融金属中に
降下され、ホッパー５１、ブロック６４、三方回転バル
ブ６７及び歯車は、（図示していない）フレーム上に設
置された支持物７１によって容器の上面上に支持される
。処理剤粒子は、入口５３を経由してホッパー５１内に
導入され、入口５３は密封される０図示していない源か
ら来るガスが、ブロック６４内のダクト６５を通ってチ
ューブ６１に入れられる。摺動部材５６．５７が、交互
に動かされて前後に移動し、ホッパー５１の垂直軸に近
づき又は垂直軸から遠ざかり、その結果ホッパー５１内
の粒子を加速し、粒子をチューブ６１内に１個ずつ落下
させる。図示していない源からのガスは、バルブ６７内
の孔６９を通って、駆動シャフト６３の中ぐり孔６２内
へ通される。

電動機に電気を入れると、回転装置が歯車７０によって
回転され、溶融金属がローターによって吸い上げられ、
駆動シャフト６３とチューブ６１とからローターに入っ
てくるガス及び処理剤粒子と混合される。

次の実施例は、この発明を具体的に説明するのに役立つ
ものである。

実施例１ 第３図に示したものと同様な装置であるが、ただ取鍋に
よって支持された回転装置用補助具が余分に付加された
装置を、１０％マグネシウムが含まれたアルミニウムー
シリコン合金を改良するのに用いた。使用されたロータ
ーは、第１図と第２図とに示したタイプのものである。

使用された改良処理剤は、炭酸ナトリウムとマグネシウ
ムとを、何れも約５０％含んだ成形ダブレフトを粉砕し
て作られた、１薗以下の大きさの粒子であった。

ローターを１分間に４００回の割合で回転させながら、
８０ｇの粒子をアルゴンガス中に浮遊させて、１分間に
Ｌｏｇの割合で、７９０　”Ｃに保たれた溶融合金２０
ｋｇ中に圧入した。

改良された合金のサンプルを色々な時期に取り出し、改
良された組織を評価するための標準熱解析技術によって
調べ、Ｘで表されるディブレフシジンパラメーター（ｄ
ｅｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｐａｒａｓｅｔｅｒ）を測定した
。この技術を用いると、ディブレフシジンパラメーター
が大きければ大きいほど、合金中のシリコンの結晶の大
きさが微細となり、従って、改良の程度が一層大きくな
る。

得られた結果は次のとおりであった。

経過時間　　　　　　　　　　　　　　　ダイブレフシ
１ンパラメーター２分　　　　　　　９Ｘ １０分　　　　　　　９″に ２０分　　　　　　８．５Ｘ ３０分　　　　　　　７．５″に 比較試験では、同じ炭酸ナトリウム−マグネシウム改良
剤の等量を用い、改良剤のタブレットを突込むことによ
って、同じ温度で同じ合金を改良した。改良後２分で取
り出したサンプルは、７．５″にのディプレッジランパ
ラメーターを持ち、改良後１０分で取り出したサンプル
は７″にのディブレフシジンパラメーターを持っていた
。

実施例２ 実施例１と同じ装置、アルミニウムーシリコン合金、改
良剤を用いて、４０ｇの粒子を１分間に８ｇの流れ割合
で、４００ｒｐ−でローターを回転させながら、７７０
°Ｃに保持された２０ｋｇの合金中に圧入した。

改良処理後２分で取り出したサンプルは、６．５Ｘのデ
ィブレフシジンパラメーターを持ち、１０分後に取り出
したサンプルは、７″にのディプレッジランパラメータ
ーを持っていた。

比較テストでは、改良剤のタブレットを実施例１に記載
したような合金中に圧入したところ、２分後に取り出し
たサンプルは、３．５″にのディブレフシジンパラメー
ターを持ち、１０分後に取り出したサンプルは、３″に
のディプレッションパラメーターを持っていた。

上述の実施例は、この発明の方法が、一般に用いられて
いる突込み技術よりも、達成された改良程度と、フェー
ディング（酸化消失）割合、すなわち、改良が行われた
あとでのシリコン結晶の増加の割合との、何れによって
もすぐれていることを示している。

実施例３ 第４図に示したタイプの装置と、第１図及び第２図にお
示しだ回転装置とを、９％のシリコンと３％の銅とが含
まれたアルミニウムーシリコン合金を改良するのに用い
た。窒素を使用し、７８０℃で、６００　ｒｐｍのロー
ター速度で作動する装置を使用し、１分間に２５リツト
ルの窒素の流量で、１００万分の２部のナトリウムが含
まれている合金３５０ｋｇを脱ガスし、約５０重量％の
炭酸ナトリウムが含まれている小滴状をした改良剤粒子
を、２分間以上１分あたり６４２ｇの割合で加えた。

この処理は、合金のナトリウム含有量を１００万分の７
１部に増加させ、熱分析で測定すると７″にのディプレ
ッションパラメーターを与えていた。

同じ条件下で溶融合金中に改良剤のタブレットを浸漬す
る従来法を使用して、この改良方法を行ったと仮定する
と、１トンあたり２．５ｋｇの割合で改良剤を添加する
ことが、１００万分の１００部のナトリウム含有量とす
るのに必要とされる。

ところが、この発明に係る装置を用いて改良を行うと、
１２８４ｇの改良剤が用いられただけで７１％の効率が
達成され、合計では改良剤タブレットの効率の１３８．
２％を示した。

実施例４ 実施例３で用いたタイプの装置を用いて、実施例３で用
いた合金を、脱ガスする間、６ｍ直径の小滴状の細粒化
粒子でその合金の結晶粒を微細化した。１００万分の８
部の硼素が含まれている合金３５０ｋｇを窒素により、
７８０　’Ｃで、ローター速度が　６０　Ｏｒｐｍで作
動する装置により、１分間に２５リツトルの窒素の流速
で脱ガスした。この処理は、合金の硼素含有量を１００
万分の２９部に増加させた。熱分析の結果、１１．５か
ら６．５時間単位まで一次凝固が短縮されていることが
分かった。これは、アルミニウムの微細化を評価する標
準技術であり、アルミニウムの一次結晶の粒子大をほぼ
示している。この技術を用いると、−次凝固の時間が大
きければ大きいほど、アルミニウムの一次結晶の粒子の
大きさが大きくなっている。この処理の間、合金の水素
含有量は、１００万分の０．２５部から１００万分の０
．０５部以下に減少した。

かりにチタン５％と硼素１％含育のマスター合金の線状
片を同じ条件下で手で添加して、その合金の微細化を行
うと、合金中で約１００万分の２７部の硼素含有量とす
るのに、１個が１００ｇの重量の線状片が１０個必要と
されよう。

ところが、この発明の装置を用いると、僅か９２５ｇの
細粒化合金を添加しただけで、１１０．５％の効率が達
成され、マスター合金線の添加の合計１１６．１％の効
率を示した。

〔図面の簡単な説明〕

第１図は、この発明で用いられる回転装置用のローター
の底面図である。第２図は、シャフトと組み合わされた
第１図のローグーの垂直断面図である。第３図は、この
発明に係る溶融金属処理装置の模型図である。第４図は
、この発明に係る他の溶融金属処理装置の一部の模型的
な垂直断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、排出端を持つた中空シヤフト（１）と、シヤフトに
   付設された中空ローター（２）とから成る回転装置を備
   え、ローターは複数個の羽根（１３）を持ち、各羽根は
   シヤフト又はシヤフトに近い位置からローターの周囲に
   向かつて延び、ローターの中空内部が複数個の区画（１
   ０）に分けられ、各区画はシヤフト近くに入口（１１）
   と、ローターの周囲近くに出口（１２）とを持ち、ロー
   ターは粒子状処理剤とガスとをシヤフトの排出端から区
   画へ通過させるための機構を持つており、回転装置を容
   器内の溶融金属中に浸漬し、装置を回転させて溶融金属
   を入口から区画に入れ、溶融金属用の粒子状処理剤とガ
   スとをシヤフトに供給し、粒子状処理剤とガスとが、シ
   ヤフトの排出端から区画内に現れて区画内へ入り、ロー
   ター内で溶融金属と混合され、ローターから現れるとき
   に、容器内に入れられた溶融金属中に分散されるように
   することを特徴とする、溶融金属を粒子状処理剤とガス
   とで処理する方法。 ２、容器と、容器に入れられた溶融金属中へ粒子状処理
   剤とガスとを分散させるための回転装置と、回転装置に
   粒子状処理剤とガスとを供給するための機構とから成り
   、そのうち回転装置は排出端を持つた中空シヤフト（１
   ）と、シヤフトに付設された中空ローター（２）とから
   成り、ローターは複数個の羽根（１３）を持ち、各羽根
   はシヤフト又はシヤフトに近い位置からローターの周囲
   に向かつて延びており、ローターの中空内部は複数個の
   区画（１０）に分けられ、各区画はシヤフト近くに入口
   （１１）を持ち、ローターの周囲近くに出口（１２）を
   持ち、ローターは、粒子状処理剤とガスとを中空シヤフ
   トの排出端から区画へ通すための機構を持つていること
   を特徴とする、粒子状処理剤とガスとで溶融金属を処理
   する装置。 ３、シヤフト（１）の排出端がローター内のマニホルド
   （８）内に開口し、区画（１０）の入口（１１）がマニ
   ホルドの壁（６）内にあることを特徴とする、特許請求
   の範囲第２項に記載の装置。 ４、粒子状処理剤とガスとを回転装置に供給するための
   機構が、ガス圧入ノズルを持つたホッパーであることを
   特徴とする、特許請求の範囲第２項又は第３項に記載す
   る装置。 ５、粒子状処理剤とガスとを回転装置に供給するための
   機構が、粒子状処理剤をガスによつて流動化して分散物
   を作る装置（２３）であり、パイプ（３３）によつて回
   転装置のシヤフトの中ぐり孔に接続されていることを特
   徴とする、特許請求の範囲第２項又は第３項に記載する
   装置。 ６、粒子状処理剤を流動化する装置が、粒子状処理剤を
   入れるために上端に閉じることのできる入口（２５）を
   持つた容器（２４）と、下端近くに粒子状処理剤を流動
   化させるためのガス導入用の一次入口（２７）と、パイ
   プ（３３）に接続される下端のパルプ（２６）とから成
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第５項に記載の装
   置。 ７、容器が、分散物中の粒子状処理剤の濃度を減少させ
   るために、ガスの二次入口（２９）を持つていることを
   特徴とする、特許請求の範囲第６項に記載の装置。 ８、容器が、上端近くにパイプ（３３）に接続されたガ
   ス出口（３０）を持つていることを特徴とする、特許請
   求の範囲第６項に記載の装置。 ９、粒子状処理剤を回転装置に供給するための機構が、
   側壁（５８）、処理剤の粒子を入れるために閉じること
   のできる入口（５３）を持つた密封された上面（５２）
   、回転装置のシヤフト（６３）の中ぐり孔（６２）内に
   付設されたチューブ（６１）と連通する下部（５５）の
   孔（５４）とから成り、ホッパーの側壁（５８）は、下
   部に周囲方向に間隔をおいて並ぶ少なくとも一列の孔を
   持つており、各孔は側壁を貫通してホッパー内部へ突出
   する摺動部材（５６、５７）を備えており、チューブは
   内部にガス導入のための１個又は２個以上の孔を備えて
   いることを特徴とする、特許請求の範囲第２項に記載の
   装置。 １０、ホッパー（５１）は、側壁（５８）に二列又は三
   列以上の孔と、摺動部材（５６、５７）とを備えている
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第９項に記載の装置
   。 １１、ホッパー（５１）の側壁にある孔と摺動部材（５
   ６）とは、或る列の孔と摺動部材とが、他の列の孔と摺
   動部材との上方で且つ間にあるように、付設されている
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第１０項に記載の装
   置。 １２、各列は、３個の孔と３個の摺動部材（５６、５７
   ）とで構成されていることを特徴とする、特許請求の範
   囲第９−１１項の何れか１つの項に記載の装置。 １３、ホッパー（５１）が逆円錐形のものであることを
   特徴とする、特許請求の範囲第９−１２項の何れか１つ
   の項に記載の装置。 １４、回転装置のシヤフト（６３）の中ぐり孔（６２）
   内に付設されたチューブ（６１）は、ホッパー（５１）
   の下部の下方にあるブロック（６４）を貫通しており、
   ブロックはチューブ（６１）の壁にある孔によつて、チ
   ューブの内部と連通する１個又は２個以上のダクト（６
   ５）を持つていることを特徴とする、特許請求の範囲第
   ９−１３項の何れか１つの項に記載の装置。 １５、装置が、チューブ外周のシヤフトの中ぐり孔内へ
   ガスを導入するための機構（６９）を備えている、特許
   請求の範囲第９−１４項の何れか１つの項に記載の装置
   。