JPH0241162Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、偏折凝固法を用いたアルミニウムの
精製装置の改良に関するものである。

従来の技術とその問題点 出願人は、さきに偏折凝固法を用いたアルミニ
ウムの精製装置として「アルミニウムの精製法お
よび装置」（特開昭59−20431）を考案し、優れた
精製効果を収めている。この装置の概要は、第５
図に示すように、アルミニウムの溶湯を保持する
容器であつて該容器内壁に冷却管３とヒーター４
を有する容器１、前記容器内壁に摺動上下し、か
つ容器底部を押圧するようにしたプランジヤー
５、該プランジヤーと容器上方のプランジヤー駆
動装置とを連結するロツド７、および上記容器の
上部に設けられたロツド保護筒８から構成され、
該アルミニウム溶湯から容器内壁冷却面に析出し
た初晶はプランジヤーで掻き落され容器底部に沈
積し、容器内壁からの加熱下にプランジヤーで押
圧された結晶に付着した母液が押し出されるとと
もに結晶成長が進行する。また同じく偏折凝固法
を用いたアルミニウム精製装置として「アルミニ
ウムの精製法およびその装置」（特願昭60−
206568）を考案した。この装置の概要は、底部に
冷却部を設けたるつぼ内にアルミニウム溶湯を保
持し、冷却された底部内壁から精製アルミニウム
を凝固成長させ、この凝固した結晶の上部界面を
上下動するプランジヤーで押し固めるものであ
る。しかしながら、上記これらの装置では、ロツ
ド７は、アルミニウム溶湯への浸漬、溶湯からの
引上げの繰り返しにより操業の経過とともにこの
浸漬引上部分にアルミニウムが析出肥大化し重量
の増加を来し駆動装置モーターに対する負荷が増
大し操業困難となり、さらにはロツドに析出した
アルミニウムは付着溶湯が急冷された純度の低い
もので、このアルミニウムが剥落すると製品純度
の低下やバラツキが生ずる。この改善方法とし
て、前記ロツドのアルミニウム溶湯への浸漬・引
上部分に発熱体を内蔵せしめ（実開昭59−
69961）、アルミニウム析出の防止とロツド保護筒
８の高さの縮小が図られた。この方法では短時間
の操業には好都合であるが、長時間の操業では前
記ロツドへのアルミニウム析出は避けられず、ロ
ツドは保護筒上部蓋のロツド挿通口（保温および
容器内不活性ガスの逸出防止のため支持棒とのク
リアランスを小としてある）通過に支障を来し操
業を中断する必要があつた。ロツド内のヒーター
容量を大きくすれば、或程度は改善されるが、ロ
ツドの構造からしてヒーター容量の増大には限度
がある。

問題点を解決するための手段 考案者らは、上記問題点を解決するため前記ロ
ツドへのアルミニウム析出と精製装置炉体の構造
の関係について検討を重ね、本考案を完成するに
至つた。

本考案に係るアルミニウムの精製装置は、アル
ミニウムの溶湯を保持し内壁中に冷却管とヒータ
ーないしはヒーターを設けた容器、前記容器内を
摺動上下しかつ容器底部を押圧するようにしたプ
ランジヤー、該プランジヤーと容器上方のプラン
ジヤー駆動装置を連結するロツド、および上記容
器の上部に設けられたロツド保護筒からなるアル
ミニウムの精製装置において、前記ロツド保護筒
の高さを前記ロツドのアルミニウム溶湯への浸漬
最上位置が保護筒内で上下動できる高さとすると
共に前記ロツド内およびロツド保護筒内壁に発熱
体を内蔵したことを特徴とするものである。

本考案を図面に基いて説明すると、第１図は本
考案一実施例の縦断面図で、アルミニウム溶湯を
保持する容器１はステンレス鋼製で断熱れんが２
で保温され、容器内壁中には冷却管３およびヒー
ター４が設置されている。冷却管及びヒーターの
配置は容器内でアルミニウム初晶析出部が交互に
なるように冷却管及びヒーターを配設してもよ
い。容器内には通液孔６を設けた黒鉛製のプラン
ジヤー５がロツド７の下端に取り付けられてい
る。ロツドはアルミニウム溶湯に浸漬する部分を
黒鉛製とし、その上部はステンレス鋼製で、容器
上方に設けられたプランジヤー駆動装置２１に連
結し、駆動装置２１はプランジヤー周縁が容器内
面に摺動上下し、かつ適宜の時間間隔で容器底部
に沈積したアルミニウム結晶を所定圧力で押圧す
るように構成されている。

次に、第３図は、本考案の他の実施例を示し、
この実施例ではアルミニウム溶湯を保持した容器
１の底部に冷却管３を配設し、冷却された底部に
析出凝固した精製アルミニウムをプランジヤー５
で適宜の時間間隔で押圧するものである。

これらの各装置において、容器上部には、ロツ
ド保護筒８が取り付けられ保護筒上部の蓋９には
ロツド７の挿通口１０が、また保護筒には容器内
および保護筒内を不活性雰囲気に保持するため、
不活性ガス流入口１１不活性ガス排出口１２が設
けられ、不活性ガスとしては例えばアルゴンが用
いられる。蓋の挿通口とロツドの隙間は不活性ガ
スの逸出、熱の放散を最小限にするため、できる
だけ小とすることが好ましい。

ロツド保護筒８の高さは、ロツドの溶湯中に浸
漬する最高位置が、ロツドが最大高さまで上昇し
たとき、少なくとも保護筒内に完全に内包される
高さとし、保護筒内壁には保護筒ヒーター１３が
内蔵され保護筒内を加熱する。保護筒の内径は保
護筒等の空気の不活性ガスによる置換および保護
筒内のヒーターによる加熱を効果的とするため、
あまり大きくすることは好ましくない。また、第
２図、第４図に示すように、各実施例のロツドの
アルミニウム溶湯に浸漬される部分は中空とし、
内部にはロツドヒーター１４が内蔵されロツド自
体を加熱する構造となつている。なお、ロツド内
にヒーターを設けたのみでは、ロツドの構造上ア
ルミニウム析出防止のための熱量が不足し、また
保護筒のヒーターのみで加熱することは可能では
あるが、この方式では保護筒ヒーターの温度設定
を相当に高くする必要があり、作業環境および熱
エネルギー効率の点でロツド内及び保護筒内壁の
両方にヒーターを内蔵することが必要である。

作 用 第１図の実施例では、容器内面内面上部の冷却
部、または加熱部と交互に設けられた冷却部に析
出したアルミニウム初晶はプランジヤーで掻き落
とされ容器底部に沈積し適宜時間間隔でプランジ
ヤーで押圧される。このとき、加熱部又は冷却部
と交互に配設された加熱部からの加熱により、沈
積したアルミニウム初晶の表面は溶融するととも
に、純度の低い母液は押し出されプランジヤーの
通液孔を通つて上部溶湯中に拡散し、高純度初晶
が突き固められ成長する。

一方、第３図の実施例においては、容器底部に
析出凝固した高純度アルミニウム初晶はプランジ
ヤーで突き固められ、この突き固められた界面上
にアルミニウム結晶が析出し、結晶はプランジヤ
ーで突き固められ、この工程が繰返され、高純度
アルミニウムが下から上に成長する。

上記各精製操作において、ロツド７のアルミニ
ウム溶湯に浸漬、引上げられる部分の表面は保護
筒内部にあつて外部の空気に触れず、かつロツド
に内蔵されたロツドヒーター１４で加熱され、保
護筒内雰囲気は保護筒ヒーター１３で適切な温度
に保持されているので、ロツド表面はアルミニウ
ムの凝固点以上に維持される。例えばアルミニウ
ム溶湯温度を660℃としたとき、保護筒内部の温
度を630℃、ロツドのヒーター温度を700℃に設定
することにより、ロツドへのアルミニウム析出を
完全に防止することができる。

考案の効果 本考案によれば、ロツドへのアルミニウムの析
出が完全に防止され、従つて、析出物の剥落もな
いので、ロツドへのアルミニウム析出による操業
上のトラブルが解消され長期に亙り安定した操業
が維持されるとともに、均質な高純度製品が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るアルミニウム精製装置の
縦断面図で、第２図はロツド要部の縦断面図で、
第３図は同じく他の実施例の縦断面図で、第４図
は該実施例のロツド要部の縦断面図で、第５図は
従来装置の縦断面図である。 １……容器、３……冷却管、４……ヒーター、
５……プランジヤー、６……通液孔、７……ロツ
ド、８……ロツド保護筒、１３……保護筒ヒータ
ー、１４……ロツドヒーター。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. アルミニウムの溶湯を保持し内壁中に冷却管と
   ヒーターないしはヒーターを設けた容器、前記容
   器内を摺動上下しかつ容器底部を押圧するように
   したプランジヤー、該プランジヤーと容器上方の
   プランジヤー駆動装置を連結するロツド、および
   上記容器の上部に設けられたロツド保護筒からな
   るアルミニウムの精製装置において、前記ロツド
   保護筒の高さを前記ロツドのアルミニウム溶湯へ
   の浸漬最上位置が保護筒内で上下動できる高さと
   すると共に前記ロツド内およびロツド保護筒内壁
   に発熱体を内蔵したことを特徴とするアルミニウ
   ムの精製装置。