JPH02438Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は溶融金属の処理装置に係り、特に溶融
金属、なかでも溶融アルミニウムまたはその合金
から、溶存ガス、非金属介在物などを極めて効果
的に且つ効率よく除去せしめ得る装置に関するも
のである。

鋳造前の溶融金属には多くの溶存ガス及び介在
物等が含まれており、このため鋳造物、更にはこ
れから圧延、鍜造、押出等の加工によつて製作さ
れる製品の品質を低下せしめないように、かかる
溶融金属から溶存ガスや介在物等を除いてやる必
要がある。このような溶存ガスや介在物等として
は、例えば溶融アルミニウムにあつては水素の如
き溶存ガスや、アルミニウム、マグネシウムの酸
化物、耐火質物質粒子等の懸濁非金属粒子などが
あつて、これら溶存ガスや介在物等を可及的に除
去することが、鋳造溶湯処理工程の最重点管理項
目とされている。

従来より、かかる溶存ガス及び介在物等を除去
するために、溶解炉或は保持炉内の金属溶湯（溶
融金属）中に単に直管黒鉛パイプを挿し込み、該
パイプを通じて塩素を含む窒素ガスなどの処理ガ
スを吹き込む手法が採用されてきたが、処理効率
が悪く、また溶湯の酸化による溶解ロスが多い等
の問題があつた。

このため、特公昭54−42337号や特公昭55−
10652号、更には本考案者らの提案になる特開昭
54−142104号などにおいて、略水平方向に導かれ
る溶融金属の流路から連続的に導き入れられて、
流通せしめられる処理槽（炉体）内の溶融金属中
に撹拌機構としての回転体を挿入して該回転体の
回転によつて撹拌しつつ、所定の処理ガスを微細
な気泡状にて導入することにより、該処理ガスと
溶融金属との接触を図つて、目的とする処理をイ
ンラインにて行なう装置が明らかにされた。これ
らの装置においては、溶融金属が微細気泡の処理
ガスにて処理されることとなるため、これまでの
単に直管黒鉛パイプによる吹込みに比して、溶融
金属の処理効率（浄化効率）を著しく高め得るに
至つた。

しかしながら、これらの装置を用いた場合とい
えども、処理効率を無限に高めることは出来ず、
一定の限度があるのであり、このため今日におけ
る高品質の鋳造品を与える溶融金属と為すために
更なる対策をとることが要請されている。特に、
これらの装置において処理効率を高めるには、処
理ガスの導入量を増やしたり、撹拌を強力に行な
う手法の採用が考えられるが、これらの対策には
装置的に問題があり、また処理ガスの多量の導入
や撹拌の強化によつて溶融金属表面の著しい波立
ち、踊りが惹起され、以て除去された水素ガスな
どのガスの再吸収や空気との接触による酸化物の
発生などの問題が生じて、かえつて溶融金属の浄
化効率を低下することすらあるため、有効な対策
とはなつていないのである。

ここにおいて、本考案は、かかる事情を背景に
して為されたものであつて、その要旨とするとこ
ろは、上記の如き、所定の処理ガスを微細な気泡
状にて、処理槽内を連続的に流通せしめられる溶
融金属中に導入すると共に、回転体によつて該溶
融金属の撹拌、流動を行なうようにした処理装置
において、該回転体の回転によつて惹起される溶
融金属の流動に対して、該流動を妨げるように、
且つ溶融金属の表面下に常に位置するような高さ
において、流動抑制部材を前記処理槽の内壁に突
出して設け、前記回転体の撹拌、流動によつて溶
融金属中に浮遊する介在物を該回転体による回転
流動の外周側に押しやり、前記流動抑制部材に集
めて浮上、除去せしめるようにしたことにあり、
これによつて処理効率を更に著しく高め得て、高
品質の溶融金属を容易に得ることが可能となつた
のである。

以下、本考案の実施例を示す図面に基づいて更
に詳細に説明することとする。

先ず、第１図は本考案に係る装置の一例を示す
水平断面図であり、第２図はその垂直断面図であ
る。これらの図において、１は、略水平方向に導
かれる溶融金属（溶湯）の流路上に設けられた、
ボツクス形状を為す、処理槽としての炉体であ
り、該炉体１は中央部に配設された部分的な仕切
り壁２，２にて第１室３と第２室４とに仕切られ
ている。また、該炉体１の第１室３側には溶湯入
口部５が、第２室４側には処理（浄化）溶湯出口
部６が設けられ、溶湯（溶融金属）７が溶湯入口
部５を通じて第１室３内に連続的に導入され、そ
して第２室４を経て、浄化された溶湯７が溶湯出
口部６を通じて連続的に取り出されるようになつ
ている。

更に、第１室３及び第２室４内には、炉体１天
井部を貫通して、回転体としての公知の撹拌装置
８がそれぞれ装入せしめられ、各室内に導かれる
溶湯７中に所定深さまで浸漬せしめられるように
なつている。なお、該撹拌装置８は、第３図に示
される如く、軸心方向の中央部が処理ガス通路９
ａとされた黒鉛パイプ９と、該黒鉛パイプ９の下
端部に螺着された、水平方向の円板状部分１０ａ
と垂直方向の４枚の撹拌羽根部分１０ｂとからな
る黒鉛羽根１０と、該黒鉛パイプ９の最下端に螺
着されたポーラスプラグ１１とにより組み立てら
れており、継手１２を介して所定のガス供給機
構、駆動機構に接続されるようになつている。

そして、かかる撹拌装置８の位置せしめられる
第１室３及び第２室４部分には、該撹拌装置８に
よつて惹起される溶湯７の流動に対してそれを妨
げるように流動抑制板１３が炉内１内壁からそれ
ぞれ対向して設けられている。また、該流動抑制
板１３は、第２図に示される如くその高さｈが溶
湯７表面より低くなるように炉体１底部から垂直
方向に延び、且つ撹拌装置８の回転中心に向つて
突出する如く所定の長さｌで設けられている。

従つて、かかる構成の装置にあつては、流路を
略水平方向に導かれる溶湯７は、該流路上に設け
られた炉体１の溶湯入口部５から炉体１内の第１
室３第２室４内に順次導かれ、そしてそれぞれの
室内で回転せしめられている撹拌装置８によつて
所定の処理が連続的に行なわれることとなるので
ある。即ち、撹拌装置８の黒鉛パイプ９の通路９
ａを通じて公知の処理ガス（例えば、窒素、アル
ゴン等の不活性ガスやこれらに塩素を混合せしめ
た混合ガスなど）が導入され、そしてその下端の
ポーラスプラグ１１から溶湯７中に微細な独立し
た気泡１４状に吹き込まれる一方、駆動機構によ
る該黒鉛パイプ９の回転によつて、黒鉛羽根１０
も同時に回転せしめられ、以て微細気泡状の処理
ガス１４の浮遊乃至は浮上する溶湯７の撹拌、流
動が行なわれるのであり、これにより該溶湯７と
処理ガスとの有効な接触が図られるのである。

而して、ここでは、更に炉体１内壁面から突出
した流動抑制板１３が設けられているため、該流
動抑制板１３にて該黒鉛羽根１０の回転による溶
湯７の流動が妨げられ、そこに溶湯７の更に複雑
な乱流が形成されるようになるのであり、これに
より溶湯７と微細気泡状処理ガス１４との間によ
り効果的な接触が行なわれることとなるので、よ
り効果的な脱ガス（例えば、脱水素、Al＋３／
2Cl₂→AlCl₃↑など）、脱Na（Na＋１／2Cl₂→
NaClなど）と共に、溶湯７中に浮遊する酸化物
やその他の非金属介在物などのより有効な吸着浮
上分離が進行するのである。

また、かかる流動抑制板１３の設置により、黒
鉛羽根１０にて流動（回動）せしめられる溶湯７
に浮遊する介在物が漸次その流動の外側に、換言
すれば炉体１内壁面側に押しやられて該流動抑制
板１３の基部周辺に積極的に集められ、そして浮
上、除去されるという効果も発揮されるものと考
えられ、これによつて第２室４から溶湯出口部６
を通じて取り出される処理溶湯７中の介在物量の
顕著な低減をも達成せしめ得たのである。従つ
て、かかる第２室４の下流側に通常設けられるフ
イルタ装置の目詰りなどを抑制して、その寿命を
高め得る利点も生じるに至つたのである。

因みに、本考案者の検討によれば、本実施例の
装置を用いてアルミニウム溶湯を処理した場合に
おいて〔処理ガス；アルゴンガス、流量100／
分、処理速度；15トン／Hr〕、脱ガス（H₂ml／
100ｇ・Al）効果で、流動抑制板１３がない場合
の＝0.15（0.12〜0.17）に対して、＝0.11（0.08
〜0.13）と著しく改善され、また脱介在物効果
（0.5mm厚×1000mm角の製品板当り）で、流動抑制
板１３がない場合の０〜５個の介在物欠陥個数に
対して、０〜２個の介在物欠陥個数と更に一段と
改善される結果を得ている。

このように、単なる流動抑制板１３の設置のみ
によつて、金属溶湯の処理効果、能力はより一層
向上せしめられ得るのであり、徒らに処理装置
（回転体）の本数、回転体の回転数、処理ガス吹
込量、回転体の大きさ、及び炉体の大きさ等を増
加することなく、また処理装置への溶湯通過トン
数／Hrを減少させることなく、処理装置の処理
（浄化）効率を上げ得たところに、大きな特徴が
あるのである。

また、上例の装置にあつては、流動抑制板１３
が溶湯７の湯面下に常に位置するような高さｈに
おいて設けられているので、該流動抑制板１３の
設置によつて湯面において溶湯７の著しい波立ち
や踊りが惹起されるようなこともなく、それ故溶
湯の酸化などの望ましくない現象を効果的に抑制
し得る利点もあるのである。

以上、本考案の好ましい一実施例について説明
してきたが、本考案はかかる実施例にのみ限定さ
れるものでは決してなく、本考案の趣旨を逸脱し
ない限りにおいて当業者の知識に基づいて種々な
る変更、修正等を加え得るものである。例えば、
前例では、流動抑制部材として板状の流動抑制板
１３を設けたが、溶湯７の撹拌、流動を妨げるよ
うにその流れ（回動）内に突出せしめられるもの
であれば、板状体に限らず、如何なる突起物であ
つてもよく、例えば第４図に示される如き多数の
波形状の突起１５などから形成されたものであつ
ても何等差支えない。そして、それら流動抑制部
材の高さｈや突出長さｌ、更にはその個数など
は、撹拌効率、製造上あるいはメンテナンス上の
問題等を考慮して適宜に決定されることとなるの
である。

また、処理装置は、一つの撹拌装置が配設され
る構造や、三つ以上の撹拌装置が配設される構造
をとることも可能であり、更に該撹拌装置として
も、例示のものの他、特公昭54−42337号公報、
特公昭55−10652号公報、特開昭54−142104号公
報などに開示されているものを使用することが可
能である。要するに処理ガスが微細な気泡状にて
吹き込まれる一方、当該部分の溶湯の撹拌が行な
われることとなるならば、如何なる構造のものを
も採用し得るのである。

更に、本考案の装置は、それ単独にて金属溶湯
に適用されるのみならず、公知の溶湯処理手法と
併用され得るものであつて、例えば既知のフイル
ター設備（アルミナボールフイルター、チユーブ
フイルター等）と組み合わせて使用することが出
来るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る装置の一実施例を示す平
面断面図、第２図は第１図における−断面
図、第３図は撹拌装置の縦断面図、第４図は本考
案の他の実施例を示す第１図に相当する図であ
る。 １：炉体（処理槽）、２：仕切り壁、３：第１
室、４：第２室、５：溶湯入口部、６：溶湯出口
部、７：溶湯、８：撹拌装置、９：黒鉛パイプ、
１０：黒鉛羽根、１１：ポーラスノズル、１３：
流動抑制板、１４：微細処理ガス気泡、１５：流
動抑制突起。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 略水平方向に導かれる溶融金属の流路上に設
   けられた処理槽内に導かれ且つ該処理槽内を連
   続的に流通せしめられる溶融金属中に、所定の
   処理ガスを微細な気泡状にて導入すると共に、
   回転体による回転によつて該溶融金属を撹拌、
   流動せしめることにより、該溶融金属を前記処
   理ガスにて処理するようにした処理装置におい
   て、 該回転体の回転によつて惹起される溶融金属
   の流動に対して、該流動を妨げるように、且つ
   溶融金属の表面下に常に位置するような高さに
   おいて、流動抑制部材を前記処理槽の内壁に突
   出して設けたことを特徴とする溶融金属の処理
   装置。 (2) 前記流動抑制部材が、前記回転体の回転中心
   に向つて突出するように前記処理槽の内壁に上
   下方向に設けられている実用新案登録請求の範
   囲第１項記載の装置。