JPH0330456B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0330456B2 JPH0330456B2 JP7646783A JP7646783A JPH0330456B2 JP H0330456 B2 JPH0330456 B2 JP H0330456B2 JP 7646783 A JP7646783 A JP 7646783A JP 7646783 A JP7646783 A JP 7646783A JP H0330456 B2 JPH0330456 B2 JP H0330456B2
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- JP
- Japan
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- bubbles
- molten steel
- gas
- molten metal
- porous
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- Expired
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D1/00—Treatment of fused masses in the ladle or the supply runners before casting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
- C21C7/072—Treatment with gases
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、溶融金属中に発生させる気泡を微細
化することを可能にする気泡発生方法に関する。
化することを可能にする気泡発生方法に関する。
鋼材の鋳造においては、転炉、電気炉などで精
錬した溶鋼を取鍋に受け取り、必要があるなら、
更に二次的精錬工程を加え、鋳型に注ぎ、鋼塊あ
るいは鋼片としていく。鋼材成分は勿論所定成分
となるように予め調整するが、アルミナなどの介
在物や水素、窒素などのガス成分が混入し、鋼材
品質を悪化する恐れがあり、これらを除く一手段
としてバブリングが行なわれる。バブリングは鋳
造に到る工程の間で、取鍋、真空脱ガス精錬炉あ
るいは連続鋳造機におけるタンデイツシユなどの
様々な個所で実施されうるものである。取鍋に例
をとり説明すると、これは取鍋の底にジルコニア
などからなる多孔性煉瓦を取付け、該煉瓦を通し
て取鍋内溶鋼中にアルゴン（Ar）などの不活性
ガスを吹き込み、取鍋の底か溶鋼表面へ立ち昇る
気泡を作る。H2、N2ガスなどはこのArガス気泡
中に取込まれ、またアルミナなどの介在物はAr
ガス気泡の表面に付着して除去される。
錬した溶鋼を取鍋に受け取り、必要があるなら、
更に二次的精錬工程を加え、鋳型に注ぎ、鋼塊あ
るいは鋼片としていく。鋼材成分は勿論所定成分
となるように予め調整するが、アルミナなどの介
在物や水素、窒素などのガス成分が混入し、鋼材
品質を悪化する恐れがあり、これらを除く一手段
としてバブリングが行なわれる。バブリングは鋳
造に到る工程の間で、取鍋、真空脱ガス精錬炉あ
るいは連続鋳造機におけるタンデイツシユなどの
様々な個所で実施されうるものである。取鍋に例
をとり説明すると、これは取鍋の底にジルコニア
などからなる多孔性煉瓦を取付け、該煉瓦を通し
て取鍋内溶鋼中にアルゴン（Ar）などの不活性
ガスを吹き込み、取鍋の底か溶鋼表面へ立ち昇る
気泡を作る。H2、N2ガスなどはこのArガス気泡
中に取込まれ、またアルミナなどの介在物はAr
ガス気泡の表面に付着して除去される。
バブリングによる不純物除去を活発に行なわせ
るには微細気泡を作るのが有効である。即ち微細
気泡にすれば気泡表面積が増加して非金属介在物
の吸着に有利であり、またN2、H2ガスなども微
細、多数気泡の方が捕促されやすい。ガス、メタ
ル間の精錬反応速度は界面積に比例する。しかし
ながら従来法には気泡径を制御する有効な方法が
見当らない。多孔性煉瓦を用いる気泡発生では、
溶鋼ヘツドにより定まる圧力を越える圧力で不活
性ガスを供給し、多孔性煉瓦を抜けて溶鋼側へ出
た該ガスが次第に大きくなつて表面張力に打克つ
浮力を得、遂に多孔性煉瓦を離れて溶鋼中へ浮上
開始することにより発生するので、気泡径をある
程度以下（通常数mmφ程度）にすることは困難で
ある。
るには微細気泡を作るのが有効である。即ち微細
気泡にすれば気泡表面積が増加して非金属介在物
の吸着に有利であり、またN2、H2ガスなども微
細、多数気泡の方が捕促されやすい。ガス、メタ
ル間の精錬反応速度は界面積に比例する。しかし
ながら従来法には気泡径を制御する有効な方法が
見当らない。多孔性煉瓦を用いる気泡発生では、
溶鋼ヘツドにより定まる圧力を越える圧力で不活
性ガスを供給し、多孔性煉瓦を抜けて溶鋼側へ出
た該ガスが次第に大きくなつて表面張力に打克つ
浮力を得、遂に多孔性煉瓦を離れて溶鋼中へ浮上
開始することにより発生するので、気泡径をある
程度以下（通常数mmφ程度）にすることは困難で
ある。
本発明はこの気泡径を制御する方法を提供しよ
うとするものであり、溶融金属を収容する容器の
下部から多孔性体を通してガスを吹込み、該溶融
金属中に気泡を発生させる方法において、該容器
中の溶融金属に変動する電磁力を発生させて該多
孔性体の表面に作用する見掛け圧を変動させ、該
多孔性体の表面より浮上する気泡の径を所望値に
制御することを特徴とするものである。以下図面
を参照しながらこれを詳細に説明する。
うとするものであり、溶融金属を収容する容器の
下部から多孔性体を通してガスを吹込み、該溶融
金属中に気泡を発生させる方法において、該容器
中の溶融金属に変動する電磁力を発生させて該多
孔性体の表面に作用する見掛け圧を変動させ、該
多孔性体の表面より浮上する気泡の径を所望値に
制御することを特徴とするものである。以下図面
を参照しながらこれを詳細に説明する。
第１図は本発明のの実施例を示し、１０は取鍋
などの容器で、内部に溶鋼１２を収容し、底部に
は多孔性煉瓦１４を備える。１６はこの多孔性煉
瓦に不活性ガスＧを供給するパイプである。圧力
を加えてガスＧをパイプ１６に供給すれば多孔性
煉瓦１４から多数の気泡１８が溶鋼１２内に発生
する。２０，２２は一対の磁界発生装置で、本例
では永久磁石であり、前者はＮ極、後者はＳ極
で、溶鋼１２中にＮ極からＳ極へ向かう磁界を作
る。２４，２６は電極で、交流電源２８に接続さ
れ、溶鋼１２中に一方の電極から他方の電極へま
たこの逆へ電流を流す。
などの容器で、内部に溶鋼１２を収容し、底部に
は多孔性煉瓦１４を備える。１６はこの多孔性煉
瓦に不活性ガスＧを供給するパイプである。圧力
を加えてガスＧをパイプ１６に供給すれば多孔性
煉瓦１４から多数の気泡１８が溶鋼１２内に発生
する。２０，２２は一対の磁界発生装置で、本例
では永久磁石であり、前者はＮ極、後者はＳ極
で、溶鋼１２中にＮ極からＳ極へ向かう磁界を作
る。２４，２６は電極で、交流電源２８に接続さ
れ、溶鋼１２中に一方の電極から他方の電極へま
たこの逆へ電流を流す。
このような磁界発生手段および電流供給手段を
設けると溶鋼に電磁力が発生する。即ち磁界の磁
束密度をＢ、電流をＩ、電磁力をＦとすればＦ＝
Ｂ×Ｉであり（これらはいずれもベクトルで、×
はベクトルの外積）、磁界発生装置は永久磁石な
のでＢは一定、電流Ｉは交流なので方向は正、逆
に変ると、電磁力Ｆは図示のように交互に上方ま
たは下方を向く。電磁力Ｆが上方を向くとき多孔
性煉瓦１４の表面における溶鋼ヘツドは見掛け上
小になり、電磁力Ｆが下方を向くとき多孔性煉瓦
１４の表面における溶鋼ヘツドは見掛け上大にな
る。第２図はこれを示すグラフで、横軸には時
間、縦軸には見掛け圧をとつてある。溶鋼圧がこ
のように変動すると、該圧力が大なるとき多孔性
煉瓦１４の表面からの気泡浮上は抑れられ、該圧
力が小なるとき気泡浮上は促進される。つまり気
泡は圧力が下つたとき浮上するようになるから、
交流電源２８の周波数及び電流振幅などを変える
ことにより気泡径の制御ができる。
設けると溶鋼に電磁力が発生する。即ち磁界の磁
束密度をＢ、電流をＩ、電磁力をＦとすればＦ＝
Ｂ×Ｉであり（これらはいずれもベクトルで、×
はベクトルの外積）、磁界発生装置は永久磁石な
のでＢは一定、電流Ｉは交流なので方向は正、逆
に変ると、電磁力Ｆは図示のように交互に上方ま
たは下方を向く。電磁力Ｆが上方を向くとき多孔
性煉瓦１４の表面における溶鋼ヘツドは見掛け上
小になり、電磁力Ｆが下方を向くとき多孔性煉瓦
１４の表面における溶鋼ヘツドは見掛け上大にな
る。第２図はこれを示すグラフで、横軸には時
間、縦軸には見掛け圧をとつてある。溶鋼圧がこ
のように変動すると、該圧力が大なるとき多孔性
煉瓦１４の表面からの気泡浮上は抑れられ、該圧
力が小なるとき気泡浮上は促進される。つまり気
泡は圧力が下つたとき浮上するようになるから、
交流電源２８の周波数及び電流振幅などを変える
ことにより気泡径の制御ができる。
溶鋼圧の変動幅は磁界の強さ及び又は電流の強
さにより調整でき、必要なら負圧にすることもで
きる。Ｂ＝0.8T、Ｉ＝10A／cm2のとき電磁力Ｆは
重力にほゞ等しいから、多孔性煉瓦１４の表面に
は０〜2G範囲で変動する溶鋼圧が加わる。
さにより調整でき、必要なら負圧にすることもで
きる。Ｂ＝0.8T、Ｉ＝10A／cm2のとき電磁力Ｆは
重力にほゞ等しいから、多孔性煉瓦１４の表面に
は０〜2G範囲で変動する溶鋼圧が加わる。
煉瓦１４は適宜の多孔性体に変えてよいが溶鋼
に用いる場合は勿論耐火性体である必要がある。
また溶鋼の場合は容器底部荷重は相当に大きくな
るから機械的強度に留意する必要があり、容器底
全面から発泡させる場合は多孔性体１４を複数個
分散配置する。磁界は交流磁界としてもよいが、
溶鋼中に渦電流を発生させて磁気遮蕨効果を生じ
るから周波数を余り高くすることはできない。
に用いる場合は勿論耐火性体である必要がある。
また溶鋼の場合は容器底部荷重は相当に大きくな
るから機械的強度に留意する必要があり、容器底
全面から発泡させる場合は多孔性体１４を複数個
分散配置する。磁界は交流磁界としてもよいが、
溶鋼中に渦電流を発生させて磁気遮蕨効果を生じ
るから周波数を余り高くすることはできない。
次に本発明方法による吹き込み気泡の微細化の
実例を挙げる。底の一部が多孔性煉瓦よりなる容
器内を溶融状態の鉛・すず系合金で満たし、底部
の多孔性煉瓦を通じ溶融金属中に窒素ガスを吹き
込んだところ、窒素ガスは５〜10mm直径の気泡と
なり浮上することが観察された。この状態で多孔
性煉瓦表面上の磁界ベクトル方向がおおむね水平
方向で、その強さが1.2Tであるような直流磁界
を電磁石装置により発生させかつ同時に溶融金属
中に、周波数が50Hzで磁界および気泡浮上方向の
いづれにも直交し、その密度が5A／cm2程度の交
流電流を通じたところ、浮上する窒素ガスの気泡
径は２〜４mmになつた。
実例を挙げる。底の一部が多孔性煉瓦よりなる容
器内を溶融状態の鉛・すず系合金で満たし、底部
の多孔性煉瓦を通じ溶融金属中に窒素ガスを吹き
込んだところ、窒素ガスは５〜10mm直径の気泡と
なり浮上することが観察された。この状態で多孔
性煉瓦表面上の磁界ベクトル方向がおおむね水平
方向で、その強さが1.2Tであるような直流磁界
を電磁石装置により発生させかつ同時に溶融金属
中に、周波数が50Hzで磁界および気泡浮上方向の
いづれにも直交し、その密度が5A／cm2程度の交
流電流を通じたところ、浮上する窒素ガスの気泡
径は２〜４mmになつた。
以上説明したように本発明によれば比較的簡単
な手段により溶鋼つまり溶融金属中に作る気泡の
径を調整することができ、甚だ有効である。
な手段により溶鋼つまり溶融金属中に作る気泡の
径を調整することができ、甚だ有効である。
第１図は本発明の実施例を示す説明図、第２図
は見かけ圧の変動を説明する図である。 図面で、１０は容器、１２は溶融金属、１４は
多孔性体、Ｇはガス、１８は気泡、２０，２２，
２４，２６は電磁力発生手段である。
は見かけ圧の変動を説明する図である。 図面で、１０は容器、１２は溶融金属、１４は
多孔性体、Ｇはガス、１８は気泡、２０，２２，
２４，２６は電磁力発生手段である。
Claims (1)
- １ 溶融金属を収容する容器の下部から多孔性体
を通してガスを吹込み、該溶融金属中に気泡を発
生させる方法において、該容器中の溶融金属に変
動する電磁力を発生させて該多孔性体の表面に作
用する見掛け圧を変動させ、該多孔性体の表面よ
り浮上する気泡の径を所望値に制御することを特
徴とする気泡発生方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7646783A JPS59202138A (ja) | 1983-04-30 | 1983-04-30 | 気泡発生方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7646783A JPS59202138A (ja) | 1983-04-30 | 1983-04-30 | 気泡発生方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59202138A JPS59202138A (ja) | 1984-11-15 |
| JPH0330456B2 true JPH0330456B2 (ja) | 1991-04-30 |
Family
ID=13605967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7646783A Granted JPS59202138A (ja) | 1983-04-30 | 1983-04-30 | 気泡発生方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59202138A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013141699A (ja) * | 2012-01-12 | 2013-07-22 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | 溶鋼中での気泡の発生方法 |
| JP2016090468A (ja) * | 2014-11-07 | 2016-05-23 | 株式会社豊田自動織機 | 超音波探傷検査方法及び超音波探傷検査装置 |
| JP2023123922A (ja) * | 2022-02-25 | 2023-09-06 | 明智セラミックス株式会社 | 脱ガス用坩堝 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2473120C (en) * | 2002-02-22 | 2008-10-14 | Hideo Nakajima | Metal porous body manufacturing method |
-
1983
- 1983-04-30 JP JP7646783A patent/JPS59202138A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013141699A (ja) * | 2012-01-12 | 2013-07-22 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | 溶鋼中での気泡の発生方法 |
| JP2016090468A (ja) * | 2014-11-07 | 2016-05-23 | 株式会社豊田自動織機 | 超音波探傷検査方法及び超音波探傷検査装置 |
| JP2023123922A (ja) * | 2022-02-25 | 2023-09-06 | 明智セラミックス株式会社 | 脱ガス用坩堝 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59202138A (ja) | 1984-11-15 |
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