JPH05156376A - 金属の純化方法 - Google Patents
金属の純化方法Info
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- JPH05156376A JPH05156376A JP3348178A JP34817891A JPH05156376A JP H05156376 A JPH05156376 A JP H05156376A JP 3348178 A JP3348178 A JP 3348178A JP 34817891 A JP34817891 A JP 34817891A JP H05156376 A JPH05156376 A JP H05156376A
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- nucleation chamber
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 溶融金属を効率よく純化する方法を提供す
る。 【構成】 核生成室２と核溶解室３とを下部に通路７を
設けて連結したユニット炉１を所要数、先のユニット炉
１の核溶解室３と次のユニット炉１の核生成室２とを上
部に通路８を設けて連結して純化装置となし、この純化
装置に金属溶湯４を充満させ、各々のユニット炉１の核
生成室２にて生成する高純度の初晶粒子６を下部通路７
を通して核溶解室３に移送し、これを核溶解室３にて溶
解して、次のユニット炉１の核生成室２に移送する金属
の純化方法において、核生成室２内の金属溶湯４の保持
温度を、前記金属溶湯組成の液相線温度Ｔ1 以上、前記
液相線温度Ｔ1 で晶出する初晶組成の液相線温度Ｔ2 以
下に限定することにより、初晶粒子６が凝集して下部通
路７上に滞留したり、初晶粒子６が核生成室２内で溶解
してしまったりすることがなく、高純度溶湯が効率よく
製造される。
る。 【構成】 核生成室２と核溶解室３とを下部に通路７を
設けて連結したユニット炉１を所要数、先のユニット炉
１の核溶解室３と次のユニット炉１の核生成室２とを上
部に通路８を設けて連結して純化装置となし、この純化
装置に金属溶湯４を充満させ、各々のユニット炉１の核
生成室２にて生成する高純度の初晶粒子６を下部通路７
を通して核溶解室３に移送し、これを核溶解室３にて溶
解して、次のユニット炉１の核生成室２に移送する金属
の純化方法において、核生成室２内の金属溶湯４の保持
温度を、前記金属溶湯組成の液相線温度Ｔ1 以上、前記
液相線温度Ｔ1 で晶出する初晶組成の液相線温度Ｔ2 以
下に限定することにより、初晶粒子６が凝集して下部通
路７上に滞留したり、初晶粒子６が核生成室２内で溶解
してしまったりすることがなく、高純度溶湯が効率よく
製造される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属を効率よく純
化する方法に関する。
化する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の超小型化、精密化に伴
い、これに使用される金属材料には、導電性、柔軟性、
表面特性等の一層の向上が求められており、これに呼応
して高純度金属をベースとする金属材料の開発が年々活
発になされてきている。高純度金属を得る為の金属の純
化方法には、大別して電解法と偏析法とがあるが、微量
不純物を除去するには偏析法の方が優れている。偏析法
とは溶湯が凝固する時の溶質の分配法則を応用する純化
方法で、これには帯溶融方式と凝固方式とが知られてい
る。ここで前記の分配法則を状態図を参照して説明す
る。図３は分配係数Ｋ〔Ｋ＝液相線温度に達した時の
（初晶の溶質濃度）／（初期溶質濃度）〕が１より小さ
い溶質を含有する金属の状態図で、不純物元素の大半は
Ｋ＜１である。さて、この状態図の溶質濃度Ｃ0 の溶湯
を冷却していって、その温度が液相線温度Ｔ1 に達する
と溶質濃度Ｃ1 の高純度の初晶が晶出する。
い、これに使用される金属材料には、導電性、柔軟性、
表面特性等の一層の向上が求められており、これに呼応
して高純度金属をベースとする金属材料の開発が年々活
発になされてきている。高純度金属を得る為の金属の純
化方法には、大別して電解法と偏析法とがあるが、微量
不純物を除去するには偏析法の方が優れている。偏析法
とは溶湯が凝固する時の溶質の分配法則を応用する純化
方法で、これには帯溶融方式と凝固方式とが知られてい
る。ここで前記の分配法則を状態図を参照して説明す
る。図３は分配係数Ｋ〔Ｋ＝液相線温度に達した時の
（初晶の溶質濃度）／（初期溶質濃度）〕が１より小さ
い溶質を含有する金属の状態図で、不純物元素の大半は
Ｋ＜１である。さて、この状態図の溶質濃度Ｃ0 の溶湯
を冷却していって、その温度が液相線温度Ｔ1 に達する
と溶質濃度Ｃ1 の高純度の初晶が晶出する。
【０００３】ところで、前述の凝固方式による純化法
は、従来からバッチ式で行われていて生産性に劣るもの
であり、これを改善する為に、本発明者等は高純度金属
を連続して製造できる金属の純化装置を開発した（特願
昭61-241037)。この純化装置は図４に側面図で示した構
造のものである。即ち、前述の純化装置は、初晶粒子６
を生成する為の核生成器５を配置した核生成室２と前記
初晶粒子６を溶解する為の核溶解室３とを下部に通路７
を設けて連結したユニット炉１を所要数、先の核溶解室
３と次の核生成室との上部に通路８を設けて連結したも
のである。而して、この装置を用いて分配係数Ｋが１未
満の溶質つまり不純物を含有する金属溶湯を純化する方
法は次の通りである。前記ユニット炉１の核生成室２と
核溶解室３とに純化しようとする金属溶湯４を充満し、
核生成室２内の金属溶湯温度を金属溶湯組成の液相線温
度未満の温度に保持した上で、核生成器５により初晶粒
子６を生成せしめ、この純度の高い初晶粒子６を下部通
路７を通して核溶解室３内に移送し、移送された初晶粒
子６を核溶解室３内にて溶解して核溶解室３内の溶湯純
度を高め、この高純度溶湯を次の核生成室に移送して同
じ操作を繰り返して金属溶湯の純度を次第に高めていく
ものである。
は、従来からバッチ式で行われていて生産性に劣るもの
であり、これを改善する為に、本発明者等は高純度金属
を連続して製造できる金属の純化装置を開発した（特願
昭61-241037)。この純化装置は図４に側面図で示した構
造のものである。即ち、前述の純化装置は、初晶粒子６
を生成する為の核生成器５を配置した核生成室２と前記
初晶粒子６を溶解する為の核溶解室３とを下部に通路７
を設けて連結したユニット炉１を所要数、先の核溶解室
３と次の核生成室との上部に通路８を設けて連結したも
のである。而して、この装置を用いて分配係数Ｋが１未
満の溶質つまり不純物を含有する金属溶湯を純化する方
法は次の通りである。前記ユニット炉１の核生成室２と
核溶解室３とに純化しようとする金属溶湯４を充満し、
核生成室２内の金属溶湯温度を金属溶湯組成の液相線温
度未満の温度に保持した上で、核生成器５により初晶粒
子６を生成せしめ、この純度の高い初晶粒子６を下部通
路７を通して核溶解室３内に移送し、移送された初晶粒
子６を核溶解室３内にて溶解して核溶解室３内の溶湯純
度を高め、この高純度溶湯を次の核生成室に移送して同
じ操作を繰り返して金属溶湯の純度を次第に高めていく
ものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の純化方法では、初晶粒子は核生成室内にて団
子状に凝集して下部通路床面上に滞留して核溶解室へ中
々移動しなくなり、純化効率が低下し生産性に劣るとい
う問題があった。
うな従来の純化方法では、初晶粒子は核生成室内にて団
子状に凝集して下部通路床面上に滞留して核溶解室へ中
々移動しなくなり、純化効率が低下し生産性に劣るとい
う問題があった。
【０００５】
【課題を解決する為の手段】本発明はかかる状況に鑑み
鋭意研究を行った結果、核生成器により生成した初晶粒
子の凝集は、核生成室内の金属溶湯の温度を金属溶湯組
成の液相線温度以上の温度に保持することにより抑制で
きること、及び核生成室内の金属溶湯の保持温度を前記
初晶組成の液相線温度以下の低めの温度にしておけば、
初晶粒子が核生成室内で溶解する量は僅かであることを
見出し、更に研究を重ねて本発明を完成するに至ったも
のである。
鋭意研究を行った結果、核生成器により生成した初晶粒
子の凝集は、核生成室内の金属溶湯の温度を金属溶湯組
成の液相線温度以上の温度に保持することにより抑制で
きること、及び核生成室内の金属溶湯の保持温度を前記
初晶組成の液相線温度以下の低めの温度にしておけば、
初晶粒子が核生成室内で溶解する量は僅かであることを
見出し、更に研究を重ねて本発明を完成するに至ったも
のである。
【０００６】即ち、本発明は、核生成室と核溶解室とを
下部に通路を設けて連結したユニット炉を所要数、先の
ユニット炉の核溶解室と次のユニット炉の核生成室とを
上部に通路を設けて連結して純化装置となし、この純化
装置に金属溶湯を充満して所定温度に保持して、各々の
ユニット炉の核生成室にて核生成器により生成する高純
度の初晶粒子を下部通路を通して核溶解室に連続的に移
送し、この移送された初晶粒子を核溶解室にて溶解し
て、次のユニット炉の核生成室に移送する金属の純化方
法において、核生成室内の金属溶湯の保持温度を、前記
金属溶湯組成の液相線温度Ｔ1 以上、前記液相線温度Ｔ
1 で晶出する初晶組成の液相線温度Ｔ2 以下の温度範囲
となすことを特徴とするものである。
下部に通路を設けて連結したユニット炉を所要数、先の
ユニット炉の核溶解室と次のユニット炉の核生成室とを
上部に通路を設けて連結して純化装置となし、この純化
装置に金属溶湯を充満して所定温度に保持して、各々の
ユニット炉の核生成室にて核生成器により生成する高純
度の初晶粒子を下部通路を通して核溶解室に連続的に移
送し、この移送された初晶粒子を核溶解室にて溶解し
て、次のユニット炉の核生成室に移送する金属の純化方
法において、核生成室内の金属溶湯の保持温度を、前記
金属溶湯組成の液相線温度Ｔ1 以上、前記液相線温度Ｔ
1 で晶出する初晶組成の液相線温度Ｔ2 以下の温度範囲
となすことを特徴とするものである。
【０００７】本発明方法における核生成室内の金属溶湯
の限定温度範囲は、図２に示したAl−Si系状態図を参照
して示すと、金属溶湯組成（Al−3%Si）の液相線温度Ｔ
1(639 ℃) と前記液相線温度Ｔ1 にて晶出する初晶の液
相線温度Ｔ2 (657℃) の温度範囲である。本発明方法に
おいて、核生成室内の金属溶湯の温度を金属溶湯の液相
線温度Ｔ1 以上の温度に限定した理由は、前記液相線温
度Ｔ1 未満では、初晶粒子が団子状に凝集し下部通路の
床面上に滞留して核溶解室に移動しなくなる為である。
又核生成室内の金属溶湯の温度を前記液相線温度Ｔ1 で
晶出した初晶の液相線温度Ｔ2 以下の温度に限定した理
由は、前記金属溶湯の温度が前記液相線温度Ｔ2 を超え
る温度では、初晶粒子の溶解速度が速くなり、初晶粒子
のかなりの量が核溶解室に移送される前に核生成室内で
溶解してしまう為である。本発明方法において、核生成
室内の金属溶湯の温度を前述の温度範囲に保持しておけ
ば、初晶粒子の凝集が抑制され、初晶粒子は金属溶湯中
を浮遊しながら移動するので初晶粒子が下部通路床面上
に滞留するようなことはない。本発明方法において、金
属溶湯組成の液相線温度Ｔ1 は、核生成室内の金属溶湯
の固液温度曲線の屈曲点を実測して求め、又初晶組成の
液相線温度Ｔ2 は図２に示した如き状態図に前記液相線
温度Ｔ2 を当てはめて読み取ることができる。
の限定温度範囲は、図２に示したAl−Si系状態図を参照
して示すと、金属溶湯組成（Al−3%Si）の液相線温度Ｔ
1(639 ℃) と前記液相線温度Ｔ1 にて晶出する初晶の液
相線温度Ｔ2 (657℃) の温度範囲である。本発明方法に
おいて、核生成室内の金属溶湯の温度を金属溶湯の液相
線温度Ｔ1 以上の温度に限定した理由は、前記液相線温
度Ｔ1 未満では、初晶粒子が団子状に凝集し下部通路の
床面上に滞留して核溶解室に移動しなくなる為である。
又核生成室内の金属溶湯の温度を前記液相線温度Ｔ1 で
晶出した初晶の液相線温度Ｔ2 以下の温度に限定した理
由は、前記金属溶湯の温度が前記液相線温度Ｔ2 を超え
る温度では、初晶粒子の溶解速度が速くなり、初晶粒子
のかなりの量が核溶解室に移送される前に核生成室内で
溶解してしまう為である。本発明方法において、核生成
室内の金属溶湯の温度を前述の温度範囲に保持しておけ
ば、初晶粒子の凝集が抑制され、初晶粒子は金属溶湯中
を浮遊しながら移動するので初晶粒子が下部通路床面上
に滞留するようなことはない。本発明方法において、金
属溶湯組成の液相線温度Ｔ1 は、核生成室内の金属溶湯
の固液温度曲線の屈曲点を実測して求め、又初晶組成の
液相線温度Ｔ2 は図２に示した如き状態図に前記液相線
温度Ｔ2 を当てはめて読み取ることができる。
【０００８】次に本発明方法によりＡｌ溶湯を純化する
方法を図を参照して具体的に説明する。図１は本発明方
法にて用いるユニット炉の態様例を示す要部説明図であ
る。ユニット炉１の核生成室２と核溶解室３に純化しよ
うとする金属の溶湯４を充満させ、核生成室２内の金属
溶湯４の温度を、予め金属溶湯４の固液温度曲線から求
めておいた金属溶湯組成の液相線温度Ｔ1 とＡｌ−不純
物元素の状態図から初晶組成の液相線温度Ｔ2 との温度
範囲に保持し、しかるのち核生成室２内の金属溶湯４上
部に配置した核生成器５を稼動させる。核生成器５の金
属溶湯４と接する面には、前述の分配法則に従って純度
の高い初晶粒子６が生成し、この初晶粒子６は核生成室
２内の金属溶湯４中を下降し、下部通路７を経て核溶解
室３に移動し溶解する。前記初晶粒子６は、核生成室２
内の金属溶湯４の温度が金属溶湯４の液相線温度Ｔ1 よ
り高く溶解する温度状況にあるので、初晶粒子６が凝集
して通路床上に滞留するようなことがない。又溶湯温度
の上限が初晶の液相線温度Ｔ2 で低めの温度なので初晶
粒子６は溶解してもその量は僅かである。ユニット炉１
の核生成室２には原料溶湯を、初晶粒子６の生成速度に
合わせて補給する。核溶解室３からは高純化された金属
溶湯４が上部通路８を通して、図示しない次のユニット
炉の核生成室に移送される。最終ユニット炉の核溶解室
からは高純度の金属溶湯が製出する。
方法を図を参照して具体的に説明する。図１は本発明方
法にて用いるユニット炉の態様例を示す要部説明図であ
る。ユニット炉１の核生成室２と核溶解室３に純化しよ
うとする金属の溶湯４を充満させ、核生成室２内の金属
溶湯４の温度を、予め金属溶湯４の固液温度曲線から求
めておいた金属溶湯組成の液相線温度Ｔ1 とＡｌ−不純
物元素の状態図から初晶組成の液相線温度Ｔ2 との温度
範囲に保持し、しかるのち核生成室２内の金属溶湯４上
部に配置した核生成器５を稼動させる。核生成器５の金
属溶湯４と接する面には、前述の分配法則に従って純度
の高い初晶粒子６が生成し、この初晶粒子６は核生成室
２内の金属溶湯４中を下降し、下部通路７を経て核溶解
室３に移動し溶解する。前記初晶粒子６は、核生成室２
内の金属溶湯４の温度が金属溶湯４の液相線温度Ｔ1 よ
り高く溶解する温度状況にあるので、初晶粒子６が凝集
して通路床上に滞留するようなことがない。又溶湯温度
の上限が初晶の液相線温度Ｔ2 で低めの温度なので初晶
粒子６は溶解してもその量は僅かである。ユニット炉１
の核生成室２には原料溶湯を、初晶粒子６の生成速度に
合わせて補給する。核溶解室３からは高純化された金属
溶湯４が上部通路８を通して、図示しない次のユニット
炉の核生成室に移送される。最終ユニット炉の核溶解室
からは高純度の金属溶湯が製出する。
【０００９】前述のように、核生成室内の金属溶湯の温
度を前記Ｔ1 とＴ2 の温度範囲内に保持しておけば、初
晶粒子が凝集するようなことはないが、例え凝集するよ
うなことがあったとしても、下部通路床面の傾斜角度を
図１に示した水平線とのなす角度θで30度以上の急角度
に設定しておけば、前記初晶粒子の凝集体が下部通路の
床上に滞留するようなことがない。前記の傾斜角度θは
あまり大きいと核溶解室の床面が低い位置になりスペー
ス的に不利である上、核溶解室の容量が増えるので、純
化開始後所定純度に達するまでに長時間を要し純化効率
が低下する。従って傾斜角度は、70度以下程度にするの
が良い。本発明方法において、核溶解室内の金属溶湯の
温度は、核生成室から移動してくる初晶粒子を溶解する
為に、初晶組成の液相線温度Ｔ2 を超える温度に設定す
る必要がある。この温度は高い程、初晶粒子を完全に且
つ迅速に溶解することができて好ましいが、あまり高く
すると次の核生成室での初晶生成に影響するので前記液
相温度Ｔ2 より10℃程度高い温度を上限とするのが好ま
しい。
度を前記Ｔ1 とＴ2 の温度範囲内に保持しておけば、初
晶粒子が凝集するようなことはないが、例え凝集するよ
うなことがあったとしても、下部通路床面の傾斜角度を
図１に示した水平線とのなす角度θで30度以上の急角度
に設定しておけば、前記初晶粒子の凝集体が下部通路の
床上に滞留するようなことがない。前記の傾斜角度θは
あまり大きいと核溶解室の床面が低い位置になりスペー
ス的に不利である上、核溶解室の容量が増えるので、純
化開始後所定純度に達するまでに長時間を要し純化効率
が低下する。従って傾斜角度は、70度以下程度にするの
が良い。本発明方法において、核溶解室内の金属溶湯の
温度は、核生成室から移動してくる初晶粒子を溶解する
為に、初晶組成の液相線温度Ｔ2 を超える温度に設定す
る必要がある。この温度は高い程、初晶粒子を完全に且
つ迅速に溶解することができて好ましいが、あまり高く
すると次の核生成室での初晶生成に影響するので前記液
相温度Ｔ2 より10℃程度高い温度を上限とするのが好ま
しい。
【００１０】
【作用】本発明方法では、核生成室内の金属溶湯の温度
を前記金属溶湯組成の液相線温度Ｔ1 以上で、前記液相
線温度Ｔ1 で晶出する初晶組成の液相線温度Ｔ2 以下の
温度範囲内に制御するので、核生成器により生成した初
晶粒子が核生成室内で溶解してしまったり、初晶粒子同
士が集合して下部通路の床上に滞留するようなことがな
い。下部通路の傾斜角度θを３０度以上の急角度にする
と、下部通路床上の初晶粒子凝集体の滞留がより確実に
防止できる。
を前記金属溶湯組成の液相線温度Ｔ1 以上で、前記液相
線温度Ｔ1 で晶出する初晶組成の液相線温度Ｔ2 以下の
温度範囲内に制御するので、核生成器により生成した初
晶粒子が核生成室内で溶解してしまったり、初晶粒子同
士が集合して下部通路の床上に滞留するようなことがな
い。下部通路の傾斜角度θを３０度以上の急角度にする
と、下部通路床上の初晶粒子凝集体の滞留がより確実に
防止できる。
【００１１】
【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明す
る。 実施例１ 図１に示したユニット炉を用いてＡｌ−３％Ｓｉの溶湯
中のＳｉの除去実験を行った。ユニット炉の核生成室は
下部通路入口までの深さが 400ｍｍ、断面内径が 200×
110 ｍｍ、核溶解室は断面内径が60×110 ｍｍ、下部通
路は長さが 200ｍｍ，断面内径が25×110 ｍｍのそれぞ
れ黒鉛製角型筒を用いた。下部通路の傾斜角度は種々に
変化させ、それに応じて溶解室の深さも変えた。核生成
室及び核溶解室の壁部にはシリコニット製の発熱体を埋
込んだ。ユニット炉の核生成室内の金属溶湯温度は種々
に変えた。又核溶解室内の溶湯温度は核生成室から移動
してくる初晶粒子の組成の液相線温度Ｔ2 より５℃高い
温度に設定した。又核生成室内と核溶解室内部の溶湯温
度は上中下の３箇所について測定し、各々の温度の平均
値が本発明の温度範囲に入るように制御した。又核生成
器には、金属溶湯と接触する部位の材質がＡｌ溶湯との
濡れ性の異なる黒鉛とアルミナの混合焼結体からなるも
のを用いて、初晶粒子を微細に生成させた。前記核生成
器の振動数は５０Ｈｚ、冷却水量は毎分３０ｍｌとし、
毎分４０ｇの初晶粒子を生成させた。従って第一ユニッ
ト炉の核生成室には、毎分４０ｇの原料溶湯を補給し
た。核生成室及び核溶解室の溶湯温度は、各々の室の金
属溶湯をサンプリングしてその固液温度曲線から液相線
温度を測定し、この測定値と予め求めておいた状態図を
もとに設定した。このようにして種々条件にて、金属溶
湯の純化実験を行った。純化開始２時間後に、核溶解室
からオーバーフローして製出される溶湯をサンプリング
してＳｉ量を分析した。結果は表１に示した。
る。 実施例１ 図１に示したユニット炉を用いてＡｌ−３％Ｓｉの溶湯
中のＳｉの除去実験を行った。ユニット炉の核生成室は
下部通路入口までの深さが 400ｍｍ、断面内径が 200×
110 ｍｍ、核溶解室は断面内径が60×110 ｍｍ、下部通
路は長さが 200ｍｍ，断面内径が25×110 ｍｍのそれぞ
れ黒鉛製角型筒を用いた。下部通路の傾斜角度は種々に
変化させ、それに応じて溶解室の深さも変えた。核生成
室及び核溶解室の壁部にはシリコニット製の発熱体を埋
込んだ。ユニット炉の核生成室内の金属溶湯温度は種々
に変えた。又核溶解室内の溶湯温度は核生成室から移動
してくる初晶粒子の組成の液相線温度Ｔ2 より５℃高い
温度に設定した。又核生成室内と核溶解室内部の溶湯温
度は上中下の３箇所について測定し、各々の温度の平均
値が本発明の温度範囲に入るように制御した。又核生成
器には、金属溶湯と接触する部位の材質がＡｌ溶湯との
濡れ性の異なる黒鉛とアルミナの混合焼結体からなるも
のを用いて、初晶粒子を微細に生成させた。前記核生成
器の振動数は５０Ｈｚ、冷却水量は毎分３０ｍｌとし、
毎分４０ｇの初晶粒子を生成させた。従って第一ユニッ
ト炉の核生成室には、毎分４０ｇの原料溶湯を補給し
た。核生成室及び核溶解室の溶湯温度は、各々の室の金
属溶湯をサンプリングしてその固液温度曲線から液相線
温度を測定し、この測定値と予め求めておいた状態図を
もとに設定した。このようにして種々条件にて、金属溶
湯の純化実験を行った。純化開始２時間後に、核溶解室
からオーバーフローして製出される溶湯をサンプリング
してＳｉ量を分析した。結果は表１に示した。
【００１２】
【表１】
【００１３】表１より明らかなように、本発明方法品
（No.1〜10)は、いずれもＳｉがかなりの量除去され
た。中でも、核生成室内の溶湯温度が液相線温度Ｔ1 よ
り１〜２℃高く、下部通路の傾斜角度が30〜60度の場合
（No.2〜4,7)において、Ｓｉの除去量は顕著に増加し
た。しかしながら、No.1は下部通路の傾斜角度が小さか
った為初晶粒子が下部通路上に滞留気味となり、又No.8
〜10は溶湯温度がやや高かった為初晶粒子が若干再溶解
して、又No.6は溶湯温度が低目だった為生成した初晶粒
子が凝集し低純度の液相がトラップされて、いずれもＳ
ｉの除去量がやや低下した。又No.5は傾斜角度が70度と
大きかった為核溶解室が深くなり、溶湯保持量が増えて
純化効率が幾分低下した。他方、比較例品のNo.11 は溶
湯温度が金属溶湯組成の液相線温度Ｔ1 より低かった為
初晶粒子が多量に凝集して下部通路内に滞留し、下部通
路を閉塞した為、純化実験を中止した。又 No.12は溶湯
温度が初晶粒子組成の液相線温度Ｔ2 を超えた為初晶粒
子が大量に再溶解して、殆ど純化されなかった。
（No.1〜10)は、いずれもＳｉがかなりの量除去され
た。中でも、核生成室内の溶湯温度が液相線温度Ｔ1 よ
り１〜２℃高く、下部通路の傾斜角度が30〜60度の場合
（No.2〜4,7)において、Ｓｉの除去量は顕著に増加し
た。しかしながら、No.1は下部通路の傾斜角度が小さか
った為初晶粒子が下部通路上に滞留気味となり、又No.8
〜10は溶湯温度がやや高かった為初晶粒子が若干再溶解
して、又No.6は溶湯温度が低目だった為生成した初晶粒
子が凝集し低純度の液相がトラップされて、いずれもＳ
ｉの除去量がやや低下した。又No.5は傾斜角度が70度と
大きかった為核溶解室が深くなり、溶湯保持量が増えて
純化効率が幾分低下した。他方、比較例品のNo.11 は溶
湯温度が金属溶湯組成の液相線温度Ｔ1 より低かった為
初晶粒子が多量に凝集して下部通路内に滞留し、下部通
路を閉塞した為、純化実験を中止した。又 No.12は溶湯
温度が初晶粒子組成の液相線温度Ｔ2 を超えた為初晶粒
子が大量に再溶解して、殆ど純化されなかった。
【００１４】
【効果】以上述べたように、本発明方法によれば、初晶
粒子が凝集して下部通路上に滞留したり、初晶粒子が核
溶解室に移動する前に溶解したりすることがなく、高純
度溶湯が効率よく製造でき、工業上顕著な効果を奏す
る。
粒子が凝集して下部通路上に滞留したり、初晶粒子が核
溶解室に移動する前に溶解したりすることがなく、高純
度溶湯が効率よく製造でき、工業上顕著な効果を奏す
る。
【図１】本発明方法にて用いるユニット炉の態様例を示
す要部説明図である。
す要部説明図である。
【図２】本発明方法における核生成室内の金属溶湯の許
容温度範囲を示す金属状態図である。
容温度範囲を示す金属状態図である。
【図３】溶質元素の分配法則を説明する為の金属状態図
である。
である。
【図４】従来法で用いるユニット炉の要部説明図であ
る。
る。
１ ユニット炉 ２ 核生成室 ３ 核溶解室 ４ 金属溶湯 ５ 核生成器 ６ 初晶粒子 ７ 下部通路 ８ 上部通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山崎 明 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 核生成室と核溶解室とを下部に通路を設
けて連結したユニット炉を所要数、先のユニット炉の核
溶解室と次のユニット炉の核生成室とを上部に通路を設
けて連結して純化装置となし、この純化装置に金属溶湯
を充満して所定温度に保持して、各々のユニット炉の核
生成室にて核生成器により生成する高純度の初晶粒子を
下部通路を通して核溶解室に連続的に移送し、この移送
された初晶粒子を核溶解室にて溶解して、次のユニット
炉の核生成室に移送する金属の純化方法において、核生
成室内の金属溶湯の保持温度を、前記金属溶湯組成の液
相線温度Ｔ1 以上、前記液相線温度Ｔ1 で晶出する初晶
組成の液相線温度Ｔ2 以下の温度範囲となすことを特徴
とする金属の純化方法。 - 【請求項２】 核生成室と核溶解室とを下部にて連結す
る通路の床面が核生成室から核溶解室へ向けて下り勾配
で傾斜しており、前記床面の傾斜角度が３０度以上であ
ることを特徴とする請求項１記載の金属の純化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3348178A JPH05156376A (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | 金属の純化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3348178A JPH05156376A (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | 金属の純化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05156376A true JPH05156376A (ja) | 1993-06-22 |
Family
ID=18395272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3348178A Pending JPH05156376A (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | 金属の純化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05156376A (ja) |
-
1991
- 1991-12-03 JP JP3348178A patent/JPH05156376A/ja active Pending
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