JPH0551660A

JPH0551660A - アルミニウム溶湯中からの脱水素方法

Info

Publication number: JPH0551660A
Application number: JP20945191A
Authority: JP
Inventors: Yoshitatsu Otsuka; 良達大塚; Yoshiaki Eguchi; 義昭江口
Original assignee: Showa Aluminum Corp
Current assignee: Altemira Co Ltd
Priority date: 1991-08-21
Filing date: 1991-08-21
Publication date: 1993-03-02

Abstract

(57)【要約】【目的】アルミニウム溶湯中に不活性ガスの気泡を吹
き込むことなく、アルミニウム溶湯中から水素を除去す
る。処理時のドロスの発生を防止し、その結果アルミニ
ウム溶湯の損失を防止する。アルミニウム溶湯の飛散を
防止し、るつぼのメンテナンスを簡単もしくは不要にす
る。【構成】アルミニウム溶湯(A) を露点−２５℃以下の
雰囲気中に保持しておき、このアルミニウム溶湯(A) を
撹拌する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、たとえば鋳造、押
出、圧延等の各種アルミニウム一次製品の製造ラインに
おいて、アルミニウムを溶解したさいに、アルミニウム
溶湯中に溶存した不純物としての水素を除去する脱水素
方法に関する。

【０００２】この明細書において、「アルミニウム」と
いう語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を
含むものとする。

【０００３】

【従来の技術】従来、上述したような溶存水素ガスを除
去する方法として、アルミニウム溶湯を撹拌しながらこ
の溶湯中に不活性ガスを微細な気泡状態で吹き込み、こ
の気泡中に水素を拡散させ、気泡とともに水素ガスとし
て浮上させる方法が知られている（特公昭６０−４９７
００号公報、特公昭６１−４０７３７号公報および特公
昭５２−３６４８７号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法では、不活性ガスの気泡がアルミニウム溶湯表面に
浮上して破裂するさいに溶湯が飛散し、アルミニウムの
損失につながるドロスの発生量が多くなるという問題が
あった。特に、高価な９９．９９wt％以上の高純度アル
ミニウムを処理するさいに、アルミニウム溶湯の損失は
大きな問題となる。また、飛散した溶湯が処理るつぼの
周壁や天井の内面に付着するので、付着物除去のための
処理るつぼのメンテナンスに時間や費用がかかるという
問題があった。

【０００５】この発明の目的は、上記問題を解決したア
ルミニウム溶湯中からの脱水素方法を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明によるアルミニ
ウム溶湯中からの脱水素方法は、アルミニウム溶湯を露
点が−２５℃以下の乾燥空気雰囲気中に保持しておき、
このアルミニウム溶湯を撹拌することを特徴とするもの
である。

【０００７】上記アルミニウム溶湯中からの脱水素方法
において、乾燥空気の露点を−２５℃以下としたのは、
次の理由による。すなわち、アルミニウム溶湯中からの
脱水素を行い、たとえば０．３０ｃｃ／１００ｇＡｌ以
下の低水素濃度とするためには、雰囲気中の水蒸気分圧
を７×１０^-4atm 以下にする必要があるが、上記露点が
−２５℃以下にしなければ、雰囲気中の水蒸気分圧を７
×１０^-4atm 以下にすることができないからである。

【０００８】

【作用】この発明の方法によれば、アルミニウム溶湯を
露点が−２５℃以下の乾燥空気雰囲気中に保持してお
き、このアルミニウム溶湯を撹拌するので、雰囲気中の
水蒸気分圧が低下する結果、アルミニウム溶湯中からの
脱水素処理を効果的に行うことができる。その理由は以
下のように考えられる。すなわち、乾燥空気と接する溶
湯表面では雰囲気中の水蒸気分圧に対応して平衡水素濃
度が定まる。アルミニウム溶湯中の水素濃度が溶湯表面
での平衡水素濃度よりも大きいと、溶湯中の水素は溶湯
表面に拡散し、溶湯表面から雰囲気中へ水素ガスとして
抜け出ることにより溶湯中の水素濃度が減少するが、こ
の拡散による溶湯中の水素濃度の減少は、拡散方程式か
らも予想されるように、極めて長時間を要する。ところ
が、溶湯を撹拌して溶湯中に強制対流を生じさせると、
拡散による溶湯中の水素濃度の減少が加速され、溶湯中
からの脱水素を効果的に行うことができる。

【０００９】しかも、この方法によれば、アルミニウム
溶湯中に不活性ガスを気泡状態で吹き込む必要はなくな
る。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の方法について説明する。

【００１１】図１はこの発明の方法に実施する装置の１
具体例を示す。

【００１２】図１において、アルミニウム溶湯(A) の脱
水素装置は、周壁(1a)にヒータ(2)が埋設されている加
熱炉(1) 内に配置された密閉構造の処理チャンバ(3) を
備えている。処理チャンバ(3) は、たとえばステンレス
鋼から形成されかつ上端が開口したチャンバ本体(4)
と、同じくステンレス鋼から形成されかつ着脱自在の蓋
体(5) とよりなる。チャンバ本体(4) の外周面の上端部
にはシール材充填用環状溝(6) が全周にわたって設けら
れている。環状溝(6) 内には、たとえば砂からなるシー
ル材(7) が充填されている。また、チャンバ本体(4) の
周壁(4a)の下部には乾燥空気供給口(8) が形成され、こ
の供給口(8) に乾燥空気供給管(9) が接続されている。

【００１３】蓋体(5) の周縁部はチャンバ本体(4) の周
壁(4a)よりも外方に突出しており、この部分に環状下方
突出壁(5a)が全周にわたって一体に形成されている。下
方突出壁(5a)の下部は環状溝(6) の内のシール材(7) 中
に差し込まれている。また、蓋体(5) の中央部には貫通
穴(11)が形成されている。貫通穴(11)の周囲にシールド
装置(12)が設けられている。シールド装置(12)は、貫通
穴(11)を囲むように蓋体(5) の上面に固定状にかつ上方
突出状に設けられた内外２重の筒状囲繞壁(13)(14)を備
えており、両囲繞壁(13)(14)の上端間が閉鎖されてその
内部が乾燥空気通路(15)となされている。内側囲繞壁(1
3)には複数の乾燥空気吹出口(16)が形成されている。外
側囲繞壁(14)にはシールド用の乾燥空気供給管(18)が接
続されている。また、蓋体(5) には処理チャンバ(3) 内
の余剰の乾燥空気を排出する乾燥空気排出管(20)が貫通
固定されている。図示は省略したが、蓋体(5) には、温
度検出器の挿入口が形成されており、この挿入口を通し
て、処理チャンバ(3) 内に温度検出器が挿入されてい
る。

【００１４】処理チャンバ(3) 内には、たとえばアルミ
ナから形成されたるつぼ(21)が配置されている。るつぼ
(21)の周壁(21a) 内面には、周方向に間隔をおいて複数
の邪魔板(22)が配置されている。邪魔板(22)の上端はア
ルミニウム溶湯(A) の表面から上方に突出しており、下
端はアルミニウム溶湯(A) の略半分の深さの位置にあ
る。るつぼ(21)内のアルミニウム溶湯(A) 中には、蓋体
(5) の貫通穴(11)を通された垂直回転軸(23)の下端に固
定状に設けられた円板状の撹拌部材(24)が浸漬されてい
る。撹拌部材(24)の周面には周方向に間隔をおいて複数
の撹拌羽根(24a)が形成されている。

【００１５】このような構成において、アルミニウム溶
湯(A) からの脱水素処理を行うには、るつぼ(21)内に処
理すべきアルミニウム溶湯(A) を入れ、ヒータ(2) によ
って溶融温度以上に加熱保持しておく。これと同時に、
乾燥空気供給管(9) から処理チャンバ(3) 内に露点が−
２５℃以下の乾燥空気を供給し、チャンバ(3) 内を乾燥
空気雰囲気としておく。また、シールド装置(12)の乾燥
空気供給管(18)から乾燥空気通路(15)内に上記と同様な
乾燥空気を供給し、吹出口(16)から吹出させることによ
って垂直回転軸(23)と貫通穴(11)との間をシールドす
る。そして、垂直回転軸(23)および撹拌部材(24)を回転
させてアルミニウム溶湯(A) を撹拌する。すると、アル
ミニウム溶湯(A) 中の水素が除去される。

【００１６】次に、図１に示す装置で行ったこの発明の
方法のさらに具体的な実施例について説明する。

【００１７】具体的実施例１るつぼ(21)内に、純度９９．９９wt％の高純度アルミニ
ウムの溶湯(A) を入れ、ヒータ(2) により７００℃に加
熱保持しておいた。この溶湯(A) 中には０．３９ｃｃ／
１００ｇの水素が含まれていた。そして、処理チャンバ
(3) 内を露点−４０℃（水蒸気分圧１．５×１０^-4atm
）の乾燥空気雰囲気としておき、垂直回転軸(23)およ
び撹拌部材(24)を回転数５００rpm で回転させた。

【００１８】１０分経過後および４０分経過後のアルミ
ニウム溶湯(A) 中の水素量を測定したところ、それぞれ
０．２３ｃｃ／１００ｇおよび０．０７ｃｃ／１００ｇ
であった。また、ドロスの発生の有無を調べたところ、
まったく発生していなかった。

【００１９】具体的実施例２るつぼ(21)内に、純度９９．９９wt％の高純度アルミニ
ウムの溶湯(A) を入れ、ヒータ(2) により７５０℃に加
熱保持しておいた。この溶湯(A) 中には０．５５ｃｃ／
１００ｇの水素が含まれていた。そして、処理チャンバ
(3) 内を露点−４０℃（水蒸気分圧１．５×１０^-4atm
）の乾燥空気雰囲気としておき、垂直回転軸(23)およ
び撹拌部材(24)を回転数４００rpm で回転させた。

【００２０】２０分経過後および４０分経過後のアルミ
ニウム溶湯(A) 中の水素量を測定したところ、それぞれ
０．３０ｃｃ／１００ｇおよび０．１０ｃｃ／１００ｇ
であった。また、ドロスの発生の有無を調べたところ、
まったく発生していなかった。

【００２１】具体的実施例３るつぼ(21)内に、純度９９．９９wt％の高純度アルミニ
ウムの溶湯(A) を入れ、ヒータ(2) により６７５℃に加
熱保持しておいた。この溶湯(A) 中には０．３０ｃｃ／
１００ｇの水素が含まれていた。そして、処理チャンバ
(3) 内を露点−２５℃（水蒸気分圧６．９×１０^-4atm
）の乾燥空気雰囲気としておき、垂直回転軸(23)およ
び撹拌部材(24)を回転数６００rpm で回転させた。

【００２２】１０分経過後および３０分経過後のアルミ
ニウム溶湯(A) 中の水素量を測定したところ、それぞれ
０．１８ｃｃ／１００ｇおよび０．１２ｃｃ／１００ｇ
であった。また、ドロスの発生の有無を調べたところ、
まったく発生していなかった。

【００２３】

【発明の効果】この発明のアルミニウム溶湯からの脱水
素方法によれば、上述のようにして、アルミニウム溶湯
中から水素を除去することができる。しかも、従来のよ
うにアルミニウム溶湯中に不活性ガスの気泡を吹き込む
必要はないので、不活性ガス気泡が溶湯表面で破裂する
ことに起因するドロスの発生を防止できる。したがっ
て、アルミニウム溶湯の損失を防止することができる。
また、不活性ガス気泡が溶湯表面で破裂することに起因
するアルミニウム溶湯の飛散を防止できるので、処理る
つぼのメンテナンスが簡単もしくは不要になり、その費
用が安くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のアルミニウム溶湯からの脱水素方法
を実施する装置の１具体例を示す垂直断面図である。

【符号の説明】

Ａアルミニウム溶湯

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウム溶湯を露点が−２５℃以下
の乾燥空気雰囲気中に保持しておき、このアルミニウム
溶湯を撹拌することを特徴とするアルミニウム溶湯中か
らの脱水素方法。