JPH06228669A - 溶融アルミニウムから含有粒子を除去する処理方法および装置 - Google Patents

溶融アルミニウムから含有粒子を除去する処理方法および装置

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JPH06228669A
JPH06228669A JP3360954A JP36095491A JPH06228669A JP H06228669 A JPH06228669 A JP H06228669A JP 3360954 A JP3360954 A JP 3360954A JP 36095491 A JP36095491 A JP 36095491A JP H06228669 A JPH06228669 A JP H06228669A
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molten aluminum
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Thomas R Hornack
アール．ホーナック トーマス
Ronald E Miller
イー．ミラー ロナルド
John A Kaems
エイ．ケームズ ジョン
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アペリアン ディラン
George E Lyness
イー．リィネス ジョージ
Rajakkannu Mutharasan
ムサラサン ラジャッカンヌ
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 剛性フィルター手段から堆積したフィルター
ケーキを除去するために接線方向へ一掃ガスを浸透させ
る手段を含んで構成された溶融金属を濾過するための多
段式の濾過装置およ方法を提供する。 【構成】 入口ポート６，１０６および出口ポート８，
１０８を有するフィルターハウジング４，１０４と、比
較的大きな粒径を有する固体を除去できる粗フィルター
手段３０，１３０と、比較的小さな粒径を有する固体を
除去できる微細フィルター手段４０，１４０と、ガスの
流れを粗フィルター手段の前面に向けて導いてフィルタ
ーケーキ１７０を除去するための手段５０，１５０とを
含んで濾過することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は濾過による溶融金属の精
製に関する。更に詳しくは、本発明は剛性の粗フィルタ
ー媒体および剛性の微細フィルター媒体を使用した溶融
金属の精製方法および装置を含む２段階濾過技術（シス
テム）に関する。
【０００２】
【従来技術】アルミニウムのような溶融金属から不純物
を除去することは、溶融アルミニウムを通して塩素含有
ガスを流すこと、濾過手段を通して溶融アルミニウムを
流すこと、或いはそれらの組み合わせ、によって既に達
成されている。
【０００３】例えばストループ氏他の米国特許第２，８
４０，４６３号は、穿孔プレートを通して、塩化アルミ
ニウムガスの充満したガス密容器の中にアルミニウムを
滴下ドリップさせることによってアルミニウムを精製す
ることを教示している。塩化アルミニウムガスは容器の
中へアルミニウム金属がドリップされるときにそのアル
ミニウム金属の脱ガスおよび精製を行うのに使用されて
いる。
【０００４】また、溶融金属は粒子や顆粒の床に溶融金
属を通すことによっても、溶融金属の精製が行われてき
た。この粒子や顆粒の床はフィルターのケーキ生成や詰
まりを生じないで濾過を行う。例えばブロンダイク氏他
の米国特許第２，８６３，５５８号は微細に粉砕された
非金属粒子もしくは包有物を除去するための溶融アルミ
ニウムの精製を記載しており、この精製はアルミニウム
金属を耐火粒子の床を通過させて行われている。
【０００５】濾過床に於ける耐火粒子の寸法を１種以上
使用することがリー氏他の米国特許第３，０２５，１５
５号、ヘス氏他の米国特許第３，０３９，８６４号およ
びブレイデン氏の米国特許第３，７３７，３０３号およ
び第３，７３７，３０５号に示されている。これらの特
許では、ガスは向流として床を通されて気泡を形成して
いる。このガスは、溶融アルミニウム中の不純物と反応
可能な塩素含有ガスとされるか、或いは非反応性ガスと
されることができる。これらのガスは溶融アルミニウム
からその吸蔵ガスを除去するため、並びに粒子床の逆方
向フラッシング（バックフラッシング）を行うために使
用される。
【０００６】ブレイデン氏他の米国特許第３，７３７，
３０４号は、２つのこのような耐火顆粒床にアルミニウ
ムを通すと同時に塩素ガスおよび非反応性ガスの両者を
向流として流すことによって、アルミニウムを精製する
ための装置および方法を記載している。第２のフィルタ
ー床は第１のフィルター床とは、第１の床には粗い耐火
顆粒だけが存在するのに対し、第２の床には粗い顆粒の
床の上に更に小さい寸法の耐火顆粒の床が配置されてい
る、という点で相違している。
【０００７】ユー氏の米国特許第４，３８４，８８８号
は溶融アルミニウムを精製する方法を示しており、溶融
アルミニウムをラシヒリングまたはインターロックサド
ルに見られるような浸漬された接触面媒体に通して流す
と同時に、ガスフラックスをその金属に通して流すこと
で行われている。特許権者はこのような接触面媒体を粒
子の使用よりも好ましいとしている。その理由は、この
使用によって大きな破片の無い状態が得られるからであ
る。定期的に、通常の量の２倍〜３倍の量のガスが床を
通して流されて床に捕捉されていた物質を一掃すなわち
取り去り、それらの物質を浮遊層として浮上させ集合さ
せるようになす。溶融金属表面の１９〜２５．４ｍｍ
（３／４〜１インチ）の耐火ボールの１つの層が大量の
一掃ガスの流動の際に床から離れないようにリングおよ
びサドルを抑制すると言われている。
【０００８】非粒子フィルター手段もまた溶融アルミニ
ウムの濾過に使用される。エッカート氏の米国特許第
４，７６９，１５８号は移動可能で柔軟なフィルターク
ロスを使用して溶融金属を濾過する方法および装置を記
載している。このフィルタークロスは濾過装置内で第１
のチャンバーを第２のチャンバーから区分している。フ
ィルタークロスは第１のチャンバーの外側に配置された
ロールから順々に繰り出されて、フィルタークロス上に
粒子が集合（最終的に詰まる）したときに新たな濾過面
を与えるようになす。二次的な濾過は静止フィルターを
含む。このフィルターは第２のチャンバーの内部に備え
られ、フィルタークロスから取り去られた全ての包有物
を捕捉するようになす。
【０００９】しかしながら、粗大不純物および微細不純
物の両方を溶融金属から除去することができると同時に
通常のような剛性フィルターの詰まりを防止しでき、ま
た、交換のために容易に取り外すことのできる剛性フィ
ルター手段を有することが望まれる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】それ故、本発明の目的
は、不純物を除去するために溶融金属を濾過するための
多段式の剛性フィルター手段を提供することである。
【００１１】本発明の他の目的は、早期のフィルター詰
まりを回避するために粗フィルター手段および微細フィ
ルター手段を含んで構成された、不純物を除去するため
に溶融金属を濾過するための多段式の剛性フィルター手
段を提供することである。
【００１２】本発明の更に他の目的は、剛性フィルター
手段から堆積したフィルターケーキを一掃するための手
段を含んで構成された、不純物を除去するために溶融金
属を濾過するための多段式の剛性フィルター手段を提供
することである。
【００１３】本発明の更に他の目的は、剛性フィルター
手段から堆積したフィルターケーキを一掃するために、
剛性フィルターの面を横断して接線方向へ向けて一掃ガ
スを浸透させる手段を含んで構成された、不純物を除去
するために溶融金属を濾過するための多段式の剛性フィ
ルター手段を提供することである。
【００１４】本発明の更に他の目的は、剛性のカートリ
ッジ式の粗フィルターおよび微細フィルターを含み、こ
れらのフィルターが容易に装脱できるようになされた、
不純物を除去するために溶融金属を濾過するための多段
式の剛性フィルター手段を提供することである。
【００１５】本発明の更に他の目的は、不純物を除去す
るために溶融金属を濾過するための方法を提供すること
である。
【００１６】
【課題を達成するための手段】本発明による装置は、入
口ポートおよび出口ポートを有するフィルターハウジン
グと、前記ハウジングの内部にあって少なくとも１０ミ
クロンの粒径を有する固体を除去できる剛性の粗フィル
ター手段と、前記ハウジングの内部にあって少なくとも
１ミクロンの粒径を有する固体を除去できる剛性の微細
フィルター手段とを含んで構成される。更に、ガスの流
れを剛性の粗フィルター手段の前面に向けて導いて該フ
ィルター手段からフィルターケーキを取り去るようにな
すための手段を更に含んで構成される。
【００１７】本発明による方法は、溶融金属を剛性の粗
フィルター手段に通して流し、溶融金属を剛性の微細フ
ィルターに通して流し、そして一掃ガスを少なくとも一
方の剛性フィルター手段の面を接線方向に横断するよう
に流し、堆積したフィルターケーキをフィルター手段か
ら一掃させる、手段を含んでなる。
【００１８】本発明のこれらの目的およびその他の目的
は以下の説明および添付図面を参照して明白になろう。
【００１９】
【実施例】図２を参照すれば、本発明の濾過装置が符号
２によって最も簡単な形態で示されている。この装置は
ハウジング４を含み、このハウジングは、溶融金属の流
入流れに対面して１０ミクロンもしくはそれ以上の粒子
寸法の固体を除去することのできる垂直方向に配置され
た剛性の粗フィルター３０と、この粗フィルター３０の
後方にて垂直方向に配置され、１０ミクロン以下、例え
ば１ミクロン程度の小さな粒子寸法の固体を除去できる
剛性の微細フィルター４０と、を収容している。本発明
の濾過装置は多くの溶融金属の精製に関して使用できる
が、溶融アルミニウムおよびアルミニウム基合金、例え
ば少なくとも５０重量％のアルミニウムを含有する合
金、の精製に特に有用であることが見いだされる。ここ
に於いて使用しているようにアルミニウムを使用するこ
とは、アルミニウムおよびその合金を包含することを意
味する。
【００２０】ハウジング４は、入口ポート６および出口
ポート８を備えており、金属外側シェル１２と、溶融金
属の温度に耐え且つその溶融金属による腐食に耐えるこ
とのできる耐火材の内側層１４を含んでいる。例えば８
５０℃のような高温に耐えることのできる耐火材の例と
して、炭化珪素、窒化珪素、アルミナ、ムライト（ｍｕ
ｌｉｔｅ）、珪素、クロマイト、苦土カンラン石、マグ
ネシア、尖晶石、ペリクレースおよびジルコニアが含ま
れる。このライニングすなわち層１４を形成するのに使
用される耐火材はホスファート結合された高アルミナ材
料を含むのが好ましい。同じ耐火材または他の耐火材１
６および１８による追加厚さ部分が入口ポート６および
出口ポート８に備えられて、溶融金属がこの濾過装置２
に流入し且つまた流出する際の溶融材料による侵食から
の保護を行うようにされることができる。
【００２１】ハウジング４のすぐ内側には、入口ポート
６に隣接してヒーター２０が配置され、フィルター３０
に到達した溶融金属が溶融状態にある、例えばアルミニ
ウム基合金に関しては約６７５℃〜約８１５℃にある、
ことを保証するようになされている。図１のフローチャ
ートから注目されるように、金属は溶融装置を通り、次
にフィルター２へ流入する前に保持炉を通る。濾過され
る金属の温度は粗フィルター３０に到達する際にその融
点以上の温度に保持されていることが重要である。ヒー
ター２０はガス、または好ましいとされる電気ヒーター
の何れかを含むことができる。ヒーター２０の外面は溶
融金属の温度、例えばアルミニウム基合金の場合には少
なくとも約６７５℃、に耐えることができる材料で構成
される。また、この外面は、溶融金属による化学的な反
応を受けたり、溶融金属を汚損したりすることのない材
料で構成されねばならない。炉のライニングとして上述
にて列挙した材料の何れもヒーター２０の表面を溶融金
属から保護するためにその表面に使用できる。
【００２２】粗フィルター３０はハウジング４の内部で
フィルター取り付けチャンネル３２に取り付けられる。
このチャンネルはハウジング４の側壁および底部に備え
られ、全ての金属がフィルター３０を通る以外に入口ポ
ート６から出口ポート８へ向けて流れてしまうのを防止
する。フィルター３０は、約２〜約１８メッシュ、好ま
しくは４〜１０メッシュ（米国Ｓｉｅｖｅ Ｓｅｒｉｅ
ｓ）の粒径寸法範囲の粒子を焼結しもしくは化学的に結
合した質量体を含むことができる。
【００２３】粗フィルター３０を形成するのに使用され
る特定の材料は、前述したような作動温度に耐え且つま
た溶融金属による反応に化学的に耐えるという基準に合
致するものでなければならない。そうでないと、何れも
フィルターを損傷し且つ金属を汚損してしまうことにな
る。フィルター３０の厚さは約１０〜約２５０ｍｍの範
囲である。適当な耐火材として上述にて列挙した何れの
金属もフィルター３０の構造を形成するための粒子とし
て使用することができる。これらの粒子は化学的に結合
されもしくは焼結されて、例えばホウケイ酸ガラス材料
を使用して、所望の剛性フィルター媒体を形成すること
ができる。
【００２４】このフィルターはアルミナまたは炭化珪素
の粒子から作られることができる。例えば、このアルミ
ナフィルターはホスファート結合アルミナ或いはホウケ
イ酸結合アルミナとされることができる。このようなフ
ィルターは米国オハイオ州ソロンのメタウリックスシス
テム社から入手できる。
【００２５】フィルター４０は同様にハウジング４の内
部でフィルター取り付けチャンネル４２に取り付けられ
る。このチャンネルもまたハウジング４の側壁および底
部に備えられていて、粗フィルター３０を通過した後の
全ての金属がフィルター４０以外を通って流れることを
防止している。フィルター４０はまた、約８〜約３６メ
ッシュ、好ましくは８〜２８メッシュ（米国Ｓｉｅｖｅ
Ｓｅｒｉｅｓ）の粒径寸法範囲の粒子を焼結しもしく
は化学的に結合して形成された質量体を含むことができ
る。
【００２６】粗フィルター３０を形成するのに使用され
たのと同じ材料がフィルター４０を形成するのに使用で
きる。フィルター４０は約１０〜約２５０ｍｍの厚さ範
囲とされる。
【００２７】本発明の濾過装置に於いて、溶融金属内に
含有されている粒子に対する２つのモードの捕捉が可能
である。すなわち、第１のモードに於いては、捕捉され
るべき粒子は剛性フィルター内に侵入することができる
（しばしば深部濾過と称される）。第２のモードにおい
ては、捕捉されるべき粒子はフィルター表面上に堆積
し、フィルターケーキを形成する。このフィルターケー
キは粗フィルターの捕捉効率を助成する。捕捉量はフィ
ルターを通過する溶融金属のスループット量に比例す
る。フィルター表面を横断する浸透ガスによって効果的
に除去でき、これによりフィルターを生き返らせるの
は、このフィルターケーキである。
【００２８】本発明の濾過装置は実質的に一定流量濾過
装置である。これに於いて濾過圧力はフィルターケーキ
が堆積するに連れて変化、すなわち増大する。この圧力
増大はフィルターを通して流れる流量を、例え溶融金属
が堆積したフィルターケーキなよって更に大きな抵抗を
受けるとしても、大体一定に維持できるようにする。一
定流量は重要な特徴である。何故ならば、溶融金属の一
定した供給は連続鋳造設備に対する供給を行うのに必要
なことだからである。従って、フィルターの下流側の流
量が実質的に一定に維持される限り、上流側の溶融金属
圧力ヘッドはフィルターケーキの堆積による抵抗の増大
に応答して高まっていくことになる。
【００２９】図２に示した実施例では、任意の蓋（図示
せず）が濾過装置２の頂部上に配置されて、熱を保存
し、そして溶融金属表面が不活性すなわち還元ガスによ
って覆われてその表面に於ける溶融金属の酸化が抑制さ
れようになされる。
【００３０】入口ポート６に対面するフィルター３０の
側面３４に於ける底縁および側端縁には多孔分散リング
５０が配置されている。このリングは多数の開口を有
し、ガスが排出されるように且つフィルターもしくはフ
ィルターケーキと接触されてフィルターケーキの取り去
りを可能にしている。リング５０のガス開口は、その多
孔分散リング５０からのガス流がフィルター３０の流入
してくる溶融金属に対面する表面３４に沿って接線方向
へ向けられるように、配置されている。このガス流はフ
ィルター３０の表面３４からそのフィルターに捕捉され
た固体粒子もしくは包有物を取り去るように作用する。
フィルターに対するこの分散ガスもしくは浸透ガスによ
る捕捉粒子の取り去りは、金属がフィルターを通して流
されていないときに通常のように行われる。取り去られ
た粒子はしかる後に表面上へ浮遊し、そこに於いてこの
ような不純物を除去する適当な手段により溶融金属表面
をすくい取ることで除去されるのである。
【００３１】フィルター表面に於けるガスの体積流量は
約５ＳＣＦＨ〜約２２５ＳＣＦＨとされ、表面３４の付
近を十分な量の気泡集団が通過して、その表面上の不純
物を取り去るようになすことを保証しなければならな
い。使用されるガスはネオンやアルゴンのような不活性
すなわち非反応性のガスとされることができる。
【００３２】図３〜図６を参照すれば、本発明の濾過装
置の好ましい実施例が全体を符号１０２で示されてい
る。この装置は、円筒形の粗フィルター１３０と、これ
とは異なる直径の円筒形の微細フィルター１４０とを含
む。２つの円筒形フィルターはハウジング１０４の内部
にて円筒形のヒーター１２０の回りに同心的に取り付け
られている。このハウジングは金属シェル１１２および
耐火材ライナー１１４を含み、この耐火材ライナーは先
に説明したライナー１４に使用されるのと同じ耐火材で
作ることができる。
【００３３】濾過装置１０２は溶融金属の入口ポート１
０６および出口ポート１０８を備えている。しかしなが
ら、図３、図４および図５に最もよく見られるように、
入口ポート１０６を通して濾過装置１０２に流入する溶
融金属は、耐火材ライナー１１８および耐火材の垂直ブ
ロック１１０の間に形成されている垂直通路１２２を通
して流下される。この垂直ブロックは通路１２２を外側
の同心チャンバー１２９および微細フィルター１４０の
外面から以下に説明するように区分している。溶融金属
は次に水平フィルターサポート１３２および垂直ブロッ
ク１１０の下側の耐火材底壁１１９に形成された水平通
路１２４を通して流されて、中央チャンバー１２６の中
に入り込む。この中央チャンバーは外側を円筒形の粗フ
ィルター１３０の内面１３４によって囲まれている。ま
た、その中央に円筒形のヒーター１２０が配置されてい
る。ヒーター１２０および円筒形のフィルター１３０は
フィルターハウジング１０４の内部に同軸に取り付けら
れていて、ヒーター１２０がフィルター内面１３４から
ほぼ等しい間隔を隔てられ、またフィルター１３０より
も小さな直径とされて溶融金属が両者の間を流動できる
ようにしている。
【００３４】先の実施例と同様に、既に説明した理由に
よって任意のカバーが濾過装置の上に取り付けられるこ
とができる。
【００３５】溶融金属はこのようにして入口ポート１０
６を通して通路１２２および１２４の中に流入し、そし
て中央チャンバー１２６の中へ流入し、しかる後に円筒
形の粗フィルター１３０を通して、その円筒形の粗フィ
ルター１３０と円筒形の微細フィルター１４０との間の
円形空間によって定められた内側の同軸のチャンバー１
２８の中へ流れ込む。円筒形の微細フィルター１４０は
円筒形の粗フィルター１３０よりも大きな直径とされ、
また濾過装置１０２の内部に同軸的に取り付けられて粗
フィルター１３０を取り囲んでいる。溶融金属は次に微
細フィルター１４０を通して同軸の出口チャンバー１２
９へ流入する。このチャンバーは図４に最もよく見られ
るように出口ポート１０８と通じている。
【００３６】この実施例に於いては、円筒形の微細フィ
ルター１４０の直径よりも僅かに小さい直径の円形リン
グ１５０が、図６に最もよく見られるようにフィルター
内面１３４の底縁に隣接して配置されている。このリン
グはその表面からガスをフィルター表面へ浸透させ、そ
の表面からフィルターケーキを取り去るようになす。
【００３７】先に説明した実施例の場合と同様に、リン
グ１５０の開口１５２を通るガスの解放はその開口１５
２の位置によって方向を定められ、この結果としてフィ
ルター１３０の表面１３４に沿ってガス気泡１６０の接
線方向の流れが形成されて、フィルター表面１３４上に
既に堆積している固体粒子１７０を取り去り、これによ
り詰まりを抑制してフィルター１３０を通る流量を制御
できるようにしているのである。第３のフィルター（図
示せず）が出口１０８のすぐ前に配置されてフィルター
から落とされたフィルター媒体の如何なる粒子も捕捉で
きるようにすることができる。このようなフィルターは
粗い網構造の発泡セラミック材料で作られることができ
る。
【００３８】何れの図示実施例に於いても、粗フィルタ
ーおよび微細フィルターの何れもが容易に交換できる。
この交換は、単に垂直方向に位置された溶融金属から突
出しているフィルター頂部に係合し、その剛性フィルタ
ーを溶融金属から抜き出すように解放された頂部を通し
て（必要ならば任意の頂部すなわち蓋を取り外したの
ち）持ち上げることで行われる。交換されるフィルター
はしかる後フィルターハウジングの内部の溶融金属の中
に下ろされる。
【００３９】本発明の方法によれば、溶融アルミニウム
は非反応性のガスのようなフラックスガスを使用してフ
ラックス処理を施され、酸素および望ましくない微量元
素や包有物を除去するようになされる。このような非反
応性ガスには、アルゴンのようないわゆる不活性ガスが
含まれる。塩素ガスはフラックスガスに約３０％まで組
み入れられることができる。フラックス処理は第１の濾
過モードの前で、第１および第２のフィルターの間に於
いて行われる。
【００４０】２つのフィルター、すなわち粗フィルター
および微細フィルター、の使用が示されてきたが、２つ
以上のフィルターが必要に応じて使用できることに注目
しなければならない。例えば、第１の粗フィルターの近
くに第２の粗フィルターを備え、第１の微細フィルター
の近くに第２の微細フィルターを備えることができる。
従って、微細フィルターもしくは粗フィルターの何れか
を取り外して交換することが望まれるときは、第２の粗
フィルターもしくは微細フィルターが交換すべきフィル
ターの取り外しの前に濾過装置内に取り付けられて、フ
ィルターの交換の間に濾過作業が中断しないいようにな
されることができる。
【００４１】この濾過作業は、濾過作業に必要とされる
のが溶融金属の非常に少ない体積量であるという利点を
有する。すなわち、従来の処理は鋳造装置に対する十分
な容量を与えるために７７５２ｋｇ（１７０００ポン
ド）もの溶融金属の容量を有するフィルターボックスを
必要とする。これを比較すると、鋳造装置に対する十分
な容量を与えるために本発明はたったの４５６ｋｇ（１
０００ポンド）の容量を必要とするだけである。
【００４２】他の利点は、本発明の濾過装置がフィルタ
ー表面に対してガスを浸透させてフィルターケーキをそ
の表面から落とすことによって、フィルターが回復でき
るという事実にある。これを比較すると、緩くパックさ
れた材料の標準的な床を使用した７，７５２ｋｇ（１
７，０００ポンド）の容量の装置は回復することができ
ない。すなわち、床が詰まってしまったならば、取り外
さなければならないのである。
【００４３】この濾過装置は粗フィルターの中央に溶融
金属が流入して、半径方向にて外方へと微細フィルター
に向けて移動されるものとして示されたが、粗フィルタ
ーが外側フィルターとされ、微細フィルターが内側フィ
ルターとされて、溶融金属が逆方向へ移動するようにで
きることは、認識されよう。或いは、フィルターは粗フ
ィルターが頂部となるように互いに重ねられ、溶融金属
が下方へ流れるようにされることができる。溶融金属の
流れ方向は適当に配置されたフィルターに対して傾斜し
て下方へ向けられ、圧力ゲインの利点を得ることができ
る。
【００４４】本発明の溶融金属の濾過装置の作動を説明
するために、平均粒径が６メッシュで、外径が３６ｃ
ｍ、高さが７５ｃｍの２５ｍｍ厚の円筒形の粗フィルタ
ーが図３〜図６に示された実施例と同様な濾過装置内に
配置された。約１０メッシュの粒径と、約２５ｍｍの厚
さと、約６０ｃｍの内径と、７５ｃｍの高さとを有する
外側の微細フィルターが内側の粗フィルターの回りに同
軸的に取り付けられた。
【００４５】溶融アルミニウム基合金がフィルターハウ
ジングの内部に導かれ、中央に取り付けられた電気ヒー
ターによって約７３０℃の温度に保持された。アルミニ
ウム基合金の濾過装置を通して流れる流量は約３６，４
８０ｋｇ／ｈｒ（８０，０００ポンド／ｈｒ）であっ
た。一掃ガスは、濾過装置を約２７３，６００ｋｇ（６
００，０００ポンド）の金属が通過した後に約５分間に
わたって３０ＣＦＨの流量で円筒形の粗フィルター内面
を横断するように導かれた。
【００４６】顕著な詰まりが観察されるまでに、２７
３，６００ｋｇ（６００，０００ポンド）のアルミニウ
ム基合金は１８時間にわたって濾過装置を通過された。
【００４７】このように、本発明は剛性のカートリッジ
式の粗フィルターおよび微細フィルターを含み、これら
のフィルターが共にフィルターハウジング内部に垂直方
向に配置されて、何れのフィルターも容易に取り外し交
換できるようになされた、多段式の剛性フィルター手段
を提供する。一掃ガス手段は溶融金属の流入する流れに
対面するフィルター面の内面の少なくとも１つ縁部に隣
接して配置され、この装置が粗フィルターの表面に対し
て間欠的にガスを浸透させる。好ましい実施例では、フ
ィルターは同心的に取り付けられた円筒形のフィルター
を含み、フィルター媒体の強度および表面積を最大限に
するようになされる。
【００４８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によればフ
ィルターの詰まりを生じたならば一掃ガスの噴射によっ
てフィルターケーキを取り去って再びフィルターを回復
させることができる。しかも濾過作業を中断することな
く実行できるようにされ得るので、従来装置に比べて格
段に性能および使用性が向上する。特に連続鋳造装置に
対する溶融金属の供給に於いてはその効果が多大とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】溶融金属を濾過する前後の工程のシーケンスを
示すフローチャート。
【図２】本発明の濾過装置の最も簡単な形態の頂視図。
【図３】本発明の濾過装置の好ましい実施例の側面断面
図。
【図４】図３の線ＩＶ−ＩＶに沿う濾過装置の頂部断面
図。
【図５】図３の線Ｖ−Ｖに沿う濾過装置の頂部断面図。
【図６】フィルター手段の面から堆積した固体を一掃す
るために使用される接線方向のガス流を示す、図３の濾
過装置の１部の拡大した破断側面断面図。
【符号の説明】
２，１０２ 濾過装置 ４ ハウジング ６，１０６ 入口ポート ８，１０８ 出口ポート ２０ ヒーター ３０，１３０ 粗フィルター ３４ 側面 ４０，１４０ 微細フィルター ５０ 多孔分散リング １１０，１５０ 垂直ブロック １２０ ヒーター １２２ 通路 １２４ 水平通路 １２８ 内側チャンバー １２９ 外側チャンバー １５２ 開口 １６０ 気泡 １７０ 固体粒子
フロントページの続き (72)発明者 トーマス アール．ホーナック アメリカ合衆国ペンシルバニア州ロウアー バレル，グレンモアー ストリート 312 (72)発明者 ロナルド イー．ミラー アメリカ合衆国ペンシルバニア州マレーズ ビル，エイコーン コート ７ (72)発明者 ジョン エイ．ケームズ アメリカ合衆国テネシー州メリイビル，バ レイ ブリーズ サークル 1501 (72)発明者 ディラン アペリアン アメリカ合衆国マサチューセッツ州ウォー セスター，レジェント ストリート 15 (72)発明者 ジョージ イー．リィネス アメリカ合衆国ペンシルバニア州ピッツバ ーグ，スカイ リッジ ドライブ 1204 (72)発明者 ラジャッカンヌ ムサラサン アメリカ合衆国ペンシルバニア州ブルーモ ール，ディアフィールド ロード 131

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 粒子を含有する溶融アルミニウムからそ
    の含有粒子を除去するために溶融アルミニウムを処理す
    る方法であって、 （ａ） 第１の面を有する第１の剛性フィルター媒体に
    前記溶融アルミニウムを通して、該溶融アルミニウムか
    ら小量の粒子を除去し、 （ｂ） 前記第１の面上に前記粒子をフィルターケーキ
    として集めて、ガス気泡にフィルターケーキを接触させ
    ることで前記表面から粒子が除去できるようになされ、 （ｃ） 段階（ａ）からの前記溶融アルミニウムを第２
    の剛性フィルター媒体に通して、段階（ａ）出除去され
    た粒子よりも全体的に小さな寸法の粒子を除去するよう
    になす、諸段階を含むことを特徴とする溶融アルミニウ
    ムから含有粒子を除去する処理方法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載された方法であって、前
    記溶融アルミニウムが以下の条件、すなわち （ａ） 第１のフィルターが２〜１８メッシュの寸法の
    セラミック粒子を結合して形成された多孔質セラミック
    フィルターである、 （ｂ） 第２のフィルターが８〜３６メッシュの寸法の
    セラミック粒子を結合して形成された多孔質セラミック
    フィルターである、 （ｃ） 第１および第２のフィルターが炭化珪素、窒化
    珪素もしくはアルミナで構成された多孔質セラミックフ
    ィルターである、の条件の１つまたはそれ以上を有する
    フィルター媒体を通過されることを特徴とする溶融アル
    ミニウムから含有粒子を除去する処理方法。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載された方法であって、溶
    融アルミニウムが第１フィルターボックスを形成してい
    る第１のフィルターに与えられ、１部濾過されたアルミ
    ニウムがそこから第１のフィルターボックスを取り囲む
    第２のフィルターボックスを形成している第２のフィル
    ターへ送られることを特徴とする溶融アルミニウムから
    含有粒子を除去する処理方法。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載された方法であって、フ
    ィルターボックスが以下の特徴、すなわち （ａ） 第１のフィルターボックスは剛性フィルター媒
    体で作られた実質的に垂直な壁部を有し、溶融金属が一
    般に外方へ向けて通過されて濾過される、 （ｂ） 第２のフィルターボックスは剛性フィルター媒
    体で作られた実質的に垂直な壁部を有し、溶融金属が一
    般に外方へ向けて通過されて濾過される、 （ｃ） 第１のフィルターボックスはほぼ円形である、 （ｄ） 第２のフィルターボックスはほぼ円形である、
    の条件の１つまたはそれ以上を有して使用されることを
    特徴とする溶融アルミニウムから含有粒子を除去する処
    理方法。
  5. 【請求項５】 請求項１に記載された方法であって、１
    ０ミクロンもしくはそれ以上の粒子が溶融アルミニウム
    を第１の剛性フィルター媒体を通すことで除去され、特
    に１０ミクロン以下の寸法を有する粒子が溶融アルミニ
    ウムを第２の剛性フィルター媒体を通すことで除去され
    ることを特徴とする溶融アルミニウムから含有粒子を除
    去する処理方法。
  6. 【請求項６】 請求項１から請求項５までの何れか１項
    に記載された方法であって、第１の剛性フィルターの濾
    過面からのフィルターケーキの除去が濾過面をガス気泡
    に接触させることで行われることを特徴とする溶融アル
    ミニウムから含有粒子を除去する処理方法。
  7. 【請求項７】 溶融金属を濾過してその溶融金属から固
    体を除去する装置であって、 （ａ） 入口ポート（６）および出口ポート（８）を有
    するフィルターハウジング（４）、 （ｂ） 前記ハウジングの内部にあって、少なくとも１
    ０ミクロンの粒径を有する固体を除去できる剛性の粗フ
    ィルター手段（３０）、 （ｃ） 前記ハウジングの内部にあって、少なくとも１
    ミクロンの粒径を有する固体を除去できる剛性の微細フ
    ィルター手段（４０）、を含んで構成されたことを特徴
    とする溶融金属の濾過装置。
  8. 【請求項８】 請求項７に記載された装置であって、フ
    ィルター手段が以下の特徴、すなわち （ａ） 前記剛性の粗フィルター手段（３０）が約２〜
    １８メッシュの平均粒度を有する多孔質フィルターを含
    んでいること、 （ｂ） 前記剛性の微細フィルター手段（４０）が約６
    〜２８メッシュの平均粒度を有する多孔質フィルターを
    含んでいること、 （ｃ） 前記粗フィルター手段（３０）および微細フィ
    ルター手段（４０）が前記フィルターハウジング（４）
    の内部に垂直に配置されていること、 （ｄ） フィルター手段が円筒形であり、また、円筒形
    の微細フィルター手段（１４０）よりも小さな直径を有
    する円筒形の剛性の粗フィルター手段（１３０）を含
    み、粗フィルター手段（１３０）は微細フィルター手段
    （１４０）の内部のフィルターハウジング（１０４）の
    内部に取り付けられ、また、このハウジングには通路手
    段（１２２，１２４）が備えられて溶融金属の流れを入
    口ポート（１０６）から粗フィルター手段（１３０）の
    内面（１３４）へ導くようになされていること、の条件
    の１つまたはそれ以上を有していることを特徴とする溶
    融金属の濾過装置。
  9. 【請求項９】 請求項８に記載された装置であって、加
    熱手段（１２０）が円筒形の剛性の粗フィルター手段１
    ０の内部に配置され、粗フィルター手段（１３０）を通
    過する前に溶融金属を加熱するようになされたことを特
    徴とする溶融金属の濾過装置。
  10. 【請求項１０】 請求項７から請求項９までの何れか１
    項に記載された装置であって、ガスの流れを剛性の粗フ
    ィルター手段（３０，１３０）の前面（３４，１３４）
    に向けて導いて該フィルター手段からフィルターケーキ
    を取り去るようになすための手段（５０，１５０）を更
    に含み、例えばフィルターの面を横断してガスの流れを
    導くためのこの手段が前面（３４，１３４）に対面する
    開口（１５２）を有するスペーサー差手段（５０，１５
    ０）を含んでいる、ことを特徴とする溶融金属の濾過装
    置。
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