JPH0649908B2 - 溶融金属中の非金属介在物の除去装置 - Google Patents
溶融金属中の非金属介在物の除去装置Info
- Publication number
- JPH0649908B2 JPH0649908B2 JP63143579A JP14357988A JPH0649908B2 JP H0649908 B2 JPH0649908 B2 JP H0649908B2 JP 63143579 A JP63143579 A JP 63143579A JP 14357988 A JP14357988 A JP 14357988A JP H0649908 B2 JPH0649908 B2 JP H0649908B2
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- JP
- Japan
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- metallic inclusions
- molten metal
- tank
- floating
- inclusions
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、溶融金属中の非金属介在物を分離除去する装
置に関する。
置に関する。
従来、溶融金属中の非金属介在物を分離除去する手段と
して、溶融金属収納容器の底部より微細な不活性ガスを
吹込み、非金属介在物の浮上分離を促進する手段、オー
バーフロー堰を用いて溶融金属の流れのショートパスを
減少させ、浮上分離を促進する手段等が採られている。
また、近年、溶融金属を水平に回転させ、溶融金属と非
金属介在物の密度差によって生じる遠心力の差を利用
し、非金属介在物を回転中心に集中分離する手段があ
る。（特開昭５８−２２３１７） しかしながら、これらの従来の技術は、非金属介在物が
少しでもあると鋳造品の欠陥となるような場合に対して
は、その非金属介在物除去の効果は不十分であった。
して、溶融金属収納容器の底部より微細な不活性ガスを
吹込み、非金属介在物の浮上分離を促進する手段、オー
バーフロー堰を用いて溶融金属の流れのショートパスを
減少させ、浮上分離を促進する手段等が採られている。
また、近年、溶融金属を水平に回転させ、溶融金属と非
金属介在物の密度差によって生じる遠心力の差を利用
し、非金属介在物を回転中心に集中分離する手段があ
る。（特開昭５８−２２３１７） しかしながら、これらの従来の技術は、非金属介在物が
少しでもあると鋳造品の欠陥となるような場合に対して
は、その非金属介在物除去の効果は不十分であった。
特に特開昭６３−３８５１４に開示されるように、非常
に高い回転数で溶融金属を回転させた場合、小さな径の
非金属介在物まで除去することが可能であるが、この
際、必ず、回転流によって生じる空気巻き込みによる溶
融金属の上面の空気酸化や耐火物の溶損等が同時に進行
し、容器内で生成される非金属介在物（以下、外来性非
金属介在物と記す）が急激に増加し、大型の非金属介在
物が流出することになる。
に高い回転数で溶融金属を回転させた場合、小さな径の
非金属介在物まで除去することが可能であるが、この
際、必ず、回転流によって生じる空気巻き込みによる溶
融金属の上面の空気酸化や耐火物の溶損等が同時に進行
し、容器内で生成される非金属介在物（以下、外来性非
金属介在物と記す）が急激に増加し、大型の非金属介在
物が流出することになる。
この対策として、耐摩耗性の優れた高価な耐火物を容器
の全体にわたって使用し、また、空気酸化を防止するた
め、容器全体を不活性ガス等でシールする必要があり、
コストアップになるという問題が発生した。
の全体にわたって使用し、また、空気酸化を防止するた
め、容器全体を不活性ガス等でシールする必要があり、
コストアップになるという問題が発生した。
本発明は、以上のような問題点を解決するもので、溶融
金属中の非金属介在物を分離除去することが効果的かつ
経済的に可能な溶融金属中の非金属介在物の除去装置を
提供することを目的とするものである。
金属中の非金属介在物を分離除去することが効果的かつ
経済的に可能な溶融金属中の非金属介在物の除去装置を
提供することを目的とするものである。
計算機シミュレーションによって、溶融金属を水平回転
させることにより、転炉と同程度の非常にきな撹拌動力
密度が得られることが明らかとなった。小型モデル実験
の結果、この時の溶融金属内の非金属介在物は、この大
きな撹拌エネルギーによって、合体、凝集が促進され、
粗大化することを発見した。
させることにより、転炉と同程度の非常にきな撹拌動力
密度が得られることが明らかとなった。小型モデル実験
の結果、この時の溶融金属内の非金属介在物は、この大
きな撹拌エネルギーによって、合体、凝集が促進され、
粗大化することを発見した。
また、溶融金属を回転させる回流槽中で生ずる外来性非
金属介在物は、耐火物の溶損によって生じるため大型の
非金属介在物が多いことが分った。すなわち、回流槽か
ら流出する溶融金属中に存在する非金属介在物は、通常
に比べて大型のものが非常に多いことになる。
金属介在物は、耐火物の溶損によって生じるため大型の
非金属介在物が多いことが分った。すなわち、回流槽か
ら流出する溶融金属中に存在する非金属介在物は、通常
に比べて大型のものが非常に多いことになる。
以上の知見に基づき、本発明では、溶融金属に水平回転
を与える回流槽を設け、例えば回転磁場発生装置を付設
し、ここで比較的小さな非金属介在物を回転撹拌によっ
て粗大化させ、かつ回流槽で生成される大型の外来性非
金属介在物を、回流槽中に隣接して設けた、オーバーフ
ロー堰を持つ浮上槽内で、粗大化した非金属介在物と共
に浮上分離するか、浮上槽内でガスを吹込み浮上分離
し、その後流出口から溶融金属を流出させる装置を開発
した。
を与える回流槽を設け、例えば回転磁場発生装置を付設
し、ここで比較的小さな非金属介在物を回転撹拌によっ
て粗大化させ、かつ回流槽で生成される大型の外来性非
金属介在物を、回流槽中に隣接して設けた、オーバーフ
ロー堰を持つ浮上槽内で、粗大化した非金属介在物と共
に浮上分離するか、浮上槽内でガスを吹込み浮上分離
し、その後流出口から溶融金属を流出させる装置を開発
した。
本発明は、溶融金属を受け入れてこれを水平回転させる
回流槽と、この回流槽と連接して流出口を備え溶融金属
中の非金属介在物を浮上させる浮上槽とからなり、回流
槽と浮上槽との間の隔壁に開口を設けたことを特徴とす
る溶融金属中の非金属介在物の除去装置である。この装
置において、非金属介在物の浮上槽にオーバーフロー堰
を設けると好ましく、また、浮上槽の下部または下側部
にガス吹込口を設けてもよい。さらに、回流槽には溶融
金属を水平回転させる回転磁場発生装置を付設すると好
適である。
回流槽と、この回流槽と連接して流出口を備え溶融金属
中の非金属介在物を浮上させる浮上槽とからなり、回流
槽と浮上槽との間の隔壁に開口を設けたことを特徴とす
る溶融金属中の非金属介在物の除去装置である。この装
置において、非金属介在物の浮上槽にオーバーフロー堰
を設けると好ましく、また、浮上槽の下部または下側部
にガス吹込口を設けてもよい。さらに、回流槽には溶融
金属を水平回転させる回転磁場発生装置を付設すると好
適である。
〔作用〕 溶融金属を高い回転数で水平回転させると、大きな撹拌
エネルギーによって、非金属介在物の遠心分離効果に加
えて、非金属介在物間の合体、凝集が起こり、非金属介
在物が粗大化される。この効果によって、通常、浮上に
よって分離することができない小さな非金属介在物を大
型化することが可能となる。
エネルギーによって、非金属介在物の遠心分離効果に加
えて、非金属介在物間の合体、凝集が起こり、非金属介
在物が粗大化される。この効果によって、通常、浮上に
よって分離することができない小さな非金属介在物を大
型化することが可能となる。
しかしながら、これと同時に耐火物の溶損や、上面から
の空気酸化によって大型の非金属介在物が生成され、溶
融金属の清浄化を阻害する弊害が生じた。
の空気酸化によって大型の非金属介在物が生成され、溶
融金属の清浄化を阻害する弊害が生じた。
そこで、本発明では生成される大型の外来性非金属介在
物の流出を防止するため、溶融金属に水平回転を与える
回流槽の横に、オーバーフロー堰を持つ浮上槽を直結し
た隔壁に開口を設けた装置を開発した。
物の流出を防止するため、溶融金属に水平回転を与える
回流槽の横に、オーバーフロー堰を持つ浮上槽を直結し
た隔壁に開口を設けた装置を開発した。
この装置によれば、回流槽で旋回流を発生させ遠心力に
より非金属介在物を旋回中心側に集中させると共に、隔
壁の開口を通って浮上槽に向う半径流により、非金属介
在物を浮上槽に移動させることができる。そして、回流
槽で溶融金属中に含まれる非金属介在物を分離し、その
際に生成される大型の外来性非金属介在物を、直結した
オーバーフロー堰を持つ浮上槽で浮上分離させることに
より、流出口から出る溶融金属中の非金属介在物を著し
く減少させることができる。
より非金属介在物を旋回中心側に集中させると共に、隔
壁の開口を通って浮上槽に向う半径流により、非金属介
在物を浮上槽に移動させることができる。そして、回流
槽で溶融金属中に含まれる非金属介在物を分離し、その
際に生成される大型の外来性非金属介在物を、直結した
オーバーフロー堰を持つ浮上槽で浮上分離させることに
より、流出口から出る溶融金属中の非金属介在物を著し
く減少させることができる。
この作用により、従来の溶融金属を回転させ非金属介在
物を分離する方法において問題となる大型の外来性非金
属介在物の完全な分離が可能となる。
物を分離する方法において問題となる大型の外来性非金
属介在物の完全な分離が可能となる。
すなわちこの発明の回流槽では撹拌エネルギーによる非
金属介在物の合体、凝集によって非金属介在物が大型化
し、オーバーフロー堰を持つ浮上槽では、比較的大きな
径の非金属介在物の分離に効果的であるため、回流槽
と、オーバーフロー堰を持つ槽とを組み合わせることに
より、非常に効果的に非金属介在物を分離することが可
能となる。
金属介在物の合体、凝集によって非金属介在物が大型化
し、オーバーフロー堰を持つ浮上槽では、比較的大きな
径の非金属介在物の分離に効果的であるため、回流槽
と、オーバーフロー堰を持つ槽とを組み合わせることに
より、非常に効果的に非金属介在物を分離することが可
能となる。
また、回流槽に用いる回転磁場発生装置を、第１図に示
すような半円柱状にすることによって、中間容器全体を
コンパクトにすることが可能となる。また、堰を多段に
設けることにより、非金属介在物の分離を一層高めるこ
とも可能である。
すような半円柱状にすることによって、中間容器全体を
コンパクトにすることが可能となる。また、堰を多段に
設けることにより、非金属介在物の分離を一層高めるこ
とも可能である。
また、回流槽につながる浮上槽内で浮上分離を促進する
方法として、浮上槽の底部または下側部よりガスバブリ
ングを行う、あるいは溶融金属の流れを制動する電磁ブ
レーキ装置を浮上槽の外側に設置することも効果的であ
る。
方法として、浮上槽の底部または下側部よりガスバブリ
ングを行う、あるいは溶融金属の流れを制動する電磁ブ
レーキ装置を浮上槽の外側に設置することも効果的であ
る。
第１図に本発明装置の実施例を示した。この装置は、回
流槽１１と、浮上槽１２とを連設して構成され、溶融金
属は流入口４から導入され、回転磁場発生装置２によっ
て回転を与えられ、小さな非金属介在物を除去し、次い
でオーバーフロー堰３をもつ浮上槽１２で非金属介在物
を浮上分離し流出口５から流出する。なお、回流槽の溶
融金属表面は不活性ガスシール領域６を形成してある。
流槽１１と、浮上槽１２とを連設して構成され、溶融金
属は流入口４から導入され、回転磁場発生装置２によっ
て回転を与えられ、小さな非金属介在物を除去し、次い
でオーバーフロー堰３をもつ浮上槽１２で非金属介在物
を浮上分離し流出口５から流出する。なお、回流槽の溶
融金属表面は不活性ガスシール領域６を形成してある。
この装置を用いて、ＳＵＳ３０４相当のステンレス溶鋼
１００トンを流通させ、回流槽１１の出口および流出口
５からそれぞれサンプリングを行い、トータル酸素分析
および非金属介在物の抽出を行った。
１００トンを流通させ、回流槽１１の出口および流出口
５からそれぞれサンプリングを行い、トータル酸素分析
および非金属介在物の抽出を行った。
溶鋼回転数約７０ｒｐｍ、スループット量平均１トン／
分の時のトータル酸素分析および非金属介在物の抽出結
果を、それぞれ第２図、第３図に示す。
分の時のトータル酸素分析および非金属介在物の抽出結
果を、それぞれ第２図、第３図に示す。
第３図において、斜線を施した部分は流出口５からサン
プリングした試料のスライム抽出結果を示し、白い部分
を含む棒グラフ全体の値は、回流槽１１の出口からサン
プリングした試料のスライム抽出結果を示した。
プリングした試料のスライム抽出結果を示し、白い部分
を含む棒グラフ全体の値は、回流槽１１の出口からサン
プリングした試料のスライム抽出結果を示した。
第２図、第３図から溶鋼を回転させる回流槽と、オーバ
ーフロー堰を持つ浮上槽を組合わせることによって、ト
ータル酸素量、非金属介在物量ともに著しく減少するこ
とが分る。
ーフロー堰を持つ浮上槽を組合わせることによって、ト
ータル酸素量、非金属介在物量ともに著しく減少するこ
とが分る。
特に回流槽内で生成される外来性非金属介在物および撹
拌エネルギーによる非金属介在物の凝集によって粗大化
した大型の非金属介在物が、本発明の浮上槽で非常に効
率よく浮上分離されることが明らかとなった。
拌エネルギーによる非金属介在物の凝集によって粗大化
した大型の非金属介在物が、本発明の浮上槽で非常に効
率よく浮上分離されることが明らかとなった。
本発明の装置を用いることにより、非金属介在物を小さ
いものでも大きいものでも効率的に分離することがで
き、鋳造品の非金属介在物に起因する欠陥を減少するこ
とができ、大幅なコストダウンと製品品質の向上が可能
となった。
いものでも大きいものでも効率的に分離することがで
き、鋳造品の非金属介在物に起因する欠陥を減少するこ
とができ、大幅なコストダウンと製品品質の向上が可能
となった。
第１図は本発明の装置の一実施例を示す（ａ）水平断面
図、（ｂ）縦断面図、第２図は各位置からサンプリング
した試料のトータル酸素分析の結果を示すグラフ、第３
図は各位置からサンプリングした試料のスライム抽出に
よる各粒径ごとの非金属介在物量指数を示す棒グラフで
ある。 １……耐火物壁、２……回転磁場発生装置、３……オー
バーフロー堰、４……流入口、５……流出口、６……不
活性ガスシール領域、１１……回流槽、１２……浮上
槽。
図、（ｂ）縦断面図、第２図は各位置からサンプリング
した試料のトータル酸素分析の結果を示すグラフ、第３
図は各位置からサンプリングした試料のスライム抽出に
よる各粒径ごとの非金属介在物量指数を示す棒グラフで
ある。 １……耐火物壁、２……回転磁場発生装置、３……オー
バーフロー堰、４……流入口、５……流出口、６……不
活性ガスシール領域、１１……回流槽、１２……浮上
槽。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 徹也 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (72)発明者 小林 和子 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社千葉製鉄所内
Claims (4)
- 【請求項１】溶融金属を受け入れてこれを水平回転させ
る回流槽と、該回流槽と連接して流出口を備え溶融金属
中の非金属介在物を浮上させる浮上槽とからなり、回流
槽と浮上槽との間の隔壁に開口を設けたことを特徴とす
る溶融金属中の非金属介在物の除去装置。 - 【請求項２】非金属介在物の浮上槽にオーバーフロー堰
を設けた請求項１記載の非金属介在物の除去装置。 - 【請求項３】非金属介在物の浮上槽の下部または下側部
にガス吹込口を設けた請求項１または２記載の非金属介
在物の除去装置。 - 【請求項４】回流槽に溶融金属を水平回転させる回転磁
場発生装置を付設した請求項１、２および３記載のいず
れかの非金属介在物の除去装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63143579A JPH0649908B2 (ja) | 1988-06-13 | 1988-06-13 | 溶融金属中の非金属介在物の除去装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63143579A JPH0649908B2 (ja) | 1988-06-13 | 1988-06-13 | 溶融金属中の非金属介在物の除去装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01312024A JPH01312024A (ja) | 1989-12-15 |
| JPH0649908B2 true JPH0649908B2 (ja) | 1994-06-29 |
Family
ID=15342019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63143579A Expired - Lifetime JPH0649908B2 (ja) | 1988-06-13 | 1988-06-13 | 溶融金属中の非金属介在物の除去装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0649908B2 (ja) |
-
1988
- 1988-06-13 JP JP63143579A patent/JPH0649908B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01312024A (ja) | 1989-12-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |