JPH0830223B2 - 真空吸引式脱ガス方法及び装置 - Google Patents
真空吸引式脱ガス方法及び装置Info
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- JPH0830223B2 JPH0830223B2 JP2087772A JP8777290A JPH0830223B2 JP H0830223 B2 JPH0830223 B2 JP H0830223B2 JP 2087772 A JP2087772 A JP 2087772A JP 8777290 A JP8777290 A JP 8777290A JP H0830223 B2 JPH0830223 B2 JP H0830223B2
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- 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
- C21C7/10—Handling in a vacuum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
- C22B9/04—Refining by applying a vacuum
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- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、多孔質部材を介して、溶融金属、溶融マッ
ト及び溶融スラグ等の融体から、ガス相を生成する溶質
成分を除去し、又は回収する真空吸引式脱ガス方法及び
装置に関する。
ト及び溶融スラグ等の融体から、ガス相を生成する溶質
成分を除去し、又は回収する真空吸引式脱ガス方法及び
装置に関する。
［従来の技術］ 溶融金属、溶融マット及び溶融スラグ等の融体から、
ガス相を生成する溶質成分を除去し、又は回収する技術
として、従来、RH法及びDH法等の脱ガス法がある。この
RH法又はDH法は、真空下又は減圧下において溶湯中に大
量のアルゴンガスを吹き込み、溶湯中のガス成分の分圧
を低下させてこのガス成分を除去している。
ガス相を生成する溶質成分を除去し、又は回収する技術
として、従来、RH法及びDH法等の脱ガス法がある。この
RH法又はDH法は、真空下又は減圧下において溶湯中に大
量のアルゴンガスを吹き込み、溶湯中のガス成分の分圧
を低下させてこのガス成分を除去している。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、この従来のRH法又はDH法による脱ガス
法は、大量のアルゴンガスを使用するため、ランニング
コストが高いという欠点がある。また、大量のアルゴン
ガスを溶湯中に吹き込むので、溶湯からスプラッシュが
発生し易く、装置の壁面等に地金が付着し、その除去作
業が頑雑である。更に、このスプラッシュが発生するた
め、装置を大型にせざるを得ず、装置コストも高い。
法は、大量のアルゴンガスを使用するため、ランニング
コストが高いという欠点がある。また、大量のアルゴン
ガスを溶湯中に吹き込むので、溶湯からスプラッシュが
発生し易く、装置の壁面等に地金が付着し、その除去作
業が頑雑である。更に、このスプラッシュが発生するた
め、装置を大型にせざるを得ず、装置コストも高い。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであっ
て、融体中のガス成分を大量のアルゴンガスを使用する
ことなく、容易に除去することができ、融体の脱ガスを
簡素な装置で低コストで実施することができる真空吸引
式脱ガス方法及び装置を提供することを目的とする。
て、融体中のガス成分を大量のアルゴンガスを使用する
ことなく、容易に除去することができ、融体の脱ガスを
簡素な装置で低コストで実施することができる真空吸引
式脱ガス方法及び装置を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明に係る真空吸引式脱ガス方法は、融体中の不純
物元素と反応してガスを生じる成分を含有する材料であ
ってガスを透過するが融体は透過しない多孔質部材によ
り融体と外界とを仕切り、前記外界側を真空又は減圧下
において、前記融体と前記多孔質部材との反応により生
じたガスを除去することを特徴とする。
物元素と反応してガスを生じる成分を含有する材料であ
ってガスを透過するが融体は透過しない多孔質部材によ
り融体と外界とを仕切り、前記外界側を真空又は減圧下
において、前記融体と前記多孔質部材との反応により生
じたガスを除去することを特徴とする。
また、本発明に係る真空吸引式脱ガス装置は、融体中
の不純物元素と反応してガスを生じる成分を含有する材
料であってガスを透過するが融体は透過しない多孔質部
材を、融体容器の一部に使用するか、前記容器内の前記
融体中に浸漬された有底筒状の仕切部材として構成する
か、融体が通流する通流容器の一部として構成するか、
又はこの融体通流容器内の融体の通流域に介在する堰と
して構成する。
の不純物元素と反応してガスを生じる成分を含有する材
料であってガスを透過するが融体は透過しない多孔質部
材を、融体容器の一部に使用するか、前記容器内の前記
融体中に浸漬された有底筒状の仕切部材として構成する
か、融体が通流する通流容器の一部として構成するか、
又はこの融体通流容器内の融体の通流域に介在する堰と
して構成する。
そして、吸引手段により、この多孔質部材における前
記融体に接触していない面の側から、前記多孔質部材を
介して前記融体と前記多孔質部材との反応により生じた
ガスを真空又は減圧下で吸引する。
記融体に接触していない面の側から、前記多孔質部材を
介して前記融体と前記多孔質部材との反応により生じた
ガスを真空又は減圧下で吸引する。
［作用］ 第１図は本発明の原理を示す模式図である。多孔質部
材１は、ガスのみを透過し、溶融金属、溶融マット及び
溶融スラグ等の融体は透過しない多孔質材料からなる部
材である。そして、この多孔質部材１の一方の面に前記
融体２を接触させ、他方の面を真空又は減圧雰囲気３に
した場合に、融体と接触した壁面では融体の静圧に無関
係に圧力が低下する。
材１は、ガスのみを透過し、溶融金属、溶融マット及び
溶融スラグ等の融体は透過しない多孔質材料からなる部
材である。そして、この多孔質部材１の一方の面に前記
融体２を接触させ、他方の面を真空又は減圧雰囲気３に
した場合に、融体と接触した壁面では融体の静圧に無関
係に圧力が低下する。
このため、融体２中の不純物成分又は回収する価値が
ある有価成分であって、ガス相を生成するものは、容易
に多孔質部材１の壁面で核生成し、生成したガス４は多
孔質部材１を透過して融体２から分離される。
ある有価成分であって、ガス相を生成するものは、容易
に多孔質部材１の壁面で核生成し、生成したガス４は多
孔質部材１を透過して融体２から分離される。
本願発明者はこのような原理に基づいて融体中からガ
ス生成成分を除去できることに想到し、本発明を完成さ
せるに至ったものである。
ス生成成分を除去できることに想到し、本発明を完成さ
せるに至ったものである。
而して、融体中に溶解しているガス生成成分は下記の
反応式により、ガスとなって除去される。Ｎ ＋Ｎ→N2 …（１）Ｈ ＋Ｈ→H2 …（２）Ｃ ＋Ｏ→CO …（３）Ｓ ＋２Ｏ→SO2 …（４） また、融体中の不純物が多孔質部材中の成分と反応し
てガスとなった後、前記多孔質部材を透過して除去され
ることもある。
反応式により、ガスとなって除去される。Ｎ ＋Ｎ→N2 …（１）Ｈ ＋Ｈ→H2 …（２）Ｃ ＋Ｏ→CO …（３）Ｓ ＋２Ｏ→SO2 …（４） また、融体中の不純物が多孔質部材中の成分と反応し
てガスとなった後、前記多孔質部材を透過して除去され
ることもある。
多孔質部材が酸化物（MXOY）の場合には、融体中の炭
素は下記反応式によりガスとなって除去される。
素は下記反応式によりガスとなって除去される。
ｙＣ＋MXOY（固体）→ｘＭ＋yCO …（５） また、多孔質部材が炭素で構成されているか、又は炭
素を一成分として含有している場合には、下記反応式に
より融体中の酸素が除去される。Ｏ ＋Ｃ（固体）→CO …（６） 更に、融体中の蒸気圧が高い有価成分（Ｍ）の分離回収
は下記反応式により前記有価成分をガス化することによ
り行われる。
素を一成分として含有している場合には、下記反応式に
より融体中の酸素が除去される。Ｏ ＋Ｃ（固体）→CO …（６） 更に、融体中の蒸気圧が高い有価成分（Ｍ）の分離回収
は下記反応式により前記有価成分をガス化することによ
り行われる。
xM→MX（ガス） …（７） MOY→MOY（ガス） …（８） MSY→MSY（ガス） …（９） このようにして、融体中のN,H,C,O及びＳ等の不純物
成分及び有価成分が融体中から除去され、又は回収され
る。
成分及び有価成分が融体中から除去され、又は回収され
る。
次に、本発明を融体からのガス生成成分の除去回収に
適用した用途例について説明する。
適用した用途例について説明する。
先ず、本発明を、溶鉄から炭素、窒素又は水素を除
去する脱炭素、脱窒素及び脱水素の工程に使用すること
ができる。
去する脱炭素、脱窒素及び脱水素の工程に使用すること
ができる。
また、本発明を、溶銅中から酸素を除去する脱酸工
程にも適用することができる。
程にも適用することができる。
更に、本発明は溶融アルミニウム中から水素を除去
する脱水素工程にも適用することができる。
する脱水素工程にも適用することができる。
更にまた、本発明を、溶融シリコンの脱炭素、脱窒
素及び脱水素に適用することができる。
素及び脱水素に適用することができる。
一方、本発明により、溶融鉛中の亜鉛を回収するこ
とができる。
とができる。
溶融銅マットから硫黄及び酸素を除去する脱硫黄・
脱酸素の工程に本発明を適用することもできる。
脱酸素の工程に本発明を適用することもできる。
そして、溶融銅マット又はニッケルマット中の有価
金属（As,Sb,Bi,Se,Te,Pb,Cd等）の回収にも本発明を適
用することができる。
金属（As,Sb,Bi,Se,Te,Pb,Cd等）の回収にも本発明を適
用することができる。
更に、溶融スラグ中から有価金属（As,Sb,Bi,Se,T
e,Pb,Cd,Zn等）を回収する場合にも、本発明を適用する
ことができる。
e,Pb,Cd,Zn等）を回収する場合にも、本発明を適用する
ことができる。
多孔質部材１の材質としては、Al2O3、MgO、CaO、SiO
2、Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、BN、Si3N4並びにSiC及びＣ等の
金属酸化物及び金属非酸化物及び炭素並びにこれらの混
合物並びに金属等、種々のものを使用することができる
が、融体２の主成分と反応しないものが好ましい。この
ように、主成分と反応しないことにより、融体２と接触
する多孔質部材１の溶損が防止される。
2、Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、BN、Si3N4並びにSiC及びＣ等の
金属酸化物及び金属非酸化物及び炭素並びにこれらの混
合物並びに金属等、種々のものを使用することができる
が、融体２の主成分と反応しないものが好ましい。この
ように、主成分と反応しないことにより、融体２と接触
する多孔質部材１の溶損が防止される。
また、ガスのみを透過させ、融体は透過させないよう
にするため、多孔質部材１の気孔率は、30％以下にする
ことが好ましく、またこの多孔質部材１の気孔径は最大
70μｍ、通常50μｍから５μｍとすることが好ましい。
にするため、多孔質部材１の気孔率は、30％以下にする
ことが好ましく、またこの多孔質部材１の気孔径は最大
70μｍ、通常50μｍから５μｍとすることが好ましい。
［実施例］ 以下、添付の図面を参照して本発明の実施例について
具体的に説明する。
具体的に説明する。
第２図は本発明の第１の実施例を示す模式的断面図で
ある。この実施例は回分（バッチ）式の真空脱ガス装置
である。容器５内に融体２が貯留されており、この融体
２内に脱ガス部材６の下半部が浸漬されている。この脱
ガス部材６は下端が閉塞した円筒状をなし、融体２内に
浸漬される下半部は、多孔質部材6aにより成形されてい
る。この多孔質部材6aは、ガスは透過するが、溶融金
属、溶融スラグ及び溶融マット等の融体は侵入できない
ような細孔を有していてこの融体は透過しない多孔質の
材料で形成されている。また、脱ガス部材の上半部はガ
スを透過しない緻密質の部材6bにより成形されている。
この多孔質部材6aと緻密質部材6bとは夫々別個に作成し
た後、両者を接合して一体化してもよいし、多孔質材料
で脱ガス部材６の全体を作成した後、緻密質部材6bの部
分にガスを透過しない緻密質材料をコーティングする等
の方法によりこの部分をガス非透過性にしてもよい。
ある。この実施例は回分（バッチ）式の真空脱ガス装置
である。容器５内に融体２が貯留されており、この融体
２内に脱ガス部材６の下半部が浸漬されている。この脱
ガス部材６は下端が閉塞した円筒状をなし、融体２内に
浸漬される下半部は、多孔質部材6aにより成形されてい
る。この多孔質部材6aは、ガスは透過するが、溶融金
属、溶融スラグ及び溶融マット等の融体は侵入できない
ような細孔を有していてこの融体は透過しない多孔質の
材料で形成されている。また、脱ガス部材の上半部はガ
スを透過しない緻密質の部材6bにより成形されている。
この多孔質部材6aと緻密質部材6bとは夫々別個に作成し
た後、両者を接合して一体化してもよいし、多孔質材料
で脱ガス部材６の全体を作成した後、緻密質部材6bの部
分にガスを透過しない緻密質材料をコーティングする等
の方法によりこの部分をガス非透過性にしてもよい。
この融体２の上に露出するガス非透過性の緻密質部材
6bの上端部には連結部材７が固定されており、更に適宜
の真空吸引ポンプ（図示せず）に連結された配管８がこ
の連結部材７に、脱ガス部材６と連通するようにして連
結されている。
6bの上端部には連結部材７が固定されており、更に適宜
の真空吸引ポンプ（図示せず）に連結された配管８がこ
の連結部材７に、脱ガス部材６と連通するようにして連
結されている。
このように構成された真空吸引式脱ガス装置におい
は、配管８を介して脱ガス部材６の内部を吸引し、脱ガ
ス部材６の内部を真空又は減圧状態にすると、融体２中
のガス生成成分が脱ガス部材６の多孔質部材6aを透過し
て脱ガス部材６内に排出され、融体２中から除去され
る。
は、配管８を介して脱ガス部材６の内部を吸引し、脱ガ
ス部材６の内部を真空又は減圧状態にすると、融体２中
のガス生成成分が脱ガス部材６の多孔質部材6aを透過し
て脱ガス部材６内に排出され、融体２中から除去され
る。
次に、第３図を参照して本発明の第２の実施例につい
て説明する。なお、第３図において、第２図と同一物に
は同一符号を付してその部分の詳細な説明は省略する。
て説明する。なお、第３図において、第２図と同一物に
は同一符号を付してその部分の詳細な説明は省略する。
脱ガス部材９は頭壁を有する円筒状のハウジング部10
と、このハウジング部10の内部に設けられた有底円筒状
の多孔質部材11とからなる。ハウジング部10は下端が開
口しており、この下端開口部を融体２内に浸漬して設置
される。ハウジング部10の上端には、配管８が連結され
ており、この配管８を介して適宜の真空ポンプによりハ
ウジング部10内が真空又は減圧状態に吸引されるように
なっている。
と、このハウジング部10の内部に設けられた有底円筒状
の多孔質部材11とからなる。ハウジング部10は下端が開
口しており、この下端開口部を融体２内に浸漬して設置
される。ハウジング部10の上端には、配管８が連結され
ており、この配管８を介して適宜の真空ポンプによりハ
ウジング部10内が真空又は減圧状態に吸引されるように
なっている。
ハウジング部10の頭壁には、複数本の多孔質部材11が
懸下されている。この多孔質部材11はその全ての部分が
ガスを透過するが、融体は透過しない多孔質材料で成形
されている。そして、この多孔質部材11の上端部には、
ガスが通過する孔13が設けられている。
懸下されている。この多孔質部材11はその全ての部分が
ガスを透過するが、融体は透過しない多孔質材料で成形
されている。そして、この多孔質部材11の上端部には、
ガスが通過する孔13が設けられている。
このように構成された真空脱ガス装置においては、配
管８を介してハウジング10内を排気すると、ハウジング
10内が真空状態になり、容器５内の融体２がハウジング
10内を上昇し、その湯面が静圧につりあう位置に上昇す
る。
管８を介してハウジング10内を排気すると、ハウジング
10内が真空状態になり、容器５内の融体２がハウジング
10内を上昇し、その湯面が静圧につりあう位置に上昇す
る。
このため、多孔質部材11はほぼその全域にわたって融
体２に接触する。そして、この多孔質部材11を介して融
体２中のガス生成成分がガスとなって融体２中から除去
される。本実施例においては、融体２が多孔質部材11と
極めて広大な領域で接触するので融体２からのガス生成
成分の除去効率が極めて高い。
体２に接触する。そして、この多孔質部材11を介して融
体２中のガス生成成分がガスとなって融体２中から除去
される。本実施例においては、融体２が多孔質部材11と
極めて広大な領域で接触するので融体２からのガス生成
成分の除去効率が極めて高い。
次に、第４図を参照して本発明の第３の実施例に係る
真空脱ガス装置について説明する。この実施例は、連続
式の真空脱ガス装置である。真空容器14内を円筒状の融
体通流管15が貫通して配設されている。真空容器14は適
宜の真空ポンプに接続されており、真空容器14内は真空
状態に保持されている。通流管15は少なくとも真空容器
14内の部分が前述の特性を有する多孔質部材で成形され
ている。そして、この通流管15内を融体２が通流するよ
うになっている。
真空脱ガス装置について説明する。この実施例は、連続
式の真空脱ガス装置である。真空容器14内を円筒状の融
体通流管15が貫通して配設されている。真空容器14は適
宜の真空ポンプに接続されており、真空容器14内は真空
状態に保持されている。通流管15は少なくとも真空容器
14内の部分が前述の特性を有する多孔質部材で成形され
ている。そして、この通流管15内を融体２が通流するよ
うになっている。
このように構成された真空脱ガス装置においては、融
体２が通流管15内を通流し、真空容器14内を通過する時
に、融体２の通流管15に接触する部分が多孔質部材の通
流管15を介して真空状態に曝される。これにより、この
真空容器14内を通流する間に融体２はそのガス生成成分
が除去され、融体２からのガス生成成分の除去の連続的
な処理が可能である。
体２が通流管15内を通流し、真空容器14内を通過する時
に、融体２の通流管15に接触する部分が多孔質部材の通
流管15を介して真空状態に曝される。これにより、この
真空容器14内を通流する間に融体２はそのガス生成成分
が除去され、融体２からのガス生成成分の除去の連続的
な処理が可能である。
次に、本発明の第４の実施例について第５図を参照し
て説明する。第５図（ａ）はこの第４の実施例に係る真
空脱ガス装置を示す平面図、第５図（ｂ）は同じくその
縦断面図である。上端が開口した箱型の容器16内には、
複数個（図示例は３個）の板状の堰17が相互に平行に適
長間隔をおいて配置されている。各堰17にはその幅方向
の一方の端部にその厚さ方向に貫通する複数個の融体通
過孔18が堰17の高さ方向に配列されて穿孔されている。
また、この各堰17にはその高さ方向に貫通する複数個
（図示例は５個）のガス吸引孔19が堰17の幅方向に配列
されて形成されている。更に、容器16には、融体２の入
口20と出口21とが設けられている。而して、この堰17は
前述の特性を有する多孔質部材により成形されている。
て説明する。第５図（ａ）はこの第４の実施例に係る真
空脱ガス装置を示す平面図、第５図（ｂ）は同じくその
縦断面図である。上端が開口した箱型の容器16内には、
複数個（図示例は３個）の板状の堰17が相互に平行に適
長間隔をおいて配置されている。各堰17にはその幅方向
の一方の端部にその厚さ方向に貫通する複数個の融体通
過孔18が堰17の高さ方向に配列されて穿孔されている。
また、この各堰17にはその高さ方向に貫通する複数個
（図示例は５個）のガス吸引孔19が堰17の幅方向に配列
されて形成されている。更に、容器16には、融体２の入
口20と出口21とが設けられている。而して、この堰17は
前述の特性を有する多孔質部材により成形されている。
このように構成された真空脱ガス装置においては、融
体２は入口20から容器16内に入り、堰17によりその通流
軌跡を規制される。この融体２は堰17の融体通過孔18を
通過して図中矢印にて示すように容器16内を平面視でジ
グザグ状に通流する。一方、堰17に設けられたガス吸引
孔19は配管８を介して真空状態に保持されており、融体
２は堰17によりその通流軌跡を規制されて通流する間
に、堰17を介して真空状態に曝される。これにより、融
体２中のガス生成成分が除去される。
体２は入口20から容器16内に入り、堰17によりその通流
軌跡を規制される。この融体２は堰17の融体通過孔18を
通過して図中矢印にて示すように容器16内を平面視でジ
グザグ状に通流する。一方、堰17に設けられたガス吸引
孔19は配管８を介して真空状態に保持されており、融体
２は堰17によりその通流軌跡を規制されて通流する間
に、堰17を介して真空状態に曝される。これにより、融
体２中のガス生成成分が除去される。
この実施例においても、融体２が連続的に脱ガス処理
されると共に、第４図に示す実施例に比して融体２が多
孔質部材に接触する面積が大きいので、融体２からガス
生成成分を高除去効率で除去することができる。
されると共に、第４図に示す実施例に比して融体２が多
孔質部材に接触する面積が大きいので、融体２からガス
生成成分を高除去効率で除去することができる。
第６図は本発明の第５の実施例に係る真空脱ガス装置
を示す縦断面図である。真空容器22は蓋23を被冠するこ
とにより機密的に密閉されるようになっている。この蓋
23には配管８が連結されていて、この配管８を介して適
宜のポンプ（図示せず）により真空容器22内が真空状態
に保持されるようになっている。この真空容器22内に
は、融体容器24が設置されており、融体容器24内には融
体２が貯留されている。そして、有底円筒状の複数個の
多孔質部材25が水平の支持板27に懸下されている。そし
て、支持板27の中央には支持軸26がその長手方向を垂直
にして固定されており、この支持軸26は蓋23を介して外
部に導出されている。この支持軸26は真空容器22の外部
に設置されたモータ（図示せず）により回転駆動され
る。これにより、各多孔質部材25も支持軸26の回転によ
って支持軸26を中心として公転するようになっている。
を示す縦断面図である。真空容器22は蓋23を被冠するこ
とにより機密的に密閉されるようになっている。この蓋
23には配管８が連結されていて、この配管８を介して適
宜のポンプ（図示せず）により真空容器22内が真空状態
に保持されるようになっている。この真空容器22内に
は、融体容器24が設置されており、融体容器24内には融
体２が貯留されている。そして、有底円筒状の複数個の
多孔質部材25が水平の支持板27に懸下されている。そし
て、支持板27の中央には支持軸26がその長手方向を垂直
にして固定されており、この支持軸26は蓋23を介して外
部に導出されている。この支持軸26は真空容器22の外部
に設置されたモータ（図示せず）により回転駆動され
る。これにより、各多孔質部材25も支持軸26の回転によ
って支持軸26を中心として公転するようになっている。
このようにして構成された真空脱ガス装置において
は、融体２を融体容器24内に装入し、多孔質部材25を融
体２内に浸漬して設置し、蓋23を真空容器22に被冠した
後、配管８を介して真空容器22内を真空排気する。次い
で、支持軸26を介して多孔質部材25を回転駆動する。そ
うすると、融液２は多孔質部材25を介して真空状態に曝
されると共に、多孔質部材25の回転により攪拌される。
従って、容器24内の融体２が均一に真空状態に曝される
ことになり、融体２中のガス成分が多孔質部材25の表面
で均一にガス化し、又は融体２と多孔質部材25とが均一
に反応して反応生成物のガスが得られ、これらのガスが
多孔質部材25を介して融体２から除去される。従って、
本実施例は極めて高効率で脱ガス処理することができ
る。
は、融体２を融体容器24内に装入し、多孔質部材25を融
体２内に浸漬して設置し、蓋23を真空容器22に被冠した
後、配管８を介して真空容器22内を真空排気する。次い
で、支持軸26を介して多孔質部材25を回転駆動する。そ
うすると、融液２は多孔質部材25を介して真空状態に曝
されると共に、多孔質部材25の回転により攪拌される。
従って、容器24内の融体２が均一に真空状態に曝される
ことになり、融体２中のガス成分が多孔質部材25の表面
で均一にガス化し、又は融体２と多孔質部材25とが均一
に反応して反応生成物のガスが得られ、これらのガスが
多孔質部材25を介して融体２から除去される。従って、
本実施例は極めて高効率で脱ガス処理することができ
る。
次に、本実施例により溶鉄から脱炭した結果について
説明する。この脱炭試験は第２図に示す装置により実施
した。高周波誘導炉を使用して電解鉄を400gだけ溶解
し、これをアルミナ製るつぼ（内径40mm）内に装入し
た。このるつぼ内の溶鉄の深さは46mmであり、この溶鉄
内に、アルミナ製多孔質管（Al2O393％，SiO26.5％，Fe
2O30.5％、外径14mm,内径6mm,気孔率25％）を40mm浸漬
した。そして、この多孔質管内を2torrに減圧した。
説明する。この脱炭試験は第２図に示す装置により実施
した。高周波誘導炉を使用して電解鉄を400gだけ溶解
し、これをアルミナ製るつぼ（内径40mm）内に装入し
た。このるつぼ内の溶鉄の深さは46mmであり、この溶鉄
内に、アルミナ製多孔質管（Al2O393％，SiO26.5％，Fe
2O30.5％、外径14mm,内径6mm,気孔率25％）を40mm浸漬
した。そして、この多孔質管内を2torrに減圧した。
その後、溶鉄中の炭素濃度が100ppmになるように、炭
素を溶鉄に添加した。その結果、溶鉄中の炭素濃度は炭
素を添加した後、20分間で100ppmから10ppmにまで低下
した。この間、酸素濃度は約50ppmで一定であった。従
って、脱炭素は下記の反応式により、多孔質管のアルミ
ナ等と反応して進行していることが明らかである。
素を溶鉄に添加した。その結果、溶鉄中の炭素濃度は炭
素を添加した後、20分間で100ppmから10ppmにまで低下
した。この間、酸素濃度は約50ppmで一定であった。従
って、脱炭素は下記の反応式により、多孔質管のアルミ
ナ等と反応して進行していることが明らかである。
３Ｃ＋Al2O3→２Al＋3CO ２Ｃ＋SiO2→Si＋2CO ３Ｃ＋Fe2O3→2Fe＋3CO これにより、COガスは溶鉄から除去され、Al,Siが溶
鉄中に添加される。
鉄中に添加される。
次に、上述の如く内部を減圧した多孔質アルミナ管を
浸漬した実施例の場合の脱炭反応効率を、多孔質管を使
用しない比較例の場合の脱炭反応効率と比較して説明す
る。第７図は横軸に時間をとり、縦軸に溶鉄中の炭素濃
度をとって、多孔質管を使用した実施例の場合と多孔質
管を使用しない比較例の場合とを比較して示すグラフ図
である。この第７図から明らかなように、多孔質管を使
用して真空脱ガス処理した場合は、炭素濃度が約25分間
で7ppmにまで低下したのに対し、多孔質管を使用しない
場合は、１時間を経過しても40ppmにまでしか低下しな
かった。従って、本発明をガス相を生成する融体中の溶
質成分の除去又は回収に適用することは極めて有効であ
る。
浸漬した実施例の場合の脱炭反応効率を、多孔質管を使
用しない比較例の場合の脱炭反応効率と比較して説明す
る。第７図は横軸に時間をとり、縦軸に溶鉄中の炭素濃
度をとって、多孔質管を使用した実施例の場合と多孔質
管を使用しない比較例の場合とを比較して示すグラフ図
である。この第７図から明らかなように、多孔質管を使
用して真空脱ガス処理した場合は、炭素濃度が約25分間
で7ppmにまで低下したのに対し、多孔質管を使用しない
場合は、１時間を経過しても40ppmにまでしか低下しな
かった。従って、本発明をガス相を生成する融体中の溶
質成分の除去又は回収に適用することは極めて有効であ
る。
［発明の効果］ 本発明によれば、ガスを透過するが融体は透過しない
多孔質部材により融体と外界とを仕切り、前記外界側を
真空又は減圧下において、前記融体中の不純物成分と前
記多孔質部材との反応により生じたガスを除去するか
ら、融体内部に真空又は減圧状態の空間を容易につくる
ことができ、ガス相を生成する融体中の溶質成分を容易
にその真空又は減圧空間に移動させることができる。ま
た、本発明装置においては、多孔質部材の融体と接触す
る表面積を任意に大きく設定することができるので、融
体中の溶質成分の濃度を極めて低い濃度にまで低下させ
ることができる。
多孔質部材により融体と外界とを仕切り、前記外界側を
真空又は減圧下において、前記融体中の不純物成分と前
記多孔質部材との反応により生じたガスを除去するか
ら、融体内部に真空又は減圧状態の空間を容易につくる
ことができ、ガス相を生成する融体中の溶質成分を容易
にその真空又は減圧空間に移動させることができる。ま
た、本発明装置においては、多孔質部材の融体と接触す
る表面積を任意に大きく設定することができるので、融
体中の溶質成分の濃度を極めて低い濃度にまで低下させ
ることができる。
そして、大量のアルゴンガスを吹き込む従来の脱ガス
法と異なり、本発明はアルゴンガスを吹き込まないか、
又は溶湯攪拌用に少量のアルゴンガスを吹き込めば足
り、アルゴンガスの使用原単位を著しく低減することが
できる。また、アルゴンガスの使用量が極めて少ないこ
とから、スプラッシュの発生が抑制され、装置の壁面へ
の地金の付着を低減することができる。従って、本発明
により、装置コスト及びそのランニングコストを著しく
低減することができる。
法と異なり、本発明はアルゴンガスを吹き込まないか、
又は溶湯攪拌用に少量のアルゴンガスを吹き込めば足
り、アルゴンガスの使用原単位を著しく低減することが
できる。また、アルゴンガスの使用量が極めて少ないこ
とから、スプラッシュの発生が抑制され、装置の壁面へ
の地金の付着を低減することができる。従って、本発明
により、装置コスト及びそのランニングコストを著しく
低減することができる。
第１図は本発明の原理を説明するための模式図、第２図
は本発明の第１の実施例を示す縦断面図、第３図は本発
明の第２の実施例を示す縦断面図、第４図は本発明の第
３の実施例を示す縦断面図、第５図（ａ），（ｂ）は夫
々本発明の第４の実施例を示す平面図及び縦断面図、第
６図は本発明の第５の実施例を示す縦断面図、第７図は
本発明の効果を示すグラフ図である。 1,6a,11,25;多孔質部材、2;融体、3;真空雰囲気、6,9;
脱ガス部材、15;通流管、17;堰、19;ガス吸引孔
は本発明の第１の実施例を示す縦断面図、第３図は本発
明の第２の実施例を示す縦断面図、第４図は本発明の第
３の実施例を示す縦断面図、第５図（ａ），（ｂ）は夫
々本発明の第４の実施例を示す平面図及び縦断面図、第
６図は本発明の第５の実施例を示す縦断面図、第７図は
本発明の効果を示すグラフ図である。 1,6a,11,25;多孔質部材、2;融体、3;真空雰囲気、6,9;
脱ガス部材、15;通流管、17;堰、19;ガス吸引孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 君二 岐阜県多治見市旭ケ丘10―２―127 (56)参考文献 特開 昭52−78602（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−56257（ＪＰ，Ａ)
Claims (5)
- 【請求項１】融体中の不純物元素と反応してガスを生じ
る成分を含有する材料であってガスを透過するが融体は
透過しない多孔質部材により融体と外界とを仕切り、前
記外界側を真空又は減圧下において、前記融体中の不純
物成分と前記多孔質部材との反応により生じたガスを除
去することを特徴とする真空吸引式脱ガス方法。 - 【請求項２】融体中の不純物元素と反応してガスを生じ
る成分を含有する材料であってガスを透過するが融体は
透過しない多孔質部材でその一部が成形された融体容器
と、前記多孔質部材を介して前記融体中の不純物成分と
前記多孔質部材との反応により生じたガスを真空又は減
圧下で吸引する吸引手段とを有することを特徴とする真
空吸引式脱ガス装置。 - 【請求項３】融体を収納した収納容器と、融体中の不純
物元素と反応してガスを生じる成分を含有する材料であ
ってガスを透過するが融体は透過しない多孔質部材で成
形され前記容器内の前記融体中に浸漬された有底筒状の
仕切部材と、前記仕切部材の内部を真空下又は減圧下に
おいて前記融体中の不純物成分と前記多孔質部材との反
応により生じたガスを吸引する吸引手段とを有すること
を特徴とする真空吸引式脱ガス装置。 - 【請求項４】融体が通流する通流容器と、この通流容器
の一部を構成すると共に融体中の不純物成分と反応して
ガスを生じる成分を含有する材料で成形されガスを透過
するが融体は透過しない多孔質部材と、この多孔質部材
の外側領域を真空下又は減圧下において前記融体中の不
純物成分と前記多孔質部材との反応により生じたガスを
吸引する吸引手段とを有することを特徴とする真空吸引
式脱ガス装置。 - 【請求項５】融体が通流する通流容器と、この融体の通
流域に介在してその堰を構成すると共に融体中の不純物
元素と反応してガスを生じる成分を含有する材料で成形
されガスを透過するが融体は透過しない多孔質部材と、
この多孔質部材に内設された通路を真空下又は減圧下に
おいて前記融体中の不純物成分と前記多孔質部材との反
応により生じたガスを吸引する吸引手段とを有すること
を特徴とする真空吸引式脱ガス装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2087772A JPH0830223B2 (ja) | 1990-04-02 | 1990-04-02 | 真空吸引式脱ガス方法及び装置 |
| US07/679,219 US5167698A (en) | 1990-04-02 | 1991-04-02 | Vacuum-suction degassing method and an apparatus therefor |
| EP19910105145 EP0450544A3 (en) | 1990-04-02 | 1991-04-02 | A vacuum-suction degassing method and an apparatus therefor |
| CA002039598A CA2039598C (en) | 1990-04-02 | 1991-04-02 | Vacuum-suction degassing method and an apparatus therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2087772A JPH0830223B2 (ja) | 1990-04-02 | 1990-04-02 | 真空吸引式脱ガス方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03287730A JPH03287730A (ja) | 1991-12-18 |
| JPH0830223B2 true JPH0830223B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=13924268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2087772A Expired - Lifetime JPH0830223B2 (ja) | 1990-04-02 | 1990-04-02 | 真空吸引式脱ガス方法及び装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5167698A (ja) |
| EP (1) | EP0450544A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0830223B2 (ja) |
| CA (1) | CA2039598C (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5415680A (en) * | 1992-11-09 | 1995-05-16 | Eckert; C. Edward | Molten metal vacuum treatment and apparatus |
| US6484783B1 (en) | 2000-05-23 | 2002-11-26 | Thermwood Corporation | Workpiece holding apparatus and method thereof |
| US7526917B1 (en) * | 2008-08-11 | 2009-05-05 | Hoffman John C | Gas diffusion vacuum device |
| US9145597B2 (en) | 2013-02-22 | 2015-09-29 | Almex Usa Inc. | Simultaneous multi-mode gas activation degassing device for casting ultraclean high-purity metals and alloys |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1051008B (de) * | 1959-02-19 | Aluminium-Industrie-Aktiengesellschaft, Chippis (Schweiz) | Verfahren und Vorrichtung zur Entgasung und zur Gasgehaltsbestimmung von Flüssigkeiten, insbesondere Metallschmelzen | |
| US2809107A (en) * | 1953-12-22 | 1957-10-08 | Aluminum Co Of America | Method of degassing molten metals |
| DE1032553B (de) * | 1955-08-09 | 1958-06-19 | Fischer Ag Georg | Verfahren zur Entgasung von fluessigen Schmelzen und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens |
| US2859262A (en) * | 1955-09-05 | 1958-11-04 | Hoerder Huettenunion Ag | Apparatus for degasifying liquid metal |
| DE2158866A1 (de) * | 1971-11-27 | 1973-05-30 | Engstfeld Wilh Fa | Vorrichtung zum entgasen von metallschmelzen |
| JPS5278602A (en) * | 1975-12-25 | 1977-07-02 | Toyota Motor Corp | Vacuum degassing of molten metal |
| JP2585622B2 (ja) * | 1987-08-27 | 1997-02-26 | 大塚工機株式会社 | 足踏み式パ−キングブレ−キ装置 |
-
1990
- 1990-04-02 JP JP2087772A patent/JPH0830223B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-04-02 CA CA002039598A patent/CA2039598C/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-04-02 EP EP19910105145 patent/EP0450544A3/en not_active Withdrawn
- 1991-04-02 US US07/679,219 patent/US5167698A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0450544A3 (en) | 1992-05-06 |
| JPH03287730A (ja) | 1991-12-18 |
| EP0450544A2 (en) | 1991-10-09 |
| US5167698A (en) | 1992-12-01 |
| CA2039598A1 (en) | 1991-10-03 |
| CA2039598C (en) | 1996-12-10 |
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