JPH09508671A - 金属の真空精錬方法およびその実施装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 金属を真空精錬する方法においては、溶融金属表面の上方におけるガス混合物の圧力が、溶融物内のガスの分圧よりも低い分圧を溶融物の上方に生じさせるのに十分な値にまで減じられ、金属は、０．０３−５Ｈｚの領域の低い振動数で０．０２−０．８ＭＰａの振幅の脈動圧力によって処理され、さらに同時に、５５−１９５Ｈｚの領域の中間振動数において０．００５−０．０１ＭＰａの振幅の圧力と、３５０−３５００Ｈｚの領域の高い振動数において０．０００１−０．００１ＭＰａの振幅の圧力とが、変動せしめられる。この方法を実施するための、金属の真空精錬装置は、排ガスニップル（２）およびエジェクタ（３）を備えた真空密封容器（１）を含み、前記エジェクタ（３）が、ハウジング（４）、ノズル（５）および混合チャネル（６）を有している。真空精錬装置はさらに、エジェクタ（３）のノズル（５）を通過する作用ガスに低い振動数の脈動を生じさせるためのユニット（７）と、排ガスニップル（２）の入口におけるガスの流速に中間振動数の脈動を生じさせるためのユニット（８）と、容器（１）から抜けるガスの流速に高い振動数の脈動を生じさせるためのユニット（１０）とを含み、レギュレータは、ノズル（５）の流路断面積を変えるためのレギュレータであって、インサート（２０）を含むレギュレータの形態をしている。

Description

【発明の詳細な説明】 金属の真空精錬方法およびその実施装置 本発明は主として鉄の冶金に関する。より詳細に言えば、本発明は金属の真空 精錬方法および該方法の実施装置に関する。 従来技術 溶融金属の炉床外（ｏｕｔ−ｏｆ−ｈｅａｒｔｈ）での精錬方法であって、溶 融面の上方に真空が生成され、該真空が０．０３ないし０．０７ＭＰａの間で連 続的に変化するものが知られている。この真空状態の上に、０．０２ないし０． ０５ＭＰａのパルス状の真空圧（ｐｕｌｓｅｄ ｖａｃｕｕｍ）すなわち脈動真 空圧が、５ないし５０Ｈｚおよび２００ないし２５０Ｈｚの振動数で加えられる （ロシア国特許第１，５４７，３２３号明細書）。 従来技術の方法は、溶融金属を十分に精錬できない。なぜなら、必要な大きさ の気泡の成長が始まるところの所望の深さにまで圧力パルスの効果すなわち脈動 圧力の効果が到達しないからである。 さらに、この従来方法は、気泡の成長に寄与する整流拡散（ｒｅｃｔｉｆｉｅ ｄ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）の工程を行うことができず、また、溶融物内の細かな 気泡による「バッファ（ｂｕｆｆｅｒ）」表面層に影響を与えることができない 。 上述した方法を実施するための、炉床外で溶融金属を精錬する装置は公知であ る。この装置は、公知の真空密封容器を備え、該容器内では真空ポンプにより脈 動真空圧が与えられる（上記特許明細書参照）。 上述した方法を実現する、この装置は、金属からの種々のガス放出を伴う処理 を安定した状態で維持することができず、また、容器から抜かれるガスが高温で ある場合に利用することができない。 金属表面の上方のガス混合物の圧力が、溶融物内のガスの分圧よりも低い分圧 を溶融物の上方に生じさせるのに十分な値にまで減じられるようにし、金属には 脈動圧力が作用せしめられるようにした、金属の真空精錬方法も公知である（ロ シア特許第１４４１８０９号明細書）。 この方法によれば、溶融物表面の上方に真空が生じせしめられ、該真空が、高 い振動数の領域でパルス（脈動）状態となる。 この方法では、所望の程度にまで金属を精錬することはできない。なぜなら、 処理が行われるところの深さが不十分だからである。 さらに、この方法は、整流拡散（ｒｅｃｔｉｆｉｅｄ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ） の工程を実施することができない。一方で、気泡の浮上および破砕の工程の活発 さの程度は低い。また、この方法では、要求される品質の金属が得られないのが 一般的である。 排ガスニップル（ｇａｓ−ｅｘｈａｕｓｔ ｎｉｐｐｌｅ）およびエジェクタ を備えた容器であって、該エジェクタが、ハウジングと、ノズルと、混合チャネ ルとを有し且つ排ガスニップルに装架されているようになされた容器は公知であ る（上記特許明細書を参照）。 上述した方法を実施する、この装置は、溶融物を不活性ガスでブローする（吹 く）ための羽口（ｔｕｙｅｒｅ）を有している。 この装置は、不便であり、作用に信頼性もなく、効率も比較的悪い。 発明の開示 本発明の基本的な目的は、要求される品質の金属が得られるよう脈動圧力を繰り 返し行う、金属の真空精錬方法を提供することと、該方法が実施でき、便利で作 用にも信頼性があり、効率を最大限に上げることのできる、金属の真空精錬装置 を提供することにある。 この目的を達成するための、金属の真空精錬方法においては、溶融金属の上方 のガス混合物の圧力が、溶融物内のガスの分圧よりも低い分圧を溶融物の上方に 生じさせるのに十分な値まで減じられ、金属は脈動圧力によって処理される。本 発明によれば、溶融表面の上方の圧力は０．０３−５Ｈｚの低い振動数領域にて ０．０２−０．０８ＭＰａの振幅で変動する。また、それに加えて、同時に圧力 は、５５−１９５Ｈｚの中間振動数領域にて０．００５−０．０１ＭＰａの振幅 で変動し、３５０−３５００Ｈｚの高い振動数の領域にて０．０００１−０．０ ０１ＭＰａの振幅で変動する。 同じ方法が、金属の全体の容積の中から周期的に取り出される個々の金属部分 の処理にも適している。 本発明の目的を達成すべく、上記の方法を実施するための、金属の真空精錬装 置は、排ガスニップルおよびエジェクタを設けた真空密封容器を備えており、該 エジェクタは、ハウジングとノズルと混合チャネルとを有して排ガスニップルに 装架されている。本発明による装置は、エジェクタのノズルにおける使用ガスの 流速に関し低い振動数のパルスを生じさせるためのユニットと、排ガスニップル の入口におけるガスの流速に関し中間の振動数のパルスを生じさせるためのユニ ットと、容器から抜けるガスの流速に関し高い振動数を生じさせるためのユニッ トとを備え、該高い振動数を生じさせるためのユニットは、ノズルの流路断面積 および／またはエジェクタの混合チャネルの流路断面積を、以下の式で表される ように変化させるコントローラとされる。 Ｆ_a＝Ｋ₁Ｆ_c ²／Ｆ_b ここでＦ_aは混合チャネルの断面積であり、Ｋ₁は０．５ないし０．７の値の係 数であり、Ｆ_bおよびＦ_cはそれぞれノズルの臨界断面積（ｃｒｉｔｉｃａｌ ｓ ｅｃｔｉｏｎ）および出力断面積（ｏｕｔｐｕｔ ｓｅｃｔｉｏｎ）であり、Ｆ_b ＝Ｋ₂Ｆ_cの関係がある。ここでＫ₂は０．５ないし０．０２の係数である。 エジェクタのノズルの流路断面積を変化させるためのレギュレータ（調整装置 ）を、一組のノズルとして構成してもよい。 エジェクタのノズルの流路断面積および／またはエジェクタの混合チャネルの 流路断面積を変化させるためのレギュレータはまた、エジェクタのノズルおよび ／または混合チャネルの内側表面上に装架されるインサート（挿入体）の形態に 作ることもできる。 エジェクタの混合チャネルの流路断面積を変化させるレギュレータとしてのイ ンサートは、混合チャネルの出口に向かって先細になるよう１−３°のテーパ角 をつけられた円錐形を有する部材として作ることができる。 混合チャネルの出口においてエジェクタは、Ｆ_d＝（２−５）・Ｆ_aの横断面積 およびＬ_a＝９（７−１２）Ｄ_aの長さを有する円筒形のチャネルを備えている。 ここでＤ_aは円筒形チャネルの直径であり、出力のど部の面積はＦ_c＝（１．２− ２．５）Ｆ_aである。 請求の範囲に記載された方法の利点は、残留溶存ガスおよび金属中の非金属混 在物の含有量を大きく減ずることができることである。この利点は、容器内の溶 融金属の処理されるところの深さが深くなること、整流拡散工程が組織的に行わ れること、気泡を浮上させる機能が強化されること、金属からのガスの放出に対 する抵抗が減じられること、および、ガスがスラグ層を通過できること、によっ て得られる。ここに述べたことのすべては、所望の品質の金属を得るために有効 である。この方法を実施するための、請求の範囲に記載された本発明の装置は、 処理される溶融金属の物理的および化学的特性にそれぞれ対応した、脈動圧力を 与えることができる。本発明による装置は、ガスダイナミックダクトに沿って理 想的な幾何学的形状を選択すること、および、溶融金属からのガス放出の変化に 伴う自動調節現象を利用することで、損失を最小限にすることによって、使用ガ スのエネルギを最大限に利用することができる。請求の範囲に記載された装置は 、長寿命で作用の信頼性も高い。なぜなら、基本的なユニットが、真空チャンバ から抜ける高温ガスと接触しないからである。また、請求の範囲に記載された装 置は、可能な限り最大の効率を得ることができる。 図面の簡単な説明 本発明は、その例示について添付の図面を参照しながらさらに説明される。 図１は、本発明による方法の一実施例を行うための、請求の範囲に記載された 金属の真空精錬装置の模式概略図である（長手方向に沿った断面を部分的に示し てある）。 図２は、図１の装置の別の実施例を示す模式概略図である（長手方向に沿った 断面を部分的に示してある）。 図３は、図１の装置のさらに別の実施例を示す図である（長手方向に沿った断 面を部分的に示してある）。 図４は、図１の装置のさらにまた別の実施例を示す図である（長手方向に沿っ た断面を部分的に示してある）。 図５は、図３および図４の装置の実施例を示す図である（長手方向に沿った断 面を部分的に示してある）。 図６は、本発明による方法の、別の実施例を行うための、請求の範囲に記載さ れた装置の模式概略図である（長手方向に沿った断面を部分的に示してある）。 発明の最良の実施例 請求の範囲に記載された、金属の真空精錬方法においては、溶融金属の入った 容器の中に、あらかじめ定められたパラメータを有する使用ガスが供給される。 溶融金属表面の上方におけるガス混合物の圧力は、２−５秒以内に、溶融金属内 にガスの分圧を生じさせるために十分な圧力値にまで減じられ、金属は脈動圧力 によって処理される。 溶融金属表面の上方における圧力は、０．０３−５Ｈｚの低い振動数の領域で ０．０２−０．０８ＭＰａの振幅で変動せしめられる。同時に、５５−１９５Ｈ ｚの中間振動数の領域で０．００５−０．０１ＭＰａの振幅で変動せしめられ、 かつ、３５０−３５００Ｈｚの高い振動数の領域で０．０００１−０．００１Ｍ Ｐａの振幅で変動せしめられる。 圧力は連続的に変動せしめられるので、全体の圧力値は、異なる振動数および 振幅における成分要素を合計したものとなる。０．０２−０．０８ＭＰａの振幅 で０．０３−５Ｈｚの領域の低い振動数における成分要素は、圧力が減少してい る間はＣＯまたは不活性ガスの気泡が拡張し、圧力が増加している間は該気泡が 圧縮されるという現象を導く。拡張している間は、拡散流れは気泡の内部へ向け られ、一方、圧縮されている間は、拡散流れは外側へと向けられる。しかしなが ら、前者の工程の方がより強く作用し、したがって気泡は早く成長する。気泡が 脈動することにより、溶融金属はその境界層において永久に新生（リニューアル ）される状態となる。気泡が共振する大きさに達すると、気泡は分解して小さな 気泡となり、それがまた成長を始める。低い振動数での、溶融表面の上方におけ る圧力の脈動は、溶融金属自体の内部に真空および圧力波を生じさせる。０．０ ３−５Ｈｚという振動数領域が選択されたことにより、０．５ないし４ｍの深さ を有しガス含有率が０ないし５０％の溶融金属の入った容器の共振振動数の帯域 が重なったとしても、０．０２ＭＰａより低いパルス振幅では、溶融金属におけ るガスの整流拡散の工程が大きく強化されることはない。一方、０．０８ＭＰａ 以上の振幅では、エネルギの消費量が増え、真空密封容器の抵抗が減じられる。 ０．００５−０．０２ＭＰａの振幅で５５−１９５Ｈｚの振動数領域における 圧力脈動の成分要素は、容器の壁の領域において、強い微小流れ（ｍｉｃｒｏｆ ｌｏｗ）を生じさせる。この微小流れは、既に形成された及び新たに形成されよ うとする気泡を破壊する。 さらに、この成分要素は、与えられた振動数領域に対して共振して気泡を揺す ぶったり破裂させたりする影響を与える。 中間振動数における圧力脈動のパラメータは、容器の壁近くの溶融金属の微小 流れの速度に関係している。この速度は、壁の凹凸度ないし粗さの程度に対応し ており、また、溶融金属の温度および組成に関連している溶融金属のキャビテー ション強度（ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ ｓｔｒｅｎｇｔｈ）の程度にも対応してい る。 ０．０００１−０．００１ＭＰａの圧力振幅で３５０−３５００Ｈｚの高い振 動数領域での圧力脈動は、溶融金属表面に既に浮上している、異なる直径の気泡 であって、「バッファ層」と呼ばれるものを形成している気泡を揺すぶったり破 裂させたりする。このバッファ層は、溶融金属表面の上方における圧力が低いが 故に上側の金属層から生じようとする水素拡散（ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｄｉｆｆｕ ｓｉｏｎ）を妨げていたものである。上側層からの水素拡散は、本発明の方法が 実施された場合、金属全体の精錬の程度を全体的に高めるように大きく影響を与 える。なぜなら、溶融金属の容積全体を通して作用する圧力脈動の下でのＣＯの 気泡の大きな振幅が、深い層から表面へと金属を運ぶような上方への強い流れを 生じさせ、水素が含まれていない層が連続的に置き換えられるようになるからで ある。 溶融金属の深いところで起こる凝固および浮遊の過程において、気泡が捕捉さ れるところの半径の増大は、高い振動数の脈動に大きな影響を与える。輝線スペ クトル（ｂｒｉｇｈｔ−ｌｉｎｅ ｓｐｅｃｔｒａ）の高い振動数の領域の脈動 は、表面に到達した気泡の共振特性に関連しており、溶融金属からの最大ガス放 出を実現することによる実験データ、活性ガスの流速、および与えられた作用条 件のもとでの周知の放出係数（ｅｊｅｃｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）に 基づいて得られたものである。脱ガス中における溶融金属からのガス解放量は下 記の表に示される。 請求の範囲に記載された方法を実現するための別の実施例においては、金属の 体積全体から周期的ないし繰り返し取り出される個々の金属部分が処理される。 以下に、本発明の方法を実施するための、請求の範囲に記載された金属の真空 精錬装置を詳細に説明する。 この装置は、排ガスニップル２およびエジェクタ３を有する真空密封容器１（ 図１）を含んでいる。エジェクタ３は、ハウジング４と、ノズル５と、混合チャ ネル６とを備え、排ガスニップル２に装架されている。エジェクタ３の作用は、 次のような特別な幾何学的なパラメータに依存している。すなわち、混合チャネ ル６の横断面積Ｆ_a、ノズル５の臨界（ｃｒｉｔｉｃａｌ）断面積Ｆ_b、およびノ ズル５の出力（ｏｕｔｐｕｔ）横断面積Ｆ_cに依存する。 エジェクタ３のノズル５の入口において、装置には、ノズル５を通過する作用 ガスの流速に低い振動数の脈動を生じさせるためのユニット７が設けられている 。また、排ガスニップル２すなわちブランチパイプの入口には、ノズル９を通過 するガスの流速に中間振動数の脈動を生じさせるためのユニット８が設けられ、 さらに、容器１から抜かれるガスの流速に高い振動数の脈動を生じさせるための ユニット１０が設けられている。 ユニット１０は、エジェクタ３のノズル５および／または混合チャネル６の横 断面積を以下の式に従って変化させるためのレギュレータの形式のものとするこ とができる。 Ｆ_a＝Ｋ₁Ｆ_c ²／Ｆ_b ここでＦ_aは混合チャネルの横断面積であり、Ｋ₁は０．５ないし０．７の値の 係数であり、Ｆ_bおよびＦ_cはそれぞれノズルの臨界面積および出力面積であり、 Ｆ_b＝Ｋ₂Ｆ_cの関係がある。ここでＫ₂は０．５ないし０．０２の値の係数である 。 本発明による方法を実現化するための、請求の範囲に記載された上述の装置の 実施例において、エジェクタ３のノズル５および１１（図２）の流路断面積を変 化させるためのレギュレータは、ノズル５および１１からなるノズルの組の形態 をとってもよい。図１におけるノズル５は、図２におけるノズル１１よりも大き な流路断面積を有している。 エジェクタ３は、混合チャネル６の出口において円筒形のチャネル１２を有し ている。このチャネル１２は、Ｆ_d＝（２−５）Ｆ_aの横断面積と、Ｌ_a＝（７− １２）Ｄ_aの長さと（ここでＤ_aは円筒形チャネル１２の直径）、Ｆ_c＝（１．２ −２．５）Ｆ_aの面積を有するのど部１３とを有している。 ユニット７は、固定手段１４によってエジェクタ３に取り付けられている。エ ジェクタ３の要素は、固定手段１５、１６、１７によって取り付けられている。 ユニット８は、固定手段１８によってノズル９に取り付けられている。 本発明による方法を実現化するための、請求の範囲に記載された装置の、別の 実施例においては、図３に示すように、ノズル１９の流路断面積を変化させるた めのレギュレータを、ノズル１９の内面に装架されたインサート２０の形態とす ることができる。 図４に示した、請求の範囲に記載された装置の実施例においては、エジェクタ ３の混合チャネル６の流路断面積を変化させるためのレギュレータを、混合チャ ネル６の内面に装架されたインサート２１の形態とすることができる。 図５に示した、請求の範囲に記載された装置の実施例においては、エジェクタ ３のノズル１９および混合チャネル６の流路断面積を変化させるためのレギュレ ータを、ノズル１９の内面および混合チャネル６の内面にそれぞれ装架されたイ ンサート２０およびインサート２２とすることができる。インサート２２は、１ −３°のテーパ角の円錐形状を有しており、インサート２２の狭小部分２３は、 混合チャネル６の出口２４に向かって延びている。 図６に示した、請求の範囲に記載された装置の実施例は、本発明の方法を実現 化するための一つのバージョンを実施することができる。すなわち、この実施例 では、容器２７内に位置付けられた金属２６の全体容積から周期的に取り出され る個々の金属部分を処理するようになっている。この目的のため、真空密封容器 ２８が金属２６内に浸されている。 図６は、図１の装置が部分的に金属２６内に浸されている状態を示していると も言える。しかしながら、図２ないし図５のいずれの装置であっても、図１の装 置と同様に図６の態様をとることができる。 本発明による方法を実施するための、請求の範囲に記載された装置の作用の原 理は次のようである。 溶融金属２５が入れられた真空密封容器１（図１）内に、あらかじめ定められ たパラメータを有する作用ガスが供給され、真空密封容器１からの噴出による脱 ガスが開始される。低い振動数の脈動を与えるユニット７が、ノズル５を通過す る作用ガスの流速を変え、圧力を有するガスを容器１から噴出させる。ユニット ８は、ガスの流速に中間振動数の脈動を生じさせるために使用され、ガスのジェ ットが、周期的に排ガスニップル２内に吹き込まれる。その結果、容器１内に圧 力の脈動が生じる。 ノズル５の流路断面積は、次のことが行われるようになされる。すなわち、作 用ガスが供給されたときに、ノズル５が、混合チャネル６と相互作用して容器１ からのガス噴出を行うようなジェットを形成するよう、ノズル５の流路断面積は 定められる。このようにして、容器１から噴出したガスの流速は、高い振動数で 脈動する。作用ガスと噴出される（パッシブ）ガスとの混合体の流れが、混合チ ャネル６から円筒形チャネル１２内へと流れる。ガスのジェットが、チャネル１ ２の壁および面積Ｆ_cを有するのど部１３と相互作用すると、混合チャネル６の 出力に減圧が生じ、本発明の方法を実現化するための、請求の範囲に記載された 装置の生産性および効率が向上する。 図２ないし図５に示された装置の作用原理は、図１の装置のものとほぼ同様で ある。相違する点は、考慮するのが、ノズル１１（図２）、ノズル１９（図３） 、混合チャネル６（図４）、ノズル１９（図５）および混合チャネル６の流路断 面 積であるということである。 本発明の方法を実施するための図６の装置は、部分処理するものなので、大量 の金属２６全体を一度に処理するのではなく、分けられた金属部分２５を１０− ３００秒以内に処理することを繰り返すことによって、金属２６全体を処理する 。上記の時間内に、与えられた作業手順により始められた処理が完了される。気 泡の核（ｎｕｃｌｅｕｓ）となるものの幾らかは、この金属部分の中に残留した まま、金属全体の中に放出されるが、そこで激しいガス解放と非金属混在物の除 去とが始まる。そして、あらたな金属部分が吸引され、処理が繰り返される。 金属が所望の特性になった時点で処理は終了する。処理時間は、溶融金属を用 いて行われた一連の実験結果から、または迅速な解析結果から、決定される。 このように、本発明による方法を実現化するための、請求の範囲に記載された 装置は、便利かつ信頼性が高く、効率を最大限にまで引き上げることができ、所 望の品質の金属を作り出すことができる。 産業上の適用性 本発明は、鋳造金属や合金などの場合も含め、非鉄金属の冶金にも適用するこ とができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 キリチコフ，アナトリー・アレクサンドロ ヴィッチ ロシア共和国622034，ニジュニー・タギ ル，ウーリッツァ・ガゼートナヤ，ドム 74，クバルツィーラ ６ (72)発明者 ノヴォロドースキー，ヴィクトル・パブロ ヴィッチ ロシア共和国622034，ニジュニー・タギ ル，ウーリッツァ・レーニン，ドム 71, クバルツィーラ 24 (72)発明者 トレチャコフ，ミハイル・アンドレーヴィ ッチ ロシア共和国622034，ニジュニー・タギ ル，ウーリッツァ・ゴロシニコフ，ドム 66，クバルツィーラ 148 (72)発明者 ブールラカ，ゲナーディー・ヴィクトロー ヴィッチ ロシア共和国622020，ニジュニー・タギ ル，ウーリッツァ・ミール，ドム 64，ク バルツィーラ 19 (72)発明者 スピリン，ヴィクトル・アンドレーヴィッ チ ロシア共和国620034，エカテリンブルグ, ウーリッツァ・チェルスパノーヴァ，ドム 32，クバルツィーラ 110 (72)発明者 フェティソフ，アレキサンドル・アーキポ ヴィッチ ロシア共和国622033，ニジュニー・タギ ル，ウーリッツァ・カー・マルクス，ドム 26，クバルツィーラ ７ (72)発明者 アレクサンドロフ，ウラジーミル・ボリソ ヴィッチ ロシア共和国198053，サンクト−ペテルブ ルグ，ウーリッツァ・リーニン ３，ドム 16，クバルツィーラ ４ (72)発明者 ジガーチ，スタニスラフ・イヴァノヴィッ チ ロシア共和国195027，サンクト−ペテルブ ルグ，スレドニオティンスキー・プロイェ ズドゥ，ドム 12，クバルツィーラ ８ (72)発明者 シゾフ，アナトリー・ミハイロヴィッチ ロシア共和国198217，サンクト−ペテルブ ルグ，プロイェズドゥ・ナロードナヴァ・ オポルチェーニヤ，ドム 131，クバルツ ィーラ 50 (72)発明者 ニコールスキー，ウラジーミル・エヴゲニ ェヴィッチ ロシア共和国198205，サンクト−ペテルブ ルグ，ウーリッツァ・ドヴォルボーリシェ フ，ドム 46，クバルツィーラ 119 (72)発明者 カブルーカ，ヴァレリー・ウラジミローヴ ィッチ ロシア共和国197022，サンクト−ペテルブ ルグ，プロイェズドゥ・カメイノストロー フスキー，ドム 41 クバルツィーラ ８ (72)発明者 サヴィン，アンドレイ・ヴァレリエヴィッ チ ロシア共和国198000，サンクト−ペテルブ ルグ，ウーリッツァ・ポドリースカヤ，ド ム 33，クバルツィーラ 21 【要約の続き】 高い振動数の脈動を生じさせるためのユニット（１０） とを含み、レギュレータは、ノズル（５）の流路断面積 を変えるためのレギュレータであって、インサート（２ ０）を含むレギュレータの形態をしている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．金属を真空精錬する方法であって、溶融金属表面の上方におけるガス混合 物の圧力が、溶融物内のガスの分圧よりも低い分圧を溶融物の上方に生じさせる のに十分な値にまで減じられ、金属が脈動圧力によって処理されるようになされ た、真空精錬方法において、溶融金属表面の上方における圧力が、０．０３−５ Ｈｚの領域の低い振動数で０．０２−０．０８ＭＰａの振幅で変動せしめられ、 さらに同時に、５５−１９５Ｈｚの領域の中間振動数において圧力が０．００５ −０．０１ＭＰａの振幅で変動せしめられ、３５０−３５００Ｈｚの領域の高い 振動数において圧力が０．０００１−０．００１ＭＰａの振幅で変動せしめられ ることを特徴とする、金属の真空精錬方法。 ２．金属の全体体積から周期的に取り出された個々の金属部分が処理を受ける ようになされている、請求項１記載の方法。 ３．排ガスニップル（２）およびエジェクタ（３）を備えた真空密封容器（１ ）を含み、前記エジェクタ（３）が、ハウジング、ノズル（５）および混合チャ ネル（６）を有し且つ前記排ガスニップル（２）に装架されている、金属の真空 精錬装置において、前記エジェクタ（３）の前記ノズル（５）を通過する作用ガ スの流速に低い振動数の脈動を生じさせるためのユニット（７）と、前記排ガス ニップル（２）の入口におけるガスの流速に中間振動数の脈動を生じさせるため のユニット（８）と、前記容器（１）から抜けるガスの流速に高い振動数の脈動 を生じさせるためのユニット（１０）とを含み、該ユニット（１０）が、前記エ ジェクタ（３）の前記ノズル（５）の流路断面積を下記の式に従って変化させる レギュレータとされている、金属の真空精錬装置。 Ｆ_a＝Ｋ₁Ｆ_c ²／Ｆ_b ここでＦ_aは前記混合チャネル（６）の横断面積であり、Ｋ₁は０．５ないし０ ．７の値の係数であり、Ｆ_bおよびＦ_cはそれぞれ前記ノズル（５）の臨界面積お よび出力面積であり、Ｆ_b＝Ｋ₂Ｆ_cの関係がある。ここでＫ₂は０．７ないし０． ０２の値の係数である。 ４．前記エジェクタ（３）のノズル（５、１１）の流路断面積を変化させる前 記レギュレータが、ノズル（５、１１）の組によって構成されていることを特徴 とする、請求項３記載の装置。 ５．前記エジェクタ（３）のノズル（１９）の流路断面積を変化させる前記レ ギュレータが、前記エジェクタ（３）の前記ノズル（１９）の内面に装架された インサート（２０）の形態をしていることを特徴とする、請求項３記載の装置。 ６．排ガスニップル（２）およびエジェクタ（３）を備えた真空密封容器（１ ）を含み、前記エジェクタ（３）が、ハウジング（４）、ノズル（５）および混 合チャネル（６）を有し且つ前記排ガスニップル（２）に装架されている、金属 の真空精錬装置において、前記エジェクタ（３）の前記ノズル（５）を通過する 作用ガスの流速に低い振動数の脈動を生じさせるためのユニット（７）と、前記 排ガスニップル（２）の入口におけるガスの流速に中間振動数の脈動を生じさせ るためのユニット（８）と、前記容器（１）から抜けるガスの流速に高い振動数 の脈動を生じさせるためのユニット（１０）とを含み、該ユニット（１０）が、 前記エジェクタ（３）の前記混合チャネル（６）の流路断面積を下記の式に従っ て変化させるレギュレータとされている、金属の真空精錬装置。 Ｆ_a＝Ｋ₁Ｆ_c ²／Ｆ_b ここでＦ_aは前記混合チャネル（６）の横断面積であり、Ｋ₁は０．５ないし０ ．７の値の係数であり、Ｆ_bおよびＦ_cはそれぞれ前記ノズル（５）の臨界面積お よび出力面積であり、Ｆ_b＝Ｋ₂Ｆ_cの関係がある。ここでＫ₂は０．７ないし０． ０２の値の係数である。 ７．前記エジェクタ（３）の前記混合チャネル（６）の流路断面積を変化させ る前記レギュレータが、前記エジェクタ（３）の前記混合チャネル（６）の内面 に装架されたインサート（２１）の形態をしていることを特徴とする、請求項６ 記載の装置。 ８．排ガスニップル（２）およびエジェクタ（３）を備えた真空密封容器（１ ）を含み、前記エジェクタ（３）が、ハウジング（４）、ノズル（１９）および 混合チャネル（６）を有し且つ前記排ガスニップル（２）に装架されている、金 属の真空精錬装置において、前記エジェクタ（３）の前記ノズル（１９）を通過 する作用ガスの流速に低い振動数の脈動を生じさせるためのユニット（７）と、 前記排ガスニップル（２）の入口におけるガスの流速に中間振動数の脈動を生じ さ せるためのユニット（８）と、前記容器（１）から抜けるガスの流速に高い振動 数の脈動を生じさせるためのユニット（１０）とを含み、該ユニット（１０）が 、前記エジェクタ（３）の前記ノズル（１９）の流路断面積および前記混合チャ ネル（６）の流路断面積を下記の式に従って変化させるレギュレータとされてい る、金属の真空精錬装置。 Ｆ_a＝Ｋ₁Ｆ_c ²／Ｆ_b ここでＦ_aは前記混合チャネル（６）の横断面積であり、Ｋ₁は０．５ないし０ ．７の値の係数であり、Ｆ_bおよびＦ_cはそれぞれ前記ノズル（１９）の臨界面積 および出力面積であり、Ｆ_b＝Ｋ₂Ｆ_cの関係がある。ここでＫ₂は０．７ないし０ ．０２の値の係数である。 ９．前記エジェクタ（３）の前記ノズル（１９）の流路断面積および前記混合 チャネル（６）の流路断面積を変化させる前記レギュレータが、それぞれ前記エ ジェクタ（３）の前記ノズル（１９）の内面および前記混合チャネル（６）の内 面に装架されたインサート（２０、２１）の形態をしていることを特徴とする、 請求項８記載の装置。 １０．前記エジェクタ（３）の前記混合チャネル（６）の流路断面積を変化させ る前記レギュレータの前記インサート（２２）が、１−３°のテーパ角の円錐形 状をしており、該インサート（２２）の狭小部分（２３）は、前記混合チャネル （６）の出口（２４）に向かって延びていることを特徴とする、請求項７または ９記載の装置。 １１．前記エジェクタ（３）が、前記混合チャネル（６）の出口において、円筒 形のチャネル（１２）を有しており、該円筒形チャネル（１２）が、Ｆ_d＝（２ −５）Ｆ_aの横断面積と、Ｌ_a＝（７−１２）Ｄ_aの長さと（ここでＤ_aは、Ｆ_d＝ （２−５）Ｆ_aの横断面積と、Ｌ_a＝（７−１２）Ｄ_aの長さと（ここでＤ_aは、該 円筒形チャネル（１２）の直径）を有する該円筒形チャネル（１２）の直径）、 Ｆ_c＝（１．２−２．５）Ｆ_aの面積を有するのど部１３とを有していることを特 徴とする、請求項３ないし９のいずれか記載の装置。 １１．前記エジェクタ（３）が、前記混合チャネル（６）の出口において、円筒 形のチャネル（１２）を有しており、該円筒形チャネル（１２）が、Ｆ_d＝（２ −５）Ｆ_aの横断面積と、Ｌ＝（７−１２）Ｄ_aの長さと（ここでＤ_aは該円筒形 チャネル（１２）の直径）、Ｆ_c＝（１．２−２．５）Ｆ_aの面積を有するのど部 （１３）とを有していることを特徴とする、請求項１０記載の装置。