JPH10263798A - 溶融金属から介在物を除去するための装置 - Google Patents
溶融金属から介在物を除去するための装置Info
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- JPH10263798A JPH10263798A JP6090697A JP6090697A JPH10263798A JP H10263798 A JPH10263798 A JP H10263798A JP 6090697 A JP6090697 A JP 6090697A JP 6090697 A JP6090697 A JP 6090697A JP H10263798 A JPH10263798 A JP H10263798A
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Landscapes
- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 コンパクトであると共に、据え付け及び使用
が容易で、且つ、運転コストが安い二段式金属濾過装置
を提供する。 【解決手段】 粗い第１のフィルタ１８及び細かい第２
のフィルタ２０が、溶融金属の流路の中で互いに隣接し
て設けられる。対流式の予熱装置が、第１及び第２のフ
ィルタを予熱する。第１及び第２のフィルタの間には、
ギャップ２２が形成されている。このギャップの中に溜
まる可能性のある空気を排気するための通気構造２８が
設けられている。
が容易で、且つ、運転コストが安い二段式金属濾過装置
を提供する。 【解決手段】 粗い第１のフィルタ１８及び細かい第２
のフィルタ２０が、溶融金属の流路の中で互いに隣接し
て設けられる。対流式の予熱装置が、第１及び第２のフ
ィルタを予熱する。第１及び第２のフィルタの間には、
ギャップ２２が形成されている。このギャップの中に溜
まる可能性のある空気を排気するための通気構造２８が
設けられている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶融金属からの介
在物の除去に関する。より詳細には、本発明は、２つの
セラミックフォーム・フィルタを溶融金属の流路の中で
直列に用いて、溶融金属から介在物をより効率的に除去
する技術に関する。
在物の除去に関する。より詳細には、本発明は、２つの
セラミックフォーム・フィルタを溶融金属の流路の中で
直列に用いて、溶融金属から介在物をより効率的に除去
する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウムの如き金属の中に、酸化
物、耐火物、窒化物、及び、ホウ化物の如き固体粒子、
並びに、溶融塩の如き液体を含む不溶性の介在物が存在
すると、圧延作業又は押し出し作業の間の塑性変形に大
きな影響を与えると共に、金属の最終的な表面の性質に
影響を与えることがある。セラミックフォーム・フィル
タは、溶融アルミニウムから上述の介在物を十分な量だ
け除去するために、本発明の譲受人であるセリー社（Ｓ
ＥＬＥＥ Ｃorporation）によって１９７４年に開発さ
れた。今日、セラミックフォーム・フィルタの技術は、
世界中で、商業的なアルミニウム合金を濾過するための
主要な且つ好ましい方法である。総てのタイプ及び総て
の性能レベルのアルミニウム鋳造工場に上記技術が急速
に普及している理由は、設備費及び運転コストが安く、
また、容易に使用できるからである。
物、耐火物、窒化物、及び、ホウ化物の如き固体粒子、
並びに、溶融塩の如き液体を含む不溶性の介在物が存在
すると、圧延作業又は押し出し作業の間の塑性変形に大
きな影響を与えると共に、金属の最終的な表面の性質に
影響を与えることがある。セラミックフォーム・フィル
タは、溶融アルミニウムから上述の介在物を十分な量だ
け除去するために、本発明の譲受人であるセリー社（Ｓ
ＥＬＥＥ Ｃorporation）によって１９７４年に開発さ
れた。今日、セラミックフォーム・フィルタの技術は、
世界中で、商業的なアルミニウム合金を濾過するための
主要な且つ好ましい方法である。総てのタイプ及び総て
の性能レベルのアルミニウム鋳造工場に上記技術が急速
に普及している理由は、設備費及び運転コストが安く、
また、容易に使用できるからである。
【０００３】過去数年にわたって、より細かいセラミッ
クフォーム・ポアフィルタを使用して、アルミニウム製
品の製造に課される品質レベルの向上により要求される
良好な融解物の清浄度をもたらす技術は、確実に進歩し
てきた。現在は、例えば、アルミニウム缶のボディシー
トの用途においては、１インチ（約２５.４ｍｍ）当た
りの気孔の数（ＰＰＩ）が４０及び５０であるＳＥＬＥ
Ｅフォームフィルタが、薄板インゴットの製造に日常的
に使用されている。また、より細かいポアフィルタが現
在評価されている。しかしながら、十分に細かいポアフ
ィルタを使用することは、捕獲した介在物によってフィ
ルタが早期に閉塞すなわち目詰まりするのを防止するた
めに、十分な前処理を施して介在物の流入濃度を減少さ
せることを必要とする。
クフォーム・ポアフィルタを使用して、アルミニウム製
品の製造に課される品質レベルの向上により要求される
良好な融解物の清浄度をもたらす技術は、確実に進歩し
てきた。現在は、例えば、アルミニウム缶のボディシー
トの用途においては、１インチ（約２５.４ｍｍ）当た
りの気孔の数（ＰＰＩ）が４０及び５０であるＳＥＬＥ
Ｅフォームフィルタが、薄板インゴットの製造に日常的
に使用されている。また、より細かいポアフィルタが現
在評価されている。しかしながら、十分に細かいポアフ
ィルタを使用することは、捕獲した介在物によってフィ
ルタが早期に閉塞すなわち目詰まりするのを防止するた
めに、十分な前処理を施して介在物の流入濃度を減少さ
せることを必要とする。
【０００４】従来技術の特許明細書には、二重濾過装置
の使用に関する開示及び議論が行われている。そのよう
な開示の１つが、セリー社（ＳＥＬＥＥ Ｃorporatio
n）に譲渡されたＹarwoood et al.の米国特許第３,９６
２,０８１号に行われている。このＹarwood の米国特許
は、透過率が減少する一連のフィルタを用いることの望
ましさを広く開示しており、そのような一連のフィルタ
は、融解物が格別に汚れている（介在物の量が多い）場
合に特に有用であることを述べている。
の使用に関する開示及び議論が行われている。そのよう
な開示の１つが、セリー社（ＳＥＬＥＥ Ｃorporatio
n）に譲渡されたＹarwoood et al.の米国特許第３,９６
２,０８１号に行われている。このＹarwood の米国特許
は、透過率が減少する一連のフィルタを用いることの望
ましさを広く開示しており、そのような一連のフィルタ
は、融解物が格別に汚れている（介在物の量が多い）場
合に特に有用であることを述べている。
【０００５】これもセリー社（ＳＥＬＥＥ Ｃorporatio
n）に譲渡されいるＹarwood et al.の米国特許第４,０
３２,１２４号は、第２のフィルタの上方に設けられた
第１のフィルタを備える二重濾過装置を開示している。
上記２つのフィルタの間には、フラックスガスが注入さ
れる。上方のフィルタは、フラックスガスを細かいガス
の分散体に分解して、融解物の中に入れて融解物と広く
接触させるためのプレートの役割を果たす。
n）に譲渡されいるＹarwood et al.の米国特許第４,０
３２,１２４号は、第２のフィルタの上方に設けられた
第１のフィルタを備える二重濾過装置を開示している。
上記２つのフィルタの間には、フラックスガスが注入さ
れる。上方のフィルタは、フラックスガスを細かいガス
の分散体に分解して、融解物の中に入れて融解物と広く
接触させるためのプレートの役割を果たす。
【０００６】アメリカ・アルミニウム社（Ａluminum Ｃ
ompany of Ａmerica）に譲渡されているＤ.Ｙoung et a
l.の米国特許第５,３３６,２９５号は、第１及び第２の
フィルタを備える二重濾過装置を教示している。上記第
１及び第２のフィルタは、沈降ゾーンの両側で同じ平面
に設けられており、これにより、溶融金属の中に懸濁し
ている液体粒子は、上記沈降ゾーンの中で浮き上がるこ
とによって、分離する。
ompany of Ａmerica）に譲渡されているＤ.Ｙoung et a
l.の米国特許第５,３３６,２９５号は、第１及び第２の
フィルタを備える二重濾過装置を教示している。上記第
１及び第２のフィルタは、沈降ゾーンの両側で同じ平面
に設けられており、これにより、溶融金属の中に懸濁し
ている液体粒子は、上記沈降ゾーンの中で浮き上がるこ
とによって、分離する。
【０００７】これもアメリカ・アルミニウム社（Ａlumi
num Ｃompany of Ａmerica）に譲渡されているＥckert
et al.の米国特許第５,１１４,４７２号は、二段式の濾
過装置を開示している。この濾過装置は、一対の垂直フ
ィルタと、ガス噴霧器とを備えており、該ガス噴霧器
は、一方のフィルタの前面付近に取り付けられていて、
フィルタから固形物をフィルタケーキとして剥離させ
る。好ましい実施例においては、上記フィルタは、入れ
子式の円筒体の形態を有している。
num Ｃompany of Ａmerica）に譲渡されているＥckert
et al.の米国特許第５,１１４,４７２号は、二段式の濾
過装置を開示している。この濾過装置は、一対の垂直フ
ィルタと、ガス噴霧器とを備えており、該ガス噴霧器
は、一方のフィルタの前面付近に取り付けられていて、
フィルタから固形物をフィルタケーキとして剥離させ
る。好ましい実施例においては、上記フィルタは、入れ
子式の円筒体の形態を有している。
【０００８】上述の従来技術の二段式濾過装置が、商業
的な成功を収めているとは考えられない。また、上述の
従来技術の二段式濾過装置は、２つのフィルタを予熱す
るための簡単且つ便利な方法を提供していない。
的な成功を収めているとは考えられない。また、上述の
従来技術の二段式濾過装置は、２つのフィルタを予熱す
るための簡単且つ便利な方法を提供していない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の１つ
の目的は、改善された金属の濾過装置及び濾過方法を提
供することである。
の目的は、改善された金属の濾過装置及び濾過方法を提
供することである。
【００１０】本発明の別の目的は、コンパクトであると
共に、据え付け及び使用が容易で、且つ、運転コストが
安い二段式金属濾過装置を提供することである。
共に、据え付け及び使用が容易で、且つ、運転コストが
安い二段式金属濾過装置を提供することである。
【００１１】本発明の更に別の目的は、容易に予熱で
き、始動時に容易にプライミングすることができ、容易
に清掃ができ、更に、廃棄材料を少なくすることのでき
る、二段式濾過装置及び方法を提供することである。
き、始動時に容易にプライミングすることができ、容易
に清掃ができ、更に、廃棄材料を少なくすることのでき
る、二段式濾過装置及び方法を提供することである。
【００１２】本発明の更に別の目的は、単段式の装置に
比較して、金属の処理コストを大幅に高めることなく、
十分な量の介在物を除去する、二段式濾過装置及び方法
を提供することである。
比較して、金属の処理コストを大幅に高めることなく、
十分な量の介在物を除去する、二段式濾過装置及び方法
を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の１つの形態によ
れば、溶融金属から介在物を除去するための装置が提供
され、この装置は、溶融金属入口及び溶融金属出口を有
する容器を備えている。溶融金属の流路が、上記入口と
出口との間に形成されている。第１の多孔性セラミック
フィルタが、上記流路の中に設けられている。第２の多
孔性セラミックフィルタも、上記流路の中で上記第１の
フィルタと上記出口との間に設けられている。第１のフ
ィルタは、２０ＰＰＩと６０ＰＰＩとの間の気孔率を有
している。第２のフィルタは、４０ＰＰＩと１００ＰＰ
Ｉとの間の気孔率を有している。第２のフィルタは、第
１のフィルタよりも細かい気孔率を有している。第２の
フィルタは、第１のフィルタよりも少なくとも１０ＰＰ
Ｉだけ細かいのが好ましい。また、第１のフィルタが、
第２のフィルタの上方に位置していて、各々のフィルタ
が、水平軸線からある角度で傾斜し、これにより、各々
のフィルタの下に溜まっている空気をより容易に除去で
きるようにするのが好ましい。
れば、溶融金属から介在物を除去するための装置が提供
され、この装置は、溶融金属入口及び溶融金属出口を有
する容器を備えている。溶融金属の流路が、上記入口と
出口との間に形成されている。第１の多孔性セラミック
フィルタが、上記流路の中に設けられている。第２の多
孔性セラミックフィルタも、上記流路の中で上記第１の
フィルタと上記出口との間に設けられている。第１のフ
ィルタは、２０ＰＰＩと６０ＰＰＩとの間の気孔率を有
している。第２のフィルタは、４０ＰＰＩと１００ＰＰ
Ｉとの間の気孔率を有している。第２のフィルタは、第
１のフィルタよりも細かい気孔率を有している。第２の
フィルタは、第１のフィルタよりも少なくとも１０ＰＰ
Ｉだけ細かいのが好ましい。また、第１のフィルタが、
第２のフィルタの上方に位置していて、各々のフィルタ
が、水平軸線からある角度で傾斜し、これにより、各々
のフィルタの下に溜まっている空気をより容易に除去で
きるようにするのが好ましい。
【００１４】本発明の別の形態によれば、溶融金属から
介在物を除去するための装置及び方法が提供され、上記
装置は、溶融金属入口及び溶融金属出口を有する容器を
備えている。溶融金属の流路が、上記入口と出口との間
に設けられている。第１の多孔性セラミックフィルタ
が、上記流路の中に設けられている。第２の多孔性セラ
ミックフィルタも、上記流路の中で上記第１のフィルタ
と上記出口との間に設けられている。フィルタを予熱す
るための熱ガス又は熱風を発生するための対流式の予熱
装置が、上記容器に取り付けられている。ガス流路が、
上記対流式の予熱装置と上記フィルタの中の一方のフィ
ルタとの間に設けられている。上記対流通路の中にある
フィルタに隣接する領域は、予熱装置が運転されている
間には、上記フィルタに静圧を与えるように、実質的に
シールされるのが好ましく、これにより、熱ガス又は熱
風は、一方のフィルタを通って他方のフィルタへ流れ、
従って、最小の温度勾配で両方のフィルタを予熱する。
介在物を除去するための装置及び方法が提供され、上記
装置は、溶融金属入口及び溶融金属出口を有する容器を
備えている。溶融金属の流路が、上記入口と出口との間
に設けられている。第１の多孔性セラミックフィルタ
が、上記流路の中に設けられている。第２の多孔性セラ
ミックフィルタも、上記流路の中で上記第１のフィルタ
と上記出口との間に設けられている。フィルタを予熱す
るための熱ガス又は熱風を発生するための対流式の予熱
装置が、上記容器に取り付けられている。ガス流路が、
上記対流式の予熱装置と上記フィルタの中の一方のフィ
ルタとの間に設けられている。上記対流通路の中にある
フィルタに隣接する領域は、予熱装置が運転されている
間には、上記フィルタに静圧を与えるように、実質的に
シールされるのが好ましく、これにより、熱ガス又は熱
風は、一方のフィルタを通って他方のフィルタへ流れ、
従って、最小の温度勾配で両方のフィルタを予熱する。
【００１５】本発明の別の形態によれば、溶融金属から
介在物を除去するための装置及び方法が提供される。こ
の装置は、溶融金属入口及び溶融金属出口を有する容器
を備えている。溶融金属の流路が、上記入口と出口との
間に設けられている。第１の多孔性セラミックフィルタ
が、上記流路の中に設けられている。第２の多孔性セラ
ミックフィルタも、上記流路の中で上記第１のフィルタ
と上記出口との間に設けられている。第１のフィルタ
は、第２のフィルタの上方に位置している。上記第１及
び第２のフィルタの間には、ギャップが設けられてい
る。始動時に、上記フィルタの間のギャップに溜まった
空気を排気するための空気通気構造が設けられている。
空気通気構造は、第１のフィルタの頂面に設けられる通
気コーンの形態であるのが好ましい。第１のフィルタ
が、第２のフィルタよりも大きいことも好ましい。すな
わち、第１のフィルタの長軸の長さは、第２のフィルタ
の長さよりも大きく、これにより、据え付けを容易に行
うことができる。
介在物を除去するための装置及び方法が提供される。こ
の装置は、溶融金属入口及び溶融金属出口を有する容器
を備えている。溶融金属の流路が、上記入口と出口との
間に設けられている。第１の多孔性セラミックフィルタ
が、上記流路の中に設けられている。第２の多孔性セラ
ミックフィルタも、上記流路の中で上記第１のフィルタ
と上記出口との間に設けられている。第１のフィルタ
は、第２のフィルタの上方に位置している。上記第１及
び第２のフィルタの間には、ギャップが設けられてい
る。始動時に、上記フィルタの間のギャップに溜まった
空気を排気するための空気通気構造が設けられている。
空気通気構造は、第１のフィルタの頂面に設けられる通
気コーンの形態であるのが好ましい。第１のフィルタ
が、第２のフィルタよりも大きいことも好ましい。すな
わち、第１のフィルタの長軸の長さは、第２のフィルタ
の長さよりも大きく、これにより、据え付けを容易に行
うことができる。
【００１６】進歩性を有するものと考えられる主題は、
請求の範囲に記載されている。しかしながら、本発明、
並びに、その他の目的及び利点は、図面を参照すること
により、より良く理解することができる。
請求の範囲に記載されている。しかしながら、本発明、
並びに、その他の目的及び利点は、図面を参照すること
により、より良く理解することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】ここで、図１、図８及び図９をよ
り詳細に参照すると、二段式濾過装置１０が示されてお
り、この二段式濾過装置は、耐火フィルタボウルの形態
の容器１２を備えている。上記フィルタボウルは、非湿
潤性の融解石英耐火材を用いて、一体型のプレキャスト
構造として形成されるのが好ましい。一般的には、約２
５.４ｍｍ（１インチ）の絶縁鋳造耐火物をスチール製
のシェルと一体型のボウル耐火物との間に設ける必要が
ある。
り詳細に参照すると、二段式濾過装置１０が示されてお
り、この二段式濾過装置は、耐火フィルタボウルの形態
の容器１２を備えている。上記フィルタボウルは、非湿
潤性の融解石英耐火材を用いて、一体型のプレキャスト
構造として形成されるのが好ましい。一般的には、約２
５.４ｍｍ（１インチ）の絶縁鋳造耐火物をスチール製
のシェルと一体型のボウル耐火物との間に設ける必要が
ある。
【００１８】容器１２は、溶融金属の入口１４と、溶融
金属の出口１６とを備えている。セラミックフォーム・
フィルタ１８、２０がボウルの中に設けられており、フ
ィルタ１８は、フィルタ２０の上方に位置している。フ
ィルタ１８、２０の間には、ギャップ２２が形成されて
いる。上記２つのフィルタの間のギャップ幅２２は、約
６.４ｍｍ（１／４インチ）と約７６.２ｍｍ（３イン
チ）との間であるのが好ましく、最適なギャップ幅は、
約２５.４ｍｍ（１インチ）から約３８.１ｍｍ（１-１
／２インチ）である。フィルタ２０が、フィルタ１８よ
りも細かい孔径（ポアサイズ）を有していることも好ま
しい。
金属の出口１６とを備えている。セラミックフォーム・
フィルタ１８、２０がボウルの中に設けられており、フ
ィルタ１８は、フィルタ２０の上方に位置している。フ
ィルタ１８、２０の間には、ギャップ２２が形成されて
いる。上記２つのフィルタの間のギャップ幅２２は、約
６.４ｍｍ（１／４インチ）と約７６.２ｍｍ（３イン
チ）との間であるのが好ましく、最適なギャップ幅は、
約２５.４ｍｍ（１インチ）から約３８.１ｍｍ（１-１
／２インチ）である。フィルタ２０が、フィルタ１８よ
りも細かい孔径（ポアサイズ）を有していることも好ま
しい。
【００１９】フィルタ１８は、２０から６０ＰＰＩの範
囲の孔径すなわちセルサイズを有するべきであり、一
方、フィルタ２０の気孔率（ポロシティ）は、４０から
１００ＰＰＩの範囲とするべきである。フィルタ２０
は、フィルタ１８よりも少なくとも１０ＰＰＩだけ細か
いことが好ましい。また、上記各々のフィルタが占有す
る体積が８５％から９２％の空隙率となるように、上記
各々のフィルタの密度を選択することも好ましい。更
に、各々のフィルタの厚みが、約３８.１ｍｍ（１-１／
２インチ）から約１０１.６ｍｍ（４インチ）の範囲に
あることも好ましい。許容できるフィルタは、セリー社
（ＳＥＬＥＥ Ｃorporation）から商業的に入手可能な
ＳＥＬＥＥセラミックフォーム・フィルタである。その
ようなフィルタの一例は、図１０に示すテーパ形状の方
形フィルタ１８である。このフィルタは、セリー社に譲
渡されている米国特許第４,０５６,５８６号の教示に従
って形成することができ、上記米国特許は、参考として
本明細書に組み込まれている。
囲の孔径すなわちセルサイズを有するべきであり、一
方、フィルタ２０の気孔率（ポロシティ）は、４０から
１００ＰＰＩの範囲とするべきである。フィルタ２０
は、フィルタ１８よりも少なくとも１０ＰＰＩだけ細か
いことが好ましい。また、上記各々のフィルタが占有す
る体積が８５％から９２％の空隙率となるように、上記
各々のフィルタの密度を選択することも好ましい。更
に、各々のフィルタの厚みが、約３８.１ｍｍ（１-１／
２インチ）から約１０１.６ｍｍ（４インチ）の範囲に
あることも好ましい。許容できるフィルタは、セリー社
（ＳＥＬＥＥ Ｃorporation）から商業的に入手可能な
ＳＥＬＥＥセラミックフォーム・フィルタである。その
ようなフィルタの一例は、図１０に示すテーパ形状の方
形フィルタ１８である。このフィルタは、セリー社に譲
渡されている米国特許第４,０５６,５８６号の教示に従
って形成することができ、上記米国特許は、参考として
本明細書に組み込まれている。
【００２０】下部フィルタ２０は、上部フィルタ１８と
同じ形状を有しているが、上部フィルタよりも若干小さ
く、これにより、フィルタ２０の長軸が、フィルタ１８
の長軸よりも約１９.１ｍｍ（３／４インチ）から約１
０１.６ｍｍ（４インチ）だけ小さくなるようにするこ
とが好ましい。両方のフィルタが同じ寸法であれば、下
部フィルタ２０を装着することが困難になる。下部フィ
ルタを小さくすることにより、オペレータは両方のフィ
ルタをボウル１２の中に容易に装着することができる。
フィルタボウル１２の内側壁の下方部分２４、２６は、
内方に向かって幾分テーパ形状になっており、これによ
り、フィルタ１８、２０は、それぞれのテーパ縁部２７
に沿ってボウルの中に保持されている。
同じ形状を有しているが、上部フィルタよりも若干小さ
く、これにより、フィルタ２０の長軸が、フィルタ１８
の長軸よりも約１９.１ｍｍ（３／４インチ）から約１
０１.６ｍｍ（４インチ）だけ小さくなるようにするこ
とが好ましい。両方のフィルタが同じ寸法であれば、下
部フィルタ２０を装着することが困難になる。下部フィ
ルタを小さくすることにより、オペレータは両方のフィ
ルタをボウル１２の中に容易に装着することができる。
フィルタボウル１２の内側壁の下方部分２４、２６は、
内方に向かって幾分テーパ形状になっており、これによ
り、フィルタ１８、２０は、それぞれのテーパ縁部２７
に沿ってボウルの中に保持されている。
【００２１】ここで図２をより詳細に参照すると、通気
コーン２８の形態の通気構造が設けられており、上記通
気コーンは、より粗い上部フィルタ１８の頂面３０に対
してシールされている。通気コーンは、ギャップ２２に
溜まっている空気をフィルタボウルの外部に排気するた
めに、始動時にだけ使用される。溶融金属がフィルタ１
８の中に最初に流入する時のフィルタのプライミングの
間に、空気は、フィルタ１８からギャップ２２の中に押
し込まれる。しかしながら、通気コーン２８は、参照符
号３２で示す領域にあるフィルタ１８の頂面の部分に対
してシールされているので、空気ギャップからフィルタ
の一部を通って通気コーンの中空の内側部分２９まで、
空気の流路が形成される。フィルタ１８は、水平軸線か
ら幾分傾斜しているので、空気は、ギャップ２２の最も
高い点に向かって通気コーン２８の下の位置まで流れる
傾向があり、従って、実質的に総ての溜まっている空気
が排気される。
コーン２８の形態の通気構造が設けられており、上記通
気コーンは、より粗い上部フィルタ１８の頂面３０に対
してシールされている。通気コーンは、ギャップ２２に
溜まっている空気をフィルタボウルの外部に排気するた
めに、始動時にだけ使用される。溶融金属がフィルタ１
８の中に最初に流入する時のフィルタのプライミングの
間に、空気は、フィルタ１８からギャップ２２の中に押
し込まれる。しかしながら、通気コーン２８は、参照符
号３２で示す領域にあるフィルタ１８の頂面の部分に対
してシールされているので、空気ギャップからフィルタ
の一部を通って通気コーンの中空の内側部分２９まで、
空気の流路が形成される。フィルタ１８は、水平軸線か
ら幾分傾斜しているので、空気は、ギャップ２２の最も
高い点に向かって通気コーン２８の下の位置まで流れる
傾向があり、従って、実質的に総ての溜まっている空気
が排気される。
【００２２】フィルタ２０も、水平軸線から若干傾斜し
ており、これにより、フィルタ２０の下の空間３６に溜
まっている空気は総て、フィルタ２０から空間３８の中
に入ってフィルタボウルから排気される。フィルタ２０
の傾斜は、肩部４０の緩やかな角度によって生じてい
る。各々のフィルタに関する水平軸線からの傾斜角度
は、１／２°と２０°との間であるのが好ましい。
ており、これにより、フィルタ２０の下の空間３６に溜
まっている空気は総て、フィルタ２０から空間３８の中
に入ってフィルタボウルから排気される。フィルタ２０
の傾斜は、肩部４０の緩やかな角度によって生じてい
る。各々のフィルタに関する水平軸線からの傾斜角度
は、１／２°と２０°との間であるのが好ましい。
【００２３】フィルタのプライミングを行った後に、通
気コーン２８は、フィルタ１８の頂面３０から取り除か
れる。そうではなく、フィルタボウルの右側の側部４２
を貫通してギャップ２２に連通する穿孔（図示せず）を
形成して、ギャップ２２の中に溜まっている空気を排気
することができる。上記穿孔は、フィルタボウルの外側
まで伸長することになる。空気の通過は許容するが、溶
融金属の通過を許容しないという特性を有するフィルタ
をプラグの形態として上記穿孔に設けて、溶融金属の流
出を阻止する必要があろう。
気コーン２８は、フィルタ１８の頂面３０から取り除か
れる。そうではなく、フィルタボウルの右側の側部４２
を貫通してギャップ２２に連通する穿孔（図示せず）を
形成して、ギャップ２２の中に溜まっている空気を排気
することができる。上記穿孔は、フィルタボウルの外側
まで伸長することになる。空気の通過は許容するが、溶
融金属の通過を許容しないという特性を有するフィルタ
をプラグの形態として上記穿孔に設けて、溶融金属の流
出を阻止する必要があろう。
【００２４】ここで、図３をより詳細に参照すると、対
流式空気予熱バーナ４２が設けられており、この空気予
熱バーナは、ボウル１２に取り付けられている。上記空
気予熱バーナは、エクリプス社（Ｅclipse Ｃompany）
から商業的に入手可能なノズルミックス予熱バーナであ
るのが好ましい。この予熱バーナは、ガス燃焼バーナで
あるのが好ましいが、対流式の電気熱風ブロアを使用す
ることもできる。予熱バーナ４２は、ガス入口４４と、
空気入口４６とを備えている。バーナは、熱ガスの出口
温度を約３９９℃（７５０°Ｆ）と約８１６℃（１５０
０°Ｆ）との間に調節するために、高い過剰空気比で、
すなわち、最大６００％で作動するのが好ましい。予熱
バーナ４２は、空気通路４８に接続されており、一方、
この空気通路は、より細かいフィルタ２０の下方に位置
するチャンバ３６の中に挿入されている。プレヒータが
作動している時には、フィルタボウルの出口１６は、チ
ャンバ３６の中に正の空気圧を形成するために、例え
ば、図３に示す如き予熱バーナの下方部分を用いて、周
知の方法で実質的にシールされるのが好ましい。チャン
バ３６の中に正の空気圧を形成することにより、熱い空
気すなわち熱風は、フィルタ２０を通過し、更に、フィ
ルタ１８を通過して、両方のフィルタを実質的に同時に
予熱する。両方のフィルタが、約５３８℃（約１０００
°Ｆ）の最低温度に到達すると、プレヒータを停止さ
せ、予熱バーナ、及び、フィルタボウルの出口１６にあ
るすなわち下流側にあるシールを取り除いた後に、溶融
金属を入口１４を介してボウルの中に注ぎ込む。上述の
予熱構造を用いることにより、両方のフィルタは、１５
分間よりも短い時間で、約５３８℃（１０００°Ｆ）の
温度まで加熱され、フィルタ２０の底部からフィルタ１
８の頂部までの熱勾配を極めて小さくすることができる
こと、すなわち、約９３℃（２００°Ｆ）とすることが
できることが分かった。従って、図３の構造を用いるこ
とにより、単一の予熱バーナを使用して２つのフィルタ
を同時に予熱することができる。
流式空気予熱バーナ４２が設けられており、この空気予
熱バーナは、ボウル１２に取り付けられている。上記空
気予熱バーナは、エクリプス社（Ｅclipse Ｃompany）
から商業的に入手可能なノズルミックス予熱バーナであ
るのが好ましい。この予熱バーナは、ガス燃焼バーナで
あるのが好ましいが、対流式の電気熱風ブロアを使用す
ることもできる。予熱バーナ４２は、ガス入口４４と、
空気入口４６とを備えている。バーナは、熱ガスの出口
温度を約３９９℃（７５０°Ｆ）と約８１６℃（１５０
０°Ｆ）との間に調節するために、高い過剰空気比で、
すなわち、最大６００％で作動するのが好ましい。予熱
バーナ４２は、空気通路４８に接続されており、一方、
この空気通路は、より細かいフィルタ２０の下方に位置
するチャンバ３６の中に挿入されている。プレヒータが
作動している時には、フィルタボウルの出口１６は、チ
ャンバ３６の中に正の空気圧を形成するために、例え
ば、図３に示す如き予熱バーナの下方部分を用いて、周
知の方法で実質的にシールされるのが好ましい。チャン
バ３６の中に正の空気圧を形成することにより、熱い空
気すなわち熱風は、フィルタ２０を通過し、更に、フィ
ルタ１８を通過して、両方のフィルタを実質的に同時に
予熱する。両方のフィルタが、約５３８℃（約１０００
°Ｆ）の最低温度に到達すると、プレヒータを停止さ
せ、予熱バーナ、及び、フィルタボウルの出口１６にあ
るすなわち下流側にあるシールを取り除いた後に、溶融
金属を入口１４を介してボウルの中に注ぎ込む。上述の
予熱構造を用いることにより、両方のフィルタは、１５
分間よりも短い時間で、約５３８℃（１０００°Ｆ）の
温度まで加熱され、フィルタ２０の底部からフィルタ１
８の頂部までの熱勾配を極めて小さくすることができる
こと、すなわち、約９３℃（２００°Ｆ）とすることが
できることが分かった。従って、図３の構造を用いるこ
とにより、単一の予熱バーナを使用して２つのフィルタ
を同時に予熱することができる。
【００２５】あるいは、予熱バーナをフィルタ１８の頂
部に露出させ、予熱プロセスを逆にすることができる。
すなわち、フィルタボウルの流入側１４を周知の方法で
実質的にシールして、フィルタ１８の上側に正の空気圧
を与え、これにより、熱風が、最初にフィルタ１８を通
過し、次に、フィルタ２０を通過して、両方のフィルタ
を予熱するようにすることができる。
部に露出させ、予熱プロセスを逆にすることができる。
すなわち、フィルタボウルの流入側１４を周知の方法で
実質的にシールして、フィルタ１８の上側に正の空気圧
を与え、これにより、熱風が、最初にフィルタ１８を通
過し、次に、フィルタ２０を通過して、両方のフィルタ
を予熱するようにすることができる。
【００２６】図４及び図５は、単一のフィルタを用いた
場合の濾過済みのアルミニウム中の介在物の量（図４）
と本発明の二段式濾過装置を用いた場合の濾過済みのア
ルミニウム中の介在物の量（図５）とを比較するグラフ
である。図示のように、本発明の濾過装置を用いること
により、アルミニウムの介在物含有率が大幅に改善され
ている。
場合の濾過済みのアルミニウム中の介在物の量（図４）
と本発明の二段式濾過装置を用いた場合の濾過済みのア
ルミニウム中の介在物の量（図５）とを比較するグラフ
である。図示のように、本発明の濾過装置を用いること
により、アルミニウムの介在物含有率が大幅に改善され
ている。
【００２７】図６及び図７は、未濾過の金属（図６）と
本発明の二段式濾過装置を用いて濾過された金属（図
７）との間の視覚的な比較を行っている、金属の光学顕
微鏡写真である。小さな黒い線が介在物を示している。
これら顕微鏡写真から、本発明の二段式濾過装置を用い
ることによって、十分な量の介在物が減少していること
が明らかである。全体的な濾過効率は、標準的な３０Ｐ
ＰＩの単段式セラミックフォーム濾過装置を用いた場合
の４５％から、３０ＰＰＩの第１のフィルタ及び５０Ｐ
ＰＩの第２のフィルタを使用する本発明の二段式濾過装
置を用いた場合の８５％まで向上した。
本発明の二段式濾過装置を用いて濾過された金属（図
７）との間の視覚的な比較を行っている、金属の光学顕
微鏡写真である。小さな黒い線が介在物を示している。
これら顕微鏡写真から、本発明の二段式濾過装置を用い
ることによって、十分な量の介在物が減少していること
が明らかである。全体的な濾過効率は、標準的な３０Ｐ
ＰＩの単段式セラミックフォーム濾過装置を用いた場合
の４５％から、３０ＰＰＩの第１のフィルタ及び５０Ｐ
ＰＩの第２のフィルタを使用する本発明の二段式濾過装
置を用いた場合の８５％まで向上した。
【００２８】約３８１ｍｍ（１５インチ）の単一のフィ
ルタ、約４３２ｍｍ（１７インチ）の単一のフィルタ、
及び、本発明の二段式濾過装置を比較する統計学的手法
を用いて、レイス・インクルーション・テスト（Ｌais
Ｉnclusion Ｔest）の分析及び説明を行った。レイス・
インクルーション・テストの結果の概要を下の表１に示
す。
ルタ、約４３２ｍｍ（１７インチ）の単一のフィルタ、
及び、本発明の二段式濾過装置を比較する統計学的手法
を用いて、レイス・インクルーション・テスト（Ｌais
Ｉnclusion Ｔest）の分析及び説明を行った。レイス・
インクルーション・テストの結果の概要を下の表１に示
す。
【００２９】
【表１】
【００３０】表１から分かるように、二段式濾過装置を
用いた場合の除去効率は、８５％と測定されており、一
方、上記単段式の濾過装置の効率はそれぞれ、４５％及
び５１％であった。
用いた場合の除去効率は、８５％と測定されており、一
方、上記単段式の濾過装置の効率はそれぞれ、４５％及
び５１％であった。
【００３１】本発明の二段式濾過装置は、漸次細かくな
る孔径を有していて介在物の捕獲効率が漸次高くなる２
つのフィルタを用いることにより、高い濾過効率を提供
する。この高い濾過効率は、場合によっては、高価なイ
ンライン処理装置を設ける必要性を排除する。より粗い
第１のフィルタステージ（例えば、３０乃至４０ＰＰ
Ｉ）を用いることにより、より細かい第２のフィルタス
テージ（例えば、５０乃至６０ＰＰＩ）が、捕獲した介
在物によってフィルタが早期に閉塞するという問題を生
ずることなく、機能することを可能にする。
る孔径を有していて介在物の捕獲効率が漸次高くなる２
つのフィルタを用いることにより、高い濾過効率を提供
する。この高い濾過効率は、場合によっては、高価なイ
ンライン処理装置を設ける必要性を排除する。より粗い
第１のフィルタステージ（例えば、３０乃至４０ＰＰ
Ｉ）を用いることにより、より細かい第２のフィルタス
テージ（例えば、５０乃至６０ＰＰＩ）が、捕獲した介
在物によってフィルタが早期に閉塞するという問題を生
ずることなく、機能することを可能にする。
【００３２】本発明の二段式濾過装置の潜在的な１つの
用途は、インライン脱ガス装置を設けるための十分な余
裕がないことが多い、アルミニウム押し出しビレットの
鋳造工程である。また、インライン脱ガス装置の設備費
は極めて高く、介在物の効果的な除去を行うためには、
安全性及び環境上の問題から厳しく管理される塩素を使
用する必要がある。更に、本装置は、薄板のインゴッ
ト、又は、連続ストリップ鋳造の如き他の用途において
も広い用途を有している。
用途は、インライン脱ガス装置を設けるための十分な余
裕がないことが多い、アルミニウム押し出しビレットの
鋳造工程である。また、インライン脱ガス装置の設備費
は極めて高く、介在物の効果的な除去を行うためには、
安全性及び環境上の問題から厳しく管理される塩素を使
用する必要がある。更に、本装置は、薄板のインゴッ
ト、又は、連続ストリップ鋳造の如き他の用途において
も広い用途を有している。
【００３３】２つの別個のフィルタボウルを用いて二段
式濾過装置を組み立てることができるが、最小限のフロ
アスペースで簡単且つコンパクトな構造を得るために
は、両方のフィルタを立つのボウルの中に組み込むこと
が好ましい。単一のボウルの中に両方のフィルタを組み
込んだ二段式濾過装置の利点は、必要とされるフロアス
ペースが少なく、既存のフィルタボウルと置き換えるこ
とができ、耐火物要素の必要量が少なく、設備費及び運
転コストが安く、単一の予熱行程及び単一のプライミン
グ工程だけを必要とするので起動が容易であり、１つの
フィルタボウルだけを用いているので清掃が容易であ
り、単一のボウルを用いているので廃棄される金属が少
ないことである。
式濾過装置を組み立てることができるが、最小限のフロ
アスペースで簡単且つコンパクトな構造を得るために
は、両方のフィルタを立つのボウルの中に組み込むこと
が好ましい。単一のボウルの中に両方のフィルタを組み
込んだ二段式濾過装置の利点は、必要とされるフロアス
ペースが少なく、既存のフィルタボウルと置き換えるこ
とができ、耐火物要素の必要量が少なく、設備費及び運
転コストが安く、単一の予熱行程及び単一のプライミン
グ工程だけを必要とするので起動が容易であり、１つの
フィルタボウルだけを用いているので清掃が容易であ
り、単一のボウルを用いているので廃棄される金属が少
ないことである。
【００３４】２つのフィルタを単純に直接積み重ねるこ
ともできるが、２つのフィルタの間に約２５.４ｍｍ
（１インチ）であるのが好ましいギャップを得るため
に、２つの別個のフィルタ着座面を用いるのが好まし
い。ギャップを設ける目的は、２つのフィルタの間の締
まり嵌めを防止することである。フィルタに関しては、
±約１.６ｍｍ（１／１６インチ）の寸法公差幅があ
る。この±約１.６ｍｍの寸法公差は、フィルタの面取
り角度が１７°の場合には、フィルタが着座する際に約
５.３ｍｍ（０.２１インチ）の垂直方向の変化を生ず
る。従って、フィルタを適正に着座させるためには、２
つのフィルタを垂直方向に離すこと、すなわち、２つの
フィルタの間にギャップを設けることが好ましい。ま
た、上記ギャップは、鋳造作業が完了した時に、各々の
フィルタを別個に取り除くことを可能にする。２つのフ
ィルタが互いに接触した場合には、これらフィルタは、
硬化した金属と共に非常に重たくなり、従って、取り除
くことがかなり困難になる。更に、ギャップを設けるこ
とにより、フィルタの中の金属はより迅速に固化し、従
って、かなり容易に除去することができる。より細かい
二段目のフィルタを使用することにより、装置に対する
流体抵抗は増大するが、この流体抵抗は、通常の表面積
よりも大きい濾材の組み合わせ、すなわち、約５０８ｍ
ｍ（２０インチ）の上部フィルタ、及び、約４６２ｍｍ
（１７インチ）の下部フィルタを用いることにより、補
償することができる。また、トンネルの流動収縮部を極
力小さくするために、出口トンネルを拡大することもで
きる。
ともできるが、２つのフィルタの間に約２５.４ｍｍ
（１インチ）であるのが好ましいギャップを得るため
に、２つの別個のフィルタ着座面を用いるのが好まし
い。ギャップを設ける目的は、２つのフィルタの間の締
まり嵌めを防止することである。フィルタに関しては、
±約１.６ｍｍ（１／１６インチ）の寸法公差幅があ
る。この±約１.６ｍｍの寸法公差は、フィルタの面取
り角度が１７°の場合には、フィルタが着座する際に約
５.３ｍｍ（０.２１インチ）の垂直方向の変化を生ず
る。従って、フィルタを適正に着座させるためには、２
つのフィルタを垂直方向に離すこと、すなわち、２つの
フィルタの間にギャップを設けることが好ましい。ま
た、上記ギャップは、鋳造作業が完了した時に、各々の
フィルタを別個に取り除くことを可能にする。２つのフ
ィルタが互いに接触した場合には、これらフィルタは、
硬化した金属と共に非常に重たくなり、従って、取り除
くことがかなり困難になる。更に、ギャップを設けるこ
とにより、フィルタの中の金属はより迅速に固化し、従
って、かなり容易に除去することができる。より細かい
二段目のフィルタを使用することにより、装置に対する
流体抵抗は増大するが、この流体抵抗は、通常の表面積
よりも大きい濾材の組み合わせ、すなわち、約５０８ｍ
ｍ（２０インチ）の上部フィルタ、及び、約４６２ｍｍ
（１７インチ）の下部フィルタを用いることにより、補
償することができる。また、トンネルの流動収縮部を極
力小さくするために、出口トンネルを拡大することもで
きる。
【００３５】二段式濾過装置をより効果的に運転させる
ために、均一で一定のフィルタ予熱を行うべきである。
基本的に伝熱及び輻射によって熱をフィルタに伝達する
通常の誘導型バーナは、本発明の二段式濾過装置を予熱
するのに適していないことが分かった。その理由は、フ
ィルタの厚みが大きく、２つのフィルタの間にはギャッ
プが存在し、より均一な予熱のための一般的な要件が必
要とされるからである。本発明は、対流熱伝達を利用
し、特に、ノズルミックスガスバーナの如き過剰空気バ
ーナを利用する、予熱装置を必要とする。バーナは、最
大６００％の高い過剰空気比で運転することのできるノ
ズルミックス装置を用いる。過剰空気量を調節すること
により、バーナの出口温度は、約３９９℃（７５０°
Ｆ）と約８１６℃（１５００°Ｆ）との間で制御するこ
とができる。過剰空気は、空気インジェクタを用いて得
られ、該空気インジェクタは、高圧の圧縮空気の流れを
ノズルに通して、低圧の熱風を大量に発生させる。
ために、均一で一定のフィルタ予熱を行うべきである。
基本的に伝熱及び輻射によって熱をフィルタに伝達する
通常の誘導型バーナは、本発明の二段式濾過装置を予熱
するのに適していないことが分かった。その理由は、フ
ィルタの厚みが大きく、２つのフィルタの間にはギャッ
プが存在し、より均一な予熱のための一般的な要件が必
要とされるからである。本発明は、対流熱伝達を利用
し、特に、ノズルミックスガスバーナの如き過剰空気バ
ーナを利用する、予熱装置を必要とする。バーナは、最
大６００％の高い過剰空気比で運転することのできるノ
ズルミックス装置を用いる。過剰空気量を調節すること
により、バーナの出口温度は、約３９９℃（７５０°
Ｆ）と約８１６℃（１５００°Ｆ）との間で制御するこ
とができる。過剰空気は、空気インジェクタを用いて得
られ、該空気インジェクタは、高圧の圧縮空気の流れを
ノズルに通して、低圧の熱風を大量に発生させる。
【００３６】従って、溶融アルミニウムの生産プロセス
における全体的な介在物の除去効率を十分に増大し、容
易且つ廉価に据え付けることができ、容易且つ廉価に保
守及び運転を行うことのできる、改善された二段式金属
濾過装置が提供される。
における全体的な介在物の除去効率を十分に増大し、容
易且つ廉価に据え付けることができ、容易且つ廉価に保
守及び運転を行うことのできる、改善された二段式金属
濾過装置が提供される。
【００３７】本発明の好ましい実施例に関する上の記載
から、これら実施例に多くの変更を加えることができる
ことは明らかであろう。しかしながら、本発明の実施例
は、本発明を単に例示するものであって、そのような実
施例に本発明が限定されるものではない。従って、上述
の請求の範囲の記載が、本発明の真の精神及び範囲に入
る総ての変更例をカバーしようとするものであることを
理解する必要がある。
から、これら実施例に多くの変更を加えることができる
ことは明らかであろう。しかしながら、本発明の実施例
は、本発明を単に例示するものであって、そのような実
施例に本発明が限定されるものではない。従って、上述
の請求の範囲の記載が、本発明の真の精神及び範囲に入
る総ての変更例をカバーしようとするものであることを
理解する必要がある。
【図１】本発明の二段式濾過装置の断面図である。
【図２】図１の実施例の代替実施例を示す本発明の二段
式濾過装置の断面図である。
式濾過装置の断面図である。
【図３】図１の実施例の更に別の代替実施例を示す本発
明の二段式濾過装置の断面図である。
明の二段式濾過装置の断面図である。
【図４】従来技術の単段式装置を用いた場合の濾過済み
金属と未濾過金属との間の比較を示すグラフである。
金属と未濾過金属との間の比較を示すグラフである。
【図５】本発明の二段式装置を用いた場合の濾過済み金
属と未濾過金属との間の比較を示すグラフである。
属と未濾過金属との間の比較を示すグラフである。
【図６】濾過される前のアルミニウム金属を示す光学顕
微鏡写真である。
微鏡写真である。
【図７】本発明の二段式濾過装置を用いて濾過された後
のアルミニウム金属を示す光学顕微鏡写真である。
のアルミニウム金属を示す光学顕微鏡写真である。
【図８】下部フィルタだけを示す図１の二段式濾過装置
の絵画図である。
の絵画図である。
【図９】第１及び第２のフィルタを示す図１の二段式濾
過装置の別の絵画図である。
過装置の別の絵画図である。
【図１０】図１の二段式濾過装置と共に使用することの
できるセラミックフォーム・フィルタの斜視図である。
できるセラミックフォーム・フィルタの斜視図である。
１０ 二段式濾過装置 １２ 容器 １４ 溶融金属入口 １６ 溶融金属出口 １８ 第１のフィルタ ２０ 第２のフィルタ ２２ ギャップ ２８ 通気コーン（空気通気構造） ４２ 予熱装置（予熱バーナ）
【手続補正書】
【提出日】平成９年５月６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２７】図６及び図７は、未濾過の金属（図６）と
本発明の二段式濾過装置を用いて濾過された金属（図
７）との間の視覚的な比較を行っている、金属の断面の
光学顕微鏡写真の模写図である。小さな黒い線が介在物
を示している。これら顕微鏡写真から、本発明の二段式
濾過装置を用いることによって、十分な量の介在物が減
少していることが明らかである。全体的な濾過効率は、
標準的な３０ＰＰＩの単段式セラミックフォーム濾過装
置を用いた場合の４５％から、３０ＰＰＩの第１のフィ
ルタ及び５０ＰＰＩの第２のフィルタを使用する本発明
の二段式濾過装置を用いた場合の８５％まで向上した。
本発明の二段式濾過装置を用いて濾過された金属（図
７）との間の視覚的な比較を行っている、金属の断面の
光学顕微鏡写真の模写図である。小さな黒い線が介在物
を示している。これら顕微鏡写真から、本発明の二段式
濾過装置を用いることによって、十分な量の介在物が減
少していることが明らかである。全体的な濾過効率は、
標準的な３０ＰＰＩの単段式セラミックフォーム濾過装
置を用いた場合の４５％から、３０ＰＰＩの第１のフィ
ルタ及び５０ＰＰＩの第２のフィルタを使用する本発明
の二段式濾過装置を用いた場合の８５％まで向上した。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３３】２つの別個のフィルタボウルを用いて二段
式濾過装置を組み立てることができるが、最小限のフロ
アスペースで簡単且つコンパクトな構造を得るために
は、両方のフィルタを単一のボウルの中に組み込むこと
が好ましい。単一のボウルの中に両方のフィルタを組み
込んだ二段式濾過装置の利点は、必要とされるフロアス
ペースが少なく、既存のフィルタボウルと置き換えるこ
とができ、耐火物要素の必要量が少なく、設備費及び運
転コストが安く、単一の予熱行程及び単一のプライミン
グ工程だけを必要とするので起動が容易であり、１つの
フィルタボウルだけを用いているので清掃が容易であ
り、単一のボウルを用いているので廃棄される金属が少
ないことである。
式濾過装置を組み立てることができるが、最小限のフロ
アスペースで簡単且つコンパクトな構造を得るために
は、両方のフィルタを単一のボウルの中に組み込むこと
が好ましい。単一のボウルの中に両方のフィルタを組み
込んだ二段式濾過装置の利点は、必要とされるフロアス
ペースが少なく、既存のフィルタボウルと置き換えるこ
とができ、耐火物要素の必要量が少なく、設備費及び運
転コストが安く、単一の予熱行程及び単一のプライミン
グ工程だけを必要とするので起動が容易であり、１つの
フィルタボウルだけを用いているので清掃が容易であ
り、単一のボウルを用いているので廃棄される金属が少
ないことである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の二段式濾過装置の断面図である。
【図２】図１の実施例の代替実施例を示す本発明の二段
式濾過装置の断面図である。
式濾過装置の断面図である。
【図３】図１の実施例の更に別の代替実施例を示す本発
明の二段式濾過装置の断面図である。
明の二段式濾過装置の断面図である。
【図４】従来技術の単段式装置を用いた場合の濾過済み
金属と未濾過金属との間の比較を示すグラフである。
金属と未濾過金属との間の比較を示すグラフである。
【図５】本発明の二段式装置を用いた場合の濾過済み金
属と未濾過金属との間の比較を示すグラフである。
属と未濾過金属との間の比較を示すグラフである。
【図６】濾過される前のアルミニウム金属の断面の光学
顕微鏡写真の模写図である。
顕微鏡写真の模写図である。
【図７】本発明の二段式濾過装置を用いて濾過された後
のアルミニウム金属の断面の光学顕微鏡写真の模写図で
ある。
のアルミニウム金属の断面の光学顕微鏡写真の模写図で
ある。
【図８】図１の二段式濾過装置における下部フィルタだ
けを示す斜視図である。
けを示す斜視図である。
【図９】図１の二段式濾過装置における第１及び第２の
フィルタを示す斜視図である。
フィルタを示す斜視図である。
【図１０】図１の二段式濾過装置と共に使用することの
できるセラミックフォーム・フィルタの斜視図である。
できるセラミックフォーム・フィルタの斜視図である。
【符号の説明】 １０ 二段式濾過装置 １２ 容器 １４ 溶融金属入口 １６ 溶融金属出口 １８ 第１のフィルタ ２０ 第２のフィルタ ２２ ギャップ ２８ 通気コーン（空気通気構造） ４２ 予熱装置（予熱バーナ）
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 597035861 700 Ｓｈｅｐｈｅｒｄ Ｓｔｒｅｅｔ, Ｈｅｎｄｅｒｓｏｎｖｉｌｌｅ，Ｎｏｒｔ ｈ Ｃａｒｏｌｉｎａ，Ｕｎｉｔｅｄ Ｓ ｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ (72)発明者 クリフトン・エル・オリバー アメリカ合衆国ノース・カロライナ州 28730，フェアヴュー，チャーチ・ロード 226 (72)発明者 ブルース・ティー・マクファイル アメリカ合衆国ノース・カロライナ州 28804，アシェヴィル，ピーチ・ノブ・ド ライヴ 36
Claims (51)
- 【請求項１】 溶融金属から介在物を除去するための装
置であって、 溶融金属入口及び溶融金属出口を有する容器と、 前記入口と出口との間の溶融金属流路と、 前記流路の中に設けられた第１の多孔性セラミックフィ
ルタと、 前記流路の中で前記第１のフィルタと前記出口との間に
設けられた第２の多孔性セラミックフィルタとを備えて
おり、 前記第１のフィルタは、２０ＰＰＩと６０ＰＰＩとの間
の気孔率を有しており、 前記第２のフィルタは、４０ＰＰＩと１００ＰＰＩとの
間の気孔率を有しており、 前記第２のフィルタは、前記第１のフィルタよりも細か
い気孔率を有するように構成されていることを特徴とす
る装置。 - 【請求項２】 請求項１の装置において、前記第１のフ
ィルタは、前記第２のフィルタの上方に位置しているこ
とを特徴とする装置。 - 【請求項３】 請求項２の装置において、更に、前記第
１のフィルタと前記第２のフィルタとの間のギャップを
含むことを特徴とする装置。 - 【請求項４】 請求項３の装置において、前記ギャップ
の幅の範囲が、約６.４ｍｍ（１／４インチ）から約７
６.２ｍｍ（３インチ）であることを特徴とする装置。 - 【請求項５】 請求項１の装置において、前記フィルタ
の密度は、これらフィルタが８５％乃至９２％の空隙率
を有するように選択されることを特徴とする装置。 - 【請求項６】 請求項１の装置において、前記各々のフ
ィルタの厚みが、約３８.１ｍｍ（１−１／２インチ）
から約１０１.６ｍｍ（４インチ）の範囲にあることを
特徴とする装置。 - 【請求項７】 請求項１の装置において、前記第２のフ
ィルタの気孔率が、前記第１のフィルタの気孔率より
も、少なくとも１０ＰＰＩだけ細かいことを特徴とする
装置。 - 【請求項８】 請求項１の装置において、更に、熱風を
発生するための対流式加熱装置と、該加熱装置と前記フ
ィルタの中の一方のフィルタとの間に位置するガス流路
とを備えることを特徴とする装置。 - 【請求項９】 請求項８の装置において、前記一方のフ
ィルタが前記第２のフィルタであることを特徴とする装
置。 - 【請求項１０】 請求項９の装置において、前記第２の
フィルタに隣接する領域が、前記加熱装置が運転されて
いる間には、実質的にシールされており、これにより、
前記第２のフィルタには正のガス圧が与えられ、従っ
て、熱風が、前記第２のフィルタを通り、次に、前記第
１のフィルタを通って流れて、前記第２のフィルタ及び
前記第１のフィルタを加熱するように構成されたことを
特徴とする装置。 - 【請求項１１】 請求項８の装置において、前記一方の
フィルタが前記第１のフィルタであることを特徴とする
装置。 - 【請求項１２】 請求項１１の装置において、前記第１
のフィルタに隣接する領域が、前記加熱装置が運転され
ている間には、実質的にシールされており、これによ
り、前記第１のフィルタには正のガス圧が与えられ、従
って、熱風が、前記第１のフィルタを通り、次に、前記
第２のフィルタを通って流れて、前記第１のフィルタ及
び前記第２のフィルタを加熱するように構成されたこと
を特徴とする装置。 - 【請求項１３】 請求項３の装置において、更に、前記
ギャップの中に溜まる可能性のある空気を排気するため
の空気通気構造を備えることを特徴とする装置。 - 【請求項１４】 請求項１３の装置において、前記空気
通気構造は、前記第１のフィルタの上に一時的に置かれ
る通気コーンの形態を有していることを特徴とする装
置。 - 【請求項１５】 請求項１４の装置において、前記第１
のフィルタは、水平軸線からある角度で傾斜しており、
前記通気コーンは、前記第１のフィルタの最も高い位置
付近に置かれることを特徴とする装置。 - 【請求項１６】 請求項１３の装置において、前記空気
通気構造は、前記容器に形成された穿孔を含んでおり、
前記穿孔は、前記ギャップに連通していることを特徴と
する装置。 - 【請求項１７】 請求項１６の装置において、更に、前
記穿孔の中に収容された多孔性プラグを備えており、該
多孔性プラグは、空気は通過させるが溶融金属は通過さ
せないように構成されていることを特徴とする装置。 - 【請求項１８】 請求項１５の装置において、前記傾斜
角度は、１／２°から２０°の範囲にあることを特徴と
する装置。 - 【請求項１９】 請求項３の装置において、前記第１の
フィルタのその主軸に沿う長さは、前記第２のフィルタ
のその主軸に沿う長さよりも大きいことを特徴とする装
置。 - 【請求項２０】 請求項１９の装置において、前記第１
のフィルタは、前記第２のフィルタよりも、約１９.１
ｍｍ（３／４インチ）から約１０１.６ｍｍ（４イン
チ）だけ長いことを特徴とする装置。 - 【請求項２１】 溶融金属から介在物を除去するための
装置であって、 溶融金属入口及び溶融金属出口を有する容器と、 前記入口と出口との間の溶融金属流路と、 前記流路の中に設けられた第１の多孔性セラミックフィ
ルタと、 前記流路の中で前記第１のフィルタと前記出口との間に
設けられた第２の多孔性セラミックフィルタと、 熱ガスを発生させるための対流式加熱装置と、 前記両方のフィルタを予熱するために前記加熱装置と前
記フィルタの中の一方のフィルタとの間に設けられるガ
ス流路とを備えることを特徴とする装置。 - 【請求項２２】 請求項２１の装置において、前記第１
のフィルタは、前記第２のフィルタの上方に位置してい
ることを特徴とする装置。 - 【請求項２３】 請求項２２の装置において、更に、前
記第１のフィルタと前記第２のフィルタとの間のギャッ
プを含むことを特徴とする装置。 - 【請求項２４】 請求項２３の装置において、前記ギャ
ップの幅の範囲が、約６.４ｍｍ（１／４インチ）から
約７６.２ｍｍ（３インチ）であることを特徴とする装
置。 - 【請求項２５】 請求項２１の装置において、前記フィ
ルタの密度は、これらフィルタが８５％乃至９２％の空
隙率を有するように選択されることを特徴とする装置。 - 【請求項２６】 請求項２１の装置において、前記各々
のフィルタの厚みが、約３８.１ｍｍ（１-１／２イン
チ）から約１０１.６ｍｍ（４インチ）の範囲にあるこ
とを特徴とする装置。 - 【請求項２７】 請求項２１の装置において、前記第２
のフィルタの気孔率が、前記第１のフィルタの気孔率よ
りも、少なくとも１０ＰＰＩだけ細かいことを特徴とす
る装置。 - 【請求項２８】 請求項２１の装置において、前記一方
のフィルタが前記第２のフィルタであることを特徴とす
る装置。 - 【請求項２９】 請求項２８の装置において、前記第２
のフィルタに隣接する領域が、前記加熱装置が運転され
ている間には、実質的にシールされており、これによ
り、前記第２のフィルタには正のガス圧が与えられ、従
って、熱風が、前記第２のフィルタを通り、次に、前記
第１のフィルタを通って流れて、前記第２のフィルタ及
び前記第１のフィルタを加熱するように構成されたこと
を特徴とする装置。 - 【請求項３０】 請求項２１の装置において、前記一方
のフィルタが前記第１のフィルタであることを特徴とす
る装置。 - 【請求項３１】 請求項３０の装置において、前記第１
のフィルタに隣接する領域が、前記加熱装置が運転され
ている間には、実質的にシールされており、これによ
り、前記第１のフィルタには正のガス圧が与えられ、従
って、熱風が、前記第１のフィルタを通り、次に、前記
第２のフィルタを通って流れて、前記第１のフィルタ及
び前記第２のフィルタを加熱するように構成されたこと
を特徴とする装置。 - 【請求項３２】 請求項２３の装置において、更に、前
記ギャップの中に溜まる可能性のある空気を排気するた
めの空気通気構造を備えることを特徴とする装置。 - 【請求項３３】 請求項３２の装置において、前記空気
通気構造は、前記第１のフィルタの上に置かれる通気コ
ーンの形態を有していることを特徴とする装置。 - 【請求項３４】 請求項３３の装置において、前記第１
のフィルタは、水平軸線からある角度で傾斜しており、
前記通気コーンは、前記第１のフィルタの最も高い位置
付近に置かれることを特徴とする装置。 - 【請求項３５】 請求項３２の装置において、前記傾斜
角度は、１／２°から２０°の範囲にあることを特徴と
する装置。 - 【請求項３６】 請求項２３の装置において、前記第１
のフィルタのその主軸に沿う長さは、前記第２のフィル
タのその主軸に沿う長さよりも大きいことを特徴とする
装置。 - 【請求項３７】 請求項３６の装置において、前記第１
のフィルタは、前記第２のフィルタよりも、約１９.１
ｍｍ（３／４インチ）から約１０１.６ｍｍ（４イン
チ）だけ長いことを特徴とする装置。 - 【請求項３８】 溶融金属から介在物を除去するための
装置であって、 溶融金属入口及び溶融金属出口を有する容器と、 前記入口と出口との間の溶融金属流路と、 前記流路の中に設けられた第１の多孔性セラミックフィ
ルタと、 前記流路の中で前記第１のフィルタと前記出口との間に
設けられた第２の多孔性セラミックフィルタとを備えて
いて、 前記第１のフィルタは、前記第２のフィルタの上方に位
置しており、更に、 前記第１及び第２のフィルタの間に形成されたギャップ
と、 該ギャップの中に溜まる可能性のある空気を排気するた
めの空気通気構造とを備えることを特徴とする装置。 - 【請求項３９】 請求項３８の装置において、前記フィ
ルタの間の前記ギャップの幅の範囲が、約６.４ｍｍ
（１／４インチ）から約７６.２ｍｍ（３インチ）であ
ることを特徴とする装置。 - 【請求項４０】 請求項３８の装置において、前記空気
通気構造は、前記第１のフィルタの上に置かれる通気コ
ーンの形態を有していることを特徴とする装置。 - 【請求項４１】 請求項４０の装置において、前記第１
のフィルタは、水平軸線からある角度で傾斜しており、
前記通気コーンは、前記第１のフィルタの最も高い位置
付近に置かれることを特徴とする装置。 - 【請求項４２】 請求項４１の装置において、前記第２
のフィルタは、水平軸線からある角度で傾斜しているこ
とを特徴とする装置。 - 【請求項４３】 請求項３８の装置において、前記空気
通気構造は、前記容器に形成された穿孔であり、該穿孔
は、前記ギャップに連通していることを特徴とする装
置。 - 【請求項４４】 請求項４３の装置において、更に、前
記穿孔の中に収容された多孔性プラグを備えており、該
プラグは、空気は通過させるが溶融金属は通過させない
気孔率を有していることを特徴とする装置。 - 【請求項４５】 請求項４２の装置において、前記第１
及び第２のフィルタの傾斜角度が、１／２°から２０°
の範囲にあることを特徴とする装置。 - 【請求項４６】 溶融金属入口及び溶融金属出口を有す
る容器と、前記入口と前記出口との間の溶融金属流路
と、該流路の中に設けられた第１の多孔性セラミックフ
ィルタと、前記流路の中で前記第１のフィルタと前記出
口との間に設けられた第２の多孔性セラミックフィルタ
とを備える溶融金属の中の介在物を除去するための二段
式濾過装置の一対のフィルタを実質的に同時に予熱する
ための予熱方法であって、 前記フィルタの中の一方のフィルタに隣接する領域をシ
ールする工程と、 前記領域に対流による熱を与え、これにより、前記領域
に正の圧力を生じさせる工程と、 前記対流熱を前記第１のフィルタ及び前記第２のフィル
タに通す工程と、 前記領域のシールを解除する工程とを備えることを特徴
とする予熱方法。 - 【請求項４７】 請求項４６の予熱方法において、更
に、予熱バーナに最大６００％の過剰空気比を与え、こ
れにより、前記バーナの出口温度を約３９９℃（７５０
°Ｆ）と約８１６℃（１５００°Ｆ）との間に維持する
工程を備えることを特徴とする予熱方法。 - 【請求項４８】 請求項４６の予熱方法において、前記
領域が、前記第２のフィルタの下方に位置していること
を特徴とする予熱方法。 - 【請求項４９】 請求項４６の予熱方法において、前記
領域が、前記第１のフィルタの上方に位置していること
を特徴とする予熱方法。 - 【請求項５０】 溶融金属入口及び溶融金属出口を有す
る容器と、前記入口と前記出口との間の溶融金属流路
と、該流路の中に設けられた第１の多孔性セラミックフ
ィルタと、前記流路の中で前記第１のフィルタと前記出
口との間に設けられた第２の多孔性セラミックフィルタ
とを備え、前記第１のフィルタは、前記第２のフィルタ
の上方に位置しており、前記第１のフィルタと前記第２
のフィルタとの間にはギャップが設けられている二段式
濾過装置から、溜まっている空気を排気するための排気
方法であって、 前記フィルタの間の前記ギャップから空気を排気する工
程を備えることを特徴とする排気方法。 - 【請求項５１】 請求項５０の排気方法において、更
に、前記第１のフィルタの頂部に通気コーンを付与する
工程と、前記通気コーンを前記第１のフィルタにシール
する工程と、溶融金属のプライマーを前記第１のフィル
タに付与して、前記第１のフィルタから前記ギャップの
中に空気を押し込む工程と、前記押し込まれた空気を前
記第１のフィルタ及び前記コーンに通す工程と、前記コ
ーンを前記第１のフィルタから取り除く工程とを備える
ことを特徴とする排気方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6090697A JPH10263798A (ja) | 1997-03-14 | 1997-03-14 | 溶融金属から介在物を除去するための装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6090697A JPH10263798A (ja) | 1997-03-14 | 1997-03-14 | 溶融金属から介在物を除去するための装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10263798A true JPH10263798A (ja) | 1998-10-06 |
Family
ID=13155884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6090697A Pending JPH10263798A (ja) | 1997-03-14 | 1997-03-14 | 溶融金属から介在物を除去するための装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10263798A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007534494A (ja) * | 2004-02-24 | 2007-11-29 | アルキャン・インターナショナル・リミテッド | 溶融金属のためのフィルタを濾過準備する方法 |
| WO2013099471A1 (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-04 | 三井金属鉱業株式会社 | 金属溶湯濾過装置 |
| JP2014185394A (ja) * | 2013-03-25 | 2014-10-02 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 溶湯濾過装置および溶湯濾過槽の予熱装置 |
| JP2015536808A (ja) * | 2012-04-27 | 2015-12-24 | ノルウェージャン ユニバーシティ オブ サイエンス アンド テクノロジー （エヌ ティー エヌ ユー） | 溶融金属フィルタをプライム処理するための装置および方法 |
-
1997
- 1997-03-14 JP JP6090697A patent/JPH10263798A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007534494A (ja) * | 2004-02-24 | 2007-11-29 | アルキャン・インターナショナル・リミテッド | 溶融金属のためのフィルタを濾過準備する方法 |
| JP4785828B2 (ja) * | 2004-02-24 | 2011-10-05 | アルキャン・インターナショナル・リミテッド | 溶融金属のためのフィルタを濾過準備する方法 |
| WO2013099471A1 (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-04 | 三井金属鉱業株式会社 | 金属溶湯濾過装置 |
| JP2013136812A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-11 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 金属溶湯濾過装置 |
| JP2015536808A (ja) * | 2012-04-27 | 2015-12-24 | ノルウェージャン ユニバーシティ オブ サイエンス アンド テクノロジー （エヌ ティー エヌ ユー） | 溶融金属フィルタをプライム処理するための装置および方法 |
| JP2014185394A (ja) * | 2013-03-25 | 2014-10-02 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 溶湯濾過装置および溶湯濾過槽の予熱装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041008 |
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| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20050304 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |