JP2001316733A - 溶湯処理装置 - Google Patents

溶湯処理装置

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JP2001316733A
JP2001316733A JP2000132248A JP2000132248A JP2001316733A JP 2001316733 A JP2001316733 A JP 2001316733A JP 2000132248 A JP2000132248 A JP 2000132248A JP 2000132248 A JP2000132248 A JP 2000132248A JP 2001316733 A JP2001316733 A JP 2001316733A
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JP
Japan
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molten metal
tank
vacuum
cover
electric heater
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Application number
JP2000132248A
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Inventor
Masatomo Nakamura
雅知 中村
Kenjiro Sato
健二郎 佐藤
Hirokazu Matsubara
寛和 松原
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Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 処理槽内に収容した溶湯をマッフルを介さず
に直接電熱ヒータにより加熱できる溶湯処理装置を提供
する。 【解決手段】 処理槽内に収容した溶湯を真空中または
不活性ガス雰囲気中で加熱する溶湯処理装置において、
前記処理槽内の溶湯面上方位置に、溶湯加熱手段とし
て、抵抗発熱体11を非酸化物セラミックス製のカバー
12で包囲した電熱ヒータ5を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明はアルミニウムなど
の溶湯を真空中または不活性ガス雰囲気中で加熱処理す
る溶湯処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】アルミニウムや亜鉛,マグネシウム等の
低融点金属の溶湯を、真空槽内に収容して真空中で加熱
し、精錬や脱ガスをおこなう加熱処理方法においては、
上記低融点金属が蒸発して真空槽内各部に付着する。
又、真空中ではなく不活性ガス雰囲気中での上記低融点
金属の加熱処理方法においても、上記と同様な蒸発金属
の発生が認められる。
【0003】一方上記のような真空中又は不活性ガス雰
囲気中での加熱手段としては、電熱ヒータによる電気抵
抗式加熱が、温度制御特性が優れているため好ましい
が、上記の低融点金属の蒸発金属が電熱ヒータに付着す
ると、絶縁碍子類への付着により電気的短絡をひきおこ
し、またヒータ本体である抵抗発熱体部への付着により
ヒータを劣化させ、ひいては部材の溶融現象をひきおこ
すなどの問題があるため、従来はマッフル炉形式の処理
槽を用い、溶湯を収容したルツボをマッフル内に装入し
てマッフル外側に配置した電熱ヒータにより加熱処理す
るバッチ処理方法が一般的であったので、マッフルの損
傷や寸法の制約などにより生産性が劣るものであった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上記従来の
問題点を解決しようとするもので、処理槽内に収容した
溶湯をマッフルを介さずに直接電熱ヒータにより加熱で
きる溶湯処理装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明の溶湯処理装置
は、処理槽内に収容した溶湯を真空中または不活性ガス
雰囲気中で加熱する溶湯処理装置において、前記処理槽
内の溶湯面上方位置に、溶湯加熱手段として、抵抗発熱
体を非酸化物セラミックス製のカバーで包囲した電熱ヒ
ータを設けたことを特徴とする。
【0006】この発明によれば、抵抗発熱体を包囲する
非酸化物セラミックス製のカバーにより、溶湯の蒸発金
属が抵抗発熱体や絶縁碍子に付着するのが阻止され、電
熱ヒータにより溶湯を、マッフルを介さずに長期にわた
って支障なく直接加熱することができるのである。
【0007】この発明においてカバーを構成する非酸化
物セラミックスとしては、たとえばSiC,Si
,Cのように、各種炭化物,窒化物,炭素,黒鉛
などを主成分とするセラミックスを用いることができ
る。これらの非酸化物セラミックスは、AlやS
iOなどの酸化物セラミックスに比べて耐熱性、特に
耐熱衝撃性にすぐれているので、溶湯の出入に伴う大き
な温度変化に対しても割れなどを生じることなく長期に
わたって支障なく使用することができるのである。
【0008】この発明においては、カバー内は真空排気
しなくてもよいが、請求項2記載の発明のように、前記
溶湯処理装置が溶湯を真空中で加熱する溶湯処理装置で
あり、前記電熱ヒータが前記カバー内に連通する排気口
をそなえ、該排気口から前記カバー内を真空排気(真空
状態に排気)できるようにした構成とすれば、カバー内
を真空排気することにより、外部の空気が電熱ヒータ内
を通りカバー部を経て処理槽内へ吸引されるのが防止さ
れ、処理槽内を所定の真空度に確実に維持することがで
きるので、好ましい。
【0009】またこの発明においては、処理槽への溶湯
の供給は、たとえば溶湯の貯留槽と処理槽とを並設し
て、貯留槽内の溶湯を吸引管を経て処理槽内に真空吸引
する方法などによってもよいが、請求項3記載の発明の
ように、前記処理槽の上側位置に、溶湯を貯留する貯留
槽が配設され、この貯留槽の底部に開口する溶湯流路が
前記処理槽内に開口するとともに、前記処理槽の底部に
排湯口が設けられている構成とすれば、重力を利用して
迅速容易に処理槽内への溶湯の供給および処理後の溶湯
の排出をおこなうことができ、溶湯処理の生産性がすぐ
れ、溶湯移送の動力費もかさまず、また装置の設置スペ
ースも小さくて済むので、特に好ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図1および図2に示す一例
により、この発明の実施の形態を説明する。図中、1は
貯留槽で、その上部は大気中に開口している。この貯留
槽1の下部には、真空精錬をおこなう処理槽である真空
槽2がフランジ接続され、貯留槽1の底部に開口する溶
湯流路3の下端部は、真空槽2の槽本体2aの側壁内面
部に開口している。
【0011】真空槽2においては、槽本体2aの上面部
を気密閉鎖する蓋2bに排気口4が設けられ、この排気
口4に接続した図示しない真空ポンプにより槽内を真空
状態に維持し、電熱ヒータ5により加熱をおこないなが
ら溶融アルミニウムから成る溶湯6から蒸発する亜鉛や
マグネシウムなどの不純物を排気とともに排出して真空
精錬をおこない、所定時間の精錬後、槽本体2aの下部
に設けた排湯口7を開閉する開閉弁8を開いて、精錬後
のアルミニウム溶湯を、図示しない鋳造装置へと供給す
るものである。
【0012】電熱ヒータ5は、図2に示すように、抵抗
発熱体(この例ではモリブデンシリサイド系発熱体)1
1を、非酸化物セラミックス(この例ではSi
製の有底円筒状のカバー12で包囲して成る。13,1
4は抵抗発熱体支持用の支板でいずれもカバー12と同
材質から成り、また15はカバー12の開口端部を気密
閉鎖する鋼板製の蓋板で、抵抗発熱体11の両端の端子
部11aは、蓋板15に取付けた絶縁碍子16,16に
より支持されて外方へ突出し、図示しない電源に接続さ
れている。
【0013】17は蓋板15に設けた排気口で、図示し
ない真空ポンプに接続され、また支板13,14には通
気穴18がそれぞれ穿設してある。また19はセラミッ
クファイバ等の断熱材である。そして電熱ヒータ5は、
カバー12に設けたフランジ部12aを、真空槽2の槽
本体2aの外殻板20に気密取付けすることにより、槽
本体2a内の溶湯面より上方位置に取付けられている。
21,22は気密シール用のOリングである。
【0014】また貯留槽1においては、溶湯流路3の上
端部に弁座31を設け、この弁座31にロッド状の弁体
32(詳しくはその下端のヘッド部32a)を接離させ
て溶湯流路3の開閉をおこなうシート弁形式の閉止弁
(ストップバルブ)30を設けてあり、弁体32は、図
示しない駆動装置により昇降駆動される。
【0015】上記構成の装置において溶湯の加熱処理を
おこなうには、真空槽2においては排気口4からの排気
により槽内を所定の真空圧に維持し、この例では電熱ヒ
ータ5の排気口17からも排気してカバー12内を所定
の真空圧とし、図示しない取鍋などにより貯留槽1内に
注湯した溶湯6を、開閉弁8を開閉制御して所定量だけ
溶湯流路3を経て真空槽2内に供給して、電熱ヒータ5
への通電により溶湯6を所定の温度に加熱して精錬をお
こなう。
【0016】溶湯6中のマグネシウムや亜鉛などの不純
物は、上記加熱により蒸発して蒸発金属として槽内を上
昇し排気口4から吸引排気されるが、このとき電熱ヒー
タ5においては、抵抗発熱体11はカバー12により被
覆されているので、上記蒸発金属が抵抗発熱体11に付
着堆積することはなく、また抵抗発熱体11を支持する
絶縁碍子16に上記蒸発金属が付着することもない。
【0017】またこの例では、排気口17からの真空排
気によりカバー12内も真空に排気されているので、た
とえば絶縁碍子16の内外径部のすきま等からカバー1
2内へ侵入した外部の空気は排気口17から排気され、
上記空気がカバー12の微細な気孔などを経て真空槽2
内に吸引されて真空槽2内を低真空化することは阻止さ
れ、真空槽2内は所定の真空度に維持され、円滑な精錬
がおこなわれるのである。
【0018】なお上記カバー12内の真空排気による真
空度は、真空槽2内と同程度であればよい。また排気口
4から吸引排出された蒸発金属は、図示しない冷却装置
により冷却して回収することができる。
【0019】次に図3および図4は、この発明の実施の
形態の他の例を示し、真空槽2の槽本体2aが角槽状を
呈し、槽本体2aの側壁面が平面状を呈するとき、該側
壁部に取付けて用いる電熱ヒータ40を示すものであ
り、図中、図1および図2と同一部分には同一符号を付
してある。
【0020】この電熱ヒータ40は、抵抗発熱体41と
して金属帯板(この例ではニッケルクロム帯板)の波付
け加工品を用い、2段にわたって配設したこの抵抗発熱
体41を、非酸化物セラミックス(この例ではSiC)
製の箱状のカバー42で包囲して成る。43はカバー4
2のフランジ部42aに締付取付けされてその開口端部
を気密閉鎖する鋼板製の蓋板、44はこの蓋板43に基
部を固着した鋼製の支棒で、屈曲帯板状の抵抗発熱体4
1は、この支棒44の先端部に装着した絶縁碍子45に
より支持されている。46は抵抗発熱体41の両端部に
接続した端子棒で、蓋板43に取付けた絶縁碍子47に
より支持されて外方へ突出し、図示しない電源に接続さ
れている。48はセラミックファイバ等の断熱材であ
る。
【0021】上記の電熱ヒータ40は、蓋板43および
この蓋板と一体になったカバー42のフランジ部42a
を、真空槽2の槽本体2aの外殻板20に気密取付けす
ることにより、図示しない槽本体2a内の溶湯面より上
方位置に取付けて用いられる。49,50は気密シール
用のガスケットである。
【0022】この電熱ヒータ40も、抵抗発熱体41へ
の通電により、真空槽における溶湯加熱用に用いられ、
前記の例と同様にカバー42によって、蒸発金属が抵抗
発熱体41や絶縁碍子45,47等に付着するのが防止
される。
【0023】この発明は上記各例に限定されるものでは
なく、たとえば、抵抗発熱体の材質や具体的形状、カバ
ーの材質や具体的形状、抵抗発熱体の支持構造その他の
電熱ヒータの内部構造および槽本体への取付構造など
は、上記以外のものとしてもよい。
【0024】また以上は、処理槽がアルミニウム溶湯の
真空精錬をおこなう真空槽2である場合について説明し
たが、この発明は、真空中あるいはアルゴンや窒素ガス
などの不活性ガス雰囲気中で各種金属の溶湯の精錬,保
持,鋳造などをおこなう処理槽を有する溶湯処理装置
に、広く適用できるものであり、処理槽内が不活性ガス
雰囲気である場合でも、カバーによって、蒸発金属が抵
抗発熱体やその支持構造部へ付着するのが阻止されるの
である。
【0025】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
非酸化物セラミックス製のカバーにより、蒸発金属が抵
抗発熱体や絶縁碍子等に付着するのが阻止され、これら
の付着に起因する短絡事故や発熱体構成物の溶融故障な
どをひきおこすことなく、処理槽内に収容した溶湯をマ
ッフルを介さずに長期にわたって支障なく直接加熱する
ことができ、マッフルが不要のため装置および溶湯の装
入排出工程が簡潔となり、溶湯処理の生産性も向上す
る。
【0026】上記の効果に加えて、請求項2記載の発明
によれば、カバー内を真空排気することにより、電熱ヒ
ータ部を経て外部の空気が処理槽内へ吸引されるのが防
止され、処理槽内を所定の真空度に確実に維持すること
ができる。
【0027】また上記の効果に加えて、請求項3記載の
発明によれば、重力を利用して迅速容易に処理槽内への
溶湯の供給および処理後の溶湯の排出をおこなうことが
でき、溶湯処理の生産性がすぐれ、溶湯移送の動力費も
かさまず、また装置の設置スペースも小さくて済む。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態の一例を示す溶湯処理装
置の縦断面図である。
【図2】図1における電熱ヒータの拡大縦断面図であ
る。
【図3】この発明の実施の形態の他の例を示す電熱ヒー
タの拡大縦断面図(図2相当図)である。
【図4】図3のA−A線断面図である。
【符号の説明】
1…貯留槽、2…真空槽(処理槽)、3…溶湯流路、4
…排気口、5…電熱ヒータ、6…溶湯、7…排湯口、1
1…抵抗発熱体、12…カバー、17…排気口、40…
電熱ヒータ、41…抵抗発熱体、42…カバー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // C21C 7/10 C21C 7/10 R Fターム(参考) 4K001 AA02 AA30 AA38 EA02 EA03 FA14 GA14 GA19 4K013 CA01 CA02 CD01 CE09 4K063 AA04 AA12 AA16 BA03 CA01 CA06 DA05 DA19 FA02

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 処理槽内に収容した溶湯を真空中または
    不活性ガス雰囲気中で加熱する溶湯処理装置において、
    前記処理槽内の溶湯面上方位置に、溶湯加熱手段とし
    て、抵抗発熱体を非酸化物セラミックス製のカバーで包
    囲した電熱ヒータを設けたことを特徴とする溶湯処理装
    置。
  2. 【請求項2】 前記溶湯処理装置が溶湯を真空中で加熱
    する溶湯処理装置であり、前記電熱ヒータが前記カバー
    内に連通する排気口をそなえ、該排気口から前記カバー
    内を真空排気できるようにした請求項1記載の溶湯処理
    装置。
  3. 【請求項3】 前記処理槽の上側位置に、溶湯を貯留す
    る貯留槽が配設され、この貯留槽の底部に開口する溶湯
    流路が前記処理槽内に開口するとともに、前記処理槽の
    底部に排湯口が設けられている請求項1または2記載の
    溶湯処理装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009250506A (ja) * 2008-04-04 2009-10-29 Alpha Oikos:Kk 高温用加熱炉
KR100944045B1 (ko) 2008-01-24 2010-02-24 (주)와이에스썸텍 연속 소성로
KR102115981B1 (ko) * 2019-12-10 2020-05-28 주식회사 한내포티 발열체 보호 기능을 갖는 폐탈질 촉매 용융 장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100944045B1 (ko) 2008-01-24 2010-02-24 (주)와이에스썸텍 연속 소성로
JP2009250506A (ja) * 2008-04-04 2009-10-29 Alpha Oikos:Kk 高温用加熱炉
KR102115981B1 (ko) * 2019-12-10 2020-05-28 주식회사 한내포티 발열체 보호 기능을 갖는 폐탈질 촉매 용융 장치

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