JP2002309319A

JP2002309319A - 溶湯濾過槽

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Publication number: JP2002309319A
Application number: JP2001056887A
Authority: JP
Inventors: Saizo Tsuruoka; 才三鶴岡; Tadahiro Yoshida; 忠広吉田
Original assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority date: 2001-02-06
Filing date: 2001-03-01
Publication date: 2002-10-23
Anticipated expiration: 2021-03-01
Also published as: JP4749567B2

Abstract

(57)【要約】【課題】出湯口との連通開口を形成する環状部材の破
損や姿勢変化の頻度を低減することができ且つ環状部材
の交換作業が容易な溶湯濾過槽を提供する。【解決手段】入湯口１２から導入される被濾過溶湯を
出湯口１４と連通せる連通開口１６に付されたフィルタ
ーカートリッジ１８で濾過して濾過済溶湯として出湯口
１４から排出する。フィルターカートリッジ１８は連通
開口１６を形成する環状部材２０に当接せしめられてお
り、環状部材２０は槽壁２２に対しセラミックファイバ
ーを含んでなるクッション部材を介して適合されてい
る。環状部材２０と槽壁２２との間にはクッション部材
の被濾過溶湯への露出を阻止するようにしてセラミック
ファイバーモルタルが充填されている。環状部材２０の
外周面はフィルターカートリッジ１８が当接する側から
反対側へと次第に外径寸法が減少するようなテーパー面
とされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム溶湯
やアルミニウム合金溶湯などの金属溶湯を濾過するため
の濾過槽の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
鋳造のために用いられるアルミニウム溶湯やアルミニウ
ム合金溶湯などの金属溶湯中には、溶融過程で種々の由
来により非金属介在物などの介在物が混入することが多
い。従って、良好な金属鋳造物を製造するためには、鋳
造に先立って金属溶湯中の介在物を除去することが必要
である。

【０００３】このような目的で、溶湯を一旦濾過槽内に
収容し該濾過槽内に配置されたフィルターを通過させる
ことで介在物の除去を図ることが一般的に行われてい
る。フィルターとしては、筒状のセラミック多孔体から
なるフィルターを複数配列し固定保持してカートリッジ
（フィルターカートリッジ）となしたものが使用されて
いる。

【０００４】図６に、従来の濾過槽の概略断面図を示
す。図６において、濾過槽は、本体部２と、該本体部２
の上方開口を塞ぐようにして着脱可能に適合せしめられ
た蓋部４とを有する。本体部２には入湯口１２と出湯口
１４とが設けられている。本体部２には、出湯口１４に
通ずる連通開口１６が形成されており、該連通開口にフ
ィルターカートリッジ１８が適合せしめられている。該
フィルターカートリッジ１８は、複数の筒状フィルター
１８ａと、該複数のフィルター１８ａの一方端にこれら
を取り纏めるように取り付けられた前側板１８ｂと、複
数のフィルター１８ａの他方端にこれらを取り纏めるよ
うに取り付けられた後側板１８ｃとを有する。また、後
側板１８ｃと本体部２の内壁との間には、フィルターカ
ートリッジ１８を保持するためのクサビ１９が挿入され
ている。フィルター１８ａは、前側板１８ｂと接合され
た端部が開放されており、後側板１８ｃと接合された端
部が閉鎖されている。前側板１８ｂには、各フィルター
１８ａに対応する位置に開口１８ｂ１が形成されてお
り、これにより各フィルター１８ａの開放端と出湯口１
４とが連通開口１６を介して連通している。

【０００５】濾過される溶湯は入湯口１２から濾過槽内
へと入りフィルター１８ａの外側から内側へと浸透する
際に濾過が行われ介在物が除外される。濾過された溶湯
は各フィルター１８ａの開放端から連通開口１６を経て
出湯口１４から濾過槽を出る。

【０００６】濾過槽内の溶湯がフィルター１８ａを通ら
ずに連通開口１６へと漏れるのを防止するために、前側
板１８ｂと連通開口１６の形成されている内壁との間に
はセラミックファイバーガスケット２８が介在せしめら
れる。ところで、この部分からの溶湯漏れ防止を長期に
わたり継続させるためには、この部分の内壁と前側板１
８ｂとの間隔を全周均一且つ一定に維持することが肝要
である。このため、この連通開口１６の形成されるロの
字形状の部分を額縁煉瓦と呼ばれる耐熱性環状部材によ
り形成し、該環状部材の前側板１８ｂとの対向面を十分
に平滑となし且つ垂直方向に沿うようにしている。従
来、以上のような目的を達成するために環状部材の姿勢
を一定に維持すべく、環状部材は濾過槽内壁に対して一
体化されて（即ち接合材により固着されて）いた。

【０００７】しかしながら、このような従来の濾過槽に
おいては、溶湯濾過を繰り返し行うことで環状部材及び
その周囲の耐熱性部材に生ずる熱膨張収縮に基づき、環
状部材に次第に歪みが蓄積し損傷が生じて溶湯漏れが発
生したり、環状部材に位置ずれが生じ姿勢が変化して前
側板１８ｂとの対向面と該前側板１８ｂとの間隔を均一
且つ一定に維持できなくなりガスケット２８による溶湯
漏れ防止ができないようになったりすることがあった。

【０００８】一旦、溶湯漏れ防止機能が損なわれた場合
には、環状部材を新規のものと取り替える必要がある
が、従来の濾過槽の構造では環状部材が濾過槽本体部２
と一体化されているために、環状部材とともにその周囲
の相当部分の耐熱性部材をも同時に除去して新たなもの
を固着する交換作業を行わねばならない。この交換作業
は極めて面倒で時間のかかるものであり、その間の濾過
作業中断により生産性が著しく低下する。

【０００９】そこで、本発明は、出湯口との連通開口を
形成する環状部材の破損や姿勢変化の頻度を低減するこ
とができ且つ該環状部材の交換作業が容易な溶湯濾過槽
を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、以上の
如き目的を達成するものとして、入湯口から導入される
被濾過溶湯を出湯口と連通せる連通開口に付されたフィ
ルター部材で濾過して濾過済溶湯として前記出湯口から
排出する溶湯濾過槽において、前記フィルター部材は前
記連通開口を形成する環状部材に当接せしめられてお
り、該環状部材は槽壁に対しクッション部材を介して適
合されていることを特徴とする溶湯濾過槽、が提供され
る。

【００１１】本発明の一態様においては、前記クッショ
ン部材はセラミックファイバーを含んでなるものであ
る。

【００１２】本発明の一態様においては、前記環状部材
と前記槽壁との間には前記クッション部材の前記被濾過
溶湯への露出を阻止するようにしてセラミックファイバ
ーモルタルが充填されている。

【００１３】本発明の一態様においては、前記環状部材
は前記フィルター部材が当接する側から前記槽壁に対し
適合されており、前記環状部材の外周面は前記フィルタ
ー部材が当接する側から反対側へと次第に外径寸法が減
少するようなテーパー面とされている。本発明の一態様
においては、前記テーパー面のテーパー角は２°〜２０
°である。本発明の一態様においては、前記テーパー面
と該テーパー面に対応せる前記槽壁の面との間に介在す
る前記クッション部材の厚さは５ｍｍ〜２０ｍｍであ
る。

【００１４】本発明の一態様においては、前記環状部材
の前記フィルター部材が当接する側と反対側の端面には
環状に第１の凸部または第１の凹部が形成されており、
該第１の凸部または第１の凹部に対応して前記槽壁の面
には環状に第２の凹部または第２の凸部が形成されてい
る。

【００１５】本発明の一態様においては、前記環状部材
の前記フィルター部材が当接する側と反対側の端面及び
該端面に対応する前記槽壁の面の間にはセラミックファ
イバーシートが介在している。

【００１６】本発明の一態様においては、前記環状部材
の前記フィルター部材が当接する側の端面は前記槽壁の
面より１ｍｍ〜５ｍｍだけ突出している。

【００１７】本発明の一態様においては、前記フィルタ
ー部材は、筒状のセラミック多孔体からなるフィルター
と、その開口せる一方端に取り付けられた側板とを含む
ものであり、該側板には前記フィルターの一方端に対応
して開口が形成されており、該開口は前記連通開口と連
通しており、前記側板が前記環状部材に当接している。
本発明の一態様においては、前記環状部材と前記側板と
の間にはセラミックファイバーガスケットが介在してい
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しながら説明する。

【００１９】図１は本発明による溶湯濾過槽の一実施形
態の構成を示す概略分解断面図であり、図２はその部分
拡大断面図であり、図３は環状部材の正面図である。

【００２０】濾過槽は、本体部２と、該本体部２の上方
開口を塞ぐようにして着脱可能に適合せしめられた蓋部
４とを有する。本体部２には入湯口１２と出湯口１４と
が設けられている。本体部２には、出湯口１４に通ずる
連通開口１６が形成されており、該連通開口にフィルタ
ー部材としてのフィルターカートリッジ１８が適合せし
められている。

【００２１】フィルターカートリッジ１８は、アルミナ
質多孔体などのセラミック多孔体からなる複数の筒状フ
ィルター１８ａと、該複数のフィルター１８ａの一方端
にこれらを取り纏めるように取り付けられた前側板１８
ｂと、複数のフィルター１８ａの他方端にこれらを取り
纏めるように取り付けられた後側板１８ｃとを有する。
また、後側板１８ｃと本体部２の内壁との間には、フィ
ルターカートリッジ１８を保持するためのクサビ１９が
挿入されている。前側板１８ｂ、後側板１８ｃ及びクサ
ビ１９は、例えば炭化珪素質耐火物からなる。フィルタ
ー１８ａは、前側板１８ｂと接合された端部が開放され
ており、後側板１８ｃと接合された端部が閉鎖されてい
る。前側板１８ｂには、各フィルター１８ａに対応する
位置に開口１８ｂ１が形成されており、これにより各フ
ィルター１８ａの開放端と出湯口１４とが連通開口１６
を介して連通している。

【００２２】濾過される溶湯（被濾過溶湯）は入湯口１
２から濾過槽内へと入りフィルター１８ａの外側から内
側へと浸透する際に濾過が行われ介在物が除外される。
濾過された溶湯（濾過済溶湯）は各フィルター１８ａの
開放端から連通開口１６を経て出湯口１４から濾過槽を
出る。

【００２３】本実施形態においては、フィルターカート
リッジ１８の前側板１８ｂは連通開口１６を形成する環
状部材２０に当接せしめられており、該環状部材２０は
濾過槽本体部２の槽壁２２に対しクッション部材２４を
介して適合されている。環状部材２０は、額縁煉瓦と呼
ばれているものであり、例えば炭化珪素質またはアルミ
ナ質の耐火物からなる。また、クッション部材２４はセ
ラミックファイバーを含んでなるものである。クッショ
ン部材２４の厚さＴ１は、例えば５ｍｍ〜２０ｍｍであ
る。このクッション部材２４としては、バルクファイバ
ーと呼ばれている比較的短繊維の綿状のセラミックファ
イバー（硬質ファイバー）を用いることができる。これ
は、耐熱性に優れ、急熱及び急冷に強く、化学的に安定
であり、切断や加工が簡単であるという特徴を持つ。バ
ルクファイバーは適宜の厚さに敷きつめて使用する。ま
た、クッション部材２４としては、ファイバーブランケ
ットと呼ばれているもの（繊維を積層しニードル加工す
ることにより得られたもの）を用いることもできる。こ
のファイバーブランケットは、特に引っ張り強度が高い
という特徴を持つ。ファイバーブランケットは適宜の厚
さのものを所定領域の形状に切り出して使用する。更
に、クッション部材２４としては、ファイバーロープと
呼ばれているもの（細長く加工したファイバーブランケ
ットを耐熱性ガラス繊維で被覆してロープ状となしたも
の）を用いることもできる。ファイバーロープは所定領
域を覆うように並列に敷きつめて使用する。

【００２４】環状部材２０は、図２に示されているよう
に、槽壁２２に対して一体的に固着されてはおらず、図
中矢印Ａの向き（即ち、前側板１８ｂが当接する側から
その反対側へと向かう向き）に槽壁２２に対し適合され
ている。環状部材２０の外周面はテーパー面とされてお
り、図中矢印Ａの向きに次第に外径寸法が減少してい
る。このテーパー面のテーパー角θは２°〜２０°が好
ましい。このテーパー角θが小さ過ぎると環状部材２０
の交換の際の引き抜き作業が困難になり、テーパー角θ
が大き過ぎると装着の際に環状部材２０が抜け落ちやす
くなるという不利がある。

【００２５】環状部材２０の前側板１８ｂの当接する側
と反対側の端面には環状に凸部２０’が形成されてお
り、該凸部２０’に対応して槽壁２２の面には環状に凹
部２２’が形成されている。環状部材２０の凸部２０’
が形成されている端面と槽壁２２の凹部２２’が形成さ
れている面との間には、セラミックファイバーシート２
６が介在している。セラミックファイバーシート２６
は、バルクファイバーを紙状に成型したもので、柔軟性
があり、耐熱性及びシール性に優れている。セラミック
ファイバーシート２６は、はさみなどで所要の形状に切
り出して使用する。セラミックファイバーシート２６の
厚さＴ２は、例えば２ｍｍ〜１０ｍｍである。尚、環状
部材２０に環状凸部２０’を形成する代わりに環状凹部
を形成し、槽壁２２に環状凹部２２’を形成する代わり
に環状凸部を形成してもよい。このように環状部材２０
に環状凸部２０’または環状凹部を形成し、これに対応
するように槽壁２２に環状凹部２２’または環状凸部を
形成しておくことで、環状部材２０と槽壁２２との間を
介しての溶湯リークを抑制する作用を発揮し得るととも
に、環状部材２０の所定位置からのずれを防止する作用
をも発揮することができる。

【００２６】環状部材２０と槽壁２２との間には、クッ
ション部材２４の被濾過溶湯への露出を阻止するように
して溶湯に対する耐食性の良好なセラミックファイバー
モルタル２５が充填されている。セラミックファイバー
モルタル２５は、耐火性ファイバーベースのモルタルで
あり、耐摩耗性、断熱特性、高強度、低収縮率及び特に
アルミニウム合金などの溶湯に対する耐食性が良好であ
り、ガスバーナーなどにより乾燥させた後の嵩密度が例
えば０．８０〜０．８２ｇ／ｃｍ³ であり、これにより
アルミニウム合金に対する７２時間の耐食性テストで浸
透なしの結果が得られる。

【００２７】環状部材２０の前側板１８ｂの当接する側
の端面は槽壁２２の面よりＴ３例えば１ｍｍ〜５ｍｍだ
け突出している。そして、この端面と前側板１８ｂとの
間には溶湯漏れ防止のためのセラミックファイバーガス
ケット２８が介在している。

【００２８】本実施形態では、従来の溶湯濾過槽とは異
なり、環状部材２０は、槽壁２２に対して固着されては
おらず、クッション部材２４を介在させて保持されてい
て、フィルターカートリッジ１８の前側板１８ｂによる
矢印Ａの向きの押圧力を受けて所定の位置を維持してい
る。このように、環状部材２０がクッション部材２４を
介して槽壁２２に対してルーズに取り付けられているた
めに、溶湯濾過の繰り返しにより濾過槽本体部槽壁２２
に生ずる応力を環状部材２０に伝達することなくクッシ
ョン部材２４により吸収緩和することができる。このた
め、従来の溶湯濾過槽では主として径方向に外側から内
側へと向かう圧力により環状部材の破損が生じやすいの
であるが、本発明実施形態ではそのような圧力はクッシ
ョン部材２４により吸収されるので溶湯濾過を繰り返し
ても環状部材２０に歪みが蓄積しにくく、かくして環状
部材２０の損傷や姿勢変化は生じにくくなり、環状部材
２０の長寿命化及びガスケット２８による溶湯漏れ防止
作用の長期維持が可能となる。

【００２９】尚、環状部材２０の交換の際には、濾過槽
内の溶湯を除去した後に、先ず図１に示されているよう
にクサビ１９に形成されている係止孔１９ａに引き抜き
用具を係止して引き抜き、次いで図１及び図４に示され
ているようにフィルターカートリッジ１８を取り外す。
次いで、図５に示されているように環状部材２０を矢印
Ａの向きとは逆向きに濾過槽内部の方へと引き出す。そ
の際に、クッション部材２４及びセラミックファイバー
シート２６は、環状部材２０とともに除去されるか、ま
たは濾過槽本体部槽壁２２に付着して残留する。この残
留ファイバーは、容易に槽壁２２から剥離除去すること
ができる。しかる後に、新たなセラミックファイバーシ
ート２６及び新たなクッション部材２４を介して新たな
環状部材２０を装着し、フィルターカートリッジ１８を
配置する。そして、この所定位置に配置されたフィルタ
ーカートリッジ１８を所定位置へのクサビ１９の介入に
より固定する。この交換作業は、環状部材２０が槽壁２
２に固着されていないこと及び槽壁２２の交換を要しな
いことの故に、容易であり且つ短時間で完了することが
できる。従って、溶湯濾過作業中断による生産性の低下
は小さい。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
環状部材を濾過槽本体部槽壁に対しクッション部材を介
してルーズに適合させているので、環状部材の寿命を長
期化することができると共に、該環状部材を新たなもの
と交換する際の作業を容易且つ短期間で行うことがで
き、環状部材交換のための濾過作業停止期間を短縮する
ことができ、従来の濾過槽に比して生産性を大幅に向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による溶湯濾過槽の構成を示す概略分解
断面図である。

【図２】図１の部分拡大断面図である。

【図３】環状部材の正面図である。

【図４】環状部材の交換作業の説明図である。

【図５】環状部材の交換作業の説明図である。

【図６】従来の溶湯濾過槽の構成を示す概略断面図であ
る。

【符号の説明】

２濾過槽本体部４濾過槽蓋部１２入湯口１４出湯口１６連通開口１８フィルターカートリッジ１８ａ筒状フィルター１８ｂ前側板１８ｃ後側板１９クサビ１９ａ係止孔２０環状部材２０’ 凸部２２濾過槽本体部槽壁２２’ 凹部２４クッション部材２５セラミックファイバーモルタル２６セラミックファイバーシート２８セラミックファイバーガスケット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4E014 NA08 4K001 AA02 EA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入湯口から導入される被濾過溶湯を出湯
口と連通せる連通開口に付されたフィルター部材で濾過
して濾過済溶湯として前記出湯口から排出する溶湯濾過
槽において、前記フィルター部材は前記連通開口を形成する環状部材
に当接せしめられており、該環状部材は槽壁に対しクッ
ション部材を介して適合されていることを特徴とする溶
湯濾過槽。
【請求項２】前記クッション部材はセラミックファイ
バーを含んでなるものであることを特徴とする、請求項
１に記載の溶湯濾過槽。
【請求項３】前記環状部材と前記槽壁との間には前記
クッション部材の前記被濾過溶湯への露出を阻止するよ
うにしてセラミックファイバーモルタルが充填されてい
ることを特徴とする、請求項１〜２のいずれかに記載の
溶湯濾過槽。
【請求項４】前記環状部材は前記フィルター部材が当
接する側から前記槽壁に対し適合されており、前記環状
部材の外周面は前記フィルター部材が当接する側から反
対側へと次第に外径寸法が減少するようなテーパー面と
されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか
に記載の溶湯濾過槽。
【請求項５】前記テーパー面のテーパー角は２°〜２
０°であることを特徴とする、請求項４に記載の溶湯濾
過槽。
【請求項６】前記テーパー面と該テーパー面に対応せ
る前記槽壁の面との間に介在する前記クッション部材の
厚さは５ｍｍ〜２０ｍｍであることを特徴とする、請求
項４〜５のいずれかに記載の溶湯濾過槽。
【請求項７】前記環状部材の前記フィルター部材が当
接する側と反対側の端面には環状に第１の凸部または第
１の凹部が形成されており、該第１の凸部または第１の
凹部に対応して前記槽壁の面には環状に第２の凹部また
は第２の凸部が形成されていることを特徴とする、請求
項１〜６のいずれかに記載の溶湯濾過槽。
【請求項８】前記環状部材の前記フィルター部材が当
接する側と反対側の端面及び該端面に対応する前記槽壁
の面の間にはセラミックファイバーシートが介在してい
ることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の
溶湯濾過槽。
【請求項９】前記環状部材の前記フィルター部材が当
接する側の端面は前記槽壁の面より１ｍｍ〜５ｍｍだけ
突出していることを特徴とする、請求項１〜８のいずれ
かに記載の溶湯濾過槽。
【請求項１０】前記フィルター部材は、筒状のセラミ
ック多孔体からなるフィルターと、その開口せる一方端
に取り付けられた側板とを含むものであり、該側板には
前記フィルターの一方端に対応して開口が形成されてお
り、該開口は前記連通開口と連通しており、前記側板が
前記環状部材に当接していることを特徴とする、請求項
１〜９のいずれかに記載の溶湯濾過槽。
【請求項１１】前記環状部材と前記側板との間にはセ
ラミックファイバーガスケットが介在していることを特
徴とする、請求項１０に記載の溶湯濾過槽。