JP2004143483A - アルミニウム溶湯の処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】溶湯の品質を劣化させることなく、ドロスの持ち出しを最小限にし、一定品質のドロスを安定に回収することができるアルミニウム溶湯の処理方法を提供する。
【解決手段】アルミニウム溶湯を溶解炉から処理槽に移す工程Ｓ１と、処理槽内の溶湯に所定成分のフラックスを投入し、回転羽根およびガス吹出部を備えた攪拌機を下降させ、回転羽根を処理槽内の溶湯の湯面直下に浸漬し、回転羽根を回転させて溶湯およびフラックスを攪拌し、溶湯中に混在する酸化物および介在物を溶湯から分離する工程Ｓ２と、さらに攪拌機を下降させてガス吹出部および回転羽根を処理槽の底部近傍に位置させ、ガス吹出部から溶湯中に非酸化性ガスを吹込みつつ、回転羽根を回転させて非酸化性ガスを溶湯中に拡散し、溶湯中に混在する酸化物および介在物を湯面に浮上させるとともに溶湯を脱ガス処理する工程Ｓ３とを有する。
【選択図】 図４
【解決手段】アルミニウム溶湯を溶解炉から処理槽に移す工程Ｓ１と、処理槽内の溶湯に所定成分のフラックスを投入し、回転羽根およびガス吹出部を備えた攪拌機を下降させ、回転羽根を処理槽内の溶湯の湯面直下に浸漬し、回転羽根を回転させて溶湯およびフラックスを攪拌し、溶湯中に混在する酸化物および介在物を溶湯から分離する工程Ｓ２と、さらに攪拌機を下降させてガス吹出部および回転羽根を処理槽の底部近傍に位置させ、ガス吹出部から溶湯中に非酸化性ガスを吹込みつつ、回転羽根を回転させて非酸化性ガスを溶湯中に拡散し、溶湯中に混在する酸化物および介在物を湯面に浮上させるとともに溶湯を脱ガス処理する工程Ｓ３とを有する。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアルミニウム又はアルミニウム合金の溶湯で水素、酸化物、非金属介在物等の不純物を除去するとともに、アルミニウムドロスを回収して再利用するアルミニウム溶湯の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アルミニウム溶湯は大気に曝されると容易に酸化して多量の酸化物および酸化物に付着した介在物（以下、ドロスという）を形成する。介在物にはＡｌ２Ｏ３，ＭｇＯ，Ａｌ２ＭｇＯ４，ＳｉＯ２，珪酸塩、Ａｌ・Ｓｉ・Ｏ，ＦｅＯ，Ｆｅ２Ｏ３などの酸化物の他に、炭化物（Ａｌ４Ｃ３、Ａｌ４Ｏ４Ｃ、黒鉛炭素）、ボライド（ＡｌＢ２、ＡｌＢ１２、ＴｉＢ２、ＶＢ２）、Ａｌ３Ｔｉ、Ａｌ３Ｚｒ、ＣａＳＯ４、ＡｌＮおよび各種のハロゲン化物がある。ドロスが懸濁によってアルミニウム溶湯中に混入すると、最終的に非金属介在物となって展伸材、鍛造品、ダイカスト品などの製品の品質低下を招く。このため溶解炉、保持炉、トリベ等の各段階において溶湯からドロスを分離除去する必要がある。
【０００３】
特許文献１には、溶解炉の回転傾度を変えることによりドロスを溶湯から分離排出し、効率よく回収する技術が開示されている。このように溶解工程でドロスを効率よく回収することができるが、Ａｌ溶湯中には水素等の不純物ガス成分が含まれているので、さらに再溶解時に脱ガス処理する必要がある。
【０００４】
特許文献２〜５には、処理槽内の溶湯にアルゴン、窒素、塩素等の処理ガスを吹込みガスバブリングする脱ガス処理方法がそれぞれ開示されている。すなわち、ガスバブリング中の溶湯にフラックスを吹込む方法（特許文献２）、あるいはガスバブリング中の溶湯を回転羽根により攪拌する方法（特許文献３，４，５）が従来法としてある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２２７５６７号公報（４頁〜５頁）
【０００６】
【特許文献２】
特開昭６３−１８３１３６号公報（１頁〜４頁、図１、図２）
【０００７】
【特許文献３】
特開平１０−３０６３３０号公報（３頁〜４頁、図５、図６）
【０００８】
【特許文献４】
特開昭６２−２９７４２２号公報（１頁、図１）
【０００９】
【特許文献５】
特公平７−６８５９１号公報（１頁、図１）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の脱ガス処理においても不純物を湯面に浮上させるためにアルミニウム含有量の高いドロスが発生する。この脱ガス処理で発生したドロスは、次の灰絞り工程でアルミニウム分が除去されているが、脱ガス工程は溶解工程と処理状態が異なるためにリサイクルを行う上で弊害となっている。すなわち、脱ガス工程で発生したアルミニウム分の多いドロスは定期的に除去し、灰絞り工程で再処理しなければならず、処理コスト、光熱費がかかり、リサイクル性が悪かった。
【００１１】
また、脱ガス工程で発生したアルミニウム分の多いドロスは灰絞り工程で発熱反応で処理されるため、酸化物の増加、鉄分の混入など一定品質に保持することが難しく、鉄鋼用脱酸剤、セメント原料としてリサイクルするうえで問題となっていた。
【００１２】
さらに、発熱したドロスは冷却キルンを通して冷却されるが、過熱冷却を繰り返すために設備コストおよび光熱コストが増大していた。
【００１３】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、溶湯の品質を劣化させることなく、アルミニウム分の多い酸化物および介在物（ドロス）の持ち出しを最小限にし、一定品質のドロスを安定に回収することができるアルミニウム溶湯の処理方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明のアルミニウム溶湯の処理方法は、Ａｌ又はＡｌ合金からなるアルミニウム溶湯を脱ガス処理するアルミニウム溶湯の処理方法において、アルミニウム溶湯を溶解炉から処理槽に移す工程と、前記処理槽内の溶湯に所定成分のフラックスを投入し、回転羽根およびガス吹出部を備えた攪拌機を下降させ、前記回転羽根を前記処理槽内の溶湯の湯面直下に浸漬し、前記回転羽根を回転させて溶湯および前記フラックスを攪拌し、溶湯中に混在する酸化物および酸化物に付着した介在物を溶湯から分離する工程と、さらに前記攪拌機を下降させて前記ガス吹出部および前記回転羽根を前記処理槽の底部近傍に位置させ、前記ガス吹出部から溶湯中に非酸化性ガスを吹込みつつ、前記回転羽根を回転させて非酸化性ガスを溶湯中に拡散し、溶湯中に混在する酸化物および酸化物に付着した介在物を湯面に浮上させるとともに溶湯を脱ガス処理する工程と、を具備することを特徴とする。
【００１５】
さらに、耐熱性のドロス掻き寄せ部材を用いてドロスを処理槽内の特定箇所に集合させ、ドロスを吸引排出装置により処理槽から排出し、回収することができる。
【００１６】
アルミニウムは溶解後に活性なため、溶湯表面で酸化物を生成するが、これらは放置すると酸素、窒素と反応し溶湯中に巻き込まれ、ドロスが発生する。このドロスは溶湯の品質を劣化させるのみならず、溶湯表面に浮遊し熱伝導性を劣化させるのみでなく、高温な状態に保持されるとアルミニウム表面が酸化されてγ−Ａｌ２Ｏ３を生成する。一定期間この状態が保持されるとドライな状態のγ−Ａｌ２Ｏ３はウェットな状態の酸化アルミニウム（α−Ａｌ２Ｏ３）に変態し、溶湯中に沈降・浮遊するためその除去が極めて難しくなる。また、ウェットな状態の酸化アルミニウム（α−Ａｌ２Ｏ３）は、周囲部材に付着しやすく、処理槽の外部に分離排出することが困難であり、これを再処理するには非常にコストと手間が掛かる。
【００１７】
そこで、本発明では、脱ガス処理を開始する前に溶湯にフラックスを投入し、攪拌機の回転羽根を溶湯湯面の直下に浸漬して溶湯およびフラックスを攪拌して溶湯中のドロスを改質し、次いで攪拌機のガス吹出部を処理槽の底部近傍まで下降させてガスバブリングし、改質ドロスを湯面に浮上させる。
【００１８】
フラックスは、アルミニウム除滓剤の１種又は２種以上を混合したものであることが望ましく、具体的には塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、塩化カリウム（ＫＣｌ）、弗化アルミニウム（ＡｌＦ３）、弗化ナトリウム（ＮａＦ）、弗化カルシウム（ＣａＦ）、ＰＡＦ（Ｋ３ＡｌＦ６）、ケイ弗化ナトリウム（Ｎａ２ＳｉＦ６）、ケイ弗化カリウム（Ｋ２ＳｉＦ６）、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）、炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）、硝酸カリウム（ＫＮＯ３）、硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３）、硫酸カリウム（Ｋ２ＳＯ４）、硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ４）、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）、カーナリット（ＭｇＫＣｌ）からなる群より選ばれる１種又は２種以上の化合物であることが好ましい。
【００１９】
この場合に、フラックスの反応を促進させるために回転羽根方式の攪拌機を用いて上下往復運動と回転運動することと反応を促進させる。攪拌機の下部には回転羽根とガス吹出部とが近接して取り付けられ、ガス吹出部は気孔率１５〜７５％の平均気孔径１００μｍ以下の多孔質素材を有し、ガス吹出部の内側にはガス溜りが形成され、ガス溜りの外周をなすガス吹出部の形状が円筒状をなしている。このような回転羽根方式の攪拌機は、外周部より非酸化性ガスの気泡を放出させ、回転羽根はガス吹出部の上部に接して溶湯の攪拌を抑制し、非酸化性ガスの分散のみを目的とした弱い攪拌力を溶湯に付与することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態について説明する。
【００２１】
溶湯処理装置としての脱ガス処理装置１０は、図１に示すように、処理槽４、ガス供給／回転駆動機構３０および攪拌機４０を備えている。処理槽４は、耐火物が内側に張り付けられ、外周が鉄皮で覆われ、鉄皮に取り付けたフレーム３を介して架台２の上に設置されている。処理槽４は１バッチ当り最大１５００ｋｇまでのアルミニウム溶湯を脱ガスできる処理能力を備えている。
【００２２】
図示しない溶解炉が処理槽４に隣接して設置され、溶解炉から処理槽４内に非酸化性雰囲気下でアルミニウム溶湯が注湯されるようになっている。溶解炉はドロス分離除去機能を備えており、溶解炉において多くのドロスが溶湯から分離され、除去されるようになっているが、それにも拘わらず溶湯５とともに少なからぬ量のドロス６が溶解炉から処理槽４内に入ってくる。この溶解炉から入ってくるドロス６は湿った状態にあり、このウェットなドロスは周囲の部材に付着しやすく、従来法では除去するのが困難であったものである。
【００２３】
さらに、脱ガス処理装置１０は、処理槽４内のアルミニウム溶湯５にフラックス７を投入するためのフラックス投入装置（図示せず）を備えている。フラックス投入装置は、フラックスとしてのアルミニウム除滓剤を収容した複数のホッパおよびシュータを有し、所定成分のアルミニウム除滓剤を所定の配合比に配合して所定量だけ処理槽４内に投入する機能を備えている。
【００２４】
図１に示すように、攪拌機４０はガス供給／回転駆動機構３０に回転可能に支持され、ガス供給／回転駆動機構３０はアーム２０に片持ち支持されている。さらにアーム２０は、図３に示すように、ポスト１２内の支軸２２に旋回および昇降可能に支持されている。
【００２５】
ポスト１２の最上部にモータユニット１３が設けられている。モータユニット１３において、モータ１４回転軸の駆動プーリと従動プーリ１５との間にベルト１６が掛け渡されている。さらに、ポスト１２の下部には従動プーリ１７が設けられ、このプーリ１７とモータユニット１３内のプーリ１５との間に昇降ベルト１８が掛け渡されている。昇降ベルト１８には複数対のナット１９が固定され、これらのナット１９を介してアーム２０が昇降ベルト１８に連結されている。
【００２６】
アーム２０の端部に取り付けた上下ストッパ２３ａ，２３ｂが接触しうる位置であって、ポスト１２の上部適所と下部適所とにそれぞれリミットスイッチ２１ａ，２１ｂが取り付けられている。上ストッパ２３ａが上部リミットスイッチ２１ａに接触するとアーム２０の上昇が停止し、下ストッパ２３ｂが下部リミットスイッチ２１ｂに接触するとアーム２０の下降が停止するようになっている。ちなみに、アーム２０（攪拌機４０）の昇降ストロークは約１．５ｍである。なお、図３に示すように、安全装置として複数のリフトストッパ５０が処理槽４の近傍の適所に配置されている。
【００２７】
ポスト１２は電源ユニット１１の上に搭載されている。電源ユニット１１内にはアーム２０を支軸２２まわりに旋回させる旋回駆動機構が内蔵されている。さらに電源ユニット１１の回路は、フレキシブルケーブル２４を介して昇降モータ１３および回転駆動モータ３４の電源スイッチに接続されている。ちなみに、アーム２０（攪拌機４０）の旋回半径は約２ｍである。
【００２８】
攪拌機４０は、中空回転軸３２および回転羽根４１を備えている。中空回転軸３２は、フランジ継手３２ｂより下部が焼結カーボン又はセラミックスからなり、フランジ継手３２ａより上部がステンレス鋼又は耐熱鋼からなる。図２に示すように、中空回転軸３２の上部はガス供給／回転駆動機構３０の２つの軸受３９によりモータユニット３１に回転可能に支持されている。中空回転軸３２のさらに上部には従動プーリ３３が嵌め込まれ、この従動プーリ３３とモータ３４の駆動プーリ３５との間にベルト３６が掛け渡され、モータ３４の回転駆動力が中空回転軸３２に伝達されるようになっている。
【００２９】
中空回転軸３２の最上端には遊嵌継手３７を介してガス供給管３８が取り付けられ、図示しないガス供給源から中空回転軸３２の中空部を通って攪拌機４０の最下部のガス吹出部４２に処理ガスが供給されるようになっている。ちなみに中空回転軸３２の外径は２５ｍｍ〜５０ｍｍとし、内径は５〜４５ｍｍとする。
【００３０】
ガス吹出部４２は、回転羽根４１の直下に取り付けられたガス溜り（ヘッダ）と多孔質部材を備えている。多孔質部材はガス溜りを取り囲むようにガス溜りの外周に取り付けられ、気孔率１５〜７５％、平均気孔径１００μｍ以下である。
【００３１】
なお、多孔質部材の処理ガス流出部にはテーパーをつけることが望ましい。この場合に、処理ガス流出部の形状が円筒状で外周部より処理ガスの気泡を放出させるようにすることが好ましい。
【００３２】
さらに、回転羽根４１は、例えば特許文献３や特許文献４に記載された形状を採用することが好ましく、溶湯の撹拌を抑えつつ、処理ガスの拡散のみを目的とした撹拌力の弱いものとすることが望ましい。この場合に、回転羽根４１の側面にテーパーもしくは逆のアールを付け、処理ガスを処理槽４の下部にも拡散可能とすることが好ましい。
【００３３】
図１〜図３には示していないが、図４に示したように掻き寄せ治具６１および吸引排出装置６２が処理槽４の上方の適所にそれぞれ設けられている。掻き寄せ治具６１は、板状のカーボン、耐火材、セラミック部材からなり、その表面はドロスが付着しないように特殊加工されている。吸引排出装置６２は耐熱性材料からなるラッパ状の吸引口を有し、図示しない吸引ポンプを介して回収ポット（図示せず）に連通している。なお、掻き寄せ治具６１および吸引排出装置６２はともに図示しない昇降機構に昇降可能に支持されている。
【００３４】
次に、図４を参照しながら本発明の処理方法を説明する。
【００３５】
溶解炉でアルミニウムを溶解した後に、アルミニウム溶湯５をドロス６とともに溶解炉から処理槽４に移す（工程Ｓ１）。溶解炉からのドロス６は湿ったウェット状のものであり、周囲の部材に付着しやすい状態にある。
【００３６】
次いで、処理槽４内に所定成分のフラックス７を投入し、攪拌機４０を下降させ、回転羽根４１を処理槽内の溶湯５の湯面直下に浸漬させる。そして、回転羽根４１を回転させて溶湯５、ドロス６およびフラックス７を数分間攪拌する。これによりウェット状態のドロス６（付着しやすい）がドライ状態のドロス６Ａ（付着し難い）に改質され、ドロス６Ａが溶湯５から分離した状態になる（工程Ｓ２）。この攪拌は少なくとも１分間行うことが望ましい。
【００３７】
次いで、攪拌機４０をさらに下降させ、ガス吹出部４２および回転羽根４１を処理槽４の底部近傍に位置させる。そして、ガス吹出部４２から溶湯５中に非酸化性ガスとしてアルゴンまたは窒素ガスを吹込み、ガスバブリングしながら回転羽根４１を回転させて溶湯５を攪拌し、溶湯５中に混在するドロス６と水素等の不純物ガス成分を湯面に浮上させる（工程Ｓ３）。このときの攪拌力はガスバブリング反応を阻害しない程度の弱いものとする。ガスバブリングを数分間続けた後に、ガス吹込みを停止し、脱ガス処理を終了させる。
【００３８】
次いで、攪拌機４０をさらに下降させ、回転羽根４１を処理槽４の最も深いところに位置させ、溶湯５を攪拌する。耐熱性のドロス掻き寄せ部材６１を下降させ、その下部を湯面に浸漬させ、ドロス６Ａを処理槽４内の特定箇所に集合させる（工程Ｓ４）。集めたドロス６Ａを吸引排出装置６２により処理槽４から吸引排出し、回収ポットに回収する（工程Ｓ５）。
【００３９】
なお、回転脱ガス装置の回転数が５００ｒｐｍ以上場合はアルミ飛散の危険が伴い危険であるため回転数は３００〜４００ｒｐｍが好ましい。回転脱ガス装置は上下往復運動と回転運動するため巻き込み防止の邪魔板（バッフル板）は必要なく回転脱ガス装置のミキサー処理ガス吐出部は低速回転でのガス分散効果があるポーラス（多孔質）を有する構造が好ましい。
【００４０】
（実施例）
次に、実施例について説明する。
【００４１】
合金種：ＡＣ４ＣＨ
処理温度：７００℃
上記の条件でトリベ処理を行った。
【００４２】
溶解炉からトリベに出湯され表面に７ｋｇドロスが生成されたアルミニウム溶湯５００ｋｇにフラックス１ｋｇを添加し、溶湯深さの半分程度に脱ガス機構を有する回転体を浸積させる。回転を開始し表面のドロスが巻き込まれた段階で溶解炉などから排出されたドロスを５ｋｇ添加した。
【００４３】
１分後にドロスとフラックスが十分に反応しドロス中のアルミニウム分が完全に分離した。次に回転体を炉底付近まで浸積させ脱ガス処理を低速で処理ガスを２分間分散させ水素ガスを除去させた。
【００４４】
通常工程で発生するドロスがトリベ内ドロス７ｋｇ＋溶解炉ドロス５ｋｇ合計１２ｋｇあるのに対して本発明は１ｋｇに低減できた。
【００４５】
この処理を１０回連続しておこなったところドロス中の平均アルミ残量は３０％であった。また、トリベ中のＨ２ガス量を測定したところ従来の０．６２ｃｃ／１００ｇＡｌから０．１１ｃｃ／１００ｇＡｌに低減しており、鋳造工程での使用に全く問題ないことが確認できた。
【００４６】
試料溶湯をＩＡ５００ｂにて所定時間ろ過し、ろ過後の試料溶湯を凝固させ、切断、研磨し、断面を顕微鏡観察した。
【００４７】
ろ過時間は溶湯ろ過法（オーリンフリット法）を用いて測定した。
【００４８】
溶湯ろ過法の条件を下記に示す。
【００４９】
介在物判定機；１Ａ−５００ｂ
溶湯温度；７２０℃±１０℃
溶湯重量；２．５０〜３．００ｋｇ
フィルタ気孔径；７０〜８０μｍ
フィルタ直径；１４ｍｍ
圧力；０．０６８〜０．０７０ＭＰａ
図５の（ａ）は処理前のアルミニウム溶湯から採取した比較例サンプルの断面を示す写真、（ｂ）は本発明方法により処理されたアルミニウム溶湯から採取した実施例サンプルの断面を示す写真である。
【００５０】
図６の（ａ）は従来方法を用いて処理された比較例サンプルの金属組織を示す顕微鏡写真、（ｂ）は本発明方法を用いて処理された実施例サンプルの金属組織を示す顕微鏡写真である。
【００５１】
これらの写真から明らかなように本発明方法を用いることにより非金属介在物が大幅に減少することが確認された。
【００５２】
（比較例）
切粉処理
合金種：ＡＤＣ１２
従来の方法：保持室 ５０００ｋｇ切粉処理槽２００ｋｇのアルミニウム切粉溶解保持炉で溶湯５０００ｋを保持し、切粉２００ｋｇ／ｈｒの割合で投入し、溶解した。１時間後溶解炉表面のドロスを取り除き測定すると７００ｋｇあった。さらにこのドロスを灰絞りしたところ６００ｋｇのアルミニウムを回収しドロスは１００ｋｇ発生した。切粉溶湯が保持室内の溶湯を酸化させ多量のドロスがを生成しており歩留まりが悪いことが確認できた。
【００５３】
５２００ｋｇ溶解したが保持炉内には４５００ｋｇの溶湯がのこり別工程の灰絞りで６００ｋｇ回収でしたが固体の状態であるため再溶解に光熱費が必要になった。
【００５４】
（実施例）
次に、本発明の方法で保持室からドロスを前炉へ移動し、仕切板で遮蔽した後、溶湯を上記の回転脱ガス装置とフラックスの上下往復、回転運動で処理を行った。このとき処理後のトリベの処理後の溶湯は保持室に戻した。本発明の方法によると前炉内で発生したドロスは１０ｋｇで５１９０ｋｇの溶湯を得ることができた。比較のため平均気孔径分布７０μｍのフィルタ、０．１ＭＰａの窒素ガスで、加圧ろ過テストを行ったところ図６の（ａ）、（ｂ）に示すように介在物量の違いを確認できた。
【００５５】
図７は、本発明の効果を説明するために本発明方法と従来方法とを比較して示す棒グラフである。図中にて比較例１は脱ガス処理前のもの、比較例２は他社の処理品、比較例３は回転羽根による攪拌を脱ガス処理と組み合せたもの、実施例１は本発明方法を用いたものをそれぞれ示した。上記の溶湯ろ過法によるろ過時間は、比較例１が１５０秒、比較例２が１８０秒、比較例３が１２５秒、実施例１が９０秒であった。このように本発明方法を用いて処理された溶湯は、溶湯ろ過法によるろ過時間が大幅に短縮されることが確認された。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、溶湯の品質を劣化させることなく、ドロスの持ち出しを最小限にし、一定品質のドロスを安定に回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法に用いられる溶湯処理装置の一部を切り欠いて示す概略断面図。
【図２】処理槽と攪拌機を示す概略断面図。
【図３】本発明方法に用いられる溶湯処理装置を上方から見て示す平面図。
【図４】本発明の実施形態に係るアルミニウム溶湯の処理方法を示す工程図。
【図５】（ａ）は処理前のアルミニウム溶湯から採取した比較例サンプルの断面を示す写真、（ｂ）は本発明方法により処理されたアルミニウム溶湯から採取した実施例サンプルの断面を示す写真。
【図６】（ａ）は従来方法を用いて処理された比較例サンプルの金属組織を示す顕微鏡写真、（ｂ）は本発明方法を用いて処理された実施例サンプルの金属組織を示す顕微鏡写真。
【図７】本発明の効果を説明するために本発明方法と従来方法とを比較して示す棒グラフ。
【符号の説明】
２…架台、
３…フレーム、
４…処理槽、
５…アルミニウム溶湯、
６，６Ａ…ドロス、
７…フラックス、
１０…溶湯処理装置（脱ガス処理装置）、
１１…電源ユニット、
１２…ポスト、
１３…モータユニット、
１４…モータ、
１５，１７…プーリ、
１６，１８…ベルト、
１９…ナット、
２０…アーム、
２１ａ，２１ｂ…リミットスイッチ、
２２…支軸、
２３ａ，２３ｂ…ストッパ、
２４…フレキシブルケーブル、
３０…ガス供給／回転駆動機構、
３１…モータユニット、３２…中空回転軸、３２ａ，３２ｂ…フランジ継手、
３３，３５…プーリ、３４…モータ、３６…ベルト、
３７…遊嵌継手、３８…ガス供給管、３９…軸受、
４０…攪拌機、
４１…回転羽根、４２…ガス吹出部、
５０…リフトストッパ、
６１…掻き寄せ治具、６２…吸引排出装置。
【発明の属する技術分野】
本発明はアルミニウム又はアルミニウム合金の溶湯で水素、酸化物、非金属介在物等の不純物を除去するとともに、アルミニウムドロスを回収して再利用するアルミニウム溶湯の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アルミニウム溶湯は大気に曝されると容易に酸化して多量の酸化物および酸化物に付着した介在物（以下、ドロスという）を形成する。介在物にはＡｌ２Ｏ３，ＭｇＯ，Ａｌ２ＭｇＯ４，ＳｉＯ２，珪酸塩、Ａｌ・Ｓｉ・Ｏ，ＦｅＯ，Ｆｅ２Ｏ３などの酸化物の他に、炭化物（Ａｌ４Ｃ３、Ａｌ４Ｏ４Ｃ、黒鉛炭素）、ボライド（ＡｌＢ２、ＡｌＢ１２、ＴｉＢ２、ＶＢ２）、Ａｌ３Ｔｉ、Ａｌ３Ｚｒ、ＣａＳＯ４、ＡｌＮおよび各種のハロゲン化物がある。ドロスが懸濁によってアルミニウム溶湯中に混入すると、最終的に非金属介在物となって展伸材、鍛造品、ダイカスト品などの製品の品質低下を招く。このため溶解炉、保持炉、トリベ等の各段階において溶湯からドロスを分離除去する必要がある。
【０００３】
特許文献１には、溶解炉の回転傾度を変えることによりドロスを溶湯から分離排出し、効率よく回収する技術が開示されている。このように溶解工程でドロスを効率よく回収することができるが、Ａｌ溶湯中には水素等の不純物ガス成分が含まれているので、さらに再溶解時に脱ガス処理する必要がある。
【０００４】
特許文献２〜５には、処理槽内の溶湯にアルゴン、窒素、塩素等の処理ガスを吹込みガスバブリングする脱ガス処理方法がそれぞれ開示されている。すなわち、ガスバブリング中の溶湯にフラックスを吹込む方法（特許文献２）、あるいはガスバブリング中の溶湯を回転羽根により攪拌する方法（特許文献３，４，５）が従来法としてある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２２７５６７号公報（４頁〜５頁）
【０００６】
【特許文献２】
特開昭６３−１８３１３６号公報（１頁〜４頁、図１、図２）
【０００７】
【特許文献３】
特開平１０−３０６３３０号公報（３頁〜４頁、図５、図６）
【０００８】
【特許文献４】
特開昭６２−２９７４２２号公報（１頁、図１）
【０００９】
【特許文献５】
特公平７−６８５９１号公報（１頁、図１）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の脱ガス処理においても不純物を湯面に浮上させるためにアルミニウム含有量の高いドロスが発生する。この脱ガス処理で発生したドロスは、次の灰絞り工程でアルミニウム分が除去されているが、脱ガス工程は溶解工程と処理状態が異なるためにリサイクルを行う上で弊害となっている。すなわち、脱ガス工程で発生したアルミニウム分の多いドロスは定期的に除去し、灰絞り工程で再処理しなければならず、処理コスト、光熱費がかかり、リサイクル性が悪かった。
【００１１】
また、脱ガス工程で発生したアルミニウム分の多いドロスは灰絞り工程で発熱反応で処理されるため、酸化物の増加、鉄分の混入など一定品質に保持することが難しく、鉄鋼用脱酸剤、セメント原料としてリサイクルするうえで問題となっていた。
【００１２】
さらに、発熱したドロスは冷却キルンを通して冷却されるが、過熱冷却を繰り返すために設備コストおよび光熱コストが増大していた。
【００１３】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、溶湯の品質を劣化させることなく、アルミニウム分の多い酸化物および介在物（ドロス）の持ち出しを最小限にし、一定品質のドロスを安定に回収することができるアルミニウム溶湯の処理方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明のアルミニウム溶湯の処理方法は、Ａｌ又はＡｌ合金からなるアルミニウム溶湯を脱ガス処理するアルミニウム溶湯の処理方法において、アルミニウム溶湯を溶解炉から処理槽に移す工程と、前記処理槽内の溶湯に所定成分のフラックスを投入し、回転羽根およびガス吹出部を備えた攪拌機を下降させ、前記回転羽根を前記処理槽内の溶湯の湯面直下に浸漬し、前記回転羽根を回転させて溶湯および前記フラックスを攪拌し、溶湯中に混在する酸化物および酸化物に付着した介在物を溶湯から分離する工程と、さらに前記攪拌機を下降させて前記ガス吹出部および前記回転羽根を前記処理槽の底部近傍に位置させ、前記ガス吹出部から溶湯中に非酸化性ガスを吹込みつつ、前記回転羽根を回転させて非酸化性ガスを溶湯中に拡散し、溶湯中に混在する酸化物および酸化物に付着した介在物を湯面に浮上させるとともに溶湯を脱ガス処理する工程と、を具備することを特徴とする。
【００１５】
さらに、耐熱性のドロス掻き寄せ部材を用いてドロスを処理槽内の特定箇所に集合させ、ドロスを吸引排出装置により処理槽から排出し、回収することができる。
【００１６】
アルミニウムは溶解後に活性なため、溶湯表面で酸化物を生成するが、これらは放置すると酸素、窒素と反応し溶湯中に巻き込まれ、ドロスが発生する。このドロスは溶湯の品質を劣化させるのみならず、溶湯表面に浮遊し熱伝導性を劣化させるのみでなく、高温な状態に保持されるとアルミニウム表面が酸化されてγ−Ａｌ２Ｏ３を生成する。一定期間この状態が保持されるとドライな状態のγ−Ａｌ２Ｏ３はウェットな状態の酸化アルミニウム（α−Ａｌ２Ｏ３）に変態し、溶湯中に沈降・浮遊するためその除去が極めて難しくなる。また、ウェットな状態の酸化アルミニウム（α−Ａｌ２Ｏ３）は、周囲部材に付着しやすく、処理槽の外部に分離排出することが困難であり、これを再処理するには非常にコストと手間が掛かる。
【００１７】
そこで、本発明では、脱ガス処理を開始する前に溶湯にフラックスを投入し、攪拌機の回転羽根を溶湯湯面の直下に浸漬して溶湯およびフラックスを攪拌して溶湯中のドロスを改質し、次いで攪拌機のガス吹出部を処理槽の底部近傍まで下降させてガスバブリングし、改質ドロスを湯面に浮上させる。
【００１８】
フラックスは、アルミニウム除滓剤の１種又は２種以上を混合したものであることが望ましく、具体的には塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、塩化カリウム（ＫＣｌ）、弗化アルミニウム（ＡｌＦ３）、弗化ナトリウム（ＮａＦ）、弗化カルシウム（ＣａＦ）、ＰＡＦ（Ｋ３ＡｌＦ６）、ケイ弗化ナトリウム（Ｎａ２ＳｉＦ６）、ケイ弗化カリウム（Ｋ２ＳｉＦ６）、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）、炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）、硝酸カリウム（ＫＮＯ３）、硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３）、硫酸カリウム（Ｋ２ＳＯ４）、硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ４）、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）、カーナリット（ＭｇＫＣｌ）からなる群より選ばれる１種又は２種以上の化合物であることが好ましい。
【００１９】
この場合に、フラックスの反応を促進させるために回転羽根方式の攪拌機を用いて上下往復運動と回転運動することと反応を促進させる。攪拌機の下部には回転羽根とガス吹出部とが近接して取り付けられ、ガス吹出部は気孔率１５〜７５％の平均気孔径１００μｍ以下の多孔質素材を有し、ガス吹出部の内側にはガス溜りが形成され、ガス溜りの外周をなすガス吹出部の形状が円筒状をなしている。このような回転羽根方式の攪拌機は、外周部より非酸化性ガスの気泡を放出させ、回転羽根はガス吹出部の上部に接して溶湯の攪拌を抑制し、非酸化性ガスの分散のみを目的とした弱い攪拌力を溶湯に付与することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態について説明する。
【００２１】
溶湯処理装置としての脱ガス処理装置１０は、図１に示すように、処理槽４、ガス供給／回転駆動機構３０および攪拌機４０を備えている。処理槽４は、耐火物が内側に張り付けられ、外周が鉄皮で覆われ、鉄皮に取り付けたフレーム３を介して架台２の上に設置されている。処理槽４は１バッチ当り最大１５００ｋｇまでのアルミニウム溶湯を脱ガスできる処理能力を備えている。
【００２２】
図示しない溶解炉が処理槽４に隣接して設置され、溶解炉から処理槽４内に非酸化性雰囲気下でアルミニウム溶湯が注湯されるようになっている。溶解炉はドロス分離除去機能を備えており、溶解炉において多くのドロスが溶湯から分離され、除去されるようになっているが、それにも拘わらず溶湯５とともに少なからぬ量のドロス６が溶解炉から処理槽４内に入ってくる。この溶解炉から入ってくるドロス６は湿った状態にあり、このウェットなドロスは周囲の部材に付着しやすく、従来法では除去するのが困難であったものである。
【００２３】
さらに、脱ガス処理装置１０は、処理槽４内のアルミニウム溶湯５にフラックス７を投入するためのフラックス投入装置（図示せず）を備えている。フラックス投入装置は、フラックスとしてのアルミニウム除滓剤を収容した複数のホッパおよびシュータを有し、所定成分のアルミニウム除滓剤を所定の配合比に配合して所定量だけ処理槽４内に投入する機能を備えている。
【００２４】
図１に示すように、攪拌機４０はガス供給／回転駆動機構３０に回転可能に支持され、ガス供給／回転駆動機構３０はアーム２０に片持ち支持されている。さらにアーム２０は、図３に示すように、ポスト１２内の支軸２２に旋回および昇降可能に支持されている。
【００２５】
ポスト１２の最上部にモータユニット１３が設けられている。モータユニット１３において、モータ１４回転軸の駆動プーリと従動プーリ１５との間にベルト１６が掛け渡されている。さらに、ポスト１２の下部には従動プーリ１７が設けられ、このプーリ１７とモータユニット１３内のプーリ１５との間に昇降ベルト１８が掛け渡されている。昇降ベルト１８には複数対のナット１９が固定され、これらのナット１９を介してアーム２０が昇降ベルト１８に連結されている。
【００２６】
アーム２０の端部に取り付けた上下ストッパ２３ａ，２３ｂが接触しうる位置であって、ポスト１２の上部適所と下部適所とにそれぞれリミットスイッチ２１ａ，２１ｂが取り付けられている。上ストッパ２３ａが上部リミットスイッチ２１ａに接触するとアーム２０の上昇が停止し、下ストッパ２３ｂが下部リミットスイッチ２１ｂに接触するとアーム２０の下降が停止するようになっている。ちなみに、アーム２０（攪拌機４０）の昇降ストロークは約１．５ｍである。なお、図３に示すように、安全装置として複数のリフトストッパ５０が処理槽４の近傍の適所に配置されている。
【００２７】
ポスト１２は電源ユニット１１の上に搭載されている。電源ユニット１１内にはアーム２０を支軸２２まわりに旋回させる旋回駆動機構が内蔵されている。さらに電源ユニット１１の回路は、フレキシブルケーブル２４を介して昇降モータ１３および回転駆動モータ３４の電源スイッチに接続されている。ちなみに、アーム２０（攪拌機４０）の旋回半径は約２ｍである。
【００２８】
攪拌機４０は、中空回転軸３２および回転羽根４１を備えている。中空回転軸３２は、フランジ継手３２ｂより下部が焼結カーボン又はセラミックスからなり、フランジ継手３２ａより上部がステンレス鋼又は耐熱鋼からなる。図２に示すように、中空回転軸３２の上部はガス供給／回転駆動機構３０の２つの軸受３９によりモータユニット３１に回転可能に支持されている。中空回転軸３２のさらに上部には従動プーリ３３が嵌め込まれ、この従動プーリ３３とモータ３４の駆動プーリ３５との間にベルト３６が掛け渡され、モータ３４の回転駆動力が中空回転軸３２に伝達されるようになっている。
【００２９】
中空回転軸３２の最上端には遊嵌継手３７を介してガス供給管３８が取り付けられ、図示しないガス供給源から中空回転軸３２の中空部を通って攪拌機４０の最下部のガス吹出部４２に処理ガスが供給されるようになっている。ちなみに中空回転軸３２の外径は２５ｍｍ〜５０ｍｍとし、内径は５〜４５ｍｍとする。
【００３０】
ガス吹出部４２は、回転羽根４１の直下に取り付けられたガス溜り（ヘッダ）と多孔質部材を備えている。多孔質部材はガス溜りを取り囲むようにガス溜りの外周に取り付けられ、気孔率１５〜７５％、平均気孔径１００μｍ以下である。
【００３１】
なお、多孔質部材の処理ガス流出部にはテーパーをつけることが望ましい。この場合に、処理ガス流出部の形状が円筒状で外周部より処理ガスの気泡を放出させるようにすることが好ましい。
【００３２】
さらに、回転羽根４１は、例えば特許文献３や特許文献４に記載された形状を採用することが好ましく、溶湯の撹拌を抑えつつ、処理ガスの拡散のみを目的とした撹拌力の弱いものとすることが望ましい。この場合に、回転羽根４１の側面にテーパーもしくは逆のアールを付け、処理ガスを処理槽４の下部にも拡散可能とすることが好ましい。
【００３３】
図１〜図３には示していないが、図４に示したように掻き寄せ治具６１および吸引排出装置６２が処理槽４の上方の適所にそれぞれ設けられている。掻き寄せ治具６１は、板状のカーボン、耐火材、セラミック部材からなり、その表面はドロスが付着しないように特殊加工されている。吸引排出装置６２は耐熱性材料からなるラッパ状の吸引口を有し、図示しない吸引ポンプを介して回収ポット（図示せず）に連通している。なお、掻き寄せ治具６１および吸引排出装置６２はともに図示しない昇降機構に昇降可能に支持されている。
【００３４】
次に、図４を参照しながら本発明の処理方法を説明する。
【００３５】
溶解炉でアルミニウムを溶解した後に、アルミニウム溶湯５をドロス６とともに溶解炉から処理槽４に移す（工程Ｓ１）。溶解炉からのドロス６は湿ったウェット状のものであり、周囲の部材に付着しやすい状態にある。
【００３６】
次いで、処理槽４内に所定成分のフラックス７を投入し、攪拌機４０を下降させ、回転羽根４１を処理槽内の溶湯５の湯面直下に浸漬させる。そして、回転羽根４１を回転させて溶湯５、ドロス６およびフラックス７を数分間攪拌する。これによりウェット状態のドロス６（付着しやすい）がドライ状態のドロス６Ａ（付着し難い）に改質され、ドロス６Ａが溶湯５から分離した状態になる（工程Ｓ２）。この攪拌は少なくとも１分間行うことが望ましい。
【００３７】
次いで、攪拌機４０をさらに下降させ、ガス吹出部４２および回転羽根４１を処理槽４の底部近傍に位置させる。そして、ガス吹出部４２から溶湯５中に非酸化性ガスとしてアルゴンまたは窒素ガスを吹込み、ガスバブリングしながら回転羽根４１を回転させて溶湯５を攪拌し、溶湯５中に混在するドロス６と水素等の不純物ガス成分を湯面に浮上させる（工程Ｓ３）。このときの攪拌力はガスバブリング反応を阻害しない程度の弱いものとする。ガスバブリングを数分間続けた後に、ガス吹込みを停止し、脱ガス処理を終了させる。
【００３８】
次いで、攪拌機４０をさらに下降させ、回転羽根４１を処理槽４の最も深いところに位置させ、溶湯５を攪拌する。耐熱性のドロス掻き寄せ部材６１を下降させ、その下部を湯面に浸漬させ、ドロス６Ａを処理槽４内の特定箇所に集合させる（工程Ｓ４）。集めたドロス６Ａを吸引排出装置６２により処理槽４から吸引排出し、回収ポットに回収する（工程Ｓ５）。
【００３９】
なお、回転脱ガス装置の回転数が５００ｒｐｍ以上場合はアルミ飛散の危険が伴い危険であるため回転数は３００〜４００ｒｐｍが好ましい。回転脱ガス装置は上下往復運動と回転運動するため巻き込み防止の邪魔板（バッフル板）は必要なく回転脱ガス装置のミキサー処理ガス吐出部は低速回転でのガス分散効果があるポーラス（多孔質）を有する構造が好ましい。
【００４０】
（実施例）
次に、実施例について説明する。
【００４１】
合金種：ＡＣ４ＣＨ
処理温度：７００℃
上記の条件でトリベ処理を行った。
【００４２】
溶解炉からトリベに出湯され表面に７ｋｇドロスが生成されたアルミニウム溶湯５００ｋｇにフラックス１ｋｇを添加し、溶湯深さの半分程度に脱ガス機構を有する回転体を浸積させる。回転を開始し表面のドロスが巻き込まれた段階で溶解炉などから排出されたドロスを５ｋｇ添加した。
【００４３】
１分後にドロスとフラックスが十分に反応しドロス中のアルミニウム分が完全に分離した。次に回転体を炉底付近まで浸積させ脱ガス処理を低速で処理ガスを２分間分散させ水素ガスを除去させた。
【００４４】
通常工程で発生するドロスがトリベ内ドロス７ｋｇ＋溶解炉ドロス５ｋｇ合計１２ｋｇあるのに対して本発明は１ｋｇに低減できた。
【００４５】
この処理を１０回連続しておこなったところドロス中の平均アルミ残量は３０％であった。また、トリベ中のＨ２ガス量を測定したところ従来の０．６２ｃｃ／１００ｇＡｌから０．１１ｃｃ／１００ｇＡｌに低減しており、鋳造工程での使用に全く問題ないことが確認できた。
【００４６】
試料溶湯をＩＡ５００ｂにて所定時間ろ過し、ろ過後の試料溶湯を凝固させ、切断、研磨し、断面を顕微鏡観察した。
【００４７】
ろ過時間は溶湯ろ過法（オーリンフリット法）を用いて測定した。
【００４８】
溶湯ろ過法の条件を下記に示す。
【００４９】
介在物判定機；１Ａ−５００ｂ
溶湯温度；７２０℃±１０℃
溶湯重量；２．５０〜３．００ｋｇ
フィルタ気孔径；７０〜８０μｍ
フィルタ直径；１４ｍｍ
圧力；０．０６８〜０．０７０ＭＰａ
図５の（ａ）は処理前のアルミニウム溶湯から採取した比較例サンプルの断面を示す写真、（ｂ）は本発明方法により処理されたアルミニウム溶湯から採取した実施例サンプルの断面を示す写真である。
【００５０】
図６の（ａ）は従来方法を用いて処理された比較例サンプルの金属組織を示す顕微鏡写真、（ｂ）は本発明方法を用いて処理された実施例サンプルの金属組織を示す顕微鏡写真である。
【００５１】
これらの写真から明らかなように本発明方法を用いることにより非金属介在物が大幅に減少することが確認された。
【００５２】
（比較例）
切粉処理
合金種：ＡＤＣ１２
従来の方法：保持室 ５０００ｋｇ切粉処理槽２００ｋｇのアルミニウム切粉溶解保持炉で溶湯５０００ｋを保持し、切粉２００ｋｇ／ｈｒの割合で投入し、溶解した。１時間後溶解炉表面のドロスを取り除き測定すると７００ｋｇあった。さらにこのドロスを灰絞りしたところ６００ｋｇのアルミニウムを回収しドロスは１００ｋｇ発生した。切粉溶湯が保持室内の溶湯を酸化させ多量のドロスがを生成しており歩留まりが悪いことが確認できた。
【００５３】
５２００ｋｇ溶解したが保持炉内には４５００ｋｇの溶湯がのこり別工程の灰絞りで６００ｋｇ回収でしたが固体の状態であるため再溶解に光熱費が必要になった。
【００５４】
（実施例）
次に、本発明の方法で保持室からドロスを前炉へ移動し、仕切板で遮蔽した後、溶湯を上記の回転脱ガス装置とフラックスの上下往復、回転運動で処理を行った。このとき処理後のトリベの処理後の溶湯は保持室に戻した。本発明の方法によると前炉内で発生したドロスは１０ｋｇで５１９０ｋｇの溶湯を得ることができた。比較のため平均気孔径分布７０μｍのフィルタ、０．１ＭＰａの窒素ガスで、加圧ろ過テストを行ったところ図６の（ａ）、（ｂ）に示すように介在物量の違いを確認できた。
【００５５】
図７は、本発明の効果を説明するために本発明方法と従来方法とを比較して示す棒グラフである。図中にて比較例１は脱ガス処理前のもの、比較例２は他社の処理品、比較例３は回転羽根による攪拌を脱ガス処理と組み合せたもの、実施例１は本発明方法を用いたものをそれぞれ示した。上記の溶湯ろ過法によるろ過時間は、比較例１が１５０秒、比較例２が１８０秒、比較例３が１２５秒、実施例１が９０秒であった。このように本発明方法を用いて処理された溶湯は、溶湯ろ過法によるろ過時間が大幅に短縮されることが確認された。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、溶湯の品質を劣化させることなく、ドロスの持ち出しを最小限にし、一定品質のドロスを安定に回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法に用いられる溶湯処理装置の一部を切り欠いて示す概略断面図。
【図２】処理槽と攪拌機を示す概略断面図。
【図３】本発明方法に用いられる溶湯処理装置を上方から見て示す平面図。
【図４】本発明の実施形態に係るアルミニウム溶湯の処理方法を示す工程図。
【図５】（ａ）は処理前のアルミニウム溶湯から採取した比較例サンプルの断面を示す写真、（ｂ）は本発明方法により処理されたアルミニウム溶湯から採取した実施例サンプルの断面を示す写真。
【図６】（ａ）は従来方法を用いて処理された比較例サンプルの金属組織を示す顕微鏡写真、（ｂ）は本発明方法を用いて処理された実施例サンプルの金属組織を示す顕微鏡写真。
【図７】本発明の効果を説明するために本発明方法と従来方法とを比較して示す棒グラフ。
【符号の説明】
２…架台、
３…フレーム、
４…処理槽、
５…アルミニウム溶湯、
６，６Ａ…ドロス、
７…フラックス、
１０…溶湯処理装置（脱ガス処理装置）、
１１…電源ユニット、
１２…ポスト、
１３…モータユニット、
１４…モータ、
１５，１７…プーリ、
１６，１８…ベルト、
１９…ナット、
２０…アーム、
２１ａ，２１ｂ…リミットスイッチ、
２２…支軸、
２３ａ，２３ｂ…ストッパ、
２４…フレキシブルケーブル、
３０…ガス供給／回転駆動機構、
３１…モータユニット、３２…中空回転軸、３２ａ，３２ｂ…フランジ継手、
３３，３５…プーリ、３４…モータ、３６…ベルト、
３７…遊嵌継手、３８…ガス供給管、３９…軸受、
４０…攪拌機、
４１…回転羽根、４２…ガス吹出部、
５０…リフトストッパ、
６１…掻き寄せ治具、６２…吸引排出装置。
Claims (5)
- Ａｌ又はＡｌ合金からなるアルミニウム溶湯を脱ガス処理するアルミニウム溶湯の処理方法において、
アルミニウム溶湯を溶解炉から処理槽に移す工程と、
前記処理槽内の溶湯に所定成分のフラックスを投入し、回転羽根およびガス吹出部を備えた攪拌機を下降させ、前記回転羽根を前記処理槽内の溶湯の湯面直下に浸漬し、前記回転羽根を回転させて溶湯および前記フラックスを攪拌し、溶湯中に混在する酸化物および酸化物に付着した介在物を溶湯から分離する工程と、さらに前記攪拌機を下降させて前記ガス吹出部および前記回転羽根を前記処理槽の底部近傍に位置させ、前記ガス吹出部から溶湯中に非酸化性ガスを吹込みつつ、前記回転羽根を回転させて非酸化性ガスを溶湯中に拡散し、溶湯中に混在する酸化物および酸化物に付着した介在物を湯面に浮上させるとともに溶湯を脱ガス処理する工程と、
を具備することを特徴とするアルミニウム溶湯の処理方法。 - さらに、耐熱性のドロス掻き寄せ部材を用いて湯面に浮上した酸化物および酸化物に付着した介在物を前記処理槽内の特定箇所に集合させ、該酸化物および酸化物に付着した介在物を吸引排出装置により前記処理槽から排出し回収することを特徴とする請求項１記載の処理方法。
- 前記フラックスは、アルミニウム除滓剤の１種又は２種以上を混合したものであることを特徴とする請求項１記載の処理方法。
- 前記フラックスは、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、塩化カリウム（ＫＣｌ）、弗化アルミニウム（ＡｌＦ３）、弗化ナトリウム（ＮａＦ）、弗化カルシウム（ＣａＦ）、ＰＡＦ（Ｋ３ＡｌＦ６）、ケイ弗化ナトリウム（Ｎａ２ＳｉＦ６）、ケイ弗化カリウム（Ｋ２ＳｉＦ６）、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）、炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）、硝酸カリウム（ＫＮＯ３）、硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３）、硫酸カリウム（Ｋ２ＳＯ４）、硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ４）、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）、カーナリット（ＭｇＫＣｌ）からなる群より選ばれる１種又は２種以上の化合物であることを特徴とする請求項１記載の処理方法。
- 前記回転羽根と前記ガス吹出部とは前記攪拌機の下部に近接して取り付けられ、前記ガス吹出部は気孔率１５〜７５％の平均気孔径１００μｍ以下の多孔質素材を有し、前記ガス吹出部の内側にはガス溜りが形成され、前記ガス溜りの外周をなす前記ガス吹出部の形状が円筒状をなし、前記外周部より非酸化性ガスの気泡を放出させ、前記回転羽根は前記ガス吹出部の上部に接して溶湯の攪拌を抑制し、非酸化性ガスの分散のみを目的とした弱い攪拌力を溶湯に付与することを特徴とする請求項１記載の処理方法。
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Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006136928A (ja) * | 2004-11-12 | 2006-06-01 | Yamaha Motor Co Ltd | 鋳造用アルミニウム合金の酸化物除去方法 |
| JP2008200739A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Japan Metals & Chem Co Ltd | 金属溶湯脱ガス装置用回転部材、およびこの部材を用いて構成される金属溶湯脱ガス装置 |
| JP2010142812A (ja) * | 2008-12-16 | 2010-07-01 | Map Sayama:Kk | アルミニユム搬送用溶湯ポット内表面酸化物排出装置。 |
| WO2012053328A1 (ja) * | 2010-10-22 | 2012-04-26 | 三井金属鉱業株式会社 | 金属溶湯攪拌体用フランジ継手 |
| KR101287558B1 (ko) | 2011-03-07 | 2013-07-19 | (주)디에스리퀴드 | 알루미늄 또는 알루미늄 합금 용탕 내의 마그네슘 불순물 제거용 플럭스 및 이를 이용한 알루미늄 또는 알루미늄 합금 용탕 내의 마그네슘 불순물 제거방법 |
| KR101287560B1 (ko) | 2011-07-21 | 2013-07-19 | (주)디에스리퀴드 | 알루미늄 또는 알루미늄 합금 용탕 내의 칼슘 불순물 제거용 플럭스 및 이를 이용한 알루미늄 또는 알루미늄 합금 용탕 내의 칼슘 불순물 제거방법 |
| CN104046788A (zh) * | 2013-03-15 | 2014-09-17 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 减少铝铸件中旧氧化物的方法 |
| KR101619197B1 (ko) * | 2014-06-19 | 2016-05-10 | 주식회사 트론 | 금속복합재료 형성 장치 |
| KR101754523B1 (ko) * | 2016-02-16 | 2017-07-06 | 알본동우 주식회사 | 스크랩을 활용한 알루미늄-마그네슘계 합금 제조방법 |
| CN108393464A (zh) * | 2018-04-28 | 2018-08-14 | 广东鸿图科技股份有限公司 | 一种压铸用机边保温炉不停机加料装置及方法 |
| CN108823423A (zh) * | 2018-09-05 | 2018-11-16 | 广西玉柴机器股份有限公司 | 一种清除铜液杂质气体的控制系统及方法 |
| CN111733341A (zh) * | 2020-07-07 | 2020-10-02 | 刘占国 | 一种铝合金熔炼装置 |
| JP2021042417A (ja) * | 2019-09-10 | 2021-03-18 | サンコーアルミ株式会社 | アルミニウムの回収方法及び回収装置 |
| JP2021050368A (ja) * | 2019-09-20 | 2021-04-01 | 株式会社Ｍｒｄｃ | アルミニウム合金の溶湯中のリン化アルミニウムクラスター除去方法 |
| KR20210075749A (ko) * | 2019-12-13 | 2021-06-23 | (주)포스코엠텍 | 알루미늄 용탕 투입용 첨가제, 이를 포함하는 용탕 및 용탕 처리 방법 |
| CN113198983A (zh) * | 2021-04-23 | 2021-08-03 | 上海应用技术大学 | 一种介质冷却行星搅拌半固态浆料的制备方法和装置 |
| JP2021130118A (ja) * | 2020-02-19 | 2021-09-09 | トヨタ自動車株式会社 | 半凝固溶湯の製造方法 |
| CN113862500A (zh) * | 2021-09-24 | 2021-12-31 | 湖北华力科技有限公司 | 一种铝型材用熔铸铝棒精炼剂及熔炼工艺 |
| CN115229174A (zh) * | 2022-08-03 | 2022-10-25 | 江苏立中新材料科技有限公司 | 一种铝合金液自动除渣装置 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106270420B (zh) * | 2015-05-14 | 2018-06-15 | 北京有色金属研究总院 | 金属熔体均匀化处理的切割破散装置与方法 |
| WO2016180362A1 (zh) * | 2015-05-14 | 2016-11-17 | 北京有色金属研究总院 | 金属熔体均细化处理的切割破散装置及流变成形方法 |
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-
2002
- 2002-10-22 JP JP2002307231A patent/JP4319387B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006136928A (ja) * | 2004-11-12 | 2006-06-01 | Yamaha Motor Co Ltd | 鋳造用アルミニウム合金の酸化物除去方法 |
| JP4584682B2 (ja) * | 2004-11-12 | 2010-11-24 | ヤマハ発動機株式会社 | 鋳造用アルミニウム合金の酸化物除去方法 |
| JP2008200739A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Japan Metals & Chem Co Ltd | 金属溶湯脱ガス装置用回転部材、およびこの部材を用いて構成される金属溶湯脱ガス装置 |
| JP2010142812A (ja) * | 2008-12-16 | 2010-07-01 | Map Sayama:Kk | アルミニユム搬送用溶湯ポット内表面酸化物排出装置。 |
| WO2012053328A1 (ja) * | 2010-10-22 | 2012-04-26 | 三井金属鉱業株式会社 | 金属溶湯攪拌体用フランジ継手 |
| JP2012086262A (ja) * | 2010-10-22 | 2012-05-10 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 金属溶湯攪拌体用フランジ継手 |
| CN103068501A (zh) * | 2010-10-22 | 2013-04-24 | 三井金属矿业株式会社 | 金属熔液搅拌体用法兰接头 |
| KR101287558B1 (ko) | 2011-03-07 | 2013-07-19 | (주)디에스리퀴드 | 알루미늄 또는 알루미늄 합금 용탕 내의 마그네슘 불순물 제거용 플럭스 및 이를 이용한 알루미늄 또는 알루미늄 합금 용탕 내의 마그네슘 불순물 제거방법 |
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| KR101619197B1 (ko) * | 2014-06-19 | 2016-05-10 | 주식회사 트론 | 금속복합재료 형성 장치 |
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| CN108823423A (zh) * | 2018-09-05 | 2018-11-16 | 广西玉柴机器股份有限公司 | 一种清除铜液杂质气体的控制系统及方法 |
| JP2021042417A (ja) * | 2019-09-10 | 2021-03-18 | サンコーアルミ株式会社 | アルミニウムの回収方法及び回収装置 |
| JP2021050368A (ja) * | 2019-09-20 | 2021-04-01 | 株式会社Ｍｒｄｃ | アルミニウム合金の溶湯中のリン化アルミニウムクラスター除去方法 |
| KR20210075749A (ko) * | 2019-12-13 | 2021-06-23 | (주)포스코엠텍 | 알루미늄 용탕 투입용 첨가제, 이를 포함하는 용탕 및 용탕 처리 방법 |
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| JP2021130118A (ja) * | 2020-02-19 | 2021-09-09 | トヨタ自動車株式会社 | 半凝固溶湯の製造方法 |
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