JP2006176874A - 気泡の放出分散装置ならびに溶湯処理方法および溶湯処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】気泡の放出分散装置は、溶湯(M)中で回転し、内部にガス供給通路(11)を有するシャフト(10)と、前記シャフト(10)の下端に設けられ、前記ガス供給通路(11)に連通するガス吹出口(26)を有する回転子(20)とを備える気泡の放出分散装置において、前記シャフト(10)の外周面または前記回転子(20)の上面に、回転軸に対して傾斜する攪拌翼(12)が突設されていることを特徴とする。
【選択図】 図1A
Description
[5] 前記攪拌翼は、前記シャフトの外周面に接する位置に設けられている前項4に記載の気泡の放出分散装置。
前記撹拌翼は、平板形、流線形、L字形、コ字形のいずれかである前項10または11に記載の気泡の放出分散装置。
〔実施形態1〕
図1Aおよび図1Bに、本発明の気泡の放出分散装置の一実施形態を示す。
図3に示す気泡の放出分散装置(2)は、攪拌翼(31)を回転子(30)に一体に設けたものである。なお、図2において図1Aおよび図1Bと同一符号は同一物を示すものとして説明を省略する。
[高純度アルミニウムの精製方法および製造装置]
図8および図9に、本発明の高純度アルミニウムの製造方法を実施する高純度アルミニウムの製造装置(80)の一例を示すとともに、製造方法について詳述する。
(i) 第1るつぼ(82A)における気泡の放出分散装置(1)、および第2〜第5るつぼ(82B)〜(82E)における回転冷却装置(94)を上昇させて各るつぼ(82A)〜(82E)の上方に待機させる。
(ii)溶解工程
共晶不純物および包晶不純物を含む精製すべきアルミニウム精製用原料で溶解炉(81)で溶解する。要すればホウ素(ホウ素含有合金、ホウ素化合物を含む)を添加し、共に溶解させる。
(iii)不純物分離工程
溶解炉(1)から溶湯を第1るつぼ(82A)に供給する。要すれば、ホウ素(ホウ素含有合金、ホウ素化合物を含む)を添加する。
(iv) 第1るつぼ(82A)において不純物を除去された溶湯は出湯口(10)を介して第2るつぼ(2B)内に供給され、さらに連結樋(83)を介して順次第3るつぼ(82C)、第4るつぼ(82D)および第5るつぼ(82E)内に供給される。
(v)精製工程
第2〜第5るつぼ(82B)〜(82E)内の溶湯量が所定量に達すれば、回転冷却装置(94)の回転軸(93)を下降させて冷却体(94)を溶湯中に浸漬する。次いで、回転軸(93)の冷却流体通路(17)を介して回転冷却体(94)の内部空間(18)に冷却流体を供給してその外周面の温度をアルミニウムの凝固点以下に保持しつつ回転軸(93)および冷却体(94)を回転させる。またこのとき、図示しないヒータにより各るつぼ(92B)〜(92E)内の溶湯をその凝固点を越える温度に加熱保持しておく。これにより、偏析凝固の原理により、冷却体(94)の外周面に溶湯よりも純度の高いアルミニウムが晶出し、高純度アルミニウム塊が形成される。一方、晶出せず共晶不純物等の濃度の高くなった溶湯は溶湯排出樋(85)から排出される。
図10に、本発明のアルミニウム鋳塊の製造方法を実施するアルミニウム鋳塊の製造装置(100)の一例を示すとともに、製造方法について詳述する。
10、35…シャフト
11…ガス供給通路
12、31、40、41、42、45…撹拌翼
20、30、50、60、70…回転子
26…ガス吹出口
80…高純度アルミニウムの製造装置
81…溶解炉
82A…第1るつぼ、処理室(溶湯処理装置)
82B、82C、82D、82E…第2〜第4るつぼ、精製室(精製部)
92…回転冷却装置(精製部)
100…アルミニウム鋳塊の製造装置
101…鋳造部
M…溶湯(液体)
θ…撹拌翼の傾斜角度
W…攪拌翼の幅
L…撹拌翼の長さ
W0…回転子の半径
L0…回転子の高さ
Claims (20)
- 液体中で回転し、内部にガス供給通路を有するシャフトと、前記シャフトの下端に設けられ、前記ガス供給通路に連通するガス吹出口を有する回転子とを備える気泡の放出分散装置において、
前記シャフトの外周面に、回転軸に対して傾斜する攪拌翼が突設されていることを特徴とする気泡の放出分散装置。 - 前記撹拌翼が前記回転子の上面から10〜50mm上方に設けられている請求項1に記載の気泡の放出分散装置。
- 前記攪拌翼はシャフトに対して着脱自在となされている請求項1または2に記載の気泡の放出分散装置。
- 液体中で回転し、内部にガス供給通路を有するシャフトと、前記シャフトの下端に設けられ、前記ガス供給通路に連通するガス吹出口を有する回転子とを備える気泡の放出分散装置において、
前記回転子の上面に、回転軸に対して傾斜する攪拌翼が突設されていることを特徴とする気泡の放出分散装置。 - 前記攪拌翼は、前記シャフトの外周面に接する位置に設けられている請求項4に記載の気泡の放出分散装置。
- 前記攪拌翼は、前記シャフトから離れた位置に設けられている請求項4に記載の気泡の放出分散装置。
- 前記攪拌翼は回転子に対して着脱自在となされている請求項4〜6のいずれか1項に記載の気泡の放出分散装置。
- 前記攪拌翼の傾斜角度は3〜87°である請求項1〜7のいずれかに記載の気泡の放出分散装置。
- 前記撹拌翼の数は2〜6個である請求項1〜8のいずれかに記載の気泡の放出分散装置。
- 前記攪拌翼は板状である請求項1〜9のいずれかに記載の気泡の放出分散装置。
- 前記板状の攪拌翼の大きさは、幅が回転子半径の1/3以上、長さが回転子高さの0.1〜2倍である請求項10に記載の気泡の放出分散装置。
- 前記撹拌翼は、平板形、流線形、L字形、コ字形のいずれかである請求項10または11に記載の気泡の放出分散装置。
- 金属溶湯中に請求項1〜12のいずれか1項に記載された気泡の放出分散装置を浸漬し、シャフトを回転させて溶湯を撹拌するとともに、ガス供給通路に導入した溶湯処理用ガスを回転子のガス吹出口から気泡として放出させ、気泡を溶湯中に分散させることを特徴とする溶湯処理方法。
- 金属溶湯を入れる処理槽と請求項1〜12のいずれか1項に記載された気泡の放出分散装置とを備え、前記気泡の放出分散装置の撹拌翼を含む部分が溶湯中に浸漬した状態に配置されることを特徴とする溶湯処理装置。
- アルミニウム精製用原料を溶解して溶湯とする溶解工程と、前記溶湯を請求項14に記載の溶湯処理装置に導入し、溶湯中に溶湯処理用ガスを分散させて不純物を溶湯表面に浮上させる不純物分離工程と、前記不純物を分離した溶湯から偏析凝固により高純度アルミニウムを晶出させる精製工程とを行うことを特徴とする高純度アルミニウムの製造方法。
- 前記溶解工程または前記溶湯処理装置においてホウ素を添加し、不純物分離工程において、生成された不溶性金属ホウ化物を不純物として浮上させる請求項15に記載の高純度アルミニウムの製造方法。
- アルミニウム精製用原料を溶解する溶解炉と、この溶解炉の後段に配置され、溶湯を導入し、該溶湯中の不純物を浮上させて分離する請求項14に記載の溶湯処理装置と、前記不純物を分離した溶湯を導入し、該溶湯から偏析凝固により高純度アルミニウムを晶出させる精製部とを備えることを特徴とする高純度アルミニウムの製造装置。
- アルミニウム鋳造用原料を溶解して溶湯とする溶解工程と、前記溶湯を請求項14に記載の溶湯処理装置に導入し、溶湯中に溶湯処理用ガスを分散させて不純物を溶湯表面に浮上させる不純物分離工程と、前記不純物を分離した溶湯を所定形状の鋳塊に鋳造する鋳造工程とを含むことを特徴とするアルミニウム鋳塊の製造方法。
- 前記溶解工程または前記溶湯処理装置においてホウ素を添加し、不純物分離工程において、生成された不溶性金属ホウ化物を不純物として浮上させる請求項18に記載のアルミニウム鋳塊の製造方法。
- アルミニウム鋳造用原料を溶解する溶解炉と、この溶解炉の後段に配置され、溶湯を導入し、該溶湯中の不純物を浮上させて分離する請求項14に記載の溶湯処理装置と、この溶湯処理装置の後段に配置され、前記不純物を分離した溶湯を所要形状の鋳塊に鋳造する鋳造部とを備えることを特徴とするアルミニウム鋳塊の製造装置。
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