JP2010070794A - 溶湯清浄化装置 - Google Patents

溶湯清浄化装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2010070794A
JP2010070794A JP2008238441A JP2008238441A JP2010070794A JP 2010070794 A JP2010070794 A JP 2010070794A JP 2008238441 A JP2008238441 A JP 2008238441A JP 2008238441 A JP2008238441 A JP 2008238441A JP 2010070794 A JP2010070794 A JP 2010070794A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
molten metal
cleaning apparatus
holding
furnace
metal cleaning
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2008238441A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5217828B2 (ja
Inventor
Yukio Kuramasu
幸雄 倉増
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Light Metal Co Ltd
Original Assignee
Nippon Light Metal Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Light Metal Co Ltd filed Critical Nippon Light Metal Co Ltd
Priority to JP2008238441A priority Critical patent/JP5217828B2/ja
Priority to KR1020117008001A priority patent/KR20110051288A/ko
Priority to PCT/JP2009/063028 priority patent/WO2010032550A1/ja
Priority to CN2009801355963A priority patent/CN102149832B/zh
Publication of JP2010070794A publication Critical patent/JP2010070794A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5217828B2 publication Critical patent/JP5217828B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B9/00General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
    • C22B9/05Refining by treating with gases, e.g. gas flushing also refining by means of a material generating gas in situ
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10Supplying or treating molten metal
    • B22D11/11Treating the molten metal
    • B22D11/116Refining the metal
    • B22D11/117Refining the metal by treating with gases
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10Supplying or treating molten metal
    • B22D11/11Treating the molten metal
    • B22D11/116Refining the metal
    • B22D11/118Refining the metal by circulating the metal under, over or around weirs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D43/00Mechanical cleaning, e.g. skimming of molten metals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D45/00Equipment for casting, not otherwise provided for
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B21/00Obtaining aluminium
    • C22B21/06Obtaining aluminium refining
    • C22B21/064Obtaining aluminium refining using inert or reactive gases
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B14/00Crucible or pot furnaces
    • F27B14/08Details peculiar to crucible or pot furnaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D27/00Stirring devices for molten material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/16Introducing a fluid jet or current into the charge

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)

Abstract

【課題】金属溶湯の脱ガス処理や脱滓処理を行って、金属溶湯の清浄度を高め水素ガス量を低く保つとともに、生成された滓をラドル等で汲み上げる可能性の低い溶湯清浄化装置を提供することを課題とする。
【解決手段】金属溶湯Yを保持する汲出し室4(保持室)に用いられる溶湯清浄化装置1であって、金属溶湯Yを内部に流入させる開口部(入口孔)13と外部に流出させる出口孔15とを備え汲出し室4に配置される筒状の処理筒部10と、処理筒部10内の金属溶湯Yに対して脱ガス処理及び脱滓処理の少なくともいずれか一方を行う精製装置20と、を有し、処理筒部10の上端は、汲出し室4内の金属溶湯Yの湯面よりも突出していることを特徴とする。
【選択図】図2

Description

本発明は、金属溶湯内の非金属介在物や水素ガスを除去する溶湯清浄化装置に関する。
アルミニウムのインゴット等を溶解させて製造された金属溶湯は、非金属介在物や水素ガス等を不可避的に含んでしまうという問題がある。このような非金属介在物及び水素ガスが金属溶湯に含まれていると、成形された製品の欠陥の原因となるため好ましくない。したがって、金属溶湯から非金属介在物の分離除去を促進し、水素ガス量を低減するための精製装置、いわゆる脱ガス装置が知られている。
例えば、特許文献1に係る精製装置は、金属溶湯中で回転する回転ローターと、この回転ローターを駆動させる駆動部とを主に備えている。回転ローターの下部には円板状の回転体が備わっており、この回転体の底面に形成された貫通孔から不活性ガスが吹き出るように形成されている。かかる構成により、気泡化した不活性ガスを金属溶湯中に分散させて金属溶湯を攪拌することで、溶存する水素を不活性ガスの気泡中に拡散させつつ、非金属介在物を不活性ガスと金属溶湯の界面に付着させて、滓を湯面に浮上させることができる。これにより、非金属介在物及び水素ガスと金属溶湯とを分離除去することができる。
特開平7−233425号公報
ここで、特許文献1に記載された精製装置を、例えば連続溶解炉の溶解炉に設けて金属溶湯を製造することが考えられる。かかる構成によれば、溶解炉中の金属溶湯を不活性ガスによって処理し、金属溶湯中に溶存する水素を不活性ガスの気泡中に拡散させつつ、非金属介在物を不活性ガスと金属溶湯の界面に付着させて、滓として浮上分離することができる。また、金属溶湯の水素ガス量を低減し、非金属介在物を金属溶湯から分離して清浄度を高めることができる。
一方、連続溶解炉の溶解炉に並設された汲出し室(保持室)においては、金属溶湯をラドル等で頻繁に汲み出すため、湯面には必然的に酸化皮膜等が生成して清浄度が低下する。さらに、汲出し室の容量、構造や大気の湿度にもよるが、処理後の金属溶湯の汲出し室における滞留時間が比較的長い場合には、大気中の水蒸気が金属溶湯の表面と反応して、酸化皮膜が生成するとともに、反応生成物である水素が金属溶湯中に溶存するため、水素ガス量が増加するという問題もあった。
そこで、汲出し室内の金属溶湯の清浄度を高めるため、前記精製装置を汲出し室内に設置して、脱ガス、脱滓処理することも考えられる。しかし、処理に伴って非金属介在物等が浮上し、これらの滓がラドル等によって金属溶湯と一緒に汲み出されてしまい、皮膜巻き込みやハードスポットの原因となる場合もあり、鋳物品質を低下させるという問題があった。また、汲出し室は一般的に、スペースが限られており、通常の精製装置を導入することが困難であった。
そこで、本発明は、汲出し室又は坩堝炉でのラドルの操作を阻害しない小型の溶湯清浄化装置であって、金属溶湯の脱ガス処理や脱滓処理を行って、金属溶湯の清浄度を高め水素ガス量を低く保つとともに、生成された滓をラドル等で汲み上げる可能性の低い溶湯清浄化装置を提供することを課題とする。
このような課題を解決するために本発明は、連続処理炉の金属溶湯を保持する保持室に用いられる溶湯清浄化装置であって、前記金属溶湯を内部に流入させる入口孔と外部に流出させる出口孔とを備え前記保持室に配置される筒状の処理筒部と、前記処理筒部内の前記金属溶湯に対して脱ガス処理及び脱滓処理の少なくともいずれか一方を行う精製装置と、を有し、前記処理筒部の上端は、前記保持室内の金属溶湯の湯面よりも突出していることを特徴とする。また、前記保持室は、前記金属溶湯を外部へ汲み出す汲出し室であることが好ましい。
かかる構成によれば、精製装置によって分離された非金属介在物は、金属溶湯の湯面に浮上して滓となるが、処理筒部の上端が湯面よりも突出しているため処理筒部内にとどまる。これにより保持室において、処理筒部の外部に滓が流出するのを阻止できるため、保持室からラドル等で金属溶湯を汲み出す際に滓が混入することを防止することができる。なお、本明細書において脱滓処理とは、特に断りのない限り、フラックスを使用しない場合の脱ガス処理も含めた広義の脱滓処理を意味する。
また本発明は、金属溶湯を加熱保持する保持炉に用いられる溶湯清浄化装置であって、前記金属溶湯を内部に流入させる入口孔と外部に流出させる出口孔とを備え前記保持炉に配置される筒状の処理筒部と、前記処理筒部内の前記金属溶湯に対して脱ガス処理及び脱滓処理の少なくともいずれか一方を行う精製装置と、を有し、前記処理筒部の上端は、前記保持炉内の金属溶湯の湯面よりも突出していることを特徴とする。また、前記保持炉は、坩堝炉であることが好ましい。
かかる構成によれば、精製装置によって分離された非金属介在物は、金属溶湯の湯面に浮上して滓となるが、処理筒部の上端が湯面よりも突出しているため処理筒部内にとどまる。これにより金属溶湯を加熱保持する保持炉において、処理筒部の外部に滓が流出するのを阻止できるため、保持炉からラドル等で金属溶湯を汲み出す際に滓が混入することを防止することができる。
また、前記入口孔は、前記出口孔よりも下方に形成されていることが好ましい。かかる構成によれば、処理筒部内における金属溶湯の移動距離が大きくなるため、脱ガス、脱滓効率を高めることができる。
また、前記処理筒部の下端に複数の開口部を備え、前記開口部が前記入口孔であることが好ましい。このように、開口部が入口孔を兼ねる場合、処理筒部における金属溶湯の上昇旋回流によって、保持室又は保持炉の汲出し領域の金属溶湯を開口部(入口孔)から再度流入させ、出口孔を通して保持室又は保持炉の汲み出し領域へ戻して循環させることが可能となる。これにより、汲出し領域における金属溶湯の温度低下を防止することが可能となり、金属溶湯の処理筒内での実質的な滞留時間を長くすることで、汲出し領域における金属溶湯の水素ガス量を低減でき、鋳物の内部品質を向上させることができる。
また、前記処理筒部は、底部を有することが好ましい。かかる構成によれば、保持室又は保持炉の底面に金属溶湯及び滓が凝固し、堆積するのを防止することができる。
また、前記出口孔にフィルターが形成されていることが好ましい。かかる構成によれば、処理筒部の外部に非金属介在物が流出するのをより防ぐことができる。
また、前記精製装置は、前記金属溶湯中で回転する回転ローターと、前記回転ローターを駆動させる駆動部と、前記駆動部を支える支持部と、を有することが好ましい。また、前記回転ローターは、前記金属溶湯を攪拌する攪拌部と、前記駆動部の回転を前記攪拌部に伝えるシャフトと、前記攪拌部の下部に形成され不活性ガスを放出する放出孔と、を有することが好ましい。かかる構成によれば、処理筒部内の金属溶湯に含まれる非金属介在物を確実に分離するとともに、水素ガス量を低減することができる。
また、前記精製装置は、前記シャフトを昇降させる昇降手段を備えていることが好ましい。かかる構成によれば、シャフトに取り付けられた攪拌部が金属溶湯内を昇降するため、不活性ガスの分散性を高めることができる。これにより、処理筒部内の金属溶湯に含まれる非金属介在物を確実に分離するとともに、水素ガス量を低減することができる。
本発明に係る溶湯清浄化装置によれば、金属溶湯を保持室又は保持炉からラドル等で汲み出す際に、滓が混入する可能性を低減することができ、鋳物の内部品質及び表面品質を向上させることができる。
また、処理筒部が下端に複数の開口部を備え、開口部が入口孔を兼ねる場合、処理筒部における金属溶湯の上昇旋回流によって、保持室の汲出し領域の金属溶湯を開口部(入口孔)から再度流入させ、出口孔を通して保持室の汲み出し領域へ戻して循環させることが可能となる。これにより、汲出し領域における金属溶湯の温度低下を防止することが可能となり、金属溶湯の処理筒内での実質的な滞留時間を長くすることで、汲出し領域における金属溶湯の水素ガス量を低減でき、鋳物の内部品質を向上させることができる。
[第一実施形態]
本発明の最良の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図1は、第一実施形態に係る溶湯清浄化装置及び連続処理炉を示した斜視図である。図2は、図1のI−I線断面図である。図1及び図2に示すように、第一実施形態においては、溶湯清浄化装置1を連続処理炉2に用いる場合を例にして説明する。
連続処理炉2は、図1及び図2に示すように、例えばアルミニウムのインゴットEを溶解させる溶解炉3と、溶解炉3で溶解された金属溶湯Yを保持する汲出し室4とを有する。溶解炉3は、図示しないバーナーを備えており、720℃〜900℃程度で加熱してアルミニウムのインゴットEを溶解させて金属溶湯Yを生成する。
汲出し室4は、炉壁5を隔てて溶解炉3に並設されており、後記する溶湯清浄化装置1を備えるとともに、清浄された金属溶湯Yを保持する。汲出し室4は、特許請求の範囲の「保持室」に相当する。図2に示すように、溶解炉3の炉壁5の下部には出湯口6が穿設されており、溶解炉3側から汲出し室4側に金属溶湯Yが流入するように形成されている。汲出し室4においては、金属溶湯Yが固まらないように、680℃〜790℃程度で保持することが一般的である。ヒーターなどの加熱手段を汲出し室4に設置して、金属溶湯Yの保持温度を安定化させることが好ましい。
ここで、汲出し室4のうち、処理筒部10の外部の領域を汲出し領域4aとする。汲出し領域4aで保持された金属溶湯Yは、図示しないラドル等によって外部に汲み出され、金型等に鋳込まれる。また、汲出し室4を構成する3つの壁を壁部7,7,7とする。
溶湯清浄化装置1は、図1及び図2に示すように、汲出し室4内に配置されており、溶解炉3で溶製された金属溶湯Yに対して脱ガス処理及び脱滓処理を行って、金属溶湯Yに含まれる非金属介在物を分離除去するとともに水素ガス量を低減させ、処理後の金属溶湯Yを汲出し領域4aに流入させる。
溶湯清浄化装置1は、円筒状を呈する処理筒部10と、処理筒部10に設置された精製装置20とを有する。処理筒部10は、平面視円形を呈する筒状部材であって、平面視円形の筒部11と、筒部11の下端に形成された脚部12,12・・・と、隣り合う脚部12の間に切り欠かれた開口部(入口孔)13,13・・・と、筒部11の上部に穿設された出口孔15と、出口孔15の外側に形成されたフィルター17とを有する。なお、筒部11及び脚部12は、本実施形態ではセラミックで形成されているが、材料を制限するものではない。
筒部11は、平面視円形の中空部を有するように形成されており、炉壁5及び壁部7から所定の間隔で離間して配置されている。筒部11の大きさは特に制限するものではないが、本実施形態では汲出し室4の容量の四分の一程度に形成されている。
筒部11の下端には、所定の間隔をあけて形成された脚部12,12・・・が形成されている。脚部12は、筒部11を安定して配置できるように形成されている。また、隣り合う脚部12,12の間には、複数の開口部13が形成されている。開口部13(入口孔)は、筒部11の外部(汲出し領域4a)の金属溶湯Yを筒部11の内部に流入させるための孔である。
一方、筒部11の側面の上部には、出口孔15が穿設されている。出口孔15は、処理筒部10内の金属溶湯Yを筒部11の外部(汲出し領域4a)へ流出させるための孔である。このように、筒部11に、開口部13及び出口孔15を設けることで、開口部13から筒部11の内部に金属溶湯Yを取り込み、出口孔15から筒部11の外部(汲出し領域4a)へ流出させることができる。これにより、筒部11の内外の金属溶湯Yを循環させることができる。開口部13及び出口孔15の形状及び大きさ等は、特に制限されるものではなく、連続処理炉2の大きさや精製装置20の処理能力に応じて適宜設定すればよい。
また、筒部11の上端は、壁部7の上端と同一平面上に位置するように形成されている。即ち、筒部11の上端は、図2に示すように、金属溶湯Yの湯面よりも上方に突出するように形成されている。
フィルター17は、筒部11の側面に穿設された出口孔15の外側に形成されている。フィルター17は、金属溶湯Y内の非金属介在物、特に比較的サイズの大きい酸化皮膜が汲出し領域4aに流出しないようにするためのろ過装置である。フィルター17の材料は、捕捉される非金属介在物、特に比較的サイズの大きい酸化皮膜を保持しつつ金属溶湯Yを通過させるものであれば特に制限するものではないが、本実施形態では例えばガラスクロスを採用している。フィルター17は、環状の取付部16を介して取り付けられている。
なお、処理筒部10の形状は、あくまで例示であって他の形状であってもよい。例えば、処理筒部10は、平面視角形状に形成してもよい。また、本実施形態では処理筒部10と溶解炉3の炉壁5及び汲出し室4の壁部7とを離間させているが、これらを密着させて配置してもよい。
精製装置20は、図1及び図2に示すように、処理筒部10の上部に設置されており、処理筒部10内の金属溶湯Yに対して脱ガス処理及び脱滓処理を行い金属溶湯Yに内在する非金属介在物を分離除去するとともに水素ガス量を低減させる。本実施形態に係る精製装置20は、金属溶湯Y内で回転する回転ローター21と、回転ローター21を駆動させる駆動部22と、駆動部22を支持する支持部23と、不活性ガスを供給するガス供給部25とを主に有する。精製装置20は、回転ローター21を介して不活性ガスを金属溶湯Y内に供給し、溶湯中に溶存する水素を不活性ガスの気泡中に拡散させつつ、非金属介在物を不活性ガスと金属溶湯Yの界面に付着させて、滓として浮上分離することができる。
回転ローター21は、金属溶湯Y内に埋没されるシャフト31と、シャフト31の下端に形成された攪拌部32と、攪拌部32の底面に形成され不活性ガスを放出する放出口(図示省略)とを有する。本実施形態では、シャフト31及び攪拌部32は一体成形されており、黒鉛又はセラミック製である。
シャフト31は、駆動部22の駆動によって円周方向に回転する。シャフト31の内部には、中空部が形成されており、不活性ガスが攪拌部32側に流入するように形成されている。シャフト31の回転数は、特に制限されるものではないが、本実施形態では300rpmに設定している。
攪拌部32は、略円柱形状を呈しシャフト31の先端に形成されており、下端には所定の間隔をあけて切り欠いて形成された複数の旋回歯32aを備えている。攪拌部32の底面(下部)の中央には不活性ガスを放出する放出口(図示省略)が形成されている。攪拌部32は、下端に旋回歯32aが形成されているため、放出口から放出された不活性ガスを細分化することができるとともに、金属溶湯Yを好適に攪拌することができる。これにより、金属溶湯Yの脱ガス、脱滓処理効率を高めることができる。
なお、攪拌部32は、金属溶湯Yを攪拌できるものであればよく、形状を制限されるものではない。また、攪拌部32に螺旋翼を設けるなどして攪拌効率を上げてもよい。また、放出口の形状、大きさ及び個数等は処理筒部10の大きさ等に応じて適宜設定すればよい。
駆動部22は、回転ローター21を回転させる動力源である。駆動部22は、ジョイント28及び軸受29を介してシャフト31に連結されている。駆動部22は、シャフト31を回転させるモータM1と、モータM1の回転方向及び回転数等を制御するインバータなどの制御部22aとを有している。駆動部22は、筒部11の上部に跨って形成された支持部23に固定されている。
ガス供給部25は、アルゴン、窒素等の不活性ガスを供給するガス供給管であって、不活性ガスが所定の量で回転ローター21側に流入するように設定されている。ガス供給部25は、本実施形態では1〜10L/分で供給されるように設定されている。なお、不活性ガスとして、露点が例えば−60℃以下に管理されているArガスを使用することが望ましい。不活性ガスに水蒸気が含まれていると、不活性ガスが気泡となって金属溶湯Y中に放出された後、金属溶湯Yと気泡中の水蒸気との反応によって気泡の内面に酸化皮膜が生成するとともに反応生成物である水素が金属溶湯Y中に溶解する反応も起こるため、脱ガス効率が低下するおそれがある。
なお、本実施形態では、精製装置20を不活性ガスのみを回転ローター21から放出するように形成したが、これに限定されるものではなく、例えば、フラックス供給装置を並設して、不活性ガス及びフラックスを金属溶湯Y中に拡散させるように構成してもよい。
次に、本実施形態に係る溶湯清浄化装置1の作用及び効果について説明する。
図2に示すように、溶解炉3で溶解された金属溶湯Yは、汲出し室4内に流入するとともに、開口部13を介して処理筒部10内に流入する。処理筒部10内に流入した金属溶湯Yは、処理筒部10の上部に形成された出口孔15に導かれる。
この際、攪拌部32に形成された放出口(図示省略)から不活性ガスが金属溶湯Y内に放出、分散されるため、金属溶湯Y中に溶存する水素を不活性ガスの気泡中に拡散させつつ、非金属介在物を不活性ガスと金属溶湯Yの界面に付着させて、滓として浮上分離させることができる。
ここで、図2に示すように、湯面に浮き上がる滓とは、金属溶湯Y内に内在していた酸化皮膜、非金属介在物等をいう。即ち、不活性ガスの細かい気泡と溶湯界面にも金属溶湯Yに内在していた酸化皮膜、非金属介在物等が付着し、気泡とともに浮上分離される。さらに、金属溶湯Y内の水素などの溶存ガスは、溶湯中よりも化学ポテンシャルの低い気泡中の不活性ガスに拡散することで、気泡中に取り込まれ、溶湯表面に浮上してバブルとして弾け大気中に放出される。
金属溶湯Yの湯面に浮上した滓は、湯面に滞留するものの、筒状の筒部11の先端が湯面よりも上方に突出しているため筒部11の外部に流出することがない。また、仮に、出口孔15から滓が流出したとしても、非金属介在物、特に比較的サイズの大きい酸化皮膜などはフィルター17に捕捉され、汲出し室4の汲出し領域4aへの滓の流出をある程度防止することができる。
また、本実施形態では、開口部13を筒部11の下端に、出口孔15を筒部11の上部にそれぞれ設けているため、処理筒部10内での金属溶湯Yの移動距離が長く、脱ガス、脱滓効率を高めることができる。また、筒部11が下端に複数の開口部13を備え、開口部13が入口孔を兼ねる場合、筒部11における金属溶湯Yの上昇旋回流によって、汲出し室4の汲出し領域4a側の金属溶湯Yを開口部13から再度流入させ、開口部13を通して汲出し室4の汲出し領域4aへ戻して循環させることが可能となる。これにより、汲出し領域4aにおける金属溶湯Yの温度低下を防止することが可能となり、金属溶湯Yの処理筒部10内での実質的な滞留時間を長くすることで、汲出し領域4aにおける金属溶湯Yの水素ガス量を低減でき、鋳物の内部品質を向上させることができる。また、汲出し室4内の金属溶湯Yの流動性を高めることができるため、汲出し室4の底面に金属溶湯Yが凝固、堆積するのを防止することができる。
また、溶湯清浄化装置1は、汲出し室4に配置するだけであるため、溶湯清浄化装置1のみを汲出し室4から容易に出し入れすることができる。これにより、溶湯清浄化装置1のメンテナンスを容易に行うことができる。
[第二実施形態]
次に、本発明の第二実施形態について説明する。図3は、第二実施形態に係る溶湯清浄化装置及び連続処理炉を示した断面図である。第二実施形態に係る溶湯清浄化装置51は、図3に示すように、処理筒部10に底部19が形成されている点及び回転ローター21を昇降させる昇降手段50を備えている点で第一実施形態と相違する。なお、第一実施形態と共通する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
第二実施形態に係る溶湯清浄化装置51は、処理筒部10と、精製装置20とを主に有する。処理筒部10は、平面視円形を呈する筒部11と、筒部11の下端をふさぐ底部19と、筒部11の下部に穿設された入口孔14と、筒部11の上部に穿設された出口孔15と、出口孔15の外側に形成されたフィルター17とを有する。
第二実施形態に係る処理筒部10は、底部19を備えた有底筒状タイプである。入口孔14は、筒部11の下部に穿設されており、金属溶湯Yを筒部11の内部に流入させる。また、出口孔15は、筒部11の上部であって、入口孔14の対向する側面に穿設されている。
精製装置20は、回転ローター21を昇降させる昇降手段50を有する。昇降手段50は、本実施形態では上下に駆動するシリンダからなり、ホルダ50aを介して駆動部22を保持している。
なお、昇降手段50を支持部23に設けて、支持部23が昇降するように形成してもよい。また、昇降手段50は、シリンダに限定されるものではなく、他の形態であっても構わない。
次に、本実施形態に係る溶湯清浄化装置51の作用及び効果について説明する。
図3に示すように、溶湯清浄化装置51によっても第一実施形態と同様の効果を得ることができる。また、処理筒部10には底部19が形成されているため、仮に比重の大きい非金属介在物が沈降したとしても処理筒部10内に止まり、汲出し室4の底面に堆積することがない。これにより、汲出し室4のメンテナンスを軽減することができる。また、入口孔14を底部19よりも上方に形成することにより、入口孔14から金属溶湯Yが流入する際に、底部19に沈降した非金属介在物を舞い上げることがないため、非金属介在物を沈降させておくことができる。
また、本実施形態では、昇降手段50を設けることにより、金属溶湯Y内で回転ローター21が昇降するため、不活性ガスを金属溶湯Y内に効率よく分散させることができる。これにより、金属溶湯Y内の酸化皮膜、非金属介在物などをより効率よく除去し、水素ガス量を効果的に低減することができる。
[第三実施形態]
図4は、第三実施形態に係る溶湯清浄化装置及び坩堝炉を示した断面図である。第一及び第二実施形態では、溶湯清浄化装置を連続処理炉2に設ける場合について説明したが、これに限定されるものではなく、第三実施形態のように坩堝炉82に設けてもよい。
即ち、第三実施形態のように、坩堝炉82において、インゴットの溶解を行うとともに、溶解された金属溶湯Yを保持する保持炉84に溶湯清浄化装置1を設けてもよい。このように、本発明に係る溶湯清浄化装置を設置する対象は、連続処理炉2の汲出し室4に限定されるものではなく、ラドル等で金属溶湯Yを汲み出す際に金属溶湯Yを加熱保持している保持炉82であってもよい。
以上本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨に反しない範囲で適宜変形が可能である。例えば、本実施形態における精製装置は、脱ガス処理及び脱滓処理の両方を行うものを用いたが、少なくともいずれか一方を行う装置を用いてもよい。
第一実施形態に係る溶湯清浄化装置及び連続処理炉を示した斜視図である。 図1のI−I線断面図である。 第二実施形態に係る溶湯清浄化装置及び連続処理炉を示した断面図である。 第三実施形態に係る溶湯清浄化装置及び坩堝炉を示した断面図である。
符号の説明
1 溶湯清浄化装置
2 連続処理炉
3 溶解炉
4 汲出し室(保持室)
4a 汲出し領域
6 出湯口
10 処理筒部
13 開口部(入口孔)
15 出口孔
17 フィルター
19 底部
20 精製装置
21 回転ローター
22 駆動部
23 支持部
25 ガス供給部
31 シャフト
32 攪拌部
Y 金属溶湯

Claims (11)

  1. 連続処理炉の金属溶湯を保持する保持室に用いられる溶湯清浄化装置であって、
    前記金属溶湯を内部に流入させる入口孔と外部に流出させる出口孔とを備え前記保持室に配置される筒状の処理筒部と、
    前記処理筒部内の前記金属溶湯に対して脱ガス処理及び脱滓処理の少なくともいずれか一方を行う精製装置と、を有し、
    前記処理筒部の上端は、前記保持室内の金属溶湯の湯面よりも突出していることを特徴とする溶湯清浄化装置。
  2. 前記保持室は、前記金属溶湯を外部へ汲み出す汲出し室であることを特徴とする請求項1に記載の溶湯清浄化装置。
  3. 金属溶湯を加熱保持する保持炉に用いられる溶湯清浄化装置であって、
    前記金属溶湯を内部に流入させる入口孔と外部に流出させる出口孔とを備え前記保持炉に配置される筒状の処理筒部と、
    前記処理筒部内の前記金属溶湯に対して脱ガス処理及び脱滓処理の少なくともいずれか一方を行う精製装置と、を有し、
    前記処理筒部の上端は、前記保持炉内の金属溶湯の湯面よりも突出していることを特徴とする溶湯清浄化装置。
  4. 前記保持炉は、坩堝炉であることを特徴とする請求項3に記載の溶湯清浄化装置。
  5. 前記入口孔は、前記出口孔よりも下方に形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の溶湯清浄化装置。
  6. 前記処理筒部の下端に複数の開口部を備え、前記開口部が前記入口孔であることを特徴とする請求項5に記載の溶湯清浄化装置。
  7. 前記処理筒部は、底部を有することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の溶湯清浄化装置。
  8. 前記出口孔にフィルターが形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の溶湯清浄化装置。
  9. 前記精製装置は、
    前記金属溶湯中で回転する回転ローターと、
    前記回転ローターを駆動させる駆動部と、
    前記駆動部を支える支持部と、を有することを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の溶湯清浄化装置。
  10. 前記回転ローターは、
    前記金属溶湯を攪拌する攪拌部と、
    前記駆動部の回転を前記攪拌部に伝えるシャフトと、
    前記攪拌部の下部に形成され不活性ガスを放出する放出孔と、を有することを特徴とする請求項9に記載の溶湯清浄化装置。
  11. 前記精製装置は、前記シャフトを昇降させる昇降手段を備えていることを特徴とする請求項10に記載の溶湯清浄化装置。
JP2008238441A 2008-09-17 2008-09-17 溶湯清浄化装置 Expired - Fee Related JP5217828B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008238441A JP5217828B2 (ja) 2008-09-17 2008-09-17 溶湯清浄化装置
KR1020117008001A KR20110051288A (ko) 2008-09-17 2009-07-21 용탕 청정화 장치
PCT/JP2009/063028 WO2010032550A1 (ja) 2008-09-17 2009-07-21 溶湯清浄化装置
CN2009801355963A CN102149832B (zh) 2008-09-17 2009-07-21 熔液净化装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008238441A JP5217828B2 (ja) 2008-09-17 2008-09-17 溶湯清浄化装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010070794A true JP2010070794A (ja) 2010-04-02
JP5217828B2 JP5217828B2 (ja) 2013-06-19

Family

ID=42039392

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008238441A Expired - Fee Related JP5217828B2 (ja) 2008-09-17 2008-09-17 溶湯清浄化装置

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP5217828B2 (ja)
KR (1) KR20110051288A (ja)
CN (1) CN102149832B (ja)
WO (1) WO2010032550A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011118430A1 (ja) 2010-03-25 2011-09-29 日本電気株式会社 情報機器端末
CN102312114A (zh) * 2011-09-28 2012-01-11 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 一种去除真空熔炼合金表面浮渣装置及方法

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201015498D0 (en) 2010-09-16 2010-10-27 Univ Brunel Apparatus and method for liquid metal treatment
GB2529449B (en) 2014-08-20 2016-08-03 Cassinath Zen A device and method for high shear liquid metal treatment
CN104390467B (zh) * 2014-10-20 2016-07-06 何本科 一种冶炼接水滤渣槽
KR102530025B1 (ko) * 2015-12-17 2023-05-04 재단법인 포항산업과학연구원 용융 금속 정련 장치
CN106435233B (zh) * 2016-11-25 2018-03-30 辽宁忠旺集团有限公司 一种小型铝合金熔炼除气除杂装置
KR101890336B1 (ko) * 2016-12-21 2018-08-21 주식회사 포스코 용융 금속 정련 장치
WO2019142277A1 (ja) * 2018-01-17 2019-07-25 株式会社エンケイメタルズ アルミ溶解システム及びその運転方法
JP6937027B2 (ja) * 2018-04-20 2021-09-22 株式会社メイチュー 金属溶解保持炉
WO2021112267A1 (ko) * 2019-12-02 2021-06-10 주식회사 포스코 용융물 교반 장치 및 방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5597436A (en) * 1979-01-20 1980-07-24 Kawasaki Steel Corp Refining of molten metal in ladle
JPH0234731A (ja) * 1988-07-21 1990-02-05 Nittoku Fuaanesu Kk アルミ溶湯の精製装置
JPH10288466A (ja) * 1997-04-11 1998-10-27 Nippon Rutsubo Kk アルミニウム溶湯坩堝
JPH10332272A (ja) * 1997-06-03 1998-12-15 Nippon Rutsubo Kk 坩堝炉を原型とした低融点金属の連続溶解保持装置
JP2002307162A (ja) * 2001-04-09 2002-10-22 Ahresty Corp 金属溶湯用給湯装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101338369B (zh) * 2007-08-30 2010-08-18 北京中机远望科技有限公司 一种高效、节能在线除气装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5597436A (en) * 1979-01-20 1980-07-24 Kawasaki Steel Corp Refining of molten metal in ladle
JPH0234731A (ja) * 1988-07-21 1990-02-05 Nittoku Fuaanesu Kk アルミ溶湯の精製装置
JPH10288466A (ja) * 1997-04-11 1998-10-27 Nippon Rutsubo Kk アルミニウム溶湯坩堝
JPH10332272A (ja) * 1997-06-03 1998-12-15 Nippon Rutsubo Kk 坩堝炉を原型とした低融点金属の連続溶解保持装置
JP2002307162A (ja) * 2001-04-09 2002-10-22 Ahresty Corp 金属溶湯用給湯装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011118430A1 (ja) 2010-03-25 2011-09-29 日本電気株式会社 情報機器端末
CN102312114A (zh) * 2011-09-28 2012-01-11 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 一种去除真空熔炼合金表面浮渣装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102149832B (zh) 2013-11-06
JP5217828B2 (ja) 2013-06-19
WO2010032550A1 (ja) 2010-03-25
KR20110051288A (ko) 2011-05-17
CN102149832A (zh) 2011-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5217828B2 (ja) 溶湯清浄化装置
US11939993B2 (en) Overflow vortex transfer system
US7497988B2 (en) Vortexer apparatus
KR102134809B1 (ko) 용융 금속 스크랩 침강 장치
JP2014526026A (ja) スクラップ沈降システム
JP2006176874A (ja) 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
CN107073564A (zh) 用于高剪切液体金属处理的装置和方法
JP6360011B2 (ja) 溶湯保持炉の溶湯処理システム及び溶湯処理方法
AU747623B2 (en) Injector for gas treatment of molten metals
KR102449671B1 (ko) 스크랩 침지 장치
CN101104888B (zh) 熔融铝精炼设备
JPH07268437A (ja) セラミックフィルタ板による溶融金属中の非金属介在物除去方法および装置
JPS58144438A (ja) アルミニウム溶湯の精製処理方法およびそのための装置
EP4006471A1 (en) Metal melting device, screen plate for melting metal, and method for melting metal
JPH10306330A (ja) 金属溶湯処理用回転式処理ガス拡散装置
JP5318326B2 (ja) ガス吹込みノズル装置およびそれを備えたガス吹込み設備
JP5444677B2 (ja) 溶湯清浄化方法及び溶湯清浄化装置
JP2012515137A (ja) 非混和性液の処理のための装置及び方法
JP2001074375A (ja) 溶融金属保持炉
JP4243711B2 (ja) 坩堝炉
CN210657096U (zh) 一种铝合金熔体净化装置
JP2012233241A (ja) アルミ溶解炉の炉体構造
JP7431167B2 (ja) 溶融金属スクラップ浸漬システム
CN109642581B (zh) 开放出口型熔融金属气体注射泵
WO2022102177A1 (ja) 溶湯混合システム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110105

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121120

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130115

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130205

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130218

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160315

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees