JP3314993B2 - 溶融金属清浄化装置 - Google Patents
溶融金属清浄化装置Info
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Description
関するもので、特にアルミニウム溶湯の脱ガス及び介在
物除去に用いるインペラ(ローター)に関するものでも
のである。
公報には、窒素、アルゴン等の不活性ガス、あるいは、
これに塩素ガスを混合した不活性ガス(一般に、フラキ
シングガスと呼ばれる)を供給しながら、アルミニウム
やアルミニウム合金溶湯(以下アルミニウム溶湯とい
う)をインペラで撹拌して、アルミニウム溶湯中に浮遊
する水素ガス等のガス抜き、酸化物等の介在物の除去を
行なう清浄化装置について記載されている。上記公知例
に記載された清浄化装置の構造は、図1、図2のようで
あり、aは耐火物で形成された溶湯処理槽、bは入湯
口、cは出湯口、dはアルミニウム溶湯、eは浮上滓の
分離取出室、fは浮上滓、gは溶湯処理槽aの中心部に
設けた耐火物の垂直中空回転軸、hは垂直中空回転軸c
の下端に螺合したインペラである。上記公知例の、イン
ペラhの拡大図は、図3と図4のようであり、前記回転
軸gの下端iのネジ部に下方から螺合するネジ溝を有す
る円筒部jと、該円筒部jの上縁より鍔状に突出する正
円形の水平円盤部kと、該円盤部kの下面側に設けた放
射状の羽根nとから形成されている。図5〜6のもの
は、実開平4−123250号公報に記載されたインペ
ラhで、円筒部jの直径を極端に大にして円盤部kと兼
用にし、円筒部jと円盤部kの下面側は面一水平面と
し、円筒部jと円盤部kの上面側は外側程低くなる傾斜
面とし、円盤部kの外周よりこれをそのまま延長するよ
うに放射状に撹拌羽根pを8本程突出させ、回転軸gか
ら撹拌羽根pの先端まで凹溝mを形成したものである。
も、脱ガス効果の他に、インペラ円筒部jと円盤部kの
ひび割れという課題を有している。例えば、図3、図4
に図示した公知例は、インペラhについては耐火物とだ
け記載されていて、その材質については特に記載されて
いないが、実際はカーボンで作られていたものである。
インペラhをカーボン製とした理由は、700℃を越え
る高温のアルミニウム溶湯中に予熱なしで投入したり、
使用後溶湯中からいきなり引抜いたりしても、熱衝撃に
よるひび割れが生じないようにするためである。しか
し、カーボン製のインペラhは、脱ガス効果を上げる目
的で300rpm 〜800rpm もの高速で回転させると、
必然的に摩耗が著しくまた耐酸化性も弱く短命であり、
交換頻度は高く、頻繁な交換のため作業性も低下し、経
済的にも不利であった。インペラhを高速で回転させて
も、耐摩耗性及び耐酸化性に充分耐えるようにするため
には、カーボン製ではなくセラミック材、例えば窒化珪
素、又はサイアロン系セラミックとしなければならな
い。しかし、インペラhをセラミック製にすると、前記
のように、高温のアルミニウム溶湯に予熱なしで投入し
たり、使用後高温度の溶湯中からいきなり引抜いたりす
ると、円盤部kにひび割れ(図4、図6のsの部分)が
生ずる。このひび割れsは、内側の肉の厚い円筒部jの
部分に発生する。それは、円筒部jの部分は肉厚が大で
あって、熱容量が大きいから加熱冷却のときの膨張収縮
が不均一になり、そのため、円筒部jと周縁部との熱応
力が大きく、熱的スポーリングに対して弱いと考えられ
る。また、図5〜6のインペラhは、基本的には、凹溝
mにより誘導されたガスを凹溝mの終端(外縁)で微細
化するようにしたものであるが、ガス量が適正であれば
微細化されるが、多くなるとガスははみ出して微細化さ
れず、脱ガス効果に問題があった。
溶融金属清浄化装置を得る。
処理室4に設けられフラキシングガス供給通路を兼ねる
垂直中空回転軸13と、前記回転軸13の下方に任意の
手段で固定されるインペラ14とを有し、前記インペラ
14は、円盤部19と、該円盤部19に設けられ前記回
転軸13の放射方向に伸びる複数の羽根20とを持つも
のにおいて、前記円盤部19は同一厚みで正円形の水平
盤とし、前記羽根20は前記円盤部19の中心部近傍を
除いて前記円盤部19の中心側から前記円盤部19の外
周縁21に向けて伸びるように前記円盤部19の下面側
に形成し、前記羽根20の下方突出長さは中心側は長く
前記外周縁21に至るに従い短かくし、前記回転軸13
の下端23には前記フラキシングガスが放出される開口
を形成し、前記下端23は前記円盤部19の中心部を突
抜けて前記円盤部19の下面27と前記羽根20の内方
下端26との間まで下方に突出させて前記溶湯処理室4
内の溶湯金属中に直接浸漬させ、前記回転軸13の前記
下端23と前記羽根20の内端縁24との間にガス溜部
25を形成した溶融金属清浄化装置としたものである。
また、本発明は、前記装置において、前記垂直中空回転
軸13の下部には該回転軸13より僅かに小径の小径部
15を形成して該小径部15の外面にネジ17を刻設
し、前記円盤部19の中心には前記ネジ17に螺合する
ネジ孔18を形成した溶融金属清浄化装置としたもので
ある。
溶湯処理装置は公知例と同一でも差支えなく、図7、8
において、1はアルミニウム溶湯の溶湯処理槽で、耐火
物で形成されている周壁2と底壁3で囲まれた処理室4
と、浮上滓5(スキム)の分離取出室6とを有する。処
理室4にはアルミニウム溶湯等の金属溶湯を供給する入
湯口7と、精製された金属溶湯の出湯口8とを設ける。
溶湯処理室4と分離取出室6との間には処理室4で浮上
した浮上滓5が分離取出室6に流入する流入口9を形成
し、流入口9以外は仕切壁10で仕切る。また、出湯口
8は、浮上滓5が処理室4から出湯口8に流出しないよ
うに、下部に連通口11を形成した仕切壁12で仕切
る。
下に向けてフラキシングガスを通す垂直中空回転軸13
を設け、垂直中空回転軸13の下端部には、インペラ1
4を取付ける。インペラ14は、前記のように、例えば
窒化珪素、又はサイアロン系セラミックにより形成する
とともに、つぎの構成にする。
該回転軸13より僅かに細い小径部15を形成して段部
16を形成し(段部16の代りに膨出部を形成してもよ
い。膨出部を形成するときは小径部でなくともよい)、
小径部15の外面にネジ17を刻設しておき、インペラ
14には前記ネジ17に対し下方から螺合するネジ孔1
8を中心に有する正円形の水平円盤部19を設ける(ネ
ジ螺合でなく、嵌め合せ結合にするときは、モルタル等
で固定する)。ネジ螺合のときは、ネジの方向を回転軸
13の回転方向に対して逆にすると、使用中離脱しな
い。前記円盤部19の下面27側には6〜8枚程度の放
射状の羽根20を形成するが、図3のような円筒部は有
しない。即ち、円盤部19の厚さは下面27に形成した
羽根20を除くと均一であって、その中心には円筒部と
表現されるほど下方に突出した膨出部は形成されず、円
筒部を形成したとしても、極く小さなものにする。その
ため、インペラ14の中心部の熱容量は小さくなり、い
きなり高温のアルミニウム溶湯中に漬けても外周縁と中
心部の熱応力は小さく、熱的スポーリング(熱衝撃)に
対して強い。
6は下方に長く突出させ、円盤部19の外周縁21に至
る程突出長さを短かくして、下縁を上方上りの傾斜縁2
2にする。前記円盤部19は前記段部16に当るまで回
転軸13の下端に螺合して取付ける。このとき、前記フ
ラキシングガスが放出される開口を形成した前記小径部
15の下端23は前記円盤部19を突抜けて溶湯金属中
に浸漬するように円盤部19の下面27より下方に突出
すが、小径部15の下端23は羽根20の内方下端26
を越えず(羽根20よりは出ない)、小径部15の下端
23と羽根20の内端縁24との間にガス溜部25を形
成する。このことより、小径部15の下端23より噴出
したフラキシングガスは溜りやすくなり、気泡が均一に
分散するとともに、直に羽根20の上下中間に臨んで微
細化されるようになる。
直中空回転軸13の上方にはジョイントを介してモータ
ーが設けられており、モーターに通電すると垂直中空回
転軸13は回転し、該回転軸13の回転に伴ない、回転
軸13の下端に螺合したインペラ14は回転する。しか
して、前記回転軸13内を通りインペラ14の中心より
噴出するフラキシングガスは、回転軸13の下端23が
円盤部19を突抜けて、前記下端23は円盤部19の下
面27と羽根20の内方下端26との間に臨むこと、回
転軸13の下端23と羽根20の内端縁24との間にガ
ス溜部25を形成したことから、ガスはガス溜部25に
溜りやすくなり、かつ直に羽根20の上下中間に臨んで
微細化され、アルミニウム溶湯中を上昇し、アルミニウ
ム溶湯中に浮遊する水素ガス等の脱ガスを行なう。ま
た、インペラ14の回転によりアルミニウム溶湯を撹拌
して滓を浮上させ、浮上した浮上滓5を分離取出室6に
集合させて掻き出す。
ス効果を上げる目的で、ガスの気泡を微細化するため
に、300rpm 〜800rpm もの高速で回転させるが、
窒化珪素、又はサイアロン系セラミック等で形成されて
いるので、耐摩耗性及び耐酸化性は充分である。また、
窒化珪素、又はサイアロン系セラミック等で形成されて
いるインペラ14は、700℃を越えるアルミニウム溶
湯中に予熱なしで投入したり、使用後溶湯中からいきな
り引抜いたりする使い方をすると、熱衝撃のため、ひび
割れすることがあるが、本発明のインペラ14は、中空
回転軸13の下端23に正円形で同一厚みの水平円盤部
19を任意の手段で固定してあって、図3〜4のような
円筒部分jを有しないから、インペラ14の中心部は熱
容量が小さくなり、いきなり高温のアルミニウム溶湯中
に投入して漬けても、外周部と中心部との熱応力は小さ
く、熱的スポーリングに対して強いので、ひび割れは生
じにくい。また、実施例の場合は、中空回転軸13の下
部に回転軸13より僅かに小径の小径部15を形成し、
該小径部15の外面にネジ17を刻設し、該ネジ17に
対して水平円盤部19の中心に形成したネジ孔18を螺
合した構成にしてあるが、この構成にするときは、組立
も容易である。
に設けられフラキシングガス供給通路を兼ねる垂直中空
回転軸13と、前記回転軸13の下方に任意の手段で固
定されるインペラ14とを有し、前記インペラ14は、
円盤部19と、該円盤部19に設けられ前記回転軸13
の放射方向に伸びる複数の羽根20とを持つものにおい
て、前記円盤部19は同一厚みで正円形の水平盤とし、
前記羽根20は前記円盤部19の中心部近傍を除いて前
記円盤部19の中心側から前記円盤部19の外周縁21
に向けて伸びるように前記円盤部19の下面側に形成
し、前記羽根20の下方突出長さは中心側は長く前記外
周縁21に至るに従い短かくし、前記回転軸13の下端
23には前記フラキシングガスが放出される開口を形成
し、前記下端23は前記円盤部19の中心部を突抜けて
前記円盤部19の下面27と前記羽根20の内方下端2
6との間まで下方に突出させて前記溶湯処理室4内の溶
湯金属中に直接浸漬させ、前記回転軸13の前記下端2
3と前記羽根20の内端縁24との間にガス溜部25を
形成した溶融金属清浄化装置とし、回転軸13の下端2
3に中心に円筒部は有しない同一厚みの水平円盤部19
を任意の手段で固定したので、水平円盤部19は内外と
も熱容量は略等しく、熱応力は小さくなって熱的スポー
リングに対して強くなり、高温のアルミニウム溶湯に予
熱なしで投入したり使用後高温度のアルミニウム溶湯中
からいきなり引抜いたりしても、ひび割れは発生せず、
また、フラキシングガスは、回転軸13の下端23が円
盤部19の下面27と羽根20の内方下端26との間に
臨むこと、回転軸13の下端23と羽根20の内端縁2
4との間にガス溜部25を形成したことから、ガス溜部
25に溜りやすくなり、かつ直に羽根20の上下中間に
臨んで微細化されるから、脱ガスが良好に行われる。ま
た、本発明は、前記装置において、前記垂直中空回転軸
13の下部には該回転軸13より僅かに小径の小径部1
5を形成して該小径部15の外面にネジ17を刻設し、
前記円盤部19の中心には前記ネジ17に螺合するネジ
孔18を形成した溶融金属清浄化装置としたものである
から、前記効果はそのまま奏する外、取付が一層容易に
なる。
断面図。
断面図。
図。
…浮上滓、6…浮上滓の分離取出室、7…入湯口、8…
出湯口、9…流入口、10…仕切壁、11…連通口、1
2…仕切壁、13…中空回転軸、14…インペラ、15
…小径部、16…段部、17…ネジ、18…ネジ孔、1
9…水平円盤部、20…羽根、21…外周縁、22…傾
斜縁、23…下端、24…内端縁、25…ガス溜部、2
6…内方下端、27…下面。
Claims (2)
- 【請求項1】 溶湯処理室4に設けられフラキシングガ
ス供給通路を兼ねる垂直中空回転軸13と、前記回転軸
13の下方に任意の手段で固定されるインペラ14とを
有し、前記インペラ14は、円盤部19と、該円盤部1
9に設けられ前記回転軸13の放射方向に伸びる複数の
羽根20とを持つものにおいて、前記円盤部19は同一
厚みで正円形の水平盤とし、前記羽根20は前記円盤部
19の中心部近傍を除いて前記円盤部19の中心側から
前記円盤部19の外周縁21に向けて伸びるように前記
円盤部19の下面側に形成し、前記羽根20の下方突出
長さは中心側は長く前記外周縁21に至るに従い短かく
し、前記回転軸13の下端23には前記フラキシングガ
スが放出される開口を形成し、前記下端23は前記円盤
部19の中心部を突抜けて前記円盤部19の下面27と
前記羽根20の内方下端26との間まで下方に突出させ
て前記溶湯処理室4内の溶湯金属中に直接浸漬させ、前
記回転軸13の前記下端23と前記羽根20の内端縁2
4との間にガス溜部25を形成した溶融金属清浄化装
置。 - 【請求項2】 請求項1において、前記垂直中空回転軸
13の下部には該回転軸13より僅かに小径の小径部1
5を形成して該小径部15の外面にネジ17を刻設し、
前記円盤部19の中心には前記ネジ17に螺合するネジ
孔18を形成した溶融金属清浄化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22057493A JP3314993B2 (ja) | 1993-08-12 | 1993-08-12 | 溶融金属清浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22057493A JP3314993B2 (ja) | 1993-08-12 | 1993-08-12 | 溶融金属清浄化装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0754059A JPH0754059A (ja) | 1995-02-28 |
JP3314993B2 true JP3314993B2 (ja) | 2002-08-19 |
Family
ID=16753123
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22057493A Expired - Lifetime JP3314993B2 (ja) | 1993-08-12 | 1993-08-12 | 溶融金属清浄化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3314993B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4839683B2 (ja) * | 2005-06-08 | 2011-12-21 | 日産自動車株式会社 | アルミニウム溶湯脱ガス清浄化装置および脱ガス清浄化方法 |
JP5546282B2 (ja) * | 2010-02-23 | 2014-07-09 | 京セラ株式会社 | 溶湯金属攪拌用回転体およびこれを備えた溶湯金属の脱ガス処理装置 |
CN105436122B (zh) * | 2015-12-08 | 2018-07-20 | 江苏揽山环境科技股份有限公司 | 设有冲洗装置的环形叶片组 |
CN117701984B (zh) * | 2024-02-05 | 2024-05-07 | 山西东方资源发展集团东耀精密材料有限公司 | 一种生产锰铁合金的底吹搅拌装置 |
-
1993
- 1993-08-12 JP JP22057493A patent/JP3314993B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0754059A (ja) | 1995-02-28 |
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