JP4606331B2

JP4606331B2 - 金属溶湯濾過方法

Info

Publication number: JP4606331B2
Application number: JP2006000974A
Authority: JP
Inventors: 才三鶴岡; 哲也梅崎; 満河村
Original assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Mitsui Kinzoku Co Ltd
Priority date: 2006-01-06
Filing date: 2006-01-06
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2017-09-11
Also published as: JP2006176883A

Description

本発明は、金属溶湯濾過方法に関するものである。

従来、金属溶湯濾過装置において、アルミニウム缶をリサイクルして溶湯濾過することは行なわれている。なお、金属溶湯濾過装置において、耐火物で形成されている濾過槽の内部に第一室と第二室を並列状態に設け、前記第一室と第二室内には垂直の入口側側板と垂直の出口側側板と水平の濾過チューブから形成されている第一濾過ユニットを、前記第二室内には垂直の入口側側板と垂直の出口側側板と水平の濾過チューブから形成されている第二濾過ユニットを挿着し、入湯口より入湯した金属溶湯は、第一濾過ユニットと第二濾過ユニットで並列処理するものは、公知であった。

また、耐火物で形成されている濾過槽の内部に入湯口のある第一室と出湯口のある第二室を左右直列状態に設け、前記第一室内には平板状の目の荒い一枚のセラミックフォームを、前記第二室内には垂直の入口側側板と垂直の出口側側板と水平の目の細かいセラミックチューブから形成される第二濾過ユニットとを挿着し、入湯口より入湯した金属溶湯は、平板状の目の荒い一枚のセラミックフォームと第二濾過ユニットで直列処理され、出湯口より出湯する金属溶湯濾過装置は公知である。
特開平６−２２８６６９号公報特開平６−１３６４６０号公報特開昭５７−１４０６１３号公報特開平５−１３８３３９号公報特開平４−３０１０４１号公報特開平７−２１６４６５号公報

前者は、入湯口より入湯した金属溶湯を、第一濾過ユニットと第二濾過ユニットで並列処理するものであり、この金属溶湯濾過装置でアルミニウム缶のリサイクルのような作業をすると、色々な不純物が多量にあるので、短期間で目詰まりし、高価な第一濾過ユニット及び第二濾過ユニットはともに交換しなければならないという不都合があった。

また、後者の平板状の目の荒いセラミックフォームと第二濾過ユニットとを直列処理するようにしたものは、元来、アルミニウムのインゴットの溶湯のように不純物の非常に少ない溶湯で発生するアルミニウム酸化物を除去することを目的としており、アルミニウム缶のリサイクルの場合の如く、いろいろの不純物が多量に存在するものは、円滑に作用しない。即ち、一枚の平板からなるセラミックフォームでは、濾過面積が狭く、たびたび目詰まりして交換しなければならず、セラミックフォームを用いた効果はなかった。そこで、本願は、セラミックフォームにつき、これをチューブにして、濾過面積を確保し、アルミニウム缶のリサイクルのように異物を多く含む場合でも、使用できるようにしたものである。

本発明は、耐火物で形成されている濾過槽内に直列状態であって連通路により連通するように設けた互いに独立した第一室と第二室のうちの第一室に、該第一室の濾過チューブよりも上方の入湯口から金属溶湯を入湯させ、第一室に入湯した金属溶湯は、上下に複数設けた水平方向で軸心が左右方向の三次元網目構造を有するセラミックフォーム多孔体で形成した濾過チューブであり、かつ、前記第二室に設けたセラミックチューブよりも目が粗く入湯口側を入口側側板の凹部に嵌合させて閉塞し第二室側を出口側側板の凹部に嵌合させ出口側壁面に圧着させて開放した濾過チューブにより濾過し、該濾過チューブにより濾過した金属溶湯は、前記濾過チューブの流出口よりも上方の前記第一室の出口側側板と前記第二室の間の縦の壁に設けた連通路から第二室内に流入させ、第二室内に流入した金属溶湯は、前記第二室内であってかつ前記連通路より下方で、前記第一室の底部より低位置とした第二室の底部上に上下に複数設けられ、水平方向で軸心が左右方向のアルミナ質ポーラスチューブで形成したセラミックチューブであり、かつ、第一室内の濾過チューブよりも目が細かく前記連通路より下方にあって、入口側側板の凹部と出口側側板の凹部に夫々嵌合させ、該セラミックチューブの入口側側板側は閉鎖し、セラミックチューブの出口側側板側は開放すると共に、該出口側側板を第二室の出湯口側壁面に圧着させて設けたセラミックチューブにより濾過して直列処理する金属溶湯濾過方法としたものである。
本発明は、前記第一室と第二室とは左右直列状態に並設し、前記第一室には出湯口と相対峙する入湯口から金属溶湯を入湯させ、第一室に入湯した金属溶湯は、第一室内に上下に複数設けた水平方向で軸心が左右方向のポアーサイズを１３ｐｐｉ〜４０ｐｐｉとした第一室内の第一濾過ユニットの濾過チューブにより濾過し、第一濾過ユニットの濾過チューブにより濾過した金属溶湯は、前記濾過チューブの流出口より上方にある前記連通路から第二室内に流入させて、平均気孔径が４００〜１２００μとした軸心が左右方向の第二室内の第二濾過ユニットのセラミックチューブにより濾過し、前記第一室の入湯口から第二室の出湯口まで直列状態に金属溶湯を移動させて直列処理する金属溶湯濾過方法としたものである。
本発明は、前記濾過チューブの流出口より流出させた金属溶湯は、第一室の底部よりも上側にある、第一室と第二室とを隔てる縦の壁の上部に設けた連通路から、前記第一室の底部よりもより下側に底部のある第二室内に流入させ、第二室内に流入させた金属溶湯は、第一室の最も下にある濾過チューブよりも第二室の最も下にあるセラミックスチューブの方がより下方にあり、かつ、第一室の最も上にある濾過チューブよりも第二室の最も下にあるセラミックスチューブの方をより下方にしたセラミックスチューブにより濾過し、前記第一室の入湯口から第二室の出湯口まで直列状態に金属溶湯を移動させて直列処理する金属溶湯濾過方法としたものである。
本発明は、第一室の入湯口から入湯させる金属溶湯の湯面よりも、第一室から第二室に入湯させる金属溶湯の湯面が低くなるようにして第一濾過ユニットの濾過チューブにより濾過し、連通路を通る金属溶湯の湯面よりも第二室の出湯口から出湯する金属溶湯の湯面が低くなるようにし、かつ、第一室の底部から湯面までの垂直方向の距離より、第二室の底部から湯面までの垂直方向の距離を長くして第二濾過ユニットのセラミックチューブにより濾過して直列処理する金属溶湯濾過方法としたものである。

請求項１の発明では、略水平の目の荒い濾過チューブ７により濾過するので、単なる一枚の平板からなるセラミックフォームと異なり、充分確保された濾過面積で濾過でき、アルミニウム缶のリサイクルのように多量の異物を含む金属溶湯でも、目詰まりしない。
請求項２の発明では、第一室では目の荒いセラミックフォームからなる濾過チューブにより多量に存在する大きな不純物が除去され、第二室では目の細かいアルミナ質ポーラスチューブのセラミックチューブで濾過されて直列処理され、高価なセラミックチューブの目詰まりを防止できる。
請求項３の発明では、アルミニウム缶のリサイクルのように多量の異物を含む金属溶湯の濾過でも、円滑に処理できる。特に、第一室２内には垂直の入口側側板５と垂直の出口側側板６と水平の目の荒い濾過チューブ７から形成されている第一濾過ユニット４により濾過するので、単なる一枚の平板からなるセラミックフォームと異なり、充分確保された濾過面積で濾過でき、アルミニウム缶のリサイクルのように多量の異物を含む金属溶湯でも、目詰まりしない。
請求項４の発明では、第一室と第二室でチューブ形状のフィルターの濾過速度を同じにでき、濾過効率を向上させることができる。

本発明の一実施例を図面により説明すると、１は窒化珪素結合の炭化珪素等の耐火物で形成されている濾過槽で、内部には第一室２と第二室３が左右に直列状態に形成される。前記第一室２内には、第一濾過ユニット４が挿入される。第一濾過ユニット４は、炭化珪素質等の耐火物で形成された垂直の入口側側板５と、同様の耐火物で形成された垂直の出口側側板６と、その間に掛け渡した水平のセラミックフォームからなる濾過チューブ７から形成されており、該濾過チューブ７の目は荒く、そのポアーサイズは１３ppi 〜４０ppi としてある。

前記第一濾過ユニット４は第一室２内に挿入され、入口側側板５と濾過槽１の内面との間にくさび８を打込んで出口側側板６を出口側壁面９に圧着させる。前記濾過チューブ７は、入口側側板５と出口側側板６に設けた凹部１０、１１にそれぞれ嵌合させてあり、濾過チューブ７の入口側側板５側は閉鎖され、濾過チューブ７の出口側側板６側は開放しているので、出口側側板６に形成した流出口１２より矢印のように流出し、第二室３内に流入する。１３は連通路である。

前記第二室３内には第二濾過ユニット１４が設けられる。第二濾過ユニット１４も耐火物の垂直の入口側側板１５と垂直の出口側側板１６とその間に掛け渡された複数本のアルミナ質ポーラスチューブで形成されたセラミックチューブ１７から形成される。セラミックチューブ１７はアルミナ質ポーラスチューブで濾過チューブ７に比べて目は細かく、平均気孔径が４００〜１２００μとしてある。前記第二濾過ユニット１４は第二室３内に挿着され、入口側側板１５と第二室３の壁１８の間にくさび１９を打ち込んで出口側側板１６を第二室３の出口側の壁２０に圧着させる。セラミックチューブ１７の両端は入口側側板１５、１６に形成した凹部２１、２２に夫々嵌合する。セラミックチューブ１７の入口側側板１５側は閉鎖され、セラミックチューブ１７の出口側側板１６側は開放しているので第二室３内の溶湯は矢印のように流出路２３に流れる。図中、２４は入湯口、２５は出湯口、２６は蓋、２７はヒーターである。

次に作用を述べる。
蓋２６を外した状態で、第一室２内に第一濾過ユニット４を第二室３内に第二濾過ユニット１４を夫々挿着し、くさび８及びくさび１９を打込んで第一濾過ユニット４の出口側側板６を出口側壁面９に、第二濾過ユニット１４の出口側側板１６を壁２０に夫々圧着させる。ついで、蓋２６を被せヒーター２７に通電し、入湯口２４よりアルミニウム缶をリサイクルした金属溶湯を流入させると第一室２内では目の荒いセラミックフォームからなる濾過チューブ７で濾過されて多量に存在する大きな不純物が除去され、第二室３内では目の細かいアルミナ質ポーラスチューブのセラミックチューブ１７で濾過されて直列処理され、高価なセラミックチューブ１７の目詰まりを防止する。また、前記第一室２内の第一濾過ユニット４は、セラミックフォームからなる濾過チューブ７としてあるので、従前公知の、セラミックフォームからなる濾過板と異なり、濾過面積が広いので、長期間に渡り目詰まりしない。

また、耐火物で形成されている濾過槽１の内部に入湯口２４のある第一室２と出湯口２５のある第二室３を左右直列状態に設け、前記第一室２内には垂直の入口側側板５と垂直の出口側側板６と水平の目の荒い濾過チューブ７から形成されている第一濾過ユニット４を、前記第二室３内には垂直の入口側側板１５と垂直の出口側側板１６と水平の目の細かいセラミックチューブ１７から形成される第二濾過ユニット１４とを挿着し、入湯口２４より入湯した金属溶湯は第一濾過ユニット４と第二濾過ユニット１４で直列処理されて出湯口２５より出湯させて濾過するから、アルミニウム缶のリサイクルのように多量の異物を含む金属溶湯の濾過でも、円滑に処理できる。特に、第一室２内には垂直の入口側側板５と垂直の出口側側板６と水平の目の荒い濾過チューブ７から形成されている第一濾過ユニット４を挿入したので、単なる一枚の平板からなるセラミックフォームと異なり、濾過面積を充分確保でき、アルミニウム缶のリサイクルのように多量の異物を含む金属溶湯でも、目詰まりしない。

また、第一濾過ユニット４の濾過チューブ７はセラミックフォームで形成し、第二濾過ユニット１４のセラミックチューブ１７はアルミナ質ポーラスチューブで形成して金属溶湯の濾過するから、製造が容易で、簡単に濾過が実現できる。

また、第一濾過ユニット４の濾過チューブ７は三次元網目構造を有するセラミックフォーム多孔体で形成し、そのポアーサイズは１３ppi 〜４０ppi として金属溶湯の濾過をするから、アルミニウム缶のリサイクルのように多量の異物を含む金属溶湯の異物除去を良好に行なえる。

また、第二濾過ユニット１４のセラミックチューブ１７はアルミナ等の無機質骨材を無機質結合材で結合させた多孔体で、目の荒さは平均気孔径が４００〜１２００μとして金属溶湯の濾過をするから、アルミニウム缶のリサイクルの金属溶湯の仕上濾過を良好に行なえる。

濾過装置の横断平面図。同縦断側面図。

符号の説明

１…濾過槽、２…第一室、３…第二室、４…第一濾過ユニット、５…入口側側板、６…出口側側板、７…濾過チューブ、８…くさび、９…出口側壁面、１０…凹部、１１…凹部、１２…流出口、１３…連通路、１４…第二濾過ユニット、１５…入口側側板、１６…出口側側板、１７…セラミックチューブ、１８…壁、１９…くさび、２０…壁、２１…凹部、２２…凹部、２３…流出路、２４…入湯口、２５…出湯口、２６…蓋、２７…ヒーター。

Claims

耐火物で形成されている濾過槽内に直列状態であって連通路により連通するように設けた互いに独立した第一室と第二室のうちの第一室に、該第一室の濾過チューブよりも上方の入湯口から金属溶湯を入湯させ、第一室に入湯した金属溶湯は、上下に複数設けた水平方向で軸心が左右方向の三次元網目構造を有するセラミックフォーム多孔体で形成した濾過チューブであり、かつ、前記第二室に設けたセラミックチューブよりも目が粗く入湯口側を入口側側板の凹部に嵌合させて閉塞し第二室側を出口側側板の凹部に嵌合させ出口側壁面に圧着させて開放した濾過チューブにより濾過し、該濾過チューブにより濾過した金属溶湯は、前記濾過チューブの流出口よりも上方の前記第一室の出口側側板と前記第二室の間の縦の壁に設けた連通路から第二室内に流入させ、第二室内に流入した金属溶湯は、前記第二室内であってかつ前記連通路より下方で、前記第一室の底部より低位置とした第二室の底部上に上下に複数設けられ、水平方向で軸心が左右方向のアルミナ質ポーラスチューブで形成したセラミックチューブであり、かつ、第一室内の濾過チューブよりも目が細かく前記連通路より下方にあって、入口側側板の凹部と出口側側板の凹部に夫々嵌合させ、該セラミックチューブの入口側側板側は閉鎖し、セラミックチューブの出口側側板側は開放すると共に、該出口側側板を第二室の出湯口側壁面に圧着させて設けたセラミックチューブにより濾過して直列処理する金属溶湯濾過方法。
請求項１において、前記第一室と第二室とは左右直列状態に並設し、前記第一室には出湯口と相対峙する入湯口から金属溶湯を入湯させ、第一室に入湯した金属溶湯は、第一室内に上下に複数設けた水平方向で軸心が左右方向のポアーサイズを１３ｐｐｉ〜４０ｐｐｉとした第一室内の第一濾過ユニットの濾過チューブにより濾過し、第一濾過ユニットの濾過チューブにより濾過した金属溶湯は、前記濾過チューブの流出口より上方にある前記連通路から第二室内に流入させて、平均気孔径が４００〜１２００μとした軸心が左右方向の第二室内の第二濾過ユニットのセラミックチューブにより濾過し、前記第一室の入湯口から第二室の出湯口まで直列状態に金属溶湯を移動させて直列処理する金属溶湯濾過方法。
請求項１または請求項２において、前記濾過チューブの流出口より流出させた金属溶湯は、第一室の底部よりも上側にある、第一室と第二室とを隔てる縦の壁の上部に設けた連通路から、前記第一室の底部よりもより下側に底部のある第二室内に流入させ、第二室内に流入させた金属溶湯は、第一室の最も下にある濾過チューブよりも第二室の最も下にあるセラミックスチューブの方がより下方にあり、かつ、第一室の最も上にある濾過チューブよりも第二室の最も下にあるセラミックスチューブの方をより下方にしたセラミックスチューブにより濾過し、前記第一室の入湯口から第二室の出湯口まで直列状態に金属溶湯を移動させて直列処理する金属溶湯濾過方法。
請求項２または請求項３において、第一室の入湯口から入湯させる金属溶湯の湯面よりも、第一室から第二室に入湯させる金属溶湯の湯面が低くなるようにして第一濾過ユニットの濾過チューブにより濾過し、連通路を通る金属溶湯の湯面よりも第二室の出湯口から出湯する金属溶湯の湯面が低くなるようにし、かつ、第一室の底部から湯面までの垂直方向の距離より、第二室の底部から湯面までの垂直方向の距離を長くして第二濾過ユニットのセラミックチューブにより濾過して直列処理する金属溶湯濾過方法。