JP4749567B2 - Molten filtration tank - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミニウム溶湯やアルミニウム合金溶湯などの金属溶湯を濾過するための濾過槽の構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、鋳造のために用いられるアルミニウム溶湯やアルミニウム合金溶湯などの金属溶湯中には、溶融過程で種々の由来により非金属介在物などの介在物が混入することが多い。従って、良好な金属鋳造物を製造するためには、鋳造に先立って金属溶湯中の介在物を除去することが必要である。
【0003】
このような目的で、溶湯を一旦濾過槽内に収容し該濾過槽内に配置されたフィルターを通過させることで介在物の除去を図ることが一般的に行われている。フィルターとしては、筒状のセラミック多孔体からなるフィルターを複数配列し固定保持してカートリッジ(フィルターカートリッジ)となしたものが使用されている。
【0004】
図6に、従来の濾過槽の概略断面図を示す。図6において、濾過槽は、本体部2と、該本体部2の上方開口を塞ぐようにして着脱可能に適合せしめられた蓋部4とを有する。本体部2には入湯口12と出湯口14とが設けられている。本体部2には、出湯口14に通ずる連通開口16が形成されており、該連通開口にフィルターカートリッジ18が適合せしめられている。該フィルターカートリッジ18は、複数の筒状フィルター18aと、該複数のフィルター18aの一方端にこれらを取り纏めるように取り付けられた前側板18bと、複数のフィルター18aの他方端にこれらを取り纏めるように取り付けられた後側板18cとを有する。また、後側板18cと本体部2の内壁との間には、フィルターカートリッジ18を保持するためのクサビ19が挿入されている。フィルター18aは、前側板18bと接合された端部が開放されており、後側板18cと接合された端部が閉鎖されている。前側板18bには、各フィルター18aに対応する位置に開口18b1が形成されており、これにより各フィルター18aの開放端と出湯口14とが連通開口16を介して連通している。
【0005】
濾過される溶湯は入湯口12から濾過槽内へと入りフィルター18aの外側から内側へと浸透する際に濾過が行われ介在物が除外される。濾過された溶湯は各フィルター18aの開放端から連通開口16を経て出湯口14から濾過槽を出る。
【0006】
濾過槽内の溶湯がフィルター18aを通らずに連通開口16へと漏れるのを防止するために、前側板18bと連通開口16の形成されている内壁との間にはセラミックファイバーガスケット28が介在せしめられる。ところで、この部分からの溶湯漏れ防止を長期にわたり継続させるためには、この部分の内壁と前側板18bとの間隔を全周均一且つ一定に維持することが肝要である。このため、この連通開口16の形成されるロの字形状の部分を額縁煉瓦と呼ばれる耐熱性環状部材により形成し、該環状部材の前側板18bとの対向面を十分に平滑となし且つ垂直方向に沿うようにしている。従来、以上のような目的を達成するために環状部材の姿勢を一定に維持すべく、環状部材は濾過槽内壁に対して一体化されて(即ち接合材により固着されて)いた。
【0007】
しかしながら、このような従来の濾過槽においては、溶湯濾過を繰り返し行うことで環状部材及びその周囲の耐熱性部材に生ずる熱膨張収縮に基づき、環状部材に次第に歪みが蓄積し損傷が生じて溶湯漏れが発生したり、環状部材に位置ずれが生じ姿勢が変化して前側板18bとの対向面と該前側板18bとの間隔を均一且つ一定に維持できなくなりガスケット28による溶湯漏れ防止ができないようになったりすることがあった。
【0008】
一旦、溶湯漏れ防止機能が損なわれた場合には、環状部材を新規のものと取り替える必要があるが、従来の濾過槽の構造では環状部材が濾過槽本体部2と一体化されているために、環状部材とともにその周囲の相当部分の耐熱性部材をも同時に除去して新たなものを固着する交換作業を行わねばならない。この交換作業は極めて面倒で時間のかかるものであり、その間の濾過作業中断により生産性が著しく低下する。
【0009】
そこで、本発明は、出湯口との連通開口を形成する環状部材の破損や姿勢変化の頻度を低減することができ且つ該環状部材の交換作業が容易な溶湯濾過槽を提供することを目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
入湯口から導入される被濾過溶湯を出湯口と連通せる連通開口に付されたフィルター部材で濾過して濾過済溶湯として前記出湯口から排出する溶湯濾過槽において、
前記フィルター部材は前記連通開口を形成する環状部材に当接せしめられており、該環状部材は槽壁に対しクッション部材を介して適合されていることを特徴とする溶湯濾過槽、
が提供される。
【0011】
本発明の一態様においては、前記クッション部材はセラミックファイバーを含んでなるものである。
【0012】
本発明の一態様においては、前記環状部材と前記槽壁との間には前記クッション部材の前記被濾過溶湯への露出を阻止するようにしてセラミックファイバーモルタルが充填されている。
【0013】
本発明の一態様においては、前記環状部材は前記フィルター部材が当接する側から前記槽壁に対し適合されており、前記環状部材の外周面は前記フィルター部材が当接する側から反対側へと次第に外径寸法が減少するようなテーパー面とされている。本発明の一態様においては、前記テーパー面のテーパー角は2°〜20°である。本発明の一態様においては、前記テーパー面と該テーパー面に対応せる前記槽壁の面との間に介在する前記クッション部材の厚さは5mm〜20mmである。
【0014】
本発明の一態様においては、前記環状部材の前記フィルター部材が当接する側と反対側の端面には環状に第1の凸部または第1の凹部が形成されており、該第1の凸部または第1の凹部に対応して前記槽壁の面には環状に第2の凹部または第2の凸部が形成されている。
【0015】
本発明の一態様においては、前記環状部材の前記フィルター部材が当接する側と反対側の端面及び該端面に対応する前記槽壁の面の間にはセラミックファイバーシートが介在している。
【0016】
本発明の一態様においては、前記環状部材の前記フィルター部材が当接する側の端面は前記槽壁の面より1mm〜5mmだけ突出している。
【0017】
本発明の一態様においては、前記フィルター部材は、筒状のセラミック多孔体からなるフィルターと、その開口せる一方端に取り付けられた側板とを含むものであり、該側板には前記フィルターの一方端に対応して開口が形成されており、該開口は前記連通開口と連通しており、前記側板が前記環状部材に当接している。本発明の一態様においては、前記環状部材と前記側板との間にはセラミックファイバーガスケットが介在している。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【0019】
図1は本発明による溶湯濾過槽の一実施形態の構成を示す概略分解断面図であり、図2はその部分拡大断面図であり、図3は環状部材の正面図である。
【0020】
濾過槽は、本体部2と、該本体部2の上方開口を塞ぐようにして着脱可能に適合せしめられた蓋部4とを有する。本体部2には入湯口12と出湯口14とが設けられている。本体部2には、出湯口14に通ずる連通開口16が形成されており、該連通開口にフィルター部材としてのフィルターカートリッジ18が適合せしめられている。
【0021】
フィルターカートリッジ18は、アルミナ質多孔体などのセラミック多孔体からなる複数の筒状フィルター18aと、該複数のフィルター18aの一方端にこれらを取り纏めるように取り付けられた前側板18bと、複数のフィルター18aの他方端にこれらを取り纏めるように取り付けられた後側板18cとを有する。また、後側板18cと本体部2の内壁との間には、フィルターカートリッジ18を保持するためのクサビ19が挿入されている。前側板18b、後側板18c及びクサビ19は、例えば炭化珪素質耐火物からなる。フィルター18aは、前側板18bと接合された端部が開放されており、後側板18cと接合された端部が閉鎖されている。前側板18bには、各フィルター18aに対応する位置に開口18b1が形成されており、これにより各フィルター18aの開放端と出湯口14とが連通開口16を介して連通している。
【0022】
濾過される溶湯(被濾過溶湯)は入湯口12から濾過槽内へと入りフィルター18aの外側から内側へと浸透する際に濾過が行われ介在物が除外される。濾過された溶湯(濾過済溶湯)は各フィルター18aの開放端から連通開口16を経て出湯口14から濾過槽を出る。
【0023】
本実施形態においては、フィルターカートリッジ18の前側板18bは連通開口16を形成する環状部材20に当接せしめられており、該環状部材20は濾過槽本体部2の槽壁22に対しクッション部材24を介して適合されている。環状部材20は、額縁煉瓦と呼ばれているものであり、例えば炭化珪素質またはアルミナ質の耐火物からなる。また、クッション部材24はセラミックファイバーを含んでなるものである。クッション部材24の厚さT1は、例えば5mm〜20mmである。このクッション部材24としては、バルクファイバーと呼ばれている比較的短繊維の綿状のセラミックファイバー(硬質ファイバー)を用いることができる。これは、耐熱性に優れ、急熱及び急冷に強く、化学的に安定であり、切断や加工が簡単であるという特徴を持つ。バルクファイバーは適宜の厚さに敷きつめて使用する。また、クッション部材24としては、ファイバーブランケットと呼ばれているもの(繊維を積層しニードル加工することにより得られたもの)を用いることもできる。このファイバーブランケットは、特に引っ張り強度が高いという特徴を持つ。ファイバーブランケットは適宜の厚さのものを所定領域の形状に切り出して使用する。更に、クッション部材24としては、ファイバーロープと呼ばれているもの(細長く加工したファイバーブランケットを耐熱性ガラス繊維で被覆してロープ状となしたもの)を用いることもできる。ファイバーロープは所定領域を覆うように並列に敷きつめて使用する。
【0024】
環状部材20は、図2に示されているように、槽壁22に対して一体的に固着されてはおらず、図中矢印Aの向き(即ち、前側板18bが当接する側からその反対側へと向かう向き)に槽壁22に対し適合されている。環状部材20の外周面はテーパー面とされており、図中矢印Aの向きに次第に外径寸法が減少している。このテーパー面のテーパー角θは2°〜20°が好ましい。このテーパー角θが小さ過ぎると環状部材20の交換の際の引き抜き作業が困難になり、テーパー角θが大き過ぎると装着の際に環状部材20が抜け落ちやすくなるという不利がある。
【0025】
環状部材20の前側板18bの当接する側と反対側の端面には環状に凸部20’が形成されており、該凸部20’に対応して槽壁22の面には環状に凹部22’が形成されている。環状部材20の凸部20’が形成されている端面と槽壁22の凹部22’が形成されている面との間には、セラミックファイバーシート26が介在している。セラミックファイバーシート26は、バルクファイバーを紙状に成型したもので、柔軟性があり、耐熱性及びシール性に優れている。セラミックファイバーシート26は、はさみなどで所要の形状に切り出して使用する。セラミックファイバーシート26の厚さT2は、例えば2mm〜10mmである。尚、環状部材20に環状凸部20’を形成する代わりに環状凹部を形成し、槽壁22に環状凹部22’を形成する代わりに環状凸部を形成してもよい。このように環状部材20に環状凸部20’または環状凹部を形成し、これに対応するように槽壁22に環状凹部22’または環状凸部を形成しておくことで、環状部材20と槽壁22との間を介しての溶湯リークを抑制する作用を発揮し得るとともに、環状部材20の所定位置からのずれを防止する作用をも発揮することができる。
【0026】
環状部材20と槽壁22との間には、クッション部材24の被濾過溶湯への露出を阻止するようにして溶湯に対する耐食性の良好なセラミックファイバーモルタル25が充填されている。セラミックファイバーモルタル25は、耐火性ファイバーベースのモルタルであり、耐摩耗性、断熱特性、高強度、低収縮率及び特にアルミニウム合金などの溶湯に対する耐食性が良好であり、ガスバーナーなどにより乾燥させた後の嵩密度が例えば0.80〜0.82g/cm3 であり、これによりアルミニウム合金に対する72時間の耐食性テストで浸透なしの結果が得られる。
【0027】
環状部材20の前側板18bの当接する側の端面は槽壁22の面よりT3例えば1mm〜5mmだけ突出している。そして、この端面と前側板18bとの間には溶湯漏れ防止のためのセラミックファイバーガスケット28が介在している。
【0028】
本実施形態では、従来の溶湯濾過槽とは異なり、環状部材20は、槽壁22に対して固着されてはおらず、クッション部材24を介在させて保持されていて、フィルターカートリッジ18の前側板18bによる矢印Aの向きの押圧力を受けて所定の位置を維持している。このように、環状部材20がクッション部材24を介して槽壁22に対してルーズに取り付けられているために、溶湯濾過の繰り返しにより濾過槽本体部槽壁22に生ずる応力を環状部材20に伝達することなくクッション部材24により吸収緩和することができる。このため、従来の溶湯濾過槽では主として径方向に外側から内側へと向かう圧力により環状部材の破損が生じやすいのであるが、本発明実施形態ではそのような圧力はクッション部材24により吸収されるので溶湯濾過を繰り返しても環状部材20に歪みが蓄積しにくく、かくして環状部材20の損傷や姿勢変化は生じにくくなり、環状部材20の長寿命化及びガスケット28による溶湯漏れ防止作用の長期維持が可能となる。
【0029】
尚、環状部材20の交換の際には、濾過槽内の溶湯を除去した後に、先ず図1に示されているようにクサビ19に形成されている係止孔19aに引き抜き用具を係止して引き抜き、次いで図1及び図4に示されているようにフィルターカートリッジ18を取り外す。次いで、図5に示されているように環状部材20を矢印Aの向きとは逆向きに濾過槽内部の方へと引き出す。その際に、クッション部材24及びセラミックファイバーシート26は、環状部材20とともに除去されるか、または濾過槽本体部槽壁22に付着して残留する。この残留ファイバーは、容易に槽壁22から剥離除去することができる。しかる後に、新たなセラミックファイバーシート26及び新たなクッション部材24を介して新たな環状部材20を装着し、フィルターカートリッジ18を配置する。そして、この所定位置に配置されたフィルターカートリッジ18を所定位置へのクサビ19の介入により固定する。この交換作業は、環状部材20が槽壁22に固着されていないこと及び槽壁22の交換を要しないことの故に、容易であり且つ短時間で完了することができる。従って、溶湯濾過作業中断による生産性の低下は小さい。
【0030】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、環状部材を濾過槽本体部槽壁に対しクッション部材を介してルーズに適合させているので、環状部材の寿命を長期化することができると共に、該環状部材を新たなものと交換する際の作業を容易且つ短期間で行うことができ、環状部材交換のための濾過作業停止期間を短縮することができ、従来の濾過槽に比して生産性を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による溶湯濾過槽の構成を示す概略分解断面図である。
【図2】図1の部分拡大断面図である。
【図3】環状部材の正面図である。
【図4】環状部材の交換作業の説明図である。
【図5】環状部材の交換作業の説明図である。
【図6】従来の溶湯濾過槽の構成を示す概略断面図である。
【符号の説明】
2 濾過槽本体部
4 濾過槽蓋部
12 入湯口
14 出湯口
16 連通開口
18 フィルターカートリッジ
18a 筒状フィルター
18b 前側板
18c 後側板
19 クサビ
19a 係止孔
20 環状部材
20’ 凸部
22 濾過槽本体部槽壁
22’ 凹部
24 クッション部材
25 セラミックファイバーモルタル
26 セラミックファイバーシート
28 セラミックファイバーガスケット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a structure of a filtration tank for filtering molten metal such as molten aluminum or molten aluminum alloy.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
Conventionally, inclusions such as non-metallic inclusions are often mixed in molten metal such as molten aluminum and molten aluminum alloy used for casting due to various origins during the melting process. Therefore, in order to produce a good metal casting, it is necessary to remove inclusions in the molten metal prior to casting.
[0003]
For this purpose, it is generally performed to remove inclusions by temporarily storing the molten metal in a filtration tank and passing the filter through a filter disposed in the filtration tank. As the filter, a cartridge (filter cartridge) is used in which a plurality of filters made of a cylindrical ceramic porous body are arranged and fixedly held.
[0004]
In FIG. 6, the schematic sectional drawing of the conventional filtration tank is shown. In FIG. 6, the filtration tank has a
[0005]
The molten metal to be filtered enters the filtration tank from the
[0006]
In order to prevent the molten metal in the filtration tank from leaking to the communication opening 16 without passing through the
[0007]
However, in such a conventional filtration tank, the melt is gradually accumulated due to the thermal expansion and contraction generated in the annular member and the surrounding heat-resistant member by repeatedly performing molten metal filtration. Or a position shift occurs in the annular member, and the posture changes so that the distance between the surface facing the
[0008]
Once the molten metal leakage prevention function is impaired, it is necessary to replace the annular member with a new one. However, in the conventional filtration tank structure, the annular member is integrated with the filtration tank
[0009]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a molten metal filtration tank that can reduce the frequency of breakage and posture change of an annular member that forms a communication opening with a hot water outlet and can be easily replaced. To do.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, the object as described above is achieved.
In the molten metal filtration tank for filtering the melt to be filtered introduced from the hot water inlet through a filter member attached to the communication opening that communicates with the hot water outlet and discharging it from the hot water outlet as a filtered molten metal,
The molten metal filtration tank, wherein the filter member is abutted against an annular member forming the communication opening, and the annular member is adapted to the tank wall via a cushion member,
Is provided.
[0011]
In one aspect of the present invention, the cushion member comprises a ceramic fiber.
[0012]
In one aspect of the present invention, a ceramic fiber mortar is filled between the annular member and the tank wall so as to prevent the cushion member from being exposed to the molten metal to be filtered.
[0013]
In one aspect of the present invention, the annular member is adapted to the tank wall from the side on which the filter member abuts, and the outer peripheral surface of the annular member gradually increases from the side on which the filter member abuts to the opposite side. The tapered surface reduces the outer diameter. In one aspect of the present invention, the taper angle of the tapered surface is 2 ° to 20 °. In one aspect of the present invention, the thickness of the cushion member interposed between the tapered surface and the surface of the tank wall corresponding to the tapered surface is 5 mm to 20 mm.
[0014]
In one aspect of the present invention, a first convex portion or a first concave portion is formed in an annular shape on the end surface of the annular member opposite to the side on which the filter member abuts, and the first convex portion Or the 2nd recessed part or 2nd convex part is formed in the surface of the said tank wall corresponding to a 1st recessed part cyclically | annularly.
[0015]
In one aspect of the present invention, a ceramic fiber sheet is interposed between the end surface of the annular member opposite to the side on which the filter member abuts and the surface of the tank wall corresponding to the end surface.
[0016]
In one aspect of the present invention, the end surface of the annular member on the side where the filter member abuts protrudes from the surface of the tank wall by 1 mm to 5 mm.
[0017]
In one aspect of the present invention, the filter member includes a filter made of a cylindrical ceramic porous body and a side plate attached to one end that can be opened, and the side plate includes one end of the filter. An opening is formed corresponding to the opening, the opening communicates with the communication opening, and the side plate is in contact with the annular member. In one aspect of the present invention, a ceramic fiber gasket is interposed between the annular member and the side plate.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
FIG. 1 is a schematic exploded sectional view showing a configuration of an embodiment of a molten metal filtration tank according to the present invention, FIG. 2 is a partially enlarged sectional view thereof, and FIG. 3 is a front view of an annular member.
[0020]
The filtration tank has a
[0021]
The
[0022]
The molten metal to be filtered (filtered molten metal) enters the filtration tank from the
[0023]
In the present embodiment, the
[0024]
As shown in FIG. 2, the
[0025]
An annular
[0026]
A space between the
[0027]
The end surface of the
[0028]
In the present embodiment, unlike the conventional molten metal filtration tank, the
[0029]
When the
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the annular member is loosely adapted to the filtration tank main body tank wall via the cushion member, the life of the annular member can be prolonged, and the The work for exchanging the annular member with a new one can be performed easily and in a short period of time, and the period for stopping the filtration work for exchanging the annular member can be shortened, which is more productive than conventional filtration tanks. Can be greatly improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic exploded sectional view showing a configuration of a molten metal filtration tank according to the present invention.
FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view of FIG.
FIG. 3 is a front view of an annular member.
FIG. 4 is an explanatory diagram of an annular member replacement operation.
FIG. 5 is an explanatory diagram of an annular member replacement operation.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a conventional molten metal filtration tank.
[Explanation of symbols]
2 Filtration tank main body part 4 Filtration
Claims (10)
前記溶湯濾過槽の槽壁に環状部材が適合されており、該環状部材は前記出湯口と連通せる連通開口を形成しており、
前記環状部材の外周面と前記槽壁との間にはクッション部材が介在せしめられており、
前記フィルター部材は前記環状部材に適合される側板と該側板に形成された開口に取り付けられたフィルターとを含んでなり、前記側板は前記開口が前記連通開口と連通するようにして前記環状部材に当接しており、
前記環状部材の前記側板が当接する側と反対側の端面には環状に第1の凸部または第1の凹部が形成されており、該第1の凸部または第1の凹部に対応して前記槽壁には環状に第2の凹部または第2の凸部が形成されていることを特徴とする溶湯濾過槽。In the molten metal filtration tank for filtering the melt to be filtered introduced from the hot water inlet through the filter member and discharging it from the hot water outlet as a filtered molten metal,
An annular member is adapted to the tank wall of the molten metal filtration tank, and the annular member forms a communication opening that communicates with the outlet.
A cushion member is interposed between the outer peripheral surface of the annular member and the tank wall ,
The filter member includes a side plate adapted to the annular member and a filter attached to an opening formed in the side plate, and the side plate is attached to the annular member such that the opening communicates with the communication opening. Abut,
A first convex portion or a first concave portion is formed in an annular shape on the end surface of the annular member opposite to the side on which the side plate abuts, and corresponding to the first convex portion or the first concave portion. The molten metal filtration tank, wherein the tank wall is formed with a second concave portion or a second convex portion in an annular shape .
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