JP4925888B2 - Rotating body for molten metal stirring, and molten metal degassing apparatus using the same - Google Patents
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Description
本発明は、アルミニウムやその合金の溶湯金属中に窒素ガスやアルゴンガスを放出しながら回転して溶湯金属を攪拌することにより、溶湯金属中の水素や非金属酸化物等の不純物を処理する溶湯金属攪拌用回転体およびこれを用いた溶湯金属の脱ガス処理装置に関するものである。 The present invention relates to a molten metal for treating impurities such as hydrogen and non-metal oxides in a molten metal by rotating and stirring the molten metal while releasing nitrogen gas or argon gas into the molten metal of aluminum or an alloy thereof. The present invention relates to a metal stirring rotor and a molten metal degassing apparatus using the same.
近年、地球規模の環境意識の高まりから燃費の向上やCO2排出の削減を図るため、自動車の構成部品の軽量化対策として、アルミニウムやその合金の溶融状態の溶湯を鋳型に流し込んで冷却し、所定の形状とする鋳造方法が採用されている。そして、このような構成部品の軽量化の要求は、さらなる燃費の向上やCO2排出の削減を図るため一層厳しくなっており、これら構成部品を軽量化するためには薄肉化が必要になってきている。
しかしながら、これらの構成部品の材料にアルミニウムやその合金を用いて薄肉化しただけでは機械的強度が不足するため、薄肉化するには構成部品の材料そのものの機械的強度の向上が必要となる。この構成部品の材料そのものの機械的強度の向上には、材質の変更や製造方法の変更などが考えられるが、最も簡単な方法は、構成部品に用いる材料に含まれる不純物の量を減らすことにより、機械的強度をできるだけ材料そのものの理論的強度に近づけることである。
In recent years, in order to improve fuel economy and reduce CO2 emissions due to increasing global environmental awareness, as a measure to reduce the weight of automobile components, molten molten aluminum or its alloys are poured into molds and cooled to a predetermined level. A casting method having the shape is adopted. And the demand for weight reduction of such component parts has become more severe in order to further improve fuel consumption and reduce CO2 emissions, and in order to reduce the weight of these component parts, it has become necessary to reduce the thickness. Yes.
However, since the mechanical strength is insufficient only by thinning the material of these component parts using aluminum or an alloy thereof, it is necessary to improve the mechanical strength of the material of the component parts in order to reduce the thickness. In order to improve the mechanical strength of the material of the component itself, it is conceivable to change the material or the manufacturing method. The simplest method is to reduce the amount of impurities contained in the material used for the component. The mechanical strength should be as close as possible to the theoretical strength of the material itself.
この構成部品に用いる材料に含まれる不純物の量を減らすには、不純物の少ない原材料を用いればよいが、不純物の少ない原材料を用いようとすると、原材料自体の価格が非常に高くなり、構成部品の価格もこれに伴って高くなるという問題があった。 In order to reduce the amount of impurities contained in the material used for this component, a raw material with few impurities may be used.However, if a raw material with few impurities is used, the price of the raw material itself becomes very high, and the component There was a problem that the price increased with this.
このような問題を解決するために、アルミニウムやその合金の溶湯金属内の不純物を処理する目的で、溶湯金属内に処理ガスを吹き込み、攪拌して処理ガスを分散させて、その処理ガスの気泡により不純物を浮上させて分離することによって処理する脱ガス処理装置が用いられている。 In order to solve such a problem, for the purpose of treating impurities in the molten metal of aluminum or its alloy, a treatment gas is blown into the molten metal and stirred to disperse the treatment gas, and the bubbles of the treatment gas The degassing apparatus which processes by floating and separating an impurity is used.
図3は、従来の溶湯金属の脱ガス処理装置の一部を破断して示す正面図である。 FIG. 3 is a front view showing a part of a conventional molten metal degassing apparatus broken away.
図3に示す脱ガス処理装置30は、溶湯金属35を入れる容器34と、溶湯金属35を攪拌するためのシャフト31と、シャフト31の一方の端部に接続されたローター32と、シャフト31の他方の端部にフランジ継手38a,38bを介してボルト39およびナット40で接続された回転軸37と、この回転軸37を回転するための回転駆動機構33とから構成されている。
The
そして、フランジ継手38bは処理ガス(G)を供給するための供給口41と内部にガス供給路41aとを有し、シャフト31はこのガス供給路41aに連通したガス供給路31aを内部に有している。ガス供給路31aはシャフト31の一方の端部に接続されたローター32のガス供給路32aと連通しており、ローター32の放出口42より処理ガス(G)が容器34内の溶湯金属35中に放出される。
The
この脱ガス処理装置30を用いた溶湯金属35中の不純物36の処理方法は、容器34中の溶湯金属35に浸漬したシャフト31およびローター32を、回転駆動機構33の回転駆動により回転させながら、処理ガス(G)を供給口41からガス供給路41a,31a,32aを通じて放出口42から溶湯金属35中に吹き込み、回転によって生じる遠心力により微細化して分散させ、溶湯金属35中の水素や非金属酸化物等の不純物36を気泡に取り込んだり付着させたりして溶湯金属35の表面に集め、効率的に処理する方法である。
The processing method for the
そして、従来このような脱ガス処理装置30に用いられるシャフト31およびローター32の材料として主に炭素が使用されてきたが、溶湯金属35中で不純物36を処理する際に炭素が溶湯金属35によって消耗する量が多いために、近年では炭素に代わりセラミック材料が使用されてきている。しかしながら、一般的にセラミック材料は急激な熱衝撃に弱いという欠点があるために、溶湯金属35に加熱されたガス供給路41a,31a,32aが、供給口41から吹き込まれる処理ガス(G)により急激に冷却されて熱衝撃に耐え切れず破損するという問題があった。
Conventionally, carbon has been mainly used as a material for the
このような問題に対して、特許文献1には、気体供給用の中空部を有する垂直な回転軸(シャフト)と、この回転軸の下端部に固着したローターとからなる溶融金属攪拌用回転体において、これら回転軸およびローターを窒化物系、ほう化物系若しくは炭化物系のセラミック材料によって形成するとともに、回転軸内に断熱材料により中空筒状に形成した気体供給用の吹込管を間隙を介して同軸的に挿通固着した溶融金属攪拌用回転体が開示されている。この溶融金属攪拌用回転体によれば、断熱材料により中空筒状に形成した吹込管を用いるので、吹込管内を流通する低温気体によって回転軸が急冷されるのを防ぎ、回転軸のクラックや破損を未然に防止できるというものである。
しかしながら、特許文献1に開示された溶融金属攪拌用回転体は、回転軸の上端部にあって吹込管と気体供給口が設けられた接続部材との接触部において何ら気体の漏洩防止措置を施されていないことから、接触部の隙間から低温の気体が漏れて吹込管と回転軸との間隙に流入し、回転軸の内面が冷却され、その結果、溶融金属(溶湯金属)によって高温となっている回転軸の外面との熱膨張の差によって、回転軸に大きな熱応力が働いて破損するという問題があった。
However, the rotating body for molten metal stirring disclosed in
また、特許文献1の実施例には、吹込管として固体カーボンを用いて、回転軸の下端部近傍の隙間内に、例えばAl2O3のような耐火材料からなる封止部材をリング状に充填して固着することが記載されている。これによれば、回転軸の下端部付近で隙間に低温の気体が流入するおそれはないものの、回転軸内での吹込管の径方向の固定はこの下端部の封止部材のみで行なわれているために不安定な状態となっている。このような場合、短い吹込管であれば位置ずれを起こすおそれは少ないものの、吹込管の長さは一般的に0.5〜1.5mもあるために、回転による遠心力や装置の振動の影響により吹込管が撓んで回転軸の内面に接触すると、接触時の衝撃により吹込管または回転軸の一部が破損するという問題があった。
Further, in the embodiment of
本発明は、上記課題を解決すべく案出されたものであり、回転の遠心力等によりガス供給管の固定が緩んだり、処理ガスの漏洩によるシャフトの破損を防止することができる溶湯金属攪拌用回転体を提供することを目的とする。また、この溶湯金属攪拌用回転体を用いることによって長期に渡って品質のよい溶湯金属を安定して供給することができる信頼性の高い脱ガス処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been devised to solve the above-mentioned problems. The molten metal agitation is capable of preventing the gas supply pipe from being loosened due to rotational centrifugal force or the like, or preventing the shaft from being damaged due to leakage of the processing gas. An object of the present invention is to provide a rotating body for use. Another object of the present invention is to provide a highly reliable degassing apparatus capable of stably supplying a high-quality molten metal over a long period of time by using this molten metal stirring rotor.
本発明の溶湯金属攪拌用回転体は、一方の端部に溶湯金属を攪拌するローターが取り付けられているとともに、他方の端部に回転駆動機構に接続する連結具が取り付けられたシャフトと、該シャフトの内部に同軸状に配置されたガス供給管とを備え、前記シャフトと前記ガス供給管との間に設けられた隙間の前記ローター側近傍および前記連結具側近傍に
前記シャフトと前記ガス供給管とを固定するシール用固定材がそれぞれ配置されており、該シール用固定材が、繊維質材および多孔質材の少なくとも一方からなり、かつ5〜30%の空隙率を有することを特徴とするものである。
Molten metal agitating rotary member of the present invention, with the rotor for stirring the molten metal is attached to an end portion of the hand, a shaft connector is attached to be connected to a rotary drive mechanism at the other end, and a gas supply pipe arranged in the same axial inside of the shaft, the rotor side and near the side near the coupler gap which is provided between the gas supply pipe and the shaft
Sealing fixing materials for fixing the shaft and the gas supply pipe are respectively disposed. The sealing fixing material is made of at least one of a fibrous material and a porous material, and has a porosity of 5 to 30%. and it is characterized in Rukoto to have a.
さらに、本発明の溶湯金属攪拌用回転体は、上記構成のいずれかにおいて、前記ローター側近傍の前記シール用固定部材と前記連結具側近傍の前記シール用固定材との間に、さらにシール用固定部材が配置されていることを特徴とするものである。
Furthermore, the molten metal stirring rotor according to the present invention may further include a sealing member between the seal fixing member in the vicinity of the rotor side and the seal fixing member in the vicinity of the connector side in any of the above configurations . The fixing member is arranged.
また、本発明の溶湯金属攪拌用回転体は、上記構成のいずれかにおいて、前記ガス供給管がセラミックスからなることを特徴とするものである。 Moreover, the molten metal stirring rotor according to the present invention is characterized in that, in any one of the above-described configurations, the gas supply pipe is made of ceramics.
また、本発明の溶湯金属攪拌用回転体は、上記構成のいずれかにおいて、前記セラミックスがコージェライト,ムライト,ステアタイト,アルミナおよびジルコニアのいずれか1種からなることを特徴とするものである。 Moreover, the rotating body for stirring molten metal according to the present invention is characterized in that, in any of the above-mentioned configurations, the ceramic is made of any one of cordierite, mullite, steatite, alumina, and zirconia.
また、本発明の脱ガス処理装置は、上記いずれかの構成の本発明の溶湯金属攪拌用回転体が、前記連結具を介して前記シャフトの回転駆動機構に接続されて、溶湯金属の容器内に配置されていることを特徴とするものである。 In the degassing apparatus of the present invention, the molten metal stirring rotator of the present invention having any one of the above structures is connected to the rotation drive mechanism of the shaft via the connector, and the molten metal agitator It is characterized by being arranged.
本発明の溶湯金属攪拌用回転体によれば、一方の端部に溶湯金属を攪拌するローターが取り付けられているとともに、他方の端部に回転駆動機構に接続する連結具が取り付けられたシャフトと、シャフトの内部に同軸状に配置されたガス供給管とを備え、シャフトとガス供給管との間に設けられた隙間のローター側近傍および連結具側近傍にシャフトとガス供給管とを固定するシール用固定材がそれぞれ配置されており、シール用固定材が、繊維質材および多孔質材の少なくとも一方からなり、かつ5〜30%の空隙率を有することから、シール用固定材によってガス供給管の両端部を強固に固定し、かつシャフトとガス供給管との間の隙間をシールすることができるため、シャフトの回転による遠心力や、シャフトの熱による膨張や収縮によってもガス供給管の固定が緩みにくく、ガス供給管と連結具やシャフトとの接触部からガス漏れが発生することが少なくなる。また、仮にガス漏れが発生したとしても、シール用固定材がガスの浸入を防ぐ役目を果たすためにガス漏れの影響によるシャフトの破損を防止することができる。また、シール用固定材が、繊維質材および多孔質材の少なくとも一方からなり、5〜30%の空隙率を有することから、シール用固定材の空隙に存在する空気が断熱作用を有することからシャフトからガス供給管への熱伝達を抑制でき、ガス供給管の熱衝撃による破損をより効果的に防止することができる。
According to the molten metal agitating rotary member of the present invention, with the rotor for stirring the molten metal on the end of the hand is attached, a shaft connector is attached to be connected to a rotary drive mechanism at the other end When, and a gas supply pipe arranged in the same axial inside of the shaft, a shaft and a gas supply pipe near the rotor side and near coupler side of the gap formed between the shaft and the gas supply pipe sealing restraints for fixing are arranged respectively, sealing restraints are made from at least one fibrous material and a porous material, and from Rukoto that having a porosity of 5-30%, the fixing seal Since both ends of the gas supply pipe can be firmly fixed by the material and the gap between the shaft and the gas supply pipe can be sealed, it can be caused by centrifugal force due to rotation of the shaft and expansion and contraction due to heat of the shaft. Fixing of the gas supply pipe is not easily loosened even, gas leakage is less likely to occur from the contact portion between the connector and the shaft with the gas supply pipe. Even if a gas leak occurs, the seal fixing material serves to prevent the gas from entering, so that the shaft can be prevented from being damaged due to the gas leak. Moreover, since the fixing material for sealing consists of at least one of a fibrous material and a porous material, and has a porosity of 5 to 30%, air existing in the voids of the fixing material for sealing has a heat insulating action. Heat transfer from the shaft to the gas supply pipe can be suppressed, and damage to the gas supply pipe due to thermal shock can be more effectively prevented.
また、本発明の溶湯金属攪拌用回転体によれば、ローター側近傍のシール用固定部材と連結具側近傍のシール用固定材との間に、さらにシール用固定部材が配置されているときには、ガス供給管の固定を複数箇所で行なえるため、より強固にシャフトの内部に隙間を設けて同軸状に固定することが可能となり、処理ガスがガス供給管と連結具やシャフトとの接触部から漏洩しにくくなるとともに、処理ガス漏洩に対するシール効果を高められる構造にできる。また、長期間の使用によって、1箇所のシール用固定材が劣化したとしても、複数箇所に分けてシール用固定材を配置していれば、他のシール用固定材によりガス供給管の固定とシール効果とを維持することができる。
Further, according to the molten metal stirring rotating body of the present invention, when the sealing fixing member is further disposed between the sealing fixing member near the rotor side and the sealing fixing material near the coupling side , Since the gas supply pipe can be fixed at multiple locations, it is possible to fix the gas supply pipe more firmly and coaxially with a gap inside the shaft, so that the processing gas can be removed from the contact portion between the gas supply pipe and the connector or shaft. It becomes difficult to leak, and a structure capable of enhancing the sealing effect against processing gas leakage can be achieved. Also, even if the seal fixing material at one location deteriorates due to long-term use, the gas supply pipe can be fixed by another seal fixing material as long as the seal fixing material is arranged at multiple locations. The sealing effect can be maintained.
また、本発明の溶湯金属攪拌用回転体によれば、ガス供給管がセラミックスからなるときには、ガス供給管の熱による変形が小さく、ガス供給管の固定の緩みに起因するガス漏れの発生を防止することができる。 Further, according to the molten metal stirring rotor of the present invention, when the gas supply pipe is made of ceramics, the deformation of the gas supply pipe due to heat is small, and the occurrence of gas leakage due to loose fixing of the gas supply pipe is prevented. can do.
また、本発明の溶湯金属攪拌用回転体によれば、セラミックスがコージェライト,ムライト,ステアタイト,アルミナおよびジルコニアのいずれか1種からなるときには、ガス供給管に加わる熱衝撃に対して破損しにくく、かつ変形の問題を防止することができる。 Moreover, according to the rotating body for stirring molten metal according to the present invention, when the ceramic is made of any one of cordierite, mullite, steatite, alumina, and zirconia, it is not easily damaged by the thermal shock applied to the gas supply pipe. And the problem of deformation can be prevented.
また、本発明の溶湯金属の脱ガス処理装置によれば、本発明の溶湯金属攪拌用回転体が、連結具を介してシャフトの回転駆動機構に接続されて、溶湯金属の容器内に配置されていることから、ガス供給管の変形によるガス漏れやガス供給管の破損による部品交換の回数を低減できるので、メンテナンスコストの削減を図れるとともに、長期間にわたって良好な脱ガス処理を実施することができる。 Further, according to the molten metal degassing apparatus of the present invention, the molten metal stirring rotating body of the present invention is connected to the shaft rotation drive mechanism via the coupler, and is disposed in the molten metal container. Therefore, it is possible to reduce the number of parts replacement due to gas leakage due to deformation of the gas supply pipe or damage to the gas supply pipe, so that maintenance costs can be reduced and good degassing treatment can be performed over a long period of time. it can.
以下、本発明の溶湯金属攪拌用回転体およびこれを用いた溶湯金属の脱ガス処理装置の実施の形態の例について説明する。 Hereinafter, the example of embodiment of the rotating body for molten metal stirring of this invention and the degassing apparatus of a molten metal using the same is demonstrated.
図1は、本発明の溶湯金属攪拌用回転体の実施の形態の一例を示す断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of a rotating body for molten metal stirring according to the present invention.
本発明の溶湯金属攪拌用回転体1は、シャフト4と、シャフト4の一方の端部に取り付けられた溶湯金属2を攪拌するローター5と、他方の端部に取り付けられた、回転駆動機構(図示せず)に接続する連結具3と、シャフト4の内部に隙間9を設けて同軸状に配置されたガス供給管7とから構成されている。また、連結具3にはガス供給管7につながったガス供給口6が、シャフト4のローター5側先端の凸部11にはガス供給管7がつながったガス噴出口8が設けられている。
The
この溶湯金属攪拌用回転体1を用いた溶湯金属2中の不純物の処理方法は、図1に示すように容器(図示せず)に入った溶湯金属2に浸漬したシャフト4およびローター5を回転駆動機構により回転させながら、処理ガスをガス供給口6からガス供給管7を通じてガス噴出口8から溶湯金属2中に吹き込み、ローター5の回転によって生じる遠心力により微細化して分散させ、溶湯金属2中の水素や非金属酸化物等の不純物を気泡に取り込んだり付着させたりして溶湯金属2の表面に浮かせて集めることによって効率的に処理する方法である。
The method for treating impurities in the
このような構成の本発明の溶湯金属攪拌用回転体1においては、同軸状に配置されたシャフト4とガス供給管7との隙間9のローター5側近傍および連結具3側近傍にシール用固定材10がそれぞれ配置されている。このように、シャフト4の内部に隙間9を設けて同軸状に配置したガス供給管7がシール用固定材10が埋められて両端部で固定されているため、回転による遠心力で位置ずれすることが極めて少ないものとすることができる。また、溶湯金属2からの加熱や冷却によるシャフト4の膨張や収縮によってもガス供給管7の固定が緩みにくく、連結具3側に位置するシャフト4とガス供給管7との接触部、連結具3とガス供給管7との接触部およびローター5側に位置するシャフト4とガス供給管7との接触部から処理ガスの漏れが発生することが極めて少ないものとすることができる。また、仮にそれらの部位でガス漏れが発生したとしても、シール用固定材10がシール材の役目を果たすためにシャフト4とガス供給管7との隙間9に処理ガスが流入することがなく、ガス漏れの影響によるシャフト4の破損を防止することが可能となる。
In the molten metal agitating
また、シール用固定材10は、繊維質材10aおよび多孔質材10bの少なくとも一方からなり、5〜30%の空隙率を有する。繊維質材10aとしては、例えば市販のセラミックファイバーを使用すればよく、特に焼成炉等の内壁材等として使用される結晶質のジルコニア,アルミナやムライト製の長短繊維を少量のシリカ成分で結合したものを使用すればよい。また、多孔質材10bとしては、例えば、水系あるいは有機系溶媒と、アルミナ,シリカ,ジルコニア,コージェライトおよびムライト等のセラミック粒子と、無機ポリマーとを混合したスラリーを隙間9に流し込み、100〜150℃に加熱し固化させたものを使用すればよい。また、繊維質材10aは固体であるため作業性がよいが、隙間9の形状が複雑なときには対応が困難である。これに対し、多孔質材10bは上記のようにして作製すればよいため複雑形状に対応可能なものの、作製時には液状であるため所望の位置に配置するためにせき止める部材を必要としたり、埋めたい位置よりも上部のシャフト4やガス供給管7に液状の原料が垂れて付着したりするので作業性が悪い。そのため、隙間9の形状やシール用固定材10を配置したい位置によって、いずれの材料を用いるか、また組み合わせるかを選
択することが好ましい。
The
さらに、シール用固定材10の空隙率を5〜30%とすることにより、シール用固定材10が良好な断熱性を有するとともに適度の通気性を有するものとなり、ガス供給管7とシャフト4との熱膨張の差によるガス供給管7の破損や、シャフト4とガス供給管7との隙間9にある空気が熱膨張してシール用固定材10を加圧することによるシール用固定材10の劣化を効果的に防止することができる。
Further, by making the porosity of the sealing
シール用固定材10の空隙率が5%未満では、シール用固定材10の断熱性が不十分となり、高温に加熱されたシャフト4の熱がシール用固定材10を通じてガス供給管7へ伝わりやすくなるので、シール用固定材10が接触しているガス供給管7の外面と低温の処理ガスが流れるガス供給管7の内面との熱膨張の差によって、ガス供給管7に大きな熱応力が働いて破損するおそれがある。また、シャフト4とガス供給管7との隙間9にある空気は、シャフト4が加熱されると温度上昇し、体積膨張する。このため、シール用固定材10に通気性を持たせ、膨張した空気を外部へ排出しなければ、空気の膨張によりシール用固定材10に圧力がかかり劣化してしまうために好ましくないが、空隙率が5%未満では、通気性が不十分となりやすい。他方、空隙率が30%を超えると、ガス供給管7と連結具3やシャフト4との接触部から処理ガスのガス漏れが発生した場合に、シール用固定材10の空隙から低温の処理ガスがシャフト4の中央付近の隙間9に急激に流れ込むようになるため、シャフト4の外面と内面とに温度差が生じて熱膨張差により破損するおそれがあるために好ましくない。
If the porosity of the
なお、シール用固定材10のうち、繊維質材10aについては、ジルコニア,アルミナ,ムライト製の長短繊維を互いに結合させるシリカ成分の添加量を調整することにより、空隙率をコントロールすることが可能である。また、多孔質材10bの空隙率については、溶媒や無機ポリマーの量,セラミック粒子の粒径の調整によってコントロールすることが可能である。また、固体である繊維質材10aよりも多孔質材10bの方が空隙率のコントロールは容易である。
Of the fixing
ここで、繊維質材10aの空隙率の調整方法としては、例えば空隙率10%を得ようとすると、あらかじめ無数の穴のあいた容器内に繊維質材10aの元となるアルミナ繊維からなるセラミックファイバーを充填し、容器ごとアルキメデス法を用いて空隙率を測定する。空隙率が10%よりも低ければ、容器内へさらにセラミックファイバーを充填して空隙率を測定することを空隙率10%となるまで繰り返す。空隙率が10%より高ければ、逆に容器内のセラミックファイバーの充填量を減らして空隙率を測定することを空隙率10%となるまで繰り返す。このようにして容器を含んだ形で空隙率の調整を実施した後、容器からセラミックファイバーを取り出し、空隙率測定の際に付着した水を乾燥して蒸発させた後、このセラミックファイバーを容器の容積で除算して単位体積あたりの充填量を求める。これにより、充填する容積さえ分かればおのずと充填量が算出され、繊維質材10aの空隙率を調整することができる。 Here, as a method for adjusting the porosity of the fibrous material 10a, for example, when trying to obtain a porosity of 10%, a ceramic fiber made of alumina fiber which is the source of the fibrous material 10a in a container with numerous holes in advance. And the porosity is measured using the Archimedes method together with the container. If the porosity is lower than 10%, the container is further filled with ceramic fiber and the porosity is measured until the porosity becomes 10%. If the porosity is higher than 10%, on the contrary, reducing the filling amount of the ceramic fiber in the container and measuring the porosity is repeated until the porosity becomes 10%. After adjusting the porosity in the form including the container in this way, the ceramic fiber is taken out from the container, the water adhering at the time of measuring the porosity is dried and evaporated, and then the ceramic fiber is removed from the container. Divide by volume to obtain the filling amount per unit volume. Thereby, as long as the filling volume is known, the filling amount is calculated, and the porosity of the fibrous material 10a can be adjusted.
また、多孔質材10bの空隙率の調整方法としては、例えば、空隙率10%の多孔質材10bを得ようとすると、0.1〜30μmの範囲内の平均粒径を有するアルミナ原料と溶媒と無機ポリマーを用いてスラリーを作製し、作製したスラリーの一部を容器に入れて乾燥し、この乾燥体の空隙率を測定する。空隙率が10%より低い場合には、用いたアルミナ原料の平均粒径よりも大きな平均粒径のアルミナ原料をスラリーに追加し、空隙率が10%より高い場合には、小さな平均粒径のアルミナ原料をスラリーへ追加した後、スラリーをよく撹拌して追加粒子をスラリー中に分散させる。その後、スラリーの一部を採取して容器に入れて乾燥して空隙率を測定することを空隙率が10%となるまで繰り返すことにより、空隙率が10%の多孔質材10bを得ることができる。 Further, as a method for adjusting the porosity of the porous material 10b, for example, when obtaining the porous material 10b having a porosity of 10%, an alumina raw material having a mean particle size in the range of 0.1 to 30 μm, a solvent, and an inorganic material A slurry is produced using a polymer, a part of the produced slurry is placed in a container and dried, and the porosity of the dried body is measured. When the porosity is lower than 10%, an alumina raw material having an average particle size larger than the average particle size of the used alumina raw material is added to the slurry. When the porosity is higher than 10%, a small average particle size is used. After adding the alumina raw material to the slurry, the slurry is well stirred to disperse the additional particles in the slurry. Thereafter, a part of the slurry is collected, placed in a container, dried, and the porosity is measured until the porosity becomes 10%, thereby obtaining a porous material 10b having a porosity of 10%. it can.
また、シール用固定材10は、シャフト4とガス供給管7との隙間9に環状に複数配置されていることが好ましい。これにより、ガス供給管7をシャフト4の内部に隙間9を設けて同軸状に、より強固に固定してシール効果を維持させることができる。例えば図1に示す例では、連結具3側近傍の隙間9に環状の繊維質材10aおよび環状の多孔質材10bの2つのシール用固定材10を配置したシール用固定材10が埋められているので、一方のシール用固定材10(繊維質材10aまたは多孔質材10b)が劣化したとしても他方のシール用固定材10によりガス供給管7の固定とシール効果を維持することができる。また、この例ではローター5側近傍の隙間9に埋められている繊維質材10aのシール用固定材10と合わせて合計3箇所でガス供給管7を固定できることから、シャフト4に対してより強固にガス供給管7を固定することができる。なお、隙間9への繊維質材10aおよび多孔質材10bの配置は、この例のような配置に限らず様々な配置を実施することが可能である。
Further, it is preferable that a plurality of sealing fixing
図2は、本発明の溶湯金属攪拌用回転体の実施の形態の他の例を示す断面図である。図2において、図1と同様のものには同じ参照符号を付している。 FIG. 2 is a cross-sectional view showing another example of the embodiment of the molten metal stirring rotor of the present invention. 2, the same reference numerals are assigned to the same components as those in FIG.
このように、シール用固定材10をローター5側近傍および連結具3側近傍の隙間9にそれぞれ環状の繊維質材10a,多孔質材10b,繊維質材10aという組み合わせで計6箇所に配置してシール用固定材10を配置した構成としたことにより、ガス供給管7をシャフト4の内部に隙間9を設けて同軸状により強固に固定することができるとともに、良好なシール効果を維持させることができる。しかしながら、シール用固定材10による固定箇所があまりにも多いと、シール用固定材10がシャフト4から熱を受けるため加熱されて高温となり、シール用固定材10と接触しているガス供給管7の外面と低温の処理ガスが流れるガス供給管7の内面との熱膨張の差によって、ガス供給管7に大きな熱応力が働いて破損することが考えられる。また、隙間9が減少するとシャフト4とガス供給管7との間の空気による断熱効果が薄れることから、シャフト4とガス供給管7との隙間9におけるシール用固定材10の占有する体積率は45%以下程度に抑えることが好ましい。
In this way, the
このような繊維質材10aおよび多孔質材10bの複数のシール用固定材10の配置を実施する方法としては、例えば、まずローター5側近傍に相当するガス供給管7に繊維質材10aを貼り付けてシャフト4内に挿入する。その後、多孔質材10bとなるスラリーを隙間9に流し込み、ドライヤー等のスポット式熱風乾燥機を用いて100〜150℃に加熱してスラリー中の溶媒を蒸発させる。次に、隙間9より細い棒状治具を用いて繊維質材10aを押し込むことによって、ローター5側近傍に複数のシール用固定材10を配置することができる。さらに、連結具3側近傍についても、同様の手順で複数のシール用固定材10を配置することができる。
As a method of arranging the plurality of sealing fixing
ここで、溶湯金属攪拌用回転体1のシャフト4,ローター5の材質としては、窒化珪素,炭化珪素,ジルコニア,コージェライトあるいはそれらの複合体も適用可能であるが、機械的特性や耐熱衝撃性等の磁器特性とアルミニウムやアルミニウム合金等からなる溶湯金属2に対する濡れ性とを考慮すると、主に窒化珪素質焼結体から構成されることが好ましい。
Here, as a material of the
また、連結具3については、処理ガスに通常はアルゴン等の不活性ガスが用いられており、腐食性のものではないため、シャフト4,ローター5およびガス供給管7の荷重を支え、回転駆動機構との連結を維持することが可能な機械的特性を有すれば金属でもセラミックスでも適用可能であるが、コスト面を考慮するとステンレス鋼や炭素工具鋼等の金属製のものを使用することが好ましい。
In addition, since the
さらに、ガス供給管7については、溶湯金属攪拌用回転体1を溶湯金属2中に浸漬した際に、ガス供給管7自体の温度も300℃程度まで上昇するため、熱膨張による変形の小さいセラミックスであることが好ましい。これは、金属のように熱膨張による変形が大きいと、シャフト4と連結具3との接合部に応力がかかり、破損するおそれがあるからである。ガス供給管7をセラミックス製とする場合に適用可能なセラミックスとしては、コージェライト,ムライト,ステアタイト,アルミナおよびジルコニアであり、これらのいずれか1種からなることが好ましい。これらはいずれも熱膨張係数が金属と比較して半分以下と低く、耐熱衝撃性にも優れており、中でもコージェライトとムライトについては、熱膨張係数が5×10−6/℃以下と特に低く、温度上昇による変形が小さいため、ガス供給管7用の材質として適している。
Further, regarding the
次に、本発明の溶湯金属攪拌用回転体の製造方法の一例を説明する。 Next, an example of the manufacturing method of the rotating body for a molten metal stirring of this invention is demonstrated.
まず、窒化珪素質焼結体製のシャフト4およびローター5の作製を実施する。市販の平均粒径0.5〜10μmの窒化珪素1次原料と、所定量の焼結助剤とバインダと溶媒とを混合してスラリーとした後、スプレードライヤーにより噴霧造粒して2次原料を得る。そして、この2次原料を用いて静水圧プレス成形法(ラバープレス)により、シャフト4となる円筒状の成形体と、ローター5となる円板状の成形体とを成形する。その後、この成形体を必要に応じて切削加工を施した後、還元雰囲気炉中で1800〜2100℃の温度で焼成し、必要に応じて研削加工を施して、窒化珪素質焼結体からなるシャフト4およびローター5を得る。
First, the
次に、ガス供給管7を作製する。市販の平均粒径0.5〜10μmの合成コージェライトと、所定量のバインダと溶媒とを混合してスラリーとした後、スプレードライヤーにより噴霧造粒してコージェライト2次原料を得る。そして、この2次原料を用いて静水圧プレス成形法(ラバープレス)により、ガス供給管7となる円筒状の成形体を成形する。その後、この成形体を必要に応じて切削加工を施した後、大気雰囲気炉中で1300〜1450℃の温度で焼成し、必要に応じて研削加工を施して、コージェライト質焼結体からなるガス供給管7を得る。
Next, the
なお、ガス供給管7の作製については、一例としてコージェライト質焼結体を述べたが、他にムライト,ステアタイト,アルミナおよびジルコニアについても、用いる原料と焼成温度以外は上述と同様の製造方法を適用可能である。焼成温度については、ムライト,ステアタイトは1300〜1500℃、アルミナ,ジルコニアは1500〜1700℃である。
For the production of the
また、連結具3の作製については、ステンレス鋼のインゴットを用いて所定形状に研削加工を施し、連結具3を得る。
Moreover, about manufacture of the
さらに、シール用固定材10である多孔質材10bの元となるスラリーの作製を行なう。イソプロピルアルコール,アセトンやトルエン等の有機系溶媒と平均粒径0.1〜30μmのアルミナ粒子とバインダと無機ポリマーとを小型のボールミルを用いて混合した後、排出して密閉容器に保管しておく。なお、スラリー乾燥後に10%の空隙率となるよう、あらかじめ溶媒や無機ポリマーの量,セラミック粒子の粒径を調整しておく。また、繊維質材10aについては、市販のアルミナ繊維からなるセラミックファイバーを用いて、あらかじめ充填する隙間9に空隙率10%となる充填量を算出しておく。
Further, a slurry that is a base of the porous material 10b that is the
次に、本発明の溶湯金属攪拌用回転体1の組立として図1の例で説明する。まず、シャフト4の一方の先端の凸部11とローター5の中心部に設けられた凹部とをねじで締結する。しかる後、ガス供給管7をシャフト4の内部に挿入する。このとき、ローター5側近傍の隙間9にシール用固定材10として配置するアルミナ繊維からなる空隙率10%のセラミックファイバーの繊維質材10aをガス供給管7の外面の所定位置に樹脂製のテープを用いて貼り付けた状態で挿入する。これにより、ガス供給管7を挿入する際にガス供給管7の外面とシャフト4の内面との間で生じる摩擦によってローター5側近傍に配置する繊維質材10aの位置がずれることを防止する。
Next, the assembly of the molten
次に、連結具3側近傍のシール用固定材10として、隙間9より細い棒状の治具を用いて繊維質材10aを環状に配置する。さらにこの繊維質材10aを押し込んでできた連結具3側の隙間9に、あらかじめ作製して密閉容器に保管しておいた多孔質材10bとなるスラリーを隙間9に流し込み、ドライヤー等のスポット式熱風乾燥機を用いて100〜150℃に加熱してスラリー中の溶媒を蒸発させて空隙率10%の環状の多孔質材10bを生成する。なお、このスラリーは、粘度調整をすることにより、繊維質材10aが堰となり、ローター5側に垂れたりすることはない。そして、シャフト4の他方の端部に連結具3をボルトで取り付けて組み立て完了となり、図1に示す本発明の溶湯金属攪拌用回転体1を得ることができる。
Then, as the
このようにして製造された本発明の溶湯金属攪拌用回転体1は、一方の端部に溶湯金属2を攪拌するローター5が取り付けられているとともに、他方の端部に回転駆動機構に接続する連結具3が取り付けられたシャフト4と、シャフト4の内部に同軸状に配置されたガス供給管7とを備え、シャフト4とガス供給管7との間に設けられた隙間9のローター5側近傍および連結具3側近傍にシャフトとガス供給管とを固定するシール用固定材10がそれぞれ配置されているので、ガス供給管7の両端部を強固に固定し、かつシャフト4とガス供給管7との間の隙間9をシールすることができるため、シャフト4の回転による遠心力や、シャフト4の熱による膨張や収縮によってもガス供給管7の固定が緩みにくく、ガス供給管7と連結具3やシャフト4との接触部から処理ガスのガス漏れが発生することが極めて少なくなる。また、仮にガス漏れが発生したとしても、シール用固定材10が処理ガスの浸入を防ぐ役目を果たすために、ガス漏れの影響によるシャフト4の破損を防止することができる。
Molten metal agitating
また、シール用固定材10が繊維質材10aおよび多孔質材10bの少なくとも一方からなり、5〜30%の空隙率を有するときには、ガス供給管7を固定しつつ、シール用固定材10の空隙に存在する空気が断熱作用を有することから、シャフト4からガス供給管7への熱伝達を抑制でき、ガス供給管7の熱衝撃による破損を防止することができる。
When the
また、前記ローター側近傍のシール用固定部材10と連結具側近傍のシール用固定材10との間に、さらにシール用固定部材が配置されているときには、ガス供給管7の固定を複数箇所で行なえるため、より強固にシャフト4の内部にガス供給管7を隙間9を設けて同軸状に固定することができ、処理ガスがガス供給管7と連結具3やシャフト4との接触部から漏洩しにくくなるとともに、処理ガスのガス漏洩に対するシール効果を高められる構造とすることができる。また、長期間の使用によって、1箇所のシール用固定材10が劣化したとしても、複数箇所に分けてシール用固定材10を配置していれば、他のシール用固定材10により、ガス供給管7の固定とシール効果を維持することができる。
When a sealing fixing member is further arranged between the sealing
また、ガス供給管7が熱膨張係数の小さいコージェライト質焼結体からなるので、熱による変形が小さく、ガス供給管7の固定の緩みに起因するガス漏れの発生を防止することができる。
In addition, since the
さらに、本発明の溶湯金属攪拌用回転体1を用いた本発明の溶湯金属の脱ガス処理装置は、溶湯金属攪拌用回転体1が長期間の回転に耐え、処理ガスのガス漏洩による破損がないことから、品質のよい溶湯金属2を安定して供給することができる信頼性の高い脱ガス処理装置とすることができる。
Furthermore, in the molten metal degassing apparatus of the present invention using the molten
以上、本発明の実施の形態の例について説明したが、本発明の溶湯金属攪拌用回転体1は、上述の内容に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲内であれば種々変更してもよいことは言うまでもない。例えばシャフト4とガス供給管7との間に円筒管を配置するなど更に多重構造となるようにすれば、処理ガスがシャフト4内にさらに漏洩しにくくなり、例え漏洩したとしても、追加した円筒管が漏洩を防止するのでシャフト4の一部が破損することがないものとできる。
As mentioned above, although the example of embodiment of this invention was demonstrated, the
以下に本発明の実施例を示す。 Examples of the present invention are shown below.
図1に示す本発明の溶湯金属攪拌用回転体1の製造を実施した。まず、窒化珪素質焼結体からなるシャフト4,ローター5を作製した。市販の平均粒径1μmの窒化珪素1次原料とバインダと溶媒とを加えスラリーとした後、スプレードライヤーにて噴霧造粒し2次原料を得た。そして、この2次原料を用いて静水圧プレス成形法(ラバープレス)によりシャフト4となる円筒状の成形体とローター5となる円板状の成形体とを成形した。その後、切削加工を施し、一方の端部に凸部11を有する円筒状のシャフト4と中央に凹部を有する円板状のローター5とを得た。次に、これらのシャフト4とローター5とを還元雰囲気炉に入炉して1950℃の最高温度にて焼成して焼結体を得た。焼成後、さらに焼結体の表面に研削加工を施すことにより、外径が65mm,内径が40mm,長さが970mmで一方の端部に凸部11を有する円筒状のシャフト4と、外径が250mm,厚さが30mmで中央部に凹部を有する円板状のローター5とを得た。なお、ローター5の底面には、処理ガスを溶湯金属2内へ分散するための深さが15mmの放射状の分散溝を設けた。また、シャフト4の一方の端部の凸部11および他方の端部には、ローター5および連結具3と締結するための雄ねじを設けた。また、ローター5の中央の凹部には、シャフト4と締結するための雌ねじを設けた。
Production of a
次に、コージェライト製のガス供給管7を作製した。市販の平均粒径が1μmの合成コージェライト原料とバインダと溶媒とを混合してスラリーとした後、スプレードライヤーにより噴霧造粒してコージェライト2次原料を得た。そして、この2次原料を用いて静水圧プレス成形法(ラバープレス)によりガス供給管7となる円筒状の成形体を成形した。その後、大気雰囲気炉中で1420℃の温度で焼成し、研削加工を施すことにより、外径が30mm,内径が25mm,長さが955mmのコージェライト質焼結体からなるガス供給管7を得た。
Next, a
次に、S45Cのインゴットから外径が80mm,内径が65mm,長さが100mmの円筒体を研削加工により切り出し、内径部分に雌ねじを形成して連結具3とした。
Next, a cylindrical body having an outer diameter of 80 mm, an inner diameter of 65 mm, and a length of 100 mm was cut out from the S45C ingot by grinding, and an internal thread was formed on the inner diameter portion to form the
次に、シール用固定材10の作製の準備を実施した。繊維質材10aとしては、市販のアルミナ繊維からなるセラミックファイバーを用意し、あらかじめ無数の穴のあいた容器内にセラミックファイバーを充填して空隙率をアルキメデス法を用いて測定する試験を実施し、空隙率10%が得られる単位体積当たりのファイバー充填量を算出して行なった。
Next, preparation for manufacturing the fixing
また、多孔質材10bとしては、溶媒と平均粒径0.5μmのアルミナとバインダと無機ポリマーとをボールミルを用いて混合した後、排出して密閉容器に保管した。なお、多孔質材10bの空隙率は次のようにして調整した。作製したスラリーの一部を容器に入れて乾燥し、この乾燥体の空隙率をアルキメデス法を用いて測定した。空隙率が10%より低い場合には、用いたアルミナ原料の平均粒径よりも大きな平均粒径のアルミナ原料をスラリーに追加し、空隙率が10%より高い場合には、小さな平均粒径のアルミナ原料をスラリーへ追加した後、スラリーをよく撹拌して追加粒子をスラリー中に分散させた。その後、スラリーの一部を採取して容器に入れて乾燥して空隙率を測定することを空隙率10%となるまで繰り返す試験によって、各量の比率等を算出して行なった。 As the porous material 10b, a solvent, alumina having an average particle diameter of 0.5 μm, a binder, and an inorganic polymer were mixed using a ball mill, and then discharged and stored in a sealed container. The porosity of the porous material 10b was adjusted as follows. A part of the prepared slurry was put in a container and dried, and the porosity of the dried body was measured using Archimedes method. When the porosity is lower than 10%, an alumina raw material having an average particle size larger than the average particle size of the used alumina raw material is added to the slurry. When the porosity is higher than 10%, a small average particle size is used. After adding the alumina raw material to the slurry, the slurry was stirred well to disperse the additional particles in the slurry. Thereafter, a portion of the slurry was sampled, placed in a container, dried, and the porosity was measured until the porosity was 10%.
そして、溶湯金属攪拌用回転体1の組み立てを行なった。まず、シャフト4の先端の凸部11の雄ねじとローター5の中央の凹部の雌ねじとを締結した。そして、ガス供給管7のローター5側近傍に相当する外面に空隙率10%のアルミナ繊維からなるセラミックファイバーの繊維質材10aを樹脂テープにより固定した状態で、シャフト4の内部にガス供給管7の先端部が達するまで挿入した。挿入後、シャフト4の連結具3を取り付ける先端部から300〜350mmの範囲の隙間9に、5mmの隙間9よりも厚みの薄い金属製治具を用いて押し込むように繊維質材10aを配置した。さらに、この繊維質材10aを押し込んでできた連結具3側の隙間9に、先ほど作製して密閉容器に保管しておいた多孔質材10bとなるスラリーを隙間9に流し込み、流し込んだ部分を熱風乾燥機を用いて100℃以上に加熱して
スラリー中の溶媒を蒸発させて固化させることにより、空隙率10%の多孔質材10bを生成させた。
And the
しかる後、連結具3の雌ねじとシャフト4の雄ねじとにより連結具3とシャフト4とを締結し、本発明の溶湯金属攪拌用回転体1を得た。
Thereafter, the
次に、隙間9のローター5側近傍および連結具3側近傍にそれぞれシール用固定材10が配置されている本発明の溶湯金属攪拌用回転体1の実施例と、比較例としてローター5側近傍のみにシール用固定材10が埋められている溶湯金属攪拌用回転体とを、溶湯金属の脱ガス処理装置に設置して溶湯金属2の不純物除去運転を実施した。その結果、比較例の溶湯金属攪拌用回転体は、数日の運転でシャフト4が破損した。これは、回転による遠心力によりガス供給管7の固定が緩み、ガス供給管7がシャフト4の内面と接触して破損したものと考えられる。一方、本発明の溶湯金属攪拌用回転体1の実施例は、1ヶ月の運転によっても破損することなく、溶湯金属2中の不純物の除去を継続実施できたので、ガス供給管7の両端部を強固に固定し、かつシールすることができるので、シャフト4の回転による遠心力や、シャフト4の熱による膨張や収縮によってもガス供給管7の固定が緩みにくく、ガス供給管7と連結具3の接触部から処理ガスのガス漏れが発生しにくいものとすることができることが確認できた。
Next, an example of the molten metal stirring
次に、シール用固定材10の空隙率の効果を確認する試験を実施した。
Next, a test for confirming the effect of the porosity of the sealing
まず、実施例1と同様の製造方法で窒化珪素質焼結体からなるシャフト4,ローター5,コージェライト製のガス供給管7,S45C製の連結具3をそれぞれ同サイズで複数作製した。
First, a plurality of
次に、ローター5側近傍および連結具3側近傍それぞれ1ヶ所に、空隙率が4,5,10,20,30,35%になるよう単位体積当たりの充填量を変化させたアルミナ繊維からなるセラミックファイバーの繊維質材10aを埋め込んだ、溶湯金属攪拌用回転体1の試料No.1〜6を準備した。
Next, it is made of an alumina fiber in which the filling amount per unit volume is changed so that the porosity is 4, 5, 10, 20, 30, 35% in the vicinity of the
また、同様にローター5側近傍および連結具3側近傍それぞれ1ヶ所に、空隙率が4,5,10,20,30,35%となるよう調整したアルミナ原料と溶媒と無機ポリマーからなるスラリーを充填し、加熱により溶媒を蒸発させて多孔質材10bとした試料No.7〜12も準備した。
Similarly, a slurry made of an alumina raw material, a solvent, and an inorganic polymer, adjusted so that the porosity is 4, 5, 10, 20, 30, 35% in the vicinity of the
そして、試料No.1〜12を、実際に溶湯金属の脱ガス処理装置に設置して溶湯金属2へ浸漬し、ローター5を回転させ、室温のアルゴンガスをガス供給管7に注入しながら運転を実施し、シャフト4またはガス供給管7に亀裂や破損が発生する不具合が生じないか確認する試験を実施した。なお、運転時間は最大600時間とし、その間、240時間後、480時間後にそれぞれシャフト4,ガス供給管7に破損等の不具合がないか確認し、シャフト4,ガス供給管7に亀裂や破損等の不具合が生じた場合には×印を、不具合のなかった場合は○印を示して評価した。その結果を表1に示す。
その結果、表1に示すように、シール用固定材10を繊維質材10aまたは多孔質材10bとした試料No.1〜12ともに、240時間後の確認では亀裂や破損は確認されなかった。しかしながら、空隙率が4%と低い試料No.1,7および空隙率が35%と高い試料No.6,12は、480時間運転後に亀裂や破損が見られた。
As a result, as shown in Table 1, a sample No. 1 in which the sealing
空隙率が4%と低い試料No.1,7は、シール用固定材10の断熱性が低下し、高温に加熱されたシャフト4から、ガス供給管7へ熱伝達し、繊維質材10aが埋められてガス供給管7と接触している一部分のみが高温となるため、接触していない他の部分との熱膨張差によりガス供給管7に亀裂が生じたものと考えられる。
Sample Nos. 1 and 7 having a low porosity of 4% have a reduced heat insulating property of the fixing
また、空隙率が35%と高い試料No.6,12は、480時間の運転によりガス供給管7およびシャフト4とシール用固定材10との間に生じた隙間から漏れたアルゴンガスが、シール用固定材10の空隙率が高いためシャフト4とガス供給管7との隙間9に浸入し、シャフト4の外面と内面とに温度差が生じて、熱膨張差によりシャフト4が破損したものと考えられる。
Sample No. with a high porosity of 35%. 6 and 12 show that the argon gas leaked from the gap formed between the
これらの試料と比較して、空隙率が5〜30%の範囲内にある試料No.2〜5,7〜11については、600時間後の確認においても、シャフト4およびガス供給管7に亀裂や破損が見られず、品質のよい溶湯金属2を安定して供給することができる信頼性の高い脱ガス処理装置であることが確認された。
Compared with these samples, sample Nos. With porosity in the range of 5-30%. As for 2-5, 7-11, there is no crack or breakage in the
次に、ガス供給管7の材質による効果を確認する試験を実施した。
Next, a test for confirming the effect of the material of the
まず、コージェライト,ムライト,ステアタイト,アルミナ,ジルコニア製のガス供給管7を実施例1と同じサイズで作製し、これをローター5側近傍および連結具3側近傍のそれぞれ1ヶ所に、アルミナ繊維からなるセラミックファイバーの繊維質材10aを埋め込んで組み立てて溶湯金属撹拌用回転体1とした試料No.13〜17を準備した。
First, a
なお、それぞれのガス供給管7の製造は、市販の1次原料と溶媒とバインダと焼結助剤とをボールミルにて湿式混合し、得られたスラリーをスプレードライヤーにて噴霧造粒して2次原料とし、これを静水圧プレス成形法にて所定サイズに成形し切削加工を施し、それぞれ表2に示す焼成温度で焼成した後、研削加工を施すことにより製造した。
Each
また、比較例として、市販の従来のカーボン製のガス供給管を購入し、これを組み立てた溶湯金属攪拌用回転体も準備した。 In addition, as a comparative example, a commercially available conventional carbon gas supply pipe was purchased, and a molten metal stirring rotator was prepared.
そして、これら試料No.13〜17と比較例の試料とを実施例2と同様に脱ガス処理装置に設置し、600時間運転し、運転後にガス供給管7を取り出し、その変形量を測定した。その結果を表2に示す。
These sample Nos. 13-17 and the sample of the comparative example were installed in the degassing apparatus as in Example 2, and operated for 600 hours. After the operation, the
なお、ガス供給管7の変形量については、定盤上に円筒状のガス供給管7を横に寝かせて置き、定盤とガス供給管7との一番隙間の大きい部分をすき間ゲージで測定して変形量とした。
試験の結果、表2に示すように、従来のカーボン製のガス供給管を用いた比較例の試料は、破損しており変形量の測定ができなかった。 As a result of the test, as shown in Table 2, the sample of the comparative example using the conventional carbon gas supply pipe was damaged and the amount of deformation could not be measured.
これと比較し、本発明の実施例の試料No.13〜17については、変形量が1.5mm以下と小さく、中でも、ガス供給管7の材質については焼成温度が比較的低いものとして熱膨張係数の低いコージェライト,ムライトが良好であることが確認された。 In comparison with this, sample No. For 13 to 17, the deformation is as small as 1.5 mm or less, and among them, cordierite and mullite having a low coefficient of thermal expansion are confirmed to be good because the firing temperature is relatively low. It was.
1:溶湯金属攪拌用回転体
2:溶湯金属
3:連結具
4:シャフト
5:ローター
6:ガス供給口
7:ガス供給管
8:ガス噴出口
9:隙間
10:シール用固定材
10a:繊維質材
10b:多孔質材
11:凸部
1: Rotating body for molten metal stirring 2: molten metal 3: connecting tool 4: shaft 5: rotor 6: gas supply port 7: gas supply pipe 8: gas injection port 9: gap
10: Fixing material for seal
10a: Fiber material
10b: Porous material
11: Convex
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