JP5575933B2 - Aluminum melt treatment equipment - Google Patents
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Description
この発明は、アルミニウム溶湯中に処理ガスを吹き込むようにしたアルミニウム溶湯処理装置に関する。 The present invention relates to a molten aluminum treatment apparatus in which a processing gas is blown into molten aluminum.
鋳造前のアルミニウム溶湯には、アルミニウム酸化物、マグネシウム酸化物等の非金属介在物や、不純物等のカス(滓)が含まれている。カスが含まれたアルミニウム溶湯を鋳造すると、その鋳造製品に欠陥を生じさせる原因となるため、溶湯中のカスを除去する必要がある。 The molten aluminum before casting contains non-metallic inclusions such as aluminum oxide and magnesium oxide, and debris such as impurities. Casting a molten aluminum containing waste will cause defects in the cast product, so it is necessary to remove the waste in the molten metal.
従来、アルミニウム溶湯中のカスを除去する方法としては、溶湯中にアルゴンガス(Arガス)等の不活性ガスを微細な気泡状態で分散させて吹き込んで、バブリング作用により、カスを溶湯液面上に浮かび上がらせて除去する方法が多く採用されている。 Conventionally, as a method for removing debris in molten aluminum, an inert gas such as argon gas (Ar gas) is dispersed and blown into the molten metal in a fine bubble state, and the debris is melted on the surface of the melt by bubbling action. Many methods are used to remove the surface.
例えば下記特許文献1に示すアルミニウム溶湯処理装置は、貯湯槽の側壁に、入湯路および出湯路が連通接続されて、溶湯が入湯路の端部開口(入湯口)から貯湯槽内に流入される一方、貯湯槽内に貯留された溶湯が、出湯路の端部開口(出湯口)から流出されるようになっている。
For example, in the molten aluminum processing apparatus shown in
このようなアルミニウム溶湯処理装置においては、高品質のアルミニウム溶湯を得るには、外気と遮断して行うのが好ましく、また不活性ガスの大気中への不用意な放出を避けるためにも、貯湯槽の内部を外気と遮断して行うことが望まれる。 In such a molten aluminum treatment apparatus, in order to obtain a high-quality molten aluminum, it is preferable to shut off from the outside air, and in order to avoid inadvertent release of inert gas into the atmosphere, It is desirable that the inside of the tank is cut off from the outside air.
しかしながら、上記従来のアルミニウム溶湯処理装置は、入湯路用部材として、上部が開放された樋型(溝型)形状のものを使用し、その樋型入湯路を介して貯湯槽の側壁上端部から槽内に溶湯を垂れ流すように流入させていた。このため樋型入湯路を介して、貯湯槽が外部に開放され、槽内が外気に遮断されていない、という課題を抱えていた。 However, the above-mentioned conventional molten aluminum treatment apparatus uses a bowl-shaped (groove-shaped) shape with an open upper part as a member for the hot water path, and from the upper end of the side wall of the hot water tank through the vertical hot water path. The molten metal was allowed to flow into the tank. For this reason, the hot water storage tank was open | released outside via the vertical hot water path, and the inside of the tank had the subject that it was not interrupted | blocked by external air.
この発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、貯湯槽内を簡単かつ確実に外気と遮断することができるアルミニウム溶湯処理装置を提供することを目的とする。 This invention is made in view of said subject, and it aims at providing the molten aluminum processing apparatus which can interrupt | block the inside of a hot water storage tank easily and reliably with external air.
上記の目的を達成するため、本発明は、以下の構成を備えている。 In order to achieve the above object, the present invention comprises the following arrangement.
[1]アルミニウム溶湯が貯留される密閉型の貯湯槽と、
前記貯湯槽の上壁に密閉状態に貫通する筒状シール部材と、
前記筒状シール部材に挿通配置され、溶湯液面よりも下方に配置された下端部から溶湯中に処理ガスが気泡状態で放出される処理ガス吹き込み用シャフトと、
前記貯湯槽の周壁に密閉状態に貫通されるとともに、槽内引込部に入湯口が設けられ、槽外から供給されるアルミニウム溶湯を、前記入湯口を介して前記貯湯槽内に流入させる入湯管路と、
前記貯湯槽の周壁に密閉状態に貫通されるとともに、槽内引込部に出湯口が設けられ、前記貯湯槽内のアルミニウム溶湯を、前記出湯口を介して槽外に流出させる出湯管路と、を備え、
前記筒状シール部材の下端、前記入湯口および前記出湯口が、溶湯液面よりも下方に配置されて、
前記貯湯槽内において、溶湯液面上空がアルミニウム溶湯によって、前記筒状シール部材、前記入湯管路および前記出湯管路の各内部に対しそれぞれ密閉されるようにしたことを特徴とするアルミニウム溶湯処理装置。
[1] a sealed hot water tank in which molten aluminum is stored;
A cylindrical seal member penetrating in a sealed state in the upper wall of the hot water storage tank;
A processing gas blowing shaft that is disposed through the cylindrical seal member and from which a processing gas is released in a bubble state into the molten metal from a lower end disposed below the molten liquid surface,
A hot water pipe that penetrates the peripheral wall of the hot water tank in a sealed state, has a hot water inlet provided in the tank inlet, and allows molten aluminum supplied from outside the tank to flow into the hot water tank through the hot water inlet Road,
A hot water outlet pipe that is penetrated in a sealed state in the peripheral wall of the hot water storage tank, a hot water outlet is provided in the tank inlet, and the molten aluminum in the hot water tank flows out of the hot water tank through the hot water outlet, With
The lower end of the cylindrical seal member, the hot water inlet and the hot water outlet are disposed below the molten liquid surface,
In the hot water storage tank, the molten metal surface is sealed with respect to the inside of each of the cylindrical seal member, the hot water inlet pipe, and the hot water outlet pipe by the molten aluminum. apparatus.
[2]前記貯湯槽内の溶湯液面上空に充満する排気ガスを回収可能に構成される前項1に記載のアルミニウム溶湯処理装置。 [2] The molten aluminum treatment apparatus according to [1], configured to be able to recover the exhaust gas that fills the molten metal surface in the hot water tank.
[3]前記貯湯槽は、上端に開口部を有する貯湯槽本体と、その貯湯槽本体の上端開口部を閉塞する閉塞蓋とを有する前項1または2に記載のアルミニウム溶湯処理装置。
[3] The molten aluminum processing apparatus according to
[4]前記入湯口が、貯留される溶湯の表層部に配置される前項1〜3のいずれか1項に記載のアルミニウム溶湯処理装置。
[4] The molten aluminum treatment apparatus according to any one of
[5]前記出湯口が、貯留される溶湯の深層部に配置される前項1〜4のいずれか1項に記載のアルミニウム溶湯処理装置。
[5] The molten aluminum treatment apparatus according to any one of
[6]前記入湯口が、前記出湯口よりも高位に配置される前項1〜5のいずれか1項に記載のアルミニウム溶湯処理装置。
[6] The molten aluminum treatment apparatus according to any one of
[7]前記シャフトが、軸心回りに回転駆動可能に構成され、
前記シャフトの回転によって、前記貯留槽内の溶湯に回転流が発生するように構成され、
前記貯湯槽の内周壁面における下側部に、アルミニウム溶湯を上向きに流動させる整流板が設けられる前項1〜6のいずれか1項に記載のアルミニウム溶湯処理装置。
[7] The shaft is configured to be rotatable around an axis,
The rotation of the shaft is configured to generate a rotating flow in the molten metal in the storage tank,
7. The molten aluminum treatment apparatus according to any one of the preceding
[8]前記整流板が、溶湯回転方向に間隔をおいて複数設けられる前項7に記載のアルミニウム溶湯処理装置。 [8] The molten aluminum processing apparatus according to [7], wherein a plurality of the current plates are provided at intervals in the molten metal rotation direction.
[9]前記整流板の上端が、前記筒状シール部材の下端よりも低位に配置される前項7または8に記載のアルミニウム溶湯処理装置。
[9] The molten aluminum processing apparatus according to
[10]前記貯湯槽の周壁内面に、カスを収集するためのカス溜まり部が設けられる前項7〜9のいずれか1項に記載のアルミニウム溶湯処理装置。 [10] The molten aluminum treatment apparatus according to any one of [7] to [9], wherein a waste pool portion for collecting waste is provided on the inner surface of the peripheral wall of the hot water storage tank.
[11]前記貯湯槽は、平面視矩形状に形成され、その貯湯槽の一角部が前記カス溜まり部として構成される前項10に記載のアルミニウム溶湯処理装置。 [11] The molten aluminum processing apparatus according to [10], wherein the hot water storage tank is formed in a rectangular shape in plan view, and one corner portion of the hot water storage tank is configured as the waste pool part.
[12]前記貯湯槽の内壁面に、溶湯液面上を浮遊するカスを受け止めて前記カス溜まり部に収集させるためのカス止め板が設けられる前項10または11に記載のアルミニウム溶湯処理装置。 [12] The molten aluminum treatment apparatus as described in [10] or [11], wherein a debris stop plate is provided on the inner wall surface of the hot water storage tank to receive debris floating on the melt surface and collect in the debris reservoir.
[13]前記貯湯槽の周壁に、前記カス溜まり部に対応して開口部が設けられ、
前記貯湯槽の外部に、前記開口部を介して前記カス溜まり部に連通する密閉型のカス回収部が設けられ、
前記カス溜まり部に収集されたカスが、前記開口部を介して前記カス回収部に回収されるようにした前項10〜12のいずれか1項に記載のアルミニウム溶湯処理装置。
[13] An opening is provided in the peripheral wall of the hot water storage tank so as to correspond to the dregs reservoir.
Outside the hot water storage tank, a sealed-type dregs recovery unit communicating with the dregs reservoir through the opening is provided,
13. The molten aluminum processing apparatus according to any one of the preceding items 10 to 12, wherein the waste collected in the waste pool part is recovered by the waste recovery part through the opening.
[14]前記開口部の下縁部に堰堤板が設けられ、
前記カス溜まり部に収集されたカスが、前記堰堤板をオーバーフローして前記カス回収部に回収されるようにした前項13に記載のアルミニウム溶湯処理装置。
[14] A dam plate is provided at the lower edge of the opening,
14. The molten aluminum treatment apparatus according to 13 above, wherein the waste collected in the waste pool part overflows the dam plate and is recovered in the waste recovery part.
[15]前記カス回収部に回収されたカスを、前記貯湯槽内に対し雰囲気を遮断した状態で、外部に排出するためのカス排出手段が設けられる前項13または14に記載のアルミニウム溶湯処理装置。 [15] The molten aluminum treatment apparatus according to [13] or [14], wherein a waste discharging means is provided for discharging the waste recovered in the waste recovery unit to the outside in a state where the atmosphere is shut off from the hot water storage tank. .
[16]前記カス止め板における溶湯回転方向の下流側に、前記出湯管路の槽内引込部が配置される前項12に記載のアルミニウム溶湯処理装置。 [16] The molten aluminum treatment apparatus according to item 12 above, wherein a drawing-in portion in the tank of the tapping pipe line is disposed on the downstream side in the molten metal rotation direction of the waste stopper plate.
[17]前記入湯口が、溶湯回転方向に沿うように横向きに開口される前項7〜16のいずれか1項に記載のアルミニウム溶湯処理装置。 [17] The molten aluminum treatment apparatus according to any one of items 7 to 16, wherein the hot water inlet is opened sideways along the molten metal rotation direction.
[18]前記貯湯槽内における溶湯液面上空の気圧を調整するための槽内圧調整手段が設けられる前項1〜17のいずれか1項に記載のアルミニウム溶湯処理装置。
[18] The molten aluminum processing apparatus according to any one of the
[19]前記筒状シール部材の周壁に、溶湯を内部に流入するための流入孔が設けられる前項1〜18のいずれか1項に記載のアルミニウム溶湯処理装置。
[19] The molten aluminum processing apparatus according to any one of
[20]前記筒状シール部材の内周面に、凹条部または凸条部からなる内周線条部が螺旋状に設けられ、
前記内周線条部によって、前記筒状シール部材内の溶湯を下方に導くようにした前項1〜19のいずれか1項に記載のアルミニウム溶湯処理装置。
[20] On the inner peripheral surface of the cylindrical seal member, an inner peripheral line portion composed of a concave portion or a convex portion is provided in a spiral shape,
20. The molten aluminum treatment apparatus according to any one of the preceding
[21]前記シャフトの外周面に、凹条部または凸条部からなる外周線条部が螺旋状に設けられ、
前記外周線条部によって、シャフト周辺の溶湯を下方に導くようにした前項1〜20のいずれか1項に記載のアルミニウム溶湯処理装置。
[21] On the outer peripheral surface of the shaft, an outer peripheral linear strip portion including a concave strip portion or a convex strip portion is provided in a spiral shape,
21. The molten aluminum treatment apparatus according to any one of the preceding
[22]前記シャフトの外周面に、回転流の発生を助勢するための羽根が設けられる前項1〜21のいずれか1項に記載のアルミニウム溶湯処理装置。
[22] The molten aluminum treatment apparatus according to any one of
[23]前記排気ガス外周手段によって回収された排気ガスを精製して、処理ガスとして再利用するようにした前項1〜22のいずれか1項に記載のアルミニウム溶湯処理装置。 [23] The molten aluminum treatment apparatus as described in any one of [1] to [22], wherein the exhaust gas collected by the exhaust gas outer peripheral means is purified and reused as a treatment gas.
[24]密閉型の貯湯槽と、
前記貯湯槽の上壁に密閉状態に貫通する筒状シール部材と、
前記筒状シール部材に挿通配置され、下端部から溶湯中に処理ガスが放出される処理ガス吹き込み用シャフトと、
前記貯湯槽の周壁に密閉状態に貫通されるとともに、槽内引込部に入湯口が設けられ、槽外から供給されるアルミニウム溶湯を、前記入湯口を介して前記貯湯槽内に流入させる入湯管路と、
前記貯湯槽の周壁に密閉状態に貫通されるとともに、槽内引込部に出湯口が設けられ、前記貯湯槽内のアルミニウム溶湯を、前記出湯口を介して槽外に流出させる出湯管路と、を備えたガスバブリング装置のアルミニウム溶湯処理方法であって、
前記貯湯槽内にアルミニウム溶湯を、その溶湯液面よりも、前記シャフトの下端部、前記筒状シール部材の下端、前記入湯口および前記出湯口が下方に配置されるように貯留して、前記貯湯槽内において、溶湯液面上空をアルミニウム溶湯によって、前記筒状シール部材、前記入湯管路および前記出湯管路の各内部に対しそれぞれ密閉し、
その密封状態で、前記シャフトの下端部から溶湯中に処理ガスを気泡状態で放出するようにしたことを特徴とするガスバブリング装置のアルミニウム溶湯処理方法。
[24] a sealed hot water tank;
A cylindrical seal member penetrating in a sealed state in the upper wall of the hot water storage tank;
A processing gas blowing shaft that is inserted through the cylindrical seal member and from which a processing gas is discharged into the molten metal from the lower end,
A hot water pipe that penetrates the peripheral wall of the hot water tank in a sealed state, has a hot water inlet provided in the tank inlet, and allows molten aluminum supplied from outside the tank to flow into the hot water tank through the hot water inlet Road,
A hot water outlet pipe that is penetrated in a sealed state in the peripheral wall of the hot water storage tank, a hot water outlet is provided in the tank inlet, and the molten aluminum in the hot water tank flows out of the hot water tank through the hot water outlet, A method for treating molten aluminum in a gas bubbling device comprising:
The molten aluminum is stored in the hot water storage tank so that the lower end portion of the shaft, the lower end of the cylindrical seal member, the hot water inlet and the hot water outlet are arranged below the surface of the molten metal, In the hot water storage tank, the molten metal liquid surface is hermetically sealed with respect to the inside of each of the cylindrical seal member, the hot water supply pipe line and the hot water discharge pipe line by molten aluminum,
A method for treating molten aluminum in a gas bubbling device, wherein in a sealed state, a processing gas is discharged in the form of bubbles from the lower end of the shaft into the molten metal.
なおこの明細書において「アルミニウム」という語は、純アルミニウム、少量の不純物を含むアルミニウムおよびアルミニウム合金を含む意味で用いられる。また「不活性ガス」という語は、周期表のアルゴンガス、ヘリウムガス等の他にアルミニウムに対して不活性なチッ素ガス等も含む意味で用いられる。 In this specification, the term “aluminum” is used to include pure aluminum, aluminum containing a small amount of impurities, and an aluminum alloy. The term “inert gas” is used to include nitrogen gas and the like that are inert to aluminum in addition to argon gas and helium gas in the periodic table.
発明[1]のアルミニウム溶湯処理装置によれば、密閉状態で溶湯を処理することができる。 According to the molten aluminum treatment apparatus of the invention [1], the molten metal can be treated in a sealed state.
発明[2]のアルミニウム溶湯処理装置によれば、排気ガスを大気に開放するのを確実に防止することができる。 According to the molten aluminum treatment apparatus of the invention [2], it is possible to reliably prevent the exhaust gas from being released to the atmosphere.
発明[3]のアルミニウム溶湯処理装置によれば、密閉構造の溶湯槽を簡単に形成することができる。 According to the molten aluminum treatment apparatus of the invention [3], it is possible to easily form a molten metal tank having a sealed structure.
発明[4]〜[6]のアルミニウム溶湯処理装置によれば、バブリング作用によるカス除去に最適な流動特性を確実に得ることができる。 According to the aluminum melt treatment apparatus of the invention [4] to [6], it is possible to reliably obtain the optimum flow characteristics for debris removal by bubbling action.
発明[7]のアルミニウム溶湯処理装置によれば、溶湯に所定の回転流を発生させることができ、溶湯液面上に浮遊するカスを簡単に回収することができる。 According to the molten aluminum treatment apparatus of the invention [7], it is possible to generate a predetermined rotational flow in the molten metal, and it is possible to easily collect the residue floating on the molten metal surface.
発明[8]〜[12]のアルミニウム溶湯処理装置によれば、溶湯の回転流を安定させることができ、溶湯液面上に浮遊するカスを一層簡単に回収することができる。 According to the molten aluminum treatment apparatus of the inventions [8] to [12], the rotational flow of the molten metal can be stabilized, and the residue floating on the molten metal surface can be more easily recovered.
発明[13][14]のアルミニウム溶湯処理装置によれば、溶湯液面上に浮遊するカスをほぼ自動的に回収することができる。 According to the molten aluminum treatment apparatus of the inventions [13] and [14], the residue floating on the molten metal surface can be collected almost automatically.
発明[15]のアルミニウム溶湯処理装置によれば、回収したカスを簡単に排出することができる。 According to the molten aluminum treatment apparatus of the invention [15], the recovered waste can be easily discharged.
発明[16]のアルミニウム溶湯処理装置によれば、槽内設置部品を、スペース的に効率良く配置することができる。 According to the molten aluminum treatment apparatus of the invention [16], the tank installation parts can be efficiently arranged in terms of space.
発明[17]のアルミニウム溶湯処理装置によれば、カス除去に適した流動特性を確実に得ることができる。 According to the molten aluminum treatment apparatus of the invention [17], it is possible to reliably obtain flow characteristics suitable for debris removal.
発明[18]のアルミニウム溶湯処理装置によれば、溶湯液面の高低を制御することができ、カスの回収を簡単に行うことができる。 According to the molten aluminum treatment apparatus of the invention [18], the height of the molten metal surface can be controlled, and the recovery of waste can be easily performed.
発明[19]〜[22]のアルミニウム溶湯処理装置によれば、溶湯の回転流をより安定させることができ、カスの回収をより一層簡単に行うことができる。 According to the molten aluminum treatment apparatus of the invention [19] to [22], the rotational flow of the molten metal can be further stabilized, and the recovery of waste can be performed more easily.
発明[23]のアルミニウム溶湯処理装置によれば、ガスのリサイクルにより、自然環境保護の問題に確実に対処することができる。 According to the molten aluminum treatment apparatus of the invention [23], the problem of natural environment protection can be surely dealt with by recycling the gas.
発明[24]によれば、上記と同様の作用効果を有するガスバブリング装置のアルミニウム溶湯処理方法を提供することができる。 According to the invention [24], it is possible to provide a molten aluminum treatment method for a gas bubbling device having the same effects as described above.
図1はこの発明の実施形態であるアルミニウム溶湯処理装置を示す正面/側面断面図、図2はその水平断面図である。なお図1は、発明の理解を容易にするため、変則的な断面図で示されている。具体的に説明すると、図1の右側半分は溶湯処理装置における一側部(右側部)の正面断面図を示し、同図の左側半分は溶湯処理装置における前側部の側面断面図を示している。 FIG. 1 is a front / side sectional view showing an aluminum melt treatment apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a horizontal sectional view thereof. FIG. 1 is an irregular cross-sectional view for easy understanding of the invention. Specifically, the right half of FIG. 1 shows a front sectional view of one side (right side) of the molten metal processing apparatus, and the left half of FIG. 1 shows a side sectional view of the front side of the molten metal processing apparatus. .
両図に示すように、このアルミニウム溶湯処理装置は、ガスバブリング装置を構成するもので、貯湯槽(1)と、処理ガス吹き込み用シャフト(2)と、筒状シール部材(3)と、入湯管路(4)と、出湯管路(5)と、カス回収ポケット(6)と、整流板(71)〜(73)およびカス止め板(75)と、を基本的な構成要素として備えている。 As shown in both figures, this molten aluminum treatment device constitutes a gas bubbling device, and includes a hot water storage tank (1), a treatment gas blowing shaft (2), a cylindrical seal member (3), and hot water. A conduit (4), a tapping conduit (5), a waste collecting pocket (6), a rectifying plate (71) to (73) and a waste stopper plate (75) are provided as basic components. Yes.
貯湯槽(1)は、上端に開口部が設けられた貯湯槽本体(11)と、貯湯槽本体(11)の上端開口部を気密状態(密閉状態)に閉塞する閉塞蓋(15)とを備えている。 The hot water storage tank (1) includes a hot water tank main body (11) having an opening at the upper end, and a closing lid (15) for closing the upper end opening of the hot water tank main body (11) in an airtight state (sealed state). I have.
貯湯槽本体(11)は、前後左右の4方向が側壁(周壁)によって閉塞された平面視矩形状に形成されている。なお以下の説明においては、図2の紙面に向かって下側を前側、上側を後側、右側を右側、左側を左側として説明する。従って、図1の貯湯槽(1)においては、右側に右側壁が示され、左側に前側壁が示されるものである。 The hot water tank main body (11) is formed in a rectangular shape in plan view in which the four directions of front, rear, left and right are closed by side walls (peripheral walls). In the following description, the description will be made assuming that the lower side is the front side, the upper side is the rear side, the right side is the right side, and the left side is the left side. Accordingly, in the hot water tank (1) of FIG. 1, the right side wall is shown on the right side and the front side wall is shown on the left side.
閉塞蓋(15)の中央には、円形のシャフト挿通孔(16)が形成されている。このシャフト挿通孔(16)には、筒状シャフトカバーを構成する筒状シール部材(3)が設けられている。筒状シール部材(3)は、円筒形の形状を有しており、上端部が、閉塞蓋(15)におけるシャフト挿通孔(16)の内周端面に、気密状態(密閉状態)に取り付けられている。さらに筒状シール部材(3)の下端は、貯湯槽(11)に貯留されるアルミニウム溶湯(L)の液面(L1)よりも下方に配置されるよう構成されている。従って、筒状シール部材(3)の内部は、シャフト挿通孔(16)を介して、外気と連通されるものの、貯湯槽(1)の内部において、溶湯液面上の雰囲気(上空)は、アルミニウム溶湯(L)によって、筒状シール部材(3)の内部に対し密閉されて、外気と遮断されるようになっている。 A circular shaft insertion hole (16) is formed in the center of the closing lid (15). The shaft insertion hole (16) is provided with a cylindrical seal member (3) constituting a cylindrical shaft cover. The cylindrical seal member (3) has a cylindrical shape, and its upper end is attached to the inner peripheral end face of the shaft insertion hole (16) in the closing lid (15) in an airtight state (sealed state). ing. Furthermore, the lower end of the cylindrical seal member (3) is configured to be disposed below the liquid level (L1) of the molten aluminum (L) stored in the hot water tank (11). Therefore, although the inside of the cylindrical seal member (3) communicates with the outside air through the shaft insertion hole (16), the atmosphere (the sky) above the melt surface in the hot water storage tank (1) is The molten aluminum (L) is hermetically sealed with respect to the inside of the cylindrical seal member (3) so as to be blocked from outside air.
筒状シール部材(3)の内部には、処理ガス吹き込み用シャフト(2)が配置されている。このシャフト(2)は、筒状シール部材(3)の筒孔内に、軸心に沿って挿通配置され、上端が貯湯槽(1)の上方に配置されるとともに、下端が貯湯槽(1)の内部に配置される。 A processing gas blowing shaft (2) is disposed inside the cylindrical seal member (3). The shaft (2) is inserted and disposed along the axial center in the cylindrical hole of the cylindrical seal member (3), the upper end is disposed above the hot water tank (1), and the lower end is the hot water tank (1). ) Is placed inside.
シャフト(2)の下端には、外周側面に、多数の処理ガス放出孔(図示省略)が設けられた円盤状の処理ガス放出部材(21)が設けられている。この処理ガス放出部材(21)は、貯湯槽(1)の底面近傍、つまり貯留されるアルミニウム溶湯(L)の深層部に配置されている。なお本実施形態においては、処理ガス放出部材(21)がシャフト(2)の下端部を構成するものである。 The lower end of the shaft (2) is provided with a disk-shaped process gas discharge member (21) provided with a large number of process gas discharge holes (not shown) on the outer peripheral side surface. The processing gas discharge member (21) is disposed in the vicinity of the bottom surface of the hot water tank (1), that is, in the deep layer portion of the molten aluminum (L) to be stored. In the present embodiment, the processing gas discharge member (21) constitutes the lower end of the shaft (2).
シャフト(2)の内部には、シャフト(2)に沿って上端から処理ガス放出部材(21)に連通する処理ガス経路(図示省略)が設けられている。さらに図6に示すようにシャフト(2)の上端は、ガス管路を介して、処理ガス供給手段(20)としてのガスボンベに連通接続されており、その処理ガス供給手段(20)から、不活性ガス(処理ガス)としてのアルゴンガス(Arガス)が、シャフト(2)の上端に加圧状態で導入できるようになっている。そしてシャフト(2)の上端から導入されたアルゴンガスは、シャフト内部の上記処理ガス経路を通って、下端部の処理ガス放出部材(21)に導入されて、そこから、無数の気泡となって溶湯(L)中に分散されて放出されるようになっている。 Inside the shaft (2), a processing gas path (not shown) communicating with the processing gas discharge member (21) from the upper end along the shaft (2) is provided. Further, as shown in FIG. 6, the upper end of the shaft (2) is connected in communication with a gas cylinder as a processing gas supply means (20) via a gas pipe line. Argon gas (Ar gas) as an active gas (processing gas) can be introduced into the upper end of the shaft (2) in a pressurized state. Then, the argon gas introduced from the upper end of the shaft (2) is introduced into the processing gas discharge member (21) at the lower end through the processing gas path inside the shaft, and becomes countless bubbles from there. It is dispersed in the molten metal (L) and discharged.
またシャフト(2)は、処理ガス放出部材(21)と共に、図示しない回転駆動手段によって、軸心回りに回転駆動できるようになっており、シャフト(2)および処理ガス放出部材(21)が回転しながら、処理ガス放出部材(21)から気泡状態でアルゴンガスが放出されることにより、無数の気泡が溶湯(L)中に、均等にバランス良く分散させた状態で放出されるようになっている。 Further, the shaft (2) can be rotated around the axis by a rotation driving means (not shown) together with the processing gas discharge member (21), and the shaft (2) and the processing gas discharge member (21) rotate. However, the argon gas is released in a bubble state from the processing gas release member (21), so that innumerable bubbles are released in the molten metal (L) in a state of being evenly distributed in a balanced manner. Yes.
なお本実施形態において、シャフト(2)および処理ガス放出部材(21)は、図2の平面視において反時計回り(左回り)に回転駆動するようになっており、後述するように、その回転力によって、貯湯槽(1)内に貯留されるアルミニウム溶湯(L)に、同図の黒塗りの矢印で示すように反時計回りの回転流が発生するようになっている。 In the present embodiment, the shaft (2) and the processing gas discharge member (21) are driven to rotate counterclockwise (counterclockwise) in a plan view of FIG. Due to the force, a counterclockwise rotational flow is generated in the molten aluminum (L) stored in the hot water tank (1) as indicated by the black arrow in the figure.
入湯管路(4)は、貯湯槽本体(11)における一側壁(右側壁)における後端部に設けられている。入湯管路(4)は、周囲4側面が閉塞された角管部材(管状部材)によって構成されており、貯湯槽本体(11)の一側壁に気密状態(密閉状態)で貫通配置されている。 The hot water inlet pipe (4) is provided at the rear end of one side wall (right side wall) of the hot water tank main body (11). The hot water pipe (4) is constituted by a rectangular tube member (tubular member) whose four sides are closed, and is penetratingly arranged in an airtight state (sealed state) on one side wall of the hot water tank body (11). .
入湯管路(4)における貯湯槽(1)の内側に配置される部分(槽内引込部)の端面は、制御板(41)によって閉塞されるとともに、槽内引込部の下壁には、下向きに開口された入湯口(45)が形成されている。 While the end surface of the part (intake part in a tank) arrange | positioned inside the hot water storage tank (1) in a hot water pipe (4) is obstruct | occluded by the control board (41), A hot water inlet (45) opened downward is formed.
入湯管路(4)は、アルミニウム溶湯供給手段(図示省略)に接続されており、その供給手段から供給されるアルミニウム溶湯(L)が、図1,2の白抜きの矢印で示すように入湯管路(4)を通って、入湯口(45)から貯湯槽(1)に流入されるようになっている。 The hot water supply line (4) is connected to molten aluminum supply means (not shown), and the molten aluminum (L) supplied from the supply means is hot water as shown by white arrows in FIGS. It flows into the hot water storage tank (1) from the hot water inlet (45) through the pipe line (4).
さらに入湯管路(4)の入湯口(45)は、貯湯槽(1)内に貯留されるアルミニウム溶湯中の比較的浅い位置(表層部)に配置されるものの、入湯口(45)の全周が、アルミニウム溶湯(L)の液面(L1)よりも下方に配置されて、貯湯槽(1)の内部は入湯管路(4)の内部に対し液封止状態となっている。従って、入湯管路(4)の内部が大気に開放されていようとも、貯湯槽(1)において、溶湯液面上空は、アルミニウム溶湯(L)によって、入湯管路(4)の内部に対し密閉されて、外気と遮断されるようになっている。 Furthermore, although the hot water inlet (45) of the hot water pipe (4) is disposed at a relatively shallow position (surface layer portion) in the molten aluminum stored in the hot water tank (1), The circumference is disposed below the liquid level (L1) of the molten aluminum (L), and the interior of the hot water storage tank (1) is in a liquid-sealed state with respect to the interior of the hot water pipe (4). Therefore, even if the inside of the hot water pipeline (4) is open to the atmosphere, the molten metal liquid surface in the hot water tank (1) is sealed against the inside of the hot water pipeline (4) by the molten aluminum (L). It is designed to be cut off from outside air.
なお入湯管路(4)の少なくとも槽内引込部が、流通経路の周囲を閉塞する管状部材によって構成されていれば、貯湯槽(1)内の溶湯液面上空の気密性を確保することができる。つまり本発明において、入湯管路(4)における貯湯槽(1)の外側に配置される部分(槽外引出部)は、流通経路の周壁上部が開放された樋型(溝型)の形状に形成されていても良い。 In addition, if at least the in-tank drawing-in part of the hot water inlet pipe (4) is configured by a tubular member that closes the periphery of the circulation path, it is possible to ensure airtightness above the melt surface in the hot water tank (1). it can. That is, in this invention, the part (outside tank drawer | drawing-out part) arrange | positioned on the outer side of the hot water storage tank (1) in the hot water pipe (4) is in the shape of a bowl (groove type) in which the upper peripheral wall of the flow path is opened. It may be formed.
さらに入湯管路(4)の槽内引込部は、その周壁の一部を貯湯槽(1)の一部によって構成するようにしても良い。例えば、入湯管路(4)の槽内引込部における周壁の一部を、貯湯槽(1)の閉塞蓋(15)や、貯湯槽本体(11)の周側壁によって構成するようにしても良い。 Furthermore, you may make it comprise in the tank drawing-in part of a hot-water pipe line (4) a part of peripheral wall by a part of hot water storage tank (1). For example, you may make it comprise a part of peripheral wall in the tank drawing-in part of a hot-water pipe line (4) with the obstruction | occlusion lid | cover (15) of a hot water storage tank (1), or the peripheral side wall of a hot water storage tank main body (11). .
出湯管路(5)は、貯湯槽本体(11)における前側壁における左側端部に設けられている。出湯管路(5)は、入湯管路(4)と同様、周囲4側面が閉塞された角管部材(管状部材)によって構成されており、貯湯槽本体(11)の前側壁に気密状態(密閉状態)で貫通配置されている。 The hot water discharge pipe (5) is provided at the left end of the front side wall of the hot water tank body (11). The hot water discharge pipe (5) is constituted by a rectangular pipe member (tubular member) whose four surrounding sides are closed in the same manner as the hot water supply pipe (4), and is airtight on the front side wall of the hot water tank body (11) ( It is placed through in a sealed state.
出湯管路(5)における貯湯槽(1)の内側に配置される部分(槽内引込部)は、下方に90°屈曲形成されて、貯湯槽本体(11)の前側壁内面に沿って下方に延びる下方延設部(51)が設けられる。さらにその下方延設部(51)の下端面には、下向きに開口された出湯口(55)が形成されている。この出湯口(55)は、貯湯槽本体(11)の底面近傍に配置されており、シャフト(2)の下端に設けられた処理ガス放出部材(21)よりも下方に配置されている。従って、この出湯口(55)の全周は、貯湯槽(1)内に貯留されるアルミニウム溶湯(L)の液面(L1)よりも下方に配置されることになる。 A portion (intake portion in the tank) disposed inside the hot water storage tank (1) in the hot water discharge pipe (5) is bent downward by 90 ° and is downward along the inner surface of the front side wall of the hot water tank body (11). A downwardly extending portion (51) is provided. Further, a hot water outlet (55) opened downward is formed at the lower end surface of the downwardly extending portion (51). The hot water outlet (55) is disposed in the vicinity of the bottom surface of the hot water tank body (11), and is disposed below the processing gas discharge member (21) provided at the lower end of the shaft (2). Accordingly, the entire circumference of the hot water outlet (55) is arranged below the liquid level (L1) of the molten aluminum (L) stored in the hot water storage tank (1).
そして、貯湯槽(1)内に貯留されたアルミニウム溶湯(L)は、図1,2の白抜きの矢印で示すよに出湯口(55)から出湯管路(5)内に流入されて、出湯管路(5)を通って、貯湯槽(1)の外部に流出され、鋳造装置等に送り込まれるようになっている。 The molten aluminum (L) stored in the hot water storage tank (1) flows into the hot water outlet pipe (5) from the hot water outlet (55) as shown by the white arrows in FIGS. It passes through the hot water outlet pipe (5), flows out of the hot water tank (1), and is sent to a casting apparatus or the like.
また出湯管路(5)の出湯口(55)は、既述したように、貯湯槽(1)の溶湯液面(L1)よりも下方に配置されているため、貯湯槽(1)の内部は出湯管路(5)の内部に対し液封止状態となっている。従って、出湯管路(5)の内部が大気に開放されていようとも、貯湯槽(1)内の溶湯液面上空は、アルミニウム溶湯(L)によって、出湯管路(5)の内部に対し密閉されて、外気と遮断されるようになっている。 Moreover, since the hot water outlet (55) of the hot water discharge pipe (5) is disposed below the molten liquid level (L1) of the hot water storage tank (1), as described above, the inside of the hot water storage tank (1). Is in a liquid-sealed state with respect to the inside of the tapping pipe (5). Therefore, even if the inside of the tapping pipe (5) is open to the atmosphere, the molten liquid surface in the hot water tank (1) is sealed against the inside of the tapping pipe (5) by the molten aluminum (L). It is designed to be cut off from outside air.
なおこの出湯管路(5)においても、上記入湯管路(4)と同様、少なくとも槽内引込部が、流通経路の周囲を閉塞する管状部材によって構成されていれば、貯湯槽(1)内の溶湯液面上空の気密性を確保することができる。つまり本発明において、出湯管路(5)における貯湯槽(1)の外側に配置される部分(槽外引出部)は、流通経路の周壁上部が開放された樋型(溝型)の形状に形成されていても良い。 In this hot water discharge pipe (5), as in the case of the hot water supply pipe (4), if at least the tank lead-in part is constituted by a tubular member closing the periphery of the flow path, the hot water storage tank (1) The air tightness over the molten metal surface can be ensured. In other words, in the present invention, the portion (outer tank lead-out portion) arranged outside the hot water storage tank (1) in the hot water discharge pipe (5) has a bowl shape (groove shape) in which the upper peripheral wall of the flow path is opened. It may be formed.
さらに出湯管路(5)の槽内引込部は、その周壁の一部を貯湯槽(1)の一部によって構成するようにしても良い。例えば、出湯管路(5)の槽内引込部における周壁の一部を、貯湯槽(1)の閉塞蓋(15)や、貯湯槽本体(11)の周側壁によって構成するようにしても良い。 Furthermore, you may make it the tank drawing-in part of a hot water discharge pipe line (5) comprise a part of peripheral wall by a part of hot water storage tank (1). For example, you may make it comprise a part of peripheral wall in the tank drawing-in part of a hot water discharge pipe line (5) with the obstruction | occlusion lid | cover (15) of a hot water storage tank (1), or the peripheral side wall of a hot water storage tank main body (11). .
図2〜4に示すように、カス回収部としてのカス回収ポケット(6)は、貯湯槽本体(11)における他側壁(左側壁)の後部上側に設けられている。カス回収ポケット(6)は、その内部は、開口部(61)を介して貯湯槽(1)に連通されるものの、上端が閉塞されたボックス型の密閉構造を有しており、外気に対して遮断されている。なお本実施形態においては、カス回収ポケット(6)の上壁は、貯湯槽(1)の閉塞蓋(15)の一部によって構成しているが、それだけに限られず、本発明においては、カス回収ポケット(6)の上壁(閉塞蓋)は、貯湯壁(1)の閉塞蓋(15)と別体で構成するようにしても良い。 As shown in FIGS. 2 to 4, the waste collection pocket (6) as a waste collection portion is provided on the rear upper side of the other side wall (left side wall) of the hot water tank body (11). The waste collection pocket (6) has a box-type sealed structure with its upper end closed, although the inside communicates with the hot water tank (1) through the opening (61). Is blocked. In this embodiment, the upper wall of the waste collection pocket (6) is constituted by a part of the closing lid (15) of the hot water storage tank (1). However, the present invention is not limited to this, and in the present invention, the waste collection pocket is used. The upper wall (blocking lid) of the pocket (6) may be configured separately from the blocking lid (15) of the hot water storage wall (1).
開口部(61)の下縁部は堰堤板(62)によって構成されている。この堰堤板(62)の上端位置は、貯湯槽(1)内に貯留されるアルミニウム溶湯(L)の液面(L1)よりも少し高い位置に設定されており、後述するように、アルミニウム溶湯(L)の液面上に浮遊するカス(Lx)が堰堤板(62)をオーバーフローして、カス回収ポケット(6)内に流入されるようになっている。 The lower edge of the opening (61) is constituted by a dam plate (62). The upper end position of the dam plate (62) is set at a position slightly higher than the liquid level (L1) of the molten aluminum (L) stored in the hot water storage tank (1). The residue (Lx) floating on the liquid level of (L) overflows the dam plate (62) and flows into the residue collection pocket (6).
なお本実施形態においては、貯湯槽(1)の周側壁におけるカス回収ポケット(6)に対応する部分を切り欠いて、開口部(61)を形成し、その開口部(61)の下側縁部によって、堰堤板(62)を構成するようにしても良い。 In the present embodiment, a portion corresponding to the waste collection pocket (6) on the peripheral side wall of the hot water tank (1) is cut out to form an opening (61), and the lower edge of the opening (61) You may make it comprise a dam board (62) by a part.
また本実施形態においては、堰堤板(62)の上部には、図7,8に示すように、V字状やU字状(上向きコ字状)等のカス流入用凹部(63)を形成し、その凹部(63)を介して、貯湯槽(1)からカス(Lx)をオーバーフローさせるようにしても良い。このように堰堤板(62)に凹部(63)を形成する場合には、凹部(63)の底面の位置を、貯湯槽(1)内のアルミニウム溶湯(L)の液面(L1)よりも少し高い位置に形成するようにすれば良い。 Further, in the present embodiment, as shown in FIGS. 7 and 8, a sunk inflow recess (63) such as a V-shape or a U-shape (upward U-shape) is formed on the top of the dam plate (62). Then, the residue (Lx) may overflow from the hot water storage tank (1) through the recess (63). Thus, when forming a recessed part (63) in a dam board (62), the position of the bottom face of a recessed part (63) is set rather than the liquid level (L1) of the molten aluminum (L) in a hot water storage tank (1). It may be formed at a slightly higher position.
カス回収ポケット(6)には、開閉自在な遮断板(65)が設けられており、その遮断板(65)を閉じることによって、図3Cに示すように、カス回収ポケット(6)の内部が、貯湯槽(1)側の入口室(66)と、外側の出口室(67)とに分離されるようになっている。さらに遮断板(65)を閉じた状態では、その遮断板(65)によって、入口室(66)は、出口室(67)に対し密閉されるようになっている。 The waste collecting pocket (6) is provided with an openable / closable blocking plate (65). By closing the blocking plate (65), as shown in FIG. The hot water tank (1) is separated into an inlet chamber (66) and an outer outlet chamber (67). Further, when the blocking plate (65) is closed, the blocking chamber (65) seals the inlet chamber (66) with respect to the outlet chamber (67).
カス回収ポケット(6)の出口室(67)側の周壁には、カス排出パイプ(68)が設けられるとともに、そのパイプ(68)には開閉バルブ(69)が設けられている。そして開閉バルブ(69)を開くと、カス排出パイプ(68)内の流通が許容されて、カス回収ポケット(6)の出口室(67)に収容されたカス(Lx)がカス排出パイプ(68)を通って外部に排出されるようになっている。さらに開閉バルブ(69)を閉じると、カス排出パイプ(68)の流通が遮断されて、カス(Lx)の排出が停止されるようになっている。なお言うまでもなく、開閉バルブ(69)を閉じた状態では、カス回収ポケット(6)内は、外気と遮断されて、気密性が確保されるようになっている。 A waste discharge pipe (68) is provided on the peripheral wall of the waste recovery pocket (6) on the outlet chamber (67) side, and an open / close valve (69) is provided on the pipe (68). Then, when the opening / closing valve (69) is opened, circulation in the waste discharge pipe (68) is allowed, and the waste (Lx) accommodated in the outlet chamber (67) of the waste recovery pocket (6) is transferred to the waste discharge pipe (68). ) To be discharged to the outside. When the on-off valve (69) is further closed, the flow of the waste discharge pipe (68) is interrupted, and the discharge of the waste (Lx) is stopped. Needless to say, when the on-off valve (69) is closed, the inside of the waste collection pocket (6) is blocked from the outside air to ensure airtightness.
ここで本実施形態においては、遮断板(65)、ガス排出パイプ(68)および開閉バルブ(69)等によって、ガス排出手段が構成されている。 Here, in the present embodiment, a gas discharge means is constituted by the blocking plate (65), the gas discharge pipe (68), the open / close valve (69) and the like.
図1,2,5に示すように、貯湯槽(1)の前側壁、一側壁(右側壁)および後側壁の各内面には、上下方向に延びる整流板(71)〜(73)が設けられている。 As shown in FIGS. 1, 2, and 5, current plates (71) to (73) extending in the vertical direction are provided on the inner surfaces of the front side wall, the one side wall (right side wall), and the rear side wall of the hot water tank (1). It has been.
各整流板(71)〜(73)は、貯湯槽(1)の内壁面から内側に向けて突出するように取り付けられて、平面視で反時計回りに回転流動するアルミニウム溶湯(L)の流動方向に対し直角に配置される。さらに各整流板(71)〜(73)の下端は、貯湯槽(1)の底面に接触するように配置される。従って、各整流板(71)〜(73)によって、回転流動する一部のアルミニウム溶湯(L)は上方へ誘導(流動)されるようになっている。 Each of the current plates (71) to (73) is attached so as to protrude inward from the inner wall surface of the hot water storage tank (1), and the flow of the molten aluminum (L) that rotates counterclockwise in a plan view. Arranged at right angles to the direction. Furthermore, the lower ends of the current plates (71) to (73) are arranged so as to contact the bottom surface of the hot water storage tank (1). Therefore, a part of the molten aluminum (L) that is rotationally flowed is guided (flowed) upward by the current plates (71) to (73).
なお、各整流板(71)〜(73)は、上端が筒状シール部材(3)の下端位置および入湯口(45)の位置に対し同等もしくは低くて、処理ガス放出部材(21)の位置よりも高い位置に配置されている。 Each of the current plates (71) to (73) has an upper end equal to or lower than the lower end position of the cylindrical seal member (3) and the hot water inlet (45), and the position of the processing gas discharge member (21). It is arranged at a higher position.
また貯湯槽(1)の他側壁(左側壁)内面におけるカス回収ポケット(6)の前側には、換言すれば、回収ポケット(6)の開口部(61)に対して、アルミニウム溶湯(L)の回転流動方向下流側の位置には、槽内側に向けて突出するようにカス止め板(75)が取り付けられている。このカス止め板(75)は、その上端部がアルミニウム溶湯(L)の液面(L1)よりも上方に配置されており、アルミニウム溶湯(L)の回転流動方向に対し直角に配置されている。従ってこのガス受け止め板(75)は、液面上に浮遊し、かつアルミニウム溶湯(L)に追従して反時計回りに回転流動するカス(Lx)を受け止めて、カス回収ポケット(6)側に誘導できるようになっている。 In addition, on the front side of the residue collection pocket (6) on the inner surface of the other side wall (left side wall) of the hot water storage tank (1), in other words, the molten aluminum (L) with respect to the opening (61) of the collection pocket (6). At the position downstream in the rotational flow direction, a detent plate (75) is attached so as to protrude toward the inside of the tank. The upper end portion of the residue plate (75) is disposed above the liquid surface (L1) of the molten aluminum (L), and is disposed perpendicular to the rotational flow direction of the molten aluminum (L). . Accordingly, the gas receiving plate (75) receives the waste (Lx) floating on the liquid surface and rotating counterclockwise following the molten aluminum (L), toward the waste recovery pocket (6). It can be guided.
ここで本実施形態においては、貯湯槽(1)内におけるカス止め板後方のカス回収ポケット開口部周辺、つまり後側壁および左側壁間の角部(一角部)が、カス溜まり部(60)として構成されている。 Here, in the present embodiment, the vicinity of the residue collection pocket opening behind the residue stopper plate in the hot water storage tank (1), that is, the corner (one corner) between the rear side wall and the left side wall is the residue pool portion (60). It is configured.
また図2に示すように、カス止め板(75)の側縁部は、後方に屈曲されて、カス誘導部(76)として構成されており、液面上で回転流動して、カス誘導部(75)に当たったカス(Lx)は、カス誘導部(76)にガイドされて、カス溜まり部(60)側にスムーズに誘導されるようになっている。 Further, as shown in FIG. 2, the side edge portion of the debris stop plate (75) is bent rearward and is configured as a debris guiding portion (76), which rotates and flows on the liquid surface, The residue (Lx) that hits (75) is guided by the residue guiding portion (76) and smoothly guided to the residue reservoir (60) side.
本実施形態において、カス止め板(75)の下端は、貯湯槽(1)の底面に接触するように配置されて、カス止め板(75)の下側部(74)は、上記整流板(71)〜(73)と実質的に同様な構成となる。従って本実施形態においては、カス止め板(75)の下側部(74)を、上記整流板(71)〜(73)と同様な、整流板として取り扱うようにしても良い。 In the present embodiment, the lower end of the residue stopper plate (75) is disposed so as to contact the bottom surface of the hot water storage tank (1), and the lower portion (74) of the residue stopper plate (75) 71) to (73). Therefore, in this embodiment, you may make it handle the lower part (74) of the debris stop plate (75) as a current plate similar to the current plates (71) to (73).
なお本実施形態においては、カス止め板(75)の下端を、貯湯槽(1)の底面まで設けているが、それだけに限られず、本発明においては、ガス受け止め板(75)の下端を、アルミニウム溶湯(L)の浅い位置(表層部)までしか設けないようにしても良い。この場合には、ガス受け止め板の下方に、そのガス受け止め板から分離させて、別途、整流板を設けるようにしても良い。 In the present embodiment, the lower end of the residue plate (75) is provided up to the bottom surface of the hot water tank (1). However, the present invention is not limited to this, and in the present invention, the lower end of the gas receiver plate (75) is made of aluminum. You may make it provide only to the shallow position (surface layer part) of a molten metal (L). In this case, a current plate may be separately provided below the gas receiving plate and separated from the gas receiving plate.
図6に示すように、本実施形態のアルミニウム溶湯処理装置は、排気ガス回収手段としての排気ガス回収設備(8)が設けられている。この排気ガス回収設備(8)は、配管群によって構成されるガス回収管路(80)を備え、そのガス回収管路(80)の流入側端部が、貯湯槽(1)の閉塞蓋(15)に密封状態に貫通されて、貯湯槽(1)内におけるアルミニウム溶湯(L)の液面(L1)よりも上方(溶湯液面上空)に配置されている。 As shown in FIG. 6, the molten aluminum treatment apparatus of the present embodiment is provided with an exhaust gas recovery facility (8) as exhaust gas recovery means. The exhaust gas recovery facility (8) includes a gas recovery pipe (80) constituted by a group of pipes, and the inflow side end of the gas recovery pipe (80) has a closed lid ( 15) is penetrated in a sealed state, and is arranged above the liquid level (L1) of the molten aluminum (L) in the hot water tank (1) (above the molten liquid level).
さらに排気ガス回収設備(8)は、アルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)および亜鉛(Zn)の蒸気をトラップする蒸気トラップ(81)と、圧力計(82)と、ガス輸送手段としてのコンプレッサー(83)と、ガス回収容器(84)とを備え、これらのガス回収管路(80)上にこの順に設けられている。 Further, the exhaust gas recovery facility (8) includes a steam trap (81) for trapping steam of aluminum (Al), magnesium (Mg) and zinc (Zn), a pressure gauge (82), and a compressor ( 83) and a gas recovery container (84), which are provided in this order on these gas recovery lines (80).
そしてコンプレッサー(83)の駆動によって、貯湯槽(1)内の溶湯液面上空に充満する使用済みガス(排気ガス)が、ガス回収管路(80)に吸引され、その排気ガスが、蒸気トラップ(81)を通ってAl、Mg、Zn蒸気が除去されて、ガス回収容器(84)に回収されるようになっている。 The used gas (exhaust gas) that fills the molten metal surface in the hot water tank (1) is sucked into the gas recovery line (80) by driving the compressor (83), and the exhaust gas is converted into a steam trap. Al, Mg, Zn vapor is removed through (81) and is recovered in the gas recovery container (84).
また回収されたガスは適宜、精製工場において、所定の純度のアルゴンガス等、所定の成分の処理ガスに精製されて、リサイクルされるものである。 The recovered gas is appropriately purified at a refinery to a processing gas having a predetermined component, such as argon gas having a predetermined purity, and recycled.
なお言うまでもなく、排気ガス回収設備(8)に採用可能なガス輸送手段は、コンプレッサー(83)に限られず、他のガス輸送手段、例えば吸引ポンプ等も採用することができる(後述のガス再利用設備9においても同じ)。 Needless to say, the gas transport means that can be employed in the exhaust gas recovery facility (8) is not limited to the compressor (83), and other gas transport means, such as a suction pump, can be employed (the gas recycling described later). The same applies to facility 9).
ここで本実施形態においては、コンプレッサー(83)等のガス輸送手段によって、槽内圧調整手段が構成されている。 Here, in this embodiment, the tank internal pressure adjusting means is constituted by gas transport means such as the compressor (83).
次に本実施形態の溶湯処理装置によって、アルミニウム溶湯(L)を処理して、その溶湯(L)から非金属介在物や不純物等のカス(Lx)を除去する際の動作について説明する。 Next, the operation at the time of processing the molten aluminum (L) by the molten metal treatment apparatus of the present embodiment and removing waste (Lx) such as non-metallic inclusions and impurities from the molten metal (L) will be described.
まず溶湯処理装置の稼働時においては、貯湯槽(1)内に予めアルミニウム溶湯(L)が所定量貯留されているものとする。 First, when the molten metal processing apparatus is in operation, a predetermined amount of molten aluminum (L) is stored in advance in the hot water storage tank (1).
なお既述したように、処理ガス吹き込み用シャフト(2)の外周に配置される筒状シール部材(3)の下端と、入湯管路(4)の入湯口(41)および出湯管路(5)の出湯口(51)とはいずれも、貯留されるアルミニウム溶湯(L)の液面(L1)よりも下方位置に配置されている。さらにカス回収ポケット(6)において、遮断板(65)は開放されるとともに、開閉バルブ(69)は閉じられている。従ってこのこの状態では、貯湯槽(1)およびカス回収ポケット(6)の各内部における上方空間部は、液封止によって、筒状シール部材(3)、入湯管路(4)および出湯管路(5)の各内部に対しそれぞれ密閉され、大気(外気)に対し遮断された状態となっている。 As described above, the lower end of the cylindrical seal member (3) disposed on the outer periphery of the processing gas blowing shaft (2), the hot water inlet (41) and the hot water outlet pipe (5) of the hot water pipe (4). ) Is provided at a position below the liquid level (L1) of the molten aluminum (L) to be stored. Further, in the waste collection pocket (6), the shut-off plate (65) is opened and the open / close valve (69) is closed. Therefore, in this state, the upper space in each of the hot water storage tank (1) and the waste collection pocket (6) is liquid-sealed so that the cylindrical seal member (3), the hot water pipe (4), and the hot water pipe It is sealed with respect to each inside of (5) and is in a state of being blocked from the atmosphere (outside air).
そしてこの状態において、アルミニウム溶湯(L)を入湯管路(4)に通して入湯口(41)から貯湯槽(1)内に順次連続的に流入させるとともに、貯湯槽(1)内のアルミニウム溶湯(L)を出湯口(51)から順次連続的に出湯管路(5)に流出させて、その管路(5)に通して所定箇所(鋳造装置湯)へと送り込む。なお貯湯槽(1)内でのアルミニウム溶湯(L)の詳細な流動動作については、後に説明するものとする。 In this state, the molten aluminum (L) is continuously passed through the hot water inlet (41) from the hot water inlet (41) into the hot water tank (1) and the molten aluminum in the hot water tank (1). (L) is sequentially and continuously discharged from the hot water outlet (51) to the hot water discharge pipe (5), and is sent through the pipe (5) to a predetermined location (casting equipment hot water). The detailed flow operation of the molten aluminum (L) in the hot water tank (1) will be described later.
こうして貯湯槽(1)内にアルミニウム溶湯(L)を供給する一方で、処理ガス吹き込み用シャフト(2)および処理ガス放出部材(21)を軸心回りに回転駆動させつつ、処理ガス供給手段(20)からシャフト(2)内にアルゴンガス(処理ガス)を加圧状態で供給する。シャフト(2)内に供給されたアルゴンガスは、シャフト(2)内を降下して処理ガス放出部材(21)に導入されて、処理ガス放出部材(21)の外周面から無数の気泡となって、アルミニウム溶湯(L)内に均等に分散されて放出される。 Thus, while supplying the molten aluminum (L) into the hot water tank (1), the processing gas supply means ((2) and the processing gas discharge member (21) are driven to rotate about the axis while rotating the processing gas. 20) Argon gas (processing gas) is supplied in a pressurized state into the shaft (2). Argon gas supplied into the shaft (2) descends in the shaft (2) and is introduced into the processing gas discharge member (21) to form countless bubbles from the outer peripheral surface of the processing gas discharge member (21). And evenly dispersed in the molten aluminum (L).
アルミニウム溶湯(L)内に放出された無数の気泡は、溶湯内を浮揚していく際に、溶湯内に混入されたカス(Lx)を付着させて溶湯液面(L1)に浮上した後、カス(Lx)から分離して上空に放出される一方、分離されたカス(Lx)は溶湯液面上を浮遊するようになる。このようにアルミニウム溶湯(L)内に混入されたカス(Lx)が浮かび上がって液面上を浮遊する。 Innumerable bubbles released into the molten aluminum (L) float on the molten metal surface (L1) by adhering debris (Lx) mixed in the molten metal when floating inside the molten metal, While being separated from the residue (Lx) and released to the sky, the separated residue (Lx) floats on the molten metal surface. In this way, the residue (Lx) mixed in the molten aluminum (L) rises and floats on the liquid surface.
ここで本実施形態において、貯湯槽(1)内のアルミニウム溶湯(L)には、シャフト(2)の回転によって図2の黒塗りの矢印で示すように、平面視反時計回りの回転流が発生しており、その回転流に沿って、アルミニウム溶湯(L)が流動している。その一方、入湯管路(4)の入湯口(41)は、液面付近の表層部で下向きに配置されるとともに、出湯管路(5)の出湯口(51)は、貯湯槽(1)の底面付近の深層部で下向きに配置されている。このため、入湯口(41)から流入される主流のアルミニウム溶湯(L)は、貯湯槽(1)の内部を大きくゆっくり旋回しながら徐々に沈降するように、螺旋状の流れに沿って流動していき、その後、出湯口(51)から出湯管路(5)に流出されて貯湯槽(1)の外部に流出されるようになる。このように貯湯槽(1)内に供給されるアルミニウム溶湯(L)は、螺旋状の流れに沿って貯湯槽(1)内全域をむら無く流動するため、その間に、多数のアルゴンガス気泡と接触することにより、上記したように、アルミニウム溶湯(L)内に混入されるカス(Lx)が確実に除去される。 Here, in the present embodiment, the molten aluminum (L) in the hot water tank (1) is caused to rotate counterclockwise in plan view as indicated by the black arrow in FIG. 2 due to the rotation of the shaft (2). The molten aluminum (L) is flowing along the rotating flow. On the other hand, the hot water inlet (41) of the hot water inlet pipe (4) is disposed downward on the surface layer near the liquid surface, and the hot water outlet (51) of the hot water outlet pipe (5) is connected to the hot water tank (1). It is arranged downward in the deep part near the bottom of the. For this reason, the mainstream molten aluminum (L) flowing in from the hot water inlet (41) flows along the spiral flow so as to gradually settle while swirling in the hot water tank (1). After that, it flows out from the hot water outlet (51) to the hot water outlet pipe (5) and flows out of the hot water storage tank (1). Since the molten aluminum (L) supplied into the hot water tank (1) in this way flows uniformly throughout the hot water tank (1) along the spiral flow, a large number of argon gas bubbles and By contacting, as described above, the residue (Lx) mixed in the molten aluminum (L) is surely removed.
さらに本実施形態においては、入湯管路(4)の入湯口(41)を液面付近の表層部に配置しているため、入湯口(41)から貯湯槽(1)内に流入されたアルミニウム溶湯(L)は、表層部での回転流にスムーズに合流させることができる。 Furthermore, in this embodiment, since the hot water inlet (41) of the hot water pipeline (4) is arranged on the surface layer near the liquid surface, the aluminum that has flowed into the hot water tank (1) from the hot water inlet (41). The molten metal (L) can be smoothly joined to the rotating flow at the surface layer portion.
その上さらに、出湯管路(5)の出湯口(51)を底面付近の深層部に配置しているため、貯湯槽(1)内を螺旋状の流れに沿って沈降したアルミニウム溶湯(L)を、貯湯槽(1)内から出湯口(51)を介してスムーズに流出させることができる。 Furthermore, since the hot water outlet (51) of the hot water outlet pipe (5) is disposed in the deep layer near the bottom surface, the molten aluminum (L) that has settled along the spiral flow in the hot water tank (1). Can be smoothly discharged from the hot water storage tank (1) through the hot water outlet (51).
このように入湯口(41)から流入されるアルミニウム溶湯(L)を、所定の回転流に無理なく合流させることができるとともに、回転流動するアルミニウム溶湯(L)を、スムーズに出湯口(51)から流出させることができるため、上記カス除去に最適な流動特性を確実に得ることができる。 As described above, the molten aluminum (L) flowing in from the hot water inlet (41) can be merged into a predetermined rotational flow without difficulty, and the rotationally flowing aluminum molten metal (L) can be smoothly fed into the hot water outlet (51). Therefore, it is possible to reliably obtain the optimum flow characteristics for the above debris removal.
またアルミニウム溶湯(L)の表層部よりも下側の中層部および深層部においては、筒状シール部材(3)が配置されないため、シャフト(2)による回転力が直接、溶湯(L)に伝わって、十分な回転力で回転しながら外側に押し出されるように流動する。このように中層部および深層部に十分な回転流が発生する一方、貯湯槽(1)の内周壁面における下側部(深層部)に、回転流に対し直交する整流板(71)〜(73)を配置しているため、深層部で回転流動する一部のアルミニウム溶湯(L)は、図1の黒塗りの矢印に示すように整流板(71)〜(73)により流れが制御されて、槽内壁面に沿って上昇する。この上昇流によって、中間層および深層部での上記回転流が表層部に押し上げられて、表層部においては、所望の安定した回転流が発生し、上記したようにアルミニウム溶湯(L)が大きくゆっくり回転流動する。 Further, in the middle layer portion and the deep layer portion below the surface layer portion of the molten aluminum (L), the cylindrical sealing member (3) is not disposed, so that the rotational force by the shaft (2) is directly transmitted to the molten metal (L). The fluid flows so as to be pushed outward while rotating with a sufficient rotational force. While sufficient rotational flow is generated in the middle layer portion and the deep layer portion in this way, on the lower side portion (deep layer portion) on the inner peripheral wall surface of the hot water tank (1), the rectifying plates (71) to (71) to ( 73) is arranged, the flow of some molten aluminum (L) rotating and flowing in the deep layer is controlled by the rectifying plates (71) to (73) as shown by the black arrows in FIG. And rises along the inner wall surface of the tank. By this upward flow, the rotating flow in the intermediate layer and the deep layer is pushed up to the surface layer, and a desired stable rotating flow is generated in the surface layer, and the molten aluminum (L) is large and slowly as described above. Rotating fluid.
また本実施形態では、アルミニウム溶湯(L)の表層部において、シャフト(2)の周囲を筒状シール部材(3)によって覆っているため、表層部で回転流動するアルミニウム溶湯(L)が、シャフト(2)に絡み付いて急激に沈降していくような不具合を防止することができ、表層部で所望の大きてゆるやかな回転流を確実に発生させることができる。 Moreover, in this embodiment, since the circumference | surroundings of the shaft (2) are covered with the cylindrical seal member (3) in the surface layer part of the molten aluminum (L), the molten aluminum (L) that rotates and flows in the surface layer part is It is possible to prevent problems such as entanglement with (2) and abrupt sedimentation, and a desired large and gentle rotating flow can be reliably generated at the surface layer portion.
さらに筒状シール部材(3)の回りを旋回するように大きく回転流動するアルミニウム溶湯(L)と、上下に循環流動する一部のアルミニウム溶湯(L)とがバランス良く混ざり合うことにより、偏流を防止することができ、貯湯槽(1)の特定箇所で、一部のアルミニウム溶湯(L)が長期間滞留するような不具合を防止でき、カス除去を確実に行うことができる。 Furthermore, the aluminum melt (L) that rotates and flows so as to swivel around the cylindrical seal member (3) and a part of the aluminum melt (L) that circulates and flows up and down are mixed in a well-balanced manner. It is possible to prevent such a problem that a part of the molten aluminum (L) stays at a specific location of the hot water tank (1) for a long period of time, and it is possible to reliably remove the residue.
また表層部のアルミニウム溶湯(L)がシャフト(2)に直接絡みつかず、大きくてゆっくりとした安定した回転流が発生するため、後述するようにカス(Lx)の回収も容易に行うことができる。 In addition, the molten aluminum (L) in the surface layer does not directly entangle with the shaft (2), and a large, slow, and stable rotating flow is generated. As described later, the residue (Lx) can be easily recovered. it can.
なお、本実施形態では、貯湯槽(1)内のアルミニウム溶湯(L)の表層部において、シャフト(2)の周囲を、筒状シール部材(3)によって覆っているため、シャフト(2)の回転による回転流が発生し難いものとなっている。さらにアルミニウム溶湯(L)の深層部においては、整流板(71)〜(73)が配置されるため、回転流が抑制されるものとなっている。そこで本実施形態においては、既述したように整流板(71)〜(73)の上端位置を、筒状シール部材(3)の下端位置よりも低位に配置しているため、少なくとも整流板(71)〜(73)と筒状シール部材(3)との間の中層部においては、アルミニウム溶湯(L)に所望の回転流が得られる。従って上記したように、表層部においても、アルミニウム溶湯(L)に安定した回転流が確実に得られるものである。 In this embodiment, since the periphery of the shaft (2) is covered with the cylindrical seal member (3) in the surface layer portion of the molten aluminum (L) in the hot water tank (1), the shaft (2) Rotational flow due to rotation is difficult to occur. Further, in the deep layer portion of the molten aluminum (L), since the rectifying plates (71) to (73) are arranged, the rotational flow is suppressed. Therefore, in this embodiment, since the upper end positions of the rectifying plates (71) to (73) are disposed lower than the lower end position of the cylindrical seal member (3) as described above, at least the rectifying plate ( In the middle layer portion between 71) to (73) and the cylindrical seal member (3), a desired rotational flow is obtained in the molten aluminum (L). Therefore, as described above, a stable rotational flow can be reliably obtained in the molten aluminum (L) even in the surface layer portion.
一方、本実施形態の溶湯処理装置においては、既述したように貯湯槽(1)の溶湯液面上が密封されているため、溶湯内で放出されて液面上に放出された使用済みアルゴンガス(排気ガス)は、貯湯槽(1)内に加圧状態で封入されて、大気への不用意な放出を確実に防止することができる。しかも、貯湯槽(1)内のアルミニウム溶湯(L)は、外気と遮断された状態で処理されるため、カス除去性能を一段と向上させることができ、高品質のアルミニウム溶湯(鋳造用素材)を確実に得ることができる。 On the other hand, in the molten metal treatment apparatus of this embodiment, since the molten metal surface of the hot water storage tank (1) is sealed as described above, the used argon released into the molten metal and discharged onto the liquid surface. Gas (exhaust gas) is sealed in the hot water storage tank (1) in a pressurized state, and can be surely prevented from being inadvertently released into the atmosphere. Moreover, since the molten aluminum (L) in the hot water storage tank (1) is processed in a state where it is shut off from the outside air, it is possible to further improve the debris removal performance, and a high-quality molten aluminum (casting material) can be obtained. You can definitely get it.
ここで、本実施形態においては、貯湯槽(1)内に封入される使用済みアルゴンガスは回収するようにしている。すなわち図6に示すように処理ガス回収時においては、排気ガス回収設備(8)におけるコンプレッサー(83)を駆動させて、貯湯槽(1)の液面上に充満する使用済みガスを、ガス回収管路(80)に沿って吸引流通させることにより、蒸気トラップ(81)を介してガス回収容器(84)に回収するようにしている。 Here, in the present embodiment, the used argon gas sealed in the hot water tank (1) is recovered. That is, as shown in FIG. 6, when recovering the processing gas, the compressor (83) in the exhaust gas recovery facility (8) is driven, and the used gas filling the liquid level of the hot water tank (1) is recovered. By suctioning and flowing along the pipe line (80), the gas is recovered into the gas recovery container (84) via the steam trap (81).
また回収したアルゴンガスは、既述したように、精製工場において、所定の純度のアルゴンガス(所定の成分の処理ガス)に精製されて、リサイクルされるものである。 Further, as described above, the recovered argon gas is purified to a predetermined purity argon gas (a processing gas having a predetermined component) and recycled in the refinery.
なお使用済みアルゴンガスの回収処理は、バッチ処理で断続的に行うようにしても良いし、インライン処理で連続的に行うようにしても良い。 The used argon gas recovery process may be performed intermittently by batch processing or continuously by in-line processing.
また、本実施形態においては、貯湯槽(1)内で溶湯液面上を浮遊するカス(Lx)を回収して排出することができる。 Moreover, in this embodiment, the residue (Lx) which floats on the molten metal surface in the hot water storage tank (1) can be collected and discharged.
すなわち上記したように、表層部のアルミニウム溶湯(L)が大きくゆっくり回転するため、液面(L1)で浮遊するカス(Lx)が、シャフト(2)に絡みついて中心部に凝集するようなことがなく、アルミニウム溶湯(L)の回転流動に追従して液面上を大きく回転しながら、遠心力によって徐々に外側に移動していく。このようにカス(Lx)を貯湯槽(1)の外周部に導くように、カス(Lx)の挙動を制御できるため、カス(Lx)の回収を容易に行うことができる。 That is, as described above, since the molten aluminum (L) in the surface layer portion is largely and slowly rotated, the residue (Lx) floating on the liquid surface (L1) is entangled with the shaft (2) and aggregated in the center portion. There is no, and while moving largely on the liquid surface following the rotational flow of the molten aluminum (L), it gradually moves outward by centrifugal force. Since the behavior of the residue (Lx) can be controlled so that the residue (Lx) is guided to the outer peripheral portion of the hot water tank (1) in this way, the residue (Lx) can be easily collected.
具体的には、溶湯処理層(1)の左側壁および後側壁間の角部にカス溜まり部(60)を形成しているため、溶湯処理層(1)の内周壁面、つまり後側壁内面に沿って移動するカス(Lx)は、カス溜まり部(60)にスムーズに導かれていく。しかも本実施形態においては、カス溜まり部(60)における回転流の下流側に、回転流を遮る態様にカス止め板(75)を配置しているため、回転流に伴って、カス溜まり部(60)を横切ろうとするカス(Lx)が、カス止め板(75)に受け止められて、カス溜まり部(60)に誘導されていく。従って液面上を浮遊するカス(Lx)は、カス溜まり部(60)に効率良く収集されていく。 Specifically, since the residue pool portion (60) is formed at the corner between the left side wall and the rear side wall of the molten metal treatment layer (1), the inner peripheral wall surface of the molten metal treatment layer (1), that is, the inner surface of the rear side wall The dregs (Lx) moving along the hose are smoothly guided to the dregs reservoir (60). In addition, in the present embodiment, since the debris stop plate (75) is disposed downstream of the rotational flow in the debris reservoir (60) in a manner that blocks the rotational flow, the debris reservoir ( The residue (Lx) about to cross (60) is received by the residue stopper plate (75) and guided to the residue reservoir (60). Therefore, the residue (Lx) floating on the liquid surface is efficiently collected in the residue storage part (60).
ここで本実施形態の溶湯処理装置においては、通常運転状態、例えば使用済みアルゴンガスを吸引回収していない状態では、貯湯槽(1)の溶湯液面上空は密閉されるとともに、加圧状態で供給されたアルゴンガス(排気ガス)が充満している。このため図1,3Aに示すように、外部の大気圧(P1)よりも、貯湯槽(1)の上空部の気圧(槽内圧P2)は高くなっている。従って「大気圧(P1)<槽内圧(P2)」の関係が成立し、貯湯槽(1)の液面高さは、大気圧状態での液面高さよりも低くなっている。 Here, in the molten metal processing apparatus of the present embodiment, in a normal operation state, for example, in a state where the used argon gas is not sucked and collected, the space above the molten metal surface of the hot water tank (1) is sealed and in a pressurized state. The supplied argon gas (exhaust gas) is full. Therefore, as shown in FIGS. 1 and 3A, the atmospheric pressure (tank pressure P2) above the hot water storage tank (1) is higher than the external atmospheric pressure (P1). Therefore, the relationship of “atmospheric pressure (P1) <tank internal pressure (P2)” is established, and the liquid level of the hot water storage tank (1) is lower than the liquid level in the atmospheric pressure state.
そして本実施形態においては、カス回収ポケット(6)における堰堤板(62)の上端位置が、既述したように貯湯槽(1)の液面(L1)よりも高い位置に設定されているため、通常運転状態では、貯湯槽(1)内におけるカス溜まり部(60)に収集されたカス(Lx)は、堰堤板(62)をオーバーフローすることなく、カス溜まり部(60)に収集した状態で滞留している。 And in this embodiment, since the upper end position of the dam board (62) in the dregs recovery pocket (6) is set to a position higher than the liquid level (L1) of the hot water tank (1) as described above. In the normal operation state, the waste (Lx) collected in the waste reservoir (60) in the hot water tank (1) is collected in the waste reservoir (60) without overflowing the dam plate (62). It stays at.
そこで本実施形態においては、定期的、あるいはカス溜まり部(60)に所定量以上のカス(Lx)が溜まった時点で、その溜まったカス(Lx)を、貯湯槽(1)からカス回収ポケット(6)に回収するものである。 Therefore, in the present embodiment, the accumulated residue (Lx) is collected from the hot water storage tank (1) at a residue collection pocket periodically or when a predetermined amount or more of residue (Lx) is accumulated in the residue reservoir (60). Collected in (6).
すなわちカス回収操作を行うには、上記排気ガス回収設備のコンプレッサー(83)を駆動したり、あるいは貯湯槽(1)を単に外気に開放させたりして、貯湯槽(1)内の気圧(P2)を低下させる。これにより図3Bに示すように貯湯槽(1)内の溶湯液面(L1)が上昇するため、この液面上昇に伴って、液面上のカス(Lx)も上昇する。従って、カス(Lx)が、カス回収ポケット(6)の堰堤板(62)の上端よりも上位に配置されて、カス(Lx)が堰堤板(62)をオーバーフローして、カス回収ポケット(6)内に回収される。 That is, in order to perform the waste recovery operation, the compressor (83) of the exhaust gas recovery facility is driven, or the hot water storage tank (1) is simply opened to the outside air, so that the atmospheric pressure (P2) in the hot water storage tank (1) is reached. ). As a result, as shown in FIG. 3B, the melt liquid level (L1) in the hot water tank (1) rises, and as the liquid level rises, the residue (Lx) on the liquid level also rises. Accordingly, the waste (Lx) is arranged higher than the upper end of the dam plate (62) of the waste collection pocket (6), and the waste (Lx) overflows the dam plate (62), and the waste collection pocket (6 ).
こうして貯湯槽(1)内のカス(Lx)を、カス回収ポケット(6)内に回収した後、運転を再開する場合には、コンプレッサー(83)の駆動を停止したり、貯湯槽(1)内を外気と遮断するものである。 In this way, when the waste (Lx) in the hot water storage tank (1) is recovered in the waste recovery pocket (6) and then restarted, the drive of the compressor (83) is stopped or the hot water storage tank (1) The inside is cut off from outside air.
また本実施形態において、カス回収ポケット(6)内に回収されたカス(Lx)は、外部に排出することができるが、例えば通常運転中に、カス回収ポケット(6)内のカス(Lx)を排出する場合には図3Cに示すように、カス回収ポケット(6)の遮断板(65)を閉じることにより、入口室(66)および出口室(67)間を分離して、出口室(67)を貯湯槽(1)内の雰囲気から遮断する。その後、開閉バルブ(69)を開いて、出口室(67)内のカス(Lx)をカス排出パイプ(68)を介して外部に排出するものである。 In the present embodiment, the waste (Lx) recovered in the waste recovery pocket (6) can be discharged to the outside. For example, during normal operation, the waste (Lx) in the waste recovery pocket (6). 3C, as shown in FIG. 3C, by closing the blocking plate (65) of the waste collection pocket (6), the inlet chamber (66) and the outlet chamber (67) are separated, and the outlet chamber ( 67) is cut off from the atmosphere in the hot water tank (1). Thereafter, the open / close valve (69) is opened, and the residue (Lx) in the outlet chamber (67) is discharged to the outside through the residue discharge pipe (68).
なお貯湯槽(1)を大気に開放して、カス(Lx)をカス回収ポケット(6)内に回収するような場合には、その大気開放中においては、遮断板(65)を閉じることなく、開放したままの状態で、カス回収ポケット(6)内に回収されたカス(Lx)をカス排出パイプ(68)を介して外部に排出するようにしても良い。 When the hot water tank (1) is opened to the atmosphere and the waste (Lx) is collected in the waste collection pocket (6), the shut-off plate (65) is not closed while the atmosphere is open. The waste (Lx) collected in the waste collection pocket (6) may be discharged to the outside through the waste discharge pipe (68) while being left open.
さらに定期点検時等において、貯湯槽(1)を大気に開放する際に、遮断板(65)を閉じずに、カス回収ポケット(6)内のカス(Lx)をカス排出パイプ(68)を介して排出することもできる。換言すれば本発明において、遮断板(65)は必ずしも設ける必要がなく、貯湯槽(1)内を大気に開放させるような場合を見計らって、必要に応じて、カス回収ポケット(6)内のカス(Lx)を排出するようにしても良い。 Further, when the hot water storage tank (1) is opened to the atmosphere during periodic inspection, the waste discharge pipe (68) is connected to the waste (Lx) in the waste recovery pocket (6) without closing the blocking plate (65). It can also be discharged through. In other words, in the present invention, the blocking plate (65) is not necessarily provided, and in the case where the inside of the hot water storage tank (1) is opened to the atmosphere, if necessary, the waste collecting pocket (6) Waste (Lx) may be discharged.
また本実施形態においては、貯湯槽(1)の前壁と、カス止め板(75)との間のデッドスペースに、出湯管路(5)の槽内引込部を配置しているため、槽内設置部品を、スペース的に効率良く配置でき、貯湯槽(1)の無駄な大型化を回避でき、高性能コンパクト化を図ることができる。 Moreover, in this embodiment, since the in-bath drawing-in part of the tapping pipe line (5) is disposed in the dead space between the front wall of the hot water storage tank (1) and the detent plate (75), the tank Internally installed parts can be arranged efficiently in terms of space, a wasteful enlargement of the hot water tank (1) can be avoided, and high performance and compactness can be achieved.
なお言うまでもなく、入湯管路(4)や出湯管路(5)の設置位置は、上記実施形態のものだけに限られず、どのような位置に設置しても良い。例えば図9に示すように、出湯管路(5)を貯湯槽(1)の右側壁前端に設置するようにしても良い。さらに図10に示すように、入湯管路(4)を貯湯槽(1)の前側壁右端に設置するようにしても良い。 Needless to say, the installation positions of the hot water supply pipe (4) and the hot water discharge pipe (5) are not limited to those in the above embodiment, and may be installed at any position. For example, as shown in FIG. 9, a hot water outlet pipe (5) may be installed at the front end of the right side wall of the hot water tank (1). Furthermore, as shown in FIG. 10, the hot water pipe (4) may be installed at the right end of the front side wall of the hot water tank (1).
また上記実施形態において、入湯管路(4)の槽内引込部は、直線状に形成しているが、それだけに限られず、本発明においては、入湯管路(4)の槽内引込部を屈曲させるようにしても良い。例えば図11に示すように、入湯管路(4)の槽内引込部に、下方に向かって延びる下方延設部(42)を形成し、その下端に下向きに開口する入湯口(41)を形成するようにしても良い。さらに図12に示すように、入湯管路(4)の槽内引込部に、下方に向かって延びる下方延設部(42)を形成し、その下方延設部(42)の下端を制御板(43)により閉塞するとともに、下方延設部(42)の下部周壁に、水平方向(横向き)に開口する入湯口(41)を形成するようにしても良い。このように入湯口(41)を横向きに開口させる場合には、入湯口(41)から流出される溶湯(L)の流出方向を、貯湯槽(1)内における溶湯(L)の回転流動方向に一致させることにより、回転速度を加速させることができ、溶湯表層部に、より一層安定した回転流を発生させることができる。 Moreover, in the said embodiment, although the tank drawing-in part of the hot water supply pipe line (4) is formed in linear form, it is not restricted to it, In this invention, the in-bath drawing-in part of the hot water supply pipe line (4) is bent. You may make it let it. For example, as shown in FIG. 11, a downward extending portion (42) extending downward is formed in the in-vessel retracting portion of the hot water pipe (4), and a hot water inlet (41) opening downward is formed at the lower end thereof. You may make it form. Further, as shown in FIG. 12, a downward extending portion (42) extending downward is formed in the tank drawing-in portion of the hot water pipe (4), and the lower end of the downward extending portion (42) is connected to the control plate. While closing by (43), you may make it form the hot water inlet (41) opened to a horizontal direction (lateral direction) in the lower surrounding wall of a downward extension part (42). Thus, when opening the hot water inlet (41) sideways, the outflow direction of the molten metal (L) flowing out from the hot water inlet (41) is determined as the rotational flow direction of the molten metal (L) in the hot water storage tank (1). Therefore, the rotational speed can be accelerated, and a more stable rotational flow can be generated in the molten metal surface layer.
さらに上記実施形態等においては、入湯口(41)の開口方向を下向きまたは横向きに設定しているが、それだけに限られず、本発明においては、入湯口を、斜め下向きや、斜め上向きに開口させるようにしても良い。 Furthermore, in the said embodiment etc., although the opening direction of the hot water inlet (41) is set to downward or a horizontal direction, it is not restricted only to it, In the present invention, the hot water inlet is opened diagonally downward or diagonally upward. Anyway.
同様に、出湯口(51)の開口方向も下向きに限定されるものではなく、横向きはもちろんのこと、斜め下向きや、斜め上向きに設定するようにしても良い。 Similarly, the opening direction of the hot water outlet (51) is not limited to the downward direction, and may be set to be obliquely downward or obliquely upward as well as laterally.
また本発明においては図13に示すように、シャフト(2)の周囲に設けられる筒状シール部材(3)に流入孔(31)を形成するようにしても良い。この流入孔(31)は、溶湯液面(L1)よりも低位に設けられ、その流通孔(31)を介して、アルミニウム溶湯(L)を筒状シール部材(3)内に流入させて、そのアルミニウム溶湯(L)を沈降させて中層部から深層部で回転させながら外側に流動させるものである。この場合には、アルミニウム溶湯(L)の中層部および深層部において、より一層安定した回転流が発生し、表層部において、より一層安定した回転流を確実に発生させることができる。 Moreover, in this invention, as shown in FIG. 13, you may make it form an inflow hole (31) in the cylindrical seal member (3) provided around a shaft (2). The inflow hole (31) is provided lower than the melt liquid level (L1), and the molten aluminum (L) is caused to flow into the cylindrical seal member (3) through the flow hole (31). The molten aluminum (L) is allowed to settle and flow outward while rotating from the middle layer to the deep layer. In this case, a more stable rotating flow can be generated in the middle layer portion and deep layer portion of the molten aluminum (L), and a more stable rotating flow can be reliably generated in the surface layer portion.
さらに筒状シール部材(3)に流入孔(31)を形成するような場合には、図14に示すように、筒状シール部材(3)の内周面における流入孔(31)よりも下側に、凸条部または凹条部等の内周線条部(32)を螺旋状に設けることにより、筒状シール部材(3)の内部に、螺旋状に降下する溶湯(L)の流れを発生させることができ、溶湯(L)をより一層スムーズに沈降させることができる。なおシャフト(2)の外周面に、螺旋状の突条部または凹条部等の線条線条部を設けることによっても、螺旋状に降下する溶湯(L)の流れを発生させることができる。 Further, when the inflow hole (31) is formed in the cylindrical seal member (3), as shown in FIG. 14, it is lower than the inflow hole (31) on the inner peripheral surface of the cylindrical seal member (3). On the side, the flow of the molten metal (L) descending in a spiral manner inside the cylindrical seal member (3) by providing the inner peripheral linear strip portion (32) such as a convex strip portion or a concave strip portion in a spiral manner. And the molten metal (L) can be more smoothly settled. In addition, the flow of the molten metal (L) descend | falls helically can be generated also by providing a linear filament part, such as a helical protrusion part or a concave part, in the outer peripheral surface of a shaft (2). .
また本発明においては図15に示すように、シャフト(2)の外周面に羽根(25)を設けるようにしても良い。この場合には、羽根(25)によって、アルミニウム溶湯(L)に、十分な回転力を与えることができ、安定した回転流をより一層確実に発生させることができる。 Moreover, in this invention, as shown in FIG. 15, you may make it provide a blade | wing (25) in the outer peripheral surface of a shaft (2). In this case, a sufficient rotational force can be applied to the molten aluminum (L) by the blades (25), and a stable rotational flow can be generated more reliably.
また上記実施形態においては、貯湯槽(1)内の気圧を変化させることにより、溶湯液面(L1)の高さを上昇させて、液面上のカス(Lx)を堰堤板(62)に対してオーバーフローさせて、カス回収ポケット(6)内に回収するようにしているが、それだけに限られず、本発明においては、堰堤板(62)を上下に昇降駆動自在に設けて、カス回収時には、堰堤板(62)を降下させて、その低位の堰堤板(62)に対して貯湯槽(1)側のカス(Lx)をオーバーフローさせて、カス回収ボックス(6)に回収するようにしても良い。 Moreover, in the said embodiment, the height of a molten-metal liquid level (L1) is raised by changing the atmospheric pressure in a hot water storage tank (1), and the residue (Lx) on a liquid level is made into a dam plate (62). On the other hand, it is made to overflow and collect in the waste collection pocket (6), but it is not limited thereto, and in the present invention, the dam plate (62) is provided so as to be driven up and down freely, The dam plate (62) is lowered, and the waste (Lx) on the hot water storage tank (1) side is overflowed with respect to the lower dam plate (62) and recovered in the waste collection box (6). good.
さらに上記実施形態においては、貯湯槽(1)内のカス(Lx)が所定量貯まる毎に断続的に、カス(Lx)を貯湯槽(1)からカス回収ボックス(6)に回収するようにしているが、それだけに限られず、本発明においては、貯湯槽(1)からカス回収ボックス(6)に連続的にカス(Lx)を回収するようにしても良い。すなわち、堰堤板(62)の上端位置を、貯湯槽(1)の溶湯液面(L1)と同位、あるいは少しだけ高位に設定しておいて、貯湯槽(1)のカス溜まり部(60)に、カス(Lx)が順次収集されるに従って、自動的に連続して堰堤板(62)をオーバーフローさせてカス回収ボックス(6)に回収されるようにした、いわゆる垂れ流し方式でカス(Lx)をカス回収ボックス(6)に回収するようにしても良い。 Further, in the above-described embodiment, every time a predetermined amount of waste (Lx) in the hot water storage tank (1) is stored, the waste (Lx) is intermittently recovered from the hot water storage tank (1) to the waste recovery box (6). However, the present invention is not limited to this, and in the present invention, the residue (Lx) may be continuously recovered from the hot water storage tank (1) to the residue recovery box (6). That is, the upper end position of the dam plate (62) is set to the same level as the molten metal level (L1) of the hot water storage tank (1) or slightly higher, and the waste reservoir (60) of the hot water storage tank (1). In addition, as the scum (Lx) is sequentially collected, the dam plate (62) is automatically and continuously overflowed to be recovered in the scum recovery box (6). May be collected in the waste collection box (6).
また本発明において、カス回収ボックス(6)は必ずしも必要なものではなく、貯湯槽(1)の閉塞蓋(15)を開放させるような場合を見計らって、必要に応じて、カス溜まり部(60)に収集されたカス(Lx)を、適宜、ヒシャク等ですくい取るようにしても良い。 Further, in the present invention, the waste collection box (6) is not necessarily required, and the waste storage portion (60) is used as necessary in anticipation of opening the closing lid (15) of the hot water storage tank (1). The scraps (Lx) collected in (1) may be appropriately scooped with a ladle or the like.
ところで、上記実施形態においては、回収した使用済みのアルゴンガスを、バッチ式で精製して再利用するようにしているが、それだけに限られず、本発明においては、回収した使用済みのアルゴンガスを、インライン式で順次精製していき、リアルタイムで再利用するようにしても良い。 By the way, in the said embodiment, although collect | recovered used argon gas is refine | purified and reused by a batch type, it is not restricted to it, In this invention, the collect | recovered used argon gas is used. It may be refined sequentially in-line and reused in real time.
例えば図16に示すように、上記実施形態と同様のアルミニウム溶湯処理装置に、ガス再利用設備(9)を装備させるようにしても良い。このガス再利用設備(9)は、配管群によって構成されるガス管路(90)を備え、そのガス管路(90)の流入側端部が、貯湯槽(1)の閉塞蓋(15)に密封状態に貫通されて、貯湯槽(1)内における溶湯液面(L1)よりも上方に配置されている。 For example, as shown in FIG. 16, you may make it equip the molten metal processing apparatus similar to the said embodiment with gas reuse equipment (9). This gas reuse facility (9) includes a gas pipe (90) constituted by a pipe group, and an inflow side end of the gas pipe (90) is a closed lid (15) of the hot water tank (1). And is disposed above the molten liquid level (L1) in the hot water storage tank (1).
さらにガス再利用設備(9)には、ガス管路(90)上に、蒸気トラップ(81)、水分除去装置(91)、酸素除去装置(92)、酸化炭素除去装置(93)、水素除去装置(94)、圧力計(82)、コンプレッサー(83)およびガス保存容器(95)が設けられている。さらにガス保存容器(95)のガス出口には、配管群によって構成される戻し管路(96)が連通接続されるとともに、その戻し管路(96)が、圧力計(97)を介して、シャフト(2)の上端部に連通接続されている。さらに戻し管路(96)には、バックアップ用に、アルゴンガスボンベ等の処理ガス供給手段(20)が連通接続されている。 Further, the gas recycling facility (9) includes a steam trap (81), a water removal device (91), an oxygen removal device (92), a carbon oxide removal device (93), a hydrogen removal device on the gas pipe (90). A device (94), a pressure gauge (82), a compressor (83) and a gas storage container (95) are provided. Further, a return pipe (96) constituted by a pipe group is connected to the gas outlet of the gas storage container (95), and the return pipe (96) is connected via a pressure gauge (97). The upper end of the shaft (2) is connected in communication. Further, processing gas supply means (20) such as an argon gas cylinder is connected to the return pipe (96) for backup.
このガス再利用設備(9)において、コンプレッサー(83)を駆動すると、貯湯槽(1)内の上空に充満する使用済みガスが、ガス管路(90)に吸引され、その使用済みガスが、蒸気トラップ(81)、水分除去装置(91)、酸素除去装置(92)、酸化炭素除去装置(93)、水素除去装置(94)を通って、AL、Mg、Zn蒸気、水分、酸素、酸化炭素、水素が順次除去されて、所定の純度のアルゴンガス(所定の成分の処理ガス)に精製された後、ガス保存容器(95)に保存される。さらにガス保存容器(95)に保存された精製ガスは、戻し管路(96)を通って、シャフト(2)に供給されて、貯湯槽(1)内のアルミニウム溶湯(L)中に微細の気泡状態で放出されるものである。またガス保存容器(95)からの貯湯槽(1)のへの精製ガスの供給量(ガス圧)が少ない場合には、バックアップ用の処理ガス供給手段(20)から不足分の処理ガスが戻し管路(96)に供給されるものである。 In this gas recycling facility (9), when the compressor (83) is driven, the used gas filling the sky in the hot water tank (1) is sucked into the gas pipe (90), and the used gas is Through the steam trap (81), the moisture removing device (91), the oxygen removing device (92), the carbon oxide removing device (93), and the hydrogen removing device (94), AL, Mg, Zn vapor, moisture, oxygen, oxidation Carbon and hydrogen are sequentially removed and purified to an argon gas having a predetermined purity (a processing gas having a predetermined component), and then stored in a gas storage container (95). Further, the purified gas stored in the gas storage container (95) is supplied to the shaft (2) through the return pipe (96), and finely refined in the molten aluminum (L) in the hot water storage tank (1). It is released in a bubble state. When the supply amount (gas pressure) of the purified gas from the gas storage container (95) to the hot water storage tank (1) is small, the insufficient processing gas is returned from the backup processing gas supply means (20). It is supplied to the pipe line (96).
このように本発明においては、回収した使用済みガスを、リアルタイムで再利用(リサイクル)することができる。 Thus, in the present invention, the collected used gas can be reused (recycled) in real time.
ここで本実施形態においては、蒸気トラップ(81)、水分除去装置(91)、酸素除去装置(92)、酸化炭素除去装置(93)、水素除去装置(94)によって、ガス精製手段が構成されている。 Here, in this embodiment, a gas purification means is constituted by the steam trap (81), the moisture removing device (91), the oxygen removing device (92), the carbon oxide removing device (93), and the hydrogen removing device (94). ing.
この発明のアルミニウム溶湯処理装置は、アルミニウム溶湯中に処理ガスを吹き込むようにしたガスバブリングフィルター等に適用可能である。 The molten aluminum treatment apparatus of the present invention can be applied to a gas bubbling filter or the like in which a treatment gas is blown into the molten aluminum.
1…貯湯槽
11…貯湯槽本体
15…閉塞蓋
16…シャフト挿通孔
2…処理ガス吹き込み用シャフト
21…処理ガス放出部材
25…羽根
3…筒状シール部材
31…流入孔
32…内周線条部
4…入湯管路
45…入湯口
5…出湯管路
55…出湯口
6…カス回収ポケット(カス回収部)
61…開口部
62…堰堤板
71〜73…整流板
75…カス止め板
83…コンプレッサー(槽内圧調整手段)
L…アルミニウム溶湯
L1…溶湯液面
Lx…カス
DESCRIPTION OF
61 ... opening 62 ... dam plates 71-73 ... rectifying
L ... Molten aluminum L1 ... Molten liquid level Lx ... Waste
Claims (13)
前記貯湯槽の上壁に密閉状態に貫通する筒状シール部材と、
前記筒状シール部材に挿通配置され、溶湯液面よりも下方に配置された下端部から溶湯中に処理ガスが気泡状態で放出される処理ガス吹き込み用シャフトと、
前記貯湯槽の周壁に密閉状態に貫通されるとともに、前記貯湯槽の内側に配置される部分である槽内引込部に入湯口が設けられ、槽外から供給されるアルミニウム溶湯を、前記入湯口を介して前記貯湯槽内に流入させる入湯管路と、
前記貯湯槽の周壁に密閉状態に貫通されるとともに、前記貯湯槽の内側に配置される部分である槽内引込部に出湯口が設けられ、前記貯湯槽内のアルミニウム溶湯を、前記出湯口を介して槽外に流出させる出湯管路と、を備え、
前記筒状シール部材の下端、前記入湯口および前記出湯口が、溶湯液面よりも下方に配置されて、
前記貯湯槽内において、溶湯液面上空がアルミニウム溶湯によって、前記筒状シール部材、前記入湯管路および前記出湯管路の各内部に対しそれぞれ密閉される一方、
前記貯湯槽内における溶湯液面上空の気圧を調整するための槽内圧調整手段が設けられ、その槽内圧調整手段による気圧調整によって、溶湯液面の高低が制御されるようにしたことを特徴とするアルミニウム溶湯処理装置。 A sealed hot water tank in which molten aluminum is stored;
A cylindrical seal member penetrating in a sealed state in the upper wall of the hot water storage tank;
A processing gas blowing shaft that is disposed through the cylindrical seal member and from which a processing gas is released in a bubble state into the molten metal from a lower end disposed below the molten liquid surface,
A hot water inlet is provided in a tank drawing-in part which is penetrated in a sealed state in the peripheral wall of the hot water tank and is disposed inside the hot water tank, and the molten aluminum supplied from the outside of the tank is used as the hot water inlet. A hot water inlet pipe that flows into the hot water storage tank through
A hot water outlet is provided in a tank lead-in portion that is a portion that is hermetically sealed in the peripheral wall of the hot water tank and is disposed inside the hot water tank, and the molten aluminum in the hot water tank is connected to the hot water outlet. And a hot water outlet pipe that flows out of the tank through
The lower end of the cylindrical seal member, the hot water inlet and the hot water outlet are disposed below the molten liquid surface,
In the hot water storage tank, the molten metal liquid surface is sealed with aluminum molten metal from the inside of each of the cylindrical seal member, the hot water inlet pipe and the hot water outlet pipe,
A tank internal pressure adjusting means for adjusting the air pressure above the melt liquid level in the hot water storage tank is provided, and the height of the melt liquid level is controlled by adjusting the atmospheric pressure by the tank internal pressure adjusting means. Aluminum melt treatment equipment.
前記シャフトの回転によって、前記貯留槽内の溶湯に回転流が発生するように構成されている請求項1〜4のいずれか1項に記載のアルミニウム溶湯処理装置。 The shaft is configured to be rotatable around an axis,
The molten aluminum processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein a rotational flow is generated in the molten metal in the storage tank by the rotation of the shaft.
前記貯湯槽の外部に、前記開口部を介して前記カス溜まり部に連通する密閉型のカス回収部が設けられ、
前記カス溜まり部に収集されたカスが、前記開口部を介して前記カス回収部に回収されるようにした請求項6〜8のいずれか1項に記載のアルミニウム溶湯処理装置。 The peripheral wall of the hot water tank is provided with an opening corresponding to the waste pool part,
Outside the hot water storage tank, a sealed-type dregs recovery unit communicating with the dregs reservoir through the opening is provided,
The molten aluminum processing apparatus according to any one of claims 6 to 8, wherein the waste collected in the waste pool part is recovered by the waste recovery part through the opening.
前記カス溜まり部に収集されたカスが、前記堰堤板をオーバーフローして前記カス回収部に回収されるようにした請求項9に記載のアルミニウム溶湯処理装置。 A dam plate is provided at the lower edge of the opening,
The molten aluminum processing apparatus according to claim 9, wherein the waste collected in the waste pool portion overflows the dam plate and is recovered by the waste recovery portion.
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