JPH01279706A - 溶融金属中の非金属介在物の分離除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、容器内での溶融金属中の非金属介在物の分離
除去方法に関するものである。

［従来の技術］ 従来から溶融金属中の多くの非金属介在物が、中間容器
の流入口から流出口へ短絡する流速の大きな短い流れ（
ショートサーキットまたはショートバスと呼ばれる）に
巻き込まれて流出することが知られている。この対策と
して、中間容器を大型化し、ショートサーキットの妨げ
となるような堰を多段に設けることによって、ショート
サーキットの消滅を図り、非金属介在物の流出を防止す
る方法が採られている。

しかしながら、堰を多段に設けても、このような効果は
十分とは言えず、浮上による分離の比較的容易な大型の
非金属介在物が流出する傾向にあった。

近年、容器内の溶融金属に水平回転流を与え。

溶融金属に働く遠心力と非金属介在物に働く遠心力の差
を利用して、非金属介在物を回転中心部に集中させて除
去する方法が開発された（特開昭５８−２２３１７）。

〔発明が解決しようとする課題］ この方法によると、溶融金属と非金属介在物に働く遠心
力の差を十分得ようとすると、高い回転数で溶融金属を
回転させる必要があり、例えば溶鋼を半径２０ｃｍの位
置で重力と同程度の遠心力を得るように回転させるとす
れば、７０ｒｐｍの回転数を要する。このような高回転
数で溶融金属を回転させた場合、容器の耐火物の溶損に
よる外来性の非金属介在物を著しく増加させ、また上面
からの空気酸化量が増加する等の弊害が生じた。

本発明は前述のような欠点を克服し、安価でかつ効率的
な溶融金属中の非金属介在物の分離除去方法を提供しよ
うとするものである。

［課題を解決するための手段１ 本発明は、溶融金属を流入流出させる容器の外周より溶
融金属に磁力を与え、水平回転流によって非金属介在物
を分離除去する方法において、該水平回転流によって生
じる非金属介在物の最大求心力が重力より小さい回転数
で溶融金属を回転させることを特徴とする溶融金属中の
非金属介在物の分離除去方法である。

ここで非金属介在物の量大求心力とは水平回転流によっ
て生ずる溶融金属と非金属介在物との遠心力の差の最大
値を相称する。すなわち、いま同時に回転している溶融
金属の密度をρ１、非金属介在物の密度をρ、とすると
、単位体積当りに働く溶融金属の遠心力はρＭｒω２、
非金属介在物に働く遠心力はρ１ｒω２であるから、相
対的にρｕ　ｒ　（ＩＪ　２−　ρ＋　ｒ　ω２＝Ａ　
ｐ　ｒ　ω２だけ、非金属介在物は回転中心に向かって
力を受ける。ここでは、この力を求心力と呼ぶ。

［作用］ 電磁力によって、溶融金属に弱い水平回転流を付与する
ことによって、重力方向の流れ場を変化させる。この効
果により、ショートサーキットを消滅させることが可能
となり、ショートサーキットによって巻き込まれていた
非金属介在物の浮上分離を促進することが可能となる。

非金属介在物の求心力が重力より小さい時には、求心力
によって非金属介在物が回転中心へ集中分離する効果が
ほとんど期待できない。

本発明では、このような低回転数においても。

ショートサーキットを消滅させる効果により、非金属介
在物の浮上分離を促進することを利用したものであり、
求心力によって非金属介在物を回転中心へ集中分離する
ことのできるような高回転数では、むしろ外来性の非金
属介在物を多量に生成するため好ましくないと考えられ
る。

第５図はこのことを説明するグラフであって。

（ａ）図は回転数ωと求心力Ｆとの関係を示し、（ｂ１
図は最大求心力と流出する非金属介在物量（曲ＩＩＡ）
　ｉ３よび外来性の非金属介在物量（曲線Ｂ）を示した
。

〔実施例］ 以下に本発明を具体的に説明する。

第１図は円筒状の中間容器ｌの周囲に回転磁場発生装置
２を配設し、注入ノズル３から溶融金属５を注入し、流
出ノズル４から排出させる中間容器を示したものである
。

第１図に示すような中間容器において、円筒型の回転磁
場発生装置２を作動させた場合、磁場の存在する円柱の
領域にあるすべての溶融金属は円周方向に力を受ける。

この結果、容器内の溶融金属は水平回転運動を始め、こ
の結果、溶融金属の自由表面が放物線状になり、重力方
向にも流れが発生する。

この流れ場により、回転磁場を与えない第２図の溶融金
属の入口から出口への流れ６に比べて流入口に入った溶
融金属が第３図に示すように水平方向に拡がる流れ７と
なる。この結果、流入口から流出口に至る流速の速いシ
ョートサーキットが消滅し、ショートサーキットに巻き
込まれて流出していた非金属介在物の浮上による分離が
可能となる。

従来の中間容器に設けられた堰にも、ショートサーキッ
トを消滅させる効果があると言われている。しかしなが
ら、中間容器に堰を設けても、流速の速い領域と流速の
非常に遅い領域に分れ、依然として、流速の速い領域を
通る溶融金属中の非金属介在物を巻き込んで流出する傾
向にあった。

一方、電磁力によって水平回転流を付与することにより
、流入流が両横方向に拡がり、ショートサーキットで流
入口から流出口へ至る流速の速い流れを完全に消滅させ
ることができる。

この効果は、回転流によって生じる求心力が極めて小さ
い３０ｒｐｍという低い回転数でも十分得られる。この
場合、半径３０ｃｍのところの求心力は重力の０．３倍
程度と見積もられる。

一方、回転流によって生じる求心力によって非金属介在
物を中央に集中させる効果が期待できる回転数、すなわ
ち、求心力が重力以上の回転数、例えば、具体的には、
半径ｒ　（ｃｍ）の円筒容器で、 ｒ（２πｎ／６０）２≧９８０ なる条件を満足する回転数ｎ　（ｒｐｍ）では溶融金属
と非金属介在物の密度差によって生じる求心力によって
非金属介在物を分離する効果が期待できるものの、耐火
物の溶損や上面からの空気酸化によって生成される非金
属介在物量が急増するため、却って好ましくない、この
ような容器内での非金属介在物の生成は、最大の求心力
（最大半径での求心力）が概ね重力加速度以下では十分
に小さく、トータルの非金属介在物の流出量がもっとも
小さくなることが分った（第５図参照）。

また、本発明方法で使用する回転磁場発生装置は、求心
力で非金属介在物を中央へ分離する方法に比べて低い回
転数で良いので、小さな容量で良く、設備費が極めて小
さくなるという利点がある。

また、ショートサーキットを消滅させる方法として１例
えば流入流の方向を垂直から水平に変更し自流で水平回
転運動を得るようにしても本発明と同じ効果を得ること
ができる。

浴直径６００ｍｍ、浴深さ３０’Ｏｍｍの円筒型の中間
容器において、２００ｋｇ／ｍｉｎの溶鋼流量で実験を
行った。

上記条件で、回転磁場発生装置を作動させない場合と作
動させた場合での流出流の非金属介在物量を測定した０
作動させた場合の溶鋼上面は。

はぼ水平回転運動をしており、回転数は約４゜ｒｐｍで
あった。結果を第４図に示す。磁場発生装置を作動させ
た場合、１００μｍ径以上の大型の非金属介在物の流出
量が著しく小さくなることが明らかである。

〔発明の効果Ｊ 本発明によれば、中間容器において回転電磁力によって
溶融金属に小さい回転数で水平回転流を生ゼしぬ、非金
属介在物の浮上分離を容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施に用いる装置を模式％式％ は水平回転流のない場合、第３図は水平回転流を付与し
た場合の溶融金属の重力方向の流れを模式的に示した容
器の縦断面図、第４図は本発明方法と従来方法による非
金属介在物の流出割合を調査した実験の結果を示す棒グ
ラフ、第５図は本発明の詳細な説明するグラフである。 ■・・−容器 ２・・・回転磁場発生装置 ３・・・注入ノズル ４・−・流出ノズル ５・・・溶融金属 ６・・・ショートサーキットの流れ ７・・・横方向への溶融金属の流れ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　溶融金属を流入流出させる容器の外周より磁力を与
   え、水平回転流によって非金属介在物を分離除去する方
   法において、該水平回転流によって生じる非金属介在物
   の最大求心力が重力より小さい回転数で溶融金属を回転
   させることを特徴とする溶融金属中の非金属介在物の分
   離除去方法。