JPH02117757A - 内容積可変の密閉容器を用いた溶融金属の清浄化方法 - 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〕 この発明は、内容積可変の密閉容器を用いた溶融金属の
清浄化方法に関する。

〔従来の技術〕

溶融金属中に浮遊する介在物（例えば溶鋼中のアルミナ
系介在物）は、製品品質欠陥の原因となるため、その低
減・除去方法が種々提案されている。

本発明者等は、高級材製造を目的とした場合溶鋼中のト
ータル酸素量は１５　ｐｐｍ以下に抑える必要があると
の要請に饋み、次のような提案を行なった。即ち、加圧
状態にした溶融金属を、それに可溶なガスでバブリング
して該溶融金属中にガスを溶解せしめ、その後急速に減
圧して溶融金属中に微細ガス気泡を発生させるというも
のである。この方法によれば溶融金属中の通常の介在物
は最初のバブリングでそのガス気泡にトラップされ浮上
せしめられることになる。他方、このバブリングは加圧
した溶融金属に対して行なわれるため、バブリングガス
が多量に溶融金属中に溶は込むことになる。その後の急
速な減圧で、溶融金属中に溶は込んでいたガスが微細な
ガス気泡となって溶融金属全域から発生する。

この時、微細な介在物は該ガス気泡にトラップされて浮
上する。

又本発明者等は、溶融金属中に多量ｉこ溶は残っている
バブリングガスの脱ガスを別処理工程として行なうこと
なく、上記のような清浄化処理工程中で一緒に行なうこ
とができるようにするため、更にその処理技術の改良を
行なった。

即ち上記の方法では、ガスバブリング時に溶融金属を加
圧していることが原因となり、初期の溶融金属中の骸ガ
ス１ｌａ１度が高く、限られた時間内で処理したたけで
は溶融金ｉ中に該ガスの一部が溶は残ってしまうため、
その対策として、バブリング時の加圧処理を止め、大気
圧又はそれ未満の状態でバブリングすることとし、その
後に減圧処理を行なうというものである。この改良型の
方法では減圧処理によって微細ガス気泡が発生せしめら
れるだけでなく、製品として要望される溶融金属中の脱
ガスも一緒に行なわれることになる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記したいずれの方法とも溶融金属中の介在物を除去す
るには効率の良い方法であるが、その実施に当っては、
第５図＜ａ）（ｂ）に示すような容器（１００）が用い
られていた。即ち、該容器（１００）内に溶融金属（２
００）を入れ、その後同図（ｂ）に示すように、容器（
１ｏｏ）を密閉状態にして内部雰囲気を不活性ガスに置
換せしめると共に、この容器（１ｏｏ）内の圧力調整を
行なって加圧状態又はザ圧以下の状態に保ち、更に該容
器（１０ｏ）底部から前記溶融金Ｊ！１４（２００）に
可溶なガスを含んだガスをバブリングする。その後調圧
弁（１０１）を調整して急速に減圧し、しばらく放置す
ることで介在物か浮上せしめられることになる。

又、第６図は他の実施設備を示しており、２つの容器（
３１０）（１２０）を有している。才ず、この容器（１
１０）には解融金ＦＪｉ（２００）を入れ、その後内部
雰囲気を置換した上で該容器（１１０）内の圧力ｌ整を
行ない、加圧状態又はカケ以下の状態に保つ。更に容器
（ｎｏ）底部から可溶ガスを含むガスのバブリングを行
なう。そして、この容器（１１０）内のバブリングを止
め、ストッパ（１１ｔ）を開放することで溶融金属（２
００）を隣りの容器（１２０）に移す。その後該容器（
＋２０）を減圧容器として用い、調圧弁（１２１）によ
って容器（１２０）の内部を急速に減圧すると共に、し
ばらく放置することで介在物が浮上せしめられることに
なる。

以上の両実施設備では、加圧減圧処理を約記調圧弁（１
０１Ｘ１２１）等を介して容器（ｌｏｏＸ　１１０Ｘ１
２０）に連通ずるポンプやエジェクターにより行なって
おり、その加圧減圧量を高めてバブリングガスの溶解量
及び値組ガス気泡の発生量を多くしようとすれば、かな
り容量の大きなものを用いなければならず、付帯設備の
増強、ランニングコストの高騰等、種々の点で問題を残
している。

又後者の設備では、ストッパ（１１１）に窒化ホウ素や
ジルコニア系又はアルミナ系の耐火物が用いられ、−回
の実施で使用不能になる。

そのため、実施毎に該ストッパ（１１１）の交換が必要
きなり、メンテナンスに多くの時間と手間が掛かる。又
溶融金属（２００）が滲出てストッパ（１１１）を開口
に溶着せしめてし才うこともあり、該ストッパ（１１１
）の開放が不可能になるという事故が起きることも多い
。

本発明はこのような問題に鑑み創案されたもので、上記
した溶融金属の清浄化方法を実施するに当り、以上の問
題のない最適な実施方法を提供せんとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

そのため本発明法は、第１図（ａ）　（ｂ）に示される
ように内容積可変型の密閉容器（１）を用いて行なわれ
、次のように処理される。

即ち、同図（ａ）に示されるように該密閉容器（１）の
内容積Ｘを小さくした上で、その中に溶融金属（２）を
入れる。この時必要があれば容器（１）の内容積を更に
変化せしめてその中の圧力調整を行ない、加圧状態又は
減圧状態に維持する。そして該溶融金属（２）中に、そ
れに可溶なガスをバブリングする。

その後、同図（ｂｌに示されるように密閉容器（１）の
内容積Ｘを大きくし、該容器（１）内を急速に減圧する
。すると微細ガス気泡が溶融金属（２７中に多量ｌζ発
生するので、しばらく放置し、浮上してくる介在物をそ
の後除去する。

このようＩζ密閉状態にした容器（υの内容積Ｘを大き
くすると、その中の圧力は急速に減少することになり、
溶融金属（２）中に溶解しているガスを微細ガス気泡と
して大量に発生せしめることが可能となる。必要であれ
ば内容積拡大後更にその中を真空ポンプで真空引きして
、減圧効果を高めても良い。又、密閉容器（１）の内容
積Ｘを小さくする（大きくする）と、その中の圧力を高
める（低くする）ことができるため、該容器（１）内を
加圧状態（減圧状態）にしてバブリングを行なおうとす
る場合は、この容器（１）の内容積Ｘを縮少（拡大）せ
しめて加圧（減圧）するようにしても良い。

〔実施例〕

以下本発明法の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。

第２図は内容積を変化せしめることができる密閉容器ａ
Ｑの一例を示している。この容器（ＩＩ内には、その中
を２つの部屋Ｒ１，Ｒ５１ｃ分ける仕切板ａυか設けら
れている。この仕切板ａ刀は、図示しない移動設備によ
り密閉容器Ｑｌ内を横行できるように設置されると共に
、移動中でも前記部ｊｌ　ＲｔとＲ１間が完全に遮断さ
れるようにするため、該容器Ｑｌの内壁とこれに接触す
る仕切板αυの４辺との間にシール構造（図示なし）が
取付けられている。従って密閉容器凹円の部屋亀及び−
は、該仕切板αＤの移動によってその容積Ｘ１及びＸ、
が変わり、且つその中の圧力も変化することになる。尚
部ＪｉＲｔ側のα２は、該Ｒ１内に溶鋼端を注入する注
入口を示しており、該溶鋼（至）注入時以外は遮蔽され
るようになっている。又部屋Ｒ１側底部の（ｆＪは、後
に注入する溶鋼■にＮ３ガスをバブリングするガス注入
孔であり、同じくガスバブリング時以外は遮蔽せしめら
ｎるようになっている。一方、部屋Ｒ１側の０は圧力調
整弁であり、小型の真空ポンプに連通している。

更に該部屋ＲｚＮ底部の０９は溶鋼橢の注出口を示して
いる。

本実施例ではこのような密閉容器αｌを用いて、以下の
要領で溶鋼（２１の清浄化方法を実施した。

即ち、第３図（ａ）に示すように仕切板（１１１を部屋
Ｒ２側に移動し、部屋Ｒ）の内容積Ｘ１を３０ｍ”とし
た状態で該部屋ＩＬ、内に注入口α２から５゜ｔｏｎの
溶鋼（イ）を入れる。そして内部雰囲気をＡｒガスに置
換して前記注入口α２を遮蔽する。

次に同図（′ｂ）に示すように仕切板αＢを部屋Ｒ１側
に移動し、該部屋Ｒ１の内容積Ｘ１を１０　ｍ３にして
、その内部圧を２気圧に調圧する。このような加圧状態
で、ガス注入孔α３からＮ、ニア０慢、Ａｒ：３０％の
混合ガスを１００Ｌ／ｒｎｉｎの流量で２０分間、溶鋼
（２）中にバブリングする。

バブリング終了後、ガス注入孔（Ｉ３を遮蔽し、仕切板
α■を同図（ｃ）に示されるように部屋Ｒ２ｆｌｉＩに
移動させ、注出口０９手前でストップする。

すると部屋Ｒ，の内容積は６０　ｍ’　ｉで拡張せしめ
られ、その内部圧は１００Ｔｏｒｒまで降下することに
なる。本実施例では調圧弁ａ４を介して真空ポンプによ
り部屋Ｒ，内を更に真空引きし、その内部圧力を１０　
Ｔｏｒｒまで減少せしめた。このような減圧状態のまま
しばらく放置すると、溶鋼翰中に多量の微細ガス気泡が
発生し、微細介在物等がトラップされて浮上せしめられ
ることになる。尚、仕切板Ｈの前記移動に伴なって溶鋼
−の浴深が浅（なるため、それまで浴深の深い所にあっ
て高い静圧の掛かっていた溶鋼＠はそれに掛かる静圧が
急激に低（なるため、前記の減圧効果が溶鋼−全体に及
ぶことになる。

その後、浮上した介在物を除去し、仕切板αυを同図（
山に示されるように、部屋Ｒｔ側にある密閉容器員の側
壁に密着するまで移動する。

すると清浄化された溶鋼（至）が注出口（１５１から注
出されることになる。

第４図は、上述した処理を行なった時の部屋Ｒ１の内容
積Ｘ１及び内部圧力の変化を経時的に示したものである
。このように仕切板αυの移動に伴なう部屋Ｒ，の内容
積Ｘ！の変化により。

その内圧も大きく変化しており、溶鋼（イ）の清浄化処
理が効率良くなされることになった。

その結果、溶鋼■のトータル酸素量は当初の８０　ｐｐ
ｍから１２　ｐｐｍまで減少せしめることができた。

〔発明の効果〕

以上詳述した本発明法によれば、密閉容器の内容積を変
化せしめてその内部の圧力調整を行なうことができるた
め、加圧減圧処理等のために容量の大きいポンプやエジ
ェクター等を用いる必要かなくなることになる。又スト
ッパ等の消耗品を使用することがなく、且つ一つの容器
で溶融金属の清浄化がなされるため、設備のメンテナン
スに手間がかからず、しかも容器間移動不能を原因とす
る溶融金属の清浄化処理の中断といった事態も生ずるこ
とかない。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　（ｂ）は本発明法の基本構成を示す説明
図、第２図は本発明法を実施するに当り、用いた密閉容
器の概略的構造を示す断面図、第３図（ａｌ　（ｂｌ　
（ｃ）　（ｄ）は該容器を用いて行なった本発明法の具
体的実施工程を示す説明図、第４図は本発明法の実施に
よる部屋Ｒ，の内容積Ｘ１とその内部圧力の変化を経時
的に示すグラフ図、第５図（ａ）　（ｂ）はｌの密閉容
器を用いて行なう清浄化処理の従来工程を示す説明図、
第６図は連通ずる２つの密閉容器を用いて行なう清浄化
処理の従来工程を示す説明図である。 図中（υ顛は密閉容器、（１００）（１１０）（１２０
）は容器、　（２）　（２００）は溶融金属、（イ）は
溶鋼を各示す。 特許出願人　　日本鋼管株式会社 発　　明　者　　　松　　　　野　　　英　　寿第１図 第３図 第　　３　図 １１２　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内容積の可変な密閉容器を用い、該密閉容器内に溶融金
   属を入れてその内容積を調整することで容器内部を加圧
   状態又は大気圧以下の状態に保ち、該溶融金属中にそれ
   に可溶なガスをバブリングすると共に、該バブリング終
   了後密閉容器の内容積を増大せしめて該容器内を急速に
   減圧し、浮上してくる介在物をその後除去することを特
   徴とする内容積可変の密閉容器を用いた溶融金属の清浄
   化方法。