JPH0236654B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0236654B2
JPH0236654B2 JP60206568A JP20656885A JPH0236654B2 JP H0236654 B2 JPH0236654 B2 JP H0236654B2 JP 60206568 A JP60206568 A JP 60206568A JP 20656885 A JP20656885 A JP 20656885A JP H0236654 B2 JPH0236654 B2 JP H0236654B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aluminum
crucible
solidification
plate
shaped body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP60206568A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6267128A (ja
Inventor
Tomoo Dobashi
Masaharu Sugyama
Terumi Kanamori
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Light Metal Co Ltd
Original Assignee
Nippon Light Metal Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Light Metal Co Ltd filed Critical Nippon Light Metal Co Ltd
Priority to JP20656885A priority Critical patent/JPS6267128A/ja
Publication of JPS6267128A publication Critical patent/JPS6267128A/ja
Publication of JPH0236654B2 publication Critical patent/JPH0236654B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はアルミニウムの精製法およびその装置
に関し、詳しくは偏析法を用いたアルミニウムの
精製法および装置の改良に関するものである。
従来の技術 るつぼ内に溶解アルミニウムを保持し、冷却さ
れたるつぼの側壁面または冷却された挿入管壁面
にアルミニムを結晶させ、該結晶を掻き落として
るつぼ底部に沈降堆積し突き固め、結晶間に捕捉
されている低純度溶湯を除去してアルミニウムを
精製する方法が特公昭50−20536号、特開昭58−
167733号及び特開昭59−20431号公報に開示され
ている。
これらの方法は沈降し堆積した結晶アルミニウ
ムを突き固めるものであるから、その結晶間に存
在する溶解アルミニウムを完全に除去できず、一
部の溶解アルミニウムが残存し、精製アルミニウ
ムの純度を低下させる。
また、さらに純度を高めるために高純度の溶解
アルミニウムを使用すると壁面に晶出するアルミ
ニウムの結晶化温度と溶解アルミニウムとの融点
の差が小さくなつて、結晶の晶出する温度条件と
なると溶解アルミニウムも同時に凝固してしま
い、操業が困難になることもある。
一方、偏析法により高純度のアルミニウムを得
るためには凝固速度および凝固界面の拡散層の厚
みを小とすればよいが、凝固速度を小さくするこ
とは生産量が減少するので好ましくなく、従つて
通常は拡散層の厚みを小さくするための工夫が
種々なされている。一般的には回転子を溶融金属
中に入れ特開昭58−104132では、結晶成長面と
撹拌機の間隔を一定に維持し、特公昭59−2728
ではプロペラを固液界面に接触回転させ樹枝状晶
を破壊し、また特公開昭59−41498では、樹枝
状晶を回転子および超音波振動の併用により破壊
し、樹枝状晶間に捕捉されていた不純溶湯を界面
から遠ざけるものである。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、前記、の方法では、樹枝状
晶の枝の中に不純物を多く含んだ液体金属が樹枝
状晶と共に凝固界面に残り、またの方法では、
樹枝状晶を破壊しても母液中に分散させてしまう
ので経済的でなく、また完全に破壊するのが非常
に困難であり、更に超音波振動装置も高価である
という欠点がある。
また、何れの方法も、凝固界面の位置を正確に
検出することが困難なため、凝固速度を制御し難
く、高純度で均一な製品を得ることが困難であ
る。
問題点を解決するための手段および作用 本発明者らは、樹枝状晶に捕捉される金属溶湯
を実質的に無くすこと、および凝固界面の位置を
検知しこれに基ずき凝固速度を制御する方法を研
究し、本発明を完成するに至つた。
本発明は、るつぼ内に溶解アルミニウムを保持
し、冷却されたるつぼの底部から精製アルミニウ
ムを凝固成長させる方法において、溶湯内で複数
の穴を有する板状体を上下方向に動かしめ、かつ
その板状体を凝固成長したアルミニム上部界面に
押圧し、表面の凝固初期の結晶アルミニウムを破
壊して樹枝状晶の成長を防止し、凝固成長面を平
滑化させながら凝固成長を行わしめることを特徴
とするものであつて、かかる方法は、るつぼ内に
溶解アルミニウムを保持し、冷却されたるつぼの
底部から精製アルミニウムを凝固成長させるアル
ミニウム精製装置において、底部に冷却部を設
け、上下動し凝固アルミニウム上部界面を押圧し
得る板状体をるつぼ内部に設けたことを特徴とす
るアルミニウム精製装置により具体化される。
本発明方法を、その具体化した装置に基いて説
明すると、第1図は本装置の概略構造を示す縦断
面図で、アルミニウム溶湯6を保持するるつぼ5
の側壁を囲み側壁ヒータ3が設けられ、るつぼ5
の底面部には冷却器8が設けられ、該冷却器の上
部に、底部ヒータ4を取付けてもよい。これらの
外側を保温材9で囲み熱エネルギーの散逸を防止
している。るつぼ内には、上下可動に板状体2が
軸1に取付けられる。この軸1は、適宜の機械的
機構、例えば軸1をモータ11により回転するボ
ールねじ10とを連結部材12でリンクして、切
換装置等によりボールねじの正回転または逆回転
により軸下端に結合された板状体2が、るつぼ内
を上下動し、精製アルミニウム7の凝固界面を押
圧し、一定圧力以上となつたときはモータが空転
し板状体が凝固界面を、それ以上押圧しないよう
になつている。
また、板状体2は、るつぼの平面形状に応じた
形状で、一般には円板状であるが、必ずしも円板
である必要はなく、円板の場合には、円板の直径
はるつぼ内径より0.5〜10mm小さい範囲が好まし
く、10mm以上では上下動により従方向への十分な
移動速度が得られず、同じく0.5mm以下では溶湯
の粘性抵抗により、板状体とるつぼ内壁面からの
流出量が少なくなるために樹枝状晶間に存在する
溶湯中での不純物の拡散が小さくなる。
板状体の径が大きな場合には、第2図に示すよ
うに中心から放射状に溶湯金属の移動孔15を設
けることが好ましく、移動孔の縦断面は角形、台
形、逆台形等の形状を採ることができる。板状体
2はアルミニウム溶湯に侵されない素材、一般に
は黒鉛、窒化ケイ素等のセラミツクスで作られ、
軸1も板状体と同一の素材又は他の素材から作ら
れる。また板状体のアルミニウム凝固界面押圧位
置は、例えば電気的方法等により板状体に接触さ
せ、その位置を位置検知器13で検知させ、その
検知位置は公知の手段で温度制御装置14に伝達
され、この温度制御装置14により、予め凝固工
程全般を通じてほぼ同一の精製アルミニウムの純
度を保持するようにアルミニウム凝固界面に応じ
て適切な凝固速度となるように設定されたプログ
ラムにより、冷却器に空気量、側壁又は/及び底
部の加熱ヒータの発熱量を増減するように調節さ
れる。なお、凝固精製アルミニウムの平均純度が
目標値内であればよい場合は、析出速度を一定に
制御する方式で操業してもよい。
本装置において、板状体を液体金属6が入つた
るつぼ内に挿入する。その後、板状体、軸1に析
出した金属が再溶解してから板状体の上下動をさ
せ、溶湯を撹拌する。このとき、軸1を回転しな
がら上下動してもよい。板状体の上下方向の移動
速度は速い程、撹拌効果は大きいが、あまり移動
速度が大きいと、溶湯表面に浮遊する金属の酸化
物等を溶湯中に巻き込むので好ましくない。又、
移動速度が小さ過ぎると溶湯の撹拌が不充分とな
る。
上下方向の移動は一定の周期を以つて行なうの
が良い。又、このときの移動速度は常に一定であ
る必要はなく、上向きと下向きで互いに速度が異
なつても良い。上下方向の移動速度は500〜2000
mm/分で行なえばよく、好ましくは、800〜1600
mm/分である。
この板状体の上下動による液体の撹拌は次のよ
うになる。すなわち板状体が上方に移動するとき
には板状体と容器の隙間、及び板状体に溶湯の移
動孔が設けられている場合には、その移動孔も通
じて下方向の流れとなり、凝固界面に激しくぶつ
かり高純度金属が凝固する際に排出された不純物
濃度の高い拡散層を凝固界面から洗い出し母液も
置換してしまう。又、板状体が下方に移動すると
きには、液体金属は逆に上方向の流れとなり母液
より不純物濃度が少し大きくなつた液体を上方に
持上げ、結晶成長面における不純物濃度を低下さ
せる。
次に、板状体が下方に移動するときに、その都
度、又は間欠的に板状体底面を凝固界面に0.1〜
2Kg/cm2の圧力で押圧する。この押圧により、凝
固界面に成長しつつある凝固初期の結晶アルミニ
ウムを破壊して樹枝状晶の成長を防止し、凝固成
長面を平滑化させながら凝固成長を行わしめる。
この方法は結晶を樹枝状に大きく成長させないか
ら、結晶間に金属溶湯が捕捉されることがなく、
凝固アルミニウムの純化が大幅に促進される。上
記押圧力としては、0.1Kg/cm2以下では、凝固初
期の結晶アルミニウムを破壊して、凝固成長面を
平滑化させる力が不足し、また2Kg/cm2以上で
は、精製装置の負荷が大となり、故障のおそれが
あるからである。
また、本発明の精製法においては、板状体の押
圧のための上下運動が凝固界面の近傍のみで済
み、上述した公知の結晶を掻き落して沈降堆積し
突き固める方法のように溶解アルミニウム全体を
撹拌することがないから、凝固界面の結晶化温度
と溶解アルミニウムの溶融温度の差を大きくと
れ、溶解アルミニウムの純度の高いものとして
も、結晶の晶出温度条件で溶解アルミニウムが凝
固し操業を不可能とするようなことはなく、さら
に高純度の精製アルミニウムを得ることができ
る。
又、前記したように、板状体を凝固界面を押圧
したとき、同時にその位置が検出され、この検出
位置は温度制御装置に伝達され、この温度制御装
置からの指令により炉底の冷却器の冷却空気量の
変更、側壁又は/並びに底部の加熱部の発熱量を
増減し、凝固速度が制御され、これによつて設定
した純度の組織の均一な金属を得ることができ
る。
なお、側壁部の加熱帯は好ましくは高さ方向で
2〜5個の独立した発熱部とし、各々が発熱量を
制御できるようにするのがよく、これにより、凝
固界面の各高さにおいて、より精密な温度制御が
可能となり、正確な凝固速度の制御が可能とな
る。
発明の効果 本発明によれば、凝固時に生成した樹枝状晶間
に含まれる不純物の高い母液が存在せずさらに板
状体の上下動により界面の溶湯は更新されるの
で、純度の高い精製アルミニウムを経済的に得る
ことができる。
さらに、凝固段階全般を通じて予め設定された
精製純度に従い、各凝固界面位置に即した凝固速
度に制御されるので、目標とする純度の組織の均
一な金属が得られる。
実施例 以下に実施例により、本発明を具体的に説明す
る。
実施例 1 第1図に示したアルミニウム精製装置を用いて
アルミニウムの精製を行なつた。側壁の加熱部は
4区画に分画されており、底部の冷却は冷却管内
に冷却用空気を流通させて行なつた。るつぼは、
内径200mm、高さ500mmの黒鉛製で、板状体及び軸
も黒鉛製で、板状体は円板状で直径が198mm、溶
湯移動用孔として5mm径の孔を放射状に56個設
け、上下動のストロークは80mm、凝固界面への押
圧力は0.4Kg/cm2であつた。
上記るつぼ内にFe19ppm、Si20ppm、Cu2ppm
のアルミニウム溶湯30Kgを入れ、平均凝固速度20
mm/分で所定時間操業を行ない、精製されたアル
ミニウム16Kgを得た。得られたアルミニウムの組
成は均一で、不純物は、Fe2ppm、Si2ppm、
Cu1ppmであつた。
実施例 2 実施例1と同一の装置で、同一のアルミニウム
溶湯を30Kg加え、平均凝固速度を30mm/分に変え
て操業し、16Kgの精製アルミニウムを得た。この
アルミニウムは、Fe4ppm、Si3ppm、Cu1ppmで
あつた。
実施例 3 実施例1と同一の装置で、Fe600ppm、
Si340ppm、Cu57ppmのアルミニウム溶湯30Kgを
使用し、20mm/分の凝固速度で所定時間操業し、
14Kgのアルミニウムを回収した。このアルミニウ
ム中のFeは120ppm、Si89ppm、Cu18ppmであつ
た。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明方法を具体化したアルミニウ
ム精製装置の概略構造を示す縦断面図で、第2図
A,Bはそれぞれ板状体例の縦断面図および平面
図である。 1……軸、2……板状体、3……側壁ヒータ、
4……底部ヒータ、5……るつぼ、6……溶湯金
属、7……精製金属、8……冷却器、13……位
置検知器、14……温度制御装置、15……溶湯
移動用孔。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 るつぼ内に溶解アルミニウムを保持し、冷却
    されたるつぼの底部から精製アルミニウムを凝固
    成長させる方法において、溶湯内で板状体を上下
    方向に動かしめ、かつ、その板状体を凝固成長し
    たアルミニムの上部界面に押圧し、表面の凝固初
    期の結晶アルミニウムを破壊して樹枝状晶の成長
    を防止し、凝固成長面を平滑化しながら凝固成長
    を行わしめることを特徴とするアルミニウムの精
    製法。 2 前記アルミニウムの凝固成長速度が凝固界面
    の位置に基ずき制御されることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載のアルミニウムの精製法。 3 るつぼ内に溶解アルミニウムを保持し、冷却
    されたるつぼの底部から精製アルミニウムを凝固
    成長させるアルミニウム精製装置において、るつ
    ぼの側壁部に入熱量可変の加熱帯を設け、底部に
    冷却部を設け、上下動し凝固アルミニウム上部界
    面を押圧し得る板状体をるつぼ内部に設けたこと
    を特徴とするアルミニウムの精製装置。
JP20656885A 1985-09-20 1985-09-20 アルミニウムの精製法およびその装置 Granted JPS6267128A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20656885A JPS6267128A (ja) 1985-09-20 1985-09-20 アルミニウムの精製法およびその装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20656885A JPS6267128A (ja) 1985-09-20 1985-09-20 アルミニウムの精製法およびその装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6267128A JPS6267128A (ja) 1987-03-26
JPH0236654B2 true JPH0236654B2 (ja) 1990-08-20

Family

ID=16525548

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP20656885A Granted JPS6267128A (ja) 1985-09-20 1985-09-20 アルミニウムの精製法およびその装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6267128A (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6342336A (ja) * 1986-08-07 1988-02-23 Nippon Light Metal Co Ltd アルミニウムの連続精製法およびその装置
FR2902800B1 (fr) * 2006-06-23 2008-08-22 Alcan Rhenalu Sa Procede de recyclage de scrap en alliage d'aluminium provenant de l'industrie aeronautique

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5020536A (ja) * 1973-06-25 1975-03-04
JPS58167733A (ja) * 1982-03-30 1983-10-04 Nippon Light Metal Co Ltd アルミニウムの精製法
JPS5920431A (ja) * 1982-07-23 1984-02-02 Nippon Light Metal Co Ltd アルミニウムの精製装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5020536A (ja) * 1973-06-25 1975-03-04
JPS58167733A (ja) * 1982-03-30 1983-10-04 Nippon Light Metal Co Ltd アルミニウムの精製法
JPS5920431A (ja) * 1982-07-23 1984-02-02 Nippon Light Metal Co Ltd アルミニウムの精製装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6267128A (ja) 1987-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0027052B1 (en) Process for purifying aluminum
CA1328977C (en) Continuous casting of fine grain ingots
WO1993012272A1 (en) Method of and apparatus for casting crystalline silicon ingot by electron beam melting
JPS6345112A (ja) ケイ素の精製方法
EP0375308A1 (en) Process and apparatus for producing high purity aluminum
PL192053B1 (pl) Sposób i urządzenie do oczyszczania aluminium drogą segregacji oraz zastosowanie sposobu i urządzenia do oczyszczania aluminium drogą segregacji
JP2002534603A5 (ja)
US4734127A (en) Process and apparatus for refining aluminum
JPH0137458B2 (ja)
JPH0236654B2 (ja)
JPH01264920A (ja) シリコン鋳造装置
JP2916645B2 (ja) 金属の精製方法
JPS6136568B2 (ja)
JPH022935B2 (ja)
JPH0797642A (ja) アルミニウムの精製方法及び装置
JP3718989B2 (ja) アルミニウム精製方法及び精製装置
JPS6342336A (ja) アルミニウムの連続精製法およびその装置
JPS6129721Y2 (ja)
JP3719452B2 (ja) 単結晶銅の製造方法
JPS6017008B2 (ja) アルミニウムの精製方法
JPS5920431A (ja) アルミニウムの精製装置
JPH068471B2 (ja) 金属の精製方法
JP3721804B2 (ja) アルミニウムの精製方法およびその用途
JPH0241162Y2 (ja)
JPS5844731B2 (ja) 高純度アルミニウム製造における凝固界面の制御方法