JPH0273928A - 溶融金属処理装置および処理方法 - 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−にの利用分野） 本発明は溶融金属の精製、特に溶融アルミニウムおよび
その合金から溶解ガスおよび他の可溶および不溶不純物
を除去する方法および装置に関するものである。

（従来の技術） 鋳造前の溶融アルミニウムは多くの不純物を含んでおり
、もし除去しないならば鋳造において高いスクラップロ
スの原因となるか、さもなくば品質の優れない金属製品
が製造されることになる。

この除去する必要のある望ましくない不純物には溶解さ
れた水素、アルカリまたはアルカリ土類金属元素および
不溶性非金属介在物を含む不溶性または反応性ガス混合
物を溶融アルミニウムに注入する技術は−」二記不純物
を除去するために通常使用されている。これら不純物の
除去速度はフラックスガスをどのようにして溶融金属に
注入するかに非常に依存している。このタイプの金属処
理方法における最善の効率は微少な気泡を発生させ金属
処理反応のための大きな界面接触面積を生じさせるとき
、およびこれらの気泡を金属流のための利用できる全断
面積を通して均一様式で分配させるときに達成させる。

回転羽根車を使用し、ろ過床を使用せず、溶融金属体に
気体を注入古る方法は公知である。この流を利用する方
法が知られている。かかるシステムでは、溶融アルミニ
ウムからの非金属介在物の除去は溶融金属から介在物を
脱湿するように機能し液面におけるドロス中で介在物を
蓄積することによってろ過動率を向上させる向流ガス混
合物に依存している。気体の注入は安定な注入装置によ
って通常行なわれる。このシステムは米国特許第４３８
３．８８８号、第３，７３７，３０４号、第３３７３．
３０３号、第３，７０７．３０５号に記載されている。

上記向流ガスフローンステムは２つの主たる欠点がある
。その１つは液体金属中では微細で、かつ均一分配され
る気泡の製造にとって充分なものでない。特に液体アル
ミニウムの場合にはその高い表面張力によるものである
。加えて、通常はとんどの耐火物はアルミニウムに対し
濡れ性が劣るため、微細に分散する気液系を製造するこ
とが困難である。大きな気泡が形成されると、これらは
ろ過床層を通ると合体する傾向にあり、高い局部的乱流
、不均一な気液フロー分配、およびおそら方法において
使用される羽根車の機能は小さな気泡を発生さぜ、処理
ずべき金属の全容積にわたり均一に分配させ、あるいは
すべての処理すべき金属がかかる回転羽根車のある部分
を通過するような金属流れパターンを形成することにあ
る。この−船釣な方法は米国特許第４，６３４．１０５
号、第４．４２６，０６８号、第４．３５７，００４号
、第３，８７０．５１１号、第３．８４９，１１９号、
第３，８３９，０１９号、第３，７６７．３８３号、第
３，７４３．２６２号に記載されている。これら−船釣
方法は溶解された不純物の除去には最適である。またこ
れらは不溶の不純物粒子または介在物を主として浮遊さ
せることにより除去して金属を清浄化するに有益な効果
がある。しかしながら、介在物除去のかかる方法の信頼
性は回転羽根車の関与する処理金属の表面にお（する乱
れ度合に依存して変化する。このような乱れは介在物お
よび浮遊ドロスを再び取り入れる傾向にある。

溶融アルミニウムから非金属不純物および水素を除去す
るために固体充填床システム内で気液向く床自身の攪は
んが生ずることになる。

米国特許第３．７３７，３０５号に記載の方法の操作経
験によれば、介在物の除去には大量の処理ガスを必要と
しない。この方法において使用されろ典型的な処理ガス
流速は０２０〜０．３０ρ／Ｋｇ（処理アルミニウム）
の範囲にある。介在物除去のための原理は処理ガスを全
固定床にわたって均一に分配することにある。

しかしながら、有効な水素ガス除去においては、０．６
０−０．８０（／Ｋｇ（処理アルミニウム）の範囲の処
理ガス流速を必要とする。これが固定床下方の安定ガス
注入機を利用する困難な使用点である。したがって、溶
解した水素除を行うに必要な比較的高いガス流速におい
て、回転ガス注入機によって与えられる乱流剪断力なく
しては処理ガス気泡は大きく均一に分散されない。固定
床の攪はんおよび移動がおこりそれによって介在物除去
の効率が低下する。そして、ドロスの形成および金属の
飛散が生じるこの２つは望ましい現象でない。最大の実
際的な処理ガス流速は比較的低い値に制限される。米国
特許第３，７３７，３０５号に列挙された操作条件は、
金属流速８００１ｂ／ｈｒ（３６３ｋｇ／ｈ）、固定床
における金属フロー密度は１２１ｂ／ｈｒ／ｉｎ’（６
６６、７ｉｎ２または４３００ｃｍ’に相当する）。こ
のガス流速は４０８　ＣＦＭ（１８９１２／ｍ１ｎ）ア
ルゴンおよびＩ　ＳＣＦＭ（０，４７ρ／ｍ１ｎ）塩素
ガスである。これは、０．３２ρ（処理ガス）／ｋｇ（
処理金属に相当し、０．００４５ρ／ｃｍ’床／ｍｉｎ
に相当する。この値を越える処理ガス流速は前述の１２
より固定床を移動させる傾向にある。

したがって、充分な量の処理ガスを固定充填層の下方の
溶融アルミニウム体に注入し、許容できない床の攪はん
なく、溶解した水素ガスを除去する方法が必要となる。

第２には、ガス注入機を保持することは困難である。壊
れたりまたはつまったガス注入機はろ過操作を中断する
ことによってのみ取り外し可能である。そして、再びろ
適法を構成する必要がある。

これは、困難でかつ高価な作業であって、結果として性
能低下したガス注入機を必要な周期をもっ部から上記下
方処理部の溶融金属に上記気体を導入するための１また
は複数の通路を有し、それによって上記気体がローター
から排出され、上記ローターが回転する時、上記気体が
ローターから離れる小さな不連続な気泡の形態で溶融金
属に注入され、上記下方処理部において均一に分散する
ようになっている。

本発明の好ましい具体例においては、上記小さな不連続
な気泡が上記ローターから上方かつ外方に全体として円
錐形態をなして移動し、上記プレートの底部を横切って
分配され、その穿孔を介して上方に通過するようになっ
ている。

本発明は、溶融金属の処理方法に関するもので、溶融金
属を処理するにあたり、 （ａ）上方静止処理帯、容器を水平に横切って延びる穿
孔プレート形態の中間フロー改善帯および下方乱流帯を
含む加熱される耐火性容器を通して溶融金属流を下方に
通過させ、 （ｂ）上記穿孔プレートを通して垂直方向に延びる中空
の駆動ンヤフトを有し、その下端には羽根て取り替える
ことを行うことができない。

（発明の目的） 本発明は、単一ユニットにおいて効果的なろ過および脱
ガスノステムを提供し、従来ノステムより効果的なもの
とすることを目的とする。

（目的を達成するための手段） 本発明は、広い観点において溶融金属の処理装置に関す
るもので、（ａ）容器内を下方に流動する溶融金属連続
流のための入り口および出口を有する加熱される容器、
（ｂ）上記容器を上方処理部と下方処理部に分割する容
器を横切って水平に延び、中間処理部を構成する穿孔プ
レート （ｃ）上記下方処理部において」二記溶融金属内に小さ
な不連続な気泡形態の気体を注入するための装置をから
なる溶融金属の処理装置であって、上記注入装置が、上
記穿孔プレートの開口を通して下方に延び、その上端に
駆動手段が連結する中空の回転可能なノヤフトと、上記
下方処理部内において上記シャフトの下端に固定される
羽根ローターとを有し、該ローター内に上記シャフト内
付きローターが固定されている気体注入装置を下方乱流
帯の溶融金属内に浸漬するとともに、気体排出通路によ
り駆動シャフトの中空部をロークー羽根間の開口と接続
し、 （ｃ）上記ローター羽根間の溶融金属に注入するに充分
な圧力で中空駆動シャフトの一ヒ端に気体を導入し、 （ｄ）上記気体を、羽根付きローターを溶融金属中で循
環パターンが生成するに充分な速度で回転させることに
よって、小さな不連続な気泡に細分し、該気泡がロータ
ーから離れて下方処理部内に均一に分散する工程からな
る。

上方かつ外方へ上記気泡を移動させるために、上記ロー
ターの羽根間のスペースは底部において開放され、上部
において閉鎖されているのが好ましい。この上部閉鎖手
段はローターそのものであってもよいし、ローターの回
転シャフトを担持する固定スリーブの下方にローターを
きちんと配置するようにしてもよい。このようにして、
スリーブの底端部はローター羽根間のスペースの上端の
効果的な閉鎖手段として機能する。

−４−記ローターは、（ａ）小さな気泡を発生するに充
分な乱流および剪断力を与えるように、（ｂ）金属のハ
゛ルク移動を生じさせる伝達移動機械エネルギーを与え
るように設計される。発生した気泡は、金属循環に同行
し、ローターからもちさられる。

このガス分配の好ましい形状は円錐形であり、それによ
って気泡はローターからほぼ上方かつ外方に移動するこ
とになる。これによって、穿孔プレートの底部を横切っ
て均一に分配されることになる。気泡分配の形状は、気
泡に作用する浮力とローターの回転の結果として、溶融
金属に伝達される機械ツノとのバランスによって決定さ
れる。これら浮力は気泡に作用し、金属処理室の乱流帯
の中心軸に沿って垂直方向上向きの移動を行わせること
になる。液状金属は連行され、このようにしてバルク金
属の循環が達成される。ローターの設計はこの浮力によ
る金属循環駆動が阻害されないようにするのが重要であ
る。

によって行ってもよい。このようにして、スリーブの底
端部はローター羽根間のスペースの上端を有効に閉鎖す
るものとなる。

上記開放底部と閉鎖上部を有する構造は、（ａ）羽根間
のスペースの閉鎖された上端部が渦の形成を禁止し、（
ｂ）　Ｃｌ−ターの設計が浮力駆動の金属フローを禁止
しないので好ましい。回転ノズルが配置される地域にお
いては、浮力駆動の金属フローは垂直」一方に指向する
。したがって、ローター羽根間のスペースは底部におい
て開放され、流れる金属がローター羽根間の混合帯に自
由にかつ妨害されず、接近することができる。

このようにして溶融金属はロータの混合帯を通して上方
に移行し、上記気体に遭遇することになる。乱流的２相
混合が起こる。金属および微細な分割ガス相がローター
の混合帯を通して上方に移行するので、これらは混合帯
の上方閉鎖端部に至り、そこで外方に加速される。この
２相混合物は羽根の外側エツジを横切って移行するので
、付加的な剪断により充分に小さな気泡が形成されるの
垂直方向に指向した浮力駆動による金属フローは、ロー
ターの傾斜した攪はん作用と組み合わさってトロイダル
な金属フロー場を確立することになる。ローターによっ
て形成された気泡は、このバルク金属フローに連行され
、ローターからもちさられることになる。引き続く気泡
の脱連行によって所望の円錐形分配が行なわれる。この
ようにして、穿孔プレートを介して均一なガス流が達成
される一方、ローター下方域では液状金属は実質的に気
泡から開放されることになる。

ローター羽根は、気泡が分配される金属浴を充分に攪は
んする作用をなし、小さな気泡を発生させるに必要な乱
流および剪断力を与えることになる。羽根間の開放スペ
ースは、乱流的なガスおよび金属相の攪はんによって小
気泡を形成するのをたすける。ローター羽根間のスペー
スは、底部で開放され、上部で閉鎖されるのが好ましい
。」二部の閉鎖手段はローター自身の部分であってもよ
いし、ローターをきっちりとローターの回転ノヤフトを
担持する固定スリーブの下方に配置することを保証する
。このようにしてノズルの回転時には機械的なポンプ作
用により浮力駆動の金属フローが行なわれ、増強される
ことになる。これにより、所望のトロイダルな金属フロ
ーパターンが浮力（これは処理ガス流速に依存する）の
大きさに関係なく達成されることを保証する。これによ
り冶金学的処理の必要に応じて処理ガス流速を調整する
ことが可能となる一方、常に所望のコロイダルガス分配
が維持されることになる。

上記のようにしてローターの混合帯を通して金属を循環
させることにより、処理ガスはノズル混合帯から効果的
に連れ去られることになる。これにより必要な処理ガス
流れが達成され、比較的小さなローターにより分散され
、フローディングとして知られるローターの混合帯にお
ける過剰なガスの集積が起こることがない。それによっ
て、不充分な金属が反応器の混合帯に侵入して比較的大
きな気泡を生成するような充分な気泡形成となることは
ない。

穿孔プレートの機能は乱流的な下方帯から静止的な−に
方帯を分離する中間帯を提供することにある。溶融金属
表面？こおける乱流は抑制され、Ｆロス形成は最小にさ
れ、浮遊する介在物およびドロスが再び連行されるのが
防止される。

本発明の好ましい具体例によれば、不活性な粒状セラミ
ックまたは耐火物粒子の床が穿孔プレートの上部に配置
され、この床および支持用穿孔プレートはともに中間部
を形成する。このプレートにおける穿孔はプレート表面
積の約２５〜４５％からなり、穿孔直径はプレートの上
面に隣接する粒子の平均サイズより大きいものであるべ
きでない。

穿孔は−に向き先細りが有利な垂直開口の形態が好まし
く、支持床の粒子は３〜２５ｍｍ範囲のサイズが典型的
であり、これら粒子は球状態であるのが好ましい。

ロータ〜は一体的なセラミックから形成されるのが好ま
しく、その物性は溶融金属に長期間暴露される化学およ
び熱退化に耐えるのが適当である。

例えば、炭化ケイ素、アルミナ、グラファイトな本発明
の好ましい特徴によれば、ローター羽根の外径はロータ
ー全体が穿孔プレートを介してシャフトおよびスリーブ
とともに垂直方向に引き込むことができるように充分小
さくなっている。このために、ローターの最大径はシャ
フトのそれの２倍よりは大きくされていない。これによ
って、ローグーの保守が非常に簡単になる。

上述したように、本発明の処理容器は」一方処理部、下
方処理部および中間処理部を含む。上方処理部は本質的
に２層の静止帯であって、投入される金属を中間帯への
入り口を横切って均等に分配させ、またガスの穏やかな
逃散をさせる自由金属面を提供し、ドロスの形成を減少
させる。形成さイするドロスは、固定床または穿孔プレ
ートを乱す事なくかき取ることができる。

中間処理部は３相フロー改善帯であり、この帯の主要な
機能はカス−液接触を助けることにある。

したがって、穿孔プレートおよび存在するいずれの固定
床もカスと溶融金属とが向流するとき両者の流れが均等
化するように作用する。金属の６単どから形成されてよ
い。ローターの羽根は垂直方向に一列をなすのが便利で
あり、垂直に対し４５°までの角度で、気泡の流れ方向
が上方成分を有するように傾斜してよい。ローターの羽
根は、軸方向長さと半径方向幅が約１〜５１の比率を有
するのが好ましく、４〜６枚の羽根を使用するのか好ま
しい。

位置は同容量の処理ガスと接触し、循環不足による未処
理金属が無くなる。これにより金属処理の性能および信
頼性が増加する。

２相の向流フローを生じさせるが、穿孔プレートおよび
その上の固定床が上方の静止帯から下方の充分に混合さ
れている乱流帯を分離する。効率的な金属処理に必要な
小ざな気泡をローターによって所望レベルの乱流ととも
に発生させるが、同時に穏やかな金属面を維持し、そこ
ではドロスおよび浮遊した介在物が集積され、むし自由
金属面が非常に乱れていたら生ずるであろう金属への戻
りを起こすことがない。ロータリータイプのガスインジ
ェクタ／分散器を利用する商業的に利用可能なインライ
ン脱ガス／フラクンング方法は一部は乱流状態の金属表
面により、通常、介在物除去効率が低く、かつ非常に変
化する。

本発明方法において使用されてよい処理ガスは液状アル
ミニウドに対して非反応的であるガスで、アルゴンまた
は窒素ガスが好ましい。

この処理ガスには、アルカリ／アルカリ土類金鈍物を除
去するためにおよび介在物除去の浮遊方法を援助するた
めに、反応性成分が添加されてよい。このシステムにお
いては、非反応的処理ガスは溶解水素の除去を行い、反
応性成分のギヤリアとして作用する。処理ガスの反応性
成分は塩素ガス、フッ素ガスを含有するガス混合物、ま
たは両者の混合物であってよい。好ましいフッ素ガス含
有ガスの例として、４弗化珪素および６弗化硫黄が挙げ
られる。反応性カス混合物と不活性キャリアガスとの比
率は除去すべきアルカリ／アルカリ上類不純物の量によ
って広く替えることができるが、反応性ガスはガス混合
物中１０容量％以下存在するのが普通である。

本発明方法を使用することによって、固定床を使用する
従来のろ過／介在物除去方法以上の利益を実現すること
かできる。このようにして、所定の鋳造が行なわイする
前に、処理ガス流速およびローター速度は所望のレヘル
まで調整することがてきる。これにより、鋳造間に保持
される溶融金属中の介在物を除去するためおよび期間温
度の均一１ｊおよび出［Ｊ１２を備える。この出口１２
は図示しない脚部に接続し、溶融金属レベルＩ３を紺持
している。容器の上部は、蓋Ｉ５によって閉じである。

穿孔されたセラミックプレート１６は、容器全体を横切
って延び、プレート１６−ヒ方の上方処理部とプレート
１６自身の下方処理部に分割している。このプレート１
６自身は、その上部に配置可能な粒状セラミック固定床
１８とともに中間処理部を構成している。このシステム
は、穿孔プレート上部の固定床１８を伴って、または伴
なわずして使用することができる。

このプレートの中央部には、穴３０が設けられ、この穴
には保持スリーブ１９が装着され、このスリーブは粒状
セラミック固定床１８を保持する役目そなしている。

上記スリーブ１９を通してローター装置が延び、該装置
はガス通路と（２て機能する軸方向孔２１を有する駆動
ンヤフト２０を備えている。該シャフト２０の下端には
ローター２２が接続されており、化のためのの調整期間
が開始される。他のインラインろ過方法を使用する出き
、介在物の除去および温度変動か起こるごとか通常観察
される。

本発明の方法によれば、処理ガスの充分量が固体充填床
の下方の溶融アルミニウム体に注入され、許容できない
床の攪はんな（、溶解水素を除去することができる。金
属処理ｋｇ当たり処理ガスＩ１２まては床攪はんおよび
移動の問題なく注入することかできる。これにより０．
０３７５１７／　Ｃｍ’床／ｍｉｎオーダーの固定床に
おける処理カス流れ密度を与える。

これは米国特許第３，３７３．３０５号に開示されるよ
うな従来方法において通常使用される処理ガス流れ密度
の約８倍であり、米国特許第３，７４３．２６３号に開
示されるようなインライン脱ガス方法と同等の水素ガス
除去率を得る。

以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づき、詳細に
説明する。

（実施例） 第１図において、このシステムは封じ込め容器１０を含
み、適当な耐火材で裏打ちされ、入り口このローターは
４つの半径方向に突出する羽根を備える中央ハブ部分２
３を有している。このハブ部分２３の底端部には、スロ
ワ）・２５が設けられており、ガス通路２１から上記羽
根２４の間のスペース２７にガスを移動させる通路とし
て機能するようになっている。第２図に示すように、こ
れら通路２５は上記羽根２４間のスペース２７の内方に
向かって開口している。これらのスペース２７の底端部
は開１’］　しているが、上方端部は上方閉鎖部３１に
よって閉じである。

第４図および第５図には、ローターの他の具体例が記載
されている。この実施例で（Ｊ、駆動ンヤフト３５が環
状スリーブ３６内に回転可能に装着され、該ンヤフトは
それを通して軸方向に延びるガス通路３７を有している
。該シャフト３５の底端部にはローターが接続されてお
り、該ローター（Ｊ中央ハブ部分３８とそこから半径方
向外方に延びる６枚の羽根３９を備えている。この羽根
間のスペース４２は上方および底部において開放されて
いる。しかしながら、羽根３９が第４図の示すようにス
リーブ３６直下に位置しているので、スリーブ３６の底
端部はスペース４２の上方閉鎖部として有効に機能する
。上記ハブ３８は軸方開開１］４０を含み、該開口は駆
動シャフト３５の軸方向開口３７と一致するようになっ
ている。この間口４０の側方には、４つの半径方向通路
４１が接続さイ１ており、該通路は開口４０と羽根３９
間のスペース４２とを接続している。

第６図および第７図は、本発明のローグーのさらに他の
実施例を示す。この構成においては、ローターは主体部
分７０とそこから下方に突出する６枚の半径方向に延び
る羽根７１を備えている。

この羽根７１の内方エツジ間には、円筒形のキャビティ
７３が形成され、上記主体部分７０にはガス注入のため
に軸方向に延びる孔７２を形成しである。ガスは軸方開
山ロア４を通してこのキャビティ７３に排出される。こ
のローターは、上述したと同様に作動し、上記羽根間を
液状金属が上下方向に流動する一方、出ロア４からガス
を取り出すようになっている。

のリングはチコープ７５とスリーブ７８間のノール部材
として機能する。このようにして、スリーブ７８は駆動
シャフト７５を支持し、金属バイパスが解消される。

上記実施例から明らかなように、ローター羽根を有する
全ローター装置の直径は穿孔プレートを介して装置全体
が垂直上方に引き上げられ、サービスのため除去される
ようになっている。

第９図には穿孔プレート１６が詳記されている。

このプレートは上面４６と底面４７を有し、上記上面４
６から下方に延びる等しく間隔をおいて配置された一連
の孔４８を有する。このプレートの底部は開口４８に入
る先細った入り口５０を形成する逆ピラミッド形状部分
４９を有し、それによって開口４８を気泡が流れるのを
容易にしている。

本発明のシステムの操作は、第１図および第２図に最も
よく表されている。処理される溶融金属は入り口１１を
通って上方の２相静止帯に流入する。これによって、投
入された金属は下方に移動する前に容器を横切って金属
均等に分配される。

第８図は、上記ローターのための駆動シャフトの特別な
構成を示す。ここでは、穿孔プレーｈ　１６の開口内に
スリーブ７８が固定される。このスリーブ７８は穿孔プ
レート１６上に設置プられた固定床８０をわずかに上方
に突出しているのが好ましい。スリーブ７８に上端が開
放されたままで、液状金属の最大レベル下方に位置する
ならば、」−方処理部から下方処理部に至る金属バイパ
スができる傾向にある。他方、スリーブ７８が上方処理
室の液状金属の最大レベル」一方に延びているなら、溶
融金属上方に延びる管表面に酸化物が形成される傾向に
あり、保守及び操作上の問題となる。第８図に示すよう
なシステム、ずなイつちシャフト７５が比較的大系の上
方部７６と直径が減少した下方部７７を有するシステム
を使用するのが好ましい。ここでは、シャフトの２つの
直径間に環状のショルダー８１か形成される。このショ
ルダ−８１は、スリーブの」二部に位置し、好ましくは
Ｆｉｂｒｅｆｒａｘまたはに、ａｏｗｏｏｌのような圧
縮可能なセラミック材料からなるリング７９を有するの
がよい。こそして、溶融金属は穿孔されたセラミックプ
レート１６と粒状セラミック固定床１８からなる中間処
理部を通って下方に移動する。穿孔プレート＋６を通過
した後、溶融金属は激しく攪はんされている下方の乱流
帯に侵入する。

処理ガスは、ローター２２の出口を通ってローター羽根
間のスペース内に排出される。この羽根２４間の開放さ
れたスペース２７は、ガスおよび金属相が乱流状態に混
合されることによって気泡の形成をたすけるとともに、
気泡６１を所望の円錐形パターンに分配するに必要なバ
ルク金属作用を開始する機能を有する。このようにして
、気泡が矢印６２で示される通路に沿って混合帯を通し
て上方に移動すると、液状金属は矢印６３で示す経路を
介して連行され、浮力駆動の流れを開始する。混合帯の
上方部が閉じであるので、ローターの回転によって攪は
ん帯の上方域のガスおよび金属は矢印６４に示す経路に
よって、外方に加速されることになる。２相混合物が羽
根の外側エツジをよこぎって移動すると、付加的な剪断
により充分に小さな気泡を形成するのを保証する。垂直
方向に指向する浮力駆動の金属フローおよび回転するノ
ズルの角度を持った混合作用によって、トロイダルな金
属フロー場６０が確立される。このバルク金属フローに
よって、気泡は連行され、ローターから持ち去られるこ
とになる。引き続き、気泡の脱連行によって所望の円錐
形状をなす気泡分配となる。それによって、これらの気
泡は、穿孔プレートの底部を横切って均一に分配され、
入り口５０および垂直開口４８を通って上方に容易に通
過する。

このンステムによれば、液状金属から上昇する気泡へと
化学的に移し変えることによって、水素の除去が行なわ
れる。アルカリの除去は、処理ガス気泡の反応成分と反
応させることによって行なわれる。非金属介在物は、浮
遊力によって除去される。この方法では、介在物は処理
ガス気泡の表面に保有され、自由金属面にまで運ばれ、
そこでドロスとして集積する。上記固定床１８は気泡の
乱流作用によって、連続的に清掃されている。発を調整
させることができる。固定床の有効寿命を犠牲にするが
、微細な材料は介在物の除去効率を向上させるために使
用することができる。

（試験例１） 図面に示す装置を用いて一連の試験を行った。

アルミニウム協会指定ＡＡ３００４、ＡＡ５０５２、Ａ
Ａ５１８２およびＡＡ６２０１を有する４種の異なった
アルミニウム合金を処理した。除去された水素およびア
ルカリ量を測定した。

水素量は一般にテレガス・インスッルメントを用いて測
定し、その１つの測定はサブヒユージョン（Ｓ　ｕｂ　
−ｆｕｓｉｏｎ）測定技術により行った。測定されたア
ルカリ量は全アルカリ／アルカリ土類濃度である。

処理条件および得られた結果を下記第１表に示す。

生ずる気泡の数、そのザイズ、形状および溶融金属への
分配様式は、金属処理性能に影響を与える重要な因子で
あることは明らかであろう。また、溶融金属は気泡の発
生地点から処理ガス気泡が自由金属面において処理室か
ら離れるところの、本発明の容器の３つの帯域において
処理される。

穿孔プレートおよび固定床は所望の金属処理タイプに適
合するように修正することができる。固定床の厚みが増
加すると、介在物の除去効率が増加する傾向にあるが、
水素またはアルカリ除去のためには必要でない。このよ
うに、製品が非金属介在物を含んでいない必要があるな
ら、たとえば２５ｃｍより大きな厚みのヘッドを使用す
ることができる。水素除去が主たる目的であるならば、
この固定床はかなり薄くすることができ、また完全に除
外してもよい。穿孔プレートおよび固定床の位置は、金
属処理室の高い位置に設定することができる。これによ
って、下方乱流帯の容積をかなり増加させることになり
、水素およびアルカリ除去を最高にすることができる。

また、粒子サイズ明細書の浄書（内容に変更なし）

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる改良されたンステムの操作を
説明するための断面説明図、第２図は第１図に示オロー
ターの断面図、第３図は第２図に示づ一ローターの端面
図、第４図はローターの他の実施例を示す断面図、第５
図は第４図のローターの端面図、第６図はローターのさ
らに他の実施例を示す断面図、第７図は第６図のロータ
ーの端面図、第８図はローターンヤフトの断面図、第９
図は穿孔プレートの断面図である。 １０・・・処理容器、１１・・・入り口１２・・・出］
」、１６・・・穿孔ブレート１８・・・固定床、１９・
・・固定スリーブ２０・・・駆動ンヤフト、２２・・・
ローター２４・・・羽根、 特許出願人　アルキャン・インターナ７ョナル・リミテ
ッド 代理人　　　弁理士　青　山　　葆　ほか２名第４図 第６図 第７図 一心続祈Ｉｊ止り÷ １、す（件の表示 平成　１年　　特許願　　第１５２０４０号２、発明の
名称 溶融金属処理装置および処理方法 ３、補正をする者 事イ１との関係　特許出願人 名称　アルキャン・インターナショナル・リミテッド４
、代理人 自　　発 ６、補正の対象 第８図 第９図 ７　補正の内容 （イ）委任状　別紙の通り （ロ）願書　別紙の通り （ハ）図面　別紙の通り （ニ）明細書の「発明の詳細な説明」の欄明細書第３４
頁の第１表を別紙の浄書と差し替えまず。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）容器内を下方に流動する溶融金属連続フロー
   のための入り口および出口を有する加熱容器と、 （ｂ）上記容器を上方処理部と下方処理部に分割する容
   器を横切って水平に延び、中間処理部を構成する穿孔プ
   レートと、 （ｃ）上記下方処理部において上記溶融金属内に小さな
   不連続な気泡形態の気体を注入するための装置とからな
   る溶融金属の処理装置であって、上記注入装置が、上記
   穿孔プレートの開口を通して下方に延び、その上端に駆
   動手段が連結する中空の回転可能なシャフトと、上記下
   方処理部内において上記シャフトの下端に固定される羽
   根ローターとを有し、該ローター内に上記シャフト内部
   から上記下方処理部の溶融金属に上記気体を導入するた
   めの１または複数の通路を有し、それによって上記ロー
   ターの回転時および上記気体流の供給時に上記気体がロ
   ーターから離れる小さな不連続な気泡の形態で溶融金属
   に注入され、上記下方処理部において均一に分散するよ
   うになっていることを特徴とする溶融金属処理装置。 ２、上記小さな不連続な気泡が上記ローターから上方か
   つ外方に全体として円錐形態をなして離れ、上記プレー
   トの底部を横切って分配され、その穿孔を介して上方に
   通過するようになっている請求項１記載の装置。 ３、上記ローターの羽根間のスペースの上端が閉鎖され
   ている請求項２記載の装置。 ４、上記シャフトが固定スリーブ内に回転可能に装着さ
   れ、該固定スリーブは上記穿孔プレートを介してロータ
   ー上端から上方に延び、上記上方処理部に至っている請
   求項２記載の装置。 ５、上記スリーブの底端部がローター羽根間のスペース
   の上端を閉鎖するように機能する請求項４記載の装置。 ６、不活性なセラミックまたは耐火性粒子の床を上記穿
   孔プレートの上部に配置し、該プレートと床によって中
   間処理部を形成する請求項２記載の装置。 ７、上記プレートの穿孔がその表面積の２５〜４５％を
   占め、その穿孔サイズがそのプレートの表面に隣接する
   上記粒子の平均サイズより大きくない請求項６記載の装
   置。 ８、上記穿孔プレートが垂直方向に延びる複数の穿孔を
   有するセラミックプレートである請求項２記載の装置。 ９、上記穿孔が上方に向かって先細っている請求項８記
   載の装置。 １０、上記床を構成する粒子が３〜２５ｍｍサイズであ
   る請求項６記載の装置。 １１、上記床を構成する粒子が実質的に球状態である請
   求項６記載の装置。 １２、上記ローターの羽根が垂直方向に一列をなしてい
   る請求項３記載の装置。 １３、上記ローターの羽根が垂直線に対し４５゜で傾斜
   し、該ローターの回転方向が上記気泡の流れ方向が上方
   成分を有するようになっている請求項３記載の装置。 １４、上記通路が上記ローターの羽根間のスペース内に
   上記気体を排出するための穴またはスロットに上記気体
   を導くようになっている請求項１２または１３記載の装
   置。 １５、上記羽根が軸長さ対半径方向幅が１〜５：１であ
   る請求項１２または１３記載の装置。 １６、上記ローターが６枚の羽根を備える請求項１２ま
   たは１３記載の装置。 １７、上記ローターが上記プレートの開口を介して垂直
   方向に移動可能とする直径を有している請求項２記載の
   装置。 １８、溶融金属を処理するにあたり、 （ａ）上方静止処理帯、容器を水平に横切って延びる穿
   孔プレート形態の中間フロー改善帯および下方乱流帯を
   含む加熱される耐火性容器を通して溶融金属流を下方に
   通過させ、（ｂ）上記穿孔プレートを通して垂直方向に
   延びる中空の駆動シャフトを有し、その下端には羽根付
   きローターが固定される気体注入装置を、下方乱流帯の
   溶融金属内に浸漬するとともに、気体排出道路により駆
   動シャフトの中空部をローター羽根間の開口と接続し、
   （ｃ）上記ローター羽根間の溶融金属に注入するに充分
   な圧力で中空駆動シャフトの上端に気体を導入し、 （ｄ）上記気体を、羽根付きローターを溶融金属中で循
   環パターンが生成するに充分な速度で回転させることに
   よって、小さな不連続な気泡に細分し、該気泡がロータ
   ーから離れて下方処理部内に均一に分散することを特徴
   とする溶融金属の処理方法。 １９、上記気泡が上記ローターから上方かつ外方に全体
   として円錐パターンで移動し上記穿孔プレートの底部を
   横切って分配され、その穿孔を通して上方に通過する請
   求項１８記載の方法。 ２０、上記金属がアルミニウムまたはその合金である請
   求項１９記載の方法。 ２１、上記気体が不活性ガスである請求項１９または２
   ０記載の方法。 ２２、上記気体がアルゴンである請求項１９または２０
   記載の方法。 ２３、上記気体が不活性および反応性ガスの混合物であ
   る請求項１９または２０記載の方法。 ２４、上記気体がアルゴンと塩素ガスの混合物であって
   、その比率が塩素ガス１〜１０％およびアルゴンガス９
   ９〜９０％である請求項１９または２０記載の方法。 ２５、上記中間部が粒状セラミックまたは耐火物粒子の
   床を上記プレートの上部に位置させてなり、上記プレー
   トの穿孔を通過する気泡が上記床の固体粒子間のスペー
   スを通して上方に移動する請求項１９または２０記載の
   方法。