JPH036969B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、異物質、特に非金属異物質の除去の
ための溶融状態の金属、殊にアルミニウム及び主
としてアルミニウムを含む合金（以下「Al」と
称することがある）の処理方法に関する。この方
法は、移送トラフ中を流れている溶融Alのイン
ライン処理による異物質の除去に特に適してい
る。最も好ましい態様において、その方法は、炉
から鋳造工程への移送トラフ内を流れるAlを処
理して鋳造（例えば、さらに加工するためのイン
ゴツトの鋳造）の直前に異物質を除去するように
意図される。本発明はそのような処理中の発煙が
少ないことが必要な場合に特に有用である。

この発明書において溶融金属で「濡れる物質」
とは、溶融金属が、ある固体物質との個／液界面
において鋭角の接触角を示し、従つてその溶融金
属と物質との間に大きな物理的親和力が存在する
ことを意味し、そして溶融金属が、ある固体物質
との個／液界面において鈍角の接触角を示し、従
つて両者間の物理的親和力が無いか小さいことを
意味する。

英国特許第935191号明細書には、溶融Alから
懸濁金属酸化物を除去するに際して、溶融Al金
属の流れを、懸濁金属酸化物を濡らし、合体させ
そして保留することができる溶融状態の塩（フラ
ツクス）混合物の中へ注ぎ込み、そして金属流の
溶融フラツクスとの間の緊密な接触させることか
らなる懸濁酸化物除去方法が記載されている。
Alのかかる処理のために適当な溶融塩混合物は、
周知であり、例えばNaClとKClとの50：50混合
物中に５〜20重量％のNaFまたは氷晶石を含め
たものがある。その方法は溶融Alから懸濁酸化
アルミニウムのような非金属の異物質を除去する
のに効果的であつた。しかし溶融塩から処理済の
溶融金属を完全に分離することができず、処理装
置から出る金属は微細な塩粒子を懸濁して含んで
いることが判明した。これらの微細塩粒子は、最
初に存在した異物質よりも、鋳造操作及び鋳造金
属の品質に対して一層有害であつた。粘稠な塩粒
子が鋳造機のノズルに詰まつて、金属の流れを妨
害し、鋳造中にインゴツトができなくなつてしま
つた。微細塩異物質が鋳造金属中に存在すると、
加工性、機械的性質及び耐食性を害することにな
つた。その結果として上記の処理方法は、もはや
産業的に使用されていない。

英国特許第1266500号明細書には、溶融金属か
ら非金属異物質を除去するための２段階方法が記
載されている。その第１段階では、多数のフラツ
クス内張りチヤンネル（好ましくは溶融塩混合物
で被覆された粗い耐火物顆粒の層または床を備え
たもの）に溶融金属を流がす。この英国特許明細
書には、この段階は非金属異物質の除去に有効で
あるけれども、金属間化合物粒子の除去に余り有
効でないと記載されている。従つて第２段階で
は、金属を、被覆無し耐火物顆粒の床に流がすこ
とにより、金属間化合物粒子を隙間に沈積させ
る。そのような顆粒はアルミナであるのが好まし
いが、その他の多数の耐火物も示されており、そ
れらのすべては溶融Alで濡れないものである。

この被覆無し顆粒床は、最初は溶融塩粒子を捕
促し保持するのに有効であるが、使用中には種々
の欠点が生じる。このフイルター（床）は粘稠塩
粒子が蓄積するにつれて目詰まりを起こし易く、
また一方では塩粒子の保持効力を低減させるチヤ
ンネリングも起こし易い。さらに、金属間化合物
粒子は、そのフイルター（床）によつて確実に捕
促保持されず、後続の溶融金属の供給波動によつ
てその床から洗い出されてしまい易い。

若干の業者は、単に耐火物顆粒床に溶融Alを
通すだけである。このような顆粒は金属で濡れな
い異物質の過除去に有効であるが、若干の非常
に重大な欠点がある。溶融Alで濡れない耐火物
顆粒が使用されるので、溶融金属の適切な流動を
達成するには、隙間を可成り大きくし、及び／ま
たは加圧を可成り高くしなければならない。金属
で濡れる異物質は床の隙間に捕促されうるが、そ
の材に対して親和性をもたず、従つて、後続の
供給溶融金属の波動によつて洗い出され易い。

セラミツク発泡体よりなる材が市販されてい
る。これらの材も、溶融Alによつて濡れない
ので上記の如き欠点を示す。

我々の欧州特許第68782A2号明細書には、Al用
電解還元槽であつて、その槽の床上の溶融金属溜
中に金属で濡れるフイルターを配置して含むもの
が記載されている。このフイルターは金属同志の
間に存在する表面張力を用いて、電解液の懸濁状
滴粒の通過を防ぐ。この目的のためには、フイル
ターの開口は、電解液の滴粒よりも小さくされ
る。もしフイルターの前後の圧力差がある最大値
（この値はフイルター開口の大きさに逆比例して
変る）よりも低く維持されるならば、電解液滴粒
はフイルターの上流側に保留され、フイルターに
は全く入り込まない。上記欧州特許明細書は、金
属で濡れる異物質（そのようなものは電解還元槽
内の溶融金属中には存在しないのである）の除去
には関連していない。

本発明は、溶融金属から異物質を除去する方法
であつて： (a) 溶融金属で濡れない異物質を保留する媒体に
溶融金属を接触せる工程からなり、 (b) 溶融金属で濡れる物質からなるフイルターを
介して溶融金属を通す工程をも特徴とし、 工程(a)および(b)をいずれかの順序で実施する、
上記異物質除去方法を提供する。

本発明方法は原則として金属類一般に応用しう
るが、アルミニウム（Al）及びその合金の処理
に特に有用である。液状Al中に通常見られる主
要な非金属異物質としては、Al₃C₃、TiB₂、（Ti
−Ｖ）Ｂ、MgO及びAl₂O₃等がある。金属組織学
的分析によれば、これらの化合物は集塊体または
クラスターを形成する強い性向をもつことが示さ
れる。これらのクラスターは単一種（例えば
TiB₂）から構成されることもあれば混合タイプ
（例えばAl₄C₃−TiB₂）であることもある。

異物質のうちのあるもの、例えばTiB₂及び
（Ti−Ｖ）Ｂは、Alによつて容易に濡れる。その
他のもの、例えばAl₂O₃及びAl₄C₄は容易に濡れ
ない。溶融金属Alで濡れた異物質は集塊化する
強い性向をもつことが認められる。硼化物類は結
晶微細化剤として２ミクロンまでの粒子の形で添
加されることがあり、30ミクロンまでの寸法のク
ラスターを形成することがある。酸化物の異物質
は、100ミクロンまでの範囲の粒子寸法を有する
ことがある。大きな寸法の、非濡れ性酸化物粒子
については、小さな濡れた硼化物粒子で被覆され
るに至り、Alで容易に濡れる混合クラスターを
形成する傾向があるようである。

本発明の根源は、金属で濡れる材料のフイルタ
ーを使用することである。この種のフイルター
は、前述の欧州特許第68782A2号明細書に記載さ
れている。しかし本発明の方法での使用のために
は、金属で濡れるフイルターは、下記に述べるよ
うに、公知のフイルターと異なる機能を果し、ま
た公知のフイルターと構造的に異なることが必要
とされることがある。

工程(a)において使用される、金属で濡れない異
物質を保持する媒体の種類は、要件でない。その
ような媒体の一例は、前述の英国特許第935191号
明細書に記載される如き溶融フラツクス、あるい
は前述の英国特許第1266500号明細書に記載され
る如き溶融フラツクスで被覆した耐火顆粒からな
る床である。別に媒体の一例は、現在産業的に用
いられているような、金属で濡れない物質の固型
フイルターまたは床である。もし、過の最後の
段階が液体材ではなく固体材を使用する場合
には、下記の二つの具体例で例示されるように多
様な組合せが可能である。

例 ：工程(a)において、異物質を濡らし、かつ保留
することができる溶融塩混合物と、溶融金属を接
触させ、そして工程(a)の後に行われる工程(b)にお
いて、溶融塩滴粒の通過を防ぐような寸法の開口
をもつ、金属で濡れるフイルターを介してその溶
融金属を通過させる。

例 ：工程(a)において、金属で濡れない固体物質の
フイルターを介して溶融金属を通過させる。

本発明の上記二つの具体例をそれぞれ順に説明
する。

具体例において、工程(a)で、金属で濡れない
異物質を効果的に濡らし保留するが、金属で濡れ
る異物を余り効率的に保留しない溶融塩混合物
と、溶融金属を接触させる。工程(b)に入る金属流
は溶融塩滴粒及び（幾分かの）金属で濡れる異物
質を含む。工程(b)の、金属で濡れるフイルターの
開口は、溶融塩滴粒よりも小さく、従つてそれら
の滴粒は表面張力によつてフイルターに入ること
及びフイルターを通過できない。フイルターに入
り込む、金属で濡れる異物質は、フイルター材料
に対して親和性をもつものでその材料上に保留さ
れ、引き続く溶融金属の流動によつてそれらの保
留された異物質が追い出されるおそれはない。

工程(a)において、異物質を濡らしかつ保留する
ことができる溶融塩混合物と溶融金属を接触させ
る。この接触は、異物質を一つの相から他の相へ
移動させるように充分に緊密になければならず、
好ましくは攪乱状態で行なわれよう。接触は英国
特許第935191号明細書に記載の方法、すなわち溶
融金属流を細分割するための散布装置を含む溶融
塩浴中へ溶融金属流を注ぎ込むことにより、実施
できる。あるいは、接触は、英国特許第1266500
号明細書に記載された諸法のうちの一つ、例えば
溶融塩層内またはその上に配置された穿孔耐引物
スクリーンを通して溶融金属を通過させることに
より、または溶融塩でライニングされた多数のチ
ヤンネル（例えば溶融塩で被覆された耐火物顆粒
の層によつて形成された多数チヤンネル）に溶融
金属を通過させることにより、実施しうる。ある
いは、溶融塩層に、金属の流動を妨げずに金属／
塩の接触を助長するような形状の耐火物成形耐を
満たしてもよい。金属／フラツクスの接触は、回
転式インペラーのような機械的攪拌装置、不活性
散布用ガスの導入を行うガス式分散装置、もしく
は電磁式攪拌またはこれらの任意の組合せを用い
ることによつても達成できる。溶融塩の種類は要
件ではなく、慣用のものであつてよい。適当な溶
融塩混合物は、KCl及びNaClの一方または両方
と共に、NaF、ナトリウム・アルミニウム弗化
物、カリウム・アルミニウム弗化物、BaCl₂、
MgCl₂及びCaF₂の一つまたはそれ以上を含む。

工程(b)において使用されるフイルターの表面
は、溶融金属による攻撃及び溶融塩による攻撃の
両方に耐えられなければならず、また溶融塩より
も溶融金属によつて濡らされるものでなければな
らない。Alについては、そのフイルターを構成
しうるいくつかの下記のような材料がある。

(a) 二硼化チタン、二硼化ジルコニウム及び二硼
化ニオブのような硼化物類、ならびに一般に耐
火性硬質金属として知られているその他の類似
物質。

(b) 例えば我々の1982年12月30日付英国特許出願
第8236931号明細書に記載される如き、アルミ
ニウム及び二硼化チタンの複合耐火物。

フイルターはその全体をそのような材料で構成
されてよく、あるいはそのような材料の被覆を、
セラミツク基体（例えば融合アルミナ）または強
度材金属基体へ付着してもよい。

フイルターは、多様な形態（例えば開口板、ハ
ニカム格子、平行棒群、セラミツク布、セラミツ
クフエルト、適切寸法粒子の充填床）、を採りう
る。しかし、強固な構造物、例えば平行棒群、開
口板、ハニカム格子または殊に充填床が、好まし
い。

このフイルターは、金属で濡れる異物質を捕促
し保留するような設計される。従つてこのフイル
ターは欧州特許第68782A2号の明細書に記載のも
のと全く異なる機態である。金属で濡れた異物質
は、フイルター媒体（材）に対して正の親和力
を有するので、フイルターの開口が、過される
べき異物質よりも小さくなければならないという
ことは、必要ではない。フイルターは、重量平均
直径0.5〜６mm、殊に１〜３mmの顆粒物の床から
なるのが好ましい。

ここに、「重量平均直径」とは、粒子試料の中
の、その直径分布中のある任意の小範囲内の直径
値をDiとし、その小範囲内に存在する粒子の重
量をWiとしたときに、直径値Diと重量Wiとを乗
じたものの総和ΣDiWiを、粒子の重量の総和
ΣWiで割ることにより得られる値をいう。

金属で濡れるフイルター中の開口（隙間）は、
溶融金属中に取込まれた溶融塩の滴粒の通過を防
ぐような寸法とされる。溶融塩滴粒の寸法は、工
程(a)で使用される条件にある程度依存する。工程
(a)を去る金属は静的条件下で去るのが好ましく、
あるいは工程(a)を去る溶融金属中に同伴される溶
融塩滴粒に対して一層大きな滴にまで合体するよ
うな時間を与えるのが好ましい。工程(b)のために
１mmまたはそれ以下の小さな直径の開口をもつフ
イルターを用いるのが必要であることがある。し
かし、好ましくは、そのフイルターは２〜４mmの
直径の開口、あるいは短辺寸法約２〜３mmの実質
上矩形スリツトをの開内を有する。

溶融塩滴粒は下記の三条件が適合するならば、
金属で濡れるフイルターを通過しない。フイルタ
ーは溶融金属で満たされ続けなければならず、こ
の目的のためには、フイルターの出口側で金属の
背圧を維持することが必要である。これは、例え
ば、鋳造設備へ向かう通路中に溢流堰を設けるこ
とによりフイルターの下流側に溶融金属柱（カラ
ム）を存在させることにより達成できる。前述の
ように、フイルターの開口（透孔）は溶融塩滴粒
の直径よりも大きくてはならない。フイルターの
前後での静圧差は、そのフイルターの機能の基礎
である表面張力効果を打消す程に大きくてはなら
ない。フイルターの上流側に保持されうる圧力差
の値（金属頭または金属・塩頭）は、フイルター
の開口（透孔）の直径と実質的に逆比例する。欧
州特許第68782A2号明細書に記載されるようにそ
の値は、下記の式から計算できる。

h₁＝(1/R₁G)〔2g／ｒ＋(R₂-R₁)Gh₂〕 （ここにh₁は、金属溢流堰より上位の溶融金属柱
の高さ、 h₂は、金属溢流堰より下の溶融金属柱の高さ、 R₁は、溶融塩の密度、 R₂は、溶融金属の密度、 ｇは、金属／塩界面における界面張力、 ｒは、フイルターの開口の半径、 Ｇは重力定数である。） 10mmのフイルター開口（透孔）についての、指
示しうる金属（または塩）柱の値は20mmであり、
５mmのフイルター開口についての指示しうる金属
（または塩）柱の値は30mmを越える。さらに小さ
い開口を有するフイルターについての、支指しう
る金属（または塩）柱の値は、それに対応して大
きくなる。

フイルターの面積は、溶接塩滴粒を強制的に通
過させるような圧力差を用いることなく、所要の
溶融金属流動を可能とするに足る面積である必要
がある。一例として、TiB₂の１mmの直径の粒子
の５cmの厚さの床からなる１平方ｍフイルター
は、床の前後における５cmの圧力頭降下において
100／分の金属流量（毎分約240Kgの溶融アルミ
ニウムに相当する）を許容する。別の一例とし
て、フイルターの開口（透孔）が２mmの直径であ
るならば、500Kg／分の流量（大規模鋳造装置に
ついて典型的な流量）に対して700個の開口（透
孔：直径２mm）が必要とされることが計算でき
る。各開口の中心間の距離が例えば６mmであると
すれば、700個の開口は16cm²の平板に設けること
ができ、そしてその所要金属流量は3.5cm（金属
柱）の圧力差で達成される。

所望ならば、そのような金属で濡れるフイルタ
ーの下流側に配置した、金属で濡れない慣用フイ
ルターを介して溶融金属流をさらに通過させても
よい。かかるフイルターは、上流の金属で濡れる
フイルターを通過してしまつた小さな溶融塩滴
粒、または金属で濡れない異物質を捕促するよう
に設計される。好適な配置例は、金属で濡れる顆
粒の充填床（金属で濡れるフイルターをなす）
を、金属で濡れない材料のハニカムまたは格子
（金属で濡れないフイルターをなす）の上に指示
した配置である。

本発明方法のこの具体例における工程(a)及び(b)
は別異の容器中で実施しうるが、好ましくは同一
容器中で実施し、便宜には溶融金属流を溶融塩混
合物と接触させつつ下向きに、その同一容器の下
方部分中の、金属で濡れるフイルターの方へ流が
すことにより実施する。容器は使用済の、金属で
濡れる球状または顆粒状材の除去を容易にするよ
うに着脱式の底を有するとよい。金属で濡れない
球状体からなる床を用いる場合、これも更新のた
めに装置の残部から除去できるようにするとよ
い。金属で濡れるフイルターは、導入金属を排出
金属から分離しているバツフルの一部分をなすよ
うにできる。好ましくは、金属で濡れるフイルタ
ーの上流側及び下流側両表面が実質上、溶融金属
のみと接触するような配置とする。

本発明方法の具体例においては、溶融金属
は、金属で濡れる材料のフイルターと、金属で濡
れない材料のフイルターとを、いずれかの順序で
通過させられる。

我々は理論に拘束されたくはないがあ、この具
体例で使用の、金属で濡れるフイルター媒体（す
なわち材）は金属で濡れた異物質に対して親和
力を有し、隙間内での表面相互作用によつてそれ
らの異物質を強固に保留すると考えられる。濡れ
た界面（材−Al）は、活性表面を与え、その
活性表面へ対して個々の異物質が集塊化しそして
生長しうる。かかる表面現象機構により、クラス
ター化した異物質が後続の金属流の波動やその他
の物理的騒乱によつてフイルターから偶発的に追
放される機会が少なくなる。同様に、ここで使用
される、金属で濡れないフイルター媒体（材）
は、金属で濡れない異物質に対して親和力を有
し、その隙間内での表面相互作用によつてそれら
の異物質を強固に保留するものと考えられる。

フイルターの材質及び構造については、具体例
に関して前述した通りであつてよい。

金属で濡れた異物質はその材に対して正の親
和力を有するので、そのフイルターの開口（透
孔）が過されるべきその異物質よりも小さくな
ければならないことは必要でない。実際には、１
〜30ミクロンまたはそれ以下の粒子寸法までの、
金属濡れ異物質を過除去するのがしばしば望ま
れることがあるが、そのような小寸法の開口（透
孔）をもつフイルターを用いることは実用的でな
いであろう。保留される金属濡れ異物質の最小寸
法法は、フイルターの開口及びフイルター内の通
路の旋回度（複雑度）に依存する。フイルターを
顆粒体の床から形成する場合には、それらの顆粒
体の重量平均直径は0.5〜６mm、特に１〜３mmで
あるべきである。少なくとも50mm、好ましくは
100〜150mmの厚さ（深さ）をもつ、そのような顆
粒体のフイールター床は、金属で濡れる、望まし
くない異物質を過除去するのに効果的であろ
う。あるいは、同一の厚さ及び開口寸法を有す
る、金属で濡れるセラミツクフエルトまたはセラ
ミツク布は同様な性質を有するが、顆粒体の場合
には床中の顆粒体の相対的移動によつて起りうる
チヤンネリングや目詰まりの問題は、これらセラ
ミツクフエルトフイルターでは生じない利点があ
る。

金属で濡れないフイルターを作る材料は要件で
なく、慣用のものであつてよい。溶融Alを過
するのに適当な材料としては、クロマイト、コラ
ンダム、ホルステライト、マグネシアスピネル、
ペリクラーゼ、炭化ケイ素及びジルコン等があ
り、管状アルミナ（合成コランダム）が好まし
い。このフイルターの構造も要件でない。適当な
構造としては、開口（透孔）付き平板、ハニカム
格子、平行棒、セラミツク布、セラミツクフエル
ト、及び規則もしくは不規則形状の顆粒体充填
床、がある。適当なものは、顆粒体の充填床であ
り、このものは均質であつてよいが、好ましくは
相異なるいくつかの寸法の粒子の複数の層の形に
配列される。過効率は、存在する最も小さい粒
子によつて測定され、これらは1.5〜８mm、殊に
２〜４mmの重量平均直径を有するのが好ましい。

複合フイルターは、相異なる級位のフイルター
材料のいくつかの層を単に重ね合せたものであつ
てよい。好ましいフイルターは、次第に小さくな
る顆粒寸法の二つまたはそれ以上の層を含む、金
属で漏れない材料の顆粒体からなる一つの複合上
流層と；それに続く、金属で濡れる材料の粒子の
一層と；を含む。所望ならば、金属で濡れない材
料の顆粒体からなる下流側支持層を設けてよく、
その支持層自体が次第に大きくなる寸法の顆粒の
二つまたはそれ以上の層を含む複合層であつてよ
い。かかる配列は、最も粗大な材料が外側にある
ので金属で濡れる材料を含む微細な材料の層が衝
撃及び損傷から保護されるという利点を示す。し
かしながら、その他の多くの配列方式も可能であ
る。例えば金属で濡れる粒子の層は、それ自体が
その粒子寸法の大きさによつて二つまたはそれ以
上の層に区画されていてよい。あるいは、金属で
濡れる粒子の層を、それらの寸法別の層（金属で
濡れない顆粒の層）の間に挟み込むこともでき
る。あるいは、金属で濡れる層を、金属で濡れな
い層の上流側に配置し、そして粗大粒子の層を外
側に配置してそれらの内側層（二つの層）を損傷
から保護することもできる。

各層の厚さ及び合計フイルター面積は、所望の
交換寿命及び性能特性を有するフイルターを与え
るために、意図する金属流量および圧力差と関連
させて選択できる。

TiB₂及びその他の硼化物を金属で濡れる材
として使用する場合、それらを酸素と接触しない
ようにすることが重要であり、さもないとそれら
が金属濡れ性を失なう。このような酸素遮断は、
本発明方法を連続方式で実施する場合には容易に
行える。その他の場合には、フイルターを使用し
ないときには液状または固形状の金属中に漬けて
置くこと、またはフイルターの区域から大気酸素
を排除すること、が必要である。不活性雰囲気
（アルゴンまたはN₂）下に電熱式のフイルター操
作装置を用いることにより、大気酸素と接触させ
ずに、金属濡れ性フイルターを予熱することが可
能である。

図面を参照して本発明を説明する。

第１図において、容器１は溶融塩浴２を含み、
その中には固体散布装置３が配置されている。そ
の溶融塩浴は溶融金属層７の上に乗つている。溶
液はバツフル４によつて二つの部分に分割されて
おり、その下方部分は金属で濡れるフイルター５
によつて構成されている。そのフイルターの下流
側に当る容器の部分は、清澄金属排出堰６の高さ
まで溶融金属８で満たされている。

運転時には、溶融金属流が容器の上流側に入
り、散布板３に衝突し、多数の流れに分割されて
溶融塩混合物２と緊密に接触する。この接触の間
に、金属で濡れない異物質は溶融塩によつて保留
（捕促）され、そして溶融塩滴粒が溶融金属中に
同伴され、その溶融金属は静的状態で７に集ま
り、溶融塩滴粒の合体が促進される。フイルター
５を溶融金属が通過するときに、溶融塩滴粒は表
面張力によつて停止させられ、そして金属で濡れ
る異物質はフイルター内に保留される。溶融金属
は、溶融塩混合物２の液面と処理済の金属の液面
との高さの差によつて、７から８へ向けてフイル
ター内を駆動される。

第２図において、フイルター５は入口部内の溶
融塩層２の下に水平に配置されており、処理槽１
の高さの低減を可能としている。

第３図において、フイルター５は、出口部内に
水平に配置されており、一層深い溶融塩層２の存
在を可能とし、従つて工程(a)における一層長い金
属／塩接触時間を可能としている。

第４図において、フイルター５は、容器１の底
の上に配置した二硼化チタン（またはその他の耐
火性金属硼化物）球状体の床からなつており、そ
のフイルター床５の頂部はバツフルの底よりも上
に出ている。容器１の底端部は、フランジ１３の
ボルトによつて容器の残部から取外せるようにな
つており、使用済のTiB₂球状体の除去が容易で
ある。

第５図は第４図に類似のものであるが、アルミ
ナムハニカム１４をTiB₂球状体床の下流側のと
ころに配置して、金属で濡れないもう一つのフイ
ルターとして作用させている点が異なる。

第６図は多少異なる装置を示している。容器１
は、溶融金属層７、及びその上に乗つた溶融塩層
２（この中には散布板３が備えられている）を含
んでいる。溶融塩及び溶融金属に耐える一本また
はそれ以上の管９が溶融金属層７から上方へ溶融
塩層２を貫き、そして横切つて容器の側壁まで延
在している。管９の開放下端部は、金属で濡れる
フイルター１０で閉じられている。あるいは、管
９をさらに多少下向へ延ばして、その下端部を、
容器の床面ある浅い溜の中に位置させることがで
き、その浅い溜は、金属で濡れるフイルター材料
で内張りするか、そのような材料を満たされてい
る。我々の欧州特許第68782A2号明細書には、金
属で濡れる材料のこのような構成およびその他の
構成が詳しく記載されている。

第７図はバツフル１６によつて二つの部分に分
割された容器１５が示されている。バツフルより
も上流側の容器の部分には金属導入トラフ１７が
設けられ、下流側には金属排出堰１８が設けられ
ている。金属導入トラフは分配器１９で終つてお
り、分配器１９は溶融金属を通過させる多数の開
口（透孔）を有している。溶融塩層２０にはアル
ミナ成形体２１が満たされており、その層の下に
は微細二硼化チタン粒子の層２２、次いで粗い二
硼化チタン成形体の層２３が配置されている。こ
の層２３はバツフル１６の下まで延び、その下流
側で、別のアルミナ成形体の床２４と接してい
る。容器の主要部分は溶融金属で満たされてお
り、金属／塩界面はアルミナ成形体２１と微細二
硼化チタン成形体２２との間の境界に実質的に沿
つて存在している。溶融塩層の上面２５は分配器
１９よりもわずか下に保持されるべきである。

運転の際に、溶融金属は分配器１９中の開口
（透孔）を経て溶融塩層２０中へ入り、そこで金
属は低速度でアルミナ成形体を越えて流動するの
で、金属／塩の良好な接触がなされ、また塩の滴
粒成形の機会は全くまたはほとんどない。次いで
金属は微細二硼化チタン粒子の薄い層２２内を流
れる。この層２２はその床の圧力降下を著しく増
大せずに塩の保留を助長する。次いで金属は、粗
い二硼化チタン層２３、アルミナ床２４そして最
後に堰１８を越えて流れる。

第８図の例は第７図のものと類似しているが、
アルミナ床２１が多孔板２６によつて分配器１９
よりも上に懸架され、床材料の更新のために容易
に上方へ取り出せるようになつている点が異な
る。運転の際に、溶融塩層２０全体はその床内に
配置され、そしてその上面は２５で示され、また
金属／塩界面は２７で示されたようになり、多孔
板２６はその床が、金属で濡れるフイルター２
２／２３に接するのを防ぐ。その多孔板は灰色鋳
鉄またはその他の適当な耐火物で作ることができ
る。その多孔板の横断面積は余り重要ではない
が、その横断面積が大きくなればなる程、溶融塩
浴の一層効果的な使用ができる。その多孔板はバ
ツフル１６の処理槽の外壁１５との間の空間に一
致するように成形できる。あるいはそれは単に固
体側壁をもつ円形（またはその他の形状）断面の
ボウルであつてもよい。

第９図において、サンドイツチ状のフイルター
は三つの主要な層、すなわち、非濡れ性アルミナ
上流層２８、濡れ性二硼化チタン中流層２９及び
非濡れ性アルミナ下流支持層３０からなつてい
る。上流層２８それ自体は、次第に細かくなる顆
粒体の三つの層、すなわち８〜16mmの直径の顆粒
の第１層３１；４〜８mmの直径の顆粒の第２層３
２；及び２〜４mmの直径の顆粒の第３層３３；か
らなつている。中流層２９は、１〜２mmの直径の
二硼化チタン粒子からなつている。下流支持層３
０は顆粒の二つの層、すなわち1.5〜４mmの直径
の顆粒の第１層３４及び８〜16mmの直径の顆粒の
第２層３５からなつている。

これらの各層の厚さは、単位面積当りの金属の
所望流量に関連して選択され、フイルターの前後
で過度の圧力降下を生じさせずに適切な性能及び
寿命を与えるようにする。

あるいは、それらの層のうち一つまたはそれ以
上、場合によつては全ての層を上記規定の直径の
２倍までの直径の粒子または顆粒で構成すること
もできる。あるいは、この場合にも、二硼化チタ
ン粒子の追加の層を、アルミナ顆粒の上流層２８
の第１及び第２層３１，３２の間、及び／または
第２及び第３層３２，３２の間に挟むこともでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１〜８図は本文中で説明の本発明方法の具体
例を実施するための装置の種々の例の概略断面
図であり、第９図は具体例で使用のための複合
フイルターの縦断面図である。 １：容器、２：溶融塩層、３：散布装置、４：
バツフル、５：金属で濡れるフイルター、６：金
属排出堰、７，８：溶融金属。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶融金属から異物質を除去する方法であつ
   て： (a) 溶融金属で濡れない異物質を保留する媒体に
   溶融金属を接触させる工程からなり、 (b) 溶融金属で濡れる物質からなるフイルターを
   介して溶融金属を通す工程をも特徴とし、 工程(a)および(b)をいずれかの順序で実施する、
   上記異物質除去方法。 ２ 金属はアルミニウムまたはその合金である特
   許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 金属で濡れる材料は耐熱性硬質金属よりなる
   特許請求の範囲第２項に記載の方法。 ４ 金属で濡れる材料は二硼化チタンである特許
   請求の範囲第３項に記載の方法。 ５ 工程(a)において、異物質を濡らしかつ保留す
   ることができる溶融塩混合物に溶融金属を接触さ
   せ；そして工程(a)の後に実施される工程(b)におい
   て、溶融塩の滴粒の通過を防ぐ開口寸法の、金属
   で濡れるフイルターを介して溶融金属を通す、特
   許請求の範囲第１〜４項のいずれかに記載の方
   法。 ６ 工程(b)において使用される、金属で濡れるフ
   イルターは、その上流側及び下流側の両方で溶融
   金属と接触した状態で保持される特許請求の範囲
   第５項に記載の方法。 ７ 工程(a)及び(b)の完了後に、金属で濡れない材
   料からなるフイルターを介して溶融金属を通過さ
   せる特許請求の範囲第５または６項に記載の方
   法。 ８ 工程(a)において、ある一定の値の寸法以下の
   溶融塩の滴粒が溶融金属中に同伴されないような
   条件下で溶融金属を溶融塩混合物と接触させ、そ
   して工程(b)において、該一定寸法以下の半径の開
   口を有する、金属で濡れるフイルターを介してま
   たそのフイルターの下流側に配置された金属溢流
   堰を越えて、溶融金属を通過させ、その際のフイ
   ルター前後での最大静圧差が下記式 h₁＝(1/R₁G)〔2g／ｒ＋(R₂-R₁)Gh₂〕 （ここにh₁は、金属溢流堰より上位の溶融金属柱
   の高さ、 h₂は、金属溢流堰より下の溶融金属柱の高さ、 R₁は、溶融塩の密度、 R₂は、溶融金属の密度、 ｇは、金属／塩界面における界面張力、 ｒは、フイルター開口の半径、 Ｇは重力定数である） で表わされるものである、特許請求の範囲第５〜
   ７項のいずれかに記載の方法。 ９ 工程(a)において溶融金属で濡れない材料のフ
   イターを介して溶融金属を通過させる特許請求の
   範囲第１〜４項のいずれかに記載の方法。 １０ 工程(b)において使用のフイルターは、平均
   直径0.5〜６mmの、金属で濡れない顆粒物の床か
   らなる特許請求の範囲第１〜９項のいずれかに記
   載の方法。 １１ 金属で濡れる粒子の少なくとも一つの層の
   上に重ねた金属で濡れない顆粒物の少なくとも一
   つの層よりなる複合フイルターを介して溶融金属
   を通過させる特許請求の範囲第９項に記載の方
   法。 １２ 金属で濡れる粒子の一つの層の上に重ねた
   金属で濡れない顆粒物の上流側三層からなり、そ
   れらの層の顆粒物の重量平均直径範囲が： 金属で濡れない上流側層 (i)8x〜16xmm、 金属で濡れない上流側層 (ii)4x〜8xmm、 金属で濡れない上流側層 (iii)2x〜4xmm 金属で濡れる粒子の層 1x〜2xmm、 （ここにｘは１〜２） である複合フイルターを介して、溶融金属を通過
   させる特許請求の範囲第９項に記載の方法。 １３ 複合フイルターが金属で濡れない顆粒物の
   下流側二層をも含み、それらの層の顆粒物の重量
   平均直径範囲が： 金属で濡れない下流側層 (i)1.5x−4xmm 金属で濡れない下流側層 (ii)8x〜15xmm である特許請求の範囲第１２項に記載の方法。