JPH0449171Y2 - - Google Patents

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JPH0449171Y2
JPH0449171Y2 JP11148786U JP11148786U JPH0449171Y2 JP H0449171 Y2 JPH0449171 Y2 JP H0449171Y2 JP 11148786 U JP11148786 U JP 11148786U JP 11148786 U JP11148786 U JP 11148786U JP H0449171 Y2 JPH0449171 Y2 JP H0449171Y2
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aluminum
support rod
container
carbon support
crucible
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  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案はアルミニウム精製装置に関し、詳しく
は偏析凝固法を用いたアルミニウム精製装置に関
するものである。
[Detailed Description of the Invention] Industrial Application Field The present invention relates to an aluminum refining device, and more specifically, to an aluminum refining device using a segregation solidification method.

従来の技術 偏析凝固法を利用したアルミニウムの精製装置
としては、種々の装置が提案されており、例えば
本出願人が先に提案した特開昭59−170227号「ア
ルミニウムの精製法」に記載された精製装置や特
願昭60−206568号「アルミニウムの精製法および
その装置」が挙げられる。前者の装置では、容器
内に溶融アルミニウムを保持し、冷却ジヤケツト
で冷却された容器内壁に高純度アルミニウムを晶
出させ、このアルミニウム結晶を容器底部に掻き
落とし、押し固めるようにしたもので、容器蓋部
から装入されたカーボン支持棒の下端にカーボン
プレートを取り付け、該プレートを間欠的に容器
内壁に沿つて上下動させ晶出した結晶を掻き取
り、さらに底部に沈積した結晶を適宜時間間隔で
押し固める押圧作用を行わせるものであり、後者
の装置では、カーボン支持棒の下端に取り付けた
カーボンプレートを適宜時間間隔で上下動させ、
アルミニウムを保持した容器の底部冷却面から上
方に向かつて成長したアルミニウム結晶を押し固
めるようにしたものである。この種の装置におけ
るカーボン支持棒としては、従来より黒鉛製のも
のが一般的に使用されている。しかしながら、上
述の操作に際し、容器内で長いストロークの上下
動を行なう過程で、支持棒が、特に溶融アルミニ
ウム上部の容器内雰囲気と接する部分が酸化消耗
してしまう欠点があつた。
Prior Art Various apparatuses have been proposed as aluminum refining apparatuses using the segregation solidification method. Examples include refining equipment and Japanese Patent Application No. 1983-206568 entitled ``Method and Apparatus for Refining Aluminum''. In the former device, molten aluminum is held in a container, high-purity aluminum is crystallized on the inner wall of the container, which is cooled by a cooling jacket, and the aluminum crystals are scraped onto the bottom of the container and compacted. A carbon plate is attached to the lower end of the carbon support rod inserted through the lid, and the plate is moved up and down intermittently along the inner wall of the container to scrape off the crystals that have crystallized, and the crystals that have settled on the bottom are removed at appropriate intervals. In the latter device, a carbon plate attached to the lower end of a carbon support rod is moved up and down at appropriate time intervals.
This device is designed to compact aluminum crystals that have grown upward from the bottom cooling surface of a container holding aluminum. Conventionally, carbon support rods made of graphite have been commonly used in this type of device. However, in the above-mentioned operation, there was a drawback that the support rod was oxidized and consumed, especially the upper part of the molten aluminum in contact with the atmosphere inside the container, during the process of vertical movement over a long stroke within the container.

この酸化防止策として、従来(イ)容器内にア
ルゴンガスを流入させて雰囲気の酸素濃度を低下
させる方法及び(ロ)黒鉛支持棒の外周面に耐酸
化コーテイング剤を塗布し、保護被膜を形成さ
せ、酸化性ガスの接触を防止する方法が採用され
ていた。
Conventional methods for preventing this oxidation include (a) introducing argon gas into the container to reduce the oxygen concentration in the atmosphere, and (b) applying an oxidation-resistant coating agent to the outer peripheral surface of the graphite support rod to form a protective film. A method was adopted to prevent contact with oxidizing gases.

考案が解決しようとする問題点 しかしながら、前記(イ)の方法では、アルゴ
ンガスを流入させても、酸素濃度は約15%程度で
あり、酸素濃度を下げるのに限度があり、(ロ)
の方法では、耐酸化コーテイング剤がカーボン支
持棒に強固に固着せず、1回の精製操作中の約
700℃の操業温度と次の準備時間中の約100℃の休
止温度を繰り返すことにより剥離してしまう欠点
がある。これらの方法では、酸化防止効果が弱
く、カーボン支持棒の寿命は、12〜13回の精製操
作が限度であつた。
Problems to be solved by the invention However, in the method (a) above, even if argon gas is introduced, the oxygen concentration is about 15%, so there is a limit to lowering the oxygen concentration.
In this method, the oxidation-resistant coating agent does not adhere firmly to the carbon support rod, and approximately
It has the disadvantage that it peels off due to repeated operating temperatures of 700°C and resting temperatures of about 100°C during the next preparation time. In these methods, the antioxidant effect was weak, and the life of the carbon support rod was limited to 12 to 13 refining operations.

問題点を解決するための手段 本考案者らは上記以外の方法でカーボン支持棒
の酸化防止効果を発揮する方法を研究し、本考案
を完成するに至つた。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have studied methods other than those described above to exert the oxidation-preventing effect of carbon support rods, and have completed the present invention.

即ち、本考案に係るアルミニウム精製装置は、
溶融アルミニウムを保持する容器内にアルミニウ
ムを晶出させ、該容器蓋部から装入され容器内を
上下動する支持棒の下端に取り付けた押圧板によ
り前記晶出アルミニウムを該容器底部で押し固め
るようにしたアルミニウム精製装置において、前
記支持棒の外周面をセラミツクス材で被覆したこ
とを特徴とするものである。
That is, the aluminum refining device according to the present invention is
Aluminum is crystallized in a container holding molten aluminum, and the crystallized aluminum is pressed and solidified at the bottom of the container by a pressing plate attached to the lower end of a support rod that is charged from the lid of the container and moves up and down inside the container. The aluminum refining apparatus is characterized in that the outer peripheral surface of the support rod is coated with a ceramic material.

本考案装置の1実施例を図面に基づいて説明す
ると、第1図は、その概略構造を示す縦断面図
で、筒形のカーボンるつぼ3の外壁を囲んでステ
ンレス鋼製製カバー4が設けられている。るつぼ
内壁の所定帯域を析出面とし、この部分を冷却す
るためステンレス鋼カバーの外周面にステンレス
鋼製冷却管7が取り付けられている。冷却用空気
は冷却空気入口6からジヤケツト内を流通して相
応するるつぼ内壁を冷却し、冷却空気出口10か
ら排出される。ステンレス鋼製カバーの周囲は断
熱材5により保温壁が構成されている。るつぼ上
部には蓋部15が取り付けられ、必要に応じ不活
性ガスは不活性ガス導入口18からるつぼ内に入
り不活性ガス排出口19から排出されるようにな
つている。るつぼの外周および底部と蓋部には、
それぞれ分割加熱部16が設けられ、それぞれの
入力調温部17により、るつぼ内および蓋部内を
所望の温度に調節する。また、蓋部15を貫通し
てカーボン支持棒1が装入され、この支持棒の上
端はステンレス鋼製ジヨイント14を介してステ
ンレス鋼支持棒20と結合し、カーボン支持棒の
下端には溶湯の通液孔9を設けたカーボンプレー
ト8が設けられ、駆動装置(図示せず)によりプ
レートは間欠的に上下動し、るつぼ内壁に晶出し
たアルミニウム結晶を掻き落し、また、底部に沈
積したアルミニウム結晶を押圧し固める。カーボ
ン支持棒1の内部には棒状ヒーター2が設けら
れ、カーボン支持棒を通して後述するセラミツク
スパイプ12を加熱し、結晶生成物がセラミツク
スパイプへ析出するのを防止し得るようになつて
いる。
One embodiment of the device of the present invention will be described based on the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the schematic structure of the device, in which a cover 4 made of stainless steel is provided surrounding the outer wall of a cylindrical carbon crucible 3. ing. A predetermined region of the inner wall of the crucible is used as a deposition surface, and a stainless steel cooling pipe 7 is attached to the outer peripheral surface of the stainless steel cover to cool this region. Cooling air flows through the jacket through the cooling air inlet 6 to cool the corresponding crucible inner wall and is discharged through the cooling air outlet 10. A heat insulating wall is formed around the stainless steel cover by a heat insulating material 5. A lid part 15 is attached to the upper part of the crucible, and inert gas enters the crucible through an inert gas inlet 18 and is discharged from an inert gas outlet 19 as necessary. The outer periphery, bottom and lid of the crucible are
Each is provided with a divided heating section 16, and each input temperature control section 17 adjusts the inside of the crucible and the inside of the lid to a desired temperature. Further, a carbon support rod 1 is inserted through the lid part 15, and the upper end of this support rod is connected to a stainless steel support rod 20 via a stainless steel joint 14, and the lower end of the carbon support rod is filled with molten metal. A carbon plate 8 with liquid passage holes 9 is provided, and the plate is moved up and down intermittently by a drive device (not shown) to scrape off aluminum crystals that have crystallized on the inner wall of the crucible, and also scrape off aluminum that has been deposited on the bottom. Press and harden the crystals. A rod-shaped heater 2 is provided inside the carbon support rod 1 to heat a ceramic pipe 12 (described later) through the carbon support rod to prevent crystal products from depositing on the ceramic pipe.

カーボン支持棒1の外周にはセラミツクスパイ
プ12が装着され、セラミツクスパイプの両端部
は耐熱セラミツクス製フエルト13でシールさ
れ、カーボン支持棒へるつぼ上部の雰囲気が侵入
するのをを防止する。セラミツクスパイプはアル
ミニウム溶湯に侵されない素材である窒化ケイ
素,炭化ケイ素,アルミナ等から形成される。
A ceramic pipe 12 is attached to the outer periphery of the carbon support rod 1, and both ends of the ceramic pipe are sealed with heat-resistant ceramic felt 13 to prevent the atmosphere from the upper part of the crucible from entering the carbon support rod. Ceramic pipes are made of materials such as silicon nitride, silicon carbide, and alumina that are not attacked by molten aluminum.

作 用 このようにカーボン支持棒は、セラミツクス材
で被覆され、るつぼ内雰囲気との接触が防止され
るので、酸化による消耗が防止される。なお、本
考案は、下記実施例同様、るつぼ内底面にアルミ
ニウムを析出させ押し固める方式のものにも適用
でき、他のカーボン支持棒を溶湯内で上下動させ
る装置にも適用できることは明らかである。
Function As described above, the carbon support rod is coated with a ceramic material and is prevented from coming into contact with the atmosphere inside the crucible, thereby preventing wear due to oxidation. It should be noted that, as in the example below, the present invention can also be applied to a system in which aluminum is precipitated and compacted on the inner bottom surface of a crucible, and it is clear that it can also be applied to other devices in which a carbon support rod is moved up and down within the molten metal. .

実施例 第1図に示したアルミニウム精製装置を用いて
鉄0.75%、ケイ素4.0%、銅0.9%を含むアルミニ
ウムの精製を行なつた。るつぼは内径400mm,
高さ1500mmの黒鉛質で、カーボン支持棒は棒状
ヒーターを内蔵した外径98mmの黒鉛棒で、これ
に外径120mm,内径100mm,長さ1200mm(黒鉛
製支持棒の全長)で、通気性の小さな窒化ケイ素
系セラミツクスパイプを被嵌し、パイプ両端部に
耐熱セラミツクス製フエルトを充填し、シールし
た。
EXAMPLE Aluminum containing 0.75% iron, 4.0% silicon, and 0.9% copper was purified using the aluminum refining apparatus shown in FIG. The crucible has an inner diameter of 400mm,
The carbon support rod is made of graphite with a height of 1500 mm and has an outer diameter of 98 mm with a built-in rod heater. A small silicon nitride ceramic pipe was fitted, and both ends of the pipe were filled with heat-resistant ceramic felt and sealed.

精製操作では、20秒毎にカーボンプレートでる
つぼ内壁に析出したアルミニウムを掻き落し、3
分毎に底部に沈積した結晶を押し固めた。19時間
かけて溶湯の60%を析出凝固させた後、不純物の
濃縮された溶湯部分を排出した。凝固した部分の
上部40%を取り除き、残りを精製アルミニウムと
した。このものは、鉄0.35%、ケイ素2.0%、銅
0.46%であつた。
During the refining operation, the aluminum deposited on the inner wall of the crucible was scraped off with a carbon plate every 20 seconds, and
The crystals deposited at the bottom were compacted every minute. After 60% of the molten metal was precipitated and solidified over 19 hours, the molten metal with concentrated impurities was discharged. The upper 40% of the solidified part was removed, and the remainder was made into refined aluminum. This stuff consists of 0.35% iron, 2.0% silicon, and copper.
It was 0.46%.

カーボン支持棒はセラミツクス製フエルトシー
ル部からの空気の侵入により、徐々に酸化を受け
消耗したが、同一のカーボン支持棒で90回以上の
繰り返し精製操業が可能であつた。
Although the carbon support rod was gradually oxidized and worn out due to air entering through the ceramic felt seal, it was possible to repeat refining operations more than 90 times with the same carbon support rod.

考案の効果 本考案によれば、偏析凝固法を用いたアルミニ
ウムの精製法において、従来酸化消耗により12〜
13回の精製操業の使用が限度であつたカーボン支
持棒が90回以上の使用に耐えることができる。ま
た、セラミツクスパイプ自体はアルミニウム溶湯
に侵されない素材であり、かつ内部から加熱され
るので、アルミニウムの固着は殆どなく、消耗も
ないので、精製アルミニウムがセラミツクスで汚
染されることもない。さらに、セラミツクスパイ
プは耐熱衝撃性,機械強度および非通気性にも優
れていることから、カーボン支持棒と同時に取り
替える必要はなく、繰り返し再使用ができる利点
がある。
Effects of the invention According to the invention, in the aluminum refining method using the segregation solidification method, oxidative consumption
The carbon support rod, which could only be used for 13 refining operations, can now withstand more than 90 uses. Further, since the ceramic pipe itself is made of a material that is not corroded by molten aluminum and is heated from the inside, there is almost no sticking of aluminum and there is no consumption, so refined aluminum is not contaminated with ceramics. Furthermore, since ceramic pipes have excellent thermal shock resistance, mechanical strength, and air resistance, they do not need to be replaced at the same time as the carbon support rods, and have the advantage of being able to be reused repeatedly.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本考案装置の実施例の概略構造を示す
縦断面図である。 1……カーボン支持棒、2……棒状ヒーター、
3……るつぼ、4……ステンレス鋼製カバー、7
……冷却管、8……カーボンプレート、11……
アルミニウム溶湯、12……セラミツクスパイ
プ、13……セラミツクス製フエルト、15……
蓋部、16……分割加熱部、17……入力調温
部。
FIG. 1 is a vertical sectional view showing the schematic structure of an embodiment of the device of the present invention. 1... Carbon support rod, 2... Rod-shaped heater,
3... Crucible, 4... Stainless steel cover, 7
...Cooling pipe, 8...Carbon plate, 11...
Molten aluminum, 12...Ceramics pipe, 13...Ceramics felt, 15...
Lid part, 16... divided heating part, 17... input temperature control part.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 溶融アルミニウムを保持する容器内にアルミニ
ウムを晶出させ、該容器蓋部から装入され容器内
を上下動する支持棒の下端に取り付けた押圧板に
より前記晶出アルミニウムを該容器底部で押し固
めるようにしたアルミニウム精製装置において、
前記支持棒の外周面をセラミツクス材で被覆した
ことを特徴とするアルミニウム精製装置。
Aluminum is crystallized in a container holding molten aluminum, and the crystallized aluminum is pressed and solidified at the bottom of the container by a pressing plate attached to the lower end of a support rod that is charged from the lid of the container and moves up and down inside the container. In aluminum refining equipment,
An aluminum refining device characterized in that the outer peripheral surface of the support rod is coated with a ceramic material.
JP11148786U 1986-07-22 1986-07-22 Expired JPH0449171Y2 (en)

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JPS6319562U JPS6319562U (en) 1988-02-09
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