JPH07122106B2 - 溶融軽金属の精製処理方法及び軽金属鋳塊または鋳物の製造方法 - Google Patents
溶融軽金属の精製処理方法及び軽金属鋳塊または鋳物の製造方法Info
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- JPH07122106B2 JPH07122106B2 JP3357417A JP35741791A JPH07122106B2 JP H07122106 B2 JPH07122106 B2 JP H07122106B2 JP 3357417 A JP3357417 A JP 3357417A JP 35741791 A JP35741791 A JP 35741791A JP H07122106 B2 JPH07122106 B2 JP H07122106B2
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Description
法及び軽金属鋳塊または鋳物の製造方法に係り、更に詳
しくは、合金を含むアルミニウムやマグネシウム等の溶
融軽金属に含まれている水素ガスや非金属介在物のう
ち、特に非金属介在物の除去を効果的に行うことができ
る溶融軽金属の精製処理方法及び軽金属鋳塊または鋳物
の製造方法に関する。
物が含まれている溶融アルミニウムを使用してアルミニ
ウム製品を製造するとピンホールの発生や介在物の内在
により製品に欠陥を生じさせる。従ってアルミニウム製
品の品質を向上させそれを確保する為には素材となる鋳
塊または鋳物の品質を高めることが重要である。溶融軽
金属に含有する水素ガスや非金属介在物を効率よく除去
して高品質の鋳塊または鋳物を得る為の手段として、従
来から溶融処理が行われている。
融軽金属処理方法がある。これはスニフ法やアルピュア
法等とも呼ばれ、アルゴンガスや窒素ガス等のように、
アルミニウムに対して不活性なガスをグラファイトやセ
ラミックス系の回転体(ローター)により微細気泡化し
溶融軽金属中に拡散する方法である。
方法では、短時間に且つ効果的に処理を行う為に不活性
ガスを分断し微細気泡化させ、かつ溶融軽金属中に均一
に分散させることが要求されている。この要求に対する
有効な手段は上記回転体の周速を早くすることにより達
成される。しかし回転体の一方向の高速回転は旋回流を
発生し、またこれを増大させる。しかもその後において
は溶融軽金属の共回り現象が発生する。
する。過度の旋回流は溶融軽金属表面部では渦流となり
巻込力を、また炉底部では竜巻状の巻上力となる。つま
り溶融軽金属表面では酸化被膜やドロス、炉底では非金
属化合物、炉壁ではαアルミナ等の懸濁が生じる。その
結果巻き込みやハードスポット等の不良鋳造品の発生が
生じる。その上、槽内部の清浄な溶融軽金属と大気との
接触によるアルミニウム歩留の低下を招く等の弊害も指
摘されている。
処理槽で発生する旋回流を乱流に変えることが考えら
れ、一部で実用化されている。しかしこのような乱流の
発生は酸化被膜等の巻込防止の有効な手段とは言い難
い。
ガス方法では、溶融軽金属の攪拌を生じせしめることな
くその目的を達成している。本発明者らはこのことから
回転式溶融軽金属処理方法において、溶融軽金属の攪拌
は絶対条件ではなく処理を促進する為の補助的手段であ
ることを見出した。つまり、回転式溶融軽金属処理方法
においては、微細化されたガスが溶融軽金属中に広く均
一に分散されれば溶融軽金属表面に直上する状態であっ
ても何等支障はなく、攪拌に伴う旋回流の発生によって
もたらされる弊害の面からはむしろ望ましいことがわか
った。
おいて、旋回流を発生させずに微細化されたガスを溶融
軽金属中に広く均一に分散させる為の研究を重ね、渦流
や竜巻流が発生する直前に溶融軽金属中に相反する対流
を発生させることにより相殺効果で渦流や竜巻流の発生
を防止しながら微細化されたガスを溶融軽金属中に広く
均一に分散できることに着目し、本発明を完成するに至
った。
属処理方法において、旋回流を発生させずに微細化され
た不活性ガスを溶融軽金属中に広く均一に分散させ、こ
れによって処理後の溶融軽金属の清浄度を高めて高品質
の鋳塊または鋳物が得られるようにすることにある。ま
た本発明の他の目的は、回転式溶融軽金属処理方法にお
ける処理時間の短縮化を図ることにある。更に本発明の
他の目的は、渦流等を発生させずに回転体の高速回転を
可能として気泡の微細化を図ることにある。
成は次の通りである。第1の発明にあっては、処理槽内
に収容した溶融軽金属に対して不活性なガスを回転体に
より微細気泡化して当該溶融軽金属中に拡散して精製処
理する方法であって、この方法は、回転体を回転させて
溶融軽金属に対して不活性なガスを微細気泡化し溶融軽
金属中に拡散するステップ、上記回転によって溶融軽金
属中に旋回流が生じる前に当該旋回流と相反する対流を
発生させるステップ、を含むことを特徴とする、溶融軽
金属の精製処理方法である。
鋳物の製造方法であって、この方法は、回転体を回転さ
せて溶融軽金属に対して不活性なガスを微細気泡化し溶
融軽金属中に拡散するステップ、回転体の回転によって
溶融軽金属中に旋回流が生じる前に当該旋回流と相反す
る対流を発生させるステップ、を含むことを特徴とす
る、軽金属鋳塊または鋳物の製造方法である。
回転体により微細気泡化して当該溶融軽金属中に拡散す
る。回転体の回転を継続することにより溶融軽金属中に
旋回流が発生しようとするが、その直前に上記回転体を
反転させる。これによって旋回流と相反する対流が溶融
軽金属中に発生し、旋回流が発生しようとする動きは上
記対流で相殺され渦流や竜巻流の発生は防止される。
るために不活性なガスは微細気泡化されており、微細化
されたガスは溶融軽金属中に広く均一に分散される。従
って本発明によれば、バッチ式やイン・ライン式の脱ガ
ス処理が可能で、かつ邪魔板等を用いずに不活性ガス等
を溶融軽金属に微細また均一に拡散させ効果的に不純物
を除去することができる。
発明を実施する為に好適な装置の一例を示した正面断面
図である。符号14は、アルミニウムなどの溶融軽金属
50を収容した処理槽であり、この処理槽14の蓋13
の上に支持脚9を介してプレート12が設けられてい
る。このプレート12の中央部には金属製の回転軸5が
貫通されている。この回転軸5の先端には、フランジ8
を介しカーボン製の回転軸6が連結されている。回転軸
6の先端にはガスを微細化して放出する気泡発生器30
が設けられている。
によって連結駆動されている。符号11は、モータ10
の回転方向や回転時間等を制御するインバータ等の制御
機器、4は軸受および2はロータリーシールを示してい
る。上記ロータリーシール2、回転軸5、軸受4、回転
軸6の内部にはガス通路15が形成されていて、上端に
設けたガス供給管1から供給された処理ガスは回転軸6
先端の気泡発生器30のガス噴出口16より溶融軽金属
50の中に放出される。
ガス拡散器20と回転羽根40を組合わせて構成されて
いる。ガス拡散器20は、図2及び図3に示すように円
板状のガス微細化プラグ19の上部に回転軸6への取付
部21を構成している。この取付部21の外周表面には
ネジ22が螺刻され、中央にはガス通路15が穿設され
ている。上記ガス微細化プラグ19は中央にガス溜り1
8が設けられており、中心から水平方向に6本のガス通
路17が穿設されている。
ス噴出口16と補助のガス通路19aが設けられてお
り、ガス噴出口16にはガスの乱流溝19bが削設され
ている。回転羽根40は図4及び図5に示すように円板
状であり、中央に3個の嵌合部41、42、43が設け
られている。この下部嵌合部41は上方の段部44で狭
くなり中央嵌合部42が形成され、更に上端で上部嵌合
部43が形成される。
前記ガス微細化プラグ19よりわずかに大きいため、図
6の嵌合状態ではガス微細化プラグ19外周と下部嵌合
部41の内周との間にガスの噴出口16が形成される。
また中央嵌合部42の径は、前記取付部21の下部21
aと同一径である。
転をしても、常に回転羽根40との嵌合状態が確実に保
たれるようにしたもので、45度ごとに円周を切欠き、
等間隔に4つの弧部43bと直線部43bからなる形状
になっている。当然ながら回転軸6の下端も前記上部嵌
合部43に対応する形状である。上記気泡発生器30
は、本実施例では反転機構を備えた処理装置に使用した
がこれに限定されず、従来の一方向のみの回転の処理装
置にも適用できる。
管1からガスを放出しながら処理槽の蓋13の所定の位
置に支持脚9を固定しプレート12に各器具をセットす
る。同時に回転軸6と気泡発生器30を溶融軽金属中に
浸ける。このためガスはガス通路15を通過して気泡発
生器30のガス噴出口16より溶融軽金属50中に放出
される。
5、回転軸6と共に気泡発生器30を回転させるが、モ
ータ10は制御機器11によって反転時間とタイマーを
セットされているため、気泡発生器30等は一定時間ご
とに反転しながら回転運動をする。即ち気泡発生器30
を回転させて溶融軽金属に対して不活性なガスを微細気
泡化し溶融軽金属中に拡散させる。上記回転によって溶
融軽金属中に旋回流が生じる前に気泡発生器30を反対
に回転させて旋回流と相反する対流を発生させる。これ
によって旋回流と相反する対流が溶融軽金属50中に発
生し、旋回流が発生しようとする動きは上記対流で相殺
され渦流や竜巻流の発生は防止される。
るために不活性なガスは微細気泡化されており、微細化
されたガスは溶融軽金属中に広く均一に分散される。即
ち、ガス通路15を通過したガスは、ガス溜り18にぶ
つかりガス微細化プラグ19内のガス通路17を通っ
て、ガス噴出口16及び任意な位置に設けられた1個以
上の狭隘なガス通路19aより微細化された気泡となり
放出される。
る。直径10mmのガス通路15を通過したガスが、そ
れより狭いガス通路17または狭隘なガス噴出口16を
通過することにより噴出する気泡は小さくなり、同時に
ガスの噴出する速度が大きくなるのである。さらに、ガ
ス噴出口16を回転軸6の中心より遠くに設けたため、
遠心力の働きによる気泡の切断効果が向上してくる。
ム合金AC4C(JIS)を用いて行った実験例を示
す。噴出するN2ガス量を毎分30リットル、回転数を
600rmp、反転間隔を20秒毎とし、溶融軽金属中
の水素ガスをアルスキャン分析装置で分析した結果、次
の結果を得た。 処理前の水素ガス量 0.37cc/100gAl 5分後の水素ガス量 0.12cc/100gAl 従来装置、例えば回転数300rmpの微細化気泡発生
器を持たない一方向回転装置で上記の処理結果を得るた
めの処理時間は10分を要していた。なお、一般的に
は、水素ガス量が0.15cc/100gAl、以下で
あれば不良品発生はないと考えられている。
属の処理装置では、ガス噴出口16は6本に限らずガス
微細化プラグ19の内部の任意位置に簡便に追加設定が
できる。補助のガス通路19aも同様である。また、ガ
ス微細化プラグ19は従来例のように低密度のポーラス
材を使用せず、回転軸6や回転羽根40等と同密度ある
いはそれ以上の密度の材質の使用が可能であることから
耐久性が増加し頻繁な交換を必要としなくなった。
する。 (1)旋回流を発生させずに微細化された不活性ガスを
溶融軽金属中に広く均一に分散させることができるため
処理後の溶融軽金属の清浄度が高く、高品質の鋳塊また
は鋳物が得られる。 (2)沈静時間を必要としないために、従来の回転式処
理方法に比べると溶融軽金属を短時間で処理するこがで
きる。 (3)渦流等を発生させず、500rpm以上の高速回
転が可能であり、気泡の微細化が図れる。
た正面断面図。
Claims (2)
- 【請求項1】 処理槽内に収容した溶融軽金属に対して
不活性なガスを回転体により徹細気泡化して当該溶融軽
金属中に拡散して精製処理する方法であって、この方法
は、 回転体を回転させて溶融軽金属に対して不活性なガスを
微細気泡化し溶融軽金属中に拡散するステップ、 上記回転によって溶融軽金属中に旋回流が生じる前に当
該旋回流と相反する対流を発生させるステップ、 を含むことを特徴とする、 溶融軽金属の精製処理方法。 - 【請求項2】 軽金属鋳塊または鋳物の製造方法であっ
て、この方法は、 回転体を回転させて溶融軽金属に対して不活性なガスを
微細気泡化し溶融軽金属中に拡散するステップ、 回転体の回転によって溶融軽金属中に旋回流が生じる前
に当該旋回流と相反する対流を発生させるステップ、 を含むことを特徴とする、 軽金属鋳塊または鋳物の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3357417A JPH07122106B2 (ja) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | 溶融軽金属の精製処理方法及び軽金属鋳塊または鋳物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3357417A JPH07122106B2 (ja) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | 溶融軽金属の精製処理方法及び軽金属鋳塊または鋳物の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05156377A JPH05156377A (ja) | 1993-06-22 |
JPH07122106B2 true JPH07122106B2 (ja) | 1995-12-25 |
Family
ID=18454019
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3357417A Expired - Lifetime JPH07122106B2 (ja) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | 溶融軽金属の精製処理方法及び軽金属鋳塊または鋳物の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07122106B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0790409A (ja) * | 1993-09-13 | 1995-04-04 | Kanebo Ltd | アルミニウム溶湯の脱水素方法 |
JP2004292941A (ja) * | 2003-03-28 | 2004-10-21 | Nippon Light Metal Co Ltd | 金属溶湯の精製装置およびこれに用いる精製方法 |
KR101448082B1 (ko) * | 2012-12-27 | 2014-10-07 | 주식회사 포스코 | 용탕 정련 방법 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2512067B1 (fr) * | 1981-08-28 | 1986-02-07 | Pechiney Aluminium | Dispositif rotatif de dispersion de gaz pour le traitement d'un bain de metal liquide |
JPH0768591B2 (ja) * | 1988-10-21 | 1995-07-26 | 昭和アルミニウム株式会社 | 液体中への気泡放出、分散装置 |
-
1991
- 1991-12-02 JP JP3357417A patent/JPH07122106B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05156377A (ja) | 1993-06-22 |
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