JPS60190531A

JPS60190531A - 高純度アルミニウムの製造装置用回転冷却装置

Info

Publication number: JPS60190531A
Application number: JP59045931A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Tashiro; 泰田代; Teruji Muraki; 村木　輝二
Original assignee: Showa Aluminum Corp
Current assignee: Altemira Co Ltd
Priority date: 1984-03-09
Filing date: 1984-03-09
Publication date: 1985-09-28
Also published as: JPH0365415B2

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】この発明は高純度アルミニウムの製造装置用回転冷却装
置に附する。

本出願人は、高純度アルミニウムを製造りるために、偏
析凝固を利用したアルミニウムの精製方法を提案しｌｃ
ｏこの精製り法は、精製づべきアルミニウムを溶解した
後、この溶融アルミニウムを常にその凝固温度を越えた
温度に加熱保持しておき、この加熱された溶融アルミニ
ウム中に冷却体を浸漬し、この冷却体の表面温度を上記
凝固温度以下に保持し、この冷却体を回転させて凝固界
面近傍に排出された不純物を分散混合することにより、
液相中における凝固界面近傍の不純物濃化層の厚さを薄
くし、その結果上記不純物濃化層での液相中の温僚勾゛
配を急にしながら、冷却体の表面に高純度アルミニウム
を晶出させることを特徴とするものである（特開昭５７
−８２４３７号）。

この発明は、上記のような方法の実施に使用される装置
に用いられるものであり、効率良く高純度アルミニウム
を得ることのできる回転冷却装置を提供することを目的
とする。

この発明による高純度アルミニウムの製造装置用回転冷
却装置は、中空回転軸の下端に取付番ノられた筒状の中
空回転冷却体と、中空回転軸内に配置された冷却流体供
給管と、中空回転冷却体内に配置されかつ冷却流体供給
管に連通せしめられた中空筒状冷却流体吹出部材とより
なり、中空回転冷却体の底壁の肉厚が周壁の肉厚よりも
厚くされて底壁を通っての内外の伝熱Ｍを少なくして底
壁外面にアルミニウムが晶出しないようになされ、冷却
流体吹田部材の周Ｗに多数の冷却流体吹出口が均一に分
布するように形成されているものである。

上記において、中空回転冷却体どしては、たとえば黒鉛
、セラミックスなどの非金属耐熱材料からなるものを用
いるのが良い。このような材料はアルミニウムと反応せ
ず、アルミニウムを汚染するおそれがないからである。

また、中空回転冷却体の底壁の肉厚が周壁の肉厚よりも
厚くされて底壁を通っての内外の伝熱但を少なくして底
壁外面にアルミニウムが晶出しないようになされている
のはつぎの理由による。すなわち、中空回転冷却体の底
壁外面においては回転冷却体の回転による効果をあまり
期待できず、回転冷却装置体の底壁外面に晶出するアル
ミニウムの純度が周面に晶出するアルミニウムの純度よ
りも低くなって、作業終了後、冷却体表面からアルミニ
ウムを回収りるさいに周面に晶出したアルミニウムと混
じり合って全体としての精製効率が低下するからである
。

また、」：記において、冷却流体吹田部材の周壁に仝＾
にわたって多数の冷２ＪＪ流体吹出口が形成されている
のはつぎの理由による。すなわち。

冷却流体吹出口が均一に分布していないと、中空回転冷
却体の周壁外面の温度分布も不均一になり、周壁へのア
ルミニウムの凝固速度が各部で異なってくる。アルミニ
ウムの凝固速度が不均一になると、各部に凝固したアル
ミニウム中の不純物濃度も異なってきて、中空回転冷却
体の回転速度を一定に定めても、所望の純度のアルミニ
ウムを４ｑられないことになるからである。

この発明による回転冷却装置は上述のように栴成されて
いるので、中空回転冷却体の底壁外面にアルミニウムが
晶出することはなく、高純度のアルミニウムだけを得る
ことができる。さらに、この発明の回転冷却装置によれ
ば、冷ＪＪＩ流体吹出部材の周壁に均一に分布するよう
に形成された冷却流体吹出口から吹出される冷却流体に
よって、中空回転冷却体の周壁は均一に冷却され、周壁
外面の温度分布も均一になる。したがって、アルミニウ
ムの凝固速度も各部でほぼ等しくなり、周面に凝固した
アルミニウム中の不純物濃度も等しくなって所望の純度
のアルミニウムを得ることができる。

この発明を、以下図面に示す実施例について説明する。

第１図には高純度アルミニウムの連続製造装置の全体が
示されている。連続製造装置は、アルミニウムを溶解す
る溶解炉（１）の右側に、５つの溶湯保持るつぼ（２Ａ
）〜（２Ｆ）が並んで配置され、各るつぼ（２Ａ）〜（
２Ｅ）が上端部間に配置された樋（３）により連結され
たものである。ぞして、溶解炉（１）で溶解されたアル
ミニウムが左端のるつぼ（２△）に送り込まれるように
なっている。該るつぼ（２Ａ）に送り込Ｊ、れた引旧よ
、樋（３〉を通って右側のるつは（２Ｂ）〜、＜　２２
　）内に順々に流れ込んでいき、右端のるつぼ（２Ｅ）
がらツノ１出樋（４）を通って外部に排出されるように
なっている。左端のるつぼ（２△）内には撹拌機（５）
が配置されている。そして、他の４つのるつぼ（２Ｂ）
〜（２Ｅ）内に高純度アルミニウムを晶出させるための
上下動自在の回転冷却装置が１つずつ配置されている。

回転冷却装置は、中空回転軸（６）の下端に取付けられ
た筒状の中空回転冷却体（７）と、中空回転軸（６）内
に配置された冷却流体供給管（８）と、中空回転冷却体
（７）内に配［されかつ冷却流体供給管（８）に連通せ
しめられた冷却流体吹田部材（９）とよりなる。中空回
転冷却体（７）は、第２図に示すように、有底筒状の黒
鉛製本体（１０）と、本体（１０）の上端開口を塞ぐス
テンレス鋼製の蓋（１１）とよりなる。本体（１０）は
下方に向って徐々に細くなつｌζテーバ筒状であり、そ
の底壁（１０ａ）の肉厚は周壁（１０ｂ）の肉厚の略３
倍となっている。

本体（１０）内周面の上端部には雌ね七が形成されてい
る。蓋（ｉｉ＞は、本体（１０）の上端の外径と等しい
径を有する円板状であり、ぞの下面に本体（１０）の上
端開口に嵌め入れられる筒状嵌入部（１１ａ）が設けら
れ、筒状嵌入部（１１ａ）の外周面にＭｌねじが形成さ
れている。そし−（、筒状嵌入部（１１ａ　）が本体（
１ｏ）の上端開口にねじ１■められ、１（１１）の中心
部に中空回転軸（６）のド端が連通状に接続されている
。冷却流体供給管（８）の下端内周面には雌ねじが形成
されている。吹出部材（９）は、上１両端がｒｊ１塞さ
れたＰＩ　１．Ｊ状゛で、周壁に多数の冷Ｉノ流体吹出
口（１２）が均一に分布するように形成されている。吹
出Ｅｌ（１２）は、１下に複数個並んで１列となされた
ものが周方向に所定間隔おきに複数列形成されている。

吹田部材（９）の頂壁中心には吹出部材（９）内部と冷
却流体供給管（８）どを連通させる連通管（１３）が固
定されている。連通管（１３）の上端外周面には雄ねじ
が形成されており、冷却流体供給管（８）内にねじ嵌め
られている。

このような構成のｉ！’！Ｉ’ｌ１度アルミニウムの連
続製造装置において、溶解Ｆ（１）内で溶融せられた精
製すべきアルミニウムは、各るつぼ（２Ａ）〜（２Ｅ）
に送り込まれる。この溶融アルミニウムに、Ｆｅ、Ｓｒ
、Ｃ；ｕ、ＭＱ等の共晶不純物の他にｒ＋、ｖ、Ｚｒな
どのアルミニウムと包晶を生成する不純物（以下包晶不
純物という）が含まれている場合、左端のるつぼ（２Ａ
）において、溶湯中にホウ素を添加してｔｆｔ拌機ζ５
）で攪拌すると、ホウ素がＴｉ、Ｖ、Ｚｒ等の包晶不純
物と反応してＴｉ　８２　、ＶＢ２、Ｚｒ　Ｂ２等の不
溶性金属ホウ化物が生成する。

各るつぼ（２Ａ）〜（２Ｅ）における溶湯Ｂ１が所定量
に達したときに、冷却体（７）を下降させて溶湯中に浸
漬し、その内部に冷却流体供給管（８）の下端に取イリ
【ノられた吹出部材（９）の吹出口（１２）から冷却流
体を吹出しつつこれを回転さＵる。づ−ると、回転冷却
体（７）の周面にだｕ高純度アルミニウム（Ａ）が晶出
する。

ｉ！Ｊｉｌｔ！度ｊフルミニ１クム（Ａ＞は、冷却体（
７）の全周面にわたってはぼ均一に晶出する。共晶不純
物おＪ、び左端のるつぼ（２Ａ）で添加した余剰のホウ
素は、液相中に排出され一冷却体（７）の回転により生
じる遠心力によって冷却体（７）力白う遠ざけられる。

また、溶融アルミニウム中に含まれていた金属ホウ化物
も、回転冷却体〈７）の回転により生じる遠心力により
回転冷却体（７）から遠ざ１ノられるので、回転冷却体
（７）の周面に晶出したアルミニウムに金属ホウ化物が
含まれることはなくなる。こうして溶解炉（１）から供
給される元の精製寸べきアルミニウムよりも高純１良の
アルミニウムがにノられる。

上記実施例においては、この発明の回転冷却装置が複数
のるつぼを備えた高純度アルミニウムの連続製造装置に
用いられ−でいるが、これに限るものではなく、１つの
るつぼを備えた製造装置にも用いることができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示し、第１図は回転冷却装置
を用いた高純度アルミニウムの連続製造装置の垂直１ｆ
凹凹凶、第２図は回転冷却装置の垂直断面図である。（６）・・・中空回転軸、（７）・・・筒状の中空回転
冷却体、（８）・・・冷却流体供給管、（９）・・・・
・・周壁、（１２）・・・冷却流体吹出口。以　上

Claims

【特許請求の範囲】

中空回転軸（６）の下端に取付けられた筒状の中空回転
冷却体Ｉ体（７）と、中空回転軸（６）内に配置された
冷却流体供給管（８）と、中空回転冷却体Ｉ体（７）内
に配置されかつ冷却流体供給管（８）に連通ｕしめられ
た中空筒状冷却流体吹出し部材（９）ど、よりなり、中
空回転冷却体（７）の底Ｗ　（１０ａ　＞の肉厚が周壁
（１０ｂ）の肉厚よりも厚くされて底壁（１０ａ）を通
っての内外の伝熱量を少なくして底壁（１０ａ）外面に
アルミニウムが晶出しないようになされ、冷却流体吹出
部材（９）の周壁に多数の冷却流体吹出口（１２）が均
一に分布するように形成されている、高純度アルミニウ
ムの製造装置用回転冷却装置。