JPS60215720A - 液体の処理方法 - Google Patents

液体の処理方法

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JPS60215720A JP60012351A JP1235185A JPS60215720A JP S60215720 A JPS60215720 A JP S60215720A JP 60012351 A JP60012351 A JP 60012351A JP 1235185 A JP1235185 A JP 1235185A JP S60215720 A JPS60215720 A JP S60215720A
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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】 本発明は向心力の助けによる液体の処理及び破砕（小滴
化）方法に関し、かつその方法を行う装置にも関する。
これに関連して、用語「液体」とは水、有機液体及び融
解金属中における溶液及び懸濁＃をいう。
液体の処理及び破砕に対しては多数の手順が知られてお
り、この場合紗処理は物質を液中に導入し、次いでこれ
をかくはんして該液体ケできるだけ均質にする、多数の
方法より成ることができる。
これに関し、用語「処理」とは液体をニアリング（ａｉ
ｒｉｎｇ　）することにより液体から物質、例えばガス
ヶ除去することもいう。ニアリングは液体が小滴に破砕
さね、真空中又は制御された雰囲気中に噴出される場合
に特に効果的であるＣまた処理は例えば液体ン塩素で処
理して不純物を塩化物の形態で除去することによる気化
物中の同体化合物の移動をも包含する。
本発明は融解金属の精製、特に融解アルミニウムの処理
に関する発明である。これに関連し、操作は通常には氷
菓及び／又は固体粒子の除去を包含する。マグネシウム
や鉄のような、望ましくない合金金属の含量を減少させ
る必要がある場合も屡々ある。
アルミニウム精製のための多数の手順に対して特許明細
書を調査した。
ノルウェー特許出願第８２２，９１３号明細書において
ペシネイ（Ｐｅｃｈｉｎｅｙ　）は問題となっている点
の広範な分析を行い、その研究の結果として、金属中に
浸漬された翼を備え、中空駆動軸に接続し、該駆動軸を
通してがスン導入することのできる同筒状ローターより
成る回転ガス分散装置を発明した。該ローターは１対の
流路により穿孔されており、各１対の中の流路の一つは
融解金属用であり、他方はガス用である。
この装置は処理すべき金属の表面をかきまわし、製造費
及び運転費が高い。流路は腐食し始め、ガスは十分に利
用されない。該装置は満足に運転されない。
彼ら０）　／　ｋウェー仮特許（ｕｔｌｅｇｎｉｎｇｓ
ｓｋｒｉｆｔ　）第１３７，６０１号明細書においてユ
ニオンカーバイド社は異なった角度からこの問題に迫っ
た。予熱した不活性ガスを回転がス注入器を通して密閉
Ｍ製容器に導入するのである。ユニオンカーバイド社の
ノルウェー特許第１３４，７５４号明細書によれば註注
入器は上端に駆動配置を有し、下端乞ウィングローター
に取りつげた垂直軸より成る。
該軸は固定外装内において回転する。該軸の下端には翼
と、翼間の垂直流路とが備えであるのでローターが回転
することによりガスが融解金属中に注入される。
この方法により金属中における活発なガス循環が生じ、
運転が効果的に行われる。しかしながらこの方式は操作
が面倒である。装置を空にするのが困難であり、かつロ
ーターが砕けた場合に固体粒子が系に入る。
本発明の目的は融解金属及びその他の液体に対する処理
装置における狭い流路ン有するすべての　゛形状を回避
することである。
本発明は向心力により液体を処理し、破砕する手順に関
する。これは該液体ンその中に浸漬された回転中空体の
底部を通して連続的に導入すること、及び回転する液体
を該中空体の側壁における穴を通して押し出し、金属が
回転している間に処理ン行うことにより達成される。
米国特許第’３，７５３，６８９号明細書は不均質融解
物なガスにより処理する方法を開示している。
融解物を反応器中の容器、すなわち取鍋に入れる。
反応器はその垂直軸の周りを急速に回転することができ
、したがって金属表面は、゛取鍋が静止している場合に
該表面か有していたよりも有意に太きい表面ン有する回
転放物面の形状Ｙ：得る。適当なガスが下方に向って取
鍋に導入され、このようにして金属がガスにより処理さ
れる。
この発明により、融解物は拡大されたガス処理用表面を
得るけれど、これはなおも表面処理の唯一の問題である
。
ノルウェー特許第２４，８３５号明細書は回転円錐体を
液体中に下方へ向って導入することを記載している。上
記の回転の故に液体が回転し、向心力により該円錐体の
内側の金属が壁面に沿って上昇し、縁を越えて噴出さね
、細かい雨のように周囲の液体上に落下する。
該特許明細書は該発明がガスを清浄化し１、洗浄し、乾
燥し、及び吸収する効果的な方法ン提供することＹ％許
請求している。反対の操作、すなわち液体ンガス圧より
処理する操作は他方における本発明の目的である。
ノルウェー特許第１３３．５３１号明細書は、底部にお
ける一つの穴と、側面における部分的に融解金属中に浸
漬されている複数の穴とを有し、かつ垂直中空駆動軸を
有する回転中空体より成る、粒状金属製造装買を開示し
ている。この中空体を回転させた場合に、金属は向心力
のために該中空体の内側に押し上げられ、側面の穴を通
して噴出される。操作に当って、該中空体の側壁におけ
る穴が詰まって来ることがある、少量の不活性ガスを中
空軸を通して導入し、このようにして側壁の穴を開放状
態に保つことができる。
したがって添加されるガスは化学的作用を有しないもの
である。
この方法を行うためにはローターは液面上に吊るされた
駆動軸ン有しなければならない。該駆動軸は回転中に液
面に関して固定的又は可変的な水準において四−ターを
保持するものである。またローターは底部及び側壁に１
個又はそれ以上の穴を有しなければならない。側壁にお
ける穴は１關からローターの直径の５０チまでの直径を
有することが必要である。底部の穴は円形でなければな
らないことはないがローターの直径の５０〜１００チの
軸線ン有することができる。
側壁における穴の数及び配置方法は該装置が遂行する必
要のある動作に関係する。側壁の穴の総面積は底部の穴
の面積に等しくても、大きくても、又は小さくてもよい
。ある場合には数個の底部穴を有することが有利である
ことがある。
動作の性質により、ローターは作動状態において側壁の
穴をローターの外側の液面下、液面上、又は液面の上と
下との両方において有することができる。
ローター軸は好ましくは中空であり、しかも液体に固体
、液体又は気体物質を添加するために使用することがで
きる。
ローターは向心力と液体によって与えられる応力とに耐
えることのできる材料によって製造されなければならな
い。融解金属の処理用としては該ローターは下記の材料
の１種又は２種以上から製造することができる：黒鉛、
チタン酸アルミニウム、望化ホウ素、アルミナ、金属チ
タン、又は更に慣用的なセラミック材料。
ローター製造用材料を好都合に選択することにより、ア
ルミニウム、マグネシウム、鉄及び鉄合金のような非合
金金属及び合金金ＮＹ本方法により処理することができ
る。水、及び下水汚物のよ　）うな水性懸濁液もまた本
発明により処理することができる。
実施例１ 本方法の実施例としてアルミニウムの処理手順を下記に
第２図を参照して示す。
処理を行う容器１を第２図に示す。該容器は矢印の方向
に流れる融解金属２中に配置されである。
隔壁３及びペル４は金属がローター５を通過して流れる
ようにさせる。該ローターにはローター軸７ン通してガ
スを添加する。ローター５の底部の穴８を通して金属が
ローターの内側内に上昇し、ガスと共に該ローターの側
面の穴９ン通して噴出される。この方法においては、ま
ず穴の中及びローターの側壁において、次いで気泡と融
解金属との−Ｉにおいて、ガスと金属との間に非常に密
接な接触が生ずる。
アルインもしくは窒素のような数種の不活性ガス、又は
塩素もしくはフレオン１２のような１種又はそれ以上の
活性ガスを同時に使用す−ることができる。酸素もまた
活性ガスと考えなければならない。ある場合には活性ガ
スと不活性ガスとの混合物を使用することが好都合であ
ることもある。
該ガスは液体の温度以上に加熱することもできる。
気泡は次いで液体中において収縮し、このようにしてガ
スの微細な分布を達成することができる。
融解金属が容器１に出入する場所においてもしも第２図
の装置が封入されたならば、処理はパッチ方式とならざ
る乞得ない。装置は真空下に置かれ、がスは液面下のロ
ーターを通して添加される。
実施例２ 第６図は流動する金属中において、どのようにして処理
を行うことができるかについての別の実施例を示す。本
方法は鋳造工場トラフ（とい）における融解金属の精製
に関する。
融解金属１１がローター１３を有する容器１２に流入す
る。ローター１３は周囲の金属表面１５の上方に穴１４
ン有する。ローター１３に対する回転軸１７を通してガ
スがローター内に供給され、融解金属と反応する。この
場合、ガスと金属との両方が穴を通して周囲の金属貯槽
に噴出される。
該貯槽は内容物を系外に排出する。図面に示されていな
いけれど、この系は密閉して融解金属を大気から保護す
ることができる。
実施例６ 本発明方法は例えば保温調整炉（取鍋又はその類似物中
におけるアルミニウムの場合）における融解金属を処理
するために好都合に使用することができる。第４図に一
つの応用ン示す。この場合、液体−融解金属が周囲液体
表面上に噴霧される。
第５図においては周囲液体の表面下の側面の穴ン通して
液体が噴出される。上記両方の場合ともガスが液体と共
に押し出され、これら２相間の緊密な接触が確保される
。
実施例４ 第４図に示されるように液体が周囲金属表面を越えて噴
出され、次いで取り出される場合は該方法は金属粒子の
製造にも使用するごとができる。
第６図はロータ−２２乞通る金属２１を収容するルッざ
２０における金属ケ穴２３を通して噴出させ、空気又は
不活性ガス雰囲気中において固化させ、生成される粒子
２４をホッパー２５に採集し、次いで該装置から取り出
す方法を示すＣ実施例５ 本発明においては例えば第７図に示すような多数の変形
ン予想することができる。液体−金属を処理する容器の
周りに格子２６を存在させ、該格子ｙａ１′通して不活
性が１７１粒子が採集容器内に運ばねるような速度で吹
き出させる０ 実施例６ 例えば融解マグネシウムを粒状化するような特別の目的
に対しては、第８図に示すように溶融塩により被覆しで
ある回転円板２７上にマグネシウム粒子ケ供給すること
ができる。
実施例７ エ業用純のアルミニウム６６ｍｙａｌＯ分間以内に精製
する必要があった。使用したローターは外径８０ＩＩ１
１を有し、底部から側面の穴までの外側面に翼を備えて
あった。毎時１９５１．すなわち金属１／ｃｇ当り０．
４９１のガスの流ねにより精製を行った。使用したガス
はアルゴンであった。ローターは５５０　ｒ、Ｉ）、ｍ
、において回転させた。未処理金属はテールがス装置に
より測定して０．１５　ｐｐｍヶ若干超える水素を含有
した。上記に相当する方法により処理金属中の水素濃度
を測定し、０．０６ｐｐｍ以下であった。
実施例８ 工業用純のアルミニウム６６ｍ’２毎時１５０Ａ。
すなわち金属１ｋｇ当り０．３８　Ａのアルインにより
精製した。本実施例において使用したローターは内側及
び外側が平滑であり、４５０　ｒ、ｐ、ｍ、において回
転した。未処理金属の水素含量はテールガス装置により
測定して０．２９　ｐｐｍであった。１０分間にわたる
精製後における水素濃度は０．０９ｐｐｍであることが
測定された。
実施例９ 融解金属の粒状化手順を立証するために実験な　′続げ
た。高さ２５儂、直径１８ｃＩｒＬの鉄製ルツボにおい
てスズを融解した。ルツボ中に約９０度の角度の開放さ
れた扇形が存在するような方決で、該ルツボの頂部から
底部上８ｃＷＬまでの該ルツボの側面から１片ン切り田
した。直径８ｃＩＩＬ、高さ８ｃｒＩＬの円筒状ステン
レス鋼製ローターを使用した。該ローターぽ底部に直径
３ｃｍの円形の穴を有し、かつローターの底部から５ｃ
ｒｎ上方の側壁に一列の穴を有した。側壁における穴の
直径は２關であった。
ローターを、側面の穴が周囲金属の表面上方にあるよう
にして融解スズ中に配置した。回転下に、ローターの側
壁の穴から金属満欠噴出させた。側壁の開放屋形ン通っ
て排出された上記金属筒は固化して粒子となった。該粒
子の大きさは側壁における穴に大きく関係する。この実
験において粒子ハ直径約２１１１１１　’Ｙ有シタ。ロ
ーターは７００　ｒ、ｐ、ｍ。
において回転させた。
上記かられかるように本発明方法及び本発明のローター
は生産ラインにおける連続運転する生成物−改良要素と
して使用することができる。
本方法は例えば調整後における銑鉄の脱硫に非常に好適
である。この場合固体マグネシウム又は融解マグネシウ
ムケローターの軸内の管ン辿して銑鉄融解物に添加する
。マグネシウムはローターの内側に蒸発し、気体の形態
で周囲の融解物中に分散する。融解物中において下記の
反応が行われる。
Ｍｇ（ｇ）＝亙 Ｓ　−１−Ｍｇ　＝　Ｍｇ５ Ｓは元素が金属融解物中に溶解していることを示す。ま
た本方法は例えばＮａ　２００３のようなその他の脱硫
剤による脱硫にも適している。
第９図は装置の組立てを示す １、　固体マグネシウム又は融解マグネシウムの投入 ２、　ガス接続 ６、　ローター駆動用ゾーリ車 ４、　ローター駆動用中空軸 ５、　軸受箱 ６、　マグネシウム供給用水冷鋼管 ｌ　ローター ８、　回転の放物面 ９　銑鉄融解物 １０、パルプ 下記は管６を通して直径１〜２■のマグネシウム粒子ヶ
添加することによる銑鉄の脱硫についての若干の実施例
である。ビヒクルガスとして少量のアルインがスン使用
して安定状態とした。マグネシウム粒子を１回に１ＯＮ
添加し、各添加後に試料を採取した。使用したロークー
は黒鉛製であり、外径８０關ン有した。該ローターを約
６００ｒｐｍで回転させた。
実施例１０ 銑鉄融解物１９３＃に対しマグネシウム粒子’：、ｏｓ
ｗ添加ｔまた。実愉の開始時において硫黄含量は０．０
１４　％であった。マグネシウム粒子６０ｇの添加後に
おいて硫黄含量は０．００５％に低下した。これはマグ
ネシウムに対する理論最大収量の約９４％である。
実施例１１ 銑鉄融解物１８０＃に対しマグネシウム粒子４０ｇＹ添
加した。実験の開始時において硫黄含量は０．０４２　
％であった。噴出後における値は０．０１７％であった
。これはマグネシウムに対する理論最大収量の約９４チ
である。
実施例１２ 銑鉄融解物２００ｋｇに対しマグネシウム粒子４ＯＮを
添加した。実験の開始時において硫黄含量は０．０１６
％であった。噴出後において該数値は０．００６％であ
った。これはマグネシウムに対する理論最大収量の約４
０４である。
本発明方法はマグネシウムの添加に限定されない。ナト
リウム、炭酸ナトリウム又は石灰のようなその他の精製
添加剤を使用することもできる。
ある。
第６図は流動する金属中における処理手順を示す図面で
ある。
第４図及び第５図は保温調整炉における融解金属の処理
を示す図面である。
第６図は金属粒子の製造手順を示す図面である。
第７図は本発明方法の変形を示す図面である。
第８図は融解マグネシウムの粒状化の手順ン示す図面で
ある。
第９図は融解金属の粒状化の手順ン示す図面である。
代理人　浅　村　皓 Ｕ面の浄書（白書に変更なＵ 第１図 第２図 トロ 第８図 手続補正書（方式） 昭和ｆりθ年を月〆３日 特許庁長官殿 り事件の表示 昭和２ρ年特許願第７．Ｌ９賽ｉ／　号２、発明の名称 庚イ４ミに量づ≧！？２Ｊ三１１色フ；シララ町−５３
、補正をする者 事件との関係　特許出願人 ５、補正命令の日付 昭和２ρ年４　月ＳＯ日 ６、補正により増加する発明の数 ７、補正の対象

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （１）底部及び側面に穴を有する中空体、すなわちロー
    ターであって、該ローターン側面の穴馨液体表面下にし
    て容器中の液体に完全に、又は部分的に浸漬させて保持
    する垂直中空軸により駆動される該中空体の内側におい
    て回転される液体乞処理する方法において、該液体をそ
    れがローターの側壁の穴を通して押し出される間、及び
    その直後において化学的−物理的処理に供することを特
    徴とする前記方法。 （２）処理が、中空駆動軸ン辿してローターへの、アル
    ゴンもしくは望素のような１種もしくは七ね以上の不活
    性ガス、又は塩素もしくはフレオン１２のような１種も
    しくはそわ以上の活性ガスの同時添加、あるいは１種又
    は数種の不活性ガスもしくは活性ガスの同時添加である
    ことｙｒ％徴とする特許請求の範囲第（１）項記軟の方
    法。 （３）処理が酸素の添加であることを特徴とする特許請
    求の範囲第（１）項及び第（２）項のいずれか１項記載
    の方法。 （４）全装置を減圧下に買くごとヶ特徴とする特許請求
    の範囲第（１）項及び第（２）項のいずれか１項記載の
    方法。 （５）全装置馨減圧下に置き、しかもガスを中空駆動軸
    を通して添加することを特徴とする特許請求の範囲第（
    １１項及び第（２）項のいずれか１項記載の方法。 （６）　液体が融解金属であることケ特徴とする特許請
    求の範囲第（１１〜（５）項のいずねか１項記載の方法
    。 （力　液体が融解アルミニウム又は融解アルミニウム合
    金であることン特徴とする特許請求の範囲第（１）〜（
    ５）項のいずれか１項記載の方法。 （８）液体が水であるか又は下水汚物のような水性懸濁
    液であることを特徴とする特許請求の範囲第（１）〜（
    ５１項のいずわが１項記載の方法。 （９）処理が、処理すべき液体ン精製するための金属マ
    グネシウム、ナトリウム、炭酸ナトリウム、石灰もしく
    は類似物質のような同体又は液体の添加であることン特
    徴とする特許請求の範囲第（１１項記載の方法。 ＱＯ）　液体が融解鉄又は融解鉄合金であることを特徴
    とする特許請求の範囲第（９）項記載の方法。
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