JPS6039133A - 合金スラリ製造装置 - Google Patents

合金スラリ製造装置

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JPS6039133A
JPS6039133A JP58146125A JP14612583A JPS6039133A JP S6039133 A JPS6039133 A JP S6039133A JP 58146125 A JP58146125 A JP 58146125A JP 14612583 A JP14612583 A JP 14612583A JP S6039133 A JPS6039133 A JP S6039133A
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JP
Japan
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alloy slurry
alloy
molten
slurry
temperature
Prior art date
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Pending
Application number
JP58146125A
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English (en)
Inventor
Yoshimichi Numata
義道 沼田
Ryozo Tomosaki
良蔵 友崎
Norihisa Fujii
藤井 則久
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は合金スラIJN造装置に係り、特に均一な組成
の合金スラリを製造するのに好適な合金スラリ製造装置
に関する。
〔発明の背景〕
合金に固液共存域で攪拌を与えると、固体として晶出し
た樹枝状晶は分断されて丸味を帯びた粒状となり、これ
が未凝固の液体中に懸濁して合金スラリとなる。この合
金スラリの粘度は、攪拌せずに固液共存状態としたもの
に比べると、約がってこのような合金スラリを半溶融加
工に利用すると、小さな加工力で成形が可能となり、ま
た、鋳造に利用すると、溶湯に比べて液体収縮量が小さ
いため、ひけ欠陥の少ない鋳物とすることができる等の
利点がある。ところが、半凝固状態における合金スラリ
中の固体と液体の割合、すなわち固相分率は固液共存域
の温度によって決定されるため、加工に適した固相分を
含む合金スラリを得るためには、合金スラリの温度変動
を小さくする必要がある。例えばシリコン5.3%、銅
1.2%、マグネシュウム0.6%組成のアルミニウム
合金スラリを加圧成形に適した同相分率(40%±5%
)の範囲にするためには、合金スラリの温度は580C
±5Cの範囲に制御する必要がある。
第1図は従来の合金スラリ製造装置を示し、この装置に
おいて、溶解炉1内の溶融合金2はスリーブ3と、その
内部に設置され、モータ5によって回転する回転体4の
間隙に連続的に流し込まれ、攪拌によって合金スラリ6
となる。この場合、溶融合金2は、合金スラリ6よりも
高温のため、溶融合金2の流出量が多い場合、合金スラ
リ6は加熱されてその温度が上昇する。逆に溶融合金2
の流入量が少ない場合は、スリーブ3からの放熱により
合金スラリ6の温度は低下する。そこで、スリーブ3の
外面に冷却コイル7と高周波加熱コイルもしくは電熱ヒ
ータ8を設置し、合金スラリの温度を熱電対9で検出し
て合金スラリ6が適正な固相分率の温度となるように冷
却コイル7と高周波加熱コイルも[2〈は電熱ヒータ8
とを操作して合金スラリ6を加熱冷却するようになって
いる。
しかし、冷却コイル7および高周波加熱コイルもしくは
電熱ヒータ8では溶融合金2のr@度変動に追従して、
合金スラリ6を目標d度までに冷却又は加熱することが
困難であり、また合金スラリ6を均一に冷却又は加熱す
ることも困難である。
したがって、例えば、上記した合金元素を含むアルミニ
ウム合金スラリを第1図に示す従来装置で製造した4合
、合金スラリの目標温度値の588Cに対して±100
という大きな温度幅を生じ、υ1工に適した組成の固相
を含む合金スラリか得られない。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、溶融合金の温度変動に追従して、合金
スラリを所定の温度に維持することによって、同相分率
の一定な合金スラIJefi造することができる合金ス
ラリ製造装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、合金スラリを固液共存液の温度に維持するた
めに、鷹拌機構部を有する合金スラリの保時8−4を流
動熱媒体中に浸漬することによって上記目的を一挙に解
決したものである。
本発明において、流動熱媒体とは、保持容器の外周囲で
熱媒体の流動状態を示すものであればよく、シたがって
流動熱媒体としては、適当な攪拌手段によって、流動し
うる溶融物、液体又は粉粒体を用いることができる。こ
こで溶融物は、熱伝導性がよく、又溶融時に有毒ガスや
それ自身蒸発しにくいものがよい。このような溶融物と
しては、溶融金属、溶融合金、各種溶融塩を挙げること
ができる。溶融金属、溶融合金は製造すべき合金スラリ
の目標温度値に応じて任意選定すべきであるが、例えば
At又はその合金、錫又はその合金。
鉛又はその合金等が好適である。流動熱媒体として用い
られる流体としては、植物油、鉱物油を挙げることがで
きる。
流動熱媒体として用いられる粉粒体は、特に耐熱性が高
いものが望ましく、tallえば金属粉末、無機粉末、
有機粉末等を挙げることができる。
液状の流動熱媒体の場合、合金スラリの保持容器は液状
熱媒体と直接接触するために、液状熱媒体の熱は効率よ
く合金スラリに伝熱される。一方、溶融金属等の液状熱
媒体自体に比較的熱伝導率が良いものを選定できるので
、加熱、冷却の温度制御に対する追従性が優れ、合金ス
ラリを目的とする温度に保持する場合、そのfUJK変
動幅を十分小さくできる特徴がある。
一方、底部を多孔質板とした容器内に粉粒体を入れ、こ
の粉粒体中に多孔質板を介して気体を吹き込むと、容器
内の粉粒体は気体と均一に混り合い、流動化状態となる
。この状態になると、粉粒体は優れた伝熱特性を有し、
しかも粉粒体が常に流動しているため加熱、冷却の温度
制御に対する追従性が良く、かつ温度分布も均一である
ので、粉粒体内部に浸漬した保持容器中の合金スラリの
温度変動幅を小さくすることができる。
したがって流動% 1丈体中に攪拌機構部を有する合金
スラリの保持各4を浸漬して、保持容器内で攪拌される
合金スラリの温度を検出して、目的とする同相分率の温
度になるように流動熱媒体部に設置゛した加熱、冷却装
置itを操作して流動熱媒体の温度金利j卸すれば、峰
拌部に供給される溶融合金量に急激な変動が生じても、
それに対応して合金スラリの加熱、冷却が迅速に出来る
ことになる。
〔発明の実施例〕
第2図は本発明の合金スラリ製造装置の一例を示し、円
筒状の溶解炉11の中央代部より下方に延びる保持容器
(スリーブ)12が設けられている。溶解炉11の一ヒ
部に設けられたモータ13により回転する回転体14が
溶解炉11および保持容器12に同心円状に設けられて
いる。保持容器12の外周囲には底部に攪拌羽根15を
備えた円筒状の溶Nlt金属保持槽16が設けられてい
る。また溶融金属保持槽16の外周囲には冷却パイプ1
7が巻回されている。保持容器12の側壁には熱電対1
8が設けられ、この熱電対18によって保持容器12内
の合金スラリの温1変を検出し、調整計19を介して浴
融金属保持槽16に内蔵されたヒータ20を加熱するよ
うになっている。
第3図に本発明の合金スラリ製造装置の他の例を示し、
第3図において、溶解炉11および保持容器12および
これらの内部構造は第2図と同じであるので同一符号で
示している。本実施例において、保持容器12の外周に
設けられる粉粒体保持槽31の底部には多孔板32が設
置されている。
粉粒体保持槽31の側壁内部にはヒータdf取り付けら
れ、この槽内壁面から粉粒体を加熱できるようになって
いる。保持容器12の側壁には熱電対33が設けられ、
この熱電対33によって保持容器12内の合金スラリの
温度を検出し、調整計34を介してθ粒体保持槽側壁内
部のヒーターを加熱し、又は空気冷却器35から冷却空
気を配管36により多孔板32に供給するようになって
いる。
次に第2図に示す装置において、アルミニウム合金スラ
リ金製造し、その時の合金スラリ温度と固相分率の関係
を第4図に示す。
すなわち、内径50叫、長さ120mのアルミナ製のス
リーブ保持容器12とその外面に溶融錫21を20Kf
接触させた。また、鉄製の溶融錫保持容器16内の溶融
錫21と攪拌羽根15を5゜r、p、mで回転させて攪
拌した。そして、モータ13に直結した直径40簡、長
さ300 mmのアルミナ製の回転体14とスリーブ1
2との間隙中に溶解炉11で溶解したシリコン5.3%
、銅1,2%、マグネシュウム0.6%組成の溶融アル
ミニウム合金22を5Qg/mの割合で連続的に流し込
み、50r、p、mの回転で回転体14を回転させて攪
拌し、合金スラリ23とした。この合金スラリ23をス
リーブ12の下端より5 Q g /miRの割合で連
続的に流し出すと共に熱電対18で合金スラIJ23の
温度を測定して、合金スラリが588Cになるように調
節計19でヒータ20の重力及び(9) 水冷パイプ17の水量を調節、シた。
このときの合金スラリの温度と同相分率との関係を第4
図に示すが、合金スラリの温度の変動は最大±2C1固
相分率の変動は±2%である。
また第3図に示す装置において、アルミニウム合金スラ
リを製造し、その時の合金スラリ温度と固相分率との関
係を第5図に示す。
すなわち、内径50叫、長さ12+1+o+のアルミナ
製のスリーブ12の外面にアルミナ粉の流動粉体37を
30Kg接触させた。この場合アルミナ粉の保持431
の底部に設置した多孔質板32を介して空気を100t
/mの割合で供給して流動層を形成した。そして直径4
0酎、長さ300簡のアルミナ製の回転体14とスリー
ブ12との間隙中に溶解炉11で溶解したシリコン5,
3%、銅1.2%、マグネ7ユウム0.6%組成の溶融
アルミニウム合金22を50g/mixの割合で連続的
に流し込み、50r、p、mの回転で回転体14を回転
させて攪拌して合金スラリ23とした。またスリーブ1
2の下端より59 g /amの割合で連続的に(10
) 合金スラリ23を流し出すと共に、熱電対33で合金ス
ラリ23の温度を測定して、合金スラリ23が588C
になるように調節用34で保持槽31の側壁内のヒータ
の電力、及び空気冷却器35の温度を調節した。
このときの合金スラリの温度と固相分率との関係を第5
図に示すが、合金スラリの温度変軸幅は最大±2Cであ
り、固相分率の変動幅は±2%である。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、合金スラリを保持する容
器の外周囲は流動媒体と直接接触するので、合金スラリ
の加熱、冷却の視度制御に対するの 追従性に優れ、合金スラ+J e固液共存液に温度に維
持することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の合金スラリ製造装置の概略断面図、第2
図および第3図はそれぞれ本発明に係る合金スラリ製造
装置の例を示す概略断面図、第4図は第2図に示す装置
を用いたときの合金スラリ(11) の温度と同相分率との関係図、第5図は第3図に示す装
置、を用いたときの合金スラリの温度と固相分率との関
係図である。 11・・・溶解炉、12・・・スリーブ(保持容器)、
14・・・回転体、15・・・攪拌羽根、16・・・溶
融金属保持槽、17・・・冷却コイル、18.33・・
・熱電対、19.34・・・調整計、20・・・ヒータ
、21・・・溶融金属、22・・・溶融合金、23・・
・合金スラリ、31・・・粉粒体保持槽、32・・・多
孔板、35・・・空気冷却装置。 代理人 弁理士 鵜沼辰之 (12) 第 l 巴 第 2 図 /3 2 /?18 ニニ ニーーー 「♂〉−1−一〉≧嘗、ニゴニー 1/−−−/2 ^ Iノ 第 3 目

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、溶融合金を保持し、内部に設けられた攪拌手段によ
    って溶融庁舎を攪拌、冷却して固体と液体の混合した合
    金スラリとするための保持容器を備えた合金スラリ製造
    装置#に卦いて、前記保持容器の外周囲に流動熱媒体を
    収納した槽を設け、前記保持容器内の合金スラリ温度を
    検出しその検出値に基づいて、前記流動熱某体の温度を
    調整する手段を設Jたことを特徴とする合金スラリ製造
    装置。 2、特許請求の範囲第1項において、前記流動熱媒体が
    、液状物であることを特徴とする合金スラリ製造装置。 3、特許請求の範囲第1項において、前記流動熱媒体が
    、粉粒体であることヲ待敵とする合金スラリ製造装置。 4、%許請求の範囲第2項において、前記液状物体が、
    高融金属又は溶融合金、溶融塩又は油のいずれかである
    ことを特徴とする合金スラリ製造装置。 5、特許請求の範囲第3項において、前記粉粒体が、金
    属又は合金の粉末、無機粉末、有機粉末のいずれか1種
    以上であることを特徴とする合金スラリ製造装置。
JP58146125A 1983-08-10 1983-08-10 合金スラリ製造装置 Pending JPS6039133A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01233046A (ja) * 1988-03-11 1989-09-18 Suzuki Motor Co Ltd 金属の半凝固制御方法と装置
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KR100892873B1 (ko) 2007-10-04 2009-04-15 주식회사환경과생명 다용도 알루미늄 칩 용해로

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