JPS61136638A - 溶融金属の濾過方法及びそれらに使用する部材 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、溶融金属中に介在する非金属、金族間化合物
等の夾雑物を除−ｉする濾過方法及びそれに使用する部
材に関するものである。

［従来の技術］ 従来、溶融金属中の不純物を除去する方法としては、各
種金属の鋳入口に、主としてアルミナ焼結体の針状体が
交絡してできた多孔体を取りつけ、この多孔体中を溶融
金属を通過させ。

アルミナ表面に介在夾雑物を吸着させることが一般に行
なわれてきた。

さらに最近では介在物除去方式は鋼の連続鋳造方式にも
適用され始めている０例えば、タンプッシュ中に孔のあ
いた耐火物の壁を設け、この中を溶鋼を通すことによっ
て介在物を捕集する方法が報告されている。

このように耐火物に孔をあ番す、その細孔中に溶鋼を通
すことによって鋼を清浄化する方式であると、介在物が
効果的に捕集されるためには孔径は小さいことが好まし
いがこの場合長時間鋼を通過させると、しばしば閉塞を
生じることがある。また、閉塞するフィルターを連続的
に使用するためには定期的にフィルｊヨを取り替えれば
良いが、タンブツシュ堰に用いられる大型部品を効果的
に取り替えることは事実上不可能である。

一方、タンデフシュには、通常溶鋼を連鋳用、鋳型に導
くノズルが付いており溶鋼は必ずこの部分を通過する。

本発明者らは、溶融金属に介在されている不純物の除去
を、このような溶融金属の通過するノズル部分を利用す
ることにより、前記の問題点を効果的に解決することに
成功し、その具体的手段として、多数個のフィルター部
分をもつセラミックスフィルター部材を使用し、このセ
ラミックスフィルター部材をタンプッシュ等の溶鋼の出
口部分に取付け、内蔵させた１つのフィルター部分が閉
塞するとフィルター部材を摺動させて次々と新しいフィ
ルター部分を活用するという方式を提案した。

［発明の解決しようとする問題点］ このロータリ一式のフィルター交換システムは効果的で
あるが、それでも尚、蒼しいライ４ツタ−に交換した直
後から目詰まりを生ずることがある。この点を解析した
結果、フィルターでの介在物は単にフィルターを構成し
ている耐火物に沈積するのではなく、フィルターの上面
のある厚さの溶鋼中で介在物濃度が極めて高くなってい
ることが判って来た。即ちこの層の鋼が効果的に系外に
排出されないで残るとその下のフィルターが新しいもの
となってもはや溶鋼はフィルターの間隙を通して正常に
は流れないことが判明してきた。

［問題を解決するための手段］ 本発明はこのような観点にもとづいて種々検討された結
果として見い出されたもので、その要旨は、 多孔質のセラミックスからなるフィルター部を有するフ
ィルター部材の該フィルター部を溶融金属が通過するよ
うにしてなる溶融金属の濾過方法において、該フィルタ
ー部分の上面を該フィルター部材本体上面より低く設定
し、フイ１１１部分の上面に空隙（操業中はこの部分は
溶融金属が存在している）を設けるようにしてなること
を特徴とする溶融金属の濾過方法であり、また溶融金属
の流通するフィルター部分を　−有するセラミックスフ
ィルター部材であって、該フィルター部分はその上面が
フィルター部材本体の上面より低く設定され、フィルタ
ー部材の凹みを形成してなることを特徴とする溶融金属
の濾過に使用するためのセラミックス部材である。

本発明はこのような方法及び部材であって、その適用位
置はタンデフシュノズルなどの溶鋼の通過口に適用する
ことを主たる目的として開発されたものであってその部
分に最適なものであることは勿論であるが、溶融金属の
通過する部分であれば十分適用可能であり、例えばタン
プッシュに鋼を供給する鍋のスライディングゲート（ノ
ズル）又はロータリーノズルに代るものとして適用する
ことはまた有利である。

本発明を以下図面を参照しつつ説明する。

第１図はＪ４、質セラミックスフィルター部材として複
数のフィルター部分をもつもの、第２図は多孔質フィル
ター部材として１つのフィルター部分をもつものの例を
示しており、両図においてｌ及び１１がフィルター部材
本体、２及び１２が多孔質セラミックスフィルター部分
である。

第１図においてフィルター部材１は、溶融金属が通過す
る流通孔３ａを有する上部流路制御部材３と、・同様に
流通孔４ａを有する下部流路制御部材４からなっており
、この部分３は流通孔部分がタンプッシュ又は鍋のノズ
ル部分に固定される固定盤として機能する部材であり、
部材４は溶鋼の出口及びセラミックスフィルター部材の
支持の役目をするやはり固定盤としてｌＲ箋する部材で
ある。

これらの固定盤３及び４は性能上は必ずしもともになけ
ればならないわけではないが、多孔質フィルター部材を
円滑にかつ支障なく可能せしめるなど機構上からすれば
やはり有利には必要なものである。

多孔質フィルター部材ｌは、これらの固定盤である流路
制御部材３及び４に併設好ましくはこれらの間に配設さ
れてなるもので、少なくとも溶融金属の流通可能なフィ
ルター部分２を備えているものである。

第１図でこのフィルター部分２はステーションとして円
盤状のフィルター部材１内に同一円周上に適当間隔で複
ａ（４個）設けられており、フィルター部材ｌを回転す
ることで順次使用に供しうるようになっている。

このような複数のステーションをもつ１つのフィルター
部材を使用する場合には、ステージ璽ンの全てを順次使
い終った時点で全体を交換してもよいが、使い終ったス
テーションを回転途中の系外に位置した際に取り出し、
新しいフィルター部分と取り換えるように使い分けるこ
とができる。

第１Ｉｌ！Ｊでは、部材ｌは円盤状であるが、勿論四角
盤状など角盤状であってもよいし、或は、厚みが必要で
あればプロ・りｄどであ・てもよい。

また、多孔質部分は第１図では４ケ所であるが１つ以上
でよく、望ましくは２つ以上の複数であれ一本発明の目
的をより効果的に達成しうるちのとして使用できる。

また、多孔質部分の形状も円形に限ることはなく、所定
の流通面積を備えていればよいものである。

第２図においてフィルター部材１１は、第１図と同様溶
融金属の流通孔１３ａ、１４ａをそれぞれもつ上下２つ
の流路制御部材１３．１４と併設使用される例が示され
ているが、これらの１３及び！４はやはり固定盤として
機能する部材である。

第２図で、下部制御部材１４は長手方向に沿って上部に
溝部１４ｂをもち、この溝部に多孔質フィ・ルタ一部材
１１を配設せしめるようになっている。

多孔質フィルター部材１１にはほぼ中央部にフィルター
部分１２が形成されており、このフィルター部が濾過中
において制御部材の流通ｄａ　。

１３ｂに対応するものとなる。

第２図ではフィルター部分１２は１つのフィルター部材
１１に１つ設けてなるものであるが、フィルター部材１
１を長尺ものとすれば長手方向に複数のフィルター部を
もつものとして使うこともできる。

この例では、固定盤としての制御部材に内蔵配設せしめ
た多孔質フィルター部材を例えば矢印方向から順次押し
出すころにより、順次新しいフィルター部分が所定の位
置にくるように使うことができる。

このような溶融金属の濾過装置即ち、好ましい態様とし
ての複数の流路制御部材とそれらの間に配設された多孔
質フィルター部材からなる装置で、フィルター部分が、
流路制御部材間で少なくとも複数位置するようなもの（
１つのフィルター部材に１つのフィルター部のものはフ
ィルター部材を複数、複数のフィルター部分をもつフィ
ルター部材は１つ以上）は、溶融金属！−１ の電増を連−統的かつ効率的に本発明の目的を達成しう
るに適している。

また、溶融金属の流れを円滑にするためなどのためには
本発明方法において、フィルター部材の各々のフィルタ
ー部分は、該フィルター部に対応する流路制御部材の各
々の流通孔部面積より大なる面積をもつものとしてフィ
ルター部材中に形成せしめておくことが有利である（例
えばｄ＜Ｄ）。

本発明はこのようなフィルター部材及びそれらを使用す
る濾過方法において、フィルター部分２や１２の上面に
空隙部５又は１５を設けるようにしてなるものである。

即ち、フィルター部分の上面をフィルター部材本体ｌや
１１の上面より低く設定するようにして濾過せしめるの
である。

このようにしておくことにより、フィルターを除去する
不純物がフィルターを構成している多孔質セラミックス
に沈積しているものばかりうでなく、フィルターの上面
のある厚さの溶鋼中で濃度か−なって存在している不純
物についても、フィルター部材を移動させたときに機械
的にこの部分の溶鋼とともに、流通孔位置より持出し除
去せしめることができるようになった。

本発明でこの空隙の深さく凹みの深さ）をどの程度にし
たらよいかということについては溶鋼の処理条件によっ
て適宜決定しうるものであるが、通常多くの条件でこの
濃度の濃い不純物の存在層が数百終から厚いときには数
−厘以上に及んでいるので好ましくは通常で１ｍｓ以上
望ましくは５ｍｍ以上設けるようにすることがよい。

本発明でこのような空隙をフィルター部材にいかにして
形成するかについては、後述するようにフィルター部材
をフィルター部材中にフィルター部分を一体のものとし
て内蔵形成せしめるか、フィルター部材本体とフィルタ
ー部分を別々に用意し、該フィルター部分を本体に嵌め
込み、接合などして係合せしめるかなどでも異なるが、
一体のものは製造上やや難しい面もあるし１通常本発明
はｔｆしくはフィルター部分を取り外し可能に使用する
ことであるため、本体とフィルター部分を別々に用意し
ておくことが有利であることからして、空隙の深さく凹
みの深さ）に相当する厚み差をつけて本体とフィルター
部分を製造しておくことで容易に調整しうるものである
。

この場合、フィルター部分の本体への設定は寸法精度よ
く両者を製造しておけば単に嵌合せしめるだけでも使用
可能であるが、通常は接合剤を介在せしめて、爾後、容
易に取り外しできるように、弱い接着強度で接合してく
ことでも十分実用的である。

第３図でこのようなフィルター部分のフィルター本体へ
の設定における望ましい態様を説明、すると、フィルタ
ー部分２２がフィルター本体ｚｌ中で上方へ動くことを
拘束可能にしておくことである。

即ち、このようにしておくことで、フィルター部分が本
体と分離しても浮き上がることなく常に空隙がその上面
に確保で糾♀いるからである。

具体的にはフィルター部分２２を断面が路上に狭い錐状
（第３図では断面台形）とし、断面路上に狭く形成せし
めてテーパー状に係合するようにしておくことで容易で
ある。

ここで、本発明のこのような濾過システムを可能とする
ための流路制御部材、フィルター部材及びフィルター部
分の材質等について説明する。

まず、制御部材は本発明において固定盤として通常機能
するもので本発明の効果を発揮ならしめるには長期使用
に耐えうるちのであることが必要で、溶鋼等に対し極め
て耐食性の高い材質からなる緻密質のものを用いること
が望ましい、即ち、具体的には摺動抵抗にも強い耐摩耗
性のＺｒＢ２買焼結体（ＢＮを５〜３０重量％含むもの
はさらに実用的）などが適している。

これに対し、多孔質セラミックスフィルター部材は可動
に使用されるものであるが、容易に取り換え可能、或は
取り換えるものであ駈モめ通常用いられる任意の材質例
えばＡｌ２Ｏ３＋ＭｇＬＺｒ０２　＋スピネル、コージ
ェライトなどの酸化物からなるものであってもよいが、
フィルター部材本体は長期使用が望ましいので前記制御
部材と同様の材質からなるものが有利である。

ここでまたフィルター部材は少なくとも多孔質のフィル
ター部分をもつものであればよいのであるため、通常は
比較的緻密質の本体の一部に多孔質部分を備えてなるも
のとして使用される。この場合前述の如く多孔質フィル
ター部分は別に製造し、所定位置に嵌め込むなどセット
したものでもよいし、或は一部多孔質の一体物としてつ
くることも可能である。

また、このような多孔質部分は、本発明濾過システムを
効果的に達成ならしめるには次のような形状のものとし
て形成しておくことが有利である。

即ち、多孔質フィルター部分として、多数の多孔質薄壁
で形成された直線状の多数の流通孔を（９１いわゆる・
・二カム状（流路断面形状手士蜂の巣状に限らず円形、
四角形、三角形など任意）構造を採用することである。

具体的には薄壁の厚みは０．１５〜３鳳朧、流路断面積
３〜２０層■２程度のものが、介在物の捕集が効果的で
閉塞によるトラブルもなく、かつ処理流量も十分確保し
易いなどからして最適である。

尚、多孔質フィルター部分として、その他三次元的網目
構造をもつセラミックス多孔質構造体や通常の多孔質焼
結体からなるものなども使用可能である。

［発明の効果］ このように本発明は、基本的に １、フィルター部閉塞によるトラブルがなくなる。

２、閉塞にまで至らなくても流量コントロールが難しく
なった時点でフィルターを交換できるので連鋳コントロ
ールがやり易くなる。

９、細かい孔のフィルターが使えるので介在物の捕集率
が、高くなる。

４、フィルター崖すのみの・取り換えも可能なためフィ
ルター部材本体を繰り返し使用でき省資源に役立つ。

５４フイルターに沈積している不純物だけでなく、溶鋼
中で不純物濃度の高い部分も系外に効果的に排出できる
ので、前記効果がより顕著に達成される。

など数多くの利点をもたらすものであり、その実用的価
値は多大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明方法及び部材の典型例を説明するもの
で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ線に沿った断面図
である。 第２図は、本発明の詳細な説明するもので、（ａ）は平
面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線に沿った断面図、（Ｃ）はＣ−
Ｃ線に沿った断面図である。 第３図は、本発明の他の望ましい応用例を説明する断面
図である。 図面にて、１，１１．２１はフィルター部材本体、２．
１２．２２はフィルター部分である。 −−一呻 第　３　図 （Ｃ１ 第　　２　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、多孔質のセラミックスからなるフィルター部を有す
   るフィルター部材の該フィルター部を溶融金属が通過す
   るようにしてなる溶融金属の濾過方法において、該フィ
   ルター部分の上面を該フィルター部材本体上面より低く
   設定し、フィルター部分の上面に空隙を設けるようにし
   てなることを特徴とする溶融金属の濾過方法。 ２、フィルター部分をフィルター部材本体と別々に用意
   し、フィルター部分をフィルター部材の流通孔部に取り
   外し可能に設定してなる特許請求の範囲第１項記載の濾
   過方法。 ３、フィルター部分のフィルター本体への設定をフィル
   ター部分一上方に動くのを拘束するようにしてなる特許
   請求の範囲第２項記載の濾過方法 ４、フィルター部分を断面路上に狭い錐状とし、フィル
   ター部材の流通孔をフィルター部分の外周形状に対応し
   て断面路上に狭く形成せしめてなる特許請求の範囲第３
   項記載の濾過方法。 ５、空隙部の凹みの深さを１ｍｍ以上とする特許請求の
   範囲第１項記載の濾過方法。 ６、凹みの深さを５ｍｍ以上とする特許請求の範囲第５
   項記載の濾過方法。 ７、フィルター部材は固定された溶融金属流通孔を有す
   る流路制御部材間を摺動せしめるよう配設してなる特許
   請求の範囲第１項乃至第６項いずれか記載の濾過方法。 ８、フィルター部材分の上部空隙が対応する流路制御部
   材の溶融金属流通孔より大なる面積を備えてなる特許請
   求の範囲第７項記載の濾過方法。 ９、溶融金属の流通するフィルター部分を有するセラミ
   ックスフィルター部材であって、該フィルター部分はそ
   の上面がフィルター部材本体の上面より低く設定され、
   フィルター部材の凹みを形成してなることを特徴とする
   溶融金属の濾過に使用するためのセラミックス部材。 １０、フィルター部分はフィルタ部材本体の流通孔に取
   り外し可能にかつフィルター部分外周と本体内周面がテ
   ーパー状に係合するようにフィルター部材に設定されて
   なる特許請求の範囲第９項記載のセラミックス部材。 １１、フィルター部分が薄壁で区画された多数の直線的
   な貫通孔からなる多孔質セラミックスからなり、薄壁の
   厚みが０．１５〜３ｍｍ、貫通孔の断面積が３〜２０ｍ
   ｍ＾２である特許請求の範囲第９項記載のセラミックス
   部材。 １２、フィルター部分と複数具備する特許請求の範囲第
   ９項記載のセラミックス部材。