JPS6116401B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鋼浴中脱酸用シヨツトアルミの製造
装置に関する。

〔従来技術〕

銑鉄から鋼に精練する場合、溶銑中の不要な各
種元素を酸化除去して成分調整すると共にその高
い酸化熱によつて溶融状態を維持するために、溶
銑中に多量の酸素を吹き込むのである。この酸化
精練の過程における前記の吹き込み酸素は、溶銑
中の不要な諸元素の除去、即ち脱炭、脱硫及び脱
燐などを行う一方、その他の大部分の酸素は鋼浴
中に含まれたまま多量に残留することになる。

然るに、この鋼中酸素は、鋼塊を造る段階に於
いて必ずしも必要としないばかりか、用途によつ
てはむしろ有害となるものであり、特にキルド鋼
又はセミキルド鋼を造塊する上で脱酸処理は必要
不可欠である。

而して、鋼浴中に含まれている酸素とマンガン
及びシリコンは反応してその一部は脱酸反応を行
うが、これだけでは脱酸が不充分であるから、強
脱酸剤として一般に強制脱酸力を有するアルミニ
ウム材を使用し、これを鋼浴中に投入して脱酸処
理を行つている。

このアルミニウム材は一般に小さい粒状形のシ
ヨツトアルミと称されるものを使用し、鋼中酸素
と結合して酸化反応を促し、アルミナとなつてそ
の酸化物が溶鋼上に浮上するので、これを除滓す
ることによつて脱酸が行われるものである。

そこで、上記のシヨツトアルミを製造する場
合、従来は、完全に冷却凝固してしまつた棒状ア
ルミニウム材を所定寸法に細かく切断したり、或
いは溶融アルミニウムを雨垂れ状に上方から垂れ
落してこれを凝固させる所謂ボタンシヨツト式に
よつて製造するものであつた。

然るに、上記従来の製造手段では、何れもシヨ
ツトアルミの製造能率が極めて悪く、著しい生産
性の低下に基因してコストが高くつくなどの欠点
があつた。殊に、溶鋼中に投入されるシヨツトア
ルミは一度に大量のアルミニウムを使用するの
で、生産性の低下は致命的である。

しかも、棒状アルミニウム材を細断して得られ
た第１１図のシヨツトアルミ、及び所謂ボタンシ
ヨツト方式によつて製造された第１２図のシヨツ
トアルミは、いずれもシヨツトアルミ外表面が滑
面形状のためその表面積が小さい。それ故、この
シヨツトアルミを鋼浴中に投入すると、各シヨツ
トアルミ外表面から溶融して鋼中酸素と反応する
のに比較的時間が掛かり、また大量に投入された
シヨツトアルミのうちの一部は酸化反応の後れと
相俟て完全に溶解されないまま溶鋼中に浮上して
スラグと共に除去されるので、シヨツトアルミの
歩留まりが悪いなどの問題があつた。

〔発明の目的〕

本発明は、上記従来の問題点を考慮してなされ
たものであつて、歩留まりの高い脱酸処理が得ら
れるシヨツトアルミを連続的かつ能率的に製造す
ることのできる脱酸用シヨツトアルミの製造装置
の提供を目的とするものである。

〔発明の構成〕

本第１発明に係る脱酸用シヨツトアルミの製造
装置は、ドラム外周面上に溶融アルミニウムを継
続的に一定量宛帯状に注出する取鍋と、この溶融
アルミニウムを外周面上で凝固させて送り出す低
速回転ドラムと、該ドラムから送り出されたアル
ミニウム薄板を高温保有状態のままその先端部を
多数の尖鋭突部によつて上下方向から高速連続的
に叩打衝壊する手段とを備えたことを特徴とする
ものである。

本第２発明に係る脱酸用シヨツトアルミの製造
装置は、ドラム外周面上に溶融アルミニウムを継
続的に一定量宛帯状に注出する取鍋と、この溶融
アルミニウムを外周面上で凝固させて送り出す低
速回転ドラムと、該ドラムから送り出されたアル
ミニウム薄板を所定の高温に加熱する加熱炉と、
該加熱炉から送り出されたアルミニウム薄板の先
端部を多数の尖鋭突部によつて上下方向から高速
連続的に叩打衝壊する手段とを備えたことを特徴
とするものである。

本第３発明に係る脱酸用シヨツトアルミの製造
装置は、ドラム外周面上に溶融アルミニウムを継
続的に一定量宛帯状に注出する取鍋と、この溶融
アルミニウムを外周面上で凝固させて送り出す低
速回転ドラムと、該ドラムから送り出されたアル
ミニウム薄板を高温保有状態のままその先端部を
上下方向から高速連続的に叩打衝壊すべく突出先
端部に多数の尖鋭突部が形成された複数の回転叩
打羽根を有する叩打衝壊手段と、該叩打衝壊手段
の近接後方位置にシヨツトアルミを第２次的に細
砕する第２次衝壊手段とを備えたことを特徴とす
るものである。

〔実施例〕

第１図及び第２図の実施例について説明すれ
ば、１は回転軸２に枢着された時計方向に低速回
転せる大径のドラムであつて、該ドラム１の内部
の外周面近傍部に冷却水循環用通路３を設け、該
通路３に常時冷却水４を循環させてドラム１外周
面の温度を常時一定の低温に保たせてある。５は
溶融アルミ注出口６を一端側壁部に設け他周壁部
より低位に設けた取鍋であつて、該取鍋５の前記
注出口６を前記ドラム１の外周面に近接させてあ
る。尚、前記注出口６は溶融アルミニウムが帯状
に注出するように幅広く形成されているが、その
開口幅については限定しない。７は凝固した直後
のアルミニウム薄板８をその先端部から順次連続
的に叩打衝壊するための叩打衝壊手段であつて、
該叩打衝壊手段７は、図示しないモータによつて
反時計方向に回転する回転軸９と、該回転軸９に
枢着された基筒体１０と、該基筒体１０の外周部
に放射状に突設された複数の叩打羽根１１とで構
成され、前記各叩打羽根１１の突出先端部には多
数の尖鋭突部１２が形成されている。１３は前記
叩打衝壊手段７の後方近接位置に立設した第２次
衝壊手段であつて、該第２次衝壊手段１３は、適
当な間隔をおいて多数の衝壊棒１４を縦設し、該
各衝壊棒１４の前記叩打衝壊手段７に対向する先
端部に尖鋭条部１５を形成したものである。１６
は前記叩打衝壊手段７及び第２次衝壊手段１３に
よつて成形された小粒状シヨツトアルミの飛散を
防止するための防壁体、１７は前記防壁体１６の
下端開口部下方に一端近傍部を配設して、落下し
たシヨツトアルミを所定方向に搬送するベルトコ
ンベア、１８は前記ベルトコンベア１７の他端搬
送部の下方に配備したシヨツトアルミ篩別機であ
る。

上記の構成に於いて、シヨツトアルミを製造す
る場合、先ず図示しないモータを作動させて、ド
ラム１の回転軸２を時計方向に低速回転させると
共に、叩打衝壊手段７の回転軸９を反時計方向に
高速回転させる。またベルトコンベア１７を所定
方向に走行させておき、前記ドラム１の冷却水循
環用通路３には常時冷却水４を循環させておく。

次に、取鍋５の内部に図示しない溶解炉などか
ら溶融アルミニウムを一定量宛継続的に注入す
る。この時点に於ける取鍋５の内部の湯温は約
720℃である。取鍋５の内部に注入された溶融ア
ルミニウムは注出口６の高さに到達すると、爾後
オーバーフローして注出口６より一定量宛継続的
に注出してドラム１の外周面上に載置される。

この状態に於いて、前記帯状に注出された溶融
アルミニウムは、時計方向に低速回転している前
記ドラム１の外周上面に載置した状態で随走する
が、その間に溶融アルミニウムが急速に冷却され
るので、ドラム１の外周上面の所定の地点Ａに於
いて溶融アルミニウムが凝固する。この時点に於
ける溶融アルミニウムの温度は約660℃である。

爾後、凝固アルミニウムは板状に固形化するの
で、ドラム１の回転作用と相俟てドラム外周面か
ら離れ、そのまま所定方向に前進して叩打衝壊手
段７の近接位置に到達する。この地点Ｂに於ける
アルミニウム薄板８の温度は、凝固後間がなく未
だ完全に冷却固形化されていない状態の約600℃
前後であり、高温保有状態にある。

而して、叩打衝壊手段７の回転軸９と同体的に
各叩打羽根１１が反時計方向に高速回転している
ので、該叩打衝壊手段７に接近して来た前記アル
ミニウム薄板８の先端部を、各叩打根１１の先端
尖鋭突部１２によつて順次連続的に上下方向から
叩打細砕して小粒状のシヨツトアルミにする。こ
のシヨツトアルミは前記叩打衝壊手段７の下方に
一部落下するが、他の大部分のシヨツトアルミ
は、前記各叩打羽根１１の円周方向の作用力によ
つて叩打衝壊手段７の後方に立設された第２次衝
壊手段１３の各尖鋭条部１５に強力に衝突するの
で破壊され、更に微細化して落下する。

そして、ベルトコンベア１７上に落下した各シ
ヨツトアルミは所定方向に搬送された後、シヨツ
トアルミ篩別機１８の内部へ落下し、該篩別機１
８によつてシヨツトアルミの大きさに応じて選別
され篩い別けられて、任意に保管収納される。

このようにして製造されたシヨツトアルミは、
第７図の如くその周側面に多数の凹凸条部が縦設
されていて所謂ギザギザの形状を有している。こ
れは取鍋５から注出された溶融アルミニウムをド
ラム１上周面に載置した状態で随走させた際、凝
固時に於いてアルミニウム薄板の組織に縦方向の
柱状晶が多数形成され、この柱状晶組織の界面が
割断するためである。

即ち、取鍋５から注出された帯状の溶融アルミ
ニウムは、ドラム１の外周面上部に載置されると
急速に冷却して、ドラム外周面上の所定の地点Ａ
に於いて凝固するが、この際、第５図に示す如
く、薄板には板中心部に向かつて成長せる方向性
をもつた無数の柱状晶組織が形成される。それ
故、凝固して間のないアルミニウム薄板を実施例
の如く叩打衝壊すれば、薄板自体が未だ完全に固
形化しておらず脆弱な状態にあるから、方向性を
有する前記柱状晶の界面から容易に割れて、柱状
晶界面が露出した所謂ギザギザ周側面形状のシヨ
ツトアルミが得られるのである。

尚、アルミニウム薄板の結晶組織は任意の形状
及び密度が得られる。例えば、第１図の実施例の
如く、ドラム１内部の冷却水循環用通路３に常時
冷却水４を循環させてドラム１の外表面を低温状
態に保持しておけば、溶融アルミニウムの熱がド
ラム１の金属外表面に吸収され急速に冷却して凝
固する。その際、第５図の如く、ドラム金属部Ａ
に対する溶湯接触部位ａと非接触部位ｂの間には
瞬間的に著しい温度差を生じるので、内部には中
心部に向かつて大きく成長した方向性を有する柱
状晶組織が形成される。従つて、このアルミニウ
ム薄板を上下方向から叩打衝壊すれば方向性を有
する結晶界面が割断して比較的小さな単体のシヨ
ツトアルミが得られる。このシヨツトアルミは第
７図に示す如く、周側面に縦方向の凹凸条部が多
数形成されている。これは方向性をもつた柱状晶
の界面が割断して露出するからである。このシヨ
ツトアルミを更に微細化すべく割断すると、第８
図の如く針状のシヨツトアルミが形成される。
尚、柱状晶の結晶組織を有するシヨツトアルミ
は、結晶密度は粗く、かつ柱状晶に方向性を有し
その界面が割れ易いため、比較的小さな単体が得
られる。

これに対して、第３図の如くドラム１の外周面
に金網や炭化けい素系繊維、セラミツクフアイバ
ーなど任意の遮熱材で構成せる遮熱層１９を設け
れば、第６図のように溶湯の接触部位ａと非接触
部位ｂの間に殆ど温度差を生じることなく比較的
遅い冷却速度によつて溶融アルミニウムの熱が全
周面から均一に放散されて凝固するので、方向性
をもたない微細な結晶組織が形成される。従つ
て、このアルミニウム薄板を上下方向から叩打衝
壊すれば、結晶組織に方向性がないことに基因し
て比較的大きな単体のシヨツトアルミが得られ
る。このシヨツトアルミは第９図に示す如く、周
側面に不規則な凹凸部が多数形成されている。こ
れは結晶組織に方向性をもたないからであつて、
これを更に微細化すべく割断すれば、第１０図の
如く外周面不規則形状のシヨツトアルミが形成さ
れる。このシヨツトアルミは、結晶密度は密であ
り、かつ結晶に方向性をもたないため割れ難く、
比較的大きな単体が得られる。

上記の如く、ドラム１の構成に於いて、ドラム
１の内部に冷却水循環用通路３を設けた構造と、
前記通路３を設けずにドラム１の外周面に遮熱層
１９を設けた構造とがあるが、その他に、前記通
路３及び遮熱層１９を共に設けないドラム１の構
造であつてもよい。この場合、第７図の結晶組織
と第９図の結晶組織とが複合した形状の結晶組織
を有するシヨツトアルミが得られる。従つて、そ
れぞれに於いて形成される結晶組織の形状及び密
度が異なり、シヨツトアルミの形状及び大きさに
差異を生ずるも、何れも所謂ギザギザ周側面形状
のシヨツトアルミが得られるので、シヨツトアル
ミの大小等に応じて用途別に使い分ければよい。

また、本発明装置では、凝固して間のないアル
ミニウム薄板を600℃前後の温度付近で叩打衝壊
することが極めて重要である。この場合、第１図
の如くドラム１から送られて来た凝固直後のアル
ミニウム薄板を叩打衝壊しても良いが、第４図の
如くドラム１から送られて来たアルミニウム薄板
を、600℃前後の温度雰囲気を保つ加熱炉２０の
内部に一旦通過させた後に叩打衝壊してもよい。
この場合、第１図のように叩打衝壊手段７及び第
２次衝壊手段１３をドラム１に接近させる必要は
ない。

尚、叩打衝壊時に於けるアルミニウム薄板の温
度は、凝固直後の約600℃が最も望ましいが、必
ずしもこの温度に限定されるものではなく、多少
の温度幅が許される。これは、アルミニウム薄板
の結晶組織の状態と、アルミニウム薄板の板厚
と、叩打衝壊手段７及び第２次衝壊手段１３の破
壊力と、叩打衝壊時のアルミニウム薄板温度との
それぞれの相関条件によつて決定されるからであ
る。尚、アルミニウム薄板の板厚は、取鍋５の溶
湯注出量と、注出口６の形状及び大きさと、ドラ
ム１の回転速度によつて決定される。

従つて、アルミニウム薄板の結晶組織が大きな
柱状晶であり、アルミニウム薄板の板厚が薄く、
且つ叩打衝壊時のアルミニウム薄板が凝固直後の
600℃前後の高温保有状態にあれば、前記叩打衝
壊手段７及び第２次衝壊手段１３に対して最も無
理なく負担を掛けずに容易にアルミニウム薄板を
細砕して、小粒状のシヨツトアルミを得ることが
出来ることになる。

更に、叩打衝壊手段７として、回転軸９と同体
的に回転する叩打羽根１１の突出先端部に多数の
尖鋭突部１２が形成された実施例を示したが、必
ずしもこれらの形状及び構造について限定される
ものではなく、ドラム１から送られて来るアルミ
ニウム薄板８の先端部を多数の尖鋭突部によつて
上下方向から叩打するものであればそれで充分で
ある。

また、前記叩打衝壊手段７の後方近接位置に第
２次衝壊手段１３を設けたが、その具体的な形状
及び構造について問わない。この第２次衝壊手段
１３は、前記叩打衝壊手段７による第１次的衝壊
機能に対して第２次的に衝壊するものであるの
で、前記叩打衝壊手段７によつて所望の大きさの
シヨツトアルミが得られるのであれば、これを更
に微細化することを要せず、この場合、第２次衝
壊手段１３は不要である。

〔発明の効果〕

本発明に係る脱酸用シヨツトアルミの製造装置
によれば、下記の如く優れた諸効果を顕著に発揮
するものである。

(a) ドラムの外周面に溶融アルミニウムを一定量
宛帯状に注出する取鍋と、溶融アルミニウムを
外周面上で凝固させて送り出すドラムと、該ド
ラムから送り出されたアルミニウム薄板を高温
保有状態でその先端部を叩打衝壊する手段とを
備えているので、アルミニウム薄板を上下方向
から連続的に叩打衝壊して容易に小粒状のシヨ
ツトアルミを量産することが出来る。しかも溶
融アルミニウムの状態からシヨツトアルミを製
造するまでの工程を連続的に一貫生産するもの
であるから、生産性の大巾な向上、省人化の実
現、及び大巾なコストダウンを促す。

(b) ドラム内部に冷却水循環用通路を設けてドラ
ム外周面を常時低温に保たせることにより、ア
ルミニウム薄板内部に方向性をもつた柱状晶組
織を形成することが出来る。これによつて比較
的小さな単体のシヨツトアルミが得られる。ま
た、これとは逆に、ドラム外周面に任意の遮熱
層を設けることにより、アルミニウム薄板内部
に方向性をもたない結晶組織を形成することが
出来る。これによつて比較的大きなシヨツトア
ルミを容易に得られる。従つて、ドラムの構造
を任意に選択するだけで、脱酸する鋼種やその
他の用途に応じた任意の形状及び大きさのシヨ
ツトアルミを容易に得ることが可能となる。

(c) アルミニウム薄板に対する叩打衝壊手段等を
ドラムに接近して配設することにより、凝固直
後の高温保有状態にあるアルミニウム薄板を容
易に叩打衝壊することが出来る。この時点に於
けるアルミニウム薄板は約600℃前後の高温で
あるから、叩打衝壊によつてこれを小粒状のシ
ヨツトアルミに加工することが極めて容易とな
り、叩打衝壊手段に対して無理な負荷を与えな
い。

(d) しかもアルミニウム薄板内部には柱状晶など
の結晶組織が形成されているので、アルミニウ
ム薄板に対して上下方向から叩打することによ
つて容易に結晶界面を割断することが出来、上
記(c)の効果を助長する。

(e) また、ドラムから送り出されたアルミニウム
薄板を一旦加熱炉に通過させた場合、細砕する
のに必要なアルミニウム薄板の温度コントロー
ルが容易であると共に、叩打衝壊手段の配設場
所が限定されないなどの特徴を有する。

(f) 叩打衝壊手段を構成する叩打羽根を回転自在
に設け、該各叩打羽根の先端部に多数の尖鋭突
部を形成して、該尖鋭突部によつてアルミニウ
ム薄板の先端部を上下方向から叩打して順次連
続的に衝壊する構造であるから、シヨツトアル
ミの製造作業を能率的に行い得ると共に、前記
尖鋭突部によつて所望の大きさに細砕すること
が出来る。

(g) 第２次衝壊手段を構成する各衝壊棒の先端尖
鋭条部によつて、シヨツトアルミを第２次的に
更に微細化することも容易に可能である。

尚、本発明の装置によつて製造されたシヨツト
アルミは、その周側面に多数の凹凸部が形成され
た所謂ギザギザの形状を有する。それ故、このシ
ヨツトアルミの表面積は著しく増大するので、こ
れを溶鋼中に投入すると、シヨツトアルミ外表面
から溶融して鋼中酸素と素早く反応し、シヨツト
アルミの歩留まりが大巾に向上することになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す側面図、第２
図は同平面図、第３図は第１図の変形した実施例
を示す側面図、第４図は他の本発明の一実施例を
示す側面図、第５図及び第６図はアルミニウム薄
板の結晶組織の成長状態を示す説明図、第７図乃
至第１０図はそれぞれ本発明の装置から製造され
たシヨツトアルミ単体の拡大斜面図、第１１図及
び第１２図は従来装置から製造されたシヨツトア
ルミ単体の拡大斜面図である。 １はドラム、２は回転軸、３は冷却水循環用通
路、４は冷却水、５は取鍋、６は溶融アルミ注出
口、７は叩打衝壊手段、８はアルミニウム薄板、
９は回転軸、１１は叩打羽根、１２は尖鋭突部、
１３は第２次衝壊手段、１４は衝壊棒、１５は尖
鋭条部、１９は遮熱層、２０は加熱炉である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ドラム外周面上に溶融アルミニウムを継続的
   に一定量宛帯状に注出する取鍋と、この溶融アル
   ミニウムを外周面上で凝固させて送り出す低速回
   転ドラムと、該ドラムから送り出されたアルミニ
   ウム薄板を高温保有状態のままその先端部を多数
   の尖鋭突部によつて上下方向から高速連続的に叩
   打衝壊する手段とを備えたことを特徴とする脱酸
   用シヨツトアルミの製造装置。 ２ 前記叩打衝壊手段は、前記ドラムの近接位置
   に配設されている特許請求の範囲第１項記載の脱
   酸用シヨツトアルミの製造装置。 ３ 前記叩打衝壊手段として、回転軸と同体的に
   放射状に突設された複数の叩打羽根の突出先端部
   に多数の尖鋭突部が形成されている特許請求の範
   囲第１項記載の脱酸用シヨツトアルミの製造装
   置。 ４ 前記低速回転ドラムは、その内部に常時冷却
   水を循環させるための冷却水循環用通路が形成さ
   れたものである特許請求の範囲第１項記載の脱酸
   用シヨツトアルミの製造装置。 ５ 前記低速回転ドラムは、その外周面に遮熱層
   が形成されたものである特許請求の範囲第１項記
   載の脱酸用シヨツトアルミの製造装置。 ６ ドラム外周面上に溶融アルミニウムを継続的
   に一定量宛帯状に注出する取鍋と、この溶融アル
   ミニウムを外周面上で凝固させて送り出す低速回
   転ドラムと、該ドラムから送り出されたアルミニ
   ウム薄板を所定の高温に加熱する加熱炉と、該加
   熱炉から送り出されたアルミニウム薄板の先端部
   を多数の尖鋭突部によつて上下方向から高速連続
   的に叩打衝壊する手段とを備えたことを特徴とす
   る脱酸用シヨツトアルミの製造装置。 ７ ドラム外周面上に溶融アルミニウムを継続的
   に一定量宛帯状に注出する取鍋と、この溶融アル
   ミニウムを外周面上で凝固させて送り出す低速回
   転ドラムと、該ドラムから送り出されたアルミニ
   ウム薄板を高温保有状態のままその先端部を上下
   方向から高速連続的に叩打衝壊すべく突出先端部
   に多数の尖鋭突部が形成された複数の回転叩打羽
   根を有する叩打衝壊手段と、該叩打衝壊手段の近
   接後方位置にシヨツトアルミを第２次的に細砕す
   る第２次衝壊手段とを備えたことを特徴とする脱
   酸用シヨツトアルミの製造装置。 ８ 前記第２次衝壊手段として、前記叩打衝壊手
   段に対向する先端部に尖鋭条部の形成された多数
   の衝壊棒を縦設したものである特許請求の範囲第
   ７項記載の脱酸用シヨツトアルミの製造装置。