JPS6116406B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、溶鋼中に含まれる多量の酸素を脱酸
処理するのに用いられる脱酸用シヨツトアルミ及
びその製造法に関する。

〔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ものである。この酸
化精練の過程に於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。
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、キルド鋼又はセミキルド
鋼を造塊する上で脱硫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、溶鋼上のスラ
グを除去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
いは所謂ボタンシヨツト方式、即ち溶融アルミニ
ウムを雨垂れ状態に垂れ落としてこれを凝固させ
ることによつて製造するものであつた。

然るに、上記従来の製造方法では、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得られた第１２図のシヨツト
アルミは、何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
比較的時間がかかり、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遅れと相俟
て完全に溶融されないまま溶鋼上に浮上してスラ
グと共に除去されるので、アルミの歩留まりは非
常に悪いものであつた。

〔発明の目的〕

本発明は、上記従来の問題点を解決するために
なされたものであつて、シヨツトアルミの生産性
を大巾に向上させると共に、シヨツトアルミの酸
化反応時間を短縮して各シヨツトアルミの歩留ま
りを向上させた画期的な脱酸用シヨツトアルミ及
びその製造法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は、周
側面に結晶界面が露出した複雑な多数の凹凸部が
形成されている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
法は、溶融アルミニウムが帯状に継続的に低速で
送られ、その途中の時点で凝固したアルミニウム
薄板の先端部を、凝固後の高温保有状態で板幅に
対して直角方向から高速連続的に叩打衝壊するこ
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
法は、溶融アルミニウムが帯状に継続的に低速で
送られ、その途中の時点で凝固したアルミニウム
薄板を、所定の高温加熱域を一旦通過させて高温
保有状態に維持した後、アルミニウム薄板の先端
部を板幅に対して直角方向から高速連続的に叩打
衝壊することを特徴とするものである。

〔実施例〕

本第１発明及び第２発明の実施例について説明
すれば、第１図及び第２図に於いて、１は回転軸
２によつて時計方向に低速回転する大径のドラム
であつて、該ドラム１の内部に冷却水循環用通路
３が設けられ、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に保たせて
ある。５は溶融アルミ注出口６を他周壁部より低
位に設けて前記ドラム１の外周面に近接させた取
鍋である。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る。この叩打衝壊手段７は
反時計方向に回転する回転軸９と、該回転軸９に
一体的に嵌着した基筒体１０と、該基筒体１０の
外周部に放射状に突設した複数の叩打羽根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縦設した各衝壊棒１
４の前記叩打衝壊手段７対向先端部に尖鋭条部１
５を形成して構成されている。１６は前記叩打衝
壊手段７及び第２次衝壊手段１３の下方に一端近
傍部を配設したベルトコンベア、１７は前記ベル
トコンベア１６の他端部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。この時点の溶融アルミニ
ウムの湯温は約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、前記ドラム１は時計方向に
低速回転しているから前記帯状の溶融アルミニウ
ムをドラム上周面上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
るのでドラム上周面上の所定の地点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
融アルミニウムの凝固温度は約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の外周面上から離れて所定方向に前進
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、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、各叩打羽根１１の先
端尖鋭突部１２によつて板幅に対して直角方向
（実施例では上下方向）から順次連続的に叩打細
砕して小粒上のシヨツトアルミにする。このシヨ
ツトアルミの一部は前記叩打衝壊手段７の下方に
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り、叩打
衝壊手段７の後方近接位置に立設された第２次衝
壊手段１３の各尖鋭条部１５に対して強力に衝突
して破壊され、更に微細化して落下する。そし
て、ベルトコンベア１６上に落下したシヨツトア
ルミは所定方向に搬送された後、シヨツトアルミ
篩別機１７の内部へ落下し、該篩別機１７によつ
てシヨツトアルミの大きさの大小に応じて篩い別
けられ、任意に保管収納される。

上記の製造方法によつて製造されたシヨツトア
ルミは、第７図に示す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の上周面上に載置した状態
で随走させた際、凝固時に於いてアルミニウム薄
板内部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
板内部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
しておらず脆弱であるから、方向性をもつた前記
柱状晶の界面から容易に割れて周側面が所謂ギザ
ギザ形状のシヨツトアルミが得られるのである。

尚、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が、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
生じて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ので、このアルミ
ニウム薄板を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周側面に所謂
ギザギザ形状を有する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結
晶界面が露出するからであり、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
が粗いが、柱状晶の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１８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。それ
故、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無いことに基因し
て比較的大きな単体の周側面に所謂ギザギザ形状
を有する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、結晶密度が密であるが、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
１８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１８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
小に応じて用途別に使い分ければよい。

第４図は本第３発明の実施例を示したものであ
る。本発明においては、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１９の内部に一旦通過させて高温保
有状態に維持した後、炉通過直後のアルミニウム
薄板の先端部を板幅に対して直角方向から高速連
続的に叩打衝壊させるように構成したものであ
る。その他の構成については、前述した第２発明
と同様である。

本発明を実施することによつて、叩打衝壊手段
７へ移送されるアルミニウム薄板には、凝固して
間のない温度すなわち600℃前後の温度を確実に
帯有させることが可能となる。

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。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、且つ叩打衝壊時に於ける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のシヨツトアルミを得るこ
とができる。

尚、前記叩打衝壊手段７及び第２次衝壊手段１
３の具体的な叩打衝壊寸法については問うもので
はない。また叩打衝壊手段７には衝壊機能も充分
に具備しているので、前記第２次衝壊手段１３の
存否についても問わない。

〔発明の効果〕

本発明に係る脱酸用シヨツトアルミ及びその製
造法によれば、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) ドラムから送られて来た凝固後のアルミニウ
ム薄板を、高温保有状態のままその先端部から
順次連続的に叩打衝壊して小粒状のシヨツトア
ルミを製造するので、シヨツトアルミの製造能
率が極めて高く、生産性の向上に基因して大巾
なコストダウンを促す。

(b) 殊に、本発明の製造法では溶融アルミニウム
から小粒状のシヨツトアルミを製造するまでの
工程が一貫生産であるから、上記(a)の効果は顕
著である。

(c) 溶融アルミニウムが送られる途中で凝固して
形成されたアルミニウム薄板を、所定の高温加
熱域を一旦通過させて高温保有状態に維持した
後、アルミニウム薄板の先端部を叩打衝壊する
ことにより、叩打衝壊工程に到るアルミニウム
薄板には、凝固して間のない最適温度を確実に
帯有させることが可能となる。

(d) アルミニウム薄板を叩打衝壊することによつ
て薄板内部の結晶界面が割断されるので、アル
ミニウム薄板に対する叩打衝壊が容易となり、
これにより叩打衝壊手段にさほど無理な負担荷
重を与えない。

(e) しかも、凝固直後の約600℃の温度を保有し
たアルミニウム薄板を叩打衝壊するので、上記
(d)の効果を一層助長する。

(f) 上記の製造法によつて製造されたシヨツトア
ルミは、その周側面に結晶組織の界面が露出し
た多数の凹凸部が形成され、所謂ギザギザの周
側面形状を有する。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、各シヨツトアルミ外表面から
急速に溶融して鋼中酸素と素早く反応し、投入
されたシヨツトアルミの全てが溶解され酸化反
応して鋼中酸素を除去するものである。従つ
て、シヨツトアルミの歩留まりは非常に高く、
極めて経済的に優れるものである。

【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図の変形実施例の側
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に係るシヨツトアルミ単体の
拡大斜面図、第１１図及び第１２図は従来例のシ
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、１３は第２次衝壊
手段、１４は衝壊棒、１８は遮熱層、１９は加熱
炉である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 周側面に結晶界面が露出した複雑な多数の凹
   凸部が形成されていることを特徴とする脱酸用シ
   ヨツトアルミ。 ２ 溶融アルミニウムが帯状に継続的に低速で送
   られ、その途中の時点で凝固したアルミニウム薄
   板の先端部を、凝固後の高温保有状態で板幅に対
   して直角方向から高速連続的に叩打衝壊すること
   を特徴とする脱酸用シヨツトアルミの製造法。 ３ 前記アルミニウム薄板の先端部を凝固直後に
   叩打衝壊する特許請求の範囲第２項記載の脱酸用
   シヨツトアルミの製造法。 ４ 溶融アルミニウムが帯状に継続的に低速で送
   られ、その途中の時点で凝固したアルミニウム薄
   板を、所定の高温加熱域を一旦通過させて高温保
   有状態に維持した後、アルミニウム薄板の先端部
   を板幅に対して直角方向から高速連続的に叩打衝
   壊することを特徴とする脱酸用シヨツトアルミの
   製造法。