JPS62205237A

JPS62205237A - アルミニウム溶湯の処理方法

Info

Publication number: JPS62205237A
Application number: JP4914986A
Authority: JP
Inventors: Shigemi Tanimoto; 谷本　繁美; Kazuo Toyoda; 一雄豊田
Original assignee: Showa Aluminum Corp
Current assignee: Altemira Co Ltd
Priority date: 1986-03-05
Filing date: 1986-03-05
Publication date: 1987-09-09
Anticipated expiration: 2010-07-12
Also published as: JPH0765125B2

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】産業上の利用分野この発明は、アルミニウム溶湯中から水素ガスおよび非
金属介在物を除去するアルミニウム溶湯の処理方法に関
する。

この明細書において、「アルミニウム」という語は、純
アルミニウムのほかにアルミニウム合金も含む意味で用
いられる。また、「不活性ガス」という語は、周期表の
アルゴンガス、ヘリウムガス、クリプトンガス、キセノ
ンガスの他にアルミニウムに対して不活性なチッ素ガス
等も含む意味で用いられる。

従来技術とその問題点鋳造前のアルミニウム溶湯には、好ましくない不純物と
して溶存水素ガスや、アルミニウムおよびマグネシウム
の酸化物などの非金属介在物が含まれている。上記水素
ガスおよび非金属介在物は、これらを含むアルミニウム
溶湯から得られた鋳塊おＪ：びこの鋳塊を材料として得
られた製品に欠陥を生じさける原因となる。そのため、
アルミニウム溶湯中から水素ガスｊ５よび非金属介在物
を除去する必要がある。そこで従来、これらを除去する
方法として、アルミニウム溶湯中に、不活性ガスや塩素
ガス等の処理ガスを気泡状態で吹込む方法が採用されて
いる。

ところが、人気中には水分が含まれているため、アルミ
ニウム溶湯の表面でアルミニウムと大気中の水分とが反
応しく２Ａ／＋３Ｈ２０→Ａ／２０ａ　＋３８２　）　
、その結果発生する水素が溶湯中に侵入するという問題
があった。通常、静置されたアルミニウム溶湯の表面は
、ちみつなアルミニウム酸化皮膜で覆われているので、
大気中の水分とアルミニウムとが反応することはない。

ところが、アルミニウム溶湯中に、不活性ガスや塩素ガ
スなどの処理ガスを気泡状態で吹込／νだ場合、溶混表
面に浮上してくる気泡ににつて溶湯表面が乱され、溶湯
表面を覆っているアルミニウム酸化皮膜が破られて、破
られた箇所からアルミニウム溶湯表面が人気に露出する
。そうすると、破られた箇所に新たな酸化皮膜が生成さ
れる前に、大気中の水分とアルミニウムとが反応して水
素ガスが発生し、この水素ガスがアルミニウム溶湯中に
侵入−づる。したがって、上記処理ガスを吹込むことに
よる水素ガス除去効率は悪いという問題があった。

この発明の目的は上記問題を解決したアルミニウム溶湯
の処理方法を提供することにある。

問題点を解決するための手段この発明によるアルミニウム溶湯の処理方法は、処理槽
内に入れられたアルミニウム溶湯中に処理ガスを気泡状
態で吹込んで、アルミニウム溶湯中から水素ガスおよび
非金属介在物を除、去するアルミニウム溶湯の処理方法
において、上記処理槽におけるアルミニウム溶湯の表面
よりも上方の雰囲気を、処ｙ１時の大気の露点よりも低
い露点の不活性ガスが満された雰囲気としてその状態を
維持しつつ上記処理を行なうことを特徴とするものであ
る。

上記において、アルミニウム溶湯中に気泡状態で吹込む
処理ガスとしては、ブッ素ガス、アルゴンガス、ヘリウ
ムガスおよびこれらの混合ガスなどの不活性ガス、塩素
ガス、フロンガスならびにこれらの混合ガスなど、アル
ミニウム溶湯中に含まれる溶存水素ガスおよび非金属介
在物の除去に有効なすべてのガスが用いられる。

アルミニウム溶湯中の水素は、処理ガスの気泡内に拡散
し、処理ガス気泡が溶湯中を通って溶湯表面まで浮上す
るにさいして処理ガス気泡により連行され、雰囲気中に
放出される。アルミニウム溶湯中の非金属介在物は、処
理ガス気泡によって溶湯表面のドロ２層まで運ばれる。

雰囲気中に放出された水素含有処理ガスおよび溶湯表面
に浮かんでいる非金属介在物を含むドロスは適当な公知
の方法によって除去される。なお、非金属介在物の除去
効率ｔま、この発明の方法で実施した場合ら、従来の方
法で実施した場合もほとんど変わらない。

また、上記におい、て、処理時の人気の露点よりし低い
露点の不活性ガスは、たとえば不活性ガスタンクまたは
ボンベから処理槽に送る途中で、乾燥剤が入れられた除
湿高肉を通過させることによって得られる。得られた不
活性ガスの露点は一３０℃以下であることが好ましいが
これに限定されるものではない。除湿器内に入れられる
乾燥剤としては、公知のものを用いることができるが、
その中でも合成ゼオライトを用いることが好ましい。ま
た、処理後のアルミニウム溶湯を、磁気ディスク、感光
ドラム、ボンディングワイヤ、レーザー・ビーム・プリ
ンタの回転多面鏡等の電子機器や、シンクロトロンの粒
子加速用パイプ、薄膜製造装置、表面分析装置、核融合
ｉｆａ等の真空用機器や、高純度アルミニウム箔や、航
空機などの製造に使用するさいには、処理後の溶湯中の
水素ガス聞は０゜１０ｃｃ／１００ｇ・Ａ／、特に粒子
加速用バイブの場合には０　、０５　ＣＣ／１００！ｉ
Ｆ・ＡＩ程度となっていることが要求される。したがっ
て、これらの場合には、処理槽内を満たす不活性ガスの
露点を一５０℃以下にするのがよい。

処理槽内におけるアルミニウム溶湯表面よりも上方の雰
囲気を、大気の露点よりも低い露点の不活性ガスが満た
された雰囲気としてその状態で維持するための具体的方
法としては、処理作業中上記不活性ガスを外部から連続
的また間欠的に上記雰囲気に供給するか、処理槽の密閉
度を島めて処理前に供給した上記露点の低い不活性ガス
が洩れないようにしておき、処理作業中ずつと上記雰囲
気が保たれるようにする。

実　　施　　例以下、この発明の実施例を比較例とともに図面を参照し
ながら説明する。

実施例１〜３および比較例１この実施例および比較例は第１図に示す装置を用いて行
なったものである。第１図において、水素ガスおよび非
金属介在物を含んでいる処理すべきアルミニウム溶湯（
１）は溶湯処理槽（２）内に、溶５（１）表面が槽（２
）の上端よりも若干下方にくるように入れられている。

処理槽（２）の上端間口は蓋（３）で密閉されている。

蓋（３）の中央には孔（４）があけられており、この孔
（４）が着脱自在の栓（５）で密閉されている。孔（４
）の大きさは後述する回転子（１０）が通るような大き
さである。栓（５）の中央部に貫通孔（６）があけられ
、この貫通孔（６）に回転自在な回転軸（７）が通され
ている。回転軸（７）はモータ（８）によって回転させ
られるようになっている。回転軸（７）の内部には長手
方向に伸びる処理ガス供給路（９）が設けられている。

ガス供給路（９）の上端は図示しない処理ガス供給装置
に接続されている。回転軸（７）の下端部は処理槽（２
）内の底部近くまで伸びており、その先端に回転子（１
０）が取付けられている。回転子（１０）の下面中央部
には、上端にて処理ガス供給路（９）に連なった処理ガ
ス吹出口（１１）が形成されている。また、回転子（１
０）の円面には、円周方向に所定間隔をおいて複数の縦
）ｉ（１２）が設けられている。縦溝（１２）の上端は
回転子（１０）の上面に開口し、下端は下面に開口して
いる。また、孔（４）の右側において、大気の露点より
も低い露点を有する不活性ガス（以下乾燥不活性ガスと
いう）を処理槽（２）内に供給する乾燥不活性ガス供給
？２（１３）が蓋（３）を貫通して配置されている。供
給管（１３）は、図示しない乾燥不活性ガス供給装置に
接続されている。また、孔（４）の左側において、排気
管（１４）が蓋（３）を貫通して配置されている。

排気管（１４）は、この発明の処理を開始するにあたり
、予め供給管（１３）を通して処理槽（２）内に供給さ
れる乾燥不活性ガスによって処理層（２）内から追い出
される、元々処理槽（２）内に存在した大気と、処理作
業の間中処理槽（２）内に送り込まれる乾燥不活性ガス
のうちの過剰なものと、処理ガスの過剰なものとを処理
層（２）内から外部に排出するだめのものである。

このような装置を使用し、処理槽（２）内に純度９９　
、９９＊ｔ％　（Ｄフルミニラム溶湯（１）を５００　
Ｋｇ入れて７００〜７３０℃に保持しておき、この溶湯
（１）よりも上方の雰囲気に供給管（１３）を通して第
１表に示す露点を有する乾燥Ｎ２ガスまたは乾燥してい
ないＮ２ガス（露点１５℃）を供給しつつ、モータ（８
）により回転軸（７）を軸線のまわりに回転させること
により回転子（１０）を回転させながら、吹出口（１１
）からアルミニウム溶湯（１）中にＡｒからなる処理ガ
スを吹き込むことによってアルミニウム溶湯（１）に、
第１表に示す条件で水素ガス除去処理を施した。

（以下余白）処理ガスの吹き込みは、処理ガス供給装置から処理ガス
供給路（９）を通して処理ガスを送り込むことによって
行なった。処理ガスは、処理ガス吹出口（１１）の下端
開口から回転子（１０）の底面に供給される。そして、
回転子（１０）の回転により生じる遠心力および縦溝（
１２）の作用によって、回転子（１０）の周縁から微細
な気泡状とされた処理ガスがアルミニウム溶湯（１）の
全体にいきわたるように放出される。

その後、溶湯（１）中からの水素ガス除去効率を調べる
ために、テレガス法によって処理前後の溶湯中の水素ガ
ス量を測定した。このようにして、水素ガス除去処理ｒ
ＸＩ間と処理後の溶湯中の水素ガス量との関係を調べた
。その結果を第２図にまとめて示す。

実施例４〜６および比較例２処理槽（２）内にＡ６０６３合金の溶湯（１）を５００
　ＫＱ入れたこと、および水素ガス除去処理条件が第２
表に示す通りであることを除いては、上記実施例１〜３
および比較例１と同様に水素ガス除去処理を行なった。

そして、上記実施例１〜３および比較例１と同様に水素
ガス除去処理時間と処理後の溶湯中の水素ガス量との関
係を調べた。その結果を第３図にまとめて示す。

（以下余白）第２図および第３図から明らかなように、処理槽（２）
における溶湯（１）よりも上方の雰υＢ気に乾燥不活性
ガスを供給しながら水素ガスの除去処理を行なった場合
には、乾燥していない不活性ガスを供給しながら水素ガ
スの除去処理を行なった場合に比べて除去効率は飛躍的
に向上している。また、供給する乾燥不活性ガスの露点
が低いほど、換言すれば乾燥不活性ガス中の水分量が少
ないほど水素ガスの除去効率が向上している。

発明の効果この発明の処理方法によれば、処理槽内に入れられたア
ルミニウム溶湯中に処理ガスを気泡状態で吹込んで、ア
ルミニウム溶湯中から水素ガスおよび非金属介在物を除
去するアルミニウム溶湯の処理方法において、上記処理
槽におけるアルミニウム溶湯の表面よりも上方の雰囲気
を、処理時の大気の露点よりも低い露点の不活性ガスが
満された雰囲気としてその状態を維持しつつ上記処理を
行なうことを特徴とするものであるから、処理槽内のア
ルミニウム溶湯の表面よりも上方の雰囲気中の水分量が
、上記露点の低い不活性ガスを供給しない場合の上記雰
囲気中の水分量よりも少なくなる。したがって、上述し
た２Ａ１＋３Ｈ２０→Ａ１２０３　＋３Ｈ２という反応
の結果生じる水素量が少なくなり、溶湯中に侵入する水
素量も減少して水素ガス除去効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法の実施に用いる装置の垂直断面
図、第２図は第１図に示す装置を用いて高純度アルミニ
ウム溶湯に水素ガス除去処理を施した場合の処理時間と
処理後の溶湯中の水素ガス量との関係を示ずグラフ、第
３図は第１図に示す装置を用いてＡ６０６３合金溶渇に
水溶湯ス除去処理を施した場合の処理時間と処理後の溶
湯中の水素ガス量との関係を示すグラフである。（１）・・・アルミニウム溶湯、（２）・・・処理槽。以　　上外４名処理時藺（分）

Claims

【特許請求の範囲】

処理槽内に入れられたアルミニウム溶湯中に処理ガスを
気泡状態で吹込んで、アルミニウム溶湯中から水素ガス
および非金属介在物を除去するアルミニウム溶湯の処理
方法において、上記処理槽におけるアルミニウム溶湯の
表面よりも上方の雰囲気を、処理時の大気の露点よりも
低い露点の不活性ガスが満された雰囲気としてその状態
を維持しつつ上記処理を行なうことを特徴とするアルミ
ニウム溶湯の処理方法。