JPS62297422A - Ａｌ又はＡｌ合金溶湯の脱ガス法及びその装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明はＡｌ又はＡｌ合金溶湯の脱ガス技ｔＩｑの改良
に関するものである。

（従来の技術） Ａｌ又はＡｌ合金の溶解、鋳造においては、溶湯中の水
素等のガス、介在物の除去を目的とする溶湯処理は不可
欠なプロセスとなっている。特に展伸用材料の薄肉化の
傾向に伴い、従来問題とされなかったような低レベルの
脱ガス処理が望まれている。

従来、かかる脱ガス法としては、フラックスフィーダー
法、真空脱ガス法、ポーラスプラグ法、スニフ法（Ｓ　
Ｎ　Ｉ　Ｆ）、アルピュア法（Ａ　Ｌ　Ｐ　Ｕ　Ｒ）等
々が知られている。就中、吹込みガスの微細化気泡によ
る脱ガス原理に基づくポーラスプラグ法、スニフ法及び
アルピュア法が多用されつつある。

（発明が解決しようとする問題点） しかし乍ら、ポーラスプラグ法の場合、脱ガス能力が０
　、１３　ｃｃ／　１００ｇＡ　Ｑ程度で高くなく、し
かも装置が高価であると共に使用に伴い孔径が大きくな
るので寿命が短く、更にプラグの変換も容易でないとい
う問題がある。

これに対し、特殊構造の回転ノズルを利用し、回転子の
せん所作用により分断された溶湯流れにガスを吹込んで
ガス泡を微細化するスニフ法（特公昭５２−３６４８７
号参照）や遠心力を利用してガス泡を微細化するアルピ
ュア法は、脱ガス能力は良好であるが、装置が複雑で高
価であり、固定式でパッチ炉タイプでの脱ガスを行うこ
とができない、特に回転ノズルの構造が複雑であり、ス
ニフ法の場合、回転ノズルは固定子の中に回転軸を装着
し、この回転軸の下部に回転子を取付けた構造で、更に
固定子の下部に下向きの溶湯流れを誘起させるための垂
直溝を周方向に多数形成すると共に、回転子にも垂直翼
を形成し、下向きの溶湯流れをこれにＡｒガスを水平方
向に吹込みつつ垂直翼の回転で微細化しようとする構成
である。

またアルピュア法の場合、固定子は必要としないものの
、回転子の底部から側面に貫通する溝を形成し、これに
より溶湯流れを遠心力で側方に誘起してガスを細分化し
ようとする構成である。

なお、上記回転ノズル構造の複雑さを解消するために回
転子の底面中央にガス吹込口を設は或いは底面中央から
放射状に溝を設ける方式が提案されているが（特開昭５
７−３２７２３号参照）、回転ノズルの回転数を７００
〜３０００ｒｐｍの如く大きくしなければ供給ガスの細
分化作用が期待できない等の欠点がある。

本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、パッチ式の脱
ガスが可能で、しかも簡易で、かつ、高耐用寿命の構成
により、Ａｆｉ又はＡｌ合金溶湯の脱ガスレベルを向上
でき、低コストに脱ガスを可能とする方法並びに装置を
提供することを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明では、Ａｌ又はＡｌ合
金溶湯中に非酸化性ガスを下向きに吹込み、上昇するガ
ス泡を羽根状回転体の羽根部の回転によりせん断して微
細化せんとするものである。

すなわち、本発明に係るＡｎ又はＡｌ合金溶湯の脱ガス
法は、非酸化性ガスを供給する通路を有する回転シャフ
トと該シャフト下部に設けた下向き吹込孔付き羽根状回
転体とを有するガス吹込回転体を該溶湯中で５０〜５０
０ｒｐｍで回転させつつ、非酸化性ガスを吹込孔から溶
湯中に下向きに吹込み、可及的に半径方向外方に移動さ
せつつ上昇するガス泡を該回転体の羽根部により微細化
することを特徴とする方法である。

また、上記方法を実施するための装置に係る本発明は、
Ａｌ又はＡＩ２合金溶湯を収容する容器と、該容器の上
部に着脱自在に設けた蓋体と、該蓋体に取付けられ、非
酸化性ガスを供給する通路を有する回転シャフトと、該
シャフトの下部に設けられ、下向きに非酸化性ガスを吹
込む吹込口を底面に有する羽根状回転体とを有すること
を特徴とする脱ガス装置である。

以下に本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。

（実施例） 第１図は本発明法を実施する際に用いる脱ガス装置の一
例を示している。

図中、１はＡｆｉ又はＡｌ合金溶湯を収容するルツボ炉
１反射炉などの容器であり、通常、鉄製ルツボからなっ
ている。この容器の上部フランジには、蓋体２が着脱自
在に設けられるが、この蓋体２は後述の如く脱ガス装置
を容器１に載置する際に位置固定の作用を兼ねている。

蓋体２の略中夫には、取付板支持柱３が設けてあり、該
支持柱３の上部には駆動用モーター（例、エアーモータ
ー）の取付板４が、また下部には回転軸受部５が取付ら
れている。

回転軸受部５は、その下部にスラストベアリング６を有
し、これにより回転シャフト取付全県７を介して回転シ
ャフト８を回転自在に支持している１回転シャフト８の
上部は回転軸受部５より上方に延在し、その頂部には、
ガス吹込みパイプ９を備えた回転ユニオン１０が装着さ
れていると共にモータージヨイント１１が取付けられて
おり、このモータージヨイント１１はモーター取付板４
に取付ける駆動用モーターの駆動軸（図示せず）と着脱
自在となっている。

回転シャフト８は、その中に非酸化性ガスを供給するた
めの通路１２を有し、この通路１２の上部はガス吹込み
パイプ９に連通し、他方、その下部は羽根状回転体１３
のガス吹込口に連通している。

羽根状回転体１３は１回転シャフト８の下部に適宜の固
定手段（例、ねじ）により着脱自在に取付けられており
、複数個の羽根部、好ましくは周方向に等間隔に配した
４個の羽根部を有している。

なお、回転シャフト８及び羽根状回転体１３はＳｉ、Ｎ
、等の耐熱材料で構成されている。

各羽根部は、羽根状回転体１３の中心から放射状に延在
し、その軸方向に同一乃至漸減する板幅を有すると共に
好ましくは漸減する肉厚を有する形状をもっている。相
隣り合う羽根部の付根は適当な曲率にて連続した形状に
するのが好ましい。

第２図（ａ）、（ｂ）は羽根状回転体１３の一例を示し
ている。本実施例の場合、羽根状回転体１３の各羽根部
１４は、先端に向かって漸減する板幅を有し、かつ、略
同−の肉厚の形状を有し、その底面は平坦面をなしてい
る。但し、中央には、ガス吹込口１５が設けられており
、回転シャフト８の通路１２に直管形式で連通している
。この構成により、ガス吹込みパイプ９から供給された
非酸化性ガスは、回転シャフト８の通路１２を介して吹
込口１５から下方向に溶湯中に吹込まれる。吹込まれた
ガスはガス泡となり、各羽根部１４の先端方向に向かっ
て移動し、各羽根部間にて上昇する。

その際、各羽根部１４は回転しているため、上昇しつつ
あるガス泡を分断し、したがって微細化することができ
る。一方、溶湯は羽根部１４の回転によって攪拌されて
いるので、微細化したガス泡と効果的に混合され、脱ガ
スが図られる。

第３図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は羽根状回転体１３の他
の実施例を示している。この場合、各羽根部１４は先端
方向に向かって漸減する板幅を有し、かつ。

高さも先端に向かって漸減する形状をもっている。

但し、第３図（ｂ）に示すように、ガス吹込口１５を形
成するため、各羽根部１４は下方に開放された開口１６
を有する断面形状をもち、各開口１６は中央にて互いに
接続して回転シャフト８の通路１２に連通している。こ
の構成により、回転シャフト８の通路１２を介して供給
された非酸化性ガスは、中央から各羽根部１４の開口１
６内を先端方向に向かって移動し、第２図に示した構造
の場合よりも中央から雛れた位置にて溶湯中に吹込まれ
、上昇し、したがって、一層回転速度の大きい各羽根部
の先端より部分でガス泡の分断、微細化が達成され、脱
ガス効果が向上する。

第４図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は羽根状回転体１３の他
の実施例を示している。第３図に示した例と異なる点は
、各羽根部１４は等しい板幅で、開口の形状が相違して
いる点である。すなわち、各羽根部１４の断面は、第４
図（ｃ）に示すように、回転シャフト８の通路１２に連
通する開口が中央にて各羽根部方向に屈曲し延在し、先
端より部分でのみ複数個所にて下方向に開口し、ガス吹
込口１５を形成している。但し、吹込口１５は第４図（
ｂ）に示す如く゛羽根状回転体の回転方向下流側で斜め
下方向に開口せしめるのが好ましい。この構成によれば
、回転シャフト８の通路１２を介して供給された非酸化
性ガスは、可及的に中央から各羽根部の先端よりに確実
に移動させ、溶湯中に吹込むことが可能となり、しかも
、回転方向下流側で斜め下方向に吹込むのでガス泡の上
昇を促進し、したかって回転速度の大きい各羽根部の先
端よりも部分で分断、微細化する作用が大きくなる。

次に本発明法の脱ガス条件について説明する。

Ａｌ又はＡｌ合金溶湯に吹込むガスとしては、非酸化性
ガスを用い、例えば、Ｎ２、Ａｒ、ＣΩ２、ｃｏ又はこ
れらの任意の混合ガスを挙げることができる。吹込み量
は適宜法めることができ、例えば、Ｎ２の場合、１５〜
３０　ｆｉ／ｗｉｎ程度とする。

回転シャフトは、エヤーモーターで駆動する場合、５〜
７　ｋｇ／ｃｎｆの圧縮空気で回転され、回転数は、エ
ヤー供給量の調節により、５０〜５００ｒｐ閣の間で任
意に設定されるが、１５０〜３５０ｒｐ■の回転数が望
ましい１回転数が低いと吹込みガスの分断、微細化効果
が十分得られないと共に溶湯の攪拌効果も不十分となる
。しかし１回転数が高すぎると容器内の湯面が大きく波
打ち、蓋体及び回転シャフト支持部に溶湯が飛散して損
傷したり、溢流の危険があるので、望ましくない。

なお、本装置はＡｆｌ又はＡｌ合金の溶解、製錬容器、
例えば反射炉の貯湯室に、或いはルツボ炉などに脱ガス
装置全体をクレーン、ホイスト、リフト等にて吊り上げ
、移動してセットすることができ、バッチ炉タイプでの
脱ガスが可能である。

史反虹 アルミホイール用合金（ＡＣ４ＣＨ）を反射炉にて溶解
後、フォークリフト取鍋にて脱ガス用ルツボ炉に移湯し
た。このルツボ炉上に第１図に示した脱ガス装置を移動
し、吹込みガスを供給しながら羽根状回転体及び回転シ
ャフト部をルツボ炉内の溶湯中に静かに浸漬し、セット
完了後、回転を開始した。なお、脱ガス条件は以下のと
うりにした。

溶湯量：５００ｋｇ Ｎ２吹込量：　２５　Ｑ　／ｗｉｎ 吹込時間　＝２５分 回転数：３００ｒｐｍ 脱ガス終了後、回転を止めて引上げ、吹込みガスは引上
げ完了後に供給を停止した。浸漬中に吹込みガスの供給
を停止すると１回転シャフト中の吹込み孔内で溶湯が凝
固する恐れがあるので、この点に留意した。

ソノ結果、脱ガス前Ｌニー０．２０〜０．２５ｃｃ／１
００ｇＡ　Ｑのガス量（テレガス測定値）は、脱ガス後
は０．０９〜０．１１ｃｃ／１００ｇＡｌに低減された
。

（発明の効果） 以上詳述したように１本発明によれば、Ａｌ又はＡｆ１
合金溶湯の脱ガスレベルを大幅に低減することができ、
しかも脱ガス装置が簡易で持ち運びによりバッチ炉タイ
プで脱ガスができると共に、耐用寿命も延長化でき、脱
ガスの低コスト化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法の実施に用いる脱ガス装置の一例を示
す断面図、 第２図（ａ）、（ｂ）、第３図（ａ）　〜（ｅ）及び第
４図（ａ）〜（ｃ）は各々本発明の異なる実施例に係る
羽根状回転体を示す図で、 第２図（ａ）、第３図（ａ）及び第４図（ａ）は平面図
、第２図（ｂ）は第２図（ａ）のＡ−Ａ部分断面図、第
３図（ｂ）は第３図（ａ）のＢ−Ｂ断面図、第３図（Ｃ
）は第３図（ａ）のＣ−Ｃ部分断面図、第４図（ｂ）は
第４図（ａ）のＤ−Ｄ断面図、第４図（Ｃ）は第４図（
ａ）のＥ−Ｅ部分断面図である。 １・・・溶湯収容容器、　２・・・蓋体、３・・・取付
板支持柱、　４・・・モーター取付板、５・・・回転軸
受部、　　　６・・・スラストベアリング。 ７・・・回転シャフト取付金具、 ８・・・回転シャフト、　９・・・ガス吹込みパイプ、
１０・・・回転ユニオン、１１・・・モータージヨイン
ト、１２・・・ガス供給通路、１３・・・羽根状回転体
、１４・・・羽根部、　　　１５・・・ガス吹込口。 特許出願人　　　株式会社神戸？５錆所同　　　　　株
式会社若尾精錬所 同　　　　　株式会社加藤−製作所 代理人弁理士　　中　　村　　　尚 第１図 ム 第２図 （ｂ） １ム （Ｃ） （Ｃ）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ａｌ又はＡｌ合金溶湯中に非酸化性ガスを吹込ん
   で脱ガスを図る方法において、非酸化性ガスを供給する
   通路を有する回転シャフトと該シャフト下部に設けた下
   向き吹込孔付き羽根状回転体とを有するガス吹込回転体
   を該溶湯中で５０〜５００ｒｐｍで回転させつつ、非酸
   化性ガスを吹込孔から溶湯中に下向きに吹込み、可及的
   に半径方向外方に移動させつつ上昇するガス泡を該回転
   体の羽根部により微細化することを特徴とするＡｌ又は
   Ａｌ合金溶湯の脱ガス法。
2. （２）Ａｌ又はＡｌ合金溶湯中に非酸化性ガスを吹込ん
   で脱ガスを図る脱ガス装置において、Ａｌ又はＡｌ合金
   溶湯を収容する容器と、該容器の上部に着脱自在に設け
   た蓋体と、該蓋体に取付けられ、非酸化性ガスを供給す
   る通路を有する回転シャフトと、該シャフトの下部に設
   けられ、下向きに非酸化性ガスを吹込む吹込口を底面に
   有する羽根状回転体とを有することを特徴とするＡｌ又
   はＡｌ合金溶湯の脱ガス装置。
3. （３）前記吹込口は、羽根状回転体の中心部に設けた特
   許請求の範囲第（２）項記載の装置。
4. （４）前記吹込口は、羽根状回転体の中心部から各羽根
   部の長手方向に延在して下方に開口した空間部よりなる
   特許請求の範囲第（２）項記載の装置。
5. （５）前記吹込口は、羽根状回転体の中心部から各羽根
   部の長手方向に延在する空間部を介して該空間部の可及
   的に先端よりで下向きに設けてなる特許請求の範囲第（
   ２）項記載の装置。