JPS63162822A - Revolving cooling body for purifying device of metal - Google Patents

Revolving cooling body for purifying device of metal

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JPS63162822A
JPS63162822A JP61313247A JP31324786A JPS63162822A JP S63162822 A JPS63162822 A JP S63162822A JP 61313247 A JP61313247 A JP 61313247A JP 31324786 A JP31324786 A JP 31324786A JP S63162822 A JPS63162822 A JP S63162822A
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cooling body
aluminum
molten aluminum
molten metal
crucible
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Yoshitatsu Otsuka
良達 大塚
Shigemi Tanimoto
谷本 繁美
Kazuo Toyoda
一雄 豊田
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Altemira Co Ltd
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Showa Aluminum Corp
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Abstract

PURPOSE:To prevent the furious rippling on a molten metal surface and to reduce the amount of the sludge coming out, by making the submerged part of a revolving cooling body under the surface of a molten metal in such a way that the upper part of the submerged part is expanded downwards so as to be a downward guiding part for molten metal. CONSTITUTION:A specified amount of melted Al 4 is put in a crucible 1, and the revolving cooling body 2 is submerged so as to position the molten metal surface at the place between the upper end and the max. diameter part 2a of the revolving body 2 so that the part between the upper end and the max. diameter part 2a works as the downward guiding part 6 for the molten Al. And the inner peripheral part of the part between the upper end and the max. diameter part 2a is covered with an insulating material 7. Then, the revolving cooling body 2 is revolved while a cooling liquid is supplied to the inner part of the revolving cooling body 2 with the result that an Al nodule I of high purity is formed on the outer peripheral part lower than the max. diameter part 2a. At this time, downward streams are generated along the direction as shown by arrow A to prevent the furious rippling on the molten metal surface and the sludge consisting of Al2O3 produced by the reaction between Al and O2 in the air is reduced.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、共晶系不純物を含むアルミニウム、ケイ素
、マグネシウム、鉛、亜鉛等の各種金属を精製してより
高純度の金属を製造する装置に用いられる回転冷却体に
関する。
[Detailed Description of the Invention] Industrial Application Field The present invention is used in an apparatus for producing metals of higher purity by refining various metals containing eutectic impurities such as aluminum, silicon, magnesium, lead, and zinc. The present invention relates to a rotary cooling body.

従来技術とその問題点 たとえば、アルミニウムと共晶を生成する不純物を含む
精製すべきアルミニウムを、偏析凝固の原理を利用して
、より高純度に精製する方法が知られている。そして、
このような方法の実施に使用する装置としては、第7図
に示すように、溶融アルミニウム(4)を保持するため
のるつぼ(1)と、るつぼ(1)内に入れられかつ溶融
アルミニウム(4)中に浸漬される回転自在の回転冷却
体(30)とよりなり、回転冷却体(30)が上端から
下方に向って徐々に細くなったテーパ状となされたもの
が用いられている。そして、アルミニウムを溶融した後
、この溶融アルミニウム(4)をるつぼ(1)内に入れ
るとともに常にその凝固温度を越えた温度に加熱保持し
ておき、この加熱された溶融アルミニウム(4)中に冷
却体(30)を浸漬し、この冷却体(30)の表面温度
を上記凝固温度以下に保持し、この冷却体(30)を回
転させて凝固界面近傍に排出された不純物を分散混合さ
せることにより、液相中における凝固界面近傍の不純物
濃化層の厚さを薄くし、その結果上記不純物濃化層での
液相中の温度勾配を大きくしながら、冷却体(30)の
周面により純度の高いアルミニウムを晶出させることに
よりアルミニウムを精製するようになっている。上記に
おいて、液相中における凝固界面近傍の不純物濃化層の
厚さを薄くし、その結果上記温度勾配を大きくして精製
効率を向上するためには、冷却体(30)と溶融アルミ
ニウム(4)との相対速度が大きくなることが条件の1
つである。しかしながら、冷却体(30)の回転に伴っ
て溶融アルミニウム(4)も冷却体の回転方向と同方向
に流れて渦流が発生するので、上記相対速度の増大には
限度があり、精製効率の向上にも限度がある。しかも冷
却体(30)の回転数を大きくすれば遠心力が増大して
冷却体(30)の周面に晶出した高純度アルミニウムが
付着しにくくなって生産性が低下するという問題がある
Prior Art and its Problems For example, a method is known in which aluminum to be purified, which contains impurities that form eutectic with aluminum, is purified to a higher purity by utilizing the principle of segregation solidification. and,
As shown in FIG. 7, the apparatus used to carry out such a method includes a crucible (1) for holding molten aluminum (4), and a crucible (1) for holding molten aluminum (4). ), and the rotary cooling body (30) has a tapered shape that gradually becomes thinner downward from the upper end. After melting the aluminum, the molten aluminum (4) is placed in the crucible (1) and kept heated to a temperature that exceeds its solidification temperature, and then cooled into the heated molten aluminum (4). By immersing the cooling body (30), maintaining the surface temperature of the cooling body (30) below the solidification temperature, and rotating the cooling body (30) to disperse and mix the impurities discharged near the solidification interface. , the thickness of the impurity-concentrated layer near the solidification interface in the liquid phase is reduced, and as a result, while increasing the temperature gradient in the liquid phase at the impurity-concentrated layer, purity is increased by the circumferential surface of the cooling body (30). Aluminum is refined by crystallizing aluminum with high aluminum content. In the above, in order to reduce the thickness of the impurity concentrated layer near the solidification interface in the liquid phase and thereby increase the temperature gradient to improve purification efficiency, the cooling body (30) and the molten aluminum (4 ) The condition is that the relative speed with respect to
It is one. However, as the cooling body (30) rotates, the molten aluminum (4) also flows in the same direction as the rotational direction of the cooling body, creating a vortex, so there is a limit to the increase in the relative speed, and the improvement in refining efficiency is limited. There are also limits. Moreover, if the rotational speed of the cooling body (30) is increased, centrifugal force increases, making it difficult for crystallized high-purity aluminum to adhere to the circumferential surface of the cooling body (30), resulting in a decrease in productivity.

そこで、この問題を解決するために、るつぼ(1)の内
周面に、溶融アルミニウム流速低下用邪魔板(3)が円
周方向に所定間隔をおいて複数設けられている装置が考
えられた(実公昭61−38912号公報参照)。この
装置では、精製効率の一層の向上が図れるが、次のよう
な問題が生じる。すなわち、邪魔板(3)が存在すると
、上記流速が部分的に異なり、その結果、第7図に矢印
(E)で示すような冷却体(30)の周面に沿う溶融ア
ルミニウム(4)の上昇流が発生して液面が激しく波立
ち、溶融アルミニウム(4)中に空気が巻込まれ、この
空気とアルミニウムとが反応してA/203からなる滓
が大量に発生する。したがって、除滓作業が必要となる
とともに、上記滓が飛散してるつぼ(1)の内面に付着
し、作業に支障をきたす。さらに、大量の滓が発生する
結果、精製効率を低下させるおそれがある。
Therefore, in order to solve this problem, a device was devised in which a plurality of baffles (3) for reducing the flow rate of molten aluminum are provided on the inner peripheral surface of the crucible (1) at predetermined intervals in the circumferential direction. (Refer to Utility Model Publication No. 61-38912). Although this apparatus can further improve purification efficiency, the following problems arise. That is, when the baffle plate (3) is present, the flow velocity is partially different, and as a result, the flow rate of the molten aluminum (4) along the circumferential surface of the cooling body (30) as shown by the arrow (E) in FIG. An upward flow is generated, the liquid surface is violently rippled, air is drawn into the molten aluminum (4), and this air and aluminum react to generate a large amount of slag made of A/203. Therefore, sludge removal work is required, and the sludge scatters and adheres to the inner surface of the crucible (1), causing trouble in the work. Furthermore, a large amount of slag is generated, which may reduce purification efficiency.

この発明の目的は、上記の問題を解決した金属の精製装
置用回転冷却体を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a rotary cooling body for a metal refining apparatus that solves the above problems.

問題点を解決するための手段 この発明による金属の精製装置用回転冷却体は、るつぼ
と、上下動自在の回転冷却体とよりなり、るつぼ内に入
れられた溶融金属中に回転冷却体を浸漬し、回転冷却体
を回転させながらその周面により純度の高い金属を晶出
させる金属の精製装置に用いられる回転冷却体であって
、溶融金属面よりも下方に位置する部分の上部が溶融金
属流下方案内部となされ、溶融金属流下方案内部が下床
がり形状であるものである。
Means for Solving the Problems A rotary cooling body for a metal refining device according to the present invention comprises a crucible and a rotary cooling body that is movable up and down, and the rotary cooling body is immersed in molten metal placed in the crucible. A rotary cooling body used in a metal refining device that crystallizes highly pure metal from its circumferential surface while rotating the rotating cooling body, and the upper part of the part located below the molten metal surface crystallizes the molten metal. The molten metal flow downward guide section has a lower floor shape.

実  施  例 以下、この発明の実施例を、図面を参照しながら説明す
る。以下の実施例は、この発明の回転冷却体を高純度ア
ルミニウムの製造装置に適用したものである。なお、全
図面を通じて同一物および同一部分には同一符号を付す
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the rotary cooling body of the present invention is applied to an apparatus for producing high-purity aluminum. Note that the same parts and parts are denoted by the same reference numerals throughout the drawings.

実施例1 この実施例は第1図に示されたものである。Example 1 This embodiment is shown in FIG.

第1図において、高純度アルミニウムの製造装置は、黒
鉛製溶湯保持るつぼ(1)と、上下動自在の回転冷却体
(2)と、円周方向に所定間隔をおいてるつぼ(1)の
内周面に着脱自在に固定された複数の溶融アルミニウム
流速低下用邪魔板(3)とよりなる。
In Fig. 1, the high-purity aluminum production equipment consists of a graphite melt holding crucible (1), a rotary cooling body (2) that can move up and down, and an inner wall of the crucible (1) spaced at a predetermined interval in the circumferential direction. It consists of a plurality of baffle plates (3) for reducing the flow rate of molten aluminum detachably fixed to the circumferential surface.

るつぼ(1)内に入れられる溶融アルミニウム(4)の
量はほぼ一定量に定められている。回転冷却体(2)は
黒鉛、セラミックス等からつくられた中空状のものであ
って、上端から下方に向って徐々に太くなりかつ長さの
中間部から下端に向って徐々に細くなっている。そして
、回転冷却体(2)は中空回転軸(5)の下端に取付け
られており、その内部に、中空回転軸(5)内に配置さ
れた冷却流体供給管(図示略)から冷却流体が供給され
るようになっている。また、回転冷却体(2)は、高純
度アルミニウムの製造のさいにるつぼ(2)内に入れら
れた所定量の溶融アルミニウム(4)中に、溶融アルミ
ニウム(4)の液面が、冷却体(2)の上端と、高さの
中間部の最大径部分(2a)との間に来るように浸漬さ
れ、液面と最大径部分(2a)との間が溶融アルミニウ
ム流下方案内部(6)となされている。また、回転冷却
体(2)の内周面における上端と最大径部分(2a)と
の間は断熱材(7)で覆われている。
The amount of molten aluminum (4) placed in the crucible (1) is determined to be approximately constant. The rotary cooling body (2) is a hollow body made of graphite, ceramics, etc., and gradually becomes thicker from the upper end toward the bottom and gradually becomes thinner from the middle part of its length toward the lower end. . The rotary cooling body (2) is attached to the lower end of the hollow rotary shaft (5), and cooling fluid is supplied therein from a cooling fluid supply pipe (not shown) disposed within the hollow rotary shaft (5). It is now being supplied. Further, the rotary cooling body (2) is configured such that the liquid level of the molten aluminum (4) is in the cooling body in a predetermined amount of molten aluminum (4) placed in the crucible (2) during the production of high-purity aluminum. The molten aluminum flow downward guide section (6) is immersed between the upper end of (2) and the maximum diameter section (2a) at the middle part of the height, and between the liquid level and the maximum diameter section (2a) is the molten aluminum flow downward guide section (6). It is said that Moreover, the space between the upper end and the maximum diameter portion (2a) on the inner circumferential surface of the rotary cooling body (2) is covered with a heat insulating material (7).

このような構成において、溶解炉(図示路)で溶解され
たFe、S is Cu、Mgなどの共晶不純物を含む
精製すべき溶融アルミニウム(4)がるつぼ(1)に送
り込まれる。このとき、回転冷却体(2)は上昇位置に
あってるつぼ(1)の外にある。るつぼ(1)内に所定
量の溶融アルミニウム(4)が入れられた後、回転冷却
体(2)がその上端と最大径部分(2a)との間に液面
が来るように溶融アルミニウム(4)中に浸漬される。
In such a configuration, molten aluminum (4) to be purified containing eutectic impurities such as Fe, S is Cu, Mg, etc., melted in a melting furnace (path shown) is fed into the crucible (1). At this time, the rotary cooling body (2) is in the raised position and outside the crucible (1). After a predetermined amount of molten aluminum (4) is placed in the crucible (1), the rotary cooling body (2) pours the molten aluminum (4) so that the liquid level is between its upper end and the largest diameter portion (2a). ) is immersed in

そして、回転冷却体(2)の内部に冷却流体を供給しつ
つ回転冷却体(2)を回転させると、この回転冷却体(
2)の外周面における最大径部分(2a)よりも下方の
部分に、まず平滑な凝固面を有する高純度の初晶アルミ
ニウムが晶出する。共晶不純物は液相中に排出されて凝
固界面近傍の液相中に共晶不純物の不純物濃化層ができ
る。回転冷却体(2)の回転によって溶融アルミニウム
(4)も回転冷却体(2)の回転方向と同方向に流れる
が、邪魔板(3)によって溶融アルミニウム(4)の流
速が低下させられるので、回転冷却体(2)と液相との
相対速度、すなわち回転冷却体(2)の周速と溶融アル
ミニウム(4)の流速との差はかなり大きくなる。した
がって、界面近傍に形成された不純物濃化層と他の大部
分の液相との攪拌混合が効果的に行なわれ、不純物濃化
層中の不純物が液相全体に分散せられて不純物濃化層の
厚さが薄くなり、この部分での温度勾配も大きくなる。
Then, when the rotary cooling body (2) is rotated while supplying cooling fluid to the inside of the rotary cooling body (2), this rotary cooling body (
In the portion below the maximum diameter portion (2a) on the outer circumferential surface of 2), high-purity primary aluminum having a smooth solidified surface is first crystallized. The eutectic impurities are discharged into the liquid phase, forming an impurity-concentrated layer of eutectic impurities in the liquid phase near the solidification interface. Due to the rotation of the rotary cooling body (2), the molten aluminum (4) also flows in the same direction as the rotating direction of the rotary cooling body (2), but the flow velocity of the molten aluminum (4) is reduced by the baffle plate (3). The difference in the relative velocity between the rotary cooling body (2) and the liquid phase, that is, the circumferential speed of the rotary cooling body (2) and the flow velocity of the molten aluminum (4), becomes considerably large. Therefore, the impurity concentration layer formed near the interface is effectively stirred and mixed with most of the other liquid phase, and the impurities in the impurity concentration layer are dispersed throughout the liquid phase, resulting in impurity concentration. The thickness of the layer becomes thinner and the temperature gradient in this region also becomes larger.

しかも、邪魔板(3)により溶融アルミニウム(4)の
乱流も発生し、これによっても不純物濃化層は薄くされ
る。この状態で凝固を進行させると、冷却体(2)の周
面に元のアルミニウムよりもはるかに高純度のアルミニ
ウム塊(1)が得られる。
Furthermore, the baffle plate (3) also generates a turbulent flow of the molten aluminum (4), which also causes the impurity concentrated layer to become thinner. If solidification is allowed to proceed in this state, an aluminum lump (1) with much higher purity than the original aluminum is obtained on the circumferential surface of the cooling body (2).

このとき、冷却体(2)の近傍においては、最大径部分
(2a)よりも下方の部分に沿って溶融アルミニウム(
4)の上昇流が生じるが、最大径部分(2a)よりも上
方、すなわち溶融アルミニウム流下方案内部(6)に沿
って第1図に矢印(A)で示すような下降流が生じる。
At this time, in the vicinity of the cooling body (2), the molten aluminum (
4), but a downward flow as shown by the arrow (A) in FIG. 1 is generated above the maximum diameter portion (2a), that is, along the molten aluminum flow downward guide portion (6).

したがって、液面に激しい波立ちが起きるのが防止され
、空気中の酸素とアルミニウムとの反応の結果生じるA
/203よりなる滓の量が少なくなる。
Therefore, violent ripples on the liquid surface are prevented, and A resulting from the reaction between oxygen in the air and aluminum
The amount of slag consisting of /203 is reduced.

この実施例においては、回転冷却体(2)における最大
径部分(2a)よりも上方の部分の内周面が断熱材で覆
われているが、これに代えて、回転冷却体(2)の最大
径部分(2a)よりも上方の部分の外周面を耐熱性を有
する断熱材で覆っておいてもよいし、あるいは最大径部
分(2a)よりも上方の部分全体を耐熱性を有する断熱
材でつくっておいてもよい。また、最大径部分(2a)
よりも上方の部分の周壁の肉厚を大きくして、この部分
に断熱性を具備せしめておいてもよい。
In this embodiment, the inner peripheral surface of the portion of the rotary cooling body (2) above the maximum diameter portion (2a) is covered with a heat insulating material. The outer peripheral surface of the portion above the maximum diameter portion (2a) may be covered with a heat-resistant heat insulating material, or the entire portion above the maximum diameter portion (2a) may be covered with a heat-resistant heat insulating material. You can also make it with Also, the maximum diameter part (2a)
The thickness of the peripheral wall in the upper part may be increased to provide heat insulation to this part.

実施例2 この実施例は第2図に示されているものである。Example 2 This embodiment is shown in FIG.

この実施例の回転冷却体(2)は、最大径部分(2a)
よりも上方の部分の内周面が断熱材で覆われていないこ
とを除けば、実施例1の回転冷却体と同じ構成である。
The rotary cooling body (2) of this embodiment has a maximum diameter portion (2a)
The structure is the same as that of the rotary cooling body of Example 1, except that the inner circumferential surface of the upper portion is not covered with a heat insulating material.

そして、高純度アルミニウムの製造のさいには、溶融ア
ルミニウム流下方案内部(6)に沿って、冷却体(2)
の近傍に、矢印(B)で示すような下降流が生じ、液面
の波立ちが防止される。
In the production of high-purity aluminum, a cooling body (2) is installed along the molten aluminum flow downward guide section (6).
A downward flow as shown by the arrow (B) is generated in the vicinity of , and ripples on the liquid surface are prevented.

実施例3 この実施例は第3図に示されているものである。Example 3 This embodiment is shown in FIG.

第3図において、回転冷却体(11)は中空状であって
、上端から所定長さにわたっては等径の円筒状であり(
この円筒状部を(Lla)で示す)。
In FIG. 3, the rotary cooling body (11) is hollow and has a cylindrical shape with the same diameter over a predetermined length from the upper end (
This cylindrical portion is indicated by (Lla)).

その下端に連なって下方に向って外方に湾曲して広がっ
た湾曲拡大部(llb)が設けられ、湾曲拡大部(ll
b)の下端に下方に向って徐々に細くなった部分が設け
られたものである。そして、円筒状部(lla)の液面
下にある部分と湾曲拡大部(ttb)とによって溶融ア
ルミニウム流下方案内部(12)が形成されている。ま
た、円筒状部(lla)および湾曲拡大部(llb)の
内周面が断熱材(13)で覆われている。また、回転冷
却体(11)は、高純度アルミニウムの製造のさいにる
つぼ(1)内に入れられた溶融アルミニウム(4)中に
、液面が円筒状部(lla)に来るように浸漬される。
A curved enlarged portion (llb) is provided at the lower end of the curved enlarged portion (llb) which curves downward and spreads outward.
b) A portion is provided at the lower end that gradually tapers downward. A molten aluminum flow downward guide portion (12) is formed by the portion of the cylindrical portion (lla) below the liquid level and the curved enlarged portion (ttb). Further, the inner peripheral surfaces of the cylindrical portion (lla) and the curved enlarged portion (llb) are covered with a heat insulating material (13). Further, the rotary cooling body (11) is immersed in molten aluminum (4) placed in the crucible (1) during the production of high-purity aluminum so that the liquid level is at the cylindrical part (lla). Ru.

このような構成において、高純度アルミニウムの製造の
さいには、溶融アルミニウム流下方案内部(12)に沿
って第3図に矢印(C)で示すような下降流が生じるの
で、液面に激しい波立ちが起きるのが防止される。した
がって、空気中の酸素とアルミニウムとの反応の結果生
じるAl2O3よりなる滓の量が少なくなる。
In such a configuration, during the production of high-purity aluminum, a downward flow as shown by the arrow (C) in Fig. 3 occurs along the molten aluminum flow downward guide section (12), resulting in severe ripples on the liquid surface. is prevented from occurring. Therefore, the amount of slag made of Al2O3 produced as a result of the reaction between oxygen in the air and aluminum is reduced.

この実施例においては、回転冷却体(11)の等復円筒
状部(lla)および湾曲拡大部(llb)の内周面が
断熱材(13)で覆われているが、これに代えて、これ
らの部分(lla)(llb)の外周面を耐熱性を有す
る断熱材で覆っておいてもよいし、これらの部分全体を
耐熱性を有する断熱材でつくっておいてもよい。また、
円筒状部(11a)および湾曲拡大部(llb)の周壁
の肉厚を大きくしてこれらの部分に断熱性を具備せしめ
ておいてもよい。
In this embodiment, the inner peripheral surfaces of the uniform cylindrical part (lla) and the curved enlarged part (llb) of the rotary cooling body (11) are covered with a heat insulating material (13), but instead of this, The outer peripheral surfaces of these parts (lla) (llb) may be covered with a heat-resistant heat insulating material, or these parts may be entirely made of a heat-resistant heat insulating material. Also,
The peripheral walls of the cylindrical portion (11a) and the curved enlarged portion (llb) may be made thicker to provide heat insulation to these portions.

実施例4 この実施例は第4図に示されているものである。Example 4 This embodiment is shown in FIG.

第4図において、回転冷却体(15)は中空状であって
、上端から下方に向って徐々に太くなった筒状である。
In FIG. 4, the rotary cooling body (15) is hollow and has a cylindrical shape that gradually becomes thicker downward from the upper end.

そして、溶融アルミニウムの液面よりも下方に来る部分
の上部が溶融アルミニウム流下方案内部(1B)となさ
れている。
The upper part of the part below the liquid level of molten aluminum serves as a molten aluminum flow downward guide part (1B).

このような構成において、高純度アルミニウムの製造の
さいには、溶融アルミニウム流下方案内部(lB)に沿
って第4図に矢印(D)で示すような下降流が生じるの
で、液面に激しい波立ちが起きるのが防止される。した
がって、空気中の酸素とアルミニウムとの反応の結果生
じるA/203よりなる滓の量が少なくなる。
In such a configuration, during the production of high-purity aluminum, a downward flow as shown by the arrow (D) in Fig. 4 occurs along the molten aluminum flow downward guide part (1B), resulting in severe ripples on the liquid surface. is prevented from occurring. Therefore, the amount of slag made of A/203 produced as a result of the reaction between oxygen in the air and aluminum is reduced.

また、この実施例において、回転冷却体(15)の上部
内周面または上部外周面を耐熱性を何する断熱材で被覆
しておいたり、回転冷却体(15)の上部を断熱材でつ
くっておいたり、回転冷却体(15)の上部の周壁を肉
厚を大きくしておいてこの部分に断熱性を具備せしめて
おいたりしてもよい。
In addition, in this embodiment, the upper inner peripheral surface or upper outer peripheral surface of the rotary cooling body (15) may be covered with a heat-resistant insulating material, or the upper part of the rotary cooling body (15) may be made of a heat insulating material. Alternatively, the upper circumferential wall of the rotary cooling body (15) may be made thicker to provide heat insulation to this portion.

実施例5 この実施例は第5図に示されているものである。Example 5 This embodiment is shown in FIG.

第5図において、高純度アルミニウムの製造装置は、精
製すべきアルミニウムを溶解する溶解炉(17)に続い
て4つのるつぼ(IA)〜(ID)が並べられ、4つの
るつぼ(LA)〜(10)内には、上記実施例の装置と
同様に邪魔板(3)が設けられている。また、各るつぼ
(IA)〜(ID)に対応して上下動自在である高純度
アルミニウムを晶出させるための回転冷却体(2)が設
けられている。隣り合うるつぼ(IA)〜(ID)どう
しは、上端部において連結樋(18)によって互いに連
通状に接続され、左端のるつぼ(IA)に溶解炉(17
)から供給されるアルミニウム溶湯を受けるための受は
樋(19)が取り付けられ、また右端のるつぼ(10)
の上端部に溶湯排出樋(20)が取り付けられている。
In FIG. 5, the high-purity aluminum manufacturing apparatus has four crucibles (IA) to (ID) arranged next to a melting furnace (17) for melting aluminum to be purified, and four crucibles (LA) to ( 10), a baffle plate (3) is provided in the same manner as in the apparatus of the above embodiment. Further, a rotary cooling body (2) for crystallizing high purity aluminum is provided corresponding to each of the crucibles (IA) to (ID), which is movable up and down. Adjacent crucibles (IA) to (ID) are connected to each other by a connecting gutter (18) at the upper end, and a melting furnace (17) is connected to the leftmost crucible (IA).
) A gutter (19) is attached to the receiver for receiving molten aluminum supplied from the crucible (10) at the right end.
A molten metal discharge gutter (20) is attached to the upper end.

このような構成の高純度アルミニウムの製造装置におい
て、溶解炉(17)内で溶融させられた精製すべきアル
ミニウムは、各るつぼ(IA)〜(lD)に送り込まれ
る。各るつぼ(IA)〜(ID)における溶湯量が所定
量に達したときに、冷却体(2)を下降させて溶湯中に
浸漬し、その内部に中空回転軸(5)から冷却流体を供
給しつつこれを回転させる。すると、偏析凝固の原理に
より回転冷却体(2)における最大径部分(2a)の下
方部分の周面にだけ高純度アルミニウムが晶出する。
In the apparatus for manufacturing high-purity aluminum having such a configuration, aluminum to be purified is melted in the melting furnace (17) and sent to each of the crucibles (IA) to (ID). When the amount of molten metal in each crucible (IA) to (ID) reaches a predetermined amount, the cooling body (2) is lowered and immersed in the molten metal, and cooling fluid is supplied to the inside from the hollow rotating shaft (5). Rotate this while doing so. Then, due to the principle of segregation solidification, high-purity aluminum is crystallized only on the peripheral surface of the lower portion of the maximum diameter portion (2a) of the rotary cooling body (2).

共晶不純物は液相中に排出され、冷却体(2)の回転に
より生じる遠心力によって冷却体(2)から遠ざけられ
る。こうして、溶解炉(17)から供給される元のアル
ミニウムよりも高純度かつ所望の純度のアルミニウムが
得られる。各るつぼ(IA)〜(ID)における回転冷
却体(2)の作用は上記実施例1の装置の場合と同様で
ある。
The eutectic impurities are expelled into the liquid phase and are moved away from the cooling body (2) by the centrifugal force generated by the rotation of the cooling body (2). In this way, aluminum of higher purity and desired purity than the original aluminum supplied from the melting furnace (17) is obtained. The function of the rotary cooling body (2) in each of the crucibles (IA) to (ID) is the same as in the apparatus of Example 1 above.

この実施例において、精製すべきアルミニウム中に、ア
ルミニウムと包晶を生成する不純物が含まれている場合
には、溶解炉(17)と左端のるつぼ(LA)との間に
攪拌機を備えたホウ素添加用るつぼを配置しておくのが
よい。そして、溶湯を溶解炉(17)からまずこのるつ
ぼに送り込み、このるつぼで溶湯中にホウ素を添加して
上記攪拌機で攪拌する。すると、ホウ素が溶湯中に含ま
れているTi5VsZr等の包晶不純物と反応してTi
B2 、VB2 、ZrB2等の不溶性ホウ化物が生成
する。余剰のホウ素は、共晶不純物にして除去される。
In this example, if the aluminum to be purified contains impurities that form peritectics with aluminum, a boron oxide film equipped with a stirrer between the melting furnace (17) and the leftmost crucible (LA) is used. It is best to have an addition crucible in place. Then, the molten metal is first fed into this crucible from the melting furnace (17), boron is added to the molten metal in this crucible, and the mixture is stirred by the above-mentioned stirrer. Then, boron reacts with peritectic impurities such as Ti5VsZr contained in the molten metal, and Ti
Insoluble borides such as B2, VB2, and ZrB2 are produced. Excess boron is removed as a eutectic impurity.

上記ホウ化物は、るつぼ(IA)〜(ID)中で冷却体
(2)の回転により生じる遠心力によって冷却体(2)
から遠ざけられ、冷却体(2)の周面に晶出したアルミ
ニウムに含まれることはなくなる。
The boride is transferred to the cooling body (2) by centrifugal force generated by the rotation of the cooling body (2) in the crucibles (IA) to (ID).
and is no longer included in the aluminum crystallized on the circumferential surface of the cooling body (2).

実施例に の実施例は第6図に示されているものである。Example An example of this is shown in FIG.

第6図に示された装置において、第1図に示されたアル
ミニウムの精製装置と異なる点はるつぼ(1)の内周面
に邪魔板(3)が設けられていないことであり、回転冷
却体(2)は同一の構成である。
The apparatus shown in Fig. 6 differs from the aluminum refining apparatus shown in Fig. 1 in that a baffle plate (3) is not provided on the inner peripheral surface of the crucible (1), and rotary cooling Body (2) has the same configuration.

また、実施例2〜4の回転冷却体を使用する金属の精製
装置および実施例5の金属の精製装置においても、るつ
ぼ(1)の内周面に邪魔板が設けられていなくてもよい
Further, in the metal refining apparatus using the rotary cooling body of Examples 2 to 4 and the metal refining apparatus of Example 5, the baffle plate may not be provided on the inner peripheral surface of the crucible (1).

次にこの発明の回転冷却体を用いて行なった操作例を、
比較操作例とともに説明する。
Next, an example of operation performed using the rotary cooling body of this invention is as follows.
This will be explained along with an example of comparison operation.

操作例1 この操作例は実施例1の装置を用いて行なったものであ
る。
Operation Example 1 This operation example was performed using the apparatus of Example 1.

るつぼ(1)の内周面に6枚の邪魔板(3)を設けてお
いた。また、冷却体(2)の最大径部分(2a)の外径
を150■としておいた。そして、るつぼ(1)内に、
Fe0.07vt%、SiO,04wt%を含有する溶
融アルミニウム(4)を入れて670℃に加熱保持して
おいた。ついで、回転冷却体(2)を溶融アルミニウム
(4)中に浸漬し、その内部に冷却流体を供給しながら
回転数400 rpa+で回転させた。この操作を30
分間行なった後冷却体(2)の回転を停止させ、冷却体
(2)を上昇させた。冷却体(2)の周面には10kg
のアルミニウム塊が晶出していた。その後、冷却体(2
)の周面に晶出したアルミニウム塊を除去し、このアル
ミニウム塊中のFeおよびSiの平均不純物濃度を測定
した。その結果、Feo、0035vt%、S i O
,0058wt%であり、この値を元の不純物濃度で除
した実効分配係数はK (Fe)−0,05、K(Si
)−0,14であった。また、操作中、溶融アルミニウ
ム(4)の液面は静かで滓の発生は見られなかった。
Six baffle plates (3) were provided on the inner peripheral surface of the crucible (1). Further, the outer diameter of the maximum diameter portion (2a) of the cooling body (2) was set to 150 cm. And in the crucible (1),
Molten aluminum (4) containing 0.07 vt% of Fe and 04 wt% of SiO was introduced and kept heated at 670°C. Next, the rotary cooling body (2) was immersed in the molten aluminum (4), and was rotated at a rotational speed of 400 rpa+ while supplying cooling fluid to the inside thereof. Repeat this operation for 30
After the cooling was carried out for a minute, the rotation of the cooling body (2) was stopped and the cooling body (2) was raised. 10 kg on the circumference of the cooling body (2)
Aluminum lumps were crystallizing. After that, the cooling body (2
) was removed, and the average impurity concentration of Fe and Si in the aluminum lump was measured. As a result, Feo, 0035vt%, S i O
,0058wt%, and the effective distribution coefficient obtained by dividing this value by the original impurity concentration is K(Fe)−0,05, K(Si
)-0.14. Further, during the operation, the liquid level of the molten aluminum (4) was quiet and no slag was observed.

操作例2 この操作例は、実施例1の装置においてるつぼ(1)の
代わりに透明な水槽を使用し、その中に、溶融アルミニ
ウム(4)の代わりに水を入れて回転冷却体(2)を回
転させたものである。水流を観察した結果、冷却体(2
)の近傍には、溶融アルミニウム流下方案内部(6)に
沿って下降流が発生していた。
Operation example 2 In this operation example, a transparent water tank is used instead of the crucible (1) in the apparatus of Example 1, water is put in it instead of the molten aluminum (4), and a rotating cooling body (2) is used. is rotated. As a result of observing the water flow, we found that the cooling body (2
), a downward flow was generated along the molten aluminum flow downward guide section (6).

操作例3 この操作例は実施例2の装置を用いて行なったものであ
り、るつぼ(1)内における溶融アルミニウム(4)の
液面よりも上方の雰囲気を700℃に加熱保持したこと
を除いては、上記操作例1と同様の条件で行なった。冷
却体(10)の周面には13kgのアルミニウム塊が晶
出しており、このアルミニウム塊中のFeおよびStの
平均不純物濃度を測定したところ、Fed、0050v
t%、S i O,0070vt%であり、この実効分
配係数はK (Fe)−0,07、K(Si)−0,1
7であった。また、操作中、溶融アルミニウム(4)の
液面は静かで滓の発生は見られなかった。
Operation example 3 This operation example was carried out using the apparatus of Example 2, except that the atmosphere above the liquid level of molten aluminum (4) in the crucible (1) was heated and maintained at 700°C. The test was carried out under the same conditions as in Operation Example 1 above. A 13 kg aluminum lump was crystallized on the circumferential surface of the cooling body (10), and when the average impurity concentration of Fe and St in this aluminum lump was measured, it was found that Fed, 0050v
t%, S i O,0070vt%, and the effective partition coefficients are K(Fe)-0,07, K(Si)-0,1
It was 7. Further, during the operation, the liquid level of the molten aluminum (4) was quiet and no slag was observed.

比較操作例1 この操作例は従来例の装置を用いて行なったものであり
、回転冷却体(30)における溶融アルミニウム(4)
の液面に接する部分の外径を150IIll11として
おいた。そして、るつぼ(1)内に、Fe0.07wt
%、SiO,04wt%を含有する溶融アルミニウム(
4)を入れて670℃に加熱保持しておいた。ついで、
回転冷却体(30)を溶融アルミニウム(4)中に浸漬
し、その内部に冷却流体を供給しながら回転数40 O
rpmで回転させた。この操作を30分間行なった後冷
却体(30)の回転を停止させ、冷却体(30)を上昇
させた。冷却体(30)の周面には10kgのアルミニ
ウム塊が晶出していた。その後、冷却体(30)の周面
に晶出したアルミニウム塊を除去し、このアルミニウム
塊中のFeおよびSiの平均不純物濃度を測定した。そ
の結果、Fed、0070wt%、S i 0,008
8wt%であり、この実効分配係数はK (Fe)−0
,1、K(Si)−0,21であった。また、操作中、
溶融アルミニウム(4)の液面においては、激しい溶湯
の飛散が起こり、多量の滓が発生した。そして、この滓
はるつぼ(1)の内周面における液面よりも上方の部分
に付着して、精製操作の継続に対して障害となった。
Comparative operation example 1 This operation example was carried out using a conventional device, and the molten aluminum (4) in the rotary cooling body (30)
The outer diameter of the portion in contact with the liquid surface was set to 150IIll11. Then, in the crucible (1), Fe0.07wt
%, SiO, molten aluminum containing 04 wt% (
4) was added and kept heated at 670°C. Then,
The rotary cooling body (30) is immersed in molten aluminum (4), and the rotation speed is 40 O while supplying cooling fluid into the inside of the rotary cooling body (30).
Rotated at rpm. After performing this operation for 30 minutes, the rotation of the cooling body (30) was stopped and the cooling body (30) was raised. A 10 kg aluminum lump was crystallized on the circumferential surface of the cooling body (30). Thereafter, the aluminum lump crystallized on the circumferential surface of the cooling body (30) was removed, and the average impurity concentration of Fe and Si in the aluminum lump was measured. As a result, Fed, 0070wt%, S i 0,008
8wt%, and its effective partition coefficient is K (Fe)-0
, 1, K(Si)-0,21. Also, during operation,
At the surface of the molten aluminum (4), intense molten metal scattering occurred, and a large amount of slag was generated. This slag adhered to the inner peripheral surface of the crucible (1) above the liquid level and became an obstacle to the continuation of the refining operation.

比較操作例2 この操作例は、上端から下方に向って細くなった回転冷
却体の代わりに、全長にわたって等径である回転冷却体
を用いた点を除いては、上紀比較操作例1と同様の条件
で行なったものである。冷却体の周面に晶出したアルミ
ニウム塊中のFeおよびStの平均不純物濃度は、Fe
O,0065wt%、Sin、0081wt%であり、
この実効分配係数はK (Fe)=0.09、K (S
 1)=0.19であった。また、操イ乍の初期におい
ては、液面の乱れは上記比較操作例1と比べて少なかっ
たが、操作を続けて精製アルミニウム塊が大きくなるに
つれて液面の乱れは大きくかつ多量の滓が発生した。
Comparative Operation Example 2 This operation example is the same as the Upper Period Comparative Operation Example 1, except that a rotary cooling body with the same diameter over the entire length is used instead of a rotary cooling body that tapers downward from the upper end. It was conducted under similar conditions. The average impurity concentration of Fe and St in the aluminum lump crystallized on the circumferential surface of the cooling body is
O,0065wt%, Sin,0081wt%,
This effective partition coefficient is K (Fe) = 0.09, K (S
1)=0.19. In addition, at the beginning of the operation, the turbulence of the liquid level was less than in Comparative Operation Example 1, but as the operation continued and the refined aluminum lump grew larger, the turbulence of the liquid level became larger and a large amount of slag was generated. did.

発明の効果 この発明の高純度金属の製造装置用回転冷却体によれば
、溶融金属面よりも下方に位置する部分の上部が溶融金
属流下方案内部となされ、溶融金属流下方案内部が下広
がり形状となされたものであるから、この回転冷却体の
近傍においては、液面付近に、溶融金属流下方案内部に
沿う下降流が生じる。したがって、液面における波立ち
、溶融金属の飛散等の発生が防止され、その結果空気中
の酸素とアルミニウムとの反応の結果生じるA/203
からなる滓の量が少なくなり、滓が大量に発生する結果
起きる問題が未然に防止される。
Effects of the Invention According to the rotary cooling body for a high-purity metal manufacturing apparatus of the present invention, the upper part of the portion located below the molten metal surface serves as the molten metal flow downward guide part, and the molten metal flow downward guide part has a shape that expands downward. Therefore, in the vicinity of this rotary cooling body, a downward flow is generated near the liquid surface along the molten metal flow downward guide section. Therefore, the occurrence of ripples on the liquid surface, scattering of molten metal, etc., is prevented, and as a result, A/203, which occurs as a result of the reaction between oxygen in the air and aluminum, is prevented.
The amount of slag consisting of is reduced, and problems caused by the generation of a large amount of slag are prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の実施例1を示す垂直断面図、第2図
はこの発明の実施例2を示す垂直断面図、第3図はこの
発明の実施例3を示す垂直断面図、第4図はこの発明の
実施例4を示す垂直断面図、第5図はこの発明の実施例
5を示す垂直断面図、第6図はこの発明の実施例6を示
す垂直断面図、第7図は従来例を示す垂直断面図である
。 (1) (IA)〜(ID)・・・るつぼ、(2) (
10) (11)(15)・・・回転冷却体、(4)・
・・溶融アルミニウム、(6)(12) (1B)・・
・溶融アルミニウム流下方案内部。 以  上 特許出願人  昭和アルミニウム株式会社第1図 第2図 ゝ4 第3罠 ゝ4 第4図 第6聞 第7図 昭和63年 3月25日 1.事件の表示 昭和61年特許願第313247号 2、Q明の名称 金属のIit製装置用回転冷却体 36補正をする者 事件との関係  特許出願人 4代理人 昭和 年 月 日 6、補正により増加する発明の数 補正の内容 (1)  明細書2頁1行〜4頁15行の「たとえば・
・・・・・がある。]を次のように訂正する。 「 たとえば、アルミニウムと共晶を生成する不純物を
含む精製すべきアルミニウムを、偏析凝固の原理を利用
して、より高純度に精製する方法が知られている。この
方法として、たとえば本出願人の特許出願にかかる方法
、すなわち精製すべきアルミニウムを溶融した後、この
溶融アルミニウムをるつぼ内に入れるとともに常にその
凝固温度を越えた温度に加熱保持しておき、この加熱さ
れた溶融アルミニウム中に、上端から下方に向って細く
なったテーパ筒状の中空回転冷却体を浸漬し、この冷却
体内に冷却流体を送り込んでその表面温度を上記凝固温
度以下に保持しながらこの冷却体を回転させ、アルミニ
ウムが冷却体外周面に晶出するさいに凝固界面近傍に排
出された不純物を液相全体に分散混合させることにより
、液相中における凝固界面近傍の不純物濃化層の厚さを
薄くし、その結果上記不純物濃化層での液相中の温度勾
配を大きくしながら、冷却体の周面により純度の高いア
ルミニウムを晶出させることによってアルミニウムを精
製する方法がある(特公昭61−3385号公報参照)
。上記方法において、液相中における凝固界面近傍の不
純物濃化層の厚さを薄くし、その結果上記温度勾配を大
きくして精製効率を向上するためには、冷却体と溶融ア
ルミニウムとの相対速度を大きくすることが条件の1つ
である。しかしながら、冷却体の回転に伴って溶融アル
ミニウムも冷却体の回転方向と同方向に流れて渦流が発
生するので、上記相対速度の増大には限度があり、精製
効率の向上にも限度がある。しかも冷却体の回転数を大
きくすれば遠心力が増大して冷却体の周面に晶出した高
純度アルミニウムが付着しにくくなって生産性が低下す
るという問題がある。また、冷却体の回転数を大きくす
ると、冷却体の周囲では溶融アルミニウムを巻き込もう
と作用し、空気が溶融アルミニウム中に巻き込まれ、こ
の空気とアルミニウムとが反応してAl2O2からなる
滓が大量に発生する。しかも、上記従来の方法で用いら
れる冷却体は、上端から下方に向って細くなったテーバ
筒状であるから、これを回転させた場合には上部と下部
との周速が異なることになり、上部の周速が下部の周速
よりも大きくなって溶融アルミニウムに上向きの速度成
分を有する流れが発生することになり、その結果、溶融
アルミニウムの液面が波立って溶融アルミニウム中に空
気が巻込まれ、この空気とアルミニウムとが反応してA
12o3からなる滓が大量に発生する。したがって、除
滓作業が必要となるとともに、上記滓が飛散してるつぼ
の内面に付着し、作業に支障をきたす。さらに、大量の
滓が発生する結果、精製効率を低下させるおそれがある
。上記波立ちは、回転冷却体の周面にアルミニウム塊が
晶出し始めてからが著しく起こりやすくなる。 また、本出願人は、上記溶融アルミニウムの渦流の流速
を低下させるために、るつぼの内周面に、溶融アルミニ
ウム流速低下用邪魔板を円周方向に所定間隔をおいて複
数設けることも提案した(実公昭61−38912号公
報参照)。 この場合には、冷却体の回転数をそれほど大きくしなく
ても、冷却体と溶融アルミニウムとの相対速度を大きく
することが可能となり、精製効率を一層向上させること
ができる。しかしながら、邪魔板が存在すると、溶融ア
ルミニウムの流速が部分的に異なることになり、その結
果、冷却体の液面下に存在する部分の上部の近傍におい
て、溶融アルミニウムに、上向きの速度成分を有する流
れが一層多く発生することになる。 したがって、溶融アルミニウムの液面は一層激しく波立
ち、波立ちが生じることによる悪影響はよりひどくなる
。」 (2)  同書8頁15〜20行の「このとき・・・・
・・したがって、」を「このとき、冷却体(2)の周速
が各部で異なることになり、冷却体(2)の近傍では、
最大径部分(2a)よりも下方の部分に沿って溶融アル
ミニウム(4)の上昇流が生じるが、最大径部分(2a
)よりも上方の溶融アルミニウム流下方案内部(6)に
沿って第1図に矢印(A)で示すような下降流が生じる
。すなわち、最大径部分(2a)よりも下方の部分にお
いては、その上部の周速が下部の周速よりも大きくなっ
て溶融アルミニウム(4)に上向きの速度成分を有する
流れが発生し、最大径部分(2a)よりも上方の部分に
おいては、その上部の周速が下部の周速よりも小さくな
って溶融アルミニウム(4)に下向きの速度成分を有す
る流れが発生する。したがって、」と訂正する。 (3)  同書9頁3行と4行との間に次の文を加入す
る。 「 上記において、溶融アルミニウム流下方案内部(6
)の内周面が断熱材(7)で覆われているので、高純度
アルミニウム塊(+)は、最大径部分(2a)よりも下
方の下挟まり状部分の外周面にのみ晶出する。したがっ
て、高純度アルミニウム塊(1)を回収するさいに、下
方への掻落しなどにより、簡単に冷却体(2)の外周面
から取り外すことができる。また、アルミニウム塊(1
)は、最大径部分(2a)よりも下方の下挟まり状部分
の外周面にのみ品出しているので、アルミニウム塊(1
)が、上記下挟まり状部分の外周面だけでなく最大径部
分(2a)よりも上方の溶融アルミニウム流下方案内部
(6)の外周面にも晶出する場合に比べてより高純度に
なっている。すなわち、液面の近傍では、溶融アルミニ
ウム(4)は大気の温度の影響を受けてその温度が他の
部分よりも低くなり、冷却体(2)の最大径部分(2a
)よりも上方の部分の外周面への晶出速度が他の部分よ
りも早くなって得られた塊(+)のアルミニウム純度が
低下するおそれがあるからである。」 (4)  同書11頁4行の「さいには、」と「溶融」
との間に[円筒状部(lla)の上部および下部の周速
が等しくなり、その周囲の溶融アルミニウムの流れが均
衡化される。したがって、円筒状部(lla)の近傍に
おいて上向きの速度成分を有する溶融アルミニウム(4
)の流れが発生するのが防止される。しかも、湾曲拡大
部(llb>の下部の周速は上部の周速よりも大きくな
るので、その近傍において、溶融アルミニウム(4)に
、下向きの速度成分を有する流れが発生する。その結果
、溶融アルミニウム(4)には、」を加入する。 (5)  同書12頁9行の「さいには、」と「溶融」
との間に「上記実施例1と同様にして」を加入する。 (6)  同書18頁13行の「従来例」を「第7図に
示す」と訂正する。 同頁14行の「ものであり、」を「ものである。この装
置は、るつぼ(1)内の溶融アルミニウム(4)中に浸
漬される回転冷却体(3o)が上端から下方に向って徐
々に細くなったテーパ状となされたものである。この」
と訂正する。 ニア)  同書20頁18行の「生じる。」と「したが
って」との間に「すなわち、これを回転させた場合には
上部と下部との周速が異なることになり、溶融金属流下
方案内部における上部の周速が下部の周速よりも小さく
なって溶融金属に下向きの速度成分を有する流れが発生
することになる。」を加入する。 (8)  同書21頁11行の「従来例」を「比較操作
例に使用した装置」と訂正する。 以  上
FIG. 1 is a vertical sectional view showing Embodiment 1 of the invention, FIG. 2 is a vertical sectional view showing Embodiment 2 of the invention, FIG. 3 is a vertical sectional view showing Embodiment 3 of the invention, and FIG. The figure is a vertical sectional view showing Embodiment 4 of the present invention, FIG. 5 is a vertical sectional view showing Embodiment 5 of this invention, FIG. FIG. 3 is a vertical sectional view showing a conventional example. (1) (IA) ~ (ID)... Crucible, (2) (
10) (11) (15)... Rotary cooling body, (4)
... Molten aluminum, (6) (12) (1B) ...
- Molten aluminum flow downward guide section. Applicant for the above patent: Showa Aluminum Co., Ltd. Figure 1 Figure 2 4 Third Trap 4 Figure 4 Part 6 Figure 7 March 25, 1988 1. Display of the case 1986 Patent Application No. 313247 2, Q Ming's name Metal IIT rotary cooling body for equipment 36 Amendment to the case Relationship to the case Patent applicant 4 agent Showa Year Month Day 6 Increased due to amendment Contents of amendment to the number of inventions (1) “For example,” from page 2, line 1 to page 4, line 15 of the specification
There is... ] should be corrected as follows. "For example, there is a known method of refining aluminum that contains impurities that form eutectic with aluminum to a higher purity by utilizing the principle of segregation solidification. The method according to the patent application is that after the aluminum to be purified is melted, this molten aluminum is placed in a crucible and is always heated and maintained at a temperature exceeding its solidification temperature. A hollow rotary cooling body with a tapered cylindrical shape tapered downward is immersed in the cooling body, and cooling fluid is fed into this cooling body to maintain its surface temperature below the above-mentioned solidification temperature while rotating this cooling body. By dispersing and mixing the impurities discharged near the solidification interface during crystallization on the outer peripheral surface of the cooling body into the entire liquid phase, the thickness of the impurity concentrated layer near the solidification interface in the liquid phase is reduced, and as a result, There is a method of refining aluminum by crystallizing highly pure aluminum from the circumferential surface of the cooling body while increasing the temperature gradient in the liquid phase in the impurity-concentrated layer (see Japanese Patent Publication No. 3385/1985). )
. In the above method, in order to reduce the thickness of the impurity-concentrated layer near the solidification interface in the liquid phase and increase the temperature gradient as a result and improve the purification efficiency, the relative speed between the cooling body and the molten aluminum must be One of the conditions is to increase . However, as the cooling body rotates, the molten aluminum also flows in the same direction as the rotational direction of the cooling body, creating a vortex, so there is a limit to the increase in the relative speed, and there is also a limit to the improvement in refining efficiency. Moreover, if the number of revolutions of the cooling body is increased, centrifugal force increases, making it difficult for crystallized high-purity aluminum to adhere to the circumferential surface of the cooling body, resulting in a decrease in productivity. Additionally, when the rotational speed of the cooling body is increased, the area around the cooling body acts to draw in molten aluminum, air is drawn into the molten aluminum, and this air and aluminum react, producing a large amount of slag consisting of Al2O2. occurs in Moreover, since the cooling body used in the above-mentioned conventional method has a tapered cylindrical shape that tapers downward from the upper end, when it is rotated, the circumferential speeds of the upper and lower parts will be different. The circumferential speed at the top becomes larger than the circumferential speed at the bottom, creating a flow with an upward velocity component in the molten aluminum.As a result, the surface of the molten aluminum ripples and air is drawn into the molten aluminum. This air and aluminum react to form A.
A large amount of slag consisting of 12o3 is generated. Therefore, sludge removal work is required, and the sludge scatters and adheres to the inner surface of the crucible, impeding the work. Furthermore, a large amount of slag is generated, which may reduce purification efficiency. The above-mentioned ripples become more likely to occur after aluminum lumps begin to crystallize on the circumferential surface of the rotary cooling body. The applicant also proposed that a plurality of baffles for reducing the flow rate of molten aluminum be provided at predetermined intervals in the circumferential direction on the inner peripheral surface of the crucible in order to reduce the flow rate of the vortex flow of the molten aluminum. (Refer to Utility Model Publication No. 61-38912). In this case, the relative speed between the cooling body and molten aluminum can be increased without increasing the rotational speed of the cooling body so much, and the refining efficiency can be further improved. However, the presence of the baffle causes the flow velocity of the molten aluminum to differ locally, with the result that the molten aluminum has an upward velocity component near the top of the section of the cooling body that is below the liquid surface. More flow will occur. Therefore, the surface of the molten aluminum ripples more violently, and the adverse effects of the ripples become more severe. ” (2) “At this time...” on page 8, lines 15-20 of the same book.
... Therefore, "at this time, the circumferential speed of the cooling body (2) differs in each part, and in the vicinity of the cooling body (2),
An upward flow of molten aluminum (4) occurs along a portion below the maximum diameter portion (2a);
) A downward flow as shown by the arrow (A) in FIG. 1 occurs along the molten aluminum flow downward guide section (6) above the point (6). In other words, in the part below the maximum diameter part (2a), the circumferential velocity at the upper part is higher than the circumferential velocity at the lower part, and a flow with an upward velocity component is generated in the molten aluminum (4), and the maximum diameter In the portion above the portion (2a), the circumferential speed in the upper portion is smaller than the circumferential speed in the lower portion, and a flow having a downward velocity component is generated in the molten aluminum (4). Therefore,” I am corrected. (3) Add the following sentence between lines 3 and 4 on page 9 of the same book. "In the above, the molten aluminum flow downward guide section (6
) is covered with the heat insulating material (7), the high-purity aluminum lump (+) crystallizes only on the outer peripheral surface of the lower sandwiched portion below the maximum diameter portion (2a). Therefore, when collecting the high-purity aluminum lump (1), it can be easily removed from the outer circumferential surface of the cooling body (2) by scraping downward or the like. In addition, aluminum ingot (1
) is sold only on the outer peripheral surface of the lower sandwiched part below the maximum diameter part (2a), so the aluminum lump (1
) has higher purity than in the case where it crystallizes not only on the outer circumferential surface of the lower sandwiched portion but also on the outer circumferential surface of the molten aluminum flow downward guide portion (6) above the maximum diameter portion (2a). There is. That is, near the liquid surface, the temperature of the molten aluminum (4) is lower than that of other parts due to the influence of the atmospheric temperature, and the temperature of the molten aluminum (4) is lower than that of other parts, and the temperature of the molten aluminum (4) is lower than that of other parts, and the temperature of the molten aluminum (4) is lower than that of the other parts.
This is because the crystallization rate on the outer circumferential surface of the upper portion than the other portions may be faster than that of the other portions, and the aluminum purity of the obtained lump (+) may decrease. (4) "Finally," and "melt" in line 4 on page 11 of the same book.
[The circumferential speeds of the upper and lower parts of the cylindrical part (lla) become equal, and the flow of molten aluminum around it is balanced. Therefore, the molten aluminum (4
) flows are prevented from occurring. Moreover, since the circumferential speed at the lower part of the curved enlarged part (llb> is higher than that at the upper part, a flow with a downward velocity component is generated in the molten aluminum (4) in the vicinity thereof. As a result, the molten aluminum (4) Add “” to aluminum (4). (5) “Finally,” and “melting” on page 12, line 9 of the same book.
``In the same manner as in Example 1 above'' is added between. (6) "Conventional example" on page 18, line 13 of the same book is corrected to "shown in Figure 7." In line 14 of the same page, the phrase ``It is a thing'' is replaced with ``It is a thing.'' This device has a rotary cooling body (3o) immersed in molten aluminum (4) in a crucible (1) that moves downward from the top end. It has a tapered shape that gradually becomes thinner.
I am corrected. (near) In the same book, page 20, line 18, between "produces" and "therefore", it says, "In other words, when this is rotated, the circumferential speeds of the upper and lower parts will be different, and the molten metal flow in the downward guide section will be The circumferential velocity of the upper part becomes smaller than the circumferential velocity of the lower part, and a flow with a downward velocity component is generated in the molten metal." (8) "Conventional example" on page 21, line 11 of the same book is corrected to "apparatus used for comparison operation example."that's all

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] るつぼと、上下動自在の回転冷却体とよりなり、るつぼ
内に入れられた溶融金属中に回転冷却体を浸漬し、回転
冷却体を回転させながらその周面により純度の高い金属
を晶出させる金属の精製装置に用いられる回転冷却体で
あって、溶融金属面よりも下方に位置する部分の上部が
溶融金属流下方案内部となされ、溶融金属流下方案内部
が下広がり形状である金属の精製装置用回転冷却体。
Consisting of a crucible and a rotating cooling body that can move up and down, the rotating cooling body is immersed in the molten metal placed in the crucible, and as the rotating cooling body rotates, metal with higher purity is crystallized from its surrounding surface. A rotary cooling body used in a metal refining device, in which the upper part of the portion located below the molten metal surface serves as a molten metal flow downward guide portion, and the molten metal flow downward guide portion has a shape that spreads downward. Rotating cooling body.
JP61313247A 1986-12-25 1986-12-25 Revolving cooling body for purifying device of metal Granted JPS63162822A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018059178A (en) * 2016-10-07 2018-04-12 太平洋セメント株式会社 Production device of alkali earth metal and production method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018059178A (en) * 2016-10-07 2018-04-12 太平洋セメント株式会社 Production device of alkali earth metal and production method

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