JPS6386827A - アルミニウム溶湯の精製処理装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、鋳造前のアルミニウム溶湯から溶存ガスや非
金属介在物を除去するだめのアルミニウム溶湯の精製処
理装置に関するものである。

従来の技術 鋳造前のアルミニウム溶湯には、水素等の有害ガスやア
ルミニウム酸化物、マグネシウム酸化物等の非金属介在
物が含まれ、鋳造品に欠陥を生ずる原因となるので、除
去する必要があり、例えばアルゴン、窒素や塩素ガスを
微細な気泡として溶湯に接触反応させて除去する処理が
行われる。この処理では微細なガス気）包が十分に溶湯
中に分散されることが必要であり、そのための種々の提
案がなされ、例えば、特公昭５２−３６７１８７や特開
昭６０−１　／−’Ｌ　９７３６が挙げられる。前者は
中心軸と外筒との間の環状空間を不活性ガス通路とし、
処理槽底面に溶湯導出管を設けるなど構造が複雑であり
、溶湯上に浮上したドロス（浮きかず）の除去が困難で
、後者は回転軸中心を通って回転軸下端の回転翼部から
から精製用ガスを吹き出させるものであるが、装置回転
軸の上下及び左右移動については考慮されているものの
、精製用ガスの溶湯への分散混合については不十分であ
る。

発明が解決しようとする問題点 本発明者らは、この種の精製装置では、アルミニウム溶
湯と精製用ガスとの気液接触を良好にして精製効率の向
上を図ること及び装置の構造が簡単で保守、装置処理槽
内の掃除が容易であることが肝要である点に鑑み、この
要件を満たすため、実験と検討を重ね、本発明に到達し
た。

問題点を解決するための手段 本発明に係るアルミニウム溶湯の精製処理装置は、長方
形角形槽を、両側壁間に着脱自在に取付けられ縦に段差
を設けた隔壁（３）で、溶湯処理室（１）と溶湯鎮静室
（４）に分離形成し；前記溶湯処理室（１）に、中空回
転軸（６）の下端に、放射状にガス溝（８）を下底面に
穿設した撹拌ｇ（７）を取付けてなる撹拌装置（５）を
設置して溶湯処理用ガスを前記回転軸の中空腔、前記ガ
ス溝を介して溶湯中に噴出せしめるようにし；前記隔壁
（３）の前段面を溶湯流人口（２）に対置し、後段面下
偶に溶湯連通口（９）を切欠き；前記溶湯鎮静室の溶湯
流出口（１０）を前記溶湯連通口（９）と対角線位置に
設けたことを特徴とするものである。

本発明に係るアルミニウム溶湯の精製処理装置の実施例
を図面に基づき説明すると、第１図は装置の縦断面図で
、第２図は蓋を取り除いた溶湯処理室（１）、隔壁（３
）および溶湯鎮静室（４）の概念を示す斜視図で、第３
図は隔壁と側壁の取付部の詳細図で、第４図は撹拌装置
（５）の中空回転軸（６）と撹拌盤（７）の取付部の縦
断面図を示し、処理装置は隔壁（３）によって、溶湯処
理室（１）と溶湯鎮静室（・１）に分離され、アルミニ
ウム溶湯は処理室上部角退部に設けられた溶湯流人口（
２）から溶湯処理室（１）に入り、一方、溶湯精製用ガ
ス、例えはアルゴン。

窒素や塩素ガスは撹拌装置（５）の中空回転軸（６）の
中空腔を通って、溶湯流人向きと逆方向に回転する回転
翼盤（７）の下底面に放射状に穿設されたガス溝（８）
をから放射され、微細な気泡となって溶湯と充分に混合
接触する。一方、精製作用を受け、溶存していたガスの
離脱、非金属介在及び精製用ガスとの反応生成物をドロ
スとして浮上分離した溶湯は、次いて隔壁（３）の下偶
部に切欠かれた溶湯連通口（９）を通って溶湯鎮静室（
４）に入り、更に、非金属介在物の分離や溶存ガスの離
脱が完全になされたのち、精製アルミニウム溶湯として
、溶湯流出口（，１０）から流出し、溶ｐＱ過工程又は
鋳造工程に送られる。

上記溶湯処理室（１）の撹拌装置（５）は、駆動装置（
図示せず）により駆動され、溶湯処理室から昇降自在に
設置され、その回転軸は溶湯処理室の中心から溶湯連通
口側の側壁側に溶湯流人口（２）の溝幅の０．１５〜０
．２０倍程度偏芯させるのが好ましい。

また、隔壁（３）の両側縁はそれぞれの対応する長手側
壁（２０）に設けた縦溝（１１）に差し込む構造となっ
ており、取付け、取外しが容易である。

また隔壁（３）には中間に直角に折曲された中間折曲面
（１２）が設けられ段差を形成しており、その横幅は、
魚槽の槽等価円直径（槽の縦および横の長さをそれぞれ
ａ、ｂで表したとき、４ａ−ｂ／２（ａ＋ｂ）で示され
る数値）の１／１０〜１１５の範囲が好ましい。この中
間折曲面（１２）は、撹拌時の邪魔板としての機能を営
むものである。また隔壁（３）には、溶湯流人口（２）
と反対側の側壁と接する下底部、即ち溶湯流入口との対
角線位置に溶湯連通口（９）が切欠かれ、溶湯を鎮静室
に導く。

次に、撹拌装置（５）の中空回転軸（６）及び撹拌盤（
７）の材質は特定するものではないが、中空回転軸（６
）は黒鉛製で外側をセラミックス製の管で覆ったものが
、また、撹拌盤（７）は黒鉛製のものが好ましい。撹拌
盤の形状は、第５図の中心を通る縦断面図、第６図の一
部省略平面図、および第７図の第６図Ａ−Ａ線に沿う断
面図に示すように、円荷状の撹拌上本体（１３）には回
転軸への取付は用層ねじ（１４）が設けられ、その下部
にガス溜め部（１５）が設けられガス溜め部の中央から
底面に縦孔（１６）が穿設され、底面の皿状凹部（１７
）からｈＩＪ状にガス溝（８）が外周に向け（本実施例
では８本）切欠かれている。叉、撹拌盤本体（１３）の
上部外周には翼板（１８）が放射状に突設され、本実施
例では回転方向に対し約６０度程度の迎角て取付けられ
ている。

なお、迎角は、３０度〜８０度の範囲内で、溶湯処理室
の大きさ２回転装置の回転速度等を考慮して適宜選定さ
れる。

中空回転軸は第４図の撹拌盤との取付部断面図に示すよ
うに黒鉛製で、外周の溶湯湯面の上下変動に対応する部
分には、例えば炭化ケイ素（６５％）−窒化ケイ素（３
５％）からななり、端部な無機繊維バッキング材でシー
ルしたる耐酸化性セラミック管（１９）で被覆されてい
る。

溶湯精製用ガスは、中空回転軸の中空腔、ガス溜め部、
縦孔及びガス溝を通って撹拌盤外周方向に放射される。

溶湯の撹拌を効果的に行わせるためには、溶湯処理室の
槽等価円直径をり、溶湯の深さをＺ、撹拌盤の直径をｄ
及びｘ片の取り付は高さをＣて表わすと、 Ｄ＃Ｚ井３ｄ＃３ｃ とするのが好ましい。

溶湯鎮静室（４）には、隔壁（３）の対角線位置にＷｉ
湯流出口（１０）が設けられている。

なお、処理室、鎮静室の長手側壁上縁には、それぞれ溶
湯上に浮上したドロスを取り出すためのドロス掃除口（
２１）、（２２）が設けられ、また処理室。

鎮静室の短手側壁底部にはそれぞれドレン抜き口（２３
）　、（２４）が設けられ、必要に応じ、底部に溜った
トレンを排出できるようになフている。

作用 本発明装置においては、処理室で回転軸が中心から偏芯
して取り付けられるため、渦が生し難く撹拌効率がよく
、さらに撹拌盤は流入する溶湯と自流に回転すること、
および仕切壁の中開所曲面が邪魔板として機能するため
、撹拌混合効率が優れる。また、溶湯は流入口と対角線
位置の溶湯連通口から鎮静室に移行するので、流れにシ
ョートバスが形成され難く、処理室における滞留時間が
長く十分な混合、精製作用を受ける。

さらに撹拌盤の翼板は回転方向に対し迎角を保有して取
付けられ、従来のパドル型翼が水平方向に溶ン碍を押出
していたのに較べ、水平方向及び翼板の下方への流れを
生ぜしめ、一方、撹拌盤のガス溜め部は精製処理用ガス
のクッション空間として作用し、ここでガスは体積を膨
張したのち、ガス溝を経て底部から外周方向に放射され
るので、微細な気泡となフて溶湯の下方流と接触し、充
分な混合が行われる。また、溶湯鎮静室を設けたので、
溶湯からのガス、ドロスの分離効果がよく、かつ溶湯流
出口を溶湯連通口の対角線位置としたので、溶湯流れの
ショートバスができ雅＜、完全にガス、ドロスの分離が
可能となる。

また、中空回転軸の溶１湯面が上下変動する外周面は耐
酸化性のセラミック管で被覆されているので、溶湯面の
変動する部分の酸化消耗が少なく、長期使用に耐えるこ
とができる。

発明の効果 本発明装置は上述のような構造を有するので、溶湯処理
室では溶湯と精製用ガスの混合が十分に行われ、優れた
溶湯精製作用がなされる。また、溶湯鎮静室を設けたの
で、溶ぶからのガス、ドロスの分離が充分に行われる。

本発明撹拌装置のガス通気孔は単純なドリル孔構造であ
るのて閉寒のおそれは全く無く、精製処理用ガスの流量
は安定して確保でき、脱ガス効率のバラツキも少なく品
質の安定化が可能となる。ざらに溶湯処理室、溶湯鎮静
室にそれぞれドロス掃除口およびトレン抜き口を設けた
ので、ドロスやドレンの除去が容易であり、また仕切壁
は取外してきるので槽の清掃が容易である。

また、中空回転軸の外周は耐酸化性のセラミック筒で被
覆されているので、溶湯面の変動する部分の酸化消耗が
少なく、長１’！ＩＪ使用に耐えることができる。

実施例 次の諸元を有する処理装置を使用してアルミニウム溶湯
の精製処理を行なった。

処理装置の寸法：　　　１５００長Ｘ１１７０幅Ｘ］５
００高ｍＩ溶湯処理室の内寸法：６２０長×６０ｏ幅×
８６０高ｍｍ溶湯鎮静室の内寸法：２２０長×６００幅
×８６０高１ＴｌｌＷ撹拌盤の寸法：　　翼板の取付高
さＣ＝　１８０ｍｍ撹拌盤の直径　ｄ　＝　２００ｍｎ
＋ 撹拌慇の回転速度：　　４３Ｏｒｐｍ 溶渇溶湯速度：　　　　Ｍａｘ、　３００　ｋｇ／ｍｉ
ｎ。

精製処理用に次のガスを使用した。

Ａｒガス単独使用（Ａｒガス流量：　６．０　Ｎｍ＋３
／ｌ１ｒ）　。

Ａ「及びＣＩ２混合ガス使用（ＣＩ２　：　０．１２　
Ｎｏ＋３／１ｌｒ）溶湯温度ニア３０℃ 精製処理結果 処理前の１１２含有率：　０．１８〜０．２２　ｃｃ／
１００３−ＡＩ処理後のＨ２含有率：　０．０６５〜０
．０９５　ｃｃ／１００ｇ−Ａｌ（ガス測定は、テレガ
ス法に拠った） １１２除去率：５５％〜６５％ 以上の如く、本装置は簡単な構造であるが、優れた精製
効果を示している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の長子側壁に平行な縦断面図で、第
２図は処理室と鎮静室の斜視図で、第３図は隔壁と側壁
の取付部の詳細図で、第４図は回転軸と撹拌盤の取付部
の縦断面図で、第５図は撹拌盤の中心を通る縦断面図、
第６図は同じく一部省略平面図で、第７図は第６図のＡ
−Ａ線に沿う縦断面図である。 （１）・・・溶湯処理室、（２）・・・溶湯流入口、（
３）・・・隔壁、（４）・・・溶湯鎮静室、（５）・・
・撹拌装置、（６）・・・中空回転軸、（７）・・・撹
拌盤、（８）ガス溝、（９）・・・溶湯連通口、　（１
０）・・・溶湯流出口、　（１２）・・・中間折曲面。 （１５）・・・ガス溜め部、　（＋８）・・・翼板、　
（１９）・・・セラミック管、　（２１）、（２２）・
・・ドロス掃除口、　（２３）、（２４）・・・ドレン
抜き口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、長方形角形槽を、両側壁間に着脱自在に取付けられ
   縦に段差を設けた隔壁（３）で、溶湯処理室（１）と溶
   湯鎮静室（４）に分離形成し；前記溶湯処理室（１）に
   、中空回転軸（６）の下端に、放射状にガス溝（８）を
   下底面に穿設した撹拌盤（７）を取付けてなる撹拌装置
   （５）を設置して溶湯処理用ガスを前記回転軸の中空腔
   、前記ガス溝を介して溶湯中に噴出せしめるようにし；
   前記隔壁（３）の前段面を溶湯流入口（２）に対置し、
   後段面下偶に溶湯連通口（９）を切欠き；前記溶湯鎮静
   室の溶湯流出口（１０）を前記溶湯連通口（９）と対角
   線位置に設けたことを特徴とするアルミニウム溶湯の精
   製処理装置。 ２、前記撹拌盤（７）の外周に、迎角を付した翼板が突
   設されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のアルミニウム溶湯の精製処理装置。