JPS644833Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

本考案は、金属溶湯の処理装置に係り、特に金
属溶湯（溶融金属）、なかでもアルミニウムまた
はその合金溶湯から溶存ガス、非金属介在物流子
等を極めて効果的に且つ効率よく連続的に除去し
得るようにした装置に関するものである。 鋳造前の金属溶湯には多くの溶存ガス及び介在
物が含まれており、このため鋳造物、更にはそれ
から圧延、鍜造、押出等の加工によつて製作され
る製品の品質を低下せしめないように、かかる金
属溶湯から溶存ガスや介在物等を除いてやる必要
がある。このような溶存ガスや介在物としては、
例えばアルミニウム溶湯にあつては水素の如き溶
存ガスや、アルミニウム、マグネシウム等の酸化
物、耐火質物質粒子などの懸濁非金属粒子等があ
つて、これら溶存ガスや介在物等を可及的に除去
することが、鋳造溶湯処理工程の最重点管理項目
とされている。 従来より、かかる溶存ガス及び介在物等を除去
する手法として、特公昭54−42337号や特公昭55
−10652号、更には特開昭54−142104号等におい
て、処理槽（炉体）内の金属溶湯中に撹拌機構と
しての回転体を挿入して、該回転体の回転によつ
て撹拌しつつ、所定の処理ガスを微細な気泡状に
て導入することにより、該処理ガスと金属溶湯と
の接触を図つて目的とする処理を行う装置を用い
る技術が明らかにされている。また、本願出願人
が先に出願した特開昭58−1025号においては、か
かる微細気泡状の処理ガスにて金属溶湯を処理す
るフラキシング処理に加えて、そのようなフラキ
シング処理の施された金属溶湯を濾過して該溶湯
中に介在する懸濁粒子を分離し、そしてその濾過
された溶湯を鋳造装置側に導くようにした濾過手
法を組み合わせた装置の採用も明らかにされてい
る。そして、これらの装置においては、金属溶湯
が微細気泡状の処理ガスにてフラキシング処理さ
れ、またこれに加えて、更に濾過処理が施される
こととなるところから、これまでの単に直管黒鉛
パイプによる処理ガスの吹き込みに比して、金属
溶湯の処理効率（浄化効率）を著しく高め得るに
至つたのである。 しかしながら、これらの装置を用いた場合とい
えども、処理効率を無限に高めることは出来ず、
一定の限度があるのであり、このため今日におけ
る高品質の鋳造品を与える金属溶湯と為すために
は、更なる対策を取ることが要請されているので
ある。特に、これらの装置において浄化効率を高
めるには、処理ガスの導入量を増やしたり、撹拌
を強力に行う手法の採用が考えられるが、これら
の対策には装置的に問題があり、また処理ガスの
多量の導入や撹拌の強化によつて金属溶湯表面の
著しい波立ち、踊りが惹起され、以て除去された
水素ガス等のガスの再吸収や空気との接触による
酸化物の発生等の問題が生じて、却つて金属溶湯
の浄化効率を低下することすらあるため、有効な
対策とはなつていないのである。また、濾過に用
いられる濾材の目を小さくしたり、多孔性フイル
タの孔をより小さくすることも考えられるが、そ
のような目や孔を無制限に小さくすることは不可
能であり、更にそれらを小さくしたところで、懸
濁粒子の除去効率は向上されるものの、該懸濁粒
子による濾材、フイルタの目詰りが著しく、濾過
操作を長時間に渡つて続行することは不可能であ
つたのである。 ここにおいて、本考案は、かかる事情を背景に
して為されたものであつて、その目的とするとこ
ろは、金属溶湯、特にアルミニウムまたはその合
金溶湯から溶存ガス、非金属介在物粒子等を極め
て効果的に且つ効率よく除去せしめ、高品質の溶
湯として所定の鋳造装置等に供給し得る、インラ
イン処理装置として好適な金属溶湯の処理装置を
提供することにある。 そして、かかる目的を達成するために、本考案
にあつては、処理されるべき金属溶湯を導く入湯
口と処理された金属溶湯を流出せしめる出湯口を
有する箱形の処理槽内を複数の隔壁にて複数室に
仕切り、該複数の隔壁に、交互に上部と下部に位
置し且つ対角線方向に位置するように、それぞれ
連通部を設けて、該複数の室をそれぞれ連通せし
めることにより、それぞれの室内を前記金属溶湯
が対角線的に流通せしめられるようにする一方、
前記入湯口側の室をフラキシング処理室として、
その室内に、金属溶湯中に所定の処理ガスを微細
な気泡状にて導入すると共に、回転体の回転によ
つて該金属溶湯を撹拌、流動せしめて、該処理ガ
スにて該金属溶湯を処理するようにした溶湯処理
手段を設け、更に前記出湯口側の室を分離室とし
て、その室内に前記フラキシング処理室において
処理された金属溶湯を導き、該金属溶湯中の介在
物並びに微細気泡状の処理ガスを浮上分離せしめ
るようにしたのである。 このように、かかる本考案に従えば、処理槽内
が隔壁によつて複数の室に仕切られ、そしてその
一方の側の室においては、所定の溶湯処理手段に
て金属溶湯をフラキシング処理せしめる一方、他
方の側の室を、かかるフラキシング処理された金
属溶湯から介在物並びに微細気泡状の処理ガスの
浮上分離を行わしめる分離室とし、フラキシング
処理された金属溶湯から介在物を微細気泡状の処
理ガスと共に、十分に且つ効果的に浮上分離せし
め、以て溶湯清浄化作用を高めると共に、処理槽
内に形成された複数の室内をそれぞれ金属溶湯が
対角線方向に流通せしめられるようにすることに
よつて、それらの室内でフラキシング処理される
溶湯の処理効率を高め、また分離室内では溶湯の
滞溜時間を可及的に長くして、前記浮上分離を有
効に行わしめるようにしたのであり、これによつ
て金属溶湯中に存在する各種の介在物が効果的に
除去され得て、以て高品質な溶湯として鋳造装置
等に供給し得ることとなつたのである。 以下、本考案を更に具体的に明らかにするため
に、本考案に係る処理装置を、図面に基づいて詳
細に説明する。 第１図及び第２図において、２は箱形の処理槽
であつて、該処理槽２内が複数枚（ここでは５
枚）の隔壁４によつて所定間隔に仕切られ、複数
の室（ここでは６室）が形成されている。なお、
処理槽２の上部は、図示はしないが、所定の天井
部材によつて覆蓋され、以て入湯口６と出湯口８
部分を除いて略密閉された構造とされている。そ
して、かかる処理槽２内を複数の室に仕切る隔壁
４には、それぞれ隣り合う室を連通せしめるため
の連通口１０が設けられている。この連通口１０
は、第３図に明瞭に示されるように、隔壁４の下
部隅部を切り欠いて形成される一方、隣合う隔壁
４においては、その上部隅部が仕り欠かれて形成
されており、従つて隣り合う隔壁４，４間におい
ては、それぞれの連通孔１０，１０が、対角線方
向において上部と下部に位置するように配置され
ることとなるのであり、そして全体としては、そ
のような対角線方向に位置する連通孔１０が交互
に隔壁４の上部と下部に位置せしめられることと
なるのである。 また、このように複数の隔壁４によつて仕切ら
れた室の内、入湯口６側の室がフラキシング処理
室１２とされ、更に該室１２内には、回転体とし
て公知の撹拌装置１４が挿入せしめられ、金属溶
湯Ｍ中に所定深さまで浸漬せしめられるようにな
つているのである。なお、撹拌装置１４は、ここ
では、軸心方向の中空部が処理ガス通路１６とさ
れた黒鉛パイプ１８と、該黒鉛パイプ１８の下端
部に螺着された水平方向の円板状部分２０と垂直
方向の４枚の撹拌羽根部分２２とからなる黒鉛羽
根２４と、該黒鉛パイプ１８の最下端に螺着され
たポーラスプラグ２６とにより組み立てられてお
り、図示はしないが、該黒鉛パイプ１８の上部で
所定のガス供給機構及び回転駆動機構に接続され
るようになつている。また、二つのフラキシング
処理室１２，１２に挟まれた中間の室は、その一
方の側から他方の側へ金属溶湯Ｍを導くための第
１の整流室２８となつている。 一方、処理槽２の出湯口８側の室の一つが、分
離室３０とされ、その前後に第２の整流室３２，
第３の整流室３４が設けられているのである。ま
た、処理槽２の出湯口８部分にはプレートフイル
タ３６が設けられ、整流室３４から流出する処理
溶湯Ｍが該プレートフイルタ３６による濾過作用
を受けて、出湯されるようになつている。なお、
このプレートフイルタ３６は、プレート（平板）
状のセラミツクフオームフイルタの如き板状のフ
イルタである。 従つて、かかる構造の処理装置において、所定
の金属溶湯Ｍは、入湯口６を通じて処理槽２内に
設けられた端部側のフラキシング処理室１２内に
導かれて、回転せしめられる撹拌装置１４によつ
て所定のフラキシング処理が施され、そして隔壁
４に設けられた連通口１０を通じて第１の整流室
２８内を通り、更に他の一つの内側のフラキシン
グ処理室１２内において同様なフラキシング処理
室が施されることとなるのである。なお、各フラ
キシング処理１２内の各撹拌装置１４の黒鉛パイ
プ１８の通路１６を通じて、所定のガス供給機構
（図示せず）から、公知の処理ガス（例えば、窒
素、アルゴン等の不活性ガスやそれらに塩素を混
合せしめた混合ガスなど）が導入され、そして下
端のポーラスプラグ２６から、金属溶湯Ｍ中に微
細な独立した気泡状に吹き込まれる一方、駆動機
構による該黒鉛パイプ１８の回転によつて黒鉛羽
根２４も同時に回転させられることにより、かか
る吹き込まれた微細気泡状の処理ガスの浮遊乃至
は浮上する作用に従つて金属溶湯Ｍの撹拌流動が
行われるのであり、以て、これにより該金属溶湯
Ｍと処理ガスとの有効な接触が図られるのであ
る。そして、金属溶湯Ｍと微細気泡状ガスとの間
の有効な接触によつて、より効果的な脱ガス、脱
Na等と共に、金属溶湯Ｍ中に浮遊する酸化物や
その他の非金属介在物等のより有効な吸着、浮上
分離が進行するのである。特に、上例の構造にお
いては、隔壁４に設けられる連通口１０がそれぞ
れ対角線方向において上部と下部に交互に設けら
れているところから、溶湯Ｍの流れがそれぞれの
フラキシング処理室１２、第１整流室２８、更に
フラキシング処理室１２内において最大限の流路
長さを取り得て、これにより処理ガスと金属溶湯
AMとの接触頻度が増大せしめられ、以てフラキ
シング効率を向上せしめ、微細気泡状の処理ガス
による吸着分離作用に基づく脱ガス並びに脱介在
物効果をより一層高め得たのである。 また、このようにしてフラキシング処理された
金属溶湯Ｍは、第２の整流室３２を通つて分離室
３０内に導かれ、そこで微細な気泡状で浮遊する
処理ガスが確実に分離せしめられることとなるの
である。この処理ガス気泡の分離に際して、非金
属介在物等も共に浮上分離せしめられることとな
り、これによつて溶湯Ｍの処理効果は更に高めら
れ得るのである。なお、分離槽３０の前後に配置
される第２の整流槽３２及び第３の整流槽３４に
おいても、金属溶湯Ｍ中に浮遊する微細気泡状の
処理ガスの浮上分離並びにそれに伴う介在物の除
去が行われ得るところから、それらの整流室３
２，３４もまた分離室３０と考えられなくはない
のである。しかも、このような第２整流室３２、
分離室３０、そして第３の整流室３４内における
金属溶湯Ｍの流れは、それらを仕切る隔壁４に設
けられる連通孔１０が対角線方向において上部と
下部に交互に配設されているところから、それぞ
れの室内における最大限の流路長さとなり、換言
すれば、金属溶湯Ｍの流れを水平面においても、
垂直面においても形成することが出来、このため
にフラキシング処理された金属溶湯Ｍ内に浮遊す
る微細気泡状の処理ガスの浮上分離効果を更に増
大せしめ得て、その除去をより確実と為し得るの
である。 更に、上例の装置においては、処理槽２の出湯
口８部分にプレートフイルタ３６が設けられ、こ
れによつて上述の如く処理された金属溶湯Ｍが濾
過されて、目的とする鋳造装置等に供給されるも
のであるところから、該金属溶湯Ｍの脱介在物効
果を更に高め、より健全な溶湯と為して、供給し
得るのであり、また、次工程において設けられる
フイルタの目詰まり防止等にも大きく寄与し得る
のである。 因みに、上例の装置を用いて、アルミニウム溶
湯の処理を行なつたところ、従来の単なる鉛直方
向に位置して上下に連通部を設けた装置（特公昭
54−42337号公報参照）に比して、脱ガス効率に
おいて、以下の如き優れた結果が得られた。即
ち、連通部の単なる上下配置に比べて、本考案に
従う対角線方向の連通部（連通孔１０）の配置に
よつて、接触（反応）時間が約1.2〜1.5倍となつ
たのである。

【表】 なお、上例の装置において、フラキシング処理
室１２、第１の整流室２８、分離室３０、そして
第２及び第３の整流室３４のそれぞれの長さL₁，
L₂，L₃，L₄，L₅，L₆、はそれぞれフラキシング
処理効果や分離効果等を勘案して、適宜に決定さ
れるものであり、また撹拌装置１４の浸漬深さや
処理槽２の幅等にあつても同様であるが、本考案
者等の水モデル実験による結果によれば、次の如
き条件を満足せしめることが望ましいことが明ら
かとなつている。 Ｗ ≦ 3D H₁≧ 3D H₂≦ Ｄ （但し、Ｗは処理槽２の幅、Ｄは黒鉛羽根２４
の回転径、H₁は溶湯Ｍ面から撹拌装置１４下端
までの距離、H₂は撹拌装置１４下端と処理槽２
底面との間の距離である。） 以上、本考案の好ましい一実施例について説明
してきたが、本考案には、その趣旨を逸脱しない
限りにおいて、当業者の知識に基づいて種々なる
変更、修正等を加え得るものである。 例えば、隔壁４に設けられる金属溶湯Ｍを流通
せしめるための連通部としては、前例の如き切欠
きによつて形成されたもの１０に代えて、第４図
に示されるように、隔壁４の上部隅若しくは下部
隅に穿設された連通孔３８であつても、何等差支
えないのである。 また、処理槽２の分割構造、更にはそのような
分割された室内に配置せしめられる溶湯処理手段
１４の個数、処理槽２の出湯口側部分に設けられ
るフイルタ手段３６等にあつても、各種の形態を
取ることができるものであつてそのいくつかの例
が第５図乃至第８図に示されている。そこにおい
て、前例と同様な部分には同一の符号を付して、
それら変形例の詳細な説明は省略することとする
が、それらの変形例においては撹拌装置の個数や
フラキシング処理室１２、整流室、分離室の配置
形態が変更されており、またフイルタ手段として
も、プレートフイルタを各種の形態で配置するほ
か、チユーブフイルタ４０も使用されている。更
にまた、撹拌装置１４としても、例示のもののほ
か、公知の各種の構造のもの、例えば特公昭54−
42337号公報、特開昭55−10652号公報、特開昭54
−142104号公報等に開示されているものを使用す
ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る装置の一例を示す縦断面
図であり、第２図は第１図における−方向視
図（平面図）であり、第３図は隔壁の配置形態を
説明するための一部切欠斜視図である。第４図は
隔壁の他の例を示す第３図に相当する図であり、
第５図乃至第８図はそれぞれ本考案の他の一例を
示す第１図に相当する断面図である。 ２：処理槽、４：隔壁、６：入湯口、８：出湯
口、１０：連通口、１２：フラキシング処理室、
１４：撹拌装置、２４：黒鉛羽根、２６：ポーラ
スプラグ、２８：第１整流室、３０：分離室、３
２：第２整流室、３４：第３の整流室、３６：プ
レートフイルタ、３８：連通孔。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 処理されるべき金属溶湯を導く入湯口と処理
   された金属溶湯を流出せしめる出湯口を有する
   箱形の処理槽内を複数の隔壁にて複数室に仕切
   り、該複数の隔壁に、交互に上部と下部に位置
   し且つ対角線方向に位置するように、それぞれ
   連通部を設けて、該複数の室をそれぞれ連通せ
   しめることにより、それぞれの室内を前記金属
   溶湯が対角線的に流通せしめられるようにする
   一方、前記入湯口側の室をフラキシング処理室
   として、その室内に、金属溶湯中に所定の処理
   ガスを微細な気泡状にて導入すると共に、回転
   体の回転によつて該金属溶湯を撹拌、流動せし
   めて、該処理ガスにて該金属溶湯を処理するよ
   うにした溶湯処理手段を設け、更に前記出湯口
   側の室を分離室として、その室内に前記フラキ
   シング処理室において処理された金属溶湯を導
   き、該金属溶湯中の介在物並びに微細気泡状の
   処理ガスを浮上分離せしめるようにしたことを
   特徴とする金属溶湯の処理装置。 (2) 前記処理槽の出湯口側部分に、所定のフイル
   タ手段を設け、該分離室から流出せしめられる
   前記金属溶湯に対して濾過が施されるようにし
   た実用新案登録請求の範囲第１項記載の処理装
   置。