Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
DEGASSING APPARATUS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/087865
Kind Code:
A1
Abstract:
This invention provides a degassing apparatus which can satisfactorily remove inclusions such as H2 gas in a molten metal. A degassing apparatus (1) is characterized in that it comprises a degassing chamber (4) for agitating a molten metal by rotation with an agitator body (6) for degassing, an opening part (7) for allowing the molten metal to flow out from the degassing chamber (4) is provided on a side wall (1c), and a shroud (8) for surrounding the opening part (7) is provided so as to be opened on the downstream side of the molten metal being passed.

Inventors:
TAKAOKA, Minoru (MITSUI MINING & SMELTING CO. LTD., 3-1, Asamuta-cho, Omuta-sh, Fukuoka 17, 8360817, JP)
高岡稔 (〒17 福岡県大牟田市浅牟田町3-1三井金属鉱業株式会社セラミックス事業部内 Fukuoka, 8360817, JP)
UCHINO, Tetsuya (MITSUI MINING & SMELTING CO. LTD., 3-1, Asamuta-cho, Omuta-sh, Fukuoka 17, 8360817, JP)
Application Number:
JP2008/000050
Publication Date:
July 24, 2008
Filing Date:
January 18, 2008
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
MITSUI MINING & SMELTING CO., LTD. (11-1, Osaki 1-chome Shinagawa-k, Tokyo 84, 1418584, JP)
三井金属鉱業株式会社 (〒84 東京都品川区大崎1丁目11-1 Tokyo, 1418584, JP)
MAEHARA, Shusaku (MITSUI MINING & SMELTING CO. LTD., 3-1, Asamuta-cho, Omuta-sh, Fukuoka 17, 8360817, JP)
前原周作 (〒17 福岡県大牟田市浅牟田町3-1三井金属鉱業株式会社セラミックス事業部内 Fukuoka, 8360817, JP)
TAKAOKA, Minoru (MITSUI MINING & SMELTING CO. LTD., 3-1, Asamuta-cho, Omuta-sh, Fukuoka 17, 8360817, JP)
International Classes:
B22D1/00; C22B9/00; C22B21/06; B22D1/00; C22B9/00; C22B21/00
Attorney, Agent or Firm:
TAKEUCHI, ICHIZAWA & ASSOCIATES (6F. Akasaka 2-chome Annex, 19-8 Akasaka 2-chom, Minato-ku Tokyo 52, 1070052, JP)
Download PDF:
Claims:
 金属溶湯を攪拌体により回転攪拌して脱ガスをする脱ガス室を備えた脱ガス装置において、脱ガス室から金属溶湯を流し出す開口部を側壁に設けてあり、該開口部を囲う囲い板を、回流する金属溶湯の下流側を開放させて配した脱ガス装置。
 脱ガス室を、上面視略矩形状に形成し、前記開口部を、側壁の下方に設け、囲い板を、上面視略L字状に形成した請求項1に記載の脱ガス装置。
 脱ガス室を、上面視略矩形状に形成し、前記開口部を、側壁の下方に設け、囲い板を、側壁に対して略垂直に形成した請求項1に記載の脱ガス装置。
 脱ガス室を、上面視略矩形状に形成し、前記開口部を、側壁の下方に設け、囲い板の金属溶湯の流れを受ける面を、側壁に対して傾斜面として形成した請求項1に記載の脱ガス装置。
 前記開口部を、側壁の中央付近に設けた請求項2又は4に記載の脱ガス装置。
 前記開口部を、側壁の端部側に設けた請求項3又は4に記載の脱ガス装置。
 前記開口部と入湯口とを、上面視において、対角線上に配した請求項3又は4に記載の脱ガス装置。
 囲い板の高さ方向の幅を、前記開口部の高さ方向の幅よりも広くした請求項1~7のいずれかに記載の脱ガス装置。
Description:
脱ガス装置

 本発明は、アルミニウム合金などの金属 湯の脱ガス処理を行なう脱ガス装置に関す 。

 アルミニウム合金などの鋳造では、鋳造前 溶湯中のH 2 ガスや酸化物等の介在物を除去するため、脱 ガス処理を行なう。この脱ガス処理を行なう 脱ガス装置(脱ガス炉ともいう。)としては、 えば、金属溶湯を脱ガス室で脱ガス用攪拌 により回転攪拌しながら不活性ガスを噴射 てH 2 ガスや介在物などを除去し、この脱ガスした 金属溶湯を、脱ガス室の底付近に設けた開口 部より曲管を経由して流し出し、鋳型に出湯 するものがある(下記特許文献1,2参照)。

 また、金属溶湯を脱ガス処理槽でガス放出 段により回転攪拌しながら不活性ガスを噴 してH 2 ガスや介在物などを除去し、この脱ガスした 金属溶湯を、仕切板の下方に設けた開口から 流し出し、鋳型に出湯するものがある(下記 許文献3参照)。

特開平5-65527号公報

特開平5-65554号公報

特開2003-240449号公報

 しかし、上記特許文献1~3に記載の脱ガス装 では、金属溶湯中の介在物が十分に除去で ないことがあった。
 本発明者は、これらの原因を究明したとこ 、その原因は、脱ガス室(又は脱ガス処理槽 )の底付近に金属溶湯を流し出す開口(又は曲 )が設けてあると攪拌されずに流れ出る金属 溶湯があり、この金属溶湯中に介在物が残留 してしまうためであることが解かった。
 また、曲管が底付近に配してあると、乱流 起こし、介在物が金属溶湯中に混入しやす ことが確認された。

 そこで、本発明の目的は、金属溶湯中のH 2 ガスなどの介在物の除去を十分に行なうこと ができる脱ガス装置を提供することにある。

 本発明の脱ガス装置は下記(1)~(8)の構成を備 えたものである。
(1)金属溶湯を攪拌体により回転攪拌して脱ガ スをする脱ガス室を備えた脱ガス装置におい て、脱ガス室から金属溶湯を流し出す開口部 を側壁に設けてあり、該開口部を囲う囲い板 を、回流する金属溶湯の下流側を開放させて 配した脱ガス装置。
(2)脱ガス室を、上面視略矩形状に形成し、前 記開口部を、側壁の下方に設け、囲い板を、 上面視略L字状に形成した(1)に記載の脱ガス 置。
(3)脱ガス室を、上面視略矩形状に形成し、前 記開口部を、側壁の下方に設け、囲い板を、 側壁に対して略垂直に突出させた(1)に記載の 脱ガス装置。
(4)脱ガス室を、上面視略矩形状に形成し、前 記開口部を、側壁の下方に設け、囲い板の金 属溶湯の流れを受ける面を、側壁に対して傾 斜面として形成した(1)に記載の脱ガス装置。
(5)前記開口部を、側壁の中央付近に設けた(2) 又は(4)に記載の脱ガス装置。
(6)前記開口部を、側壁の端部側に設けた(3)又 は(4)に記載の脱ガス装置。
(7)前記開口部と入湯口とを、上面視において 、対角線上に配した(3)又は(4)に記載の脱ガス 装置。
(8)囲い板の高さ方向の幅を、前記開口部の高 さ方向の幅よりも広くした(1)~(7)のいずれか 記載の脱ガス装置。

 なお、本発明において、「回流する金属 湯の下流側」とは、攪拌体の回転軸と開口 との間の金属溶湯の流れの下手側の意であ 。

 本発明の脱ガス装置は、開口部の周囲に い板を設けたため、底の方に貯留した溶湯 、攪拌されずに流れ出ることがなく介在物 十分に除去できる。

本発明の第一実施形態の脱ガス装置を した斜視図である。 図1に示した脱ガス装置の上面図である 。 図1に示した脱ガス装置の側断面図であ る。 図1の脱ガス装置の変形例を示した上面 図である。 本発明の第二実施形態の脱ガス装置を した上面図である。 本発明の第三実施形態の脱ガス装置を した斜視図である。 図6に示した脱ガス装置の上面図である 。 図6に示した脱ガス装置の変形例を示し た上面図である。 図6に示した脱ガス装置の変形例を示し た上面図である。 図6に示した脱ガス装置の変形例を示 た上面図である。

 以下、本発明の実施形態を、図面を用いて 明する。
 まず、本発明の第一実施形態の脱ガス装置 ついて説明する。

 本発明の第一実施形態の脱ガス装置1は、 図1~3に示すように、周囲に側壁を設けた略直 方体状の槽であり、一側壁1aに入湯口2を設け 、この側壁1aに対向する側壁1bに出湯口3を設 てある。槽内は、側壁1aと並行する側壁1cで 仕切られ、入湯口2側を脱ガス室4、出湯口3側 を出湯室5とし、脱ガス室4の容量を、出湯室5 の容量よりも大きく形成してある。

 脱ガス室4は、入湯口2から入湯されたアル ニウム合金などの金属溶湯を貯留し、貯留 た金属溶湯を室内に配してある攪拌体6で回 攪拌させながら不活性ガスを送り込み、H 2 ガスなどを脱ガスする箇所である。脱ガスし た金属溶湯は、側壁1cの下方に設けた開口部7 から流し出される。
 本実施形態では、脱ガス室4を、上面視略正 方形状に形成してある。このようにすること により、金属溶湯の滞留時間が均等なものと なり、不活性ガスを均質に分散させることが できる。脱ガス室4を、上面視略真円の円筒 に形成することもでき、このようにしても 様の効果が得られる。

 入湯口2は、側壁1a上方の略中央から外方 突出させて形成してあり、この上面2aには 2bを形成し、金属溶湯を脱ガス室4内に入湯 きるようにしてある。

 攪拌体6は、円盤形状としてあり、この略中 心に、上方に伸びた軸部6aを設け、これを回 軸として回転し、金属溶湯を攪拌するよう してある。軸部6aは、円筒状に形成し、こ 内部はガス通路6bとしてあり、不活性ガスが 通れるようにしてある。不活性ガスは、軸部 6aの先端から金属溶湯中に放出される。
 攪拌体6は、脱ガス室4の略中心に配するの 好ましい。

 開口部7は、側壁1c下方の中央付近に設けた 矩形状の孔であり、脱ガス室4と出湯室5と 連結し、金属溶湯を脱ガス室4から出湯室5に 流し出す箇所である。
 開口部7の上限は、脱ガス室4の底面4aから攪 拌体6の下面までの間に位置させることが好 しい。
 開口部7の下限は、脱ガス室4の底面4aと略同 じ高さや脱ガス室4の底面4aから5~10mm程度の高 さにすることが好ましい。底面4aと略同じ高 にすると、脱ガス室4の溶湯の掃除がしやす くなり、底面4aから5~10mm程度の高さにすると 沈んだ介在物が金属溶湯中に混入しにくく る。
 また、開口部7は、側壁1cの幅を4等分した時 に、その中央の2つ幅分に形成することが好 しい。

 開口部7の周囲には、上面視略L字形状の囲 板8が、開口部7を囲うように配してある。囲 い板8は、金属溶湯が回流せずに出湯室5に流 込むことを防止するため、回流する金属溶 の流れの上手側を閉塞し、下手側を開放す ように配してある。つまり、図2に示すよう に、攪拌体6が、矢印Aの方向に回転している 合、金属溶湯もこれと同じ方向に回転する 攪拌体6の回転軸6aと側壁1cとの間の金属溶 の流れは、図2の下側から上側への流れにな ため、この場合、囲い板8は、図2の下側が 塞し、上側が開放するように配する。
 囲い板8の高さ方向の幅は、開口部7の高さ 向の幅よりも広く形成することが好ましく 特に限定するものではないが、囲い板8の上 は、開口部7の上限よりも10~20mm高く形成す のが好ましい。
 囲い板8の一面は、開口部7に向かう攪拌体6 回転の接線方向(図2のX方向)に対して90°±25 の角度にするのが好ましく、特に80°以上に るのが好ましい。本実施形態では90°にして ある。これにより、滞留時間の短い金属溶湯 が開口部7より、流れ出るのを防止すること できる。

 本実施形態では、囲い板8は、上面視略L 形状に形成したが、これに限定するもので なく、図4に示すように、平板の囲い板8aを 斜状に配してもよい。この場合、囲い板8aの 一面は、開口部7に向かう攪拌体6の回転の接 方向(図4のY方向)に対して70°の角度にする が好ましい。

 出湯室5は、脱ガス室4から流れ込んでき 金属溶湯を貯留し、出湯口3から鋳型(図示せ ず)などに流し込む箇所である。

 出湯口3は、装置1の側壁1b上方の略中央か ら外方に突出させて形成してあり、この上面 3aには溝3bを形成してあり、金属溶湯を鋳型 どに出湯できるようにしてある。

 なお、図2に示す、符号9は、そうじ口で り、この内側を脱ガス室4と連なるように適 深さに凹まして凹部9aを形成し、ここに浮 した介在物などを集め、除去することがで る。

 上記装置1は、入湯口2から金属溶湯を脱ガ 室4に流し込み、貯留した金属溶湯を攪拌体6 により回転攪拌させながら不活性ガスを放出 して脱ガスをする。この際、出湯室5と連結 た開口部7の周囲には囲い板8を設けてあるた め、金属溶湯が脱ガスされずに流れ出ること がなく、金属溶湯の脱ガスを十分に行うこと ができる。
 アルミニウム溶湯を装置1に流し込んだ場合 は、流入量と流出量のバランスを取り、脱ガ ス室4内の滞留時間を5~10分にすることが好ま い。

 また、従来では、脱ガス室5の底面に曲管な どを配することがあり、金属溶湯が乱流を起 こし、H 2 ガスや介在物などが金属溶湯中に混入してし まうことがあったが、本発明では、金属溶湯 が乱流を起こすことがなく、H 2 ガスや介在物などが混入しにくくなる。

 なお、本実施形態では、出湯室を設けた ガス装置としてあるが、これに限定するも ではなく、脱ガス室が連続した二槽式など することもできる。

 次に、本発明の第二実施形態の脱ガス装 を説明する。

 本発明の第二実施形態の脱ガス装置11は 図5に示すように、周囲に側壁を設けた略立 体状の槽であり、一側壁11aに入湯口21を設 、この側壁11aに対向する側壁11bに開口部71を 設けてある。槽内に攪拌体61を配して脱ガス 41を形成してある。

 脱ガス室41は、入湯口21から入湯されたア ルミニウム合金などの金属溶湯を貯留し、こ の溶湯を脱ガス室41内に配してある攪拌体61 回転攪拌させながら不活性ガスを送り込ん 脱ガスする箇所である。脱ガスした金属溶 は、側壁11bの下方に設けた開口部71から流し 出される。

 入湯口21は、側壁11a上方の一端側(図5では 下側)から外方に突出させて形成してあり、 の上面21aには溝21bを形成し、金属溶湯を脱 ス室41内に入湯できるようにしてある。

 攪拌体61は、第一実施形態の攪拌体6と同 のものを用いることができる。

 開口部71は、側壁11b下方の他端側(図5では 上側)に設けた略矩形状の孔であり、脱ガス 41から金属溶湯を流し出せるようにしてある 。

 開口部71の周囲には、矩形板状の囲い板81が 側壁11cから略垂直に内方に突出させて開口部 71を囲うように配してある。囲い板81は、金 溶湯が回流せずに流れ出ることを防止する め、回流する金属溶湯の流れの上手側を閉 し、下手側を開放するように配してある。 まり、図5に示すように、攪拌体61が、矢印B 方向に回転している場合、金属溶湯もこれ 同じ方向に回転する。攪拌体61の軸部61aと 壁11bとの間の金属溶湯の流れは、図5の上側 ら下側への流れになるため、この場合、囲 板81は、図5の上側が閉塞し、下側が開放す ように配する。
 囲い板81は、開口部71に向かう攪拌体61の回 の接線方向(図5のZ方向)に対して90°の角度 配してある。

 図5に示す、符号91は、そうじ口であり、 記実施態様のそうじ口9と同様に、凹部91aに 浮遊した介在物などを集め、除去することが できる。

 上記装置11は、入湯口21から溶湯を脱ガス 室41に流し込み、貯留した溶湯を攪拌体61に り回転攪拌させながら不活性ガスを送り込 で脱ガスする。この際、開口部71の周囲には 囲い板81を設けてあるため、金属溶湯が脱ガ されずに流れ出ることがなく、脱ガスを十 に行なうことができる。

 本実施形態では、入湯口21を側壁11aの上 一端側に設け、開口部71を側壁11bの下方他端 側に設けてあり、このように入湯口21と開口 71とを対角線上に設けてあるので金属溶湯 攪拌時間が長くなり、脱ガスを十分に行な ことができる。

 次に、本発明の第三実施形態の脱ガス装 を説明する。

 本発明の第三実施形態の脱ガス装置12は 図6又は7に示すように、周囲に側壁を設けた 略立方体状の槽であり、一側壁12aに入湯口22 設け、この側壁12aに対向する側壁12bに開口 32を設けてあり、槽内に攪拌体52を配して脱 ガス室42を形成してある。

 脱ガス室42は、入湯口22から入湯されたアル ミニウム合金などの金属溶湯を貯留し、この 貯留した金属溶湯を攪拌体52で回転攪拌させ がら不活性ガスを送り込んで脱ガスする箇 である。脱ガスした金属溶湯は側壁12bの下 に設けた開口部32から流し出される。
 本実施形態では、脱ガス室42を、略立方体 に形成してあり、このようにすれば、金属 湯の滞留時間が均等なものとなり、不活性 スを均質に分散させることができる。

 入湯口22は、側壁12a上方の一端部側(図7で は下側)から外方に突出させて形成してあり この上面22aには溝22bを形成し、金属溶湯を ガス室42内に入湯できるようにしてある。

 攪拌体52は、円盤形状としてあり、この 中心に、上方に伸びた軸部52aを設け、これ 回転軸として回転し、金属溶湯を攪拌する うにしてある。軸部52aは、円筒状に形成し あり、この内部はガス通路52bとしてあり、 活性ガスが通れるようにしてある。不活性 スは、軸部52aの先端から金属溶湯中に放出 れる。

 開口部32は、脱ガス室42から金属溶湯を流し 出す略矩形状の孔であり、側壁12b下方の他端 部側(図7では上側)、つまり入湯口22とは反対 端部側に設け、入湯口22と対角線上に位置 るように設けてある。このように、開口部32 を、入湯口22と対角線上に設けることにより 金属溶湯の攪拌時間が長くなり、脱ガスを 分に行なうことができる。
 本実施形態のように脱ガス室を略矩形状に た場合は、開口部を、隅部付近に設けるの 好ましく、さらに、側壁の幅を三等分した ちの一端部側に形成するのが好ましい。
 また、開口部32は、脱ガス室の内接円(図7の 二点破線)の外側に配するのが好ましい。

 開口部32の周囲には、上面視略三角形状 囲い板62が側壁12bから内方に突出させて開口 部32を囲うように配してある。囲い板62は、 属溶湯が回流せずに流れ出ることを防止す ため、回流する金属溶湯の上流側を閉塞し 下流側を開放するように配してある。つま 、図7に示すように、攪拌体52が、矢印Aの方 に回転している場合は、攪拌体52の軸部52a 側壁12bとの間の金属溶湯の流れは、図7の下 から上側への流れ(図7のX方向)になるため、 囲い板62は、図7の右側が開放するように配す る。

 開口部32の上限は、脱ガス室42の底面42aから 攪拌体52の下面までの間に位置させることが ましい。開口部32の下限は、脱ガス室42の底 面42aと略同じ高さや脱ガス室42の底面42aから5 ~10mm程度の高さにすることが好ましい。
 また、囲い板62の高さ方向の幅は、開口部32 の高さ方向の幅よりも広く形成するのが好ま しく、例えば、開口部32の高さ方向の幅より 10~20mm幅広とするのが好ましい。

 囲い板62の金属溶湯の流れを受ける面は、 斜面62aとしてあり、好ましくは、側壁12bに して20°~70°(金属溶湯の流れの方向(図7のX方 )に対しては110°~160°)の角度にし、より好ま しくは、側壁12bに対して25°~65°(金属溶湯の れの方向(図7のX方向)に対しては115°~155°)の 度にし、特に好ましくは、側壁12bに対して3 0°~60°(金属溶湯の流れの方向(図7のX方向)に しては120°~150°)の角度にする。
 さらに、囲い板62は、脱ガス室42の内接円( 7の二点破線)の外側に配するのが好ましい。
 本実施形態では、囲い板62は、傾斜面62aを 壁12bに対して45°とし、傾斜面62aの裏側面62b 開口部32の側面32aとが略同一平面となるよ に形成してある。
 囲い板62の突出幅は、側壁12bの幅に対して10 ~50%にするのが好ましい。これより短すぎる 囲い板62の効果が少なくなり、長すぎても効 果の向上はなく、メンテナンスがしにくくな る。

 本実施形態では、囲い板62を上面視略三 形状としてあるが、図8に示すように、矩形 板の囲い板621とし、側壁12bに対して斜めに して傾斜面621aとすることもできる。

 また、本発明でいう傾斜面は、湾曲面又は 曲面も含むものであり、図9に示すように、 湾曲状に凹ました湾曲面622aを有する囲い板62 2や、図10に示すように、内側に屈曲させて形 成した屈曲面623aを有する囲い板623としても 同様の効果を得ることができる。
 なお、湾曲面622aとする場合、湾曲面622aの 点(図9のS点)と終点(図9のF点)とを結ぶ線は、 好ましくは、側壁12bに対して20°~70°(金属溶 の流れの方向(図9のX方向)に対しては110°~160 )の角度にし、より好ましくは、側壁12bに対 て25°~65°(金属溶湯の流れの方向(図9のX方向 )に対しては115°~155°)の角度にし、特に好ま くは、側壁12bに対して30°~60°(金属溶湯の流 の方向(図9のX方向)に対しては120°~150°)の角 度にする。
 屈曲面623aとする場合、屈曲面623aの始点(図1 0のS点)と終点(図10のF点)とを結ぶ線は、好ま くは、側壁12bに対して20°~70°(金属溶湯の流 れの方向(図10のX方向)に対しては110°~160°)の 度にし、より好ましくは、側壁12bに対して2 5°~65°(金属溶湯の流れの方向(図10のX方向)に しては115°~155°)の角度にし、特に好ましく 、側壁12bに対して30°~60°(金属溶湯の流れの 方向(図10のX方向)に対しては120°~150°)の角度 する。

 強度的な観点からは、囲い板は、図6又は7 示したように、上面視略三角形状にするこ が好ましい。側壁の下方に開口部を設けた 合、上面視略三角形状の方が、脱ガス室底 との接する面積を広く取ることができるか である。
 乱流防止、製造コスト、脱ガス室の清掃の 点からは、囲い板の傾斜面は、平面或いは 曲面とするのが好ましい。

 なお、図7~10に示す、符号72は、そうじ口 あり、凹部72aに浮遊した介在物などを集め 除去することができる。

 上記装置12は、入湯口22から金属溶湯を脱 ガス室42に流し込み、貯留した金属溶湯を攪 体52により回転攪拌させながら不活性ガス 微細ガスにして送り込み脱ガスする。この 、開口部32の周囲には囲い板62を設けてある め、金属溶湯が不活性ガスで処理されずに れ出ることがなく、金属溶湯の脱ガスを十 に行なうことができる。また、傾斜面62aを 成したため、金属溶湯の乱流を防ぐことが き、金属溶湯に介在物が混入しにくくなる

 本発明の脱ガス装置は、単独で用いるこ もできるが、複数並べて用いることもでき 。例えば、2つの脱ガス装置を並べ、上流側 を第一脱ガス装置とし、下流側を第二脱ガス 装置とし、第一脱ガス装置の下方端部に第一 入湯口を設け、それと対角線上の上方端部に 第一開口部を設け、第二脱ガス装置の上方端 部に第二入湯口を設け、それと対角線上の下 方端部に第二開口部を設けた構成とすること ができる。この場合、第一開口部及び第二開 口部の両方に囲い板を設けてもよく、第一開 口部、第二開口部のどちらかに囲い板を設け てもよい。どちらかに設ける場合は、第二開 口部に設けるのが好ましい。

 なお、図1~10に示した装置は、本発明の特 徴を理解しやすくするため、蓋材を省略して 記載してあり、本来では、上方を蓋材で覆い 使用するものである。

 上記実施形態の構成態様は、本発明を限 するものとして挙げたものではなく、技術 的を共通にするかぎり変更は可能であり、 発明はそのような変更を含むものである。