JPH03110059A - 溶融金属の不純物除去方法とその装置 - Google Patents
溶融金属の不純物除去方法とその装置Info
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- JPH03110059A JPH03110059A JP1245019A JP24501989A JPH03110059A JP H03110059 A JPH03110059 A JP H03110059A JP 1245019 A JP1245019 A JP 1245019A JP 24501989 A JP24501989 A JP 24501989A JP H03110059 A JPH03110059 A JP H03110059A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
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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。
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、溶融金属中の非金属介在物および金属間化合
物の除去方法および装置に関するものである。
物の除去方法および装置に関するものである。
〈従来の技術〉
従来より、溶融金属中の非金属介在物や金属間化合物が
製品欠陥や操業阻害の要因となることが知られている。
製品欠陥や操業阻害の要因となることが知られている。
このため、これらの効果的な除去技術が研究、実施され
てきた０例えば、特開昭５５−１０７７４３号、特開昭
５８−２２３１７号公報に開示されるような溶鋼に水平
回転流を与えて、非金属介在物を遠心分離効果により中
心に集め、分離する方法がある。また、特開昭６３−２
１９５３６号公報に開示されるように、亜鉛浴中の浮遊
ドロスを所定流動性を維持する一定温度に保持して遠心
分離する方法がある。
てきた０例えば、特開昭５５−１０７７４３号、特開昭
５８−２２３１７号公報に開示されるような溶鋼に水平
回転流を与えて、非金属介在物を遠心分離効果により中
心に集め、分離する方法がある。また、特開昭６３−２
１９５３６号公報に開示されるように、亜鉛浴中の浮遊
ドロスを所定流動性を維持する一定温度に保持して遠心
分離する方法がある。
しかしながら遠心分離のような機械的分離方法のみでは
、比較的大型の非金属介在物や不純物粒子は分離可能で
あるが、小型の粒子を分離することは極めて困難である
。
、比較的大型の非金属介在物や不純物粒子は分離可能で
あるが、小型の粒子を分離することは極めて困難である
。
一方、例えば特開昭６１−１０３６５４号公報に開示さ
れるような溶融金属の加熱のみでは、非金属介在物の生
成の防止や、小型の非金属介在物の除去は可能であるが
、大型の非金属介在物、特に非定常時のスラグの混入に
対しては、大きな効果が期待できない。
れるような溶融金属の加熱のみでは、非金属介在物の生
成の防止や、小型の非金属介在物の除去は可能であるが
、大型の非金属介在物、特に非定常時のスラグの混入に
対しては、大きな効果が期待できない。
〈発明が解決しようとする課題〉
本発明は、以上のような問題を克服し、溶融金属中の小
型から大型までの非金属介在物および金属間化合物の効
率的な分離方法および装置を提供するためになされたも
のである。
型から大型までの非金属介在物および金属間化合物の効
率的な分離方法および装置を提供するためになされたも
のである。
〈課題を解決するための手段〉
本発明は、■第一容器で溶融金属に水平回転流を与えた
後、第二容器で溶融金属を加熱することを特徴とする溶
融金属の不純物除去方法で、■同一容器内で溶融金属に
水平回転流を与えながら誘導加熱をすることを特徴とす
る溶融金属の不純物除去方法で、かつ■同一容器内で溶
融金属に水平回転流を与えながら誘導加熱して不純物同
士の合体成長を促し、次に誘導加熱を止め溶融金属に水
平回転流を与えて不純物の分離を促すことを特徴とする
溶融金属の不純物除去方法であり、さらに■底部に排出
口を具えた円柱状容器の外周部に回転磁場発生装置を周
設した溶融金属の遠心分離装置と、該円柱状容器から排
出した溶融金属を受け入れ、加熱する加熱装置とからな
ることを特徴とする溶融金属の不純物除去装置で、■溶
融金属を収容する円柱状容器の外周部に回転磁場発生装
置と誘導加熱装置とを配設したことを特徴とする溶融金
属の不純物除去装置で、かつ■溶融金属を収容する円柱
状容器の外側円周を多分割し、その分割部に回転磁場発
生装置と誘導加熱装置とを交互に配設したことを特徴と
する溶融金属の不純物除去装置である。
後、第二容器で溶融金属を加熱することを特徴とする溶
融金属の不純物除去方法で、■同一容器内で溶融金属に
水平回転流を与えながら誘導加熱をすることを特徴とす
る溶融金属の不純物除去方法で、かつ■同一容器内で溶
融金属に水平回転流を与えながら誘導加熱して不純物同
士の合体成長を促し、次に誘導加熱を止め溶融金属に水
平回転流を与えて不純物の分離を促すことを特徴とする
溶融金属の不純物除去方法であり、さらに■底部に排出
口を具えた円柱状容器の外周部に回転磁場発生装置を周
設した溶融金属の遠心分離装置と、該円柱状容器から排
出した溶融金属を受け入れ、加熱する加熱装置とからな
ることを特徴とする溶融金属の不純物除去装置で、■溶
融金属を収容する円柱状容器の外周部に回転磁場発生装
置と誘導加熱装置とを配設したことを特徴とする溶融金
属の不純物除去装置で、かつ■溶融金属を収容する円柱
状容器の外側円周を多分割し、その分割部に回転磁場発
生装置と誘導加熱装置とを交互に配設したことを特徴と
する溶融金属の不純物除去装置である。
く作 用〉
本発明では、装置内の第一容器に流入した溶融金属は、
例えば回転磁界発生装置により水平回転流が与えられ、
非金属介在物や金属間化合物の比較的大型の粒子は、熔
融金属より比重の小さな場合には中心に、比重の大きな
場合には外周端部に分離される。この後、溶融金属をヒ
ーターを持つ第二容器に流入させ、溶融金属の温度を上
げることにより、金属間化合物の溶解度を増し、析出し
ていた比較的小型の粒子までも溶解する。この溶解した
金属間化合物は、凝固過程では微細な析出物となるため
、問題とならない。
例えば回転磁界発生装置により水平回転流が与えられ、
非金属介在物や金属間化合物の比較的大型の粒子は、熔
融金属より比重の小さな場合には中心に、比重の大きな
場合には外周端部に分離される。この後、溶融金属をヒ
ーターを持つ第二容器に流入させ、溶融金属の温度を上
げることにより、金属間化合物の溶解度を増し、析出し
ていた比較的小型の粒子までも溶解する。この溶解した
金属間化合物は、凝固過程では微細な析出物となるため
、問題とならない。
本発明では、上流側に溶融金属を水平回転させる容器を
設けることが重要である。これは以下の理由による。す
なわち、容器内で溶融金属を水平回転させると、回転さ
せない場合に比べて、著しく温度降下量が増す、このた
め、回転させる容器内で小型の非金属介在物や金属間化
合物が生成し易くなる。このため、回転させる容器の下
流側で昇温させ、径の小さな不純物粒子を溶解すること
が重要となる。従って加熱後水平回転する方法では目的
を達成できない。
設けることが重要である。これは以下の理由による。す
なわち、容器内で溶融金属を水平回転させると、回転さ
せない場合に比べて、著しく温度降下量が増す、このた
め、回転させる容器内で小型の非金属介在物や金属間化
合物が生成し易くなる。このため、回転させる容器の下
流側で昇温させ、径の小さな不純物粒子を溶解すること
が重要となる。従って加熱後水平回転する方法では目的
を達成できない。
また、第一容器では、大型の非金属介在物や金属間化合
物のみを分離すれば良いため、従来の回転流のみの分離
に比べて回転数は少なくてもよい。
物のみを分離すれば良いため、従来の回転流のみの分離
に比べて回転数は少なくてもよい。
このため、回転磁場発生装置の容量を小さくすることが
でき、設備投資やランニングコストを低減することがで
き、ヒーターを含めたトータルコストを考えても、本発
明の方が有利となる。
でき、設備投資やランニングコストを低減することがで
き、ヒーターを含めたトータルコストを考えても、本発
明の方が有利となる。
多くの場合、溶融金属中の小型の非金属介在物や金属間
化合物を分離する場合の律速過程は、粒子間の合体、凝
集による粗大化過程である。攪拌力が大きい程、粒子の
粗大化は促進されるが、同一容器内で水平回転磁場と、
高周波加熱を同時に行うことによって水平回転と上下攪
拌が同時に行ねれるため、非常に大きな攪拌力が得られ
、分離が著しく促進されることになる。特に、溶融金属
上面にスラグがある場合、水平回転流のみでは溶融金属
との混合、接触ができなかったため、スラグへの非金属
介在物の吸収効率が極めて悪かったが、本発明による水
平回転と誘導加熱を同時に行うことで溶融金属と場面に
浮上しゃずいスラグとの混合が十分に得られ、高い精錬
能力を得るご七ができる。
化合物を分離する場合の律速過程は、粒子間の合体、凝
集による粗大化過程である。攪拌力が大きい程、粒子の
粗大化は促進されるが、同一容器内で水平回転磁場と、
高周波加熱を同時に行うことによって水平回転と上下攪
拌が同時に行ねれるため、非常に大きな攪拌力が得られ
、分離が著しく促進されることになる。特に、溶融金属
上面にスラグがある場合、水平回転流のみでは溶融金属
との混合、接触ができなかったため、スラグへの非金属
介在物の吸収効率が極めて悪かったが、本発明による水
平回転と誘導加熱を同時に行うことで溶融金属と場面に
浮上しゃずいスラグとの混合が十分に得られ、高い精錬
能力を得るご七ができる。
第２図に示す装置によって、上述の効果を効果的に行う
ことができた。また、本発明によって、脱リン、脱硫等
の精錬方法としても利用可能である。
ことができた。また、本発明によって、脱リン、脱硫等
の精錬方法としても利用可能である。
溶融金属に、水平回転流と誘導加熱を同時に与える装置
として、第４図に示すように、容器の円周の外側に多分
割した回転磁場発生装置と誘導加熱装置を交互に置いた
装置が、溶融金属の攪拌に対して効果的である。
として、第４図に示すように、容器の円周の外側に多分
割した回転磁場発生装置と誘導加熱装置を交互に置いた
装置が、溶融金属の攪拌に対して効果的である。
また、第３図に示すように、上段に誘導加熱装置、下段
に回転磁界発生装置をセットした装置でもよい、また、
上段に回転磁界発生装置、下段に誘導加熱装置をセット
しても同様の効果が得られる。
に回転磁界発生装置をセットした装置でもよい、また、
上段に回転磁界発生装置、下段に誘導加熱装置をセット
しても同様の効果が得られる。
次に溶融金属に水平回転と誘導加熱とを同時に行った後
に、誘導加熱を止め溶融金属に水平回転を与えると、不
純物粒子間の合体による粗大化によって、粒子径が大き
くなっているため、溶融金属の不純物除去が効果的に行
える。
に、誘導加熱を止め溶融金属に水平回転を与えると、不
純物粒子間の合体による粗大化によって、粒子径が大き
くなっているため、溶融金属の不純物除去が効果的に行
える。
ここで、非金属介在物と金属間化合物とは、本発明に係
る水平回転流と誘導加熱とに対して共に溶融金属との比
重差があること、温度の上昇に従って溶解度を増すとい
う類似性があるので、特許請求の範囲では一括して不純
物として取扱った。
る水平回転流と誘導加熱とに対して共に溶融金属との比
重差があること、温度の上昇に従って溶解度を増すとい
う類似性があるので、特許請求の範囲では一括して不純
物として取扱った。
〈実施例〉
（実施例１）
第１図に示す装置へ、１００ｔｏｎの低次アルミキルド
鋼を供給し実験を行った。溶鋼に水平回転を与える第一
容器の容量は約５ｔｏｎ、加熱を行う第二容器の容量は
約Ｉ Ｑ ｔｏｎである。溶鋼の通過速度は平均約１
ｔｏｎ／ｓｉｎであった。第一容器での溶鋼回転数は
約５０ｒｐｍ 、第二容器での誘導加熱の容量は８０Ｋ
ＶΔであった。
鋼を供給し実験を行った。溶鋼に水平回転を与える第一
容器の容量は約５ｔｏｎ、加熱を行う第二容器の容量は
約Ｉ Ｑ ｔｏｎである。溶鋼の通過速度は平均約１
ｔｏｎ／ｓｉｎであった。第一容器での溶鋼回転数は
約５０ｒｐｍ 、第二容器での誘導加熱の容量は８０Ｋ
ＶΔであった。
第一容器の入側、出側および第二容器の出側でポンプサ
ンプルを行い、溶鋼中の非金属介在物を調査した。第５
図に、スライム抽出法およびＥＢ法を併用して調査した
非金属介在物の粒径側の抽出量を示したが、第５図の（
ａ）は第一容器の入側、（ｂｌ）は同容器の出側、（Ｃ
）は第二容器の出側の抽出量である。水平回転と加熱の
操作によって、大型から小型までの非金属介在物が除去
されることがわかる。
ンプルを行い、溶鋼中の非金属介在物を調査した。第５
図に、スライム抽出法およびＥＢ法を併用して調査した
非金属介在物の粒径側の抽出量を示したが、第５図の（
ａ）は第一容器の入側、（ｂｌ）は同容器の出側、（Ｃ
）は第二容器の出側の抽出量である。水平回転と加熱の
操作によって、大型から小型までの非金属介在物が除去
されることがわかる。
なお、水平回転単独の抽出量は第５図（ｂ＋）、加熱単
独の抽出量は第５図（ｂりのとおりであり、本発明に係
る水平回転、加熱との組合せの実施例である第５図（Ｃ
）に比べて非金属介在物の除去効果は小さい。
独の抽出量は第５図（ｂりのとおりであり、本発明に係
る水平回転、加熱との組合せの実施例である第５図（Ｃ
）に比べて非金属介在物の除去効果は小さい。
（実施例２）
Ｚｎめっき浴中のＦｅ−／Ｖ系金金属間化合物分離の実
施例を以下に示す。
施例を以下に示す。
鋼板を連続的に溶融めっきするポット内の溶融亜鉛を連
続的に回収し、第４図に示す装置によって不純物の除去
処理後、底面に設けたノズル７より溶融亜鉛を流出させ
て、溶融亜鉛を清浄化し、めっき板の製品欠陥を調査し
た。
続的に回収し、第４図に示す装置によって不純物の除去
処理後、底面に設けたノズル７より溶融亜鉛を流出させ
て、溶融亜鉛を清浄化し、めっき板の製品欠陥を調査し
た。
亜鉛ポットの容量は約５０ ｔｏｎ、第４図に示す装置
での処理量は２ ｔｏｎ／−で行った。水平回転数は７
０〜Ｂ０ｒρ−１加熱には高周波加熱（４０ＫＶ八）を
用いた。また、１０分ごとに装置を止め、分離されたド
ロスをドロス抜きから系外へ流出させた。
での処理量は２ ｔｏｎ／−で行った。水平回転数は７
０〜Ｂ０ｒρ−１加熱には高周波加熱（４０ＫＶ八）を
用いた。また、１０分ごとに装置を止め、分離されたド
ロスをドロス抜きから系外へ流出させた。
ｍ６図に本発明を用いた場合と用いない場合での、ドロ
ス起因の製品欠陥数の相対比較を示す０本発明方法によ
って溶融亜鉛のドロス除去率が著しく向上し、ドロス起
因の欠陥数を著しく減少させることができた。
ス起因の製品欠陥数の相対比較を示す０本発明方法によ
って溶融亜鉛のドロス除去率が著しく向上し、ドロス起
因の欠陥数を著しく減少させることができた。
〈発明の効果〉
本発明によって、熔融金属内の小型から大型までの非金
属介在物や金属間化合物の不純物を効率的に分離、除去
することができた。従って、非金属介在物起因の薄鋼板
の欠陥や、めっき浴での金属間化合物（ドロス）による
めっきむら等の製品欠陥を大きく減少することができた
。
属介在物や金属間化合物の不純物を効率的に分離、除去
することができた。従って、非金属介在物起因の薄鋼板
の欠陥や、めっき浴での金属間化合物（ドロス）による
めっきむら等の製品欠陥を大きく減少することができた
。
第１図〜第４図は、本発明に係る方法、装置（例）を示
す模式図、第５図は、サンプル位置別の介在物粒径ごと
の非金属介在物抽出量を示した特性図であり、第６図は
、実施例２での製品欠陥率指数を示した特性図である。 ｌ・・・溶融金属、 ３・・・加熱装置、 ５・・・ドロス抜き、 ７・・・ノズル、 ２０・・・第二容器。 ２・・・回転磁場発生装置、 ４・・・誘導加熱装置、 ６・・・パルプ、 ＩＯ・・・第一容器、
す模式図、第５図は、サンプル位置別の介在物粒径ごと
の非金属介在物抽出量を示した特性図であり、第６図は
、実施例２での製品欠陥率指数を示した特性図である。 ｌ・・・溶融金属、 ３・・・加熱装置、 ５・・・ドロス抜き、 ７・・・ノズル、 ２０・・・第二容器。 ２・・・回転磁場発生装置、 ４・・・誘導加熱装置、 ６・・・パルプ、 ＩＯ・・・第一容器、
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 第一容器で溶融金属に水平回転流を与えた後、第二
容器で溶融金属を加熱することを特徴とする溶融金属の
不純物除去方法。 ２ 同一容器内で溶融金属に水平回転流を与えながら誘
導加熱をすることを特徴とする溶融金属の不純物除去方
法。 ３ 同一容器内で溶融金属に水平回転流を与えながら誘
導加熱して不純物同士の合体成長を促し、次に誘導加熱
を止め溶融金属に水平回転流を与えて不純物の分離を促
すことを特徴とする溶融金属の不純物除去方法。 ４ 底部に排出口を具えた円柱状容器の外周部に回転磁
場発生装置を周設した溶融金属の遠心分離装置と、該円
柱状容器から排出した溶融金属を受け入れ、加熱する加
熱装置とからなることを特徴とする溶融金属の不純物除
去装置。 ５ 溶融金属を収容する円柱状容器の外周部に回転磁場
発生装置と誘導加熱装置とを配設したことを特徴とする
溶融金属の不純物除去装置。 ６ 溶融金属を収容する円柱状容器の外側円周を多分割
し、その分割部に回転磁場発生装置と誘導加熱装置とを
交互に配設したことを特徴とする溶融金属の不純物除去
装置。
Priority Applications (13)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1245019A JPH03110059A (ja) | 1989-09-22 | 1989-09-22 | 溶融金属の不純物除去方法とその装置 |
| US07/516,209 US5106411A (en) | 1989-05-12 | 1990-04-30 | Method of and apparatus for removing non-metallic inclusions in molten metal |
| EP90305030A EP0397486B1 (en) | 1989-05-12 | 1990-05-10 | Method and apparatus for removing non-metallic inclusions in molten metal |
| CA002016499A CA2016499C (en) | 1989-05-12 | 1990-05-10 | Method of and apparatus for removing non-metallic inclusions in molten metal |
| DE90305030T DE69004485T2 (de) | 1989-05-12 | 1990-05-10 | Verfahren und Vorrichtung zur Abtrennung von nichtmetallischen Verunreinigungen aus Flüssigmetallen. |
| BR909002234A BR9002234A (pt) | 1989-05-12 | 1990-05-11 | Metodo e aparelho para a remocao de inclusoes nao-metalicas de um metal fundido |
| KR1019900006862A KR940000491B1 (ko) | 1989-05-12 | 1990-05-11 | 용융금속의 비금속 함유물 제거방법 및 장치 |
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| CA002025688A CA2025688C (en) | 1989-09-22 | 1990-09-19 | Method of and apparatus for removing non-metallic inclusions from molten metal |
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