JP2008173671A - 脱ガス装置 - Google Patents

Abstract

【課題】溶湯中のＨ_２ガスや介在物など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。
【解決手段】本発明の脱ガス装置１は、溶湯を攪拌体６により回転攪拌して脱ガスをする脱ガス室４を備え、脱ガス室４から出湯室５に溶湯を流す開口部７を側壁１ｃの下方中央付近に設け、脱ガス室４の底面４ａに該開口部７を囲う囲い板８を、回流する溶湯の下流側を開放させて配したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

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

アルミニウム合金などの鋳造では、鋳造前に溶湯中のＨ_２ガスや酸化物等の介在物などを除去するため、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、例えば、溶湯を脱ガス室で脱ガス用攪拌体により回転攪拌してＨ_２ガスや介在物などを除去し、この脱ガスした溶湯を、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、溶湯を脱ガス処理槽でガス放出手段により回転攪拌してＨ_２ガスや介在物などを除去し、この脱ガスした溶湯を、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（下記特許文献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に記載の脱ガス装置では、溶湯中のＨ_２ガスや介在物などが十分に除去できないことがあった。
本発明者は、これらの原因を究明したところ、脱ガス室（又は脱ガス処理槽）の底付近に溶湯を流し出す開口（又は曲管）が設けてあると、攪拌されずに流れ出る溶湯があり、Ｈ_２ガス（又は吹き込んだ不活性ガス）が溶湯中に残留してしま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、乱流を起こし、介在物が溶湯中に混入しやすいことが解かった。

そこで、本発明の目的は、溶湯中のＨ_２ガスや介在物など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、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、脱ガス室から溶湯を流し出す開口部を側壁の下方付近に設け、脱ガス室の底面に該開口部を囲う囲い板を、回流する溶湯の下流側を開放させて配したことを特徴とするものである。

このようにすることにより、開口部の周囲に囲い板を設けたため、底の方にある溶湯は、攪拌されずに流れ出ることがなく、脱ガスを十分に行なうことができ、また、介在物も十分に除去できる。

前記囲い板は、高さを、前記開口部の高さよりも高くするのがよく、これにより、溶湯が攪拌されずに流れ出ることをより防止できる。
前記脱ガス装置は、脱ガス室を、上面視略正方形状に形成し、前記開口部を、一側壁の下方中央付近に設け、囲い板を、上面視略Ｌ字状に形成することができる。
このように脱ガス室を上面視略正方形状に形成し、開口部を一側壁の下方中央付近に設けることにより、乱流を防ぐことができる。

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

以下、本発明の一実施形態を、図面を用いて説明する。
図１は本発明の一実施形態の脱ガス装置の斜視図、図２は図１の装置の上面図、図３は図１の装置の側断面図である。

本発明の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、長手方向の一側壁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を設けてあり、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ミニウム合金などの溶湯を、貯留し、室内に配してある攪拌体６で回転攪拌させ、不活性ガスを送り込んでＨ_２ガスなどを脱ガスし、側壁１ｃの下方に設けた開口部７から流し出す箇所である。
本実施形態では、脱ガス室４１を、上面視略正方形状に形成してあり、このようにすれば、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４１を、上面視略真円の円筒状に形成しても同様の効果が得られる。

入湯口２は、側壁１ａの上方略中央から外方に突出するように形成してあり、この上面２ａには溝２ｂを形成し、溶湯を脱ガス室４内に入湯で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、これを回転軸として回転し、溶湯を攪拌するようにしてある。軸部６ａは、円筒状に形成してあり、この内部６ｂを、不活性ガスが通り、軸部６ａの先端から不活性ガスを溶湯中に放出させるようにしてある。
攪拌体６は、脱ガス室４の略中心に配するのが好ましい。

開口部７は、側壁１ｃの下方中央付近に設けた略矩形状の孔であり、脱ガス室４と出湯室５とを連結し、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の底面から攪拌体６の下面までの間に位置していることが好ましい。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程度の高さなどとすることが好ましい。底面４ａと略同じ高さにすると、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、沈んだ介在物が溶湯中に混入しにくくなる。
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ましい。

開口部７の脱ガス室４側の周囲には、上面視略Ｌ字形状の囲い板８が、底面４ａから上方に突出するように形成してある。囲い板８は、溶湯が回流せずに出湯室５に流れ込むことを防止するため、回流する溶湯の流れの上手側を閉塞し、下手側を開放するように配してある。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場合、溶湯もこれと同じ方向に回転する。そうすると、攪拌体６の回転軸６ａと側壁１ｃとの間の溶湯の流れは、図２の下側から上側への流れになるため、この場合、囲い板８は、図２の下側が閉塞し、上側が開放するように配する。
囲い板８の高さは、特に限定するものではないが、開口部７の高さよりも高くするのが好ましく、具体的には、開口部７の上限よりも１０〜２０ｍｍ高くするのが好ましい。
囲い板８の少なくとも一面は、開口部７に向かう攪拌体６の回転の接線方向（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°以上にするのが好ましい。本実施形態では９０°にしてある。これにより、滞留時間の短い溶湯が開口部７より、流出するのを防止することができる。
本実施形態では、囲い板８は、上面視略Ｌ字形状に形成したが、これに限定するものではなく、図４に示すように、平板の囲い板８ａを傾斜状に配してもよく、この場合、囲い板８の一面は、開口部７に向かう攪拌体６の回転の接線方向（図４のＹ方向）に対して、７０°の角度にしてある。

出湯室５は、脱ガス室４から流れ込んできた溶湯を貯留し、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の側面１ｂの上方略中央から外方に突出するように形成してあり、この上面３ａには溝３ｂを形成してあり、溶湯を鋳型な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、そうじ口であり、この内側を脱ガス室４と連なるように適宜深さに凹まして凹部９ａを形成し、ここ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１は、入湯口２から溶湯を脱ガス室４に流し込み、貯留し、攪拌体６により溶湯を回転攪拌させつつ、不活性ガスを放出して脱ガスする。この際、出湯室５と連結した開口部７の周囲には囲い板８を設けてあるため、溶湯が攪拌されずに流れ出ることがなく、溶湯の脱ガスを十分に行なうことができる。
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しい。

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、溶湯が乱流を起こし、Ｈ_２ガスや介在物などが溶湯中に混入してしまうことがあったが、本発明では、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溶湯中に混入しにくくなる。

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

次に、本発明の他の実施形態を、図面を用いて説明する。なお、上記実施形態と同一名称の部位は、上記と同様な構成ともすることができ、同様な作用効果を有するものである。
図５は本発明の他の実施形態の脱ガス装置の上面図である。

本発明の他の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方体状の槽であり、一側壁１１ａに入湯口２１を設け、この側壁１１ａに対向する側壁１１ｂに開口部７１を設けてあり、槽内に、攪拌体６１を配して脱ガス室４１としてある。

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溶湯を、貯留し、室内に配してある攪拌体６１で回転攪拌させ、不活性ガスを送り込んで脱ガスし、側壁１１ｂの下方に設けた開口部７１から流し出す箇所である。

入湯口２１は、側壁１１ａの上方一端側（図１では下側）から外方に突出するように形成してあり、この上面２１ａには溝２１ｂを形成し、溶湯を脱ガス室４１内に入湯できるようにしてある。

攪拌体６１は、上記実施形態の攪拌体６と同様のものを用いることができる。

開口部７１は、側壁１１ｂの下方他端側（図１では上側）に設けた略矩形状の孔であり、脱ガス室４１から溶湯を流し出せるようにしてある。

開口部７１の脱ガス室４１側の周囲には、矩形板状の囲い板８１が、底面４１ａから上方に突出するように形成してある。囲い板８１は、溶湯が回流せずに流れ出ることを防止するため、回流する溶湯の流れの上手側を閉塞し、下手側を開放するように配してある。つまり、図５に示すように、攪拌体６１が、矢印Ｂの方向に回転している場合、溶湯もこれと同じ方向に回転する。そうすると、攪拌体６１の軸部６１ａと側壁１１ｂとの間の溶湯の流れは、図５の上側から下側への流れになるため、この場合、囲い板８１は、図５の上側が閉塞し、下側が開放するように配する。
囲い板８１の一面は、開口部７１に向かう攪拌体６１の回転の接線方向（図５のＺ方向）に対して、９０°の角度にしてある。

図５に示す、符号９１は、そうじ口であり、上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、攪拌体６１により溶湯を回転攪拌させ、不活性ガスを送り込んで脱ガスする。この際、開口部７１の周囲には囲い板８１を設けてあるため、溶湯が攪拌されずに流れ出ることがなく、溶湯の脱ガスを十分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の上方一端側に設け、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と開口部７１とを対角線上に設けてあるので溶湯の攪拌時間が長くなり、脱ガスを十分に行なうことができる。

なお、図１〜５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。

本発明の脱ガス装置の一実施形態を示した斜視図である。 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。 本発明の脱ガス装置の変形例を示した側面図である。 本発明の脱ガス装置の他の実施形態を示した上面図である。

符号の説明

１脱ガス装置
１ａ側壁
１ｂ側壁
１ｃ側壁
２入湯口
２ａ上面
２ｂ溝
３出湯口
３ａ上面
３ｂ溝
４脱ガス室
４ａ底面
５出湯室
６攪拌体
６ａ回転軸
６ｂ内部
７開口部
８，８ａ囲い板
９そうじ口
９ａ凹部

Claims (3)

1. 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、脱ガス室から溶湯を流し出す開口部を側壁の下方付近に設け、脱ガス室の底面に該開口部を囲う囲い板を、回流する溶湯の下流側を開放させて配した脱ガス装置。
2. 囲い板の高さを、前記開口部の高さよりも高くした請求項１に記載の脱ガス装置。
3. 脱ガス室を、上面視略正方形状に形成し、前記開口部を、一側壁の下方中央付近に設け、囲い板を、上面視略Ｌ字状に形成した請求項１又は２に記載の脱ガス装置。

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