NO128073B

NO128073B -

Info

Publication number: NO128073B
Application number: NO224369A
Authority: NO
Inventors: E Emley; M Brant
Original assignee: British Aluminium Co Ltd
Priority date: 1968-05-31
Filing date: 1969-05-30
Publication date: 1973-09-24
Also published as: JPS5112565B1; DE1927973C3; SE365249B; CH503793A; AT293030B; DE1927973A1; BE733830A; DE1927973B2; GB1266500A

Description

Fremgangsmåte for fjerning av ikke-metalliske inneslutninger fra smeltede lettmetaller, særlig aluminium. Process for removing non-metallic inclusions from molten light metals, particularly aluminium.

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for fjerning av ikke-metalliske inneslutninger fra smeltede lettmetaller, særlig aluminium, og i særdeleshet smeltet aluminium for produksjon av blokker for videre bearbeidning. The invention relates to a method for removing non-metallic inclusions from molten light metals, in particular aluminium, and in particular molten aluminum for the production of ingots for further processing.

Det er velkjent at flytende aluminium inneholder varierende mengder av gass og ikke-metalliske. inneslutninger, og at deres nærvær kan gi opphav til defekter i de ferdige produkter. Det har tidligere vært foreslått en rekke fremgangsmåter for fjerning av gassen og inneslutningene. Således kan gassinnholdet reduseres til et akseptabelt nivå ved at klor, nitrogen eller argon bobles gjennom smeiten, eller ved å behandle metallet med heksakloretan. Bruken av klor og heksakloretan skaper gass-fjerningsproblemer, noe som nødvendiggjør kostbart utstyr, mens metallet med nitrogenbéhandlingen slik den tidligere har vært utført, blir forurenset ved at det dannes ikke-metalliske inneslutninger. It is well known that liquid aluminum contains varying amounts of gas and non-metallics. inclusions, and that their presence can give rise to defects in the finished products. A number of methods for removing the gas and inclusions have previously been proposed. Thus, the gas content can be reduced to an acceptable level by bubbling chlorine, nitrogen or argon through the smelting, or by treating the metal with hexachloroethane. The use of chlorine and hexachloroethane creates gas-removal problems, necessitating expensive equipment, while the metal with the nitrogen treatment as previously carried out is contaminated by the formation of non-metallic inclusions.

For å fjerne inneslutninger har det i tidens løp vært foreslått en rekke filtrerings-fremgangsmåter, f.eks. av den type som er beskrevet i britisk patent nr. 701.273 og 831.637, hvor man lar<5 >metallet strømme fra et kammer til et annet gjennom et sjikt av ildfaste granuler og hvor de to kammere er atskilt ved hjelp av en avbøyningsplate. Det foretrukne filtermateriale ifølge britisk patent nr. 831-637, er en flat aluminiumduk 3-14 A.S.T.M. mesh (åpninger fra 1,4-6,2 mm) båret på et sjikt av grove granu-later 6 mm -x 18 mm i størrelse. I US patent nr. 3.039.864 er det foreslått å føre metallet ned gjennom et filtersjikt og samtidig føre en inert gass, f.eks.' argon, gjennom sjiktet i en oppadrettet retning, hvorved man, får utført en viss grad In order to remove inclusions, a number of filtration methods have been proposed over time, e.g. of the type described in British Patent Nos. 701,273 and 831,637, where the metal is allowed to flow from one chamber to another through a layer of refractory granules and where the two chambers are separated by means of a deflector plate. The preferred filter material according to British Patent No. 831-637 is a flat aluminum cloth 3-14 A.S.T.M. mesh (openings from 1.4-6.2 mm) supported on a layer of coarse granules 6 mm -x 18 mm in size. In US patent no. 3,039,864 it is proposed to pass the metal down through a filter layer and at the same time pass an inert gas, e.g. argon, through the layer in an upward direction, whereby a certain degree is achieved

av avgassing samtidig med filtreringen. Det er imidlertid mer vanlig å utføre avgassingen,: f . eks. med klor, i en lukket ovn, før metallet føres gjennom filtreringsenheten. US patent nr. 3.039-864 angir at nitrogen kan anvendes istedenfor argon, of degassing at the same time as the filtration. However, it is more common to carry out the degassing,: f . e.g. with chlorine, in a closed furnace, before the metal is passed through the filtration unit. US patent no. 3,039-864 states that nitrogen can be used instead of argon,

hvis dannelsen av nitrider kan tolereres, men at klor er uøns-ket fordi dette gir opphav til klorider som meget raskt blok-kerer filteret. En undersøkelse av filtersjiktet i slike typer filtere etter bruk viser at oksyder og andre ikke-metalliske inneslutninger fanges opp i metallet i mellomrommet mellom fla-kene, av aluminium, men at metallet ikke fukter flakene. De fil-trerte urenheter er således meget løst bundet i filtersjiktet, og kan meget lett frigjøres, hvis filteret'f.eks. tilfeldig ris-tes eller dunkes for å fremme en raskere metallstrøm. Virknin-gen av filtersjiktet er ikke en skikkelig filtrering, men sedi-mentasjon av urenheter fra væsken under en meget langsom strøm gjennom de mange kanaler mellom flakene. Det er nødvendig med spesielle fremgangsmåter for å presse det flytende metall gjennom denne type filtersjikt, hvis minimumstykkelse er ca. 15 ca., og en partiell blokkering av strømmen kan meget lett opptre under bruken, slik at det er nødvendig med et betydelig hydrostatisk trykk for å opprettholde den forønskede strømningshastig-het, som for mange formål kan overstige ca. 300 kg/min. if the formation of nitrides can be tolerated, but that chlorine is undesirable because this gives rise to chlorides which very quickly block the filter. An examination of the filter layer in such types of filters after use shows that oxides and other non-metallic inclusions are caught in the metal in the space between the aluminum flakes, but that the metal does not wet the flakes. The filtered impurities are thus very loosely bound in the filter layer, and can be released very easily, if the filter, e.g. randomly shaken or pounded to promote a faster metal flow. The effect of the filter layer is not proper filtration, but sedimentation of impurities from the liquid during a very slow flow through the many channels between the sheets. Special methods are required to push the liquid metal through this type of filter layer, the minimum thickness of which is approx. 15 approx., and a partial blockage of the flow can very easily occur during use, so that a significant hydrostatic pressure is required to maintain the desired flow rate, which for many purposes can exceed approx. 300 kg/min.

Det har nå vist seg at man kan fjerne ikke-metalliske inneslutninger fra. smeltede lettmetaller, særlig aluminium, ved at man lar det smeltede metall strømme gjennom.et lag av ildfaste granuler med et diameter som ikke er mindre enn 9 mm og fortrinnsvis ikke overstiger 18 mm og som er belagt med alkalimetallklorider og eventuelt jordalkalimetallklorider med eller uten tilsetning av opptil 10 vektprosent alkalimetall- eller jordalkalimetallfluorider, og at man deretter eventuelt fører metallet gjennom et lag av ubelagte ildfaste granuler. It has now been shown that non-metallic inclusions can be removed from. molten light metals, especially aluminium, by allowing the molten metal to flow through a layer of refractory granules with a diameter not less than 9 mm and preferably not exceeding 18 mm and which are coated with alkali metal chlorides and possibly alkaline earth metal chlorides with or without addition of up to 10% by weight of alkali metal or alkaline earth metal fluorides, and that the metal is then optionally passed through a layer of uncoated refractory granules.

En slik rensemetode for fjerning av nevnte inneslutninger er minst like effektiv som flakfiltret ifølge US-patent 3.039.864, men har dessuten en rekke andre fordeler. P.g.a. flussmiddelbelegget på de ildfaste granuler blir disse fuktet av det flytende lettmetall (aluminium,magnesium etc.) og inneslutningene i dette kommer i kontakt med flussmiddelbelegget og festner seg meget lett til dette. Som en konsekvens av dette forblir inneslutningene i belegget og de blir ikke frigjort fra dette ved risting eller annen bevegelse. Ved anvendelsen av de forholdsvis store ildfaste granuler (diameter mellom 9 og 18 mm), så trenger man ingen spesielle forholdsregler for å starte metallstrømmen, det er ingen fare for at systemet skal blokkeres, og metallet strømmer gjennom laget av ildfaste granuler uten behov for et hydrostatisk overtrykk. Such a cleaning method for removing said inclusions is at least as effective as the flake filter according to US patent 3,039,864, but also has a number of other advantages. Because of. the flux coating on the refractory granules, these are moistened by the liquid light metal (aluminium, magnesium etc.) and the inclusions in this come into contact with the flux coating and stick to it very easily. As a consequence of this, the inclusions remain in the coating and are not released from this by shaking or other movement. When using the relatively large refractory granules (diameter between 9 and 18 mm), no special precautions are needed to start the metal flow, there is no danger of the system being blocked, and the metal flows through the layer of refractory granules without the need for a hydrostatic overpressure.

Egnede flussmiddelsammensetninger for belegning av de ildfaste granuler er angitt i etterfølgende tabell I. Suitable flux compositions for coating the refractory granules are indicated in the following table I.

Skjønt prøver har vist at flussmiddelbelegget har liten tilbøye-lighet til å bli fjernet fra de belagte granuler ved metallpas-sasjen, så kan det behandlede metall - som angitt ovenfor - strippes for eventuelt med-ført klorid ved at det føres gjennom et lag av ubelagte ildfaste granuler, f.eks. aluminiumoksydkuler, som meget lett fuktes av klorid-baserte flussmidler. Although tests have shown that the flux coating has little tendency to be removed from the coated granules during the metal passage, the treated metal - as stated above - can be stripped of any entrained chloride by passing it through a layer of uncoated refractory granules, e.g. alumina balls, which are very easily wetted by chloride-based fluxes.

Selvom rensemetoden ifølge oppfinnelsen er meget effektiv for Although the cleaning method according to the invention is very effective for

å fjerne ikke-metalliske inneslutninger, så er den ikke så effektiv når det gjelder å fjerne klumper av intermatalliske partikler, f.eks. titanrike partikler, som kan være suspendert i det glytende lettmetall, og for å fjerne disse fra lettmetallet to remove non-metallic inclusions, it is not as effective in removing clumps of intermetallic particles, e.g. titanium-rich particles, which may be suspended in the glowing light metal, and to remove these from the light metal

kan dette føres gjennom et annet lag av ubelagte Ildfaste granuler, hvorved de intermetalliske partikler vil utsedimenteres 1 mellomrommene i nevnte andre lag. this can be passed through another layer of uncoated refractory granules, whereby the intermetallic particles will settle out in the spaces in said second layer.

Det er fordelaktig å la metallet strømme i en retning nedover gjennom laget av flussmiddelbelagte granuler. Man kan også med fordel la metallet strømme ned gjennom laget av de flussmiddelbelagte granuler og opp gjennom i det minste en del av et lag av ubelagte ildfaste granuler. Man kan enn videre dele opp lagene av belagte og ubelagte granuler i minst to deler og bringe metallet til å strømme ned gjennom den ene del og opp gjennom den annen del. It is advantageous to allow the metal to flow in a downward direction through the layer of flux-coated granules. One can also advantageously allow the metal to flow down through the layer of the flux-coated granules and up through at least part of a layer of uncoated refractory granules. One can further divide the layers of coated and uncoated granules into at least two parts and cause the metal to flow down through one part and up through the other part.

Man kan ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gå frem på en With the method according to the invention, one can proceed on a

slik måte at man belegger de ildfaste granuler med et fluss - middel som inneholder KC1 og NaCl og ikke mer enn 10 vektprosent _NaF eller kryolitt; eller et flussmiddel som består avKClNaCl such a way that the refractory granules are coated with a flux containing KC1 and NaCl and no more than 10% by weight of NaF or cryolite; or a flux consisting of KClNaCl

og CaF, eller et flussmiddel som inneholder minst 20 vektprosent MgCl2. and CaF, or a flux containing at least 20% by weight MgCl2.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen vil i det følgende bli beskrevet i forbindelse med tegningene, som viser et apparat for fremgangsmåtens gjennomføring, og hvor fig. 1 er et noe skjema-tisk snitt gjennom et sådant apparat, fig. 2 viser en modifikasjon av apparatet, fig. 3*4 og viser modifikasjoner av en del av det i fig. 1 viste apparat, mens fig. 6 viser en ytterligere modifikasjon av apparatet i fig. 1. ;Fig. 1 viser en digel 1" med en lang helléleppe la og utstyrt med en avbøyningsplate 2 som går ned 1 digelen og effektivt deler denne i to kammere A og B som står i kommunikasjon med hverandre via det mellomrom som finnes under avbøyningsplaten' 2. Et rør 3 Sår inn i kammer A, og ender i nærheten av gulvet av kammeret i en' porøs plugg 3a &v et ikke-karbonholdig, ildfast materiale. En gassdyse 4 er anbragt utenfor digelen 1 for å varme opp dennes innhold. Et sjikt av flussbelagte aluminiumoksyd-granuler eller -kuler 5 med en diameter på ca. 18 mm, er anordnet i kammer A, og et sjikt av ubelagte aluminiumoksydkuler med en diamter på ca. 18 mm er anordnet i kammer B. Sjiktet av ubelagte kuler 6 kan gå under avbøyningsplaten 2 og under sjikt 5. En renne 7 er anordnet for tilførsel av smeltet aluminium fra en smelteovn (Ikke vist) til kammer A. Helleleppen la går fra kammer B til en støperenne 8. ;Under drift vil man i kammer A ha et legeme av smeltet aluminium samt et dekke 9 av et flytende flussmiddel'. Smeltet aluminium kommer inn i kammer A fra rennen 7 ved at det faller ned gjennom flussdekket 9. Metallet avgasses ved hjelp av en gass såsom nitrogen, som tilføres gjennom rør 3 og kommer ut fra plugg 3a og bobler opp gjennom det smeltede aluminium i kammer A. Ettersom helleleppen la er under det nivå ved hvilket det smeltede aluminium holdes i kammer A, er det en kontinuerlig strøm av smeltet aluminium fra kammer A til kammer B og ut over helleleppen la til støperennen 8. Det smeltede aluminium forlater derfor rennen 7 og faller ned gjennom flussdekket 9 og inn i kammer A, hvor det avgasses ved hjelp av nitrogen, strømmer ned gjennom sjiktet av de flussbelagte kuler 5, hvor ikke-metalliske inneslutninger fjernes, passerer under avbøyningsplaten 2 og stiger opp gjennom sjiktet av de ubelagte kuler 6 hvor intermetalliske partikler' ;og residuale flusspartikler fjernes, og strømmer deretter ut over helleleppen la til støperennen 8 i en tilstand ferdig for støping. ;Det arrangement som er vist på fig. 2 er meget likt det som er beskrevet med henvisning til fig. 1, og like referensetall angir like deler. I dette tilfelle er digel 1 erstattet av en boks lb foret med ildfast sten og pluggen 3a er erstattet med et po-røst, ildfast rør 3b av et ikke-karbonholdig materiale. I dette tilfelle kommer rennen 7 inn i kammer A under nivået av flussdekket 9 som er begrenset mellom avbøyningsplaten 2 og en annen avbøyningsplate 2a og veggene i boksen lb. Platen 2a tjener også til å skumme det smeltede aluminium som strømmer inn i kammer A fra ovnstappehullet, som er vist ved 10. ;Ettersom gassdysen 4 i forannevnte eksempel, ikke er vesentlig, så er denne utelatt fra fig. 2. I dette tilfelle ville boksen lb være forvarmet ved hjelp av en gassflamme før den ble tilsatt smeltet aluminium samt kulene 5 og 6. Man kan videre anvende nedsenkningsvarme plasert i kammer A for å få en større. kontroll over metalltemperaturen. Fig.-' 3, 4 og 5 illustrerer alternative måter ved hjelp av hvilke smeltet aluminium kan føres inn i kammer A fra renne 7. ;På fig. 3 ender rennen 7 i en utføring 7a som går ned gjennom flussdekket 9. På fig. 4 og 5 ender rennen' 7 i" en-'slags' behol- ;der hvis gulv er i form av en perforert, ildfast sikt 7b som bryter opp det smeltede metall idet dette kommer inn i kammer B. I den utførelse som er vist på fig. 4, er den porøse sikt ;7b plase-rt inne i - flussdekket 9, mens den på den utførelse, ;som er vist på fig. 5, er plasert over flussdekket 9. I tillegg til å bruke eh perforert, ildfast sikt 7b eller som et alterna-tiv til denne, kan man anvende en fordelingsplate (ikke vist) nedsenket i flussdekket 9 for derved å bryte opp det smeltede aluminium idet dette kommer inn i kammer A, og derved hjelpe til ved rensingen og avgassingen av det smeltede metall. ;I det arrangement som er vist på fig. 6, er kamrene A og B ;fra de tidligere eksempler fulgt av ytterligere kammere C og D definert ved ytterligere plater 2b og 2c, idet plate 2b ;står opp fra gulvet i digel 1 eller boks-la (alt etter tilfellet), til under nivået av det smeltede aluminium, mens plate 2c går ned i det smeltede aluminium og inn i et ytterligere sjikt av ubelagte, grove, ildfaste kuler 6a, f.eks. av aluminiumoksyd, ;og med en diameter på ca. 18 mm.- Deri smeltede aluminium som forlater kammer B strømmer således over plate 2b og inn i kammer C, ned gjennom sjiktet- av ubelagte kuler 6a, under plate 2c, opp gjennom sjiktet av ubelagte kuler 6a og ut over støperennen 8. Denne passasje av metallet gjennom sjiktet av kulene 6a gjør behandlingen meget effektiv, og da spesielt for å strippe'metallet for gjenværende rester av flussmiddel som måtte være medført pga. den nedadrettede strøm gjennom de ubelagte kuler 6a i kammer C.'Flussmidlet som er lettere enn det smeltede aluminium, har en tendens til å stige opp i kammeret. ;Det er innlysende at de to trinn i den foreliggende fremgangsmåte, nemlig første trinn hvor man avgasser det'smeltede aluminium og lar det strømme gjennom et sjikt av flussbelagte kuler 5, og nevnte andre trinn hvor man lar metallet strømme gjennom et sjikt av ubelagte kuler 6, kan utføres i-separate kar. I et slikt tilfelle vil kammer B være utelatt og erstattet av kamrene G og D. I de tilfeller hvor avstanden mellom ovnen og støpestedet ikke . er tilstrekkelig stor til at man kan plassere et apparat av den type som er vist på fig. 2, kan minst ett av sjiktene av kulene 5 og 6 plaseres i støperennen 8 og der holdes på plass ved hjelp av egnede plater. Avgassingstrinnet kan også utføres under et dekke av et flussmiddel i selve ovnen, f.eks. i en alkove eller i en forbrønn. ;En annen måte for å skille fremgangsmåten i to hensiktsmessige trinn, er vist på fig. 7. Dette arrangement er meget likt det arrangement, som er vist på fig. 6, bortsett fra at man i dette tilfelle har kamrene A og B i en digel 1, mens kamrene C og D befinner seg i en separat digel 11, og hvor de to digelene står i kontakt ved hjelp av en renne 12. Også i dette eksempel til-føres det smeltede metall til kammer A under flusslaget 9 ved hjelp av en plate 2a, som f.eks. illustrert på fig. 2, og nitrogenet tilføres gjennom en sidevegg fra et porøst, ildfast rør 3D- ;I det apparat som er vist på fig. 8, utføres avgassingen under flussmidlet i et separat første kar 13, som kan være foret med ildfast sten, og hvor metallet tilføres under flussmiddellaget 9 ved hjelp av en plate 2 og som strømmer under platen 2 og derfra oppover og inn i rennen 12 hvorigjennom det renner inn i digelen 14 inneholdende et sjikt av aluminiumskuler, hvorav minst det øvre lag er flussbelagte kuler 5, fulgt på den annen side av kulene 2 av et sjikt av ubelagte kuler 6. Som nevnt tidligere, trenger ikke kulene 5 fra begynnelsen være belagt med flussmiddel, ettersom det bare tar et par minutter etterat prosessen er starte, til at kulene er tilstrekkelig belagt med flussmiddel til at fremgangsmåten skal operere effektivt. Som vist på fig. 8, tilføres nitrogenet under flusslaget 9 ved hjelp av to porøse, ildfaste rør yo, ;Det porøse, ildfaste, ikke-karbonholdige materiale som brukes for å tilføre gassen, f.eks. nitrogen, inn i det smeltede alu-.minium kan være av enhver kjent type. Eksempler på ildfaste stoffer er f.eks. stoffer med høyt innhold av aluminiumoksyd, silisiumkarbid, silisiumkarbid bundet sammen med hjelp av sili-siumnitrid og zirkon. Disse er vanligvis tilstrekkelige hvis de har" tilstrekkelig porøsitet, men man bør i alle tilfeller unngå et for høyt innhold av sillsiumdioksyd. Klumper av ildfast materiale kan utformes til plugger eller stykker og kan bores for derved å kunne innføre et ildfast rør gjennom hvilket gassen kan tilføres stykket eller pluggen, eller de ildfaste stoffer kan være i rørform. De porøse plugger eller rør kan være sementert Inn i karets vegger, eller kan endog danne en del av gulvet i disse. ;De ildfaste, grove granuler som brukes i sjiktene 5* 6 og 6a, kan være av kromitt, korundum, forstenitt, magnesiaspinell, magnesiumflorid, periklas, silisiumkarbid eller zirkon, som alle kan betraktes som kjemisk inerte overfor smeltet aluminium. I forbindelsen med sjiktene 6 og 6a kan kulene være av porøst eller ikke-porøst grafitt, men kuler av aluminiumoksyd er i alle tilfeller foretrukket fordi man derved får tilveiebragt en åpen' pakking og man unngår all blokkering, noe som er ønskelig og muliggjort ved hjelp a.v et sjikt av flussbelagte, grove kuler 5. The method according to the invention will be described in the following in connection with the drawings, which show an apparatus for carrying out the method, and where fig. 1 is a somewhat schematic section through such an apparatus, fig. 2 shows a modification of the apparatus, fig. 3*4 and shows modifications of a part of it in fig. 1 showed apparatus, while fig. 6 shows a further modification of the apparatus in fig. 1. ; Fig. 1 shows a crucible 1" with a long pouring lip 1a and equipped with a deflection plate 2 which goes down 1 the crucible and effectively divides it into two chambers A and B which are in communication with each other via the space found under the deflection plate' 2. A pipe 3 Sows into chamber A, and terminates near the floor of the chamber in a' porous plug 3a &v of a non-carbonaceous, refractory material. A gas nozzle 4 is placed outside the crucible 1 to heat its contents. A layer of flux-coated alumina -granules or balls 5 with a diameter of about 18 mm are arranged in chamber A, and a layer of uncoated alumina balls with a diameter of about 18 mm is arranged in chamber B. The layer of uncoated balls 6 can go under the deflection plate 2 and below layer 5. A chute 7 is arranged for the supply of molten aluminum from a melting furnace (Not shown) to chamber A. The pouring ladle goes from chamber B to a casting chute 8. During operation, chamber A will have a body of molten aluminum as well as a cover 9 of a liquid fl ussmiddel'. Molten aluminum enters chamber A from chute 7 by falling down through flux deck 9. The metal is degassed using a gas such as nitrogen, which is supplied through pipe 3 and exits from plug 3a and bubbles up through the molten aluminum in chamber A As the pouring lip la is below the level at which the molten aluminum is held in chamber A, there is a continuous flow of molten aluminum from chamber A to chamber B and out over the pouring lip la to the casting chute 8. The molten aluminum therefore leaves the chute 7 and falls down through the flux deck 9 into chamber A, where it is degassed with nitrogen, flows down through the layer of the flux-coated balls 5, where non-metallic inclusions are removed, passes under the deflection plate 2 and rises through the layer of the uncoated balls 6 where intermetallic particles' ;and residual flux particles are removed, and then flow out over the pouring lip to the casting chute 8 in a state ready for casting. The arrangement shown in fig. 2 is very similar to what is described with reference to fig. 1, and like reference numbers indicate like parts. In this case, the crucible 1 is replaced by a box 1b lined with refractory stone and the plug 3a is replaced by a porous, refractory tube 3b of a non-carbonaceous material. In this case, the chute 7 enters chamber A below the level of the flux deck 9 which is confined between the deflection plate 2 and another deflection plate 2a and the walls of the box 1b. The plate 2a also serves to skim the molten aluminum flowing into chamber A from the furnace tapping hole, which is shown at 10. As the gas nozzle 4 in the above example is not essential, it is omitted from fig. 2. In this case, box 1b would be preheated by means of a gas flame before molten aluminum and balls 5 and 6 were added to it. One can further use immersion heat placed in chamber A to obtain a larger one. control over the metal temperature. Figs. 3, 4 and 5 illustrate alternative ways by means of which molten aluminum can be fed into chamber A from chute 7. In fig. 3, the chute 7 ends in an outlet 7a which goes down through the flux deck 9. In fig. 4 and 5, the chute 7 ends in a "kind of" container whose floor is in the form of a perforated, refractory sieve 7b which breaks up the molten metal as it enters chamber B. In the embodiment shown in Fig. 4, the porous sieve 7b is placed inside the flux deck 9, while in the embodiment shown in Fig. 5, it is placed above the flux deck 9. In addition to using perforated, refractory sieve 7b or as an alternative to this, one can use a distribution plate (not shown) immersed in the flux deck 9 to thereby break up the molten aluminum as it enters chamber A, and thereby help with the cleaning and degassing of the molten metal. In the arrangement shown in Fig. 6, chambers A and B from the previous examples are followed by further chambers C and D defined by further plates 2b and 2c, plate 2b rising from the floor of the crucible 1 or box-la (as the case may be), to below the level of the molten aluminum, while plate 2c descends into the molten aluminum m and into a further layer of uncoated, coarse, refractory balls 6a, e.g. of aluminum oxide, and with a diameter of approx. 18 mm.- There molten aluminum leaving chamber B thus flows over plate 2b and into chamber C, down through the layer of uncoated balls 6a, under plate 2c, up through the layer of uncoated balls 6a and out over the casting chute 8. This passage of the metal through the layer of balls 6a makes the treatment very effective, and especially to strip the metal of remaining flux residues that may have been carried due to the downward flow through the uncoated balls 6a in chamber C. The flux which is lighter than the molten aluminum tends to rise in the chamber. It is obvious that the two steps in the present method, namely the first step where the molten aluminum is degassed and allowed to flow through a layer of flux-coated balls 5, and the aforementioned second step where the metal is allowed to flow through a layer of uncoated balls 6, can be carried out in separate vessels. In such a case, chamber B will be omitted and replaced by chambers G and D. In those cases where the distance between the furnace and the casting place does not . is large enough to accommodate a device of the type shown in fig. 2, at least one of the layers of balls 5 and 6 can be placed in the casting trough 8 and held in place there using suitable plates. The degassing step can also be carried out under a cover of a flux in the furnace itself, e.g. in an alcove or in an anteroom. Another way of separating the method into two appropriate steps is shown in fig. 7. This arrangement is very similar to the arrangement shown in fig. 6, except that in this case chambers A and B are in a crucible 1, while chambers C and D are in a separate crucible 11, and where the two crucibles are in contact by means of a chute 12. Also in this example, the molten metal is supplied to chamber A below the flux layer 9 by means of a plate 2a, which e.g. illustrated in fig. 2, and the nitrogen is supplied through a side wall from a porous, refractory tube 3D-; In the apparatus shown in fig. 8, the degassing is carried out under the flux in a separate first vessel 13, which can be lined with refractory stone, and where the metal is supplied under the flux layer 9 by means of a plate 2 and which flows under the plate 2 and from there upwards into the chute 12 through which flows into the crucible 14 containing a layer of aluminum spheres, of which at least the upper layer is flux-coated spheres 5, followed on the other side of the spheres 2 by a layer of uncoated spheres 6. As mentioned earlier, the spheres 5 do not need to be coated with flux, as it only takes a few minutes after the process is started for the balls to be sufficiently coated with flux for the process to operate effectively. As shown in fig. 8, the nitrogen is supplied under the flux layer 9 by means of two porous, refractory tubes yo, ;The porous, refractory, non-carbonaceous material used to supply the gas, e.g. nitrogen into the molten aluminum can be of any known type. Examples of refractory substances are e.g. substances with a high content of aluminum oxide, silicon carbide, silicon carbide bound together with the help of silicon nitride and zircon. These are usually sufficient if they have sufficient porosity, but an excessively high content of silicon dioxide should in all cases be avoided. Lumps of refractory material can be formed into plugs or pieces and can be drilled to thereby be able to introduce a refractory pipe through which the gas can supplied to the piece or plug, or the refractories may be in tubular form. The porous plugs or pipes may be cemented into the walls of the vessel, or may even form part of the floor thereof. ;The refractory, coarse granules used in the layers 5* 6 and 6a, may be of chromite, corundum, forstenite, magnesia spinel, magnesium fluoride, periclase, silicon carbide or zircon, all of which may be considered chemically inert to molten aluminum.In connection with layers 6 and 6a, the spheres may be of porous or non-porous graphite, but balls of aluminum oxide are in all cases preferred because an open packing is thereby provided and all blocking is avoided, which is desirable and made possible rt using a layer of flux-coated, coarse balls 5.

Granulene bør være av en siik størrelse at de holdes tilbake The granules should be of such a size that they are retained

av en sikt hvis åpninger er ca. 12 mm, og kuler med en diameter på 18 mm er foretrukket. of a sieve whose openings are approx. 12 mm, and balls with a diameter of 18 mm are preferred.

Temperaturen på det smeltede aluminium under behandlingen bør være i området fra 675-800°C, mest foretrukket fra 700-750°C. The temperature of the molten aluminum during treatment should be in the range from 675-800°C, most preferably from 700-750°C.

Egnede sammensetninger for flussdekket 9 og for flussbelegget på kulene 5, er angitt i den følgende tabell I: Suitable compositions for the flux cover 9 and for the flux coating on the balls 5 are indicated in the following table I:

Som flussmiddel for å belegge kulene og for å tilveiebringe As a flux to coat the balls and to provide

et flytende flussdekke på toppen av det smeltede metall i av-gassingskammeret, er det normalt foretrukket å anvende blandinger av KC1 og NaCl med mindre tilsetninger av CaF2 (flussmiddel A). Tilsetninger av NaF eller kryolitt kan anvendes for å redusere smeltepunktet (flussmiddel B), men en mindre mengde natrium vil da løse seg opp i aluminiumen, og dette kan være meget skadelig ved fremstilling av aluminium-magnesium-legeringer, f.eks. for den ikke-varmbehandelbare sammensetning Al-5 % Mg. For slike legeringer er det foretrukket å anvende et flussmiddel som ikke fører natrium inn i legeringen, men snarere tvert imot reduserer det lille innhold av natrium som opprinnelig er tilstede som en urenhet i det primære metall . Egnede flussmidler i så henseende inneholder MgCl2 (flussmiddel C). Hvis det er ønskelig, kan man anvende et tungtflytende flussmiddel for å belegge aluminium-oksydkulene, og derved unngå en risiko for at flussmidlet skal vaskes vekk fra kulene pga. aluminiumstrømmen (flussmiddel D). Slike flussmidler inneholder BaClg og koster følgelig mer. Det er en viss fordel ved å anvende et flussmiddel av typen A idet eventuell medført fluss idet prosessen starter vil bli absorbert på de ubelagte kuler som derved blir flussbelagte, hvorved man får utvidet det tilgjengelige område til hvilket inneslutninger kan feste seg. Så snart kloridlaget på kulene er blitt fullstendig dekket med ikke-metalliske inneslutninger, så vil dette ikke si at filteret ikke lenger kan brukes, ettersom flere inneslutninger (f.eks. oksydpartikler eller filmer) kan feste seg til de, som allerede er festet til flusslaget. a liquid flux blanket on top of the molten metal in the degassing chamber, it is normally preferred to use mixtures of KC1 and NaCl with minor additions of CaF2 (flux A). Additions of NaF or cryolite can be used to reduce the melting point (flux B), but a smaller amount of sodium will then dissolve in the aluminium, and this can be very harmful when producing aluminium-magnesium alloys, e.g. for the non-heat treatable composition Al-5% Mg. For such alloys, it is preferred to use a flux which does not introduce sodium into the alloy, but rather, on the contrary, reduces the small content of sodium which is originally present as an impurity in the primary metal. Suitable fluxes in this respect contain MgCl2 (flux C). If desired, a heavy-flowing flux can be used to coat the aluminum oxide balls, thereby avoiding a risk of the flux being washed away from the balls due to the aluminum flux (flux D). Such fluxes contain BaClg and consequently cost more. There is a certain advantage in using a flux of type A, as any flux carried when the process starts will be absorbed on the uncoated balls which thereby become flux-coated, thereby expanding the available area to which inclusions can attach. As soon as the chloride layer on the spheres has been completely covered with non-metallic inclusions, this does not mean that the filter can no longer be used, as more inclusions (e.g. oxide particles or films) can adhere to those already attached to the flow layer.

Det er ikke vesentlig for det foreliggende formål at flussbelegget fra starten av skal være pålagt kulene 5 i kammer A, ettersom den turbulens som frembringes når nitrogenet settes på, raskt gjør at noen av kulene blir belagt med flussmiddel. It is not essential for the present purpose that the flux coating should be applied to the balls 5 in chamber A from the start, as the turbulence produced when the nitrogen is applied quickly causes some of the balls to be coated with flux.

I praksis er det således ikke nødvendig å belegge kulene 5 som et separat trinn før man: fører disse inn i kammer A. In practice, it is thus not necessary to coat the balls 5 as a separate step before: leading them into chamber A.

Som et eksempel kan det følgende eksperiment beskrives. Man As an example, the following experiment can be described. Mon

konstruerte et apparat i alt vesentlig slik det er vist på fig. 2, dette ble forvarmet ved fjernbare gasstråler, og et 15 cm dypt lag av forvarmede aluminiumoksydkuler méd en diameter på 18 mm ble tilsatt hvert kammer. Metall ble tilført apparatet constructed an apparatus substantially as shown in fig. 2, this was preheated by removable gas jets, and a 15 cm deep layer of preheated alumina spheres with a diameter of 18 mm was added to each chamber. Metal was added to the apparatus

inntil kamrene vår ca. halvfulle. Forvarmede aluminiumoksydkuler med en diamter på 18 mm ble deretter dyppet i et bad av flytende flussmiddel og fjernet ved hjelp av en forvarmet hånd-øse og overført til. den inngående side (kammer A) av plate 2. until our chambers approx. half full. Preheated alumina balls with a diameter of 18 mm were then dipped into a bath of liquid flux and removed by means of a preheated hand ladle and transferred to. the incoming side (chamber A) of plate 2.

Et 10 cm tykt lag av flussbelagte kuler 5 ble bygget opp på A 10 cm thick layer of flux-coated spheres 5 was built up on

denne måte' i kammer A. Et 15 cm tykt lag av forvarmede aluminiumoksydkuler med en diameter på 18 mm ble deretter bygget opp i kammer B. Når denne oppbygning var ferdig, var ca. 10 kg flussmiddel plasert på metallet i kammer A, og så snart dette hadde smeltet, ble nitrogentilførselen slått på med en hastighet på ca. this way' in chamber A. A 15 cm thick layer of preheated aluminum oxide balls with a diameter of 18 mm was then built up in chamber B. When this build-up was finished, approx. 10 kg of flux placed on the metal in chamber A, and as soon as this had melted, the nitrogen supply was switched on at a rate of approx.

64 liter/min. 5 tonn flytende Al-Mg-Si-legering som var hverken underkastet avgassing eller utsedimentasjonsbehandling, ble ført gjennom utstyret ved en temperatur på ca. 725°C og med en gjennom-strømningshastighet på ca. 75 kg/min., og støpt ved en semi-kontinuerlig, direkte avkjølingsprosess til to valseblokker med et snitt på 75 x 25 cm. Prøver ble tatt av det inngående og det utgående metall for å bestemme gassinnholdet og innholdet av inneslutninger. De oppnådde resultater er vist i tabell II. 64 litres/min. 5 tonnes of liquid Al-Mg-Si alloy which was neither subjected to degassing nor sedimentation treatment was passed through the equipment at a temperature of approx. 725°C and with a flow rate of approx. 75 kg/min., and cast by a semi-continuous, direct cooling process into two rolling blocks with a section of 75 x 25 cm. Samples were taken of the incoming and outgoing metal to determine the gas content and the content of inclusions. The results obtained are shown in table II.

Utgangsmaterialet, for metalIsmelten bestod utelukkende av skrap-metall og innbefattet ca. 1 tonn med spon. I dette spesielle eksperiment bestod det prosøse ildfaste rør av karbon, slik at eksperimentet representerer en hard prøve på utstyrets effekti-vitet for å fjerne inneslutninger såvel som gass. Man utførte sammenlignende eksperimenter med den fremgangsmåte, som er beskrevet i US patent nr. 3.039.864 i samme skala som ovennevnte eksperiment, og metallet ble underkastet en forbehandling ved-kloravgassing, men selv i dette tilfelle så var hydrogeninn-holdet i området fra 0,12-0,17 rn^/lOO gram, et resultat som vanligvis er meget tilfredsstillende for normale forhold, men ikke desto mindre langt høyere enn de tall som ble oppnådd ved den foreliggende fremgangsmåte (0,04-0,12 cm-^/100 gram). Hvis man skal prøve å forklare hvorfor sistnevnte fremgangsmåte er den langt mest effektive, selv når man anvender fullstendig ugasset metall, så er det av betydning at stivnet skum av avkjølt metall og argon sammen med oksyder dannet av adventivluft, har en tendens til å akkumulere seg på overflaten av metallet i av-gassingskammeret under drift.med fremgangsmåten ifølge US patent nr. 3-039.864, mens .metalloverflaten ifølge foreliggende fremgangsmåte holdes.fri for oksyder. Det er velkjent at- oksydskum på flytende aluminium hindrer gassuttak fra metallet, mens et meget tynt, flytende flusslag på metalloverflaten gjør at gassen meget lett kari passere inn.eller ut av metallet. Det flytende flusslag brukt i foreliggende fremgangsmåte hindrer all drossdannelse, dette til tross.for den kraftige turbulens som skapes, og man opprettholder en ren metalloverflate.hvorfra gassen meget lett kan unnvike. Opprettholdelse av et kontinuerlig lag av flytende fluss er unødvendig så lenge som metalloverflaten forblir meget godt. flusset. The starting material for the metal ice melt consisted exclusively of scrap metal and included approx. 1 ton of shavings. In this particular experiment, the refractory tube consisted of carbon, so that the experiment represents a severe test of the equipment's effectiveness in removing inclusions as well as gas. Comparative experiments were carried out with the method described in US patent no. 3,039,864 on the same scale as the above-mentioned experiment, and the metal was subjected to a pre-treatment by chlorine degassing, but even in this case the hydrogen content was in the range from 0 .12-0.17 rn^/lOO gram, a result which is usually very satisfactory for normal conditions, but nevertheless far higher than the figures obtained by the present method (0.04-0.12 cm-^ /100 grams). If one is to try to explain why the latter method is by far the most effective, even when using completely ungassed metal, then it is significant that solidified foam of cooled metal and argon, together with oxides formed by adventitious air, tends to accumulate on the surface of the metal in the degassing chamber during operation with the method according to US patent no. 3-039,864, while according to the present method the metal surface is kept free of oxides. It is well known that oxide foam on liquid aluminum prevents gas extraction from the metal, while a very thin, liquid flux layer on the metal surface makes it very easy for the gas to pass into or out of the metal. The liquid flux layer used in the present method prevents all dross formation, this despite the strong turbulence that is created, and a clean metal surface is maintained, from which the gas can escape very easily. Maintaining a continuous layer of liquid flux is unnecessary as long as the metal surface remains very good. the flow.

Hvis det er ønskelig kan man anvende argon istedenfor nitrogen, men man oppnår ingen tekniske fordeler ved å gjøre dette, ettersom man kan, fremstille metall med høy. renhet og lavt gassinn-hold med det langt billigere nitrogen..For å oppnå de beste resultater kan man anvende nitrogen av kvalitetsgrad "hvitt -merke", men vanlig teknisk nitrogen er ikke desto mindre vanligvis meget tilfredsstillende.. If desired, argon can be used instead of nitrogen, but no technical advantage is gained by doing this, as one can produce metal with high. purity and low gas content with the much cheaper nitrogen.. To achieve the best results, you can use "white brand" quality nitrogen, but ordinary technical nitrogen is nevertheless usually very satisfactory..

Det fremgår av ovennevnte beskrivelse at foreliggende opp- It appears from the above description that the present

finnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for å rense og av- invention provides a method for cleaning and de-

gasse smeltet aluminium på en kontinuerlig måte, hvor smeltet aluminium strømmer gjennom et kar hvor en i alt vesentlig inert gass, f.eks. nitrogen, føres gjennom metallet samtidig som man opprettholder et flytende flusslag på toppen av alu- gas molten aluminum in a continuous manner, where molten aluminum flows through a vessel where an essentially inert gas, e.g. nitrogen, is passed through the metal while maintaining a liquid flux layer on top of the alu-

miniumen i kammeret, hvoretter det smeltede aluminium strømmer gjennom et sjikt av grove, ildfaste, flussbelagte granuler, og deretter gjennom et sjikt av ubelagte, grove, miniumen in the chamber, after which the molten aluminum flows through a bed of coarse, refractory, flux-coated granules, and then through a bed of uncoated, coarse,

ildfaste granuler. Metall behandlet ved foreliggende frem- refractory granules. Metal processed by the present process

gangsmåte har gitt meget gode resultater når det siden har vært anvende for fremstilling av anodiserte eller andre kri- method has given very good results when it has since been used for the production of anodized or other kri-

tiske produkter. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan også tical products. The method according to the invention can also

anvendes for tilsvarende behandling av andre smeltede lett- used for similar treatment of other molten light-

metaller enn aluminium, f.eks. for behandling av magnesium. metals other than aluminium, e.g. for the treatment of magnesium.

Claims

1. Procedure for removing non-metallic inclusions

ings from molten light metals, especially aluminium, characterized by allowing the molten metal to flow through a layer of refractory granules with a diameter of not less than 9 mm and preferably not exceeding 18 mm and which are coated with alkali metal chlorides and possibly alkaline earth - metal chlorides with or without the addition of up to 10 percent by weight of alkali metal or alkaline earth metal fluorides, and that the metal is then optionally passed through a layer of uncoated refractory granules.

2. Method according to claim 1, characterized in that the metal is allowed to flow in a downward direction through the layer of flux-coated granules.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the metal is allowed to flow down through the layer of flux-coated granules and up through at least part of a layer of uncoated refractory granules.

4. Method according to claim 3> characterized by dividing the layers of coated and uncoated granules into at least two parts and causing the metal to flow down through one part and up through the other part.

5. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the refractory granules are coated with a flux containing KCl and NaCl and no more than 10 percent by weight of NaF or cryolite, or a flux consisting of KClNaCl and CaFg, or a flux which contains at least 20% by weight of MgClg.