JPH0790409A - アルミニウム溶湯の脱水素方法 - Google Patents
アルミニウム溶湯の脱水素方法Info
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Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明はアルミニウム溶湯の脱水素処理を簡
便かつ安定的に行い、高品質のアルミニウムを低コスト
で製造することを目的とする。 【構成】 本発明は、圧力スイング吸着式窒素ガス発生
装置で得られた純度99.95%〜99.995% の窒素ガスをアル
ミニウム溶湯中に吹き込み、溶湯中に溶存している水素
ガスを除去することを特徴とするアルミニウム溶湯の脱
水素方法に関するものである。
便かつ安定的に行い、高品質のアルミニウムを低コスト
で製造することを目的とする。 【構成】 本発明は、圧力スイング吸着式窒素ガス発生
装置で得られた純度99.95%〜99.995% の窒素ガスをアル
ミニウム溶湯中に吹き込み、溶湯中に溶存している水素
ガスを除去することを特徴とするアルミニウム溶湯の脱
水素方法に関するものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアルミニウム溶湯の精錬
法に関し、更に詳しくは圧力スイング吸着式窒素ガス発
生装置で得られた純度99.95 〜99.995％の窒素ガスを用
いるアルミニウム溶湯の脱水素方法に関する。
法に関し、更に詳しくは圧力スイング吸着式窒素ガス発
生装置で得られた純度99.95 〜99.995％の窒素ガスを用
いるアルミニウム溶湯の脱水素方法に関する。
【０００２】この明細書における「アルミニウム」には
純アルミニウムの他にアルミニウムと銅、ケイ素、マグ
ネシウム、ニッケル、チタン等の合金元素よりなるアル
ミニウム合金も含むものとする。
純アルミニウムの他にアルミニウムと銅、ケイ素、マグ
ネシウム、ニッケル、チタン等の合金元素よりなるアル
ミニウム合金も含むものとする。
【０００３】
【従来の技術】近年、電子部品及び自動車部品、建築
材、航空部品等に用いられるアルミニウムおよびアルミ
ニウム合金に対し高品質化が強く望まれている。これら
のアルミニウム製品の品質制御に最も重要な要素の一つ
は鋳造前の溶湯の状態であり、高品質のアルミニウム製
品を得るには、溶湯中に溶存する水素ガスやアルミニウ
ム、マグネシウムの酸化物などの非金属介在物を除去す
ることが必要とされ、そのために種々の溶湯精錬法が開
発され、実用化されている。
材、航空部品等に用いられるアルミニウムおよびアルミ
ニウム合金に対し高品質化が強く望まれている。これら
のアルミニウム製品の品質制御に最も重要な要素の一つ
は鋳造前の溶湯の状態であり、高品質のアルミニウム製
品を得るには、溶湯中に溶存する水素ガスやアルミニウ
ム、マグネシウムの酸化物などの非金属介在物を除去す
ることが必要とされ、そのために種々の溶湯精錬法が開
発され、実用化されている。
【０００４】一般的なアルミニウム溶湯の脱水素方法と
しては、ハロゲン系化合物などのフラックスを窒素やア
ルゴンなどの不活性ガスを介して溶湯中に吹き込む方法
がある。吹き込まれた不活性ガスの微細な気泡や、フラ
ックスから発生もしくは派生したガスの気泡は溶湯中の
水素ガスより分圧が低いために、溶湯中に溶存していた
水素ガスがSievertsの法則に従ってこれらの気泡内に拡
散して浮上し、溶湯表面から除去されるのである。
しては、ハロゲン系化合物などのフラックスを窒素やア
ルゴンなどの不活性ガスを介して溶湯中に吹き込む方法
がある。吹き込まれた不活性ガスの微細な気泡や、フラ
ックスから発生もしくは派生したガスの気泡は溶湯中の
水素ガスより分圧が低いために、溶湯中に溶存していた
水素ガスがSievertsの法則に従ってこれらの気泡内に拡
散して浮上し、溶湯表面から除去されるのである。
【０００５】従来、溶湯中の水素ガスを除去するために
吹き込む不活性ガスとしては、アルゴンなどの希ガス類
に比べて比較的廉価である窒素ボンベガス、あるいは液
体窒素をガス化した高純度窒素ガスが用いられてきた。
しかしながら、これらの窒素ガスは通常99.999％以上の
高純度ガスで高価格でありアルミニウム製品の鋳造コス
トの上昇をきたし、アルミニウム製品の広範な分野での
利用が制約される要因となっていた。
吹き込む不活性ガスとしては、アルゴンなどの希ガス類
に比べて比較的廉価である窒素ボンベガス、あるいは液
体窒素をガス化した高純度窒素ガスが用いられてきた。
しかしながら、これらの窒素ガスは通常99.999％以上の
高純度ガスで高価格でありアルミニウム製品の鋳造コス
トの上昇をきたし、アルミニウム製品の広範な分野での
利用が制約される要因となっていた。
【０００６】さらにまた、窒素ガスボンベを用いる場合
には、頻繁なボンベ交換が必要で保守点検に多くの労力
を要し、ガス切れ、交換作業の不手際等がアルミニウム
製品の不良率上昇の要因になるなどの問題が生じてい
る。
には、頻繁なボンベ交換が必要で保守点検に多くの労力
を要し、ガス切れ、交換作業の不手際等がアルミニウム
製品の不良率上昇の要因になるなどの問題が生じてい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記の
問題を解決すべく鋭意研究の結果本発明を完成したもの
であり、その目的とするところは、簡便かつ信頼性の高
いアルミニウム溶湯の脱水素方法を提供することにあ
る。
問題を解決すべく鋭意研究の結果本発明を完成したもの
であり、その目的とするところは、簡便かつ信頼性の高
いアルミニウム溶湯の脱水素方法を提供することにあ
る。
【０００８】
【問題を解決するための手段】上述の目的は、分子ふる
い炭素を充填した２塔以上の吸着塔に原料空気を供給
し、加圧吸着と減圧再生を順次繰り返すことにより連続
的に製品窒素ガスを取り出す圧力スイング吸着式窒素ガ
ス発生装置で得られた純度99.95 〜99.995％の窒素ガス
を、アルミニウム溶湯の下部に吹き込み、この窒素ガス
を溶湯下部に取り付けられたインペラ−により微細な気
泡として溶湯全体に分散させることにより、溶存水素ガ
スを窒素ガスとともに溶湯上部に浮上させ除去すること
を特徴とするアルミニウム溶湯の脱水素方法により達成
される。
い炭素を充填した２塔以上の吸着塔に原料空気を供給
し、加圧吸着と減圧再生を順次繰り返すことにより連続
的に製品窒素ガスを取り出す圧力スイング吸着式窒素ガ
ス発生装置で得られた純度99.95 〜99.995％の窒素ガス
を、アルミニウム溶湯の下部に吹き込み、この窒素ガス
を溶湯下部に取り付けられたインペラ−により微細な気
泡として溶湯全体に分散させることにより、溶存水素ガ
スを窒素ガスとともに溶湯上部に浮上させ除去すること
を特徴とするアルミニウム溶湯の脱水素方法により達成
される。
【０００９】本発明でいう圧力スイング吸着式窒素ガス
発生装置とは、分子ふるい炭素を充填した２塔以上の吸
着塔に原料空気を供給し加圧吸着と減圧再生を順次繰り
返すことにより連続的に製品窒素ガスを取り出すことが
可能な装置である。
発生装置とは、分子ふるい炭素を充填した２塔以上の吸
着塔に原料空気を供給し加圧吸着と減圧再生を順次繰り
返すことにより連続的に製品窒素ガスを取り出すことが
可能な装置である。
【００１０】本発明に用いる圧力スイング吸着式窒素ガ
ス発生装置としては特に限定するものではないが、例え
ば特開昭63-104629 号公報および特開昭63-218230 号公
報などで開示されている装置が好ましく用いられる。
ス発生装置としては特に限定するものではないが、例え
ば特開昭63-104629 号公報および特開昭63-218230 号公
報などで開示されている装置が好ましく用いられる。
【００１１】圧力スイング吸着式窒素ガス発生装置の吸
着塔には分子ふるい炭素と呼ばれる酸素と窒素を分離可
能な吸着分離材が充填されている。この分子ふるい炭素
の種類は特に限定するものではないが、例えば特開昭63
-201008 号公報で開示されているフェノ−ル樹脂を主原
料とした分子ふるい炭素などが好ましく用いられる。
着塔には分子ふるい炭素と呼ばれる酸素と窒素を分離可
能な吸着分離材が充填されている。この分子ふるい炭素
の種類は特に限定するものではないが、例えば特開昭63
-201008 号公報で開示されているフェノ−ル樹脂を主原
料とした分子ふるい炭素などが好ましく用いられる。
【００１２】溶湯中に吹き込む窒素ガスは従来99.999％
程度の高純度ガスしか使用されておらず、それ以下のガ
ス純度での脱水素処理の可否に関する検討はなされてな
かった。これは窒素ガス純度が低いと、アルミニウム溶
湯と窒素ガス中に含まれる不純物である酸素との反応に
より酸化物が生成して金属中の介在物となり、製品アル
ミニウムの品質低下をもたらすことが懸念されていたか
らである。
程度の高純度ガスしか使用されておらず、それ以下のガ
ス純度での脱水素処理の可否に関する検討はなされてな
かった。これは窒素ガス純度が低いと、アルミニウム溶
湯と窒素ガス中に含まれる不純物である酸素との反応に
より酸化物が生成して金属中の介在物となり、製品アル
ミニウムの品質低下をもたらすことが懸念されていたか
らである。
【００１３】しかしながら本発明者らは、圧力スイング
吸着式窒素ガス発生装置を用いてアルミニウム溶湯の脱
水素処理に適当な窒素ガス純度について検討を行ない、
99.95 〜99.995％の窒素ガスを用いることにより十分良
質なアルミニウム溶湯が得られることを見いだした。
吸着式窒素ガス発生装置を用いてアルミニウム溶湯の脱
水素処理に適当な窒素ガス純度について検討を行ない、
99.95 〜99.995％の窒素ガスを用いることにより十分良
質なアルミニウム溶湯が得られることを見いだした。
【００１４】圧力スイング吸着式窒素ガス発生装置から
得られるガスの窒素純度が99.95 ％以下の場合にはアル
ミニウム溶湯と窒素ガス中に含まれる酸素との反応によ
り酸化物が生成し製品アルミニウムの品質低下をもたら
し好ましくない。また、窒素純度が99.995％以上の場合
には圧力スイング吸着装置で空気からの窒素ガスが得ら
れる効率が悪くなり窒素ガスコストが上昇し、窒素ボン
ベの場合と同様にアルミニウム溶湯脱水素処理コストの
上昇をきたし好ましくない。
得られるガスの窒素純度が99.95 ％以下の場合にはアル
ミニウム溶湯と窒素ガス中に含まれる酸素との反応によ
り酸化物が生成し製品アルミニウムの品質低下をもたら
し好ましくない。また、窒素純度が99.995％以上の場合
には圧力スイング吸着装置で空気からの窒素ガスが得ら
れる効率が悪くなり窒素ガスコストが上昇し、窒素ボン
ベの場合と同様にアルミニウム溶湯脱水素処理コストの
上昇をきたし好ましくない。
【００１５】従って、本発明で用いる圧力スイング吸着
式窒素ガス発生装置で得られる窒素ガスの純度は通常9
9.95 〜99.995％であり、好ましくは99.97 〜99.992
％、最も好ましくは99.98 〜99.99 ％である。
式窒素ガス発生装置で得られる窒素ガスの純度は通常9
9.95 〜99.995％であり、好ましくは99.97 〜99.992
％、最も好ましくは99.98 〜99.99 ％である。
【００１６】尚、本発明の圧力スイング吸着式窒素ガス
発生装置で得られる窒素ガスの純度とは、窒素ガスとア
ルゴンガスの容量％の和であり、残りの不純物ガスの殆
どは酸素ガスである。
発生装置で得られる窒素ガスの純度とは、窒素ガスとア
ルゴンガスの容量％の和であり、残りの不純物ガスの殆
どは酸素ガスである。
【００１７】アルミニウム溶湯中に吹き込む窒素ガスの
流量は、通常アルミニウム溶湯 500kg当たり 5〜30Nl/m
inであり、好ましくは10〜25Nl/min、最も好ましくは15
〜20Nl/minである。
流量は、通常アルミニウム溶湯 500kg当たり 5〜30Nl/m
inであり、好ましくは10〜25Nl/min、最も好ましくは15
〜20Nl/minである。
【００１８】窒素ガス流量がアルミニウム溶湯 500kg当
たり 5Nl/min以下の場合には脱水素処理が不十分となり
溶存している水素ガスを十分に取り除くことができず、
凝固後の製品に内部欠陥や表面欠陥が発生し機械的特性
が低下するなどの不都合が生じて好ましくない。また、
窒素ガス流量がアルミニウム溶湯 500kg当たり 30Nl/mi
n 以上の場合には、窒素ガスの気泡がアルミニウム溶湯
表面に浮上して破裂する際に溶湯が多量に飛散し溶湯表
面近傍での酸化アルミニウムの発生によりアルミニウム
の損失をきたし、かつ脱水素処理コストが高くなり好ま
しくない。
たり 5Nl/min以下の場合には脱水素処理が不十分となり
溶存している水素ガスを十分に取り除くことができず、
凝固後の製品に内部欠陥や表面欠陥が発生し機械的特性
が低下するなどの不都合が生じて好ましくない。また、
窒素ガス流量がアルミニウム溶湯 500kg当たり 30Nl/mi
n 以上の場合には、窒素ガスの気泡がアルミニウム溶湯
表面に浮上して破裂する際に溶湯が多量に飛散し溶湯表
面近傍での酸化アルミニウムの発生によりアルミニウム
の損失をきたし、かつ脱水素処理コストが高くなり好ま
しくない。
【００１９】溶湯中に窒素ガスを吹き込む時間は特に限
定するものではないが、アルミニウム溶湯 500kg当たり
20Nl/min程度吹き込む場合で、通常 3〜25分間、好まし
くは5〜20分間、最も好ましくは10〜15分間である。
定するものではないが、アルミニウム溶湯 500kg当たり
20Nl/min程度吹き込む場合で、通常 3〜25分間、好まし
くは5〜20分間、最も好ましくは10〜15分間である。
【００２０】窒素ガスの吹き込み時間が 3分間以下の場
合には、溶湯の脱水素処理が不十分となり好ましくな
い。また25分間程度あれば脱水素を十分行うことがで
き、それ以上長くしても生産性が低下するだけでメリッ
トはない。
合には、溶湯の脱水素処理が不十分となり好ましくな
い。また25分間程度あれば脱水素を十分行うことがで
き、それ以上長くしても生産性が低下するだけでメリッ
トはない。
【００２１】溶湯中に吹き込む窒素ガスの気泡は小さい
ほど、アルミニウム溶湯と泡との接触面積が大きくな
り、また、その浮上速度が遅くなるので脱ガス効果は大
きくなる。
ほど、アルミニウム溶湯と泡との接触面積が大きくな
り、また、その浮上速度が遅くなるので脱ガス効果は大
きくなる。
【００２２】溶湯中での気泡の浮上速度がStokesの式に
従うものとすれば、窒素ガスの吹き込み処理後、そのガ
スの気泡の浮上が終了するまでの鎮静時間が必要となる
が、その時間は泡の径やアルミニウム溶湯の密度が小さ
いほど、また溶湯の深さが深いほど、そして溶湯の粘性
が大きいほど長くなる。しかし溶湯内には対流が存在す
るために実際に必要な鎮静時間は計算値よりもはるかに
短かくてよく、一般に使用されている 300〜500kg 程度
のるつぼ炉での鎮静時間は 5〜30分間程度でよい。
従うものとすれば、窒素ガスの吹き込み処理後、そのガ
スの気泡の浮上が終了するまでの鎮静時間が必要となる
が、その時間は泡の径やアルミニウム溶湯の密度が小さ
いほど、また溶湯の深さが深いほど、そして溶湯の粘性
が大きいほど長くなる。しかし溶湯内には対流が存在す
るために実際に必要な鎮静時間は計算値よりもはるかに
短かくてよく、一般に使用されている 300〜500kg 程度
のるつぼ炉での鎮静時間は 5〜30分間程度でよい。
【００２３】溶湯中に吹き込む窒素ガスの露点が -10℃
以上だと水蒸気分圧が高くなり脱水素の効率が低下する
ので、溶湯中に吹き込む窒素ガスの露点は通常 -10℃以
下、好ましくは -30℃以下、最も好ましくは -50℃以下
である。
以上だと水蒸気分圧が高くなり脱水素の効率が低下する
ので、溶湯中に吹き込む窒素ガスの露点は通常 -10℃以
下、好ましくは -30℃以下、最も好ましくは -50℃以下
である。
【００２４】尚、本発明で云うところのアルミニウム溶
湯とは、純アルミニウムの他に例えばAl-Cu 合金、Al-C
u-Si合金、Al-Si 合金、Al-Si-Cu-Mg 合金、Al-Cu-Ni合
金、Al-Mg 合金、Al-Si-Ni-Mg-Cu合金、Al-Cu-Si-Mg-Ni
合金、Al-Zn-Mg-Cr-Ti合金などの各種合金の溶湯も含む
ものとする。
湯とは、純アルミニウムの他に例えばAl-Cu 合金、Al-C
u-Si合金、Al-Si 合金、Al-Si-Cu-Mg 合金、Al-Cu-Ni合
金、Al-Mg 合金、Al-Si-Ni-Mg-Cu合金、Al-Cu-Si-Mg-Ni
合金、Al-Zn-Mg-Cr-Ti合金などの各種合金の溶湯も含む
ものとする。
【００２５】次に、本発明に用いた品質検査法について
述べる。 （１）溶存水素ガス量の測定法 溶湯約100gをルツボにサンプリングし、ベルジャの中に
入れて真空ポンプにより 700mmHgの減圧下に 5分間保持
したまま冷却する。（減圧凝固法） その後、ベルジャ
より取り出したサンプルの中央部を切断し、光学顕微鏡
にて観察し、切断面の空隙量より溶湯中の残存水素ガス
量を算出し、溶湯中の残存水素ガス量が0.20cc/100gAl
以下の場合を合格とした。
述べる。 （１）溶存水素ガス量の測定法 溶湯約100gをルツボにサンプリングし、ベルジャの中に
入れて真空ポンプにより 700mmHgの減圧下に 5分間保持
したまま冷却する。（減圧凝固法） その後、ベルジャ
より取り出したサンプルの中央部を切断し、光学顕微鏡
にて観察し、切断面の空隙量より溶湯中の残存水素ガス
量を算出し、溶湯中の残存水素ガス量が0.20cc/100gAl
以下の場合を合格とした。
【００２６】（２）介在物量の測定法 溶湯約100gを板状 (240 ×36×6mm)に鋳造し、冷却後破
断して破面の介在物を肉眼で観察した。20破面につき観
察し、いずれの破面でも介在物が確認されないときのみ
合格とした。
断して破面の介在物を肉眼で観察した。20破面につき観
察し、いずれの破面でも介在物が確認されないときのみ
合格とした。
【００２７】以下に、本発明を実施例にしたがって更に
具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら制
限されるものではない。
具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら制
限されるものではない。
【００２８】
【実施例１】図１は、この発明の方法を実施する装置の
１具体例を示す。図１中のＡは圧力スイング吸着式窒素
ガス発生装置（以下ＰＳＡ装置と略す）を、Ｂはアルミ
ニウム溶湯処理用るつぼ炉、Ｃは窒素ボンベを示す。こ
の装置は、開閉弁17、18により溶湯処理用るつぼ炉への
窒素ガスの供給源としてＰＳＡ装置または窒素ボンベを
選択することが出来る。
１具体例を示す。図１中のＡは圧力スイング吸着式窒素
ガス発生装置（以下ＰＳＡ装置と略す）を、Ｂはアルミ
ニウム溶湯処理用るつぼ炉、Ｃは窒素ボンベを示す。こ
の装置は、開閉弁17、18により溶湯処理用るつぼ炉への
窒素ガスの供給源としてＰＳＡ装置または窒素ボンベを
選択することが出来る。
【００２９】アルミニウム溶湯処理用るつぼ炉（内容積
0.1 ｍ3 ）内にJIS-AC4Cアルミニウム合金の溶湯を入れ
750℃に加熱保持した。この溶湯の溶存水素ガス量を測
定した結果0.41cc/100gAl の水素が含まれていた。
0.1 ｍ3 ）内にJIS-AC4Cアルミニウム合金の溶湯を入れ
750℃に加熱保持した。この溶湯の溶存水素ガス量を測
定した結果0.41cc/100gAl の水素が含まれていた。
【００３０】ＰＳＡ装置より純度99.8％（酸素濃度2000
ppm)、純度99.96 ％（酸素濃度400ppm）及び純度99.988
％（酸素濃度120ppm）の窒素ガスをそれぞれ 1.5kgf/cm
2 の供給圧力で20Nl/min流しながらインペラ−の回転速
度300rpmで15分間攪拌し、脱水素処理を行った。
ppm)、純度99.96 ％（酸素濃度400ppm）及び純度99.988
％（酸素濃度120ppm）の窒素ガスをそれぞれ 1.5kgf/cm
2 の供給圧力で20Nl/min流しながらインペラ−の回転速
度300rpmで15分間攪拌し、脱水素処理を行った。
【００３１】脱水素処理後、鎮静時間 5分、10分、15
分、20分経過後のアルミニウム溶湯中の残存水素ガス量
と介在物量の測定結果を表１に示す。
分、20分経過後のアルミニウム溶湯中の残存水素ガス量
と介在物量の測定結果を表１に示す。
【００３２】なお、本実施例では処理前の溶湯には介在
物の無いアルミニウム合金を使用した。
物の無いアルミニウム合金を使用した。
【００３３】窒素純度が99.8％の場合は脱水素処理後30
分経過しても残存水素ガス量は0.27cc/100gAl あり不合
格である。窒素純度99.96 ％では15分後のサンプルで、
また窒素純度99.988％では 5分後のサンプルで残存水素
ガス量が0.20cc/100gAl 以下となり、かつ介在物も確認
されない合格サンプルとなった。
分経過しても残存水素ガス量は0.27cc/100gAl あり不合
格である。窒素純度99.96 ％では15分後のサンプルで、
また窒素純度99.988％では 5分後のサンプルで残存水素
ガス量が0.20cc/100gAl 以下となり、かつ介在物も確認
されない合格サンプルとなった。
【００３４】
【実施例２】実施例１と同じ装置を用いて、アルミニウ
ム溶湯処理炉のるつぼ内にJIS-AC2Bアルミニウム合金の
溶湯を入れ 725℃に加熱保持しておいた。この溶湯中に
は0.37cc/100gAl の水素が含まれていた。そして、実施
例１と同様にＰＳＡ装置より純度99.8％、99.96 ％、9
9.994％の窒素ガスを 1.5kgf/cm2 の供給圧力で20Nl/mi
n 流しながらインペラ−の回転速度300rpmで15分間攪拌
し脱水素処理を行った。
ム溶湯処理炉のるつぼ内にJIS-AC2Bアルミニウム合金の
溶湯を入れ 725℃に加熱保持しておいた。この溶湯中に
は0.37cc/100gAl の水素が含まれていた。そして、実施
例１と同様にＰＳＡ装置より純度99.8％、99.96 ％、9
9.994％の窒素ガスを 1.5kgf/cm2 の供給圧力で20Nl/mi
n 流しながらインペラ−の回転速度300rpmで15分間攪拌
し脱水素処理を行った。
【００３５】脱水素処理後、鎮静時間 5分、10分、15
分、20分経過後のアルミニウム溶湯中の残存水素ガス量
と介在物量の測定結果を表２に示す。
分、20分経過後のアルミニウム溶湯中の残存水素ガス量
と介在物量の測定結果を表２に示す。
【００３６】窒素純度が99.7％の場合は脱水素処理後20
分経過しても残存水素ガス量は0.25cc/100gAl あり不合
格であるが、窒素純度が99.98 ％、99.994％の場合は共
に脱水素処理後10分後のサンプルで残存水素ガス量が0.
20cc/100gAl 以下となり、かつ介在物も確認されない合
格サンプルとなった。
分経過しても残存水素ガス量は0.25cc/100gAl あり不合
格であるが、窒素純度が99.98 ％、99.994％の場合は共
に脱水素処理後10分後のサンプルで残存水素ガス量が0.
20cc/100gAl 以下となり、かつ介在物も確認されない合
格サンプルとなった。
【００３７】
【実施例３】実施例１と同じJIS-AC4Cアルミニウム合金
の溶湯を 750℃に加熱保持したものに、純度99.9995%
（酸素濃度 5ppm ）の窒素ボンベガスを途中でボンベ交
換することなく 1.5kgf/cm2 の供給圧力で20Nl/min流し
ながらインペラ−の回転速度300ppmで15分間攪拌し、脱
水素処理を行った。
の溶湯を 750℃に加熱保持したものに、純度99.9995%
（酸素濃度 5ppm ）の窒素ボンベガスを途中でボンベ交
換することなく 1.5kgf/cm2 の供給圧力で20Nl/min流し
ながらインペラ−の回転速度300ppmで15分間攪拌し、脱
水素処理を行った。
【００３８】脱水素処理後、鎮静時間 5分、10分、15
分、20分経過後のアルミニウム溶湯中の残存水素ガス量
と介在物量の測定結果を表３に示す。
分、20分経過後のアルミニウム溶湯中の残存水素ガス量
と介在物量の測定結果を表３に示す。
【００３９】また、脱水素処理中にボンベ交換を 1分間
程度行い、その間空気が混入してしまった場合における
同様の脱水素処理結果を表４に示す。
程度行い、その間空気が混入してしまった場合における
同様の脱水素処理結果を表４に示す。
【００４０】脱水素処理中にボンベ交換を行わない場合
では表３に示すように脱水素処理後10分後のサンプルで
残存水素ガス量が0.20cc/100gAl 以下となり、かつ介在
物も確認されない合格サンプルとなった。
では表３に示すように脱水素処理後10分後のサンプルで
残存水素ガス量が0.20cc/100gAl 以下となり、かつ介在
物も確認されない合格サンプルとなった。
【００４１】しかしながら、脱水素処理中にボンベ交換
を行った場合では、表４に示すように脱水素処理後20分
後のサンプルでも残存水素ガス量は0.26cc/100gAl あり
介在物も確認される不合格サンプルとなった。
を行った場合では、表４に示すように脱水素処理後20分
後のサンプルでも残存水素ガス量は0.26cc/100gAl あり
介在物も確認される不合格サンプルとなった。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
圧力スイング吸着式窒素ガス発生装置で得られた純度9
9.95 〜99.995％の窒素ガスをアルミニウム溶湯中に吹
き込むことにより、溶湯中の脱水素を良好に実施するこ
とができる。この様にして得られた高品質のアルミニウ
ム溶湯を用いて、重力鋳造法、低圧鋳造法、中圧鋳造
法、ダイキャスト法などによりアルミニウム鋳造品を製
造することにより、高品質な各種自動車部品、機械部品
等のアルミニウム製品を製造することができる。
圧力スイング吸着式窒素ガス発生装置で得られた純度9
9.95 〜99.995％の窒素ガスをアルミニウム溶湯中に吹
き込むことにより、溶湯中の脱水素を良好に実施するこ
とができる。この様にして得られた高品質のアルミニウ
ム溶湯を用いて、重力鋳造法、低圧鋳造法、中圧鋳造
法、ダイキャスト法などによりアルミニウム鋳造品を製
造することにより、高品質な各種自動車部品、機械部品
等のアルミニウム製品を製造することができる。
【００４３】
【図１】実施例１および２に用いたアルミニウム溶湯処
理用るつぼ炉（Ｂ）と圧力スイング吸着式窒素ガス発生
装置（Ａ）および窒素ボンベ（Ｃ）。
理用るつぼ炉（Ｂ）と圧力スイング吸着式窒素ガス発生
装置（Ａ）および窒素ボンベ（Ｃ）。
１ 空気圧縮機 ２ エア−ドライヤ− ３、３ａ 吸着塔 ４、４ａ，７，７ａ，１０，１０ａ，１３，１３ａ，１
５，１７，１８開閉弁 ５、５ａ 空気流入路パイプ ８ 吸引路パイプ ９、９ａ、１１ 製品窒素ガス取出路パイプ １２ 均圧パイプ １４ サ−ジタンク １６ 製品窒素ガス輸送路パイプ １９ フラックス供給ホッパ− ２０ 垂直回転軸 ２１ インペラ− ２２ るつぼ ２３ 溶湯
５，１７，１８開閉弁 ５、５ａ 空気流入路パイプ ８ 吸引路パイプ ９、９ａ、１１ 製品窒素ガス取出路パイプ １２ 均圧パイプ １４ サ−ジタンク １６ 製品窒素ガス輸送路パイプ １９ フラックス供給ホッパ− ２０ 垂直回転軸 ２１ インペラ− ２２ るつぼ ２３ 溶湯
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
Claims (1)
- 【請求項１】 分子ふるい炭素を充填した２塔以上の吸
着塔に原料空気を供給し、加圧吸着と減圧再生を順次繰
り返すことにより連続的に製品窒素ガスを取り出す圧力
スイング吸着式窒素ガス発生装置で得られた純度99.95
〜99.995％の窒素ガスを、アルミニウム溶湯の下部に吹
き込み、この窒素ガスを溶湯下部に取り付けられたイン
ペラ−により微細な気泡として溶湯全体に分散させるこ
とにより、溶存水素ガスを窒素ガスとともに溶湯上部に
浮上させ除去することを特徴とするアルミニウム溶湯の
脱水素方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5252191A JPH0790409A (ja) | 1993-09-13 | 1993-09-13 | アルミニウム溶湯の脱水素方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5252191A JPH0790409A (ja) | 1993-09-13 | 1993-09-13 | アルミニウム溶湯の脱水素方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0790409A true JPH0790409A (ja) | 1995-04-04 |
Family
ID=17233771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5252191A Pending JPH0790409A (ja) | 1993-09-13 | 1993-09-13 | アルミニウム溶湯の脱水素方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0790409A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6171362B1 (en) | 1998-12-25 | 2001-01-09 | Kobe Steel, Ltd | Method for refining molten aluminum alloy and flux for refining molten aluminum alloy |
| JP2001107154A (ja) * | 1999-09-03 | 2001-04-17 | Norsk Hydro Asa | 液体の処理装置 |
| US8030082B2 (en) | 2006-01-13 | 2011-10-04 | Honeywell International Inc. | Liquid-particle analysis of metal materials |
| CN108586428A (zh) * | 2018-03-28 | 2018-09-28 | 中石化上海工程有限公司 | 一种低能耗丙交酯熔融态干燥的方法 |
| WO2020245542A1 (fr) * | 2019-06-07 | 2020-12-10 | Constellium Issoire | Dispositif pour pieger l'hydrogene |
| CN117452866A (zh) * | 2023-12-22 | 2024-01-26 | 中信戴卡股份有限公司 | 一种铝合金精炼动态智能控制方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58144438A (ja) * | 1982-02-18 | 1983-08-27 | Sumitomo Alum Smelt Co Ltd | アルミニウム溶湯の精製処理方法およびそのための装置 |
| JPS63104629A (ja) * | 1986-10-18 | 1988-05-10 | Kanebo Ltd | 空気分離法およびその装置 |
| JPS63201008A (ja) * | 1987-02-12 | 1988-08-19 | Kanebo Ltd | 分子ふるい炭素の製造法 |
| JPS63218230A (ja) * | 1987-03-06 | 1988-09-12 | Kanebo Ltd | 気体混合物の分離法 |
| JPH03232936A (ja) * | 1984-07-10 | 1991-10-16 | Carborundum Co | ガスを溶融金属の中へ分散させる装置及び方法 |
| JPH05156377A (ja) * | 1991-12-02 | 1993-06-22 | Fukuoka Alum Kogyo Kk | 溶融金属の処理装置および気泡発生器 |
-
1993
- 1993-09-13 JP JP5252191A patent/JPH0790409A/ja active Pending
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| FR3096987A1 (fr) * | 2019-06-07 | 2020-12-11 | Constellium Issoire | Dispositif pour piéger l’hydrogène |
| US11932920B2 (en) | 2019-06-07 | 2024-03-19 | Constellium Issoire | Device for trapping hydrogen |
| CN117452866A (zh) * | 2023-12-22 | 2024-01-26 | 中信戴卡股份有限公司 | 一种铝合金精炼动态智能控制方法 |
| CN117452866B (zh) * | 2023-12-22 | 2024-03-22 | 中信戴卡股份有限公司 | 一种铝合金精炼动态智能控制方法 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |