JPH0449171Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案はアルミニウム精製装置に関し、詳しく
は偏析凝固法を用いたアルミニウム精製装置に関
するものである。

従来の技術 偏析凝固法を利用したアルミニウムの精製装置
としては、種々の装置が提案されており、例えば
本出願人が先に提案した特開昭59−170227号「ア
ルミニウムの精製法」に記載された精製装置や特
願昭60−206568号「アルミニウムの精製法および
その装置」が挙げられる。前者の装置では、容器
内に溶融アルミニウムを保持し、冷却ジヤケツト
で冷却された容器内壁に高純度アルミニウムを晶
出させ、このアルミニウム結晶を容器底部に掻き
落とし、押し固めるようにしたもので、容器蓋部
から装入されたカーボン支持棒の下端にカーボン
プレートを取り付け、該プレートを間欠的に容器
内壁に沿つて上下動させ晶出した結晶を掻き取
り、さらに底部に沈積した結晶を適宜時間間隔で
押し固める押圧作用を行わせるものであり、後者
の装置では、カーボン支持棒の下端に取り付けた
カーボンプレートを適宜時間間隔で上下動させ、
アルミニウムを保持した容器の底部冷却面から上
方に向かつて成長したアルミニウム結晶を押し固
めるようにしたものである。この種の装置におけ
るカーボン支持棒としては、従来より黒鉛製のも
のが一般的に使用されている。しかしながら、上
述の操作に際し、容器内で長いストロークの上下
動を行なう過程で、支持棒が、特に溶融アルミニ
ウム上部の容器内雰囲気と接する部分が酸化消耗
してしまう欠点があつた。

この酸化防止策として、従来（イ）容器内にア
ルゴンガスを流入させて雰囲気の酸素濃度を低下
させる方法及び（ロ）黒鉛支持棒の外周面に耐酸
化コーテイング剤を塗布し、保護被膜を形成さ
せ、酸化性ガスの接触を防止する方法が採用され
ていた。

考案が解決しようとする問題点 しかしながら、前記（イ）の方法では、アルゴ
ンガスを流入させても、酸素濃度は約15％程度で
あり、酸素濃度を下げるのに限度があり、（ロ）
の方法では、耐酸化コーテイング剤がカーボン支
持棒に強固に固着せず、１回の精製操作中の約
700℃の操業温度と次の準備時間中の約100℃の休
止温度を繰り返すことにより剥離してしまう欠点
がある。これらの方法では、酸化防止効果が弱
く、カーボン支持棒の寿命は、12〜13回の精製操
作が限度であつた。

問題点を解決するための手段 本考案者らは上記以外の方法でカーボン支持棒
の酸化防止効果を発揮する方法を研究し、本考案
を完成するに至つた。

即ち、本考案に係るアルミニウム精製装置は、
溶融アルミニウムを保持する容器内にアルミニウ
ムを晶出させ、該容器蓋部から装入され容器内を
上下動する支持棒の下端に取り付けた押圧板によ
り前記晶出アルミニウムを該容器底部で押し固め
るようにしたアルミニウム精製装置において、前
記支持棒の外周面をセラミツクス材で被覆したこ
とを特徴とするものである。

本考案装置の１実施例を図面に基づいて説明す
ると、第１図は、その概略構造を示す縦断面図
で、筒形のカーボンるつぼ３の外壁を囲んでステ
ンレス鋼製製カバー４が設けられている。るつぼ
内壁の所定帯域を析出面とし、この部分を冷却す
るためステンレス鋼カバーの外周面にステンレス
鋼製冷却管７が取り付けられている。冷却用空気
は冷却空気入口６からジヤケツト内を流通して相
応するるつぼ内壁を冷却し、冷却空気出口１０か
ら排出される。ステンレス鋼製カバーの周囲は断
熱材５により保温壁が構成されている。るつぼ上
部には蓋部１５が取り付けられ、必要に応じ不活
性ガスは不活性ガス導入口１８からるつぼ内に入
り不活性ガス排出口１９から排出されるようにな
つている。るつぼの外周および底部と蓋部には、
それぞれ分割加熱部１６が設けられ、それぞれの
入力調温部１７により、るつぼ内および蓋部内を
所望の温度に調節する。また、蓋部１５を貫通し
てカーボン支持棒１が装入され、この支持棒の上
端はステンレス鋼製ジヨイント１４を介してステ
ンレス鋼支持棒２０と結合し、カーボン支持棒の
下端には溶湯の通液孔９を設けたカーボンプレー
ト８が設けられ、駆動装置（図示せず）によりプ
レートは間欠的に上下動し、るつぼ内壁に晶出し
たアルミニウム結晶を掻き落し、また、底部に沈
積したアルミニウム結晶を押圧し固める。カーボ
ン支持棒１の内部には棒状ヒーター２が設けら
れ、カーボン支持棒を通して後述するセラミツク
スパイプ１２を加熱し、結晶生成物がセラミツク
スパイプへ析出するのを防止し得るようになつて
いる。

カーボン支持棒１の外周にはセラミツクスパイ
プ１２が装着され、セラミツクスパイプの両端部
は耐熱セラミツクス製フエルト１３でシールさ
れ、カーボン支持棒へるつぼ上部の雰囲気が侵入
するのをを防止する。セラミツクスパイプはアル
ミニウム溶湯に侵されない素材である窒化ケイ
素，炭化ケイ素，アルミナ等から形成される。

作 用 このようにカーボン支持棒は、セラミツクス材
で被覆され、るつぼ内雰囲気との接触が防止され
るので、酸化による消耗が防止される。なお、本
考案は、下記実施例同様、るつぼ内底面にアルミ
ニウムを析出させ押し固める方式のものにも適用
でき、他のカーボン支持棒を溶湯内で上下動させ
る装置にも適用できることは明らかである。

実施例 第１図に示したアルミニウム精製装置を用いて
鉄0.75％、ケイ素4.0％、銅0.9％を含むアルミニ
ウムの精製を行なつた。るつぼは内径400mm，
高さ1500mmの黒鉛質で、カーボン支持棒は棒状
ヒーターを内蔵した外径98mmの黒鉛棒で、これ
に外径120mm，内径100mm，長さ1200mm（黒鉛
製支持棒の全長）で、通気性の小さな窒化ケイ素
系セラミツクスパイプを被嵌し、パイプ両端部に
耐熱セラミツクス製フエルトを充填し、シールし
た。

精製操作では、20秒毎にカーボンプレートでる
つぼ内壁に析出したアルミニウムを掻き落し、３
分毎に底部に沈積した結晶を押し固めた。19時間
かけて溶湯の60％を析出凝固させた後、不純物の
濃縮された溶湯部分を排出した。凝固した部分の
上部40％を取り除き、残りを精製アルミニウムと
した。このものは、鉄0.35％、ケイ素2.0％、銅
0.46％であつた。

カーボン支持棒はセラミツクス製フエルトシー
ル部からの空気の侵入により、徐々に酸化を受け
消耗したが、同一のカーボン支持棒で90回以上の
繰り返し精製操業が可能であつた。

考案の効果 本考案によれば、偏析凝固法を用いたアルミニ
ウムの精製法において、従来酸化消耗により12〜
13回の精製操業の使用が限度であつたカーボン支
持棒が90回以上の使用に耐えることができる。ま
た、セラミツクスパイプ自体はアルミニウム溶湯
に侵されない素材であり、かつ内部から加熱され
るので、アルミニウムの固着は殆どなく、消耗も
ないので、精製アルミニウムがセラミツクスで汚
染されることもない。さらに、セラミツクスパイ
プは耐熱衝撃性，機械強度および非通気性にも優
れていることから、カーボン支持棒と同時に取り
替える必要はなく、繰り返し再使用ができる利点
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案装置の実施例の概略構造を示す
縦断面図である。 １……カーボン支持棒、２……棒状ヒーター、
３……るつぼ、４……ステンレス鋼製カバー、７
……冷却管、８……カーボンプレート、１１……
アルミニウム溶湯、１２……セラミツクスパイ
プ、１３……セラミツクス製フエルト、１５……
蓋部、１６……分割加熱部、１７……入力調温
部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 溶融アルミニウムを保持する容器内にアルミニ
   ウムを晶出させ、該容器蓋部から装入され容器内
   を上下動する支持棒の下端に取り付けた押圧板に
   より前記晶出アルミニウムを該容器底部で押し固
   めるようにしたアルミニウム精製装置において、
   前記支持棒の外周面をセラミツクス材で被覆した
   ことを特徴とするアルミニウム精製装置。