(57)【要約】本発明は、溶融金属の中にガスを分散させるための回転装置に関する。この装置には、一端にロータ（２２）を取り付けた中空シャフト（２０）が含まれる。ロータ（２２）はルーフ（２４）およびベース（２６）を有し、それらが空間を挟んで複数の羽根（３２）で連接されている。区画（３４）は、隣接する１つの羽根（３２）とルーフ（２４）とベース（２６）によって規定され、各区画（３４）は、入口（３６）ならびに第１および第２の出口（３８、４０）を有している。流路は、シャフト（２０）を通して区画（３４）の入口（３６）に入り、第１および第２の出口（３８、４０）から出るように規定される。各第１の出口（３８）は、各入口（３６）の半径方向外方に配置され、使用時には、ロータ（２２）の横方向にガスを分散させるように配列され、各第２の出口（４０）は、ロータ（２２）のルーフ（２４）に配置され、使用時には、ロータ（２２）から上方向にガスを分散させるように配列されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融金属の中にガスを分散させるための回転装置であって、一端がロータである中空シャフトを含み、前記ロータはルーフおよびベースを有し、前記ルーフおよびベースは空間を挟んで、複数の仕切で連接されており、通路が、隣接する各対の仕切とルーフとベースとの間に規定され、各通路は入口ならびに第１および第２の出口を有し、流路が、該シャフトを通り通路の入口に入り、第１および第２の出口から出るように規定され、各第１の出口は、それぞれの入口に対して半径方向外方に配置され、使用時には、ロータの横方向にガスを分散させるように配列されており、各第２の出口は、ロータのルーフに配置され、使用時には、ロータから上方向にガスを分散させるように配列されていることを特徴とする回転装置。
【請求項２】
前記ロータは中実のブロック材料から形成され、前記ルーフとベースとが、前記ブロックの上側および下側部分でそれぞれ構成され、前記ブロックの中間部分が穴を有し、該穴が前記通路を規定し、各仕切が、各穴の間のブロックの中間部分によって規定されることを特徴とする請求項１に記載のロータ。
【請求項３】
各穴の直径が均一であることを特徴とする請求項２に記載のロータ。
【請求項４】
前記仕切が羽根の形状をしており、各通路が、隣接する羽根の間で規定される区画であることを特徴とする請求項１に記載のロータ。
【請求項５】
各第２の出口が、ルーフの外周部から内側に向けて延在する切欠きであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記切欠きが部分円または半円の形状で、ロータのまわりで、好ましくは対称的に配列されていることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記第２の出口が下向きに、ロータのベースにまでは延在していないことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記ロータが、４つの仕切で規定される４つの通路であって、前記ロータのまわりに対称形に配置された、半円形の切欠きの形状の８つの第２の出口を有する通路を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記ロータが、溶融金属とガスとの混合を行うことができるチャンバを備えていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記チャンバが、前記入口の半径方向内方に位置し、前記ロータのベースに開口部を有し、それによって、使用時に、前記装置が回転したときに、溶融金属が前記ロータのベースから前記チャンバの中へ引き込まれ、そこで前記シャフトから前記チャンバ内に入ってくるガスと混合され、次いで前記金属／ガス分散体が、前記入口を通過して前記通路に押し込まれ、その後、前記第１および第２の出口を通して、前記ロータから排出されることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１の出口が、前記入口よりも大きな断面積を有していることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記ロータの横断面が円形であり、好ましくは、その中心部分で前記シャフトに取り付けられていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記シャフトとロータとが別個に形成され、それら２つは、離脱可能な固定手段を用いて互いに連接されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
前記ロータが、グラファイトの中実のブロックから形成されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
溶融金属を処理する方法であって、
（ｉ）請求項１〜１４のいずれか１項の装置のロータとシャフトの一部とを、処理すべき溶融金属の中に浸漬する工程と、
（ｉｉ）シャフトを回転させる工程と、
（ｉｉｉ）ガス、および、場合によっては１種以上の処理物質をシャフトの中から下へ、ロータを介して溶融金属の中に通し、それによってその金属を脱ガスさせる工程と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
処理すべき前記金属が、アルミニウム、マグネシウム、銅およびそれらの合金から選択されることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記工程（ｉｉｉ）において使用されるガスが、塩素、塩素化炭化水素、窒素およびアルゴンの１種または複数から選択されることを特徴とする請求項１５または１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記工程（ｉｉｉ）において使用されるガスが、乾燥窒素であることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記処理が、結晶粒微細化および／または修飾および／または清浄化処理を含み、工程（ｉｉｉ）の任意の処理物質が、粒状化清浄化／ドロッシング、結晶粒微細化および／または修飾用の種であることを特徴とする請求項１５〜１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記任意の処理物質が、チタン塩および／またはホウ素塩、ナトリウム塩およびストロンチウム母合金の１種または複数から選択されることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記工程（ｉｉ）の回転速度が、４００ｒｐｍ以下であることを特徴とする請求項１５〜２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の回転装置において使用するためのロータであって、ルーフおよびベースを含み、前記ルーフおよびベースが空間を挟んで複数の仕切で連接され、通路が、隣接する各対の仕切とルーフとベースとの間に規定され、各通路がガスの入口および第１および第２の出口を有し、各第１の出口は、それぞれの入口に対して半径方向外方に配置され、使用時には、ロータの横方向にガスを分散させるように配列されており、各第２の出口は、ロータのルーフに配置され、使用時には、ロータから上方向にガスを分散させるように配列されていることを特徴とするロータ。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、溶融金属を処理するための回転装置に関する。
溶融金属中に溶解されたガスが存在すると、固化させた製品中に欠陥を生じる危険性があることは、よく知られている。たとえば、水素ガスの存在によって引起こされる多孔性が原因となって、アルミニウムまたはその合金から製造された鋳物および展伸材に欠陥が生じる。たとえば、水素ガスがボイドおよび不連続部（たとえば、酸化物の夾雑物）に拡散することによって、アルミニウム合金プレート、シートおよびストリップを製造する際に、ふくれが発生する可能性がある。その他の欠陥、たとえば鋳物におけるポロシティなども、水素ガスの存在と関係がある。
【０００２】
溶融させたアルミニウムおよびその合金を処理するのに、塩素、アルゴン、窒素またはそれらのガスの混合物のようなガスを用いてフラッシングすることによって、水素および固体不純物を除去することは、一般に行われていて、そのプロセスは一般に「脱ガス処理」と呼ばれている。脱ガス処理を実施する１つの方法は、ロータを取り付けた中空シャフトを使用するものである。使用時には、シャフトとロータとを回転させ、ガスをシャフトを通して下降させ、ロータによって溶融金属の中に分散させる。そのようなアッセンブリの例が、欧州特許第０３３２２９２号明細書（参照によって、その全ての開示が本明細書に組込まれる）に開示されており、図１ａに示す。ロータ２には複数の区画Ｃがあり、そのそれぞれに入口９と出口１０とがあって、隣接する区画は羽根１１によって分離されている。このロータの特徴は、そのベースにオープンチャンバＭを有し、出口が入口よりも広いことである。ロータは、筒状の接続部品を介して中空シャフトに連接されている。
【０００３】
さらなる先行技術のロータを図１ｂに示す。この場合、複数の平行な半円形のチャネル１００または溝が、ロータ１０４の外周円筒表面１０２に設けられている。チャネル１００は、ロータ１０４のルーフ１０４ａからそのベース１０４ｂに向けて、斜め下向きに通っている。使用時にはガスは、ロータ１０４の中心部を垂直に貫通している穴１０６を通り、ガスが上昇するにつれ、回転しているロータ１０４によって分散させられる前にロータ１０４のベース１０４ｂから出て行く。
【０００４】
本発明の目的は改良された回転装置を提供することであって、このものは好適にも、公知の装置よりも優れた、以下のような利点を１つ以上与えることができる。
（ｉ）脱ガス処理の高速化、
（ｉｉ）たとえば酸化物の夾雑物のような、固体不純物除去の効率化、
（ｉｉｉ）上記（ｉ）および（ｉｉ）の結果として、耐久性の向上およびそれによる長寿命化。
【０００５】
本発明においては、溶融金属の中にガスを分散させるための回転装置であって、一端がロータである中空シャフトを含み、前記ロータはルーフとベースとを有し、前記ルーフおよびベースは空間を挟んで複数の仕切によって連接されており、通路が隣接する１対の仕切とルーフとベースによって規定され、各通路は入口ならびに第１および第２の出口を有しており、流路が、シャフトを通り通路の入口に入り、第１および第２の出口から出るように規定されており、各第１の出口は、各入口に対して半径方向外方に配置され、使用時には、ロータの横方向にガスを分散させるように配列されており、各第２の出口は、ロータのルーフに配置され、使用時には、ロータから上方向にガスを分散させるように配列されていることを特徴とする回転装置が提供される。
【０００６】
驚くべきことには、本発明者らが見出したところでは、横方向と上方向の出口を組み合わせることによって、より細かくそしてより多数の気泡を発生させることが可能となり、その結果、欧州特許第０３３２２９２号明細書の装置に比較して顕著に、より効率的に脱ガス処理と清浄化ができるようになり、その結果同程度の脱ガス処理／清浄化効率を維持しながらも回転速度を落とすことが可能となる。これによって、シャフトおよびロータの寿命を延長でき、あるいは、同一のロータ速度では、より効率的に脱ガス処理／清浄化が可能となるので、処理時間を短縮することが可能となる。
【０００７】
１つの実施態様においては、ロータを中実のブロック材料から形成して、そのルーフおよびベースは、そのブロックの上側および下側部分でそれぞれ構成され、そのブロックの中間部分に穴を有し、該穴が通路を規定し、各仕切は、各穴の間のブロックの中間部分によって規定される。
【０００８】
前記実施態様においては、各穴は、均一な直径を有していてもよいし、あるいは、（内向きまたは外向きに）テーパが付けられていてもよい。前記穴が均一な直径を有しているのが好ましい。
【０００９】
第２の実施態様においては、仕切を羽根の形状とし、各通路は、隣接する羽根の間で規定される区画である。
【００１０】
各第２の出口は、ルーフの外周部から内側に向けて延在する切欠きであるのが好ましい。その切欠きが部分円または半円の形状で、ロータのまわりで好ましくは対称的に配列されていると都合がよい。当然のことながら、それらの切欠きはいかなる形状であってもよく、またその第２の出口の１つまたは複数が、また別な方法として、ルーフから区画の内の１つへの（各種形状の）穴によって構成されていてもよい、ということは言える。
【００１１】
いかなる場合においても、第２の出口が、ロータのベースにまで、下向きに延在していないのが好ましい。
【００１２】
好ましい実施態様においては、ロータは、４つの通路または区画（４つの仕切または羽根で規定される）であって、ロータのまわりに対照的に配列した半円形の切欠き形状の８つの第２の出口（すなわち１つの区画について２つずつの出口）を有する、通路または区画を有している。しかしながら、ロータが大きい場合には出口の数を増やしたり（たとえば１２〜１６）、ロータが小さい場合には減らしたりすることも可能である。
【００１３】
ロータには、溶融金属とガスとの混合を行うことができるチャンバを備えているのが好ましい。好ましくは、チャンバが、入口よりは半径方向で内側に位置していて、好ましくはロータのベースに開口部を有して、シャフトと入口との間の流路となり、使用時には、装置が回転すると、溶融金属がロータのベースを通してチャンバの中に引き込まれ、そこでシャフトからチャンバの中に流入するガスと混合されて、次いで金属／ガスの分散体が入口を通って通路または区画の中へ送りこまれ、その後、第１および第２の出口を通してロータから排出される。
第１の出口が、入口よりも大きな断面積を有しているのが好ましい。
【００１４】
ロータの横断面が円形であるのが好ましく、また、その中心部分がシャフトに取り付けられていて、回転の際の抗力を減らすようにしておくのが最も好ましい。
【００１５】
シャフトとロータとが別個に形成され、それら２つは離脱可能な固定手段を用いて互いに連接されているのが好ましい。シャフトは、ロータに直接取り付けてもよいし（たとえば、シャフトとロータとのそれぞれの上に、相互に嵌合するねじ山を刻設しておく）、あるいは、たとえばねじ付きの筒状接続部品を用いて間接的に取り付けてもよい。
【００１６】
ロータは、中実のブロック材料（グラファイトが好ましい）から形成されるのが都合がよく、また区画は、フライス盤作業によって形成されるのが、都合がよい。
【００１７】
疑いを避けるために付け加えれば、本発明には、ロータそのものも含まれることを、明らかにしておく。
【００１８】
本発明にはさらに、溶融金属を製造するための方法であって、
（ｉ）本発明の装置のロータとシャフトの一部とを、処理すべき溶融金属の中に浸漬する工程と、
（ｉｉ）シャフトを回転させる工程と、
（ｉｉｉ）ガス、および、場合によっては１種または複数の処理物質をシャフトの中から下へ、ロータを介して溶融金属の中に通し、それによってその金属を脱ガスさせる工程とを含むことを特徴とする方法である。
【００１９】
溶融金属の性質には制約はない。しかしながら、処理するのに適した金属の例を挙げれば、アルミニウムおよびその全ての合金（低ケイ素合金（４〜６％Ｓｉ）、たとえば、ＢＳ合金ＬＭ４（Ａｌ−Ｓｉ５Ｃｕ３）；中ケイ素合金（７．５〜９．５％Ｓｉ）、たとえば、ＢＳ合金ＬＭ２５（Ａｌ−Ｓｉ７Ｍｇ）；共晶合金（１０〜１３％Ｓｉ）、たとえば、ＢＳ合金ＬＭ６（Ａｌ−Ｓｉ１２）；過共晶合金（＞１６％Ｓｉ）、たとえば、ＢＳ合金ＬＭ３０（Ａｌ−Ｓｉ１７Ｃｕ４Ｍｇ）；アルミニウムマグネシウム合金、たとえば、ＢＳ合金ＬＭ５（Ａｌ−Ｍｇ５Ｓｉ１；Ａｌ−Ｍｇ６）、マグネシウムおよびその合金（たとえば、ＢＳ合金ＡＺ９１（８．０〜９．５％Ａｌ）およびＢＳ合金ＡＺ８１（７．５〜９．０％Ａｌ））、ならびに、銅およびその合金（たとえば、高導電性銅、真ちゅう、スズ青銅、リン青銅、鉛青銅、砲金、アルミニウム青銅および銅−ニッケル）などがある。
【００２０】
ガスは不活性ガス（たとえばアルゴンまたは窒素）であるのが好ましく、乾燥しているものがより好ましい。伝統的には不活性とはみなされていないが、金属に対して悪影響をおよぼさないようなガスも使用することが可能で、そのようなガスとしては、塩素や塩素化炭化水素が挙げられる。そのガスは、上述のガスを２種以上混合したものでもよい。ガスの価格と不活性さのバランスから、乾燥窒素が好ましい。この方法は、溶融アルミニウムから水素ガスを除去する場合に特に有用である。
【００２１】
ロータがいかなるものであったとしても、脱ガス処理の効率は、なかんずく、回転速度、ガス流速および処理時間によって決まってくることは理解されるであろう。回転速度は、好ましくは５５０ｒｐｍ以下、より好ましくは４００ｒｐｍ以下、最も好ましくは約３５０ｒｐｍ以下である。ロータがいかなるものであったとしても、その溶融金属を保持するための容器の大きさと形状が、最適または好適なロータ速度に影響するということもまた理解されるであろう。
【００２２】
脱ガス処理と同様にして、不活性なパージガスと共に、溶融物の中にフラックスを注入する処理を組み合わせることもできる。その場合、処理を組み合わせて、脱ガス処理／結晶粒微細化および／または修飾および／または清浄化／ドロッシング処理とすることもできるが、ここでその任意処理物質としては、粒状化清浄化／ドロッシング、結晶粒微細化、修飾用種またはそれらを組み合わせたもの（通常単一または複数の「フラックス」と呼ばれる）とすることができる。そのようなフラックスとしては、結晶粒微細化のためならば、チタンおよび／またはホウ素塩（たとえばＡｌＴｉＢ合金）、アルミニウム−ケイ素合金の修飾のためならば、ナトリウム塩またはストロンチウム（通常、５〜１０％母合金）などでよい。そのようなプロセス自体、鋳物作業員には周知のものである。
【００２３】
必要とされる、ロータの大きさ、回転速度、ガス流速および（場合によっては）フラックスの量は、実施する具体的な処理によって決まってくるものであって、処理される金属の質量、溶融金属を保持するための容器の大きさと形状、最適処理時間、およびそのプロセスが連続プロセスかバッチプロセスか、などを考慮に入れる。
【００２４】
ここで、本発明の実施態様を、例示のためだけを目的として、添付の図面を参照しながら説明する。
【００２５】
図２および図３を参照すると、溶融金属の中にガスおよび／またはその他の処理物質を分散させるための回転装置が示されている。この装置には、その内部を貫通している穴２０ａを有するシャフト２０と、ロータ２２と、筒状の接続部品２３とが含まれる。
【００２６】
このロータ２２はグラファイト製で、一体構造となっている。ロータ２２は一般に円板の形状をしていて、環状の上側部分（ルーフ２４）とそれから空間を挟んで環状の下側部分（ベース２６）とが含まれている。ねじ付きの貫通穴２８が、ロータ２２のルーフ２４の中央に設けられていて、使用時には、対応する外ねじ付きの筒状の接続部品２３のための取付け点として用いられる。ロータ２２のベース２６に、オープンチャンバ３０を設ける。このチャンバ３０は、上方向のロータ２２のルーフ２４にまで延在していて、ルーフ２４の中の貫通穴２８に連接されており、それによって貫通穴２８とチャンバ３０とが、ロータ２２を通した垂直の連続通路を規定している。このチャンバ３０は、半径方向には、貫通穴２８よりもさらに先にまで延在している。ルーフ２４およびベース２６は、ルーフ２４とベース２６との間に配された４枚の羽根３２によって連接されており、この羽根は外方に向かって、チャンバ３０の外周から、ロータ２２の外周２２ａにまで延在している。区画３４は、隣接する１対の羽根３２、チャンバ３０ならびにルーフ２４およびベース２６の間に規定される。それぞれの区画３４は、チャンバ３０からの入口開口部３６と、ロータ２２の外周２２ａにある、細長い溝３８の形状をした第１の出口を有している。その出口溝３８は、入口開口部３６よりも大きい断面積を有している。
【００２７】
図３で見ると一層わかりやすいが、ロータ２２のルーフ２４の外周端２２ａには、複数の（この実施態様においては８つの）部分円状の切欠き４０が設けられている。各切欠き４０が、それぞれの区画３４のための第２の出口として機能する（この図の場合では、区画３４それぞれに、２つずつの切欠き４０が設けられている）。
【００２８】
シャフト２０の一端には、適当な内ねじ付きの領域２０ｂが設けられ、シャフト２０を接続部品２３に強固に固定できるようになっている。シャフト２０のもう一方の端は、中空ドライブシャフト（図示せず）の下端に接続されており、そのドライブシャフトの上端は駆動手段（この場合は電気モータ、図示せず）に接続されており、また、シャフト２０の穴２０ａは、中空ドライブシャフトを通して、ガス源（図示せず）に接続されている。
【００２９】
これまでの記述から、ガス源から始まって、シャフト２０の穴２０ａと接続部品２３とを通り、ロータ２２のルーフ２４を通ってチャンバ３０に入り、入口開口部３６から区画３４に入り、第１および第２の出口３８、４０を通ってロータ２２から出る、連続の流路が存在することは、明かであろう。
【００３０】
使用時には、ロータ・シャフトアッセンブリを、（たとえば耐火物でライニングした取鍋またはその他の容器の中の）脱ガスすべき溶融金属の中に浸漬させ、電気モータで駆動して所望の速度で回転させる。ガス源を開き、所望の流速に調節して、所定の時間、脱ガス処理を実施する。
【００３１】
脱ガス処理の間、ガスは、シャフト２０を下ってロータチャンバー３０に入り、そこで、上方向に引き上げられてチャンバ３０に入ってくる溶融金属と混合される。そのガス／金属分散体が、入口３６を経由して区画３４に流れ込み、第１の出口３８を通ってロータ２２の横方向に、そして第２の出口４０を通って上方向へと出て行く。
【００３２】
実施例１〜３
直径１９０ｍｍの上述のロータを使用して、７２０℃に保った２００ＫｇのＡｌＳｉ１０Ｍｇ合金の脱ガスを行った。使用したガスは乾燥窒素で、その流速は１５Ｌ／分であった。ロータの回転速度は４５０ｒｐｍで、脱ガス処理の実施には、５分かけた（実施例１）。ロータの有効性は、処理前後の金属の密度指数（ＤＩ）を測定することにより評価した。ＤＩは次式を用いて計算する。
【００３３】
【数１】
2006511705.tif 000003
【００３４】
ここでＤａｔｍは、大気圧の条件下で固化させた金属サンプルの密度であり、Ｄ８０ｍｂａｒは、８０ｍｂａｒの真空下で固化させたサンプルの密度である。サンプルのＤＩが高い程、その金属の水素ガス含量が高い。
【００３５】
実施例２および３は、実施例１と同様にして実施したが、ただし、使用した回転速度を３５０ｒｐｍとした（実施例２；処理時間５分、２回の実験、実施例３；処理時間３分、２回の実験）。
【００３６】
比較例１〜３
比較のために、脱ガス処理を実施例１のロータと同様のロータを用いて、対応する実施例と同一の条件で実施したが、ただし、ロータのルーフには切欠きを全く設けなかった。
【００３７】
実験結果
密度指数（ＤＩ）の減少に関しての結果を、下記の表に示すと共に、図３〜図５で表の形で表した（実施例／比較例１〜３）。溶融物の２つのバッチがいずれも、正確には同一の開始時ＤＩを有していないことが見て取れるであろうが、本発明のロータが切欠きを持たない比較例のロータよりは、顕著な改良を呈していることが、容易にわかるであろう。たとえば、表２および図３から、実施例２のＤＩが（２回の実験のいずれもで）、たとえ開始時のＤＩがより高かったとしても（実験２）、処理後には比較例２のＤＩの半分となっていることがわかる。
【００３８】
【表１】
2006511705.tif 000004
【００３９】
【表２】
2006511705.tif 000005
【００４０】
【表３】
2006511705.tif 000006
【００４１】
脱ガス処理時間を短くすると、比較例のロータでの効率は低下するが（比較例３）、それに対して、本発明のロータはＤＩの減少率を高いままで保っている（実施例３）。
【００４２】
実施例４ならびに比較例４および５
ガス焚きベールアウト炉（gas-fired bale out furnace）で、ＬＭ２５の２５０ｋｇの溶融物を作製した。その仕込み原料には、新しいインゴットとプロセススクラップの混合物を含んでいた。検討対象のそれぞれのロータを取り替えながら、吹込み管の回転速度と不活性ガスの注入圧力とを調節することが可能な機械に取り付けた。回転速度は、実施例４と比較例４とでは３５０ｒｐｍに設定し、比較例５では５５０ｒｐｍ（メーカの推賞回転速度）に設定した。不活性ガスとしては窒素を使用し、実験の間その注入圧力は一定に保った。
【００４３】
それぞれのロータについて、３回の脱ガス操作を実施した。それぞれの実験の開始時に、溶融物の中に一定量のフォセコ・ヒドラル（Foseco Hydral，商標）発泡錠を投入して、金属中のガスレベルを人工的に上昇させた。この操作によって引き起こされる撹乱によって、表面から酸化物を混ぜ込まれるために、金属の清浄さが低下するであろうということも期待した。
【００４４】
それぞれの実験において、脱ガス処理操作を５分間間隔で合計時間１５分間実施した。ＭＫ・３ＶＴ・バキューム・デンシティ・ユニット（MK 3VT Vacuum Density Unit）（MK
GmbH製）を用いて、実験の開始時と、それぞれ５分の間隔の終了時における密度指数の値を得た。いくつかの実験では、アルスカン（Alscan，商標）水素分析計も使用して、水素含量の直接測定を行った。金属の清浄さは、開始時とそれぞれ１５分経過後に、プレフィル（Prefil）を用いて測定した。
【００４５】
プレフィル（Pressure Filtration）試験によって、酸化物皮膜およびその他の夾雑物のオンライン定量測定が得られる。一定の温度と圧力との条件下で、ミクロフィルタを通過する溶融金属の流速を測定し、それを用いて濾過重量対時間のグラフをプロットする。金属の夾雑物、たとえば酸化物皮膜は、試験の間にフィルタの表面に急速に蓄積され、フィルタの通過速度が低下する。したがって、濾過重量対時間の曲線の、勾配と全体の形状とから、その金属の中に存在する夾雑物のレベルがわかる。酸化物皮膜は、その曲線の初期（２０〜３０秒）の勾配に影響する。それらは直線となるが、酸化物皮膜の数が増えるにつれて、その勾配が小さくなる。微細な粒子状夾雑物、たとえばＴｉＢ２、微細Ａｌ２Ｏ３またはカーバイドがあると、プレフィル試験の曲線が、直線からずれてくる原因となる。微細粒子による目詰まりは、曲線が最初の勾配からずれ始める点から起きていると、推測される。
【００４６】
濾過曲線に加えて、プレフィル試験の後にフィルタの上に留まった残分の金属分析をすると、実験を行った金属サンプルの中に存在していた夾雑物のタイプの定性と定量が可能となる。
【００４７】
実施例４
ロータは先に述べたようなもので、実施例１と類似しているが、ただし、直径がより小さい１４０ｍｍであった。
【００４８】
比較例４
ロータは比較例１〜３で使用したものと同様であるが、その直径が１４０ｍｍであった。
【００４９】
比較例５
ロータは図１ｂに示したもので、その直径が１４０ｍｍであった。
【００５０】
実験結果
密度指数
表４のＤＩの値の検討から、次のようなことが言える。実施例４のロータは、脱ガス処理効率の面では比較例５のロータと同様であり、いずれも最初の５分の操作で溶融物から急速に脱ガスさせ、さらに５分間ずつの脱ガスを続けても、改良があるとしても、ほんのわずかだけである。しかしながら、実施例４のロータでは操作速度が低いので、ロータ／吹込み管の寿命に関しては、有利な効果が得られるであろう。
【００５１】
比較例４のロータは、脱ガス器としては最も効率が悪い。これは、他の２つのロータと比較して、低密度指数に達するのに時間がかかり、得られるＤＩの最低値の１５分後で２.５％というのも、他の２つのロータでは５分後には０．７５未満に達することができるのに比べると、著しく高い。
【００５２】
減圧下での試験は、頑丈な装置を用いた単純な試験で、溶融物のガスポロシティに対する傾向を評価するためのものである。しかしながら、その試験は水素含量を直接測定するものではなく、また調節することが困難な多くの変量の影響を受けやすいが、そのような変量の例を挙げれば、オペレータの間でのサンプリング方法の違い、金属の清浄さ（ガス析出（gas precipitation）のための核）の変化、さらには、作業場からの振動などである。アルスカン（Alscan）は、水素含量の直接的な測定値を与え、それらの変量には無関係である。実験室条件下で測定したアルスカン（Alscan）と密度指数との間には、良好な相関関係があった（データ示さず）。
【００５３】
【表４】
2006511705.tif 000007
【００５４】
金属の清浄さ
それぞれのロータを用いて得られた曲線を図７〜図９に示す。比較例５のロータの曲線（図９）は、溶融金属の清浄さが、１５分の脱ガス処理操作の後では、例外なく悪化していることを示している。直線からずれてきて曲線が大きく変化しているのは、酸化物皮膜によってフィルターが目詰まりしてきていることを示している。このことは、このロータは顕著な撹乱および溶融物の表面のバルク金属への畳み込みを生じたという実験の際の観察と一致している。
【００５５】
実施例４と比較例４とで得られた曲線（それぞれ、図７および図８）では、互いにより近いグループに入る。いくつかの例では、金属の清浄さが、脱ガス処理の結果として改良されているが、他の例ではやや悪くなっている。しかしながら、この２種のロータで得られた曲線が、比較例５で得られる曲線よりも勾配が急であり、同じ様な急変をすることがないが、これは酸化物皮膜の量が少ないことを示している、ということに注目されたい。これらの結果から、実施例４（および比較例４）のロータは、金属の清浄さに関しては、（良い方向にも、悪い方向にも）顕著な影響がないことを示差している。
【００５６】
比較例５のロータを、回転速度３５０ｒｐｍで使用する追加の実験を実施した。ガス気泡のパターンが完全に変化して、溶融物の表面に大きな気泡が現れ、金属が炉から通常の鋳造エリアにまで飛び出すようになった。安全上の理由から、この実験は中止した。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１ａ】欧州特許第０３３２２９２号明細書に記載の従来技術の回転装置の垂直断面である。
【図１ｂ】他の従来技術のロータの側面図である。
【図１ｃ】他の従来技術のロータの平面図である。
【図２ａ】本発明による回転装置の斜視図である。
【図２ｂ】本発明による回転装置の側面図である。
【図３】図２ａおよび図２ｂの回転装置の上側平面図である。
【図４】本発明による回転装置および比較のための回転装置を使用し、窒素を用いて脱ガス処理をする前後のＡｌＳｉ１０Ｍｇのガス含量の減少を説明しているグラフである。
【図５】本発明による回転装置および比較のための回転装置を使用し、窒素を用いて脱ガス処理をする前後のＡｌＳｉ１０Ｍｇのガス含量の減少を説明しているグラフである。
【図６】本発明による回転装置および比較のための回転装置を使用し、窒素を用いて脱ガス処理をする前後のＡｌＳｉ１０Ｍｇのガス含量の減少を説明しているグラフである。
【図７】本発明による回転装置および２種の比較のための回転装置を用いた場合の、プレフィル試験（Prefil test）曲線である。
【図８】本発明による回転装置および２種の比較のための回転装置を用いた場合の、プレフィル試験曲線である。
【図９】本発明による回転装置および２種の比較のための回転装置を用いた場合の、プレフィル試験曲線である。
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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