(57)【要約】本発明は、ガス（２）を液体金属（３）の中に注入するための回転式注入器を対象とし、前記注入器は、軸継手、かき回し手段、ガスの移送手段、ガス（２）の放出手段（８、９）を含み、前記注入器は、放出手段（８、９）が、全部または一部が、液体金属（３）によるぬれ性のある少なくとも一つの材料から成ることを特徴とし、前記材料は、好ましくは、前記液体金属に本質的に不活性でもある。本発明は、処理用ガスのより広い分散のおかげで、液体金属の処理の際に、ガス抜きの性能を大幅な仕方で高めることを可能にする。液体金属は一般に、アルミニウム、マグネシウム、およびアルミニウム合金とマグネシウム合金である。この場合、ぬれ性のある材料は、特定の耐熱性材料（Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｆｅもしくはそれらの合金）の中から、またはセラミックスの材料（ＴｉＢ２、ＢＮ、ＴｉＣ、Ａｌ４Ｃ３、ＡｌＮ等）の中から選択される。
2004511661.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体金属（３）の中にガス（２）を注入するための回転式注入器（１）であって、軸継手（４）、かき回し手段（５）、前記ガス（２）の移送手段（６、７、１１）、およびガス（２）の放出手段（８、９）を含んでおり、放出手段（８、９）が、全部または一部が、液体金属（３）によるぬれ性のある少なくとも一つの材料から成ることを特徴とする回転式注入器。
【請求項２】
回転式注入器（１）であって、前記ぬれ性のある材料が、前記液体金属（３）に本質的に不活性でもあることを特徴とする、請求項１に記載の回転式注入器。
【請求項３】
回転式注入器（１）であって、前記材料が、液体金属によるぬれ性のある材料製のコーティングを使ってぬれ性のあるものとなることを特徴とする、請求項１または２に記載の回転式注入器。
【請求項４】
回転式注入器（１）であって、前記放出手段が、前記ガス（２）の放出孔（８）を少なくとも一つ有することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一つに記載の回転式注入器。
【請求項５】
回転式注入器（１）であって、前記孔、または複数ある場合には各孔（８）の直径が、好ましくは０．５と５ｍｍの間にあることを特徴とする、請求項４に記載の回転式注入器。
【請求項６】
回転式注入器（１）であって、前記放出手段が、前記液体金属（３）によるぬれ性のある多孔質の材料、または、液体金属によるぬれ性のある材料製のコーティングを使ってぬれ性のあるものとなる多孔質の材料を含むことを特徴とする、請求項１から５のいずれか一つに記載の回転式注入器。
【請求項７】
回転式注入器（１）であって、前記多孔質の材料の表面に現われている、開いた細孔の直径が、０．５ｍｍ未満であることを特徴とする、請求項６に記載の回転式注入器。
【請求項８】
回転式注入器（１）であって、前記放出手段（８、９）を含むインサート（９０）を有し、かつ、該インサートが、前記ぬれ性のある材料から、または、液体金属によるぬれ性のある材料製のコーティングを使ってぬれ性のあるものとなる材料から成ることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一つに記載の回転式注入器。
【請求項９】
回転式注入器であって、前記かき回し手段（５）も、全部または一部が、前記液体金属によるぬれ性のある少なくとも一つの材料から、または、液体金属によるぬれ性のある材料製のコーティングを使ってぬれ性のあるものとなる材料から成ることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一つに記載の回転式注入器。
【請求項１０】
回転式注入器（１）であって、前記軸継手（４）も、全部または一部が、前記液体金属によるぬれ性のある少なくとも一つの材料から、または、液体金属によるぬれ性のある材料製のコーティングを使ってぬれ性のあるものとなる材料から成ることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一つに記載の回転式注入器。
【請求項１１】
回転式注入器（１）であって、ぬれ性のある本材料、または複数ある場合には各材料が、モリブデン、タングステン、バナジウム、チタン、クロム、鉄、鋼鉄またはそれらの合金を含むグループ、および二ホウ化チタン、窒化アルミニウム、炭化アルミニウム、炭化チタンの中から選択されることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一つに記載の回転式注入器。
【請求項１２】
回転式分散装置（３０）であって、請求項１から１１のいずれか一つに記載の回転式注入器を少なくとも一つ含むことを特徴とする回転式分散装置。
【請求項１３】
液体金属の処理装置（４０）であって、請求項１から１１のいずれか一つに記載の少なくとも一つの回転式注入器、または請求項１２に記載の少なくとも一つの回転式分散装置を含むことを特徴とする処理装置。
【請求項１４】
請求項１から１１のいずれか一つに記載の少なくとも一つの回転式注入器、または請求項１２に記載の少なくとも一つの回転式分散装置を含む、液体金属のガス抜き用取鍋。
【請求項１５】
請求項１から１１のいずれか一つに記載の少なくとも一つの回転式注入器、または請求項１２に記載の少なくとも一つの回転式分散装置を含む炉。
【請求項１６】
請求項１から１１のいずれか一つに記載の少なくとも一つの回転式注入器、または請求項１２に記載の少なくとも一つの回転式分散装置を備えるシュート。
【請求項１７】
請求項１から１１のいずれか一つに記載の回転式注入器、請求項１２に記載の回転式分散装置、請求項１３に記載の処理装置、請求項１４に記載のガス抜き用取鍋、請求項１５に記載の炉、または請求項１６に記載のシュートの、液体状態の金属の処理のための使用。
【請求項１８】
前記金属が、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、およびマグネシウム合金の中から選択されることを特徴とする、請求項１７に記載の使用。
【請求項１９】
請求項１から１１のいずれか一つに記載の少なくとも一つの回転式注入器、請求項１２に記載の少なくとも一つの回転式分散装置、請求項１３に記載の少なくとも一つのガス抜き用装置、請求項１４に記載の少なくとも一つのガス抜き用取鍋、請求項１５に記載の少なくとも一つの炉、または請求項１６に記載の少なくとも一つのシュートを使用することを特徴とする、液体状態の金属の処理方法。
【請求項２０】
前記金属が、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、およびマグネシウム合金の中から選択されることを特徴とする、請求項１９に記載の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、液体金属浴の処理のためにガスを分散させる回転式装置に関するものであって、液体金属は、とくにアルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、またはマグネシウム合金である。本発明は、より特定すると、回転式注入器（あるいは「ロータ」）に関するものであって、該回転式注入器は、少なくとも一つの処理用ガスを液体の状態の金属に注入および分散させることを目的としている。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
電気分解用のタンクまたは再融解炉から出てくる液体アルミニウムは、溶解した、または液体中に浮遊している不純物を含有している。これら不純物のなかで最も多いのは、水素、ナトリウムやカルシウムのようなアルカリ性の元素、および酸化物であるが、酸化物はとりわけ処理の最中の金属の酸化からくるものである。
【０００３】
半製品ののちの特性にとって有害なこれらの不純物を取り除くために、液体アルミニウムは不純物除去のさまざまな処理を受ける。これらの処理のなかで最も広く知られているものは、化学反応とフローテーション現象との組み合わせを利用するものであって、浴の中に、小さい気泡の形で、「処理用」と呼ばれるガスを導入することにあり、該ガスは、不活性または活性であることができる。例えば、アルゴンの気泡は、液体中に浮遊している固体の介在物を浴の表面に自身とともに運んで行き、および／または、液体金属の中に溶解した水素を、拡散によって収集することになる。同様に、塩素の気泡は、含有されるナトリウムと反応してナトリウム塩をもたらすことになり、該ナトリウム塩も浴の表面に運ばれるであろう。塩素系の活性ガスを数パーセント含有することができるアルゴンのような、混合物もまた使用される。
【０００４】
ガスの作用によるこのような処理は、炉またはるつぼの中で非連続に行われることができる（このとき「バッチ」処理と言われる）。処理は、大抵は、炉と鋳造機械の間で、図１において概略的に示されているタイプの処理用シュートまたはタンク（あるいは「取鍋」）の中で連続して行われる。
【０００５】
処理の効率は、浴とガスの間のやり取りの面積それ自体が最大であるとき、最大である。これは、非常に小さい気泡を獲得し、これら気泡を液体金属の容量全体に噴出し（つまり、役に立たない容量の発生を出来る限り少なくするようにする）、また、浴が気泡と接触するようになるために浴自体の還流を生み出す（やはり、役に立たない容量の獲得を出来る限り少なくするため）ようなやり方で、分散装置を考案することによって得られる。
【０００６】
処理用ガスは、さまざまな仕方で液体金属の中に分散されることができる。一般的に、ブローパイプのような静的な分散装置または、より頻繁には、一つまたは複数の回転式注入器を含む回転式分散装置が利用される。
【０００７】
回転式注入器、あるいは「ロータ」は、典型的には、ガスが通ってくる中空の軸継手、ガスの放出孔、および羽根から構成される。羽根は、浴をかき回し、その中にガスを分散させ、そしてときには、せん断の効果によって気泡を細分して、より小さいサイズの気泡にするのに役立つ。孔は、一般に、ロータの羽根の近く、例えば羽根の間やその端に位置している。国際公開第９８／０５９１５号パンフレット（米国特許第６０６００１３号明細書に対応）は、このタイプの回転式注入器を記載している。
【０００８】
欧州特許出願公開第８１９７７０号明細書（米国特許第５９０４８９４号明細書と同様）は、処理用ガスが、液体金属に対して不活性の多孔質の材料を使って注入される回転式注入器を記載している。
【０００９】
ところで、浴の容量の中での激しいかき混ぜによって最も大きな処理効率を追求することは、しばしば「表面波」と呼ばれる、表面の絶えざる揺れとなって現れることとなり、これは、大きな気泡の再上昇および軸継手の周りの渦現象によって、浴の噴出をまねく可能性があり、金属の「ガス再発生」を引き起こすおそれ、並びに、表面での酸化物の形成によって、および／または、自由表面の介在物または酸化物を液体金属の内部の方へ運んで行くことよって、介在物に関する質を落とすおそれがある。
【００１０】
そのうえ、液体金属の激しいかき混ぜに頼ると、注入器のタイプによって一般的に２００と１０００回転／分の間にある、回転式注入器の回転速力を利用することになる。このような速力は、ガス分散装置の可動部品の著しい磨耗をまねく。
【００１１】
別の面では、既知の回転式注入器は、放出されるガスの気泡の流量とサイズを満足のいく仕方で調整することができない。孔の詰まりのおそれ、および侵食による孔と羽根のサイズの変化のおそれのある放出孔を含む回転式注入器は、ガスの分散の質を変えてしまう。
【００１２】
回転式注入器がガスを分散するために多孔質の材料を含む場合、細孔はしばしば大きすぎる。したがって、一方では、気泡は大きすぎ、効率に欠き、ガスが液体金属の中に不十分に分散され、かつ、表面の有害な乱れの原因となり；他方では、とくに二度の流し込みの間の静止期間の間、液体金属が中に入り込むのを防ぐために、細孔内のガスの通過を止めないことが必要である。逆に、細孔が小さすぎるとき、気泡は広がって大きいままであり、かつ、液体金属の中に速い流量のガスを導入することは難しい。このように、多孔質の拡散器を使用するいくつかの既知の方法は、タンクまたは炉の底に位置する非常に細かい多孔度（例えば約１ｍｍ未満）をもってしても、せいぜい直径およそ３０から５０ｍｍの気泡を獲得することができるくらいである。
【００１３】
本出願人は、とりわけ回転式ガス注入器によって放出される気泡の直径の調整および縮小によって、液体金属の処理装置の効率を上げるための努力を続けた。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、液体金属の中に「処理用ガス」と呼ばれるガスを注入するための回転式注入器を対象としており、該注入器は、軸継手、かき回し手段、ガスの移送手段、および前記ガスの放出手段を含んでおり、放出手段が、全部または一部が、前記液体金属によるぬれ性のある少なくとも一つの材料から成ることを特徴とするものであって、前記材料は、好ましくは前記液体金属に本質的に不活性である。
【００１５】
本発明の有利な変形例によると、前記材料は、液体金属によるぬれ性のある材料製のコーティングを使って、ぬれ性のあるものとなることができる。
【００１６】
本発明はまた、本発明による回転式注入器を少なくとも一つ含む回転式分散装置も対象とする。
【００１７】
本発明はさらに、ガス抜き用取鍋のような、液体金属の処理装置を対象としており、該処理装置は、本発明による少なくとも一つの回転式注入器または少なくとも一つの回転式分散装置を含んでいる。
【００１８】
本発明はさらに、本発明による注入器を、とりわけ炉あるいはシュートにおいて、バッチで、または連続して、液体金属の処理のために使用することを対象としている。
【００１９】
本発明はさらに、液体金属の処理方法を対象としており、該処理方法は、本発明による回転式注入器を少なくとも一つ使用することを特徴とする。
【００２０】
前記金属は、アルミニウムやその合金、または、マグネシウムやその合金であることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、回転式注入器を使用する、典型的な液体金属の処理装置を説明している。
【００２２】
図２は、本発明の趣旨によるぬれやすさの基準を説明している。
【００２３】
図３は、本発明による回転式注入器の四つの実施態様を斜視図で説明している。
【００２４】
図４は、本発明による回転式注入器の二つの実施態様を説明しており、液体金属に浸されることを目的とした部分を、対称軸の方向に沿って側面から見た図である。
【００２５】
図５は、本発明による回転式注入器の実施態様を縦断面図で説明しており、対称軸を通り、かつ図４の切断面Ｂ−Ｂに対応する切断面におけるものである。
【００２６】
図６は、縦断面図で、対称軸を通る切断面において、本発明の回転式注入器の二つの実施態様を説明している。
【００２７】
図７は、縦断面図で、対称軸を通る切断面において、本発明の回転式注入器の三つの実施態様を説明している。
【００２８】
図１に説明されるように、液体金属の処理装置（４０）は、典型的には囲い（４１）を含み、該囲いは、「未加工」の液体金属（つまり処理されるべき液体金属）（４２１）の入口手段（４２）、処理済の金属（４３１）の出口手段（４３）、および、少なくとも一つの回転式分散装置（３０）を備えている。入口手段（４２）および出口手段（４３）は、一般的に、装置の両端かあるいは、一つの同じ側面に位置する。
【００２９】
典型的には、回転式分散装置（３０）は、回転式注入器（１）、前記注入器を回転させる手段（３１）、処理用ガスの源（３２）、および、前記源（３２）と注入器（１）の間の配管（３３）を含む。本回転式注入器（１）、または複数ある場合はそのそれぞれは、気密性手段（４５）を一般的に備えた開口部（４４）を介して、前記囲い（４１）に入り込む。処理用の囲い（４１）は、一般的に、一つまたは複数の区画（４６，４７）をもつタンクである。
【００３０】
本発明によると、回転式注入器（１）は、液体金属（３）の中にガス（２）を注入するためのもので、前記注入器は、軸継手（４）、かき回し手段（５）、ガスの移送手段（６、７、１１）、ガス（２）の放出手段（８、９）を含んでおり、前記注入器は、放出手段（８、９）が、全部または一部が、液体金属（３）によるぬれ性のある少なくとも一つの材料から成ることを特徴としている。
【００３１】
好ましくは、前記ぬれ性のある材料は、前記液体金属に本質的に不活性であり、つまり、液体金属において、納得できる工業使用を可能にするに十分な長さの耐用期間がある。典型的には、材料がおよそ１０時間またはそれ以上の期間のあいだ液体金属の中に浸っても、回転式注入器の特性に大幅な変質がなく、かつ、処理済み金属に致命的な欠陥になる汚染がないとき、材料は液体金属に本質的に不活性であるとみなされる。セラミックス、とりわけ酸化物、炭化物、窒化物、ホウ化物、およびそれらの混合物を主成分にしたセラミックスが、一般的にこの条件を満たす。タングステンのような、特定の耐熱性材料もこの条件を満たす。
【００３２】
材料を液体金属に対してぬれ性のあるものにする、液体金属に不活性な生成物で覆われた材料を利用することにより、満足できる寿命期間を得ることも可能であり、また場合によっては、製造および維持コストを減らすことも可能である。この場合、放出手段（８、９）および／またはかき回し手段（５）および／または前記軸継手（４）および／またはインサート（９０）は、液体金属にさらされたそれらの表面の全部または一部に渡って、ぬれ性のある材料のコーティングを含む。前記多孔質の材料は、ぬれ性のある材料製のコーティングを使って、液体金属によるぬれ性のあるものになることもできる、つまり、ぬれ性のある材料のコーティングを含むことができるということである。
【００３３】
本発明の趣旨によると、液体金属がその接触時につくるぬれ角度が９０°未満であるとき、材料は、ぬれ性のあるものとみなされる（図２を参照）。材料が液体金属によるぬれ性のあるとき（図２ａの場合）、気泡（２０）が放出手段（９）と接触する点における、気泡の接線Ｔと、放出手段の外側表面Ｓとの間のぬれ角度（２１）は、９０°未満である。この場合、金属は、そのとき放出孔（８）の近くで材料をしっかりとぬらしており、気泡（２０）の拡張の邪魔をして、その直径を制限する。材料が液体金属によるぬれ性のないとき（図２ｂの場合）、ぬれ角度（２１）は９０℃を超える。この場合、放出手段をぬらすのが困難な金属は、気泡が広がることを許す。
【００３４】
アルミニウムもしくはマグネシウム、またはそれらの液体合金の場合、拡散器のぬれ性のある材料は、当該液体金属に対して本質的に不活性である特定の耐熱性材料、すなわち、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、バナジウム（Ｖ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、鋼鉄等、もしくはそれらの合金の中から、または、二ホウ化チタン（ＴｉＢ２）、窒化物（とりわけ窒化アルミニウム（記号ＡｌＮ））、炭化物（とりわけ炭化アルミニウム（記号Ａｌ４Ｃ３）および炭化チタン（記号ＴｉＣｌ−ｘ））等のようなセラミックスの中から選択されることができる。このテーマについて、黒鉛またはアルミナは、通常は、これら液体金属によるぬれ性のないことに注目することができる。ＺｒＯ２およびＳｉＣも、アルミニウムおよびその合金によるぬれ性のない材料である。本出願人は、その試験において、窒化ホウ素（ＢＮ）がアルミニウムおよびその合金によるぬれ性のないことを確認した。材料のぬれを促進する作用は、その表面のきめの粗さおよび酸化状態にもよる。
【００３５】
放出手段およびかき回し手段は、注入器の「能動的」と呼ばれる部分を構成するものであり、一般的に、注入器の「下」と呼ばれる端に位置している、つまり、液体金属の中に浸ることを目的とした注入器の端である。注入器は、通常、下の方に置かれる前記下部分と共に、垂直の配置で使用されることを目的としている。能動的な部分は、通常、少なくとも一つの下表面（１２０、１２１、１２２）、少なくとも一つの上表面（１３０、１３１）および側面（１４０、１４１、１４２）を含む。
【００３６】
図５に説明されるように、移送手段（６、７、１１）は、典型的には、注入器の軸（４）内部の主要移送管（６）、および、処理ガスを放出手段（８、９）まで誘導するための少なくとも一つの補助移送管（７）を含む。主要移送管（６）は、典型的には前記軸の対称軸の方向に沿っている。
【００３７】
本発明の好ましい実施態様において、前記放出手段は、前記ガス（２）の放出孔（８）を少なくとも一つ含む。孔（８）の直径は、獲得すべき気泡の直径に影響を与える。小さい気泡を獲得するために、各孔（８）の直径はできるだけ小さいことが好ましい。実際には、直径は好ましくは０．５と５ｍｍの間、またさらに好ましくは１と３ｍｍの間にあり、このことによって、孔が製造されるときに孔のサイズを巧みに制御することが可能となる。
【００３８】
０．５ｍｍ未満の直径については、多孔質巣の焼結および形成を制御するのが容易な、ぬれ性のある多孔質の材料を使用するのがより有利である。この場合、前記放出手段は、前記液体金属（３）によるぬれ性のある、また好ましくは前記液体金属（３）に本質的に不活性でもある多孔質の材料を含み、前記多孔質の材料の表面に現れている、開いた小孔の直径は、好ましくは０．５ｍｍ未満である。
【００３９】
気泡の直径をよりよく調整するためには、金属と放出手段（９）の表面との間の界面において、放出孔（８）および／または放出手段の表面に現れている細孔のところでのガスの圧力が、ガスの流量にかかわらず、とくに気泡（２０）の形成および離脱の際に、ほぼ一定であることが重要である。この目的において、回転式注入器（１）は、典型的には、主要移送管（６）と補助移送管（７）との間に、立体の緩衝装置の役割を果たす中間の空洞（１１）を、および／または、多孔質の材料のような、局所的な負荷の損失を放出孔のまさに直前に導き入れるための手段を含むこともできる。中間の空洞（１１）は、典型的には円筒形の形をしており、また補助移送管（７）は、中間の空洞から放出手段（８、９）に向かって放射状に出ている。
【００４０】
放出孔（８）は、好ましくは注入器の羽根（５）の近く、典型的には羽根の間（図３ａおよび３ｂ）あるいは羽根の端（図３ｃおよび３ｄ）にある。放出孔は、注入器の端に準備されることができる；例えば、孔を、注入器の前記下表面（１２０）の中心部分に準備することができる。放出孔（８）の数は、羽根（５）の数とは異なることができる。積み重ねられた放出孔を準備することも可能である。実際には、各羽根につき一つの放出孔が準備される。
【００４１】
放出孔（８）は、好ましくは前記側面（１４０、１４１、１４２）に現れ、例えば羽根（５）の外側の側面（１４１）、または羽根の間の側面（１４０）に現れる。放出孔の位置は、好ましくは、気泡の形成の際に気泡の最大限のせん断が獲得できるような位置である。放出孔は、羽根の間に位置するとき、好ましくは対応する側面（１４０）の半分の高さに位置する；放出孔は、羽根の上に位置するとき、対応する外側の側面（１４１）の上部半分に位置することができる（つまり前記面の、軸（４）に近い方の部分である）。放出孔は、典型的には側面に対して約９０°に等しい角度をもって現れる；この角度は、特定の場合において、９０°と異なる可能性があり、この場合、補助移送管（７）の軸も、主要移送管の軸に対して９０°と異なる角度を形成する可能性がある。
【００４２】
かき回し手段（５）も、全部または一部が、前記液体金属（３）によるぬれ性のある、また好ましくは前記液体金属（３）に本質的に不活性でもある、少なくとも一つの材料からなることができ、該材料は、放出手段（８、９）のために使用される材料とは異なることができる。かき回し手段は、典型的には羽根（５）を含む。これらの羽根は、通常はシンプルな形状をしており、板の形のようである。かき回し手段は、補足的な分散手段を含むこともでき、それは羽根の上に位置する円盤（１２）のようなものであり、典型的には羽根と接触している（図３ａ、３ｃ、および４ａに説明されている通り）。
【００４３】
軸継手（４）は、有利には、全部または一部が、前記液体金属によるぬれ性のある、また好ましくは前記液体金属に本質的に不活性である、少なくとも一つの材料からなることができ、該材料は、放出手段（８、９）のために使用される材料とは異なることができる。実際には、液体金属の中に浸されることを目的とした前記軸の部分が、少なくとも表面において、前記ぬれ性のある材料から成るだけで十分である。
【００４４】
製造、維持および修理を容易にするために、本発明による回転式注入器（１）は、はっきり異なるいくつかの部品（４、５、１２、１３、１４、９０）から成ることができ、図６および７に説明されている通りである。部品は異なる材料から成ることができる。とくに、回転式注入器は、有利にはインサート（９０）を有することができ、インサートは、前記放出手段（８、９）を含み、また前記ぬれ性のある材料から成るものであり、このことによって、処理すべき金属に応じて、または偶発的な破損の場合に、容易にそれを取り替えることができる。液体金属に浸ることを目的とした注入器の部分は、ただ一つの部品から成ることが可能である。
【００４５】
図６ａに説明されている非制限例として、注入器は次の部品を含む：軸継手（４）、円盤（１２）、羽根（５）、中心の中核部（１３）、および接合体（１４）。中心の中核部は、中間の空洞（１１）、移送管（７）、および放出孔（８）を含む。図６ｂに説明されている実施態様において、注入器は次の部品を含む：軸継手（４）、羽根（５）、および接合体（１４）。羽根は、移送管（７）、放出孔（８）、および中間の空洞（１１）を含み、前記空洞は、一般的に全ての羽根に共通で、中心の中核部（１３）（図示されていない）の中に含まれている。これら二つの実施態様において、接合体（１４）は、少なくとも一つの中心の移送管（６０）および連結手段（１５ａ、１６ａ、１７ａ）を含み、該連結手段は、典型的にはねじ切りであり、他の部品（４、１２、１３）の相補的連結手段（１５ｂ、１６ｂ、１７ｂ）と協働するものである。図７に説明される、これら実施態様の可能な変形例によると、中心の中核部（１３）および／または羽根（５）は、取外しできるインサート（９０）を備えている。
【００４６】
本発明によると、放出手段（９）だけがぬれ性のある材料製であれば十分である。本出願人の試験によって、処理の際に液体金属の中に浸される注入器の部分が全てぬれ性のある材料製であることが、とくに有利であることが示された。同じ材料が、これら部分全てに使用されることができる。すなわち、この場合、孔（８）から放出された気泡は、流体力学の効果によって、羽根に引き付けられ、およびロータの軸に沿って引き付けられ、密封された状態にとどまらないこと、且つ、ぬれ性のない材料を用いる場合のように、融解して大きなサイズの気泡を形成する傾向はないことが注目された。注入器がいくつかの部品から成るとき、処理の際に液体金属の中に浸される注入器の部品は、好ましくは全てぬれ性のある材料製である。同じ材料が、これら部品の全てに使用されることができる。
【００４７】
注入器は、回転させる手段（３１）との連動を可能にするためのリング（１０）を備えることができる。
【００４８】
回転式注入器（１）の回転軸は、軸継手（４）の対称軸の方向に沿って位置する。
【００４９】
本発明の回転式注入器（１）は、図１に説明されるように、典型的には処理用取鍋である囲いの中で、または液体金属の循環用シュート（図示されていない）の中で循環する液体金属の処理のために使用されることができる。本回転式注入器は、バッチ処理のために、例えば炉において使用されることもできる。言い換えれば、処理用取鍋、炉、あるいはシュートは、連続したまたは一括（バッチ処理）による液体金属の処理のために、本発明による回転式注入器の装備を備えることができる。
【００５０】
【実施例】
試験は、小さいサイズの実験用タンクにおいて実現された。形成された気泡のサイズは、Ｘ線カメラを使って観察され計測された。本方法は、中で気泡（２０）が放出される液体金属（３）の浴をＸ線を使って照らすこと、回収後の前記気泡をカメラによる画像で視覚化すること、そして一連の取得物のキャリブレーション後に気泡を測定することにある。
【００５１】
試験は、図３に説明されているものに匹敵する回転式注入器を用いて実現された。一つの場合において、先行技術の代表例であるが、羽根および放出手段は黒鉛製であった；別の場合において、本発明の代表例であるが、それらはチタン製であった。二つの場合において、孔は直径１ｍｍであった。
【００５２】
これらの試験において、本出願人は、一方では、先行技術の注入器を用いて、気泡の直径の平均がおよそ１５ｍｍであり、処理用ガスの一部がロータおよび注入器の軸に沿って再上昇する可能性があり、また注入されたガスの２０％が液体金属の中に分散されないことを確認した。分散されないガスの部分は、液体金属の処理に貢献しないのでいわばむだである。
【００５３】
本出願人は、他方では、本発明による注入器を用いて、気泡の直径の平均がおよそ６ｍｍであり、また注入されたガスの０．５％未満（検出の限度）が液体金属に分散しないことを確認した。
【００５４】
本出願人はさらに、先行技術に反して、羽根の端に位置する孔から放出された気泡が、羽根の間にガスポケットを形成する傾向がないことに注目した。気泡は放出された時からそれらの小さいサイズを保ち、このことが先行技術よりもずっと大きな処理効率を生む。
【００５５】
本出願人はまた、本発明による注入器が、不安定性を引き起こす可能性のある、注入器の下でのガスポケットの形成を避けることも指摘した。
【００５６】
このように、本発明による注入器を用いて獲得されたガス抜きの性能は、先行技術の注入器を用いて観測される性能に比べて、明らかに改善されている。
【００５７】
【発明の効果】
本発明による回転式注入器は、せん断効果によって小さいサイズの気泡を獲得するのに必要な回転の速度を、大幅に低下させることができる利点を呈する。本発明による注入器を用い、且つ先行技術と同等の収量を得るために、回転速度は１００と３５０回転／分の間にあることができ、このことはそのうえ、液体金属の表面の揺れを制限すること、また部品の磨耗を減少させることを可能にする。
【００５８】
本発明による回転式注入器はまた、場合によっては起こりうる注入器の羽根の磨耗にさほど敏感でない処理性能を呈することも利点とする。すなわち、本発明によると、ガスの気泡のサイズは、大部分は放出孔によって決定され、羽根の回転の動きによって決定される部分はほんの少しであって、この場合羽根は、できる限り大きい浴容量に気泡を分散させること、および、とりわけ処理を等質にするために、浴をかき混ぜることを主に役割とする。したがって、時間の経過に伴う羽根の磨耗は、本発明の注入器の処理性能の、致命的な欠陥となる低下をまねくものではない。
【００５９】
本発明による注入器の放出手段の孔は、液体金属が入り込むのを避けるのに十分なほど小さいことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
回転式注入器を使用する、典型的な液体金属の処理装置を説明している。
【図２】
本発明の趣旨によるぬれやすさの基準を説明している。
【図３】
本発明による回転式注入器の四つの実施態様を斜視図で説明している。
【図４】
本発明による回転式注入器の二つの実施態様を説明しており、液体金属に浸されることを目的とした部分を、対称軸の方向に沿って側面から見た図である。
【図５】
本発明による回転式注入器の実施態様を縦断面図で説明しており、対称軸を通り、かつ図４の切断面Ｂ−Ｂに対応する切断面におけるものである。
【図６】
縦断面図で、対称軸を通る切断面において、本発明の回転式注入器の二つの実施態様を説明している。
【図７】
縦断面図で、対称軸を通る切断面において、本発明の回転式注入器の三つの実施態様を説明している。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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