+

JP4988331B2 - Aluminum purification method and apparatus - Google Patents

Aluminum purification method and apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP4988331B2
JP4988331B2 JP2006356229A JP2006356229A JP4988331B2 JP 4988331 B2 JP4988331 B2 JP 4988331B2 JP 2006356229 A JP2006356229 A JP 2006356229A JP 2006356229 A JP2006356229 A JP 2006356229A JP 4988331 B2 JP4988331 B2 JP 4988331B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aluminum
rotational force
molten aluminum
cooling body
molten
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2006356229A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008163417A (en
JP2008163417A5 (en
Inventor
勝起 吉田
幸裕 宮手
亮史 村岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Showa Denko KK filed Critical Showa Denko KK
Priority to JP2006356229A priority Critical patent/JP4988331B2/en
Publication of JP2008163417A publication Critical patent/JP2008163417A/en
Publication of JP2008163417A5 publication Critical patent/JP2008163417A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4988331B2 publication Critical patent/JP4988331B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

この発明は、電解コンデンサ用アルミニウム材、導電材料、航空機用材料等に用いられる高純度アルミ=ウムを得るためのアルミニウムの精製法及び精製装置並びにアルミニウム塊に関する。   The present invention relates to an aluminum refining method and apparatus for obtaining high-purity aluminum = um used for aluminum materials for electrolytic capacitors, conductive materials, aircraft materials, and the like, and an aluminum lump.

アルミニウム中に不純物、特にアルミウムと共晶を生成するFe、Si、Cu等の不
純物が含まれている場合、これらの不純物を除去して高純度のアルミニウムを得るために
は、このアルミニウムを溶融し、これを冷却して凝固させる際の初晶アルミウムを選択
的に取り出すことが効果的であるという原理は周知である。
Impurities in the aluminum, Fe in particular generating a Aluminum and eutectic, Si, if it contains impurities such as Cu, in order to obtain a high purity aluminum by removing these impurities, the aluminum melted, the principle that the primary crystal aluminum be selectively taken out is effective when solidifying it by cooling is well known.

従来から上記原理を利用した種々のアルミニウムの精製法が提案されている。例えば、特許文献1には、図2に示すように炉体1に収容された溶融アルミニウム2と、溶融アルミニウム2中に浸漬された冷却体3の外周部との相対速度が1600〜8000mm/secとなるように冷却体3を回転させることによって、凝固界面近傍の不純物の濃縮層を薄くし、精製アルミニウム5の純度を高くすることが提案されている。   Conventionally, various aluminum purification methods using the above principle have been proposed. For example, in Patent Document 1, as shown in FIG. 2, the relative speed between the molten aluminum 2 accommodated in the furnace body 1 and the outer peripheral portion of the cooling body 3 immersed in the molten aluminum 2 is 1600 to 8000 mm / sec. It has been proposed to rotate the cooling body 3 so that the concentrated layer of impurities in the vicinity of the solidification interface is thinned and the purity of the purified aluminum 5 is increased.

また、特許文献2には、冷却体を中心に冷却体の周囲で溶融アルミニウムに働く遠心加速度が0.01m/s2以上1500m/s2以下になるよう溶融アルミニウムを回転させ、且つガス気泡を溶融アルミニウム中に導入し、ガス気泡を溶融アルミニウムに働く遠心力の反作用の力によって、凝固界面に移動させ、浮上しながら該凝固界面及びその近傍を通過することにより、凝固界面に生じる不純物濃化層を効率よく除去できる手段が提案されている。
特公昭61−3385号公報 特許第3674322号公報
Further, in Patent Document 2, the molten aluminum is rotated so that the centrifugal acceleration acting on the molten aluminum around the cooling body is 0.01 m / s 2 or more and 1500 m / s 2 or less, and gas bubbles are introduced. Impurities are concentrated at the solidification interface by introducing into the molten aluminum and moving the gas bubbles to the solidification interface by the reaction force of the centrifugal force acting on the molten aluminum, and passing through the solidification interface and its vicinity while floating. Means have been proposed that can efficiently remove the layer.
Japanese Patent Publication No.61-3385 Japanese Patent No. 3673322

しかしながら、これら従来の技術においては、得られるアルミニウムの不純物を十分に除去できておらず、また操業上の不具合もあった。   However, in these conventional techniques, the impurities of the obtained aluminum cannot be sufficiently removed, and there are operational problems.

即ち、特許文献1に記載されたような方法では、冷却体の回転に伴って溶融アルミニウムも同方向に流れるために、不純物濃縮層を薄くするに限界があり、また、高い精製効率を得るために.冷却体の回転速度を早くしすぎると、冷却体に成長した精製アルミニウムが剥がれたり、溶融アルミニウムの跳ねや飛びも起こりやすくなるという問題があった。   That is, in the method as described in Patent Document 1, since molten aluminum also flows in the same direction as the cooling body rotates, there is a limit to thinning the impurity concentration layer, and in order to obtain high purification efficiency. To. When the rotational speed of the cooling body is made too fast, there is a problem that the purified aluminum that has grown on the cooling body is peeled off, and the molten aluminum is likely to jump and fly.

また、特許文献2に記載されたような方法では、アルミニウム溶湯を効率よく回転させる手段がなく、速い回転速度が得られにくいことや、またガス気泡を導入し、凝固界面を擦過して濃化層を薄くしたとしてもその効果には限界があり、高い精製効率を得ることができないという問題があった。   Further, in the method as described in Patent Document 2, there is no means for efficiently rotating the molten aluminum, it is difficult to obtain a high rotation speed, and gas bubbles are introduced, and the solidification interface is rubbed and concentrated. Even if the layer is made thin, the effect is limited, and there is a problem that high purification efficiency cannot be obtained.

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、精製効率が高く、溶融アルミニウムの跳ねや飛び等の作業性の問題のないアルミニウムの精製方法及び精製装置を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of such circumstances, purification efficiency is high, are intended to be subjected Hisage purification method and apparatus for purifying aluminum having no workability problems splashing or jump like the molten aluminum .

本発明者らは上記したような従来技術の課題を克服するために鋭意検討した結果、精製効率が高く、溶融アルミニウムの跳ねや飛びのない作業性の良い精製方法及び精製装置を見出した。   As a result of diligent studies to overcome the problems of the prior art as described above, the present inventors have found a purification method and a purification device that have high purification efficiency and good workability without splashing or jumping of molten aluminum.

即ち、上記課題は以下の手段によって解決される。
(1)凝固温度を超えた溶融アルミニウム中に冷却体を浸漬し、その冷却体の表面にアルミニウムを晶出、成長させるアルミニウムの精製法において、前記冷却体を一方向に回転させると同時に、溶融アルミニウムに対して冷却体の回転方向とは反対方向の回転力を付与しながら、冷却体の表面に高純度アルミニウムを晶出させることを特徴とするアルミニウムの精製法。
(2)溶融アルミニウムに対する回転力は電磁式による回転磁界によって付与される前項1に記載のアルミニウムの精製法。
(3)溶融アルミニウムに対する回転力は機械的回転力により付与される前項1に記載のアルミニウムの精製法。
(4)溶融アルミニウムに対する回転力は永久磁石による回転磁界によって付与される前項1に記載のアルミニウムの精製法。
(5)溶融アルミニウムに対して付与する回転力の大きさは、溶融アルミニウム単独を回転させる場合で換算して、回転速度:200〜5000mm/sec相当のものである前項1〜4のいずれかに記載のアルミニウムの精製法。
(6)冷却体の回転速度が1500〜8000mm/secの範囲である前項1〜5のいずれかに記載のアルミニウムの精製法。
(7)凝固温度を超えた溶融アルミニウムを収容する炉体と、前記炉体に収容された溶融アルミニウム中に浸積される回転可能な冷却体と、前記炉体に収容された溶融アルミニウムに対して冷却体の回転方向とは反対方向の回転力を付与する回転力付与装置と、を備えたことを特徴とするアルミニウムの精製装置。
(8)回転力付与装置が電磁式による回転磁界を用いたものである前項7に記載のアルミニウムの精製装置。
(9)回転力付与装置が機械的回転力を用いたものである前項7に記載のアルミニウムの精製装置。
(10)回転力付与装置が永久磁石による回転磁界を用いたものである前項7に記載のアルミニウムの精製装置。
(11)回転力付与装置によって溶融アルミニウムに対して付与される回転力の大きさは、溶融アルミニウム単独を回転させる場合で換算して、回転速度:200〜5000mm/sec相当のものである前項7〜10のいずれかに記載のアルミニウムの精製装置。
(12)冷却体の回転速度が1500〜8000mm/secの範囲である前項7〜11のいずれかに記載のアルミニウムの精製装置。
That is, the said subject is solved by the following means.
(1) In a method of refining aluminum in which a cooling body is immersed in molten aluminum that exceeds the solidification temperature, and aluminum is crystallized and grown on the surface of the cooling body, the cooling body is rotated in one direction and simultaneously melted. A method for purifying aluminum, characterized in that high-purity aluminum is crystallized on the surface of a cooling body while applying a rotational force in a direction opposite to the rotational direction of the cooling body to the aluminum.
(2) The method for purifying aluminum as described in (1) above, wherein the rotational force on the molten aluminum is applied by an electromagnetic rotating magnetic field.
(3) The method for purifying aluminum as described in (1) above, wherein the rotational force for molten aluminum is applied by mechanical rotational force.
(4) The method for purifying aluminum as described in (1) above, wherein the rotational force with respect to the molten aluminum is applied by a rotating magnetic field by a permanent magnet.
(5) The magnitude of the rotational force applied to the molten aluminum is converted into the case of rotating the molten aluminum alone, and the rotational speed is any one of the preceding items 1 to 4 corresponding to 200 to 5000 mm / sec. The method for purifying aluminum as described.
(6) The method for purifying aluminum as described in any one of 1 to 5 above, wherein the rotational speed of the cooling body is in the range of 1500 to 8000 mm / sec.
(7) A furnace body that contains molten aluminum that exceeds the solidification temperature, a rotatable cooling body that is immersed in the molten aluminum housed in the furnace body, and a molten aluminum housed in the furnace body And a rotational force applying device for applying a rotational force in a direction opposite to the rotational direction of the cooling body.
(8) The apparatus for purifying aluminum as described in (7) above, wherein the rotational force applying device uses an electromagnetic rotating magnetic field.
(9) The aluminum refining device according to item 7 above, wherein the rotational force applying device uses mechanical rotational force.
(10) The aluminum refining device according to (7), wherein the rotational force applying device uses a rotating magnetic field by a permanent magnet.
(11) The magnitude of the rotational force imparted to the molten aluminum by the rotational force imparting device is calculated in the case of rotating the molten aluminum alone, and the rotational speed is equivalent to 200 to 5000 mm / sec. The apparatus for purifying aluminum according to any one of 10 to 10.
(12) The aluminum purifier according to any one of items 7 to 11 above, wherein the rotational speed of the cooling body is in the range of 1500 to 8000 mm / sec.

前項(1)に記載の発明によれば、前記冷却体を一方向に回転させると同時に、溶融アルミニウムに対して冷却体の回転方向とは反対方向の回転力を付与するから、冷却体と溶融アルミニウムの相対速度を大きくすることが可能となり、高い精製効率を得ることができる。また、見かけ上、溶融アルミニウムの回転が穏やかになるので、精製中の湯面は穏やかとなり、溶湯の跳ねや飛散も起きにくく、作業性も良い。さらに、冷却体の回転速度も必要以上に速くする必要がないので、このことも精製中の湯面を安定化させ、溶融アルミニウムの跳ねや飛散の抑制に寄与する。   According to the invention described in item (1) above, the cooling body is rotated in one direction, and at the same time a rotational force in the direction opposite to the rotation direction of the cooling body is applied to the molten aluminum. The relative speed of aluminum can be increased, and high purification efficiency can be obtained. In addition, since the rotation of the molten aluminum is moderately apparent, the surface of the molten metal during refining is gentle, the molten metal is less likely to splash and scatter, and the workability is good. Furthermore, since it is not necessary to make the rotational speed of the cooling body faster than necessary, this also stabilizes the molten metal surface during refining and contributes to the suppression of splashing and scattering of molten aluminum.

前項(2)に記載の発明によれば、電磁石による回転磁界を利用して、溶融アルミニウムに対して冷却体とは反対方向の回転力を付与することができる。   According to the invention described in the preceding item (2), a rotating force in a direction opposite to the cooling body can be applied to the molten aluminum by using a rotating magnetic field by an electromagnet.

前項(3)に記載の発明によれば、例えば撹拌子やアルミニウム溶湯を収容する炉体の回転等のような機械的回転力を利用して、溶融アルミニウムに対して冷却体とは反対方向の回転力を付与することができる。   According to the invention described in the preceding item (3), for example, by utilizing a mechanical rotational force such as rotation of a furnace body containing a stirrer or molten aluminum, the molten aluminum is in a direction opposite to the cooling body. A rotational force can be applied.

前項(4)に記載の発明によれば、永久磁石による回転磁界を利用して、溶融アルミニウムに対して冷却体とは反対方向の回転力を付与することができる。   According to the invention described in item (4) above, it is possible to apply a rotational force in a direction opposite to the cooling body to the molten aluminum using a rotating magnetic field by a permanent magnet.

前項(5)に記載の発明によれば、溶融アルミニウムの跳ねや飛散を抑制しながら、冷却体との十分な相対速度を得て、高い精製効率を得ることができる。   According to the invention described in item (5) above, it is possible to obtain a sufficient refining efficiency by obtaining a sufficient relative speed with the cooling body while suppressing splashing and scattering of molten aluminum.

前項(6)に記載の発明によれば、溶融アルミニウムの跳ねや飛散を抑制しながら、冷却体との十分な相対速度を得て、高い精製効率を得ることができる。   According to the invention described in the preceding item (6), it is possible to obtain a sufficient relative speed with the cooling body and to obtain high purification efficiency while suppressing the jumping and scattering of the molten aluminum.

前項(7)に記載の発明によれば、、前記冷却体を一方向に回転させると同時に、溶融アルミニウムに対して冷却体の回転方向とは反対方向の回転力を付与することができる精製装置となしえ、この装置を用いることにより、冷却体と溶融アルミニウムの相対速度を大きくすることが可能となり、高い精製効率を得ることができる。   According to the invention described in item (7), the purifier is capable of rotating the cooling body in one direction and simultaneously applying a rotational force in a direction opposite to the rotating direction of the cooling body to the molten aluminum. However, by using this apparatus, it is possible to increase the relative speed of the cooling body and the molten aluminum, and high purification efficiency can be obtained.

前項(8)に記載の発明によれば、電磁石による回転磁界を利用した回転力付与装置により、溶融アルミニウムに対して冷却体とは反対方向の回転力を付与することができる。   According to the invention described in the preceding item (8), the rotational force in the direction opposite to the cooling body can be applied to the molten aluminum by the rotational force applying device using the rotating magnetic field by the electromagnet.

前項(9)に記載の発明によれば、例えば撹拌子やアルミニウム溶湯を収容する炉体の回転等のような機械的回転力を利用した回転力付与装置により、溶融アルミニウムに対して冷却体とは反対方向の回転力を付与することができる。   According to the invention described in the preceding item (9), for example, with a rotational force imparting device using mechanical rotational force such as rotation of a furnace body containing a stirrer or molten aluminum, Can apply a rotational force in the opposite direction.

前項(10)に記載の発明によれば、永久磁石による回転磁界を利用した回転力付与装置により、溶融アルミニウムに対して冷却体とは反対方向の回転力を付与することができる。   According to the invention described in the preceding item (10), the rotational force in the direction opposite to the cooling body can be applied to the molten aluminum by the rotational force applying device using the rotating magnetic field by the permanent magnet.

前項(11)に記載の発明によれば、溶融アルミニウムの跳ねや飛散を抑制しながら、冷却体との十分な相対速度を得て、高い精製効率を得ることができる。   According to the invention described in the preceding item (11), it is possible to obtain a sufficient relative speed with the cooling body and obtain high purification efficiency while suppressing the jumping and scattering of the molten aluminum.

前項(12)に記載の発明によれば、溶融アルミニウムの跳ねや飛散を抑制しながら、冷却体との十分な相対速度を得て、高い精製効率を得ることができる。   According to the invention described in the preceding item (12), it is possible to obtain a sufficient relative speed with the cooling body and obtain high purification efficiency while suppressing the jumping and scattering of the molten aluminum.

以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1(a)〜(c)は、この発明の一実施形態に係るアルミニウムの精製装置の概略構成を示す断面図である。   1A to 1C are cross-sectional views showing a schematic configuration of an aluminum refining device according to an embodiment of the present invention.

図1(a)〜(c)において、1は炉体であり、この炉体1の内部には凝固温度を超えた溶融アルミニウム(溶湯ともいう)2が収容されている。   1 (a) to 1 (c), reference numeral 1 denotes a furnace body. Inside the furnace body 1, molten aluminum (also referred to as a molten metal) 2 exceeding the solidification temperature is accommodated.

前記溶融アルミニウム2中には冷却体3が浸漬されている。この冷却体3は、精製中、図示しないモータなどに連結された駆動軸4を介して、矢印A方向に回転駆動されるものとなされている。なお、図1において、符号5は冷却体の表面に晶出した精製アルミニウムである。   A cooling body 3 is immersed in the molten aluminum 2. The cooling body 3 is rotationally driven in the direction of arrow A via a drive shaft 4 connected to a motor (not shown) during purification. In FIG. 1, reference numeral 5 denotes purified aluminum crystallized on the surface of the cooling body.

また、この実施形態では、前記溶融アルミニウム2に対して、矢印Bで示すように冷却体3の回転方向とは逆方向の回転力が付与された状態で、精製が行われる。   Further, in this embodiment, purification is performed in a state in which a rotational force in the direction opposite to the rotational direction of the cooling body 3 is applied to the molten aluminum 2 as indicated by an arrow B.

このように、溶融アルミニウム2に対して、冷却体3とは反対方向の回転力を付与することで、冷却体3と溶融アルミニウム2の相対速度を大きくすることが可能となり、高い精製効率が得られる。また、見かけ上、溶融アルミニウム2の回転が穏やかになるので、精製中の湯面は穏やかとなり、溶融アルミニウム2の跳ねや飛散も起きにくく、作業性も良い。冷却体3の回転速度も必要以上に速くする必要がないので、このことも精製中の湯面を安定化させ、溶融アルミニウム2の跳ねや飛散の抑制に寄与するのである。   In this way, by applying a rotational force in the opposite direction to the cooling body 3 to the molten aluminum 2, it becomes possible to increase the relative speed of the cooling body 3 and the molten aluminum 2, and high purification efficiency is obtained. It is done. In addition, since the molten aluminum 2 appears to rotate gently, the molten metal surface during refining is gentle, and the molten aluminum 2 is less likely to splash or scatter, and the workability is good. Since it is not necessary to make the rotational speed of the cooling body 3 faster than necessary, this also stabilizes the hot water surface during refining and contributes to the suppression of splashing and scattering of the molten aluminum 2.

溶融アルミニウム2に対して、冷却体3の回転方向と反対方向の回転力を付与することは、冷却体3と溶融アルミニウム2の相対速度を向上させ、凝固界面の濃縮層を薄くすることに効果がある。溶融アルミニウム2に付与する冷却体3と反対方向の回転力の大きさは、溶融アル三ニウム2単独を回転させる場合で換算して、回転速度:200〜5000mm/sec相当である。200mm/sec未満の回転速度では、冷却体3との十分な相対速度が得られない恐れがあり、5000mm/secを超える高速回転では、溶融アルミニウム2の跳ねや飛散が起こり易くなり、好ましくない。特に望ましい回転力の大きさは、溶融アル三ニウム2単独を回転させる場合で換算して、回転速度:400〜4000mm/sec相当である。   Applying a rotational force in the direction opposite to the rotational direction of the cooling body 3 to the molten aluminum 2 is effective in improving the relative speed between the cooling body 3 and the molten aluminum 2 and thinning the concentrated layer at the solidification interface. There is. The magnitude of the rotational force in the direction opposite to the cooling body 3 applied to the molten aluminum 2 is equivalent to a rotational speed of 200 to 5000 mm / sec in terms of the rotation of the molten aluminum 3 alone. If the rotational speed is less than 200 mm / sec, a sufficient relative speed with the cooling body 3 may not be obtained. If the rotational speed exceeds 5000 mm / sec, the molten aluminum 2 is likely to jump or scatter, which is not preferable. A particularly desirable magnitude of the rotational force is equivalent to a rotational speed of 400 to 4000 mm / sec in terms of rotating molten aluminum 3 alone.

上述した溶融アルミニウム2単独での回転速度の同定には、例えば、以下の方法を用いることができる。   For example, the following method can be used to identify the rotational speed of the molten aluminum 2 alone.

即ち、670℃に保持した溶融アルミニウム2の表面に、密度2.0g/cm3で冷却体3と同じ径のフロートを浮かべ、永久磁石式の溶湯撹拌装置にて溶融アルミニウム2を回転させた時のフロートの回転速度を測定すればよい。フロートの密度が溶融アルミニウム2より小さいので、溶融アルミニウム2の回転速度をほぼ正確に推定することができる。 That is, when the holding surface of the molten aluminum 2 to 670 ° C., floated float having the same diameter as the cooling body 3 at a density 2.0 g / cm 3, rotates the molten aluminum 2 in the permanent magnet of the molten metal stirring device The rotational speed of the float may be measured. Since the density of the float is smaller than the molten aluminum 2, the rotational speed of the molten aluminum 2 can be estimated almost accurately.

冷却体3は回転速度1500〜8000mm/secで回転させるのが良い。1500mm/sec未満の回転速度では、冷却体3と溶融アルミニウム2との十分な相対速度が得られない恐れがあり、8000mm/secを超える高速回転では溶融アルミニウム2の跳ねや飛散が起こり易く、好ましくない。特に望ましい冷却体3の回転速度は、3000〜6500mm/secである。   The cooling body 3 is preferably rotated at a rotational speed of 1500 to 8000 mm / sec. If the rotational speed is less than 1500 mm / sec, a sufficient relative speed between the cooling body 3 and the molten aluminum 2 may not be obtained, and if the rotational speed exceeds 8000 mm / sec, the molten aluminum 2 is likely to jump or scatter, which is preferable. Absent. A particularly desirable rotation speed of the cooling body 3 is 3000 to 6500 mm / sec.

冷却体3の冷却手段としては、冷却体中に空気、水を流して接触させることなどが挙げられるが、任意の手段を採用し得る。   Examples of the cooling means for the cooling body 3 include flowing air and water into the cooling body and bringing them into contact with each other, but any means can be adopted.

この実施形態において、溶融アルミニウム2を回転させる手段は、限定されることはなく、所望の回転力が得られる手段を任意に採用することができる。   In this embodiment, the means for rotating the molten aluminum 2 is not limited, and a means for obtaining a desired rotational force can be arbitrarily employed.

例えば、図1(a)に示すように、炉体の外周を取り巻いて電磁コイル11を配置し、この電磁コイル11によって回転磁界を発生させ、溶融アルミニウム2に対する回転力を付与しても良い。   For example, as shown in FIG. 1A, an electromagnetic coil 11 may be disposed around the outer periphery of the furnace body, and a rotating magnetic field may be generated by the electromagnetic coil 11 to apply a rotational force to the molten aluminum 2.

また、図1(b)に示すように、機械的回転力を溶融アルミニウム2に付与しても良い。図1(b)の例では、冷却体3の下方位置において、溶融アルミニウム2の内部に撹拌羽根からなる撹拌子12を配置するとともに、炉体1の底壁を上下に貫通する駆動軸13が前記撹拌子12に連結され、この駆動軸13を図示しないモータなどにより回転駆動することにより撹拌子12を溶融アルミニウム2中で回転させ、回転力を付与するものとなされている。また、図示は省略したが、炉体1そのものを冷却体3の回転方向と逆方向に回転させることにより、炉体1と溶融アルミニウム2との間に作用する摩擦力を利用して、溶融アルミニウム2に回転力を付与する構成としても良い。   Further, as shown in FIG. 1B, a mechanical rotational force may be applied to the molten aluminum 2. In the example of FIG. 1B, a stirrer 12 made of stirring blades is disposed inside the molten aluminum 2 at a position below the cooling body 3, and a drive shaft 13 that vertically penetrates the bottom wall of the furnace body 1 is provided. The stirrer 12 is connected to the stirrer 12, and the drive shaft 13 is rotationally driven by a motor or the like (not shown) to rotate the stirrer 12 in the molten aluminum 2 to apply a rotational force. Although not shown in the figure, molten aluminum is produced by utilizing the frictional force acting between the furnace body 1 and the molten aluminum 2 by rotating the furnace body 1 itself in the direction opposite to the rotation direction of the cooling body 3. It is good also as a structure which provides rotational force to 2.

また、図1(c)に示すように、永久磁石を用いて回転磁界を発生させることにより、溶融アルミニウム2に対する回転力を付与しても良い。図1(c)の例では、炉体1の底部下方に移動磁界発生装置14を配置している。この移動磁界発生装置14の回転板15に炉中の溶融アルミニウム2を貫通する貫通磁力線を有する永久磁石16を離間配置し、回転板15に連結された駆動軸17を介してモータ等により回転板15を回転駆動して、永久磁石16を水平面内で回転させ、これにより回転磁界を発生させて、溶融アルミニウム2に回転力を付与する機構となされている。   Moreover, as shown in FIG.1 (c), you may provide the rotational force with respect to the molten aluminum 2 by generating a rotating magnetic field using a permanent magnet. In the example of FIG. 1C, the moving magnetic field generator 14 is disposed below the bottom of the furnace body 1. Permanent magnets 16 having penetrating magnetic field lines penetrating the molten aluminum 2 in the furnace are spaced apart from the rotating plate 15 of the moving magnetic field generator 14, and the rotating plate is driven by a motor or the like via a drive shaft 17 connected to the rotating plate 15. 15 is driven to rotate, and the permanent magnet 16 is rotated in a horizontal plane, thereby generating a rotating magnetic field, thereby providing a mechanism for applying a rotational force to the molten aluminum 2.

いずれの方法を用いても良いが、特に、永久磁石式の溶湯撹拌装置が最も適している。従来より溶湯を移動させる手段として良く用いられていた電磁式の回転磁界を用いる場合には、回転装置が大きくなり小型化に難があるが、永久磁石式の撹拌装置では、装置が小型で扱いやすく、溶融アルミニウム2の回転速度も所望のものが得られる。   Any method may be used, but a permanent magnet type molten metal stirring device is most suitable. In the case of using an electromagnetic rotating magnetic field that has been often used as a means for moving molten metal, the rotating device becomes large and difficult to reduce in size. However, in the permanent magnet type stirring device, the device is small and handled. It is easy to obtain the desired rotational speed of the molten aluminum 2.

Fe:500ppm及びSi:400ppmを含む溶融アルミニウムを準備し、ヒーターにより670℃に加熱保持しておく。そして、上端の外径:150mm、下端の外径:100mmの中空回転冷却体3の内部に冷却流体を供給しつつ、冷却体3を回転させた。冷却体3の回転速度は表1のように設定した。また、同時に溶融アルミニウム2に対して、図3に示したような永久磁石式撹拌装置を用いて、冷却体3の回転方向と反対方向の回転力を付与した。この時付与した回転力については、溶融アルミニウム単独を回転させる場合の回転速度に換算して、表1のように設定した。   Molten aluminum containing Fe: 500 ppm and Si: 400 ppm is prepared and heated and maintained at 670 ° C. by a heater. The cooling body 3 was rotated while supplying a cooling fluid into the hollow rotary cooling body 3 having an outer diameter of the upper end of 150 mm and an outer diameter of the lower end of 100 mm. The rotational speed of the cooling body 3 was set as shown in Table 1. At the same time, a rotating force in the direction opposite to the rotating direction of the cooling body 3 was applied to the molten aluminum 2 using a permanent magnet type stirring device as shown in FIG. The rotational force applied at this time was set as shown in Table 1 in terms of the rotational speed when rotating molten aluminum alone.

このような操作を7分間行ったところ、冷却体3の周面に約6.0kgの精製アルミニウム塊が形成されていた。   When such an operation was performed for 7 minutes, about 6.0 kg of purified aluminum lump was formed on the peripheral surface of the cooling body 3.

上記のようにして、冷却体の回転数及び溶融アルミニウムに付与する冷却体とは反対方向の回転力を変化させて、数回の実験を実施した。得られたアルミニウム鋳塊の平均の不純物濃度、及び実行分配係数(精製されたアルミニウム中の濃度/精製前の溶融アルミニウム中の濃度)を、併せて表1に示す。   As described above, several experiments were performed by changing the rotational speed of the cooling body and the rotational force in the direction opposite to the cooling body applied to the molten aluminum. Table 1 shows the average impurity concentration and effective distribution coefficient (concentration in refined aluminum / concentration in molten aluminum before purification) of the obtained aluminum ingot.

Figure 0004988331
Figure 0004988331

表1から明らかなように、本発明のように冷却体3の回転と同時に、溶融アルミニウム2に対して冷却体3の回転と反対方向の回転力を付与して精製を行った実施例1〜5は、溶融アルミニウム2に回転力を付与しない比較例1及び比較例2に較べて、精製効率が良好であり、且つ溶湯の跳ねや飛散も抑制されたものであった。   As is clear from Table 1, Examples 1 to 1 were performed by applying a rotational force in the opposite direction to the rotation of the cooling body 3 to the molten aluminum 2 simultaneously with the rotation of the cooling body 3 as in the present invention. Compared with Comparative Example 1 and Comparative Example 2 in which no rotational force was applied to molten aluminum 2, No. 5 had good refining efficiency and suppressed the splashing and scattering of the molten metal.

また、実施例1〜5の中でも、実施例2は溶融アルミニウム2に付与した回転力がやや小さいため、冷却体3の回転数が同じである実施例3と比較すると、精製効率が少し劣るものであった。また、溶融アルミニウム2に付与した回転力がやや大きい実施例6は、精製効率は良いが、多少の溶融アルミニウムの跳ね、飛散が発生した。   Moreover, among Examples 1-5, since the rotational force given to the molten aluminum 2 is a little small in Example 2, compared with Example 3 with the same rotation speed of the cooling body 3, refining efficiency is a little inferior. Met. In addition, Example 6 in which the rotational force applied to the molten aluminum 2 was slightly large had good purification efficiency, but some molten aluminum jumped and scattered.

(a)〜(c)は、この発明の一実施形態に係るアルミニウム精製装置の概略構成を示す断面図である。(A)-(c) is sectional drawing which shows schematic structure of the aluminum refinement | purification apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 従来のアルミニウム精製装置の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the conventional aluminum refinement | purification apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 炉体
2 溶融アルミニウム
3 冷却体
5 精製アルミニウム
11 電磁コイル
12 撹拌子
16 永久磁石
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Furnace body 2 Molten aluminum 3 Cooling body 5 Refined aluminum 11 Electromagnetic coil 12 Stirrer 16 Permanent magnet

Claims (12)

凝固温度を超えた溶融アルミニウム中に冷却体を浸漬し、その冷却体の表面にアルミニウムを晶出、成長させるアルミニウムの精製法において、
前記冷却体を一方向に回転させると同時に、溶融アルミニウムに対して冷却体の回転方向とは反対方向の回転力を付与しながら、冷却体の表面に高純度アルミニウムを晶出させることを特徴とするアルミニウムの精製法。
In a purification method of aluminum in which a cooling body is immersed in molten aluminum exceeding the solidification temperature, and aluminum is crystallized and grown on the surface of the cooling body.
The high-purity aluminum is crystallized on the surface of the cooling body while rotating the cooling body in one direction and simultaneously applying a rotational force in the direction opposite to the rotation direction of the cooling body to the molten aluminum. To refine aluminum.
溶融アルミニウムに対する回転力は電磁式による回転磁界によって付与される請求項1に記載のアルミニウムの精製法。   The method for purifying aluminum according to claim 1, wherein the rotational force on the molten aluminum is applied by a rotating magnetic field by an electromagnetic method. 溶融アルミニウムに対する回転力は機械的回転力により付与される請求項1に記載のアルミニウムの精製法。   The method for purifying aluminum according to claim 1, wherein the rotational force with respect to the molten aluminum is applied by a mechanical rotational force. 溶融アルミニウムに対する回転力は永久磁石による回転磁界によって付与される請求項1に記載のアルミニウムの精製法。   The method for purifying aluminum according to claim 1, wherein the rotational force on the molten aluminum is applied by a rotating magnetic field by a permanent magnet. 溶融アルミニウムに対して付与する回転力の大きさは、溶融アルミニウム単独を回転させる場合で換算して、回転速度:200〜5000mm/sec相当のものである請求項1〜4のいずれかに記載のアルミニウムの精製法。   The magnitude | size of the rotational force provided with respect to molten aluminum is converted into the case where a molten aluminum is rotated alone, and is equivalent to a rotational speed: 200 to 5000 mm / sec. Aluminum purification method. 冷却体の回転速度が1500〜8000mm/secの範囲である請求項1〜5のいずれかに記載のアルミニウムの精製法。   The method for purifying aluminum according to any one of claims 1 to 5, wherein the rotational speed of the cooling body is in the range of 1500 to 8000 mm / sec. 凝固温度を超えた溶融アルミニウムを収容する炉体と、
前記炉体に収容された溶融アルミニウム中に浸積される回転可能な冷却体と、
前記炉体に収容された溶融アルミニウムに対して冷却体の回転方向とは反対方向の回転力を付与する回転力付与装置と、
を備えたことを特徴とするアルミニウムの精製装置。
A furnace body containing molten aluminum exceeding the solidification temperature;
A rotatable cooling body immersed in molten aluminum contained in the furnace body;
A rotational force applying device for applying a rotational force in a direction opposite to the rotational direction of the cooling body to the molten aluminum contained in the furnace body;
An apparatus for purifying aluminum, comprising:
回転力付与装置が電磁式による回転磁界を用いたものである請求項7に記載のアルミニウムの精製装置。   The aluminum refining device according to claim 7, wherein the rotational force applying device uses an electromagnetic rotating magnetic field. 回転力付与装置が機械的回転力を用いたものである請求項7に記載のアルミニウムの精製装置。   The apparatus for purifying aluminum according to claim 7, wherein the rotational force applying device uses mechanical rotational force. 回転力付与装置が永久磁石による回転磁界を用いたものである請求項7に記載のアルミニウムの精製装置。   The apparatus for purifying aluminum according to claim 7, wherein the rotational force applying device uses a rotating magnetic field by a permanent magnet. 回転力付与装置によって溶融アルミニウムに対して付与される回転力の大きさは、溶融アルミニウム単独を回転させる場合で換算して、回転速度:200〜5000mm/sec相当のものである請求項7〜10のいずれかに記載のアルミニウムの精製装置。   The magnitude of the rotational force imparted to the molten aluminum by the rotational force imparting device is equivalent to a rotational speed of 200 to 5000 mm / sec in terms of rotating the molten aluminum alone. The apparatus for purifying aluminum according to any one of the above. 冷却体の回転速度が1500〜8000mm/secの範囲である請求項7〜11のいずれかに記載のアルミニウムの精製装置。   The aluminum purifier according to any one of claims 7 to 11, wherein the rotational speed of the cooling body is in the range of 1500 to 8000 mm / sec.
JP2006356229A 2006-12-28 2006-12-28 Aluminum purification method and apparatus Active JP4988331B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006356229A JP4988331B2 (en) 2006-12-28 2006-12-28 Aluminum purification method and apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006356229A JP4988331B2 (en) 2006-12-28 2006-12-28 Aluminum purification method and apparatus

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2008163417A JP2008163417A (en) 2008-07-17
JP2008163417A5 JP2008163417A5 (en) 2009-08-20
JP4988331B2 true JP4988331B2 (en) 2012-08-01

Family

ID=39693267

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006356229A Active JP4988331B2 (en) 2006-12-28 2006-12-28 Aluminum purification method and apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4988331B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5163615B2 (en) * 2008-10-29 2013-03-13 トヨタ自動車株式会社 Stirring apparatus, dissolving apparatus and dissolving method
JP6118579B2 (en) * 2013-02-14 2017-04-19 昭和電工株式会社 Metal purification method and metal purification apparatus
CN111321303A (en) * 2016-06-02 2020-06-23 昭和电工株式会社 Substance refining method
CN106566938A (en) * 2016-10-30 2017-04-19 山西汾西重工有限责任公司 Aluminum-based composite material melt purification method
CN109680159B (en) * 2019-02-28 2020-02-21 宁波锦越新材料有限公司 Purifying and crystallizing method for ultra-high purity aluminum

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01166857A (en) * 1987-12-23 1989-06-30 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Semi-solidified slurry manufacturing equipment
JP3721793B2 (en) * 1997-08-08 2005-11-30 住友化学株式会社 Aluminum purification method and use thereof
JP2006017348A (en) * 2004-06-30 2006-01-19 Kenzo Takahashi Melting furnace with stirring device, and stirring device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008163417A (en) 2008-07-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4988331B2 (en) Aluminum purification method and apparatus
JP5400782B2 (en) Method for treating silicon powder to obtain silicon crystals
CN102492852B (en) Alloy melt purifier and its method
EP0027052A1 (en) Process for purifying aluminum
KR20100061510A (en) Process for the production of medium and high purity silicon from metallurgical grade silicon
JP5074762B2 (en) Metal purification method and apparatus, refined metal, casting, metal product and electrolytic capacitor
Zou et al. Research on grain refinement and its mechanism of pure aluminum under a novel permanent magnet stirring
CN103820665A (en) Magnesium alloy melt multistage compound purification method
JP2001058811A (en) Silicon purification method
JPH09165212A (en) Production of silicone raw material powder for solar cell and silicone ingot for solar cell
JP5594958B2 (en) Substance purification method and substance purification equipment
JP5634704B2 (en) Metal purification method and apparatus, refined metal, casting, metal product and electrolytic capacitor
JP2008163419A (en) Metal-refining method and apparatus, refined metal, casting, metal product and electrolytic capacitor
CA2025688C (en) Method of and apparatus for removing non-metallic inclusions from molten metal
JP2023018756A (en) Metal refining method and metal refining apparatus
JP2006206392A (en) Polycrystalline silicon purification method
JP2020022976A (en) Method for producing titanium ingot
JP3674322B2 (en) Aluminum purification method and its use
JP6251870B2 (en) Method for collecting sludge and method for producing granular material
Zhang et al. Grade-preserving recycling of scrap brass by removing harmful lead under supergravity fields
JP3980998B2 (en) Method and apparatus for purifying gallium
CN112281096A (en) Electromagnetic energy grain refining device and method for refining aluminum alloy grains
JP7389467B2 (en) Metal refining method and refining equipment
JP3721793B2 (en) Aluminum purification method and use thereof
JP7223717B2 (en) High-purity metal manufacturing method and manufacturing apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090702

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090702

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120124

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120201

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120316

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120404

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120426

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4988331

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150511

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150511

Year of fee payment: 3

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D02

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

点击 这是indexloc提供的php浏览器服务,不要输入任何密码和下载