真空脱ガス装置

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【発明の名称】	真空脱ガス装置
【発明者】	【氏名】常深武彦
【要約】	【課題】耐熱性および耐熱衝撃性に優れる真空脱ガス装置を提供すること。【解決手段】減圧装置に接続され内部を減圧できるよう構成された脱ガス槽１０と，脱ガス槽１０の底部１２に設けられた複数本の浸漬管２１，２２とを有し，浸漬管２１，２２を取鍋３内の金属溶湯３に浸漬して一方の浸漬管２１から金属溶湯８を脱ガス槽３内部に導入して脱ガスした後他方の浸漬管２２から取鍋３に戻すよう構成されている。脱ガス槽１０及び浸漬管２１，２２は，カーボン材料より構成されている。

【特許請求の範囲】
【請求項１】減圧装置に接続され内部を減圧できるよう構成された脱ガス槽と，該脱ガス槽の底部に設けられた複数本の浸漬管とを有し，該浸漬管を取鍋内の金属溶湯に浸漬して一方の浸漬管から金属溶湯を上記脱ガス槽内部に導入して脱ガスした後他方の浸漬管から上記取鍋に戻すよう構成された真空脱ガス装置において，上記脱ガス槽及び上記浸漬管は，カーボン材料より構成されていることを特徴とする真空脱ガス装置。
【請求項２】請求項１において，上記脱ガス槽の内面又は外面の少なくとも一部分は，熱分解炭素又はガラス状炭素により被覆してあることを特徴とする真空脱ガス装置。
【請求項３】請求項１又は２において，上記浸漬管の内面又は外面の少なくとも一部分は，熱分解炭素又はガラス状炭素により被覆してあることを特徴とする真空脱ガス装置。
【請求項４】請求項１又は２において，上記浸漬管の内面又は外面の少なくとも一部分はＳｉＣにより被覆してあることを特徴とする真空脱ガス装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【技術分野】本発明は，金属製品の製造過程において金属溶湯の脱ガス処理を行うための真空脱ガス装置に関する。
【０００２】
【従来技術】金属製品の製造過程においては，金属溶湯中に含まれている水素，酸素等の品質に有害なガスを除去する脱ガス処理が行われる。脱ガス処理法としては，種々の方法があるが，その一つとして，溶融金属を取鍋と真空容器との間を循環させる真空循環脱ガス法（ＲＨ法）が広く利用されている。
【０００３】この真空循環脱ガス法を実施する装置としては，後述する図１に示すごとき，真空脱ガス装置１がある。この真空脱ガス装置１は，同図に示すごとく，脱ガス槽１０と，脱ガス槽１０の底部に設けられた２本の浸漬管２１，２２とを有し，該浸漬管２１，２２を取鍋内３の金属溶湯８に浸漬して一方の浸漬管２１から金属溶湯８を上記脱ガス槽１０内部に導入して脱ガスした後他方の浸漬管２２から取鍋３に戻すよう構成されている。
【０００４】
【解決しようとする課題】ところで，従来の真空脱ガス装置においては，次のような問題がある。すなわち，上記脱ガス槽及び浸漬管としては，高温の金属溶湯と接するので，耐火物で内張りされた鋼製のものが利用されている。しかしながら，上記脱ガス槽及び浸漬管の耐熱性及び熱衝撃性は必ずしも十分であるとは言えなかった。そして，従来よりも耐熱性および耐熱衝撃性を有する真空脱ガス装置の開発が望まれていた。
【０００５】本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，耐熱性および耐熱衝撃性に優れる真空脱ガス装置を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題の解決手段】請求項１の発明は，減圧装置に接続され内部を減圧できるよう構成された脱ガス槽と，該脱ガス槽の底部に設けられた複数本の浸漬管とを有し，該浸漬管を取鍋内の金属溶湯に浸漬して一方の浸漬管から金属溶湯を上記脱ガス槽内部に導入して脱ガスした後他方の浸漬管から上記取鍋に戻すよう構成された真空脱ガス装置において，上記脱ガス槽及び上記浸漬管は，カーボン材料より構成されていることを特徴とする真空脱ガス装置にある。
【０００７】本発明において最も注目すべき点は，上記脱ガス槽及び上記浸漬管を上記カーボン材料より構成したことである。上記カーボン材料は，例えば，黒鉛に代表されるような炭素を用いた材料である。さらに具体的には，等方性黒鉛材料やＣ／Ｃコンポジット等がある。
【０００８】次に，本発明の作用効果につき説明する。本発明の真空脱ガス装置においては，上記脱ガス槽及び上記浸漬管の素材として，カーボン材料を積極的に採用した。カーボン材料は，耐熱性，耐熱衝撃性に優れる。そのため，カーボン材料を用いた脱ガス槽及び浸漬管は，従来の耐火物を用いた一般的な構造の場合よりも耐熱性及び耐熱衝撃性が向上する。
【０００９】次に，請求項２の発明のように，上記脱ガス槽の内面又は外面の少なくとも一部分は，熱分解炭素又はガラス状炭素により被覆してあることが好ましい。この場合には，上記脱ガス槽を構成するカーボン材料がわずかな通気性を有する場合においてもこれを遮断することができ，脱ガス槽内の真空度を高めることができる。これの被覆方法としては，例えば熱分解炭素であればＣＶＤ法，ガラス状炭素であればディッピング法がある。
【００１０】また，請求項３の発明のように，上記浸漬管の内面又は外面の少なくとも一部分は，熱分解炭素又はガラス状炭素により被覆してあることができる。この場合には，上記浸漬管を構成するカーボン材料がわずかな通気性を有する場合においてもこれを遮断することができる。
【００１１】また，請求項４の発明のように，上記浸漬管の内面又は外面の少なくとも一部分はＳｉＣにより被覆することができる。この場合には，高温の金属溶湯と接触する浸漬管の耐酸化性を向上させることができ，浸漬管の耐久性を高めることができる。上記ＳｉＣよりなる皮膜としては，焼結法により得られる焼結体，化学反応を用いたもの（珪化法）あるいはＣＶＤ法（化学気相蒸着法）により得られるＣＶＤ皮膜等がある。特にＣＶＤ法によるＳｉＣ皮膜は高純度性，緻密性の点で優れる皮膜を得ることができ，さらに耐酸化性を向上させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】実施形態例１本発明の実施形態例にかかる真空脱ガス装置につき，図１を用いて説明する。本例の真空脱ガス装置１は，図１に示すごとく，減圧装置に接続され内部を減圧できるよう構成された脱ガス槽１０と，該脱ガス槽１０の底部に設けられた２本の浸漬管２１，２２とを有する。該浸漬管２１，２２を取鍋３内の金属溶湯８に浸漬して一方の浸漬管２１から金属溶湯８を上記脱ガス槽１０内部に導入して脱ガスした後他方の浸漬管２２から取鍋３に戻すよう構成されている。そして，上記脱ガス槽１０及び上記浸漬管２１，２２は，カーボン材料より構成されている。
【００１３】以下，これを詳説する。上記脱ガス槽１０は，図１に示すごとく，本体部１１と，底部１２とを組み合わせて構成してある。本体部１１の上端には，真空吸引用の吸引穴１１１を有すると共に該吸引穴に吸引管１１２を有してなる。そして，吸引管１１２には，減圧用の真空ポンプ１９を接続してある。また，脱ガス槽１０の底部１２は，筒状の本体部１１の下端部を閉止するように配設されていると共に，上記浸漬管２１，２２と連通される連通穴１２１，１２２を有している。
【００１４】この本体部１１及び底部１２は，いずれもカーボン材料，具体的には，熱膨張係数の異方比が１．３以下の等方性炭素材料により構成されている。さらに，本体部１１の内面１１５と底部１２の内面１２５及び連通穴１２１，１２２の内面は，熱分解炭素よりなる皮膜を配設してある。この皮膜は，ＣＶＤ法より配設し，厚さ２００μｍに仕上げてある。
【００１５】また，上記浸漬管２１，２２は，図１に示すごとく，上記脱ガス槽１０の底部１２において上記連通穴１２１，１２２とそれぞれ連通するように配設されている。また，一方の浸漬管２１の上端付近には，金属溶湯８を上昇させるための不活性ガス７を導入できるよう，不活性ガス導入管７１と連通したガス導入口１２７を設けてある。
【００１６】そして，上記浸漬管２１，２２は，いずれもカーボン材料，具体的には熱膨張係数の異方比が１．３以下の等方性炭素材料により構成されている。さらに，浸漬管２１，２２の内周面２１５，２２５には，熱分解炭素よりなる皮膜を配設してある。この皮膜も上記と同様の手法により形成されたものであり，その厚さは３００μmである。
【００１７】次に，本例の真空脱ガス装置１を用いた脱ガス処理の例を簡単に説明する。例えば，金属溶湯としての鋼材を脱ガス処理する場合には，１５００℃の温度の金属溶湯８を取鍋３内に溜める。次いで，浸漬管２１，２２の下端部が十分に金属溶湯８内に漬かるように，上記真空脱ガス装置１を配置させる。
【００１８】次いで，脱ガス槽１０に接続されている真空ポンプ１９を運転することにより，脱ガス槽１０内を真空引きする。真空度としては例えば０．５Ｔｏｒｒ程度に制御する。次いで，不活性ガス導入管７１に接続された不活性ガス供給源から不活性ガス７を導き，浸漬管２１に連通した連通穴１２１に吹き出させる。これにより，いわゆるエアーリフトポンプの作用により，浸漬管２１から金属溶湯８が上方の脱ガス槽１０内に供給される。そして，脱ガス槽１０内の減圧作用によって金属溶湯８内に含まれているガスが除かれ，その後他方の浸漬管２２を通って下方の取鍋３に戻される。
【００１９】このとき，上記真空脱ガス装置１の浸漬管２１，２２及び脱ガス槽１０には，上記高温の金属溶湯８から急激な熱伝達を受ける。ここで，本例においては，上記脱ガス槽１０及び浸漬管２１，２２としては，上記カーボン材料を用い，かつ，その内表面には熱分解炭素よりなる皮膜を形成してある。そのため，カーボン材料の特徴を生かして優れた耐熱性及び耐熱衝撃性が得られると共に，上記熱分解炭素によってカーボン材料の通気性を遮断することができる。それ故，脱ガス槽１０内の真空度を十分に維持することができると共に，脱ガス槽１０および浸漬管２１，２２の耐久性を大幅に向上させることができる。
【００２０】したがって，上記真空脱ガス装置１を用いれば，非常に安定した真空循環脱ガス処理を実施することができる。そして，これにより，金属溶湯８を用いた金属製品の生産性及び品質を従来よりも向上させることができる。
【００２１】実施形態例２本例は，実施形態例１における浸漬管２１，２２の内周面の熱分解炭素による被覆を止め，その代わりに，内周面及び外周面をＣＶＤ法によるＳｉＣ皮膜を形成した例である。ＣＶＤ法によるＳｉＣ皮膜の形成は，実施形態例１と同様のカーボン材料よりなる浸漬管２１，２２に対して，Ｈ₂キャリアーによりメタンと四塩化珪素を導入して熱分解させる処理を施すことにより行った。得られたＳｉＣ皮膜は，厚み２００μｍとなった。その他は実施形態例１と同様である。
【００２２】この場合には，上記ＳｉＣ皮膜の存在によって，浸漬管２１，２２の耐酸化性を向上させることができ，さらに浸漬管２１，２２の耐久性，ひいては真空脱ガス装置１全体の耐久性を向上させることができる。その他は実施形態例１と同様の作用効果が得られる。
【００２３】
【発明の効果】上述のごとく，本発明によれば，耐熱性および耐熱衝撃性に優れる真空脱ガス装置を提供することができる。

【出願人】	【識別番号】００００００１５８【氏名又は名称】イビデン株式会社
【出願日】	平成１２年７月１２日（２０００．７．１２）
【代理人】	【識別番号】１０００７９１４２【弁理士】【氏名又は名称】高橋祥泰（外１名）
【公開番号】	特開２００２－３０３２５（Ｐ２００２－３０３２５Ａ）
【公開日】	平成１４年１月３１日（２００２．１．３１）
【出願番号】	特願２０００－２１１４７７（Ｐ２０００－２１１４７７）