(57)【要約】【課題】本発明は、溶融金属の表面に金属酸化物が生成されることを抑制した上で、十分な防燃効果を得ることのできる溶融金属処理剤及び溶融金属処理方法を提供することを課題とする。【解決手段】フルオロケトン（ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ  ｋｅｔｏｎｅ）及び不活性ガスを含む溶融金属処理剤を他の不活性ガスにより混合及び希釈させることで生成され、かつ炭酸ガスを含まないカバーガスを、溶融金属の表面と接触するように供給する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
フルオロケトン（ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ  ｋｅｔｏｎｅ）及び不活性ガスを含む溶融金属処理剤を他の不活性ガスにより混合及び希釈させることで生成され、かつ炭酸ガスを含まないカバーガスを、溶融金属の表面と接触するように供給することを特徴とする溶融金属処理方法。
【請求項２】
金属溶融槽内において溶融された前記溶融金属を、該溶融金属の表面を上下動させることで溶融金属排出用パイプから排出することを特徴とする請求項１記載の溶融金属処理方法。
【請求項３】
前記金属溶融槽内における前記カバーガスに含まれる前記フルオロケトンの濃度が、０．００５〜０．１容量％であることを特徴とする請求項２記載の溶融金属処理方法。
【請求項４】
前記溶融金属処理剤を構成する前記フルオロケトン及び前記不活性ガスが混合された耐圧容器を所定の温度に加熱することを特徴とする請求項１ないし３のうち、いずれか1項記載の溶融金属処理方法。
【請求項５】
前記不活性ガスは、窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、キセノン、クリプトンよりなる群のうち、少なくとも１つ以上のガスにより構成されることを特徴とする請求項１ないし４のうち、いずれか１項記載の溶融金属処理方法。
【請求項６】
前記他の不活性ガスは、窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、キセノン、クリプトンよりなる群のうち、少なくとも１つ以上のガスにより構成されることを特徴とする請求項１ないし５のうち、いずれか１項記載の溶融金属処理方法。
【請求項７】
前記溶融金属は、溶融されたマグネシウムまたは溶融されたマグネシウム合金であることを特徴とする請求項１ないし６のうち、いずれか１項記載の溶融金属処理方法。
【請求項８】
耐圧容器内で混合されたフルオロケトン及び不活性ガスを含み、前記耐圧容器内の前記フルオロケトンの濃度を０．００５〜２．２容量％にしたことを特徴とする溶融金属処理剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融金属処理剤、及び該溶融金属処理剤を使用した溶融金属処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マグネシウムやマグネシウム合金等の金属を鋳造等のため溶融させる場合、溶融金属（溶融したマグネシウム、或いは溶融したマグネシウム合金）の表面を保護し発火を防止する目的でカバーガスが用いられている。
【０００３】
引用文献１〜３には、上記カバーガスとして、温暖化係数の低いフルオロケトン（ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ  ｋｅｔｏｎｅ）と液化炭酸ガスを含む液状混合物である溶融金属処理剤を、不活性ガス（例えば、炭酸ガス、窒素ガス、アルゴン等）や空気等により希釈したガスを用いることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２７６１１６号公報
【特許文献２】特許第３８６６７１７号公報
【特許文献３】特許第３８２５７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
マグネシウム或いはマグネシウム合金等の金属を溶融させ、その表面に炭酸ガスを含んだ上記カバーガスを供給した場合、溶融金属の表面に金属フッ化物及び金属酸化物が生成される。
金属フッ化物及び金属酸化物は、溶融金属が燃えることを防止する効果（防燃効果）を有する。また、金属酸化物は、高い粘性を有する。
ところで、金属溶融装置（具体的には、ダイカストマシン）の中には、溶融金属をポンプで押し上げ、溶融金属排出用パイプ（トランスファーパイプ）を介して、溶融金属を排出して鋳造を行なう装置がある。
【０００６】
このような、金属溶融装置では、溶融金属の排出を繰り返し行うことで、溶融金属排出用パイプ内に粘性の高い金属酸化物が堆積して、溶融金属排出用パイプ内の流路が塞がれてしまうという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、溶融金属の表面に金属酸化物が生成されることを抑制した上で、十分な防燃効果を得ることのできる溶融金属処理剤及び溶融金属処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明によれば、フルオロケトン（ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ  ｋｅｔｏｎｅ）及び不活性ガスを含む溶融金属処理剤を他の不活性ガスにより混合及び希釈させることで生成され、かつ炭酸ガスを含まないカバーガスを、溶融金属の表面と接触するように供給することを特徴とする溶融金属処理方法が提供される。
【０００９】
また、請求項２に係る発明によれば、金属溶融槽内において溶融された前記溶融金属を、該溶融金属の表面を上下動させることで溶融金属排出用パイプから排出することを特徴とする請求項１記載の溶融金属処理方法が提供される。
【００１０】
また、請求項３に係る発明によれば、前記金属溶融槽内における前記カバーガスに含まれる前記フルオロケトンの濃度が、０．００５〜０．１容量％であることを特徴とする請求項２記載の溶融金属処理方法が提供される。
【００１１】
また、請求項４に係る発明によれば、前記溶融金属処理剤を構成する前記フルオロケトン及び前記不活性ガスが混合された耐圧容器を所定の温度に加熱することを特徴とする請求項１ないし３のうち、いずれか1項記載の溶融金属処理方法が提供される。
【００１２】
また、請求項５に係る発明によれば、前記不活性ガスは、窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、キセノン、クリプトンよりなる群のうち、少なくとも１つ以上のガスにより構成されることを特徴とする請求項１ないし４のうち、いずれか１項記載の溶融金属処理方法が提供される。
【００１３】
また、請求項６に係る発明によれば、前記他の不活性ガスは、窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、キセノン、クリプトンよりなる群のうち、少なくとも１つ以上のガスにより構成されることを特徴とする請求項１ないし５のうち、いずれか１項記載の溶融金属処理方法が提供される。
【００１４】
また、請求項７に係る発明によれば、前記溶融金属は、溶融されたマグネシウムまたは溶融されたマグネシウム合金であることを特徴とする請求項１ないし６のうち、いずれか１項記載の溶融金属処理方法が提供される。
【００１５】
また、請求項８に係る発明によれば、耐圧容器内で混合されたフルオロケトン及び不活性ガスを含み、前記耐圧容器内の前記フルオロケトンの濃度を０．００５〜２．２容量％にしたことを特徴とする溶融金属処理剤が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の溶融金属処理方法によれば、フルオロケトン及び不活性ガスを含む溶融金属処理剤を他の不活性ガスにより混合及び希釈させることで生成され、かつ炭酸ガスを含まないカバーガスを、溶融金属の表面と接触するように供給することにより、溶融金属の表面に粘性を帯びた金属酸化物が生成されることを抑制した上で、溶融金属の表面に溶融金属が燃焼することを防止する（言い換えれば、防燃効果を有した）金属フッ化物を生成することができる。
【００１７】
これにより、例えば、金属溶融槽内において溶融された溶融金属を、溶融金属の表面を上下動させることで回収し、溶融金属排出用パイプを介して、溶融金属を排出する金属溶融炉を用いて繰り返し鋳造を行った場合、金属酸化物により溶融金属排出用パイプが閉塞することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る溶融金属処理方法を実施する際に使用する金属溶融装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る溶融金属処理方法を実施する際に使用する金属溶融装置の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る溶融金属処理方法を実施する際に使用する金属溶融装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明を適用した実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、本発明の実施形態の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の金属溶融装置の寸法関係とは異なる場合がある。
【００２０】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る溶融金属処理方法を実施する際に使用する金属溶融装置の概略構成を示す図である。図１では、説明の便宜上、金属溶融装置１０を構成する金属溶融炉２０を断面図として図示する。
【００２１】
図１を参照して、金属溶融装置１０の構成を説明していく中で、第１の実施の形態の溶融金属処理方法について説明する。
図１を参照するに、金属溶融装置１０は、耐圧容器１１と、加温器１２と、耐圧容器回転駆動部（図示せず）と、他の不活性ガス供給源１４と、カバーガス混合装置１５と、金属溶融炉２０とを有する。
【００２２】
耐圧容器１１は、混合ガスボンベであり、図示していない耐圧容器収容キャビネット内に配置されている。耐圧容器１１内には、フルオロケトンと不活性ガスとが混合された溶融金属処理剤が充填されている。つまり、本実施の形態の溶融金属処理剤には、炭酸ガスが含まれていない。
耐圧容器１１は、バルブ１７を介して、カバーガス混合装置１５と接続されている。耐圧容器１１内に充填された溶融金属処理剤は、バルブ１７を介して、カバーガス混合装置１５に供給される。バルブ１７は、カバーガス混合装置１５に供給する溶融金属処理剤の流量を調節する。
【００２３】
耐圧容器１１内におけるフルオロケトンの濃度は、０．００５〜２．２容量％が好ましく、０．０１〜１．８容量％がより好ましい。耐圧容器１１内におけるフルオロケトンの濃度が０．００５容量％よりも低いと、カバーガスと溶融金属２１との反応により生成される金属フッ化物の量が不十分となるため、金属フッ化物による溶融金属２１の防燃効果が不足してしまう。
【００２４】
また、耐圧容器１１内におけるフルオロケトンの濃度が２．２容量％よりも大きいと、フルオロケトンの濃度が高濃度のため、長期間保存後において、溶融金属処理剤を構成するフルオロケトンと不活性ガスとの混合具合が不均一になってしまう。
この場合、耐圧容器１１を加熱したとしても、溶融金属処理剤を構成するフルオロケトンと不活性ガスとを均一に混合させることが難しく、また、耐圧容器１１から溶融金属処理剤を導出させることが難しい。
【００２５】
溶融金属処理剤を構成するフルオロケトンとしては、パーフルオロケトン、水素化フルオロケトン、或いはこれらの混合物であることが好ましい。
【００２６】
パーフルオロケトンとしては、炭素数が５〜９であるものが好ましい。パーフルオロケトンとしては、ＣＦ３ＣＦ２Ｃ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ３）２、（ＣＦ３）２ＣＦＣ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ３）２、ＣＦ３（ＣＦ２）２Ｃ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ３）２、ＣＦ３（ＣＦ２）３Ｃ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ３）２、ＣＦ３（ＣＦ２）５Ｃ（Ｏ）ＣＦ３、ＣＦ３ＣＦ２Ｃ（Ｏ）ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３、ＣＦ３Ｃ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ３）２、及びパーフロロシクロヘキサノンよりなる群のうち、少なくとも１種以上で構成することが好ましい。
【００２７】
水素化フルオロケトンとしては、炭素数が４〜７であるものが好ましい。水素化フルオロケトンとしては、ＨＣＦ２ＣＦ２Ｃ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ３）２、ＣＦ３Ｃ（Ｏ）ＣＨ２Ｃ（Ｏ）ＣＦ３、Ｃ２Ｈ５Ｃ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ３）２、ＣＦ２ＣＦ２Ｃ（Ｏ）ＣＨ３、（ＣＦ３）２ＣＦＣ（Ｏ）ＣＨ３、ＣＦ３ＣＦ２Ｃ（Ｏ）ＣＨＦ２、ＣＦ３ＣＦ２Ｃ（Ｏ）ＣＨ２Ｆ、ＣＦ３ＣＦ２Ｃ（Ｏ）ＣＨ２ＣＦ３、ＣＦ３ＣＦ２Ｃ（Ｏ）ＣＨ２ＣＨ３、ＣＦ３ＣＦ２Ｃ（Ｏ）ＣＨ２ＣＨＦ２、ＣＦ３ＣＦ２Ｃ（Ｏ）ＣＨ２ＣＨＦ２、ＣＦ３ＣＦ２Ｃ（Ｏ）ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、ＣＦ３ＣＦ２Ｃ（Ｏ）ＣＨＦＣＨ３、ＣＦ３ＣＦ２Ｃ（Ｏ）ＣＨＦＣＨＦ２、ＣＦ３ＣＦ２Ｃ（Ｏ）ＣＨＦＣＨ２Ｆ、ＣＦ３ＣＦ２Ｃ（Ｏ）ＣＦ２ＣＨ３、ＣＦ３ＣＦ２Ｃ（Ｏ）ＣＦ２ＣＨＦ２、ＣＦ３ＣＦ２Ｃ（Ｏ）ＣＦ２ＣＨ２Ｆ、（ＣＦ３）２ＣＦＣ（Ｏ）ＣＨＦ２、（ＣＦ３）２ＣＦＣ（Ｏ）ＣＨ２Ｆ、ＣＦ３ＣＦ（ＣＨ２Ｆ）Ｃ（Ｏ）ＣＨＦ２、ＣＦ３ＣＦ（ＣＨ２Ｆ）Ｃ（Ｏ）ＣＨ２Ｆ、及びＣＦ３ＣＦ（ＣＨ２Ｆ）Ｃ（Ｏ）ＣＦ３よりなる群のうち、少なくとも１種以上により構成することが好ましい。
【００２８】
なかでも特に、ペンタフロロエチル−ヘプタフロロプロピルケトン、すなわちＣ３Ｆ７
（ＣＯ）Ｃ２Ｆ５（例えばＣＦ３ＣＦ２Ｃ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ３）２、ＣＦ３ＣＦ２Ｃ（Ｏ
）ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３）を用いることが好ましい。
また、フルオロケトンの分子量は、２５０以上（好ましくは３００以上）とするのが好ましい。また、１分子のフルオロケトンに含まれるカルボニル基の数は、１が好ましい。なお、フルオロケトンは、通常、常温で液体である。
【００２９】
溶融金属処理剤を構成する不活性ガスとしては、窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、キセノン、クリプトンよりなる群のうち、少なくとも１つ以上により構成されたガスを用いる。また、コストの観点から、不活性ガスとしては、窒素が好ましい。
なお、本実施の形態における「不活性ガス」には、炭酸ガスは含まれない。
【００３０】
加温器１２は、耐圧容器１１を所定の温度（５０℃以下、好ましくは、常温または室温以上４０℃以下の温度）に加温するためのものである。加温器１２としては、例えば、ヒータやエアコン等を用いることができる。
耐圧容器１１を所定の温度に加温する方法としては、耐圧容器収容キャビネット（図示せず）内を温めておき、耐圧容器収容キャビネット内に耐圧容器１１を載置することで耐圧容器１１を加熱する方法や、ジャケットヒータ（例えば、水冷式、或いは電気式）を耐圧容器１１に巻きつけることで加熱する方法や、エアコンにより、耐圧容器収容キャビネットが配置された部屋自体を温めることで、耐圧容器１１を加熱する方法等を用いることができる。
【００３１】
このように、フルオロケトン及び不活性ガスを含む溶融金属処理剤が充填される耐圧容器１１を加温することにより、耐圧容器１１を加温しない場合と比較して、不活性ガスに対して高濃度のフルオロケトンが均一に分布するように、フルオロケトンと不活性ガスとを混合させることができる。
【００３２】
耐圧容器回転駆動部（図示せず）は、耐圧容器１１を回転させるためのものである。耐圧容器１１を回転させる方法としては、耐圧容器１１を縦回転させる方法（具体的には、耐圧容器１１の口金を上にしたり、下にしたりさせることで、耐圧容器１１を回転させる方法）や、耐圧容器１１の中心軸を中心に、耐圧容器１１を回転させる方法等を用いることができる。
【００３３】
このように、耐圧容器１１を回転させることにより、耐圧容器１１を回転させない場合と比較して、不活性ガスに対してフルオロケトンが均一に分布するように、フルオロケトンと不活性ガスとを混合させることができる。
【００３４】
他の不活性ガス供給源１４は、バルブ１８を介して、カバーガス混合装置１５と接続されている。他の不活性ガス供給源１４は、カバーガス混合装置１５に供給された溶融金属処理剤を希釈・混合するための他の不活性ガスを、バルブ１８を介して、カバーガス混合装置１５に供給する。バルブ１８は、カバーガス混合装置１５に供給する他の不活性ガスの流量を調節する。
【００３５】
他の不活性ガスとしては、窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、キセノン、クリプトンよりなる群のうち、少なくとも１つ以上により構成されたガスを用いる。また、コストの観点から、他の不活性ガスとしては、窒素が好ましい。
なお、本実施の形態における「他の不活性ガス」には、炭酸ガスは含まれない。
【００３６】
カバーガス混合装置１５は、耐圧容器１１及び他の不活性ガス供給源１４と接続されると共に、金属溶融炉２０を構成する後述する金属溶融槽２２と接続されている。
カバーガス混合装置１５は、耐圧容器１１から供給された溶融金属処理剤を、他の不活性ガス供給源１４から供給された他の不活性ガスにより混合・希釈することで、炭酸ガスを含まないカバーガスを生成する。
【００３７】
なお、第１の実施の形態において、「炭酸ガスが含まれていない」とは、カバーガスに含まれる炭酸ガスの濃度が０．０５容量％以下のことをいう。
カバーガス混合装置１５は、ポンプ室３３に存在する溶融金属２１の表面２１ａ、及びメルト室３４に存在する溶融金属２１の表面２１ｂと接触するように、生成したカバーガスを金属溶融槽２２（金属溶融炉２０の構成要素の１つ）内に供給する。
【００３８】
このように、金属溶融槽２２内に収容された溶融金属２１の表面２１ａ，２１ｂと接触するように、炭酸ガスが含まれていないカバーガスを供給することにより、溶融金属２１と反応する炭酸ガスがほとんど存在しなくなるため、溶融金属２１の表面２１ａ，２１ｂに粘性を帯びた金属酸化物が生成されることを抑制した上で、溶融金属２１の表面２１ａ，２１ｂに防燃効果を有した金属フッ化物を生成できる。
【００３９】
金属溶融炉２０は、ダイカストマシンであり、金属溶融槽２２と、仕切り板２４と、ポンプ２５と、溶融金属排出用パイプ２６と、金属溶融槽加熱部（図示せず）とを有する。
金属溶融槽２２は、金属溶融槽本体２８と、蓋体２９とを有する。
金属溶融槽本体２８は、金属のインゴットを溶融するための槽である。溶融される金属としては、マグネシウムやマグネシウム合金等を用いることができる。金属溶融槽本体２８内には、溶融金属２１が蓄えられている。
【００４０】
蓋体２９は、金属溶融槽本体２８の上部を覆うように配置されている。蓋体２９には、カバーガス混合装置１５と接続された複数のガス供給口３１，３２が形成されている。
複数のガス供給口３１は、ポンプ室３３に存在する溶融金属２１の表面２１ａ（言い換えれば、ポンプ室３３の気相部）に、カバーガス混合装置１５で生成されたカバーガスを供給する。
また、複数のガス供給口３２は、メルト室３４に存在する溶融金属２１の表面２１ｂ（言い換えれば、メルト室３４の気相部）に、カバーガス混合装置１５で生成されたカバーガスを供給する。
【００４１】
また、金属溶融槽２２内におけるカバーガスに含まれるフルオロケトンの濃度は、０．００５〜０．１容量％にするとよく、好ましくは、０．０１〜０．０５容量％にするとよい。
金属溶融槽２２内におけるカバーガスに含まれるフルオロケトンの濃度が０．００５容量％よりも小さいと、カバーガスと溶融金属との反応により生成される金属フッ化物による溶融金属２１の防燃効果が不足してしまう。
また、金属溶融槽２２内におけるカバーガスに含まれるフルオロケトンの濃度が０．１容量％よりも大きいと有害物質（ＣＯＦ２等）が発生してしまう。
【００４２】
このように、金属溶融槽２２内におけるカバーガスに含まれるフルオロケトンの濃度を、０．００５〜０．１容量％にすることで、金属フッ化物による十分な防燃効果を得ることができると共に、有害物質（ＣＯＦ２等）の発生を抑制できる。
【００４３】
仕切り板２４は、蓋体２９の下面に設けられている。仕切り板２４は、溶融金属２１に到達するように突出することにより、メルト室３４の気相部とポンプ室３３の気相部を分離している。また、仕切り板２４の下端と金属溶融槽２２の底部との間には、溶融金属２１がメルト室３４（金属を溶融させるエリア）からポンプ室３３（ポンプ２５が配置されたエリア）へ移動可能な通路が形成されている。
このような構成とされた仕切り板２４を設けることにより、メルト室３４にインゴットを投入することに起因して溶融金属２１の表面２１ｂに形成されたドロスが、ポンプ室３３に到達することを抑制できる。また、ポンプ室３３における溶融金属２１の液面レベル（表面２１ａの位置）の変動が抑えられるので、給湯精度を確保できる。
【００４４】
ポンプ２５は、蓋体２９を貫通すると共に、ポンプ室３３に位置する溶融金属２１に到達するように配置されている。ポンプ２５は、溶融金属２１の表面２１ａを上下動させることで溶融金属２１を溶融金属排出用パイプ２６内へ移動させる。
【００４５】
溶融金属排出用パイプ２６は、ポンプ室３３を構成する金属溶融槽２２の側壁に設けられており、ポンプ２５と接続されている。溶融金属排出用パイプ２６は、ポンプ２５により回収された溶融金属２１を金型（図示せず）に排出する。
【００４６】
先に説明したように、金属溶融槽２２内に供給されたカバーガスには、炭酸ガスが含まれていないため、溶融金属２１の表面２１ａ，２１ｂに粘性の高い金属酸化物がほとんど生成されない。したがって、溶融金属排出用パイプ２６を介して、繰り返し溶融金属２１を排出した場合でも金属酸化物による溶融金属排出用パイプ２６内の流路の閉塞を抑制できる。
【００４７】
金属溶融槽加熱部（図示せず）は、メルト室３４を構成する金属溶融槽２２の側壁に配置されている。金属溶融槽加熱部は、マグネシウムのインゴットやマグネシウム合金のインゴット等を溶融させるための加熱部であり、例えば、ガスバーナーを用いることができる。
【００４８】
第１の実施の形態の溶融金属処理方法によれば、フルオロケトン及び不活性ガスを含む溶融金属処理剤を他の不活性ガスにより混合及び希釈させることで生成され、かつ炭酸ガスを含まないカバーガスを、溶融金属２１の表面２１ａ，２１ｂと接触するように供給することにより、溶融金属２１の表面２１ａ，２１ｂに粘性を帯びた金属酸化物が生成されることを抑制した上で、溶融金属２１の表面２１ａ，２１ｂに防燃効果を有した金属フッ化物を生成することができる。
【００４９】
これにより、金属溶融槽２２内において溶融された溶融金属２１を、溶融金属２１の表面２１ａを上下動させることで、溶融金属排出用パイプ２６を介して、溶融金属２１を排出する金属溶融炉２０を用いて繰り返し鋳造を行った場合でも、金属酸化物により溶融金属排出用パイプ２６が閉塞することを抑制できる。
【００５０】
また、５０℃以下、好ましくは常温または室温以上４０℃以下の温度に耐圧容器１１を加熱することで、耐圧容器１１を加熱しない場合と比較して、不活性ガスに対して高濃度のフルオロケトンが均一に分布するように、フルオロケトンと不活性ガスとを混合できる。
【００５１】
（第２の実施の形態）
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る溶融金属処理方法を実施する際に使用する金属溶融装置の概略構成を示す図である。なお、図２において、第１の実施の形態で説明した図１に示す金属溶融装置１０と同一構成部分には、同一符号を付す。
また、図２では、説明の便宜上、図１に示す耐圧容器１１、加温器１２、他の不活性ガス供給源１４、カバーガス混合装置１５、及びバルブ１７，１８を、耐圧容器１１−１、加温器１２−１、他の不活性ガス供給源１４−１、カバーガス混合装置１５−１、及びバルブ１７−１，１８−１として図示する。
【００５２】
図２を参照するに、第２の実施の形態の溶融金属処理方法を行なう際に使用する金属溶融装置４０は、第１の実施の形態で説明した金属溶融装置１０の構成に、さらに、耐圧容器１１−２、加温器１２−１と同様な構成とされた加温器１２−２、他の不活性ガス供給源１４−１と同様な構成とされた他の不活性ガス供給源１４−２、カバーガス混合装置１５−１と同様な構成とされたカバーガス混合装置１５−２、及びバルブ１７−１，１８−１と同様な構成とされたバルブ１７−２，１８−２を設けると共に、カバーガス混合装置１５−１とガス供給口３１とを接続し、かつカバーガス混合装置１５−２とガス供給口３２とを接続した以外は、金属溶融装置１０と同様な構成とされている。
【００５３】
耐圧容器１１−２は、混合ガスボンベであり、図示していない耐圧容器収容キャビネット内に配置されている。耐圧容器１１−２内には、炭酸ガスを含む溶融金属処理剤が充填されている。これにより、メルト室３４の気相部には、カバーガス混合装置１５−２を介して、炭酸ガスを含むカバーガスが供給される。
【００５４】
つまり、第２の実施の形態の溶融金属処理方法では、ポンプ室３３の気相部には炭酸ガスが含まれていないカバーガス（フルオロケトン及び不活性ガスを含む溶融金属処理剤を他の不活性ガスにより混合及び希釈させることで生成されたカバーガス）が供給され、メルト室３４の気相部には炭酸ガスを含むカバーガスが供給される。
なお、第２の実施の形態において、「炭酸ガスが含まれていない」とは、カバーガスに含まれる炭酸ガスの濃度が０．０５容量％以下のことをいう。
上記炭酸ガスを含むカバーガスとしては、液化炭酸ガス中に０．０１〜１０質量％のフルオロケトンが溶解された液状混合物を、炭酸ガスで希釈したものを用いることができる。
また、上記フルオロケトンとしては、第１の実施の形態で説明したフルオロケトンを用いることができる。
【００５５】
第２の実施の形態の溶融金属処理方法によれば、メルト室３４の気相部に炭酸ガスが存在するため、これと接する溶融金属２１の表面２１ａには溶融金属排出用パイプ２６の閉塞の原因となる金属酸化物を含んだ膜が形成される。
しかしながら、仕切り板２４によってポンプ室３３への移動は妨げられるため、第１の実施の形態で説明した図１の例と同様に、溶融金属排出用パイプ２６の閉塞を抑制できる。    また、炭酸ガスを含むカバーガスは安価であるため、ポンプ室３３とメルト室３４の両方に炭酸ガス非含有カバーガスを供給する場合に比べてコストダウンが可能となる。
なお、メルト室３４に供給するカバーガスは、炭酸ガスを含むカバーガスの他、公知の溶融金属用カバーガスを制限なく使用できる。
【００５６】
（第３の実施の形態）
図３は、本発明の第３の実施の形態に係る溶融金属処理方法を実施する際に使用する金属溶融装置の概略構成を示す図である。なお、図３において、第２の実施の形態で説明した図２に示す金属溶融装置４０と同一構成部分には、同一符号を付す。
【００５７】
図３を参照するに、第３の実施の形態の溶融金属処理方法を行なう際に使用する金属溶融装置４５は、第２の実施の形態で説明した金属溶融装置４０の構成に、さらに、カバーガスを供給可能な状態でポンプ２５及び溶融金属排出用パイプ２６と接続されたガス供給口４６を設け、炭酸ガスを含まないカバーガスを供給するカバーガス混合装置１５−１とガス供給口４６とを接続すると共に、炭酸ガスを含むカバーガスを供給するカバーガス混合装置１５−２とガス供給口３１，３２とを接続した以外は、金属溶融装置４０と同様な構成とされている。
なお、第３の実施の形態において、「炭酸ガスを含まない」とは、カバーガスに含まれる炭酸ガスの濃度が０．０５％容量以下のことをいう。
【００５８】
つまり、第３の実施の形態の溶融金属処理方法では、ポンプ室３３及びメルト室３４の気相部には炭酸ガスを含むカバーガスが供給され、ポンプ２５内及び溶融金属排出用パイプ２６内には炭酸ガスを含まないカバーガスが供給される。ポンプ２５内及び溶融金属排出用パイプ２６内に供給された炭酸ガスを含まないカバーガスは、ポンプ２５内及び溶融金属排出用パイプ２６内に存在する溶融金属２１の表面２１ｃと接触する。
【００５９】
第３の実施の形態の溶融金属処理方法によれば、ポンプ２５内及び溶融金属排出用パイプ２６内の気相部のみに炭酸ガスを含まないカバーガスを供給し、ポンプ室３３及びメルト室３４には炭酸ガスを含んだカバーガスを供給するため、炭酸ガスを含まないカバーガスの使用量をさらに低減することが可能となるので、コストダウンすることができる。
なお、第３の実施の形態の場合、ポンプ室３３の気相部とポンプ２５内及び溶融金属排出用パイプ２６内の気相部とが完全に分離している必要がある。
【００６０】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００６１】
（実施例及び比較例）
実施例として、図１に示す金属溶融炉２０としてラウフ社製の金属溶融炉を用いて、マグネシウム合金であるＡＺ９１Ｄ（溶解温度６７０℃）を溶融させ、ガス供給口３１を介して、溶融金属２１である溶融された液状のマグネシウム合金（以下、「溶融マグネシウム合金」という）の表面と接触するように、２０Ｌ／ｍｉｎの流量で炭酸ガスを含まないカバーガスを供給し、鋳造処理（具体的には、溶融金属排出用パイプ２６を介して、溶融マグネシウム合金を金型（図示せず）に流し込む処理）を行なった。
【００６２】
上記炭酸ガスを含まないカバーガス（実施例のカバーガス）は、カバーガス混合装置１５において、フルオロケトン１．５容量％と残部窒素ガスとが充填された耐圧容器１１から０．１３Ｌ／ｍｉｎの流量で供給された溶融金属処理剤と、１９．８７Ｌ／ｍｉｎの流量で供給された窒素ガス（他の不活性ガス）とを混合することで生成した。
【００６３】
また、比較例として、図１に示す金属溶融炉２０としてラウフ社製の金属溶融炉を用いて、マグネシウム合金であるＡＺ９１Ｄ（溶解温度６７０℃）を溶融させ、ガス供給口３１を介して、溶融マグネシウム合金の表面と接触するように、２０Ｌ／ｍｉｎの流量で炭酸ガスを含むカバーガスを供給し、鋳造処理を行なった。
【００６４】
上記炭酸ガスを含むカバーガス（比較例のカバーガス）は、カバーガス混合装置１５において、フルオロケトン１．５容量％と残部窒素ガスとが充填された耐圧容器１１から０．１３Ｌ／ｍｉｎの流量で供給された溶融金属処理剤と、１９．８４５Ｌ／ｍｉｎの流量で供給された窒素ガス及び０．０２５Ｌ／ｍｉｎの流量で供給された炭酸ガスとを混合することで生成した。
【００６５】
上記実施例のカバーガスを使用した場合と比較例のカバーガスを使用した場合とについて、鋳造時における防燃効果及び溶融金属排出用パイプ２６の閉塞の有無について確認した結果を表１に示す。
【００６６】
【表１】
2012096285.tif 000002
【００６７】
表１に示すように、実施例のカバーガスを使用した場合、溶融マグネシウム合金に対する防燃効果は良好であることが確認できた。
また、実施例のカバーガスを使用した場合、鋳造処理開始してから１２時間経過した後でも溶融金属排出用パイプ２６の閉塞は見られなかった。
また、実施例のカバーガスを使用することで、従来の炭酸ガスを含むカバーガスを使用した場合と比較して、金属溶融炉２０のメンテナンス時間が短縮できた。
【００６８】
一方、比較例のカバーガスを使用した場合、鋳造処理開始してから８時間経過したところで溶融金属排出用パイプ２６の閉塞が見られた。
【００６９】
（耐圧容器の温度がフルオロケトンと窒素ガスとの混合に及ぼす影響を確認するための試験）
容量４７Ｌの耐圧容器１１に充填圧力１００ｋｇ／ｃｍ２でフルオロケトン及び窒素ガスが混合された溶融金属処理剤を充填し、その後、耐圧容器１１を４０℃或いは５０℃の温度に加熱した。
【００７０】
このとき、溶融金属処理剤を構成するフルオロケトンの濃度は、０．００５容量％、０．０１容量％、０．０２容量％、０．１０容量％、０．５０容量％、１．００容量％、１．５０容量％、１．８０容量％、２．２０容量％、３．００容量％とした。
また、上記フルオロケトンの各濃度について、フルオロケトンと窒素ガスとの混合状態が均一であるか否かについて確認した。
【００７１】
フルオロケトンと窒素ガスとの混合状態が均一であるか否かの判断は、耐圧容器１１から溶融金属処理剤を取り出し、溶融金属処理剤に含まれるフルオロケトン及び窒素ガスのそれぞれの濃度を測定することで行なった。
この結果を表２に示す。表２において、○はフルオロケトンと窒素ガスとの混合状態が均一であることを示しており、×はフルオロケトンと窒素ガスとの混合状態が均一でないことを示している。
【００７２】
【表２】
2012096285.tif 000003
【００７３】
表２に示すように、耐圧容器１１を５０℃に加熱する場合、フルオロケトンの濃度は、２．２容量％以下が好ましいことが確認できた。また、耐圧容器１１を４０℃に加熱する場合、フルオロケトンの濃度は、１．８容量％以下が好ましいことが確認できた。
なお、フルオロケトン濃度０．０１〜１．５容量％については、耐圧容器１１の温度が４０℃或いは５０℃の両方において良好な結果が得られた。
【００７４】
（耐圧容器の回転の有無がフルオロケトンと窒素ガスとの混合に及ぼす影響を確認するための試験）
容量４７Ｌの耐圧容器１１に充填圧力１００ｋｇ／ｃｍ２で濃度０．６容量％のフルオロケトン及び窒素ガス（溶融金属処理剤）を充填し、その後、縦方向に５回転させた耐圧容器１１（実施例）と、回転させなかった耐圧容器１１とを準備した。
【００７５】
その後、上記２つの耐圧容器１１を２４時間静置させた後、耐圧容器収容キャビネット（図示せず）の内部を温めることで、耐圧容器１１を３５℃に加熱した。
次いで、３５℃に加熱された耐圧容器１１から溶融金属処理剤を導出し、溶融金属処理剤に含まれるフルオロケトンの濃度を測定した。
この結果から、縦方向に５回転させた耐圧容器１１から導出されたフルオロケトンの濃度は、最初から最後まで一定の濃度であった。一方、回転させなかった耐圧容器１１から導出されたフルオロケトンの濃度は、大きなばらつきが確認できた。
したがって、耐圧容器１１から導出されるフルオロケトンの濃度を一定にするために、耐圧容器１１を回転させることが有効であることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、溶融金属処理剤及び溶融金属処理方法に適用可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１０，４０，４５…金属溶融装置、１１，１１−１，１１−２…耐圧容器、１２，１２−１，１２−２…加温器、１４，１４−１，１４−２…他の不活性ガス供給源、１５，１５−１，１５−２…カバーガス混合装置、１７，１７−１，１７−２，1８，１８−１，１８−２…バルブ、２０…金属溶融炉、２１…溶融金属、２１ａ，２１ｂ…表面、２２…金属溶融槽、２４…仕切り板、２５…ポンプ、２６…溶融金属排出用パイプ、２８…金属溶融槽本体、２９…蓋体、３１，３２，４６…ガス供給口、３３…ポンプ室、３４…メルト室
【図１】
2012096285.tif 000004
【図２】
2012096285.tif 000005
【図３】
2012096285.tif 000006