(57)【要約】【課題】ＳＦ６ 等の使用を抑制しつつ、Ｍｇ合金溶湯の燃焼を効率的に抑止できるマグネシウム合金の鋳造装置を提供する。【解決手段】本発明のマグネシウム合金の鋳造装置（Ｃ）は、カルシウムを含むマグネシウム合金の溶湯（３）を調製または保持する坩堝（２）と、坩堝内にある溶湯の湯面上へ防燃ガス（ｇ）を供給するガス供給手段（１）と、を備えるマグネシウム合金の鋳造装置である。本発明に係るガス供給手段は、坩堝の内壁面（２１）と溶湯の湯面（３１）とが接触し得る接触域（ａ）に向けて、防燃ガスを噴出させるガス噴出手段であることを特徴とする。本発明の鋳造装置によれば、接触域が局所的に冷却され、燃焼原因となっていたＭｇ蒸気の発生が効率的に抑制されるため、ＳＦ６ 等を用いるまでもなく、不活性ガス等を供給するのみで、Ｍｇ合金溶湯の防燃が十分に図られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カルシウムを含むマグネシウム合金の溶湯を調製または保持する坩堝と、
該坩堝内にある溶湯の湯面上へ防燃ガスを供給するガス供給手段と、
を備えるマグネシウム合金の鋳造装置であって、
前記ガス供給手段は、前記坩堝の内壁面または該坩堝内の溶湯中へ浸漬される鋳造用設備の外壁面と該溶湯の湯面とが接触し得る接触域に向けて、前記防燃ガスを噴出させるガス噴出手段であることを特徴とするマグネシウム合金の鋳造装置。
【請求項２】
前記ガス噴出手段は、前記接触域の複数箇所へ前記防燃ガスを噴出させるノズルを備える請求項１に記載のマグネシウム合金の鋳造装置。
【請求項３】
前記接触域の複数箇所は、前記接触域にある壁面に沿った長さである沿面距離を均等分した沿面ピッチを５０ｍｍ以下とする位置である請求項２に記載のマグネシウム合金の鋳造装置。
【請求項４】
前記防燃ガスは、アルゴンガス、二酸化炭素ガス若しくは窒素ガスの一種以上である不活性ガスまたは該不活性ガスを含む混合ガスからなる請求項１〜３のいずれかに記載のマグネシウム合金の鋳造装置。
【請求項５】
前記マグネシウム合金は、全体を１００質量％（単に「％」という。）として、前記カルシウムを０．３〜１０％含む請求項１〜４のいずれかに記載のマグネシウム合金の鋳造装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のマグネシウム合金の鋳造装置を用いて得られた溶湯を所望形状に凝固させてマグネシウム合金鋳物を得ることを特徴とするマグネシウム合金の鋳造方法。
【請求項７】
請求項２または３に記載のマグネシウム合金の鋳造装置に用いられることを特徴とするマグネシウム合金の鋳造装置用ノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネシウム合金溶湯の調製またはその保持を、その燃焼（酸化）を抑止しつつ効率的に行うことができるマグネシウム合金の鋳造装置と、その鋳造装置の使用に適したノズルと、その鋳造装置で得られた溶湯を用いたマグネシウム合金の鋳造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マグネシウム合金（適宜、単に「Ｍｇ合金」という。）は軽量かつ比強度等に優れるため、軽量化等を要求される各種製品に使用される。このようなＭｇ合金製品は、鋳造（ダイカストを含む）、鍛造等により製造されるが、素材の製造まで遡れば、いずれの場合でもＭｇ合金溶湯の調製または保持は不可欠である。
【０００３】
ところで、Ｍｇは反応性の高い金属元素であり、高温なＭｇ合金溶湯は外気中の酸素、水等と反応して燃焼、爆発等を起こし易い。燃焼等が生じると、取扱性や鋳造性が低下するのみならず、Ｍｇ合金鋳物の品質劣化も招来し得る。そこで、一般的には、溶湯表面（湯面）に六フッ化硫黄（ＳＦ６）、二酸化硫黄（ＳＯ２）、ＦＫ（フロロケトン）等の防燃ガスを供給して、Ｍｇ合金溶湯の燃焼を防止している。
【０００４】
もっとも、ＳＦ６ 等の使用には、高い設備費用やランニングコスト等を要する。また、ＳＦ６ 等は環境負荷物質でもある。従って、ＳＦ６ 等の使用量は少ないほど好ましい。このような観点から、Ｍｇ合金溶湯の難燃または防燃（両方を併せて単に「防燃」という。）を図れる新たな提案が種々なされており、例えば、下記の特許文献に関連する記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１０１３号公報
【特許文献２】特開２００４−９１１０号公報
【特許文献３】特開２００６−３３４６１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１および特許文献２は、Ｍｇ合金溶湯の上空を不活性ガスで満たしてＭｇ合金溶湯の表面を外気（酸素）から遮断して、Ｍｇ合金溶湯の防燃を図っている。しかし、このような方法は、Ｍｇ合金溶湯の上空を実質的に密閉空間とする必要があり、適用範囲が狭く、鋳造自由度が小さい。
【０００７】
特許文献３では、カルシウム（Ｃａ）を含むＭｇ合金溶湯へ、ＳＦ６等の防燃ガスと窒素またはアルゴンのキャリアガスとの混合ガスを供給して、Ｍｇ合金溶湯の防燃を図っている。ここでＭｇ合金溶湯中にＣａを添加している理由は、Ｍｇ合金溶湯の表面に形成される酸化カルシウム（ＣａＯ）膜により、Ｍｇ合金溶湯中から発生するＭｇ蒸気の放散が抑制されて、Ｍｇ合金溶湯の防燃が図られるためと考えられている。
【０００８】
このようなＣａ添加による防燃効果は従来から知られていたが、本発明者が調査したところ、Ｍｇ合金溶湯にＣａを含有させるだけでは、その防燃を十分に図ることができないことが明らかとなった。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みて為されたものであり、ＳＦ６ 等の使用を抑制しつつ、Ｍｇ合金溶湯の燃焼を効率的に抑止して、安定した鋳造作業（操業）を可能とするマグネシウム合金の鋳造装置と、その鋳造装置の使用に適したノズルと、その鋳造装置で得られた溶湯を用いたマグネシウム合金の鋳造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】
【００１０】
本発明者はこの課題を解決すべく鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、Ｃａを含有したＭｇ合金溶湯でも、湯面と坩堝の内壁面との境界付近で燃焼が生じ、Ｃａ添加のみではＭｇ合金溶湯の防燃が図られないことを見出した。そこで、ＳＦ６ 等の従来の防燃ガスではなく不活性ガスをその境界付近に供給して冷却することを着想し、実際にそれによってＭｇ合金溶湯の防燃を十分に図れることを確認した。このような成果を発展させることにより、以降に述べる本発明は完成されるに至った。
【００１１】
《マグネシウム合金の鋳造装置》
（１）本発明のマグネシウム合金の鋳造装置は、カルシウムを含むマグネシウム合金の溶湯を調製または保持する坩堝と、該坩堝内にある溶湯の湯面上へ防燃ガスを供給するガス供給手段と、を備えるマグネシウム合金の鋳造装置であって、前記ガス供給手段は、前記坩堝の内壁面または該坩堝内の溶湯中へ浸漬される鋳造用設備の外壁面と該溶湯の湯面とが接触し得る接触域に向けて、前記防燃ガスを噴出させるガス噴出手段であることを特徴とする。
【００１２】
（２）本発明のマグネシウム合金の鋳造装置（適宜、単に「鋳造装置」という。）によれば、Ｍｇ合金溶湯の防燃を十分に図れ、安全な鋳造作業を安定的に行える。また、必ずしも従来の防燃ガス（ＳＦ６、ＦＫ等）を使用するまでもないため、鋳造コスト（設備費用、ランニングコスト等）の低減も図り易い。従って、本発明の鋳造装置を用いれば、各種部材の軽量化に貢献できるＭｇ合金鋳物（最終製品、中間製品、素材）をより低コストで供給可能となり、Ｍｇ合金製品の利用促進も図れる。
【００１３】
（３）本発明の鋳造装置によりＭｇ合金溶湯の防燃を図れるメカニズムは必ずしも定かではないが、現状では次のように考えられる。本発明の鋳造装置では、先ず、Ｃａを含むＭｇ合金溶湯の調製または保持を対象としている。このため、その湯面上には、Ｍｇ合金溶湯中のＣａと外気中の酸素または水蒸気等とが反応して生成された酸化カルシウム層（ＣａＯ膜）が形成される。このＣａＯ膜は、湯面近傍に形成される酸化マグネシウム層（ＭｇＯ膜）の上層側（特に最表層）に形成される。ＣａＯ膜は薄いが緻密であるため、Ｍｇ合金溶湯から生じたＭｇ蒸気を遮蔽して、その放散を抑止する。さらにＣａＯ膜は、割れ等が生じても直ぐに再生される。こうしてＣａＯ膜により安定的に被覆されるＭｇ合金溶湯の湯面上では、燃焼（Ｍｇの酸化）が有効に抑止され得る。
【００１４】
しかし、実際には、Ｃａを含むＭｇ合金溶湯であっても、ＳＦ６等の防燃ガスを供給せずに数分間保持していると、激しく燃焼を始めることが新たにわかった。そこで本発明者がさらに鋭意調査したところ、Ｃａを含むＭｇ合金溶湯でも、その湯面と坩堝等の壁面とが接触する境界領域（接触域）を起点として燃焼が開始されることが新たにわかった。このような接触域でＭｇの燃焼が生じる理由は、設備（坩堝等）の壁面に付着、堆積等したＭｇＯ等からなる介在物が要因であると考えられる。このような介在物は、多孔質体からなり、Ｍｇ合金溶湯中から供給されたＭｇ蒸気を空孔に内包したり、湯面上空へ透過させたりし得る。また壁面に付着した介在物の表面には、Ｍｇ合金溶湯からＣａが安定的に供給され難いため、Ｍｇ蒸気を遮蔽する安定したＣａＯ膜も介在物の表面には形成され難い。このような理由により、Ｃａを含むＭｇ合金溶湯であっても、それが接する壁面近傍で発生または存在するＭｇ蒸気を起点としてＭｇ合金溶湯の燃焼が開始され、その燃焼がＭｇ合金溶湯全体に拡散すると考えられる。
【００１５】
本発明の鋳造装置では、Ｍｇ合金溶湯が坩堝の内壁面または坩堝内の溶湯中へ浸漬される鋳造用設備の外壁面（両者を併せて「設備壁面」という。）と接触して、Ｍｇ蒸気を溶湯の上方空間へ放出し易い領域（接触域）に向けて防燃ガスを噴出させる。これにより、接触域に存在する介在物自体または介在物内に取り込まれていたＭｇ蒸気が冷却され、燃焼原因となるＭｇ蒸気の発生または放出が抑制される。こうして本発明の鋳造装置によれば、接触域において、Ｍｇ蒸気が発端となって生じていた燃焼を効果的に抑止できる。
【００１６】
また本発明では、燃焼原因となるＭｇ蒸気を生じさせ得る局所（接触域）を狙って冷却するため、使用する防燃ガスは少量でも十分である。つまり、従来のように、高価なＳＦ６等の防燃ガスをＭｇ合金溶湯の湯面上へ多量に供給し続ける必要もない。さらに、燃焼原因となるＭｇ蒸気を発生する接触域の介在物等を冷却できれば十分であるため、ＳＦ６等の高価なガスを用いるまでもなく、Ａｒガス、ＣＯ２ガス、Ｎ２ガス等の安価で環境負荷の少ない低分子量なガスを防燃ガスとして用いることができる。
【００１７】
ちなみに、本発明に係る「不活性ガス」には、本来的な不活性ガス（Ａｒ、Ｋｒ等の周期表１８族元素）の他、ＣＯ２、Ｎ２も含まれる。また、本発明に係る「防燃ガス」は、ＳＦ６、ＦＫ、ＳＯ２等の一般的な防燃ガスの他、不活性ガスも含み、それらの一種からなる単体ガスでも、それらの二種以上からなる混合ガスでもよい。なお、本発明の防燃ガスは、当然ながらＯ２等の助燃ガスを含まないため、仮に接触域でＭｇ蒸気が発生しても、それとＯ２等との接触を抑制または遮断すると考えられる。
【００１８】
《マグネシウム合金の鋳造方法》
本発明は上述の鋳造装置としてのみならず、その鋳造装置を用いた鋳造方法としても把握できる。例えば、本発明のマグネシウム合金の鋳造方法は、上述した鋳造装置により調製または保持された溶湯を鋳型（金型または砂型）に供給する注湯工程と、該鋳型内の溶湯を冷却して凝固させる凝固工程と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
《マグネシウム合金の鋳造装置用ノズル》
本発明は上述の鋳造装置等としてのみならず、その鋳造装置や鋳造方法の実施に適したノズルとしても把握できる。つまり本発明のＭｇ合金の鋳造装置用ノズルは、Ｍｇ合金溶湯を調製または保持する坩堝の内壁面または該坩堝内の溶湯中へ浸漬される鋳造用設備の外壁面と該溶湯の湯面とが接触し得る接触域に向けて、防燃ガスを噴出させるノズルであることを特徴とする。
【００２０】
《その他》
（１）本発明に係る「接触域」は、溶湯の湯面と、坩堝の内壁面および／または坩堝内の溶湯中へ浸漬される鋳造用設備の外壁面と、が接触し得る境界領域である。具体的にいえば、例えば、湯面と各壁面との境界付近で、Ｍｇ合金溶湯の内部から外部へＭｇ蒸気を連通させるＭｇＯ等からなる付着物または堆積物等が存在する領域が本発明でいう接触域である。但し、本発明では、湯面と各壁面との境界付近で、燃焼原因となるＭｇ蒸気の発生抑制が図られれば十分であり、噴出された防燃ガスが多かれ少なかれ拡散することを考慮すれば、接触域の範囲を厳密に特定する意味はなく、また、現実にそのような特定は困難でもある。
【００２１】
（２）特に断らない限り本明細書でいう「ｘ〜ｙ」は下限値ｘおよび上限値ｙを含む。本明細書に記載した種々の数値または数値範囲に含まれる任意の数値を新たな下限値または上限値として「ａ〜ｂ」のような範囲を新設し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係るＭｇ合金の鋳造装置を部分的に示す模式図である。
【図２】その鋳造装置のノズルから防燃ガスを噴出する溶解炉（坩堝）壁面の位置を示す説明図である。
【図３Ａ】その鋳造装置を用いて保持したＭｇ合金溶湯を観察した様子を示す写真である。
【図３Ｂ】防燃ガスを湯面中央に噴出させたときのＭｇ合金溶湯を観察した様子を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本明細書で説明する内容は、本発明の鋳造装置のみならず、その鋳造装置に適したノズル、その鋳造装置で得られた溶湯を用いた鋳造方法にも該当し得る。製造方法（鋳造方法）に関する構成要素は、プロダクトバイプロセスクレームとして理解すれば物（Ｍｇ合金鋳物）に関する構成要素ともなり得る。上述した本発明の構成要素に、本明細書中から任意に選択した一つまたは二つ以上の構成要素を付加し得る。いずれの実施形態が最良であるか否かは、対象、要求性能等によって異なる。
【００２４】
《ガス噴出手段》
本発明に係るガス噴出手段は、設備壁面と溶湯の境界近傍である接触域に向けて防燃ガスを噴出し、接触域の介在物等を冷却して燃焼原因となるＭｇ蒸気の発生を抑止する。この際、設備壁面が小さく接触域が狭ければ、一つのノズル（噴孔）から防燃ガスを供給することも考えられる。しかし、工業的にＭｇ合金鋳物を製造する場合、その溶解炉（坩堝）等は大きな設備であり、設備壁面も接触域も相当に広い。そこで本発明に係るガス噴出手段は、接触域の複数箇所へ防燃ガスを噴出させて、接触域の全域に防燃ガスが略均等に到達させるものであると好ましい。具体的にいうと、ガス噴出手段は、接触域の複数箇所へ防燃ガスを噴出させるノズルからなると好ましい。
【００２５】
このようなノズルの形態は種々考えられる。例えば、噴孔が一つのノズルを多数組合わせて、接触域の複数箇所に向けて防燃ガスを噴出しても良い。また、設備壁面（接触域）の形状に沿って多数の噴孔が配置された環状または板状のノズルを用いて、接触域の複数箇所に向けて各噴孔から防燃ガスを噴出しても良い。さらには、ノズルまたは噴孔を回転可能として、一箇所以上から噴出された防燃ガスを接触域に略均等に到達させるようにしてもよい。いずれにしてもノズルを用いることにより、少量の防燃ガスでも、接触域へ確実に到達させて、接触域を効率的に冷却してＭｇ蒸気の発生を抑止することが可能となる。
【００２６】
ノズルの噴孔から噴出される防燃ガスの種類、流量、温度、密度（圧力）等により多少の相違は生じ得るが、接触域全体に防燃ガスが均等に到達する限り、Ｍｇ合金溶湯の防燃は十分に達成され得る。そこで本発明に係るノズルにより防燃ガスが噴出される接触域の複数箇所は、接触域にある壁面に沿った長さである沿面距離（Ｌ）を均等分した沿面ピッチ（ｐ）を５０ｍｍ以下、３０ｍｍ以下、２０ｍｍ以下さらには１０ｍｍ以下とする位置であると好ましい。防燃ガスが噴出する噴孔数（一ノズルあたり一噴孔ならノズル数）をｎとすると、沿面ピッチはｐ＝Ｌ／ｎとなる（図２参照）。なお、当然であるが、設備壁面が曲面なら設備壁面とＭｇ合金溶湯表面との境界も曲線状となり、沿面距離はその曲線状の境界に沿った長さとなる。
【００２７】
ノズル（噴孔）の先端から接触域までの到達距離（防燃ガスの噴出距離）は３〜２００ｍｍさらには５〜１００ｍｍであると好ましい。到達距離が過長でノズル先端から接触域までが遠すぎると、防燃ガスが周囲へ拡散して接触域への到達量が少なくなる。その結果、防燃ガスの噴出量に対する接触域の冷却性が低下して好ましくない。到達距離が過短でノズル先端から接触域までが近すぎると、噴出した防燃ガスにより接触域付近にあるＭｇ合金溶湯が散逸したり、湯面に揺れ等が生じたりする。その結果、燃焼原因となるＭｇ蒸気の発生量が増加したり、ノズルの先端部にＭｇ合金溶湯の凝固物等が付着して噴孔の詰まり等を生じ得る。
【００２８】
ノズルの先端から接触域に向けて噴出させる防燃ガスの噴出角度（θ）は、Ｍｇ合金溶湯の湯面に対して、５〜９０°、１０〜７０°さらには２０〜６０°であると好ましい（図１参照）。噴出角度が過小では、噴出された防燃ガスの多くが設備壁面に沿って上方へ流動し、接触域の冷却性が低下し得る。噴出角度が過大では、噴出した防燃ガスの多くが湯面に沿って坩堝の中央へ流動し、やはり接触域の冷却性が低下し得る。
【００２９】
《防燃ガス》
本発明に係る防燃ガスは、既述したように、ＳＦ６、ＦＫ、ＳＯ２等の一般的な防燃ガスでもよいが、低コストなＡｒ、ＣＯ２、Ｎ２等の不活性ガスであると好ましい。なお、防燃ガスは空気よりも比重（分子量）が大きいと、Ｍｇ合金溶湯の湯面上に滞留し易く、また熱容量も大きくなって好ましい。この点で本発明に係る防燃ガスの少なくとも一部は、Ａｒ、ＣＯ２、ＳＦ６等であると好ましい。
【００３０】
なお、ＳＦ６ 等の防燃ガスを用いる場合でも、不活性ガスの一種以上を含む混合ガスとして用いれば、ＳＦ６ 等の使用を抑制できる。さらに、燃焼原因となるＭｇ蒸気を生じる接触域にのみ防燃ガスを供給すれば足るから、ＳＦ６ 等の使用量は従来よりも相当量削減することができる。ちなみに、ＳＦ６は、質量が大きくて冷却性に優れるのみならず、４Ｍｇ＋ＳＦ６→３ＭｇＦ２＋ＭｇＳ  により、Ｍｇ合金溶湯の表面に安定したＭｇＦ２膜を形成し、Ｍｇ蒸気の発生自体を抑制することにより、高い防燃性を発揮するといわれている。
【００３１】
《Ｍｇ合金》
本発明に係る溶湯または鋳物を構成するＭｇ合金は、全体を１００質量％（単に「％」という。）としたときに、Ｃａを０．３〜１０％、０．５〜５％さらには０．７〜３％含むと好ましい。Ｃａが過少では、接触域以外の領域におけるＣａＯ膜による防燃効果が不十分となり得る。Ｃａが過多でもＭｇ合金溶湯の防燃性には問題ないため、Ｃａの上限値はＭｇ合金鋳物の所望特性に応じて適宜、決定され得る。通常、Ｃａが過多になると、鋳造割れ等が生じ易くなり好ましくない。
【００３２】
本発明に係るＭｇ合金は、Ｃａ以外の改質元素（例えば、希土類元素（Ｒ.Ｅ.）、Ａｌ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｓｒ等）を種々含み得る。例えば、本発明に係るＭｇ合金は、全体を１００質量％（単に「％」という。）として、Ａｌ：１〜１０％、Ｚｎ：０．３〜７％、Ｍｎ：０．１〜０．５％、Ｒ.Ｅ.：１〜５％、Ｓｉ：０．１〜２％、Ｓｒ：０．１〜３％、Ｚｒ：０．０５〜２％、Ｂｉ：０．０５〜３％、Ｓｎ：０．０５〜３％およびＢｅ：０．０００２〜０．００２％からなる組成群より選択した少なくとも一種と、Ｃａ：０．３〜１０％とを含有すると好適である。ちなみに、改質元素中、Ｒ.Ｅ.等はＣａと同様に防燃効果があるといわれている。なお、本発明に係るＭｇ合金は、原料に由来する不純物や製造過程（溶湯調製を含む）で混入する不純物を含み得ることはいうまでもない。少なくとも本発明に係るＭｇ合金は、コスト的または技術的に除去困難な不可避不純物を含み得る。
【００３３】
《鋳造用設備》
燃焼原因となるＭｇ蒸気を発生する接触域は、坩堝（溶解炉）の内壁面付近に限らず、Ｍｇ合金溶湯をダイキャスト装置等へ導出したり、逆に坩堝（保持炉）へ導入したりするために坩堝内に浸漬される輸送管（鋳造用設備）の外壁面付近等にも形成され得る。このようにＭｇ合金溶湯の湯面との間で境界を形成する鋳造用設備の壁面付近（接触域）にも、防燃ガスが供給されることが好ましい。鋳造用設備には、輸送管（溶湯パイプ）の他、坩堝内の溶湯に浸漬される温度測定器具、撹拌器具、脱ガス器具等の鋳造用器具がある。
【００３４】
《鋳造装置》
本発明の鋳造装置は、その規模や利用形態を問わないが、Ｍｇ合金鋳物を量産するダイキャスト装置へＭｇ合金溶湯を供給する溶湯供給装置として用いられると好ましい。
【実施例】
【００３５】
坩堝壁面とＭｇ合金溶湯の湯面との境界付近へ不活性ガス（Ａｒ）を局所的に供給することにより、Ｍｇ合金溶湯の防燃を図れることを具体的に示すことにより、本発明をさらに詳しく説明する。
【００３６】
《鋳造装置》
本発明に係る一実施例である鋳造装置Ｃを図１に模式的に示した。鋳造装置Ｃは、加圧された防燃ガスｇの供給源（図略）から噴出するノズル１（ガス噴出手段、ガス供給手段）と、原料を溶解して所望組成のＭｇ合金溶湯を調製すると共にその溶湯を保持する有底円筒状の溶解炉（坩堝）２とを備える。
【００３７】
ノズル１は、導管１１と、導管１１に連通すると共に固定されている環状の円管１２とからなる。円管１２の外周側面の下方斜め位置には所定間隔で複数の噴孔１３が設けられている。このノズル１は、溶解炉２の内側に収容可能で、駆動装置（図略）により上下方向に移動して所望位置で保持可能となっている。
【００３８】
市販のＡＺ９１合金（Ｍｇ−９％Ａｌ−０．７％Ｚｎ−０．３％Ｍｎ）にＣａを添加して溶解炉２で溶解した。Ｃａは、Ｍｇ合金溶湯全体に対するＣａ濃度が１％となるように添加した。こうしてＣａを含有したＭｇ合金溶湯３を溶解炉２内で調製し、６９０℃で保持した。なお、本明細書でいう合金組成（濃度）は、特に断らない限り、質量％である。
【００３９】
《評価》
（１）溶解炉２内にノズル１を導入して、ノズル１の噴孔１３から防燃ガスｇであるＡｒガスを供給した。このとき、溶解炉２の内径：φ８２ｍｍ、円管１２の環外径：φ７２ｍｍ、円管１２の環内径：φ４８ｍｍ、円管１２の管外径：φ１２ｍｍ、円管１２の管内径φ１０ｍｍ、噴孔１３の孔径：φ１．２ｍｍ、噴孔１３の間隔ｄ：９．４ｍｍ（個数：２４個）、噴孔１３の噴出角度θ：４５°、噴孔１３の先端から接触域ａまでの距離：１０ｍｍ、防燃ガスｇの供給流量：１Ｌ／ｍｉｎとした。
【００４０】
なお、接触域ａは、溶解炉２の内壁面２１とＭｇ合金溶湯３の湯面３１との境界付近とした。また、噴出角度θは、噴孔１３の中心と接触域ａの中心（境界）を結ぶ直線が湯面３１となす角度とした。さらに、図２に示すように、間隔ｄ（＝９．４ｍｍ）の隣接する噴孔１３１、１３２から噴出された防燃ガスｇが、それぞれ到達する溶解炉２の内壁面２１上の到達位置２１１と到達位置２１２の間隔ｐ（沿面ピッチ）は１１ｍｍ（狙い値）とした。
【００４１】
Ｃａを含有したＭｇ合金溶湯３を保持した溶解炉２の接触域ａへ、ノズル１を用いてＡｒガスを供給した。この状態を１０分間保持しても、Ｍｇ合金溶湯３は燃焼することがなかった（図３Ａ参照）。従って、本実施例の鋳造装置ＣによりＭｇ合金溶湯３の燃焼を十分に抑止できることが明らかとなった。
【００４２】
（２）一方、比較例として、ノズル１を用いずに単管（導管１１のみからなるノズル）を用いて、溶解炉２の中央（Ｍｇ合金溶湯３の湯面３１の中央）へ同量（１Ｌ／ｍｉｎ）のＡｒガスを供給した。この場合、Ｍｇ合金溶湯３は２分後に激しく燃焼し始めた（図３Ｂ参照）。
【００４３】
以上の結果から、ノズル１を用いて得られた防燃効果の主要因は、Ａｒガスによって湯面３１が外気（酸素）から遮蔽されるためではなく、あくまでも接触域ａの冷却によってＭｇ蒸気の発生が抑制されるためであることが明らかとなった。
【符号の説明】
【００４４】
１  ノズル
２  溶解炉（坩堝）
３  Ｍｇ合金溶湯
ａ  接触域
ｇ  防燃ガス
Ｃ  鋳造装置
【図１】
2016159336.tif 000003
【図２】
2016159336.tif 000004
【図３Ａ】
2016159336.tif 000005
【図３Ｂ】
2016159336.tif 000006