JP2004276116A - 溶融金属処理剤および溶融金属処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 溶融金属の酸化や蒸発を防ぐことができ、かつ環境に悪影響を及ぼすことがない溶融金属処理剤および溶融金属処理方法を提供する。
【解決手段】 液化炭酸ガス中に０．０１〜１０質量％のフロロケトンが溶解された液状混合物からなる溶融金属処理剤を耐圧容器１内に充填し、この溶融金属処理剤を、蒸発器２で気化させ、溶融金属の表面に接触する雰囲気ガスとして溶解炉４に供給する。
【選択図】 図１
【解決手段】 液化炭酸ガス中に０．０１〜１０質量％のフロロケトンが溶解された液状混合物からなる溶融金属処理剤を耐圧容器１内に充填し、この溶融金属処理剤を、蒸発器２で気化させ、溶融金属の表面に接触する雰囲気ガスとして溶解炉４に供給する。
【選択図】 図１
Description
本発明は、マグネシウム、マグネシウム合金などを溶融させた溶融金属の酸化や蒸発を防止することを目的として、溶融金属表面に接触する雰囲気ガスに使用される溶融金属処理剤および溶融金属処理方法に関する。
マグネシウム、マグネシウム合金等を鋳造等のため溶融させる場合には、溶融金属の酸化や蒸発を防止するため、保護用のガスが溶解炉内の雰囲気ガスとして用いられる。
上記雰囲気ガスとしては、六フッ化硫黄を不活性ガスなどのベースガスで希釈した混合ガスが用いられている（例えば、特許文献１）。
この混合ガスを用いることによって、炉内の酸素濃度を低減し、溶融金属の酸化（燃焼）を防止することができる。さらに、六フッ化硫黄と金属（マグネシウム等）との反応生成物からなる被膜が溶融金属表面に形成されるため、溶融金属の蒸発を防ぐことができる。
特表２０００−５０１６５３号公報
上記雰囲気ガスとしては、六フッ化硫黄を不活性ガスなどのベースガスで希釈した混合ガスが用いられている（例えば、特許文献１）。
この混合ガスを用いることによって、炉内の酸素濃度を低減し、溶融金属の酸化（燃焼）を防止することができる。さらに、六フッ化硫黄と金属（マグネシウム等）との反応生成物からなる被膜が溶融金属表面に形成されるため、溶融金属の蒸発を防ぐことができる。
しかしながら、上記従来技術で用いられる六フッ化硫黄は、温暖化ガス（温暖化係数：２３９００）に指定されており、環境保全の観点から代替物が求められていた。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、溶融金属の酸化や蒸発を防ぐことができ、かつ環境に悪影響を及ぼすことがない溶融金属処理剤および溶融金属処理方法を提供することを目的とする。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、溶融金属の酸化や蒸発を防ぐことができ、かつ環境に悪影響を及ぼすことがない溶融金属処理剤および溶融金属処理方法を提供することを目的とする。
本発明の溶融金属処理剤は、溶融金属の表面に接触する雰囲気ガスに用いられる溶融金属処理剤であって、液化炭酸ガス中に０．０１〜１０質量％のフロロケトンが溶解された液状混合物からなることを特徴とする。
フロロケトンは、パーフロロケトン、水素化フロロケトン、およびその混合物から選ばれた１種以上が好ましい。
フロロケトンがパーフロロケトンである場合には、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、およびパーフロロシクロヘキサノンからなる群より選ばれた１種以上が好ましい。
フロロケトンが水素化フロロケトンである場合には、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、およびＣＦ３ＣＦ（ＣＨ２Ｆ）Ｃ（Ｏ）ＣＦ３からなる群より選ばれた１種以上が好ましい。
フロロケトンは、Ｃ３Ｆ７（ＣＯ）Ｃ２Ｆ５であることが好ましい。
本発明の溶融金属処理剤は、容器内に液体状態で充填されている構成とすることができる。
前記容器は、溶融金属処理剤が接触する部材のうち、合成樹脂からなる部材の少なくとも表面が、ネオプレンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、ニトリルゴム、テフロン（登録商標）、ナイロン、デルリン（登録商標）、ダイフロン（登録商標）からなる群より選ばれた１種以上からなる構成とすることができる。
フロロケトンは、パーフロロケトン、水素化フロロケトン、およびその混合物から選ばれた１種以上が好ましい。
フロロケトンがパーフロロケトンである場合には、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、およびパーフロロシクロヘキサノンからなる群より選ばれた１種以上が好ましい。
フロロケトンが水素化フロロケトンである場合には、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、およびＣＦ３ＣＦ（ＣＨ２Ｆ）Ｃ（Ｏ）ＣＦ３からなる群より選ばれた１種以上が好ましい。
フロロケトンは、Ｃ３Ｆ７（ＣＯ）Ｃ２Ｆ５であることが好ましい。
本発明の溶融金属処理剤は、容器内に液体状態で充填されている構成とすることができる。
前記容器は、溶融金属処理剤が接触する部材のうち、合成樹脂からなる部材の少なくとも表面が、ネオプレンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、ニトリルゴム、テフロン（登録商標）、ナイロン、デルリン（登録商標）、ダイフロン（登録商標）からなる群より選ばれた１種以上からなる構成とすることができる。
本発明の溶融金属処理方法は、液化炭酸ガス中に０．０１〜１０質量％のフロロケトンが溶解された液状混合物からなる溶融金属処理剤を気化させ、溶融金属の表面に接触する雰囲気ガスとして供給することを特徴とする。
本発明では、液化炭酸ガス中に０．０１〜１０質量％のフロロケトンが溶解された液状混合物からなる溶融金属処理剤を、噴霧手段を用いて霧状化するとともに液化炭酸ガスを気化させ、この炭酸ガスを噴霧用推進剤として、霧状のフロロケトンを、溶融金属の表面に接触する雰囲気ガスとして供給する方法をとることもできる。
本発明において、フロロケトンとは、ケトンに含まれる水素の少なくとも一部をフッ素で置換したものを指す。
本発明では、液化炭酸ガス中に０．０１〜１０質量％のフロロケトンが溶解された液状混合物からなる溶融金属処理剤を、噴霧手段を用いて霧状化するとともに液化炭酸ガスを気化させ、この炭酸ガスを噴霧用推進剤として、霧状のフロロケトンを、溶融金属の表面に接触する雰囲気ガスとして供給する方法をとることもできる。
本発明において、フロロケトンとは、ケトンに含まれる水素の少なくとも一部をフッ素で置換したものを指す。
上記溶融金属処理剤は、液化炭酸ガス中に、０．０１〜１０質量％のフロロケトンが溶解された液状混合物からなるものである。
フロロケトンは温暖化効果が低く、大気中で分解しやすい物質であるため、環境に悪影響が及ぶのを防ぐことができる。
フロロケトンは温暖化効果が低く、大気中で分解しやすい物質であるため、環境に悪影響が及ぶのを防ぐことができる。
また、あらかじめ混合されたフロロケトンと液化炭酸ガスを用いるので、別系統で供給されたフロロケトンと液化炭酸ガスとを使用直前に混合する場合に比べ、フロロケトンと液化炭酸ガスとの混合比を確実に一定にすることができる。
このため、溶融金属処理剤のフロロケトン濃度を精度良く定めることができる。従って、溶融金属の酸化や蒸発を確実に防ぎ、かつ有害物質（ＣＯＦ２等）の発生を抑えることができる。また低コスト化を図ることができる。
このため、溶融金属処理剤のフロロケトン濃度を精度良く定めることができる。従って、溶融金属の酸化や蒸発を確実に防ぎ、かつ有害物質（ＣＯＦ２等）の発生を抑えることができる。また低コスト化を図ることができる。
上記溶融金属処理剤では、少量のフロロケトンと多量の液化炭酸ガスとが混合されているので、これが漏洩した場合でも漏洩ガス中のフロロケトン濃度を許容濃度以下とすることができ、安全性の点で有利である。また、取り扱いが容易となる。
図１は、本発明の溶融金属処理方法の一実施形態を実施可能な処理装置を示すものである。
図１中、符号１は溶融金属処理剤が充填される耐圧容器であり、符号２は溶融金属処理剤を気化させる蒸発器であり、符号３は溶融金属処理剤の流量を検出する流量計であり、符号４は対象となる金属を溶融させる溶解炉である。
図１中、符号１は溶融金属処理剤が充填される耐圧容器であり、符号２は溶融金属処理剤を気化させる蒸発器であり、符号３は溶融金属処理剤の流量を検出する流量計であり、符号４は対象となる金属を溶融させる溶解炉である。
耐圧容器１内には、液体状態の溶融金属処理剤が充填されている。
この溶融金属処理剤は、液化炭酸ガス中にフロロケトン（ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ ｋｅｔｏｎｅ）が溶解された液状混合物からなるものである。
フロロケトンは、パーフロロケトン、水素化フロロケトン、およびその混合物から選ばれた１種以上であることが好ましい。
この溶融金属処理剤は、液化炭酸ガス中にフロロケトン（ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ ｋｅｔｏｎｅ）が溶解された液状混合物からなるものである。
フロロケトンは、パーフロロケトン、水素化フロロケトン、およびその混合物から選ばれた１種以上であることが好ましい。
パーフロロケトンとしては、炭素数が５〜９であるものが好ましい。
パーフロロケトンとしては、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、およびパーフロロシクロヘキサノンからなる群より選ばれた１種以上が好ましい。すなわち、これらのうち１種を用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
パーフロロケトンとしては、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、およびパーフロロシクロヘキサノンからなる群より選ばれた１種以上が好ましい。すなわち、これらのうち１種を用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
水素化フロロケトンとしては、炭素数が４〜７であるものが好ましい。
水素化フロロケトンとしては、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、およびＣＦ３ＣＦ（ＣＨ２Ｆ）Ｃ（Ｏ）ＣＦ３からなる群より選ばれた１種以上が好ましい。すなわち、これらのうち１種を用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
水素化フロロケトンとしては、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、およびＣＦ３ＣＦ（ＣＨ２Ｆ）Ｃ（Ｏ）ＣＦ３からなる群より選ばれた１種以上が好ましい。すなわち、これらのうち１種を用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
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）を用いるのが好ましい。
フロ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。分子量がこの範囲にあるものを使用することによって、溶融金属処理剤中のフロロケトンが液化炭酸ガスに対し均一になりやすくなる。
１分子のフロロケトンに含まれるカルボニル基の数は、１が好ましい。
１分子のフロロケトンに含まれるカルボニル基の数は、１が好ましい。
フロロケトンの濃度は、０．０１〜１０質量％（好ましくは０．０５〜５質量％）とされる。フロロケトン濃度をこの範囲とすることによって、溶融金属の酸化および蒸発を確実に防ぐとともに、有害物質の発生を抑えることができる。
フロロケトン濃度が上記範囲未満であると、フロロケトンと溶融金属（マグネシウム等）との反応生成物からなる被膜の形成が不十分となり、溶融金属の酸化や蒸発が起こりやすくなる。フロロケトン濃度が上記範囲を越えると、ＣＯＦ２などの有害物質が発生しやすくなる。
なお、フロロケトンは、通常、常温で液体であるため、炭酸ガスに混合させるには、気化させる必要がある。
フロロケトン濃度が上記範囲未満であると、フロロケトンと溶融金属（マグネシウム等）との反応生成物からなる被膜の形成が不十分となり、溶融金属の酸化や蒸発が起こりやすくなる。フロロケトン濃度が上記範囲を越えると、ＣＯＦ２などの有害物質が発生しやすくなる。
なお、フロロケトンは、通常、常温で液体であるため、炭酸ガスに混合させるには、気化させる必要がある。
液化炭酸ガスの濃度は、９０〜９９．９９質量％（好ましくは９５〜９９．９５質量％）とするのが好ましい。
溶融金属処理剤は、液化炭酸ガスおよびフロロケトン以外に、他の成分を含んでいてもよい。
上記他の成分としては、酸素（Ｏ２）を挙げることができる。酸素（Ｏ２）濃度は、０．４〜１０ｍＬ／Ｌ（好ましくは０．６〜１０ｍＬ／Ｌ）とするのが好適である。酸素（Ｏ２）濃度をこの範囲とすることによって、有害物質（例えばパーフロロイソブチレン（ＰＦＩＢ）、ＣＯＦ２ 、ＨＦ等）の生成を抑制し、かつ溶融金属の酸化を防ぐことができる。
上記他の成分としては、酸素（Ｏ２）を挙げることができる。酸素（Ｏ２）濃度は、０．４〜１０ｍＬ／Ｌ（好ましくは０．６〜１０ｍＬ／Ｌ）とするのが好適である。酸素（Ｏ２）濃度をこの範囲とすることによって、有害物質（例えばパーフロロイソブチレン（ＰＦＩＢ）、ＣＯＦ２ 、ＨＦ等）の生成を抑制し、かつ溶融金属の酸化を防ぐことができる。
フロロケトンは、フロロカルボン酸とグリニャール試薬との反応により合成することができる。
なお、耐圧容器１内に充填された液状の溶融金属処理剤を容器入り溶融金属処理剤と呼ぶ。
なお、耐圧容器１内に充填された液状の溶融金属処理剤を容器入り溶融金属処理剤と呼ぶ。
耐圧容器１としては、液化炭酸ガスの貯蔵などに用いられるものが使用可能である。
通常、耐圧容器１には、バルブのパッキン等に合成樹脂材料が用いられている。
溶融金属処理剤を耐圧容器１から取り出す際に溶融金属処理剤が接触する部材のうち、合成樹脂からなる部材（バルブのパッキン等）は、少なくとも表面がネオプレンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、ニトリルゴム、テフロン（登録商標）、ナイロン、デルリン（登録商標）、ダイフロン（登録商標）からなる群より選ばれた１種以上からなることが好ましい。
これらはフロロケトンによって劣化しにくい材料であるため、これらの材料を使用することによって、耐圧容器１のバルブのパッキン等がフロロケトンにより劣化するのを防ぎ、供給流量を正確に定めることができる。なお、これらの材料は、耐圧容器１のバルブ等だけでなく、溶融金属処理剤を溶解炉まで供給する系統のいずれの部材にも用いることができる。
通常、耐圧容器１には、バルブのパッキン等に合成樹脂材料が用いられている。
溶融金属処理剤を耐圧容器１から取り出す際に溶融金属処理剤が接触する部材のうち、合成樹脂からなる部材（バルブのパッキン等）は、少なくとも表面がネオプレンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、ニトリルゴム、テフロン（登録商標）、ナイロン、デルリン（登録商標）、ダイフロン（登録商標）からなる群より選ばれた１種以上からなることが好ましい。
これらはフロロケトンによって劣化しにくい材料であるため、これらの材料を使用することによって、耐圧容器１のバルブのパッキン等がフロロケトンにより劣化するのを防ぎ、供給流量を正確に定めることができる。なお、これらの材料は、耐圧容器１のバルブ等だけでなく、溶融金属処理剤を溶解炉まで供給する系統のいずれの部材にも用いることができる。
溶融金属処理剤を耐圧容器１内に充填するには、まずフロロケトンを耐圧容器１内に供給し、次いで液化炭酸ガスを耐圧容器１内に供給するのが好ましい。
比較的多量に用いられる液化炭酸ガスを、フロロケトンより後に供給することによって、液化炭酸ガス供給の際に液化炭酸ガスとフロロケトンとを十分に混合し均一化することができる。
比較的多量に用いられる液化炭酸ガスを、フロロケトンより後に供給することによって、液化炭酸ガス供給の際に液化炭酸ガスとフロロケトンとを十分に混合し均一化することができる。
次に、上記装置を用いて溶融金属を処理する方法を説明する。
マグネシウム、マグネシウム合金等の金属を溶解炉４内に入れ、加熱し溶融させる。溶解炉４内の温度は、６００〜８００℃とすることができる。
耐圧容器１内の溶融金属処理剤を液状のまま取り出し、蒸発器２に導入し気化させる。
得られたガス状の溶融金属処理剤を、流量計３を経て溶解炉４に供給する。溶融金属処理剤は、溶解炉４内に満たされ、溶融金属の表面に接触する雰囲気ガスとなる。
溶融金属処理剤中のフロロケトンは、溶融したマグネシウム等と反応し、ＭｇＦ２などからなる被膜を溶融金属表面に形成する。この被膜によって、溶融金属の酸化（燃焼）や蒸発を防ぐことができる。
溶融金属は、鋳造などにより金属成形品とすることができる。
マグネシウム、マグネシウム合金等の金属を溶解炉４内に入れ、加熱し溶融させる。溶解炉４内の温度は、６００〜８００℃とすることができる。
耐圧容器１内の溶融金属処理剤を液状のまま取り出し、蒸発器２に導入し気化させる。
得られたガス状の溶融金属処理剤を、流量計３を経て溶解炉４に供給する。溶融金属処理剤は、溶解炉４内に満たされ、溶融金属の表面に接触する雰囲気ガスとなる。
溶融金属処理剤中のフロロケトンは、溶融したマグネシウム等と反応し、ＭｇＦ２などからなる被膜を溶融金属表面に形成する。この被膜によって、溶融金属の酸化（燃焼）や蒸発を防ぐことができる。
溶融金属は、鋳造などにより金属成形品とすることができる。
上記溶融金属処理剤は、液化炭酸ガス中に、０．０１〜１０質量％のフロロケトンが溶解された液状混合物からなるものである。
フロロケトンは温暖化効果が低く、大気中で分解しやすい物質であるため、環境に悪影響が及ぶのを防ぐことができる。
フロロケトンは温暖化効果が低く、大気中で分解しやすい物質であるため、環境に悪影響が及ぶのを防ぐことができる。
また、あらかじめ混合されたフロロケトンと液化炭酸ガスを用いるため、別系統で供給されたフロロケトンと液化炭酸ガスと使用直前に混合する場合に比べ、フロロケトンと液化炭酸ガスとの混合比を確実に一定にすることができる。
このため、溶解炉４に供給される溶融金属処理剤のフロロケトン濃度を精度良く定めることができる。従って、溶融金属の酸化や蒸発を確実に防ぎ、かつ有害物質（ＣＯＦ２等）の発生を抑えることができる。また低コスト化を図ることができる。
これに対し、フロロケトンと液化炭酸ガスとを別系統で供給し、これらを使用直前に混合する方法をとる場合には、フロロケトンの供給量が微量となるため、その流量調節に厳密な管理が必要となり、精密ポンプなどの設備コストの高騰を招くことになる。
このため、溶解炉４に供給される溶融金属処理剤のフロロケトン濃度を精度良く定めることができる。従って、溶融金属の酸化や蒸発を確実に防ぎ、かつ有害物質（ＣＯＦ２等）の発生を抑えることができる。また低コスト化を図ることができる。
これに対し、フロロケトンと液化炭酸ガスとを別系統で供給し、これらを使用直前に混合する方法をとる場合には、フロロケトンの供給量が微量となるため、その流量調節に厳密な管理が必要となり、精密ポンプなどの設備コストの高騰を招くことになる。
上記溶融金属処理剤では、少量のフロロケトンと多量の液化炭酸ガスとが混合されているので、耐圧容器１から漏洩した場合でも漏洩ガス中のフロロケトン濃度を許容濃度以下とすることができ、安全性の点で有利である。また、取り扱いが容易となる点でも好ましい。
これに対し、またフロロケトンと液化炭酸ガスとを別系統で供給する場合には、高濃度のフロロケトンを使用するため、安全性確保のための設備等が必要となり、取り扱い性の点で劣る。
これに対し、またフロロケトンと液化炭酸ガスとを別系統で供給する場合には、高濃度のフロロケトンを使用するため、安全性確保のための設備等が必要となり、取り扱い性の点で劣る。
図２は、本発明の溶融金属処理方法の他の実施形態を実施可能な処理装置を示すものである。
ここに示す処理装置は、蒸発器２が設けられておらず、供給配管に噴霧ノズル５（噴霧手段）が設けられている点で図１に示す処理装置と異なる。
ここに示す処理装置は、蒸発器２が設けられておらず、供給配管に噴霧ノズル５（噴霧手段）が設けられている点で図１に示す処理装置と異なる。
以下、この装置を用いて溶融金属を処理する方法を説明する。
耐圧容器１内の溶融金属処理剤を、噴霧ノズル５で霧状化して溶解炉４内に供給する。この際、液化炭酸ガスは気化し、霧状のフロロケトンの流れを加速させる噴霧用推進剤として機能するため、霧状のフロロケトンを溶解炉４に効率よく供給することができる。
霧状のフロロケトンは気化し、このフロロケトンと炭酸ガスとの混合ガスは溶解炉４内の雰囲気ガスとなる。
耐圧容器１内の溶融金属処理剤を、噴霧ノズル５で霧状化して溶解炉４内に供給する。この際、液化炭酸ガスは気化し、霧状のフロロケトンの流れを加速させる噴霧用推進剤として機能するため、霧状のフロロケトンを溶解炉４に効率よく供給することができる。
霧状のフロロケトンは気化し、このフロロケトンと炭酸ガスとの混合ガスは溶解炉４内の雰囲気ガスとなる。
この処理方法によれば、溶融金属処理剤を噴霧ノズル５で霧状化して溶解炉４に供給するため、溶融金属処理剤が容易に気化する。
従って、溶融金属処理剤の気化に要する熱エネルギーを抑え、フロロケトン濃度によっては蒸発器を不要とすることができる。
従って、溶融金属処理剤の気化に要する熱エネルギーを抑え、フロロケトン濃度によっては蒸発器を不要とすることができる。
（実施例１）
内容積１０Ｌの耐圧容器１内に、１３ｇのペンタフロロエチル−ヘプタフロロプロピルケトン（Ｃ３Ｆ７（ＣＯ）Ｃ２Ｆ５）を供給し、次いで６ｋｇの液化炭酸ガスを、容器内圧が６ｋＰａとなるように充填した。
耐圧容器１内の溶融金属処理剤を流量９ｇ／分で導出し、気化させてＣ３Ｆ７（ＣＯ）Ｃ２Ｆ５濃度を赤外式フロン濃度計で経時的に測定した。
測定結果を図３に示す。
図３より、フロロケトン濃度をほぼ一定に維持することができたことが確認された。
内容積１０Ｌの耐圧容器１内に、１３ｇのペンタフロロエチル−ヘプタフロロプロピルケトン（Ｃ３Ｆ７（ＣＯ）Ｃ２Ｆ５）を供給し、次いで６ｋｇの液化炭酸ガスを、容器内圧が６ｋＰａとなるように充填した。
耐圧容器１内の溶融金属処理剤を流量９ｇ／分で導出し、気化させてＣ３Ｆ７（ＣＯ）Ｃ２Ｆ５濃度を赤外式フロン濃度計で経時的に測定した。
測定結果を図３に示す。
図３より、フロロケトン濃度をほぼ一定に維持することができたことが確認された。
（実施例２）
実施例１で得られた溶融金属処理剤を流量９ｇ／分で耐圧容器１から導出し、気化させ、鋼製るつぼ（内径１２５ｍｍ、高さ２４５ｍｍ、厚さ５ｍｍ）内の溶融マグネシウム３ｋｇ（６８０℃）に、３時間接触させた。
その結果、溶融マグネシウム表面に被膜が形成されたこと、および溶融マグネシウムが燃焼していないことが確認された。
比較のため、溶融金属処理剤の供給を停止し、これに代えて同流量の乾燥空気を供給したところ、溶融マグネシウム表面が発火したことが確認された。
実施例１で得られた溶融金属処理剤を流量９ｇ／分で耐圧容器１から導出し、気化させ、鋼製るつぼ（内径１２５ｍｍ、高さ２４５ｍｍ、厚さ５ｍｍ）内の溶融マグネシウム３ｋｇ（６８０℃）に、３時間接触させた。
その結果、溶融マグネシウム表面に被膜が形成されたこと、および溶融マグネシウムが燃焼していないことが確認された。
比較のため、溶融金属処理剤の供給を停止し、これに代えて同流量の乾燥空気を供給したところ、溶融マグネシウム表面が発火したことが確認された。
（実施例３）
表１に示す材料からなるＯリング状の試験片を、実施例１で用いたものと同じ溶融金属処理剤に浸漬させ、浸漬前後の変化を調べた。
なお、硬度、重量、体積の変化は、（試験後の値−試験前の値）／試験前の値＊１００によって算出した。
表１に示す材料からなるＯリング状の試験片を、実施例１で用いたものと同じ溶融金属処理剤に浸漬させ、浸漬前後の変化を調べた。
なお、硬度、重量、体積の変化は、（試験後の値−試験前の値）／試験前の値＊１００によって算出した。
１・・・耐圧容器、２・・・蒸発器、４・・・溶解炉、５・・・噴霧ノズル（噴霧手段）
Claims (9)
- 溶融金属の表面に接触する雰囲気ガスに用いられる溶融金属処理剤であって、
液化炭酸ガス中に０．０１〜１０質量％のフロロケトンが溶解された液状混合物からなることを特徴とする溶融金属処理剤。 - フロロケトンが、パーフロロケトン、水素化フロロケトン、およびその混合物から選ばれた１種以上であることを特徴とする請求項１に記載の溶融金属処理剤。
- フロロケトンがパーフロロケトンであり、このパーフロロケトンが、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、およびパーフロロシクロヘキサノンからなる群より選ばれた１種以上であることを特徴とする請求項２に記載の溶融金属処理剤。
- フロロケトンが水素化フロロケトンであり、この水素化フロロケトンが、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、およびＣＦ３ＣＦ（ＣＨ２Ｆ）Ｃ（Ｏ）ＣＦ３からなる群より選ばれた１種以上であることを特徴とする請求項２に記載の溶融金属処理剤。
- フロロケトンが、Ｃ３Ｆ７（ＣＯ）Ｃ２Ｆ５であることを特徴とする請求項１に記載の溶融金属処理剤。
- 請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の溶融金属処理剤において、容器内に液体状態で充填されていることを特徴とする溶融金属処理剤。
- 前記容器は、溶融金属処理剤が接触する部材のうち、合成樹脂からなる部材の少なくとも表面が、ネオプレンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、ニトリルゴム、テフロン（登録商標）、ナイロン、デルリン（登録商標）、ダイフロン（登録商標）からなる群より選ばれた１種以上からなることを特徴とする請求項６に記載の溶融金属処理剤。
- 液化炭酸ガス中に０．０１〜１０質量％のフロロケトンが溶解された液状混合物からなる溶融金属処理剤を気化させ、溶融金属の表面に接触する雰囲気ガスとして供給することを特徴とする溶融金属処理方法。
- 液化炭酸ガス中に０．０１〜１０質量％のフロロケトンが溶解された液状混合物からなる溶融金属処理剤を、噴霧手段を用いて霧状化するとともに液化炭酸ガスを気化させ、この炭酸ガスを噴霧用推進剤として、霧状のフロロケトンを、溶融金属の表面に接触する雰囲気ガスとして供給することを特徴とする溶融金属処理方法。
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