JP2006258347A - Magnesium dissolution device and method for supplying cover gas thereto - Google Patents

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Yuji Nomura
祐司 野村
Hiroshi Sanai
宏 讃井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To supply a cover gas containing phloroketone to a molten magnesium surface in dissolving magnesium and to prevent phloroketone forming the cover gas from being decomposed before the cover gas reaches the molten magnesium surface in preventing its combustion. <P>SOLUTION: A supply nozzle for supplying the cover gas is provided with a cooling function for cooling the cover gas. The supply nozzle 6 includes a cover gas supply tube 11 and a cooling medium supply tube 12 for running a cooling medium for cooling the cover gas supply tube 11. A cooling medium supply part 12b of the cooling medium supply tube 12 and a discharge tube 14 of the cooling medium are arranged outside a melting furnace. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、マグネシウム、マグネシウム合金を溶解して溶湯とする溶解装置およびこの溶解装置にカバーバスを供給する方法に関し、カバーガス中の防燃ガスが分解されることなく、マグネシウム、マグネシウム合金の溶湯表面にカバーガスを供給できるようにしたものである。   The present invention relates to a melting apparatus for melting magnesium and a magnesium alloy to form a molten metal and a method for supplying a cover bath to the melting apparatus, and a molten metal for magnesium and magnesium alloy without decomposition of a flameproof gas in the cover gas. The cover gas can be supplied to the surface.

現在、実用金属中で一番軽い金属であるマグネシウムやマグネシウム合金（以下、マグネシウムと総称する）製の製品が増えている。これらはパソコン等の電化製品の筐体、自動車関係ではシートフレーム、ステアリングホイール等に用いられている。
これらマグネシウム製製品は、ダイカスト法により成型されるが、製法により、コールドチャンバー方式、ホットチャンバー方式とに分類される。 Currently, products made of magnesium, which is the lightest metal among practical metals, and magnesium alloys (hereinafter collectively referred to as magnesium) are increasing. These are used for housings of electrical appliances such as personal computers, and seat frames, steering wheels, etc. for automobiles.
These magnesium products are molded by a die casting method, and are classified into a cold chamber method and a hot chamber method depending on the manufacturing method.

コールドチャンバー方式は、射出部が溶湯中になく、サイクルごとに溶湯をスリーブに注湯し、溶解したマグネシウムを圧入するため、大型マシーンによる大型製品が生産でき、鋳造圧力が高くなる。またホットチャンバー方式に比べサイクルタイムが長くなる特徴がある。
一方、ホットチャンバー方式は、射出部が溶湯中にあるため、注湯する必要がなく、サイクルタイムも早くなるものの鋳造圧力が低い特徴がある。 In the cold chamber method, since the injection part is not in the molten metal, the molten metal is poured into the sleeve for each cycle and the molten magnesium is press-fitted, so that a large product can be produced by a large machine and the casting pressure is increased. In addition, the cycle time is longer than that of the hot chamber method.
On the other hand, the hot chamber method is characterized by low casting pressure, although the injection part is in the molten metal, so there is no need for pouring and cycle time is shortened.

また、マグネシウムは、アルミニウム、亜鉛等に比べ非常に流れにくく、凝固速度が早いため、金型温度やマグネシウム溶解温度を高く設定することが行われている。
一般に、マグネシウムの溶解温度は６３０〜７００℃である。ホットチャンバー方式では、射出部が溶湯中に設置されているため、溶解温度が６３０〜６５０℃に設定され、コールドチャンバー方式では、射出部が溶湯外に配置されているため、溶解温度が６７０〜７００℃に設定されている。 In addition, magnesium is much less likely to flow than aluminum, zinc, and the like, and has a high solidification rate, so that the mold temperature and magnesium melting temperature are set high.
Generally, the melting temperature of magnesium is 630-700 ° C. In the hot chamber method, since the injection part is installed in the molten metal, the melting temperature is set to 630 to 650 ° C. In the cold chamber method, the injection part is arranged outside the molten metal, so the melting temperature is 670 to It is set to 700 ° C.

一方、マグネシウム溶湯は、空気に接触すると発火するため、従来より溶湯表面をカバーガスで覆うことが行われている。
このカバーガスとしては、六フッ化イオウ（ＳＦ６）を含むガスが用いられているが、六フッ化イオウは、地球温暖化係数が２２２００と高いため、使用することは好ましくなく、その代替品として、ドデカフルオロ−２−メチルペンタン−３−オン（以下「フロロケトン」と記す。）と二酸化炭素との混合ガスをカバーガスとして使用することが提案されている。 On the other hand, since molten magnesium ignites when it comes into contact with air, the molten metal surface is conventionally covered with a cover gas.
As this cover gas, a gas containing sulfur hexafluoride (SF 6 ) is used. However, sulfur hexafluoride has a high global warming potential of 22200, so it is not preferable to use it. As a cover gas, it is proposed to use a mixed gas of dodecafluoro-2-methylpentan-3-one (hereinafter referred to as “fluoroketone”) and carbon dioxide as a cover gas.

しかし、フロロケトンは、約５７０℃で分解しはじめる性質を有し、６５０℃では完全に分解してしまう。このため、マグネシウムの溶解温度を６５０℃以上に設定すると、溶解炉にノズルからフロロケトンが含まれるカバーガスを供給するとフロロケトンが直ちに分解し、十分な防燃効果を得られないという問題が生じる。   However, fluoroketone has a property of starting to decompose at about 570 ° C. and completely decomposes at 650 ° C. For this reason, when the melting temperature of magnesium is set to 650 ° C. or more, if a cover gas containing fluoroketone is supplied from a nozzle to the melting furnace, the fluoroketone is immediately decomposed, and a sufficient flameproof effect cannot be obtained.

特に、連続運転に伴って、溶解炉内のノズル自体がしだいにマグネシウムの溶融温度に近くなり、カバーガスがノズルに到達した時点でフロロケトンの分解が始まるという問題が生じる。とりわけ、射出部が溶湯の設定温度が高いコールドチャンバー方式では、それが顕著であり、そのためカバーガス中のフロロケトンの濃度を濃くする必要が生じ、コストアップの要因となる問題がある。
特開２０００−２１２６５９号公報 In particular, with continuous operation, the nozzle itself in the melting furnace gradually approaches the melting temperature of magnesium, and there arises a problem that the decomposition of the fluoroketone starts when the cover gas reaches the nozzle. In particular, in the cold chamber system in which the injection portion has a high set temperature of the molten metal, this is conspicuous. For this reason, it is necessary to increase the concentration of fluoroketone in the cover gas, which causes a cost increase.
JP 2000-212659 A

よって、本発明における課題は、フロロケトンが含まれるカバーガスをマグネシウム溶湯表面に供給し、その燃焼を防止するようにする際に、カバーガスがマグネシウム溶湯表面に到達する以前に、カバーガスをなすフロロケトンが分解されないようにすることにある。   Therefore, the problem in the present invention is that when supplying a cover gas containing fluoroketone to the surface of the molten magnesium and preventing the combustion, the fluoroketone that forms the cover gas before the cover gas reaches the surface of the molten magnesium. Is to prevent it from being decomposed.

かかる課題を解決するため、
請求項１にかかる発明は、マグネシウムを溶解して溶湯とする溶解炉と、この溶解炉にカバーガスを供給する供給ノズルを有するマグネシウム溶解装置において、供給ノズルが、カバーガスを冷却する冷却機能を備えていることを特徴とするマグネシウム溶解装置である。 To solve this problem,
The invention according to claim 1 is a magnesium melting apparatus having a melting furnace for melting magnesium to form a molten metal and a supply nozzle for supplying a cover gas to the melting furnace, wherein the supply nozzle has a cooling function for cooling the cover gas. A magnesium melting apparatus characterized by comprising:

請求項２にかかる発明は、供給ノズルが、カバーガス供給部と、このカバーガス供給部を冷却する冷媒を流す冷媒供給部を有し、この冷媒供給部の冷媒の入口部と冷媒の排出部が溶解炉の外部に設けられたことを
特徴とする請求項１記載のマグネシウム溶解装置である。 According to a second aspect of the present invention, the supply nozzle includes a cover gas supply unit and a refrigerant supply unit for flowing a refrigerant that cools the cover gas supply unit. The refrigerant inlet and the refrigerant discharge unit of the refrigerant supply unit The magnesium melting apparatus according to claim 1, wherein is provided outside the melting furnace.

請求項３にかかる発明は、マグネシウムの溶湯に対して、供給ノズルからマグネシウムの溶湯表面を覆うカバーガスを供給する方法であって
カバーガスを冷却しつつ供給することを特徴とするカバーガスの供給方法である。 The invention according to claim 3 is a method of supplying a cover gas covering the surface of the molten magnesium from the supply nozzle to the molten magnesium, and supplying the cover gas while cooling the cover gas Is the method.

請求項４にかかる発明は、カバーガスを供給ノズル内で冷媒により冷却することを特徴とする請求項３記載のカバーガスの供給方法である。
請求項５にかかる発明は、排出される冷媒の温度を測定し、この温度に基づいて冷媒の供給量および供給温度を制御することを特徴とする請求項３記載のカバーガスの供給方法である。 The invention according to claim 4 is the cover gas supply method according to claim 3, wherein the cover gas is cooled by a refrigerant in the supply nozzle.
The invention according to claim 5 is the cover gas supply method according to claim 3, wherein the temperature of the discharged refrigerant is measured, and the supply amount and supply temperature of the refrigerant are controlled based on this temperature. .

本発明によれば、供給ノズル内でカバーガスを冷却してマグネシウム溶湯表面に供給することができるので、カバーガス中のフロロケトンが分解されることなく溶湯表面に到達させることができ、所望の防燃効果を得ることができる。   According to the present invention, the cover gas can be cooled and supplied to the molten magnesium surface in the supply nozzle, so that the fluoroketone in the cover gas can reach the molten metal surface without being decomposed, and the desired prevention A flame effect can be obtained.

さらに、排出される冷媒の温度を測定し、この温度に基づいて、冷媒の温度、供給量を制御することにより、マグネシウムの溶解温度等の条件が変わったとしても、これに追従することができ、フロロケトンを分解することなく溶湯表面まで供給することができる。   Furthermore, by measuring the temperature of the discharged refrigerant and controlling the temperature and supply amount of the refrigerant based on this temperature, even if conditions such as the melting temperature of magnesium change, it is possible to follow this. The fluoroketone can be supplied to the molten metal surface without decomposing.

図１は、本発明のマグネシウム溶解装置に一例を示すもので、図中符号１は溶解炉を示す。この溶解炉１は、耐熱レンガなどで作られたもので、この内部にはマグネシウムの溶解用のるつぼ２が配置され、加熱用ヒータ３によってるつぼ２内のマグネシウムが加熱、溶解されるようになっている。
また、るつぼ２の開口部には、これを塞ぐ黒鉛などからなる蓋４が取り外し可能に設けられている。 FIG. 1 shows an example of a magnesium melting apparatus according to the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a melting furnace. This melting furnace 1 is made of heat-resistant bricks and the like, and a crucible 2 for melting magnesium is disposed inside the melting furnace 1, and the magnesium in the crucible 2 is heated and melted by the heater 3 for heating. ing.
In addition, a lid 4 made of graphite or the like that closes the opening of the crucible 2 is detachably provided.

この蓋４には、小さな貫通孔５が形成されており、この貫通孔５には、カバーガスを供給する供給ノズル６が挿通され、その先端部がるつぼ２内の溶湯７に向くように配置され、カバーガスが溶湯７に向けて噴射されるようになっている。   A small through hole 5 is formed in the lid 4, and a supply nozzle 6 for supplying a cover gas is inserted into the through hole 5, and the tip of the nozzle 4 faces the molten metal 7 in the crucible 2. Then, the cover gas is jetted toward the molten metal 7.

また、供給ノズル６の先端部と溶湯７との間隔が５〜１５ｃｍ程度となるようにその位置が定められている。
供給ノズル６には、金属製のパッキング８が通されており、このパッキング８により、貫通孔５と供給ノズル６との隙間が塞がれるように構成されている。 Moreover, the position is determined so that the space | interval of the front-end | tip part of the supply nozzle 6 and the molten metal 7 may be set to about 5-15 cm.
A metal packing 8 is passed through the supply nozzle 6, and the packing 8 is configured to close a gap between the through hole 5 and the supply nozzle 6.

図２は、上記供給ノズル６の第１の例を拡大して示すものである。
図２において、符号１１は、カバーガス供給管を示す。このカバーガス供給管１１は、内径１．４〜８ｍｍ、外径３〜１０ｍｍのステンレス鋼などの金属からなる直管であって、カバーガスが流れるものである。このカバーガス供給管１１の外表面には、必要に応じて、フィンを形成しておき、熱伝導面積を大きくし、冷媒による冷却効率が高められるようにすることもできる。 FIG. 2 is an enlarged view of the first example of the supply nozzle 6.
In FIG. 2, the code | symbol 11 shows a cover gas supply pipe | tube. The cover gas supply pipe 11 is a straight pipe made of a metal such as stainless steel having an inner diameter of 1.4 to 8 mm and an outer diameter of 3 to 10 mm, through which the cover gas flows. If necessary, fins may be formed on the outer surface of the cover gas supply pipe 11 to increase the heat conduction area so that the cooling efficiency by the refrigerant can be increased.

このカバーガス供給管１１の先端部１１ａは、カバーガスの噴射口となって、溶湯７に向くように配されている。また、その基端部１１ｂは、カバーガスを供給するカバーガス供給部となっており、このカバーガス供給部１１ｂは、溶解炉１の外側に位置し、図示しないカバーガス供給源に接続されている。   The front end portion 11 a of the cover gas supply pipe 11 serves as a cover gas injection port and is arranged to face the molten metal 7. The base end portion 11b serves as a cover gas supply portion that supplies cover gas. The cover gas supply portion 11b is located outside the melting furnace 1 and connected to a cover gas supply source (not shown). Yes.

このカバーガス供給管１１の側方には、これに沿うように冷媒供給管１２が取り付けられている。この冷媒供給管１２は、内径１．４〜８ｍｍ、外径３〜１０ｍｍのステンレス鋼などの金属からなる管であって、冷却用の冷媒が流れるものである。この冷媒供給管１２の先端部１２ａは、冷媒の噴射口となっており、その先端部１２ａの位置が、カバーガス供給管１１の先端の噴射口１１ａよりも後退した位置となっている。
また、冷媒供給管１２の基端部１２ｂは、ほぼ直角に折り曲げられて、冷媒供給部となっており、この冷媒供給部１２ｂは、図示しない冷媒供給源に接続されている。 A refrigerant supply pipe 12 is attached to the side of the cover gas supply pipe 11 along the cover gas supply pipe 11. The refrigerant supply pipe 12 is a pipe made of a metal such as stainless steel having an inner diameter of 1.4 to 8 mm and an outer diameter of 3 to 10 mm, through which a cooling refrigerant flows. The front end portion 12 a of the refrigerant supply pipe 12 is a refrigerant injection port, and the position of the front end portion 12 a is a position retreated from the injection port 11 a at the front end of the cover gas supply pipe 11.
In addition, the base end portion 12b of the refrigerant supply pipe 12 is bent at a substantially right angle to form a refrigerant supply portion, and the refrigerant supply portion 12b is connected to a refrigerant supply source (not shown).

さらに、カバーガス供給管１１および冷媒供給管１２を包囲するようにして外管１３が設けられている。
この外管１３は、内径１０〜４４ｍｍ、外径１２〜５０ｍｍ程度のステンレス鋼などの金属からなる管で、カバーガス供給管１１および冷媒供給管１２との間に空隙が形成されるようになっている。この外管１３の先端部は、その大部分が閉じられ、その中心付近にカバーガス供給管１１の先端部１２ａのみが挿通された状態となっている。 Further, an outer pipe 13 is provided so as to surround the cover gas supply pipe 11 and the refrigerant supply pipe 12.
The outer pipe 13 is a pipe made of a metal such as stainless steel having an inner diameter of 10 to 44 mm and an outer diameter of 12 to 50 mm, and a gap is formed between the cover gas supply pipe 11 and the refrigerant supply pipe 12. ing. Most of the distal end portion of the outer tube 13 is closed, and only the distal end portion 12a of the cover gas supply tube 11 is inserted in the vicinity of the center thereof.

また、外管１３の基端部も、その大部分が閉じられており、その中心付近にカバーガス供給管１１の基端部１１ｂのみが挿通された状態となっている。
さらに、外管１３基端部側には、冷媒を排出する排出管１４が接続されている。この排出管１４は、溶解炉１の外側に位置している。
また、排出管１４には、ここを流れ排出される冷媒の温度を測定する温度計１５が設けられており、この温度計１５からの測温値が制御部１６に送られるようになっている。 Further, most of the base end portion of the outer pipe 13 is also closed, and only the base end portion 11b of the cover gas supply pipe 11 is inserted in the vicinity of the center thereof.
Further, a discharge pipe 14 for discharging the refrigerant is connected to the base end side of the outer pipe 13. The discharge pipe 14 is located outside the melting furnace 1.
Further, the discharge pipe 14 is provided with a thermometer 15 for measuring the temperature of the refrigerant flowing and discharged from the discharge pipe 14, and a temperature measurement value from the thermometer 15 is sent to the control unit 16. .

この制御部１６は、温度計１５からの測温値に基づいて、冷媒供給源から供給される冷媒の流量、温度を調整するように構成されている。
外管１３の基端部側には、さらに側管１３ｃが取り付けられ、この側管１３ｃを貫通して冷媒供給管１２の供給部１２ｂが外方に延びている。 The control unit 16 is configured to adjust the flow rate and temperature of the refrigerant supplied from the refrigerant supply source based on the temperature measurement value from the thermometer 15.
A side tube 13c is further attached to the base end side of the outer tube 13, and the supply portion 12b of the refrigerant supply tube 12 extends outward through the side tube 13c.

また、冷媒供給管１２の先端部１２ａは、外管１３の内部で開口しており、ここから噴射された冷媒は、外管１３内をその先端側から基端側に流れ、その途中においてカバーガス供給管１１を冷却して排出管１４から排出されるようになっている。一般に外管１３を通る冷媒の速度が１〜２００ｍ／ｓとなると、良好な熱交換が行われ好適である。また、カバーガス供給管１１と冷媒供給管１２とが接触しているので、この接触部分においてもカバーガス供給管１１を冷却することができる。
なお、図２中符号４は、図１での溶解炉１の蓋を、符号８は同じく、パッキングを示している。 Moreover, the front-end | tip part 12a of the refrigerant | coolant supply pipe | tube 12 is opened inside the outer pipe | tube 13, and the refrigerant | coolant injected from here flows in the outer pipe | tube 13 from the front end side to the base end side, and covers in the middle The gas supply pipe 11 is cooled and discharged from the discharge pipe 14. Generally, when the speed of the refrigerant passing through the outer tube 13 is 1 to 200 m / s, it is preferable because good heat exchange is performed. Further, since the cover gas supply pipe 11 and the refrigerant supply pipe 12 are in contact with each other, the cover gas supply pipe 11 can be cooled even at the contact portion.
In FIG. 2, reference numeral 4 indicates a lid of the melting furnace 1 in FIG. 1, and reference numeral 8 indicates packing.

図３は、本発明での供給ノズル６の第２の例を拡大して示すもので、図２に示した第１の例のものと同一構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。
この例の供給ノズルでは、冷媒供給管１２がカバーガス供給管１１よりも太く、内径４．４〜３３．６ｍｍ、外径６〜３８ｍｍとなっており、冷媒供給管１２がカバーガス供給管１１を包囲し、両者間に空隙が形成されるように配置されている点が、先の例と異なるところである。 FIG. 3 is an enlarged view of a second example of the supply nozzle 6 according to the present invention. The same components as those in the first example shown in FIG. Omitted.
In the supply nozzle of this example, the refrigerant supply pipe 12 is thicker than the cover gas supply pipe 11 and has an inner diameter of 4.4 to 33.6 mm and an outer diameter of 6 to 38 mm. The refrigerant supply pipe 12 is covered with the cover gas supply pipe 11. Is different from the previous example in that it is arranged so that a gap is formed between them.

このものでは、冷媒供給管１２の冷媒供給部１２ｂから流入した冷媒がすぐにカバーガス供給管１１を冷却しつつ流れ、その先端部１２ａから外管１３側に流れ出て、冷媒供給管１２の外側を流れて排出管１４から排出するようになっている。一般に外管１３を通る冷媒の速度が１〜２００ｍ／ｓとなると良好な熱交換が行われ好適である。   In this case, the refrigerant flowing from the refrigerant supply section 12b of the refrigerant supply pipe 12 immediately flows while cooling the cover gas supply pipe 11, flows out from the tip end section 12a to the outer pipe 13 side, and is outside the refrigerant supply pipe 12. And is discharged from the discharge pipe 14. In general, when the speed of the refrigerant passing through the outer tube 13 is 1 to 200 m / s, it is preferable that good heat exchange is performed.

つぎに、この供給ノズル６の動作について説明する。
カバーガス供給源からカバーガスを供給ノズル６のカバーガス供給管１１のカバーガス供給部１１ｂに送り込む。このカバーガスには、例えばフロロケトンなどの防燃ガスと二酸化炭素との混合ガスが用いられ、防燃ガスの含有量は、体積比で５０〜１０００ｐｐｍ程度とされる。
また、カバーガス供給量は、溶解炉１の規模などによっても異なるが、通常５〜５０リットル／分程度とされる。 Next, the operation of the supply nozzle 6 will be described.
The cover gas is sent from the cover gas supply source to the cover gas supply unit 11 b of the cover gas supply pipe 11 of the supply nozzle 6. As this cover gas, for example, a mixed gas of a fireproof gas such as fluoroketone and carbon dioxide is used, and the content of the fireproof gas is about 50 to 1000 ppm by volume.
The cover gas supply amount varies depending on the scale of the melting furnace 1 and the like, but is usually about 5 to 50 liters / minute.

また、冷媒供給源から冷媒を供給ノズル６の冷媒供給管１２の供給部１２ｂに送り込む。この冷媒には、温度が３５℃以下、好ましくは常温以下の気体、液体が用いられるが、空気、窒素ガスなどの気体が好ましく、なかでも常温の空気が安価で最も好ましい。
冷媒の供給量は、通常２．５〜５０リットル／分程度とされるが、溶解炉１の規模等によって異なり、この範囲に限定されることはない。
これにより、カバーガス供給管１１内を流れるカバーガスが冷媒によって冷却され、温度が下がった状態のカバーガスが、そのカバーガス供給管１１の噴射口１１ａから噴射され、溶湯７表面がこのカバーガスで覆われることになる。 Further, the refrigerant is sent from the refrigerant supply source to the supply unit 12 b of the refrigerant supply pipe 12 of the supply nozzle 6. As this refrigerant, a gas or a liquid having a temperature of 35 ° C. or lower, preferably a normal temperature or lower, is used. A gas such as air or nitrogen gas is preferable, and air at normal temperature is most preferable because it is inexpensive.
The supply amount of the refrigerant is usually about 2.5 to 50 liters / minute, but varies depending on the scale of the melting furnace 1 and the like, and is not limited to this range.
As a result, the cover gas flowing through the cover gas supply pipe 11 is cooled by the refrigerant, and the cover gas in a state of lowering temperature is injected from the injection port 11a of the cover gas supply pipe 11, and the surface of the molten metal 7 is covered with this cover gas. It will be covered with.

したがって、供給ノズル６に溶解炉１からの熱が伝わって、６００℃以上の高温となっても内部のカバーガス供給管１１の温度は、少なくとも５００℃以下に抑えられることになって、カバーガス供給管１１内でカバーガス中のフロロケトンが分解することがなくなる。   Therefore, even if the heat from the melting furnace 1 is transmitted to the supply nozzle 6 and becomes a high temperature of 600 ° C. or higher, the temperature of the internal cover gas supply pipe 11 is suppressed to at least 500 ° C. or lower. The fluoroketone in the cover gas is not decomposed in the supply pipe 11.

そして、この動作に際して、供給ノズル６の排出管１４から排出される冷媒の温度を、温度計１５で測定し、その値に基づいて制御部１７がカバーガス供給源からの冷媒の流量、温度を調整するようにする。これにより溶解炉１の操業条件等が変化して、供給ノズル６の温度が変化しても、そのカバーガス供給管１１の温度が常にフロロケトンの分解開始温度を超えないように制御することが可能となる。   In this operation, the temperature of the refrigerant discharged from the discharge pipe 14 of the supply nozzle 6 is measured by the thermometer 15, and the control unit 17 determines the flow rate and temperature of the refrigerant from the cover gas supply source based on the measured value. Try to adjust. As a result, even if the operating conditions of the melting furnace 1 change and the temperature of the supply nozzle 6 changes, the temperature of the cover gas supply pipe 11 can be controlled so as not to always exceed the decomposition start temperature of fluoroketone. It becomes.

以下、具体例を示す。
図２に示した供給ノズル６を図１に示した溶解炉１に取り付け、防燃効果を確認した。
溶解炉１の溶湯容量を５００ｋｇ、溶湯上の空間体積を０．０８ｍ３、溶解温度を６７０℃とし、溶解材料にＡＺ９１Ｄマグネシウム合金を使用した。供給ノズル６の噴射口と溶湯表面との間隙を１０ｃｍとした。 Specific examples are shown below.
The supply nozzle 6 shown in FIG. 2 was attached to the melting furnace 1 shown in FIG. 1, and the flameproof effect was confirmed.
The melt capacity of the melting furnace 1 was 500 kg, the space volume on the melt was 0.08 m 3 , the melting temperature was 670 ° C., and AZ91D magnesium alloy was used as the melting material. The gap between the injection nozzle of the supply nozzle 6 and the molten metal surface was 10 cm.

カバーガスには、濃度（体積比）２００ｐｐｍ、４００ｐｐｍのフロロケトンと二酸化炭素との混合ガスを用い、その流量を１０リットル／分とした。
冷媒には、温度２５℃の空気を用い、流量を３１．２リットル／分とした。比較のために、冷媒（空気）を供給しないものも実験した。 As the cover gas, a mixed gas of fluoroketone and carbon dioxide having a concentration (volume ratio) of 200 ppm and 400 ppm was used, and the flow rate was 10 liters / minute.
As the refrigerant, air having a temperature of 25 ° C. was used, and the flow rate was 31.2 liters / minute. For comparison, an experiment was also conducted in which no refrigerant (air) was supplied.

試験方法は、まず溶解炉１のるつぼ２内の溶湯表面の空間にカバーガスを充満し、溶湯表面に存在する膜を除去する。その後、るつぼ２の蓋３を閉じ、５分間供給ノズル６からカバーガスを噴射し、５分経過後蓋４を全開して溶湯表面を観察し、発火が起こるまでの時間（発火時間）を測定した。
結果を表１に示す。 In the test method, the space on the surface of the molten metal in the crucible 2 of the melting furnace 1 is first filled with a cover gas, and the film existing on the surface of the molten metal is removed. Thereafter, the lid 3 of the crucible 2 is closed, cover gas is injected from the supply nozzle 6 for 5 minutes, the cover 4 is fully opened after 5 minutes, the surface of the molten metal is observed, and the time until ignition occurs (ignition time) is measured. did.
The results are shown in Table 1.

なお、参考のために、現在一般にカバーガスとして使用されている、濃度（体積比）３０００ｐｐｍの六フッ化イオウと二酸化炭素との混合ガスを用い、冷媒の供給を行わなかったものの結果を合わせて示した。   For reference, the result of using a mixed gas of sulfur hexafluoride and carbon dioxide having a concentration (volume ratio) of 3000 ppm, which is generally used as a cover gas at present, and supplying no refrigerant is also shown. Indicated.

Figure 2006258347
Figure 2006258347

表１の結果から、現在一般に使用されている六フッ化イオウよりも、冷媒を供給することで、いずれも発火までの時間が長くなることから、カバーガス中のフロロケトンの分解が抑えられていることがわかる。   From the results shown in Table 1, since the time until ignition is prolonged by supplying a refrigerant rather than sulfur hexafluoride which is generally used at present, decomposition of fluoroketone in the cover gas is suppressed. I understand that.

本発明の溶解装置の例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the example of the melt | dissolution apparatus of this invention. 本発明で用いられる供給ノズルの第１の例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the 1st example of the supply nozzle used by this invention. 本発明で用いられる供給ノズルの第２の例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the 2nd example of the supply nozzle used by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１・・溶解炉、６・・供給ノズル、１１・・カバーガス供給管、１２・・冷媒供給管、１３・・外管、１２ｂ・・カバーガス供給部、１４・・排出管、１５・・温度計、１６・・制御部
1 ... Melting furnace 6 ... Supply nozzle 11 ... Cover gas supply pipe 12 ... Refrigerant supply pipe 13 ... Outer pipe 12b Cover gas supply unit 14 ... Discharge pipe 15 ... Thermometer, 16 ・ ・ Control part

Claims (5)

マグネシウムを溶解して溶湯とする溶解炉と、この溶解炉にカバーガスを供給する供給ノズルを有するマグネシウム溶解装置において
供給ノズルが、カバーガスを冷却する冷却機能を備えていることを特徴とするマグネシウム溶解装置。 A magnesium melting apparatus comprising a melting furnace for melting magnesium to form a molten metal and a supply nozzle for supplying cover gas to the melting furnace, wherein the supply nozzle has a cooling function for cooling the cover gas Melting device. 供給ノズルが、カバーガス供給部と、このカバーガス供給部を冷却する冷媒を流す冷媒供給部を有し、この冷媒供給部の冷媒の入口部と冷媒の排出部が溶解炉の外部に設けられたことを特徴とする請求項１記載のマグネシウム溶解装置。   The supply nozzle has a cover gas supply unit and a refrigerant supply unit for flowing a refrigerant for cooling the cover gas supply unit, and the refrigerant inlet and the refrigerant discharge unit of the refrigerant supply unit are provided outside the melting furnace. The magnesium dissolving apparatus according to claim 1, wherein: マグネシウムの溶湯に対して、供給ノズルからマグネシウムの溶湯表面を覆うカバーガスを供給する方法であって
カバーガスを冷却しつつ供給することを特徴とするカバーガスの供給方法。 A method of supplying a cover gas that covers a molten magnesium surface from a supply nozzle to the molten magnesium, wherein the cover gas is supplied while cooling. カバーガスを供給ノズル内で冷媒により冷却することを特徴とする請求項３記載のカバーガスの供給方法。   4. The cover gas supply method according to claim 3, wherein the cover gas is cooled by a refrigerant in the supply nozzle. 排出される冷媒の温度を測定し、この温度に基づいて冷媒の供給量および供給温度を制御することを特徴とする請求項３記載のカバーガスの供給方法。
The cover gas supply method according to claim 3, wherein the temperature of the discharged refrigerant is measured, and the supply amount and supply temperature of the refrigerant are controlled based on the temperature.
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