JP2019085642A - 金属製品製造装置及び金属製品製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、フィルターを用いて溶湯中の不純物を濾過、除去することが行われていた。また、溶湯中に,フラックスを投入したり、あるいはガスを吹き込んだりして、不純物を化合物に変化させ、その化合物を溶湯の表面に浮上させて除去することも行われていた。さらには、フラックスやガスで不純物を除去した後の溶湯からさらにフィルターを用いて不純物を除去することも行われていた。
しかしながら、本発明者は、このことに疑問を抱き、リサイクル等した金属の溶湯の使用を決してあきらめることなく、リサイクル等した金属の溶湯からより多くの不純物を除去し、高純度の金属の溶湯を得る方法がないかと、継続的に独自に模索し、研究を行っていた。
導電性を有する金属の溶湯を収納する容器を備えた金属製品製造装置であって、
筒状の容器本体部と、
前記容器本体部の両端を密閉状態に塞ぐ上側エンドプレート及び下側エンドプレートと、
前記上側エンドプレートに、貫通した状態に固定され、内側端が前記溶湯と電気的に接続可能な、上側電極と、
前記下側エンドプレートに、貫通した状態に固定され、内側端が前記溶湯と電気的に接続可能な、下側電極と、
を備え、
少なくとも、前記上側エンドプレートは、前記容器本体部に対して着脱可能に構成されており、
前記上側電極は、前記上側エンドプレートのほぼ中央部分に、前記上側エンドプレートを厚さ方向に貫通した状態で、固定されており、
前記下側電極は、前記下側エンドプレートのほぼ中央部分に、前記下側エンドプレートを厚さ方向に貫通した状態で、固定されており、
前記上側電極と前記下側電極とは、上下方向にほぼ垂直な一直線上に位置している、
ものとして構成される。
導電性を有する金属の溶湯から金属製品を製造する金属製品製造方法であって、
筒状の容器本体部と、
前記容器本体部の両端を密閉状態に塞ぐ上側エンドプレート及び下側エンドプレートと、
前記上側エンドプレートに、貫通した状態に固定され、内側端が前記溶湯と電気的に接続可能な、上側電極と、
前記下側エンドプレートに、貫通した状態に固定され、内側端が前記溶湯と電気的に接続可能な、下側電極と、
を備え、
少なくとも、前記上側エンドプレートは、前記容器本体部に対して着脱可能に構成されており、
前記上側電極は、前記上側エンドプレートのほぼ中央部分に、前記上側エンドプレートを厚さ方向に貫通した状態で、固定されており、
前記下側電極は、前記下側エンドプレートのほぼ中央部分に、前記下側エンドプレートを厚さ方向に貫通した状態で、固定されており、
前記上側電極と前記下側電極とは、上下方向に一直線上に位置している、
容器を準備し、
前記容器を前記上側エンドプレート及び前記下側エンドプレートで密閉した状態で、前記容器の内部に収納した導電性の金属を溶湯の状態とし、
前記導電性の金属の溶湯に前記一対の電極の内側端を電気的に接続させ、
この状態で、前記一対の電極間に電流を流す、
ものとして構成される。
つまり、本発明は、この技術的課題を解決しようとして、本発明者が独自に繰り返し行った複数回の実験の結果に基づくものであり、このような技術的課題の解決に本発明者に比べて前向きではなく且つ独自に複数回の実験を行っていない他の技術者には到底なし得ない発明である。
今、図6から分かるように、容器1内に非鉄金属又は鉄金属の溶湯Mを収納し、この状態で、上方の電極8から溶湯Mを介して下方の電極9に図9中下向きに電流Iを流したとする。この時の電流Iの密度分布は図9に側面図が、図10に平面図が、概略的に示される。この電流分布は、本発明者が長期に渡り本発明の技術分野の技術を扱ってきた経験に基づいて得た知得から得られるものである。且つ、この電流分布が技術的に正しいのは、本発明によれば上述のように図24乃至図26に示される製品が得られたという事実に裏付けされる。このように、溶湯M中においては、電極8,9近傍が電流密度が高く、電極8,9から離た位置においては電流密度は低くなる。なお、これらの図9、図10においては、視覚的に把握容易とするため、溶湯Mを介して、一対の電極8,9間に流れる電流Iを、複数の単位電流Iuの集まりとして擬制して粗密状態で図示している。
この場合も、前記の場合と同様に、圧力勾配は中心側が高く、周囲が低いものとなる。よって、不純物は図14と同様に製品の周辺部分に集まることとなる。なお、図16−図18は図10−図12に対応する説明図である。
前記原料としては、例えば、スクラップ等から選別した、不純物を含んだ非鉄金属又はその他の金属を用いることができる。また、前記原料の量は、追って溶解して溶湯となったときに、一対の電極8,9と電気的に導通する量を選定する。
製品Pを量産するには金属製品製造装置100を複数設ければ良い。
次に、本発明者が実際に行った実施例について説明する。
Claims (11)
- 導電性を有する金属の溶湯を収納する容器を備えた金属製品製造装置であって、
筒状の容器本体部と、
前記容器本体部の両端を密閉状態に塞ぐ上側エンドプレート及び下側エンドプレートと、
前記上側エンドプレートに、貫通した状態に固定され、内側端が前記溶湯と電気的に接続可能な、上側電極と、
前記下側エンドプレートに、貫通した状態に固定され、内側端が前記溶湯と電気的に接続可能な、下側電極と、
を備え、
少なくとも、前記上側エンドプレートは、前記容器本体部に対して着脱可能に構成されており、
前記上側電極は、前記上側エンドプレートのほぼ中央部分に、前記上側エンドプレートを厚さ方向に貫通した状態で、固定されており、
前記下側電極は、前記下側エンドプレートのほぼ中央部分に、前記下側エンドプレートを厚さ方向に貫通した状態で、固定されており、
前記上側電極と前記下側電極とは、上下方向にほぼ垂直な一直線上に位置している、
ことを特徴とする金属製品製造装置。 - 前記上側電極及び前記下側電極は、それぞれ、前記上側エンドプレート及び前記下側エンドプレートに対して、着脱可能とされている、ことを特徴とする請求項1に記載の金属製品製造装置。
- 前記上側電極及び前記下側電極には、直流電流又は交流電流を流すことのできる電源装置が、接続及び切り離し可能とされている、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の金属製品製造装置。
- 磁場装置をさらに備え、前記磁場装置は、前記容器の外側における前記容器を挟んで向かい合う位置に配置された一対の磁石体を有し、前記磁石体の一方のN極と他方のS極とが前記容器を介して対向している、ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1つに記載の金属製品製造装置。
- 導電性を有する金属の溶湯から金属製品を製造する金属製品製造方法であって、
筒状の容器本体部と、
前記容器本体部の両端を密閉状態に塞ぐ上側エンドプレート及び下側エンドプレートと、
前記上側エンドプレートに、貫通した状態に固定され、内側端が前記溶湯と電気的に接続可能な、上側電極と、
前記下側エンドプレートに、貫通した状態に固定され、内側端が前記溶湯と電気的に接続可能な、下側電極と、
を備え、
少なくとも、前記上側エンドプレートは、前記容器本体部に対して着脱可能に構成されており、
前記上側電極は、前記上側エンドプレートのほぼ中央部分に、前記上側エンドプレートを厚さ方向に貫通した状態で、固定されており、
前記下側電極は、前記下側エンドプレートのほぼ中央部分に、前記下側エンドプレートを厚さ方向に貫通した状態で、固定されており、
前記上側電極と前記下側電極とは、上下方向に一直線上に位置している、
容器を準備し、
前記容器を前記上側エンドプレート及び前記下側エンドプレートで密閉した状態で、前記容器の内部に収納した導電性の金属を溶湯の状態とし、
前記導電性の金属の溶湯に前記一対の電極の内側端を電気的に接続させ、
この状態で、前記一対の電極間に電流を流す、
ことを特徴とする金属製品製造方法。 - 前記一対の電極間に直流電流又は交流電流を流すことを特徴とする請求項5に記載の金属製品製造方法。
- 前記交流電流として、1Hz乃至10Hzの交流電流を加えることを特徴とする請求項6に記載の金属製品製造方法。
- 磁場装置を準備し、前記磁場装置を、前記容器の外側における前記容器を挟んで向かい合う位置に配置された一対の磁石体を有し、一方の前記磁石体のN極と他方の前記磁石体のS極とが前記容器を介して対向している、ものとして構成し、前記一方の前記磁石体及び前記他方の前記磁石体により、前記容器中の金属の溶湯に、横向きに一方向に向かう磁場を掛け、この状態で、前記一対の電極間に電流を流す、ことを特徴とする請求項5乃至7のいずれか1つに記載の金属製品製造方法。
- 前記磁場装置として、永久磁石により構成したものを用いることを特徴とする請求項8に記載の金属製品製造方法。
- 前記磁場装置として、電磁石により構成したものを用い、前記一対の磁石体の極性を1Hz乃至10Hzの範囲内で切り替える、ことを特徴とする請求項8に記載の金属製品製造方法。
- 前記電流として60A乃至100Aを加えることを特徴とする請求項乃5乃至10のいずれか1つに記載の金属製品製造方法。
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