JP4294920B2

JP4294920B2 - Molten metal supply apparatus and molten metal supply method

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Publication number: JP4294920B2
Application number: JP2002203214A
Authority: JP
Inventors: 諭北岡; 一美柏木; 恒昭松平; 方根木村; 逸夫鈴木; 正春木村; 雄之川崎
Original assignee: Japan Fine Ceramics Center
Current assignee: Japan Fine Ceramics Center
Priority date: 2002-07-11
Filing date: 2002-07-11
Publication date: 2009-07-15
Anticipated expiration: 2022-07-11
Also published as: JP2004042092A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、溶融金属アルミニウムや溶融金属ナトリウムを搬送・供給する溶融金属供給装置に関する。また、アルミニウムやマグネシウムを含む溶湯等の溶融金属に接触するセラミックス部材の非濡れ性を付与及び維持するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、高速増殖炉における溶融金属ナトリウムや鋳造施設における溶融金属アルミニウム等の溶融金属を搬送するには、電磁誘導作用によって溶融金属に推力を付与するリニア誘導電磁ポンプが利用されている。
溶融金属の供給装置、特に鋳造施設における溶湯供給装置においては、鋳造用のキャビテイに一定量の溶湯を供給することが、鋳造精度を確保するのに重要である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
電磁ポンプを備える溶湯供給装置の場合、電磁ポンプに供給する電流の周波数、電流密度、及び電流供給時間等の各種電流制御によって、溶湯の移送速度や移送時間を調節することにより、鋳造キャビテイないしシリンダに溶湯を供給するようにしていた。
しかしながら、電磁ポンプでは、流体である溶湯に推力を付与するものであるため、電流制御によってその移送量を正確に制御するのは困難であった。
キャビテイへの供給に際して、吐出用のシリンダが設けられている場合であっても、最終的には電磁ポンプによる溶湯の供給精度が問題となる。また、キャビテイへの供給路にオリフィスや弁を設けたとしても、溶湯の供給量は溶湯の供給精度に依存する。
【０００４】
また、溶融金属の供給装置においては、非常に高温の溶融金属を搬送するため、供給装置の安定性やメンテナンスの容易性が求められる。
また、電磁ポンプによる溶融金属の搬送では、搬送管路を、耐熱性、耐熱衝撃性、熱膨張性が低いという点から、チタン酸アルミニウムセラミックスやサイアロンセラミックスで形成することが好ましい。しかしながら、各種衝撃による破損の可能性をできるだけ低く押さえるためには、搬送管路への衝撃や熱衝撃はできるだけ緩和しておくことが望まれる。
また、搬送管路全体を保温室内に保持して確実に溶融金属の溶融状態を維持し固形化を回避する必要がある。しかしながら、搬送管路等が破損した場合には、その保温手段には多大な被害が出る恐れがあり、溶融金属の供給停止期間が長引き、生産性の著しい低下を引き起こす場合もありうる。また、搬送管路におけるパイプとパイプとの接続部は放熱しやすく、当該部位で溶融金属が固形化しやすい状態にある。したがって、定量的でかつ安全な搬送を確保するには、確実に溶融した状態での金属の搬送を確保する必要がある。
【０００５】
溶融金属を電磁ポンプで搬送する場合には、電磁搬送管路と溶融金属の保持炉や溶湯タンクとの接続部位が必要となる。搬送管路を構成するチタン酸アルミニウムセラミックスは、寿命が約１年であり、保持炉や溶融タンクと比較して交換頻度が高くなることが予想される。一方、熱疲労等により、搬送管が破断してしまうと、濡れた溶湯を排出しながら装置を停止しなければならなくなる。さらに、搬送管内に残留溶融金属が残ったまま装置を停止すると、次に運転を再開したときには、チタン酸アルミニウムセラミックスなどの搬送管路材の熱収縮と金属の熱膨張により搬送管路が破断するおそれがあった。
【０００６】
そこで、本発明は、好ましい搬送状態を確保できる溶融金属の供給技術を提供することをその目的とする。また、本発明は、かかる供給技術を用いた鋳造装置あるいは鋳造方法も提供することを目的とする。さらに、本発明は、溶融金属の搬送や鋳造などに適した材料を提供することを、他の目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、搬送管路における障害を抑制しメンテナンスを容易化する搬送管路構造を開発した。さらに、非接触で搬送管路を通過する溶融金属量を計測する計測手段を新たに開発した。この結果、本発明者らは、これらの手段により上記した課題を解決できることを見出し、本明細書において開示する発明を見出すに至った。
すなわち、本発明者らは、以下の手段を提供する。
（１）溶融金属供給装置であって、
溶融金属の搬送管路と、
この搬送管路表面に密着して備えられるセラミックス製繊維を構成要素とするシート状体を含む保護手段、
とを備える、装置。
（２）前記シート状体は、アルミナ繊維及び／又はシリカ繊維を構成要素とする、（１）記載の装置。
（３）溶融金属供給装置であって、
溶融金属の搬送管路と、
この搬送管路を囲繞する保温手段、
とを備え、
前記保温手段は、保温手段内に漏出した溶融金属を受容し排出する管路とを備える、装置。
（４）前記装置は、前記排出管路の一部に、溶融金属の有無を検知する手段を備える、（３）記載の装置。
（５）前記装置の搬送管路は、前記排出管路の一部に接続される溶融金属の排出する開閉自在な排出口を有する、（３）又は（４）に記載の装置。
（６）前記装置は、前記排出口よりも、溶融金属の搬送方向において上流側に搬送管路内の搬送経路を開閉するストップ弁を有する、（５）記載の装置。
（７）前記装置は、保温手段内を冷却する手段を備える、（３）〜（６）のいずれかに記載の装置。
（８）前記保温手段は、その内部であって前記搬送管路の下方に加熱手段を備え、かつ、当該加熱手段はチタン酸アルミニウムセラミックス製管路内に保持されている、（３）〜（７）のいずれかに記載の装置。
（９）溶融金属供給装置であって、
電磁ポンプを備える溶融金属の搬送管路と、
前記搬送管路を構成する２以上の管体の接続部位に備えられる、前記溶融金属に対して非濡れ性を有するセラミックス製メッシュ状シール手段、
とを備える、装置。
（１０）前記環状体は、前記管体の接続方向に弾性圧縮可能な形態を備える、（９）記載の装置。
（１１）前記接続部位において互いに対向される前記管体のシール面は、テーパー状である、（９）又は（１０）記載の装置。
（１２）前記シール手段のシール面は、前記テーパー面に対応する傾斜面を有する、（１１）記載の装置。
（１３）前記シール手段は、純度９５％以上のアルミナ繊維製である、（９）〜（１２）のいずれかに記載の装置。
（１４）溶融金属供給装置であって、
溶融金属の搬送管路と、
この搬送管路に備えられ溶融金属を排出する開閉自在な排出口と、
この排出口に接続される溶融金属の排出管路と、
前記排出口よりも溶融金属の搬送方向において上流側に備えられる、搬送管路内の溶融金属の搬送経路を開閉するストップ弁、
とを有する装置。
（１５）さらに、搬送管路の最下部に溶融金属量の検出手段を備える、（１４）記載の装置。
（１６）溶融金属の計量装置であって、
溶融金属の搬送管路を挟んで対向状に配置され、搬送される溶融金属に関して交番磁界を提供するように備えられる、電位供給側の磁場発信手段と電位受容側の磁場受信手段と、
前記磁場受信手段において発生する電位もしくはパルス数を検出する手段、
とを備える、装置。
（１７）前記磁場発信手段と前記磁場受信手段とは、いずれも電磁コイルであって、前記磁場受信手段は２０００〜４０００の巻き数を有する電磁コイルである、（１６）記載の装置。
（１８）前記磁場発信手段に供給する電位は、５０Ｈｚ〜１８０Ｈｚの範囲である、（１６）又は（１７）記載の装置。
（１９）前記磁場発信手段と磁場受信手段とを、前記搬送管路の最高位よりも上流側に備える、（１６）〜（１８）のいずれかに記載の装置。
（２０）溶融金属の供給装置であって、
溶融金属の搬送管路と、
この搬送管路の側部において対向状に配置され、搬送される溶融金属に関して交番磁界を提供するように備えられる、電位供給側の磁場発信手段と電位受容側の磁場受信手段と、
前記磁場受信手段において発生する電位もしくはパルス数を検出する手段と、前記磁場受信手段において発生する電位もしくはパルス数と搬送管路内の溶融金属量との関係と、前記磁場受信手段において発生するパルス数と搬送管路内の溶融金属の単位時間当たりの移動量との関係に基づいて、前記搬送管路内における単位時間当たりの溶融金属搬送量を算出する手段、
とを備える、装置。
（２１）（１）〜（１５）および（２０）のいずれかに記載の溶融金属供給装置を備える、鋳造装置。
（２２）溶融金属の供給方法であって、
溶融金属の搬送管路と、
この搬送管路の側部において対向状に配置される電位供給側の磁場発信手段と電位受容側の磁場受信手段により、搬送される溶融金属に対して交番磁界を供給する工程と、
前記磁場受信手段において発生する電位もしくはパルス数を検出する工程と、前記磁場受信手段において発生する電位もしくはパルス数と搬送管路内の溶融金属量との関係と、前記磁場受信手段において発生するパルス数と搬送管路内の溶融金属の単位時間当たりの移動量との関係に基づいて、前記搬送管路内における単位時間当たりの溶融金属搬送量を算出する工程、
とを備える方法。
（２３）溶融金属の供給方法であって、
溶融金属の搬送管路から漏出する溶融金属を検出する工程と、
溶融金属の漏出の検出に基づいて、前記搬送管路内の溶融金属の搬送経路を遮断して、溶融金属の供給を停止させる工程と、
前記搬送管路内の溶融金属を排出させる工程、
とを備える、方法。
（２４）（２２）又は（２３）記載の溶融金属の供給方法を用いる、鋳造方法。（２５）溶融金属に接触する部材であって、
少なくとも溶融金属と接触する部位の表層として、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、Ａｌ₂ＴｉＯ₅およびＭｇＡｌ₂Ｏ₄からなる群から選択される１種あるいは２種以上の成分を含有する層を備える、部材。
（２６）前記表層は、Ｓｉ含有量が３ｗｔ％以下である、（２４）記載の部材。
（２７）（２５）又は（２６）に記載の部材を備える、溶融金属供給装置。
（２８）（２７）に記載の溶融金属供給装置を備える、鋳造装置。
（２９）表面改質方法であって、
（ａ）被改質表面に、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯおよびＡｌ₂ＴｉＯ₅からなる群から選択される１種あるいは２種以上を含有する層を形成する工程と、
（ｂ）Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯおよび／又はＡｌ₂ＴｉＯ₅を含有する層にマグネシウムおよび／またはアルミニウムを作用させてＭｇＡｌ₂Ｏ₄を生成させる工程、
とを備える、方法。
（３０）前記（ａ）工程で形成する層は、Ｓｉ含有量が３ｗｔ％以下である、（２９）記載の方法。
（３１）前記（ｂ）工程は、前記（ａ）工程で形成した層に、少なくともマグネシウム及び／又はアルミニウムを含有する溶湯を接触させる工程である、（２９）又は（３０）に記載の方法。
（３２）前記（ｂ）工程を、マグネシウム及び／又はアルミニウムを含有する合金の鋳造工程において実施する、（２９）〜（３１）のいずれかに記載の方法。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明に係る溶融金属供給装置を例示しつつ、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明の装置や方法は、図に例示される形態に限定されるものではないことは明らかである。
【０００９】
（溶融金属供給装置）
本溶融金属供給装置２の一形態の全体構成を図１に示す。本発明における溶融金属供給装置（以下、本供給装置ともいう。）としては、溶融金属の供給装置であれば特に限定しない。鋳造用の溶融金属（溶湯）を供給する装置（鋳造装置）でも、高速増殖炉に溶融金属ナトリウムを供給する装置であってもよいが、好ましくは、鋳造用溶湯供給装置である。
本溶融金属供給装置は、たとえば、アルミニウム及び／又はマグネシウムを含有する溶融金属あるいは溶湯に適用することが好ましい。典型的には、アルミニウム合金鋳造用あるいはマグネシウム合金鋳造用の溶湯供給装置である。
本発明の装置２は、好ましくは、溶融金属の搬送手段として電磁ポンプを有している。以下、搬送手段として電磁ポンプを有する装置２を例示して説明する。
本供給装置２は、搬送管路４と、電磁ポンプ４０と、さらには計量装置６０とを備えている。また、搬送管路４に沿って配置される保温手段８を備えている。なお、図１においては、保温手段８は省略されている。本装置２においては、搬送管路４の上流側（溶融金属の供給側、図示左側）は、金属溶融保持炉３の底部近傍に接続され、下流側は鋳造装置の溶融金属ラドルやシリンダ等に溶融金属が供給されるようになっている。
【００１０】
（搬送管路）
搬送管路４は、通常、電磁ポンプによる場合、溶融金属保持炉３の底部近傍に接続されて、上方を指向して形成され、最高位から若干低く下がった位置で、溶融金属の被供給側に接続されるようになっている。
本供給装置２に備えられる溶融金属を搬送する搬送管路４の断面形状は、特に限定しないが、方形状であることが好ましい。断面形状は特に問わないが、好ましくは扁平形状である。扁平形状の場合、その長辺側の側面に沿って、誘導子を配置することによって効率的に電磁ポンプが構成される。すなわち、管路内にコアを備えなくても溶融金属に対して十分な駆動トルクが得られる。搬送管路４としては、具体的には、扁平状の角筒あるいは楕円形状の円筒を用いることができる。
搬送管路４の材質は、磁束が通過される非磁性体であればよく、例えば、セラミックスを使用できる。好ましくは、低熱膨張性のセラミックスであり、熱膨張係数が１×１０^-6／℃（室温〜１０００℃）以下である。熱膨張係数がこの数値を超えると、溶融金属搬送中の電磁ポンプシステムを急停止（加熱停止）した際の熱衝撃で破壊するおそれが高くなる。かかる材料としては、溶融金属に対する非濡れ性が優れるチタン酸アルミニウムセラミックスの他サイアロンセラミックスなどを挙げることができる。好ましいセラミックス及び表面改質方法については後述する。
【００１１】
（搬送管路の保護手段）
搬送管路４は、通常、チタン酸アルミニウムセラミックスなどのセラミックスの管状成形体を複数個接続されて形成されている。
搬送管路４の表面、すなわち、外表面には、セラミックス製繊維を構成要素とするシート状体を含む保護手段６を密着保持していることが好ましい。搬送管路４の管体５は、各種衝撃や熱衝撃を受けやすく、かつその破壊による装置あるいは工程に対するダメージは非常に大きい。したがって、このような保護手段６を備えることにより、外表面を強度的に保護することによりダメージを回避して、安定した使用を確保できる。セラミックス製繊維の材質としては、８００℃以上の耐熱性を備えることが好ましい。例えば、アルミナの他、シリカなどを主体とするセラミックスを使用できる。好ましくはアルミナである。
また、メッシュ状体とすることにより、外部衝撃を受けた際の効果的な応力分散が可能である。特に、ミクロンオーダーの繊維径からなる長繊維を数百〜数千本束ねた長繊維束を用いて編み込んだ交絡体（シート、テープ等）を使用すると、それの変形許容性が高いため、管状成形体に密着させやすい。
図２に、接合部近傍の搬送管路４にメッシュ状体の保護手段６を装着する状態を示す。
【００１２】
また、このメッシュ状体は、管体５の表面に焼き付け処理により搬送管路４の表面に密着させることができる。このような密着形態の場合、熱応力、熱衝撃の緩衝材として効果的に機能させることができる。また、搬送管路４の表面において均一な密着性を確保しやすいため、各種衝撃や応力による破壊に対する抵抗性を高めることができる。
【００１３】
当該メッシュ状体を有する保護手段６は、搬送管路４の外周の全体及びおおよそ全長にわたって有していることが好ましい。
なお、この保護手段６は、搬送管路４の保護手段としてのみならず、搬送管路４の保温手段の一部としての機能させることができる。特に、メッシュ状体に内在する気孔によりメッシュ状体が低熱伝導性（例えば、熱伝導率が２Ｗ／ｍＫ以下）であると好ましい保温機能を発揮する。具体的にはアルミナやシリカを主体とするセラミックスである。
【００１４】
（保温手段）
搬送管路４は、例えば、５００℃以上、７００℃〜８００℃程度の高温の溶融金属を内包し外部と遮断する機能を有することから、保温手段８を備えるようにすることが好ましい。保温手段８を備えた構造を図３及び図４に示す。
図３に示すように、保温手段８は、搬送管路４の周囲を覆う形態を備えている。また、図４に示すように、保温手段８は、搬送管路４を囲繞するものである一方、保温手段８の最外層と搬送管路４との間に空気相１２を備えるようなキャビティを備えることが好ましい。
搬送管路４内においては、溶融金属が冷却されて固化するのを防止する必要がある。このため、搬送管路４は、溶融温度が維持されるように保温され、加熱されることが好ましい。特に、保温手段８の内部に加熱手段１０を備えることが好ましい。また、搬送管路４の外周などの表面に凹状溝を形成することにより、加熱手段１０からの熱伝導性を向上させることができる。加熱手段１０は、搬送管路４の上方あるいは下方に設けることが好ましい。搬送管路４の側方には、後述する計量装置６０の装着位置とすることが好ましいからである。より好ましくは、搬送管路４の下方に配置する。加熱手段１０は、保温手段８のキャビティ内に備えられることが好ましい。
また、上述したように、最も搬送管路４に近い部分、例えば、搬送管路４に密着するようにして、低熱伝導性セラミックスのメッシュ状体を保温材として備えることもできる。
【００１５】
さらに、搬送管路４の周囲に配置される電磁ポンプ４０は、その作動を維持するために、搬送管路４と温度的に隔離されていることが好ましい。このため、保温手段８の最外層は、断熱性素材からなる断熱層１４とすることが好ましい。断熱層１４の材質は、従来公知の各種材質を必要に応じて使用できるが、好ましくは、セラミックス、ガラス等である。
【００１６】
なお、断熱層１４の空気相１２との間には、さらに、低熱伝導性のセラミックスの内層１６を備えるようにすることが好ましい。この内層１６は、断熱層１４の近傍、好ましくは、断熱層１４に内面に密着状に備えられている。
【００１７】
図４に、保温手段８の構成の一例を示している。この保温手段８では、最外層として、断熱層１４と内層１６とを有して搬送管路４を囲繞するとともに、搬送管路４の周囲に空気相１２が形成される程度の中空容器状に形成されている。さらに、そのキャビティ中、搬送管路４の下方には、加熱手段１０を備えている。この形態によれば、２層からなる最外層と空気相１２によって外部と搬送管路４とが良好に遮断されている。しかも、空気相１２中に加熱手段１０を備えるため、空気相１２によって効果的に管路４に熱を供給できるようになっている。
【００１８】
加熱手段１０は、搬送管路４の破損時における溶融金属の漏出によるダメージを回避するために、遮蔽手段１１により搬送管路４側が搬送管路４に対して遮蔽されていることが好ましい。例えば、この遮蔽手段１１の形態としては、加熱手段１０が図１及び図２に示すような搬送管路４に沿って備えられる長尺状、具体的には、ヒーターコイルとその軸にそってコイル内に配置されるヒーター用芯棒とを有している場合などには、これらのセットの少なくとも搬送管路４側を被覆する外皮状体とすることができる。すなわち、全体を被覆する管状の他、溶融金属側のみを被覆する屋根状であってもよい。
遮蔽手段１１は、溶融金属によるダメージを回避するため、耐熱性を有することが好ましく、例えばアルミナやチタン酸アルミニウムを主体とするセラミックスを構成材料とすることが好ましい。より好ましくは、アルミナセラミックスである。また、このような遮蔽手段１１においても、その表面に前記した搬送管路の保護手段と同様の保護手段が被覆密着されていることが好ましい。
【００１９】
（溶融金属の排出機構）
保温手段８には、さらに、搬送管路４から保温手段８内に漏出した溶融金属を受容し排出するための排出機構を備えている。
当該排出機構は、少なくとも、保温手段内に漏出した溶融金属を受容し排出する管路２０を備えている。この排出管路２０は、例えば、保温手段８内において、搬送管路４よりも下方に位置して搬送管路４から漏出した溶融金属を受容しうる形態を備える。具体的には、保温手段８内の底部近傍に設けられ、上方が開口した凹状体によって形成されることができる。このような形態の排出管路２０は、保温手段８内に備えられる内層１６の搬送管路４よりも下方に存する部分によっても代替されうる。図４に示す形態では、搬送管路４の下側の内層１６を排出管路２０として用いる形態を示している。
【００２０】
排出管路２０は、そのまま保温手段８の上流側において保温手段８の外部に連有可能に形成されている。図３中では、保温手段８の底部から下方に延出するように儲けられた配管部２１に連通されている。当該配管部２１も排出管路２０の一部を構成する。
このような配管部２１、換言すれば、保温手段８外部における排出管路２０においては、溶融金属の有無を検知する手段２２を備えることが好ましい。かかる手段２２を備えることにより、速やかにメンテナンス作業を準備できるからである。検出手段２２は、特に限定しないが、後述する計量装置６０と同様のものを使用することができる。
【００２１】
かかる保温手段８に付随して、あるいは全く別個に、本発明装置の搬送管路４においては、搬送管路４内の溶融金属を排出する排出口２４を有していることが好ましい。この排出口２４は、排出弁等によって開閉自在に備えられており、溶融金属の供給工程においては閉じられており、搬送管路４の破損時やメンテナンス時等においては、搬送管路４内の溶融金属を排出するように開放される。排出口２４は、保温手段８に付随する、あるいは別個に備えられる排出管路に接続できる。なお、図３及び図４においては、排出口２４は、保温手段８内に開放されるように備えられており、排出口２４に接続される排出管路は、保温手段８に付随する排出管路２０に一致している。
【００２２】
また、保温手段８に付随して、あるいは別個に、搬送管路４には、溶融金属の搬送方向において上流側に搬送管路内の溶融金属の搬送経路４を遮断可能にストップ弁２８を有していることが好ましい。このストップ弁２８は、搬送管路４においてメンテナンス作業の準備のために、溶融金属の供給を強制的に停止させるものである。ストップ弁２８により溶融金属の供給を停止した後に、上記した排出口２４を開放作動させることで、下流側の溶融金属を一挙に排出することができる。ストップ弁２８を備えることで、搬送管路４内に残存する溶融金属を確実に排出でき、メンテナンス後の運転再開時に、残存する金属の熱膨張により管路４が破損するなどのダメージを回避できる。なお、残存する溶融金属量を容易にチェックするために、搬送管路４の排出口２４の近傍、通常は、搬送管路４の最下部近傍に、溶融金属量の検出手段３０を備えることが好ましい。この検出手段３０については後述する。
【００２３】
（冷却手段）
保温手段８には、その内部及び／又は外部を冷却するための冷却手段を備えることが好ましい。最も高温であるのが搬送管路４であるため、搬送管路４の冷却の観点からは、保温手段８の内部を冷却できることが好ましい。メンテナンス作業を開始するときなど、溶融金属を搬送管路４から排出した後は、速やかに搬送管路４の他、関連する装置部材を冷却することができるようになる。冷却手段は、特に限定しないが、例えば、保温手段８内のキャビティにエアを始めとするガスなどの冷媒を供給排出する構成とすることができる。
【００２４】
（管体の接続構造）
搬送管路４は、通常、２本以上の管体５が接続されて構成されている。接続部位は、応力集中しやすい部分でもある。図５に示すように、本発明においては、接続部位において、対向する管体５間に、溶融金属に対してセラミックス製のメッシュ状のシール手段３２を備えていることが好ましい。シール手段３２は、シール面に追従可能な環状体である。シール手段３２には、好ましくは、溶融金属に対して非濡れ性を有してセラミックスを用いる。非濡れ性を有していると、メッシュ状体でも確実に溶融金属の漏出を回避できる。また、メッシュ状体の場合、接続部位における変形許容性をある程度確保できて、当該部分に集中しやすい応力を緩衝することができる。
かかるセラミックスとしては、アルミナやシリカを主体とするセラミックスを用いることが好ましい。非濡れ性の観点からは高純度のアルミナ（純度９５ｗｔ％以上）のメッシュ状体を用いることが好ましい。また、メッシュ状体は、不織布状でも、あるいは編物、織物状等であってもよいが、好ましくは、ミクロンオーダーの繊維径からなる長繊維を数百〜数千本束ねた長繊維束を用いて編み込んだ交絡体（シート、テープ等）がよい。
シール手段３２は、また、弾性圧縮可能な形態を有していることが好ましい。たとえば、外形形態としては、ある程度の高さを有する環状体、すなわち、スリーブ状として提供され、装着により扁平になるような形態とすることができる。また、スリーブ状体の外周面形状を、スリーブ状体の高さ方向にそって中央部で外径が最も小さくなるような形態とすることも好ましい（図５参照）。
また、メッシュ状体を、シール面から接続方向に積層された三次元構造を有するように構成することができる他、メッシュ状体がチューブ状となっており、このチューブ状体が、管体５の対向部位に沿うことができる程度の環状体に形成された形態を有することができる。この場合、メッシュ状体の積層効果と、チューブ状体の弾性圧縮効果との双方を得ることができる。
【００２５】
シール手段３２による管体５の接続形態について、図５及び図６を例示して説明する。
管体５の対向する面は、好ましくは研磨され、さらに好ましくは、対向する管体５を指向して管体５の中央側により凸状となるような傾斜状のテーパー部５ａを有している（図５（ａ）及び図６）。少なくとも、このようなテーパー部５ａを有していることにより、シール手段３２と管体５のシール面との接触面積を増大させて密着性を高めることができる。また、接続部位におけるある程度のフレキシビリティーを付与することができる。
さらに、このテーパー部５ａと密着するシール手段３２の面が、このテーパー形状に対応するように、内向する傾斜面３３を有していることが好ましい。かかるテーパー部５ａとシール手段３２との組み合わせにより、シール手段３２との接触面積を保ちつつ、シール手段３２を介した管体５の相対回転やねじれなどの変位に対する許容性を高めることができる。
【００２６】
対向する管体５の間にシール手段３２を介在させた状態で、これらを圧締することにより管体５を接続することができる。たとえば、図５（ｂ）や（ｃ）に示すように、接続しようとする管体５の端部にセラミックス製のリング材３４をはめ、柔軟性に優れるアルミナ−シリカ繊維製の紐、あるいはセラミックス製のボルトおよびナット、もしくはその両方の圧締め手段を、リング材３４に備えた突起や貫通孔などの係止部位に係止することなどにより、締め上げ固定することができる。リング材３４を用いる場合、管体５の端部の周面に、フランジ状の係止部を設けることにより、圧締め状態を容易に確保できる。
このような接続形態によれば、アルミナ−シリカ繊維紐あるいはセラミックス製のボルトとナットの脱着のみで容易に管体５を分離し、搬送管路４を分解することができる。
【００２７】
なお、リング材３４は、熱膨張係数が３×１０^-5／℃（室温〜８００℃）以下であることが好ましい。たとえば、窒化ケイ素セラミックスなどを用いることができる。
なお、シール手段３２が弾性変形性を備えている場合、リング材の熱膨張によって固定状態が緩むのを効果的に回避することができる。すなわち、リング材３４が熱膨張して、上記した紐やボルトなどの圧締め手段によって管体５が対向する方向に沿って圧縮力が弱まったとしても、シール手段３２が弾性回復することによって圧締め状態を確保することができる。
なお、アルミナ−シリカ繊維製の紐やボルト−ナットは、圧締め手段の好適な一例であり、これに限定するものではなく、また、リング材も、圧締め部材を装着する手段としての好適な一例であり、これに限定するものではない。
管体５を、シール手段３２を介して接続可能に圧締めするものであれば、圧締め手段やこの圧締め手段に付随する装着手段は、公知の各種手段を適宜用いることもできる。
【００２８】
（電磁ポンプ）
本供給装置２における、電磁ポンプ４０の構造としては、各種構造を採用することができる。外置型や浸漬型等のいずれでもよく、これらを改変したものであってもよい。
電磁ポンプ４０は、搬送管路４内の溶融金属に移動トルクが発生するように、誘導子４２が配置される。誘導子４２は、少なくとも、ステータコア４４と、コイル４６とを構成要素とする。
搬送管路４の形状によっては、ステータコア４４とコイル４６のみによって搬送管路内の溶融金属に十分な駆動トルクが生じるが、さらに、さらにこのステータコアに対向するようにコアを搬送管路４の内部に備えるようにすることもできる。
ステータコア４４とコイル４６のみを備える場合とは、搬送管路４の外側に搬送管路４を介して対向状に備えられるステータコア４４とコイル４６からなる誘導子４２が、搬送管路４の幅が十分に狭いために、別途搬送管路４の内部にコアを要しない場合である。
また、ステータコア４４とコイル４６からなる誘導子４２は、搬送管路４の内側に設けることもできる。例えば、搬送管路４を外管と内管との二重構造とし、この内管にステータコア４４とコイル４６とを備えるようにし、外管自体を磁性体で形成してコアとすることもできる。
なお、誘導子４２は、搬送管路４に対して各種形態で配置することができるが、搬送管路４の外側にステータコア４４とコイル４６とを備える場合、縦長の方形状の搬送管路４の両側に、搬送管路４をはさんで水平状態（同じ高さ位置）あるいは水平から１５度までの角度に傾斜した状態で配置されることが好ましい。１５度を超えると、搬送管路４からの溶融金属の漏出が発生した場合において、電磁ポンプ４０の構成部分を損なう恐れが高くなる。より好ましくは、水平あるいは水平から６度までの角度範囲で傾斜するようにする。なお、搬送管路４とその両側の誘導子４２は、搬送管路４の軸方向に垂直な断面からみて、搬送管路４の横中心線と両側の誘導子４２の横中心は、一致していることが好ましい。
本供給装置２は、溶融金属が溶融状態で維持される溶融金属保持炉３を併せて備えることもできる。この場合、溶融金属保持炉３の底部付近から上方を指向して接続された搬送管路４を備えることが好ましい。さらに、鋳造装置の場合には、この搬送管路の先端は、鋳造用キャビテイに接続されるようになっている。
【００２９】
（計量機構）
本供給装置２は、搬送される溶融金属の計量機構（装置）として、電位供給側の第１の磁場発生手段と電位受容側の第２の磁場発生手段とを、搬送管路４を搬送される溶融金属に対して交番磁界を供給するように備えている。図３及び図６に本計量機構６０が示されている。図６の左側は、本機構６０の断面構造を示しており、同右側は平面構造を示している。
【００３０】
（磁場発信手段と磁場受信手段）
本計量機構６０は、搬送管路４を挟んで左右に対向状に電位供給側の磁場発信手段６２と磁場受信手段６４とを備えている。磁場発信手段に対する電圧の印加により、磁場発信手段において磁場を発生させ、この磁場受信手段では、発生した磁場によって電位が発生する。特に限定しないが、磁場発信手段及び磁場受信手段としては、典型的には、電磁コイルを用いることができる。
本計量機構６０においては、溶融金属の流れに対して交番磁界を供給する。図７に示す形態においては、交流電源を磁場発生手段に供給することで、搬送管路４内の溶融金属に対して、交番磁界が供給される（図７参照）。なお、交番磁界を供給する手法としてはこれに限定するものではなく、矩形波を供給するなど公知の各種手法を用いることができる。
交番磁界が供給されることにより、磁場受信手段６４において検出される電位は、不安定となりがちである。したがって、磁場発生手段に対して供給する電圧の周波数を高めることで電位を安定化することが好ましい。好ましい周波数は、１００ｋＨｚ以上１２０ｋＨｚ以下である。１２０ｋＨｚを超えると、磁場受信手段で検出する電位が低くなりすぎて制御信号への変換が困難となる傾向がある。また、１００ｋＨｚ未満であると、電位が不安定になりがちであるからである。
【００３１】
また、磁場発信手段６２に対する磁場受信手段６４のコイル巻き数を大きくするなどして、電位差が大きくなるようにすることが好ましい。このため、磁場発生手段６２においては、巻き数を１０００未満（好ましくは約６００〜約８００）とし、磁場受信手段６４においては巻き数を約２０００〜約４０００程度）とすることが好ましい。巻き数の比としては、磁場受信手段の巻き数を磁場発信手段の巻き数に対して５〜６倍とすることが好ましい。
【００３２】
磁場発信手段６２に交流電源により電位が供給されることで、この発信手段６２において磁場が発生し、当該磁場に基づいて、磁場受信手段６４において電位が発生する。発生した電位は、適切な変換器を介されることで、電位差とパルス数とに変換される。この電位及び／又はパルス数は、搬送管路４内の溶融金属量を反映し、溶融金属が多ければ、溶融金属の負荷により検出される電位は小さくなり、少ないときは、検出される電位は大きくなる。このような溶融金属量と電位との関係を利用することにより、溶融金属量（溶融金属レベル）を算出することができる。すなわち、予め、当該量的関係を確立しておくことにより、当該関係に基づいて、検出した電位から溶融金属量を算出することができる。
【００３３】
また、磁場受信手段６４では、交番磁界が供給されているため、溶融金属量によりパルス数が変化する。溶融金属が多ければパルス数が小さくなり、溶融金属が少なければパルス数が大きくなる。したがって、予め溶融金属量とパルス数との関係を確立しておくことにより、当該関係に基づいて、検出したパルス数から溶融金属量を算出することができる。
さらに、検出されたパルス数から、溶融金属の移動速度を得ることができる。すなわち、予め、供給される交番磁界における溶融金属量とパルス数との関係を確立しておき、当該関係に基づいて、検出したパルス数から溶融金属の移動速度を算出することができる。
これらの情報に基づいて、溶融金属の搬送量を得ることができる。また、搬送量を調節することができる。
【００３４】
この計量機構６０は、溶融金属の搬送手段を停止した状態においては、搬送管路４内の溶融金属付着量（付着の有無）も検出することができる。したがって、上記計量機構６０のうち、溶融金属量の検知機構を、溶融金属搬送中以外の状態（例えば、付着状態）にある搬送管路４内の残留溶融金属量（残留の有無）あるいは本来溶融金属の漏出量（あるいは漏出の有無）を検知するための手段３０、２２に採用することができる。
なお、換言すれば、この計量機構６０は、溶融金属の搬送中において、搬送管路４内に溶融金属が付着していると、搬送量の計測に大きく影響を受ける。したがって、後述する非濡れ性に優れた溶融金属接触部位（層）を有する搬送管路４を用いることにより、本計量機構６０は、高い精度と正確性を発揮する。なお、上記溶融金属付着量計として使用できることから、この計量機構６を搬送管路４の非濡れ性低下による溶融金属付着程度の検出計として使用することができる。すなわち、計量精度に影響を及ぼす溶融金属の付着前に搬送管路を交換するなどのメンテナンスを行うことにより、本計量機構６０による計量精度を維持することができる。
なお、本発明において開示する計量装置（検出装置）は、溶融金属の計量・検出装置としてのみならず、その他の液体などの流体の計量・検出装置としても用いることができる。たとえば、このような流体の搬送あるいは通過経路を挟んで対向状に磁場発信手段と磁場受信手段とを備えるようにする以外は、上記計量機構と同様に構成とすることにより、容易に、他の流体の計量。検出装置として使用することができる。特に、このような流体等の計量・検出装置は、流体に非接触で計量・検出できる点において有用である。
【００３５】
次に、このような溶融金属供給装置２を用いて溶融金属を鋳造用のキャビティ等に供給して、鋳物を製造する方法について説明する。
まず、溶解金属保持炉３内の溶融金属を、電磁ポンプ４０を作動させることにより、鋳造用キャビティに溶融金属を供給する。同時に計量機構６０も作動させる。溶融金属の搬送に伴って、搬送管路４内に設けられる、磁場受信手段においては、電位及びパルス数が検出される。電位差あるいはパルス数と溶融金属量との関係、及びパルス数と移動速度との関係とが関連付けられていれば、検出された電位差及びパルス数に基づいて、搬送量が検知される。検知された搬送量が設定された搬送量より多いか少ないかが制御手段内の判定手段で判定され、判定結果に応じて、設定量の溶融金属がキャビティに供給されるように、電磁ポンプ４０の作動時間や供給電流が制御される。これにより、常時正確な量の溶融金属を鋳造用キャビティに供給することができ、精度の高い鋳物を製造することができる。
【００３６】
溶融金属量の検知手段３０を搬送管路４に備える場合について説明する。メンテナンス作業に先だって、排出弁を作動させて搬送管路４の排出口２４を開放させて、搬送管路４内の溶融金属を排出後、排出の確認、あるいは冷却工程の開始のタイミングを計るため、残存する溶融金属量を検知する工程を実施する。このとき、検知手段３０を作動させて、溶融金属量を検知することができる。なお、この場合も、予め、関連つけられた電位差あるいはパルス数と溶融金属量との関係に基づいて、溶融金属量が検知されることになる。
なお、上記した本発明の各構成要素は、それぞれ単独、あるいは組み合わされて、本願発明に係る溶融金属供給装置、計量装置、鋳物の製造方法及び鋳造装置に適用することができる。
【００３７】
（溶融金属接触部材）
次に、溶融金属接触部材について説明する。ここで溶融金属とは、既に述べたように、特に限定しない。溶融金属としては５００℃以上の溶融金属において、良好な非濡れ性を発揮しうる。好ましくは、アルミニウム及び／又はマグネシウムを含有する溶融金属であり、特に、アルミニウム合金あるいはマグネシウム合金溶湯とすることが好ましい。
【００３８】
本発明におけるアルミニウム合金は、アルミニウムを主成分とする合金を意味する。具体的には、アルミニウムの他、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｔｉ等のアルミニウムと合金を構成可能な金属を少なくとも１種以上を含有していればよい。好ましくは、Ｍｇを含む。Ｍｇは好ましくは全体に対して２０ｗｔ％以下含有されている。
本発明において使用できるアルミニウム合金としては、例えば、表１（単位：ｗｔ％）に例示されるものがある。
【表１】

また、本発明におけるマグネシウム合金は、マグネシウムを主成分とする合金を意味している。例えば、マグネシウムの他、アルミニウム、マンガン、亜鉛、ジルコニウム等のうち１種あるいは２種以上を含んでいる。
【００３９】
本発明の溶融金属接触部材は溶融金属（以下、単に溶湯ということもある。）に対する非濡れ性に優れることから、溶融金属に接触する可能性のある部位を備える溶湯用部材に適用することが好ましい。具体的には、溶湯搬送管路、ラドル、攪拌機等を挙げることができる。かかる部位のメインテナンスが容易となるだけでなく、溶湯計量精度も向上する。特に計量機構部位に適用することが好ましい。
また、管路や成形型材等、あるいはこれらの接合部位を備える部材においても好ましく適用できる。接合部位界面の非濡れ性が向上される結果、接合部位の隙間への毛細管力による溶湯の侵入を効果的に抑制できるからである。これにより、接合部位のメインテナンスが容易となる。
なお、本発明の合金溶湯接触部材は、電磁ポンプ式の金属溶湯供給装置に適用されることが好ましい。
【００４０】
本発明の接触部材の基材としては、チタン酸アルミニウムセラミックス、サイアロンセラミックス、窒化ケイ素セラミックス等とすることができる。チタン酸アルミニウムセラミックスは、チタン酸アルミニウム（Ａｌ₂ＴｉＯ₅）を主体とするセラミックスであり、通常、Ｓｉを含有している。なお、Ｓｉは、典型的には、シリカ（ＳｉＯ₂）の形態で含有されているが、この形態に限定されるものではない。金属元素でも、他の金属との複酸化物との形態もありうる。本チタン酸アルミニウムセラミックスにおけるシリカの含有量は、特に限定しないが、通常１〜１０ｗｔ％程度である。好ましくは、４〜８ｗｔ％である。なお、チタン酸アルミニウムセラミックスには、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＭｇＯ等を含んでいてもよい。また、Ｓｉの一部あるいは全部に替えてマグネシウムによって還元されないＹ₂Ｏ₃やＣａＯを含ませてもよい。
【００４１】
サイアロンセラミックスは、サイアロンを主体とするセラミックスをいうものとする。とは、Ｓｉ₃Ｎ₄の固溶体の一種であり、β’−サイアロンと、α−サイアロンとの２種類がある。β’−サイアロンとは、Ｓｉ_6-zＡｌ_zＯ_zＮ_6-zで表される化合物であり、ｚは０より大きく、最大４．２までの数値を取りうるものである。また、α−サイアロンとは、Ｍ_X（Ｓｉ、Ａｌ）₁₂（Ｎ，Ｏ）₁₆で表される化合物であり、ｘは、０より大きく２．０以下である。Ｍは、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、及び希土類元素（Ｙ，Ｎｄ、Ｙｂ等を含む）からなる群から選択される１種以上である。
【００４２】
溶湯接触部位における溶湯に対する非濡れ性発現のためには、これらのセラミックス基材からなる部材表面の少なくとも溶湯と接触する部位にはＭｇＡｌ₂Ｏ₄他、Ａｌ₂Ｏ₃，ＭｇＯ、及びＡｌ₂ＴｉＯ₅からなる群から選択される１種あるいは２種以上の成分を含有する表層を有していることが好ましい。これらの層は、それぞれ、溶湯の非濡れ性に優れている。また、セラミックス基材中にＳｉＯ₂などのＳｉ成分を含有している場合、溶湯中のＡｌやＭｇなどの還元性成分による還元により生成するＳｉが基材表面側に存在することにより、非濡れ性が低下することが本発明者らにより見出された。これらの表層は、溶湯からのＡｌやＭｇの基材側への浸透や基材中のＳｉ成分の基材表面への浸透を抑制して、基材表面におけるＳｉの生成を抑制し、これにより、非濡れ性低下を抑制することができる。
【００４３】
ＭｇＡｌ₂Ｏ₄は溶湯に対する非濡れ性に優れている。好ましくは、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄を主体とする層であることが好ましい。より好ましくは、実質的にＭｇＡｌ₂Ｏ₄のみからなる層とすることが好ましい。
特に、基材セラミックスとしてチタン酸アルミニウムセラミックスのように焼結助剤などとしてＳｉＯ₂を含有するセラミックスを用いる場合には、この層により基材セラミックス側に含まれるＳｉの溶湯側への拡散を抑制することができる。表層におけるＳｉの存在が抑制される結果、これにより非濡れ性を維持することができるようになる。また、溶湯中にＳｉが含まれる場合に、そのＳｉとチタン酸アルミニウムセラミックスなどの基材セラミックスとの接触を回避して非濡れ性低下を抑制できる。
ＭｇＡｌ₂Ｏ₄層は、この組成を有するセラミックス組成物を付与して、加熱焼成して表面に付与してもよいし、この組成が得られるように調製した原料の被膜をセラミックス基材上に形成し、焼成によりＭｇＡｌ₂Ｏ₄を生成させることによっても得ることができる。
【００４４】
また、溶湯と接触する部位には、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄の他_、Ａｌ₂Ｏ₃，ＭｇＯ、及びＡｌ₂ＴｉＯ₅からなる群から選択される１種あるいは２種以上の成分を含有する層を備えていることが好ましい。これらは、非濡れ性に優れるとともに、溶湯中の還元性成分と基材中のＳｉ成分との接触を回避できる層（ＭｇＡｌ₂Ｏ₄）を形成できる。さらに、Ａｌ₂Ｏ₃，ＭｇＯ、及びＡｌ₂ＴｉＯ₅を、アルミニウムやマグネシウムに接触させてこれらの金属による化学反応を生じさせる処理を行うことによって、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄を生成させることができる。アルミニウムやマグネシウムは、鋳造などに用いられる溶湯中によく含まれる金属である。また、溶湯は、通常５００℃以上、多くの場合７００〜８００℃であるので、上記の化学反応や熱分解反応が容易に生じうる条件を備えている。このため、この方法によれば、このような表層を有する基材を、溶湯と接触させることにより、非濡れ性発現に効果的である層を基材表面にその場生成させることができる。
なお、溶湯との接触によるＭｇＡｌ₂Ｏ₄のその場生成でなく、溶湯に使用するのに先だって、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄の生成反応をこれらの層において生じさせて、予め、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄を生成させておくこともできる。
【００４５】
たとえば、Ａｌ₂Ｏ₃を含有する層は、好ましくは、α−Ａｌ₂Ｏ₃を含有する。α−Ａｌ₂Ｏ₃層は、アルミナゾルのディップコーティング等によりアルミナ膜を形成した後、大気中で焼成（好ましくは１１００〜１５００℃）することにより得られる。
また、ＭｇＯを含有する層は、マグネシウム塩を水に溶かし、ディップコーティングした後、大気中で焼成（好ましくは１１００〜１５００℃）することにより得ることができる。好ましくは、硝酸マグネシウム水溶液をディップコーティングした後、大気中で焼成（好ましくは１１００〜１５００℃）によって得るようにする。
【００４６】
Ａｌ₂Ｏ₃層およびＭｇＯ層による非濡れ性発現は、それぞれの層に、ＭｇあるいはＭｇＯ、および／または、ＡｌあるいはＡｌ₂Ｏ₃を作用させて化学反応を行わせることにより生成されるＭｇＡｌ₂Ｏ₄層にも基づいている。好ましくは、α−Ａｌ₂Ｏ₃層あるいはＭｇＯ層を形成した後に、ＭｇあるいはＡｌを含有する溶湯（例えばアルミニウム合金溶湯、マグネシウム合金溶湯）中に、当該部材を一定時間浸漬することによりその場生成させることができる。最も好ましくは、α−Ａｌ₂Ｏ₃層形成後に、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄層をその場生成させる。
【００４７】
また、Ａｌ₂ＴｉＯ₅層による非濡れ性発現は、熱などによる分解反応によりＡｌ₂Ｏ₃を生成させ、次いで、あるいはＡｌ₂Ｏ₃の分解生成と同時に、ＭｇあるいはＭｇＯと接触させることにより、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄層を得ることでも可能である。たとえば、Ａｌ₂Ｏ₃層と同様に、Ａｌ₂ＴｉＯ₅層を、Ｍｇを含有する溶湯（アルミニウム強引溶湯やマグネシウム合金溶湯）に接触させることにより、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄層を得ることができる。
【００４８】
ＭｇＡｌ₂Ｏ₄他、Ａｌ₂Ｏ₃，ＭｇＯ、及びＡｌ₂ＴｉＯ₅からなる群から選択される１種あるいは２種以上の成分を含有する層は、これらの単独成分から実質的に構成される層、あるいはこれらの成分の組み合わせから実質的に構成される層とすることもできる。いずれにしても、これらの成分で実質的に構成されるかあるいはこれらの成分のみからなることが好ましい。より好ましくは、これら以外の他のセラミックス成分を実質的に含まない一の種類のセラミックス成分の単相となっていることが好ましい。また、層は、複数の層を含む積層構造とすることもできる。
【００４９】
特に、セラミックス基材がチタン酸アルミニウムセラミックスを始めとして、基材中にＳｉＯ₂などの成分を含有する場合には、セラミックス基材表面のＭｇＡｌ₂Ｏ₄他、Ａｌ₂Ｏ₃，ＭｇＯ、及びＡｌ₂ＴｉＯ₅からなる群から選択される１種あるいは２種以上の成分を含有する表層は、基材セラミックスにＳｉを含有する場合には、基材よりもＳｉ含有量が低くなっていることが好ましい。あるいは、Ｓｉ含有量が３ｗｔ％以下であり、より好ましくは１ｗｔ％以下である。さらに、実質的にＳｉを含有しないことが好ましい。ここでＳｉを実質的に含有しないとは、Ｓｉの含有量が０．１ｗｔ％以下であることを意味し、より好ましくは０．０１ｗｔ％以下である。ＭｇＡｌ₂Ｏ₄層におけるＳｉ含有量が低いことの他、Ａｌ₂Ｏ₃，ＭｇＯ、及びＡｌ₂ＴｉＯ₅層においてもＳｉ含有量が低い結果、最終的に得られるＭｇＡｌ₂Ｏ₄層において、Ｓｉ含有量を低くすることができる。このため、基材セラミックスの溶湯接触表面でのＳｉの存在による非濡れ性低下を回避できる。
なお、本発明の溶融金属接触部材は、このような表層を少なくともセラミックス基材の表面に有すればよい。したがって、当該表層が基材セラミックスと同一組成であるような部材も包含される。例えば、溶融金属に対する各種の要求特性を満たすようなセラミックス基材（典型的にはチタン酸アルミニウムセラミックス）の場合には、それ自体、Ｓｉ含有量を一定量以下とすることで、非濡れ性の発現と維持とを達成させることが可能となる。かかるチタン酸アルミニウムセラミックスとしては、ＳｉＯ₂の一部あるいは全部に替えてＹ₂Ｏ₃やＣａＯを含有させたものを挙げることができる。
【００５０】
Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄及びＡｌ₂ＴｉＯ₅からなる群から選択される１種あるいは２種以上を含有する層は、ＳｉＯ₂などのＳｉ成分を含むチタン酸アルミニウムセラミックスなどのセラミックス基材との関係において、以下の（１）〜（３）の３種類のうちいずれか１種の拡散抑制機能を有していることが好ましい。
（１）Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄及びＡｌ₂ＴｉＯ₅からなる群から選択される１種あるいは２種以上を含有する層は、セラミックス基材中のＳｉ（Ｓｉの他、シリカ（ＳｉＯ₂）が典型的である）の拡散を抑制できる。より具体的には、当該拡散抑制機能を発揮できる程度の緻密度および／または膜厚を備えるようにする。
なお、セラミックス基材中のＳｉの拡散とは、Ｓｉのセラミックス基材の外方向（溶湯側）への拡散を意味する。
（２）また、当該層は、溶湯中のＡｌ及びＭｇのセラミックス基材側への拡散を抑制できる。より具体的には、当該拡散抑制機能を発揮できる程度の緻密度および／または膜厚を備えるようにする。
（３）溶湯中にＳｉを含む場合に、このＳｉのセラミックス基材側への拡散を抑制できる。より具体的には、当該拡散抑制機能を発揮できる程度の緻密度および／または膜厚を備えるようにする。
以上のうち、より好ましくは、２種類以上を有している。特に、（１）及び（２）を有していることが好ましい。また、溶湯中にＳｉを含む場合には、（３）を備えていることが好ましい。最も好ましくは、いずれの拡散抑制機能も備える。
【００５１】
このような拡散抑制機能を発揮するには、膜厚が０．１μｍ〜１０００μｍであることが好ましい。０．１μｍ未満であると、溶湯との繰り返しの接触における溶湯流れにより被膜が早期に磨耗し、拡散阻止効果及び実質的に非濡れ性を実現できないからである。また、１０００μｍを超えると、チタン酸アルミニウムセラミックスと被膜との熱膨張係数の差により、コーティング焼付け後の冷却工程で被膜に亀裂や剥離が生じ、拡散阻止効果を発揮できないからである。より好ましくは、１μｍ〜５００μｍである。さらに、好ましくは、１０μｍ〜１００μｍである。
また、緻密度の観点からは、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、Ａｌ₂ＴｉＯ₅及びＭｇＡｌ₂Ｏ₄含有層は、いずれも、気孔率３０％以下であることが好ましい。気孔率が３０％を超えるとアルミニウム合金溶湯中のＡｌ、Ｍｇ、Ｓｉの拡散や、セラミックス基材中のＳｉの拡散を抑制し難くなる。
【００５２】
本発明における、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄およびＡｌ₂ＴｉＯ₅からなる群から選択される１種あるいは２種以上の化合物を含有する表層部を備えることにより、いずれの被膜の場合でも、溶湯との接触による基材セラミックス中のＳｉのセラミックス表面への拡散を抑制して、非濡れ性を確保できる。
さらに、引き続いて、アルミニウム合金溶湯との接触等により最終的に得られるＭｇＡｌ₂Ｏ₄膜により、接触部位の非濡れ性を効率的に確保できる。よって長期にわたって非濡れ性を維持することができる。
また、最終的に得られるＭｇＡｌ₂Ｏ₄層も、Ｓｉの浸透拡散を抑制するため、安定して非濡れ性を維持できる。
したがって、これらのいずれかの層を溶湯（典型的には、アルミニウム合金溶湯あるいはマグネシウム合金溶湯）との接触部位に供える部材を用いて、鋳物を製造すると、精度が高い鋳造を効率よく達成できる。
【００５３】
また、本発明に係るＭｇＡｌ₂Ｏ₄層を備えるセラミックス部材は、所定部位にＡｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯおよびＡｌ₂ＴｉＯ₅からなる群から選択される１種あるいは２種以上を含有する層を形成して、実際のアルミニウム合金やマグネシウム合金などの鋳造工程において使用して、これらの部位を、Ｍｇおよび／またはＭｇＯを含むアルミニウム合金溶湯やＡｌおよび／またはＡｌ₂Ｏ₃を含むマグネシウム合金溶湯などに接触させることにより、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄層を形成することによって得ることができる。これにより、特に、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄層を形成することなく、Ａｌ₂Ｏ₃層等を形成するだけで、容易にＭｇＡｌ₂Ｏ₄層を得ることができる。
また、鋳造工程中において、当初は、Ａｌ₂Ｏ₃層等により非濡れ性が確保されるが、接触時間の増大に伴い、引き続き、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄層がその場生成され、このＭｇＡｌ₂Ｏ₄層によって非濡れ性が確保されるため、チタン酸アルミニウムセラミックス製部材の非濡れ性寿命を効率よく延長することができる。
【００５４】
さらに、本発明によれば、所定部位にＡｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯおよびＡｌ₂ＴｉＯ₅からなる群から選択される１種あるいは２種以上を含有する層を形成して、Ａｌ（Ａｌ₂Ｏ₃でもよい）および／またはＭｇ（ＭｇＯでもよい）と反応させることによりＭｇＡｌ₂Ｏ₄層を形成することにより、溶融金属に対する非濡れ性を改善する表面改質方法も提供される。この表面改質工程は、金属溶湯の搬送部材にあっては搬送工程において、また、金属溶湯の鋳造部材にあっては、その鋳造工程において、これらの工程に付随して実施することができるし、また、これらの工程とは独立して実施することができる。本改質方法は、上記した各種態様のすべての包含する。
【００５５】
【実施例】
実施例１：アルミナクロス織りシートにより補強したチタン酸アルミニウムセラミックスの作製
チタン酸アルミニウム（Ａｌ₂ＴｉＯ₅）の原料粉末として、丸ス釉薬合資会社製のＴＡ−４（Ｙ₂Ｏ₃添加量５ｗｔ％、ＳｉＯ₂無添加）を使用した。この原料粉末に、水とアルミナボールを、原料：アルミナボール：水（１：１：０．７）の重量比になるように調整して６３時間ボールミル混合した。その後、このＡｌ₂ＴｉＯ₅スラリーを篩い（２００メッシュ）に通した後、フィルタープレス機による脱水を行いＡｌ₂ＴｉＯ₅のプレスケーキを得た。
このプレスケーキに、水、解こう剤（中京油脂製、商品名：Ｄ−３０５）、バインダー（中京油脂製、商品名ＷＥ−５１８）を適当量添加し、スラリー比重が２．１〜２．３ｇ／ｃｍ³になるように調整した。
その後、このスラリーを石膏型に流し込み、鋳込み成形した後、室温にて乾燥させてグリーン成形体を得た。グリーン成形体は、長尺管(長さ１００ｍｍ、高さ６８ｍｍ×幅４８ｍｍ、肉厚９ｍｍ)と、図５に示す接合部位を備える容器状の接合体セット（２部材）のもの（合計３部材）とを作製した。図５に示すように長尺管の端部は凸状のテーパー構造をとる。
このグリーン成形体を、１５８０℃の大気中において１時間焼成することにより、Ａｌ₂ＴｉＯ₅セラミックス焼結体を得た。
なお、非濡れ性を比較するために、チタン酸アルミニウム（Ａｌ₂ＴｉＯ₅）の原料粉末として丸ス釉薬合資会社製のＴＡ−２（ＳｉＯ₂添加量５ｗｔ％）を使用し、同様の方法にて長尺管を作製した。
【００５６】
次に、得られたＡｌ₂ＴｉＯ₅セラミックス焼結体（計３部材）にアルミナゾル（日産化学株式会社製、商品名：アルミナゾル５２０）をディップコーティングした後、室温にて乾燥させた。なお、長尺管については、アルミナ繊維シート（三井鉱山マテリアル（株）製、商品名：ＡＬＭＡＸ）を上記アルミナゾルに含浸した後、長尺管に巻き付けて室温にて乾燥させたものを別途調製した。その後、１１００℃の大気中で１時間焼成することにより、各Ａｌ₂ＴｉＯ₅セラミックス焼結体の表面全体に５μｍの厚みのα−Ａｌ₂Ｏ₃層を形成させると共に、アルミナ繊維シートを表面に固着させた長尺管を作製した。
【００５７】
実施例２：非濡れ性寿命の評価
上記のアルミナ繊維シートで補強した長尺管（ＴＡ−４粉末使用）の端部に、穴を開けて白金線で金属アームに吊した後、もう一方の端部から管長の８割までを７００℃のアルミニウム合金（Ａ４Ｃ）溶湯に５０秒間漬けた後、長尺管を溶湯から引き上げる、という工程を、長尺管引き上げ時に溶湯が管壁に付着し残留するまで繰り返した。その結果、実施例で作製した長尺管によれば、この工程を１５０００回終了するまでは、溶湯の付着は全く認められず、かつ長尺管に割れなど全く認められなかった。このことから、当該長尺管は、良好な非濡れ性を保有し、かつ部材の健全性も維持できることがわかった。また、１５０００回終了の時点において、長尺管壁には、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄層の生成が確認された。
対照として、Ａｌ₂Ｏ₃層形成前のＡｌ₂ＴｉＯ₅セラミックス製長尺管（アルミナ繊維シート補強無し、ＴＡ−２粉末使用）にて同様の工程を実施したところ、２０００回程度で溶湯の付着が認められた。また、Ａｌ₂Ｏ₃層を付与したＡｌ₂ＴｉＯ₅セラミックス製長尺管（アルミナ繊維シート補強無し、ＴＡ−４粉末使用）の場合は、１２０００回浸漬させた際に非濡れ性は維持するものの長尺管が破壊した。
以上のことから、アルミナ繊維シートを保護手段とする補強が管体の破損の抑制に有効であることがわかった。また、Ａｌ₂Ｏ₃層が形成されていないＡｌ₂ＴｉＯ₅（ＳｉＯ₂５ｗｔ％含有）の場合、顕著に非濡れ性が低下することがわかった。
【００５８】
実施例３：接合体のシール性
図５に示すように、α−Ａｌ₂Ｏ₃層を備えるＡｌ₂ＴｉＯ₅セラミックスの接合体セットの各部材（ＴＡ−４粉末使用）を接合部位において、アルミナ繊維スリーブ（三井鉱山マテリアル（株）製、商品名：ＡＬＭＡＸ）を介して、窒化ケイ素セラミックス製の穴あきリングとアルミナ−シリカ繊維紐（三井鉱山マテリアル（株）製、商品名：ＡＬＭＡＸ−Ｂ）で締め付けた。この接合体内部にアルミニウム合金塊（Ａ４Ｃ）を入れた後、アルゴン雰囲気中（流量１００ｃｃ／ｍｉｎ）にて７２０℃まで昇温（２０℃／ｍｉｎ）して溶解した。溶解後、１時間７２０℃保持した後、降温（２０℃／ｍｉｎ）する工程を５０回繰り返した。
この結果、この繰り返し工程中、接合部位から溶湯漏れは全く観察されなかった。また、接合体内壁の溶湯接触部位に、溶湯の付着は全く認められず、良好な非濡れ性を維持しているのを確認した。なお、接合体内部の溶湯接触部位には、表面にＭｇＡｌ₂Ｏ₄層が形成されていることが確認された。
【００５９】
実施例４：溶湯供給性能
図８に示される溶湯供給の評価システムを構築した。なお、このシステムは、図１に例示する溶融金属供給装置において、鋳造側にも溶解保持炉を備えた点が異なるのみであり、その他の構成は同一である。なお、図１と同様に、図８においても、保温手段や加熱手段などが省かれた状態で記載されている。なお、搬送管路は、実施例１で作製した長尺体と接合セット（いずれもＴＡ−４粉末使用、アルミナ繊維シート補強あり）を用いた。
このシステムにおいて、溶湯の入口側にある溶解保持炉から出口側の溶解保持炉へと溶湯をアルミニウム合金溶湯（Ａ４Ｃ）の搬送しつつ、それぞれの溶解保持炉内の溶湯温度を計測した。
その結果、溶湯供給装置内の溶湯搬送温度を７００℃±５℃以内に制御できることを確認した。
また、搬送管路に備えた計量装置により、７００℃における単位時間あたりの溶湯搬送量を２０ｋｇ／ｍｉｎ±２wt％以内に制御できることを確認した。
一方、この長尺管の両側面に０．１ｍｍ厚のアルミニウム箔を付着させた状態と何も付着させない状態とで、各種周波数（４０ｋＨｚ〜８０ｋＨｚ）の電位を供給して、磁場受信手段で発生する電位を測定した。なお、長尺管内部には何もない状態で測定した。
測定結果によれば、いずれの周波数においても、アルミニウム箔を付着させた状態での発生電位は、アルミニウム箔がない状態でのそれに比較して、約５〜約１０％低下することがわかった。すなわち、金属の付着が発生すると、検出される搬送量が増大する傾向があることがわかった。また、周波数が小さいほど、検出感度は高まる傾向があった。
したがって、この計量機構によれば、微小量の溶融金属の付着であっても、検出することができることがわかった。同時に、搬送管路の内壁の非濡れ性が低下して、溶融金属の付着が生じると、微少量であっても定量精度に影響を及ぼすことがわかった。
【図面の簡単な説明】
【図１】溶融供給装置の概略を示す図である。
【図２】搬送管路の保護手段として、搬送管路の表面にメッシュ状体を装着する状態を示す図である。
【図３】溶融金属供給装置の搬送部分の側面図である。
【図４】搬送管路周囲の構造を示す図であり、搬送管路の搬送方向に沿った断面図と搬送方向に直交する断面図とを示す。
【図５】搬送管路の接合部位の一例を示す図であり、接合部位形成部材を示す図（ａ）と接合状態を示す図（ｂ）（ｃ）とを示す。
【図６】搬送管路の接合部位を構成する部材の断面構造の一例を示す。
【図７】計量機構の一例を示す図である。
【図８】実施例４において、溶湯供給性能の評価に用いた溶湯供給装置の概略を示す図である。
【符号の説明】
２溶融金属供給装置
４搬送管路
５管体
６保護手段
４０電磁ポンプ
６０計量機構[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a molten metal supply device that conveys and supplies, for example, molten metal aluminum and molten metal sodium. Moreover, it is related with the technique for providing and maintaining the non-wetting property of the ceramic member which contacts molten metals, such as a molten metal containing aluminum and magnesium.
[0002]
[Prior art]
For example, in order to transport molten metal such as molten metal sodium in a fast breeder reactor and molten metal aluminum in a casting facility, a linear induction electromagnetic pump that applies thrust to the molten metal by electromagnetic induction is used.
In a molten metal supply device, particularly a molten metal supply device in a casting facility, supplying a certain amount of molten metal to a casting cavity is important for ensuring casting accuracy.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the case of a molten metal supply device equipped with an electromagnetic pump, the casting cavities or cylinders are adjusted by adjusting the transfer speed and transfer time of the molten metal by controlling various currents such as the frequency, current density, and current supply time of the current supplied to the electromagnetic pump. I was trying to supply molten metal.
However, in the electromagnetic pump, thrust is applied to the molten metal, which is a fluid, and it is difficult to accurately control the transfer amount by current control.
Even when a discharge cylinder is provided for supply to the cavity, finally, the supply accuracy of the molten metal by the electromagnetic pump becomes a problem. Even if an orifice or a valve is provided in the supply path to the cavity, the amount of molten metal supplied depends on the accuracy of molten metal supply.
[0004]
In addition, in a molten metal supply device, since a very high temperature molten metal is conveyed, stability of the supply device and ease of maintenance are required.
Moreover, in the conveyance of the molten metal by an electromagnetic pump, it is preferable to form the conveyance pipeline with aluminum titanate ceramics or sialon ceramics from the viewpoint of low heat resistance, thermal shock resistance, and thermal expansion. However, in order to suppress the possibility of breakage due to various impacts as low as possible, it is desirable to reduce the impact on the transfer pipeline and the thermal shock as much as possible.
Moreover, it is necessary to hold the whole conveyance pipe line in a heat-retaining room and to reliably maintain the molten state of the molten metal and avoid solidification. However, when the transport pipe or the like is damaged, there is a risk that the heat retaining means may be greatly damaged, and the supply stop period of the molten metal is prolonged, which may cause a significant decrease in productivity. Moreover, the connection part of the pipe in a conveyance pipe line is easy to thermally radiate, and it exists in the state which a molten metal is easy to solidify in the said site | part. Therefore, in order to ensure quantitative and safe conveyance, it is necessary to ensure the conveyance of the metal in a molten state.
[0005]
When the molten metal is transported by an electromagnetic pump, a connection site between the electromagnetic transport pipe and the molten metal holding furnace or molten metal tank is required. The aluminum titanate ceramics constituting the transfer pipe has a life of about 1 year, and is expected to be replaced more frequently than a holding furnace or a melting tank. On the other hand, if the transport pipe breaks due to thermal fatigue or the like, the apparatus must be stopped while discharging the wet molten metal. Furthermore, if the apparatus is stopped while residual molten metal remains in the transfer pipe, the transfer pipe breaks due to thermal contraction of the transfer pipe material such as aluminum titanate ceramics and thermal expansion of the metal when the operation is restarted next time. There was a fear.
[0006]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a molten metal supply technique capable of ensuring a preferable conveyance state. Another object of the present invention is to provide a casting apparatus or a casting method using such a supply technique. Furthermore, another object of the present invention is to provide a material suitable for transporting or casting molten metal.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The inventors of the present invention have developed a conveyance pipeline structure that suppresses obstacles in the conveyance pipeline and facilitates maintenance. In addition, we have newly developed a measuring means that measures the amount of molten metal that passes through the transport pipeline in a non-contact manner. As a result, the present inventors have found that the above-described problems can be solved by these means, and have found the invention disclosed in this specification.
That is, the present inventors provide the following means.
(1) A molten metal supply device,
A molten metal conveying line;
Protective means including a sheet-like body having a ceramic fiber as a constituent element, which is provided in close contact with the surface of the conveyance pipeline,
A device comprising:
(2) The apparatus according to (1), wherein the sheet-like body includes an alumina fiber and / or a silica fiber.
(3) A molten metal supply device,
A molten metal conveying line;
Heat retaining means for encircling this conveyance line,
And
The said heat retention means is provided with the pipe line which receives and discharge | emits the molten metal leaked in the heat retention means.
(4) The apparatus according to (3), wherein the apparatus includes means for detecting presence or absence of molten metal in a part of the discharge pipe.
(5) The apparatus according to (3) or (4), wherein the conveyance pipe of the apparatus has an openable and closable discharge port for discharging molten metal connected to a part of the discharge pipe.
(6) The apparatus according to (5), wherein the apparatus includes a stop valve that opens and closes a conveyance path in the conveyance pipeline on the upstream side in the conveyance direction of the molten metal from the discharge port.
(7) The apparatus according to any one of (3) to (6), wherein the apparatus includes means for cooling the inside of the heat retaining means.
(8) The heat retaining means includes a heating means inside thereof and below the transport pipe, and the heating means is held in a pipe made of aluminum titanate ceramics (3) to ( The apparatus according to any one of 7).
(9) A molten metal supply device,
A molten metal transport line with an electromagnetic pump;
A ceramic mesh-like sealing means having non-wetting properties with respect to the molten metal, which is provided in a connecting portion of two or more pipes constituting the conveying pipe;
A device comprising:
(10) The apparatus according to (9), wherein the annular body includes a form that can be elastically compressed in a connecting direction of the pipe body.
(11) The device according to (9) or (10), wherein the sealing surfaces of the tubular bodies facing each other at the connection site are tapered.
(12) The device according to (11), wherein the sealing surface of the sealing means has an inclined surface corresponding to the tapered surface.
(13) The device according to any one of (9) to (12), wherein the sealing means is made of alumina fiber having a purity of 95% or more.
(14) A molten metal supply device,
A molten metal conveying line;
An openable and closable discharge port for discharging the molten metal provided in the transport pipe;
A molten metal discharge line connected to the discharge port;
A stop valve that opens and closes the molten metal conveyance path in the conveyance pipeline, provided on the upstream side in the molten metal conveyance direction from the discharge port;
A device comprising:
(15) The apparatus according to (14), further comprising a molten metal amount detection unit at a lowermost part of the transport pipeline.
(16) A molten metal metering device,
A magnetic field transmitting means on a potential supply side and a magnetic field receiving means on a potential receiving side, which are arranged opposite to each other with a molten metal conveyance pipe interposed therebetween and are provided to provide an alternating magnetic field with respect to the molten metal to be conveyed;
Means for detecting the potential or number of pulses generated in the magnetic field receiving means;
A device comprising:
(17) The apparatus according to (16), wherein each of the magnetic field transmission unit and the magnetic field reception unit is an electromagnetic coil, and the magnetic field reception unit is an electromagnetic coil having 2000 to 4000 windings.
(18) The device according to (16) or (17), wherein a potential supplied to the magnetic field transmission means is in a range of 50 Hz to 180 Hz.
(19) The apparatus according to any one of (16) to (18), wherein the magnetic field transmission unit and the magnetic field reception unit are provided on the upstream side of the highest position of the transport pipeline.
(20) A molten metal supply device,
A molten metal conveying line;
A magnetic field transmitting means on the potential supply side and a magnetic field receiving means on the potential receiving side, which are arranged opposite to each other on the side of the transport pipeline and are provided to provide an alternating magnetic field with respect to the molten metal to be transported;
Means for detecting the potential or number of pulses generated in the magnetic field receiving means, the relationship between the potential or number of pulses generated in the magnetic field receiving means and the amount of molten metal in the conveying pipe, and the pulses generated in the magnetic field receiving means Means for calculating the amount of molten metal transported per unit time in the transport pipe based on the relationship between the number and the amount of movement of molten metal per unit time in the transport pipe;
A device comprising:
(21) A casting apparatus comprising the molten metal supply apparatus according to any one of (1) to (15) and (20).
(22) A method for supplying molten metal,
A molten metal conveying line;
A step of supplying an alternating magnetic field to the molten metal to be transported by the magnetic field transmitting means on the potential supply side and the magnetic field receiving means on the potential receiving side, which are arranged opposite to each other on the side of the transport pipeline;
The step of detecting the potential or number of pulses generated in the magnetic field receiving means, the relationship between the potential or number of pulses generated in the magnetic field receiving means and the amount of molten metal in the transport pipe, and the pulses generated in the magnetic field receiving means A step of calculating a molten metal conveyance amount per unit time in the conveyance pipeline based on a relationship between the number and the movement amount of the molten metal in the conveyance pipeline per unit time,
A method comprising:
(23) A method for supplying molten metal,
Detecting the molten metal leaking from the molten metal conveyance line;
Based on detection of leakage of molten metal, shutting off the molten metal conveyance path in the conveyance pipeline and stopping the supply of molten metal;
A step of discharging the molten metal in the conveyance pipeline,
A method comprising:
(24) A casting method using the molten metal supply method according to (22) or (23). (25) A member that contacts the molten metal,
At least as a surface layer of a portion that comes into contact with the molten metal, Al ₂ O _Three , MgO, Al ₂ TiO _Five And MgAl ₂ O _Four A member comprising a layer containing one or more components selected from the group consisting of:
(26) The member according to (24), wherein the surface layer has a Si content of 3 wt% or less.
(27) A molten metal supply apparatus comprising the member according to (25) or (26).
(28) A casting apparatus comprising the molten metal supply device according to (27).
(29) A surface modification method,
(A) Al on the surface to be modified ₂ O _Three MgO and Al ₂ TiO _Five Forming a layer containing one or more selected from the group consisting of:
(B) Al ₂ O _Three MgO and / or Al ₂ TiO _Five MgAl is allowed to act on the layer containing Mg and / or aluminum. ₂ O _Four Generating
A method comprising:
(30) The method according to (29), wherein the layer formed in the step (a) has an Si content of 3 wt% or less.
(31) The method according to (29) or (30), wherein the step (b) is a step of bringing a molten metal containing at least magnesium and / or aluminum into contact with the layer formed in the step (a).
(32) The method according to any one of (29) to (31), wherein the step (b) is performed in a casting step of an alloy containing magnesium and / or aluminum.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
An embodiment of the present invention will be described while illustrating a molten metal supply device according to the present invention. In addition, it is clear that the apparatus and method of this invention are not limited to the form illustrated by the figure.
[0009]
(Molten metal feeder)
The whole structure of one form of this molten metal supply apparatus 2 is shown in FIG. The molten metal supply device in the present invention (hereinafter also referred to as the present supply device) is not particularly limited as long as it is a molten metal supply device. An apparatus for supplying molten metal (molten metal) for casting (casting apparatus) or an apparatus for supplying molten metal sodium to the fast breeder reactor may be used, but a molten metal supply apparatus for casting is preferred.
The molten metal supply device is preferably applied to, for example, molten metal or molten metal containing aluminum and / or magnesium. Typically, it is a molten metal supply device for aluminum alloy casting or magnesium alloy casting.
The apparatus 2 of the present invention preferably has an electromagnetic pump as a means for conveying molten metal. Hereinafter, the apparatus 2 which has an electromagnetic pump as a conveyance means is illustrated and demonstrated.
The supply device 2 includes a conveyance pipeline 4, an electromagnetic pump 40, and a metering device 60. In addition, a heat retaining means 8 disposed along the transport pipeline 4 is provided. In FIG. 1, the heat retaining means 8 is omitted. In the present apparatus 2, the upstream side (molten metal supply side, left side in the figure) of the conveying pipe 4 is connected to the vicinity of the bottom of the metal melting and holding furnace 3, and the downstream side is connected to the molten metal ladle, cylinder, etc. of the casting apparatus. Molten metal is supplied.
[0010]
(Conveyance pipeline)
In the case of using an electromagnetic pump, the conveying pipe 4 is usually connected to the vicinity of the bottom of the molten metal holding furnace 3 and is formed so as to face upward. To be connected to.
Although the cross-sectional shape of the conveyance pipe line 4 which conveys the molten metal with which this supply apparatus 2 is equipped is not specifically limited, It is preferable that it is a square shape. The cross-sectional shape is not particularly limited, but is preferably a flat shape. In the case of a flat shape, an electromagnetic pump is efficiently constructed by arranging inductors along the side surface on the long side. That is, a sufficient driving torque can be obtained for the molten metal without providing a core in the pipe line. Specifically, a flat rectangular tube or an elliptical cylinder can be used as the transport pipeline 4.
The material of the conveyance pipe line 4 may be a non-magnetic material that allows magnetic flux to pass therethrough. For example, ceramics can be used. Preferably, it is a low thermal expansion ceramic, and its thermal expansion coefficient is 1 × 10. ^-6 / ° C. (room temperature to 1000 ° C.) or less. When the thermal expansion coefficient exceeds this value, there is a high possibility that the electromagnetic pump system that is transporting molten metal will be destroyed by a thermal shock when it is suddenly stopped (heated). Examples of such a material include sialon ceramics as well as aluminum titanate ceramics which are excellent in non-wetting with respect to a molten metal. Preferred ceramics and surface modification methods will be described later.
[0011]
(Protection means for transport pipelines)
The conveying line 4 is usually formed by connecting a plurality of ceramic tubular molded bodies such as aluminum titanate ceramics.
It is preferable that the protective means 6 including a sheet-like body including ceramic fibers as a constituent element is held in close contact with the surface of the transport pipeline 4, that is, the outer surface. The pipe body 5 of the transport pipeline 4 is susceptible to various impacts and thermal shocks, and damage to the apparatus or process due to the destruction is very large. Therefore, by providing such a protection means 6, damage can be avoided by protecting the outer surface with strength, and stable use can be ensured. The ceramic fiber material preferably has a heat resistance of 800 ° C. or higher. For example, ceramics mainly composed of silica or the like other than alumina can be used. Alumina is preferred.
Moreover, by using a mesh-like body, effective stress distribution when subjected to external impact is possible. In particular, when an entangled body (sheet, tape, etc.) knitted using a long fiber bundle in which hundreds to thousands of long fibers having a fiber diameter of micron order are used, its deformation tolerance is high, so that it is tubular. Easy to adhere to the compact.
FIG. 2 shows a state in which the mesh-like protection means 6 is attached to the transport pipeline 4 in the vicinity of the joint.
[0012]
In addition, the mesh-like body can be brought into close contact with the surface of the conveyance pipe line 4 by a baking process on the surface of the pipe body 5. In the case of such a close contact form, it can function effectively as a buffer material for thermal stress and thermal shock. Moreover, since it is easy to ensure uniform adhesiveness on the surface of the conveyance pipeline 4, resistance to destruction caused by various impacts and stresses can be increased.
[0013]
It is preferable that the protection means 6 having the mesh-like body is provided over the entire outer circumference of the transport pipeline 4 and approximately the entire length.
The protection means 6 can function not only as a protection means for the transport pipeline 4 but also as a part of the heat retaining means for the transport pipeline 4. In particular, the mesh-like body has a low heat conductivity (for example, a thermal conductivity of 2 W / mK or less) due to the pores present in the mesh-like body, thereby exhibiting a preferable heat retaining function. Specifically, ceramics mainly composed of alumina or silica.
[0014]
(Insulation means)
Since the conveyance pipeline 4 has a function of enclosing a molten metal having a high temperature of about 500 ° C. or higher and about 700 ° C. to 800 ° C. and blocking it from the outside, it is preferable to include the heat retaining means 8. A structure provided with the heat retaining means 8 is shown in FIGS.
As shown in FIG. 3, the heat retaining means 8 has a form that covers the periphery of the transport pipeline 4. Further, as shown in FIG. 4, the heat retaining means 8 surrounds the transport pipeline 4, while a cavity having an air phase 12 between the outermost layer of the heat retaining means 8 and the transport conduit 4. It is preferable to provide.
In the transport pipeline 4, it is necessary to prevent the molten metal from being cooled and solidified. For this reason, it is preferable that the conveyance pipeline 4 is kept warm and heated so that the melting temperature is maintained. In particular, it is preferable to provide the heating means 10 inside the heat retaining means 8. In addition, by forming a concave groove on the surface such as the outer periphery of the transport pipeline 4, the thermal conductivity from the heating means 10 can be improved. The heating means 10 is preferably provided above or below the transport pipeline 4. It is because it is preferable to set it as the mounting position of the measuring device 60 mentioned later on the side of the conveyance pipeline 4. FIG. More preferably, it is arranged below the transport pipeline 4. The heating means 10 is preferably provided in the cavity of the heat retaining means 8.
In addition, as described above, a mesh-like body of low thermal conductive ceramics can be provided as a heat insulating material so as to be in close contact with a portion closest to the conveyance pipeline 4, for example, the conveyance pipeline 4.
[0015]
Furthermore, it is preferable that the electromagnetic pump 40 arranged around the conveyance pipeline 4 is thermally isolated from the conveyance pipeline 4 in order to maintain its operation. For this reason, the outermost layer of the heat retaining means 8 is preferably the heat insulating layer 14 made of a heat insulating material. As the material of the heat insulating layer 14, conventionally known various materials can be used as required, but ceramics, glass and the like are preferable.
[0016]
In addition, it is preferable to further provide an inner layer 16 of a ceramic having low thermal conductivity between the air phase 12 of the heat insulating layer 14. The inner layer 16 is provided in close contact with the inner surface of the heat insulating layer 14, preferably the inner surface of the heat insulating layer 14.
[0017]
FIG. 4 shows an example of the configuration of the heat retaining means 8. In this heat retaining means 8, the outermost layer has a heat insulating layer 14 and an inner layer 16 to surround the transport pipeline 4, and in a hollow container shape to the extent that an air phase 12 is formed around the transport pipeline 4. Is formed. Further, heating means 10 is provided below the conveyance pipeline 4 in the cavity. According to this embodiment, the outside and the conveyance pipeline 4 are well blocked by the outermost layer composed of two layers and the air phase 12. Moreover, since the heating means 10 is provided in the air phase 12, heat can be effectively supplied to the pipe line 4 by the air phase 12.
[0018]
It is preferable that the heating unit 10 is shielded from the conveyance pipeline 4 by the shielding unit 11 in order to avoid damage due to leakage of molten metal when the conveyance pipeline 4 is broken. For example, as a form of the shielding means 11, the heating means 10 is provided in a long shape provided along the conveying pipeline 4 as shown in FIGS. 1 and 2, specifically, along the heater coil and its axis. When it has a core rod for heaters arranged in a coil, etc., it can be set as a skin-like body which covers at least the conveyance pipeline 4 side of these sets. That is, in addition to a tubular shape that covers the entire surface, a roof shape that covers only the molten metal side may be used.
The shielding means 11 preferably has heat resistance in order to avoid damage caused by molten metal. For example, it is preferable to use ceramics mainly composed of alumina or aluminum titanate as a constituent material. More preferably, it is an alumina ceramic. Also in such a shielding means 11, it is preferable that a protective means similar to the protective means for the above-mentioned transport pipeline is covered and adhered to the surface thereof.
[0019]
(Melt metal discharge mechanism)
The heat retaining means 8 is further provided with a discharge mechanism for receiving and discharging the molten metal leaked into the heat retaining means 8 from the transport pipe 4.
The discharge mechanism includes at least a pipe line 20 that receives and discharges the molten metal leaked into the heat retaining means. For example, the discharge pipe 20 has a configuration in which the molten metal leaked from the transport pipe 4 is positioned below the transport pipe 4 in the heat retaining means 8. Specifically, it can be formed by a concave body provided near the bottom in the heat retaining means 8 and opened upward. The discharge pipe 20 having such a configuration can be replaced by a portion of the inner layer 16 provided in the heat retaining means 8 that is present below the transport pipe 4. In the form shown in FIG. 4, the form in which the lower inner layer 16 of the transport pipe 4 is used as the discharge pipe 20 is shown.
[0020]
The discharge pipe 20 is formed so as to be connected to the outside of the heat retaining means 8 on the upstream side of the heat retaining means 8 as it is. In FIG. 3, it communicates with a piping part 21 that extends downward from the bottom of the heat retaining means 8. The piping portion 21 also constitutes a part of the discharge pipeline 20.
In such a piping part 21, in other words, in the discharge pipe line 20 outside the heat retaining means 8, it is preferable to include means 22 for detecting the presence or absence of molten metal. This is because the provision of such means 22 allows quick maintenance work. Although the detection means 22 is not specifically limited, the thing similar to the weighing device 60 mentioned later can be used.
[0021]
It is preferable that the transport pipe 4 of the apparatus of the present invention has a discharge port 24 for discharging the molten metal in the transport pipe 4 in association with the heat retaining means 8 or completely separately. The discharge port 24 is provided so as to be freely opened and closed by a discharge valve or the like. The discharge port 24 is closed in the molten metal supply process. When the transfer pipeline 4 is damaged or maintenance is performed, Open to discharge molten metal. The discharge port 24 can be connected to a discharge pipe which is attached to the heat retaining means 8 or separately provided. 3 and 4, the discharge port 24 is provided so as to be opened in the heat retaining means 8, and the discharge pipe connected to the discharge port 24 is a discharge pipe associated with the heat retaining means 8. It coincides with the road 20.
[0022]
In addition to or separately from the heat retaining means 8, the conveying pipe 4 has a stop valve 28 on the upstream side in the molten metal conveying direction so that the molten metal conveying path 4 in the conveying pipe can be shut off. It is preferable. The stop valve 28 forcibly stops the supply of molten metal in preparation for maintenance work in the transport pipeline 4. After the supply of the molten metal is stopped by the stop valve 28, the downstream side molten metal can be discharged all at once by opening the discharge port 24 described above. By providing the stop valve 28, the molten metal remaining in the transfer pipe 4 can be reliably discharged, and damage such as breakage of the pipe 4 due to thermal expansion of the remaining metal can be avoided when restarting operation after maintenance. . In order to easily check the amount of the molten metal remaining, a detection means 30 for the amount of molten metal may be provided in the vicinity of the discharge port 24 of the conveyance pipeline 4, usually in the vicinity of the lowermost portion of the conveyance pipeline 4. preferable. The detection means 30 will be described later.
[0023]
(Cooling means)
The heat retaining means 8 is preferably provided with a cooling means for cooling the inside and / or the outside. Since the conveyance pipe 4 has the highest temperature, it is preferable that the inside of the heat retaining means 8 can be cooled from the viewpoint of cooling the conveyance pipe 4. After the molten metal is discharged from the transport pipeline 4 such as when a maintenance operation is started, the related apparatus members can be quickly cooled in addition to the transport pipeline 4. Although a cooling means is not specifically limited, For example, it can be set as the structure which supplies and discharges refrigerant | coolants, such as gas, such as air, to the cavity in the heat retention means 8.
[0024]
(Tube connection structure)
The conveyance pipe line 4 is usually configured by connecting two or more pipe bodies 5. The connection part is also a part where stress is easily concentrated. As shown in FIG. 5, in this invention, it is preferable to provide the mesh-like sealing means 32 made from ceramics with respect to a molten metal between the pipe bodies 5 which oppose in a connection part. The sealing means 32 is an annular body that can follow the sealing surface. The sealing means 32 is preferably made of ceramics having non-wetting properties with respect to the molten metal. If it has non-wetting properties, it is possible to reliably avoid leakage of molten metal even in a mesh-like body. Further, in the case of a mesh-like body, it is possible to secure a certain degree of deformation tolerance at the connection site, and buffer stress that tends to concentrate on the portion.
As such ceramics, it is preferable to use ceramics mainly composed of alumina or silica. From the viewpoint of non-wetting, it is preferable to use a mesh-like body of high-purity alumina (purity 95 wt% or more). Further, the mesh-like body may be a non-woven fabric, a knitted fabric, a woven fabric, or the like, but preferably a long fiber bundle in which hundreds to thousands of long fibers having a fiber diameter of micron order are bundled is used. Entangled bodies (sheets, tapes, etc.)
The sealing means 32 preferably has an elastically compressible form. For example, as an external form, an annular body having a certain height, that is, provided as a sleeve shape, can be made flat when attached. It is also preferable that the outer peripheral surface shape of the sleeve-like body is such that the outer diameter becomes the smallest at the central portion along the height direction of the sleeve-like body (see FIG. 5).
Further, the mesh body can be configured to have a three-dimensional structure laminated in the connecting direction from the sealing surface, and the mesh body has a tube shape. It can have the form formed in the annular body of the grade which can be along the opposing site | part. In this case, both the lamination effect of the mesh-like body and the elastic compression effect of the tube-like body can be obtained.
[0025]
The connection form of the tube body 5 by the sealing means 32 will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
The opposing surfaces of the tubular body 5 are preferably polished, and more preferably have an inclined tapered portion 5a that is directed toward the opposing tubular body 5 and becomes convex toward the center side of the tubular body 5. (FIG. 5A and FIG. 6). By having at least such a tapered portion 5a, the contact area between the sealing means 32 and the sealing surface of the tubular body 5 can be increased to improve the adhesion. Moreover, a certain degree of flexibility can be imparted at the connection site.
Furthermore, it is preferable that the surface of the sealing means 32 in close contact with the tapered portion 5a has an inwardly inclined surface 33 so as to correspond to the tapered shape. By combining the tapered portion 5a and the sealing means 32, it is possible to increase the tolerance for displacement such as relative rotation and twisting of the tube body 5 through the sealing means 32 while maintaining a contact area with the sealing means 32.
[0026]
In a state where the sealing means 32 is interposed between the opposing pipe bodies 5, the pipe bodies 5 can be connected by pressing them together. For example, as shown in FIGS. 5B and 5C, an alumina-silica fiber string or ceramics having excellent flexibility is provided by attaching a ceramic ring material 34 to the end of the pipe 5 to be connected. The bolts and nuts made of steel, or both, can be tightened and fixed by locking them to locking parts such as protrusions and through holes provided in the ring material 34. When the ring material 34 is used, a pressing state can be easily secured by providing a flange-like locking portion on the peripheral surface of the end portion of the tube body 5.
According to such a connection form, the pipe body 5 can be easily separated and the conveying pipeline 4 can be disassembled only by detaching the alumina-silica fiber string or the ceramic bolt and nut.
[0027]
The ring material 34 has a thermal expansion coefficient of 3 × 10. ^-Five / ° C. (room temperature to 800 ° C.) or less is preferable. For example, silicon nitride ceramics can be used.
In addition, when the sealing means 32 is provided with elastic deformability, it can avoid effectively that a fixing state loosens by the thermal expansion of a ring material. That is, even if the ring member 34 is thermally expanded and the compressing force is weakened along the direction in which the tube body 5 is opposed by the above-described tightening means such as a string or a bolt, the sealing means 32 is elastically recovered to compress the pressure. The tightened state can be secured.
A string or bolt-nut made of alumina-silica fiber is a suitable example of the pressure-clamping means, and is not limited to this, and the ring material is also suitable as a means for mounting the pressure-clamping member. It is an example and the present invention is not limited to this.
As long as the pipe body 5 is clamped so as to be connectable via the sealing means 32, various known means can be appropriately used as the clamping means and the mounting means attached to the clamping means.
[0028]
(Electromagnetic pump)
Various structures can be employed as the structure of the electromagnetic pump 40 in the supply device 2. Any of an external type and an immersion type may be used, and these may be modified.
In the electromagnetic pump 40, the inductor 42 is arranged so that a moving torque is generated in the molten metal in the transport pipeline 4. The inductor 42 includes at least a stator core 44 and a coil 46 as constituent elements.
Depending on the shape of the conveying pipe 4, a sufficient driving torque is generated in the molten metal in the conveying pipe only by the stator core 44 and the coil 46. Further, the core is further disposed inside the conveying pipe 4 so as to face the stator core. It can also be prepared for.
In the case where only the stator core 44 and the coil 46 are provided, the inductor 42 composed of the stator core 44 and the coil 46 that is provided outside the transfer pipeline 4 through the transfer pipeline 4 in an opposing manner has a width of the transfer pipeline 4. This is a case where a core is not separately required inside the conveyance pipeline 4 because it is sufficiently narrow.
In addition, the inductor 42 including the stator core 44 and the coil 46 can be provided inside the transport pipeline 4. For example, the conveyance pipe line 4 may have a double structure of an outer pipe and an inner pipe, and the inner pipe may be provided with a stator core 44 and a coil 46, and the outer pipe itself may be formed of a magnetic material to be a core. .
The inductor 42 can be arranged in various forms with respect to the conveyance pipeline 4, but when the stator core 44 and the coil 46 are provided outside the conveyance pipeline 4, the vertically long rectangular conveyance pipeline 4. It is preferable to arrange in the state which incline to the horizontal state (same height position) or the angle to 15 degree | times from the horizontal on both sides of the conveyance pipe line 4. If the angle exceeds 15 degrees, there is a high possibility that the components of the electromagnetic pump 40 will be damaged when the molten metal leaks from the conveying pipe 4. More preferably, it is inclined at an angle range of 6 degrees from the horizontal or horizontal. Note that the horizontal center line of the conveyance pipeline 4 and the lateral centers of the inductors 42 on both sides of the conveyance pipeline 4 and the inductors 42 on both sides thereof coincide with each other when viewed from a cross section perpendicular to the axial direction of the conveyance pipeline 4. It is preferable.
The supply device 2 can also include a molten metal holding furnace 3 in which the molten metal is maintained in a molten state. In this case, it is preferable to provide a transport pipeline 4 that is connected upward from the vicinity of the bottom of the molten metal holding furnace 3. Further, in the case of a casting apparatus, the end of the transport pipe is connected to a casting cavity.
[0029]
(Measuring mechanism)
The supply device 2 is transported through a transport line 4 as a molten metal measuring mechanism (device) for transporting a first magnetic field generating means on a potential supply side and a second magnetic field generating means on a potential receiving side. To provide an alternating magnetic field to the molten metal. The metering mechanism 60 is shown in FIGS. The left side of FIG. 6 shows a cross-sectional structure of the mechanism 60, and the right side shows a planar structure.
[0030]
(Magnetic field transmitting means and magnetic field receiving means)
The measuring mechanism 60 includes a magnetic field transmission unit 62 and a magnetic field reception unit 64 on the potential supply side facing each other across the transport pipeline 4. By applying a voltage to the magnetic field transmission means, a magnetic field is generated in the magnetic field transmission means, and in this magnetic field reception means, a potential is generated by the generated magnetic field. Although not particularly limited, typically, an electromagnetic coil can be used as the magnetic field transmission means and the magnetic field reception means.
In the metering mechanism 60, an alternating magnetic field is supplied to the molten metal flow. In the form shown in FIG. 7, an alternating magnetic field is supplied to the molten metal in the transport pipeline 4 by supplying an AC power source to the magnetic field generating means (see FIG. 7). The method of supplying the alternating magnetic field is not limited to this, and various known methods such as supplying a rectangular wave can be used.
By supplying an alternating magnetic field, the potential detected by the magnetic field receiving means 64 tends to become unstable. Therefore, it is preferable to stabilize the potential by increasing the frequency of the voltage supplied to the magnetic field generating means. A preferable frequency is 100 kHz or more and 120 kHz or less. If it exceeds 120 kHz, the potential detected by the magnetic field receiving means tends to be too low, and conversion to a control signal tends to be difficult. Further, if the frequency is less than 100 kHz, the potential tends to become unstable.
[0031]
Further, it is preferable to increase the potential difference by increasing the number of coil turns of the magnetic field receiving means 64 relative to the magnetic field transmitting means 62. For this reason, in the magnetic field generating means 62, the number of turns is preferably less than 1000 (preferably about 600 to about 800), and in the magnetic field receiving means 64, the number of turns is preferably about 2000 to about 4000. As the winding ratio, the number of turns of the magnetic field receiving means is preferably 5 to 6 times the number of turns of the magnetic field transmitting means.
[0032]
When a potential is supplied to the magnetic field transmission unit 62 from the AC power source, a magnetic field is generated in the transmission unit 62, and a potential is generated in the magnetic field reception unit 64 based on the magnetic field. The generated potential is converted into a potential difference and the number of pulses through an appropriate converter. This potential and / or the number of pulses reflects the amount of molten metal in the conveyance pipe line 4. If there is a large amount of molten metal, the potential detected by the load of the molten metal becomes small. growing. By utilizing such a relationship between the molten metal amount and the potential, the molten metal amount (molten metal level) can be calculated. That is, by establishing the quantitative relationship in advance, the amount of molten metal can be calculated from the detected potential based on the relationship.
[0033]
Further, since the magnetic field receiving means 64 is supplied with an alternating magnetic field, the number of pulses varies depending on the amount of molten metal. If the molten metal is large, the number of pulses is small, and if the molten metal is small, the number of pulses is large. Therefore, by establishing a relationship between the molten metal amount and the pulse number in advance, the molten metal amount can be calculated from the detected pulse number based on the relationship.
Further, the moving speed of the molten metal can be obtained from the detected number of pulses. That is, a relationship between the amount of molten metal and the number of pulses in the supplied alternating magnetic field is established in advance, and the moving speed of the molten metal can be calculated from the detected number of pulses based on the relationship.
Based on these pieces of information, the transport amount of the molten metal can be obtained. Further, the carry amount can be adjusted.
[0034]
The metering mechanism 60 can also detect the amount of molten metal adhering (presence / absence of adhesion) in the conveying pipeline 4 in a state where the molten metal conveying means is stopped. Therefore, the molten metal amount detection mechanism of the metering mechanism 60 is set to have a residual molten metal amount (presence / absence of residual) in the conveyance pipe line 4 in a state other than during the molten metal conveyance (for example, attached state) or originally melted. It can employ | adopt as the

means

30 and 22 for detecting the amount of metal leakage (or the presence or absence of leakage).
In other words, the measurement mechanism 60 is greatly affected by the measurement of the conveyance amount if the molten metal adheres in the conveyance pipeline 4 during conveyance of the molten metal. Therefore, the metering mechanism 60 exhibits high accuracy and accuracy by using the conveyance pipe line 4 having a molten metal contact portion (layer) excellent in non-wetting property described later. In addition, since it can be used as the molten metal adhesion amount meter, the measuring mechanism 6 can be used as a detector for detecting the degree of adhesion of the molten metal due to the non-wetting property reduction of the conveying pipe 4. That is, the measurement accuracy by the measurement mechanism 60 can be maintained by performing maintenance such as exchanging the transport pipe before adhesion of the molten metal affecting the measurement accuracy.
The metering device (detection device) disclosed in the present invention can be used not only as a metering / detection device for molten metal but also as a metering / detection device for fluids such as other liquids. For example, except that the magnetic field transmission means and the magnetic field reception means are provided opposite to each other across such a fluid conveyance or passage path, the same configuration as the measurement mechanism described above makes it easy to Fluid metering. It can be used as a detection device. In particular, such a measuring / detecting device for a fluid or the like is useful in that it can measure / detect the fluid without contact.
[0035]
Next, a method for manufacturing a casting by supplying molten metal to a casting cavity or the like using such a molten metal supply device 2 will be described.
First, the molten metal in the molten metal holding furnace 3 is supplied to the casting cavity by operating the electromagnetic pump 40. At the same time, the metering mechanism 60 is also operated. Along with the transport of the molten metal, the magnetic field receiving means provided in the transport pipe 4 detects the potential and the number of pulses. If the relationship between the potential difference or the number of pulses and the amount of molten metal and the relationship between the number of pulses and the moving speed are associated, the transport amount is detected based on the detected potential difference and the number of pulses. Whether the detected transport amount is larger or smaller than the set transport amount is determined by the determination unit in the control unit, and the electromagnetic pump 40 is configured so that a set amount of molten metal is supplied to the cavity according to the determination result. The operation time and supply current are controlled. As a result, an accurate amount of molten metal can be always supplied to the casting cavity, and a highly accurate casting can be manufactured.
[0036]
The case where the detection means 30 of the amount of molten metals is provided in the conveyance pipeline 4 is demonstrated. Prior to the maintenance work, the discharge valve is operated to open the discharge port 24 of the transfer pipeline 4 to discharge the molten metal in the transfer pipeline 4 and then check the discharge or start the cooling process. The step of detecting the amount of molten metal remaining is carried out. At this time, the detecting means 30 can be operated to detect the amount of molten metal. In this case as well, the amount of molten metal is detected based on the relationship between the potential difference or the number of pulses associated with the amount of molten metal in advance.
The above-described constituent elements of the present invention can be applied individually or in combination to the molten metal supply device, the metering device, the casting manufacturing method, and the casting device according to the present invention.
[0037]
(Molten metal contact member)
Next, the molten metal contact member will be described. Here, the molten metal is not particularly limited as described above. As a molten metal, a good non-wetting property can be exhibited in a molten metal of 500 ° C. or higher. A molten metal containing aluminum and / or magnesium is preferable, and an aluminum alloy or a magnesium alloy molten metal is particularly preferable.
[0038]
The aluminum alloy in the present invention means an alloy containing aluminum as a main component. Specifically, in addition to aluminum, at least one metal that can form an alloy with aluminum such as Cu, Si, Mg, Zn, Fe, Mn, Ni, and Ti may be contained. Preferably, Mg is included. Mg is preferably contained in an amount of 20 wt% or less based on the whole.
Examples of the aluminum alloy that can be used in the present invention include those exemplified in Table 1 (unit: wt%).
[Table 1]

The magnesium alloy in the present invention means an alloy containing magnesium as a main component. For example, in addition to magnesium, one or more of aluminum, manganese, zinc, zirconium and the like are included.
[0039]
Since the molten metal contact member of the present invention is excellent in non-wetting with respect to a molten metal (hereinafter sometimes simply referred to as a molten metal), the molten metal contact member can be applied to a molten metal member having a portion that may come into contact with the molten metal. preferable. Specifically, a molten metal conveyance pipe line, a ladle, a stirrer, etc. can be mentioned. In addition to facilitating maintenance of such parts, molten metal measurement accuracy is also improved. It is particularly preferable to apply it to the measuring mechanism part.
Moreover, it is preferably applicable also to a pipe line, a shaping | molding die material, etc. or a member provided with these junction parts. This is because, as a result of improving the non-wetting property at the interface of the bonding site, it is possible to effectively suppress the intrusion of the molten metal into the gap at the bonding site due to the capillary force. This facilitates maintenance of the joining site.
The molten alloy contact member of the present invention is preferably applied to an electromagnetic pump type molten metal supply device.
[0040]
As the base material of the contact member of the present invention, aluminum titanate ceramics, sialon ceramics, silicon nitride ceramics and the like can be used. Aluminum titanate ceramics are aluminum titanate (Al ₂ TiO _Five ) And mainly contains Si. Note that Si is typically silica (SiO 2 ₂ ), But is not limited to this form. Even metal elements can be in the form of double oxides with other metals. Although content of the silica in this aluminum titanate ceramics is not specifically limited, Usually, it is about 1-10 wt%. Preferably, it is 4-8 wt%. For aluminum titanate ceramics, Fe ₂ O _Three , MgO or the like may be contained. In addition, Y is not reduced by magnesium instead of part or all of Si ₂ O _Three Or CaO may be included.
[0041]
Sialon ceramics refer to ceramics mainly composed of sialon. Is Si _Three N _Four There are two types of solid solutions, β′-sialon and α-sialon. β'-sialon is Si _6-z Al _z O _z N _6-z And z is larger than 0 and can take a numerical value up to 4.2. Α-sialon is M _X (Si, Al) ₁₂ (N, O) ₁₆ And x is greater than 0 and 2.0 or less. M is at least one selected from the group consisting of Li, Mg, Ca, and rare earth elements (including Y, Nd, Yb, etc.).
[0042]
In order to develop non-wetting properties with respect to the molten metal at the molten metal contact portion, at least a portion of the ceramic substrate surface that is in contact with the molten metal on the surface of the member is made of MgAl. ₂ O _Four Other, Al ₂ O _Three , MgO, and Al ₂ TiO _Five It is preferable to have a surface layer containing one or more components selected from the group consisting of: Each of these layers is excellent in the non-wetting property of the molten metal. In addition, SiO in the ceramic substrate ₂ In the present invention, when the Si component such as Al or Mg in the molten metal is present on the substrate surface side, non-wetting property is reduced due to the presence of Si formed on the substrate surface side. And the like. These surface layers suppress the penetration of Al and Mg from the molten metal into the substrate side and the penetration of the Si component in the substrate to the substrate surface, thereby suppressing the formation of Si on the substrate surface. , Non-wetting reduction can be suppressed.
[0043]
MgAl ₂ O _Four Has excellent non-wetting properties against molten metal. Preferably, MgAl ₂ O _Four It is preferable that the layer is mainly composed of. More preferably, substantially MgAl ₂ O _Four It is preferable to use a layer consisting of only.
In particular, SiO as a sintering aid such as aluminum titanate ceramics as a base ceramic. ₂ In the case of using a ceramic containing, diffusion of Si contained in the base ceramic side to the molten metal side can be suppressed by this layer. As a result of suppressing the presence of Si in the surface layer, this makes it possible to maintain non-wetting. Moreover, when Si is contained in the molten metal, contact between the Si and a base ceramic such as an aluminum titanate ceramic can be avoided to suppress non-wetting reduction.
MgAl ₂ O _Four The layer may be applied to the surface by applying a ceramic composition having this composition and heated and fired, or a raw material film prepared so as to obtain this composition is formed on the ceramic substrate and fired. MgAl ₂ O _Four Can also be obtained.
[0044]
In addition, the MgAl ₂ O _Four Other _, Al ₂ O _Three , MgO, and Al ₂ TiO _Five It is preferable to provide a layer containing one or more components selected from the group consisting of: These layers have excellent non-wetting properties and can prevent contact between the reducing component in the molten metal and the Si component in the base material (MgAl ₂ O _Four ) Can be formed. In addition, Al ₂ O _Three , MgO, and Al ₂ TiO _Five Is made to come into contact with aluminum or magnesium to cause a chemical reaction with these metals. ₂ O _Four Can be generated. Aluminum and magnesium are metals that are often contained in molten metal used for casting and the like. Further, since the molten metal is usually 500 ° C. or higher, and in many cases 700 to 800 ° C., it has conditions that allow the chemical reaction and thermal decomposition reaction to occur easily. For this reason, according to this method, by bringing a substrate having such a surface layer into contact with the molten metal, a layer effective for non-wetting can be generated in situ on the substrate surface.
MgAl by contact with molten metal ₂ O _Four In-situ production of MgAl prior to use in molten metal ₂ O _Four The formation reaction of ₂ O _Four Can also be generated.
[0045]
For example, Al ₂ O _Three The layer containing is preferably α-Al ₂ O _Three Containing. α-Al ₂ O _Three The layer can be obtained by forming an alumina film by dip coating of alumina sol or the like and then firing in the atmosphere (preferably 1100 to 1500 ° C.).
The layer containing MgO can be obtained by dissolving a magnesium salt in water, dip-coating, and then firing in air (preferably 1100 to 1500 ° C.). Preferably, after dip coating with an aqueous magnesium nitrate solution, it is obtained by firing in air (preferably 1100-1500 ° C.).
[0046]
Al ₂ O _Three The non-wetting expression by the layer and the MgO layer is caused by Mg or MgO and / or Al or Al in each layer. ₂ O _Three MgAl produced by causing a chemical reaction to act ₂ O _Four It is also based on layers. Preferably α-Al ₂ O _Three After forming the layer or the MgO layer, the member can be generated in situ by immersing the member in a molten metal containing Mg or Al (for example, molten aluminum alloy or molten magnesium alloy) for a certain period of time. Most preferably, α-Al ₂ O _Three After layer formation, MgAl ₂ O _Four Create a layer in situ.
[0047]
Al ₂ TiO _Five Non-wetting manifestation by the layer is caused by the decomposition reaction caused by heat, etc. ₂ O _Three And then, alternatively, Al ₂ O _Three Simultaneously with the decomposition and generation of Mg, by contacting with Mg or MgO, MgAl ₂ O _Four It is also possible to obtain a layer. For example, Al ₂ O _Three Like the layer, Al ₂ TiO _Five By bringing the layer into contact with molten metal containing Mg (aluminum forcible molten metal or magnesium alloy molten metal), MgAl ₂ O _Four A layer can be obtained.
[0048]
MgAl ₂ O _Four Other, Al ₂ O _Three , MgO, and Al ₂ TiO _Five The layer containing one or more components selected from the group consisting of: a layer substantially composed of these single components, or a layer substantially composed of a combination of these components You can also. In any case, it is preferable that these components are substantially constituted or consist only of these components. More preferably, it is a single phase of one kind of ceramic component substantially free of other ceramic components other than these. Further, the layer may have a stacked structure including a plurality of layers.
[0049]
In particular, ceramic base materials such as aluminum titanate ceramics, SiO in the base material ₂ Such as MgAl on the ceramic substrate surface ₂ O _Four Other, Al ₂ O _Three , MgO, and Al ₂ TiO _Five When the surface layer containing one or two or more components selected from the group consisting of Si is contained in the base ceramic, the Si content is preferably lower than that of the base. Or Si content is 3 wt% or less, More preferably, it is 1 wt% or less. Furthermore, it is preferable that Si is not substantially contained. Here, substantially not containing Si means that the Si content is 0.1 wt% or less, and more preferably 0.01 wt% or less. MgAl ₂ O _Four In addition to the low Si content in the layer, Al ₂ O _Three , MgO, and Al ₂ TiO _Five MgAl finally obtained as a result of low Si content even in the layer ₂ O _Four In the layer, the Si content can be lowered. For this reason, the non-wetting fall by presence of Si in the molten metal contact surface of base-material ceramics can be avoided.
In addition, the molten metal contact member of this invention should just have such a surface layer on the surface of a ceramic base material at least. Therefore, a member whose surface layer has the same composition as the base ceramic is also included. For example, in the case of a ceramic base material (typically aluminum titanate ceramics) that satisfies various required characteristics for molten metal, the non-wetting property can be reduced by setting the Si content to a certain amount or less. Expression and maintenance can be achieved. Such aluminum titanate ceramics include SiO. ₂ Y instead of part or all of ₂ O _Three And those containing CaO.
[0050]
Al ₂ O _Three , MgO, MgAl ₂ O _Four And Al ₂ TiO _Five The layer containing one or more selected from the group consisting of: ₂ In relation to a ceramic substrate such as an aluminum titanate ceramic containing Si component such as, it is preferable to have a diffusion suppressing function of any one of the following three types (1) to (3). .
(1) Al ₂ O _Three , MgO, MgAl ₂ O _Four And Al ₂ TiO _Five The layer containing one or more selected from the group consisting of Si (Si, Si (SiO ₂ ) Is typical)). More specifically, a density and / or film thickness that can exhibit the diffusion suppressing function is provided.
Note that the diffusion of Si in the ceramic substrate means diffusion of Si in the outward direction (the molten metal side) of the ceramic substrate.
(2) Moreover, the said layer can suppress the spreading | diffusion to the ceramic base material side of Al and Mg in a molten metal. More specifically, a density and / or film thickness that can exhibit the diffusion suppressing function is provided.
(3) When Si is contained in the molten metal, diffusion of Si to the ceramic base material side can be suppressed. More specifically, a density and / or film thickness that can exhibit the diffusion suppressing function is provided.
Of these, more preferably, there are two or more. In particular, it is preferable to have (1) and (2). When the molten metal contains Si, (3) is preferably provided. Most preferably, any diffusion suppressing function is provided.
[0051]
In order to exhibit such a diffusion suppressing function, the film thickness is preferably 0.1 μm to 1000 μm. This is because if the thickness is less than 0.1 μm, the coating wears early due to the molten metal flow in repeated contact with the molten metal, and the diffusion preventing effect and substantially non-wetting property cannot be realized. On the other hand, if the thickness exceeds 1000 μm, the coating film is cracked or peeled off in the cooling step after baking by coating due to the difference in thermal expansion coefficient between the aluminum titanate ceramics and the coating film, and the diffusion preventing effect cannot be exhibited. More preferably, it is 1 micrometer-500 micrometers. Furthermore, it is preferably 10 μm to 100 μm.
From the viewpoint of density, Al ₂ O _Three , MgO, Al ₂ TiO _Five And MgAl ₂ O _Four Any of the containing layers preferably has a porosity of 30% or less. When the porosity exceeds 30%, it becomes difficult to suppress the diffusion of Al, Mg, Si in the molten aluminum alloy and the diffusion of Si in the ceramic substrate.
[0052]
In the present invention, Al ₂ O _Three , MgO, MgAl ₂ O _Four And Al ₂ TiO _Five By providing a surface layer part containing one or two or more compounds selected from the group consisting of, in any case of coating, diffusion of Si in the substrate ceramic to the ceramic surface by contact with the molten metal It can be suppressed to ensure non-wetting.
Furthermore, MgAl finally obtained by subsequent contact with molten aluminum alloy etc. ₂ O _Four The film can efficiently ensure the non-wetting property of the contact portion. Therefore, the non-wetting property can be maintained for a long time.
In addition, finally obtained MgAl ₂ O _Four Since the layer also suppresses the permeation and diffusion of Si, the non-wetting property can be stably maintained.
Therefore, when a casting is produced using a member that provides any one of these layers in contact with a molten metal (typically, an aluminum alloy molten metal or a magnesium alloy molten metal), highly accurate casting can be efficiently achieved.
[0053]
In addition, MgAl according to the present invention ₂ O _Four A ceramic member having a layer is made of Al at a predetermined site. ₂ O _Three MgO and Al ₂ TiO _Five A layer containing one or more selected from the group consisting of these is formed and used in a casting process of an actual aluminum alloy or magnesium alloy, and these sites contain Mg and / or MgO. Aluminum alloy melt and Al and / or Al ₂ O _Three By contacting with magnesium alloy molten metal containing MgAl ₂ O _Four It can be obtained by forming a layer. Thereby, in particular, MgAl ₂ O _Four Al without forming a layer ₂ O _Three Simply by forming layers, etc., MgAl ₂ O _Four A layer can be obtained.
Also, during the casting process, initially, Al ₂ O _Three Non-wetting is ensured by the layer, etc., but as the contact time increases, MgAl continues ₂ O _Four A layer is generated in situ and this MgAl ₂ O _Four Since non-wetting is ensured by the layer, the non-wetting life of the aluminum titanate ceramic member can be effectively extended.
[0054]
Furthermore, according to the present invention, Al is added to the predetermined portion. ₂ O _Three MgO and Al ₂ TiO _Five Forming a layer containing one or more selected from the group consisting of Al (Al ₂ O _Three And / or MgAl by reacting with Mg (may be MgO) ₂ O _Four Also provided is a surface modification method that improves non-wetting to the molten metal by forming a layer. This surface reforming step can be carried out in association with these steps in the conveying step for the molten metal conveying member, and in the casting step for the molten metal casting member. In addition, these steps can be carried out independently. This reforming method includes all of the various aspects described above.
[0055]
【Example】
Example 1: Preparation of aluminum titanate ceramics reinforced with alumina cloth weave sheet
Aluminum titanate (Al ₂ TiO _Five ) TA-4 (Y ₂ O _Three Addition amount 5wt%, SiO ₂ Additive) was used. To this raw material powder, water and alumina balls were adjusted so as to have a weight ratio of raw material: alumina balls: water (1: 1: 0.7) and ball milled for 63 hours. Then this Al ₂ TiO _Five After passing the slurry through a sieve (200 mesh), it is dehydrated by a filter press and Al ₂ TiO _Five A press cake was obtained.
An appropriate amount of water, peptizer (manufactured by Chukyo Yushi Co., Ltd., trade name: D-305), binder (manufactured by Chukyo Yushi Co., Ltd., trade name WE-518) is added to this press cake, and the slurry specific gravity is 2.1-2. 3g / cm ^Three It was adjusted to become.
Thereafter, the slurry was poured into a gypsum mold, cast-molded, and then dried at room temperature to obtain a green molded body. The green molded body is of a long tube (length 100 mm, height 68 mm × width 48 mm, wall thickness 9 mm) and a container-like bonded body set (2 members) including the bonded portion shown in FIG. ). As shown in FIG. 5, the end of the long tube has a convex taper structure.
This green molded body is fired in the air at 1580 ° C. for 1 hour to obtain Al ₂ TiO _Five A ceramic sintered body was obtained.
In order to compare non-wetting properties, aluminum titanate (Al ₂ TiO _Five ) TA-2 (SiO ₂ Using a similar method, a long tube was prepared.
[0056]
Next, the obtained Al ₂ TiO _Five A ceramic sintered body (3 members in total) was dip coated with alumina sol (trade name: Alumina Sol 520, manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) and then dried at room temperature. In addition, about the long tube, after impregnating the said alumina sol with the alumina fiber sheet (Mitsui Mine Material Co., Ltd. brand name: ALMAX), what was wound around the long tube and dried at room temperature was prepared separately. . After that, each Al is baked in the air at 1100 ° C. for 1 hour. ₂ TiO _Five Α-Al having a thickness of 5 μm over the entire surface of the ceramic sintered body ₂ O _Three A long tube having an alumina fiber sheet fixed to the surface was formed while forming a layer.
[0057]
Example 2: Evaluation of non-wetting life
After drilling a hole in the end of a long tube reinforced with the above-mentioned alumina fiber sheet (using TA-4 powder) and hanging it on a metal arm with a platinum wire, up to 80% of the tube length from the other end is 700 The step of immersing in a molten aluminum alloy (A4C) at 50 ° C. for 50 seconds and then pulling up the long tube from the molten metal was repeated until the molten metal adhered to the tube wall and remained when the long tube was pulled up. As a result, according to the long tube produced in the example, no adhesion of the molten metal was observed and no cracks were observed in the long tube until this process was completed 15000 times. From this, it was found that the long tube has good non-wetting properties and can maintain the soundness of the member. At the end of 15000 times, the long tube wall has MgAl ₂ O _Four Formation of the layer was confirmed.
As a control, Al ₂ O _Three Al before layer formation ₂ TiO _Five When the same process was performed with a ceramic long tube (no alumina fiber sheet reinforcement, TA-2 powder used), adhesion of the molten metal was observed about 2000 times. Al ₂ O _Three Al with layer ₂ TiO _Five In the case of a ceramic long tube (no alumina fiber sheet reinforcement, TA-4 powder used), the long tube was destroyed when immersed for 12000 times, while maintaining non-wetting.
From the above, it was found that reinforcement using an alumina fiber sheet as a protective means is effective in suppressing damage to the pipe body. Al ₂ O _Three Al with no layer formed ₂ TiO _Five (SiO ₂ In the case of 5 wt%), it was found that the non-wetting property is remarkably reduced.
[0058]
Example 3: Sealability of joined body
As shown in FIG. 5, α-Al ₂ O _Three Al with layer ₂ TiO _Five Each member of the ceramic assembly set (using TA-4 powder) is bonded to a perforated ring made of silicon nitride ceramics through an alumina fiber sleeve (trade name: ALMAX, manufactured by Mitsui Mining Materials Co., Ltd.) Tightened with an alumina-silica fiber string (Mitsui Mine Material Co., Ltd., trade name: ALMAX-B). After putting the aluminum alloy lump (A4C) in the joined body, it was melted by raising the temperature to 720 ° C. (20 ° C./min) in an argon atmosphere (flow rate 100 cc / min). After dissolution, the process of holding at 720 ° C. for 1 hour and then lowering the temperature (20 ° C./min) was repeated 50 times.
As a result, no molten metal leakage was observed from the joining portion during this repeated process. Further, no adhesion of the molten metal was observed at the molten metal contact portion of the joined body wall, and it was confirmed that the good non-wetting property was maintained. In addition, the molten metal contact portion inside the joined body has MgAl on the surface. ₂ O _Four It was confirmed that a layer was formed.
[0059]
Example 4: Molten metal supply performance
The molten metal supply evaluation system shown in FIG. 8 was constructed. Note that this system differs from the molten metal supply apparatus illustrated in FIG. 1 only in that a melting and holding furnace is provided on the casting side, and the other configurations are the same. As in FIG. 1, FIG. 8 also shows the state in which the heat retaining means and the heating means are omitted. In addition, the elongate body produced in Example 1 and the joining set (both use TA-4 powder, with an alumina fiber sheet reinforcement) were used for the conveyance pipeline.
In this system, the melt temperature in each melting and holding furnace was measured while the molten alloy was transported from the melting and holding furnace on the inlet side to the melting and holding furnace on the outlet side.
As a result, it was confirmed that the molten metal conveying temperature in the molten metal supply apparatus can be controlled within 700 ° C. ± 5 ° C.
In addition, it was confirmed that the amount of molten metal transported per unit time at 700 ° C. can be controlled within 20 kg / min ± 2 wt% by a metering device provided in the transport pipeline.
On the other hand, the magnetic field receiving means generates potentials of various frequencies (40 kHz to 80 kHz) in a state where 0.1 mm thick aluminum foil is attached to both sides of the long tube and in a state where nothing is attached. The potential to be measured was measured. In addition, it measured in the state in which there is nothing inside a long tube.
According to the measurement results, it was found that the generated potential in the state where the aluminum foil was adhered was lowered by about 5 to about 10% at any frequency as compared with that in the state where there was no aluminum foil. That is, it has been found that when metal adhesion occurs, the detected transport amount tends to increase. Further, the detection sensitivity tends to increase as the frequency decreases.
Therefore, according to this measuring mechanism, it has been found that even a minute amount of molten metal can be detected. At the same time, it has been found that if the non-wetting property of the inner wall of the conveyance pipe line decreases and adhesion of molten metal occurs, even a minute amount affects the quantitative accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a melting and supplying apparatus.
FIG. 2 is a diagram showing a state in which a mesh-like body is mounted on the surface of a transport pipeline as a protection means for the transport pipeline.
FIG. 3 is a side view of a conveying portion of the molten metal supply apparatus.
FIG. 4 is a diagram showing a structure around a transport pipeline, and shows a cross-sectional view along the transport direction of the transport pipeline and a cross-sectional view perpendicular to the transport direction.
FIGS. 5A and 5B are diagrams showing an example of a joining portion of a conveyance pipeline, and FIG. 5A is a view showing a joining portion forming member, and FIGS.
FIG. 6 shows an example of a cross-sectional structure of members that constitute a joint portion of a conveyance pipeline.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a weighing mechanism.
FIG. 8 is a diagram showing an outline of a molten metal supply apparatus used for evaluating molten metal supply performance in Example 4.
[Explanation of symbols]
2 Molten metal feeder
4 Conveyance pipeline
5 pipes
6 Protection measures
40 Electromagnetic pump
60 Weighing mechanism

Claims

A molten metal supply apparatus for casting an aluminum alloy or casting a magnesium alloy ,
Wherein the ceramic conveyance conduit of the molten metal with a electromagnetic pump,
Made of ceramics mainly composed of alumina or silica that is non-wetting with respect to the molten metal and is provided between pipes facing each other at a connecting portion of two or more pipes constituting the transport pipe, and is in a mesh shape Sealing means,
An apparatus comprising:

The apparatus according to claim 1, wherein the sealing means has a form that can be elastically compressed in a connecting direction of the tubular body.

The apparatus according to claim 1 or 2, wherein the sealing means has a sleeve-like form having a minimum outer shape at a central portion in a height direction thereof.

The device according to any one of claims 1 to 3, wherein the sealing surfaces of the tubular bodies facing each other at the connection site are tapered.

The apparatus according to claim 4, wherein a sealing surface of the sealing means has an inclined surface corresponding to the tapered surface of the tubular body.

The apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the sealing means is made of alumina fiber having a purity of 95% or more.

Said conveying conduit, comprising said Al ₂ O ₃ at a portion in contact with the molten metal, MgO, Al ₂ TiO _5, 1 kind selected from the group consisting of MgAl ₂ O ₄ or more compounds, wherein Item 7. The apparatus according to any one of Items 1 to 6.