特許 6817265 金属溶湯浄化装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6817265

(24)【登録日】2020年12月28日

(45)【発行日】2021年1月20日

(54)【発明の名称】金属溶湯浄化装置

(51)【国際特許分類】

   B22D 43/00 20060101AFI20210107BHJP

   B22D 35/00 20060101ALI20210107BHJP

【ＦＩ】

   B22D43/00 C

   B22D35/00 C

   B22D35/00 D

【請求項の数】43

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2018-182816(P2018-182816)

(22)【出願日】2018年9月27日

(65)【公開番号】特開2020-49528(P2020-49528A)

(43)【公開日】2020年4月2日

【審査請求日】2020年6月5日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】593059223

【氏名又は名称】高橋 謙三

(74)【代理人】

【識別番号】100091982

【弁理士】

【氏名又は名称】永井 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100091487

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 行孝

(74)【代理人】

【識別番号】100082991

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 泰和

(74)【代理人】

【識別番号】100105153

【弁理士】

【氏名又は名称】朝倉 悟

(72)【発明者】

【氏名】高橋 謙三

【審査官】 酒井 英夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−０２１５３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−０６６９６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１９／０９７７９９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２２Ｄ ３３／００−４７／０２，１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

幅方向に対向する一対の側壁と、それらの側壁をつなぐ底壁と、によって、浄化対象とする金属溶湯が流通可能な流通路が形成された金属溶湯流通体を流通する金属溶湯を浄化するための金属溶湯浄化装置であって、
前記金属溶湯流通体の内部に設けられる内部部材と、前記金属溶湯流通体の外部に設けられる外部部材と、を備え、
前記内部部材は、
−前記流通路の内部に設けられる電極体であって、浄化対象とする金属溶湯の電気抵抗値よりも大きな電気抵抗値を有する導電性部材で構成され、前記流通路に設けられた状態において、金属溶湯流通体の幅方向に対向する一対の電極と、それらの電極をつなぐ底壁と、前記一対の電極と前記底壁とによって構成されるフィルター収納空間と、を有し、浄化対象とする金属溶湯を介して前記一対の電極間に電流が流れ得るように構成された、電極体と、
−前記フィルター収納空間に収納される、非導電性のフィルターと、
を有するものとして構成され、
前記外部部材は、上面側がＮ極又はＳ極に磁化された磁場装置として構成され、前記Ｎ極から出る磁力線又は前記Ｓ極へ入る磁力線と、前記一対の電極間に流れる電流と、が交叉して、浄化対象とする金属溶湯を前記流通路における流通方向に沿った方向に駆動するローレンツ力を発生させるように、前記金属溶湯流通体の下方に配置されている、
ことを特徴とする、金属溶湯浄化装置。

【請求項2】

前記金属溶湯流通体は、金属溶湯を搬送するための溶湯搬送樋である、又は、金属溶湯を浄化するための収納体である、ことを特徴とする請求項１に記載の金属溶湯浄化装置。

【請求項3】

前記電極体が前記金属溶湯流通体に対して着脱可能に構成されていること、及び、
前記フィルターは前記電極体の前記フィルター収納空間に着脱可能に構成されていること、の少なくとも一方を満足するように構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の金属溶湯浄化装置。

【請求項4】

前記フィルターは、１層のフィルターユニットにより構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の金属溶湯浄化装置。

【請求項5】

前記フィルターは、複数層のフィルターユニットにより構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の金属溶湯浄化装置。

【請求項6】

前記フィルターにおいては、複数層のフィルターユニットにおける隣合う一対のフィルターユニットは、金属溶湯の流入側のフィルターユニットの編み目よりも流出側のフィルターユニット編み目が小さくなるように、配置されている、ことを特徴とする請求項５に記載の金属溶湯浄化装置。

【請求項7】

前記外部部材は、永久磁石又は電磁石で構成されていることを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載の金属溶湯浄化装置。

【請求項8】

前記電極体に電流を供給する電源装置をさらに備え、前記電源装置は、供給電力可変でパルス電流供給可能な直流電流源、又は供給電力及び周波数可変な交流電流源であることを特徴とする請求項１乃至７の１つに記載の金属溶湯浄化装置。

【請求項9】

幅方向に対向する一対の側壁と、それらの側壁をつなぐ底壁と、によって、浄化対象とする金属溶湯が流通可能な流通路が形成された金属溶湯流通体を流通する金属溶湯を浄化するための金属溶湯浄化装置であって、
前記金属溶湯流通体の内部に設けられる内部部材と、前記金属溶湯流通体の外部に設けられる外部部材と、を備え、
前記内部部材は、
−前記流通路の内部に設けられる電極体であって、浄化対象とする金属溶湯の電気抵抗値よりも大きな電気抵抗値を有する導電性部材で構成され、前記流通路に設けられた状態において、金属溶湯流通体の幅方向に対向する一対の電極と、それらの電極をつなぐ底壁と、前記一対の電極と、を有し、浄化対象とする金属溶湯を介して前記一対の電極間に電流が流れ得るように構成された、電極体と、
−前記流通路の内部に設けられる非導電性の一対のフィルターであって、前記一対のフィルターは前記電極体を挟むように、前記流通路における流通方向に互いに離間した位置に設けられている、一対のフィルターと、
を有するものとして構成され、
前記外部部材は、上面側がＮ極又はＳ極に磁化された磁場装置として構成され、前記Ｎ極から出る磁力線又は前記Ｓ極へ入る磁力線と、前記一対の電極間に流れる電流と、が交叉して、浄化対象とする金属溶湯を前記流通路における流通方向に沿った方向に駆動するローレンツ力を発生させるように、前記金属溶湯流通体の下方に配置されている、
ことを特徴とする、金属溶湯浄化装置。

【請求項10】

前記金属溶湯流通体は、金属溶湯を搬送するための溶湯搬送樋、又は、金属溶湯を浄化するための収納体であることを特徴とする請求項９に記載の金属溶湯浄化装置。

【請求項11】

前記フィルターが前記金属溶湯流通体に対して着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の金属溶湯浄化装置。

【請求項12】

前記電極体が前記金属溶湯流通体に対して着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の金属溶湯浄化装置。

【請求項13】

前記フィルターは、１層のフィルターユニットにより構成されていることを特徴とする請求項９乃至１２の１つに記載の金属溶湯浄化装置。

【請求項14】

前記フィルターは、複数層のフィルターユニットにより構成されていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の金属溶湯浄化装置。

【請求項15】

前記フィルターにおいては、複数層のフィルターユニットにおける隣合う一対のフィルターユニットは、金属溶湯の流入側のフィルターユニットの編み目よりも流出側のフィルターユニット編み目が小さくなるように、配置されている、ことを特徴とする請求項１４に記載の金属溶湯浄化装置。

【請求項16】

前記外部部材は、永久磁石又は電磁石で構成されていることを特徴とする請求項９乃至１５の１つに記載の金属溶湯浄化装置。

【請求項17】

前記電極体に電流を供給する電源装置をさらに備え、前記電源装置は、供給電力可変でパルス電流供給可能な直流電流源、又は供給電力及び周波数可変な交流電流源であることを特徴とする請求項９乃至１６の１つに記載の金属溶湯浄化装置。

【請求項18】

幅方向に対向する一対の側壁と、それらの側壁をつなぐ底壁と、によって、浄化対象とする金属溶湯が流通可能な流通路が形成された金属溶湯流通体を流通する金属溶湯を浄化するための金属溶湯浄化装置であって、
前記金属溶湯流通体の内部に設けられる内部部材と、前記金属溶湯流通体の外部に設けられる外部部材と、を備え、
前記内部部材は、
−前記流通路の内部に着脱可能に設けられる、ほぼ矩形体状のものとして構成された、非導電性のフィルターであって、前記フィルターは、前記流通路を構成する前記一対の側壁の内面とそれぞれ接する両端面に、前記両端面から中心に向けて部分的に窪んだ状態に、電極収納空間が形成された、フィルターと、
−前記フィルターの両端面の前記電極収納空間にそれぞれ設けられる一対の電極と、を有するものとして構成され、
前記外部部材は、上面側がＮ極又はＳ極に磁化された磁場装置として構成され、前記Ｎ極から出る磁力線又は前記Ｓ極へ入る磁力線と、前記一対の電極間に流れる電流と、が交叉して、浄化対象とする金属溶湯を前記流通路における流通方向に沿った方向に駆動するローレンツ力を発生させるように、前記金属溶湯流通体の下方に配置されている、
ことを特徴とする、金属溶湯浄化装置。

【請求項19】

前記金属溶湯流通体は、金属溶湯を搬送するための溶湯搬送樋、又は、金属溶湯を浄化するための収納体であることを特徴とする請求項１８に記載の金属溶湯浄化装置。

【請求項20】

前記フィルターが前記金属溶湯流通体に対して着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項１８又は１９に記載の金属溶湯浄化装置。

【請求項21】

前記一対の電極が前記フィルター及び前記金属溶湯流通体に対して着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項１８又は１９に記載の金属溶湯浄化装置。

【請求項22】

前記フィルターは、１層のフィルターユニットにより構成されていることを特徴とする請求項１８乃至２１の１つに記載の金属溶湯浄化装置。

【請求項23】

前記フィルターは、複数層のフィルターユニットにより構成されていることを特徴とする請求項２０又は２１に記載の金属溶湯浄化装置。

【請求項24】

前記フィルターにおいては、複数層のフィルターユニットにおける隣合う一対のフィルターユニットは、金属溶湯の流入側のフィルターユニットの編み目よりも流出側のフィルターユニットの編み目が小さくなるように、配置されている、ことを特徴とする請求項２３に記載の金属溶湯浄化装置。

【請求項25】

前記外部部材は、永久磁石又は電磁石で構成されていることを特徴とする請求項１８乃至２４の１つに記載の金属溶湯浄化装置。

【請求項26】

前記一対の電極に電流を供給する電源装置をさらに備え、前記電源装置は、供給電力可変でパルス電流供給可能な直流電流源、又は供給電力及び周波数可変な交流電流源であることを特徴とする請求項１８乃至２５の１つに記載の金属溶湯浄化装置。

【請求項27】

幅方向に対向する一対の側壁と、それらの側壁をつなぐ底壁と、によって、浄化対象とする金属溶湯が流通可能な流通路が形成された金属溶湯流通体を流通する金属溶湯を浄化するための金属溶湯浄化装置であって、
前記金属溶湯流通体の内部に設けられる内部部材と、前記金属溶湯流通体の外部に設けられる外部部材と、を備え、
前記内部部材は導電性のフィルターとして構成され、前記フィルターは、
−前記流通路を構成する前記一対の側壁の内面とそれぞれ接し、フィルター支持枠を兼ねる一対の電極と、
−前記一対の電極間に挟持された状態に支持される導電性のフィルター本体と、
を有するものとして構成され、
前記外部部材は、上面側がＮ極又はＳ極に磁化された磁場装置として構成され、前記Ｎ極から出る磁力線又は前記Ｓ極へ入る磁力線と、前記一対の電極間に流れる電流と、が交叉して、浄化対象とする金属溶湯を前記流通路における流通方向に沿った方向に駆動するローレンツ力を発生させるように、前記金属溶湯流通体の下方に配置されている、
ことを特徴とする、金属溶湯浄化装置。

【請求項28】

前記金属溶湯流通体は、金属溶湯を搬送するための溶湯搬送樋、又は、金属溶湯を浄化するための収納体であることを特徴とする請求項２７に記載の金属溶湯浄化装置。

【請求項29】

前記フィルターが前記金属溶湯流通体に対して着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項２７又は２８に記載の金属溶湯浄化装置。

【請求項30】

前記フィルター本体は、１層のフィルターユニットにより構成されていることを特徴とする請求項２７乃至２９の１つに記載の金属溶湯浄化装置。

【請求項31】

前記フィルター本体は、複数層のフィルターユニットにより構成されていることを特徴とする請求項２７乃至２９の１つに記載の金属溶湯浄化装置。

【請求項32】

前記フィルター本体においては、複数層のフィルターユニットにおける隣り合う一対のフィルターユニットは、金属溶湯の流入側のフィルターユニットの編み目よりも流出側のフィルターユニットの編み目が小さくなるように、配置されている、ことを特徴とする請求項３１に記載の金属溶湯浄化装置。

【請求項33】

前記外部部材は、永久磁石又は電磁石で構成されていることを特徴とする請求項２７乃至３２の１つに記載の金属溶湯浄化装置。

【請求項34】

前記一対の電極に電流を供給する電源装置をさらに備え、前記電源装置は、供給電力可変でパルス電流供給可能な直流電流源、又は供給電力及び周波数可変な交流電流源であることを特徴とする請求項２７乃至３３の１つに記載の金属溶湯浄化装置。

【請求項35】

幅方向に対向する一対の側壁と、それらの側壁をつなぐ底壁と、によって、浄化対象とする金属溶湯が流通可能な流通路が形成された金属溶湯流通体を流通する金属溶湯を浄化するための金属溶湯浄化装置であって、
前記金属溶湯流通体の内部に設けられる内部部材と、前記金属溶湯流通体の外部に設けられる外部部材と、を備え、
前記内部部材は、
−前記流通路に設けられた状態において、金属溶湯流通体の幅方向に対向し、浄化対象とする金属溶湯を介して電流が流れ得るように構成された、一対の電極と、
−前記流通路の内部に設けられる非導電性の一対のフィルターであって、前記一対のフィルターは前記一対の電極を挟むように、前記流通路における流通方向に互いに離間した位置に設けられている、一対のフィルターと、
を有するものとして構成され、
前記外部部材は、上面側がＮ極又はＳ極に磁化された磁場装置として構成され、前記Ｎ極から出る磁力線又は前記Ｓ極へ入る磁力線と、前記一対の電極間に流れる電流と、が交叉して、浄化対象とする金属溶湯を前記流通路における流通方向に沿った方向に駆動するローレンツ力を発生させるように、前記金属溶湯流通体の下方に配置されている、
ことを特徴とする、金属溶湯浄化装置。

【請求項36】

前記金属溶湯流通体は、金属溶湯を搬送するための溶湯搬送樋、又は、金属溶湯を浄化するための収納体であることを特徴とする請求項３５に記載の金属溶湯浄化装置。

【請求項37】

前記フィルターが前記金属溶湯流通体に対して着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項３５又は３６に記載の金属溶湯浄化装置。

【請求項38】

前記一対の電極が前記金属溶湯流通体に対して着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項３５又は３６に記載の金属溶湯浄化装置。

【請求項39】

前記フィルターは、１層のフィルターユニットにより構成されていることを特徴とする請求項３５乃至３８の１つに記載の金属溶湯浄化装置。

【請求項40】

前記フィルターは、複数層のフィルターユニットにより構成されていることを特徴とする請求項３５乃至３８の１つに記載の金属溶湯浄化装置。

【請求項41】

前記フィルターにおいては、複数層のフィルターユニットにおける隣合う一対のフィルターユニットは、金属溶湯の流入側のフィルターユニットの編み目よりも流出側のフィルターユニット編み目が小さくなるように、配置されている、ことを特徴とする請求項４０に記載の金属溶湯浄化装置。

【請求項42】

前記外部部材は、永久磁石又は電磁石で構成されていることを特徴とする請求項３５乃至４１の１つに記載の金属溶湯浄化装置。

【請求項43】

前記一対の電極に電流を供給する電源装置をさらに備え、前記電源装置は、供給電力可変でパルス電流供給可能な直流電流源、又は供給電力及び周波数可変な交流電流源であることを特徴とする請求項３５乃至４２の１つに記載の金属溶湯浄化装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は金属溶湯浄化装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、導電性（伝導性）を有する金属の溶湯、即ち、非鉄金属（例えば、Ａｌ，Ｃｕ，Ｚｎ又はＳｉ、あるいはこれらのうちの少なくとも２つの合金、あるいはＭｇ合金等）の溶湯又は非鉄金属以外の金属の溶湯によって、例えば、鋳造品を製造すること等が行われている。

【0003】

鋳造品を得るに当たっては、例えば、溶解炉から出湯した金属溶湯を樋により導いて次段のモールド（鋳型）に流し込むことが行われる。

【0004】

前記溶湯中には不純物が含まれていることも少なくない。このような場合には前記不純物を除去して浄化する必要がある。除去のためには従来は例えばフィルターを用いたいわゆる「ろ過」が行われていた。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明者は、独自に、以下のような課題を持っていた。これらの課題は本発明者以外の当業者は持っておらず、本発明者に独自のものであると本発明者は思料する。

【0006】

上記ろ過において浄化精度を上げるにはフィルターの編み目をできるだけ細かくすれば良い。しかしながら、編み目を細かくすればするほど、溶湯がフィルターを通過する通過速度（濾過速度）が遅くなり、製品の生産性が落ちてしまうという課題が生じる。フィルターを使用した場合には、この課題に加えて目詰まりという課題も生じる。即ち、フィルターを用いた場合にはフィルター自体に目詰まりが発生し、この目詰まりによっても金属溶湯Ｍがフィルターを通過する速度が遅くなってしまう。目詰まりが進むとやがては金属溶湯がフィルターを通過しなくなり、運転継続ができなくなってしまう。これを避けるためには、フィルターの目を粗いものとすれば良い。しかし、こうすると当然不純物のろ過が不十分となり、浄化能力自体が落ちて、通過した金属溶湯で作られる製品の品質が落ちてしまう。

【0007】

このように、本発明者は、従来のフィルターを用いた浄化手法には、上述のように各種の技術的な課題があるとの認識を独自に持っていた。

【0008】

また、本発明者は、従来のフィルターを用いた手法を経済的な観点からみても以下のような課題があるということを独自に懸念していた。即ち、フィルター自体は非常に高価である。それにも拘わらず、使用により実際には短時間で上述のような目詰まりを起こしてしまう。このことから、頻繁に、古いフィルターを新しいフィルターに交換し、古いフィルターは廃棄しなければならなかった。さらに、交換作業中は製品の生産が停止するため収益性が落ちるだけでなく、当然交換作業自体も煩雑で時間の掛かる作業である。さらに、上述のように従来は目詰まりしたフィルターは使い捨て（廃棄）せざるを得ず、経済性も悪かった。つまり、従来の手法では各種の観点からコスト高となるのが避けられなかった。

【0009】

上述のように、本発明者は、本発明者以外の当業者と異なり、独自に以上の課題をもっていた。

【0010】

つまり、金属溶湯から不純物を除去するために従来のフィルターを用いる手法には、金属溶湯がフィルターを通過する速度が落ちるだけでなく、効率の良い金属溶湯の浄化が実際上難しく、頻繁にフィルターを交換しなければならないため作業が煩雑であり、これらの種々の理由によって製品の生産性が低下し、さらにはフィルター自体が高価であることと相俟って、浄化後の金属溶湯により製造される製品のコストが高くなるのが避けらなかった。

【0011】

本発明は、本発明者の独自の課題に鑑みてなされたもので、その目的は、金属溶湯の浄化性能の向上を図り、製品の生産性を上げ得るとともに、フィルタリングコストの低減を可能とした金属溶湯浄化装置を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明は、
幅方向に対抗する一対の側壁と、それらの側壁をつなぐ底壁と、によって、浄化対象とする金属溶湯が流通可能な流通路が形成された金属溶湯流通体を流通する金属溶湯を浄化するための金属溶湯浄化装置であって、
前記金属溶湯流通体の内部に設けられる内部部材と、前記金属溶湯流通体の外部に設けられる外部部材と、を備え、
前記内部部材は、
−前記流通路の内部に設けられる電極体であって、浄化対象とする金属溶湯の電気抵抗値よりも大きな電気抵抗値を有する導電性部材で構成され、前記流通路に設けられた状態において、金属溶湯流通体の幅方向に対向する一対の電極と、それらの電極をつなぐ底壁と、前記一対の電極と前記底壁とによって構成されるフィルター収納空間と、を有し、浄化対象とする金属溶湯を介して前記一対の電極間に電流が流れ得るように構成された、電極体と、
−前記フィルター収納空間に収納される、非導電性のフィルターと、
を有するものとして構成され、
前記外部部材は、上面側がＮ極又はＳ極に磁化された磁場装置として構成され、前記Ｎ極から出る磁力線又は前記Ｓ極へ入る磁力線と、前記電流と、が交叉して、浄化対象とする金属溶湯を前記流通路における流通方向に沿った方向に駆動するローレンツ力を発生させるように、前記金属溶湯流通体の下方に配置されている、
ことを特徴とする、
ものとして構成される。

【0013】

本発明は、
幅方向に対抗する一対の側壁と、それらの側壁をつなぐ底壁と、によって、浄化対象とする金属溶湯が流通可能な流通路が形成された金属溶湯流通体を流通する金属溶湯を浄化するための金属溶湯浄化装置であって、
前記金属溶湯流通体の内部に設けられる内部部材と、前記金属溶湯流通体の外部に設けられる外部部材と、を備え、
前記内部部材は、
−前記流通路の内部に設けられる電極体であって、浄化対象とする金属溶湯の電気抵抗値よりも大きな電気抵抗値を有する導電性部材で構成され、前記流通路に設けられた状態において、金属溶湯流通体の幅方向に対向する一対の電極と、それらの電極をつなぐ底壁と、前記一対の電極と、を有し、浄化対象とする金属溶湯を介して前記一対の電極間に電流Ｉが流れ得るように構成された、電極体と、
−前記流通路の内部に設けられる非導電性の一対のフィルターであって、前記一対のフィルターは前記電極体を挟むように、前記流通路における流通方向に互いに離間した位置に設けられている、一対のフィルターと、
を有するものとして構成され、
前記外部部材は、上面側がＮ極又はＳ極に磁化された磁場装置として構成され、前記Ｎ極から出る磁力線又は前記Ｓ極へ入る磁力線と、前記電流と、が交叉して、浄化対象とする金属溶湯を前記流通路における流通方向に沿った方向に駆動するローレンツ力を発生させるように、前記金属溶湯流通体の下方に配置されている、
ものとして構成される。

【0014】

本発明は、
幅方向に対抗する一対の側壁と、それらの側壁をつなぐ底壁と、によって、浄化対象とする金属溶湯が流通可能な流通路が形成された金属溶湯流通体を流通する金属溶湯を浄化するための金属溶湯浄化装置であって、
前記金属溶湯流通体の内部に設けられる内部部材と、前記金属溶湯流通体の外部に設けられる外部部材と、を備え、
前記内部部材は、
−前記流通路の内部に着脱可能に設けられる、ぼぼ矩形体状のものとして構成された、非導電性のフィルターであって、前記フィルターは、前記流通路を構成する前記一対の側壁の内面とそれぞれ接する両端面に、前記両端面から中心に向けて部分的に窪んだ状態に、電極収納空間が形成された、フィルターと、
−前記電極収納空間に設けられる電極と、
を有するものとして構成され、
前記外部部材は、上面側がＮ極又はＳ極に磁化された磁場装置として構成され、前記Ｎ極から出る磁力線又は前記Ｓ極へ入る磁力線と、前記電流と、が交叉して、浄化対象とする金属溶湯を前記流通路における流通方向に沿った方向に駆動するローレンツ力を発生させるように、前記金属溶湯流通体の下方に配置されている、
ものとして構成される。

【0015】

本発明は、
幅方向に対抗する一対の側壁と、それらの側壁をつなぐ底壁と、によって、浄化対象とする金属溶湯が流通可能な流通路が形成された金属溶湯流通体を流通する金属溶湯を浄化するための金属溶湯浄化装置であって、
前記金属溶湯流通体の内部に設けられる内部部材と、前記金属溶湯流通体の外部に設けられる外部部材と、を備え、
前記内部部材は導電性のフィルターとして構成され、前記フィルターは、
−前記流通路を構成する前記一対の側壁の内面とそれぞれ接する両端における一対のフィルター支持枠を兼ねる電極と、
−前記一対の電極間に挟持された状態に支持される導電性のフィルター本体と、
を有するものとして構成され、
前記外部部材は、上面側がＮ極又はＳ極に磁化された磁場装置として構成され、前記Ｎ極から出る磁力線又は前記Ｓ極へ入る磁力線と、前記電流Ｉと、が交叉して、浄化対象とする金属溶湯を前記流通路における流通方向に沿った方向に駆動するローレンツ力を発生させるように、前記金属溶湯流通体の下方に配置されている、
ものとして構成される。

【0016】

本発明は、
幅方向に対抗する一対の側壁と、それらの側壁をつなぐ底壁と、によって、浄化対象とする金属溶湯が流通可能な流通路が形成された金属溶湯流通体を流通する金属溶湯を浄化するための金属溶湯浄化装置であって、
前記金属溶湯流通体の内部に設けられる内部部材と、前記金属溶湯流通体の外部に設けられる外部部材と、を備え、
前記内部部材は、
−前記流通路に設けられた状態において、金属溶湯流通体の幅方向に対向し、浄化対象とする金属溶湯を介して電流が流れ得るように構成された、一対の電極と、
−前記流通路の内部に設けられる非導電性の一対のフィルターであって、前記一対のフィルターは前記一対の電極を挟むように、前記流通路における流通方向に互いに離間した位置に設けられている、一対のフィルターと、
を有するものとして構成され、
前記外部部材は、上面側がＮ極又はＳ極に磁化された磁場装置として構成され、前記Ｎ極から出る磁力線又は前記Ｓ極へ入る磁力線と、前記電流と、が交叉して、浄化対象とする金属溶湯を前記流通路における流通方向に沿った方向に駆動するローレンツ力を発生させるように、前記金属溶湯流通体の下方に配置されている、
ものとして構成される。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1(a)】本発明の第１の実施形態の金属溶湯浄化装置の平面図。

【図1(b)】図１（ａ）のＩ（ｂ）−Ｉ（ｂ）線に沿った断面説明図。

【図1(c)】本発明の第１の実施形態の金属溶湯浄化装置において電流Ｉの流れる一態様を示す説明図。

【図1(d)】本発明の第１の実施形態の金属溶湯浄化装置において電流Ｉの流れる別の態様を示す説明図。

【図1(e)】本発明の第１の実施形態の金属溶湯浄化装置において電流Ｉの流れるさらに別の態様を示す説明図。

【図2(a)】本発明の第２の実施形態の装置の金属溶湯浄化装置の平面図。

【図2(b)】図２（ａ）のII（ｂ）−II（ｂ）線に沿った断面説明図。

【図3(a)】本発明の第３の実施形態の金属溶湯浄化装置の平面図。

【図3(b)】図３（ａ）のIII（ｂ）−III（ｂ）線に沿って断面した端面説明図。

【図4(a)】本発明の第４の実施形態の装置の金属溶湯浄化装置の平面図。

【図4(b)】図４（ａ）のIV（ｂ）−IV（ｂ）線に沿った断面説明図。

【図5(a)】本発明の第５の実施形態の装置の金属溶湯浄化装置の平面図。

【図5(b)】図４（ａ）のＶ（ｂ）−Ｖ（ｂ）線に沿った断面説明図。

【図6(a)】第１及び第２の実施形態に用いるフィルターの一例を示す平面図。

【図6(b)】図６（ａ）の側面図。

【図7(a)】第１及び第２の実施形態に用いるフィルターの他の例を示す平面図。

【図7(b)】図７（ａ）の側面図。

【図8(a)】第３の実施形態に用いるフィルターの一例を示す平面図。

【図8(b)】図８（ａ）の側面図。

【図9(a)】第３の実施形態に用いるフィルターの他の例を示す平面図。

【図9(b)】図９（ａ）の側面図。

【図10(a)】第４の実施形態に用いるフィルターの一例を示す平面図。

【図10(b)】図１０（ａ）の側面図。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明の実施形態を説明する前に、本発明の理解を容易にすべく、本発明者のみが独自に本発明をなすことができるようになった経緯を説明する。

【0019】

上述のように、従来は、金属溶湯をフィルターを通過させると、フィルターを通過する金属溶湯の速度が落ちるだけでなく、目詰まりに起因して、フィルターが高価であるにも拘わらず頻繁に交換しなければならなかった。本発明者以外の当業者はこれらのことは当然のこととして何ら疑問を持っていなかったと思われるが、本発明者は独自にこのことは大きな技術的な課題であるとの認識を持っていた。このことから、本発明者は、金属溶湯がフィルターを通過する速度が落ちるのを防ぎ得るとともに、さらには上げることもでき、且つ、金属溶湯の浄化精度を従来のものと同様に維持しつつもフィルターの寿命を伸ばすことができること等を技術的な目標に掲げ、独自に各種の実験、技術開発を継続して行った。

【0020】

その過程において、本発明者は、目詰まりにより交換し、今までは廃棄されていた数多くの使用済みのフィルターを詳細に観察した。これによって、本発明者は以下のことを独自に知得した。

【0021】

即ち、例えば、目詰まりをした例えば厚さが５０mmのフィルターを観察した。その結果、フィルターへ金属溶湯が流れ込む流入側のフィルター表面から１〜５mm程度内部までには、多くの非導電性の不純物（不純物粒子）がトラップされて流入側が激しく目詰まりしていた。これに対し、流入側の表面から４０〜４５mmの部分、つまり流出側においては、不純物粒子のトラップがほとんど行われておらず、実質的に目詰まりは起こっていなかった。つまり、本発明者は、フィルターの目詰まりは、フィルターの流入側に集中して起こっており、流出側には実質的には起こっていない、ということを独自に知得した。

【0022】

本発明者は、この独自の知得に基づき、不純物粒子のトラップがフィルターの流入側から流出側にかけての厚さ全体に均一に起きるようにすれば、フィルターの目詰まり密度が緩和されて、フィルターの寿命を大幅に伸ばし、交換作業を頻繁に行わなくても良くなり、ひいてフィルターを継続して長期間使用することができるのではないか、という技術的なひらめきを独自に得た。本発明者は、この独自のひらめきによって得たことが技術的に正しいがどうかを確かめるために、さらに考えを推し進め、実際に各種の装置を作り、さまざまな実験を重ねた。

【0023】

つまり、先ず本発明者が考えたのは、汎用の各種の金属溶湯ポンプ等によって金属溶湯の全体に圧力を掛けて、不純物粒子をより深くフィルターの厚さ方向に押し込みつつ、金属溶湯をフィルターを通過させるという技術手法。しかしながら、この技術手法では、不純物粒子をフィルターのある程度より深い位置まで到達させることができるものの、金属溶湯がフィルターを通過する速度は遅くなり、実用上満足できる装置は得られないことが、本発明者には技術的に予想された。それは、前記ポンプ等を用いた場合は、金属溶湯だけでなく不純物粒子にも圧力がかかるため、不純物粒子が強力にフィルターの目を塞ぎ、これによりかえって金属溶湯がフィルターの編み目を通りにくくなるであろう、ことが本発明者には技術的に予想されたからである。

【0024】

そこで本発明者はさらに思考して、金属溶湯を駆動する手段としてポンプに代えてローレンツ力を用いることを考えた。しかし、たとえローレンツ力を用いたとしても、ポンプを用いた場合と同様に、不純物粒子がフィルターの編み目を塞ぎ、金属溶湯はフィルターを十分な速度で通過できないことが技術的に予想された。

【0025】

本発明者は、この技術的な予想が実際的に正しいであろうことを確認するために、各種の実験を独自に行った。それは、各種の実験を行えば、それらの実験を通して何らかの解決策が得られるかも知れないとの期待もあったからである。

【0026】

しかるに、フィルターを通過する金属溶湯にローレンツ力を加える実験を本発明者が実際に行ったところ、予想に反して、金属溶湯はフィルターを予想よりも速い速度で通過した。本発明者は、このことの理由を探るべく、さらに各種の実験と分析、解析を繰り返した。

【0027】

これにより、本発明者は、以下のことを独自に知得した。即ち、不純物粒子を除去しようとする金属溶湯の中には、その金属溶湯が高温であることから、自己の酸化物が含まれており、それらの酸化物は非導電性である。しかも、これらの非導電性の酸化物が、金属溶湯中に含まれている不純物の割合としては高い。このため、金属溶湯にローレンツ力を加えた場合には、金属溶湯は導電性を有するが故に金属溶湯には駆動力が加わるが、その中に含まれている不純物粒子は非導電性であるが故にそれらの不純物粒子には駆動力が加わらない。

【0028】

より詳しくは、ローレンツ力によって金属溶湯を駆動すると、その中に存在する不純物粒子も金属溶湯とともに流れて、フィルターの内部に入り込むのは避けられない。このため、結果的に不純物粒子はフィルターの厚さ方向に均一に分散することになる。しかしながら、不純物粒子にはそれが非導電性であるため直接ローレンツ力が加わってはいない。このため、不純物粒子はフィルターの目を強力に塞いではいない。而して、金属溶湯にはローレンツ力が直接的に加わっている。このため、金属溶湯は直接的に不純物粒子の影響を受けることなくフィルターを通過する。

【0029】

上述のように、金属溶湯がフィルターを通過する速度が落ちるのを防ぐには、本発明者以外の当業者は、先ず、前記ポンプを使うという技術的思想を採用すると思われる。しかしながら、ポンプを用いても所期の目的を達することはできないことは、本発明者以外の当業者にも予想される。さらに、ポンプに代えてローレンツ力を加えても、ポンプを用いた場合と同様に、所期の目的は達成できないことが、当業者には予想される。このため、本発明者以外の当業者は、金属溶湯を駆動するのにローレンツ力を用いることも断念すると思われる。しかるに、本発明者は、自己が独自に行った実験から、ローレンツ力を用いれば、一般の当業者の予想とは異なり、金属溶湯がフィルターを通過する速度の低下を防ぐことができ、さらには速い速度でフィルターを通過させることができるのを独自に知得した。本発明者は本発明者が独自に得た前記知得から、本発明者以外の当業者は決して採用し得ないであろう、ローレンツ力で金属溶湯を駆動する、ことを内容の一部とする本発明を独自になし得るに至った。

【0030】

このように、本発明者による独自の実験と分析、解析によって本発明の実施形態の金属溶湯浄化装置が得られた。この金属溶湯浄化装置によれば、不純物の浄化精度を維持したまま、後述するところからも分かるように、以下のような特徴が得られることが確認された。
（１） フィルター内の金属溶湯通過速度の低下を避けることができる。
（２） フィルターは再生により繰り返し使用することが可能である。
（３） 金属溶湯浄化装置の製造には市販のフィルターを用いることができる。

【0031】

上述のように、ローレンツ力をフィルターを通過する金属溶湯に加えるという技術的な発想は、本発明者が実験と分析、解析により独自に得た技術的思想であり、本発明者が行った各種の実験を行わなかった本発明者以外の当業者には決して至り得なかった技術的な思想である。

【0032】

以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

【0033】

図１（ａ）及び図１（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の金属溶湯浄化装置の平面図及び図１（ａ）のＩ（ｂ）−Ｉ（ｂ）線に沿った断面説明図である。この金属溶湯浄化装置はアルミニウム等の金属溶湯を浄化するものとして構成されたものである。

【0034】

図１（ａ）において、金属溶湯は、耐火物製の溶湯搬送樋（金属溶湯搬送体）１の搬送路（流通路）１ａ中を、矢印ＡＲ方向に、図中右側にある溶解炉等の金属溶湯源（図示せず）から図中左側にある鋳造装置等の搬送先装置（図示せず）に向けて、溶湯搬送樋１の傾きに起因する重力と、フィルター装置４によるローレンツ力Ｆと、の合力により流れる。このときの流れる速度は、前記ローレンツ力Ｆにより調節可能である。つまり、それまでよりも速度を落とすことなく、あるいはそれまでよりもさらに加速、減速されつつ、フィルター３を通過させることができる。この際、金属溶湯Ｍが前記ローレンツ力Ｆによって付勢されるため、あるいは、フィルター３自体の構造に基づいて、不純物粒子はフィルター３の厚さの全般にわたってトラップされる。いずれにしても、このようにして、金属溶湯Ｍ中から不純物が除去され、次段の搬送先装置に送られる。なお、図１（ｂ）におけるＦＬは、この金属溶湯浄化装置により処理しようとする金属溶湯Ｍの液面の高さの一例を示している。

【0035】

より詳しくは、特に図１（ａ）から分かるように、溶湯搬送樋１の途中に能動的な、つまり、金属溶湯の駆動能力を有するフィルター装置４が設置されている。このフィルター装置４は、溶湯搬送樋１の内部に設けられる内部部材４Ａと、外部に設けられる外部部材４Ｂと、前記内部部材４Ａに電流Ｉを供給する電源装置８と、を有する。このフィルター装置４は、前記内部部材４Ａと前記外部部材４Ｂとの協同により得られるローレンツ力Ｆで、金属溶湯Ｍを、図１（ａ）の矢印ＡＲ方向に（あるいはその逆の方向に）、駆動可能としたものである。

【0036】

前記内部部材４Ａは、特に図１（ｂ）から分かるように、着脱可能に且つ密着状態に搬送路１ａ内に埋め込まれるほぼチャンネル鋼型の電極体６と、この電極体６内にさらに着脱可能に設置されるほぼ板状の前記フィルター３と、を有する。前記電極体６は当然導電性を有する材料で構成される。例えば、前記電極体６を構成する導電材としては、黒鉛やホウ化チタン（ＴｉＢ_２）等の導電性の他に耐熱性、耐火性をも兼ね備えた材料を採用することができる。また、前記フィルター３はセラミックス等の非磁性材によって構成されている。このフィルター３の平面図及び側面説明図は図６（ａ）、（ｂ）に示される。

【0037】

前記電極体６は、特に図１（ｂ）からわかるように、幅方向に対向する一対の側壁（電極）６ａ、６ｂを有する。これらの一対の側壁（電極）６ａ、６ｂには電源装置８が接続されている。この電源装置８は、電流値及び電圧値が可変な直流電流源及び交流電流源として機能可能に構成されている。直流電流源としては、極性も切り替え可能に構成されている。また、パルス電流つまり瞬間的に大電流を流し得るように構成することもできる。このパルス電流は、後述するように、それまでとは逆向きに電流を流してローレンツ力の向きを変えて、一旦フィルターにトラップされた不純物粒子をフィルターから除去、離脱させる際に有用である。交流電流源としては、周波数も可変に構成されており、例えば、１−５Hz等の交流電流を供給可能とされている。

【0038】

前記電極体６は、上述したところからも分かるように、フィルター３を支持するいわゆるフィルター支持体としての機能も備える。電極体６は、前述の通り、特に図１（ｂ）から分かるように、導電材により、横断面がほぼＵ字型のいわゆるチャンネル綱型に構成されている。この電極体６の内部空間に対して前記フィルター３が着脱可能に収納されている。これにより、前記フィルター３は、所定期間使用後等に交換可能である。

【0039】

電極体６は、金属溶湯Ｍの有無によって、自動的に、電流Ｉの流路を切り替え得る（バイパスし得る）ようにするため、アルミニウム等の対象とする金属溶湯の電気抵抗値よりも大きな電気抵抗値を有する材料で構成される。つまり、予め、対象とする全ての金属溶湯Ｍの種類を特定し、それら全ての金属溶湯Ｍの電気抵抗値よりも大きな電気抵抗値の材料を選択しておけば良い。これにより、例えば、図１（ｂ）の液面ＦＬで示すように、溶湯搬送樋１中を十分の金属溶湯が流れているとき（つまり、溶湯搬送樋１に金属溶湯が十分存在しているとき）には、電流Ｉは、電気抵抗値の大小に応じて、結果的に図１（ｃ）のような流路（パス１）を流れる。

【0040】

より詳しくは、例えば、前記電源装置８が直流電源装置として機能し、端子８ａが正端子、端子８ｂが負端子である場合には、電流Ｉは、正の端子８ａから出て、電極体６の一方の側壁（電極）６ａの上部に至り、その後、この側壁（電極）６ａよりも電気抵抗値の小さな、前記フィルター３内に存在している、金属溶湯Ｍ中に流れ込み、金属溶湯Ｍ中を図中左方向に流れ、この後他方の側壁（電極）６ｂの上部に至り、やがて負の端子８ｂから電源装置８に戻る。なお、図１（ｃ）においては、図を見やすくするために、フィルター３の図示は省略している。

【0041】

前記外部部材４Ｂは、特に図１（ｂ）から分かるように、前記溶湯搬送樋１の外部下方で且つ内部部材４Ａと上下に対向する位置に、配置されている。外部部材４Ｂは、実質的には磁場装置であり、永久磁石又は電磁石で構成することができる。この外部部材（磁場装置）４Ｂは、上部がＮ極に且つ下部がＳ極（又はこれとは逆に上部をＳ極に、下部をＮ極に）磁化されている。これにより、外部部材（磁場装置）４Ｂからの磁力線ＭＬは、特に図１（ｃ）から分かるように、溶湯搬送樋１、電極体６を図中下から上に貫通して、電極体６内の金属溶湯Ｍを貫くこととなる。この磁力線ＭＬは先に説明した図１（ｃ）中を横向き（左方向）に走る電流Ｉと交差することになる。これにより、金属溶湯Ｍには、ローレンツ力Ｆが働き、図１（ａ）に示すように、金属溶湯Ｍは矢印ＡＲに沿って駆動されることになる。ただし、ほとんどの不純物粒子には、それは非導電性であるため、ローレンツ力Ｆが加わることがない。よって、例えば図１（ａ）において説明すると、フィルター装置４の上流側において、金属溶湯Ｍのみにローレンツ力Ｆが掛かり、ほとんどの不純物粒子にはローレンツ力Ｆが加わらない。このため、フィルター３が存在することと相俟って、実質的に金属溶湯Ｍのみがフィルター装置４を通過することになる。つまり、ローレンツ力Ｆを加えてもその力Ｆはほとんどの不純物粒子には加わらない。このため、ローレンツ力Ｆを作用させるようにしているとはいえ、ほとんどの不純物粒子までもがローレンツ力Ｆによってフィルター装置４を通過するのは実質的に避けられる。

【0042】

このローレンツ力Ｆにより金属溶湯Ｍは、フィルター３内に、圧の掛かった状態で押し込まれるようにして流入する。これにより、金属溶湯Ｍ中の不純物粒子はフィルター３の厚さ方向全体に実質的に均等に分散した状態にトラップされる。これにより、フィルター３は目詰まりが遅くなり、より長期間にわたり交換することなく使用できるようになる。

【0043】

上記の金属溶湯浄化装置の上記の動作及びその他の動作についてより詳しく説明する。

【0044】

特に図１（ｃ）から分かるように、電源装置８からの電流Ｉが金属溶湯Ｍを図中横向きに走り、磁場装置４Ｂからの磁力線ＭＬと交差する。これにより得られるローレンツ力Ｆが、金属溶湯Ｍを図１（ａ）に示す矢印ＡＲ方向に駆動する。このローレンツ力Ｆにより、金属溶湯Ｍはフィルター３中に圧力を掛けて押し込まれ、金属溶湯Ｍ中の不純物粒子はフィルター３の厚さ方向の全般にわたりトラップされる。これにより、フィルター３全体に不純物粒子のトラップが行われるようにしてので、いわゆる目詰まりするのを遅らせることができる。これにより、フィルター３全体が目詰まり状態となるまでの時間を長くして、より長時間の運転継続が可能となる。

【0045】

また、目詰まり後にあっては、フィルター３に、それを電極体６（溶湯搬送樋１）に装着したままで、電流Ｉを上記とは逆に流すこと等により、ローレンツ力Ｆを矢印ＡＲとは逆方向に加えることで、金属溶湯をそれまでとは逆流させて、フィルター３から不純物粒子を離脱、除去させて、フィルター３をいわゆる再生することができる。あるいは、フィルター３のみを又はフィルター３を電極体６と一緒に溶湯搬送樋１から取り外し、別置きのタンク又は容器等（収納体）に設けた、実質的に図１（ａ）、（ｂ）のような構成の再生装置に組み込むことにより、上記のようにして、フィルター３から不純物粒子を除去してフィルター３を再生することができる。

【0046】

このフィルター装置４による金属溶湯Ｍの駆動についてさらに詳しく説明する。

【0047】

電源装置８から流れる電流Ｉの値を大小調節することにより、ローレンツ力Ｆの大きさを加減調節して、フィルター３を通過する金属溶湯Ｍの速度を調節することができる。例えば、前記電流Ｉの値を大きくすれば、ろ過速度を上げて、ろ過に要する時間を短縮することができる。また、ローレンツ力Ｆによりろ過能力を向上させたため、同じろ過能力の従来装置に比べれば小型化できる。

【0048】

前記電流Ｉの値の調節は各種のパラメータに応じて行うことができる。即ち、例えば、対象とする金属溶湯Ｍの種類や温度等に起因する金属溶湯Ｍの粘性、天候や気候に起因する溶湯搬送樋１の温度、溶湯搬送樋１における金属溶湯Ｍの流れ易さ、フィルター３の材質、フィルター３の編み目の大き、フィルター３の厚さ、等の各種のパラメータが変化した場合においても、前記電流Ｉの値を調節することにより、金属溶湯Ｍがフィルター３を通過する速度を、一定に維持したり、早めたり、遅めたりする、各種の調節が可能である。

【0049】

金属溶湯Ｍに加えるローレンツ力Ｆの大小を調節するには、前記電流Ｉの値を変えることの他、磁場装置４Ｂの磁場強度を変えることによっても可能である。即ち、磁場装置４Ｂが永久磁石である場合には磁場強度の異なる別の磁場装置４Ｂに交換することによって可能である。また、図１（ｃ）から分かるように、溶湯搬送樋１と永久磁石製の磁場装置４Ｂとの相対的な上下の距離を調節可能な構成としておき、必要に応じて調節することによっても可能である。また、磁場装置４Ｂとして電磁石を用いた場合には供給電流を変えることによって可能である。

【0050】

また、本発明の実施形態の金属溶湯浄化装置を、本運転する前に試験運転をして、試験運転後のフィルター３を観察し、不純物粒子のフィルター３へのトラップ状態、つまり、不純物粒子がフィルター３のどの厚さまで入り込んでいるかを知得し、これにより適切な電流値を帰納的に得て、この後に本運転をすることもできる。

【0051】

また、電源装置８における端子８ａ、８ｂの極性を切り替えれば、図１（ａ）において、金属溶湯Ｍの流れる方向を、矢印ＡＲとは逆向きにすることができる。これは、後述するように、フィルター３への不純物粒子のトラップをフィルター３の厚さ方向全般に均一なトラップを行わせるためや、使用後のフィルター３を再生する時等に採用可能である。

【0052】

さらに、電源装置８を、交流電流装置として用いれば、金属溶湯Ｍは、図１（ａ）から分かるように、矢印ＡＲとその逆方向に、交互に流れあるいは流れようとする。交流電流の周波数を例えば１−５Ｈｚ等に設定すれば、金属溶湯Ｍはあたかも振動するような動きをする。この後、ローレンツ力Ｆを矢印ＡＲのものとすれば、金属溶湯Ｍ中の不純物粒子をフィルター３のより厚さの深いところまで侵入させてトラップさせることができる。また、前記矢印ＡＲと反対方向にローレンツ力Ｆを加えるようにすれば、一旦フィルター３にトラップされた不純物をフィルター３から離脱、除去をより容易にさせてクリーニングすることもできる。この際、離脱させた不純物粒子を多く含む金属溶湯Ｍは適宜採取、廃棄すればよい。このように、交流電流を流すことにより、不純物粒子をフィルター３のより深くにトラップさせ、あるいは、一旦トラップされた不純物粒子のフィルター３からの離脱を容易に行わせることができる。このようなクリーニングの際には電源装置８からの電流としては、ろ過の際の電流よりもより大きな電流、例えば２−３倍位の電流を流せばよい。さらには、パルス電流とすればより有効である。

【0053】

フィルター装置４の運転により、不純物粒子がフィルター３の全般にトラップされた後には、沢山の不純物粒子がトラップされた古いフィルター３を電極体６から取り外し、新しいフィルター３に交換すれば良い。または、フィルター３をそれを収納支持した電極体６と一緒に溶湯搬送樋１から取り外し、交換することもできる。一定期間の運転によりフィルター３だけでなく、電極体６も消耗することもあり得るからである。

【0054】

また、上述のように、フィルター３等の交換に代えて、トラップさせ終えた古いフィルター３を前記電極体６に装着したままの状態で、再生させて再度使用可能とすることもできる。つまり、フィルター３を電極体６（溶湯搬送樋１）に設置したままの状態で上記のような動作をさせれば、フィルター３からそれにトラップしていた不純物粒子を取り除くことができる。

【0055】

上述の本発明の実施形態の金属溶湯浄化装置は、溶湯搬送樋１中の金属溶湯Ｍの量が減ってきた場合（金属溶湯Ｍの液面ＬＦの高さが下がってきた場合、図１（ｂ）参照）も、安全に運転可能である。よって、例えば、モールドを連続運転モードで使用した場合の他、間欠運転モードで使用した場合にも使用可能である。つまり、間欠運転モード時においては、その都度、溶湯搬送樋１の搬送路１ａ中に金属溶湯Ｍが徐々に少なくなり、前記液面ＦＬが下がり、最終的には全く存在しなくなる。金属溶湯Ｍが全く存在しなくなった場合にあっても、図１（ｄ）から分かるように、電流Ｉは自動的に流路を図示の流路（パス２）に切り替える。つまり、電流Ｉは、電極６ａ、６ｂ間を、電極体６の底壁６ｃを介して、適正に流れ、放電が起きることはない。よって、とりたてて安全運転のための手段を採用しなくても、大きな事故等を引き起こすことはなく、安全に動作させることが可能である。特に、金属溶湯Ｍの温度は１０００℃位のものも少なくないため、作業員の安全の観点から、この特徴は現場においては極めて有用である。

【0056】

また、図１（ｅ）から分かるように、電極体６の底面に少しの金属溶湯Ｍが残った場合には、電流Ｉは、図示の如く、底壁６ｃの一方から残存の金属溶湯Ｍ１中に流れ、再び底壁６ｃの他方へ流れる。残存の金属溶湯Ｍ１中の電流Ｉと前記磁場装置４Ｂからの磁力線ＭＬとが交差してローレンツ力が発生する。これにより、その残存の金属溶湯Ｍ１も、溶湯搬送樋１が傾斜していることと相俟って、次段の搬送先装置へ向けて確実に搬送される。

【0057】

前記した金属溶湯浄化装置に用いるフィルター３は、市販のものを用いることができ、装置の構成部材の選択の幅が広いだけでなく、コストも安価に抑えることができる。

【0058】

前記フィルター３としては、前述のように、例えば、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すような、汎用の、セラミックス製の１層のフィルター３を用いることができる。

【0059】

また、フィルターとして、図７（ａ）、図７（ｂ）に示すような多層型のフィルター３Ａを用いることもできる。これらの図では３層型としているが特には３層に限定されるものではない。図７（ａ）、図７（ｂ）におけるフィルター３Ａでは、１層目を金属溶湯流入側の粗目フィルターユニット３ａ、２層目を真ん中の中目フィルターユニット３ｂ、３層目を流出側の細目フィルターユニット３ｃの３層構造としている。つまり、フィルター３Ａを、流入側から流出側に向かって徐々に編み目の大きさが小さくなる複数のフィルターユニットで構成することができる。このようなフィルター３Ａを用いれば、不純物の粒子の小さいものは１層目及び２層目を通過し３層目で、中ぐらいのものは１層目を通過し２層目で、大きいものは１層目で、それぞれトラップされる。これにより、ローレンツ力Ｆを加えることと相俟って、フィルター３Ａの厚さ全体でより均一に不純物粒子をトラップさせて、より高精度に不純物の取り除かれた金属溶湯Ｍを次段の例えばモールド等に送ることができる。

【0060】

また、多層型のフィルターにあっても、編み目の大きさは、必ずしも、上記のように、フィルターの一面から他面に向かって、編み目を大きくする必要はない。場合によっては、編み目の大きさは各層（各ユニット）において自由に設定することもできる。

【0061】

なお、上述のように、上記の多層構造のフィルター３Ａにあっても、十分に不純物をトラップしたのちにはいわゆる目詰まり状態となるのが避けられない。この際には、本発明の実施形態の装置では、フィルター３Ａであっても、不純物を除去して目詰まり状態を解消するいわゆる再生動作を行うことができる。この再生は、１層構造のフィルター３と同様に、ローレンツ力Ｆにより、例えば、金属溶湯Ｍをそれまでとは逆向きにフィルター３Ａに流すことにより行われる。つまり、前述のように、不純物は粒子の大きさに応じて、細目フィルターユニット３ｃ、中目フィルターユニット３ｂ、粗目フィルターユニット３ａにトラップされている。このため、この再生作業においては、金属溶湯Ｍをフィルター３Ａに逆向きに流すことにより、小径、中径、大径のいずれの不純物粒子も確実にフィルター３Ａの各フィルターユニット３ａ、３ｂ、３ｃの編み目を逆向きに通過してフィルター３Ａから取り除かれる。

【0062】

以上の説明では、本発明を溶湯搬送樋１に適用した例で説明したが、適用する対象は溶湯搬送樋１にこだわるものではない。例えば、金属溶湯Ｍを浄化したり、一旦目詰まりしたフィルターを再生するための容器等（収納体）を別に配置し、本発明を適用することもできる。

【0063】

以上には第１の実施形態の金属溶湯浄化装置について説明したが、これらの説明の動作、作用、利点等は以下に説明する第２の実施形態以下の実施形態の金属溶湯浄化装置についても、技術的な矛盾のない限りにおいて、同様に当てはまる。また、第２の実施形態以下の各実施形態での説明も、技術的な矛盾がない限り、上位の実施形態に適用可能である。

【0064】

図２（ａ）及び図２（ｂ）は、本発明の第２の実施形態の装置の金属溶湯浄化装置の平面図及び図２（ａ）のII（ｂ）−II（ｂ）線に沿った断面説明図である。

【0065】

この第２の実施形態が前記第１の実施形態と異なる点は、非磁性材製のフィルター３として２枚のフィルター３（１）、３（２）を用いたこと、２枚のフィルター３（１）、３（２）を電極体６に装着するのではなく、２枚のフィルター３（１）、３（２）で電極体６を隙間を介して挟んだこと、それにより後述のように一対の側壁（電極）６ａ、６ｂを幅方向には互いに金属溶湯Ｍのみを介して直接向かい合わせたこと、にある。その他の構成は第１の実施形態とほぼ同様である。よって構成についての詳しい説明は省略する。

【0066】

この第２の実施形態においては、電極体６の幅方向に向かい合う一対の電極６ａ、６ｂ間にはフィルターは存在させていない。このため、一対の側壁（電極）６ａ、６ｂは幅方向には互いに金属溶湯Ｍのみを介して直接向かい合うことになる。このため、金属溶湯Ｍを通じて一方の電極６ａから他方の電極６ｂへ流れる電流Ｉは、効率良く高密度で流れることとなる。本発明者の実験によれば、図１（ａ）等に示す例に比べて、一対の電極６ａ、電極６ｂ間に流れる電流Ｉは、実験前の予想を遙かに超えるほど大きなものとして得られた。これにより、電流Ｉと磁力線ＭＬとの交差により得られるローレンツ力Ｆも予想を超えるより大きなものとして得ることができた。このローレンツ力Ｆは金属溶湯Ｍの流れに対し順方向（矢印ＡＲ）及び逆方向のいずれの方向のものとしても得ることができ、いずれの方向のものとして得た場合も、上述のように、それぞれ有用なものとして働かせることができる。

【0067】

つまり、この第２の実施形態の装置は、前述の第１の実施形態の装置の場合と同様に動作し、ローレンツ力Ｆによって、フィルター３（１）、３（２）への不純物粒子の均一なトラップやフィルター３（１）、３（２）からの離脱による浄化等を行わせることができるのは当然である。この第２の実施形態における各フィルター３（１）、３（２）としても、図６（ａ）、図６（ｂ）のフィルター３の他に、図７（ａ）、（ｂ）のような複数のフィルターユニットからなるフィルター３Ａを用いることができるのも当然である。

【0068】

さらに、この第２の実施形態においては、２枚のフィルター３（１）、３（２）を用いている。このため、例えば一定時間使用した後に、フィルター３（１）とフィルター３（２）の互いの位置を交換することもできる。これにより、各フィルター３（１）、３（２）への不純物粒子のトラップ状態の均一化が図られ、特別フィルターの浄化処理をしなくてもより長期間使用可能な場合も生じる。また、２つのフィルター３（１）、３（２）のうちのより多くの不純物粒子をトラップした方のみを新しいフィルターに交換することもできる。

【0069】

図３（ａ）及び図３（ｂ）は、本発明の第３の実施形態の金属溶湯浄化装置の平面図及び図３（ａ）のIII（ａ）−III（ａ）線に沿って切断した端面説明図である。

【0070】

この第３の実施形態が前記第１の実施形態と異なる点は、図１（ｄ）等に示すＵ字型の一体の電極体６に代えて別体の２本の電極６Ａ（１）、６Ａ（２）を用いたこと、非磁性のフィルター３Ｂの幅方向両端に前記電極６Ａ（１）、６Ａ（２）を隙間をもって収納する電極収納空間１１（１）、１１（２）を形成したこと等にある。このフィルター３Ｂは溶湯搬送樋１に対して着脱可能に収納される。その他の構成は第１の実施形態等とほぼ同様である。よって構成についての詳しい説明は省略する。

【0071】

前記フィルター３Ｂの平面図を図８（ａ）に、その側面図を図８（ｂ）に示す。

【0072】

また、前記フィルター３Ｂとして複数のフィルターユニットからなるフィルター３Ｂ（１）用いることができる。フィルター３Ｂ（１）の平面図を図９（ａ）に、その右側面図を図９（ｂ）に示す。この例は、フィルター３Ｂ（１）を、図７（ａ）、図７（ｂ）に示すのと同様の、多層型のフィルターとして構成したものである。このフィルター３Ｂ（１）は、幅方向両端に電極収納空間１１（１）、１１（２）を備えることの他は、図７（ａ）、図７（ｂ）のフィルター３と同様の構成であり、よって詳しい説明は省略する。

【0073】

この第３の実施形態においては、金属溶湯Ｍの存在下において、電源装置８から電流Ｉを流せば、第１の実施形態と同様に、電流Ｉは、一方の電極６Ａ（１）から、フィルター３Ｂ、３Ｂ（１）の編み目に入り込んでいる金属溶湯Ｍを介して、他方の電極６Ａ（２）へ流れる。これによる動作等は前記第１の実施形態と同様であるため詳しい説明は省略する。

【0074】

この第３の実施形態は、電極体を備えない分、構造が簡単で、製造、メンテナンス等が容易で、安価なものとして得ることができる。

【0075】

図４（ａ）及び図４（ｂ）は、本発明の第４の実施形態の装置の金属溶湯浄化装置の平面図及び図４（ａ）のIV（ａ）−IV（ａ）線に沿った断面説明図である。

【0076】

この第４の実施形態が前述の第１の実施形態と異なる点は、フィルター本体３Ｃｃを導電体材料によって構成したこと、このフィルター本体３Ｃｃの電気抵抗値は対象とする金属溶湯の電気抵抗値よりも小さくしたこと、フィルター本体３Ｃｃを幅方向左右のフィルター支持枠（電極）３Ｃａ、３Ｃｂで支持してフィルター３Ｃとしたこと、フィルター３Ｃを溶湯搬送樋１に着脱可能に収納したこと、等にある。この第４の実施形態においても、その他の構成は第１の実施形態等とほぼ同様である。よって詳しい説明は省略する。

【0077】

前述のように、前記フィルター３Ｃは、図１０（ａ）の平面図及び図１０（ｂ）の側面図から分かるように、幅方向両端の一対の前記フィルター支持枠（電極）３Ｃａ、３Ｃｂと、それらによって支持された前記フィルター本体３Ｃｃと、を有する。フィルター支持枠３Ｃａ、３Ｃｂ及びフィルター本体３Ｃｃはともに耐熱性、耐火性を有する導電性を有する材料で構成される。

【0078】

この第４の実施形態においては、電流Ｉは、金属溶湯Ｍの有無によって以下のように流れる。

【0079】

まず、金属溶湯Ｍが存在しないときには、例えば、電源装置８の一方の正の端子８ａから、フィルター３Ｃの一方のフィルター支持枠３Ｃａ、フィルター本体３Ｃｃ、他方のフィルター支持枠３Ｃｂを介して、他方の負の端子８ｂに戻る流路を流れる。この際、フィルター本体３Ｃｃはジュール熱により自己発熱し、金属溶湯Ｍの温度低下、固化を防ぐ等の機能を有することとなる。

【0080】

また、金属溶湯Ｍが存在するときは、金属溶湯Ｍはフィルター本体３Ｃｃの各小さい編み目に位置する。このため、電流Ｉは、フィルター本体３Ｃｃの電気抵抗値よりも金属溶湯Ｍの電気抵抗値が小さいことに起因して、フィルター本体３Ｃｃを構成する導電性部材から編み目中の金属溶湯Ｍへ流れ、次いで再び前記フィルター本体３Ｃｃの導電性部材に至り、これを順次繰り返して、一方のフィルター支持枠３Ｃａから他方のフィルター支持枠３Ｃｂへ至る。

【0081】

前記フィルター３Ｃの目の大きさ（目開き）は、例えば、０．１−０．２mmΦとすることができる。これにより、前記電流Ｉの流れの過程で、微小空間である前記編み目に存在する金属溶湯Ｍに電流Ｉが集中するために電流密度が上がり、結果として金属溶湯の単位重量当たりの電磁力（ローレンツ力）が大きくなり、フィルター３Ｃの詰まりの抑制、逆洗浄効果の向上等の利点が得られる。

【0082】

つまり、金属溶湯Ｍの存在下においては、電流Ｉは、上述のように、フィルター本体３Ｃｃの編み目に存在する金属溶湯Ｍを流れるが、この電流Ｉと、下方の磁場装置４Ｂからの磁力線ＭＬとが交差する。これによりローレンツ力Ｆを発生させる。このローレンツ力Ｆにより、前述の第１の実施形態の場合と同様に、金属溶湯Ｍが矢印ＡＲのように駆動される。その他の動作は第１の実施形態等の場合とほぼ同様であるので詳しい説明は省略する。

【0083】

図５（ａ）及び図５（ｂ）は、本発明の第５の実施形態の装置の金属溶湯浄化装置の平面図及び図５（ａ）のＶ（ｂ）−Ｖ（ｂ）線に沿った断面説明図である。

【0084】

この第５の実施形態では、前述の第２の実施形態と同様に、フィルターとして非磁性材製の２枚のフィルター３（１）、３（２）を用いている。第２の実施形態と異なる点は、第２の実施形態ではほぼＵ字型の電極体６を用いているが、第５の実施形態では、互いに別体の一対の電極６ａ、６ｂを用いた点にある。その他の構成は第２の実施形態とほぼ同様である。よって詳しい説明は省略する。

【0085】

この第５の実施形態における動作は、実質的に第２の実施形態と同様である。即ち、第５の実施形態においては、一対の電極６ａ、６ｂが金属溶湯Ｍのみを介して互いに直接的幅方向に対向する。このため、これらの電極６ａ、６ｂ間には高密度に電流Ｉが流れる。その他の動作は第２の実施形態の場合とほぼ同様であるので詳しい説明は省略する。

【0086】

以上に説明した各実施形態には以下のような利点等が得られる。
（１） 第１の実施形態は、間欠溶湯浄化（バッチ式）にも対応できる。スパークが起きないからである。
（２） 大きな不純物除去能力が得られる。特に、図７（ａ）、（ｂ）の多層のフィルター３Ａの場合は顕著である。
（３） フィルターの交換を容易に行うことができる。
（４） フィルターの寿命を大幅（例えば、従来比２−３倍等）に伸ばすことができる。これにより、ランニングコストを大幅に削減できる。
（５） フィルター交換に起因するダウンタイムを大幅に減少することができる。
（６） 第４の実施形態においては、事前にフィルター本体３Ｃｃに通電して加熱しておけば自己発熱するため、フィルター本体３Ｃｃの余熱の必要がない。
（７） 第４の実施形態においては、金属溶湯Ｍの温度低下が抑制できる。
（８） フィルターの繰り返し使用が可能となる。
（９） 図７（ａ）、図７（ｂ）、図９（ａ）、図９（ｂ）に示す編み目の大きさの異なる多層のフィルターを用いれば、トラップ対象とする不純物粒子の粒径のマージンを広げることができる。
（１０）チャンネル鋼型の電極体を使用した場合において、本運転前に予め通電しておけば、電極体自体が加熱発熱により高温となるため、その後に急に高温の金属溶湯が流れてきてもヒートショックは起きず、電極破損が起きるのを防ぐことができる。

【図1(a)】

【図1(b)】

【図1(c)】

【図1(d)】

【図1(e)】

【図2(a)】

【図2(b)】

【図3(a)】

【図3(b)】

【図4(a)】

【図4(b)】

【図5(a)】

【図5(b)】

【図6(a)】

【図6(b)】

【図7(a)】

【図7(b)】

【図8(a)】

【図8(b)】

【図9(a)】

【図9(b)】

【図10(a)】

【図10(b)】