JP2002309321A - High concentrated silicon aluminum alloy and its producing method - Google Patents

High concentrated silicon aluminum alloy and its producing method

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JP2002309321A
JP2002309321A JP2001148480A JP2001148480A JP2002309321A JP 2002309321 A JP2002309321 A JP 2002309321A JP 2001148480 A JP2001148480 A JP 2001148480A JP 2001148480 A JP2001148480 A JP 2001148480A JP 2002309321 A JP2002309321 A JP 2002309321A
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silicon
aluminum
aluminum alloy
alloy
molten
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Japanese (ja)
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Osamichi Nakada
修道 中田
Nobuyuki Suzuki
信幸 鈴木
Katsuaki Munakata
克明 宗像
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high concentrated silicon aluminum alloy which melts for a short time without causing environment pollution and eroding a furnace wall when adding it into the molten aluminum alloy containing magnesium, and its producing method. SOLUTION: This method for producing the high concentrated-silicon aluminum alloy by adding the liquid or solid state aluminum into the molten state silicon is provided. For example, after pouring the silicon melted with a high frequency induction furnace 1 into a mold 3 filled with argon gas, the aluminum is immediately poured from a melting furnace 2 and stirred to produce the high concentrated-silicon aluminum alloy. Further, the silicon for adding to the aluminum produced in such a way and having 1-50 mm grain diameter, is composed of 50% to <85% silicon and the balance aluminum. If necessary, on the outer surface of this alloy, the aluminum or the aluminum alloy is coated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高濃度の珪素を含有す
るアルミニウム合金などとその製造方法に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aluminum alloy containing a high concentration of silicon and a method for producing the same.

【従来の技術】[Prior art]

【0002】アルミニウムに珪素を添加したシルミン合
金は、流動性、耐磨耗性およびヤング率などを改善す
る。また、これにマグネシウムなどを添加した合金は熱
処理を施すことで機械的強度が向上する。このためJI
Sでは、展伸用合金として、4000系、6000系、
また鋳造用合金として、AC2種、AC3A,AC4
種、AC8種、AC9種、あるいはダイカスト用合金と
して、ADC1、ADC3、ADC10、ADC12、
ADC14など多種類の珪素を含むアルミニウム合金が
規定されている。
[0002] A silmine alloy in which silicon is added to aluminum improves fluidity, abrasion resistance, Young's modulus and the like. In addition, the mechanical strength of an alloy to which magnesium or the like is added is improved by performing a heat treatment. For this reason JI
In S, 4000 series, 6000 series,
As casting alloys, AC2, AC3A, AC4
Seeds, AC8, AC9, or die casting alloys, ADC1, ADC3, ADC10, ADC12,
Various types of aluminum alloys including silicon, such as the ADC 14, are specified.

【0003】アルミニウム珪素合金溶湯は、アルミニウ
ム溶湯中に所要量の金属珪素(以下珪素という)を投入
し、冶具などで溶湯面に浮いた珪素を攪拌してアルミニ
ウム溶湯を被せ、その後、炉内を高温保持してアルミニ
ウム溶湯との接触反応により溶融される。また、上記の
工程により各種アルミニウム珪素合金溶湯を配合するた
めの中間材として、珪素35%以下を含むアルミニウム
珪素母合金地金が製造されている。近年金属珪素表面に
一部のフッ化物を付着し、残部のフッ化物を同時に投入
してフッ化物との化学反応による溶解方法(特公平3−
130330号公報参照)および(特開平8−2397
22号公開参照)なども開発されている。
[0003] The aluminum-silicon alloy melt is prepared by charging a required amount of metallic silicon (hereinafter referred to as silicon) into the aluminum melt, stirring the silicon floating on the melt surface with a jig or the like, and covering the aluminum melt. Maintained at a high temperature and melted by a contact reaction with the molten aluminum. In addition, an aluminum-silicon master alloy ingot containing 35% or less of silicon is manufactured as an intermediate material for blending various aluminum-silicon alloy melts by the above-described process. In recent years, some fluorides have been attached to the surface of metallic silicon, and the remaining fluorides have been added simultaneously to dissolve them by chemical reaction with fluorides (Japanese Patent Publication No.
And JP-A-8-2397.
No. 22 published).

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the invention]

【0004】珪素の融点は1414℃と高くアルミニウ
ム溶湯中に投入して溶融するまでの時間も長い。例え
ば、アルミニウム溶湯に対して重量比6%程度の珪素を
溶解する場合は、合金炉内のアルミニウム溶湯を770
℃以上の高温にして約1時間の溶解時間を要するので小
ロットでは生産効率が低い。また、合金溶湯中で発生す
る偏析や未溶解珪素などを管理する人員を備えなければ
ならないなどの事情から、主にアルミニウム合金製造会
社で大型の合金専用炉により製造されている。
The melting point of silicon is as high as 1414 ° C., and it takes a long time until it is introduced into the molten aluminum and melted. For example, when dissolving silicon at a weight ratio of about 6% with respect to the molten aluminum, the molten aluminum in the alloy furnace is heated to 770 mm.
Since a melting time of about 1 hour is required at a high temperature of not less than ℃, the production efficiency is low in a small lot. In addition, aluminum alloys are mainly manufactured by large alloy furnaces mainly by aluminum alloy manufacturers because of the necessity of providing personnel for managing segregation generated in the molten alloy and undissolved silicon.

【0005】一方珪素母合金は、純アルミニウム地金や
アルミニウム合金地金と同時に溶解できる。また、アル
ミニウム溶湯中に追加投入しても短時間で溶融するため
生産性を低下することもなく溶湯の調整が容易にできる
利点がある。しかしながら、合金製造費用などが附加さ
れるため製品価格が高い。母合金中の珪素の含有率は最
大でも35%までしか製造されていないため、添加量に
対して3倍程度の母合金を添加しなければならず、溶湯
単価すなわち合金溶湯コストが上昇する。
On the other hand, a silicon mother alloy can be melted simultaneously with pure aluminum ingot or aluminum alloy ingot. In addition, there is an advantage that the molten metal can be easily adjusted without lowering the productivity because it is melted in a short time even if it is additionally charged into the molten aluminum. However, the price of the product is high because the cost of manufacturing the alloy is added. Since the content of silicon in the mother alloy is only up to 35% at the maximum, the mother alloy must be added in an amount about three times the amount of addition, and the unit cost of the molten metal, that is, the cost of the molten alloy increases.

【0006】珪素母合金中の珪素含有率を高められれば
添加量が減りコストを下げることができる。しかしなが
ら、図1のアルミニウムと珪素の2元系状態図(W.
L.Fink 他:Trans AIME,Inst.
Metals,77 参照)に示されるように、アルミ
ニウム溶湯中の珪素含有率が高くなるに比例して液相線
温度が高くなる。また、アルミニウムの比熱が0.21
5cal/gであるのに対して珪素の溶融潜熱は338
cal/gと1500倍以上の溶解熱量を必要とするう
えに、珪素の添加率を上げるために大量の珪素を投入し
た場合は、アルミニウムの溶湯温度が著しく低下してま
すます溶解時間が長くなるため生産性が低下する。
If the silicon content in the silicon mother alloy can be increased, the amount of addition can be reduced and the cost can be reduced. However, the binary phase diagram of aluminum and silicon in FIG.
L. Fink et al .: Trans AIM, Inst.
As shown in Metals, 77), the liquidus temperature increases in proportion to the increase in the silicon content in the molten aluminum. The specific heat of aluminum is 0.21
5 cal / g, whereas the latent heat of fusion of silicon is 338.
In addition to requiring cal / g and heat of melting 1500 times or more, if a large amount of silicon is added to increase the silicon addition rate, the temperature of the aluminum melt drops significantly and the melting time becomes longer. As a result, productivity decreases.

【0007】上記従来の製造方法において珪素含有率が
35%を超える合金を製造するには、バーナーの発熱量
を上げてアルミニウム溶湯を1000℃以上に昇温し
て、これを長時間保持しなければならない。しかしなが
ら、このような温度帯で長期間アルミニウム溶湯に耐え
られる炉壁材は未だ開発されていないし、また膨大なエ
ネルギーコストと生産性の著しい低下などの採算上の理
由から製造がなされていない。
In order to produce an alloy having a silicon content exceeding 35% in the above-mentioned conventional production method, it is necessary to increase the calorific value of the burner, raise the temperature of the molten aluminum to 1000 ° C. or more, and hold it for a long time. Must. However, a furnace wall material that can withstand the aluminum melt for a long time in such a temperature range has not been developed yet, and has not been manufactured for profitability reasons such as enormous energy cost and remarkable decrease in productivity.

【0008】他方、フッ化物の一部を珪素面に付着し、
且つ残部のフッ化物を同時に投入してフッ化物の化学反
応による溶解方法(特公平3−130330号公報参
照)は、フッ化物中のフッ素がマグネシウムと化合して
MgFをつくるため、マグネシウムを0.4%以上含む
合金溶湯では短時間に溶解することがない。また当該法
では、通常の溶湯処理で使用する塩化物やフッ化物など
のフラックスに対して数倍の量を投入しなければならな
い。このため、フッ素ガスやHFなどのフッ化物ガスが
発生して職場環境を著しく悪化するとともに、フッ化物
により炉壁などが侵食され炉の寿命を短くするなどの弊
害も生じる。本発明は、環境や炉壁などを害することが
なく、廉価にして且つアルミニウム溶湯において短時間
に高い歩留りで溶融する高濃度珪素合金および製造する
方法を提供するものである。
On the other hand, a part of the fluoride adheres to the silicon surface,
In addition, the method of dissolving the fluoride by a chemical reaction by simultaneously charging the remaining fluoride (see Japanese Patent Publication No. 3-130330) is based on the fact that fluorine in the fluoride combines with magnesium to form MgF. The molten alloy containing 4% or more does not melt in a short time. Further, in this method, it is necessary to introduce several times the amount of the flux such as chloride or fluoride used in the usual molten metal treatment. For this reason, a fluoride gas such as fluorine gas or HF is generated, thereby significantly deteriorating the work environment and causing harmful effects such as erosion of the furnace wall and the like by the fluoride to shorten the life of the furnace. An object of the present invention is to provide a high-concentration silicon alloy that can be inexpensively melted at a high yield in a short time in a molten aluminum without harming the environment and furnace walls, and a method for producing the same.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の製造法は、珪素を珪素酸化物と炭素よりなる原
料から生成する工程で、溶融珪素に直接固体または液体
のアルミニウムを添加する。または、珪素の溶融した状
態で主として固体または液体のアルミニウムを添加する
高濃度珪素アルミニウム合金の製造方法とする。また、
不活性ガスを充満する取鍋において鋳造する高濃度珪素
アルミニウム合金の製造方法とする。
According to the present invention, there is provided a process for producing silicon from a raw material comprising silicon oxide and carbon, wherein solid or liquid aluminum is directly added to molten silicon. . Alternatively, a method for producing a high-concentration silicon-aluminum alloy in which solid or liquid aluminum is mainly added in a molten state of silicon is used. Also,
A method for producing a high-concentration silicon-aluminum alloy cast in a ladle filled with an inert gas.

【0010】本発明の高濃度珪素アルミニウム合金は、
粒径1mm以上50mm以下の珪素50%以上85%以
下残部が主としてアルミニウムを含有する請求項1から
3記載の高濃度珪素アルミニウム合金とする。または、
粒径1mm以上50mm以下の珪素あるいは請求4記載
の高濃度珪素アルミニウム合金の表面に、アルミニウム
またはアルミニウム合金を被覆するアルミニウム添加用
珪素とする。
The high-concentration silicon-aluminum alloy of the present invention comprises:
The high-concentration silicon-aluminum alloy according to any one of claims 1 to 3, wherein the balance of 50% to 85% of silicon having a particle size of 1 mm to 50 mm mainly contains aluminum. Or
Silicon having a particle size of 1 mm or more and 50 mm or less, or silicon for aluminum addition, which coats aluminum or an aluminum alloy on the surface of a high-concentration silicon-aluminum alloy according to claim 4.

【0011】被覆方法としては、溶融アルミニウムへ珪
素あるいは高濃度珪素アルミニウム合金をどぶ漬けする
方法、または鋳包む方法、あるいは溶融アルミニウムを
溶射する方法など、いずれの方法をも用いることができ
る。本発明の、請求項4記載の高濃度珪素アルミニウム
合金または請求項5記載のアルミニウム添加用珪素によ
って所望の珪素成分を添加して珪素含有アルミニウム合
金を製造する方法とする。
As a coating method, any method such as a method of dipping silicon or a high-concentration silicon-aluminum alloy into molten aluminum, a method of casting and a method of spraying molten aluminum, and the like can be used. According to the present invention, there is provided a method for producing a silicon-containing aluminum alloy by adding a desired silicon component with the high-concentration silicon-aluminum alloy according to claim 4 or the silicon for adding aluminum according to claim 5.

【0012】[0012]

【作用】溶融珪素にアルミニウムを添加する本発明の製
造法は、珪素の融点1414℃より高い出湯温度と珪素
合金の液相線温度までの比熱が、高濃度珪素ルミニウム
合金を製造するときに、固体のアルミニウムの溶解熱あ
るいはアルミニウム溶湯の昇温熱源として使用できる。
したがって、添加するアルミニウムの温度は低く抑えら
れ、高温のアルミニウムの溶解や保持により発生する酸
化ロスや水素ガスの吸収が少なくまた、省エネで合金化
することができる。他方、取鍋に珪素やアルミニウムに
対してArなどの不活性なガスを充満することにより、
溶融珪素とアルミニウム溶湯を混合するときに生じる酸
化を防止するので製品歩留りを向上することができる。
According to the production method of the present invention in which aluminum is added to molten silicon, when the specific heat up to the tapping temperature higher than the melting point of silicon, 1414 ° C., and the liquidus temperature of the silicon alloy, when producing a high-concentration silicon-luminium alloy, It can be used as a heat source for dissolving solid aluminum or for raising the temperature of molten aluminum.
Therefore, the temperature of the aluminum to be added can be kept low, the oxidation loss and the absorption of hydrogen gas generated by the melting and holding of the high-temperature aluminum are small, and the alloy can be alloyed with energy saving. On the other hand, by filling the ladle with an inert gas such as Ar for silicon or aluminum,
Oxidation generated when mixing the molten silicon and the aluminum melt is prevented, so that the product yield can be improved.

【0013】高濃度珪素アルミニウム合金あるいはアル
ミニウムまたはアルミニウム合金で被覆されたアルミニ
ウム添加用金属珪素は、薄くまたは小粒の形状にするこ
とが、熱伝達時間が短くなるため溶解時間を短縮化する
ことができる。しかしながら、粒径1mm未満の微粒粉
は投入後も溶湯上に浮き反射炉の輻射熱により酸化する
ため著しく溶融が困難になる。
When the silicon metal for aluminum addition coated with high-concentration silicon-aluminum alloy or aluminum or aluminum alloy is formed in a thin or small-grain shape, the heat transfer time becomes short, so that the melting time can be shortened. . However, fine powder having a particle size of less than 1 mm floats on the molten metal even after being charged and is oxidized by radiant heat of the reverberatory furnace, so that it becomes extremely difficult to melt.

【0014】高濃度珪素アルミニウム合金をアルミニウ
ム溶湯中に投入すると、高濃度珪素合金中の共晶が溶解
する。共晶の溶融は、高濃度珪素アルミニウム合金中に
析出するアルミニウムや初晶など残部の溶解を促進す
る。また、アルミニウム溶湯に投入したとき、嵩比重が
アルミニウム溶湯の比重より高いので、高濃度珪素アル
ミニウム合金の殆どが溶湯中に位置し全面がアルミニウ
ム溶湯と接触するため、昇温時間が短くなり全体で溶融
反応が生じるとともに、炉内の高温雰囲気による酸化が
発生しない。
When a high-concentration silicon-aluminum alloy is put into a molten aluminum, a eutectic in the high-concentration silicon alloy is dissolved. The melting of the eutectic promotes the dissolution of the remaining aluminum and primary crystals precipitated in the high-concentration silicon-aluminum alloy. Also, when put into the molten aluminum, since the bulk specific gravity is higher than the specific gravity of the molten aluminum, most of the high-concentration silicon-aluminum alloy is located in the molten metal and the entire surface is in contact with the molten aluminum. A melting reaction occurs, and oxidation due to a high-temperature atmosphere in the furnace does not occur.

【0015】高濃度珪素アルミニウム合金や珪素などの
表面にアルミニウムなどを被覆したものは、炉中に投入
したときに被覆材のアルミニウムが溶解して珪素あるい
は高濃度珪素合金の表面を覆うので、珪素の酸化が防止
されて溶解歩留りが向上するとともに、アルミニウム溶
湯との濡れ性が改善されるため短時間のうちに溶解す
る。また、アルミニウムに所要の添加元素、例えば、銅
やニッケルなどを加えた合金を被覆することにより、各
種のアルミニウム珪素合金を製造することができる。
In the case of a high-concentration silicon-aluminum alloy or a product in which the surface of silicon or the like is coated with aluminum or the like, the aluminum of the coating material dissolves when placed in a furnace and covers the surface of silicon or the high-concentration silicon alloy. Is prevented from being oxidized, the dissolution yield is improved, and the wettability with the molten aluminum is improved, so that it dissolves in a short time. In addition, various aluminum-silicon alloys can be manufactured by coating aluminum with an alloy obtained by adding a required additive element, for example, copper or nickel.

【0016】本発明の高濃度珪素アルミニウム合金やア
ルミニウム添加用珪素には、フッ化物などの化合物を含
まないため、マグネシウムなどを含むアルミニウム溶湯
中で溶解しても溶解速度を低下することがない。また、
フッ化物による環境汚染や溶解炉に対する損耗も発生し
ない。
The high-concentration silicon-aluminum alloy and the aluminum-adding silicon of the present invention do not contain a compound such as a fluoride, so that the dissolution rate does not decrease even when dissolved in a molten aluminum containing magnesium or the like. Also,
There is no environmental pollution by fluoride and no damage to the melting furnace.

【0017】[0017]

【実施例1】本発明の高濃度珪素アルミニウム合金の製
造方法および時間当たりの溶解歩留りを、以下第2図を
参照して説明する。符号1はアルミニウム0.21%を
含む99.65%の珪素35Kgを溶解し1520℃に
保持した高周波誘導炉である。またアルミニウム溶解炉
2では、珪素0.046%を含む純度99.79%のア
ルミニウム地金15Kgを溶解し780℃に昇温保持し
た。高周波誘導炉1の出湯口4より、Arガスを充填し
た断熱構造のモールド3に注ぎ込んだ後、直ちにアルミ
ニウム溶解炉2中から15Kgのアルミニウムをモール
ド3に注ぎ込み、攪拌して高濃度珪素アルミニウム合金
を製造した。高濃度アルミニウム合金中の珪素値は6
4.23%で溶解歩留は98%であった。上記により製
造した高濃度珪素アルミニウム合金中を粉砕して粒径1
mmから50mmのサイズ3Kgを15Kgを珪素0.
046%を含む純度99.79%のアルミニウム溶湯中
に投入し、5分後と10分後および15分後において分
析試料を採取し、発光分光分析機を用いて下記の計算式
(1)により高濃度珪素アルミニウム合金の時間当たり
の溶解率を算出した。 (1)高濃度珪素アルミニウム合金の溶解歩留り 式 中) A:溶解した高濃度珪素アルミニウム合金の重量 B:溶解した高濃度珪素アルミニウム合金中の珪素含有
率 C:アルミニウム溶湯の重量 D:アルミニウム溶湯中の珪素含有率 X:溶解後の珪素分析値 Y:アルミニウム添加用珪素の溶解歩留り 上記式により珪素の分析結果を第1表に示す。 以上の結果より、溶解時間が10分程度と従来の17%
の短時間で溶融した。
Embodiment 1 A method for producing a high-concentration silicon-aluminum alloy of the present invention and a melting yield per time will be described below with reference to FIG. Reference numeral 1 denotes a high-frequency induction furnace in which 35 kg of 99.65% silicon containing 0.21% of aluminum is melted and maintained at 1520 ° C. In the aluminum melting furnace 2, 15 kg of aluminum ingot containing 0.046% of silicon and having a purity of 99.79% was melted, and the temperature was maintained at 780 ° C. Immediately after pouring into the mold 3 of the heat insulation structure filled with Ar gas from the tap hole 4 of the high-frequency induction furnace 1, 15 kg of aluminum is poured into the mold 3 from the aluminum melting furnace 2 and stirred to remove the high-concentration silicon-aluminum alloy. Manufactured. Silicon value in high concentration aluminum alloy is 6
The dissolution yield was 98% at 4.23%. The high-concentration silicon-aluminum alloy produced above is pulverized to a particle size of 1
15 kg to 3 kg of silicon from 0.1 mm to 50 mm.
It was poured into a 99.79% pure aluminum melt containing 046%, and after 5 minutes, 10 minutes, and 15 minutes, an analysis sample was collected, and an emission spectrometer was used to obtain the following calculation formula (1). The dissolution rate per hour of the high concentration silicon aluminum alloy was calculated. (1) Melting yield of high concentration silicon aluminum alloy A) Weight of dissolved high concentration silicon aluminum alloy B: Silicon content in dissolved high concentration silicon aluminum alloy C: Weight of molten aluminum D: Silicon content in molten aluminum X: Analysis of silicon after melting Value Y: dissolution yield of silicon for aluminum addition Table 1 shows the analysis results of silicon by the above equation. From the above results, the dissolution time is about 10 minutes, which is 17% of the conventional value.
In a short time.

【0018】[0018]

【実施例2】被覆の効果および金属珪素のサイズについ
て以下の条件で実施した。2つのアルミニウム溶解炉に
各々珪素0.05%を含む純度99.78%のアルミニ
ウム地金100kgを溶解後770℃に保持して、アル
ミニウム0.21%を含む最大粒径25mm以下の金属
珪素5kgに99.78%アルミニウム376gを被覆
した金属珪素と、無被覆の金属珪素5kgを投入し、直
ちに攪拌冶具で溶湯中に押し込み静置して、5分後と1
0分後において分析試料を採取して発光分光分析装置を
用い、下記の計算式により金属珪素の溶解歩留りを算出
した。 式 中) E:溶解した珪素の溶湯重量 F:溶解した珪素中のアルミニウム含有率 G:被覆した珪素中のアルミニウム重量 H:溶解したアルミニウム溶湯重量 I:アルミニウム溶湯中の珪素含有率 X:溶解後の珪素分析値 Z:金属珪素の溶解歩留り% 上記式により珪素の分析結果を第2表に示す。 上記の結果より、被覆をした珪素は浸漬後10分後には
溶融したが、無被覆の珪素は概ね60%程度しか溶融し
ない。
Example 2 The effect of coating and the size of metallic silicon were carried out under the following conditions. 100 kg of 99.78% pure aluminum ingot each containing 0.05% silicon is melted and held at 770 ° C. in two aluminum melting furnaces, and 5 kg of metallic silicon containing 0.21% aluminum and having a maximum particle diameter of 25 mm or less is held. And 5 kg of uncoated metal silicon, which was coated with 376 g of 99.78% aluminum, was immediately pushed into the molten metal with a stirring jig and allowed to stand.
After 0 minute, an analysis sample was collected, and the dissolution yield of metallic silicon was calculated by the following equation using an emission spectrometer. Formula E): Weight of melted silicon F: Aluminum content in dissolved silicon G: Weight of aluminum in coated silicon H: Weight of molten aluminum I: Silicon content in molten aluminum X: After melting Table 2 shows the analytical results of silicon according to the above formula. From the above results, the coated silicon melted 10 minutes after immersion, but the uncoated silicon melted only about 60%.

【0019】[0019]

【比較例1】アルミニウム溶解炉に純度99.78%の
アルミニウム地金60kgとAC7A地金20Kgを溶
解し720℃に保持して分析を計測した結果、珪素0.
08%とMg1.03%であった。柄杓で80Kgの合
金溶湯から40Kgを掬い別なルツボに分湯した。その
後2つ溶湯を各々770℃に昇温して、1つのルツボに
アルミニウム0.21%を含む粒径1mmから50mm
サイズの珪素10Kgと900gのK2AlF6とを添
加した。また、他のルツボに同一サイズの実施例1で製
造した珪素64.23%の高濃度珪素アルミニウム合金
10Kgを添加した。添加後はいずれも5回攪拌して、
各々の溶湯か10分後と25分後に分析試料を採取して
発光分光分析装置を用いて、下記の計算式(1)および
(2)により各々の珪素溶解歩留りを算出した。その結
果を下記の第3表に示す。 (1)フッ化物と珪素の溶解歩留:Z(1) (2)高濃度珪素アルミニウム合金の溶解歩留Y 以上の結果より、フッ化物を混合した珪素はMgを含む
溶湯では短時間には融しない。しかしながら高濃度珪素
アルミニウム合金は溶融時間が長くなることはない。
COMPARATIVE EXAMPLE 1 60 kg of aluminum ingot having a purity of 99.78% and 20 kg of AC7A ingot were melted in an aluminum melting furnace, and the temperature was kept at 720 ° C ..
08% and Mg 1.03%. With a ladle, 40 Kg was scooped out of the molten alloy of 80 Kg and separated into separate crucibles. Thereafter, the two melts are each heated to 770 ° C., and a crucible containing 0.21% of aluminum in a particle size of 1 mm to 50 mm.
10 Kg of silicon of size and 900 g of K2AlF6 were added. In addition, 10 kg of a high-concentration silicon-aluminum alloy of 64.23% silicon manufactured in Example 1 having the same size was added to another crucible. After the addition, all were stirred five times.
After 10 minutes and 25 minutes, an analysis sample was collected from each of the molten metals, and the respective silicon dissolution yields were calculated by the following formulas (1) and (2) using an emission spectrometer. The results are shown in Table 3 below. (1) Dissolution yield of fluoride and silicon: Z (1) (2) Yield Y of high concentration silicon aluminum alloy From the above results, silicon mixed with fluoride does not melt in a short time in a molten metal containing Mg. However, the high concentration silicon aluminum alloy does not increase the melting time.

【0020】[0020]

【比較例2】高濃度珪素合金の粒径と溶解時間を実施例
1と同様の方法で、分析試料を採取し、各歩留り(%)
を求めた結果を第4表に示す。 第4表に示されたように、高濃度珪素合金の1mm未満
の粒径は30分経過後も24%程度しか溶融しない。ま
た、50mm以上のサイズでは30分経過後においても
約半分程度しか溶融しない。
Comparative Example 2 Analytical samples were collected in the same manner as in Example 1 to determine the particle size and melting time of the high-concentration silicon alloy, and the respective yields (%)
Are shown in Table 4. As shown in Table 4, the particle diameter of the high-concentration silicon alloy less than 1 mm melts only about 24% after 30 minutes. Further, in the case of a size of 50 mm or more, only about half is melted even after elapse of 30 minutes.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上より、高濃度珪素アルミニウム合金
やアルミニウム添加用珪素は、溶解時間が短縮して生産
性が向上するとともに、大幅な省エネルギー化と二酸化
炭素を削減する。また、溶解中での酸化が生じないため
溶解歩留まりが向上して省資源化効果となる。且つ、母
合金と比較して添加量が大幅に少なくなるので溶湯単価
を下げる。また、マグネシウムなどを含む合金溶湯にお
いても短時間で溶解する。
As described above, the high-concentration silicon-aluminum alloy and the silicon for aluminum addition shorten the melting time and improve the productivity, and also significantly save energy and reduce carbon dioxide. Further, since no oxidation occurs during dissolution, the dissolution yield is improved, resulting in a resource saving effect. In addition, since the amount of addition is significantly smaller than that of the mother alloy, the unit price of the molten metal is reduced. Also, it melts in a short time even in a molten alloy containing magnesium or the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 アルミニウムと珪素の2元系状態図FIG. 1 Binary phase diagram of aluminum and silicon

【図2】 溶融珪素とアルミニウム溶湯を混合する装置
の正面図
FIG. 2 is a front view of an apparatus for mixing molten silicon and molten aluminum.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 高周波誘導炉 2 アルミニウム溶解炉 3 モールド 4 高周波誘導炉の出湯口 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 High frequency induction furnace 2 Aluminum melting furnace 3 Mold 4 Hot water outlet of high frequency induction furnace

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 信幸 静岡県駿東郡長泉町下土狩140−15 (72)発明者 宗像 克明 東京都杉並区浜田山1−25−6 Fターム(参考) 4K018 AA16 BB04 BC22 BC28 KA70 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Nobuyuki Suzuki 140-15 Shimotsukari, Nagaizumi-cho, Sunto-gun, Shizuoka Prefecture (72) Inventor Katsuaki Munakata 1-25-6 Hamadayama, Suginami-ku, Tokyo F-term (reference) 4K018 AA16 BB04 BC22 BC28 KA70

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】珪素を珪素酸化物と炭素よりなる原料から
生成する工程で、溶融珪素に直接固体または液体のアル
ミニウムを添加してなることを特徴とする高濃度珪素ア
ルミニウム合金の製造方法。
1. A method for producing a high-concentration silicon-aluminum alloy, wherein solid or liquid aluminum is directly added to molten silicon in a step of producing silicon from a raw material comprising silicon oxide and carbon.
【請求項2】珪素の溶融した状態で主として固体または
液体のアルミニウムを添加してなることを特徴とする高
濃度珪素アルミニウム合金の製造方法。
2. A method for producing a high-concentration silicon-aluminum alloy, comprising adding solid or liquid aluminum mainly in a molten state of silicon.
【請求項3】不活性ガスを充填する取鍋において鋳造す
ることを特徴とする請求項1から2記載の高濃度珪素ア
ルミニウム合金の製造方法。
3. The method for producing a high-concentration silicon-aluminum alloy according to claim 1, wherein the casting is performed in a ladle filled with an inert gas.
【請求項4】粒径1mm以上50mm以下にして珪素5
0%以上85%以下残部が主としてアルミニウムを含有
することを特徴とする請求項1から3記載の高濃度珪素
アルミニウム合金。
4. A method for producing silicon 5 having a particle size of 1 mm or more and 50 mm or less.
4. The high-concentration silicon-aluminum alloy according to claim 1, wherein the balance of the aluminum alloy is from 0% to 85%.
【請求項5】粒径1mm以上50mm以下の珪素あるい
は請求項4記載の高濃度珪素アルミニウム合金の表面
に、アルミニウムまたはアルミニウム合金を被覆するこ
とを特徴とするアルミニウム添加用珪素。
5. Silicon for adding aluminum, wherein the surface of silicon having a particle diameter of 1 mm or more and 50 mm or less or the high concentration silicon-aluminum alloy according to claim 4 is coated with aluminum or an aluminum alloy.
【請求項6】請求項4記載の高濃度珪素アルミニウム合
金または請求項5記載のアルミニウム添加用珪素によっ
て所望の珪素成分を添加して珪素含有アルミニウム合金
を製造する方法。
6. A method for producing a silicon-containing aluminum alloy by adding a desired silicon component with the high-concentration silicon-aluminum alloy according to claim 4 or the silicon for adding aluminum according to claim 5.
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