JP2003231927A - Method for smelting molten aluminum alloy - Google Patents

Method for smelting molten aluminum alloy

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JP2003231927A JP2002292628A JP2002292628A JP2003231927A JP 2003231927 A JP2003231927 A JP 2003231927A JP 2002292628 A JP2002292628 A JP 2002292628A JP 2002292628 A JP2002292628 A JP 2002292628A JP 2003231927 A JP2003231927 A JP 2003231927A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for smelting a molten Al alloy, which inhibits slag generation on the surface of the molten Al metal to the utmost, while keeping an excellent property of an alum flux of removing hydrogen and inclusions into the low levels, and improves the yield of the Al molten metal. <P>SOLUTION: This smelting method is characterized by making an average particle diameter of an alum powder to 1 mm or less, and controlling an amount of the generated slag in smelting the above molten metal, not to exceed 3 mass% to the amount of the molten aluminum alloy, in smelting the molten aluminum alloy for wrought materials with the use of an alum powder as a smelting flux, to reduce hydrogen in the molten metal, and removing the slag which has moved up to the surface of the molten metal, from the molten metal. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、純アルミニウムま
たはアルミニウム合金 (以下、単にアルミニウム合金と
言い、アルミニウムも単にAlと言う) 溶湯の精錬方法に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for refining pure aluminum or aluminum alloy (hereinafter, simply referred to as aluminum alloy, and aluminum is also referred to as Al) molten metal.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知の通り、圧延板材、押出形材、鍛造
などのAl合金展伸材用の鋳塊の溶解、鋳造工程において
は、通常、溶解炉において、Al原料 (Al地金、Al合金材
製品のスクラップなど) を溶解後、成分調整を行い、Al
合金溶湯の精錬を行う。
2. Description of the Related Art As is well known, in the process of melting and casting an ingot for an Al alloy wrought material such as rolled plate, extruded shape, and forging, normally, in a melting furnace, an Al raw material (Al ingot, Al After melting (alloy product scrap, etc.), adjust the composition and
Refining molten alloy.

【0003】このAl合金溶湯 (以下、単にAl溶湯と言
う) の精錬とは、塩素ガス、塩化物系のフラックス、あ
るいは非ハロゲン系のフラックスを溶湯中に吹き込み、
溶湯中の特に水素などのガス成分の脱ガスや介在物の滓
化を行い、Al溶湯表面から滓を除去する除滓を行うなど
の溶湯を清浄化処理する工程である。
Refining of the molten Al alloy (hereinafter, simply referred to as molten Al) is to blow chlorine gas, chloride flux or non-halogen flux into the melt.
This is a process for cleaning the molten metal, such as degassing gas components such as hydrogen in the molten metal and slag inclusions and removing slag from the surface of the Al molten metal.

【0004】そして、これら精錬後のAl溶湯は、溶解炉
から保持炉を経由してまたは経由しないで、各々移湯樋
などを介して鋳型に移湯供給される。この際、移湯中の
溶湯は、鋳型直前の移湯樋やフィルターボックスに設け
られたフィルターによりアルミナ等の酸化物系の介在物
が更に除去されるなどして、鋳型に供給され、前記Al合
金展伸材用の鋳塊に鋳造される。
[0004] The molten Al after the refining is transferred from the melting furnace to the mold through a holding furnace or without passing through a holding furnace. At this time, the molten metal being transferred is supplied to the mold by further removing oxide-based inclusions such as alumina by a transfer gutter immediately before the mold or a filter provided in a filter box, and the Al Cast into ingots for wrought alloys.

【0005】近年では、塩素ガスや塩化物系のフラック
スの有害性などの問題から、これらに代えて、非ハロゲ
ン系の精錬用フラックスを不活性ガスをキャリアガスと
してAl溶湯中に吹き込み、溶湯の脱ガスおよび除滓を促
進させることが用いられるようになっている。
In recent years, due to problems such as harmfulness of chlorine gas or chloride-based flux, instead of these, a non-halogen-based refining flux is blown into an Al melt by using an inert gas as a carrier gas to melt the melt. It has been used to accelerate degassing and slag.

【0006】この非ハロゲン系の精錬用フラックスとし
て、例えば、硫酸カリウム(K2SO4)を主体とし、これに
硫酸塩の融点を下げるための硫酸リチウムや、硫酸マグ
ネシウムなどを更に加えた混合系のフラックスが提案さ
れている (特許文献1参照)。また、Al溶湯の脱ガスお
よび除滓用の精錬フラックスとして、硫酸カリウム単体
からなるフラックスが提案されている (特許文献2参
照) 。
As the non-halogen-based refining flux, for example, a mixed system mainly composed of potassium sulfate (K 2 SO 4 ) and further added thereto are lithium sulfate for lowering the melting point of sulfate and magnesium sulfate. Has been proposed (see Patent Document 1). Further, as a refining flux for degassing and removing slag of Al molten metal, a flux consisting of potassium sulfate alone has been proposed (see Patent Document 2).

【0007】[0007]

【特許文献1】特開平07−207358号公報 (第1 〜2 頁)[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-207358 (pages 1 and 2)

【特許文献1】特開平11−323449号公報 (第1 〜2 頁)[Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. 11-323449 (pages 1 and 2)

【0008】しかし、これらの非ハロゲン系の精錬用フ
ラックスにより、塩素乃至塩化物を用いることによる前
記弊害は確かに防止されるものの、肝心の、溶湯中のH2
ガスなどの脱ガスおよび脱介在物などの精錬効率が、塩
素乃至塩化物系の精錬効率よりも劣る問題がある。
However, although these non-halogen-based refining fluxes certainly prevent the above-mentioned adverse effects caused by using chlorine or chloride, they are essential for H 2 in the molten metal.
There is a problem that the refining efficiency of degassing such as gas and deinclusions is inferior to that of chlorine or chloride.

【0009】Al合金展伸材の分野においては、電子・電
気部品分野の用途におけるAl合金展伸材の表面性状 (表
面平滑性、表面粗度) などに対する要求は益々厳しくな
っている。更に、缶などの包装容器用や自動車などの輸
送機用、あるいは構造材用途などでも高強度化、高成形
性、高耐食性化など、Al合金展伸材の高品質化の要求も
益々厳しくなっている。したがって、これに伴い、Al合
金鋳塊中のH2や介在物などの不純物をより低減する必要
性が益々増している。
In the field of Al alloy wrought materials, the demands on the surface properties (surface smoothness, surface roughness) and the like of the Al alloy wrought materials in the applications of electronic and electric parts are becoming more and more severe. In addition, demands for higher quality Al alloy wrought materials such as higher strength, higher formability, and higher corrosion resistance for packaging containers such as cans, transportation equipment such as automobiles, and structural material applications are becoming increasingly severe. ing. Therefore, along with this, there is an increasing need to further reduce impurities such as H 2 and inclusions in the Al alloy ingot.

【0010】また、Al溶解原料は、Al合金展伸材スクラ
ップのリサイクルシステムの確立の社会的要請に基づ
き、従来のAl地金主体から、Al合金展伸材のスクラップ
を主体とするものに変わりつつある。この結果、Al溶解
原料を100%スクラップとすることも行われるようになっ
ている。しかし、Al合金展伸材スクラップをAl溶解原料
とした場合、スクラップからの不純物元素、或いはH2
どのガス成分の混入量の増大は、スクラップを前処理し
たとしても避けがたくなっている。
Further, the Al melting raw material is changed from the conventional Al-based ingot mainly to the Al-alloy wrought scrap mainly based on the social demand for establishing the recycling system of the Al-alloy wrought material scrap. It's starting. As a result, 100% scrap of Al-melting raw material is also being used. However, when Al alloy wrought material scrap is used as an Al melting raw material, it is difficult to avoid an increase in the amount of impurity elements or gas components such as H 2 mixed in from the scrap even if the scrap is pretreated.

【0011】しかし、Al合金の精錬分野において、これ
らの要求や必要性に対応して、前記塩素乃至塩化物並の
精錬効率を有する非ハロゲン系の精錬用フラックスは未
だ実用化されていないのが実情であり、前記脱ガスおよ
び脱介在物の高い低減レベルでの精錬を行おうとすれ
ば、塩素乃至塩化物フラックスを併用せざるを得ないの
が実情であった。
However, in the field of refining Al alloys, in response to these requirements and needs, a halogen-free refining flux having a refining efficiency similar to that of chlorine or chloride has not yet been put into practical use. In the actual situation, in order to carry out refining at a high reduction level of the above-mentioned degassing and deinclusions, it was the actual situation that chlorine or chloride flux had to be used in combination.

【0012】これに対し、非ハロゲン系のAl合金精錬用
フラックスとして、ミョウバンを用いることが提案され
た (特許文献3参照) 。このミョウバンフラックスによ
れば、前記要求や必要性に対応して、脱ガスおよび脱介
在物の高い低減レベルを達成しうる精錬を可能にする。
On the other hand, it has been proposed to use alum as a non-halogen type Al alloy refining flux (see Patent Document 3). This alum flux enables refining capable of achieving a high reduction level of degassing and deinclusions in response to the above requirements and needs.

【0013】[0013]

【特許文献3】特開2000−239757号公報 (第1 〜2 頁)[Patent Document 3] Japanese Patent Laid-Open No. 2000-239757 (pages 1 and 2)

【0014】即ち、ミョウバンフラックスは、Al合金精
錬 (溶湯) 温度で分解し、亜硫酸ガスや硫酸塩を放出す
る。そして、この放出された硫酸塩や亜硫酸ガスが、溶
湯中の水素と反応して脱水素を行う作用を有する。
That is, alum flux decomposes at the temperature of refining (melting) an Al alloy and releases sulfurous acid gas and sulfate. The released sulfate or sulfur dioxide gas has a function of dehydrogenating by reacting with hydrogen in the molten metal.

【0015】より具体的には、このミョウバンフラック
スにおいては、硫酸塩のヒューム (微粒子) やSOX ガス
が、溶湯中の水素と固体−気体反応乃至気体−気体反応
して、生成した水素化合物を気体化させるか、滓として
溶湯から分離除去して、溶湯の脱水素を行う。また、介
在物の滓化を促進し、Al溶湯表面から滓を除去する除滓
を促進するなどの溶湯を清浄化する効果も有する。
More specifically, in this alum flux, sulfate fumes (fine particles) and SO X gas react with hydrogen in the molten metal in a solid-gas reaction or a gas-gas reaction to generate a hydrogen compound. Degas the molten metal by vaporizing it or separating it from the molten metal as slag. It also has the effect of cleaning the molten metal, such as promoting the slag formation of inclusions and slag removing the slag from the surface of the Al melt.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】ただ、このミョウバン
フラックスは、Al溶湯中に吹き込んだ際に、未反応のフ
ラックスが生じやすい。この未反応のフラックスは、前
記Al溶湯中での精錬作用に寄与せずにAl溶湯表面に浮上
し、Al溶湯表面に既に存在する滓などと反応して、Al溶
湯の滓化を促進しやすい作用を有する。
However, when the alum flux is blown into the molten aluminum, unreacted flux is likely to be produced. The unreacted flux floats on the surface of the Al melt without contributing to the refining action in the Al melt, reacts with the slag already present on the surface of the Al melt, and easily promotes the slag formation of the Al melt. Have an effect.

【0017】この未反応のフラックスの生成やAl溶湯の
滓化は、ミョウバンフラックスならずとも、反応性の良
い塩素ガスなどの気体精錬剤に比べた、固体精錬剤であ
る前記粉末フラックス全般に特有の問題でもある。
The formation of the unreacted flux and the slag formation of the molten aluminum are characteristic of all the above-mentioned powder fluxes which are solid refining agents, as compared with the gas refining agents such as chlorine gas, which has good reactivity, without being alum flux. Is also a problem.

【0018】しかし、このミョウバンフラックスは、前
記優れた脱水素や脱介在物の作用乃至反応性により、未
反応のフラックスが生成しAl溶湯表面に浮上した場合、
これまでの他の非ハロゲン系のAl合金精錬用フラックス
の場合と違い、却って、Al溶湯表面の前記滓化が促進さ
れやすいという特有の問題がある。そして、このAl溶湯
表面の滓化が促進されるほど、滓の生成量が多くなり、
相対的に鋳造されるAl溶湯の歩留りが低下すると言う、
実用上の問題を有する。
However, this alum flux, when unreacted flux is generated and floats on the surface of the molten Al by the action or reactivity of the excellent dehydrogenation and deintercalation,
Unlike the other non-halogen-based fluxes for refining Al alloys up to now, there is a peculiar problem that the above-mentioned slag formation on the surface of the Al melt is promoted. And, as the slag formation on the surface of the molten aluminum is promoted, the amount of slag generated increases,
It is said that the yield of cast aluminum melt is relatively lowered.
It has practical problems.

【0019】本発明はこの様な事情に着目してなされた
ものであって、その目的は、ミョウバンフラックスの優
れた脱水素や脱介在物の高い低減レベルを維持しなが
ら、Al溶湯表面の滓化を極力抑制して、Al溶湯の歩留り
を向上しうる、Al合金溶湯の精錬方法を提供しようとす
るものである。
The present invention has been made by paying attention to such a situation, and an object thereof is to maintain excellent dehydrogenation of alum flux and a high reduction level of de-inclusions while maintaining the surface of the molten aluminum. The present invention aims to provide a refining method of an Al alloy molten metal, which can suppress the formation of the molten Al alloy as much as possible and improve the yield of the Al molten metal.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明に係るAl合金溶湯の精錬方法の要旨は、展伸
材用アルミニウム合金溶湯に対し、精錬用フラックスと
してミョウバン粉末を用いて、溶湯中の水素を低減する
溶湯精錬を行い、合わせて溶湯表面に浮上した滓を溶湯
から除去するに際し、前記ミョウバン粉末の平均粒径を
1mm 以下とし、前記溶湯精錬の際の滓発生量をアルミニ
ウム合金溶湯量の3 質量% 以下に抑制したことである。
To achieve this object, the gist of the method for refining an Al alloy molten metal according to the present invention is to use an alum powder as a refining flux for an aluminum alloy molten metal for a wrought material. When refining the molten metal to reduce the hydrogen in the molten metal and removing the slag floating on the surface of the molten metal from the molten metal, the average particle size of the alum powder
The amount is 1 mm or less, and the amount of slag generated during the refining of the molten metal is suppressed to 3% by mass or less of the amount of the molten aluminum alloy.

【0021】本発明者らは、展伸材用アルミニウム合金
溶湯に対し、精錬用フラックスとしてミョウバン粉末を
用いるに際し、ミョウバン粉末の平均粒径と溶湯精錬の
際の滓発生量とに相関関係があることを知見した。即
ち、ミョウバン粉末の平均粒径が小さい乃至細かいほ
ど、溶湯精錬の際の滓発生量が減少し、Al合金溶湯の歩
留りが向上することを知見した。そして、前記溶湯精錬
の際の滓発生量をAl合金溶湯量の3 質量% 以下に抑制し
うるミョウバン粉末の平均粒径が1mm 以下であることも
知見した。
The inventors of the present invention have a correlation between the average particle size of the alum powder and the amount of slag generated during the smelt refining when the alum powder is used as the refining flux for the wrought aluminum alloy melt. I found out that. That is, it has been found that the smaller or finer the average particle size of the alum powder is, the smaller the amount of slag generated during the refining of the molten metal is, and the higher the yield of the Al alloy molten metal is. It was also found that the average particle size of the alum powder that can suppress the amount of slag generated during the refining of the molten metal to 3% by mass or less of the molten amount of the Al alloy is 1 mm or less.

【0022】なお、前記特許文献3でも、ミョウバンの
粉末の粒径乃至粒度について、溶湯への吹き込む乃至添
加する態様に応じて適宜選択することが開示されてい
る。ただ、前記特許文献3での、ミョウバンの粒径乃至
粒度に対する認識は、開示されている通り、ミョウバン
の吸湿性による、フラックスの吹き込みランスの目詰ま
り等の吹き込み作業が阻害されることの範囲にとどま
る。
It should be noted that the above-mentioned Patent Document 3 also discloses that the particle size or particle size of the alum powder is appropriately selected according to the mode of blowing or adding to the molten metal. However, the recognition of the particle size or particle size of alum in Patent Document 3 is, as disclosed, within the range in which the blowing work such as clogging of the flux blowing lance due to the hygroscopicity of the alum is obstructed. Stay

【0023】言い換えると、本発明における、前記し
た、溶湯への吹き込み乃至添加するミョウバン粉末の平
均粒径と滓発生量との相関関係、ミョウバン粉末の平均
粒径が小さいほど滓発生量が減少すること、そして、滓
発生量をAl合金溶湯量の3 質量% 以下に抑制しうるミョ
ウバン粉末の平均粒径が1mm 以下であること、等の認識
や示唆は全くない。
In other words, in the present invention, the above-mentioned correlation between the average particle size of the alum powder blown into or added to the molten metal and the amount of slag generated, and the smaller the average particle size of the alum powder, the smaller the amount of slag generated. There is no recognition or suggestion that the alum powder has an average particle size of 1 mm or less that can suppress the amount of slag generated to 3% by mass or less of the amount of molten Al alloy.

【0024】また、前記特許文献3では、用いたミョウ
バン粉末の平均粒径の開示はないが、前記した発明の課
題の通り、滓の生成量が多くなり、相対的に鋳造される
Al溶湯の歩留りが低下すると言う問題を有していたので
あり、必然的に使用ミョウバン粉末の平均粒径は1mm を
越えていた。
Further, in the above-mentioned Patent Document 3, there is no disclosure of the average particle diameter of the alum powder used, but as the above-mentioned problem of the invention, the amount of slag produced increases and relatively cast.
It had a problem that the yield of the molten aluminum decreased, and the average particle size of the alum powder used was inevitably over 1 mm.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】本発明における各要件の意義につ
いて、以下に説明する。先ず、本発明におけるフラック
スとしてのミョウバン粉末について説明する。本発明で
言うミョウバンの定義は、前記特許文3にも開示される
定義と同じである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The significance of each requirement in the present invention will be described below. First, the alum powder as the flux in the present invention will be described. The definition of alum referred to in the present invention is the same as the definition disclosed in Patent Document 3.

【0026】即ち、ミョウバンは、一般式R3R1(SO4)2
nH2O(n=12 、10、6 、4 、3 、2 又は0)や、R1[R3(H2O)
6](SO4)2・nH2O(n=12 、10、6 、4 、3 、2 又は0)など
の組成式で表される3 価の金属(R3)と1 価の金属(R1)の
硫酸塩の複塩の総称である。そして、3 価の金属(R3)と
しては、Al、Fe、Cr、および1 価の金属(R1)などとして
は、K 、NH4 、Naがある。中でも、代表的なものは、Al
K(SO4)2 ・nH2O(n=12、10、6 、3 、2 又は0)のカリウ
ムミョウバンまたは焼きカリウムミョウバンと、AlNH
4(SO4)2 ・nH2O(n=12 、10、6 、4 、3 、2 又は0)のア
ンモニウムミョウバンまたは焼きアンモニウムミョウバ
ンである。
That is, alum has the general formula R 3 R 1 (SO 4 ) 2
nH 2 O (n = 12, 10, 6, 4, 3, 2, or 0) or R 1 [R 3 (H 2 O)
6 ] (SO 4 ) 2・ nH 2 O (n = 12, 10, 6, 4, 3, 2, or 0) and other trivalent metals (R 3 ) represented by composition formulas and monovalent metals ( It is a generic term for double salts of sulfate of R 1 ). The trivalent metal (R 3 ) includes Al, Fe, Cr, and the monovalent metal (R 1 ) includes K, NH 4 , and Na. Among them, the representative one is Al
K (SO 4 ) 2・ nH 2 O (n = 12, 10, 6, 3, 2, or 0) potassium alum or baked potassium alum and AlNH
4 (SO 4 ) 2 · nH 2 O (n = 12, 10, 6, 4, 3, 2, or 0) ammonium alum or baked ammonium alum.

【0027】次に、本発明におけるフラックスとしての
ミョウバン粉末の作用効果について説明する。前記各ミ
ョウバンは、種類によって異なるものの、加熱される
と、Al合金の溶湯温度以下の約650 ℃付近から亜硫酸ガ
ス(SO)やSO2 などのSOX ガスが分解放出し始め、約950
℃付近において熱分解が完了し、同時に酸化Alを生成す
る、という特性を有する。この内、加熱温度400 〜550
℃の間では、例えば、アンモニウムミョウバンでは硫酸
アンモニウム、カリミョウバンでは硫酸カリなどの硫酸
塩を放出する。
Next, the function and effect of the alum powder as the flux in the present invention will be described. Although each alum varies depending on the type, when heated, SO X gas such as sulfur dioxide (SO) and SO 2 begins to decompose and release at about 650 ° C below the molten metal temperature of the Al alloy, and about 950
It has the characteristic that thermal decomposition is completed at around ℃ and Al oxide is produced at the same time. Of these, the heating temperature is 400-550
For example, ammonium sulfate releases ammonium sulfate, and potassium alum releases potassium sulfate or the like at a temperature between ° C.

【0028】即ち、この放出硫酸塩や、前記分解放出亜
硫酸ガスが、溶湯中の水素と反応して脱水素を行う作用
を有する。Al合金の溶湯温度は約700 ℃程度であり、溶
湯中に添加乃至吹き込まれたフラックスとしてのミョウ
バンは、この溶湯温度下で硫酸塩やSO2 などのSOX ガス
を分解放出し、これら硫酸塩のヒューム (微粒子) やSO
X ガスが、溶湯中の水素と固体−気体反応乃至気体−気
体反応する。そして、この生成した水素化合物を気体化
させるか、滓として溶湯から分離除去して、溶湯の脱水
素を行うことが可能となる。また、介在物の滓化を促進
し、Al溶湯表面から滓を除去する除滓を促進するなどの
溶湯を清浄化する効果も有する。
That is, the released sulfate and the decomposition released sulfurous acid gas have a function of reacting with hydrogen in the molten metal to perform dehydrogenation. The molten metal temperature of the Al alloy is about 700 ° C, and alum as a flux added or blown into the molten metal decomposes and releases SO X gas such as SO 2 and SO 2 at this molten metal temperature, and these sulfates Fume and SO
The X gas undergoes a solid-gas reaction or a gas-gas reaction with hydrogen in the molten metal. Then, it is possible to dehydrogenate the molten metal by vaporizing the generated hydrogen compound or separating and removing it from the molten metal as a slag. It also has the effect of cleaning the molten metal, such as promoting the slag formation of inclusions and slag removing the slag from the surface of the Al melt.

【0029】より具体的な作用としては、前記生成SOX
ガスは、不活性ガスの攪拌効果によって、Al溶湯中に迅
速に拡散することによって、そのガス気泡中に、溶湯中
のH2ガスを拡散と分圧平衡により取り込む。そして、こ
の微細なSOX ガス気泡が溶湯表面に浮上、揮散すること
により、H2ガスが溶湯中より除去される。また、溶湯中
の介在物は、生成SOX ガスや不活性ガスの攪拌効果乃至
浮上効果によって、溶湯中より溶湯表面に浮上し、滓化
が促進されて溶湯中より除去される。
As a more specific action, the generated SO X
The gas rapidly diffuses into the Al melt due to the stirring effect of the inert gas, so that the H 2 gas in the melt is taken into the gas bubbles by diffusion and partial pressure equilibrium. Then, the fine SO X gas bubbles float on the surface of the molten metal and volatilize, so that the H 2 gas is removed from the molten metal. Further, the inclusions in the molten metal are floated from the molten metal to the surface of the molten metal due to the stirring effect or the floating effect of the generated SO X gas or the inert gas, and the slag is promoted to be removed from the molten metal.

【0030】また、前記生成ヒュームは、同じくAl溶湯
中に迅速に拡散することによって、気体−固体反応によ
り水素と水素化合物を生成する乃至溶融かつ分解してSO
X ガスを生成し、前記生成SOX ガスと同様の脱ガスおよ
び脱介在物効果を発揮する。したがって、これらの複合
乃至相乗作用により、溶湯中のH2ガスなどのガス成分
と、特に酸化物系の介在物の除去効果が増大する。
Further, the produced fumes also diffuse rapidly in the molten Al to generate hydrogen and a hydrogen compound by a gas-solid reaction, or they are melted and decomposed to form SO.
It produces X gas and exerts the same degassing and deinclusion effects as the produced SO X gas. Therefore, the combined or synergistic action of these increases the effect of removing gas components such as H 2 gas in the molten metal and, in particular, oxide-based inclusions.

【0031】その一方で、前記したミョウバンの特性の
内、溶湯にとって有害な不純物乃至介在物となるべき酸
化アルミニウム(Al)は、生成温度が約950 ℃の付近であ
る。したがって、Al合金の溶湯温度に対し、生成温度が
十分高温であるので、実際の溶湯の精錬中に酸化Alが生
成することは少ない。
On the other hand, among the above-mentioned characteristics of alum, the production temperature of aluminum oxide (Al), which is a harmful impurity or inclusion in the molten metal, is around 950 ° C. Therefore, since the generation temperature is sufficiently higher than the molten metal temperature of the Al alloy, Al oxide is rarely generated during the actual refining of the molten metal.

【0032】溶湯中に添加乃至吹き込まれたフラックス
としてのミョウバンは酸化Alとして、あるいは硫酸塩と
して溶湯中に残留することは殆ど無い。また、仮に、前
記酸化Alが生成したとしても、この酸化Alは溶湯中で生
成したものであり、Al溶湯が大気と接触して生じる酸化
Alに比して、非常に粒子が細かい。この結果、前記生成
SOX ガスや不活性ガスの攪拌効果乃至浮上効果によっ
て、溶湯中より溶湯表面に浮上しやすく、滓化が促進さ
れ、生成酸化Alが溶湯中に残留することは殆ど無い。
Alum as flux added or blown into the molten metal hardly remains in the molten metal as Al oxide or sulfate. Further, even if the Al oxide is produced, this Al oxide is produced in the molten metal, and the oxidation produced when the Al molten metal comes into contact with the atmosphere.
Very fine particles compared to Al. As a result, the generation
Due to the stirring effect or floating effect of SO X gas or inert gas, it is easier to float on the surface of the molten metal than in the molten metal, slag formation is promoted, and the generated oxidized Al hardly remains in the molten metal.

【0033】それゆえ、フラックスとしてのミョウバン
は、溶湯中に残留することなく、溶湯の脱水素や脱介在
物を行うことが可能であるという優れた効果を有する。
但し、アンモニウムミョウバンは、精錬条件によって
は、NH4 が分解して水素を生成する可能性と、この水素
が溶湯中に残留するために、水素除去のための不活性ガ
スによる攪拌の長時間化の可能性もある。
Therefore, alum as the flux has an excellent effect that it is possible to dehydrogenate and deintercalate the molten metal without remaining in the molten metal.
However, depending on the refining conditions, ammonium alum may decompose into NH 4 and produce hydrogen, and because this hydrogen remains in the molten metal, it takes a long time to stir with an inert gas to remove hydrogen. There is also the possibility of.

【0034】したがって、このような副作用の可能性の
無いカリミョウバン乃至焼きカリミョウバンを用いるこ
とが最も好ましい。なお、本発明では、上記した具体例
以外にも、ミョウバンとして分類される化合物の内、脱
水素を行う硫酸塩や亜硫酸ガスを放出し、かつ溶湯にと
って有害な残留不純物を生じないという精錬作用を有す
る化合物は、全て発明範囲内として含む。
Therefore, it is most preferable to use potassium alum or baked potassium alum which has no possibility of such side effects. In the present invention, in addition to the specific examples described above, among the compounds classified as alum, a refining action of releasing a sulfate or sulfurous acid gas for dehydrogenation and not producing a residual impurity harmful to the molten metal is obtained. All the compounds possessed are included in the scope of the invention.

【0035】以上のミョウバンフラックスを前提に、次
に、本発明の特徴である、添加するミョウバン粉末の平
均粒径と溶湯精錬の際の滓発生量との関係を以下に説明
する。上記優れた脱水素や脱介在物の作用により、一方
では、Al溶湯中に吹き込んだ際の未反応のフラックスが
Al溶湯表面に浮上した場合、Al溶湯表面に既に存在する
滓などと反応して、Al溶湯の滓化を促進しやすい作用を
有する。このAl溶湯表面の滓化が促進されると滓 (ドロ
ス) の生成量が多くなり、Al溶湯の歩留りを低下させ
る。
Based on the above alum flux, the relationship between the average particle size of the alum powder to be added and the amount of slag generated during the smelt refining, which is a feature of the present invention, will be described below. On the other hand, due to the action of the above excellent dehydrogenation and deinclusions, unreacted flux when blown into the molten aluminum is
When it floats on the surface of the Al melt, it reacts with the slag already present on the surface of the Al melt and has the effect of facilitating the slag formation of the Al melt. If the slag formation on the surface of the Al melt is promoted, the amount of slag (dross) produced increases, and the yield of the Al melt decreases.

【0036】このミョウバンフラックスのAl溶湯の滓化
促進作用に対して、上記優れた脱水素や脱介在物の作用
を維持しつつ、Al溶湯表面の滓化を抑制するために、本
発明では、Al溶湯に吹き込むミョウバン粉末の平均粒径
を小さくする。添加するミョウバン粉末の平均粒径が小
さいほど、ミョウバン粉末の表面積が増大し、反応速度
が増す。この反応速度が増すと、Al溶湯中に吹き込まれ
たミョウバンフラックスは、Al溶湯表面に浮上するまで
に、その大部分が、硫酸塩やSOX ガスに分解放出され
る。この結果、Al溶湯表面に浮上する未反応のミョウバ
ンフラックスが減少するため、上記Al溶湯表面に存在す
る滓などとの反応が抑制され、Al溶湯表面の滓化が抑制
される。
In order to suppress the slag formation on the surface of the Al melt while maintaining the excellent dehydrogenation and the action of deintercalation against the slag formation promoting effect of the alum flux on the Al melt, in the present invention, Reduce the average particle size of the alum powder blown into the molten aluminum. The smaller the average particle size of the added alum powder, the larger the surface area of the alum powder and the faster the reaction rate. When the reaction speed increases, alum flux blown into molten Al is before flying on molten Al surface, a majority thereof, it is degraded released sulphate and SO X gas. As a result, unreacted alum flux floating on the surface of the Al melt is reduced, so that the reaction with the slag existing on the surface of the Al melt is suppressed, and the slag formation on the surface of the Al melt is suppressed.

【0037】また、このミョウバンの微細化はAl溶湯表
面に浮上する未反応のミョウバンを減少させるものであ
るため、上記優れた脱水素や脱介在物の作用を阻害する
ことなく、却って促進あるいは維持しつつ、Al溶湯表面
の滓化を抑制する。
Further, since the finely-divided alum reduces unreacted alum floating on the surface of the molten Al, it does not inhibit the action of the above excellent dehydrogenation and deintercalation, but rather promotes or maintains it. While suppressing the slag formation on the surface of the molten aluminum.

【0038】図1 にカリウムミョウバン粉末の平均粒径
(mm)と滓発生量 (質量%)との関係を示す。図1 は後述す
る実施例表1 の結果 (発明例1 〜3 および比較例11、1
2) を整理し直したものである。
FIG. 1 shows the average particle size of potassium alum powder.
The relationship between (mm) and the amount of slag (mass%) is shown. Fig. 1 shows the results of Example Table 1 described below (Invention Examples 1 to 3 and Comparative Examples 11 and 1).
2) is rearranged.

【0039】この図1 より、滓発生量をAl合金溶湯量の
3 質量% 以下に抑制しうるミョウバン粉末の平均粒径
は、1mm 以下の小粒径であることが分かる。また、ミョ
ウバン粉末の平均粒径が1mm を越えて大きくなった場
合、滓発生量がAl合金溶湯量の3質量% を越えて大きく
なることが分かる。したがって、本発明では、精錬用フ
ラックスとしてのミョウバン粉末の平均粒径を1mm 以下
の小粒径とする。
From this FIG. 1, the amount of slag generated is determined by the amount of molten Al alloy.
It can be seen that the average particle size of the alum powder that can be suppressed to 3% by mass or less is a small particle size of 1 mm or less. It is also found that when the average particle size of the alum powder increases beyond 1 mm, the amount of slag generated exceeds 3% by mass of the amount of molten Al alloy. Therefore, in the present invention, the average particle diameter of the alum powder as the refining flux is set to a small particle diameter of 1 mm or less.

【0040】実際に汎用されているミョウバン粉末の平
均粒径は、用途に応じて、数ミクロン (μm ) レベルの
単位から、数十mmまで種々存在する。ただ、ミョウバン
粉末の工業的な製造工程からして、常法にて製造される
ミョウバン粉末の平均粒径は通常、1mm を越える大きな
ものとなる。したがって、本発明で精錬用フラックスと
して使用するミョウバン粉末は、これら工業的に得られ
た平均粒径が1mm を越える大きなミョウバン粉末を、解
砕、ふるい等によって、平均粒径が1mm 以下のものとす
る必要がある。あるいは、ミョウバン粉末の製造の際に
平均粒径が1mm以下のものを選択的に製造する条件や工
程を付加して直接得る必要がある。
The average particle size of alum powder which is actually widely used varies from a unit of several microns (μm) level to several tens of mm depending on the use. However, due to the industrial manufacturing process of alum powder, the average particle size of alum powder manufactured by a conventional method is usually larger than 1 mm. Therefore, the alum powder used as the smelting flux in the present invention should have an average particle size of 1 mm or less obtained by crushing, sieving, etc. of these industrially obtained large alum powders having an average particle size of more than 1 mm. There is a need to. Alternatively, it is necessary to directly obtain the alum powder by adding conditions and steps for selectively producing the alum powder having an average particle diameter of 1 mm or less.

【0041】但し、前記図1 からしても、滓発生量抑制
のためには、ミョウバン粉末の平均粒径を数ミクロン
(μm ) の単位まで細かくする必要はない。また、細か
くし過ぎた場合、やはり、ミョウバンの吸湿性による、
吸湿水分の溶湯中への混入、フラックスの吹き込み作業
の阻害が大きな問題となりうる。したがって、ミョウバ
ン平均粒径の好ましい下限は0.1mm 程度である。前記ミ
ョウバンの吸湿性から、ミョウバンを乾燥状態でフラッ
クスとして使用するために、例えば、使用直前にミョウ
バンを加熱して乾燥させる等の手段を用いることも好ま
しい。
However, even from the above-mentioned FIG. 1, in order to suppress the amount of slag, the average particle size of the alum powder should be several microns.
It is not necessary to make the unit of (μm) fine. Also, if too fine, due to the hygroscopicity of alum,
Mixing of hygroscopic water into the molten metal and obstruction of the flux blowing operation can be a serious problem. Therefore, the preferable lower limit of the average particle diameter of alum is about 0.1 mm. Due to the hygroscopicity of the alum, it is also preferable to use means such as heating and drying the alum immediately before use in order to use the alum as a flux in a dry state.

【0042】次に、本発明のフラックス組成について説
明する。本発明において、非ハロゲン系の精錬用フラッ
クスとしてのフラックス組成は、ミョウバン粉末単体(1
00%)の組成とするだけではなく、他のフラックスと組み
合わせ乃至混合されて用いることを許容する。したがっ
て、精錬用フラックスとしてミョウバン粉末を用いると
言う本発明の意味も、他のフラックスと組み合わせ乃至
混合されて用いることを許容する。
Next, the flux composition of the present invention will be described. In the present invention, the flux composition as the non-halogen refining flux is alum powder alone (1
Not only the composition of (00%) but also the combination or mixing with other flux is allowed. Therefore, the meaning of the present invention that the alum powder is used as the refining flux also permits the use in combination or mixing with other flux.

【0043】前記した通り、本発明のミョウバンフラッ
クスは、溶湯の脱水素および脱介在物そして除滓等の作
用効果を兼ね備えている。しかも、ミョウバン自体が従
来のフラックスに比較しても安価である。したがって、
これらの特性からは、ミョウバン単体でもよいが、精錬
における種々のフラックスには、溶湯の脱水素および脱
介在物そして除滓以外の役割も有り、これら他の特性を
満たすために、あるいは、溶湯の脱水素および脱介在物
そして除滓等の作用効果を向上させるために、その他の
フラックスと組み合わせて用いる乃至混合されて用いら
れて良い。
As described above, the alum flux of the present invention has the action and effect of dehydrogenating and deintercalating the molten metal and removing slag. Moreover, alum itself is cheaper than the conventional flux. Therefore,
From these characteristics, alum alone may be used, but various fluxes in refining have a role other than dehydrogenation and de-inclusions and slag of the molten metal, and in order to satisfy these other characteristics, or In order to improve the effects of dehydrogenation, deinclusions, slag, etc., they may be used in combination or mixed with other flux.

【0044】その他のフラックスとしては、溶湯の脱
水素および脱介在物用、或いは発熱用の助燃剤として
の、硫酸カリウム(K2SO4) 、硫酸ナトリウム(Na2SO4)、
硫酸カルシウム(CaSO4) 或いは硫酸アンモニウムなどの
硫酸塩や、炭酸カリウム(K2CO3) などの炭酸塩、あるい
は硝酸塩、更には、珪フッ化カリウム(K2SiF6)、アルミ
フッ化カリウム(KAlF4、K3AlF6) などがある。更に、
溶湯の脱水素および脱介在物用として、KCl などの塩化
物やAlF3などのフッ化物がある。
As other fluxes, potassium sulfate (K 2 SO 4 ), sodium sulfate (Na 2 SO 4 ), and sodium sulfate (Na 2 SO 4 ), which are used as a burner for dehydrogenation and inclusions of the molten metal, or for heat generation
Sulfates such as calcium sulphate (CaSO 4 ) or ammonium sulphate, carbonates such as potassium carbonate (K 2 CO 3 ), or nitrates, as well as potassium silicofluoride (K 2 SiF 6 ), potassium aluminum fluoride (KAlF 4). , K 3 AlF 6 ). Furthermore,
Chlorides such as KCl and fluorides such as AlF 3 are used for dehydrogenation and deintercalation of molten metal.

【0045】更に、発熱用の助燃剤としてのAlアトマ
イズ粉や、酸化鉄などの金属酸化物、硝酸カリウムなど
の硝酸塩、硫酸塩の融点を下げるためのほう酸リチウ
ムなどのリチウム(Li)乃至マグネシウム(Mg)化合物など
がある。そして、これらを、フラックス組成として好ま
しくは、前記のフラックスの場合は40〜60質量% 、前
記〜のフラックスの場合は10〜30質量% 、ミョウバ
ンに加えた混合系のフラックスとして使用できる。但
し、塩素の生成を防止する意味からは、前記KClなどの
塩化物の使用は極力抑制すべきである。
Further, Al atomized powder as an exothermic combustor, metal oxides such as iron oxide, nitrates such as potassium nitrate, lithium (Li) or magnesium (Mg) such as lithium borate for lowering the melting point of sulfates. ) Compounds. And, as the flux composition, these can be preferably used as a flux of 40 to 60 mass% in the case of the above-mentioned flux, 10 to 30 mass% in the case of the above-mentioned flux, and a mixed system flux added to alum. However, the use of chlorides such as KCl should be suppressed as much as possible in order to prevent the formation of chlorine.

【0046】本発明のミョウバンを含むフラックスのAl
溶湯への吹き込み量乃至添加量は、Al溶湯の脱ガス量お
よび脱介在物量と更には除滓量などの精錬必要量から決
定される。この点、前記Al合金の製品分野である、電子
電気部品分野、自動車などの輸送機分野、構造材分野な
どの特性要求に対応するためには、Al合金鋳塊中のH2
0.2ml /100gAl 以下、マグネシア(MgO) 、アルミナ (Al
2O3)、スピネル (AlとMgの複合酸化物) 等の酸化物の総
量を0.02質量%(200 質量 ppm) 以下とすることが好まし
い。なお、本発明で言う酸化物の総量とは、酸化物の中
で量が多く、かつ測定が可能な前記3 つの主要な酸化物
の総量とする。
Al of the flux containing alum of the present invention
The amount to be blown into or added to the molten metal is determined from the degassing amount and deintercalation amount of the Al molten metal and the required refining amount such as the amount of slag. In this regard, in the product field of the Al alloy, in order to meet the characteristic requirements of the fields of electronic and electrical parts, the field of transportation equipment such as automobiles, and the field of structural materials, H 2 in the Al alloy ingot is
0.2ml / 100gAl or less, magnesia (MgO), alumina (Al
It is preferable that the total amount of oxides such as 2 O 3 ) and spinel (a complex oxide of Al and Mg) is 0.02 mass% (200 mass ppm) or less. The total amount of oxides referred to in the present invention is the total amount of the three main oxides that are large in amount and can be measured.

【0047】このレベルの精錬を行うための、ミョウバ
ンを含むフラックスのAl溶湯への吹き込み量乃至添加量
などの使用量は、Al溶湯に対し、1 〜0.01質量% とする
ことが好ましい。フラックスの吹き込み量乃至添加量が
0.01質量% 未満では、前記レベルに脱ガスおよび脱介在
物できなくなる可能性がある。一方、フラックスの吹き
込み量乃至添加量が1 質量% を越えても、精錬効果は向
上せず、精錬コストが上昇するとともに、溶湯を汚染す
る可能性が生じる。
To carry out this level of refining, the amount of the flux containing alum to be blown into or added to the molten aluminum is preferably 1 to 0.01 mass% with respect to the molten aluminum. The amount of flux blown or added
If it is less than 0.01% by mass, degassing and deinclusions may not be possible at the above level. On the other hand, even if the amount of blown-in or added amount of flux exceeds 1% by mass, the refining effect is not improved, refining cost is increased, and the molten metal may be contaminated.

【0048】ミョウバンを含むフラックスの溶湯への添
加は、溶湯中への吹き込み、あるいは溶湯表面への添加
(散布) 等により行う。この内の吹き込み方法は、通常
の精錬用フラックスの吹き込み方法と同じである。即
ち、一端をAl溶湯中に装入されたノズル乃至ランスか
ら、N2やArガスなどの不活性ガスをキャリアとして、ミ
ョウバン含むフラックス粉末をAl溶湯中に吹き込むこと
が精錬の効率上好ましい。前記N2やArガスなどの不活性
ガスは、フラックスのキャリアとなるとともに、溶湯を
攪拌 (バブリング) して、ミョウバンを始めフラックス
の精錬作用や滓の溶湯中の浮上を促進する重要な役割を
果たす。
The addition of the flux containing alum to the molten metal is performed by blowing it into the molten metal or adding it to the surface of the molten metal.
(Spraying) etc. The blowing method in this is the same as the blowing method of the normal refining flux. That is, it is preferable for the efficiency of refining to blow a flux powder containing alum into the Al melt from a nozzle or a lance having one end charged in the Al melt and using an inert gas such as N 2 or Ar gas as a carrier. The inert gas such as N 2 or Ar gas serves as a carrier for the flux and also plays an important role in stirring (bubbling) the molten metal to promote the refining action of the flux including alum and the floating of the slag into the molten metal. Fulfill

【0049】勿論、溶湯の攪拌 (バブリング) 効果を増
すためにキャリアガス用とは別のランス或いは同一のラ
ンスによって、フラックスの吹き込み中あるいはフラッ
クスの吹き込み後に不活性ガスを吹き込んで溶湯の攪拌
を行っても良い。勿論、この吹き込みの他、溶湯表面に
添加する態様も可能であり、要は、精錬の効果を上げる
ための好ましい方法を適宜選択することが可能である。
Of course, in order to increase the effect of bubbling the molten metal, an inert gas is blown during or after the flux is blown by a lance different from the carrier gas or the same lance to stir the molten metal. May be. Of course, in addition to this blowing, a mode in which it is added to the surface of the molten metal is possible, and the point is that a preferable method for enhancing the refining effect can be appropriately selected.

【0050】本発明におけるミョウバンをフラックスと
する溶湯の精錬は、少なくとも溶解炉において行うこと
が好ましい。この理由は、従来から、フラックス吹き込
み等の溶湯の精錬は、主として溶解炉において行われて
おり、溶解炉が、精錬、および精錬の一貫としての、精
錬後の除滓処理を行いやすい設備仕様および構造となっ
ているためである。また、介在物等を粗く除去できる効
果もある。このため、本発明を溶解炉にて適用する場合
は、既存の設備をそのまま利用できる利点もある。
The refining of the molten metal having alum as the flux in the present invention is preferably performed at least in a melting furnace. The reason for this is that from the past, refining of molten metal such as flux blowing has mainly been carried out in a melting furnace, and the melting furnace is a refining and equipment specification that is easy to carry out slag treatment after refining as a part of refining and This is because it has a structure. Further, there is also an effect that inclusions and the like can be roughly removed. Therefore, when the present invention is applied to a melting furnace, there is an advantage that existing equipment can be used as it is.

【0051】勿論、熔解炉の後の保持炉や各移湯樋にお
いて、溶解炉における精錬とともに、あるいは熔解炉に
おける精錬を省略して、ミョウバンをフラックスとする
精錬を行うことも可能である。しかし、保持炉や各移湯
樋では、精錬のための設備や除滓処理設備が元々設置さ
れていない場合が多い。したがって、これらの設備を新
たに設ける必要が無い点や、既存の設備をそのまま利用
できる点で、熔解炉で精錬を行う方が有利である。
Of course, it is also possible to perform refining using alum as flux in the holding furnace after the melting furnace or in each transfer trough together with refining in the melting furnace or omitting refining in the melting furnace. However, in many cases, the refining equipment and the slag treatment equipment are not originally installed in the holding furnace and each transfer gutter. Therefore, it is advantageous to carry out refining in a melting furnace in that it is not necessary to newly install these facilities and existing facilities can be used as they are.

【0052】更に、本発明では、Al合金鋳塊中のH2を0.
2ml /100gAl (100g のAl中のH2量、単位ml) 以下とす
る、およびアルミナ等の酸化物 (酸化物系介在物) の総
量を0.02質量% 以下とすることを保証するために、溶湯
の脱ガス精錬を行うことが好ましい。これら溶解炉など
におけるフラックスによる精錬後のAl溶湯を、溶解炉か
ら移湯樋に移し、移湯樋を通じて溶湯を鋳型に供給する
際、移湯樋を流下する溶湯中に不活性ガスを吹き込み、
溶湯の脱ガス精錬を行うことが好ましい。この際、前記
移湯樋に暗渠状の溶湯溜まりを設けたSNIF (スニフ) 方
式か、移湯樋をそのまま使用して、移湯樋を流下する溶
湯 (移湯中の溶湯流中) に対して、移湯樋底部に不活性
ガスを吹き込む。
Further, in the present invention, H 2 in the Al alloy ingot is set to 0.
2 ml / 100 g Al (H 2 amount in 100 g of Al, unit ml) or less, and to ensure that the total amount of oxides (oxide-based inclusions) such as alumina is 0.02 mass% or less, molten metal It is preferable to carry out the degassing refining. Al molten metal after refining with flux in these melting furnaces, etc. is transferred from the melting furnace to a transfer gutter, and when the molten metal is supplied to the mold through the transfer gutter, an inert gas is blown into the melt flowing down the transfer gutter,
It is preferable to perform degassing refining of the molten metal. At this time, for the SNIF (sniff) method in which the drainage gutter is provided in the transfer gutter, or to use the transfer gutter as it is for the molten metal flowing down the transfer gutter (in the molten metal flow during transfer) And blow an inert gas into the bottom of the transfer gutter.

【0053】本発明では、更に、前記Al合金鋳塊中の酸
化物系介在物の総量を200 質量 ppm以下とすることを確
実に保証するために、精錬から鋳造までの移湯中の溶湯
を、板状、ヌードル状、ハニカム状、チューブ状などの
適宜の形状のセラミック製多孔質体からなる、外部濾過
フィルターあるいは内部濾過フィルターにより濾過する
ことが好ましい。前記移湯樋を通じて溶湯を鋳型に供給
する際、前記各フィルターにより溶湯を濾過して溶湯中
の介在物の除去を行う。
Further, in the present invention, in order to reliably ensure that the total amount of oxide inclusions in the Al alloy ingot is 200 mass ppm or less, the molten metal during the transfer from refining to casting is changed. It is preferable to filter with an external filtration filter or an internal filtration filter made of a ceramic porous body having an appropriate shape such as a plate, noodle, honeycomb, or tube. When the molten metal is supplied to the mold through the transfer trough, the molten metal is filtered by each of the filters to remove inclusions in the molten metal.

【0054】なお、本発明が精錬の対象とするAl合金
は、圧延板材、押出材、鍛造材などの展伸材用のAl合金
であれば、特に限定されない。例えば、AA乃至JIS 1000
系の純Alから、 2000 系、3000系、4000系、5000系、60
00系、7000系などのAl合金にまで広く適用することが可
能である。また、本発明方法は、Pb、Ti、Sn、Fe等の金
属不純物元素の除去などを目的とした他の精錬方法と併
用することも可能である。
The Al alloy to be refined in the present invention is not particularly limited as long as it is an Al alloy for wrought material such as rolled plate, extruded material and forged material. For example, AA to JIS 1000
2000 series, 3000 series, 4000 series, 5000 series, 60 from pure Al of the series
It can be widely applied to Al alloys such as 00 series and 7000 series. The method of the present invention can also be used in combination with other refining methods for the purpose of removing metal impurity elements such as Pb, Ti, Sn, and Fe.

【0055】また、本発明が精錬の対象とするAl原料
は、本発明の精錬効果がより発揮される、不純物量の多
いAl合金展伸材製品のスクラップを主体とすること (ス
クラップを100%使用することを含め) が好ましい。勿
論、鋳造Al合金材の要求品質に応じて、Al地金を溶解原
料として使用することもでき、前記スクラップと併用す
ることも可能であるが、Al地金よりも安価なスクラップ
を溶解原料とすることにより、コストダウンが図れると
ともに、スクラップのリサイクルという社会的な意義も
大きい。
Further, the Al raw material to be refined in the present invention is mainly composed of scraps of Al alloy wrought product products containing a large amount of impurities, which exerts the refining effect of the present invention more (100% of scraps (Including use) is preferred. Of course, depending on the required quality of the cast Al alloy material, it is possible to use Al ingot as a melting raw material, and it is also possible to use together with the scrap, but scrap cheaper than Al ingot is used as a melting raw material. By doing so, the cost can be reduced, and the social significance of recycling scrap is great.

【0056】本発明に係るミョウバンフラックスは、前
記した通り、介在物の滓化を促進する効果の一方で、Al
溶湯表面に既に存在する滓などと反応して、Al溶湯の滓
化をも促進しやすいという作用を有する。しかし、この
Al溶湯の滓化促進作用によって、精錬条件によっては、
Al溶湯表面に生成される滓中に、Al溶湯 (Alメタル分)
が多く取り込まれる乃至巻き込まれるという現象が生じ
る可能性がある。
As described above, the alum flux according to the present invention has the effect of promoting the slag formation of inclusions, while
It has the effect of easily reacting with the slag already present on the surface of the molten metal and promoting the slag formation of the Al molten metal. But this
Depending on the refining conditions, due to the slag formation promoting action of the molten aluminum,
Al molten metal (Al metal content) in the slag formed on the surface of the Al molten metal
There is a possibility that a large amount of particles will be taken in or involved.

【0057】この現象が著しく生じた場合、溶湯表面に
浮上した滓の粘度がAlメタル分の含有によって、大幅に
上昇し、滓を溶湯表面から分離、除去する除滓性が作業
性も含めて著しく低下することなる。この結果、滓の発
生量も増加するとともに、除滓作業によって、滓ととも
に排出されるAlメタル分の量も増大し、更にAl溶湯の歩
留りが低下するという問題も生じる。
When this phenomenon occurs remarkably, the viscosity of the slag floating on the surface of the molten metal increases significantly due to the inclusion of the Al metal component, and the slag removing property for separating and removing the slag from the molten metal surface also includes workability. It will be significantly reduced. As a result, the amount of slag generated increases, and the amount of Al metal discharged together with the slag also increases due to the slag removal work, and the yield of Al molten metal also decreases.

【0058】この問題に対しては、ミョウバンフラック
スの優れた脱水素や脱介在物の高い低減 (精錬) レベル
を維持しながら、滓中に取り込まれるAl溶湯分 (Alメタ
ル分) を極力抑制して、除滓性を向上させ、Al溶湯の歩
留りを向上させる必要がある。そのためには、展伸材用
アルミニウム合金溶湯に対し、ミョウバン粉末を含む精
錬用フラックスを用いて、溶湯中の水素を低減する溶湯
精錬を行い、合わせて溶湯表面に浮上した滓を溶湯から
除去するに際し、溶湯精錬時における溶湯温度を730 〜
780 ℃と比較的高めにすることが好ましい。
For this problem, while maintaining excellent dehydrogenation of alum flux and a high reduction (refining) level of deinclusions, Al molten metal content (Al metal content) taken into the slag is suppressed as much as possible. Therefore, it is necessary to improve the slag removal property and the yield of the molten Al. To do so, the molten aluminum alloy for wrought material is subjected to refining with alum powder containing refining flux to reduce hydrogen in the molten metal, and at the same time, the slag floating on the surface of the molten metal is removed from the molten metal. At the time of smelting, the molten metal temperature during smelting was 730-
A relatively high temperature of 780 ° C is preferable.

【0059】アルミニウム合金溶解原料を溶解させる際
の当初の溶湯温度 (溶解温度) は、前記特許文献3 にも
記載している通り、通常750 ℃±10℃の比較的高温レベ
ルである。しかし、溶解後の溶湯精錬時における溶湯温
度は、通常の大気雰囲気の溶解炉であれば、精錬作業ま
での時間の経過や精錬剤やキャリアガスなどの吹き込み
量によっても若干低下して、約700 〜720 ℃程度に低く
なる場合がある。
The initial molten metal temperature (melting temperature) at the time of melting the aluminum alloy melting raw material is, as described in Patent Document 3, usually at a relatively high temperature level of 750 ° C. ± 10 ° C. However, the temperature of the molten metal during the molten metal refining after melting is slightly lowered by the melting time in the normal atmosphere atmosphere, depending on the time elapsed until the refining work and the blowing amount of the refining agent, carrier gas, etc. It may be as low as ~ 720 ° C.

【0060】前記した従来の溶湯精錬では、この比較的
低い溶湯温度であっても、精錬によって、Al溶湯表面に
生成される滓中にAl溶湯 (Alメタル分) が取り込まれる
現象は起こりうるものの、その絶対量は少ない。したが
って、溶湯表面に浮上した滓の粘度が大幅に上昇し、滓
を溶湯表面から分離、除去する除滓性が作業性も含めて
低下することはない。しかし、ミョウバンフラックスを
用いて溶湯精錬を行う場合には、この溶湯温度の低下
が、あるいは、この比較的低い溶湯温度では、ミョウバ
ンフラックスによるAl溶湯の滓化促進作用によって、Al
溶湯表面に生成される滓中へのAl溶湯 (Alメタル分) の
取り込みを促進してしまう。
In the above-mentioned conventional molten metal refining, although the molten metal temperature may be relatively low, a phenomenon in which the Al molten metal (Al metal content) is taken into the slag generated on the surface of the Al molten metal by refining may occur. , The absolute amount is small. Therefore, the viscosity of the slag floating on the surface of the molten metal is significantly increased, and the slag removing property for separating and removing the slag from the surface of the molten metal does not deteriorate including workability. However, when the molten metal refining is carried out using alum flux, this decrease in the molten metal temperature or at this relatively low molten metal temperature, the alum flux promotes the slag formation of the molten aluminum, and
It promotes the uptake of Al melt (Al metal content) into the slag formed on the surface of the melt.

【0061】これに対して、ミョウバンフラックスを用
いて溶湯精錬を行う際に、溶湯温度を730 〜780 ℃の比
較的高温とすれば、ミョウバンフラックスによるAl溶湯
の滓化促進作用があったとしても、Al溶湯表面に生成さ
れる滓中へのAl溶湯 (Alメタル分) の取り込み量が著し
く抑制される。このため、溶湯表面に浮上した滓の粘度
は低下し、除滓性を向上させることができる。また、溶
湯温度を730 〜780 ℃の比較的高温とすれば、ミョウバ
ンの分解、反応温度が高まり、前記した精錬効果がより
効率的に発揮される効果もある。
On the other hand, when the molten metal is smelted by using the alum flux, if the molten metal temperature is set to a relatively high temperature of 730 to 780 ° C., even if the alum flux promotes slag formation of the molten aluminum. , The amount of Al molten metal (Al metal content) taken into the slag formed on the surface of the Al molten metal is significantly suppressed. Therefore, the viscosity of the slag floating on the surface of the molten metal is reduced, and the slag removing property can be improved. Further, if the temperature of the molten metal is set to a relatively high temperature of 730 to 780 ° C., the decomposition and reaction temperatures of alum are increased, and the refining effect described above can be exhibited more efficiently.

【0062】精錬溶湯温度が前記730 ℃未満であれば、
Al溶湯表面に生成される滓中へのAl溶湯 (Alメタル分)
の取り込みを促進してしまう可能性が高い。一方、溶湯
温度を780 ℃を越える高い温度とする必要はない。溶湯
温度を780 ℃を越える高い温度とした場合、大気雰囲気
では、却って、大気中の水素ガスを溶湯が吸収しやすく
なり、精錬効果の点では逆効果となる可能性がある。ま
た、介在物となるスピネル(MgO・Al2O3)の生成も増加す
る。
If the temperature of the refined molten metal is less than 730 ° C.,
Al molten metal (Al metal content) in slag formed on the surface of Al molten metal
Is likely to accelerate the uptake of. On the other hand, it is not necessary to raise the temperature of the molten metal above 780 ° C. When the temperature of the molten metal is higher than 780 ° C, the molten metal tends to absorb hydrogen gas in the atmosphere in the air, and the refining effect may be adversely affected. In addition, the generation of spinel (MgO.Al 2 O 3 ) as an inclusion also increases.

【0063】更に、この溶湯温度の制御に加えて、一
旦、Al溶湯表面に生成される滓中へ取り込まれたAlメタ
ル分を分離してAl溶湯に戻すために、Al溶湯表面に生成
される滓を攪拌しても良い。この攪拌によって、滓 (ド
ロス) を被うシェル (殻) が破壊されるため、滓中へ取
り込まれたAlメタル分が高温雰囲気やAl溶湯に触れて、
再溶解し、滓と分離しやすくなる効果がある。また、前
記した発熱作用のあるフラックスを添加し、発熱によっ
て滓中へ取り込まれたAlメタル分が再溶解して、滓と分
離しやすくなるようにしても良い。
Further, in addition to the control of the molten metal temperature, in order to separate the Al metal component taken into the slag generated once on the Al molten metal surface and return it to the Al molten metal, it is generated on the Al molten metal surface. The slag may be stirred. This agitation destroys the shell covering the slag, so the Al metal content taken into the slag touches the high temperature atmosphere and the molten aluminum,
It has the effect of being redissolved and easily separated from the slag. It is also possible to add the above-mentioned flux having an exothermic action so that the Al metal component taken into the slag by heat generation is redissolved and easily separated from the slag.

【0064】次に、本発明方法の実施例を説明する。Next, examples of the method of the present invention will be described.

【0065】[0065]

【実施例1】表1 に示す2000系から7000系までの種々の
Al合金の溶解、精錬、鋳造を行った。溶解条件は、各Al
合金展伸材スクラップを溶解原料として、内容積1000kg
/chの高周波誘導溶解炉にて、750 ±10℃の温度で大気
溶解し、各々のAl合金のJIS乃至AA規格成分組成に調整
した。
[Example 1] Various types from 2000 to 7000 shown in Table 1
Al alloy was melted, refined and cast. The melting conditions are each Al
1000kg internal volume using alloy wrought material scrap as melting raw material
In a / ch high-frequency induction melting furnace, it was melted in the air at a temperature of 750 ± 10 ° C and adjusted to the JIS or AA standard component composition of each Al alloy.

【0066】この時点 (溶解炉精錬前の)Al 溶湯の中の
不純物量は、分圧平衡法による溶湯分析および溶湯冷却
後の固化したAlの分析の結果、各溶湯とも、水素は0.4
〜0.45ml /100gAl、マグネシア(MgO) 、アルミナ (Al2O
3)、スピネル (AlとMgの複合酸化物) の酸化物の総量は
0.04〜0.03質量% のレベルであった。但し、水素はラン
ズレー法により測定し、また、前記各酸化物の量は、JI
S に規定されるBr- メタノール法により測定した。
At this time, the amount of impurities in the Al melt (before refining of the melting furnace) was determined to be 0.4 in each of the melts as a result of the analysis of the melt by the partial pressure equilibrium method and the analysis of the solidified Al after cooling the melt.
~ 0.45ml / 100gAl, magnesia (MgO), alumina (Al 2 O
3 ), the total amount of oxides of spinel (a complex oxide of Al and Mg) is
The level was 0.04 to 0.03% by mass. However, hydrogen is measured by the Landsley method, and the amount of each oxide is JI
It was measured by the Br-methanol method specified in S.

【0067】その後、表1 に示す条件の各フラックス組
成で、溶解炉中のAl溶湯の精錬を行った。ここにおい
て、表1 に示す発明例のミョウバンフラックスは、全
て、市販の焼きカリウムミョウバンを用いた。なお、精
錬性能の比較のために、比較例15として、塩素ガスを用
いてAl溶湯の精錬を行った。
After that, the molten aluminum in the melting furnace was refined with each flux composition under the conditions shown in Table 1. Here, all of the alum fluxes of the invention examples shown in Table 1 were commercially available baked potassium alum. For comparison of refining performance, as Comparative Example 15, an Al molten metal was refined using chlorine gas.

【0068】フラックスによる精錬は、各例とも共通し
て、Al溶湯に浸漬した鉄パイプ製の吹き込み用ランスを
用い、キャリアガスとしてのN2ガス吹き込み量を50l(標
準状態)/分とし、各フラックスを各々Al溶湯に対して0.
1 質量% をAl溶湯中に吹き込み、その後このN2ガスによ
るバブリングを30分間行い、水素の脱ガスおよび脱介在
物の精錬処理を行った。また、塩素ガスは前記ランスに
より50l(標準状態)/分×15分Al溶湯中に吹き込み、その
後N2ガスによるバブリングを30分間行った。
The refining with the flux is common to all the examples, using an injection lance made of an iron pipe immersed in an Al melt, and the amount of N 2 gas as a carrier gas blown is 50 l (standard state) / min. Flux is 0 for each molten aluminum.
1% by mass was blown into the Al melt, and then bubbling with this N 2 gas was performed for 30 minutes to degas the hydrogen and refine the deinclusions. Chlorine gas was blown into the molten aluminum by the lance at 50 l (standard state) / min × 15 minutes, and then bubbling with N 2 gas was performed for 30 minutes.

【0069】この精錬処理中、表1 の各例ともAl溶湯表
面の滓の除去を連続的に行い、この排出滓の総重量を、
溶解初期のAl溶湯重量で除して、滓 (ドロス) の生成量
( 質量%)として計測した。
During this refining treatment, the slag on the surface of the Al melt was continuously removed in each of the examples in Table 1, and the total weight of the discharged slag was calculated as follows.
Amount of slag (dross) generated divided by the weight of Al melt at the initial stage of melting
It was measured as (mass%).

【0070】なお、各フラックスの精錬効果のみを評価
するために、精錬後のAl溶湯の移湯樋での精錬と濾過フ
ィルターによる溶湯の濾過もあえて行わずに、精錬後の
Al溶湯を鋳造して、Al合金鋳塊を製造した。
In order to evaluate only the refining effect of each flux, the refining of the Al melt after refining without refining in the transfer trough and the filtration of the melt by the filter was performed.
An Al melt was cast to produce an Al alloy ingot.

【0071】そして、製造したAl合金鋳塊中のH2量を前
記測定方法により測定した。また、Al合金鋳塊中の酸化
物系介在物として、マグネシア(MgO) 、アルミナ (Al2O
3)、スピネル (AlとMgの複合酸化物) 量を各々前記測定
方法で測定し、各量を合計して酸化物量 (総量) とし
た。
Then, the amount of H 2 in the produced Al alloy ingot was measured by the above measuring method. In addition, as oxide-based inclusions in the Al alloy ingot, magnesia (MgO), alumina (Al 2 O
3 ) and the amount of spinel (a complex oxide of Al and Mg) were measured by the above-mentioned measuring method, and the respective amounts were summed to obtain the oxide amount (total amount).

【0072】この内、Al合金鋳塊中のH2量が0.2ml /100
gAl 以上のものを×、0.2ml 未満〜0.15ml/100gAl のも
のを△、0.15ml/100gAl 未満のものを○として評価し
た。また、前記酸化物の総量も、0.02質量% 以上のもの
を×、0.02質量% 未満〜0.01質量% 越えのものを△、0.
01質量% 以下のものを○として評価した。これらの結果
も表1 に示す。
Of these, the amount of H 2 in the Al alloy ingot was 0.2 ml / 100
Those with gAl or more were evaluated as ×, less than 0.2 ml to 0.15 ml / 100 gAl as Δ, and less than 0.15 ml / 100 gAl as ○. Also, the total amount of the above oxides is 0.0 if it is 0.02 mass% or more, and if it is less than 0.02 mass% and more than 0.01 mass%, △, 0.
Those having a content of 01 mass% or less were evaluated as ◯. These results are also shown in Table 1.

【0073】そして、更にフラックス精錬したAl合金鋳
塊は、添加フラックスの分解生成物を硫酸塩と想定し
て、鋳塊中の硫酸塩をS 分として分析定量し、このS 分
を溶湯中の残留物量として評価した。評価は分解生成物
量が 0.002質量% 以上のものを×、0.002 質量% 未満〜
0.0005質量% 越えのものを△、0.0005質量% 以下のもの
を○として行った。
Further, in the Al alloy ingot further subjected to flux refining, assuming that the decomposition product of the added flux is a sulfate salt, the sulfate salt in the ingot is analyzed and quantified as S content, and this S content in the molten metal is analyzed. The amount of residue was evaluated. The evaluation is x if the amount of decomposition products is 0.002 mass% or more, less than 0.002 mass% ~
A sample with more than 0.0005 mass% was evaluated as △, and a sample with less than 0.0005 mass% was evaluated as ○.

【0074】表1 から明らかな通り、ミョウバンを用い
た発明例1 〜10は、ミョウバンの配合量が20% と少ない
発明例7 を除き、いずれも、Al合金鋳塊中の水素0.15ml
/100gAl以下およびアルミナ等の酸化物総量が0.01質量
% 以下と、低レベルに低減されている。しかも、これら
の効果が、移湯樋の精錬と濾過フィルターによる溶湯
の介在物の除去を行っていないにも拘らず、Al合金の
種類に拘らず、また、フラックス使用量がAl溶湯重量
の0.1 質量% と比較的少量であっても、更に、Al溶湯
の中の水素量や酸化物の総量が高くても達成されてい
る。
As is clear from Table 1, all of Invention Examples 1 to 10 using alum were 0.15 ml of hydrogen in the Al alloy ingot except for Invention Example 7 in which the amount of alum was as small as 20%.
/ 100gAl or less and total amount of oxides such as alumina is 0.01 mass
It is reduced to a low level, below%. Moreover, these effects, despite refining the transfer gutter and removing the inclusions of the molten metal by the filtration filter, regardless of the type of Al alloy, the amount of flux used is 0.1% of the weight of the molten aluminum. It has been achieved even with a relatively small amount such as mass% and also with a high amount of hydrogen and a high total amount of oxides in the molten Al.

【0075】そして、これらの効果は、塩素(Cl2) ガス
を用いて精錬した比較例15と同じレベルとなっている。
また、溶湯への残留物 (フラックス残留物、S 分) も0.
0005質量% 以下であり、許容できるほど少ないか殆ど無
い。したがって、本発明に係るフラックスは、この点も
含めて、塩素ガスを用いて精錬する方法並みの高い精錬
効果を有していることが裏付けられる。
These effects are at the same level as in Comparative Example 15 refined with chlorine (Cl 2 ) gas.
In addition, the residue (flux residue, S content) in the molten metal is also 0.
0005% by mass or less, and it is acceptable or little. Therefore, including this point, the flux according to the present invention is proved to have a high refining effect comparable to the refining method using chlorine gas.

【0076】しかし、前記図1 の根拠とした、発明例1
、2 、3 および比較例11、12との比較において、比較
例11、12のように、ミョウバン粉末の平均粒径が1mm を
越えて大きくなった場合、滓発生量がAl合金溶湯量の3
質量% を越えて大きくなることが分かる。一方、発明例
1 、2 、3 より、滓発生量をAl合金溶湯量の3 質量% 以
下に抑制しうるミョウバン粉末の平均粒径は、1mm 以下
の小粒径であることが分かる。
However, the invention example 1 based on the above-mentioned FIG.
, 2 and 3 and Comparative Examples 11 and 12, as in Comparative Examples 11 and 12, when the average particle diameter of the alum powder increased beyond 1 mm, the amount of slag generated was 3% of the molten amount of Al alloy.
It can be seen that the mass increases beyond the mass%. On the other hand, invention examples
From 1, 2, and 3, it can be seen that the average particle size of the alum powder capable of suppressing the amount of slag generated to 3% by mass or less of the molten amount of the Al alloy is 1 mm or less.

【0077】また、ミョウバン粉末を用いない例とし
て、K2SO4100% を用いた比較例13は、溶湯の脱水素およ
び脱介在物の精錬効果や溶湯残留物の点で、発明例より
も劣っている。更に、ハロゲン系のKCl 塩化物とAlF3
ッ化物を主体とし、K2SO4 を混合したフラックスを用い
た比較例14も、溶湯の脱水素および脱介在物の精錬効果
や溶湯残留物の点で、発明例よりも劣っている。そし
て、いずれの比較例も、滓発生量がAl合金溶湯量の3 質
量% 以下であり、この滓発生の問題がミョウバンを用い
たフラックスに特有の問題であることが分かる。
Further, as an example not using alum powder, Comparative Example 13 using 100% K 2 SO 4 is more advantageous than the invention examples in terms of dehydrogenation of molten metal, refining effect of deinclusions, and molten metal residue. Inferior Further, Comparative Example 14 using a flux containing a halogen-based KCl chloride and AlF 3 fluoride as the main component and K 2 SO 4 was mixed, the dehydrogenation of the melt and the refining effect of the inclusions and the point of the melt residue Inferior to the invention example. In each of the comparative examples, the amount of slag generated was 3% by mass or less of the amount of the molten Al alloy, and it was found that the problem of slag generation was a problem peculiar to the flux using alum.

【0078】[0078]

【表1】 [Table 1]

【0079】[0079]

【実施例2】次に、除滓性に及ぼす溶湯精錬温度の影響
を調べた。具体的には、6063Al合金展伸材スクラップの
みを溶解原料として溶解を行い作製した 6063 Al合金溶
湯を、市販の焼きカリウムミョウバン40質量% とK2SO4
60質量% とからなるミョウバンフラックスにKAlF4 を30
質量% 加えたフラックスを用いて溶湯精錬するととも
に、この際の溶湯精錬の温度を、表2 のように種々変え
て、精錬後、溶湯表面の滓の炉外への排出を、除滓器具
を用いて人手によりかきだして行い、溶湯の除滓をし
た。なお、使用したミョウバンの平均粒径は各例とも0.
7mm とした。なお、K2SO4 の平均粒径は0.7mm 以下であ
る。
Example 2 Next, the influence of the molten metal refining temperature on the slag removal property was investigated. Specifically, 6063 Al alloy molten metal produced by melting only 6063 Al alloy wrought material scrap as a melting raw material was used as a commercially available baked potassium alum 40% by mass and K 2 SO 4
Add 30% KAlF 4 to 60% by mass alum flux.
Mass% While refining the molten metal using the added flux, the temperature of the molten metal refining at this time was changed variously as shown in Table 2, and after the refining, the slag on the surface of the molten metal was discharged to the outside of the furnace and the slag removal equipment was used. The molten metal was scraped off by hand using a scraper. The average particle size of the alum used was 0 in each example.
It was set to 7 mm. The average particle size of K 2 SO 4 is 0.7 mm or less.

【0080】この除滓は、実施例1 と同じく、各例とも
精錬処理中にAl溶湯表面の滓の除去を連続的に行い、こ
の排出滓の総重量を、溶解初期のAl溶湯重量で除して、
滓 (ドロス) の生成量( 質量%)として計測した。
This slag was continuously removed in the same manner as in Example 1 during the refining process, and the total weight of the discharged slag was divided by the weight of the molten aluminum at the initial stage of melting. do it,
It was measured as the amount of produced dross (mass%).

【0081】この除滓の際、炉外への排出された滓の目
視観察と作業性の評価を行い、各例における滓の粘度
(固さ) 、滓中のAlメタル分の多さ、滓の排出のしやす
さなどを評価し、滓の排出性として評価した。この際、
基準として、表2 の比較例22として、塩素ガスを用いた
Al溶湯精錬後に除滓された滓との比較で相対的に評価し
た。これらの結果を表2 に示す。
At the time of this slag removal, the slag discharged to the outside of the furnace was visually observed and the workability was evaluated to determine the viscosity of the slag in each example.
(Hardness), the amount of Al metal in the slag, the ease of slag discharge, etc. were evaluated, and the slag discharge performance was evaluated. On this occasion,
As a reference, chlorine gas was used as Comparative Example 22 in Table 2.
The relative evaluation was made in comparison with the slag that had been removed after the Al molten metal was smelted. The results are shown in Table 2.

【0082】溶解条件は、実施例1 と同じ高周波誘導溶
解炉を用い、750 ±10℃の温度で大気溶解した。各例に
おいて、溶湯を加熱または放冷して、溶湯精錬温度を調
節した。なお、フラックスによる精錬条件も、各例とも
共通して、実施例1 と同じ条件とした。
Regarding the melting conditions, the same high-frequency induction melting furnace as in Example 1 was used and the melting was carried out in the atmosphere at a temperature of 750 ± 10 ° C. In each example, the molten metal was heated or allowed to cool to adjust the molten metal refining temperature. The refining conditions using the flux were the same as in Example 1 in common with each example.

【0083】また、実施例1 と同様に、精錬効果を、製
造したAl合金鋳塊中のH2量と、酸化物量 (総量) 、鋳塊
中の硫酸塩量(S分) を分析、評価した。これらの結果も
表2に示す。なお、溶解炉精錬前のAl溶湯の中の各不純
物量は、実施例1 と同じレベルであった。
Further, in the same manner as in Example 1, the refining effect was analyzed and evaluated by the amount of H 2 in the produced Al alloy ingot, the amount of oxide (total amount), and the amount of sulfate (S content) in the ingot. did. These results are also shown in Table 2. The amount of each impurity in the Al melt before refining the melting furnace was at the same level as in Example 1.

【0084】表2から明らかな通り、ミョウバンフラッ
クスによる溶湯精錬温度を740 〜780 ℃の比較的高温と
した発明例16〜19は、比較例22の塩素ガスを用いたAl溶
湯精錬後の除滓された滓と同様、滓の粘度が低く、さら
さらの粉体状をしており、滓中のAlメタル分も少なく、
Al溶湯表面に生成される滓中へのAl溶湯 (Alメタル分)
の取り込み量が著しく抑制されていた。また、滓の排出
作業も容易であり、比較例22と同様に、滓の排出性に優
れていた。これらの結果、滓発生量もAl合金溶湯量の3
質量% 以下と少ない。
As is clear from Table 2, Invention Examples 16 to 19 in which the molten metal refining temperature by alum flux was set to a relatively high temperature of 740 to 780 ° C., were the slags after the Al molten metal refining using the chlorine gas of Comparative Example 22. Like the slag, the viscosity of the slag is low, it is in the form of a free-flowing powder, and the amount of Al metal in the slag is small,
Al molten metal (Al metal content) in slag formed on the surface of Al molten metal
The uptake amount of was significantly suppressed. Further, the discharge work of the slag was easy, and like the comparative example 22, the slag discharge property was excellent. As a result of these, the amount of slag generated is 3 times the amount of molten Al alloy.
Less than mass%

【0085】また、比較例22の塩素ガスを用いたAl溶湯
精錬の場合と同様に、Al合金鋳塊中の水素0.15ml /100g
Al以下、アルミナ等の酸化物総量が0.01質量% 以下と、
低レベルに低減されており、溶湯の脱水素および脱介在
物の高い精錬効果も達成されていた。更に、溶湯への残
留物 (フラックス残留物、S 分) も0.0005質量% 以下で
あり、許容できるほど少ない。
In the same manner as in the case of Al molten metal refining using chlorine gas in Comparative Example 22, 0.15 ml / 100 g of hydrogen in the Al alloy ingot was prepared.
Al or less, the total amount of oxides such as alumina is 0.01% by mass or less,
It was reduced to a low level, and the dehydrogenation of the molten metal and the high refining effect of deinclusions were also achieved. Further, the residue (flux residue, S content) in the molten metal is 0.0005 mass% or less, which is an acceptably small amount.

【0086】これに対し、溶湯精錬温度が前記730 ℃未
満である比較例20、21は、溶湯の脱水素および脱介在物
の高い精錬効果は達成されているものの、滓の粘度 (固
さ)が高く、滓中のAlメタル分が多い塊状をしており、A
l溶湯表面に生成される滓中へのAl溶湯 (Alメタル分)
の取り込み量が多かった。また、滓の排出作業も困難で
あり、滓発生量もAl合金溶湯量の3 質量% を越えてい
た。
On the other hand, in Comparative Examples 20 and 21 in which the smelt refining temperature is lower than 730 ° C., although the dehydrogenation of the melt and the high refining effect of the inclusions are achieved, the viscosity (hardness) of the slag Is high and has a large amount of Al metal content in the slag,
l Al melt in the slag formed on the surface of the melt (Al metal content)
The amount of uptake was high. Further, it was difficult to discharge the slag, and the amount of slag generated exceeded 3% by mass of the molten aluminum alloy.

【0087】しかも、比較例22の塩素ガスを用いたAl溶
湯精錬の場合は、比較例20、21と同じく、溶湯精錬温度
が前記730 ℃未満でも、滓の排出性や滓発生量に優れて
おり、除滓性に及ぼす溶湯精錬温度の影響がない。した
がって、この除滓性に及ぼす溶湯精錬温度の影響がミョ
ウバンを用いたフラックスに特有の問題であることが分
かる。
Moreover, in the case of Al molten metal refining using chlorine gas in Comparative Example 22, as in Comparative Examples 20 and 21, even if the molten metal refining temperature is lower than 730 ° C., the slag discharge performance and the amount of slag generated are excellent. There is no influence of the molten metal refining temperature on the slag removal property. Therefore, it is understood that the influence of the molten metal refining temperature on the slag removal property is a problem peculiar to the flux using alum.

【0088】[0088]

【表2】 [Table 2]

【0089】[0089]

【発明の効果】以上説明したように、本発明精錬方法に
よれば、ミョウバンフラックスの優れた脱水素や脱介在
物の高い低減レベルを維持しながら、Al溶湯表面の滓化
を極力抑制して、Al溶湯の歩留りを向上しうる、Al合金
溶湯の精錬方法を提供することができる。また、ミョウ
バンフラックスを用いて溶湯精錬を行う際に、溶湯温度
を730 〜780 ℃の比較的高温とすることで、Al溶湯表面
に生成される滓中へのAl溶湯 (Alメタル分) の取り込み
量を著しく抑制し、溶湯表面に浮上した滓の粘度を低下
させ、除滓性を向上させることができる。したがって、
ミョウバンフラックスによるAl合金溶湯精錬の実用化を
広める乃至実用上の価値を高めることができる。このよ
うに、ミョウバンフラックスによるAl合金溶湯精錬の実
用化が広まった場合、この鋳塊に基づいて製造されるAl
合金展伸材などのAl合金材製品の品質を格段に高めるこ
とができ、Al合金展伸剤の用途を大幅に拡大することが
可能となる。また、Al合金展伸材用の溶解原料として、
Al合金展伸材のスクラップを主体とすることが可能とな
り、スクラップのリサイクルシステムの確立などの社会
的意義も大きい。
As described above, according to the refining method of the present invention, while suppressing the excellent dehydrogenation of alum flux and the high reduction level of deinclusions, the slag formation on the surface of the molten aluminum is suppressed as much as possible. It is possible to provide a refining method for molten Al alloy, which can improve the yield of molten Al. In addition, when the molten metal is refined using alum flux, the molten metal temperature is set to a relatively high temperature of 730 to 780 ℃, so that the molten aluminum (Al metal content) is taken into the slag formed on the surface of the molten aluminum. The amount can be remarkably suppressed, the viscosity of the slag floating on the surface of the molten metal can be reduced, and the slag removing property can be improved. Therefore,
It is possible to spread the practical application of Al alloy molten metal refining by alum flux or to increase the practical value. In this way, when the practical application of Al alloy molten metal refining with alum flux spreads, the Al produced based on this ingot is produced.
The quality of Al alloy products such as alloy wrought materials can be significantly improved, and the applications of Al alloy wrought agents can be greatly expanded. In addition, as a melting raw material for Al alloy wrought material,
It is possible to mainly use wrought aluminum alloy scraps, which has great social significance such as establishing a scrap recycling system.

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

【図1】本発明に係るミョウバン粉末の平均粒径と滓発
生量との関係を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the relationship between the average particle size of alum powder according to the present invention and the amount of slag generated.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C22B 9/10 101 C22B 9/10 101 102 102 (72)発明者 中島 計 山口県下関市長府港町14ー1 株式会社神 戸製鋼所長府製造所内 Fターム(参考) 4E014 NA03 4K001 AA02 BA22 EA03 EA04 EA06 GA17 KA13 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme Coat (reference) C22B 9/10 101 C22B 9/10 101 102 102 (72) Inventor Nakajima 14 14 1 K-Fast Steel Works, Ltd. Chofu Factory F-term (reference) 4E014 NA03 4K001 AA02 BA22 EA03 EA04 EA06 GA17 KA13

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 展伸材用アルミニウム合金溶湯に対し、
精錬用フラックスとしてミョウバン粉末を用いて、溶湯
中の水素を低減する溶湯精錬を行い、合わせて溶湯表面
に浮上した滓を溶湯から除去するに際し、前記ミョウバ
ン粉末の平均粒径を1mm 以下とし、前記溶湯精錬の際の
滓発生量をアルミニウム合金溶湯量の3 質量% 以下に抑
制したことを特徴とするアルミニウム合金溶湯の精錬方
法。
1. A molten aluminum alloy for wrought material,
Using alum powder as a refining flux, performing molten metal refining to reduce hydrogen in the molten metal, and in removing the slag floating on the surface of the molten metal from the molten metal together, the average particle diameter of the alum powder is set to 1 mm or less, and A method for refining an aluminum alloy melt, characterized in that the amount of slag generated during the molten metal refining is suppressed to 3% by mass or less of the amount of the aluminum alloy melt.
【請求項2】 前記溶湯精錬の際の溶湯温度を730 〜78
0 ℃とする請求項1に記載のアルミニウム合金溶湯の精
錬方法。
2. The molten metal temperature during the molten metal refining is 730 to 78.
The method for refining a molten aluminum alloy according to claim 1, wherein the temperature is 0 ° C.
【請求項3】 前記溶湯表面に浮上した滓を攪拌した後
に、滓の除去を行う請求項1または2に記載のアルミニ
ウム合金溶湯の精錬方法。
3. The method for refining a molten aluminum alloy according to claim 1, wherein the slag floating on the surface of the molten metal is stirred and then the slag is removed.
【請求項4】 前記精錬用フラックスとして、更に硫酸
塩を40〜60質量% 混合した請求項1乃至3のいずれか1
項に記載のアルミニウム合金溶湯の精錬方法。
4. The refining flux as defined in claim 1, further comprising 40 to 60% by mass of a sulfate mixed therein.
The method for refining a molten aluminum alloy according to the item.
【請求項5】 前記精錬用フラックスとして、更にAlア
トマイズ粉、硝酸塩から選択される1 種以上を10〜30質
量% 混合した1乃至4のいずれか1項に記載のアルミニ
ウム合金溶湯の精錬方法。
5. The method for refining a molten aluminum alloy according to any one of claims 1 to 4, wherein 10 to 30% by mass of at least one selected from Al atomized powder and nitrate is further mixed as the refining flux.
【請求項6】 前記精錬用フラックスの使用量を、アル
ミニウム合金溶湯に対し、0.01〜1 質量% とする請求項
1乃至5のいずれか1項に記載のアルミニウム合金溶湯
の精錬方法。
6. The method for refining an aluminum alloy melt according to claim 1, wherein the amount of the refining flux used is 0.01 to 1 mass% with respect to the aluminum alloy melt.
【請求項7】 アルミニウム合金鋳塊中のH2を0.2ml /1
00gAl 以下とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載
のアルミニウム合金溶湯の精錬方法。
7. The H 2 in the aluminum alloy ingot is 0.2 ml / 1
The method for refining a molten aluminum alloy according to any one of claims 1 to 6, wherein the amount is 00 gAl or less.
【請求項8】 前記アルミニウム原料の一部または全部
がアルミニウム合金展伸材のスクラップからなる請求項
1乃至7のいずれか1項に記載のアルミニウム合金溶湯
の精錬方法。
8. The method for refining an aluminum alloy melt according to claim 1, wherein a part or all of the aluminum raw material is scrap of an aluminum alloy wrought material.
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