JP2641859B2 - ほう素含有母合金の製造方法 - Google Patents
ほう素含有母合金の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ほう素含有母合金の製造方法に関し、特に
不純物の含有をきらうFe-Si-ほう素系のアモルファス合
金，希土類−ほう素−鉄系高性能磁石などの不純物をき
らう用途に用いると好適なほう素含有母合金の製造方法
についての提案である。
不純物の含有をきらうFe-Si-ほう素系のアモルファス合
金，希土類−ほう素−鉄系高性能磁石などの不純物をき
らう用途に用いると好適なほう素含有母合金の製造方法
についての提案である。
（従来の技術） ほう素含有母合金を製造する従来技術としては、無水
ほう酸をAlにより還元するアルミテルミット法、あるい
はほう酸，銑ダライ粉，粉炭を電気炉を用いて炭素還元
を行う電気炉法等が知られており、これらの方法により
ほう素含有率10〜20％のフェロボロンが得られる。
ほう酸をAlにより還元するアルミテルミット法、あるい
はほう酸，銑ダライ粉，粉炭を電気炉を用いて炭素還元
を行う電気炉法等が知られており、これらの方法により
ほう素含有率10〜20％のフェロボロンが得られる。
また、特開昭60-145354号公報では、ほう素酸化物と
ほう素の還元に必要な理論還元当量の0.8倍〜1.1倍に当
たる量のMgを混合し、鉄または鉄合金溶湯に添加する方
法を開示している。
ほう素の還元に必要な理論還元当量の0.8倍〜1.1倍に当
たる量のMgを混合し、鉄または鉄合金溶湯に添加する方
法を開示している。
（発明が解決しようとする問題点） まず、上記アルミテルミット法により得られるフェロ
ボロンは、合金中にAlを１〜３％含有する他、Si,P,Sな
どの不純物を含有している。また、電気炉法により得ら
れるフェロボロンは、Alは低いがその他の不純物とし
て、Mn,Si,P,Cuなどを含有している。
ボロンは、合金中にAlを１〜３％含有する他、Si,P,Sな
どの不純物を含有している。また、電気炉法により得ら
れるフェロボロンは、Alは低いがその他の不純物とし
て、Mn,Si,P,Cuなどを含有している。
これらのフェロボロンは、鋼中の窒素安定化剤，含ほ
う素ステンレス鋼用添加剤などの用途に使用することが
できるが、不純物をきらうアモルファス合金，高性能磁
石合金などの用途には不純物量が多いために使用するこ
とができない。もっとも、上記の各従来技術でもフェロ
ボロンを製造する際に、不純物の少ない原料を厳選して
使用するか、テルミット反応または電気炉反応終了後に
酸素吹精を行うか、またはフラックス処理を行なうこと
によって不純物を除去すれば、上記用途にも使用するこ
とができるが、工程が煩雑となる上、製品が高価となる
欠点があった。
う素ステンレス鋼用添加剤などの用途に使用することが
できるが、不純物をきらうアモルファス合金，高性能磁
石合金などの用途には不純物量が多いために使用するこ
とができない。もっとも、上記の各従来技術でもフェロ
ボロンを製造する際に、不純物の少ない原料を厳選して
使用するか、テルミット反応または電気炉反応終了後に
酸素吹精を行うか、またはフラックス処理を行なうこと
によって不純物を除去すれば、上記用途にも使用するこ
とができるが、工程が煩雑となる上、製品が高価となる
欠点があった。
また、特開昭60-145354号公報に開示されている方法
は、Mgを還元剤としたテルミット反応によるほう素含有
鉄合金の製造方法であるが、溶湯中にほう素が溶融する
と同時にMgが溶湯中に溶融残留するのでMgの含有量が増
加し、この不純物たるMgを除去するために溶湯全体を減
圧してMg量を減少させる工程が必要となる。また、この
ような処理を行なってもMgは合金中になお0.03〜0.14％
程度残留する。
は、Mgを還元剤としたテルミット反応によるほう素含有
鉄合金の製造方法であるが、溶湯中にほう素が溶融する
と同時にMgが溶湯中に溶融残留するのでMgの含有量が増
加し、この不純物たるMgを除去するために溶湯全体を減
圧してMg量を減少させる工程が必要となる。また、この
ような処理を行なってもMgは合金中になお0.03〜0.14％
程度残留する。
本発明の目的は、従来のテルミット法および電気炉法
などよりも不純物含有量が少なくかつ簡単な工程で安価
なほう素含有母合金を製造する方法を開発することにあ
る。
などよりも不純物含有量が少なくかつ簡単な工程で安価
なほう素含有母合金を製造する方法を開発することにあ
る。
（問題点を解決するための手段） 上掲の目的に対し本発明は、つぎの事項を課題解決の
ための手段として提供する。すなわち、 （１）鉄、鉄合金溶湯浴面上に、ほう素酸化物と還元剤
を添加しテルミット反応を利用することにより、前記
鉄、鉄合金溶湯中にほう素を還元せしめ、ほう素含有母
合金を製造する方法において、 前記還元剤として、金属カルシウムまたは金属マグネ
シウムのいずれか少なくとも一種を用いると共に、前記
ほう素酸化物の添加量を該還元剤に対する理論還元当量
の1.2倍以上にすることを特徴とするほう素含有母合金
の製造方法、 （２）鉄、鉄合金溶湯浴面上に、ほう素酸化物と還元剤
を添加しテルミット反応を利用することにより、前記
鉄、鉄合金溶湯中にほう素を還元せしめ、ほう素含有母
合金を製造する方法において、 前記テルミット反応時の添加物としてほう素酸化物お
よび還元剤の他にさらに金属酸化物を用いると共に、前
記還元剤としては、金属カルシウムまたは金属マグネシ
ウムのいずれか少なくとも一種を用い、かつ、前記ほう
素酸化物の添加量を該還元剤に対する理論還元当量の1.
2倍以上にすることを特徴とするほう素含有母合金の製
造方法、 である。
ための手段として提供する。すなわち、 （１）鉄、鉄合金溶湯浴面上に、ほう素酸化物と還元剤
を添加しテルミット反応を利用することにより、前記
鉄、鉄合金溶湯中にほう素を還元せしめ、ほう素含有母
合金を製造する方法において、 前記還元剤として、金属カルシウムまたは金属マグネ
シウムのいずれか少なくとも一種を用いると共に、前記
ほう素酸化物の添加量を該還元剤に対する理論還元当量
の1.2倍以上にすることを特徴とするほう素含有母合金
の製造方法、 （２）鉄、鉄合金溶湯浴面上に、ほう素酸化物と還元剤
を添加しテルミット反応を利用することにより、前記
鉄、鉄合金溶湯中にほう素を還元せしめ、ほう素含有母
合金を製造する方法において、 前記テルミット反応時の添加物としてほう素酸化物お
よび還元剤の他にさらに金属酸化物を用いると共に、前
記還元剤としては、金属カルシウムまたは金属マグネシ
ウムのいずれか少なくとも一種を用い、かつ、前記ほう
素酸化物の添加量を該還元剤に対する理論還元当量の1.
2倍以上にすることを特徴とするほう素含有母合金の製
造方法、 である。
なお、前記金属酸化物としては、Cr,Ni,Co,Cu,REMお
よびSiの中から選ばれるいずれか少なくとも一種の元素
の酸化物であることが好ましい。
よびSiの中から選ばれるいずれか少なくとも一種の元素
の酸化物であることが好ましい。
（作用） 次に本発明を詳細に説明する。
本発明において使用する鉄または鉄合金としては、銑
鉄、純鉄などの鉄または鉄合金である。
鉄、純鉄などの鉄または鉄合金である。
これらの鉄または鉄合金を予め溶解炉中で溶解してお
き、その上に所定量のほう素酸化物と還元剤との混合物
を添加すると、ほう素酸化物は溶湯浴面上で還元剤によ
って還元され、金属ほう素となって前記溶湯中に溶解す
る。溶湯表面に残留するほう素および還元剤の酸化物は
反応後除滓して取除く。
き、その上に所定量のほう素酸化物と還元剤との混合物
を添加すると、ほう素酸化物は溶湯浴面上で還元剤によ
って還元され、金属ほう素となって前記溶湯中に溶解す
る。溶湯表面に残留するほう素および還元剤の酸化物は
反応後除滓して取除く。
このようなテルミット法によるほう素含有母合金の製
造技術においては、ほう素酸化物と還元剤の配合比を制
御することによって、生成するほう素含有母合金中に含
有する不純物の量を低下させることができる。
造技術においては、ほう素酸化物と還元剤の配合比を制
御することによって、生成するほう素含有母合金中に含
有する不純物の量を低下させることができる。
第１表は、ほう素酸化物と還元剤との配合比を変え、
ほう素酸化物と還元剤を混合して鉄溶湯に添加すること
により、還元剤がほう素含有母合金中に残留した量（重
量％）およびほう素の歩留（％）を求めたものである。
なお、ほう素酸化物と還元剤との配合比は、下記式に示
すように、ほう素酸化物の全量が金属ほう素に還元する
に要する還元剤の理論還元当量を1.0としたとき、ほう
素酸化物を理論還元当量の1.0〜1.4倍に変化させ、この
ときに母合金中に残留する還元剤の量を測定した。
ほう素酸化物と還元剤を混合して鉄溶湯に添加すること
により、還元剤がほう素含有母合金中に残留した量（重
量％）およびほう素の歩留（％）を求めたものである。
なお、ほう素酸化物と還元剤との配合比は、下記式に示
すように、ほう素酸化物の全量が金属ほう素に還元する
に要する還元剤の理論還元当量を1.0としたとき、ほう
素酸化物を理論還元当量の1.0〜1.4倍に変化させ、この
ときに母合金中に残留する還元剤の量を測定した。
B2O3＋3Mg→2B＋3MgO また、鉄の溶湯は純鉄5Kgを10KW高周波炉に高純度MgO
るつぼを設置してアルゴン雰囲気中で溶解したものを用
いた。
るつぼを設置してアルゴン雰囲気中で溶解したものを用
いた。
前記第１表より、ほう素酸化物と還元剤との配合比
を、理論還元当量の1.2倍以上に制御したとき、不純物
として還元剤が母合金中に殆んど残留しないことが判明
した。
を、理論還元当量の1.2倍以上に制御したとき、不純物
として還元剤が母合金中に殆んど残留しないことが判明
した。
これは、前記配合比を1.2倍以上に制御することによ
り、還元剤よりも過剰のほう素酸化物が溶融して鉄溶湯
上をフラックスとして覆う結果、ほう素の蒸発損失が少
なく、また、速やかに投入した還元剤の全量が溶解して
ほう素酸化物と反応し酸化物となり、さらに、酸化物と
なった還元剤が再び還元されて溶湯中に溶解しても過剰
のほう素酸化物が存在するため、直ちに酸化ほう素によ
って還元剤が酸化され、溶湯中へ還元剤が取込まれるこ
とがないためと考えられる。なお、ほう素酸化物と還元
剤を混合して添加するときにCaOを添加すれば、スラグ
の粘性が低下し、除滓がしやすくなり、またＢ歩留が向
上する。
り、還元剤よりも過剰のほう素酸化物が溶融して鉄溶湯
上をフラックスとして覆う結果、ほう素の蒸発損失が少
なく、また、速やかに投入した還元剤の全量が溶解して
ほう素酸化物と反応し酸化物となり、さらに、酸化物と
なった還元剤が再び還元されて溶湯中に溶解しても過剰
のほう素酸化物が存在するため、直ちに酸化ほう素によ
って還元剤が酸化され、溶湯中へ還元剤が取込まれるこ
とがないためと考えられる。なお、ほう素酸化物と還元
剤を混合して添加するときにCaOを添加すれば、スラグ
の粘性が低下し、除滓がしやすくなり、またＢ歩留が向
上する。
ほう素酸化物は、無水ほう酸やほう砂、ほう酸、コレ
マナイトなどのほう素酸化物が使用できる。また、還元
剤としては、金属Mgや金属Ca、カルシウムシリコン、黒
鉛、カルシウムカーバイド、マグネシウム・アルミニウ
ム合金などが使用できるが、ほう素歩留りと不純物含有
量低減効果を考慮し、金属マグネシウムまたは金属アル
ミニウムから選ばれるいずれか少なくとも一種のものが
使用できる。
マナイトなどのほう素酸化物が使用できる。また、還元
剤としては、金属Mgや金属Ca、カルシウムシリコン、黒
鉛、カルシウムカーバイド、マグネシウム・アルミニウ
ム合金などが使用できるが、ほう素歩留りと不純物含有
量低減効果を考慮し、金属マグネシウムまたは金属アル
ミニウムから選ばれるいずれか少なくとも一種のものが
使用できる。
なお、金属アルミニウム、金属シリコンは、単独で使
用すると還元剤成分が得られた溶湯中に不純物として多
く残留するので好ましくない。
用すると還元剤成分が得られた溶湯中に不純物として多
く残留するので好ましくない。
ほう素酸化物と還元剤を鉄または鉄合金溶湯表面上に
添加する方法としては、これらを混合して添加するほ
か、所定量混合してこれをブリケットとした後、添加す
ることもできる。
添加する方法としては、これらを混合して添加するほ
か、所定量混合してこれをブリケットとした後、添加す
ることもできる。
なお、金属カルシウムまたは金属マグネシウムのよう
な還元剤を一度に溶湯上に添加すると、反応が急激なの
で少量づつ分割して投入し、溶湯上に溶融したフラック
スを残留させながら反応させることが好ましい。
な還元剤を一度に溶湯上に添加すると、反応が急激なの
で少量づつ分割して投入し、溶湯上に溶融したフラック
スを残留させながら反応させることが好ましい。
また、鉄の溶湯にほう素酸化物と還元剤を添加する
際、同時にCrやNi,Co,Cu,REM,Siなどの金属酸化物を添
加することができる。この場合には、CrやNi,Co,Cu,REM
およびSiなどの金属酸化物はほう素酸化物と共に混合
し、これらの酸化物の合計量を還元剤の理論還元当量の
1.2倍以上に制御する。
際、同時にCrやNi,Co,Cu,REM,Siなどの金属酸化物を添
加することができる。この場合には、CrやNi,Co,Cu,REM
およびSiなどの金属酸化物はほう素酸化物と共に混合
し、これらの酸化物の合計量を還元剤の理論還元当量の
1.2倍以上に制御する。
上記の方法においては、ほう素酸化物と還元剤を添加
する場合と同様、ほう素酸化物とCrやNi,Co,Cu,REM,Si
などの酸化物とが溶湯表面上にフラックスとして残り、
溶湯中にB2O3，その他の金属酸化物が溶解しやすく、ま
た、還元剤の溶湯中への溶解量を極めて少なくすること
ができる。このようにすれば、ほう素含有母合金を製造
すると同時に、例えばアモルファス母合金，高性能磁石
合金などを直接製造することとなるので特に有利であ
る。
する場合と同様、ほう素酸化物とCrやNi,Co,Cu,REM,Si
などの酸化物とが溶湯表面上にフラックスとして残り、
溶湯中にB2O3，その他の金属酸化物が溶解しやすく、ま
た、還元剤の溶湯中への溶解量を極めて少なくすること
ができる。このようにすれば、ほう素含有母合金を製造
すると同時に、例えばアモルファス母合金，高性能磁石
合金などを直接製造することとなるので特に有利であ
る。
また、上記方法のほかに本発明方法により得たほう素
含有母合金溶湯に、溶融状態のままで、CrやNi,Co,Cu,R
EM,Siなどの他の金属または酸化物を添加すれば、エネ
ルギー損失が極めて少なく、最終製品であるアモルファ
ス母合金，高性能磁石などを直接製造することができ
る。
含有母合金溶湯に、溶融状態のままで、CrやNi,Co,Cu,R
EM,Siなどの他の金属または酸化物を添加すれば、エネ
ルギー損失が極めて少なく、最終製品であるアモルファ
ス母合金，高性能磁石などを直接製造することができ
る。
（実施例） 例−１ 10KW高周波炉中に高純度マグネシアるつぼを設置し、
該るつぼ中にアルゴンガスを吹込みながら純鉄2961gを
溶解した。ついで、溶湯を1600℃に保持しつつこの浴面
上に平均粒径約1mmのMg粉256gと無水ほう酸318g（還元
剤に対する理論還元当量の1.3倍）を混合して、これを
７回に分けて投入した。反応後、除滓して本発明品を得
た。溶湯をサンプリングして分析した結果を第２表に示
す。
該るつぼ中にアルゴンガスを吹込みながら純鉄2961gを
溶解した。ついで、溶湯を1600℃に保持しつつこの浴面
上に平均粒径約1mmのMg粉256gと無水ほう酸318g（還元
剤に対する理論還元当量の1.3倍）を混合して、これを
７回に分けて投入した。反応後、除滓して本発明品を得
た。溶湯をサンプリングして分析した結果を第２表に示
す。
この溶湯をさらにアルゴン雰囲気を強化して、Nd-Fe
母合金2042gを添加して溶解し、メタル酸化防止カバー
付水冷鋳型内に鋳込んで、希土類−ほう素−鉄系磁石合
金5000gを得た。得られた製品の組成およびほう素,Ndの
歩留（％）を第３表に示す。
母合金2042gを添加して溶解し、メタル酸化防止カバー
付水冷鋳型内に鋳込んで、希土類−ほう素−鉄系磁石合
金5000gを得た。得られた製品の組成およびほう素,Ndの
歩留（％）を第３表に示す。
例−２ 例−１と同様の装置により純鉄4623gを溶解した。つ
いで、溶湯を1570℃に保持しつつ無水ほう酸522g、酸化
クロム284gおよび金属Ca粒898g（無水ほう酸と酸化クロ
ムの合計量が、還元剤の理論還元当量の1.25倍）を混合
して添加した。
いで、溶湯を1570℃に保持しつつ無水ほう酸522g、酸化
クロム284gおよび金属Ca粒898g（無水ほう酸と酸化クロ
ムの合計量が、還元剤の理論還元当量の1.25倍）を混合
して添加した。
ついで、除滓後鋳造して本発明品を得た。溶湯よりサ
ンプリングを行い分析した結果を第４表に示す。
ンプリングを行い分析した結果を第４表に示す。
さらに、この溶湯に金属クロムと黒鉛粒51gを添加し、
溶落後鋳造して、鉄−クロム−ほう素−炭素系のアモル
ファス合金用母合金を得た。
溶落後鋳造して、鉄−クロム−ほう素−炭素系のアモル
ファス合金用母合金を得た。
組成を第５表に示す。
（発明の効果） 本発明の方法によって製造されたほう素含有母合金の
製造方法は、不純物含有量が極めて少なく、かつ、ほう
素歩留りの良好な製造方法であり、アモルファス合金，
高性能磁石などに使うほう素添加母合金として有利に使
用でき、しかもほう素含有母合金を簡単な工程で低コス
トで製造できる。
製造方法は、不純物含有量が極めて少なく、かつ、ほう
素歩留りの良好な製造方法であり、アモルファス合金，
高性能磁石などに使うほう素添加母合金として有利に使
用でき、しかもほう素含有母合金を簡単な工程で低コス
トで製造できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−103151（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−211049（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−208047（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−110938（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】鉄、鉄合金溶湯浴面上に、ほう素酸化物と
還元剤を添加しテルミット反応を利用することにより、
前記鉄、鉄合金溶湯中にほう素を還元せしめ、ほう素含
有母合金を製造する方法において、 前記還元剤として、金属カルシウムまたは金属マグネシ
ウムのいずれか少なくとも一種を用いると共に、前記ほ
う素酸化物の添加量を該還元剤に対する理論還元当量の
1.2倍以上にすることを特徴とするほう素含有母合金の
製造方法。 - 【請求項２】鉄、鉄合金溶湯浴面上に、ほう素酸化物と
還元剤を添加しテルミット反応を利用することにより、
前記鉄、鉄合金溶湯中にほう素を還元せしめ、ほう素含
有母合金を製造する方法において、 前記テルミット反応時の添加物として、ほう素酸化物お
よび還元剤の他にさらに金属酸化物を用いると共に、前
記還元剤としては、金属カルシウムまたは金属マグネシ
ウムのいずれか少なくとも一種を用い、かつ、前記ほう
素酸化物の添加量を該還元剤に対する理論還元当量の1.
2倍以上にすることを特徴とするほう素含有母合金の製
造方法。 - 【請求項３】前記金属酸化物としては、Cr,Ni,Co,Cu,RE
MおよびSiの中から選ばれるいずれか少なくとも一種の
元素の酸化物を用いることを特徴とする特許請求の範囲
第２項に記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62093197A JP2641859B2 (ja) | 1987-04-17 | 1987-04-17 | ほう素含有母合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62093197A JP2641859B2 (ja) | 1987-04-17 | 1987-04-17 | ほう素含有母合金の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63262445A JPS63262445A (ja) | 1988-10-28 |
| JP2641859B2 true JP2641859B2 (ja) | 1997-08-20 |
Family
ID=14075852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62093197A Expired - Lifetime JP2641859B2 (ja) | 1987-04-17 | 1987-04-17 | ほう素含有母合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2641859B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6044787B2 (ja) * | 1977-11-09 | 1985-10-05 | 第一電子工業株式会社 | 導電部接続方法並に導電性感圧粘着剤 |
| JPS5821118U (ja) * | 1981-08-03 | 1983-02-09 | 三菱電機株式会社 | 液晶表示装置 |
| JPS58211738A (ja) * | 1982-06-03 | 1983-12-09 | Optrex Corp | 液晶電気光学素子 |
-
1987
- 1987-04-17 JP JP62093197A patent/JP2641859B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63262445A (ja) | 1988-10-28 |
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