JP3206203B2 - ＡｌまたはＡｌ合金溶湯からの除滓方法 - Google Patents
ＡｌまたはＡｌ合金溶湯からの除滓方法Info
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- JP3206203B2 JP3206203B2 JP08484193A JP8484193A JP3206203B2 JP 3206203 B2 JP3206203 B2 JP 3206203B2 JP 08484193 A JP08484193 A JP 08484193A JP 8484193 A JP8484193 A JP 8484193A JP 3206203 B2 JP3206203 B2 JP 3206203B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＡｌまたはＡｌ合金
（以下、Ａｌ合金で代表する）を製造するに当たり、湯
面に浮上する滓を効率よく除去する方法に関するもので
ある。
（以下、Ａｌ合金で代表する）を製造するに当たり、湯
面に浮上する滓を効率よく除去する方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】Ａｌ合金は鉄鋼材料に比べて軽量で比強
度が高く且つ耐食性においても優れたものであることか
ら、自動車や電車等の車輌用の外板材や部品材料、建築
材料、家庭用電気製品の外板材、缶材等として幅広く利
用されている。これらＡｌ合金製品を得るまでの製造工
程を略示すると次の通りである。
度が高く且つ耐食性においても優れたものであることか
ら、自動車や電車等の車輌用の外板材や部品材料、建築
材料、家庭用電気製品の外板材、缶材等として幅広く利
用されている。これらＡｌ合金製品を得るまでの製造工
程を略示すると次の通りである。
【０００３】溶製原料（地金やスクラップ等）→溶解
（主として反射炉）→鋳造→ソーキング→熱間加工→冷
間加工→熱処理→表面処理→検査→出荷 ここで反射炉を用いた溶解工程では、溶製原料表面の酸
化物（アルマイト等）や溶解工程で生成する酸化物等が
滓として湯面に浮上してくる。この滓は酸化物等の非金
属成分とメタル分（Ａｌ合金）が混在したものであり、
この滓をそのまま放置しておくと非金属成分がＡｌ合金
溶湯内へ混入して溶湯汚染を生じるばかりでなく、出湯
後の炉壁や炉底部に付着堆積して溶解炉の容積を縮小せ
しめ、生産性にも悪影響を及ぼしてくる。
（主として反射炉）→鋳造→ソーキング→熱間加工→冷
間加工→熱処理→表面処理→検査→出荷 ここで反射炉を用いた溶解工程では、溶製原料表面の酸
化物（アルマイト等）や溶解工程で生成する酸化物等が
滓として湯面に浮上してくる。この滓は酸化物等の非金
属成分とメタル分（Ａｌ合金）が混在したものであり、
この滓をそのまま放置しておくと非金属成分がＡｌ合金
溶湯内へ混入して溶湯汚染を生じるばかりでなく、出湯
後の炉壁や炉底部に付着堆積して溶解炉の容積を縮小せ
しめ、生産性にも悪影響を及ぼしてくる。
【０００４】そこで原料溶解後は早期に湯面からの除滓
を行なうことが必要となる。しかしこの滓は上記の様に
多量のメタル分を包含していて溶湯との親和性が高いた
め湯離れが悪く、そのまま強引に湯面上から除滓しよう
とすると多量のメタル分を伴なって排出されることにな
り、Ａｌ合金溶湯の歩留りを著しく低下させる。そこ
で、除滓性を高めるための手段として現在汎用されてい
るのは、たとえばＫＣｌ−ＡｌＦ3 等の様に塩化物や弗
化物を主体とするフラックスを散布し、もしくはハロゲ
ン系ガス（Ｃｌ2 、六塩化エタン、フロン等）を滓中に
吹込み、滓中のメタル分の一部を着火・燃焼させること
によって滓層全体を昇温せしめ、メタル分を溶解させて
溶湯中へ戻すと共に、滓中の酸化物は溶湯に対してより
濡れ性の低い（湯離れの良好な）高温生成酸化物に変化
させてから除滓する方法である。
を行なうことが必要となる。しかしこの滓は上記の様に
多量のメタル分を包含していて溶湯との親和性が高いた
め湯離れが悪く、そのまま強引に湯面上から除滓しよう
とすると多量のメタル分を伴なって排出されることにな
り、Ａｌ合金溶湯の歩留りを著しく低下させる。そこ
で、除滓性を高めるための手段として現在汎用されてい
るのは、たとえばＫＣｌ−ＡｌＦ3 等の様に塩化物や弗
化物を主体とするフラックスを散布し、もしくはハロゲ
ン系ガス（Ｃｌ2 、六塩化エタン、フロン等）を滓中に
吹込み、滓中のメタル分の一部を着火・燃焼させること
によって滓層全体を昇温せしめ、メタル分を溶解させて
溶湯中へ戻すと共に、滓中の酸化物は溶湯に対してより
濡れ性の低い（湯離れの良好な）高温生成酸化物に変化
させてから除滓する方法である。
【０００５】しかしながらこの除滓工程で使用する精練
剤はハロゲン系であり、高温の処理条件下で有害なハロ
ゲンガスやハロゲン化水素ガスが多量生成するため、作
業環境を著しく汚染して健康障害の要因となり得る。
剤はハロゲン系であり、高温の処理条件下で有害なハロ
ゲンガスやハロゲン化水素ガスが多量生成するため、作
業環境を著しく汚染して健康障害の要因となり得る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の様な事
情に着目してなされたものであって、その目的は、Ａｌ
合金原料の溶解工程で生成する滓を、有害なハロゲン系
精練剤を使用することなく湯面上から効率よく除滓する
ことのできる方法を提供しようとするものである。
情に着目してなされたものであって、その目的は、Ａｌ
合金原料の溶解工程で生成する滓を、有害なハロゲン系
精練剤を使用することなく湯面上から効率よく除滓する
ことのできる方法を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明に係る除滓法の構成は、反射炉を用いて
ＡｌまたはＡｌ合金を溶解するに当たり、ＡｌまたはＡ
ｌ合金溶湯表面の滓に黒曜石を添加すると共に、該滓の
温度を９００℃以上に高めて該黒曜石を発泡せしめ、発
泡した該黒曜石と共に除滓するところに要旨を有するも
のである。
のできた本発明に係る除滓法の構成は、反射炉を用いて
ＡｌまたはＡｌ合金を溶解するに当たり、ＡｌまたはＡ
ｌ合金溶湯表面の滓に黒曜石を添加すると共に、該滓の
温度を９００℃以上に高めて該黒曜石を発泡せしめ、発
泡した該黒曜石と共に除滓するところに要旨を有するも
のである。
【０００８】
【作用】本発明者らは上記の様な状況の下で、従来技術
に指摘される問題点を解消するには、新たな除滓用のフ
ラックスとして非ハロゲン系のフラックスを開発する必
要があると考え、その線に沿って研究を進めた。そし
て、天然ガラス質の火山岩である黒曜石に着目して除滓
効率向上効果の有無を調べた。
に指摘される問題点を解消するには、新たな除滓用のフ
ラックスとして非ハロゲン系のフラックスを開発する必
要があると考え、その線に沿って研究を進めた。そし
て、天然ガラス質の火山岩である黒曜石に着目して除滓
効率向上効果の有無を調べた。
【０００９】即ち本発明者等が予備実験によって確認し
たところによると、黒曜石は約９００℃で著しい体積膨
張を起こし、ＡｌまたはＡｌ合金原料の溶解工程で生成
する酸化物に対しては優れた濡れ性を有し、且つメタル
分とは濡れ性の悪い綿状物に変わる。従ってこうした黒
曜石の特徴をうまく活用すれば、滓中の酸化物のみを選
択的に吸着して滓の湯離れを良くすると共に、滓中に混
在しているメタル分は溶湯中へ戻す作用を発揮し得るも
のと考えられる。
たところによると、黒曜石は約９００℃で著しい体積膨
張を起こし、ＡｌまたはＡｌ合金原料の溶解工程で生成
する酸化物に対しては優れた濡れ性を有し、且つメタル
分とは濡れ性の悪い綿状物に変わる。従ってこうした黒
曜石の特徴をうまく活用すれば、滓中の酸化物のみを選
択的に吸着して滓の湯離れを良くすると共に、滓中に混
在しているメタル分は溶湯中へ戻す作用を発揮し得るも
のと考えられる。
【００１０】ただしＡｌ合金原料の溶解は通常７００〜
７５０℃で行なわれるので、この様な温度条件で黒曜石
を添加したとしても、発泡と綿状化による前述の様な除
滓性向上効果を有効に発揮させることはできず、処理温
度を少なくとも黒曜石の発泡温度である約９００℃以上
に高めることが必須となる。
７５０℃で行なわれるので、この様な温度条件で黒曜石
を添加したとしても、発泡と綿状化による前述の様な除
滓性向上効果を有効に発揮させることはできず、処理温
度を少なくとも黒曜石の発泡温度である約９００℃以上
に高めることが必須となる。
【００１１】一方、Ａｌ原料の溶解炉として現在汎用さ
れているのは誘導溶解炉と反射炉であり、誘導溶解炉で
はＡｌ合金原料の溶解に最適の温度範囲に昇温・保持で
きる様に加熱及び温度制御機構等が予め設定されている
ため、処理温度を９００℃以上に高めるには大幅な設計
変更が必要となる。これに対し反射炉は、上部壁からの
直火および輻射熱によって湯面上方から加熱する方式で
あり、バーナーの焚き方（燃料の種類や供給量、空気比
等のコントロール）や湯面への直火の当て方等を工夫す
ることによって滓の温度を容易に９００℃に高めること
ができる。しかも現状では、原料および溶湯への熱効率
の問題から、９００℃以上で操業することもある。従っ
て本発明を実施するに当たっては、既存設備の大幅な設
計変更を要することなく、操業条件の変更のみで容易に
９００℃以上の高温で確保することのできるものとし
て、反射炉が最適である。
れているのは誘導溶解炉と反射炉であり、誘導溶解炉で
はＡｌ合金原料の溶解に最適の温度範囲に昇温・保持で
きる様に加熱及び温度制御機構等が予め設定されている
ため、処理温度を９００℃以上に高めるには大幅な設計
変更が必要となる。これに対し反射炉は、上部壁からの
直火および輻射熱によって湯面上方から加熱する方式で
あり、バーナーの焚き方（燃料の種類や供給量、空気比
等のコントロール）や湯面への直火の当て方等を工夫す
ることによって滓の温度を容易に９００℃に高めること
ができる。しかも現状では、原料および溶湯への熱効率
の問題から、９００℃以上で操業することもある。従っ
て本発明を実施するに当たっては、既存設備の大幅な設
計変更を要することなく、操業条件の変更のみで容易に
９００℃以上の高温で確保することのできるものとし
て、反射炉が最適である。
【００１２】この様なところから本発明では、溶解炉と
して反射炉を使用し、Ａｌ合金原料の溶解工程で湯面上
に生成する滓に黒曜石を添加すると共に滓を加熱して９
００℃以上に昇温して黒曜石を発泡せしめ、生成する綿
状物と共に除滓を行なう。このとき、黒曜石の発泡によ
って生成する綿状物はメタル分に対する濡れ性が悪く、
且つ主たる滓成分である酸化物との濡れ性は良好である
ので、酸化物はこの綿状物に捕捉されて湯離れのよい滓
となる一方、綿状物との濡れ性の悪いメタル分は溶湯へ
戻されることになり、メタル分の少ない滓成分を該綿状
物と共に湯面から容易に除去することができる。
して反射炉を使用し、Ａｌ合金原料の溶解工程で湯面上
に生成する滓に黒曜石を添加すると共に滓を加熱して９
００℃以上に昇温して黒曜石を発泡せしめ、生成する綿
状物と共に除滓を行なう。このとき、黒曜石の発泡によ
って生成する綿状物はメタル分に対する濡れ性が悪く、
且つ主たる滓成分である酸化物との濡れ性は良好である
ので、酸化物はこの綿状物に捕捉されて湯離れのよい滓
となる一方、綿状物との濡れ性の悪いメタル分は溶湯へ
戻されることになり、メタル分の少ない滓成分を該綿状
物と共に湯面から容易に除去することができる。
【００１３】黒曜石の添加時期や添加形態は特に制限さ
れず、滓を加熱して９００℃以上に昇温させる前もしく
は９００℃以上に昇温してから添加してもよく、更には
昇温過程で添加してもよく、また塊状、粒状、粉末状の
いずれの形態で添加してもよい。しかし、添加時の飛散
を抑制しつつ滓全体に均等に行き渡らせる様にする意味
から、粒状あるいは破砕片状で添加するのが最も好まし
い。
れず、滓を加熱して９００℃以上に昇温させる前もしく
は９００℃以上に昇温してから添加してもよく、更には
昇温過程で添加してもよく、また塊状、粒状、粉末状の
いずれの形態で添加してもよい。しかし、添加時の飛散
を抑制しつつ滓全体に均等に行き渡らせる様にする意味
から、粒状あるいは破砕片状で添加するのが最も好まし
い。
【００１４】尚加熱によって生じる黒曜石の発泡反応は
約９００℃で唯１回生じる不可逆反応であり、上記添加
時期に関係なく９００℃以上に昇温すると発泡反応を起
こして綿状物に変化し、滓中の酸化物を選択的に吸着し
て湯離れのよい滓に変わるので、湯面からの除去が極め
て容易となる。またこの綿状物は前述の如くメタル分と
の濡れ性が悪いので、滓中に含まれているメタル分は、
酸化物が綿状物に吸着されるときに自然に滓から絞り出
される様に溶湯方向へ戻されるので、滓中に残存するメ
タル分も少なくなり、除滓時のメタルロスも大幅に低減
する。
約９００℃で唯１回生じる不可逆反応であり、上記添加
時期に関係なく９００℃以上に昇温すると発泡反応を起
こして綿状物に変化し、滓中の酸化物を選択的に吸着し
て湯離れのよい滓に変わるので、湯面からの除去が極め
て容易となる。またこの綿状物は前述の如くメタル分と
の濡れ性が悪いので、滓中に含まれているメタル分は、
酸化物が綿状物に吸着されるときに自然に滓から絞り出
される様に溶湯方向へ戻されるので、滓中に残存するメ
タル分も少なくなり、除滓時のメタルロスも大幅に低減
する。
【００１５】尚黒曜石の添加量は特に限定されないが、
Ａｌ合金原料に対し０．５〜１０重量％、より一般的に
は１〜６重量％添加することによって十分に目的を果た
すことができる。
Ａｌ合金原料に対し０．５〜１０重量％、より一般的に
は１〜６重量％添加することによって十分に目的を果た
すことができる。
【００１６】
【実施例】次に本発明の実施例を示すが、本発明はもと
より下記実施例によって制限を受けるものではなく、前
・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更して実施す
ることも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的
範囲に含まれる。
より下記実施例によって制限を受けるものではなく、前
・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更して実施す
ることも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的
範囲に含まれる。
【００１７】重油焚きもしくはＬＮＧ焚きの反射炉を使
用し、表１に示すＡｌ合金原料を同表に示す温度に加熱
して大気溶解する。次いで湯面上に生成する滓に、Ａｌ
合金原料に対して２重量の黒曜石（粒状砕砕物）を添加
し、バーナ加熱により滓を１０００±５０℃に加熱し
た。すると黒曜石は発泡して綿状に変化し、酸化物を吸
着して湯離れのよい塊状に変わるので、これをレーキに
よって湯面上から除去した。この除滓工程で生じるメタ
ルロスと、黒曜石を添加しないで除滓したときのメタル
ロスを表１に一括して示す。
用し、表１に示すＡｌ合金原料を同表に示す温度に加熱
して大気溶解する。次いで湯面上に生成する滓に、Ａｌ
合金原料に対して２重量の黒曜石（粒状砕砕物）を添加
し、バーナ加熱により滓を１０００±５０℃に加熱し
た。すると黒曜石は発泡して綿状に変化し、酸化物を吸
着して湯離れのよい塊状に変わるので、これをレーキに
よって湯面上から除去した。この除滓工程で生じるメタ
ルロスと、黒曜石を添加しないで除滓したときのメタル
ロスを表１に一括して示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】表１からも明らかである様に、本発明に従
って黒曜石を添加してから除滓したときのメタルロス
は、黒曜石無添加で除滓したときのメタルロスに比べて
２／３〜１／３に低減しており、メタルロスを大幅に少
なくできることが分かる。また黒曜石無添加の滓の粘性
は高く且つ溶湯との親和性が大で湯離れが悪く、除滓作
業が非常に面倒で完全な除滓も困難であったが、黒曜石
を添加し発泡・吸着させたものでは、滓が綿状で湯離れ
の良好な塊状に変化するため、湯面からの除滓が極めて
簡単で且つ容易に完全除去することができた。
って黒曜石を添加してから除滓したときのメタルロス
は、黒曜石無添加で除滓したときのメタルロスに比べて
２／３〜１／３に低減しており、メタルロスを大幅に少
なくできることが分かる。また黒曜石無添加の滓の粘性
は高く且つ溶湯との親和性が大で湯離れが悪く、除滓作
業が非常に面倒で完全な除滓も困難であったが、黒曜石
を添加し発泡・吸着させたものでは、滓が綿状で湯離れ
の良好な塊状に変化するため、湯面からの除滓が極めて
簡単で且つ容易に完全除去することができた。
【００２０】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、既
存の反射炉を有効に活用し、滓に黒曜石を加えて加熱す
るという極めて簡単な手法で、有毒ガス発生による雰囲
気汚染を生じることなく除滓性を著しく改善することが
でき、除滓作業性を改善すると共に、除滓に伴なうメタ
ルロスを低減して溶湯歩留りを高め得ることになった。
存の反射炉を有効に活用し、滓に黒曜石を加えて加熱す
るという極めて簡単な手法で、有毒ガス発生による雰囲
気汚染を生じることなく除滓性を著しく改善することが
でき、除滓作業性を改善すると共に、除滓に伴なうメタ
ルロスを低減して溶湯歩留りを高め得ることになった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新井 基浩 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所 神戸総合技術研 究所内 (56)参考文献 特開 昭62−162657（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−178594（ＪＰ，Ｕ) 国際公開91／6684（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22B 1/00 - 61/00 C22C 1/02
Claims (1)
- 【請求項１】 反射炉を用いてＡｌまたはＡｌ合金を溶
解するに当たり、ＡｌまたはＡｌ合金溶湯表面の滓に黒
曜石を添加すると共に、該滓の温度を９００℃以上に高
めて該黒曜石を発泡せしめ、発泡した該黒曜石と共に除
滓することを特徴とするＡｌまたはＡｌ合金溶湯からの
除滓方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08484193A JP3206203B2 (ja) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | ＡｌまたはＡｌ合金溶湯からの除滓方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08484193A JP3206203B2 (ja) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | ＡｌまたはＡｌ合金溶湯からの除滓方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06299264A JPH06299264A (ja) | 1994-10-25 |
| JP3206203B2 true JP3206203B2 (ja) | 2001-09-10 |
Family
ID=13842024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08484193A Expired - Fee Related JP3206203B2 (ja) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | ＡｌまたはＡｌ合金溶湯からの除滓方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3206203B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6864704B2 (ja) * | 2019-01-16 | 2021-04-28 | 株式会社豊田中央研究所 | Ａｌ合金の再生方法 |
-
1993
- 1993-04-12 JP JP08484193A patent/JP3206203B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06299264A (ja) | 1994-10-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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