JP3462617B2 - Purification method of Al or Al alloy - Google Patents

Purification method of Al or Al alloy

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JP3462617B2 JP10661895A JP10661895A JP3462617B2 JP 3462617 B2 JP3462617 B2 JP 3462617B2 JP 10661895 A JP10661895 A JP 10661895A JP 10661895 A JP10661895 A JP 10661895A JP 3462617 B2 JP3462617 B2 JP 3462617B2
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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AlまたはAl合金の精
製法に関し、特にAlまたはAl合金溶湯中に含まれる
不純物であるSiを溶解段階で効率よく除去して清浄度
の高いAlまたはAl合金を得る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 Al or Al alloy, and more particularly to Al or Al alloy having high cleanliness by efficiently removing Si, which is an impurity contained in molten Al or Al alloy, in the melting stage. Is about how to get.

【0002】[0002]

【従来の技術】AlまたはAl合金は、軽量性、加工
性、表面美麗性等の特徴を有することから種々の用途に
利用されている。しかし、不純物元素の混入によって、
共晶化合物が粗大化する等の不都合が生じ、強度、靭
性、表面処理性等に悪影響を与えるという問題がある。
近年、省資源・省エネルギーの観点から、AlまたはA
l合金製品のリサイクルが必要とされているが、不純物
元素を極力低減しなければリサイクルによって得られる
AlまたはAl合金が使用に耐えないものとなってしま
う。
2. Description of the Related Art Al or Al alloys are used for various purposes because they have characteristics such as light weight, workability and surface beauty. However, due to the inclusion of impurity elements,
There is a problem that the eutectic compound becomes coarse, and the strength, toughness, surface treatability, etc. are adversely affected.
In recent years, from the viewpoint of resource saving and energy saving, Al or A
It is necessary to recycle the 1-alloy product, but unless the impurity elements are reduced as much as possible, the Al or Al alloy obtained by the recycling cannot be used.

【0003】この様なところから、AlまたはAl合金
からの不純物元素の除去法については様々の研究が行な
われており、その一部は実用化されている。種々の不純
物元素のうちSiに注目すると、例えば特公平1−27
9712号公報には、状態図から見てAlまたはAl合
金溶湯が凝固する際にAl純度の高い部分が先に凝固す
るという原理を利用し、溶湯中のSiを凝固末期の未凝
固溶湯中に濃縮して除去する方法(偏析法)が提案され
ているが、この方法は大量処理に不向きであって生産性
が低く、しかも多量のAlロスが避けられないという問
題があり、工業的規模での実用性を欠く。また特公昭6
2−10315号公報には、電気分解法によってSiを
除去する方法も提案されているが、この方法は処理コス
トが非常に高くやはり工業的規模での実用性を欠く。
From such a point, various studies have been conducted on a method of removing an impurity element from Al or an Al alloy, and a part of them has been put into practical use. Focusing on Si among various impurity elements, for example, Japanese Patent Publication No. 1-27
No. 9712 utilizes the principle that when Al or Al alloy molten metal is solidified from the phase diagram, a portion having high Al purity is solidified first, and Si in the molten metal is converted into unsolidified molten metal at the final stage of solidification. A method of concentrating and removing (segregation method) has been proposed, but this method is not suitable for large-scale processing and has low productivity, and there is a problem that a large amount of Al loss is unavoidable, so that it is industrially scaled. Lacks the practicality of. See also Shokoku 6
Japanese Patent Laid-Open No. 2-10315 also proposes a method of removing Si by an electrolysis method, but this method has a very high processing cost and also lacks practicability on an industrial scale.

【0004】[0004]

【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、A
lまたはAl合金溶湯中から不純物元素であるSiを低
コストで効率よく除去することのできる方法を確立し、
高純度なAlまたはAl合金を得ることのできる方法を
提供しようとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to
l or a method capable of efficiently removing the impurity element Si from the molten Al alloy at low cost,
It is intended to provide a method capable of obtaining high-purity Al or Al alloy.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を達成すること
のできた本発明に係るAlまたはAl合金の精製法の構
成は、不純物としてSiを含むAlまたはAl合金溶湯
中に、Caおよび/またはCa化合物を添加し、Siを
Caとの金属間化合物を形成させてこれを除去する工程
を含み、該金属間化合物を除去した後のAlまたはAl
合金溶湯中に残存するCa量を0.13重量%以下に抑
えるところに要旨を有するものである。
The structure of the refining method of Al or Al alloy according to the present invention, which has been able to achieve the above-mentioned object, is to provide Ca and / or Ca in an Al or Al alloy molten metal containing Si as an impurity. A step of adding a compound to form Si and an intermetallic compound with Ca and removing the intermetallic compound; and Al or Al after removing the intermetallic compound
The gist is to suppress the amount of Ca remaining in the molten alloy to 0.13% by weight or less.

【0006】尚この方法を実施するに当たっては、該金
属間化合物の形成されたAlまたはAl合金溶湯中に、
不活性ガスを吹込んで溶湯中の該金属間化合物の浮上分
離を促進する方法、あるいは該金属間化合物を耐火性フ
ィルターを介して除去する方法等が好ましい方法として
採用される。また、この方法で使用されるCa化合物と
しては、珪酸塩、炭化物、ふっ化物、硼化物、塩化物、
硫化物が好ましいものとして使用され、これらは単独で
使用し得る他、2種以上を併用することも可能である。
なお、上記方法によってSiの除去されたAlまたはA
l合金溶湯中に残存するCa量は、AlまたはAl合金
製品の強度や靭性、耐食性、成形加工性等をより確実に
高める意味から0.13重量%以下に抑えることが望ま
しい。
In carrying out this method, in the molten Al or Al alloy in which the intermetallic compound is formed,
A preferred method is to blow an inert gas to promote floating separation of the intermetallic compound in the molten metal, or to remove the intermetallic compound through a fireproof filter. The Ca compound used in this method includes silicates, carbides, fluorides, borides, chlorides,
Sulfides are used as preferable ones, and they can be used alone or in combination of two or more kinds.
In addition, Al or A from which Si is removed by the above method
The amount of Ca remaining in the molten 1-alloy is preferably controlled to 0.13% by weight or less in order to more reliably enhance the strength, toughness, corrosion resistance, moldability and the like of the Al or Al alloy product.

【0007】[0007]

【作用】AlまたはAl合金は極めて酸化し易く、かつ
その酸化傾向はSiより大きい。従って、AlまたはA
l合金溶湯からSiを酸化物として除去することは不可
能であることが知られている。しかし、本発明者らが効
率のよいSi除去法の開発を期して研究を進めるうち、
Siは、Ca等のアルカリ土類金属との間で容易に金属
間化合物を形成し(図2:Si化合物の生成自由エネル
ギーΔG参照)し、この金属間化合物は、AlまたはA
l合金溶湯中に固形の晶出物もしくは半溶融状態で存在
し、ろ過等によって比較的簡単に分離除去できること、
またアルカリ土類金属は、金属単体あるいはアルカリ土
類金属を母合金とする合金として添加した場合の他、珪
酸塩、炭化物、ふっ化物、硼化物、塩化物、硫化物の1
種以上として添加した場合でも同様にSiとの間で金属
間化合物を形成し、AlまたはAl合金溶湯から容易に
分離除去し得ることを知った。
Function Al or Al alloy is extremely easy to oxidize, and its oxidation tendency is larger than that of Si. Therefore, Al or A
It is known that it is impossible to remove Si as an oxide from a molten 1-alloy. However, while the present inventors proceeded with research aiming at the development of an efficient Si removal method,
Si easily forms an intermetallic compound with an alkaline earth metal such as Ca (see FIG. 2: free energy of formation of Si compound ΔG), and the intermetallic compound is Al or A.
l It exists as a solid crystallized substance or a semi-molten state in the molten alloy and can be separated and removed relatively easily by filtration or the like.
Alkaline earth metal is not only added as a single metal or as an alloy having an alkaline earth metal as a mother alloy, but also silicates, carbides, fluorides, borides, chlorides, and sulfides of 1
It has been found that even when added as a seed or more, an intermetallic compound is similarly formed with Si and can be easily separated and removed from the molten Al or Al alloy melt.

【0008】即ち本発明では、不純物元素としてSiを
含むAlまたはAl合金溶湯中に、Ca等のアルカリ土
類金属および/またはアルカリ土類金属化合物を添加
し、Siとの金属間化合物を生成させることによって、
Alおよび/またはAl合金溶湯から除去するものであ
り、それらの添加量は、溶湯中に混入している不純物S
iの量に応じて増減させる必要がある。
That is, in the present invention, an alkaline earth metal and / or an alkaline earth metal compound such as Ca is added to an Al or Al alloy melt containing Si as an impurity element to form an intermetallic compound with Si. By
Al and / or Al alloy is to be removed from the molten metal, and the addition amount thereof is the impurity S mixed in the molten metal.
It is necessary to increase or decrease according to the amount of i.

【0009】これらアルカリ土類金属またはその化合物
のアルカリ土類金属としての添加量の好ましい下限値
は、AlまたはAl合金中に含まれるSiと金属間化合
物を形成し得る化学量論的当量であり、当量より少ない
と、不純物Siの全てを金属間化合物として除去できな
くなる。例えば、Caを添加してCa・Siの金属間化
合物を形成させる時の化学量論的当量はCa:Si=
1:1であるから、Caの好ましい添加量の下限値は、
AlまたはAl合金中に含まれるSiの1モルに対して
1モルである。これは重量比に換算して、Ca:Si=
40.09:28.086となるが、実際には、金属間
化合物形成のための反応の場が少ないことを考慮する
と、当量の1.5倍以上のアルカリ土類金属を存在させ
ることが好ましい。
A preferred lower limit of the amount of the alkaline earth metal or its compound added as an alkaline earth metal is a stoichiometric equivalent amount capable of forming an intermetallic compound with Si contained in Al or an Al alloy. If the amount is less than the equivalent, it becomes impossible to remove all of the impurity Si as an intermetallic compound. For example, when adding Ca to form an intermetallic compound of Ca and Si, the stoichiometric equivalent is Ca: Si =
Since it is 1: 1, the lower limit of the preferable addition amount of Ca is
It is 1 mol with respect to 1 mol of Si contained in Al or Al alloy. This is converted to the weight ratio and Ca: Si =
Although it is 40.09: 28.086, actually, considering that there are few reaction fields for forming an intermetallic compound, it is preferable to allow 1.5 times or more equivalent amount of the alkaline earth metal to be present. .

【0010】一方、アルカリ土類金属を溶湯中のSi量
に対して過剰に多く添加すると、却って溶湯汚染の原因
となり、得られるAlまたはAl合金の性能低下につな
がりかねない。従って、アルカリ土類金属またはその化
合物の添加量は、アルカリ土類金属換算で、Siと金属
間化合物を形成し得る化学量論的当量の3倍程度以下、
より好ましくは当量の2倍程度以下に抑えることが好ま
しく、その具体的な好適添加量を示すと、溶湯中に含ま
れるSi:1重量部に対するCaの好適添加量範囲は
1.4〜2.9重量部の範囲となる。
On the other hand, if the alkaline earth metal is added in an excessively large amount with respect to the amount of Si in the molten metal, it will rather cause contamination of the molten metal, which may lead to deterioration of the performance of the obtained Al or Al alloy. Therefore, the amount of the alkaline earth metal or its compound added is, in terms of alkaline earth metal, about 3 times or less the stoichiometric equivalent amount capable of forming an intermetallic compound with Si,
It is more preferable to suppress the amount to about 2 times or less of the equivalent amount, and when showing the specific preferable addition amount, the preferable addition amount range of Ca to 1.4 parts by weight of Si contained in the molten metal is 1.4 to 2. The range is 9 parts by weight.

【0011】尚上記では、アルカリ土類金属が化学量論
的当量のSiと金属間化合物を形成する場合について説
明したが、処理温度等によってはSiとCaが当モル比
で金属間化合物を形成するとは限らず、例えばCa2
i,Ba2 Si,Mg2 Si,CaSi2 Al2 ,Ba
Si2 Al2 ,MgSi2 Al2 等が単独であるいは混
合状態で生成することもある。従ってこの様な場合は、
生成する金属間化合物に応じて同様の計算を行ない、ア
ルカリ土類金属もしくはアルカリ土類金属化合物の添加
量を算出すればよく、それによりほぼ理論通りの結果が
得られることを確認している。
In the above description, the case where an alkaline earth metal forms an intermetallic compound with a stoichiometric equivalent amount of Si has been described. However, depending on the treatment temperature and the like, Si and Ca form an intermetallic compound at an equimolar ratio. Not necessarily, for example, Ca 2 S
i, Ba 2 Si, Mg 2 Si, CaSi 2 Al 2 , Ba
Si 2 Al 2 , MgSi 2 Al 2, etc. may be produced alone or in a mixed state. Therefore, in this case,
It has been confirmed that a similar calculation is performed according to the intermetallic compound to be formed, and the addition amount of the alkaline earth metal or the alkaline earth metal compound is calculated, and thereby the theoretical result can be obtained.

【0012】本発明では、上記の様にしてアルカリ土類
金属やその化合物を添加することによりSiとの金属間
化合物を生成せしめ、該金属間化合物をAlまたはAl
合金溶湯から分離除去することによて、不純物Siの除
去が達成できる。該金属間化合物の除去方法は特に限定
されないが、一般的な方法としては、この金属間化合物
はAlまたはAl合金よりも高比重であるので、「溶湯
鎮静」として溶湯を静置し金属間化合物を沈降させた
後、上澄みを傾斜採取する方法、あるいは耐火性のフィ
ルターに通して金属間化合物を濾取する方法等が好まし
い方法として推奨される。また、金属間化合物の種類に
よってはその一部が溶湯中に浮遊していることもあるの
で、この様な場合は、溶湯中に窒素、アルゴン、He、
ネオン等の不活性ガスを微細な気泡状で吹込み、気泡の
浮上と共に該複合酸化物を浮上させて除滓するも好まし
い方法の1つであり、この方法を採用すれば同時に脱水
素も進められるという利点も享受できる。
In the present invention, an intermetallic compound with Si is produced by adding the alkaline earth metal or its compound as described above, and the intermetallic compound is Al or Al.
By separating and removing from the molten alloy, the removal of the impurity Si can be achieved. The method of removing the intermetallic compound is not particularly limited, but as a general method, since the intermetallic compound has a higher specific gravity than Al or an Al alloy, the molten metal is allowed to stand still as "molten metal quenching". After sedimentation, the method of collecting the supernatant by slanting, the method of filtering the intermetallic compound through a refractory filter, and the like are recommended as preferable methods. In addition, some of the intermetallic compounds may be suspended in the molten metal depending on the kind of the intermetallic compound. In such a case, nitrogen, argon, He,
It is also one of the preferable methods to blow inactive gas such as neon in the form of fine bubbles and float the bubbles to levitate and remove the complex oxide, and if this method is adopted, dehydrogenation is also promoted at the same time. You can also enjoy the advantage of being able to.

【0013】上記の様に本発明では、AlまたはAl合
金中に不純物として含まれるSiを、アルカリ土類金属
との金属間化合物として分離・除去するところに特徴を
有するものであり、ここで添加されるアルカリ土類金属
は、その一部がAlまたはAl合金溶湯中に取り込まれ
ることが考えられる。そして、アルカリ土類金属の中で
もCaは、Al更にはMgやCu等の金属と金属間化合
物を形成し易い。この金属間化合物は、微細なものであ
れば物性に実質的な悪影響を及ぼすことはないが、粗大
な金属間化合物が生成すると、AlまたはAl合金の成
形加工性、強度や靭性、耐食性等に少なからぬ悪影響を
及ぼすと考えられるので、それらについても十分な考慮
を払う必要がある。
As described above, the present invention is characterized in that Si contained as an impurity in Al or an Al alloy is separated and removed as an intermetallic compound with an alkaline earth metal, which is added here. It is conceivable that a part of the alkaline earth metal formed is taken into the Al or molten Al alloy. Then, among the alkaline earth metals, Ca is easy to form an intermetallic compound with Al and further with metals such as Mg and Cu. This intermetallic compound does not substantially affect the physical properties if it is fine, but if a coarse intermetallic compound is formed, it will affect the formability, strength, toughness, corrosion resistance, etc. of Al or Al alloy. It is considered to have a considerable adverse effect, so it is necessary to give due consideration to them.

【0014】こうした観点から、AlまたはAl合金溶
湯中に残存するCa量が金属間化合物の生成量やその粒
径に与える影響を調べたところ、図3に示す様な結果が
得られた。この図からも明らかである様に、Ca濃度が
0.13重量%を超えると、生成する金属間化合物の量
が急激に増大すると共に著しく粗大化する傾向が認めら
れる。
From this point of view, when the effect of the amount of Ca remaining in the molten Al or Al alloy on the amount of intermetallic compounds produced and the particle size thereof was investigated, the results shown in FIG. 3 were obtained. As is clear from this figure, when the Ca concentration exceeds 0.13% by weight, the amount of the produced intermetallic compound tends to increase sharply and tends to become significantly coarse.

【0015】この様に、金属間化合物が粗大化すると共
にその量が増大すると、当該粗大な金属間化合物が応力
を受けた時に応力集中を起こして破壊の起点となり、強
度や靭性を劣化させる。しかも、該金属間化合物とAl
母相との間で電気化学的不均一を起こして耐食性にも悪
影響を及ぼす。更には、磁気ディスクや感光ドラム、印
刷製版用基板等の如く、加工量が大きくかつ優れた表面
平滑性が求められる用途に適用する場合は、上記粗大な
金属間化合物が極少量であっても加工割れや表面欠陥を
生じる原因となる。
As described above, when the intermetallic compound becomes coarse and its amount increases, stress concentration occurs when the coarse intermetallic compound receives stress, which serves as a starting point of fracture and deteriorates strength and toughness. Moreover, the intermetallic compound and Al
Electrochemical inhomogeneity with the matrix causes adverse effects on corrosion resistance. Furthermore, in the case of applying to a use requiring a large processing amount and excellent surface smoothness such as a magnetic disk, a photosensitive drum, a substrate for printing plate making, etc., even if the amount of the coarse intermetallic compound is very small, It causes work cracks and surface defects.

【0016】従って、こうした粗大金属間化合物の生成
による障害を回避するには、Si除去処理後のAlまた
はAl合金溶湯中に残存するCa量を0.13重量%以
下、とりわけ優れた加工性と表面精度の求められる用途
に適用する場合は10ppm程度以下に抑えることが望
ましい。
Therefore, in order to avoid such obstacles due to the formation of coarse intermetallic compounds, the amount of Ca remaining in the Al or Al alloy molten metal after the Si removal treatment is 0.13% by weight or less, and particularly excellent workability and When applied to applications where surface accuracy is required, it is desirable to keep it to about 10 ppm or less.

【0017】本発明におけるAlまたはAl合金の溶解
温度としては、通常の700〜900℃でよく、金属間
化合物を形成させて該金属間化合物を除去した後は、公
知の方法で精錬を行うことによって、高純度なAlまた
はAl合金を製造することができる。
The melting temperature of Al or Al alloy in the present invention may be a usual temperature of 700 to 900 ° C. After forming the intermetallic compound and removing the intermetallic compound, refining is performed by a known method. By this, high-purity Al or Al alloy can be manufactured.

【0018】[0018]

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明の構成および作
用効果をより具体的に説明するが、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
の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施することは全て本発
明の技術範囲に包含される。
EXAMPLES Hereinafter, the constitution and effects of the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples and does not deviate from the spirits of the preceding and the following. All modifications within the scope are included in the technical scope of the present invention.

【0019】実施例1 原料として、Si:1.0重量%を含むJIS−110
0の純Al系スクラップを使用し、溶解温度:720
℃、溶解炉:10トンの反射型溶解炉(重油焚き)で大
気溶解する方法を採用し、このとき、溶湯にCaまたは
Ca化合物を所定量添加(N2 ガスによって吹き込み)
した後、生成するSi−Ca金属間化合物をフィルター
濾過によって除去した後、溶湯をサンプリングして元素
分析を行なった。溶湯は引き続いて精錬(KCl系フラ
ックス:溶湯量に対し0.1重量%をN2 ガス:流量
0.6m3 /h、30分で吹き込み)を行なった後、半
連続鋳造を行ない、直径300mmのビレット(4本取
り)を製造した。上記処理段階でサンプリングした溶湯
の元素分析を行ない、Si残留濃度が200ppm以下
であるものを合格とした。またCa残留濃度について
は、印刷製版用基板等の用途に適用する際に要求される
10ppm以下のものを合格とした。
Example 1 JIS-110 containing Si: 1.0 wt% as a raw material
Using pure Al-based scrap of 0, melting temperature: 720
℃, melting furnace: adopted a method of melting in the atmosphere in a reflection type melting furnace (heavy oil burning) of 10 tons, at this time, a predetermined amount of Ca or Ca compound was added to the molten metal (blown with N 2 gas)
After that, the produced Si-Ca intermetallic compound was removed by filtration with a filter, and then the molten metal was sampled for elemental analysis. The molten metal was subsequently subjected to refining (KCl-based flux: 0.1% by weight based on the amount of the molten metal was blown in with N 2 gas: flow rate 0.6 m 3 / h for 30 minutes), and then semi-continuous casting was performed to obtain a diameter of 300 mm. The billet (4 pieces) was manufactured. Elemental analysis of the molten metal sampled in the above treatment step was carried out, and those having a Si residual concentration of 200 ppm or less were accepted. Regarding the residual Ca concentration, those having a concentration of 10 ppm or less, which is required when applied to applications such as printing plate making substrates, were accepted.

【0020】また、得られた各ビレットについて熱間加
工割れ試験(○:割れ発生率0.1%未満、×:割れ発
生率0.1%以上)、冷延板強度試験(○:12kgf
/mm2 以上、×:12kgf/mm2 未満)、冷延板
の塗装性試験(○:表面欠陥発生率0.1%以下、×:
表面欠陥発生率0.1%超)を行ない、夫々の性能を評
価した。結果を表1に示す。
Further, for each of the obtained billets, a hot work cracking test (◯: cracking occurrence rate of less than 0.1%, ×: cracking occurrence rate of 0.1% or more), cold rolled sheet strength test (◯: 12 kgf)
/ Mm 2 or more, x: less than 12 kgf / mm 2 ), coatability test of cold-rolled sheet (○: surface defect occurrence rate of 0.1% or less, x:
The surface defect occurrence rate was over 0.1%), and the respective performances were evaluated. The results are shown in Table 1.

【0021】[0021]

【表1】 [Table 1]

【0022】実施例2 原料として、Si:3.0重量%を含むJIS−400
0のAl合金系スクラップ50重量%をAl地金と共に
併用し、溶解温度:720℃、溶解炉:10トンの反射
型溶解炉(重油焚き)で大気溶解する方法を採用し、こ
のとき、CaまたはCa化合物を所定量添加(N2 ガス
によって吹き込み)した後、生成するSi−Ca金属間
化合物を浮上分離によって除去した後、溶湯をサンプリ
ングして元素分析を行なった。溶湯は引き続いて精錬
(Arガスを流量0.6m3 /hで30分で吹き込み)
を行なった後、半連続鋳造を行ない、直径300mmの
ビレット(4本取り)を製造した。上記処理段階でサン
プリングした溶湯の元素分析を行ない、Si残留濃度が
200ppm以下、Ca残留濃度が10ppm以下のも
のを合格とした。また、得られた各ビレットについて、
上記実施例1と同様にして熱間加工割れ試験、冷延板強
度試験、冷延板の塗装性試験を行ない、夫々の性能を評
価した。結果を表2に示す。
Example 2 JIS-400 containing Si: 3.0% by weight as a raw material
50 wt% of Al alloy scrap of No. 0 is used together with Al ingot, and the melting temperature: 720 ° C., melting furnace: 10 tons, is used for atmospheric melting in a reflective melting furnace (heavy oil fired). Alternatively, after a predetermined amount of Ca compound was added (blown with N 2 gas), the produced Si—Ca intermetallic compound was removed by levitation separation, and then the molten metal was sampled for elemental analysis. The molten metal is subsequently refined (Ar gas is blown at a flow rate of 0.6 m 3 / h in 30 minutes)
After that, semi-continuous casting was performed to manufacture a billet (4 pieces) having a diameter of 300 mm. Elemental analysis of the molten metal sampled in the above treatment step was performed, and those having a Si residual concentration of 200 ppm or less and a Ca residual concentration of 10 ppm or less were accepted. Also, for each billet obtained,
A hot work cracking test, a cold-rolled sheet strength test, and a cold-rolled sheet paintability test were performed in the same manner as in Example 1 above, and the respective performances were evaluated. The results are shown in Table 2.

【0023】[0023]

【表2】 [Table 2]

【0024】表1,2からも明らかである様に、Alま
たはAl合金溶湯中に適量のCaまたはCa化合物を添
加して処理すると、該溶湯中に不純物元素として含まれ
るSiがSi−Ca系金属間化合物として効率よく除去
され、清浄度の高いAlまたはAl合金を得ることがで
きる。
As is clear from Tables 1 and 2, when an appropriate amount of Ca or a Ca compound is added to the molten Al or Al alloy and treated, Si contained in the molten metal as an impurity element is a Si--Ca system. Al or an Al alloy that is efficiently removed as an intermetallic compound and has high cleanliness can be obtained.

【0025】尚、図1は、AlまたはAl合金溶湯中に
含まれるSi量に対する添加Ca量とSi−Ca系金属
間化合物生成量の関係を整理して示したグラフであり、
このグラフからも明らかである様に、Si量に対して当
モル量よりもやや多め(約1.5倍モル)のCaを添加
することによって、Siを効率よく除去し得ること、ま
た、それ以上にCa添加量を多くしてもそれ以上にSi
−Ca系金属間化合物の増大は見られず、余剰のCaは
当該溶湯に不純物として混入することになるため、それ
以上の添加は余り好ましくないことが分かる。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the amount of added Ca and the amount of Si—Ca-based intermetallic compound produced with respect to the amount of Si contained in Al or Al alloy molten metal.
As is clear from this graph, Si can be removed efficiently by adding a slightly larger amount (about 1.5 times mol) of Ca than the equimolar amount to the Si amount. Even if the amount of Ca added is increased above the above
It can be seen that no increase in the amount of -Ca-based intermetallic compound is observed, and excess Ca is mixed as an impurity in the molten metal, so that further addition is not preferable.

【0026】尚上記では、CaまたはCa化合物を添加
してSiを除去する方法について具体例を示したが、B
aやMgあるいはそれらの化合物を添加することによっ
ても同様のSi除去効果を得ることができる。
In the above, a specific example of a method of adding Ca or a Ca compound to remove Si is shown.
Similar effects of removing Si can be obtained by adding a, Mg, or a compound thereof.

【0027】実施例3 表3に示す如く種々のAlまたはAl合金スクラップを
使用し、これに適量のAl−Ca合金で処理することに
よってSiの除去を行ない、表3に示す様々の成分組成
のAlまたはAl合金溶湯に再生した。得られた各溶湯
を用いて鋳塊を製造し、最終板厚2.5mmまで熱間圧
延および冷間圧延を行なってから、夫々の物性や耐食性
を調べた。尚6000系Al合金については、圧延の後
520℃で30分の溶体化処理を行なってから170℃
で8時間の時効熱処理を行なってT6材とし、また70
00系Al合金については、480℃で30分の容体化
処理を行なった後170℃で2時間および125℃で2
4時間の時効熱処理を行なってT6材とした。
Example 3 As shown in Table 3, various Al or Al alloy scraps were used and Si was removed by treating them with an appropriate amount of Al-Ca alloy, and various component compositions shown in Table 3 were obtained. It was regenerated into Al or molten Al alloy. An ingot was manufactured using each of the obtained molten metals, hot-rolled and cold-rolled to a final plate thickness of 2.5 mm, and then the respective physical properties and corrosion resistance were examined. For 6000 series Al alloys, after solution treatment at 520 ° C for 30 minutes after rolling, 170 ° C
Aged heat treatment for 8 hours to obtain T6 material.
For the 00-based Al alloy, it was treated at 480 ° C. for 30 minutes, then 170 ° C. for 2 hours and 125 ° C. for 2
Aged heat treatment for 4 hours was performed to obtain T6 material.

【0028】得られた各試験材について強度試験(JI
S 5号試験片による引張試験)、靭性試験(JIS
4号試験片による衝撃試験)および耐食性試験(塩水噴
霧試験)を行なった。引張試験および靭性試験の評価に
ついては、Ca濃度が0%である相当材の各値を基準に
して試験材の値が80%以下であるものを×とし、また
耐食性試験については、同様にCa濃度が0%である相
当材の値を基準にして、腐食による重量減少が120%
以上であるものを×とした。結果を表4に示す。
A strength test (JI
Tensile test by S5 test piece), toughness test (JIS
An impact test using a No. 4 test piece) and a corrosion resistance test (salt spray test) were performed. In the evaluation of the tensile test and the toughness test, the value of the test material is 80% or less based on each value of the equivalent material having a Ca concentration of 0%, and the corrosion resistance test is performed in the same manner. 120% reduction in weight due to corrosion, based on the value of equivalent material with a concentration of 0%
The above was designated as x. The results are shown in Table 4.

【0029】[0029]

【表3】 [Table 3]

【0030】[0030]

【表4】 [Table 4]

【0031】表3,4からも明らかである様に、再生品
中の残留Ca濃度が0.13重量%以下であるものは、
一般用途に適用する際の品質上全く問題のないことが分
かる。
As is clear from Tables 3 and 4, the residual Ca concentration in the recycled product is 0.13% by weight or less,
It can be seen that there is no problem in quality when applied to general purposes.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、A
lまたはAl合金中に不純物元素として含まれるSiを
低コストで且つ効率よく除去することができ、高純度な
AlまたはAl合金を溶製することができた。
The present invention is constituted as described above, and A
It was possible to efficiently remove Si contained as an impurity element in 1 or Al alloy at low cost and to produce high-purity Al or Al alloy.

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

【図1】AlまたはAl合金溶湯中に含まれるSi量に
対する添加Ca量とSi−Ca系金属間化合物生成量の
関係を整理して示したグラフである。
FIG. 1 is a graph summarizing the relationship between the amount of added Ca and the amount of Si—Ca-based intermetallic compound formation with respect to the amount of Si contained in Al or Al alloy molten metal.

【図2】Siとの金属間化合物の生成自由エネルギーを
示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing the free energy of formation of an intermetallic compound with Si.

【図3】Al合金製品中のCa含有量が、該Al合金製
品中に生成する金属間化合物の個数と粒径に与える影響
を調べた結果を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the results of examining the effect of the Ca content in an Al alloy product on the number and particle size of intermetallic compounds formed in the Al alloy product.

フロントページの続き (72)発明者 國井 一孝 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 (72)発明者 大隅 研治 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 (72)発明者 小島 陽 新潟県長岡市上富岡町1603−1 (56)参考文献 特開 平1−279712(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22B 1/00 - 61/00 Front page continuation (72) Inventor Kazutaka Kunii 1-5-5 Takatsukadai, Nishi-ku, Kobe-shi, Hyogo Kobe Steel Co., Ltd., Kobe Research Institute (72) Inventor Kenji Osumi 1 Takatsuka-dai, Nishi-ku, Kobe-shi, Hyogo 5-5 No. 5 Kobe Steel Co., Ltd. Kobe Research Institute (72) Inventor Yo Kojima 1603-1 Kamitomioka-cho, Nagaoka-shi, Niigata (56) References JP-A-1-279712 (JP, A) ( 58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) C22B 1/00-61/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 不純物としてSiを含むAlまたはAl
合金溶湯中に、Caおよび/またはCa化合物を添加
し、SiをCaと金属間化合物を形成させてこれを除去
する工程を含み、該金属間化合物を除去した後のAlま
たはAl合金溶湯中に残存するCa量を0.13重量%
以下に抑えることを特徴とするAlまたはAl合金の精
製法。
1. Al or Al containing Si as an impurity
During the molten alloy, the addition of Ca and / or Ca compound, a Si to form Ca intermetallic compound saw including a step of removing this by, or Al after removal of the said intermetallic compound
Or 0.13% by weight of Ca remaining in the molten Al alloy
A method of refining Al or Al alloy characterized by suppressing to the following .
【請求項2】 前記金属間化合物が形成されたAlまた
はAl合金溶湯中に不活性ガスを吹込み、溶湯中の該金
属間化合物の浮上分離を促進する請求項1に記載の精製
法。
2. A purification method according to claim 1 to promote the flotation of the intermetallic compound formed of Al or blowing a molten Al alloy in an inert gas, said intermetallic compound in the molten metal.
【請求項3】 前記金属間化合物が形成されたAlまた
はAl合金溶湯中の該金属間化合物を、耐火性フィルタ
ーを用いて除去する請求項1または2に記載の精製法。
3. A purification method according to claim 1 or 2 the intermetallic compound of the intermetallic compound formed of Al or Al alloy melt, is removed by using a refractory filter.
【請求項4】 前記Ca化合物が、珪酸塩、炭化物、ふ
っ化物、硼化物、塩化物、硫化物の1種以上である請求
項1〜3のいずれかに記載の精製法。
4. The purification method according to claim 1, wherein the Ca compound is one or more of silicate, carbide, fluoride, boride, chloride and sulfide.
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