JP3463343B2 - Manufacturing method of aluminum - Google Patents

Manufacturing method of aluminum

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JP3463343B2
JP3463343B2 JP08966694A JP8966694A JP3463343B2 JP 3463343 B2 JP3463343 B2 JP 3463343B2 JP 08966694 A JP08966694 A JP 08966694A JP 8966694 A JP8966694 A JP 8966694A JP 3463343 B2 JP3463343 B2 JP 3463343B2
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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】本発明はナトリウム含量の極めて
低いアルミニウムの製造方法に関する。更に詳細には溶
融アルミニウム中に特定量のリン及び/またはリン化合
物を添加し、攪拌処理することにより、ナトリウム含量
の極めて低いアルミニウムを製造する方法に関するもの
である。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing aluminum having a very low sodium content. More specifically, it relates to a method for producing aluminum having an extremely low sodium content by adding a specific amount of phosphorus and / or a phosphorus compound to molten aluminum and stirring the mixture.

【0002】[0002]

【従来の技術】通常、特別な処理を施していない一次電
解法により得られるアルミニウム地金中には、酸化アル
ミニウムや酸化マグネシウム等の非金属介在物や水素ガ
ス或いはナトリウム、カリウム等の他の微量金属不純物
が含まれている。しかしてこれら非金属介在物や水素ガ
ス或いは微量金属不純物は、これら不純物等を含有する
アルミニウム地金によって得られた鋳塊、或いはこの鋳
塊を材料として得られた製品に、その使用目的によって
程度の差はあるものの重大な欠陥を生じさせる原因とな
る。
2. Description of the Related Art Usually, in an aluminum ingot obtained by a primary electrolysis without special treatment, non-metallic inclusions such as aluminum oxide and magnesium oxide, hydrogen gas, and other trace amounts such as sodium and potassium are contained. Contains metallic impurities. However, these non-metal inclusions, hydrogen gas, or trace metal impurities are contained in the ingot obtained by the aluminum ingot containing these impurities, or the product obtained by using this ingot as a material, depending on the purpose of use. However, it causes a serious defect.

【0003】例えば、水素ガスは鋳塊中に気孔を発生
し、この気孔を含む鋳塊や、その後の加工製品の引張強
度や耐力の低下等機械的特性に悪影響を及ぼす。酸化ア
ルミニウムや酸化マグネシウム等の非金属介在物は、展
伸用鋳塊の圧延表面にストリンガと呼ばれる線状欠陥を
発生させ、その後の表面処理に於いて陽極処理後の色抜
けや筋欠陥等の原因となる。またナトリウムは、約5重
量%以上のマグネシウムを含む高濃度Al−Mg系合金
の200℃〜400℃の温度域で、粒界割れに基づく脆
化、所謂高温脆化を助長すると言われている。
For example, hydrogen gas causes pores in the ingot, which adversely affects the mechanical properties such as a decrease in tensile strength and yield strength of the ingot containing the pores and the processed product thereafter. Non-metallic inclusions such as aluminum oxide and magnesium oxide generate linear defects called stringers on the rolled surface of the wrought ingot, and in the subsequent surface treatment, color defects and streak defects after anodizing occur. Cause. It is also said that sodium promotes embrittlement due to intergranular cracking, that is, so-called high-temperature embrittlement, in a temperature range of 200 ° C to 400 ° C of a high-concentration Al-Mg-based alloy containing about 5% by weight or more of magnesium. .

【0004】更に近年発展の著しい半導体産業に於いて
ICやLSIの配線材料として使われている超高純度ア
ルミニウム(アルミニウム純度99.999重量%以
上)に於いては、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金
属は絶縁膜の不良を引き起こす等の欠点より、ppb
(ppbは10-7重量%)レベルの商品が要求される場
合もある。
In the ultra-high-purity aluminum (aluminum purity of 99.999% by weight or more) used as a wiring material for ICs and LSIs in the semiconductor industry which has been developing remarkably in recent years, alkali metals such as sodium and potassium are used. Is ppb due to the drawbacks such as causing a defective insulating film.
In some cases, products at a level (ppb is 10 -7 % by weight) are required.

【0005】その為、鋳塊鋳造前に予めこれらの好まし
くない不純物を除去しておく必要がある。これらの不純
物の除去方法として、水素ガスや酸化アルミニウムや酸
化びマグネシウム等の非金属介在物は、例えば特公平4
−53934号公報に開示されているように、乾燥空気
の雰囲気下、溶湯アルミニウムを溶湯処理槽にて塩素ガ
スやアルゴンガス等の不活性ガスを気泡状態で吹き込む
ことによって、或いはセラミックスフィルターを組み合
わせる等の処理法で効果的に除去されることが知られて
おり、工業的に実用化されている。
Therefore, it is necessary to remove these undesirable impurities in advance before ingot casting. As a method for removing these impurities, for example, non-metallic inclusions such as hydrogen gas, aluminum oxide, and magnesium oxide are disclosed in Japanese Patent Publication No.
As disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 53934, under the atmosphere of dry air, molten aluminum is blown in an inert gas such as chlorine gas or argon gas in a molten state in a molten metal treatment tank, or a ceramic filter is combined. It is known that it can be effectively removed by the treatment method of 1) and has been industrially put to practical use.

【0006】普通純度のアルミニウム中のナトリウムの
除去方法についても、溶融アルミニウム中へ塩素ガスを
吹き込む方法や、上記水素ガスやアルミニウム酸化物等
の非金属介在物の除去に関する溶湯処理法がそのまま採
用され、副次的効果としてナトリウムを除去している
が、せいぜい溶融アルミニウム中の濃度として数ppm
(ppmは10-4重量%)迄しか達成できていないのが
現状である。
As a method for removing sodium in aluminum of ordinary purity, the method of blowing chlorine gas into molten aluminum and the method of treating molten metal for removing non-metallic inclusions such as hydrogen gas and aluminum oxide are directly adopted. As a secondary effect, sodium is removed, but at most, it is several ppm as the concentration in molten aluminum.
The current situation is that the level has been achieved only (ppm is 10 −4 wt%).

【0007】他方、米国特許第3,737,303 号及び米国特
許第3,737,304 号では、微量ナトリウムを除去する方法
を提案しているが、特殊な溶湯処理槽を必要とし、しか
も処理ガスに塩素ガス及び不活性ガスの二種類を必要と
する。更に溶湯処理を連続して実施しない限り、即ち鋳
造を実施しない間は、処理槽内の溶融アルミニウムが凝
固しないよう加熱保温しておく必要がある等、操作が煩
雑であるばかりでなく経済的な方法ではない。
On the other hand, US Pat. No. 3,737,303 and US Pat. No. 3,737,304 propose a method for removing a trace amount of sodium, but a special molten metal treatment tank is required, and chlorine gas and an inert gas are used as a treatment gas. Need two kinds of. Further, unless the molten metal treatment is continuously performed, that is, while the casting is not performed, it is necessary to heat and keep the molten aluminum in the treatment tank so that it does not solidify. Not the way.

【0008】また、特開昭52−128815公報に
は、780℃以上の温度を有する溶融アルミニウムを、
少なくとも部分的に炭素よりなる粒状物体の堆積層を通
流する溶融アルミニウム中のナトリウムの除去方法が開
示されている。しかしながらこの方法に於いても、溶融
アルミニウムの処理を行わない間は粒状物体の堆積層を
加熱保温しておく必要があり、また堆積物が酸化消耗す
るなど、経済的な方法ではない。
Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 52-128815, molten aluminum having a temperature of 780 ° C. or higher is
A method of removing sodium in molten aluminum is disclosed which flows through a deposited layer of particulate matter at least partially of carbon. However, even in this method, it is necessary to keep the deposited layer of the granular material heated while the molten aluminum is not treated, and the deposited material is oxidatively consumed, which is not an economical method.

【0009】一方、ICやLSIの配線材料となる超高
純度アルミニウムを得る方法として三層式電解法により
精製された高純度アルミニウムを出発原料とし偏析法や
帯融精製法で処理することにより溶融アルミニウム中の
微量元素を除去する方法が実用化されている。しかし該
方法では、カリウムやカルシウムは効果的に除去できる
ものの、ナトリウムについては高々10〜30ppb
(0.01〜0.03ppm)のレベル迄であり、昨今
の集積度の増加に伴う配線幅の極細化傾向により要求さ
れるナトリウム含量が数ppbレベル程度の原料アルミ
ニウムの要求に応じることはできない。
On the other hand, as a method for obtaining ultra-high-purity aluminum as a wiring material for ICs and LSIs, high-purity aluminum refined by a three-layer electrolysis method is used as a starting material, and is treated by a segregation method or a melting and refining method. A method for removing trace elements in aluminum has been put into practical use. However, with this method, potassium and calcium can be effectively removed, but sodium at most 10 to 30 ppb
It is up to the level of (0.01 to 0.03 ppm), and it is not possible to meet the requirement of the raw material aluminum whose sodium content is about several ppb level due to the tendency of the wiring width to become extremely fine with the recent increase in the degree of integration. .

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】かかる事情下に鑑み、
本発明者等は、粒状物体の堆積層やセラミックスフイル
ター等の特殊な処理装置を用いることなく、或いは有毒
性の高い塩素ガスを多量に用いることなく、簡便、且つ
経済的な方法で、一次電解法によって得られる純度9
9.0重量%以上の普通純度のアルミニウム(通常10
〜50ppm程度のナトリウムを含有する)を原料とし
た場合であっても処理後のナトリウム濃度が1ppm以
下、純度99.95重量%以上の高純度アルミニウムを
用いる場合にあっては処理後のナトリウム濃度が10p
pb以下のアルミニウムを製造する方法を見いだすべく
鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。
In view of such circumstances, in view of the above circumstances,
The present inventors have conducted a simple and economical method for primary electrolysis without using a special treatment device such as a deposited layer of granular objects or a ceramic filter, or using a large amount of highly toxic chlorine gas. Purity obtained by the method 9
Aluminum of 9.0% by weight or more of normal purity (usually 10
The sodium concentration after the treatment is 1 ppm or less and the high-purity aluminum having a purity of 99.95% by weight or more is used as the raw material even when the raw material is (containing about 50 ppm of sodium). Is 10p
As a result of extensive studies to find a method for producing aluminum having a pb or less, the present invention has been completed.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は溶解保持
した純度99.0重量%以上の溶融アルミニウムに対
し、リン及び/またはリン化合物をリン原子換算で0.
005重量%〜0.05重量%添加し攪拌処理すること
を特徴とするナトリウム含量が1ppm以下のアルミニ
ウムの製造方法を提供するにある。
That is, according to the present invention, phosphorus and / or a phosphorus compound are converted into phosphorus atoms in terms of phosphorus atom to molten aluminum having a purity of 99.0% by weight or more which is dissolved and retained.
Another object of the present invention is to provide a method for producing aluminum having a sodium content of 1 ppm or less, which comprises adding 005% by weight to 0.05% by weight and stirring the mixture.

【0012】以下、本発明方法を更に詳細に説明する。
本発明方法の実施に際し、使用される原料アルミニウム
地金は純度99.0重量%以上の一次電解法により得ら
れたアルミニウム地金、或いはこれら地金を偏析法によ
り精製した、或いは三層電解法により精製処理した9
9.95重量%以上の高純度アルミニウムを用いること
ができる。
The method of the present invention will be described in more detail below.
In carrying out the method of the present invention, the raw material aluminum ingot used is an aluminum ingot obtained by a primary electrolysis method with a purity of 99.0% by weight or more, or these ingots are refined by a segregation method, or a three-layer electrolysis method. Purified by
High-purity aluminum of 9.95% by weight or more can be used.

【0013】原料アルミニウム地金は溶解炉又は保持炉
により約700℃〜約800℃、好ましくは約720℃
〜約780℃に溶解保持し、これにリン及び/またはリ
ン化合物を溶融アルミニウムに対しリン原子換算で約
0.005重量%〜約0.05重量%、好ましくは約
0.007重量%〜約0.04重量%、より好ましくは
約0.01重量%〜約0.03重量%添加し、攪拌処理
する。ここで言う溶解炉とは、原料の固体アルミニウム
地金を溶解する能力を有する手段を備えておけばどのよ
うな炉でも良く、保持炉とは同様に溶解後の溶融アルミ
ニウムを固化しないように、溶融アルミニウムをその液
相状態に温度保持できる手段を備えておけばどのような
炉でもよく、何れの炉もそれを構築する耐火物の材質、
形状、大きさ、溶解手段は問わない。勿論、溶解・保持
炉両方の機能を有する炉であってもよい。
The raw aluminum ingot is heated to about 700 ° C. to about 800 ° C., preferably about 720 ° C. in a melting furnace or a holding furnace.
To about 780 ° C., and holds phosphorus and / or a phosphorus compound in the molten aluminum in terms of phosphorus atoms in an amount of about 0.005 wt% to about 0.05 wt%, preferably about 0.007 wt% to about 0.04% by weight, more preferably about 0.01% to about 0.03% by weight, is added and stirred. The melting furnace referred to here may be any furnace as long as it has a means capable of melting the solid aluminum ingot as a raw material, and like the holding furnace, so as not to solidify the molten aluminum after melting, Any furnace may be used as long as it is provided with a means capable of maintaining the temperature of molten aluminum in its liquid phase state, and any of the furnaces is made of a refractory material,
The shape, size and dissolution means are not limited. Of course, a furnace having both functions of melting and holding furnace may be used.

【0014】本発明に於いて、溶融アルミニウムに対す
るリンの添加量が約0.005重量%未満の場合には所
望とする脱ナトリウム効果が得られず、他方約0.05
重量%を越える場合には添加量に見合う効果の発現がな
いばかりか、未反応のリンが処理後の溶融アルミニウム
中に多量残留することになる。リン処理に付す溶融アル
ミニウムの温度はアルミニウムが溶融状態にあればよ
く、特に制限されないが、添加されたリンと溶融アルミ
ニウム中に存在するナトリウムとの反応性の点から約7
00℃以上、より好ましくは約720℃以上であり、他
方上限は溶融アルミニウムの温度があまり高温になる
と、添加したリンが激しく燃焼し、添加ロスが大となる
だけでなく、溶融アルミニウム自身も炉内の雰囲気中に
含まれる酸素と反応し、酸化物の発生量が大となるので
通常約800℃以下の温度が採用される。
In the present invention, when the amount of phosphorus added to the molten aluminum is less than about 0.005% by weight, the desired sodium removal effect cannot be obtained, while about 0.05
If the amount is more than 10% by weight, not only the effect corresponding to the added amount is not exhibited, but also a large amount of unreacted phosphorus remains in the molten aluminum after the treatment. The temperature of the molten aluminum to be subjected to the phosphorus treatment is not particularly limited as long as the aluminum is in the molten state, but it is about 7 from the viewpoint of the reactivity between the added phosphorus and the sodium present in the molten aluminum.
The temperature is not lower than 00 ° C, more preferably not lower than about 720 ° C. On the other hand, when the temperature of the molten aluminum becomes too high, the upper limit is not only that the added phosphorus burns violently, resulting in a large addition loss, but also the molten aluminum itself is in the furnace. Since it reacts with oxygen contained in the internal atmosphere to generate a large amount of oxides, a temperature of about 800 ° C. or lower is usually adopted.

【0015】ここで溶融アルミニウム中に添加するリン
は、黄リンや赤リンのようなリン単体、五塩化リンのよ
うなリン化合物、リン−鉄やリン−銅のような母合金の
形態であってもよく、又リン或いはリン化合物と脱ガス
や脱介在物除去を目的に使用される所謂フラックス類と
の混合物、例えばフォセコジャパン社製のニュークリア
ント10(赤リン10%と六塩化エタン及び塩化カリウ
ムとの混合物)のようなものでもよい。これらのうち、
取扱が容易で鉄、銅等の余分な元素を溶湯中へ混入する
こともなく、脱ガスや脱介在物除去を同時に期待できる
点よりリン或いはリン化合物とフラックス類との混合物
の適用が推奨される。
The phosphorus added to the molten aluminum here is in the form of a simple phosphorus such as yellow phosphorus or red phosphorus, a phosphorus compound such as phosphorus pentachloride, or a master alloy such as phosphorus-iron or phosphorus-copper. Alternatively, a mixture of phosphorus or a phosphorus compound and so-called fluxes used for the purpose of degassing and removing inclusions, for example, Nuclear 10 (red phosphorus 10% and hexachloroethane Such as a mixture with potassium chloride). Of these,
It is recommended to use phosphorus or a mixture of phosphorus compounds and fluxes because it is easy to handle and does not mix extra elements such as iron and copper into the molten metal and can be expected to remove degassing and inclusions at the same time. It

【0016】溶融アルミニウム中に対するリンの添加方
法は、前記記載のリン形態に応じて種々の方法が採用さ
れ特に限定されない。例えば赤リンとフラックスよるな
る混合物を添加する場合、処理される溶融アルミニウム
との接触効率を高め、処理炉内での赤リンの燃焼酸化に
よるロスを抑制する為に、これら混合物を粉末状にして
ランスパイプを用いて塩素ガスや不活性ガスと同時に吹
き込む方法、或いはこれら混合物をアルミ箔に包んだ
後、ホスホライザーを用いて溶融アルミニウム中へ浸漬
するごとく添加する方法でも良い。また、リン或いはリ
ン化合物を添加した後の溶融アルミニウムの攪拌方法は
リンを溶融アルミニウム中に均一攪拌し得る方法であれ
ばよく、攪拌機による機械攪拌やガス吹き込みによるバ
ブリング操作であっても、或いはこれらを併用するいず
れの方法であってもよい。処理後の溶融アルミニウムは
約30分以上、通常約1時間〜3時間保持した後、溶融
アルミニウム上の金属酸化物等の浮遊物を除去し、所望
の形状に鋳造される。
As a method for adding phosphorus to molten aluminum, various methods are adopted depending on the form of phosphorus described above and are not particularly limited. For example, when a mixture of red phosphorus and a flux is added, the mixture is powdered in order to increase the contact efficiency with the molten aluminum to be treated and to suppress the loss due to combustion oxidation of red phosphorus in the treatment furnace. It is also possible to use a lance pipe to blow chlorine gas or an inert gas at the same time, or to wrap the mixture in an aluminum foil and then add it by immersing it in molten aluminum using a phosphorizer. Further, the stirring method of the molten aluminum after adding phosphorus or a phosphorus compound may be a method that can uniformly stir phosphorus in the molten aluminum, even mechanical stirring by a stirrer or bubbling operation by gas blowing, or these May be used in combination. The molten aluminum after the treatment is kept for about 30 minutes or more, usually for about 1 to 3 hours, and then suspended matters such as metal oxides on the molten aluminum are removed and cast into a desired shape.

【0017】以上の方法により得られた処理後の溶融ア
ルミニウムのナトリウム濃度は、通常原料として一次電
解により得られたアルミニウム地金を用いた場合には約
1ppm以下、純度99.95重量%以上の三層電解法
による高純度アルミニウムを用いた場合には普通10p
pb以下である。
The sodium concentration of the molten aluminum after the treatment obtained by the above method is about 1 ppm or less and the purity of 99.95% by weight or more when the aluminum metal obtained by the primary electrolysis is usually used as the raw material. Normally 10p when high-purity aluminum produced by the three-layer electrolysis method is used.
It is pb or less.

【0018】尚、本発明に於いて、リン或いはリン化合
物を添加し攪拌処理した後の溶融アルミニウムは、処理
時のリンの添加量や処理方法により一義的ではないが約
10〜100ppm程度残留しているので、鋳造される
鋳塊の要求品質に応じて溶融アルミニウム中に残存する
リン或いはリン化合物を除去してもよい。該アルミニウ
ム中よりのリンの除去方法としては、普通純度アルミニ
ウム中に主として含有されるFe,Si,Cu等のアル
ミニウムと共晶系の状態図を構成する溶質元素の効果的
な除去法(普通純度アルミニウムの精製法)として、工
業的に実用化されている偏析法が最も効果的に適用可能
である。
In the present invention, molten aluminum after phosphorus or a phosphorus compound is added and stirred is not unique depending on the amount of phosphorus added during the treatment and the treatment method, but about 10 to 100 ppm remains. Therefore, the phosphorus or phosphorus compound remaining in the molten aluminum may be removed depending on the required quality of the cast ingot. As a method for removing phosphorus from the aluminum, an effective method for removing solute elements that form a eutectic phase diagram with aluminum such as Fe, Si, and Cu that are mainly contained in normal-purity aluminum (normal purity) As the aluminum refining method), the segregation method which has been industrially put to practical use can be most effectively applied.

【0019】かかる偏析法としては具体的には分別結晶
法及び一方向凝固法が挙げられるが、いずれの場合に於
いても、例えば特開昭56−55530号公報、特公昭
63−16452号公報及び特開平4−32526号公
報に記載のごとく、被処理溶融アルミニウムを効果的に
攪拌できる手段を持った偏析法がより効果的である。
Specific examples of such a segregation method include a fractional crystallization method and a unidirectional solidification method. In any case, for example, JP-A-56-55530 and JP-B-63-16452. Further, as described in JP-A-4-32526, a segregation method having means for effectively stirring the molten aluminum to be treated is more effective.

【0020】リン処理後の溶融アルミニウム中に残留す
るリン含有量が10〜100ppm程度のとき、攪拌を
伴わない偏析法で該溶融アルミニウムを処理すると、1
/30程度、即ち偏析法で処理後の溶融アルミニウム中
に残留するリン濃度は0.3〜3.3ppm程度である
のに対し、攪拌を伴う偏析法で処理した場合は1/10
0以下、即ち1ppm以下迄低減させることが可能であ
る。
When the phosphorus content remaining in the molten aluminum after phosphorus treatment is about 10 to 100 ppm, when the molten aluminum is treated by a segregation method without stirring, 1
/ 30, that is, the concentration of phosphorus remaining in the molten aluminum after the segregation method is about 0.3 to 3.3 ppm, while it is 1/10 when the segregation method with stirring is used.
It is possible to reduce it to 0 or less, that is, 1 ppm or less.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上詳述したように本発明方法によれ
ば、溶融保持したアルミニウム中にリン及び/またはリ
ン化合物を添加し、攪拌処理するという極めて簡便な操
作で、かつ経済的な方法でありながら、原料として一次
電解法より得られた99.0重量%以上の普通純度のア
ルミニウム地金を用いた場合にはナトリウム濃度を1p
pm以下に、また原料として偏析処理法及び/又は三層
電解法等により得られた99.95重量%以上の高純度
のアルミニウム地金を用いた場合にはナトリウム濃度を
10ppb以下にまで低減し得ることが可能であり、加
えて該処理後のアルミニウムを偏析処理することによ
り、アルミニウム中に残存するリンをも5ppm以下、
普通には3ppm以下に低減し得るもので、得られたア
ルミニウム地金はAl−Mg系合金材料として、或いは
高集積回路に使用する配線材料等として多種方面に使用
可能で、その産業上の利用価値は頗る大である。
As described in detail above, according to the method of the present invention, phosphorus and / or a phosphorus compound is added to molten and held aluminum and the mixture is stirred, which is an extremely simple operation and is an economical method. However, when an aluminum ingot having a normal purity of 99.0% by weight or more obtained by the primary electrolysis method is used as a raw material, the sodium concentration is 1 p
In the case of using a high-purity aluminum ingot of 99.95% by weight or more obtained by a segregation treatment method and / or a three-layer electrolysis method as a raw material, the sodium concentration is reduced to 10 ppb or less. It is possible to obtain, and by additionally segregating the aluminum after the treatment, phosphorus remaining in the aluminum is also 5 ppm or less,
Normally, it can be reduced to 3 ppm or less, and the obtained aluminum ingot can be used in various fields as an Al-Mg alloy material or as a wiring material used for highly integrated circuits. The value is enormous.

【0022】[0022]

【実施例】以下本発明方法を実施例により更に詳細に説
明するが、本発明方法はこれら実施例に限定されるもの
ではない。尚本実施例に於いてナトリウム、リンの分析
はグロー放電イオン質量分析装置(GDMS)で実施し
た。
EXAMPLES The method of the present invention will now be described in more detail with reference to examples, but the method of the present invention is not limited to these examples. In this example, the analysis of sodium and phosphorus was carried out by a glow discharge ion mass spectrometer (GDMS).

【0023】実施例1〜3 純度99.99重量%の三層電解法より得た高純度アル
ミニウム(ナトリウムを0.2ppm含有)50kgを
黒鉛坩堝に入れ、電気炉内で溶解した後、表1に示す温
度で溶融アルミニウムを保持し、該溶融アルミニウム中
にリン換算値で表1に示す量のリンフラックス(フォセ
コジャパン社製のニュークリアント10;赤リンを10
%含有)を99.99重量%純度のアルミニウム箔に包
み、ホスホライザーを用いて添加し、黒鉛製の攪拌治具
で攪拌処理し、30分後、溶融アルミニウム上の浮遊物
を除去した。このようにして得られた処理後の溶融アル
ミニウム中のナトリウムとリンの含有量を分析した。そ
の結果を表1に示す。尚、比較のため、リン添加前の溶
融アルミニウム(処理前と記す)のナトリウムとリンの
分析を行ったので、その結果を表1に示す。
Examples 1 to 50 50 kg of high-purity aluminum (containing 0.2 ppm of sodium) obtained by the three-layer electrolysis method with a purity of 99.99% by weight was placed in a graphite crucible and melted in an electric furnace, and then Table 1 The molten aluminum was held at the temperature shown in Table 1, and the amount of phosphorus flux in the molten aluminum in terms of the phosphorus conversion value was as shown in Table 1 (Nucleclear 10 manufactured by Foseco Japan Ltd .;
%) Was wrapped in an aluminum foil having a purity of 99.99% by weight , added using a phosphorizer, stirred with a graphite stirring jig, and after 30 minutes, suspended matters on the molten aluminum were removed. The content of sodium and phosphorus in the molten aluminum after the treatment thus obtained was analyzed. The results are shown in Table 1. For comparison, sodium and phosphorus in molten aluminum before addition of phosphorus (referred to as “before treatment”) were analyzed, and the results are shown in Table 1.

【0024】比較例1 実施例1の方法に於いて、リン処理の代わりに、760
℃に溶融保持したアルミニウムに対して塩素ガスを0.
1kg吹き込み脱ナトリウム処理を行った。処理後の溶
融アルミニウム中のナトリウムとリンの分析結果を表1
に示す。
Comparative Example 1 In the method of Example 1, 760 was used instead of phosphorus treatment.
Chlorine gas was added to the aluminum melt-held at 0.
The sodium removal treatment was performed by blowing in 1 kg. Table 1 shows the analysis results of sodium and phosphorus in the molten aluminum after the treatment.
Shown in.

【0025】[0025]

【表1】 *1:GDMS分析の定量限界[Table 1] * 1: Quantitative limit of GDMS analysis

【0026】実施例4 実施例3でリン処理した溶融アルミニウム約50kg
を、攪拌装置の付いた偏析装置(上部には溶融アルミニ
ウム容器内の雰囲気温度を制御できる加熱装置を有し、
下部に該溶融アルミニウム容器を回転できるターンテー
ブルと容器底部を空気で冷却する機能を有する装置)に
供給した後、ターンテーブルの回転数を20rpmで定
期的に反転させ該容器内の溶融アルミニウムに攪拌流を
与えながら、容器底部を空気で冷却しつつ8時間偏析処
理した。処理後容器内より溶融アルミニウムを排出した
後、容器内に凝固析出した固相部(原料溶融アルミニウ
ムの50重量%)のアルミニウムを取り出し、別の容器
に移した後、電気炉で再溶解し、アルミニウム中のナト
リウムとリンの含有量を分析した。その結果を表2に示
す。
Example 4 Approximately 50 kg of molten aluminum that had been treated with phosphorus in Example 3
, A segregation device with a stirrer (the upper part has a heating device that can control the ambient temperature in the molten aluminum container,
A turntable capable of rotating the molten aluminum container at the bottom and a device having a function of cooling the bottom of the container with air), and then the rotation speed of the turntable is periodically reversed at 20 rpm to stir the molten aluminum in the container. While the flow was being supplied, the bottom of the container was cooled with air and subjected to segregation treatment for 8 hours. After the molten aluminum was discharged from the container after the treatment, the solid-phase solidified aluminum (50% by weight of the raw material molten aluminum) in the container was taken out, transferred to another container, and then remelted in an electric furnace, The contents of sodium and phosphorus in aluminum were analyzed. The results are shown in Table 2.

【0027】実施例5 実施例4に於いて、偏析処理に際しターンテーブルを用
いないで、即ち攪拌を行わない他は同様の処理を行い、
凝固析出したアルミニウム中のナトリウムとリンの含有
量を分析した。その結果を表2に示す。
Example 5 The same process as in Example 4 was performed except that a turntable was not used in the segregation process, that is, stirring was not performed.
The contents of sodium and phosphorus in the solidified aluminum were analyzed. The results are shown in Table 2.

【0028】[0028]

【表2】 [Table 2]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭48−20709(JP,A) 特開 昭52−128815(JP,A) 特開 昭56−55530(JP,A) 特開 昭57−9846(JP,A) 特開 昭57−108227(JP,A) 特開 昭57−198226(JP,A) 特開 平4−32526(JP,A) 特公 昭63−16452(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22B 1/00 - 61/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-48-20709 (JP, A) JP-A-52-128815 (JP, A) JP-A-56-55530 (JP, A) JP-A-57- 9846 (JP, A) JP 57-108227 (JP, A) JP 57-198226 (JP, A) JP 4-32526 (JP, A) JP 63-16452 (JP, B1) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) C22B 1/00-61/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】溶解保持した純度99.0重量%以上の溶
融アルミニウムに対し、リン及び/またはリン化合物を
リン原子換算で0.005重量%〜0.05重量%添加
し攪拌処理することを特徴とするナトリウム含量が1p
pm以下のアルミニウムの製造方法。
1. A method of adding phosphorus and / or a phosphorus compound in an amount of 0.005% by weight to 0.05% by weight in terms of phosphorus atom to the molten aluminum having a purity of 99.0% by weight or more, which has been dissolved and retained, and stirring the mixture. Characteristic sodium content is 1p
A method for producing aluminum of pm or less.
【請求項2】リン及び/またはリン化合物を添加し攪拌
処理した後の溶融アルミニウムを、偏析処理することを
特徴とするリン含有量が5ppm以下、ナトリウム含量
が1ppm以下である請求項1記載のアルミニウムの製
造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the molten aluminum after phosphorus and / or a phosphorus compound is added and stirred is subjected to a segregation treatment, which has a phosphorus content of 5 ppm or less and a sodium content of 1 ppm or less. Aluminum manufacturing method.
【請求項3】偏析処理が分別結晶法又は一方向凝固法の
何れかであることを特徴とする請求項1または請求項2
記載のアルミニウムの製造方法。
3. The segregation treatment is either a fractional crystallization method or a unidirectional solidification method.
The method for producing aluminum described above.
【請求項4】溶融アルミニウムが、純度99.0重量
以上、ナトリウム濃度3ppm以上の一次電解により得
られたアルミニウムであることを特徴とする請求項1〜
3何れかに記載のアルミニウムの製造方法。
4. The molten aluminum has a purity of 99.0% by weight .
As described above, it is aluminum obtained by primary electrolysis with a sodium concentration of 3 ppm or more.
3. The method for producing aluminum according to any one of 3 above.
【請求項5】溶融アルミニウムが、純度99.95重量
%以上の偏析処理法及び/又は三層電解精製方法により
得られたアルミニウムであり、処理後の溶融アルミニウ
ム中のナトリウム含量が10ppb以下であることを特
徴とする請求項1記載のアルミニウムの製造方法。
5. Molten aluminum is aluminum obtained by a segregation treatment method and / or a three-layer electrolytic refining method having a purity of 99.95% by weight or more, and the sodium content in the treated molten aluminum is 10 ppb or less. The method for producing aluminum according to claim 1, wherein:
【請求項6】リン及び/またはリン化合物を添加し攪拌
処理した後の溶融アルミニウムを、偏析処理することを
特徴とするリン含有量が5ppm以下、ナトリウム含量
が10ppb以下である請求項5記載のアルミニウムの
製造方法。
6. The molten aluminum after adding phosphorus and / or a phosphorus compound and stirring the mixture is subjected to a segregation treatment, wherein the phosphorus content is 5 ppm or less and the sodium content is 10 ppb or less. Aluminum manufacturing method.
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