JP3611872B2 - フェライト磁石用原料の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、ミルスケールより得られた安価で粒度の粗い酸化鉄を用いて、傾斜式回転炉内で焼成するフェライト磁石用原料の製造方法に係り、ミルスケールを所要粒度に粗粉砕して一次酸化処理して、ミルスケールの酸化度を９５％以上に変化させ、ＳｒまたはＢａの酸化物または炭酸塩を配合混合後、傾斜式回転炉の原料装入側の雰囲気Ｏ２濃度を特定量にして、７００℃まで二次酸化処理後に焼成して、磁石特性のすぐれたフェライト磁石を容易に得ることができるフェライト磁石用原料の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、フェライト磁石（ＭＯ−ｎＦｅ２Ｏ３、Ｍ：Ｓｒ又はＢａ、ｎ＝５．０〜６．２）は、表１に示す組成（ｗｔ％）からなるミルスケールから得られた酸化鉄とＳｒまたはＢａの酸化物または炭酸塩を混合後、焼成、粉砕、成型、焼結する製造工程からなる。その焼成工程において、前記酸化鉄とＳｒまたＢａの酸化物または炭酸塩を配合混合して、大気中で傾斜型回転炉内で１３００℃〜１３５０℃に反応させて、フェライト化するものである。
【０００３】
傾斜型回転炉において、高温にてフェライト化される際、炉雰囲気中のＯ２が消費されるため、原料装入口側においては雰囲気のＯ２量は５％以下に減少し、一次酸化処理後、完全酸化されていない該ミルスケールより得られた酸化鉄は殆どそれ以上の酸化が進行せず、高温におけるフェライト化反応の際、焼成粉中に異相（Ｓｒ（Ｂａ）Ｏ・２Ｆｅ２Ｏ３）を発生し、得られる磁石の磁気特性の劣化を招来する恐れがあった。
【０００４】
【表１】
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ミルスケールはＦｅ２Ｏ３の他にＦｅＯを多量に含有するため、ＳｒまたはＢａの酸化物または炭酸塩を配合混合前に酸化鉄源のミルスケールを完全にＦｅ２Ｏ３化するために、Ｏ２含有雰囲気中または大気中で酸化処理する必要がある。
しかしながら、ミルスケールを大量にＯ２含有雰囲気中または大気中で完全酸化するためには、まず、酸化処理前のミルスケールの平均粒径を可能な限り微細化する（１２μｍ以下）必要があるため、粉砕に多大の時間を要し、さらに１μｍ以下の微粉が焙焼中に粉塵として排出されるなど、製造コストの上昇、並びに生産性に問題があった。
【０００６】
そこで、出願人は先にミルスケールを１２μｍ以下の特定粒径に粉砕後、完全に酸化処理して、酸化鉄中のＦｅ２Ｏ３量を９８．０％以上に変化させた酸化鉄に所定のＳｒＯ源またはＢａＯ源を配合し、焼成後、所要の工程を経て、フェライト磁石を製造する方法を提案（特開平３−２４２９０８号）した。
しかしながら、ミルスケールは硬い上、ねばりが大きいため、１２μｍ以下に粉砕するのに多大の時間を要するとともに、微粉末中に粗粒が残存する恐れがあり、傾斜式回転炉にて１３００℃〜１３５０℃の高温で焼成した場合、回転炉内のＯ２量はフェライト化反応のために消耗されて、原料装入口側に流気する雰囲気中のＯ２量は減少して、酸化鉄のそれ以上の酸化が進行せず、前記のごとく焼成粉中に異相（Ｓｒ（Ｂａ）Ｏ・２Ｆｅ２Ｏ３）が生成され、得られた磁石の磁気特性の劣化、バラツキを招来する問題があった。
【０００７】
この発明は、従来のかかる問題点を解消し、焼成粉中に生成する異相の発生を防止し、磁気特性のすぐれたフェライト磁石が容易に得られるフェライト磁石用原料の製造方法の提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、
ミルスケールを平均粒度２０μｍ以下に粉砕後、Ｏ２含有雰囲気または大気中で６００℃〜９００℃にて一次酸化処理して、ミルスケールの酸化度を９５％以上に変化させた後、
ＳｒまたはＢａの酸化物または炭酸塩を配合混合後、
傾斜式回転炉にて、原料装入口側の雰囲気をＯ２濃度８％〜１０％の雰囲気となして７００℃まで二次酸化処理した後、
１２７５℃〜１３００℃で焼成することを特徴とするフェライト磁石用原料の製造方法である。
【０００９】
この発明において、一次酸化処理前のミルスケールの粉砕粒度を２０μｍ以下に限定した理由は、平均粒度が２０μｍを超えると酸化処理に長時間を要すると共に、後続の二次酸化処理後において、異相が生成しやすく、また一次酸化処理後の粉砕に長時間を要するのが好ましくないことによる。
【００１０】
一次酸化処理の温度は、６００℃未満ではミルスケール中に含まれるＦｅＯのＦｅ２Ｏ３への反応が不十分であり、また９００℃を超えると一部が溶融する恐れがあり、また粒子成長があり、後工程での粉砕効率に悪影響があるため好ましくなく、熱エネルギー的にも無駄であり好ましくないため、６００℃〜９００℃とする。
また、一次酸化処理時間は０．１時間〜１．５時間が好ましく、０．１時間未満では、一次酸化反応が不十分であり、また１．５時間を越えると、焼結反応により粒子が成長するので好ましくない。
【００１１】
この発明において、一次酸化処理後のミルスケールの酸化度は、化学式で表すと、次化学式で表すことができ、ミルスケール量をＭとすると酸化度は次式で表すことができ、一次酸化処理後のミルスケールの酸化増量によって、ミルスケールの酸化度が算出できる。
この発明において、一次酸化処理後のミルスケールの酸化度が９５％未満では後続の二次酸化においても、ミルスケールの完全なる酸化が得られず、焼成粉中に異相が生成する恐れがあり好ましくない。
Ｆｅ２Ｏ３−ｘ ＋ ｘ／２・Ｏ２＝ Ｆｅ２Ｏ３
１５９．７ − １６ｘ ｇ ＋ １６ｘ ｇ ＝ １５９．７ｇ
（内Ｏ２重量４８ｇ）
【００１２】
【数１】
【００１３】
この発明の二次酸化処理において、傾斜式回転炉の原料装入口側の雰囲気中のＯ２量を８％〜１０％に限定した理由は、８％未満ではミルスケールの完全なる酸化が得られない恐れがあり、また、１０％を越えると傾斜式回転炉中への空気吹込量が過剰となって、回転炉内が負圧となり好ましくないことによる。
また、二次酸化処理の温度を７００℃までと限定した理由は７００℃を越えると、フェライト反応が起こる温度領域となり、ミルスケール酸化反応とは異なる反応領域となる。
【００１４】
焼成温度を１２７５℃〜１３００℃に限定した理由は、１２７５℃未満ではフェライト化反応における緻密化と結晶成長が不完全となる恐れがあり、また１３００℃を越えると高温域でのＯ２消費量を増加し、原料装入口側の雰囲気Ｏ２量が低下し、ミルスケールの完全なる酸化が得られない恐れがあることによる。また、焼成時間は１５分〜１時間が好ましい。
【００１５】
この発明によるフェライト磁石は焼結性または磁気特性改善のため、添加物として、ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＣｏＯ、ＮｉＯの少なくとも１種を２％以下含有してもよい。又、ミルスケール中にＴｉＯ２、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３などの不純物を含む場合は事前に磁選、浮選等の工程を入れる必要がある。
【００１６】
【作用】
この発明は、一次酸化処理したミルスケールを傾斜式回転炉にて、原料装入口側の雰囲気をＯ２濃度８％〜１０％の雰囲気となして７００℃まで二次酸化処理して完全酸化するため、高温におけるフェライト化反応の際、焼成粉中に異相が発生せず、得られる磁石の磁気特性の劣化もなく、この発明による磁石用原料を用いたＳｒフェライト磁石の場合、前記焼成済原料を所要粒度に粉砕、磁場中成型、焼結を行って、Ｂｒ＝４．１〜４．３（ｋＧ）、Ｈｃ＝３．０〜３．５（ｋＯｅ）、（ＢＨ）ｍａｘ＝４．０〜４．４（ＭＧＯｅ）、ｉＨｃ＝３．１〜３．６（ｋＯｅ）の磁気特性を有する高性能Ｓｒフェライト磁石を得ることができる。
【００１７】
【実施例】
実施例１
表２に組成（ｗｔ％）を表したミルスケールを平均粒径１５μｍに機械粉砕した後、回転炉にて、大気中で８００℃、１時間の一次酸化処理し、平均粒度２μｍに粉砕した。そのときのミルスケールの酸化度は９５％であった。
その後、前記酸化鉄にＳｒＣＯ３を配合、混合、造粒後、傾斜型回転炉の原料装入口側のＯ２含有量９％の雰囲気中で６８０℃まで二次酸化処理した後、大気雰囲気で１２７５℃に１時間焼成し、さらに粉砕して平均粒径５μｍにした。
続いて、添加物としてＳｉＯ２ ０．４５％、ＣａＯ ０．６５％を添加混合後、平均粒度０．７５μｍに微粉砕し、さらに７．５ｋＯｅの磁場中にて成型圧０．４８Ｔ／ｃｍ２にて平行磁場中成型し、その後、大気中にて１２５０℃に１時間の焼結を行ってＳｒフェライト磁石を得た。得られたＳｒフェライト磁石の磁気特性を表３に表す。
【００１８】
【表２】
【００１９】
比較例１
実施例１と同一のミルスケールを用いて、平均粒度１５μｍに機械粉砕した後、実施例と同一条件にて酸化処理を行い、そのときのミルスケールの酸化度は９５％であった。
その後、実施例１と同じく酸化鉄にＳｒＣＯ３を配合、混合、造粒後、傾斜型回転炉にて、大気中雰囲気中で１３０５℃に１時間の焼成を行った。その場合の回転炉の原料装入口側の雰囲気のＯ２含有量は４％であった。
得られた焼成粉に実施例と同一の添加物を添加後、同一のフェライト製造条件にて、Ｓｒフェライト磁石を製造した。得られたＳｒフェライト磁場の磁気特性を表３に表す。
【００２０】
【表３】
【００２１】
【発明の効果】
この発明は、ミルスケールを所要粒度に粗粉砕後、一次酸化処理にて酸化度を９５％以上に変化させたミルスケールを、傾斜式回転炉にて、原料装入口側の雰囲気をＯ２濃度８％〜１０％の雰囲気となして７００℃まで二次酸化処理して完全酸化するため、高温におけるフェライト化反応の際、焼成粉中に異相が発生せず、すぐれた磁気特性のフェライト磁石を得ることができる。
【産業上の利用分野】
この発明は、ミルスケールより得られた安価で粒度の粗い酸化鉄を用いて、傾斜式回転炉内で焼成するフェライト磁石用原料の製造方法に係り、ミルスケールを所要粒度に粗粉砕して一次酸化処理して、ミルスケールの酸化度を９５％以上に変化させ、ＳｒまたはＢａの酸化物または炭酸塩を配合混合後、傾斜式回転炉の原料装入側の雰囲気Ｏ２濃度を特定量にして、７００℃まで二次酸化処理後に焼成して、磁石特性のすぐれたフェライト磁石を容易に得ることができるフェライト磁石用原料の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、フェライト磁石（ＭＯ−ｎＦｅ２Ｏ３、Ｍ：Ｓｒ又はＢａ、ｎ＝５．０〜６．２）は、表１に示す組成（ｗｔ％）からなるミルスケールから得られた酸化鉄とＳｒまたはＢａの酸化物または炭酸塩を混合後、焼成、粉砕、成型、焼結する製造工程からなる。その焼成工程において、前記酸化鉄とＳｒまたＢａの酸化物または炭酸塩を配合混合して、大気中で傾斜型回転炉内で１３００℃〜１３５０℃に反応させて、フェライト化するものである。
【０００３】
傾斜型回転炉において、高温にてフェライト化される際、炉雰囲気中のＯ２が消費されるため、原料装入口側においては雰囲気のＯ２量は５％以下に減少し、一次酸化処理後、完全酸化されていない該ミルスケールより得られた酸化鉄は殆どそれ以上の酸化が進行せず、高温におけるフェライト化反応の際、焼成粉中に異相（Ｓｒ（Ｂａ）Ｏ・２Ｆｅ２Ｏ３）を発生し、得られる磁石の磁気特性の劣化を招来する恐れがあった。
【０００４】
【表１】
【発明が解決しようとする課題】
ミルスケールはＦｅ２Ｏ３の他にＦｅＯを多量に含有するため、ＳｒまたはＢａの酸化物または炭酸塩を配合混合前に酸化鉄源のミルスケールを完全にＦｅ２Ｏ３化するために、Ｏ２含有雰囲気中または大気中で酸化処理する必要がある。
しかしながら、ミルスケールを大量にＯ２含有雰囲気中または大気中で完全酸化するためには、まず、酸化処理前のミルスケールの平均粒径を可能な限り微細化する（１２μｍ以下）必要があるため、粉砕に多大の時間を要し、さらに１μｍ以下の微粉が焙焼中に粉塵として排出されるなど、製造コストの上昇、並びに生産性に問題があった。
【０００６】
そこで、出願人は先にミルスケールを１２μｍ以下の特定粒径に粉砕後、完全に酸化処理して、酸化鉄中のＦｅ２Ｏ３量を９８．０％以上に変化させた酸化鉄に所定のＳｒＯ源またはＢａＯ源を配合し、焼成後、所要の工程を経て、フェライト磁石を製造する方法を提案（特開平３−２４２９０８号）した。
しかしながら、ミルスケールは硬い上、ねばりが大きいため、１２μｍ以下に粉砕するのに多大の時間を要するとともに、微粉末中に粗粒が残存する恐れがあり、傾斜式回転炉にて１３００℃〜１３５０℃の高温で焼成した場合、回転炉内のＯ２量はフェライト化反応のために消耗されて、原料装入口側に流気する雰囲気中のＯ２量は減少して、酸化鉄のそれ以上の酸化が進行せず、前記のごとく焼成粉中に異相（Ｓｒ（Ｂａ）Ｏ・２Ｆｅ２Ｏ３）が生成され、得られた磁石の磁気特性の劣化、バラツキを招来する問題があった。
【０００７】
この発明は、従来のかかる問題点を解消し、焼成粉中に生成する異相の発生を防止し、磁気特性のすぐれたフェライト磁石が容易に得られるフェライト磁石用原料の製造方法の提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、
ミルスケールを平均粒度２０μｍ以下に粉砕後、Ｏ２含有雰囲気または大気中で６００℃〜９００℃にて一次酸化処理して、ミルスケールの酸化度を９５％以上に変化させた後、
ＳｒまたはＢａの酸化物または炭酸塩を配合混合後、
傾斜式回転炉にて、原料装入口側の雰囲気をＯ２濃度８％〜１０％の雰囲気となして７００℃まで二次酸化処理した後、
１２７５℃〜１３００℃で焼成することを特徴とするフェライト磁石用原料の製造方法である。
【０００９】
この発明において、一次酸化処理前のミルスケールの粉砕粒度を２０μｍ以下に限定した理由は、平均粒度が２０μｍを超えると酸化処理に長時間を要すると共に、後続の二次酸化処理後において、異相が生成しやすく、また一次酸化処理後の粉砕に長時間を要するのが好ましくないことによる。
【００１０】
一次酸化処理の温度は、６００℃未満ではミルスケール中に含まれるＦｅＯのＦｅ２Ｏ３への反応が不十分であり、また９００℃を超えると一部が溶融する恐れがあり、また粒子成長があり、後工程での粉砕効率に悪影響があるため好ましくなく、熱エネルギー的にも無駄であり好ましくないため、６００℃〜９００℃とする。
また、一次酸化処理時間は０．１時間〜１．５時間が好ましく、０．１時間未満では、一次酸化反応が不十分であり、また１．５時間を越えると、焼結反応により粒子が成長するので好ましくない。
【００１１】
この発明において、一次酸化処理後のミルスケールの酸化度は、化学式で表すと、次化学式で表すことができ、ミルスケール量をＭとすると酸化度は次式で表すことができ、一次酸化処理後のミルスケールの酸化増量によって、ミルスケールの酸化度が算出できる。
この発明において、一次酸化処理後のミルスケールの酸化度が９５％未満では後続の二次酸化においても、ミルスケールの完全なる酸化が得られず、焼成粉中に異相が生成する恐れがあり好ましくない。
Ｆｅ２Ｏ３−ｘ ＋ ｘ／２・Ｏ２＝ Ｆｅ２Ｏ３
１５９．７ − １６ｘ ｇ ＋ １６ｘ ｇ ＝ １５９．７ｇ
（内Ｏ２重量４８ｇ）
【００１２】
【数１】
この発明の二次酸化処理において、傾斜式回転炉の原料装入口側の雰囲気中のＯ２量を８％〜１０％に限定した理由は、８％未満ではミルスケールの完全なる酸化が得られない恐れがあり、また、１０％を越えると傾斜式回転炉中への空気吹込量が過剰となって、回転炉内が負圧となり好ましくないことによる。
また、二次酸化処理の温度を７００℃までと限定した理由は７００℃を越えると、フェライト反応が起こる温度領域となり、ミルスケール酸化反応とは異なる反応領域となる。
【００１４】
焼成温度を１２７５℃〜１３００℃に限定した理由は、１２７５℃未満ではフェライト化反応における緻密化と結晶成長が不完全となる恐れがあり、また１３００℃を越えると高温域でのＯ２消費量を増加し、原料装入口側の雰囲気Ｏ２量が低下し、ミルスケールの完全なる酸化が得られない恐れがあることによる。また、焼成時間は１５分〜１時間が好ましい。
【００１５】
この発明によるフェライト磁石は焼結性または磁気特性改善のため、添加物として、ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＣｏＯ、ＮｉＯの少なくとも１種を２％以下含有してもよい。又、ミルスケール中にＴｉＯ２、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３などの不純物を含む場合は事前に磁選、浮選等の工程を入れる必要がある。
【００１６】
【作用】
この発明は、一次酸化処理したミルスケールを傾斜式回転炉にて、原料装入口側の雰囲気をＯ２濃度８％〜１０％の雰囲気となして７００℃まで二次酸化処理して完全酸化するため、高温におけるフェライト化反応の際、焼成粉中に異相が発生せず、得られる磁石の磁気特性の劣化もなく、この発明による磁石用原料を用いたＳｒフェライト磁石の場合、前記焼成済原料を所要粒度に粉砕、磁場中成型、焼結を行って、Ｂｒ＝４．１〜４．３（ｋＧ）、Ｈｃ＝３．０〜３．５（ｋＯｅ）、（ＢＨ）ｍａｘ＝４．０〜４．４（ＭＧＯｅ）、ｉＨｃ＝３．１〜３．６（ｋＯｅ）の磁気特性を有する高性能Ｓｒフェライト磁石を得ることができる。
【００１７】
【実施例】
実施例１
表２に組成（ｗｔ％）を表したミルスケールを平均粒径１５μｍに機械粉砕した後、回転炉にて、大気中で８００℃、１時間の一次酸化処理し、平均粒度２μｍに粉砕した。そのときのミルスケールの酸化度は９５％であった。
その後、前記酸化鉄にＳｒＣＯ３を配合、混合、造粒後、傾斜型回転炉の原料装入口側のＯ２含有量９％の雰囲気中で６８０℃まで二次酸化処理した後、大気雰囲気で１２７５℃に１時間焼成し、さらに粉砕して平均粒径５μｍにした。
続いて、添加物としてＳｉＯ２ ０．４５％、ＣａＯ ０．６５％を添加混合後、平均粒度０．７５μｍに微粉砕し、さらに７．５ｋＯｅの磁場中にて成型圧０．４８Ｔ／ｃｍ２にて平行磁場中成型し、その後、大気中にて１２５０℃に１時間の焼結を行ってＳｒフェライト磁石を得た。得られたＳｒフェライト磁石の磁気特性を表３に表す。
【００１８】
【表２】
比較例１
実施例１と同一のミルスケールを用いて、平均粒度１５μｍに機械粉砕した後、実施例と同一条件にて酸化処理を行い、そのときのミルスケールの酸化度は９５％であった。
その後、実施例１と同じく酸化鉄にＳｒＣＯ３を配合、混合、造粒後、傾斜型回転炉にて、大気中雰囲気中で１３０５℃に１時間の焼成を行った。その場合の回転炉の原料装入口側の雰囲気のＯ２含有量は４％であった。
得られた焼成粉に実施例と同一の添加物を添加後、同一のフェライト製造条件にて、Ｓｒフェライト磁石を製造した。得られたＳｒフェライト磁場の磁気特性を表３に表す。
【００２０】
【表３】
【発明の効果】
この発明は、ミルスケールを所要粒度に粗粉砕後、一次酸化処理にて酸化度を９５％以上に変化させたミルスケールを、傾斜式回転炉にて、原料装入口側の雰囲気をＯ２濃度８％〜１０％の雰囲気となして７００℃まで二次酸化処理して完全酸化するため、高温におけるフェライト化反応の際、焼成粉中に異相が発生せず、すぐれた磁気特性のフェライト磁石を得ることができる。
Claims (1)
- ミルスケールを平均粒度２０μｍ以下に粉砕後、Ｏ２含有雰囲気または大気中で６００℃〜９００℃にて一次酸化処理して、ミルスケールの酸化度を９５％以上に変化させた後、ＳｒまたはＢａの酸化物または炭酸塩を配合混合後、傾斜式回転炉にて、原料装入口側の雰囲気をＯ２濃度８％〜１０％の雰囲気となして７００℃まで二次酸化処理した後、１２７５℃〜１３００℃で焼成することを特徴とするフェライト磁石用原料の製造方法。
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| MYPI94000754A MY110008A (en) | 1993-09-28 | 1994-03-29 | Process of producing calcined materials for ferrite magnet |
| KR1019940006314A KR100277820B1 (ko) | 1993-09-28 | 1994-03-29 | 페라이트 자석용 소성원료의 제조방법 |
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| JPH0797217A JPH0797217A (ja) | 1995-04-11 |
| JP3611872B2 true JP3611872B2 (ja) | 2005-01-19 |
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Family Applications (1)
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| JP (1) | JP3611872B2 (ja) |
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| CN (1) | CN1047253C (ja) |
| MY (1) | MY110008A (ja) |
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