JP5560848B2 - Manufacturing apparatus and manufacturing method of raw material alloy for rare earth magnet - Google Patents
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Description
本発明は、希土類系磁石用原料合金の製造装置及び製造方法に関する。 The present invention relates to a manufacturing apparatus and a manufacturing method of a raw material alloy for a rare earth magnet.
高性能な希土類系磁石としては、サマリウム・コバルト系磁石とネオジウム・鉄・ボロン系磁石の2種類が広く使われている。
特にネオジウム・鉄・ボロン系磁石(以下、「R−T−B系磁石」と称する。)は、種々の磁石の中で最も高い磁気エネルギー積を示し、価格も比較的安いため、各種電気機器に採用されている。
希土類系磁石は、鋳造法(例えば遠心鋳造法)や急冷法(例えばストリップキャスト法)によって得られた原料合金を粗粉砕および微粉砕して形成した合金粉末をプレス成形した後、焼結工程および熱処理工程を経て作製される。希土類系磁石を製造するにあたり、原料合金を粗粉砕する過程で、粉砕効率が高いことから水素粉砕が多用されている。
水素粉砕とは、原料合金に水素を吸蔵させ、脆化させることで原料合金を粉砕する手法であり、次の工程により行なわれる。
まず、原料である合金を水素炉内に挿入した後、水素炉内部を真空引きによって減圧する。その後、水素ガスを水素炉内に供給し、原料合金に水素を吸蔵させる(水素吸蔵工程)。所定時間経過後、水素炉内の真空引きを行ないながら原料合金を加熱し(加熱工程)、原料合金から水素を放出させた後、冷却して(冷却工程)水素粉砕は終了する。これにより原料合金は脆化し、粗粉砕粉となる。水素粉砕後の粗粉砕粉は、次工程の微粉砕工程で、数μmの微粉砕粉に粉砕される。
特許文献1には、希土類磁石合金塊の水素吸蔵量の時間変化を測定することにより、希土類磁石合金塊の良否判定を行う方法が記載されており、273K以下の温度では合金の水素吸蔵挙動が遅くなり、水素吸蔵に要する時間が非常に長くなることが記載されている。
特許文献2には、水素吸蔵工程において、反応容器に水素を導入する前に真空排気状態で反応容器内の温度を350℃程度に加熱することで、水素吸蔵に要する時間が短縮できることが記載されている。
特許文献1、2に記載されているように、水素吸蔵工程において合金の温度を一定温度以上に加熱することで、水素吸蔵時間が短縮されることが知られている。
一方、特許文献3には、水素吸蔵を行いやすくするための水素吸蔵工程の前処理工程が記載されており、この前処理工程では、合金が封入された容器を真空とし、容器を回転、揺動、又は振動による運動を与えながら合金塊の温度を0〜600℃に保持することが記載されている。
Two types of high-performance rare earth magnets are widely used: samarium / cobalt magnets and neodymium / iron / boron magnets.
In particular, neodymium / iron / boron magnets (hereinafter referred to as “R-T-B magnets”) exhibit the highest magnetic energy product among various magnets and are relatively inexpensive. Has been adopted.
The rare earth-based magnet is formed by press-molding an alloy powder formed by roughly pulverizing and finely pulverizing a raw material alloy obtained by a casting method (for example, centrifugal casting method) or a rapid cooling method (for example, strip casting method). It is manufactured through a heat treatment process. In the production of rare earth magnets, hydrogen pulverization is frequently used in the process of coarsely pulverizing a raw material alloy because of high pulverization efficiency.
The hydrogen pulverization is a method of pulverizing the raw material alloy by causing the raw material alloy to absorb hydrogen and embrittle it, and is performed by the following steps.
First, an alloy as a raw material is inserted into a hydrogen furnace, and then the inside of the hydrogen furnace is depressurized by evacuation. Thereafter, hydrogen gas is supplied into the hydrogen furnace, and hydrogen is stored in the raw material alloy (hydrogen storage step). After the elapse of a predetermined time, the raw material alloy is heated while evacuating the hydrogen furnace (heating step), hydrogen is released from the raw material alloy, and then cooled (cooling step) to complete the hydrogen pulverization. As a result, the raw material alloy becomes brittle and becomes coarsely pulverized powder. The coarsely pulverized powder after hydrogen pulverization is pulverized into a finely pulverized powder of several μm in the subsequent fine pulverization step.
Patent Document 1 describes a method for determining the quality of a rare earth magnet alloy ingot by measuring the temporal change in the amount of hydrogen occluded in the rare earth magnet alloy ingot, and the hydrogen storage behavior of the alloy at a temperature of 273 K or less is described. It is described that the time required for hydrogen storage becomes very long.
Patent Document 2 describes that in the hydrogen storage step, the time required for hydrogen storage can be shortened by heating the temperature in the reaction vessel to about 350 ° C. in a vacuum exhaust state before introducing hydrogen into the reaction vessel. ing.
As described in Patent Documents 1 and 2, it is known that the hydrogen storage time is shortened by heating the temperature of the alloy above a certain temperature in the hydrogen storage step.
On the other hand, Patent Document 3 describes a pretreatment step of a hydrogen occlusion process for facilitating hydrogen occlusion. In this pretreatment step, the container in which the alloy is sealed is evacuated, and the container is rotated and shaken. It is described that the temperature of the alloy lump is maintained at 0 to 600 ° C. while applying motion by motion or vibration.
各特許文献からも分かるように、水素粉砕における水素吸蔵の過程において、水素吸蔵の時間を短くして生産能力を向上させることは、製造コストの低減を図る上で重要な要因である。
しかし、特許文献1、2では、水素を導入する前に真空排気状態で炉内を一定温度に加熱するため、水素吸蔵時間は短縮されても、加熱に要する時間が必要となり、水素粉砕工程全体では時間短縮を図りにくいという問題がある。
特に、水素粉砕装置が連続炉タイプの場合、水素吸蔵室での処理時間が長くなると、加熱工程、冷却工程において処理待ちが生じたり、時間調整のために無駄な加熱、無駄な冷却を行なわなければならなくなるなど、装置全体の処理サイクルが乱れ、水素粉砕工程全体の処理時間の増加を招く。また、水素粉砕工程の処理時間の増加は、後続する粉砕工程、成形工程、焼結工程にも影響を及ぼすという問題がある。
また、特許文献3では、水素吸蔵工程の前工程として加熱処理工程を行っているが、この前処理工程においても、容器を真空排気した後に加熱処理を行っており、前処理工程での処理時間が長くなってしなう。
特に特許文献3からも分かるように、例え水素粉砕前であっても、大気中で合金を加熱すると、合金表面の酸化が進み、最終的に得られる磁石の磁気特性が低下するという技術常識がある。
特に、急冷法による原料合金を用いた場合、原料合金の厚さが非常に薄く組織が微細化されているため、酸素に対する活性度が高く、原料合金であっても急激な酸化による発火の危険性がある。
このような技術常識の中で、発明者らは実験の結果、たとえ大気中であっても、合金が100℃を超えない所定温度であれば、原料合金の酸化を進行させることなく、最終的に得られる磁気特性の低下を引き起こさないことを見いだした。
As can be seen from each patent document, in the process of hydrogen storage in hydrogen pulverization, shortening the hydrogen storage time to improve the production capacity is an important factor for reducing the production cost.
However, in Patent Documents 1 and 2, since the inside of the furnace is heated to a constant temperature in an evacuated state before introducing hydrogen, even if the hydrogen storage time is shortened, the time required for heating is required, and the entire hydrogen pulverization process is performed. Then, there is a problem that it is difficult to shorten the time.
In particular, when the hydrogen crusher is a continuous furnace type, if the treatment time in the hydrogen storage chamber becomes long, processing waits occur in the heating and cooling processes, and unnecessary heating and unnecessary cooling are required for time adjustment. For example, the processing cycle of the entire apparatus is disturbed, leading to an increase in the processing time of the entire hydrogen pulverization process. In addition, an increase in the processing time of the hydrogen pulverization process has a problem of affecting the subsequent pulverization process, molding process, and sintering process.
Moreover, in patent document 3, although the heat processing process is performed as a pre-process of a hydrogen storage process, also in this pre-processing process, it heat-processes after evacuating a container, The processing time in a pre-processing process Will become longer.
As can be seen from Patent Document 3 in particular, there is a technical common sense that even before hydrogen pulverization, heating the alloy in the atmosphere causes the surface of the alloy to oxidize and the magnetic properties of the finally obtained magnet to deteriorate. is there.
In particular, when a raw material alloy by a rapid cooling method is used, since the thickness of the raw material alloy is very thin and the structure is refined, the activity against oxygen is high, and even the raw material alloy has a risk of ignition due to rapid oxidation. There is sex.
In such technical common sense, the inventors have determined that even if it is in the atmosphere, if the alloy is at a predetermined temperature not exceeding 100 ° C., the oxidation of the raw material alloy is not advanced, It has been found that it does not cause deterioration of the magnetic properties obtained.
そこで本発明は、希土類系磁石用原料合金に水素を吸蔵させる水素吸蔵工程において、磁気特性を低下させることなく水素吸蔵工程を短縮して製造コストを低減することができる希土類系磁石用原料合金の製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a rare earth magnet raw material alloy that can reduce the manufacturing cost by shortening the hydrogen occlusion process without deteriorating the magnetic properties in the hydrogen occlusion process in which hydrogen is stored in the rare earth magnet raw material alloy. An object is to provide a manufacturing apparatus and a manufacturing method.
請求項1記載の本発明の希土類系磁石用原料合金の製造装置は、処理容器に収容された希土類系磁石用原料合金に水素を吸蔵させる水素吸蔵室と、前記水素吸蔵室に前記処理容器を搬入する搬送手段とを有する希土類系磁石用原料合金の製造装置であって、前記搬送手段又は前記搬送手段の上流側に大気中で前記処理容器を加熱することによって前記処理容器に収容された前記希土類系磁石用原料合金の少なくとも一部を大気中で0℃〜100℃に加熱する加熱手段を設けたことを特徴とする。
請求項2記載の本発明は、請求項1に記載の希土類系磁石用原料合金の製造装置において、前記加熱手段が、前記処理容器の側方又は上方に、所定寸法の空間を介して配置されたことを特徴とする。
請求項3記載の本発明は、請求項1又は請求項2に記載の希土類系磁石用原料合金の製造装置において、前記搬送手段がコンベアであり、前記加熱手段が前記コンベアの側方又は上方に配置されたことを特徴とする。
請求項4記載の本発明は、請求項3に記載の希土類系磁石用原料合金の製造装置において、前記加熱手段が前記処理容器の側方又は上方に配置された状態で前記処理容器とともに前記搬送手段を移動することを特徴とする。
請求項5記載の本発明の希土類系磁石用原料合金の製造方法は、請求項4に記載の希土類系磁石用原料合金の製造装置を用いた製造方法であって、前記処理容器の移動時にも大気中で前記加熱手段によって加熱することを特徴とする。
請求項6記載の本発明の希土類系磁石用原料合金の製造方法は、請求項1から請求項4のいずれかに記載の希土類系磁石用原料合金の製造装置を用いた製造方法であって、前記処理容器の周囲の雰囲気温度を0℃〜150℃としたことを特徴とする。
請求項7記載の本発明の希土類系磁石用原料合金の製造方法は、請求項1から請求項4のいずれかに記載の希土類系磁石用原料合金の製造装置を用いた製造方法であって、前記処理容器の表面温度を0℃〜100℃に加熱した状態で前記水素吸蔵室に搬入することを特徴とする。
請求項8記載の本発明の希土類系磁石用原料合金の製造方法は、請求項1から請求項4のいずれかに記載の希土類系磁石用原料合金の製造装置を用いた製造方法であって、前記処理容器に収容された前記希土類系磁石用原料合金の少なくとも一部を0℃〜100℃に加熱した状態で前記水素吸蔵室に搬入することを特徴とする。
請求項9記載の本発明は、請求項5から請求項7のいずれかに記載の希土類系磁石用原料合金の製造方法において、前記処理容器に収容された前記希土類系磁石用原料合金の少なくとも一部を10℃〜100℃に加熱した状態で前記水素吸蔵室に搬入することを特徴とする。
請求項10記載の本発明は、請求項8又は請求項9に記載の希土類系磁石用原料合金の製造方法において、前記希土類系磁石用原料合金の少なくとも一部を10℃〜25℃に加熱した状態で前記水素吸蔵室に搬入することを特徴とする。
An apparatus for producing a rare earth based magnet raw material alloy according to claim 1 comprises a hydrogen storage chamber for storing hydrogen in a rare earth based magnet raw material alloy accommodated in a processing container, and the processing container in the hydrogen storage chamber. An apparatus for producing a rare earth-based magnet raw material alloy having a carrying means for carrying it in, wherein the treatment container is accommodated in the treatment container by heating the treatment container in the atmosphere upstream of the carrying means. A heating means for heating at least a part of the rare earth-based magnet raw material alloy to 0 ° C. to 100 ° C. in the atmosphere is provided.
According to a second aspect of the present invention, in the apparatus for producing a rare earth magnet raw material alloy according to the first aspect, the heating means is disposed on a side or upper side of the processing vessel via a space having a predetermined size. It is characterized by that.
According to a third aspect of the present invention, in the apparatus for producing a rare earth-based magnet raw material alloy according to the first or second aspect, the conveying means is a conveyor, and the heating means is on the side or above the conveyor. It is arranged.
According to a fourth aspect of the present invention, in the apparatus for producing a rare earth-based magnet raw material alloy according to the third aspect, the heating means is transported together with the processing container in a state where the heating means is disposed on the side or above the processing container. It is characterized by moving means.
A method for producing a raw material alloy for a rare earth magnet according to a fifth aspect of the present invention is a production method using the apparatus for producing a raw material alloy for a rare earth magnet according to the fourth aspect, wherein the processing vessel is moved. Heating is performed in the atmosphere by the heating means.
The method for producing a rare earth based magnet raw material alloy according to claim 6 of the present invention is a manufacturing method using the rare earth based magnet raw material alloy producing apparatus according to any one of claims 1 to 4, The ambient temperature around the processing vessel is 0 ° C. to 150 ° C.
The manufacturing method of the raw material alloy for rare earth magnets of the present invention according to claim 7 is a manufacturing method using the manufacturing apparatus of the raw material alloy for rare earth magnets according to any one of claims 1 to 4, It is carried into the hydrogen storage chamber in a state where the surface temperature of the processing container is heated to 0 ° C. to 100 ° C.
The method for producing a rare earth-based magnet raw material alloy according to claim 8 of the present invention is a production method using the rare earth-based magnet raw material alloy producing apparatus according to any one of claims 1 to 4, At least a part of the rare earth magnet raw material alloy housed in the processing vessel is carried into the hydrogen storage chamber in a state heated to 0 ° C. to 100 ° C.
According to a ninth aspect of the present invention, in the method for producing a rare earth based magnet raw material alloy according to any one of the fifth to seventh aspects, at least one of the rare earth based magnet raw material alloy accommodated in the processing vessel. The part is carried into the hydrogen storage chamber while being heated to 10 ° C to 100 ° C.
According to a tenth aspect of the present invention, in the method for producing a rare earth based magnet raw material alloy according to the eighth or ninth aspect, at least a part of the rare earth based magnet raw material alloy is heated to 10 ° C to 25 ° C. It is carried into the hydrogen storage chamber in a state.
本発明の希土類系磁石用原料合金の製造装置によれば、水素吸蔵室に搬入する前に処理容器を大気中で加熱して、処理容器内の希土類系磁石用原料合金を加熱することで、水素吸蔵室内における加熱処理を行うことなく、希土類系磁石用原料合金への水素吸蔵時間を短縮できるため、水素吸蔵室における処理時間の短縮を図ることができるとともに希土類系磁石用原料合金の酸化による磁気特性の低下を防止することができる。
また、本発明の希土類系磁石用原料合金の製造方法によれば、処理容器の移動時にも加熱手段によって大気中で加熱することで、水素吸蔵室の搬入時にあわせて処理容器の温度を最適に維持することができる。
According to the rare earth magnet raw material alloy production apparatus of the present invention, by heating the processing vessel in the atmosphere before being carried into the hydrogen storage chamber, heating the rare earth based magnet raw material alloy in the processing vessel, Since the hydrogen storage time in the rare earth magnet raw material alloy can be shortened without performing heat treatment in the hydrogen storage chamber, the treatment time in the hydrogen storage chamber can be shortened and the rare earth magnet raw material alloy can be oxidized. A decrease in magnetic properties can be prevented.
In addition, according to the method for producing a rare earth magnet raw material alloy of the present invention, the temperature of the processing vessel is optimized in accordance with the loading time of the hydrogen storage chamber by heating in the atmosphere by the heating means even when the processing vessel is moved. Can be maintained.
本発明の第1の実施の形態による希土類系磁石用原料合金の製造装置は、搬送手段又は搬送手段の上流側に処理容器を大気中で加熱することによって処理容器に収容された希土類系磁石用原料合金の少なくとも一部を大気中で0℃〜100℃に加熱する加熱手段を設けたものである。本実施の形態によれば、水素吸蔵室に搬入する前に処理容器を大気中で加熱して、処理容器内の希土類系磁石用原料合金の少なくとも一部を大気中で0℃〜100℃に加熱することで、水素吸蔵室内における加熱処理を行うことなく、希土類系磁石用原料合金への水素吸蔵時間を短縮できるため、水素吸蔵室における処理時間の短縮を図ることができるとともに希土類系磁石用原料合金の酸化による磁気特性の低下を防止することができる。
本発明の第2の実施の形態は、第1の実施の形態による希土類系磁石用原料合金の製造装置において、加熱手段が、処理容器の側方又は上方に、所定寸法の空間を介して配置されたものである。本実施の形態によれば、所定温度の雰囲気下で処理容器を加熱することができるため、加熱しすぎによる希土類系磁石用原料合金の酸化を防止することができる。
本発明の第3の実施の形態は、第1又は第2の実施の形態による希土類系磁石用原料合金の製造装置において、搬送手段がコンベアであり、加熱手段がコンベアの側方又は上方に配置されたものである。本実施の形態によれば、製造工程中に独立した室を設けることなく、既設の搬送経路中で加熱を行うことができる。
本発明の第4の実施の形態は、第3の実施の形態による希土類系磁石用原料合金の製造装置において、加熱手段が処理容器の側方又は上方に配置された状態で処理容器とともに搬送手段を移動するものである。本実施の形態によれば、搬送中に加熱を行うことができるため、搬送時間を有効に活用できる。
本発明の第5の実施の形態による希土類系磁石用原料合金の製造方法は、第4の実施の形態による希土類系磁石用原料合金の製造装置を用いた製造方法において、処理容器の移動時にも加熱手段によって大気中で加熱するものである。本実施の形態によれば、水素吸蔵室の搬入時にあわせて処理容器の温度を最適に維持することができる。
本発明の第6の実施の形態は、第1から第4のいずれかの実施の形態による希土類系磁石用原料合金の製造方法において、処理容器の周囲の雰囲気温度を0℃〜150℃としたものである。本実施の形態によれば、希土類系磁石用原料合金の酸化を早めることなく、希土類系磁石用原料合金への水素吸蔵時間を短縮できる。
本発明の第7の実施の形態は、第1から第4のいずれかの実施の形態による希土類系磁石用原料合金の製造方法において、処理容器の表面温度を0℃〜100℃に加熱した状態で水素吸蔵室に搬入するものである。本実施の形態によれば、希土類系磁石用原料合金の酸化を早めることなく、希土類系磁石用原料合金への水素吸蔵時間を短縮できる。
本発明の第8の実施の形態は、第1から第4のいずれかの実施の形態による希土類系磁石用原料合金の製造方法において、処理容器に収容された希土類系磁石用原料合金の少なくとも一部を0℃〜100℃に加熱した状態で水素吸蔵室に搬入するものである。本実施の形態によれば、希土類系磁石用原料合金の酸化を早めることなく、希土類系磁石用原料合金への水素吸蔵時間を短縮できる。
本発明の第9の実施の形態は、第5から第7のいずれかの実施の形態による希土類系磁石用原料合金の製造方法において、処理容器に収容された希土類系磁石用原料合金の少なくとも一部を10℃〜100℃に加熱した状態で水素吸蔵室に搬入するものである。本実施の形態によれば、希土類系磁石用原料合金を10℃以上とすることで更に水素吸蔵時間を短縮できる。
本発明の第10の実施の形態は、第8又は第9の実施の形態による希土類系磁石用原料合金の製造方法において、希土類系磁石用原料合金の少なくとも一部を10℃〜25℃に加熱した状態で水素吸蔵室に搬入するものである。本実施の形態によれば、加熱に要するエネルギーを最小限に抑えつつ、水素吸蔵時間を短縮できる。
The rare earth magnet raw material alloy manufacturing apparatus according to the first embodiment of the present invention is for a rare earth magnet housed in a processing vessel by heating the processing vessel in the atmosphere upstream of the transfer means or the transfer means . A heating means for heating at least a part of the raw material alloy to 0 ° C. to 100 ° C. in the atmosphere is provided. According to the present embodiment, the processing vessel is heated in the atmosphere before being carried into the hydrogen storage chamber, and at least a part of the rare earth magnet raw material alloy in the processing vessel is brought to 0 ° C. to 100 ° C. in the atmosphere. Heating can shorten the time for storing hydrogen in the rare earth magnet raw material alloy without performing heat treatment in the hydrogen storage chamber, so the processing time in the hydrogen storage chamber can be shortened and the rare earth magnet can be used. It is possible to prevent a decrease in magnetic properties due to oxidation of the raw material alloy.
According to a second embodiment of the present invention, in the apparatus for producing a rare earth-based magnet raw material alloy according to the first embodiment, the heating means is disposed on the side or upper side of the processing vessel via a space having a predetermined size. It has been done. According to the present embodiment, since the processing container can be heated in an atmosphere of a predetermined temperature, oxidation of the rare earth magnet raw material alloy due to overheating can be prevented.
The third embodiment of the present invention is the rare earth magnet raw material alloy manufacturing apparatus according to the first or second embodiment, wherein the conveying means is a conveyor, and the heating means is disposed on the side or above the conveyor. It has been done. According to the present embodiment, heating can be performed in an existing conveyance path without providing an independent chamber during the manufacturing process.
According to a fourth embodiment of the present invention, in the apparatus for producing a rare earth based magnet raw material alloy according to the third embodiment, the heating means is transported together with the processing container in a state where the heating means is disposed on the side or above the processing container. Is to move. According to the present embodiment, since heating can be performed during conveyance, the conveyance time can be effectively utilized.
The manufacturing method of a rare earth magnet raw material alloy according to the fifth embodiment of the present invention is the same as that of the manufacturing method using the rare earth magnet raw material alloy manufacturing apparatus according to the fourth embodiment. It is heated in the atmosphere by a heating means. According to the present embodiment, it is possible to optimally maintain the temperature of the processing container in accordance with the loading of the hydrogen storage chamber.
According to a sixth embodiment of the present invention, in the method for producing a rare earth-based magnet raw material alloy according to any one of the first to fourth embodiments, the ambient temperature around the processing vessel is set to 0 ° C. to 150 ° C. Is. According to the present embodiment, it is possible to shorten the hydrogen storage time in the rare earth magnet material alloy without accelerating the oxidation of the rare earth magnet material alloy.
7th Embodiment of this invention is the state which heated the surface temperature of the processing container to 0 to 100 degreeC in the manufacturing method of the raw material alloy for rare earth magnets by any one of 1st to 4th embodiment It will be carried into the hydrogen storage room. According to the present embodiment, it is possible to shorten the hydrogen storage time in the rare earth magnet material alloy without accelerating the oxidation of the rare earth magnet material alloy.
According to an eighth embodiment of the present invention, in the method for producing a rare earth based magnet raw material alloy according to any of the first to fourth embodiments, at least one of the rare earth based magnet raw material alloys accommodated in the processing vessel is provided. The part is carried into the hydrogen storage chamber while being heated to 0 ° C to 100 ° C. According to the present embodiment, it is possible to shorten the hydrogen storage time in the rare earth magnet material alloy without accelerating the oxidation of the rare earth magnet material alloy.
According to a ninth embodiment of the present invention, in the method for producing a rare earth based magnet raw material alloy according to any of the fifth to seventh embodiments, at least one of the rare earth based magnet raw material alloys accommodated in the processing vessel is provided. The part is carried into the hydrogen storage chamber while being heated to 10 ° C to 100 ° C. According to the present embodiment, the hydrogen storage time can be further shortened by setting the rare earth magnet raw material alloy to 10 ° C. or higher.
According to a tenth embodiment of the present invention, in the method for producing a rare earth magnet material alloy according to the eighth or ninth embodiment, at least a part of the rare earth magnet material alloy is heated to 10 ° C. to 25 ° C. In this state, it is carried into the hydrogen storage room. According to the present embodiment, the hydrogen storage time can be shortened while minimizing the energy required for heating.
以下本発明の一実施例による希土類系磁石用原料合金の製造装置について説明する。
図1は本実施例による希土類系磁石用原料合金の製造装置の概略構成図である。
図1に示すように、本実施例による希土類系磁石用原料合金の製造装置は、希土類系磁石用原料合金に水素を吸蔵させる水素吸蔵室10と、水素吸蔵により水素粉砕された希土類系磁石用原料合金の水素粉砕粉を加熱により脱水素する加熱室20と、加熱された水素粉砕粉を冷却する冷却室30と、冷却された水素粉砕粉を回収容器1に回収する回収室40とを備えている。
水素吸蔵室10の上流側には、処理容器50を加熱する加熱手段60を設けている。本実施例では、加熱手段60を搬送手段5に配置しているが、搬送手段5の上流側に配置してもよい。本実施例では搬送手段5としてコンベアを示しており、加熱手段60はコンベアの側方又は上方に配置される。加熱手段60は、搬送手段5の所定の位置に配置されるが、搬送手段5に沿って移動可能に設けられていることが好ましい。特に処理容器50とともに同じ搬送速度で移動できるように構成されていることが好ましい。
An apparatus for producing a rare earth magnet raw material alloy according to an embodiment of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an apparatus for producing a rare earth magnet raw material alloy according to this embodiment.
As shown in FIG. 1, the apparatus for producing a rare earth magnet raw material alloy according to the present embodiment includes a hydrogen storage chamber 10 in which hydrogen is stored in the rare earth magnet raw alloy, and a rare earth magnet that is hydrogen-pulverized by hydrogen storage. A heating chamber 20 for dehydrogenating the hydrogen pulverized powder of the raw material alloy by heating, a cooling chamber 30 for cooling the heated hydrogen pulverized powder, and a recovery chamber 40 for recovering the cooled hydrogen pulverized powder in the recovery container 1 are provided. ing.
A heating means 60 for heating the processing container 50 is provided on the upstream side of the hydrogen storage chamber 10. In the present embodiment, the heating unit 60 is disposed on the transport unit 5, but may be disposed on the upstream side of the transport unit 5. In this embodiment, a conveyor is shown as the conveying means 5, and the heating means 60 is disposed on the side or above the conveyor. The heating unit 60 is disposed at a predetermined position of the transport unit 5, but is preferably provided so as to be movable along the transport unit 5. In particular, it is preferable to be configured so that it can move with the processing container 50 at the same transport speed.
水素吸蔵室10は、搬入口には遮断扉11を、加熱室20への搬出口には遮断扉21を有して、室内の密封を保てるように構成されている。水素吸蔵室10は、不活性ガスを導入する不活性ガス導入手段12と、室内のガスを排出する真空排気手段13と、水素ガスを導入する水素導入手段14と、処理容器50を搬送するコンベア手段15を備えている。
加熱室20は、水素吸蔵室10からの搬入口には遮断扉21を、冷却室30への搬出口には遮断扉31を有して、室内の密封を保てるように構成されている。加熱室20は、不活性ガスを導入する不活性ガス導入手段22と、室内のガスを排出する真空排気手段23と、室内を加熱する加熱源24と、処理容器50を搬送するコンベア手段25を備えている。
冷却室30は、加熱室20からの搬入口には遮断扉31を、回収室40への搬出口には遮断扉41を有して室内の密封を保てるように構成されている。冷却室30は、不活性ガスを導入する不活性ガス導入手段32と、室内のガスを排出する真空排気手段33と、室内を冷却する冷却手段34と、処理容器50を搬送するコンベア手段35を備えている。
回収室40は、冷却室30からの搬入口には遮断扉41を、炉外への搬出口には遮断扉2を有して、室内の密封を保てるように構成されている。回収室40は、不活性ガスを導入する不活性ガス導入手段42と、室内のガスを排出する真空排気手段43と、処理容器50を上下反転させる反転手段44と、処理容器50を搬送するコンベア手段45を備えている。また、回収室40の下部にはバルブ70を有しており、バルブ70を介して回収容器1が接続されている。なお、回収容器1には容器を密封するためのバルブ(図示せず)が設けられている。
処理容器50は、希土類系磁石用原料合金を収納した状態で、炉外の加熱手段60、炉内の水素吸蔵室10、加熱室20、冷却室30、及び回収室40に移送される。
The hydrogen storage chamber 10 has a shut-off door 11 at the carry-in port and a cut-out door 21 at the carry-out port to the heating chamber 20, and is configured to keep the inside of the room sealed. The hydrogen storage chamber 10 includes an inert gas introduction unit 12 that introduces an inert gas, a vacuum exhaust unit 13 that exhausts indoor gas, a hydrogen introduction unit 14 that introduces hydrogen gas, and a conveyor that conveys the processing vessel 50. Means 15 are provided.
The heating chamber 20 has a shut-off door 21 at the carry-in port from the hydrogen storage chamber 10 and a shut-off door 31 at the carry-out port to the cooling chamber 30 so as to keep the inside of the room sealed. The heating chamber 20 includes an inert gas introduction unit 22 for introducing an inert gas, a vacuum exhaust unit 23 for discharging the indoor gas, a heating source 24 for heating the room, and a conveyor unit 25 for conveying the processing container 50. I have.
The cooling chamber 30 has a shut-off door 31 at the entrance to the heating chamber 20 and a shut-off door 41 at the exit to the recovery chamber 40 so as to keep the room sealed. The cooling chamber 30 includes an inert gas introduction means 32 for introducing an inert gas, a vacuum exhaust means 33 for discharging the indoor gas, a cooling means 34 for cooling the room, and a conveyor means 35 for conveying the processing container 50. I have.
The recovery chamber 40 has a shut-off door 41 at the carry-in port from the cooling chamber 30 and a shut-off door 2 at the carry-out port to the outside of the furnace, and is configured to keep the room sealed. The recovery chamber 40 includes an inert gas introduction unit 42 that introduces an inert gas, a vacuum exhaust unit 43 that discharges the indoor gas, an inversion unit 44 that vertically inverts the processing container 50, and a conveyor that conveys the processing container 50. Means 45 are provided. In addition, a valve 70 is provided below the collection chamber 40, and the collection container 1 is connected via the valve 70. The collection container 1 is provided with a valve (not shown) for sealing the container.
The processing vessel 50 is transferred to the heating means 60 outside the furnace, the hydrogen storage chamber 10, the heating chamber 20, the cooling chamber 30, and the recovery chamber 40 inside the furnace in a state in which the rare earth magnet raw material alloy is housed.
なお、本発明においては、上記のように、水素吸蔵室10、加熱室20、冷却室30がそれぞれ独立したいわゆる連続炉タイプの製造装置以外に、水素吸蔵工程、加熱工程、冷却工程を一室で行なういわゆるバッチ炉(独立炉)タイプの製造装置を用いることができる。また、水素吸蔵室10兼加熱室20と冷却室30、水素吸蔵室10と加熱室20兼冷却室30などの構成や、処理能力を向上させるために加熱室20、冷却室30を複数設け、水素吸蔵室10、第一加熱室、第二加熱室、第一冷却室、第二冷却室とした構成の製造装置を用いることもできる。さらに、水素吸蔵室10の前に準備室や予備室が設置された構成の製造装置でも構わない。この場合には、加熱手段60を水素吸蔵室10の前に設置された準備室や予備室に設けてもよい。また、加熱手段60を準備室や予備室に設けるとともに搬送手段5に設けてもよい。 In the present invention, as described above, in addition to the so-called continuous furnace type manufacturing apparatus in which the hydrogen storage chamber 10, the heating chamber 20, and the cooling chamber 30 are independent from each other, the hydrogen storage step, the heating step, and the cooling step are performed in one room. A so-called batch furnace (independent furnace) type manufacturing apparatus can be used. Moreover, in order to improve the processing capacity and the configuration of the hydrogen storage chamber 10 and heating chamber 20 and cooling chamber 30, the hydrogen storage chamber 10 and heating chamber 20 and cooling chamber 30, etc., a plurality of heating chambers 20 and cooling chambers 30 are provided. A manufacturing apparatus having a configuration in which the hydrogen storage chamber 10, the first heating chamber, the second heating chamber, the first cooling chamber, and the second cooling chamber can be used. Furthermore, a manufacturing apparatus having a configuration in which a preparation chamber or a spare chamber is installed in front of the hydrogen storage chamber 10 may be used. In this case, the heating means 60 may be provided in a preparation chamber or a spare chamber installed in front of the hydrogen storage chamber 10. In addition, the heating unit 60 may be provided in the preparation unit or the spare chamber and at the transport unit 5.
本装置で処理対象とされる希土類系磁石用原料合金は、R−T−B系磁石用原料合金であることが好ましく、望ましくはR−Fe(Co)−B−M系である。
Rは、Nd、Pr、Dy、Tbのうち少なくとも一種から選択される。ただし、Rは、NdまたはPrのいずれか一方を必ず含むことが望ましい。更に好ましくは、Nd−Dy、Nd−Tb、Nd−Pr−Dy、またはNd−Pr−Tbで示される希土類元素の組合せを用いる。
Rのうち、DyやTbは、特に保磁力の向上に効果を発揮する。上記元素以外に少量のCeやLaなど他の希土類元素を含有してもよく、ミッシュメタルやジジムを用いることもできる。また、Rは純元素でなくてもよく、工業上入手可能な範囲で、製造上不可避な不純物を含有するものでも差し支えない。含有量は、従来から知られる含有量を採用することができ、例えば、25質量%以上35質量%以下が好ましい範囲である。25質量%未満では高磁気特性、特に高保磁力が得られず、35質量%を超えると残留磁束密度が低下するためである。
Tは、Feを必ず含み、その50%以下をCoで置換することができる。Coは温度特性の向上、耐食性の向上に有効であり、通常は10質量%以下のCoおよび残部Feの組合せで用いる。Tの含有量は、RとBあるいはRとBとMとの残部を占める。
Bの含有量についても公知の含有量で差し支えなく、例えば、0.9質量%〜1.2質量%が好ましい範囲である。0.9質量%未満では高保磁力が得られず、1.2質量%を超えると残留磁束密度が低下するため好ましくない。なお、Bの一部はCで置換することができる。C置換は磁石の耐食性を向上させることができ有効である。B+Cとした場合の含有量は、Cの置換原子数をBの原子数で換算し、上記のB濃度の範囲内に設定されることが好ましい。
上記元素に加え、保磁力向上のためにM元素を添加することができる。M元素は、Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Ga、Zr、Nb、Mo、In、Sn、Hf、Ta、Wのうち少なくとも一種である。添加量は2質量%以下が好ましい。5質量%を超えると残留磁束密度が低下するためである。
また、不可避的不純物も許容することができる。例えば、Feから混入するMn、Crや、Fe−B(フェロボロン)から混入するAl、Si、Cuなどである。
The raw material alloy for rare earth magnets to be treated by this apparatus is preferably an R—T—B magnet raw material alloy, desirably an R—Fe (Co) —BM system.
R is selected from at least one of Nd, Pr, Dy, and Tb. However, it is desirable that R always contains either Nd or Pr. More preferably, a combination of rare earth elements represented by Nd-Dy, Nd-Tb, Nd-Pr-Dy, or Nd-Pr-Tb is used.
Of R, Dy and Tb are particularly effective in improving the coercive force. In addition to the above elements, a small amount of other rare earth elements such as Ce and La may be contained, and misch metal or didymium can also be used. Further, R may not be a pure element, and may contain impurities that are unavoidable in the manufacturing process within a commercially available range. A conventionally known content can be adopted as the content, and for example, a range of 25% by mass to 35% by mass is a preferable range. If the amount is less than 25% by mass, high magnetic properties, particularly high coercive force cannot be obtained, and if it exceeds 35% by mass, the residual magnetic flux density decreases.
T necessarily contains Fe, and 50% or less can be substituted with Co. Co is effective in improving temperature characteristics and corrosion resistance, and is usually used in a combination of 10 mass% or less of Co and the balance Fe. The content of T occupies the remainder of R and B or R, B and M.
The content of B may be a known content, and for example, 0.9 mass% to 1.2 mass% is a preferable range. If it is less than 0.9% by mass, a high coercive force cannot be obtained, and if it exceeds 1.2% by mass, the residual magnetic flux density decreases, which is not preferable. A part of B can be replaced with C. C substitution is effective because it can improve the corrosion resistance of the magnet. The content in the case of B + C is preferably set within the range of the above B concentration by converting the number of C substitution atoms by the number of B atoms.
In addition to the above elements, an M element can be added to improve the coercive force. The element M is at least one of Al, Si, Ti, V, Cr, Mn, Ni, Cu, Zn, Ga, Zr, Nb, Mo, In, Sn, Hf, Ta, and W. The addition amount is preferably 2% by mass or less. This is because the residual magnetic flux density decreases when the content exceeds 5 mass%.
Inevitable impurities can also be tolerated. For example, Mn, Cr mixed from Fe, Al, Si, Cu mixed from Fe-B (ferroboron), and the like.
本装置に搬入される希土類系磁石用原料合金は溶解法により製造される。最終的に必要な組成となるように事前に調整した金属を溶解し、鋳型に入れるインゴット鋳造法や、溶湯を単ロール、双ロール、回転ディスク、または回転円筒鋳型等に接触させて急冷し、インゴット法で作られた合金よりも薄い凝固合金を作製するストリップキャスト法や遠心鋳造法に代表される急冷法により製造される。本実施例による希土類系磁石用原料合金は、インゴット法、急冷法どちらの方法により製造された材料にも適用できるが、急冷法により製造されるものがより望ましい。
急冷法によって作製した希土類系磁石用原料合金(急冷合金)の厚さは0.03mm以上10mm以下の範囲にあり、フレーク形状である。合金溶湯は冷却ロールの接触した面(ロール接触面)から凝固し始め、ロール接触面から厚さ方向に結晶が柱状に成長してゆく。急冷合金は、従来のインゴット鋳造法(金型鋳造法)によって作製された合金(インゴット合金)に比較して、短時間に冷却されているため、組織が微細化され、結晶粒径が小さい。また粒界の面積が広く、Rリッチ相は粒界内に大きく広がっているため、Rリッチ相の分散性に優れる。このため水素粉砕法により粒界で破断し易いが、前述の通り、酸素に対する活性度が高い。急冷合金を水素粉砕することで、水素粉砕粉(粗粉砕粉)の平均サイズを例えば1.0mm以下とすることができる。
The raw material alloy for rare earth magnets carried into the apparatus is manufactured by a melting method. Ingot casting method that melts the metal that has been adjusted in advance to the final required composition and put it in the mold, or the molten metal is brought into contact with a single roll, twin roll, rotating disk, or rotating cylindrical mold, etc., and rapidly cooled, Manufactured by a rapid cooling method typified by a strip casting method or a centrifugal casting method for producing a solidified alloy thinner than an alloy made by an ingot method. The rare earth magnet raw material alloy according to the present embodiment can be applied to a material manufactured by either an ingot method or a rapid cooling method, but is preferably manufactured by a rapid cooling method.
The thickness of the rare earth magnet raw material alloy (quenched alloy) produced by the rapid cooling method is in the range of 0.03 mm or more and 10 mm or less, and has a flake shape. The molten alloy begins to solidify from the contact surface (roll contact surface) of the cooling roll, and crystals grow in a columnar shape from the roll contact surface in the thickness direction. The quenched alloy is cooled in a short time compared to an alloy (ingot alloy) produced by a conventional ingot casting method (die casting method), so that the structure is refined and the crystal grain size is small. Further, since the area of the grain boundary is wide and the R-rich phase spreads widely within the grain boundary, the dispersibility of the R-rich phase is excellent. For this reason, it is easy to break at the grain boundary by the hydrogen pulverization method, but as described above, the activity to oxygen is high. By subjecting the quenched alloy to hydrogen pulverization, the average size of the hydrogen pulverized powder (coarse pulverized powder) can be set to, for example, 1.0 mm or less.
本実施例による製造装置は、水素吸蔵室10、加熱室20、冷却室30、及び回収室40がそれぞれ1室連接した構成を示しているが、生産性の理由から、特に加熱室20や冷却室30を複数設ける場合もある。
処理容器50は、上面に開口部を有し、この開口部には蓋体51が設けられる。ここで、蓋体51は開口部を密閉するものではなく開口部との間に水素ガスや不活性ガスなどが出入りできる隙間を有している。つまり、処理容器50の開口部を蓋体51で覆った状態になっている。処理容器50は、耐熱性があり加工も比較的簡単なステンレスが適している。容積や板厚は一回に処理する量や、製造装置の寸法に合わせて適宜決定すればよい。処理容器50は、上部が開放されていれば、形状にはこだわらないが、一般的には箱型としている。水素吸蔵、加熱、冷却の効率を向上させるため、一つの台座に複数の箱型容器を一定の間隔をもって配置することも好ましい構成の一つである。ちなみに、本実施例においては、一つの台座に箱型容器を4列×2列で所定の間隔を開けて配置した処理容器50を用いている。また、処理容器50には、内部を貫通するパイプを備えていることが望ましい。原料合金は処理容器50に投入されて堆積しているため、処理容器50内部は加熱や冷却による温度変化が遅くなり、脱水素や脱水素後の冷却が十分ではなく、最終的に得られる磁石の磁気特性がばらつく原因となるため、内部を貫通するパイプの内部に加熱や冷却用の不活性ガスを通過させることで、処理容器50表面の原料合金と内部の原料合金の温度変化に差が少なくなり、品質が安定する。前記パイプは、直径が異なるものを組合せたり、配置場所や配置間隔を選定することで、さらに原料合金の温度変化を改善することができる。
処理容器50は、開口部を蓋体51で覆った状態で、水素吸蔵室10、加熱室20、及び冷却室30に移送される。なお、加熱手段60にて加熱する際にも、開口部を蓋体51で覆った状態であってもよい。
The manufacturing apparatus according to the present embodiment shows a configuration in which the hydrogen storage chamber 10, the heating chamber 20, the cooling chamber 30, and the recovery chamber 40 are connected to each other. A plurality of chambers 30 may be provided.
The processing container 50 has an opening on the upper surface, and a lid 51 is provided in the opening. Here, the lid 51 does not seal the opening, but has a gap through which hydrogen gas, inert gas, and the like can enter and exit. That is, the opening of the processing container 50 is covered with the lid 51. The processing vessel 50 is suitably made of stainless steel that is heat resistant and relatively easy to process. What is necessary is just to determine a volume and board thickness suitably according to the quantity processed at once and the dimension of a manufacturing apparatus. The processing container 50 does not stick to the shape as long as the upper part is open, but generally has a box shape. In order to improve the efficiency of hydrogen occlusion, heating, and cooling, it is also one of preferable configurations to arrange a plurality of box-shaped containers at a fixed interval on one pedestal. Incidentally, in this embodiment, a processing container 50 is used in which box-shaped containers are arranged on one pedestal at a predetermined interval of 4 rows × 2 rows. Further, it is desirable that the processing container 50 includes a pipe penetrating the inside. Since the raw material alloy is charged and deposited in the processing vessel 50, the temperature change inside the processing vessel 50 due to heating or cooling is slow, and the dehydrogenation or cooling after dehydrogenation is not sufficient, and the finally obtained magnet Therefore, by passing an inert gas for heating or cooling through the pipe passing through the inside, there is a difference in temperature change between the raw material alloy on the surface of the processing vessel 50 and the internal raw material alloy. Reduced and quality stabilized. The pipes can be further improved in temperature change of the raw material alloy by combining pipes having different diameters or selecting an arrangement place and an arrangement interval.
The processing container 50 is transferred to the hydrogen storage chamber 10, the heating chamber 20, and the cooling chamber 30 with the opening covered with the lid 51. In addition, when heating by the heating means 60, the opening may be covered with the lid 51.
以下に本実施例による希土類系磁石用原料合金の製造方法について図1を用いて説明する。
処理容器50には、例えば急冷法によって製造されたフレーク状の希土類系磁石用原料合金が収納されている。
処理容器50は、搬送手段5に載置された状態で加熱手段60によって加熱される。処理容器50は、搬送手段5の所定の位置にて静置され、加熱手段60によって処理容器50の周囲の雰囲気温度は0℃〜150℃に維持される。
所定時間の経過後、処理容器50の表面温度が0℃〜100℃に加熱された状態で水素吸蔵室10に搬入する。水素吸蔵室10に搬入する時点では、処理容器50に収容された希土類系磁石用原料合金の少なくとも一部は0℃〜100℃に加熱された状態にある。希土類系磁石用原料合金の少なくとも一部は10℃〜100℃に加熱された状態が好ましく、更には10℃〜25℃の範囲がより好ましい。
Hereinafter, a method for producing a rare earth magnet raw material alloy according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
In the processing container 50, for example, a flaky rare earth-based magnet raw material alloy manufactured by a rapid cooling method is accommodated.
The processing container 50 is heated by the heating means 60 while being placed on the transport means 5. The processing container 50 is left at a predetermined position of the transport unit 5, and the ambient temperature around the processing container 50 is maintained at 0 ° C. to 150 ° C. by the heating unit 60.
After the elapse of a predetermined time, the processing container 50 is carried into the hydrogen storage chamber 10 in a state where the surface temperature of the processing container 50 is heated to 0 ° C to 100 ° C. At the time of loading into the hydrogen storage chamber 10, at least a part of the rare earth magnet raw material alloy accommodated in the processing vessel 50 is in a state heated to 0 ° C. to 100 ° C. At least a part of the rare earth magnet raw material alloy is preferably heated to 10 ° C to 100 ° C, and more preferably in the range of 10 ° C to 25 ° C.
希土類系磁石用原料合金の全てが0℃未満の状態では水素粉砕に必要な時間が長くなるため望ましくない。一方、100℃を超えると、急冷法よる原料合金を用いた場合、急激な酸化により原料合金が部分的に発火する場合がある。従って、希土類系磁石用原料合金の少なくとも一部が0℃〜100℃となるように加熱温度を設定する。更に望ましいのは希土類系磁石用原料合金の少なくとも一部が10℃以上となる状態であり、希土類系磁石用原料合金の少なくとも一部が10℃〜100℃となるように加熱温度を設定する。また、加熱に伴う電力のコストと後述する図3、図4の結果を考慮すると、希土類系磁石用原料合金の少なくとも一部が10℃〜25℃となるように加熱温度を設定することがさらに好ましい。
但し、日本国内においては、季節によって外気温が変化し、夏季には40℃を超える地域も存在する。海外で製造する場合はなおさら外気温の変化は激しい。加熱温度が異なると、水素吸蔵室10内における処理時間に影響を及ぼし、得られる原料合金の品質(含有酸素量など)が不安定になる場合がある。製造地域にかかわらず一年を通じて同じ品質の製品を安定して供給するには加熱条件を統一することが望ましい。この場合、電力コストを重視した10℃〜25℃の範囲に設定すると、外気温が40℃を超えると冷却する必要が生じ、逆に電力コストのアップに繋がってしまう。従って、品質の安定を重視する場合は、それぞれの製造地域にて予想される最高気温以上、例えば40℃〜100℃の範囲内で特定温度を設定し、各製造地域で同じ加熱温度で実施することが好ましい。
If all of the rare earth magnet raw material alloys are below 0 ° C., the time required for hydrogen pulverization is undesirably long. On the other hand, when the temperature exceeds 100 ° C., the raw material alloy may partially ignite due to rapid oxidation when the raw material alloy is used by the rapid cooling method. Therefore, the heating temperature is set so that at least a part of the rare earth magnet raw material alloy is 0 ° C to 100 ° C. More preferably, at least a part of the rare earth magnet raw material alloy is 10 ° C. or higher, and the heating temperature is set so that at least a part of the rare earth magnet raw material alloy is 10 ° C. to 100 ° C. Further, in consideration of the cost of electric power accompanying heating and the results of FIGS. 3 and 4 to be described later, it is further possible to set the heating temperature so that at least a part of the rare earth magnet raw material alloy is 10 ° C. to 25 ° C. preferable.
However, in Japan, the outside air temperature varies depending on the season, and there are regions that exceed 40 ° C in the summer. When manufacturing overseas, the change in outside air temperature is particularly severe. If the heating temperature is different, the treatment time in the hydrogen storage chamber 10 is affected, and the quality (such as the oxygen content) of the obtained raw material alloy may become unstable. It is desirable to unify the heating conditions in order to stably supply products of the same quality throughout the year regardless of the manufacturing area. In this case, if the temperature is set in the range of 10 ° C. to 25 ° C. in which importance is placed on the power cost, if the outside air temperature exceeds 40 ° C., cooling is required, and conversely, the power cost is increased. Therefore, when emphasizing the stability of quality, a specific temperature is set within the range of 40 ° C. to 100 ° C. above the highest temperature expected in each manufacturing region, and the same heating temperature is used in each manufacturing region. It is preferable.
希土類磁石用金属合金の少なくとも一部を0℃〜100℃に加熱するためには、希土類磁石系金属合金を入れる処理容器50の表面温度を0℃〜100℃に加熱するのが望ましい。
そして、処理容器50の表面温度を0℃〜100℃に加熱するためには処理容器50の周囲の雰囲気温度を0℃〜150℃にするのが望ましい。
ここで、水素吸蔵室10に搬入するタイミング制御は、処理容器50の表面温度や処理容器50に収容された希土類系磁石用原料合金の温度を計測し、又はあらかじめ検証により得られた時間によって決定された時間によって行うこともできるが、本実施例のような連続炉タイプの装置にあっては、水素吸蔵室10への搬入待ちの待機時間中は継続的に加熱手段60にて保温状態を維持し、加熱手段60での加熱時間制御を行わないこともできる。このように加熱手段60での加熱時間制御を行わない場合には特に、加熱手段60を処理容器50の側方又は上方に、所定寸法の空間を介して配置して、処理容器50の周囲の雰囲気温度を0℃〜150℃に維持することが適している。このように、本発明によれば、水素粉砕装置全体の処理サイクルを乱すことなく、水素吸蔵時間を短縮できる。
In order to heat at least a part of the rare earth magnet metal alloy to 0 ° C. to 100 ° C., it is desirable to heat the surface temperature of the processing vessel 50 containing the rare earth magnet-based metal alloy to 0 ° C. to 100 ° C.
In order to heat the surface temperature of the processing container 50 to 0 ° C. to 100 ° C., it is desirable to set the ambient temperature around the processing container 50 to 0 ° C. to 150 ° C.
Here, the timing control for carrying in the hydrogen storage chamber 10 is determined by measuring the surface temperature of the processing vessel 50 and the temperature of the rare earth magnet raw material alloy accommodated in the processing vessel 50 or by the time obtained by verification in advance. However, in the continuous furnace type apparatus as in the present embodiment, the heating means 60 continuously keeps the heat-retaining state during the waiting time for loading into the hydrogen storage chamber 10. It is also possible to maintain and not control the heating time in the heating means 60. Thus, particularly when the heating time control in the heating means 60 is not performed, the heating means 60 is arranged on the side or upper side of the processing container 50 via a space of a predetermined size, It is suitable to maintain the atmospheric temperature between 0 ° C and 150 ° C. Thus, according to the present invention, the hydrogen storage time can be shortened without disturbing the processing cycle of the entire hydrogen pulverizer.
その後、水素吸蔵室10の遮断扉11を開放して、処理容器50は水素吸蔵室10内に搬入される。搬入後に遮断扉11を閉塞し、真空排気手段13を動作させて水素吸蔵室10内を真空引きする。
水素吸蔵室10内を真空排気し、真空排気手段13の動作を終了した後に、水素導入手段14を動作させて水素吸蔵室10内に水素ガスを導入する。水素ガスの導入により水素吸蔵室10内を0.1〜0.18MPaの圧力とし、処理容器50内の希土類系磁石用原料合金に水素を吸蔵させ、水素吸蔵工程を実施する。なお、水素吸蔵室10内を加圧状態として水素を吸蔵させてもよい。
所定時間経過後(水素吸蔵終了後)に、水素導入手段14の動作を終了させて水素ガスの導入を停止し、水素吸蔵室10内の水素ガスを真空排気手段13を動作させることによって真空排気する。これによって水素吸蔵工程は終了し、次の加熱工程へ移る。このとき、希土類系磁石用原料合金は水素を吸蔵して脆化し粉砕され、水素粉砕粉(粗粉砕粉)となっている。
Thereafter, the blocking door 11 of the hydrogen storage chamber 10 is opened, and the processing container 50 is carried into the hydrogen storage chamber 10. After carrying in, the shut-off door 11 is closed, and the vacuum exhaust means 13 is operated to evacuate the hydrogen storage chamber 10.
After the inside of the hydrogen storage chamber 10 is evacuated and the operation of the evacuation unit 13 is completed, the hydrogen introduction unit 14 is operated to introduce hydrogen gas into the hydrogen storage chamber 10. By introducing hydrogen gas, the inside of the hydrogen storage chamber 10 is brought to a pressure of 0.1 to 0.18 MPa, and hydrogen is stored in the rare earth-based magnet raw material alloy in the processing vessel 50 to perform the hydrogen storage step. In addition, you may occlude hydrogen by making the inside of the hydrogen storage chamber 10 into a pressurized state.
After a predetermined time has elapsed (after the completion of hydrogen storage), the operation of the hydrogen introduction unit 14 is terminated to stop the introduction of hydrogen gas, and the hydrogen gas in the hydrogen storage chamber 10 is evacuated by operating the vacuum evacuation unit 13. To do. As a result, the hydrogen occlusion process ends, and the process proceeds to the next heating process. At this time, the rare earth-based magnet raw material alloy absorbs hydrogen and becomes brittle and pulverized to form hydrogen pulverized powder (coarse pulverized powder).
なお、水素を吸蔵する水素化反応は発熱反応であるため、水素の吸蔵に伴って原料合金の温度が上昇するが、原料合金の少なくとも一部が所定の温度に加熱されていることで、この所定の温度に加熱されている原料合金の水素吸蔵開始時間は遅れることがない。そして、加熱されている一部の原料合金の水素吸蔵にともなう温度上昇がトリガーとなって、加熱されていない他の原料合金についても水素吸蔵が開始する。
このように一部の原料合金の水素化反応をトリガーとして、水素吸蔵時の発熱反応による原料合金の温度上昇を利用して、低温の原料合金の水素化反応を促進することができ、主として粒界のRリッチ相で水素吸蔵を行うため、原料合金の脆化を十分に進行させながら、水素吸蔵工程の時間短縮、導入水素量を低減することができる。また、高温保持状態を維持しながら続く加熱工程へ移ると、加熱室20の温度低下を防止することもできるので、加熱室20における加熱工程の時間短縮、加熱に要する電力消費を低減することができる。
Since the hydrogenation reaction for storing hydrogen is an exothermic reaction, the temperature of the raw material alloy increases with the storage of hydrogen, but at least a part of the raw material alloy is heated to a predetermined temperature. The hydrogen storage start time of the raw material alloy heated to a predetermined temperature is not delayed. And the temperature rise accompanying the hydrogen occlusion of a part of the heated raw material alloy becomes a trigger, and the hydrogen occlusion starts for other raw material alloys that are not heated.
In this way, the hydrogenation reaction of a part of the raw material alloy can be used as a trigger to promote the hydrogenation reaction of the low temperature raw material alloy by utilizing the temperature rise of the raw material alloy due to the exothermic reaction during hydrogen storage. Since hydrogen storage is performed in the R-rich phase of the boundary, it is possible to shorten the time of the hydrogen storage process and reduce the amount of introduced hydrogen while sufficiently progressing embrittlement of the raw material alloy. Moreover, since it can also prevent the temperature fall of the heating chamber 20 if it transfers to the subsequent heating process, maintaining a high temperature holding state, it can shorten the time of the heating process in the heating chamber 20, and can reduce the power consumption required for a heating. it can.
次に、加熱工程に移るに際して、処理容器50は、水素吸蔵室10から加熱室20に移送されるが、移送にあたって加熱室20内は真空排気手段23によってあらかじめ真空排気されている。
処理容器50は、遮断扉21を開放し、コンベア手段15及びコンベア手段25の駆動により、水素吸蔵室10から加熱室20に搬入される。搬入後に遮断扉21を閉塞し、加熱室20内を真空排気手段23によって更に真空引きするとともに加熱源24によって加熱する。加熱室20内は、加熱源24によって500〜600℃の温度に維持され、真空排気手段23によって1Pa程度の圧力に維持される。これによって水素粉砕粉の脱水素が行われる。水素粉砕粉の加熱工程においては、上記のように加熱室20内を真空排気するが、真空排気と同時に不活性ガス(例えばアルゴンガス)を導入して、所定の圧力で流気状態にすることによって、原料合金の昇温速度を速くすることができ、加熱工程に要する時間短縮をはかることもできる。
Next, when moving to the heating step, the processing container 50 is transferred from the hydrogen storage chamber 10 to the heating chamber 20, and the inside of the heating chamber 20 is evacuated in advance by the evacuation means 23 during the transfer.
The processing container 50 is carried into the heating chamber 20 from the hydrogen storage chamber 10 by opening the blocking door 21 and driving the conveyor means 15 and the conveyor means 25. After carrying in, the blocking door 21 is closed, and the inside of the heating chamber 20 is further evacuated by the vacuum exhaust means 23 and heated by the heating source 24. The inside of the heating chamber 20 is maintained at a temperature of 500 to 600 ° C. by the heating source 24 and is maintained at a pressure of about 1 Pa by the vacuum exhaust means 23. Thereby, the hydrogen pulverized powder is dehydrogenated. In the heating process of the hydrogen pulverized powder, the inside of the heating chamber 20 is evacuated as described above, but an inert gas (for example, argon gas) is introduced at the same time as the evacuation so as to be in a flowing state at a predetermined pressure. Thus, the temperature raising rate of the raw material alloy can be increased, and the time required for the heating process can be shortened.
水素粉砕粉の脱水素が十分に行われた後に、加熱室20内は不活性ガス導入手段22を動作させることによって不活性ガスが導入され、冷却室30内の雰囲気に近づけた後、不活性ガス導入手段22の動作を終了させる。不活性ガスとしてはアルゴンガスが好ましい。
加熱室20内にある処理容器50は、遮断扉31を開放し、コンベア手段25及びコンベア手段35の駆動により、加熱室20から冷却室30に搬入される。搬入後に遮断扉31を閉塞し、冷却室30内を冷却手段34によって冷却する。
冷却は、ファンによる冷却または冷却室30内の冷却水循環による冷却あるいはそれらを併用することによって行なう。
冷却室30内にある処理容器50は、遮断扉41を開放し、コンベア手段35及びコンベア手段45の駆動により、冷却室30から回収室40に搬入される。回収室40への搬入にあたって、回収室40内は不活性ガス導入手段42を動作させることによって不活性ガス(アルゴンガス)が導入され、冷却室30内の雰囲気に近づけた後、不活性ガス導入手段42の動作を終了させる。
回収室40内に処理容器50が搬入されると、遮断扉41を閉塞し、回収室40内は、真空排気手段43を動作させることによって真空排気される。回収室40内が真空排気され、1000Pa〜1Pa、好ましくは5Pa〜1Paの圧力にした状態で、蓋体51を取り外して反転手段44を動作させ、処理容器50内の水素粉砕粉を回収室40内底部に落下させて排出する。なお、反転手段44は、処理容器50内の水素粉砕粉を回収室40内に排出する手段として好ましい手段であるが、本発明の回収方法における主たる特徴は、処理容器50内の水素粉砕粉を回収室40内に排出する際に回収室40内を減圧していることにある。従って、回収室40内が減圧されていれば、反転手段44以外の排出手段を用いても構わない。
After the hydrogen pulverized powder is sufficiently dehydrogenated, the inert gas is introduced into the heating chamber 20 by operating the inert gas introducing means 22, and the inert gas is brought close to the atmosphere in the cooling chamber 30. The operation of the gas introducing means 22 is terminated. Argon gas is preferable as the inert gas.
The processing container 50 in the heating chamber 20 is carried into the cooling chamber 30 from the heating chamber 20 by opening the blocking door 31 and driving the conveyor means 25 and the conveyor means 35. After carrying in, the blocking door 31 is closed, and the inside of the cooling chamber 30 is cooled by the cooling means 34.
Cooling is performed by cooling with a fan, cooling by circulating cooling water in the cooling chamber 30, or using them together.
The processing container 50 in the cooling chamber 30 is carried into the recovery chamber 40 from the cooling chamber 30 by opening the blocking door 41 and driving the conveyor means 35 and the conveyor means 45. In carrying into the recovery chamber 40, an inert gas (argon gas) is introduced into the recovery chamber 40 by operating the inert gas introduction means 42, and after bringing the atmosphere into the cooling chamber 30, the inert gas is introduced. The operation of the means 42 is terminated.
When the processing container 50 is carried into the collection chamber 40, the blocking door 41 is closed, and the inside of the collection chamber 40 is evacuated by operating the evacuation means 43. In a state where the inside of the collection chamber 40 is evacuated to a pressure of 1000 Pa to 1 Pa, preferably 5 Pa to 1 Pa, the lid 51 is removed and the reversing means 44 is operated to remove the hydrogen crushed powder in the processing container 50. Drop on the inner bottom and discharge. The reversing means 44 is a preferable means for discharging the hydrogen pulverized powder in the processing container 50 into the recovery chamber 40, but the main feature of the recovery method of the present invention is that the hydrogen pulverized powder in the processing container 50 is used. That is, the inside of the collection chamber 40 is decompressed when discharged into the collection chamber 40. Therefore, as long as the inside of the collection chamber 40 is depressurized, discharge means other than the reversing means 44 may be used.
上記において、回収室40内の圧力を、1000Pa〜1Pa、好ましくは5Pa〜1Paとした理由は次の通りである。
回収室40内は、回収工程終了後、空になった処理容器50を遮断扉2から取り出した後、遮断扉2を閉じて真空排気され、冷却室30から次の処理容器50が来るまで真空排気が継続されている。そして、次の処理容器50が搬入される直前で冷却室30の雰囲気に近づけるために不活性ガス(アルゴンガス)により復圧されるため、回収室40内の酸素量は十分低減されており(例えば20ppm以下)、水素粉砕粉の酸化防止の観点ではほとんど酸素量を考慮する必要はない。従って、1000Pa〜1Paという圧力は、水素粉砕粉が回収室40内で舞わないという条件を規定したものである。一方、製造装置のサイクルスピードが速かったり、回収室40内の点検や整備などで、冷却室30から次の処理容器50が来るまでに十分な真空排気ができていなかった場合などは、回収室40内の酸素量を十分に低減させ、好ましくは酸素量が20ppm以下とするために、回収室40内の圧力を5Pa〜1Paにすることが好ましい。すなわち、5Pa〜1Paという圧力は、回収室40内の酸素量を20ppm以下にするための条件を規定したものである。当然ながら、5Paは1000Paよりも高真空であるため、水素粉砕粉が回収室40内で舞うことはない。このように、回収室40内の圧力は、通常は1000Pa以下で十分であり、5Pa以下であればより好ましい。
本発明は水素粉砕粉の酸化や水素粉砕粉の回収室40内での舞いを防ぐ意味では1Pa以下の真空度は必ずしも必要ではないが、たとえ1Pa以下であっても本発明を実施できる。
In the above, the reason why the pressure in the recovery chamber 40 is set to 1000 Pa to 1 Pa, preferably 5 Pa to 1 Pa is as follows.
After the recovery process is completed, the collection chamber 40 is evacuated after the empty processing container 50 is taken out from the shut-off door 2 and then closed until the next processing container 50 comes from the cooling chamber 30. Exhaust continues. Then, since the pressure is restored by an inert gas (argon gas) in order to bring it closer to the atmosphere of the cooling chamber 30 immediately before the next processing container 50 is carried in, the amount of oxygen in the recovery chamber 40 is sufficiently reduced ( For example, it is not necessary to consider the amount of oxygen from the viewpoint of preventing oxidation of the hydrogen pulverized powder. Therefore, the pressure of 1000 Pa to 1 Pa defines the condition that the hydrogen pulverized powder does not dance in the recovery chamber 40. On the other hand, if the cycle speed of the manufacturing apparatus is high, or if sufficient evacuation is not performed before the next processing container 50 comes from the cooling chamber 30 due to inspection or maintenance in the recovery chamber 40, the recovery chamber In order to sufficiently reduce the amount of oxygen in 40 and preferably to make the amount of oxygen 20 ppm or less, the pressure in the recovery chamber 40 is preferably 5 Pa to 1 Pa. That is, the pressure of 5 Pa to 1 Pa defines conditions for reducing the oxygen content in the recovery chamber 40 to 20 ppm or less. Of course, since 5 Pa is a higher vacuum than 1000 Pa, the hydrogen pulverized powder does not fly in the recovery chamber 40. Thus, the pressure in the collection chamber 40 is usually sufficient at 1000 Pa or less, and more preferably 5 Pa or less.
In the present invention, a vacuum degree of 1 Pa or less is not necessarily required in order to prevent oxidation of hydrogen pulverized powder or dance of hydrogen pulverized powder in the recovery chamber 40, but the present invention can be implemented even if it is 1 Pa or less.
回収室40内に水素粉砕粉を落下させた後、真空排気手段43の動作を終了し、再び不活性ガス導入手段42を動作させることによって回収室40内に不活性ガス(アルゴンガス)を導入して所定圧力とした後、不活性ガス導入手段42の動作を終了する。なお、回収容器1は、回収容器1に設けられたバルブ(図示せず)が開放されており、回収容器1内の空気酸素濃度が20ppm以下となるように不活性ガスにてあらかじめ置換している。また、回収室40内への不活性ガス(アルゴンガス)の導入により、回収室40内の所定圧力は、回収容器1内の圧力と同圧としている。この状態で、バルブ70を開放して回収容器1内に水素粉砕粉を回収する。
回収容器1への水素粉砕粉の回収が終了すると、バルブ70及び回収容器1に設けられたバルブ(図示せず)をそれぞれ閉塞し、回収容器1を回収室40から離脱させる。その後、遮断扉2を開放して処理容器50を回収室40外へ移送する。
After dropping the hydrogen pulverized powder into the recovery chamber 40, the operation of the vacuum exhaust means 43 is terminated, and the inert gas introduction means 42 is operated again to introduce an inert gas (argon gas) into the recovery chamber 40. After the predetermined pressure is reached, the operation of the inert gas introducing means 42 is terminated. The collection container 1 has a valve (not shown) provided in the collection container 1 opened, and is previously replaced with an inert gas so that the air oxygen concentration in the collection container 1 is 20 ppm or less. Yes. In addition, by introducing an inert gas (argon gas) into the recovery chamber 40, the predetermined pressure in the recovery chamber 40 is the same as the pressure in the recovery container 1. In this state, the valve 70 is opened to collect the hydrogen pulverized powder in the collection container 1.
When the recovery of the hydrogen pulverized powder into the recovery container 1 is completed, the valve 70 and a valve (not shown) provided in the recovery container 1 are closed, and the recovery container 1 is detached from the recovery chamber 40. Thereafter, the blocking door 2 is opened and the processing container 50 is transferred out of the collection chamber 40.
本実施例では、搬送手段5又は搬送手段5の上流側に処理容器50を加熱する加熱手段60を設け、水素吸蔵室10に搬入する前に希土類系磁石用原料合金を加熱することで、水素吸蔵室10内における加熱処理を行うことなく、希土類系磁石用原料合金への水素吸蔵時間を短縮できるため、水素吸蔵室10における処理時間の短縮を図ることができる。
また本実施例では、回収室40には、処理容器50を上下反転させる反転手段44を有し、処理容器50は、上面に開口部を有し、処理容器50内の希土類系磁石用原料合金の排出を、反転手段44による上下反転によって行う。従って、処理容器50の下部を開放して水素粉砕粉を落下させる場合に比較して、開口部周辺や蓋体51周辺に水素粉砕粉が残留することが少なく、更に減圧した状態なので、反転動作による気流の発生による水素粉砕粉の舞い上がりの影響も生じない。
In the present embodiment, the heating means 60 for heating the processing vessel 50 is provided on the upstream side of the transfer means 5 or the transfer means 5, and the rare earth magnet raw material alloy is heated before being loaded into the hydrogen storage chamber 10. Since the hydrogen storage time in the rare earth magnet raw material alloy can be shortened without performing the heat treatment in the storage chamber 10, the processing time in the hydrogen storage chamber 10 can be shortened.
Further, in the present embodiment, the recovery chamber 40 has reversing means 44 for turning the processing vessel 50 upside down. The processing vessel 50 has an opening on the upper surface, and the rare earth magnet raw material alloy in the processing vessel 50 Is discharged by upside down by the inversion means 44. Therefore, compared with the case where the lower part of the processing vessel 50 is opened and the hydrogen pulverized powder is dropped, the hydrogen pulverized powder is less likely to remain around the opening and the lid 51 and is further reduced in pressure. There is no effect of the pulverization of the hydrogen pulverized powder caused by the generation of airflow.
また本実施例では、搬送手段5がコンベアであり、加熱手段60をコンベアの側方又は上方に配置することで、製造工程中に独立した室を設けることなく、既設の搬送経路中で加熱を行うことができる。
また本実施例では、加熱手段60が処理容器50の側方又は上方に配置された状態で処理容器50とともに搬送手段5を移動して、搬送中に加熱を行うことができるため、搬送時間を有効に活用できる。
また本実施例では、処理容器50の移動時にも加熱手段60によって加熱することで、水素吸蔵室10の搬入時にあわせて処理容器50の温度を最適に維持することができる。
また本実施例では、処理容器50の周囲の雰囲気温度を0℃〜150℃とすることで、希土類系磁石用原料合金の酸化を早めることなく、希土類系磁石用原料合金への水素吸蔵時間を短縮できる。
また本実施例では、処理容器50の表面温度を0℃〜100℃に加熱した状態で水素吸蔵室10に搬入することで、希土類系磁石用原料合金の酸化を早めることなく、希土類系磁石用原料合金への水素吸蔵時間を短縮できる。
また本実施例では、処理容器50に収容された希土類系磁石用原料合金の少なくとも一部を0℃〜100℃に加熱した状態で水素吸蔵室10に搬入することで、希土類系磁石用原料合金の酸化を早めることなく、希土類系磁石用原料合金への水素吸蔵時間を短縮できる。
In this embodiment, the conveying means 5 is a conveyor, and the heating means 60 is arranged on the side or upper side of the conveyor, so that heating can be performed in the existing conveying path without providing an independent chamber during the manufacturing process. It can be carried out.
Further, in this embodiment, since the heating means 60 can be moved together with the processing container 50 in a state where the heating means 60 is disposed on the side or above the processing container 50 and heating can be performed during the transportation, the transportation time can be reduced. Can be used effectively.
Further, in the present embodiment, the temperature of the processing container 50 can be optimally maintained in accordance with the loading of the hydrogen storage chamber 10 by heating by the heating means 60 even when the processing container 50 is moved.
Further, in this embodiment, by setting the ambient temperature around the processing vessel 50 to 0 ° C. to 150 ° C., the hydrogen storage time in the rare earth magnet material alloy can be increased without accelerating the oxidation of the rare earth magnet material alloy. Can be shortened.
In the present embodiment, the surface temperature of the processing vessel 50 is heated to 0 ° C. to 100 ° C. and then carried into the hydrogen storage chamber 10, so that the rare earth magnet raw material alloy can be oxidized without accelerating the oxidation. The hydrogen storage time in the raw material alloy can be shortened.
In the present embodiment, at least a part of the rare earth magnet raw material alloy accommodated in the processing vessel 50 is carried into the hydrogen storage chamber 10 while being heated to 0 ° C. to 100 ° C. The hydrogen storage time in the rare earth magnet raw material alloy can be shortened without accelerating the oxidation of.
次に、図1で説明した加熱手段の更に詳細な構成と動作について説明する。
図2は同製造装置における加熱手段を示す斜視図である。
加熱手段60は、一方に配置される加熱源保持板61、他方に配置される加熱源保持板62、上方に配置される加熱源保持板63で構成され、これら加熱源保持板61、62、63は、それぞれ加熱源61a、62a、63aを内部空間側に保持し、枠体64に取り付けられている。ここで、内部空間は、処理容器50を配設した状態で、処理容器50の側方及び上方に、所定寸法の空間が形成される大きさとなっている。
加熱源保持板61、62、63が取り付けられている枠体64は、コンベア上に配置されている。
Next, a more detailed configuration and operation of the heating unit described in FIG. 1 will be described.
FIG. 2 is a perspective view showing a heating means in the manufacturing apparatus.
The heating means 60 includes a heating source holding plate 61 arranged on one side, a heating source holding plate 62 arranged on the other side, and a heating source holding plate 63 arranged on the upper side. These heating source holding plates 61, 62, 63 holds the heating sources 61a, 62a, 63a on the inner space side, and is attached to the frame body 64. Here, the internal space has such a size that a space having a predetermined dimension is formed on the side and above the processing container 50 in a state where the processing container 50 is disposed.
The frame body 64 to which the heat source holding plates 61, 62, and 63 are attached is disposed on the conveyor.
本実施例では、加熱手段60が、処理容器50の側方及び上方に、所定寸法の空間を介して配置され、所定温度の雰囲気下で処理容器50を加熱することができるため、加熱しすぎによる希土類系磁石用原料合金の酸化を防止することができる。
また本実施例では、搬送手段5がコンベアであり、加熱手段60がコンベア上に配置されているので、製造工程中に独立した室を設けることなく、既設の搬送経路中で加熱を行うことができる。
In this embodiment, the heating means 60 is disposed on the side and upper side of the processing container 50 via a space having a predetermined size, and can heat the processing container 50 in an atmosphere of a predetermined temperature. Oxidation of the rare earth magnet raw material alloy due to the above can be prevented.
In this embodiment, since the conveying means 5 is a conveyor and the heating means 60 is disposed on the conveyor, heating can be performed in an existing conveying path without providing an independent chamber during the manufacturing process. it can.
次に、図3及び図4を用いて希土類系磁石用原料合金の水素吸蔵の挙動特性について説明する。
図3は原料合金の温度の違いによる水素吸蔵の挙動特性を示す図、図4は雰囲気温度の違いによる水素吸蔵特性を示す図である。
図3では、原料合金の温度が20℃前後、10℃前後、0〜5℃程度の3つの群に分類した場合の水素吸蔵量の時間による変化特性を示している。
図3に示すように、水素吸蔵量が0.4wt%で比較すると、20℃前後の群は約50分、10℃前後の群は約60分から80分、0〜5℃程度の群は100分から120分程度となっている。
このように原料合金の温度が低いと水素吸蔵に要する時間は長くなる。
また、水素吸蔵の開始段階、例えば0.01wt%程度の段階で比較すると、10℃を下回ると、立ち上がりに相当の時間を要しており、図示はしないが、更に0℃を下回るとその現象は顕著に表れる。
図4では、飽和水素吸蔵量の10%の水素吸蔵(水素吸蔵の開始段階)に要する雰囲気温度と時間との関係を示し、図4中の実線は平均特性線、2本の破線は全てのデータが含まれるように引いた境界特性線である。これら平均特性線及び境界特性線から分かる通り、雰囲気温度が25℃になると水素吸蔵の開始までに要する時間には大きな差異は見られず、また時間的ばらつきも小さくなることが分かる。また、雰囲気温度が0〜15℃の範囲においては、15℃以上と比較すると水素吸蔵の開始までに要する時間は長時間となり、また雰囲気温度が低下するに従い水素吸蔵の開始までに要する時間は増加する傾向にはあるが、その曲率からもわかるように、0℃より低い雰囲気温度での想定時間との比較では、短時間で水素吸蔵が開始されることが分かる。
又希土類磁石用原料合金の一部を100℃超の温度に加熱した場合には、合金が部分的に発火する現象が見られ、100℃超の温度設定は困難であることがわかった。
Next, the hydrogen storage behavior characteristics of the rare earth magnet raw material alloy will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 is a diagram showing the behavioral characteristics of hydrogen storage depending on the temperature difference of the raw material alloy, and FIG. 4 is a diagram showing the hydrogen storage characteristics depending on the difference in ambient temperature.
FIG. 3 shows a change characteristic of the hydrogen storage amount with time when the temperature of the raw material alloy is classified into three groups of about 20 ° C., about 10 ° C., and about 0 to 5 ° C.
As shown in FIG. 3, when the hydrogen storage amount is 0.4 wt%, the group around 20 ° C. is about 50 minutes, the group around 10 ° C. is about 60-80 minutes, and the group around 0-5 ° C. is about 100 minutes. From 120 minutes to 120 minutes.
Thus, when the temperature of the raw material alloy is low, the time required for hydrogen storage becomes long.
Further, when compared at the hydrogen storage start stage, for example, about 0.01 wt%, if it falls below 10 ° C., it takes a considerable amount of time to rise. Appears prominently.
FIG. 4 shows the relationship between the ambient temperature and time required for hydrogen storage (starting stage of hydrogen storage) of 10% of the saturated hydrogen storage amount, the solid line in FIG. 4 is the average characteristic line, and the two broken lines are all This is a boundary characteristic line drawn to include data. As can be seen from these average characteristic lines and boundary characteristic lines, it can be seen that when the ambient temperature reaches 25 ° C., there is no significant difference in the time required for the start of hydrogen occlusion, and the temporal variation is reduced. In addition, when the ambient temperature is in the range of 0 to 15 ° C., the time required to start hydrogen storage is longer than that when the ambient temperature is 15 ° C. or higher, and the time required to start hydrogen storage increases as the ambient temperature decreases. However, as can be seen from the curvature, it is understood that hydrogen occlusion is started in a short time in comparison with the estimated time at an ambient temperature lower than 0 ° C.
Further, it was found that when a part of the raw material alloy for rare earth magnets was heated to a temperature exceeding 100 ° C., the alloy partially ignited, and it was difficult to set the temperature above 100 ° C.
本発明は、酸化しやすい状態にある希土類系磁石用原料合金の水素粉砕粉の回収方法及び回収装置に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be utilized for the collection | recovery method and collection | recovery apparatus of hydrogen pulverized powder of the raw material alloy for rare earth magnets in the state which is easy to oxidize.
1 回収容器
2 遮断扉
10 水素吸蔵室
11 遮断扉
12 不活性ガス導入手段
13 真空排気手段
14 水素導入手段
15 コンベア手段
20 加熱室
21 遮断扉
22 不活性ガス導入手段
23 真空排気手段
24 加熱源
25 コンベア手段
30 冷却室
31 遮断扉
32 活性ガス導入手段
33 真空排気手段
34 冷却手段
35 コンベア手段
40 回収室
41 遮断扉
42 不活性ガス導入手段
43 真空排気手段
44 反転手段
45 コンベア手段
50 処理容器
60 加熱手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Recovery container 2 Shut-off door 10 Hydrogen storage room 11 Shut-off door 12 Inert gas introduction means 13 Vacuum exhaust means 14 Hydrogen introduction means 15 Conveyor means 20 Heating chamber 21 Shut-off door 22 Inert gas introduction means 23 Vacuum exhaust means 24 Heating source 25 Conveyor means 30 Cooling chamber 31 Shut-off door 32 Active gas introduction means 33 Vacuum exhaust means 34 Cooling means 35 Conveyor means 40 Recovery chamber 41 Shut-off door 42 Inert gas introduction means 43 Vacuum exhaust means 44 Inversion means 45 Conveyor means 50 Processing container 60 Heating means
Claims (10)
10. The rare earth magnet material alloy according to claim 8, wherein at least a part of the rare earth magnet material alloy is carried into the hydrogen storage chamber while being heated to 10 ° C. to 25 ° C. 10. Manufacturing method.
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