JPH02179803A

JPH02179803A - Ｎｄ系永久磁石用フレーク製造用注湯容器

Info

Publication number: JPH02179803A
Application number: JP63333829A
Authority: JP
Inventors: Rikuhiro Komiya; 小宮　陸紘; Kazuyuki Tashiro; 和幸田代
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1988-12-28
Filing date: 1988-12-28
Publication date: 1990-07-12

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、急冷凝固法によってＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁
石を製造するための装置に関し、特に注湯容器、に関す
るものである。

（従来の技１ネテ）急冷凝固法による金属ストリップ等の製造技術は、非晶
質合金の開発を契機としてその利点が注目され、新しい
材料の開発のための手段として脚光を浴びてきている。

急冷凝固法による金属ストリップ等の製造技術は、高温
の溶融物質を高速回転している金属ロールの外周面に吹
き付けて栄、冷し、非晶質或はそれに近い結晶質の物質
を得るものである。この技術によれば、機械的加工が困
難な、例えば冷間圧延が不可能な材料の薄帯を直接的に
得ることができる。また、通常の冷却手段では不可能な
高温相の非晶質化を室温で実現できる。

一方、Ｎｄ　−Ｆｅ　−Ｂ系永久磁石を急冷凝固法を用
いて製造する技術として、特開昭５７−２１０９３４号
公報或は特開昭６０−９８５２号公報に開示されている
技術が知られている。その他に、大学や企業の研究成果
も多数報告されている。

しかしながら、これら既知の技術は、少量の合金を石英
るつぼ中で溶解し、急冷凝固させる実験室規模のもので
ある。

Ｎｄ　−Ｆｅ　−Ｂ系永久磁石を急冷凝固法を用いて工
業的規模で量産する技術は、これまで知られていない。

（発明が解決しようとする課Ｂ）本発明は、Ｎｄ　−Ｐｅ−Ｂ系永久磁石用材料のフレー
クを急冷凝固法によって工業的規模で安定して製造する
ための装置、わけても注湯容器を提供することを目的と
してなされた。

（課題を解決するための手段）本発明の要旨とする処は、Ｎｄ　−Ｐｅ　−Ｂ系永久磁
石用合金を溶解しその溶湯を、底部に噴射用ノズルを有
するとともに電気的加熱手段によって予熱された石英製
注湯容器（るつぼ）に注入し、さらに前記噴射用ノズル
から回転するロール外周面に噴射して急冷凝固させ、Ｎ
ｄ　−Ｆｅ　−Ｂ系永久磁石用フレークを製造するため
の注湯容器（るつぼ）であって、その外部を高周波誘導
によって発熱するカーボン発熱体で覆い、その外周をカ
ーボン類の布若しくはセラミックスファイバーの布で囲
繞し、これらをその外部からＳｉＯ□−Ｍ２０３系材料
で支持するとともに、該ＳｉＯ□−ＡＺ２−Ａｌ２Ｏ３
系材料の外側に高周波誘導コイルを設けてなるＮｄ系永
久磁石用フレーク製造用注湯容器にある。

以下に、本発明の詳細な説明する。

発明者等は、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石用材料のフレー
クを急冷凝固法によって工業的規模で量産するプロセス
を確立すべく研究を進めた。その結果、量産態勢確立の
最大の隘路となったのは、注湯容器に関する問題であっ
た。即ち、１３５０〜１４５０°Ｃといった高温のＮｄ
　−Ｆｅ　−Ｂ系合金溶湯を急冷凝固させて永久磁石用
材料のフレークを製造するに際し、熱衝撃に対する安定
性その他の特性において、石英が注湯容器の材質として
優れている。しかしながら、石英製の注湯容器によって
Ｎｄ　−Ｐｅ　−Ｂ系合金溶湯を下部ノズルから金属ロ
ール外周面上に噴射して象、冷凝固フレークを製造する
場合、失透と呼ばれるトラブルが発生し、安定した操業
ができないことが判明した。

発明者等は、その原因について検討を進めた結果、注湯
容器を高温に維持するための耐火材からＮａ“、に４と
いワたアルカリ金属或はアルカリ土類金属のイオンが発
生し、これが石英製の注湯容器を失透させているのでは
ないかということに着目し、耐火材の高純化に取り組み
成果を上げた。

失透（または結晶化）現象は、石英が構造的により安定
なりリストパライト（βクリストバライト）に転移する
現象である。石英に失透が発生すると、不透明となり機
械的強度を喪失する。失透（または結晶化）速度は温度
が高いほど高くなり、また周囲の（炉内）雰囲気中の不
純物によって影響を受け、１０倍或は１００倍に変化す
ることがある。しかして、１３５０〜１４５０°Ｃとい
った高温度域では雰囲気中の不純物は石英の失透（また
は結晶化）に鋭く影響する。

特に、石英製の注湯容器（るつぼ）のサイズが大きくな
ると、その周辺に配置される耐火材の量も多くなり、石
英製の注湯容器（るつぼ）の加熱に伴って前記耐火材に
含まれる不純物、わけてもアルカリ金属およびアルカリ
土類金属のイオンが多量に発生し、注湯容器の失透（ま
たは結晶化）が増速される。

この問題を解決すべ〈発明者等は種々検討を進めた結果
、第１図および第２図に示す構成になる装置とすること
によってこの問題を解決することに成功した。

以下に、本発明を好ましい実施例に即して詳細に説明す
る。

第１図に、本発明に係わるＮｄ　−Ｆｅ　−Ｂ系永久磁
石用材料の製造装置の全体を示す。Ｎｄは、酸素との親
和力が極めて強い元素であるため、Ｎｄ　−Ｆｅ　−Ｂ
系永久磁石用材料のフレークの製造は、真空減圧後Ａｒ
で置換された雰囲気中で行われる。

このＡｒ雰囲気中でＮｄ系合金を溶解炉１で溶解して１
３５０〜１４５０°Ｃの溶湯とし、高周波誘導加熱によ
って１４００〜１５００°Ｃに予熱されている注湯容器
２へ傾注し、注湯容器２の下部に設けられたノズル３を
介して溶湯を高速回転しているロール４表面に噴射して
急冷凝固させ、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石用材料のフレ
ーク５を得る。

このフレーク５は、フレーク室１０に捕集され、放冷後
回収される。

第２図に、本発明の注湯容器２の構造を示す。

注湯容器２は、石英製であり、その外側下部に高周波誘
導によって発熱する高純度のカーボン発熱体６が配設さ
れる。発明者等の知見によれば、このカーボン発熱体６
の純度は、不純物の含有量が１５ｐｐｍ以下のものでな
ければならない。このカーボン発熱体６中の不純物が１
５ｐｐｍを超えると、注湯容器２が１４００〜１５００
°Ｃに予熱れたときに、不純物中のＮａ”　、　Ｋ　”
等のアルカリ金属あるいはアルカリ土類金属のイオンが
発生し、注湯容器２を失透させる。注湯容器２とカーボ
ン発熱体６から構成されるブロックは、高純度のＳｉｎ
ｇ　　ＩＶＺＯ３系の材料（外るつぼ）７で支持される
。

この外るつぼ７は、５ｉ（ｈ　：　８５〜９０χ、　Ａ
７．−Ａｌ２Ｏ３：１０〜１５χの組成の材料で作られ
、不純物としての他の酸化物の量は、１．５％以下でな
ければならない。

その理由は、カーボン発熱体６におけると同じである。

カーボン発熱体６と外るつぼ７の間には、カーボン布ま
たはセラミックスファイバー８が介挿される。カーボン
発熱体６と外るつぼ７の間で、熱の移動を遮断するため
である。カーボン布またはセラミックスファイバー８を
介挿することにより、外るつぼ７が高温になることを抑
えることによって、外るつぼ７からアルカリ金属やアル
カリ土類金属のイオンが発生するのを防止できる。カー
ボン布またはセラミックスファイバー８の純度は、カー
ボン発熱体６におけると同じ理由により、カーボン布に
ついては不純物含有量が３００ｐｐｍ以下、セラミック
スファイバーについては不純物含有量が−Ａｌ２Ｏ３１
％以下となるものでなければならない。

本発明に係わるＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石用材料の製造
装置は、第１図に示すように、２室に区分され、それぞ
れ独立に室内の圧力がコントロールされる。従って、注
湯容器２の上端部はフランジ１１となっており、このフ
ランジ１１に０リングを配置して２室間をシールしてい
る。而して、注湯容器２の上部はＯリングの焼損を防止
するために、カーボン発熱体６で覆われない。本発明に
おいては、このカーボン発熱体６で覆われない注湯容器
２の上部を、ガス遮断用の高純度のカーボン布またはセ
ラミックスファイバー９で被覆して、Ｎａ”　、　Ｋ　
”等のアルカリ金属或はアルカリ土類金属のイオンから
注湯容器２の上部を保護するよう構成している。このガ
ス遮断用のカーボン布またはセラミックスファイバー９
の純度は、カーボン発熱体６におけると同じ理由によっ
て、カーボン布については不純物含有量が３００ｐｐｍ
以下、セラミックスファイバーについては不純物含有量
が−Ａｌ２Ｏ３１％以下となるものでなければならない
。

外るつぼ７をＳｉｎｇを主成分とする材質としたのは、
熱衝撃に強いからである。

（実施例）第２表に石英製注湯容器（るつぼ）２の周辺を構成する
耐火材の性状と、注湯容器２の失透の発生程度の関係を
示す。Ｎα４が本発明である。

石英製注湯容器（るつぼ）２を、−Ａｌ２Ｏ３６気圧の
Ａｒガス雰囲気中でその内面が１４００〜１４５０℃に
なるまで加熱し、室温まで冷却して観察した。

第２表中、Ｎα１は外るつぼに純度の低いＳｉＯ□−Ａ
ｌ２−Ａｌ２Ｏ３系キャスタブルを使用し、またカーボ
ン発熱体も純度の低いものを使用しさらに、外るつぼと
カーボン発熱体間にカーボン布を介挿しなかったもので
ある。Ｎ（Ｌ　１の注湯容器には全面に激しい失透を生
じ、変形してしまった。

Ｎｏ、２は、外るつぼを高温焼成した高純度ＳｉＯ□−
Ｍ２０３系煉瓦で製造したものである。また、外るつぼ
とカーボン発熱体の間にカーボン布を介挿した。

カーボン布の代わりにセラミックスファイバーを使用し
た結果、カーボン布はどではなかったが、失透は軽減さ
れた。また、セラミックスファイバーは、局所的に溶融
固化した箇所があり、カーボン布の方が効果的であった
。

しかし、石英製注湯容器（るつぼ）２の上部は、カーボ
ン布で囲繞されることなく露出したままであった。失透
の程度は緩和されたものの、無くなるには至らなかった
。

Ｎｏ、　３は、カーボン発熱体の純度をさらに高（した
ものである。その結果、カーボン発熱体に近接した部位
に発生する失透はなくなったけれども、カーボン発熱体
よりも上部の石英の露出部に軽微の失透が発生した。

Ｎα４は、Ｎα３における構成に加えてカーボン発熱体
よりも上部の石英の露出部をカーボン製の布で覆い、雰
囲気に触れないようにした。その結果、注湯容器におけ
る失透は完全に消失し、正常な状態の下での溶湯の噴射
を長時間行うことが可能となり、安定した操業を確立で
きた。

カーボン布の代わりにセラミックスファイバーで覆って
も、結果はほぼ同じであった。

（発明の効果）本発明によれば、合金溶湯を金属ロール外周面上に噴射
するための注湯容器（るっぽ）における失透が防止され
、これによってＮｄ　−Ｆｅ　−Ｂ系永久磁石材料フレ
ークを工業的規模で量産することが可能となり、その工
業的価値は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係わるＮｄ　−Ｆｅ　−Ｂ系永久磁
石材料フレークの製造装置の全体図、第２図は、本発明
のＮｄ　−Ｆｅ　−Ｂ系永久磁石材料フレーク製造用注
湯容器を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石用合金を溶解しその溶湯を、
底部に噴射用ノズルを有するとともに電気的加熱手段に
よって予熱された石英製注湯容器（るつぼ）に注入し、
さらに前記噴射用ノズルから回転するロール外周面に噴
射して急冷凝固させ、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石用フレ
ークを製造するための注湯容器（るつぼ）であって、そ
の外部を高周波誘導によって発熱するカーボン発熱体で
覆い、その外周をカーボン製の布若しくはセラミックス
ファイバーの布で囲繞し、これらをその外部からＳｉＯ
＿２−Ａｌ＿２Ｏ＿３系材料で支持するとともに、該Ｓ
ｉＯ＿２−Ａｌ＿２Ｏ＿３系材料の外側に高周波誘導コ
イルを設けてなるＮｄ系永久磁石用フレーク製造用注湯
容器。