JPH0610075A - Method and apparatus for producing high purity metallic chromium - Google Patents
Method and apparatus for producing high purity metallic chromiumInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、高純度金属クロムの製
造方法に関し、特にＳ，Ｏ，Ｎ含有量の低い高純度の金
属クロムを製造する方法であって、電子工業の分野や耐
食耐熱合金（スーパーアロイ）製造の分野における原料
として好適な高純度金属クロムの製造技術について提案
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing high-purity metallic chromium, and more particularly to a method for producing high-purity metallic chromium having a low S, O, N content, which is used in the field of electronic industry and corrosion resistance. We propose a manufacturing technology of high-purity metallic chromium suitable as a raw material in the field of alloy (super alloy) manufacturing.
【０００２】[0002]
【従来の技術】金属クロムの製造方法としては、Cr2(SO
4)3 の電解、あるいはCr2O3 のアルミテルミット還元法
などが知られている。これらの既知の製造方法によって
得られた金属クロムは、Ｓ、Ｏ、Ｎの含有量が高く電子
材料用には不向きである。2. Description of the Related Art Cr 2 (SO
4 ) 3 electrolysis or Cr 2 O 3 aluminum thermite reduction method is known. The metallic chromium obtained by these known manufacturing methods has a high content of S, O and N and is not suitable for electronic materials.
【０００３】例えば、前記電解法は、電解液にCr2(SO4)
3 を使用しているため、金属クロム中のＳが 200〜300p
pmも含まれており、また水溶液電解であるためＯを3000
〜10000 ppm 、Ｎを 200〜500ppmも含有している。一
方、テルミット法では、原料のCr2O3 の製造に硫酸を使
用することや、反応時に原料中のＳのほとんどが金属ク
ロム中に留まるため、金属クロム中のＳ分は200〜400pp
mもある。また、Ｏ含有量については、還元材のAlの配
合を増量することにより低下させることが可能である
が、過剰分のAlが金属クロム中に残ることから、Alの配
合を低めにする必要があり、その結果、Ｏ含有量は1000
〜4000ppm と高い。さらに、Ｎ含有量も約200ppmと高
い。For example, in the electrolysis method, the electrolytic solution contains Cr 2 (SO 4 )
Since 3 is used, S in metallic chromium is 200-300p
pm is also included, and since it is aqueous solution electrolysis, O is 3000
〜10000ppm 、 N also contains 200-500ppm. On the other hand, in the thermite method, sulfuric acid is used for producing Cr 2 O 3 as a raw material, and most of S in the raw material remains in metallic chromium during the reaction, so that the S content in metallic chromium is 200 to 400 pp
There is also m. Further, the O content can be reduced by increasing the content of Al in the reducing material, but since the excess amount of Al remains in the metallic chromium, it is necessary to lower the content of Al. As a result, the O content is 1000
It is as high as ~ 4000ppm. Furthermore, the N content is as high as about 200 ppm.
【０００４】上記の各方法で製造された金属クロムは、
上述したように、いずれもＳ、Ｏ、Ｎの含有量が多く、
使途に適合する金属クロムを得るためには、これらの不
純物元素をもっと除去しなければならない。そのため、
従来、真空炭素還元法あるいは水素還元法などにより脱
ガス処理を施すことが試みられた。これらのうち、真空
炭素還元法は、粉砕した金属クロムに炭素粉を加えて真
空中で加熱することにより、金属クロム中の酸素をＣＯ
として除去する方法であり、また、水素雰囲気還元法
は、粉砕した金属クロムを水素雰囲気で加熱することに
より酸素をH2O として除去する方法である。しかしなが
ら、上記各従来技術は、最近の電子材料の分野で望まれ
ているようなレベルの高純度の金属クロムを製造する技
術ではない。The metallic chromium produced by each of the above methods is
As described above, the contents of S, O, and N are large in all cases,
These impurity elements must be further removed in order to obtain a chromium metal that is suitable for use. for that reason,
Conventionally, it has been attempted to perform degassing treatment by a vacuum carbon reduction method or a hydrogen reduction method. Among them, in the vacuum carbon reduction method, carbon powder is added to crushed metal chromium and heated in a vacuum so that oxygen in the metal chromium is reduced to CO 2.
The hydrogen atmosphere reduction method is a method of removing oxygen as H 2 O by heating pulverized metal chromium in a hydrogen atmosphere. However, each of the above-mentioned conventional techniques is not a technique for producing a high-purity metallic chromium as desired in the field of electronic materials in recent years.
【０００５】このような実情に鑑み、発明者らの一人
は、かつて特公平３−79412 号公報に記載の如き、Ｓ、
Ｏ、Ｎ等の不純物含有量の低い高純度金属クロムの製造
方法を提案した。この製造方法は、粗金属クロム粉に硫
化物を形成しやすい金属粉、例えばSn, Ni, Cu粉などの
易硫化金属を加えて真空中で加熱する方法、および、こ
の方法と真空炭素還元法と水素雰囲気還元法などを組合
わせた方法である。In view of such a situation, one of the inventors of the present invention was one in which S, as described in Japanese Patent Publication No. 3-79412, was used.
A method for producing high-purity metallic chromium having a low content of impurities such as O and N has been proposed. This production method is a method of adding metal powder that easily forms sulfide to crude metal chromium powder, for example, adding easily sulfide metal such as Sn, Ni, Cu powder, and heating in vacuum, and this method and vacuum carbon reduction method. And a hydrogen atmosphere reduction method.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】発明者らが先に提案し
た従来の製造方法によれば、たしかに、不純物量が極め
て低く、それ故に上述の使途によく適合する高純度の金
属クロムが得られる。According to the conventional manufacturing method previously proposed by the inventors, it is possible to obtain a high-purity metallic chromium which has an extremely low amount of impurities and therefore is well suited for the above-mentioned uses. .
【０００７】しかしながら、この方法は、真空中で加熱
する処理において、かなりの高真空と高温度にすること
が必要であることから、金属クロムの昇華が生じ、それ
が加熱炉の発熱体およびライニング材などに付着し、加
熱処理能力の低下や装置の損傷を招き、いわゆる安定し
た製造を阻害するという問題、あるいは、金属製発熱体
などを用いた場合には、生成した金属クロムを汚染した
りするという問題、さらには、不純物を可能なかぎり低
くするためには、高温, 高真空で長時間の処理を必要と
するが、加熱炉にしばしばトラブルが発生するという問
題などもあった。However, this method requires a considerably high vacuum and a high temperature in the heating treatment in a vacuum, which causes the sublimation of metallic chromium, which causes the heating element and the lining of the heating furnace. It adheres to materials and causes a decrease in heat treatment capacity and damage to the equipment, which hinders so-called stable production, or when metal heating elements etc. are used, the generated metallic chromium is contaminated. In addition, in order to reduce impurities as much as possible, high temperature and high vacuum treatment is required for a long time, but there are also problems such as frequent occurrence of troubles in the heating furnace.
【０００８】本発明の目的は、従来技術の抱えている上
述した問題を克服することができる金属クロムの製造方
法を提案するところにあり、加熱能力の低下や生成金属
クロムの汚染、さらには操業トラブルを起こすことのな
い高純度金属クロムの製造方法とその装置を提案する。An object of the present invention is to propose a method for producing metallic chromium capable of overcoming the above-mentioned problems of the prior art, and to lower the heating capacity, contaminate the produced metallic chromium, and further the operation. We propose a manufacturing method of high-purity metallic chromium that does not cause trouble and its equipment.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的の実現に向けた
研究のなかで、発明者らは、上述した課題は以下に述べ
るような手段の採用が好適であるとの知見を得て、本発
明を完成した。すなわち、本発明は基本的に、；不純物
を含む金属クロム粉に、Sn, NiおよびCuから選ばれる１
種以上からなる易硫化金属粉を混合し、ついで、この混
合物を真空中で加熱することによって高純度金属クロム
を製造する方法において、上記真空中での加熱処理を、
上記混合物を黒鉛製発熱体を具備する真空加熱炉中に装
入し、1200〜1500℃の温度, 0.1 〜５torrの圧力を保持
した雰囲気下で行うことを特徴とする高純度金属クロム
の製造方法である。そして、本発明は、前記混合物中
に、さらに炭材粉を添加混合して用いてもよく、また、
前記混合物に塊状化剤を添加して成型体とし、その成型
体を加熱処理するようにしてもよい。なお、前記混合物
に添加する炭材粉の量は、この炭材粉が金属クロムに含
まれるＯと反応してＣＯとなるために必要な化学量論量
に対して、 0.9〜1.1 の範囲内で添加することとし、ま
た、前記混合物中の易硫化金属粉の量は、この易硫化金
属が金属クロムに含まれるＳと反応して金属硫化物とな
るために必要な化学量論量に対して、 0.9〜1.1 の範囲
内で添加することが好ましい。[Means for Solving the Problems] In the research for realizing the above-mentioned object, the inventors have found that it is preferable to adopt the following means for the above-mentioned problems, and Completed the invention. That is, the present invention is basically: a metallic chromium powder containing impurities, which is selected from Sn, Ni and Cu.
In the method for producing high-purity metallic chromium by mixing easily vulcanized metal powder composed of one or more species, and then heating this mixture in vacuum, the heat treatment in vacuum is
A method for producing high-purity metallic chromium, characterized in that the above mixture is placed in a vacuum heating furnace equipped with a graphite heating element and is carried out in an atmosphere maintaining a temperature of 1200 to 1500 ° C. and a pressure of 0.1 to 5 torr. Is. And the present invention, in the mixture, may be used by adding and mixing carbonaceous material powder,
A lumping agent may be added to the mixture to form a molded body, and the molded body may be heat-treated. The amount of carbonaceous material powder added to the mixture is within the range of 0.9 to 1.1 with respect to the stoichiometric amount required for the carbonaceous material powder to react with O contained in metallic chromium to form CO. And the amount of the easily sulfided metal powder in the mixture is relative to the stoichiometric amount necessary for the easily sulfided metal to react with S contained in metallic chromium to form a metallic sulfide. Therefore, it is preferable to add it within the range of 0.9 to 1.1.
【００１０】そして、前記製造方法の実施に用いるもの
として本発明は、不純物を含む金属クロム粉や易硫化金
属, 炭材粉などの混合物を入れるための黒鉛製容器と、
この黒鉛製容器を収容するものであって, 内側に黒鉛製
発熱体を備えるとともに炭素材のライニングを有する断
熱板仕切りと、この断熱板仕切りと上記黒鉛製容器とを
収容するための蓋つき鋼製密閉容器で構成される真空加
熱炉と、からなる高純度金属クロムの製造装置を提案す
る。The present invention, which is used for carrying out the above-described manufacturing method, comprises a graphite container for containing a mixture of metallic chromium powder containing impurities, easily sulfided metal, carbonaceous material powder, and the like,
A container for accommodating this graphite container, comprising a heat insulating plate partition having a graphite heating element inside and a carbon material lining, and a steel plate with a lid for accommodating the heat insulating plate partition and the graphite container. We propose an apparatus for producing high-purity metallic chromium, which consists of a vacuum heating furnace composed of an airtight container.
【００１１】[0011]
【作用】本発明は、従来の一般的な金属クロム（以下、
これを「粗金属クロム」という）製造に当たって、不可
避的に混入するＳ, ＯおよびＮなどの不純物を除去し
て、より高純度の金属クロムを精錬する方法である。The present invention is based on the conventional general metallic chromium (hereinafter,
This is referred to as "crude metal chromium"), and impurities such as S, O and N which are inevitably mixed are removed to refine metal chromium of higher purity.
【００１２】本発明において、処理対象となる出発原料
である, 上記粗金属クロムは、電解法、テルミット法ま
たは炭素還元法などの方法で製造されたものを用いる。
この粗金属クロムは、およそ 100メッシュ以下に粉砕し
たものが好適である。この粉砕は、粗金属クロム中の不
純物と添加剤の接触をよくして清浄効果を高めるために
行うものである。In the present invention, the crude metal chromium, which is a starting material to be treated, is one produced by a method such as an electrolysis method, a thermite method or a carbon reduction method.
This crude metal chromium is preferably ground to about 100 mesh or less. This crushing is carried out in order to improve the cleaning effect by improving the contact between the impurities in the crude metal chromium and the additive.
【００１３】本発明においては、上記粗金属クロム粉に
対し、Sn, NiおよびCuから選ばれるいずれか少なくとも
１つの易硫化金属粉を、必要に応じ炭素質物質の粉とと
もに添加混合し、混合物とする。この易硫化金属粉は、
粗金属クロムの脱硫を目的として添加するものである。
これらの金属は、硫化物を生成しやすく、また生成する
硫化物は、その蒸気圧が比較的高いため、減圧下で加熱
すると揮散除去しやすいという性質がある。なお、これ
らの易硫化金属粉は、粗金属クロム中の硫黄と反応して
金属硫化物となるために必要な化学量論量に対して 0.9
〜1.1 の範囲内で添加することが好ましい。この理由
は、 0.9以下ではＳの除去率が悪く、1.1 以上では金属
の残留量が多くなり、金属クロムの純度が低下する。図
１は、易硫化金属粉としてSnを用いた場合のSn／Ｓ比と
Ｓ除去率の関係を示すが、上記の範囲でＳ除去率が優れ
ていることが判る。In the present invention, at least one easily vulcanizable metal powder selected from Sn, Ni and Cu is added to and mixed with the above-mentioned crude metal chromium powder together with the carbonaceous material powder, if necessary. To do. This easily sulfide metal powder,
It is added for the purpose of desulfurizing crude metal chromium.
These metals easily form sulfides, and the sulfides formed have a relatively high vapor pressure, and therefore have the property of being easily volatilized and removed when heated under reduced pressure. Note that these easily sulfided metal powders have a stoichiometric amount of 0.9 that is necessary to react with sulfur in crude metal chromium to form metal sulfides.
It is preferably added within the range of 1.1. The reason for this is that if the ratio is 0.9 or less, the removal rate of S is poor, and if the ratio is 1.1 or more, the amount of residual metal increases, and the purity of metallic chromium decreases. FIG. 1 shows the relationship between the Sn / S ratio and the S removal rate when Sn is used as the easily sulfided metal powder. It can be seen that the S removal rate is excellent in the above range.
【００１４】前記炭素質物質は、易硫化金属に代えて、
または易硫化金属とともに添加して用いるが、これは粗
金属クロム中に若干含まれているＯを除去するために用
いられる。通常、炭材粉が用いられるが、本発明者らが
以前に提案したクロムカーバイド粉を用いることもでき
る（特開平４−160124号公報参照）。なお、このＣを用
いる理由は、粗金属クロム粉に炭素質物質を添加して減
圧下で加熱すると、粗金属クロム中のＯと炭素質物質中
のＣとの反応によって、ＯをＣＯガスとして揮散除去で
きるからである。この炭素質物質の添加量は、粗金属ク
ロム中に含まれている酸素量と反応してＣＯとなるため
に必要な化学量論量に対して 0.9〜1.1の範囲内が適当
である。この理由は、 0.9以下ではＯの除去率が悪く、
また 1.1以上ではＣの残留量が多くなるからである。こ
のことは、図２に示す結果に明らかなとおりである。The carbonaceous material may be replaced by a readily sulfided metal,
Alternatively, it is used by adding it together with a readily sulfided metal, and this is used for removing O slightly contained in the crude metal chromium. Usually, carbonaceous material powder is used, but it is also possible to use the chromium carbide powder previously proposed by the present inventors (see JP-A-4-160124). The reason for using C is that when a carbonaceous substance is added to crude metal chromium powder and heated under reduced pressure, O in the crude metal chromium reacts with C in the carbonaceous substance to convert O into CO gas. This is because it can be volatilized and removed. The amount of the carbonaceous substance added is appropriately in the range of 0.9 to 1.1 with respect to the stoichiometric amount required to react with the amount of oxygen contained in the crude metal chromium to form CO. The reason for this is that if 0.9 or less, the removal rate of O is poor,
In addition, when it is 1.1 or more, the residual amount of C increases. This is clear from the results shown in FIG.
【００１５】本発明において、上記混合物は、次に減圧
下で加熱処理する。この減圧下の加熱処理に当たって
は、前記混合物は粉末混合物のままでもよく、また、バ
インダーを添加し、成形体にしても良い。その成形の方
法としては、ペレタイジング,ブリケッティングなどの
方法を用いることができる。また、この成形体の形状や
サイズなどは特に限定はないが、取扱いの容易なものが
好ましい、塊状化剤は、水だけでも良いが、例えば、ポ
リビニルアルコールのような有機バインダーが好適であ
る。なお、バインダーを用いて成形した場合は、減圧,
加熱処理の前に、金属クロムが酸化しない程度の温度で
乾燥することが望ましい。In the present invention, the above mixture is then heat treated under reduced pressure. In this heat treatment under reduced pressure, the mixture may be a powder mixture as it is, or a binder may be added to form a molded product. As the molding method, methods such as pelletizing and briquetting can be used. The shape and size of the molded body are not particularly limited, but those that are easy to handle are preferable. The lumping agent may be only water, but for example, an organic binder such as polyvinyl alcohol is preferable. When molded with a binder, decompression,
Before the heat treatment, it is desirable to dry at a temperature at which metallic chromium does not oxidize.
【００１６】上記加熱処理のために、本発明において
は、図４(a),(b) に示すような真空加熱装置を用いる。
この真空加熱装置は、主として、黒鉛製容器１, この容
器を取り囲むように箱形に構成される断熱板仕切り２お
よびこの断熱板仕切り２を収容するための蓋つき真空加
熱炉３からなるものである。上記黒鉛製容器１内には、
粉状もしくは成形した前記混合物６を装入する。また、
上記断熱板仕切り２中には、黒鉛製の発熱体４を有する
とともにその内側面が炭素材でライニング５された箱形
のものである。さらに、上記真空加熱炉３は、蓋3aつき
の鋼製密閉容器にて構成されている。In the present invention, a vacuum heating device as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b) is used for the above heat treatment.
This vacuum heating device mainly comprises a graphite container 1, a box-shaped heat insulating plate partition 2 surrounding the container, and a vacuum heating furnace 3 with a lid for housing the heat insulating plate partition 2. is there. In the graphite container 1,
The powdered or molded mixture 6 is charged. Also,
The heat insulating plate partition 2 is a box-shaped one having a heating element 4 made of graphite and an inner surface thereof lined with a carbon material 5. Further, the vacuum heating furnace 3 is composed of a steel closed container with a lid 3a.
【００１７】本発明において、上記断熱板仕切り２に配
設した前記発熱体４として黒鉛製発熱体を採用する理由
は、一般に用いられる金属製、酸化物製またはSiＣなど
の非金属製の発熱体を使用した場合は、真空加熱処理に
よって蒸発したクロムがそれらの発熱体に蒸着すると、
発熱体の劣化や破損が激しくなり、長時間の操業あるい
は繰返しの操業が不可能になるばかりでなく、真空加熱
処理によってそれらの発熱体から蒸発した成分により、
生成金属クロムが汚染されるという問題があるためであ
る。一方、もしこれらの問題を防止するために、温度,
真空度を下げた場合、反応が遅くなるという欠点があ
る。この点、黒鉛製発熱体を用いると、クロムの蒸着に
よる劣化がなく、また、この黒鉛製発熱体からの蒸発が
ないため、金属クロムが汚染されるようなこともない。In the present invention, the reason why the graphite heating element is used as the heating element 4 arranged in the heat insulating plate partition 2 is that a generally used metallic, oxide or non-metallic heating element such as SiC is used. When the chrome vaporized by the vacuum heat treatment is deposited on those heating elements,
Not only does the deterioration and damage of the heating elements become severe, making it impossible to operate for a long period of time or repeatedly, but also due to the components evaporated from those heating elements by the vacuum heat treatment,
This is because there is a problem that the produced metal chromium is contaminated. On the other hand, if you want to prevent these problems,
When the degree of vacuum is lowered, there is a drawback that the reaction becomes slow. In this respect, when the graphite heating element is used, there is no deterioration due to vapor deposition of chromium, and since there is no evaporation from the graphite heating element, metal chromium is not contaminated.
【００１８】前記真空加熱処理は、粗金属クロム粉とS
n, NiおよびCuから選ばれるいずれか少なくとも１つの
易硫化金属粉またはさらに炭素質物質の粉を混合してな
る混合物６、またはその成形物を、黒鉛製容器１内に入
れ、そしてこの黒鉛製容器１を、黒鉛製発熱体４を備え
る断熱板仕切り２内に入れ、その後真空加熱炉３の蓋3a
を閉じ、減圧して加熱することにより行う。この処理の
条件は、加熱温度が1200〜1500℃の温度範囲内で、減圧
は 0.1〜５torrの圧力範囲内とする。加熱温度が1200℃
未満では、反応が遅く、脱硫, 脱酸が十分に行われず、
一方、1500℃を超えるとクロム自体の蒸発損失が大きく
なる。また、圧力については、0.1 Torr未満ではクロム
の蒸発損失が大きく、一方、５Torrを超えると脱硫, 脱
酸が十分に行われない。The above-mentioned vacuum heat treatment is performed by using crude metal chromium powder and S
At least one easily sulfided metal powder selected from n, Ni and Cu, or a mixture 6 formed by further mixing a carbonaceous substance powder, or a molded product thereof is placed in a graphite container 1 and made of this graphite. The container 1 is put in a heat insulating plate partition 2 having a graphite heating element 4, and then a lid 3a of a vacuum heating furnace 3 is placed.
Closed, reduced pressure and heated. The conditions of this treatment are such that the heating temperature is within the temperature range of 1200 to 1500 ° C. and the depressurization is within the pressure range of 0.1 to 5 torr. Heating temperature is 1200 ℃
If less than, the reaction is slow, desulfurization and deoxidation are not sufficiently performed,
On the other hand, when the temperature exceeds 1500 ° C, the evaporation loss of chromium itself increases. When the pressure is less than 0.1 Torr, the evaporation loss of chromium is large, while when it exceeds 5 Torr, desulfurization and deoxidation are not sufficiently performed.
【００１９】加熱炉内雰囲気は、単なる減圧でも良い
が、不活性ガス雰囲気にすると減圧加熱処理によって発
生するガスを搬送するためのキャリヤーガスとしても働
き、より効果がある。上記温度範囲内での保持時間は、
脱硫のための金属粉, 脱酸のための炭素質物質の添加量
および減圧, 加熱処理条件によって変わるので、特に限
定しないが、図３に示したように約２時間以内で急激な
反応は終わるが、通常６〜10時間程度が一応の目標であ
る。もちろん、この処理時間はもっと長くすることがで
き、この場合、Ｏ, Ｓは処理時間に比例して徐々に低下
する。The atmosphere in the heating furnace may be a simple reduced pressure, but if it is made an inert gas atmosphere, it works as a carrier gas for carrying the gas generated by the reduced pressure heat treatment, and is more effective. The holding time in the above temperature range is
It depends on the amount of metal powder for desulfurization, the amount of carbonaceous substance for deoxidation, the pressure reduction, and the heat treatment conditions, so there is no particular limitation, but as shown in FIG. 3, the rapid reaction ends within about 2 hours. However, the target is usually about 6 to 10 hours. Of course, this processing time can be made longer, in which case O and S gradually decrease in proportion to the processing time.
【００２０】[0020]
実施例１ 粗金属クロムをトップグラインダーで 100メッシュ以下
に粉砕し、この粗金属クロム粉に、Sn粉およびＣ粉を混
合した。Sn粉の量は、粗金属クロム中のＳがSnＳとなる
ために必要な化学量論量に対して1.04となるように、ま
た、Ｃ粉の量は、粗金属クロム中のＯがＣＯとなるため
に必要な化学量論量に対して1.04となるように調整し
た。上記混合粉に、バインダーとしてＰＶＡ（５％）溶
液を少量加えて製団し、次いで約 130℃で約８時間乾燥
した。このようにして得られた成形体を箱型の黒鉛製容
器に入れ、その容器ごと、内側に黒鉛製発熱体を有しか
つ黒鉛板でライニングされた断熱板仕切りの内部にセッ
トして真空加熱炉中に収容した。この真空加熱炉の蓋を
密閉した後、排気し、さらにアルゴンガスを流しながら
約２torrの真空度に保持して昇温した。その後、所定の
温度に達してから、一定時間加熱を続けた。その間に圧
力を徐々に下げ、最終的に0.1 torrとなるようにした。
加熱処理が終わった後、200 ℃以下になるまでアルゴン
ガスを流し続け、冷却後取り出して分析した。このよう
な操業を繰返して行った結果の例を、表１に示した。表
１には、粗金属クロムの品位、処理条件および処理後の
金属クロムの品位を示した。Example 1 Crude metal chrome was pulverized with a top grinder to 100 mesh or less, and Sn powder and C powder were mixed with this crude metal chrome powder. The amount of Sn powder is 1.04 with respect to the stoichiometric amount necessary for S in Sn to become SnS, and the amount of C powder is O in CO to CO in crude metal chromium. It was adjusted to be 1.04 with respect to the stoichiometric amount required to be. A small amount of a PVA (5%) solution as a binder was added to the above mixed powder to form a mixture, which was then dried at about 130 ° C. for about 8 hours. The molded body thus obtained is placed in a box-shaped graphite container, and the container is set inside a heat insulating plate partition having a graphite heating element inside and lined with a graphite plate, and vacuum heating. It was placed in the furnace. After closing the lid of the vacuum heating furnace, the furnace was evacuated, and the temperature was raised while maintaining a vacuum degree of about 2 torr while flowing argon gas. Then, after reaching a predetermined temperature, heating was continued for a certain period of time. During that time, the pressure was gradually reduced to 0.1 torr.
After completion of the heat treatment, argon gas was kept flowing until the temperature became 200 ° C. or lower, cooled, taken out, and analyzed. Table 1 shows an example of results obtained by repeating such operations. Table 1 shows the grade of crude metal chromium, the treatment conditions, and the grade of metal chromium after treatment.
【００２１】[0021]
【表１】 [Table 1]
【００２２】実施例２ 実施例１と同様にして処理し、製団して得た成形体を、
処理条件として加熱温度1350℃, 処理時間１回平均８時
間の操業を30回連続して行った。その結果、真空加熱炉
は全く損傷がなく、連続操業が可能であった。さらに、
製造された金属クロムは、Ｏ 200 ppm前後、Ｓ10ppm 以
下、Ｎ 10 ppm 以下であり、高純度な金属クロムである
ことが確認された。Example 2 A molded product obtained by the same treatment as in Example 1 was produced.
As the treatment conditions, a heating temperature of 1350 ° C., a treatment time of once and an average of 8 hours were repeated 30 times. As a result, the vacuum heating furnace was not damaged at all, and continuous operation was possible. further,
The produced metallic chromium was around 200 ppm O, S10 ppm or less and N10 ppm or less, and it was confirmed that the metallic chromium was highly pure.
【００２３】[0023]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
生成金属クロムの汚染がないので、高純度の金属クロム
を製造するのに有利であり、しかも真空加熱処理能力の
低下や寿命の劣化、操業トラブルといった弊害を悉く除
くことができる。従って、高純度金属クロムを効率よく
製造することができる。As described above, according to the present invention,
Since the produced metal chromium is not contaminated, it is advantageous for producing high-purity metal chromium, and it is possible to eliminate adverse effects such as reduction in vacuum heat treatment capacity, deterioration of life, and operational trouble. Therefore, high-purity metallic chromium can be efficiently manufactured.
【図１】Sn添加量の影響を示すグラフ。FIG. 1 is a graph showing the effect of Sn addition amount.
【図２】Ｃ添加量の影響を示すグラフ。FIG. 2 is a graph showing the effect of the amount of C added.
【図３】処理時間の影響を示すグラフ。FIG. 3 is a graph showing the influence of processing time.
【図４】高純度金属クロム製造装置の説明図。FIG. 4 is an explanatory view of a high-purity metallic chromium production apparatus.
１ 黒鉛製容器 ２ 断熱板仕切り ３ 真空加熱炉 ４ 発熱体 ５ ライニング ６ 混合物 1 Graphite Container 2 Insulation Plate Partition 3 Vacuum Heating Furnace 4 Heating Element 5 Lining 6 Mixture
Claims (6)
よびCuから選ばれる１種以上からなる易硫化金属粉を混
合し、ついで、この混合物を真空中で加熱することによ
って高純度金属クロムを製造する方法において、 上記真空中での加熱処理を、上記混合物を黒鉛製発熱体
を具備する真空加熱炉中に装入し、1200〜1500℃の温
度, 0.1 〜５torrの圧力を保持した雰囲気下で行うこと
を特徴とする高純度金属クロムの製造方法。1. High-purity metallic chromium powder is obtained by mixing easily sulfided metallic powder consisting of one or more selected from Sn, Ni and Cu with metallic chromium powder containing impurities, and then heating the mixture in vacuum. In the above method, the heat treatment in a vacuum is carried out by charging the mixture into a vacuum heating furnace equipped with a graphite heating element, and maintaining the temperature at 1200 to 1500 ° C. and the pressure at 0.1 to 5 torr. A method for producing high-purity metallic chromium, characterized by being performed below.
合して用いることを特徴とする請求項１に記載の製造方
法。2. The production method according to claim 1, wherein carbonaceous material powder is further added and mixed into the mixture.
とし、その成型体を加熱処理することを特徴とする請求
項１または２に記載の製造方法。3. The method according to claim 1, wherein a lumping agent is added to the mixture to form a molded body, and the molded body is heat-treated.
の炭材粉が金属クロムに含まれるＯと反応してＣＯとな
るために必要な化学量論量に対して、 0.9〜1.1 の範囲
内とすることを特徴とする請求項２または３に記載の製
造方法。4. The amount of carbonaceous material powder added to the mixture is 0.9 to 1.1 with respect to the stoichiometric amount required for the carbonaceous material powder to react with O contained in metallic chromium to form CO. The method according to claim 2 or 3, characterized in that it is within the range.
の易硫化金属が金属クロムに含まれるＳと反応して金属
硫化物となるために必要な化学量論量に対して、 0.9〜
1.1 の範囲内とすることを特徴とする請求項１〜３のい
ずれか１つに記載の方法。5. The amount of easily sulfided metal powder in the mixture is 0.9 with respect to the stoichiometric amount necessary for the easily sulfided metal to react with S contained in metallic chromium to form a metal sulfide. ~
The method according to claim 1, wherein the method is within the range of 1.1.
属, 炭材粉などの混合物を入れるための黒鉛製容器と、
この黒鉛製容器を収容するものであって, 内側に黒鉛製
発熱体を備えるとともに炭素材のライニングを有する断
熱板仕切りと、この断熱板仕切りと上記黒鉛製容器とを
収容するための蓋つき鋼製密閉容器で構成される真空加
熱炉と、からなる高純度金属クロムの製造装置。6. A graphite container for containing a mixture of metallic chromium powder containing impurities, easily sulfided metal, carbonaceous material powder, and the like,
A container for accommodating this graphite container, comprising a heat insulating plate partition having a graphite heating element inside and a carbon material lining, and a steel plate with a lid for accommodating the heat insulating plate partition and the graphite container. An apparatus for producing high-purity metallic chromium consisting of a vacuum heating furnace composed of a sealed container made of metal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4170835A JP2744867B2 (en) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | Method and apparatus for producing high purity chromium metal |
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| JP2744867B2 JP2744867B2 (en) | 1998-04-28 |
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| JP (1) | JP2744867B2 (en) |
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| JP2005220444A (en) * | 2005-03-31 | 2005-08-18 | Nikko Materials Co Ltd | High purity metal, sputtering target composed of high purity metal, thin film deposited by sputtering, and method for producing high purity metal |
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| JPS5852449A (en) * | 1981-09-24 | 1983-03-28 | Toyo Soda Mfg Co Ltd | Melting and refining method for metallic chromium |
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| JPH04160124A (en) * | 1990-10-23 | 1992-06-03 | Japan Metals & Chem Co Ltd | Production of high-purity metal chromium |
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- 1992-06-29 JP JP4170835A patent/JP2744867B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
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