JPH0820829A - 硫黄含有量の低い銅又は銅合金の溶製方法 - Google Patents

硫黄含有量の低い銅又は銅合金の溶製方法

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JPH0820829A
JPH0820829A JP17766094A JP17766094A JPH0820829A JP H0820829 A JPH0820829 A JP H0820829A JP 17766094 A JP17766094 A JP 17766094A JP 17766094 A JP17766094 A JP 17766094A JP H0820829 A JPH0820829 A JP H0820829A
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desulfurizing agent
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copper alloy
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Takatsugu Hatano
隆紹 波多野
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Nikko Kinzoku KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スクラップ原料の多用を可能とし、更に硫黄
濃度が通常の精錬限界以下の材料を低コストで製造でき
る銅又は銅合金の溶製プロセスを確立する。 【構成】 銅系原料を溶解して“融点又は液相線＋（50
〜 500℃)"の温度にまで昇温した後、“CaＯ，Ca(OH)2
又はCaCO3 の１種以上とそれらの合計量に対する割合が
０〜50重量％の量のBaF2，BaCl2, NaＦ，NaCl， Na2CO
3, Na2Ｏ，NaOH，CaCl2 , CaF2 ,ＫＦ，ＫCl，Ｋ2CO3,
ＫＯＨ，LiＦ，LiCl， Li2CO3 及びLiＯＨのうちの１種
以上とを混合して成る脱硫剤”、又はこれと“脱硫剤重
量の10％未満のカ−ボン粉”との混合物を溶湯重量の
0.3〜30％の範囲（脱硫剤量を基準）で添加して保持
し、次いで反応後の脱硫剤を除去するか、更には上記脱
硫剤又は脱硫剤混合物の添加に際して溶湯の表面を“木
炭”又は“カ−ボンを50重量％以上含有する物質”で被
覆しておくか、又はこれらに加えて原料の溶解及びその
後の処理をカ−ボンを10％以上含む耐火物で築炉された
炉又はるつぼ中で行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、スクラップ原料の多
用を可能にすると共に、極低硫黄濃度の銅又は銅合金を
低コストで供給することができる銅又は銅合金の溶製方
法に関するものである。
【０００２】
【従来技術とその課題】鉱石から銅を採取するに際して
現在主流となっている“乾式精錬プロセス”を適用する
と、鉱石中に存在していた硫黄は溶錬工程での酸化によ
り0.02重量％程度にまで低減される。そして、続く電解
工程によって硫黄濃度を更に下げることができるが、電
解液として硫酸銅浴を使用する関係上、析出する銅中へ
不可避的に硫黄が混入するのを阻止できず、電解工程を
付加したとしても約 0.001重量％程度にまで硫黄濃度を
低減するのが精錬限界である。もっとも、銅中の硫黄濃
度をこれ以下に下げる手段として“硝酸銅浴を用いて再
電解する方法”等があるが、この場合には製造コストの
増加が著しく、得られる製品には金なみの価格が付加さ
れることになる。
【０００３】また、板材，線材，棒材等のような銅又は
銅合金から成る材料の製造では、精錬後の電気銅，合金
成分及びスクラップといった原料を再溶解して所定形状
のインゴットに鋳造し、これを加工するというのが一般
的に採用されている工程である。この場合、製造コスト
削減のためスクラップを多用することが望ましいが、ス
クラップの使用量が多くなると不純物の混入が問題とな
る。特に、硫黄はスクラップに付着する油分等からも容
易に混入し、そのためスクラップの使用量は自ずと制限
されざるを得なかった。
【０００４】このようなことから、本発明が目的とした
のは、銅又は銅合金材料を製造する際におけるスクラッ
プ原料の多用を可能とし、更に硫黄濃度が通常の精錬限
界以下の材料を低コストで製造できる“銅又は銅合金の
溶製プロセス”を確立することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成すべく種々検討を行い、「硫黄濃度が極力低い銅
又は銅合金材料の実現のためには再溶解時に脱硫処理を
行うのが最も実際的な手段である」との結論を得て更に
検討を重ねたところ、以下に示す知見を得ることができ
た。まず、原料の再溶解時に脱硫処理として“通常の銅
精錬工程で適用されている酸化脱硫法（酸素吹錬による
脱硫法）”を適用することについて検討したが、この方
法では極低濃度まで硫黄を下げるのに長時間を要し、原
料たる銅及び銅合金成分が酸化によって著しく損失され
てしまうことが分かった。
【０００６】そこで、今度は、溶銑の脱硫に適用されて
いるところの、酸化損失がそれほど問題にならないと考
えられる“スラグを使った脱硫精錬”に着目し、この手
法を銅又は銅合金の脱硫に適用することの可否、更には
使用するスラグについて鋭意研究を行った結果、「銅又
は銅合金原料の再溶解に当り、 特にCaＯ，CaＣＯ3 ある
いは Ca(ＯＨ)2を基剤とする脱硫剤として溶湯の処理を
行うと、 原料の酸化損失が懸念されることなく脱硫が著
しく進行し、 前記の目的が十分に達成される」との事実
が明らかとなった。
【０００７】なお、上記事実を確認するまでには数多く
の実験・検討を重ねることが必要であった。なぜなら、
溶銑脱硫の分野で使用実績のある脱硫剤そのものや、そ
れらの脱硫剤に多少の工夫を加えたりした程度のもので
は、銅又は銅合金溶湯の脱硫処理剤としては到底適用で
きないという問題があったからである。つまり、溶銑の
脱硫剤として良く用いられているフラックスの代表的な
ものはCaＣ2 系のものであり、近年に至っては Na2ＣＯ
3 系のフラックスも同時脱硫・脱りん剤として検討され
ている。しかし、CaＣ2 は、銅に対して使用するとアセ
チレン銅という爆発性の物質を生成するおそれがあり、
安全上その使用が困難であった。また、 Na2ＣＯ3 の場
合は銅又は銅合金に対しても優れた脱硫力を有するもの
の、融点が８５１℃と非常に低く、溶湯上で低粘性の融
体を形成することに加え、極めて塩基性が高いために耐
火物の浸食が大きいといった問題を有していた。更に、
Na2ＣＯ3 は強アルカリ性である上に吸水性が強いた
め、取扱いにおける安全性や保管の困難さ等といった問
題にも留意する必要があった。
【０００８】このため、本発明者等は、数多く重ねられ
てきた実験・検討の結果を踏まえて「鉄とは溶解温度，
炭素含有量，粘性等の点で著しく異なる銅又は銅合金に
対する脱硫剤としては、 このような組成，物性に適合し
て高い脱硫作用を発揮することは勿論のこと、 銅又は銅
合金溶湯と接触させる際の取扱いや保管等の面で容易な
物質であることが重要である」と考え、そのような化合
物を模索し研究を続けた結果、まず、CaＯが銅又は銅合
金溶湯の脱硫処理剤として非常に好ましい作用を発揮す
ることを見出した。また、 Ca(ＯＨ)2及びCaＣＯ3 につ
いても、これらは銅又は銅合金原料の溶解温度でCaＯに
解離することから、CaＯと同等の脱硫力を発揮すること
が確認された。
【０００９】そして、更に、次の事実を突き止めること
もできた。 a) CaＯ， Ca(ＯＨ)2又はCaＣＯ3 だけであっても銅又
は銅合金溶湯に対して優れた脱硫力を示すが、これにBa
Ｆ2, BaCl2, NaＦ，NaCl， Na2ＣＯ3, Na2Ｏ，NaＯＨ，
CaCl2 , CaF2，ＫＦ，ＫCl，K2ＣＯ3, ＫＯＨ，LiＦ，
LiCl， Li2CO3及びLiＯＨといった低融点化合物を混合
すると脱硫速度がより大きくなる。 b) 上記脱硫剤にカ−ボン粉を混合したり、処理溶湯表
面を木炭又はカ−ボン質の物質にて被覆した上で脱硫処
理を行ったり、あるいはカ−ボンを含有した耐火物から
成る溶解炉又はるつぼを用いて脱硫処理を行った場合に
は、その脱硫効率が一層向上する。
【００１０】勿論、過去に銅又は銅合金溶湯の脱硫のた
めにCaＯ系脱硫剤によるスラグ精錬を適用した例はな
く、本発明者等による「極低硫黄濃度を目標とする銅又
は銅合金の脱硫にはCaＯ系脱硫剤を用いるスラグ精錬が
最適である」との知見は画期的なものであった。
【００１１】本発明は、上記知見事項等を基に行われた
更なる研究の結果完成されたものであり、「銅あるいは
これに合金元素やスクラップ等を加えた銅又は銅合金溶
製用原料を溶解して融点又は液相線温度よりも５０〜５
００℃高い温度にまで昇温した後、その溶湯に“CaＯ，C
a(OH)2 又はCaＣＯ3 の１種以上とそれらの合計量に対
する割合が０〜50重量％の量のBaＦ2, BaCl2, NaＦ，Na
Cl， Na2CO3, Na2Ｏ，NaOH，CaCl2 , CaF2 ,ＫＦ，ＫC
l，K2CO3, ＫＯＨ，LiＦ，LiCl， Li2CO3 及びLiＯＨ
のうちの１種以上とを混合して成る脱硫剤”、 あるいは
この脱硫剤と“脱硫剤重量の10％未満のカ−ボン粉”と
の混合物を溶湯重量の 0.3〜30％の範囲（カ−ボンとの
混合物の場合には脱硫剤の量を基準とした範囲）で添加
して保持し、 次いで反応後の脱硫剤を除去するか、 更に
は上記脱硫剤又は脱硫剤混合物の添加に際して溶湯の表
面を“木炭”又は“カ−ボンを50重量％以上含有する物
質”で被覆しておくか、 あるいはこれらに加えて原料の
溶解及びその後の処理を“カ−ボンを10重量％以上含有
する耐火物で築炉された炉中”又は“カ−ボンを10重量
％以上含有するるつぼ中”で行うことにより、 硫黄含有
量の極力低い“銅”又は“Cuを60重量％以上含有する銅
合金”を低コストで安定に溶製し得るようにした点」に
大きな特徴を有している。
【００１２】ここで、本発明において、溶製対象の１つ
である銅合金のCu含有量を60重量％以上としたのは、溶
湯に“銅の溶湯としての性状”が現れるのは60重量％以
上のCuを含有する場合であるとの理由からである。
【００１３】次に、本発明において銅又は銅合金の溶製
条件を前記の如くに限定した理由をその作用と共に詳述
する。
【作用】さて、CaＯ系脱硫剤による銅又は銅合金の脱硫
反応は下記 (1)式で表され、平衡定数（Ｋ）及び硫黄の
分配比はそれぞれ下記 (2)式， (3)式で示される。 CaＯ＋Ｓ＝CaＳ＋Ｏ ………(1)
【００１４】
【数１】
【００１５】
【数２】
【００１６】ところで、本発明に係る脱硫剤の基本を成
すCaＯは融点が２５７２℃である。従って、銅及び銅合
金の通常の溶解温度では固体であるため、 Na2ＣＯ3(融
点：８５１℃）の場合のように粘性の低い融体を形成し
て耐火物を浸食するようなことはない。ただ、 Na2ＣＯ
3 のような低融点フラックスに比較すると脱硫速度は小
さい。ところが、脱硫剤として用いるCaＯに低融点の化
合物を適量混合すると、耐火物の浸食が問題とならない
状態で脱硫速度を著しく改善することができる。これ
は、低融点化合物を混合することによってCaＯの粒子の
表層が低融点化し溶融層が形成されるためである。な
お、先にも説明した通り Ca(ＯＨ)2やCaＣＯ3 は銅又は
銅合金の溶解温度でCaＯに解離することからCaＯと同じ
に考えることができる。
【００１７】このような低融点化作用を持つ化合物とし
ては、BaＦ2(1290℃：括弧内の温度は融点を示す), BaC
l2(962℃), NaＦ(992℃), NaCl (801℃), Na2CO3 (851
℃),Na2Ｏ(920℃), NaOH(320℃), CaCl2 (772℃), C
aＦ2 (1418 ℃), ＫＦ(860℃), ＫCl(776℃), K2Ｃ
Ｏ3 (891℃), ＫＯＨ(360℃), LiＦ(842℃), LiCl(6
06℃), Li2ＣＯ3 (618℃) 及びLiＯＨ(445℃) が挙げら
れる。
【００１８】さて、銅又は銅合金の溶製時における上記
脱硫剤の添加量は、多くなるほど溶湯の硫黄濃度を低減
できるが、製造コストからすれば溶湯重量の30％を超え
て添加することは実際的ではない。一方、該脱硫剤の添
加量が溶湯重量の 0.3％を下回ると所望の脱硫効果を確
保することができない。従って、脱硫剤の添加量は溶湯
重量の 0.3〜30％と限定した。
【００１９】また、BaＦ2, BaCl2, NaＦ，NaCl， Na2Ｃ
Ｏ3, Na2Ｏ，NaＯＨ，CaCl2, CaF2,ＫＦ，ＫCl，K2ＣＯ
3,ＫＯＨ，LiＦ，LiCl， Li2ＣＯ3 ，LiＯＨのうちの１
種又は２種以上の配合量につき「CaＯ，Ca(OH)2 又はCa
ＣＯ3 の合計量に対して０〜５０重量％」と上限を設け
た理由は、これらの中でBaＦ2, BaCl2, NaＦ，NaCl，Ca
Cl2, CaＦ2, ＫＦ，ＫCl，LiＦ，LiClに関しては、そ
れ自体が脱硫能力を持たないので、配合量が50重量％を
超えて多くなると脱硫速度は大きくなるものの脱硫後の
硫黄濃度が高くなる上に耐火物の侵食が大きくなるため
であり、一方、Na2ＣＯ3, Na2Ｏ，NaＯＨ，K2ＣＯ3,Ｋ
ＯＨ， Li2ＣＯ3 及びLiＯＨに関してはCaＯやCaＣＯ3
と同等あるいはそれ以上の脱硫能力を有するので、５０
重量％を超えて配合しても脱硫率を低下させずに脱硫速
度を大きくする効果が期待できるが、このように多量に
配合すると耐火物の侵食が大きくなるからである。な
お、これらBaＦ2, BaCl2, NaＦ，NaCl， Na2ＣＯ3, Na2
Ｏ，NaＯＨ，CaCl2,CaF2,ＫＦ，ＫCl，K2ＣＯ3,ＫＯ
Ｈ，LiＦ，LiCl， Li2ＣＯ3 ，LiＯＨの配合量に下限を
設けなかった理由は、CaＯ又は Ca(ＯＨ)2，CaＣＯ3 だ
けでは脱硫速度は遅くなるものの、処理時間の短縮がそ
れほど要求されないような操業条件においては十分に実
用が可能であるからである。
【００２０】次に、脱硫処理温度を“溶湯の融点又は液
相線温度に対して５０〜５００℃高い温度”に限定した
理由は次の通りである。即ち、処理温度が溶湯の融点又
は液相線温度に５０℃をプラスした温度よりも低いと脱
硫剤添加時に溶湯の表面温度が急激に低下して溶湯が凝
固し、脱硫速度が著しく低下する。一方、処理温度が高
いほど反応速度が大きくなるが、“溶湯の融点又は液相
線温度よりも５００℃高い温度”を超えた場合には電力
費等のような操業コストが増加することに加えて、脱硫
剤に低融点化合物を混合した場合には低融点化合物が著
しく気化し公害上の問題等が生じる。
【００２１】ところで、この場合、前記 (3)式から予想
されるように、溶湯／スラグ界面の酸素分圧が低いほど
溶湯中の酸素活量が小さくなって硫黄の平衡分配比は増
加する。そして、通常は大気中で行われる銅又は銅合金
の溶解において界面酸素分圧を低下させるためには、脱
硫剤にカ−ボン粉を混合したり、処理溶湯表面を“木
炭”又は“カ−ボン質の物質（例えばカ−ボン系耐火物
又はるつぼの破砕片等)"で被覆するのが効果的である。
ここで、カ−ボン質物質のカ−ボン含有量が５０重量％
未満のものでは所望の効果が得られない。
【００２２】なお、脱硫剤にカ−ボン粉を混合する場合
には、混合するカ−ボン粉の量を脱硫剤重量の10％未満
に止めておくのが良い。なぜなら、混合するカ−ボン粉
の量を脱硫剤重量の10％以上にしても更なる酸素分圧低
下効果が望めず、かえって脱硫剤と溶湯との接触面積が
減少し脱硫効率が低下するためである。
【００２３】上述した銅又は銅合金原料の溶解・脱硫処
理においては、“カ−ボンを含有した耐火物”からなる
溶解炉又はるつぼを用いることも界面酸素分圧を低下さ
せて脱硫を進行させる上で効果的である。ただ、この場
合にも、耐火物中のカ−ボン含有量が10重量％未満であ
るとやはり所望の効果が得られない。
【００２４】また、本発明に係る溶解・脱硫処理におい
ては、脱硫剤を添加する前にスラグをでき得る限り除去
して炉内又はるつぼ内を清浄にしておくことが肝要であ
る。これは、高い酸化力を持つCuＯ， Cu2Ｏ等が脱硫剤
に混入すると界面の酸素分圧が増大するためである。
【００２５】溶湯／スラグ界面の酸素分圧を低下させる
ためには、還元性ガス又は不活性ガスによる溶湯のシ−
ルや、還元性ガス又は不活性ガスの溶湯中への吹き込み
等も有効である。しかも、この方法を適用した場合に
は、攪拌による反応促進効果も期待でき、脱硫剤を同時
に吹き込めば反応効率はより向上する。但し、コスト増
加が大きいので、その適用は高級材料に限定されると言
えよう。
【００２６】脱硫速度を一段と向上させるためには、好
ましくは次の手立てを講じるのが効果的であると言え
る。即ち、CaＯ， Ca(ＯＨ)2，CaＣＯ3 の１種又は２種
以上にBaＦ2, BaCl2 ,NaＦ，NaCl， Na2ＣＯ3, Na2Ｏ，
NaＯＨ，CaCl2, CaF2, ＫＦ，ＫCl，K2ＣＯ3,ＫＯＨ，
LiＦ，LiCl， Li2ＣＯ3 ，LiＯＨの１種又は２種以上を
混合して固めた後、これを焼結する手立てである。これ
は、溶湯に脱硫剤を添加した際に“CaＯ， Ca(ＯＨ)2，
CaＣＯ3 粒子の表層における溶融層の形成”が促進され
るからである。
【００２７】更に、原料を溶解するための溶解炉として
は、抵抗加熱炉よりも電磁誘導炉を用いた方が好ましい
と言える。なぜなら、電磁誘導炉であれば湯運動によっ
て攪拌効果が生じ、反応効率が大きくなるからである。
【００２８】そして、同一の脱硫剤使用量でより低い値
にまで硫黄濃度を下げるためには、脱硫剤を分割して添
加することが有効である。これは、以下に示すように証
明される。溶湯重量をＷ(kg)，脱硫剤添加量をＶ(kg)，
硫黄分配比をＬS ，脱硫前の溶湯中及び脱硫剤中の硫黄
濃度をそれぞれ [％Ｓ]0及び (％Ｓ)0，脱硫後の溶湯中
及び脱硫剤中の硫黄濃度をそれぞれ [％Ｓ] 及び (％
Ｓ) とすると、溶湯／脱硫剤の硫黄の物質収支として下
記 (4)式が成立する。 Ｖ｛ (％Ｓ) − (％Ｓ)0｝＝Ｗ｛ [％Ｓ]0− [％Ｓ] ｝ ……(4) また、ＬS の定義より ＬS ＝ (％Ｓ) ／ [％Ｓ] ……(5) が成立する。そこで、 (5)式を (4)式に代入し、 (％
Ｓ)0＝０として変形すると下記 (6)式となる。
【００２９】
【数３】
【００３０】一方、例えば 1/2の量のフラックスを添加
して脱硫し除滓を行った後、残りの1/2 量のフラックス
を添加して脱硫し除滓を行うといった処理では、処理後
の硫黄濃度は下記 (7)式で与えられる。
【００３１】
【数４】
【００３２】上記 (6)式と (7)式を比較すると、脱硫剤
を２分割して添加した方が、硫黄がより低い濃度まで低
減することが分かる。
【００３３】続いて、本発明の効果を実施例によって具
体的に説明する。
【実施例】
〈実施例１〉市販不純物レベルの純銅を５kg準備し、こ
れをアルミナるつぼに装入して高周波溶解炉で溶解し１
４００℃まで昇温した。そして、溶湯表面を木炭で被覆
した状態で、CaＯあるいはCaＯにCaＦ2 を混合した脱硫
剤を添加し（何れも500g）溶湯の脱硫試験を行った。
【００３４】図１は、この試験において「CaＯを単味で
添加した場合」及び「CaＯとCaＦ2の重量比を変化させ
たCaＯ−CaＦ2 系脱硫剤を添加した場合」の、溶湯中の
硫黄濃度変化に関する調査結果を示したものである。図
１より、CaＯ単味でも時間をかければ硫黄濃度は十分低
い値まで低下しているが、CaＯへのCaＦ2 の混合比が増
加することによって脱硫速度が大きくなり、最低硫黄濃
度を示すまでの時間が短縮していることが分かる。但
し、CaＦ2 自体は脱硫能力か小さいため、CaＦ2 の混合
比が増加すると相対的にその分だけCaＯ割合が少なくな
る結果となるので最低硫黄濃度は高くなっている。
【００３５】なお、CaＦ2 と同様に脱硫能力の小さいBa
Ｆ2, BaCl2, NaＦ，NaCl，CaCl2 ，ＫＦ，ＫCl，LiＦ及
びLiClを混合した場合も同じ結果となった。そして、Ca
ＯをCaＣＯ3 又は Ca(ＯＨ)2に置き換えても同様の結果
が得られた。
【００３６】〈実施例２〉アルミナ系炉材（耐火物）で
築炉した３トン低周波誘導炉（実際操業炉）にて市販の
純銅，純すず，Cu−Ｐ合金及びりん青銅スクラップを溶
解し、３トンのりん青銅溶湯（Cu−0.1%Ｐ−6%Sn合金）
溶湯を得た後１２５０℃にまで昇温した。そして、CaＯ
と Ca(ＯＨ)2を等重量で混合した脱硫剤あるいはこれに
Na2ＣＯ3を混合した脱硫剤 (何れも２００kg）を用い
て溶湯の脱硫試験を行った。この試験では脱硫剤に“脱
硫剤の５重量％の割合”でカ−ボン粉を混合している。
【００３７】図２は、この試験において「CaＯと Ca(Ｏ
Ｈ)2の混合物を添加した場合」並びに「 Na2ＣＯ3 の重
量比を変化させた｛CaＯ＋ Ca(ＯＨ)2｝− Na2ＣＯ3 系
脱硫剤を添加した場合」の、溶湯中の硫黄濃度変化に関
する調査結果を示したものである。図２より、 Na2ＣＯ
3 の混合比が増加すると最低硫黄濃度を示すまでの時間
が短縮していることが分かる。しかも、 Na2ＣＯ3 はCa
Ｏに劣らぬ脱硫能力を有しているため、実施例１におけ
るCaＦ2 配合の時のように最低硫黄濃度が高くなる傾向
は認められない。しかし、 Na2ＣＯ3 の配合割合が本発
明の規定範囲を超える「｛CaＯ＋ Ca(ＯＨ)2｝／ Na2Ｃ
Ｏ3 ＝４／６」の条件では、僅か数回の試験で炉材の損
傷が認められた。なお、 Na2ＣＯ3 と同じ様に脱硫能力
を有している Na2Ｏ，NaＯＨ，K2ＣＯ3,ＫＯＨ， Li2Ｃ
Ｏ3 及びLiＯＨを配合した場合にも同様の結果が得られ
た。
【００３８】〈実施例３〉市販の純銅，Cu−Ｐ合金及び
CuＳ試薬をCu−0.03wt％Ｐ−0.007wt%Ｓの組成になるよ
うに調合した。次に、これの５kgをアルミナるつぼに装
入して高周波溶解炉で溶解し、1350℃まで昇温した。そ
して、60wt％CaＣＯ3-20wt％LiＯＨ−10wt%CaCl2−10wt
%Na2Ｏの組成の脱硫剤を種々の量添加し、溶湯の脱硫試
験を行った。
【００３９】図３は、この試験での脱硫剤の添加量と溶
湯中の硫黄濃度変化に関する調査結果を示したものであ
る。図３に示される結果からも、脱硫剤の添加量が10ｇ
（溶湯の 0.2重量％）では有効な脱硫は進行しないが、
脱硫剤添加量の増加に伴って最低硫黄濃度が低下するこ
とが確認できる。
【００４０】〈実施例４〉２kgの市販不純物レベルの純
銅をカ−ボンるつぼに装入して高周波溶解炉で溶解し、
Ｓ濃度が 0.008重量％になるようにCuＳ試薬を添加し
た。そして、種々の温度まで昇温して保持し、50ｇのCa
Ｏ，20ｇのCaＣＯ3, 10gのBaCl2 及び10ｇのNaＦ（合計
90ｇ）を混合したものを溶湯に添加し、溶湯の脱硫試験
を実施した。
【００４１】図４は、この試験での脱硫処理温度と溶湯
中の硫黄濃度変化に関する調査結果を示したものであ
る。図４に示される結果からも、溶湯温度が高いほど脱
硫速度が速くなり、最低硫黄濃度を示すまでの時間が短
縮していることが分かる。また、図４には、本発明での
規定範囲を下回る１１２０℃（純銅の融点＋３７℃）で
脱硫剤を添加したところ、溶湯の表面が凝固し、これが
再溶解するまでの５分間は全く脱硫が進行しなかったこ
とも示されている。なお、溶解温度を高く設定するほど
脱硫速度は増大するが、逆に操業コストは増加する。例
えば、本発明の規定範囲を上回る１６００℃（純銅の融
点＋５１７℃）では、１１５０℃の場合と比較して溶解
炉の消費電力は約２倍になった。
【００４２】〈実施例５〉組成がCu−1.6wt%Ni−0.4wt%
Siのコルソン合金を５kg準備し、これをアルミナるつぼ
又はカ−ボンるつぼに装入し高周波溶解炉で溶解して、
１３５０℃まで昇温した。そして、200gのCaＯ，50ｇの
CaＣＯ3 及び 100ｇの Ca(ＯＨ)2，50ｇのＫCl，10ｇの
BaＦ2, 40gのNaClを混合したものを脱硫剤とし、この
“脱硫剤”又は“脱硫剤と５ｇのカ−ボン粉との混合
物"(何れも脱硫剤が100g）を添加して溶湯の脱硫試験を
行った。なお、一部の例については溶湯表面を木炭で被
覆した条件で脱硫剤を添加した。
【００４３】図５は、この試験での“溶湯中の硫黄濃度
変化”に関する調査結果を示したものである。図５に示
される結果からも明らかなように、何れの場合でも良好
な脱硫を行えることが分かる。ただ、この試験結果から
見ると、カ−ボンるつぼを使用した場合の脱硫効果が最
も顕著であった。なお、脱硫剤に10重量％以上のカ−ボ
ン粉を混合してもそれ以上に脱硫効果の向上がなされな
いことも確認した。
【００４４】
【効果の総括】以上に説明した如く、この発明によれ
ば、通常の溶解操業でもって銅及び銅合金の低コスト脱
硫が可能となり、スクラップ原料を多用して極低硫黄濃
度の銅及び銅合金材料をコスト安く大量生産できるよう
になるなど、産業上極めて有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】「CaＯを単味で添加した場合」及び「CaＯとCa
Ｆ2 の重量比を変化させたCaＯ−CaＦ2 系脱硫剤を添加
した場合」の、溶湯中の硫黄濃度変化に関する調査結果
を示したグラフである。
【図２】「CaＯと Ca(ＯＨ)2の混合物を添加した場合」
及び「 Na2ＣＯ3 の重量比を変化させた｛CaＯ＋ Ca(Ｏ
Ｈ)2｝− Na2ＣＯ3 系脱硫剤を添加した場合」の、溶湯
中 の硫黄濃度変化に関する調査結果を示したグラフで
ある。
【図３】脱硫剤の添加量と溶湯中の硫黄濃度変化に関す
る調査結果を示したグラフである。
【図４】脱硫処理温度と溶湯中の硫黄濃度変化との関係
に係る調査結果を示すグラフである。
【図５】脱硫手段別に“溶湯中の硫黄濃度変化状況”を
調査した結果を示すグラフである。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 銅又は銅合金溶製用原料を溶解して融点
    又は液相線温度よりも５０〜５００℃高い温度にまで昇
    温した後、その溶湯に“CaＯ， Ca(ＯＨ)2，CaＣＯ3 の
    １種以上とそれらの合計量に対する割合が０〜50重量％
    の量のBaＦ2,BaCl2 , NaＦ，NaCl， Na2ＣＯ3, Na2Ｏ，
    NaＯＨ，CaCl2 , CaF2 ,ＫＦ，ＫCl，K2ＣＯ3 , ＫＯ
    Ｈ，LiＦ，LiCl， Li2ＣＯ3 ，LiＯＨの１種以上とを混
    合して成る脱硫剤”を溶湯重量の 0.3〜30％の範囲で添
    加して保持し、次いで反応後の脱硫剤を除去することを
    特徴とする、硫黄含有量の低い銅又はCuを60重量％以上
    含有する銅合金の溶製方法。
  2. 【請求項２】 銅又は銅合金溶製用原料を溶解して融点
    又は液相線温度よりも５０〜５００℃高い温度にまで昇
    温した後、その溶湯に“CaＯ， Ca(ＯＨ)2，CaＣＯ3 の
    １種以上とそれらの合計量に対する割合が０〜50重量％
    の量のBaＦ2,BaCl2 , NaＦ，NaCl， Na2ＣＯ3, Na2Ｏ，
    NaＯＨ，CaCl2 , CaF2 ,ＫＦ，ＫCl，K2ＣＯ3 , ＫＯ
    Ｈ，LiＦ，LiCl， Li2ＣＯ3 ，LiＯＨの１種以上とを混
    合して成る脱硫剤”と“脱硫剤重量の10％未満のカ−ボ
    ン粉”との混合物を脱硫剤重量にて溶湯重量の 0.3〜30
    ％の範囲で添加して保持し、次いで反応後の脱硫剤を除
    去することを特徴とする、硫黄含有量の低い銅又はCuを
    60重量％以上含有する銅合金の溶製方法。
  3. 【請求項３】 銅又は銅合金溶製用原料を溶解して融点
    又は液相線温度よりも５０〜５００℃高い温度にまで昇
    温し、この溶湯の表面を“木炭又はカ−ボンを50重量％
    以上含有する物質”で被覆した後、その溶湯に“CaＯ，
    Ca(ＯＨ)2，CaＣＯ3 の１種以上とそれらの合計量に対
    する割合が０〜50重量％の量のBaＦ2,BaCl2 , NaＦ，Na
    Cl， Na2ＣＯ3, Na2Ｏ，NaＯＨ，CaCl2 , CaF2 ,ＫＦ，
    ＫCl，K2ＣＯ3 , ＫＯＨ，LiＦ，LiCl， Li2ＣＯ3 ，Li
    ＯＨの１種以上とを混合して成る脱硫剤”を溶湯重量の
    0.3〜30％の範囲で添加して保持し、次いで反応後の脱
    硫剤を除去することを特徴とする、硫黄含有量の低い銅
    又はCuを60重量％以上含有する銅合金の溶製方法。
  4. 【請求項４】 銅又は銅合金溶製用原料を溶解して融点
    又は液相線温度よりも５０〜５００℃高い温度にまで昇
    温し、この溶湯の表面を“木炭又はカ−ボンを50重量％
    以上含有する物質”で被覆した後、その溶湯に“CaＯ，
    Ca(ＯＨ)2，CaＣＯ3 の１種以上に対しそれらの総量の
    ０〜50重量％の割合でBaＦ2, BaCl2,NaＦ，NaCl， Na2
    ＣＯ3, Na2Ｏ，NaＯＨ，CaCl2 , CaF2 ,ＫＦ，ＫCl，K2
    ＣＯ3,ＫＯＨ，LiＦ，LiCl， Li2ＣＯ3 ，LiＯＨのうち
    の１種以上とを混合して成る脱硫剤”と“脱硫剤重量の
    10％未満のカ−ボン粉”との混合物を脱硫剤重量にて溶
    湯重量の 0.3〜30％の範囲で添加して保持し、次いで反
    応後の脱硫剤を除去することを特徴とする、硫黄含有量
    の低い銅又はCuを60重量％以上含有する銅合金の溶製方
    法。
  5. 【請求項５】 原料の溶解及びその後の処理を“カ−ボ
    ンを10重量％以上含有する耐火物で築炉された炉中”又
    は“カ−ボンを10重量％以上含有するるつぼ中”で行う
    ことを特徴とする、請求項１ないし４の何れかに記載の
    硫黄含有量の低い銅又はCuを60重量％以上含有する銅合
    金の溶製方法。
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