JPH0867926A - Al−Mg系合金屑の溶解法 - Google Patents

Al−Mg系合金屑の溶解法

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JPH0867926A
JPH0867926A JP20104194A JP20104194A JPH0867926A JP H0867926 A JPH0867926 A JP H0867926A JP 20104194 A JP20104194 A JP 20104194A JP 20104194 A JP20104194 A JP 20104194A JP H0867926 A JPH0867926 A JP H0867926A
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JP20104194A
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Ryuhei Masuda
隆平 増田
Motohiro Nagao
元裕 長尾
Kazutaka Kunii
一孝 國井
Kenji Osumi
研治 大隅
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 Al−Mg系合金屑を含む原料を大気雰囲気
中で溶解する際において、溶解温度を750℃以下に設
定すると共に、該溶解温度に達するまでの昇温速度を1
50℃/時間以上とし、該溶解温度での保持時間を4時
間以下とする。 【効果】 特に溶解時の昇温速度を高めることによって
MgOの生成を防止し、それによりMgOを核として生
成するMgAl24 の量を大幅に低減することがで
き、MgAl24 よりなる酸化物系介在物量が少なく
清浄度の高いAl−Mg系合金に再生できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はAl−Mg系合金屑の溶
解法に関し、特にAl−Mg系合金を大気溶解するに際
し、該溶解工程で生成する酸化物系介在物の生成量を可
及的に低減し、清浄度の高いAl−Mg系合金を得るこ
とのできる溶解法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】AlおよびAl合金は、軽量性、加工
性、表面美麗性等の特徴を有することから種々の用途に
利用されており、中でもAl−Mg系合金は、加工性や
強度等においてとりわけ優れた特性を有しているので広
く活用されている。
【0003】他方最近では、省資源・省エネルギーの観
点から、AlやAl合金製品のリサイクルが広く進めら
れているが、再溶解工程で混入してくる酸化物系介在物
の影響が大きな問題として指摘されている。即ちAl合
金、とりわけAl−Mg系合金は酸化され易く、大気雰
囲気中で溶解を行なうとMgAl24 を主体とする酸
化物系介在物が生成し、これらが溶湯中へ混入して清浄
度を低下させ、得られるAl−Mg系合金製品の物性を
著しく悪化させる。
【0004】そこで、得られるAl合金溶湯の清浄度を
高めるための手段として様々の方法が提案されており、
例えば特開平2−38539号公報には、無機塩化物と
無機ふっ化物を主成分とする精錬用フラックスを溶湯中
に吹き込んで溶解・精錬を行なう方法、特公昭52−3
6846号公報には溶湯へのガス吹込みによって不純介
在物を浮上分離させる方法、また特公昭60−2309
44号公報には不純介在物をフィルターで濾別する方法
等が提案され、その一部は実用化されている。
【0005】しかしながらこれらの方法でも、リサイク
ル品中の酸化物系介在物量を地金レベルまで低減するこ
とは困難であり、Al合金回収原料を用いた製品の用途
は著しく制限され、低品位Al合金製品への再利用に限
られているのが実状である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の様な
事情に着目してなされたものであって、その目的は、A
l−Mg系合金屑を含む原料を大気雰囲気中で溶解する
際において、該溶解工程で溶湯中に混入してくる酸化物
系介在物の量を可及的に低減し、介在物混入量の少ない
Al−Mg系合金として再生することのできる方法を提
供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成すること
のできた本発明に係る溶解法の構成は、Al−Mg系合
金屑を含む原料を大気雰囲気中で溶解する方法におい
て、溶解温度を750℃以下に設定すると共に、該溶解
温度に達するまでの昇温速度を150℃/時間以上と
し、該溶解温度での保持時間を4時間以下とするところ
に要旨を有するものである。
【0008】
【作用】上記の様に本発明では、Al−Mg系合金屑を
大気雰囲気中で再溶解する際において、溶解温度を75
0℃以下の低めの温度に設定すると共に、該溶解温度に
達するまでを150℃/時間以上で急速昇温し、該溶解
温度で比較的短時間保持するものであり、こうした条件
設定を行なうことによって、再溶解時における酸化物系
介在物の生成量を可及的に低減するものであり、こうし
た条件を定めた理由を以下詳細に説明する。
【0009】まず図1は、各種Al−Mg系合金スクラ
ップを大気溶解することによって得られる溶湯中に含ま
れる酸化物系介在物の混入量を酸化物抽出法によって定
量した結果を示したものであり、Alサッシ屑とAl缶
屑で酸化物系介在物の混入量はかなり違ってくるが、い
ずれにおいても混入してくる酸化物系介在物の大部分は
MgAl24 であって、その混入量は地金溶湯中に混
入してくるMgAl24 の3〜4倍以上であり、該M
gAl24 の混入量をうまく低減してやれば、酸化物
系介在物の含有量に関する限り地金溶湯とほぼ同程度の
純度レベルの再生溶湯が得られるものと考えられる。
【0010】そこで本発明者等は、再溶解工程で混入し
てくる酸化物系介在物のうち特にMgAl24 に注目
し、該MgAl24 混入量の低減を最終の目的とし、
先ずその生成条件について検討した。該MgAl24
の生成条件としては溶解温度、保持時間および溶解速度
が考えられ、すでに確認されているところでは、たとえ
ば「金属」41,(1991)、p 382(大隅ら)にも示されている
様に、溶解温度が750℃以上、保持時間が4時間以上
でMgAl24 の生成量は明らかに増大する(図2参
照)。しかしながら、溶解速度が酸化生成物(MgAl
24 )の生成量に及ぼす影響については明らかにされ
ていない。
【0011】そこで、Al−Mg系合金溶解時における
溶解速度が酸化生成物の種類や生成量にどの様な影響を
及ぼすかを明らかにするため、様々の角度から研究を進
めた結果、次の様な事実を確認した。即ち、MgAl2
4 の生成過程は大別して、Al−Mg系合金を大気
雰囲気中で溶解する際に該溶湯の酸化により溶湯からい
きなり生成する場合と、低温側の溶解温度下でまずM
gOが生成した後該MgOを核としてMgAl24
生成する場合、に分けられること、また、理由は明白で
ないが、溶解時の昇温速度を遅くしMgO生成領域で
ある低温域をゆっくり通過させると、MgOの生成量が
増大すると共にそれを核として生成するMgAl24
の量が多くなるのに対し、溶解時の昇温速度を高くして
MgO生成領域である低温域を素早く通過させると、M
gOが生成することなくいきなりMgAl24 が生成
するが、その生成量はMgOを核として生成するMgA
24 の生成量に比べて格段に少なく抑えられる、と
いう新たな事実をつきとめた。
【0012】ちなみに図3は、Al−5%Mg合金を溶
解原料として大気雰囲気中で溶解するに際し、溶解温度
を700℃、保持時間を3時間に設定し、該溶解温度ま
での昇温速度を50〜400℃/hrの範囲で変えた場
合におけるMgAl24 生成量を調べた結果を示した
ものであり、この図からも明らかである様に、溶解温度
までの昇温速度を150℃/hr以上、より好ましくは
200℃/hr以上に設定することによってMgAl2
4 の生成量は著しく抑えられることが分かる。
【0013】尚図4は、Al−5%Mg合金を大気雰囲
気で溶解するに際し、溶解温度を800℃、該温度まで
の昇温速度を100℃/hrに設定し、該溶解温度での
保持時間を30分〜4時間の範囲で変えた時に生成する
酸化物系介在物のうちMgOとMgAl24 の含有量
比率(X線回折強度)の関係を調べた結果を示したグラ
フであり、この図からも明らかである様に、溶解の初期
に生成したMgOは溶解時間がたつにつれて減少し、M
gAl24 は逆に増大している。即ちこのグラフよ
り、溶解初期にMgOが生成すると該MgOを核として
MgAl24 が生成し、結果的にMgAl24 量が
増大してくることが分かる。
【0014】こうした実験結果も考慮して本発明では、
溶解時の昇温速度を高めることによってMgOの生成を
抑制し、該MgOを核とするMgAl24 の生成量を
少なく抑えるものである。尚本発明で溶解温度を750
℃以下、溶解時間を4時間以下と定めたのは、前記図2
にも示した通り溶解温度が750℃を超える高温になる
と当該溶解温度での保持過程で生成するMgAl24
量が多くなり、また溶解時間が4時間を超えると、たと
え溶解温度を低めに設定したとしても湯面での酸化が進
んでやはり生成するMgAl24 量が増大してくるか
らである。
【0015】しかしながら、溶解温度を750℃以下に
設定すると共に当該温度での保持時間を4時間以下に設
定し、且つ溶解温度までの昇温速度を150℃/hr以
上に設定してやれば、昇温時におけるMgOの生成が抑
えられて昇温時におけるMgAl24 の量が大幅に抑
えられると共に、溶解温度での保持過程でもMgAl 2
4 の増量が抑えられ、結果的にMgAl24 含有量
が非常に少なく清浄度の高いAl−Mg合金を得ること
ができる。
【0016】従ってこのAl−Mg合金は、そのまま
で、若しくは必要により公知に方法で更に精錬処理を施
して他の混入不純物を除去してから再生Al−Mg系合
金として再使用できるほか、Al地金など他の溶製原料
と任意の比率で混合して再利用することができる。
【0017】
【実施例】以下実施例によって本発明をさらに詳述する
が、下記実施例は本発明を制限するものではなく、前・
後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施することは全て
本発明の技術範囲に包含される。
【0018】実施例1 A3004系のAl−Mg系合金屑(Mg含有量:1.
0重量%)100%を溶解原料とし、或はこのAl−M
g系合金30重量部とAl地金(Al含有量:99.7
重量%)70重量部を併用すると共に、A3004規格
に合致する量のMgを追加したものを溶解原料として使
用し、表1に示す条件で大気雰囲気中での溶解を行な
い、各溶湯の凝固物から2gの分析用サンプルを採取
し、沃素メタノール法によって各サンプル中のMgAl
24 量を定量した。
【0019】結果は表1に示す通りである。尚この実験
においては、現在の製品規格よりMgAl24 含有量
が0.01%以下であるものを合格とした。表1からも
明らかである様に、本発明の規定要件を全て満足する条
件で溶解を行なったものではいずれもMgAl24
有量が0.01%以下の低い値を示しており、製品規格
を満足しているのに対し、溶解温度が750℃を超え、
あるいは溶解速度が150℃/hr未満の比較例では何
れもMgAl24 の量が多く、再生品としての品質を
満足し得ないことが分かる。特に溶解温度までの昇温速
度はMgAl24 の量と密接な関係を有しており、1
50℃/hrを境界としてそれ未満の昇温速度ではMg
Al24 量が著しく多くなるのに対し、昇温速度を1
50℃/hr以上に高めたものでは、MgAl24
を著しく少なくできることが分かる。
【0020】
【表1】
【0021】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、A
l−Mg合金屑を大気雰囲気中で溶解するに際し、溶解
温度および保持時間を規定すると共に、特に溶解時の昇
温速度を150℃/hr以上に高めることによって、溶
解時に生成するMgAl24の量を大幅に低減するこ
とができ、MgAl24 よりなる酸化物系介在物量が
少なく清浄度の高いAl−Mg系合金に再生し得ること
になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】Al地金およびAl−Mg系合金屑を大気雰囲
気中で溶解したときに生成する酸化物系介在物の種類と
量を対比して示すグラフである。
【図2】Al−Mg系合金を大気雰囲気中で溶解する際
における溶解温度と保持時間が、生成する酸化物系介在
物の種類に与える影響を示すグラフである。
【図3】Al−Mg系合金屑を大気雰囲気中で溶解する
ときの昇温速度とMgAl2 4 生成量の関係を調べた
結果を示すグラフである。
【図4】Al−Mg系合金屑を大気雰囲気中で溶解する
に際における、溶解温度での保持時間と酸化物系介在物
の変化を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大隅 研治 兵庫県神戸市西区高塚台1丁目5番5号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Al−Mg系合金屑を含む原料を大気雰
    囲気中で溶解する方法において、溶解温度を750℃以
    下に設定すると共に、該溶解温度に達するまでの昇温速
    度を150℃/時間以上とし、該溶解温度での保持時間
    を4時間以下とすることを特徴とするAl−Mg系合金
    の溶解法。
JP20104194A 1994-08-25 1994-08-25 Al−Mg系合金屑の溶解法 Withdrawn JPH0867926A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107502800A (zh) * 2017-09-08 2017-12-22 燕山大学 一种纳米MgO颗粒增强的镁基复合材料的制备方法
CN114315382A (zh) * 2021-12-17 2022-04-12 北京金隅通达耐火技术有限公司 一种利用水化镁铝砖电熔制备的镁铝尖晶石及其制备方法

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