JPH1017907A - 反応剤用鉄粉およびその製造方法 - Google Patents
反応剤用鉄粉およびその製造方法Info
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- JPH1017907A JPH1017907A JP19283196A JP19283196A JPH1017907A JP H1017907 A JPH1017907 A JP H1017907A JP 19283196 A JP19283196 A JP 19283196A JP 19283196 A JP19283196 A JP 19283196A JP H1017907 A JPH1017907 A JP H1017907A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 多孔質で反応面積が大きくて脱酸素性能に優
れている還元鉄粉の特性をさらに改善するとともに、脱
酸素反応より生じる発生ガスの量を顕著に抑制して好適
な反応剤用鉄粉とその製造方法を提供すること。 【構成】 含有ウスタイトの量が図１に示すように鉄と
のＸ線ピーク強度比として５％以下となるようにした還
元鉄粉からなる反応剤用鉄粉またはＸ線解析により得ら
れる鉄粉の結晶歪みが１０-3以下の還元鉄粉もしくは酸
素濃度１０％以下の不活性雰囲気中５００℃以上で熱処
理して結晶歪みが上記の条件を満たすようにした還元鉄
粉またはＣａ量として０．０２重量％以上のＣａ化合物
を含有させた還元鉄粉あるいは上記の条件を２つ以上同
時に満たす還元鉄粉からなる反応剤用鉄粉。
れている還元鉄粉の特性をさらに改善するとともに、脱
酸素反応より生じる発生ガスの量を顕著に抑制して好適
な反応剤用鉄粉とその製造方法を提供すること。 【構成】 含有ウスタイトの量が図１に示すように鉄と
のＸ線ピーク強度比として５％以下となるようにした還
元鉄粉からなる反応剤用鉄粉またはＸ線解析により得ら
れる鉄粉の結晶歪みが１０-3以下の還元鉄粉もしくは酸
素濃度１０％以下の不活性雰囲気中５００℃以上で熱処
理して結晶歪みが上記の条件を満たすようにした還元鉄
粉またはＣａ量として０．０２重量％以上のＣａ化合物
を含有させた還元鉄粉あるいは上記の条件を２つ以上同
時に満たす還元鉄粉からなる反応剤用鉄粉。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は食品や化学薬品等の脱酸
素剤や発熱剤その他の反応剤として使用される反応剤用
鉄粉およびその製造方法に関するものである。
素剤や発熱剤その他の反応剤として使用される反応剤用
鉄粉およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鉄粉の用途には、粉末冶金用や溶接棒以
外に、近年脱酸素剤や発熱剤のような、鉄の酸化反応を
用いた反応剤としての利用方法が増えている。１例とし
て、脱酸素剤について説明すると、脱酸素剤用鉄粉は近
年、食品の保存剤として利用されはじめてきたものであ
る。例えば菓子類等の包装箱の中に脱酸素剤を入れるこ
とにより、ビニール包装した中の雰囲気は脱酸素剤によ
り無酸素状態になり、バクテリアやカビ等による菓子の
腐敗が抑制され、新鮮度を保つことができる。
外に、近年脱酸素剤や発熱剤のような、鉄の酸化反応を
用いた反応剤としての利用方法が増えている。１例とし
て、脱酸素剤について説明すると、脱酸素剤用鉄粉は近
年、食品の保存剤として利用されはじめてきたものであ
る。例えば菓子類等の包装箱の中に脱酸素剤を入れるこ
とにより、ビニール包装した中の雰囲気は脱酸素剤によ
り無酸素状態になり、バクテリアやカビ等による菓子の
腐敗が抑制され、新鮮度を保つことができる。
【０００３】この脱酸素剤として、鉄が酸素と反応して
雰囲気中にある酸素を奪うことができる機能を有し、ま
た鉄及び酸化鉄が人体に対し有害な材料ではないこと、
且つ安価で手頃な材料であること等の理由から、鉄粉が
用いられてきた。このような目的に使用する鉄粉とし
て、従来からアトマイズ粉や還元鉄粉が使用されてきた
が、アトマイズ粉よりも多孔質な、言い換えれば反応面
積が大きくて、脱酸素性能が期待できる還元鉄粉が脱酸
素剤用鉄粉として求められてきた。しかし、還元鉄粉で
はアトマイズ鉄粉よりも脱酸素反応により生じる発生ガ
ス（例えば、水素ガス）の発生量が多いという問題点が
あった。このように水素ガスが発生すると包装剤の袋を
膨らませるために、発生するガス量を抑制し、好ましく
は全くなくすることが求められてきた。しかるに、脱酸
素反応により発生するガス（例えば、水素ガス）の発生
量を確実に制御できる方法はなく、勘と経験で、熱処理
条件等を設定し、発生水素ガス量を低減するしか方法が
なく、再現性がある処理方法が見出だせない状況にあっ
た。
雰囲気中にある酸素を奪うことができる機能を有し、ま
た鉄及び酸化鉄が人体に対し有害な材料ではないこと、
且つ安価で手頃な材料であること等の理由から、鉄粉が
用いられてきた。このような目的に使用する鉄粉とし
て、従来からアトマイズ粉や還元鉄粉が使用されてきた
が、アトマイズ粉よりも多孔質な、言い換えれば反応面
積が大きくて、脱酸素性能が期待できる還元鉄粉が脱酸
素剤用鉄粉として求められてきた。しかし、還元鉄粉で
はアトマイズ鉄粉よりも脱酸素反応により生じる発生ガ
ス（例えば、水素ガス）の発生量が多いという問題点が
あった。このように水素ガスが発生すると包装剤の袋を
膨らませるために、発生するガス量を抑制し、好ましく
は全くなくすることが求められてきた。しかるに、脱酸
素反応により発生するガス（例えば、水素ガス）の発生
量を確実に制御できる方法はなく、勘と経験で、熱処理
条件等を設定し、発生水素ガス量を低減するしか方法が
なく、再現性がある処理方法が見出だせない状況にあっ
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする問題点】従来の還元鉄粉で
は、脱酸素剤や使い捨てカイロとして使用する際に、脱
酸素反応が進行することに伴って水素ガス等が発生し、
包装袋が水素ガス等で膨らむという問題があった。脱酸
素反応は還元鉄粉が雰囲気中の酸素により酸化される反
応を活性化させる為に、触媒としてＮａＣｌ（塩）と空
気中の水または保水剤から補給される水とを用いて行わ
せている。この水が還元鉄粉により触媒的に分解されて
いるものと考えられ、水の分解を抑制する目的で還元鉄
粉を表面処理剤で被覆したり、還元鉄粉の表面の粉体ｐ
Ｈを調節したり、熱処理条件を変更したりなどして抑制
方法が模索されてきたが、再現性のある適当な方法がな
かった。
は、脱酸素剤や使い捨てカイロとして使用する際に、脱
酸素反応が進行することに伴って水素ガス等が発生し、
包装袋が水素ガス等で膨らむという問題があった。脱酸
素反応は還元鉄粉が雰囲気中の酸素により酸化される反
応を活性化させる為に、触媒としてＮａＣｌ（塩）と空
気中の水または保水剤から補給される水とを用いて行わ
せている。この水が還元鉄粉により触媒的に分解されて
いるものと考えられ、水の分解を抑制する目的で還元鉄
粉を表面処理剤で被覆したり、還元鉄粉の表面の粉体ｐ
Ｈを調節したり、熱処理条件を変更したりなどして抑制
方法が模索されてきたが、再現性のある適当な方法がな
かった。
【０００５】
【問題点を解決するための手段】そこで、還元する鉄原
料自体やその粉砕条件、還元条件等を変えて作製した種
々の試料のガス発生状況を調べた結果、ガス発生が抑制
された試料は常温では不安定なウスタイト相（ＦｅＯ）
が熱処理前に比較して激減しており、ウスタイトと鉄の
存在比をＸ線強度比で調べた結果、ウスタイトの強度比
が下がるとガス発生量も減る関係があり、ウスタイトが
ない試料ではガスが全く発生しないことを発見した。本
発明は還元鉄粉中に含まれるウスタイトの残留量が少な
いと、その少なさにしたがってガス発生量（例えば、水
素ガス）が減る効果がある関係を用いて、ウスタイトの
残留量を熱処理条件等で管理し、発生するガス量を低減
する発明である。
料自体やその粉砕条件、還元条件等を変えて作製した種
々の試料のガス発生状況を調べた結果、ガス発生が抑制
された試料は常温では不安定なウスタイト相（ＦｅＯ）
が熱処理前に比較して激減しており、ウスタイトと鉄の
存在比をＸ線強度比で調べた結果、ウスタイトの強度比
が下がるとガス発生量も減る関係があり、ウスタイトが
ない試料ではガスが全く発生しないことを発見した。本
発明は還元鉄粉中に含まれるウスタイトの残留量が少な
いと、その少なさにしたがってガス発生量（例えば、水
素ガス）が減る効果がある関係を用いて、ウスタイトの
残留量を熱処理条件等で管理し、発生するガス量を低減
する発明である。
【０００６】また、鉄粉を粉砕する時間をながくするこ
とにより、発生するガスが多くなることが分かり、その
際の鉄粉の結晶歪み量を解析した結果、発生するガスが
多いものでは結晶歪みが大きくなっていることが分かっ
た。逆に結晶歪みを小さくすることにより、ガス発生量
を低減することができることが分かった。本発明は、熱
処理することで結晶歪みを低減し、ガス発生の抑制効果
を期したものである。
とにより、発生するガスが多くなることが分かり、その
際の鉄粉の結晶歪み量を解析した結果、発生するガスが
多いものでは結晶歪みが大きくなっていることが分かっ
た。逆に結晶歪みを小さくすることにより、ガス発生量
を低減することができることが分かった。本発明は、熱
処理することで結晶歪みを低減し、ガス発生の抑制効果
を期したものである。
【０００７】更に還元鉄粉中にカルシウム化合物が含ま
れるとガス発生を抑制する効果があることを発見し、鉄
粉の原料に炭酸カルシウムを加えることで、ガス発生が
抑制されることが分かった。
れるとガス発生を抑制する効果があることを発見し、鉄
粉の原料に炭酸カルシウムを加えることで、ガス発生が
抑制されることが分かった。
【０００８】
【作用】脱酸素剤用鉄粉は、ミルスケールや鉱石等を水
素、またはチャー炭、コークス等の還元剤を用いて、１
２００℃程度以下の温度で還元した後、還元ケーキをハ
ンマーミルやジョークラッシャー等で粗粉砕し、ノボロ
ーター、パルペライザーや振動ボールミル等で、所定の
粒径（５００μｍ〜４５μｍ）まで粉砕し製造してき
た。この際、粗粉砕後の粉や所定の粒径まで粉砕した粉
を窒素、Ａｒガス等の不活性ガス、または、水素ガス、
コークス等の還元性ガスによる還元性雰囲気で熱処理す
る場合もある。
素、またはチャー炭、コークス等の還元剤を用いて、１
２００℃程度以下の温度で還元した後、還元ケーキをハ
ンマーミルやジョークラッシャー等で粗粉砕し、ノボロ
ーター、パルペライザーや振動ボールミル等で、所定の
粒径（５００μｍ〜４５μｍ）まで粉砕し製造してき
た。この際、粗粉砕後の粉や所定の粒径まで粉砕した粉
を窒素、Ａｒガス等の不活性ガス、または、水素ガス、
コークス等の還元性ガスによる還元性雰囲気で熱処理す
る場合もある。
【０００９】脱酸素剤用鉄粉としては、酸素吸収量が大
きいこと、初期の酸素吸収速度が大きいこと、ガス発生
量が少ないこと、鉄粉の見掛け密度が大きいこと等が要
求される。酸素吸収量は鉄粉の鉄品位が１００％に近い
ものが良い。酸素吸収速度を大きくするためには、還元
温度を低めに設定し、細孔をもった比表面積の大きな鉄
粉とすることが必要であり、例えば０．１m2以上の比表
面積を持つものであることが好ましい。また、鉄粉の見
掛け密度は２．０g/cc以上のものが好ましい。
きいこと、初期の酸素吸収速度が大きいこと、ガス発生
量が少ないこと、鉄粉の見掛け密度が大きいこと等が要
求される。酸素吸収量は鉄粉の鉄品位が１００％に近い
ものが良い。酸素吸収速度を大きくするためには、還元
温度を低めに設定し、細孔をもった比表面積の大きな鉄
粉とすることが必要であり、例えば０．１m2以上の比表
面積を持つものであることが好ましい。また、鉄粉の見
掛け密度は２．０g/cc以上のものが好ましい。
【００１０】ガス発生量は、基本的に０が望ましいが、
従来、このガス発生量を抑制する方法として、熱処理や
添加剤の使用等が検討されてきたが、ガス発生を効果的
に抑制する方法が見いだせなかった。
従来、このガス発生量を抑制する方法として、熱処理や
添加剤の使用等が検討されてきたが、ガス発生を効果的
に抑制する方法が見いだせなかった。
【００１１】ところが、ガス発生量に違いのある種々の
試料の相違点を鋭意調べた結果、ウスタイトの量に違い
のあることが分かった。そこで、ウスタイトの量とガス
発生量の関係を調べるために鉄原料にミルスケール、ま
たは鉄鉱石を用いて、１３００℃程度以下の温度で還元
して、鉄品位が５０〜９５％の還元ケーキを作製し、そ
の還元ケーキを粉砕して、平均粒径を２００μｍ〜４０
μｍ程度範囲の鉄粉を作製した。この粉のガス発生量と
ウスタイトの関係を調べた結果、ガス発生に直接関係す
るウスタイト相は、鉄粉の還元工程、または粉砕工程で
生成され存在していることが分かった。
試料の相違点を鋭意調べた結果、ウスタイトの量に違い
のあることが分かった。そこで、ウスタイトの量とガス
発生量の関係を調べるために鉄原料にミルスケール、ま
たは鉄鉱石を用いて、１３００℃程度以下の温度で還元
して、鉄品位が５０〜９５％の還元ケーキを作製し、そ
の還元ケーキを粉砕して、平均粒径を２００μｍ〜４０
μｍ程度範囲の鉄粉を作製した。この粉のガス発生量と
ウスタイトの関係を調べた結果、ガス発生に直接関係す
るウスタイト相は、鉄粉の還元工程、または粉砕工程で
生成され存在していることが分かった。
【００１２】ウスタイト相のＸ線解析は理学電機株式会
杜のＸ線解析装置（ＲＩＮＴ）を用いて評価を行い、ウ
スタイトの量を鉄の１１０面のピークの積分強度とウス
タイトの２２０面のピークの積分強度の比として評価し
た（図１）。
杜のＸ線解析装置（ＲＩＮＴ）を用いて評価を行い、ウ
スタイトの量を鉄の１１０面のピークの積分強度とウス
タイトの２２０面のピークの積分強度の比として評価し
た（図１）。
【００１３】逆にこのことから、ウスタイト量を管理す
れば、鉄粉が発生するガス量を管理できることが分かっ
た。すなわち、ウスタイトの量を鉄とのＸ線ピーク強度
比として５％以下にするとガス発生量は１ml/g以下とな
り、この強度比以下に管理することにより、発生ガス量
を１ml/g以下に管理できるし、またガス発生量を０に近
づける場合にはウスタイトの強度比を０に近づければ良
い。本来、鉄粉原料は還元工程や粉砕工程で形成される
ウスタイト量の違いを持つものであるが、従来はこのウ
スタイトの量に合った熱処理条件を設定していなかった
為に再現性が全く得られなかったのに対し、本発明で
は、発生するガスの量を決めるウスタイトを除去するた
めの熱処理条件を設定することで、発生するガスの量を
再現性良く低減することができた このウスタイト相を低減するための製造方法として熱処
理条件を検討した結果、２００〜５００℃の温度範囲
で、ウスタイトの強度比に応じて熱処理時間を設定し、
且つ脱酸素性雰囲気中で熱処理することが有効であるこ
とが分った。あるいは熱処理雰囲気の酸素濃度を例え
ば、１０％以下にすることが好ましいと分った。酸素濃
度が高いと熱処理中に鉄粉の酸化反応が進行し、脱酸素
性能が低下するので、鉄のメタル品位がある程度維持で
きるように雰囲気や酸素濃度を管理する必要がある。
れば、鉄粉が発生するガス量を管理できることが分かっ
た。すなわち、ウスタイトの量を鉄とのＸ線ピーク強度
比として５％以下にするとガス発生量は１ml/g以下とな
り、この強度比以下に管理することにより、発生ガス量
を１ml/g以下に管理できるし、またガス発生量を０に近
づける場合にはウスタイトの強度比を０に近づければ良
い。本来、鉄粉原料は還元工程や粉砕工程で形成される
ウスタイト量の違いを持つものであるが、従来はこのウ
スタイトの量に合った熱処理条件を設定していなかった
為に再現性が全く得られなかったのに対し、本発明で
は、発生するガスの量を決めるウスタイトを除去するた
めの熱処理条件を設定することで、発生するガスの量を
再現性良く低減することができた このウスタイト相を低減するための製造方法として熱処
理条件を検討した結果、２００〜５００℃の温度範囲
で、ウスタイトの強度比に応じて熱処理時間を設定し、
且つ脱酸素性雰囲気中で熱処理することが有効であるこ
とが分った。あるいは熱処理雰囲気の酸素濃度を例え
ば、１０％以下にすることが好ましいと分った。酸素濃
度が高いと熱処理中に鉄粉の酸化反応が進行し、脱酸素
性能が低下するので、鉄のメタル品位がある程度維持で
きるように雰囲気や酸素濃度を管理する必要がある。
【００１４】次に粉砕を繰り返すことにより、ガスの発
生量が増える現象を鋭意調べた結果、粉砕を繰り返すこ
とで鉄粉の結晶歪みが大きくなることがＸ線解析によっ
て判明し、この結晶歪みが大きいとガス発生量が多くな
ることが分かった。そこて、結晶歪みを小さくするため
に、熱処理を行うとガス発生量が少なくなることを確認
した。この際、この熱処理条件としては、非酸化性雰囲
気中で９００℃以下が適当であることが分かった。酸化
性雰囲気でも熱処理はできるが、酸化反応か進行するの
で好ましくない。
生量が増える現象を鋭意調べた結果、粉砕を繰り返すこ
とで鉄粉の結晶歪みが大きくなることがＸ線解析によっ
て判明し、この結晶歪みが大きいとガス発生量が多くな
ることが分かった。そこて、結晶歪みを小さくするため
に、熱処理を行うとガス発生量が少なくなることを確認
した。この際、この熱処理条件としては、非酸化性雰囲
気中で９００℃以下が適当であることが分かった。酸化
性雰囲気でも熱処理はできるが、酸化反応か進行するの
で好ましくない。
【００１５】Ｘ線解析による結晶歪みの定量化はシェラ
ーの式より求めた。
ーの式より求めた。
【００１６】鉄粉の原料として用いるミルスケールや鉱
石に炭酸カルシウムを添加し、それを水素、またはチャ
ー炭、コークス等の還元剤を用いて、１３００℃程度以
下の温度で還元した後、還元ケーキをハンマーミルやジ
ョークラッシャー等で粗粉砕し、ノボローター、パルペ
ライザーや振動ボールで微粉砕したものを未熱処理で、
脱酸素剤用鉄粉として評価した結果、炭酸カルシウムを
添加することで、水素ガスの発生量を抑制する効果があ
ることが分かった。炭酸カルシウムの添加量としては
０．１wt% 以上であることが好ましく、また酸化カルシ
ウムや塩化カルシウムでも同様な結果が得られており、
カルシウム化合物であれば同様な効果があるものと思わ
れる。
石に炭酸カルシウムを添加し、それを水素、またはチャ
ー炭、コークス等の還元剤を用いて、１３００℃程度以
下の温度で還元した後、還元ケーキをハンマーミルやジ
ョークラッシャー等で粗粉砕し、ノボローター、パルペ
ライザーや振動ボールで微粉砕したものを未熱処理で、
脱酸素剤用鉄粉として評価した結果、炭酸カルシウムを
添加することで、水素ガスの発生量を抑制する効果があ
ることが分かった。炭酸カルシウムの添加量としては
０．１wt% 以上であることが好ましく、また酸化カルシ
ウムや塩化カルシウムでも同様な結果が得られており、
カルシウム化合物であれば同様な効果があるものと思わ
れる。
【００１７】本発明は、還元鉄粉だけではなく、例えば
アトマイズ法のような他の製法で作製した鉄粉でも同様
な効果がある。
アトマイズ法のような他の製法で作製した鉄粉でも同様
な効果がある。
【００１８】
【実施例１】径が１０mm程度の鉄鉱石に、コークスを１
０wt% の量で混合し、更に炭酸カルシウムの量を０．０
１〜１wt% の範囲で加え混合を行った。この混合物２kg
を鉄の片側端閉の円筒容器に入れ、鉄製の蓋で密閉し
た。この容器をマッフル炉に入れ、大気中で６００℃/h
r で昇温し、１１８０℃で３時間保持後、自然放冷を行
った。冷却後、還元ケーキをハンマーミルで粗粉砕し、
５mm以下の粗粉にした後、パルペライザーで微粉にし、
１８０μｍ以下の粉を作製した。この粉を食塩水を含ま
せた脱脂綿で包み、ガスバリヤー性の袋に入れ密閉しガ
スを排気する。これを１００℃以下の温度で保持し、容
器のガスによる膨脹を測定した。鉱石に添加した炭酸カ
ルシウムによる残存カルシウム量と水素ガス発生量の関
係の測定結果を図２に示す。残存するカルシウム量が増
えるとガスの発生量が少なくなっていることが分かる。
この図より還元鉄粉中に含まれるＣａ量が０．０２wt%
以上あれば、ガス発生量が半減することが分かる。比較
として炭酸カルシウムを添加しない場合には、ガス発生
量は７ml/gとなっていた。
０wt% の量で混合し、更に炭酸カルシウムの量を０．０
１〜１wt% の範囲で加え混合を行った。この混合物２kg
を鉄の片側端閉の円筒容器に入れ、鉄製の蓋で密閉し
た。この容器をマッフル炉に入れ、大気中で６００℃/h
r で昇温し、１１８０℃で３時間保持後、自然放冷を行
った。冷却後、還元ケーキをハンマーミルで粗粉砕し、
５mm以下の粗粉にした後、パルペライザーで微粉にし、
１８０μｍ以下の粉を作製した。この粉を食塩水を含ま
せた脱脂綿で包み、ガスバリヤー性の袋に入れ密閉しガ
スを排気する。これを１００℃以下の温度で保持し、容
器のガスによる膨脹を測定した。鉱石に添加した炭酸カ
ルシウムによる残存カルシウム量と水素ガス発生量の関
係の測定結果を図２に示す。残存するカルシウム量が増
えるとガスの発生量が少なくなっていることが分かる。
この図より還元鉄粉中に含まれるＣａ量が０．０２wt%
以上あれば、ガス発生量が半減することが分かる。比較
として炭酸カルシウムを添加しない場合には、ガス発生
量は７ml/gとなっていた。
【００１９】上記の試験で、炭酸カルシウムを酸化カル
シウムとして試験を同様に行った結果、炭酸カルシウム
と同様な結果が得られた。
シウムとして試験を同様に行った結果、炭酸カルシウム
と同様な結果が得られた。
【００２０】
【実施例２】径が１０mm程度の鉄鉱石に、コークスを１
０wt% の量で混合を行った。また、数mm以下のミルスケ
ールを同様にコークスを混合した。各混合物２kgを鉄製
の片側端閉の円筒容器に入れ、鉄製の蓋で密閉した。こ
の容器をマッフル炉に入れ、大気中で６００℃/hr で昇
温し、１０００〜１２５０℃で１〜５時間保持後、自然
放冷を行った。冷却後、還元ケーキをハンマーミルで粗
粉砕し、５mm以下の粗粉にした後、パルペライザーで微
粉にし、１８０μｍ以下の粉を作製した。この粉を食塩
水を含ませた脱脂綿で包み、ガスバリヤー性の袋に入れ
密閉しガスを排気する。これを１００℃以下の温度で保
持し、容器のガスによる膨脹を測定した。各条件で作製
した還元鉄粉のガス発生量を調べ、更に理学電機株式会
社のＸ線解析装置（ＲＩＮＴ）を用いて鉄の１１０面の
ピークの積分強度とウスタイトの２２０面のピークの積
分強度の比からウスタイトの量を評価した。その結果を
図３に示す。この図より、ウスタイトの量がなくなると
ガス発生がなくなることが分かり、５％以下がガス発生
量として、適当であることが分かった。
０wt% の量で混合を行った。また、数mm以下のミルスケ
ールを同様にコークスを混合した。各混合物２kgを鉄製
の片側端閉の円筒容器に入れ、鉄製の蓋で密閉した。こ
の容器をマッフル炉に入れ、大気中で６００℃/hr で昇
温し、１０００〜１２５０℃で１〜５時間保持後、自然
放冷を行った。冷却後、還元ケーキをハンマーミルで粗
粉砕し、５mm以下の粗粉にした後、パルペライザーで微
粉にし、１８０μｍ以下の粉を作製した。この粉を食塩
水を含ませた脱脂綿で包み、ガスバリヤー性の袋に入れ
密閉しガスを排気する。これを１００℃以下の温度で保
持し、容器のガスによる膨脹を測定した。各条件で作製
した還元鉄粉のガス発生量を調べ、更に理学電機株式会
社のＸ線解析装置（ＲＩＮＴ）を用いて鉄の１１０面の
ピークの積分強度とウスタイトの２２０面のピークの積
分強度の比からウスタイトの量を評価した。その結果を
図３に示す。この図より、ウスタイトの量がなくなると
ガス発生がなくなることが分かり、５％以下がガス発生
量として、適当であることが分かった。
【００２１】ウスタイト相を減少させるために、以下の
試験を行った。
試験を行った。
【００２２】粒径が１８０μｍ以下の還元鉄粉の中か
ら、鉄品位が約９０％のものでガス発生量が５ml/gの鉄
粉を用いて、窒素ガス中にて１００〜６００℃の範囲で
５分間熱処理を行い、ウスタイト相の回折ピークの面積
強度比、ガス発生量と熱処理温度の関係を調べた。その
結果を図４に示す。この結果から、熱処理温度が２００
℃以上になるとウスタイト相の回折ピークの面積強度
比、ガス発生量が低減し、好ましくは３００〜５００℃
の範囲の熱処理温度が良いことが分かった。更に粒径が
１８０μｍ以下の還元鉄粉の中から、鉄品位が約９０％
のもので、ウスタイトの強度比が３〜７％程度の範囲で
変わり、且つガス発生量が１〜２ml/g程度のものを用い
て、ガス発生量が０．２ml/g以下となる熱処理温度４０
０℃での熱処理時間を調べた結果、下記の表のようにな
った。熱処理中の酸素濃度は５％以下であった。
ら、鉄品位が約９０％のものでガス発生量が５ml/gの鉄
粉を用いて、窒素ガス中にて１００〜６００℃の範囲で
５分間熱処理を行い、ウスタイト相の回折ピークの面積
強度比、ガス発生量と熱処理温度の関係を調べた。その
結果を図４に示す。この結果から、熱処理温度が２００
℃以上になるとウスタイト相の回折ピークの面積強度
比、ガス発生量が低減し、好ましくは３００〜５００℃
の範囲の熱処理温度が良いことが分かった。更に粒径が
１８０μｍ以下の還元鉄粉の中から、鉄品位が約９０％
のもので、ウスタイトの強度比が３〜７％程度の範囲で
変わり、且つガス発生量が１〜２ml/g程度のものを用い
て、ガス発生量が０．２ml/g以下となる熱処理温度４０
０℃での熱処理時間を調べた結果、下記の表のようにな
った。熱処理中の酸素濃度は５％以下であった。
【００２３】
【表１】
【００２４】この結果から、ガス発生量の多い、または
ウスタイトの強度比が大きいものでは、熱処理時間を増
やさないとガス発生量を低減できないことが分かる。
ウスタイトの強度比が大きいものでは、熱処理時間を増
やさないとガス発生量を低減できないことが分かる。
【００２５】同様に、粒径が１８０μｍ以下の還元鉄粉
の中から、鉄品位が約９０％のもので、ガス発生量が１
〜２ml/g程度のものを用いて、ガス発生量が０．３ml/g
以下となる熱処理温度２００℃での熱処理時間を調べた
結果、下記の表のようになった。酸素濃度は１％以下で
あった。
の中から、鉄品位が約９０％のもので、ガス発生量が１
〜２ml/g程度のものを用いて、ガス発生量が０．３ml/g
以下となる熱処理温度２００℃での熱処理時間を調べた
結果、下記の表のようになった。酸素濃度は１％以下で
あった。
【００２６】
【表２】
【００２７】この結果から、ガス発生量の多い、または
ウスタイトの強度比が大きいものでは、熱処理時間を増
やさないとガス発生量を低減できないことが分かる。
ウスタイトの強度比が大きいものでは、熱処理時間を増
やさないとガス発生量を低減できないことが分かる。
【００２８】また、上記の表でウスタイトの強度比が１
１．５％のものを４００℃、熱処理時間３０分で熱処理
する際の酸素濃度と、熱処理後のメタル鉄品位の関係を
表にして示す。
１．５％のものを４００℃、熱処理時間３０分で熱処理
する際の酸素濃度と、熱処理後のメタル鉄品位の関係を
表にして示す。
【００２９】
【表３】
【００３０】この結果から、熱処理の酸素濃度として１
０％以下が望ましいことが分かる。
０％以下が望ましいことが分かる。
【００３１】
【実施例３】実施例２で作製した還元鉄粉の中から、鉄
品位９０％程度で、ウスタイト相の回折ピークの面積強
度比が３％前後の鉄粉を、理学電機株式会社のＸ線解析
装置（ＲＩＮＴ）を用いて、鉄の１１０面と２１１面か
ら求められる結晶歪み量の評価を行った。その結果を図
５に示す。この結果から、鉄粉の結晶歪みが大きいとガ
ス発生量が多くなることが分かり、結晶歪み量としては
１０-3rad 以下が良いことが分かった。
品位９０％程度で、ウスタイト相の回折ピークの面積強
度比が３％前後の鉄粉を、理学電機株式会社のＸ線解析
装置（ＲＩＮＴ）を用いて、鉄の１１０面と２１１面か
ら求められる結晶歪み量の評価を行った。その結果を図
５に示す。この結果から、鉄粉の結晶歪みが大きいとガ
ス発生量が多くなることが分かり、結晶歪み量としては
１０-3rad 以下が良いことが分かった。
【００３２】結晶歪みを減少させるために、以下の試験
を行った。
を行った。
【００３３】評価した鉄粉で、最も結晶歪みの大きいも
のを窒素雰囲気中１０００℃〜５００℃の範囲で２時間
熱処理し、その後ウスタイト相の除去を目的に４００℃
で２時間熱処理した結果を、図６に示す。図中の横軸の
温度は結晶歪みを取るための熱処理を取っている。この
結果から、高い温度の方が好ましく、結晶歪みの除去す
る温度としては５００℃以上が良いことが分かった。
のを窒素雰囲気中１０００℃〜５００℃の範囲で２時間
熱処理し、その後ウスタイト相の除去を目的に４００℃
で２時間熱処理した結果を、図６に示す。図中の横軸の
温度は結晶歪みを取るための熱処理を取っている。この
結果から、高い温度の方が好ましく、結晶歪みの除去す
る温度としては５００℃以上が良いことが分かった。
【図１】ウスタイトと鉄のピーク強度を示すＸ線解析
図。
図。
【図２】鉱石に添加した炭酸カルシウムによる残存カル
シウム量と水素ガス発生量の関係を示す図である。
シウム量と水素ガス発生量の関係を示す図である。
【図３】鉄とのＸ線ピーク強度比で表わしたウスタイト
の量とガス発生量との関係を示す図である。
の量とガス発生量との関係を示す図である。
【図４】ウスタイト相の回折ピークの面積強度比と熱処
理時間との関係を示す図である。
理時間との関係を示す図である。
【図５】Ｘ線解析装置を用いて測定した鉄の１１０面と
２１１面から求めた結晶歪み量とガス発生量との関係を
示す図である。
２１１面から求めた結晶歪み量とガス発生量との関係を
示す図である。
【図６】結晶歪みを取るために行った熱処理の温度と結
晶歪みとの関係を示す図である。
晶歪みとの関係を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 雄一 岡山県岡山市築港栄町７番地 同和鉄粉工 業株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 鉄粉に含まれるウスタイトの量が鉄との
Ｘ線ピーク強度比として、５％以下であることを特徴と
する反応剤用鉄粉。 - 【請求項２】 所定の鉄粉サイズである鉄粉、または還
元した後に所定のサイズになった還元鉄粉を酸素濃度１
０％以下の不活性雰囲気で２００〜５００℃の温度範囲
で熱処理することを特徴とするウスタイトの量が鉄との
Ｘ線ピーク強度比で５％以下の反応剤用鉄粉の製造方
法。 - 【請求項３】 Ｘ線解析より得られる鉄粉の結晶歪みが
10-3以下であることを特徴とする反応剤用鉄粉。 - 【請求項４】 所定の鉄粉サイズである鉄粉または還元
した後に所定のサイズになった還元鉄粉を酸素濃度１０
％以下の不活性雰囲気中５００℃以上で熱処理すること
を特徴とする鉄粉の結晶歪みが１０-3以下の反応剤用鉄
粉の製造方法。 - 【請求項５】 Ｃａ量が０．０２％以上含まれることを
特徴とする反応剤用鉄粉。 - 【請求項６】 前記鉄粉がミルスケールまたは鉱石を１
３００℃以下で還元した後、還元ケーキを粗砕および微
粉砕して製造した還元鉄粉であることを特徴とする請求
項１、請求項３または請求項５記載の反応剤用鉄粉。 - 【請求項７】 前記鉄粉がミルスケールまたは鉱石を１
３００℃以下で還元した後、還元ケーキを粗砕および微
粉砕して製造した還元鉄粉であることを特徴とする請求
項２または請求項４記載の反応剤用鉄粉の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19283196A JP3693424B2 (ja) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | 反応剤用鉄粉の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19283196A JP3693424B2 (ja) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | 反応剤用鉄粉の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1017907A true JPH1017907A (ja) | 1998-01-20 |
| JP3693424B2 JP3693424B2 (ja) | 2005-09-07 |
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ID=16297710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19283196A Expired - Fee Related JP3693424B2 (ja) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | 反応剤用鉄粉の製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3693424B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006006647A1 (ja) * | 2004-07-14 | 2006-01-19 | Mycoal Products Corporation | 活性鉄粉及び発熱体 |
| WO2006006653A1 (ja) * | 2004-07-14 | 2006-01-19 | Mycoal Products Corporation | マイクロヒーター及びその製造方法 |
| WO2006006658A1 (ja) * | 2004-07-14 | 2006-01-19 | Mycoal Products Corporation | 足温用発熱体及び足温用発熱体の製造方法 |
| WO2006006648A1 (ja) * | 2004-07-14 | 2006-01-19 | Mycoal Products Corporation | 発熱組成物、発熱体及び発熱体の製造方法 |
| WO2006006654A1 (ja) * | 2004-07-14 | 2006-01-19 | Mycoal Products Corporation | ヒートクロス及びその製造方法 |
| WO2006006655A1 (ja) * | 2004-07-14 | 2006-01-19 | Mycoal Products Corporation | 発熱パッド及びその使用方法 |
| JP2007284632A (ja) * | 2006-04-20 | 2007-11-01 | Toyo Seikan Kaisha Ltd | 樹脂配合用酸素吸収剤及びその製造方法 |
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| JP2008222763A (ja) * | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Powdertech Co Ltd | 発熱性組成物用還元鉄粉及びその製造方法並びに発熱性組成物 |
| KR20230165242A (ko) | 2021-04-02 | 2023-12-05 | 고바야시 세이야쿠 가부시키가이샤 | 화학 회로용 아우터 백용 필름 |
-
1996
- 1996-07-03 JP JP19283196A patent/JP3693424B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| WO2006006658A1 (ja) * | 2004-07-14 | 2006-01-19 | Mycoal Products Corporation | 足温用発熱体及び足温用発熱体の製造方法 |
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| WO2006006655A1 (ja) * | 2004-07-14 | 2006-01-19 | Mycoal Products Corporation | 発熱パッド及びその使用方法 |
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| JPWO2006006647A1 (ja) * | 2004-07-14 | 2008-05-01 | マイコール株式会社 | 活性鉄粉及び発熱体 |
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| KR20230165242A (ko) | 2021-04-02 | 2023-12-05 | 고바야시 세이야쿠 가부시키가이샤 | 화학 회로용 아우터 백용 필름 |
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