JPS59170228A - アルミニウム系金属溶湯用フラツクスおよび溶湯処理方法 - Google Patents

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】 この発明は、アルミニウム系金属（すなわち、アルミニ
ウムもしくはアルミニウム合金）の再生利用にあたり、
溶湯処理効果（無臭、無煙、脱マグネシウム、脱カルシ
ウム等の効果）を一層内上させることを目的とする溶湯
用フラックスおよび溶湯処理方法に関するものである。

従来、アルミニウム系金属の溶湯（以下、アルミニウム
合金の溶湯をも含めて、アルミニウム溶湯と略称する）
中に含ま口る水素ガス、または、マグネシウム、カルシ
ウム、ナトリウム、等の不要金属、もしくは、酸化物、
窒化物、耐火物、粗大金属粒子等の夾雑物等を除去する
ために実用化されている代表的方法は、つぎのとおりで
ある。

すなわち、 ■　塩素等のフラキシングガスを吹き込む方法。

■　金属ハロゲン化合物を主材とするフラックスを添加
する方法。

■　真空下で脱ガスする方法。

■　硝子繊維、多孔質耐火物、粒子状耐火物等を用いて
濾過する方法。

などてあって、この発明は（■に示す方法を大幅に改良
しようとするものである。

従来、フラックスの原料は塩化物（塩化カリウム、塩化
ナトリウム、塩化マグネシウム等）、弗化物（弗化ナト
リウム、弗化アルミニウム、珪弗１ヒナＦ　ＩＪウム等
）等の溶融性金属ハロゲン化合物を主材とするものか使
用されているが、脱マグ不ノウム効Ｊｌ、４、脱カルシ
ウム効果、脱酸化物効果は不光分であり、溶湯に添加し
たときに発生する分解カスか大気中に拡散し、白煙や悪
臭を放って公害問題を引き起こすことか多く、また、こ
れらとは別に、ヘキサクロールエタンを主材とするもの
も使用されてはいるが、これも同じように分解ガスか公
害源となり問題化している。

この発明は、このような現状に着目してなされたもので
あり、インノアヌル酸塩素化物を有効成分とすることを
特徴とするアルミニウム系金属溶湯用フラックス、およ
び、このフラックスを添加することを特徴とするアルミ
ニウム系金属溶湯処理方法を４ノド供するものである。

以下にその詳細を１１Σべる０ ます、この発明におけるイソシアヌル酸塩素化物とは、
第１表に例示するようなインシヌル酸の水素の一部もし
くは全部を塩素で置換したもの、および、それらの塩で
あって、ジクロルインシアヌル酸ナトリウムまたはその
２水塩はインシアヌル酸の１分子中にある水素３原子の
中の一つがナトリウム原子に置換され、残り２原子の水
素か塩素に置換された構造の物質であるか、ナｌ−ＩＪ
ウムの代りにすｌ−ＩＪウム以外の原子、たとえは、カ
リウムで置換されたものであっても支障はなく、これら
総てをも包含するものである。このようなイソシアヌル
酸塩素化物は、第１表から明らかなように、およそ５５
〜９２％程度の塩素を含有し、２２０−２５０°Ｃ伺近
て分解揮発する性質を有する物質であるから、これらを
アルミニウム溶湯中に添加すると、塩素が分離発生し、
溶湯中の不純吻である水素と化学反応して塩酸となり、
系外に放出される。また、塩素の一部はアルミニウムと
反応して塩化アルミニウムとなり、それに伴っての脱水
素効果および、溶湯中のマグ不ソウム、カルシウム、ナ
トリウム等の不要金属が塩素と反応して塩化マク不シウ
ム、塩化カルシウム、塩化ナトリウムを生成し、溶湯中
から分離されることか期待てきる。このような効果の裏
側けをするためにつぎのような実馳を試みた。

すなわち、イソシアヌル酸塩素化物としてトリクロルイ
ンシアヌル酸を選び、これをアルミニウム溶湯に対し０
，０５％、０１％および０３％（いずれも係は重量％で
、以下同じ）になるよう添加し、脱水素効果および脱力
ルソウム効果を肉眼観察によって比較することにし、ま
ず最初に純アルミニウム溶湯に対して試みた。処理後の
溶湯を減圧凝固法によって脱水素効果を観察したところ
、いすイ′シの添加阻の場合も残留ガスは皆無であった
。

ついで、自家配合のＡＣ８Ａ鋳造用アルミニウム合金溶
湯に対して、前記同様の処理を試みた後、ＪＩ５４号試
験片テストピースを調製し鋳肌を観察した。ＡＣＢＡは
カルシウムの混入１によって異なった鋳肌状態を呈する
ので、処理前の溶湯から予め調製しておいたテストピー
スを対照品として比較検討すれは、対照品の鋳肌かガマ
肌状てあったのに対して、処理後のものは、いずれも、
明らかに亀甲模様を呈しており、脱カルシウム効果が顕
著に現われていた。さらに、臭や煙についてち＃ｊｉＪ
堅したか、トリクロルインノアヌル酸を溶湯１１にｊｌ
、ｊ　ｌ　ｉΔんたときは、臭の発生はほとんとないか
、こＪＬを１６場表面に振りかけると、黄色の炎を斧し
て）然えて多少の臭を発生するか、作業上支障を来たす
といった程度には至らす、いずれの場合も煙はほとんど
認められず、公害源になるおそれのｔＳいことかわかっ
た。したがって、同じような１′１１ｔ　発性塩！−化
合物であるヘキサクロルエタン（Ｃ，ｐ１６）は、溶湯
に添加すると多量の白煙と刺戟臭とを発生するか、これ
に比べて、トリクロルイソシアヌル酸は格ｊ没にすぐれ
た物・質であるとの確信が１畳られだ。

つきに実施例を述べる。

〔実施例１〕 この究明のフラックスの脱カルシウム効果を調・＼るた
めに、マグネシウムを含む耐食アルミニウム合金屑（鉦
に鍛練用合金系）　６０　ｋｇを１回の什ゐみ量として
黒鉛（１１堝炉て射角イし、溶湯面をカバーリンクフラ
ックス（小木曽彷材研究所製〕て覆った後、第２表に示
すような所定の添加量（重量比）でトリクロルイソシア
ヌル酸（四国化成工業社製：商品名、ネオクロール９０
）を溶融温度７６０°Ｃで、ホスワラ１サーを使）ｆ」
シて、湯底へ押し込み、５分間泡立たせた後、充分に溶
湯を撹拌して、１５分間沈静さぜ、テストピースを作製
し、処理前後のマグネシウム含有量を分析し、その結果
を第２表に併記した。この結果から明らかなように、ト
リクロルイソシアヌル酸の添加量が多くなるほど、脱カ
ルシウム効果が大きくなることかわかったっ 第　　２　　表 〔実施例２〕 この発明の脱カルシウム効果を調へるため、市販の鋳造
用アルミニウム合金（ＪＩＳ−ＡＣ８Ａ）を１回イ１込
ｂ　：＋ｉ’、　６０　ｋｇ−中位で黒鉛坩堝炉で溶解
し、金属−ｈルノウムを０．０５％の割合で添加、混合
した。

７容、易の−）不を用いて調製したテストピースはガマ
皿状（顕微鏡組織は初晶としてα−Ａ１　　を晶出した
ｊｌｌｊ共晶組織〕であり、これを対照品とした。つき
に、前記溶湯の表面に、実施例１と同じカバーリンクフ
ラックスを覆い、第３表に示す量のトリクロルイソシア
ヌル酸を、溶融温度７３　ｏｏｃてホスフライサーを用
いで湯底へ押し込み、５分間、′包１ン、だせた後、充
分に溶湯を撹拌し、１５分間沈静させてテストピースを
採取した。このテストピースと１）ＩＪ記対照品のテス
トピースとをそれぞ１’Ｌ分析し、その結果を第３表に
併記した。この結果から第３表 明らかなようにトリクロルイソイアヌル酸の脱カルシウ
ム効果は著しいことが明らかであり、鋳肌は亀甲模様を
呈し、顕微鏡組織は初晶としてＳｌを晶出した過共晶組
織であった。

〔実施例３〕 この発明の脱ナトリウム効果を調べるため、圧延用アル
ミニウムーマグネシウム系合金６０ｋｇを１回の仕込み
量として黒鉛坩堝炉で溶解した。溶湯の一部を用いて調
製したテストピースによりナトリウムの含有量を分析し
て対照品とした。つきに実施例１に準じて湯面にカバー
リングフラックスを覆い、第４表に示す量のトリクロル
イソシアヌル酸を溶湯温度７５０°Ｇでホスフライザー
を用いで湯底へ押し込み、５分間泡立たせた後、充分に
溶湯を撹拌し、１５分間沈静させてテストビー第　　４
　　表 スを抹取した。このテストピースのナトリウム含、（ｉ
　ｉ、ｉ）を分析し、前記対照品と比較し第４表に併記
した。この結果から明らがなよ÷に、トリクロルイソシ
アヌル酸の脱すｌ−’Ｊウム効果が確認された。

〔実施例４〕 トリクロルイソシアヌル酸２５チ、弗化ナトリウム３０
襲、塩化カリウム３０％、塩化ナトリウム１０％および
塩化マグネシウム５％の割合になるように、従来フラッ
クスとして用いらイ′シてきた弗化物および塩化物の混
合物にインシアヌル酸塩素化物を添加した新規フラック
ス組成物をＺＭし、このフラックスの脱カルシウム効果
および脱酸化物効果を実施例１に準じて調べ、また、脱
カルシウム効果を実施例２に準じて求めた。これらの諸
効果のうち、第５表にフラックス添加量と処理前後のマ
クネシウム′含有量との関係を、第６表にはフラックス
添加量と酸化物含有ｍ、との関係を、第７表にはフラッ
クス添加量とカルシウム含有量との関係を示した。これ
らの結果から明らかなように、この混合フラックスは脱
酸化物効果をも含めてきわめて暖みな処理効果を示し、
さらに、減圧凝固法による判定で、残留水素は皆無であ
った〇しかも、実施例１、実施例２および実施例３にお
第　　５　　表 第６表 第　　７　　表 いて、トリクロルインシアヌル酸の溶湯中における反応
（泡立ち）の持続時間は短く５分程度であ°つたのに対
し、実施例４においては１３分間も泡立ちが持続し、炉
床の広い溶解炉においても処理効果を充分に発揮させ得
ることが明白となった。

また、弗化ナトリウムや塩化カリウム等の金属ハロゲン
化合物を併用することにおいて、溶湯中生成するスラグ
の分離性も向上する等の確認が得られた。さらに、金属
ハロゲン化合物の分解に起因する発生ガスの量も少なく
、公害上の問題も少ないことをも確認した。したがって
、実施例４に示すような複合フラックス（ここに示す組
成に限定されるものではなく、従来使用されている物質
の１種もしくは２種以上とインシアヌル酸塩素化物との
配合物）の意義はきわめて太きいと言える。

〔実施例５〕 トリクロルイソシアヌル酸の代りに、ジクロルインシア
ヌル酸ナトリウムを用いた以外は実施例１および実施例
２と同−柴件で脱カルシウム効宋および脱カルシウム効
果を調べたが、いずれの場合も、第２表および第３表に
おけるとほぼ同等の結果が得られた。

〔実施例６〕 実施例１〜４に準じて、トリクロルイソシアヌル酸およ
びトリクロルインシアヌル酸を含む複合フラックスを、
窒素ガスをキャリアーガスとして、パイプを通して溶湯
中へ導入添加する方法を試みた。その結果、脱マグネシ
ウム、脱カルシウム、脱ナトリウムの各効果ともに、実
施例１〜３に示した分析値より１５〜２０％の向上が見
られ、特に実施例４に示したフラックスを添加したとき
は、実施例４の第５〜７表に示す分析値よりも３５〜４
０受の改善向上が得られた。これはパイプを介して複合
フラックスが導入されたことにより、溶湯中満遍無く泡
立たせることがてきたことと、一定割合の複合フラック
スを均一てしかも長時間送り色むことができたこととに
よるものと考えられ、キャリヤーガスを媒介とする導入
添加法か有効であることを確認した。

〔実施例７〕 トリクロルイソ７アヌル酸の単独、および、トリクロル
イソノアヌル酸２５％、弗化ナトリウム４５係、塩化カ
リウム２２％、塩化ナトリウム８φの複合フラックスを
径３　Ｑ　ｎ１ｎｌ、高すｌ　５　ｒｎｒｎの錠剤状に
成形した。トリクロルイソシアヌル酸単独の場き１個の
錠剤は１６ｇであり、複合フラックスの場合は１８ｇで
あり、何れの場合も成形はきわめて容易であった。こイ
シらの錠剤を用いて、実施例１ないし実施例４と同じよ
うな方法で諸効果を調べた。その結果、粉末状で用いた
実施例１ないし実施例４に比較して、反応状態か遅く、
しかも発生する泡か大きいので、添加の際に多少の油清
、を必要とするものの、錠剤の取扱いは粉末のそれより
も簡便であった。また、脱マグネシウム、脱カルシウム
、脱酸化物、および脱ガス等の効果に対して、錠剤と粉
末との間には有為差は全く認めらイしなかった。

以上の各実験および実施例から明らかなように、アソン
アヌル酸塩素化合物単独もしくはこれと他の融剤を一部
配合したものを、アルミニ４ウム溶湯処理用フラツクス
として使用すれは、公害発生源になりに＜＜、各種不純
物、夾雑物等に対する処理効果が大きく、特に脱マグネ
シウム効果が大きく、反応持続時間の調整も可能であり
、しかも、これら諸効果は粉末状もしくは錠剤状等の形
状、または、ホスフライザーもしくはキャリヤーガス利
用の添加方法等の如何を問わずきわめて有効であって、
イソンアヌル酸塩素化合物には潮解四が全くないので、
保存上からもきわめて好都合である。

特許出願人　　小木曽　光　− 向　代理人　　鎌　１）又　二

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　インシアヌル酸塩素化物を有効成分とするこ
   とを特徴とするアルミニウム系金属溶湯用フランクス。
2. （２）溶湯中に含まれる水素、または、マグネシウム、
   カルシウム、ナトリウム等の不要金属モ２−／ しくはその他の夾雑物を除去するにあたり、インシアヌ
   ル酸塩素化物を有効成分とするフラックスを添加するこ
   とを特徴とするアルミニウム系金属溶湯処理方法。