WO2024100852A1 - アルミニウム合金の製造方法 - Google Patents

アルミニウム合金の製造方法 Download PDF

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Inventor
保治 今井
良次 山田
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株式会社大紀アルミニウム工業所
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B21/00—Obtaining aluminium
    • C22B21/06—Obtaining aluminium refining
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing aluminum alloys, and in particular to a method suitable for adjusting the composition of molten aluminum secondary alloys.
  • the raw material When producing secondary aluminum alloy ingots using aluminum alloy scrap as the raw material, the raw material is usually melted in a melting furnace, and then molten metal processing such as component adjustment is carried out to obtain the desired alloy composition.
  • molten metal processing such as component adjustment is carried out to obtain the desired alloy composition.
  • the elements adjusted as alloy components for example, Si (silicon) is a component added for the purpose of improving the alloy's wear resistance, low thermal expansion coefficient, and fluidity of the molten metal, and the composition adjustment is usually carried out by adding metallic Si.
  • Mg manganesium
  • ADC10 and ADC12 specified in the Japanese Industrial Standard JIS H5302
  • the Mg content is limited to a low level of 0.3 mass% or less.
  • the Mg content in scrap such as recovered aluminum scraps is increasing year by year, and the need for Mg removal processing in the smelting and refining of secondary aluminum alloys is increasing. For this reason, for example, the following Patent Document 1 (JP Patent Publication No.
  • a primary object of the present invention is to provide a method for producing an aluminum alloy which is capable of simultaneously adding Si to a secondary aluminum alloy molten metal and removing Mg from the secondary aluminum alloy molten metal in a single step.
  • the present invention provides a method for manufacturing an aluminum alloy as follows.
  • the method is characterized by including the steps of melting aluminum alloy scrap containing Mg to obtain a molten metal, adding silica sand to the molten metal, and reacting the molten metal with the silica sand to add the Si in the silica sand to the molten metal and removing reaction products containing MgO from the molten metal.
  • silica sand has an extremely low water absorption rate of 0.5% or less, which minimizes the amount of moisture carried over into the molten metal. This makes it possible to suppress the generation of hydrogen gas in the molten metal, thereby reducing the burden of degassing during molten metal treatment.
  • the silica sand preferably contains 90% by weight or more of SiO 2 (silicon dioxide), and the amount of the silica sand added to the molten metal at one time is preferably within a range of 1.0 to 5.0% by mass with respect to the total amount of the molten metal of the melted aluminum alloy scrap.
  • the present invention provides a method for producing an aluminum alloy that can simultaneously add Si and remove Mg from a secondary aluminum alloy melt in a single process.
  • the manufacturing method of the aluminum alloy of the present invention is described below.
  • the manufacturing method of the aluminum alloy of the present invention is a suitable method for manufacturing Al-Si-Cu-based secondary alloys such as JIS ADC10 and ADC12 from aluminum alloy scrap containing Mg, and is characterized by including the steps of melting the aluminum alloy scrap containing Mg to obtain a molten metal, adding silica sand to the molten metal, and reacting the molten metal with the silica sand to add the Si in the silica sand to the molten metal and removing reaction products containing MgO from the molten metal.
  • the silica sand used in the present invention is a white coarse-grained sand that contains a large amount of quartz grains (SiO 2 ) among sandy deposits and weathering products whose main components are silicates.
  • the SiO 2 contained in this silica sand undergoes the following oxidation-reduction reaction in molten aluminum alloy scrap containing Mg, thereby adding Si to the molten metal and removing Mg from the molten metal at the same time.
  • 4Al + 3SiO2 2Al2O3 + 3Si ... (1)
  • 2Mg + SiO2 2MgO + Si ... (2)
  • the temperature of the molten metal can be raised.
  • Al (aluminum) in the molten metal is oxidized and consumed to produce a non-metallic oxide, Al 2 O 3 (aluminum oxide ) , which floats as slag and can be used as a deoxidizer after being separated and removed from the molten metal.
  • MgO (magnesium oxide), a non-metallic oxide, produced in the above reaction (2) also floats as slag and can be separated and removed from the molten metal.
  • the silica sand used in the present invention preferably contains 90% by weight or more of SiO 2. If the SiO 2 content is less than 90% by weight, the total amount of impurities, including not only Al 2 O 3 itself, which becomes an impurity in the manufacturing method of the present invention, but also moisture and gases brought into the molten metal via the Al 2 O 3, increases, and the quality of the obtained secondary alloy decreases.
  • the silica sand used in the present invention preferably has a particle size of less than 850 ⁇ m and a mode diameter in the particle size distribution in the range of 150 ⁇ m to 600 ⁇ m. If the particle size of the silica sand is 850 ⁇ m (18 mesh) or more, or if the mode diameter in the particle size distribution exceeds 600 ⁇ m, the specific surface area of the silica sand becomes small and the above-mentioned oxidation-reduction reaction cannot be carried out efficiently.
  • the mode diameter in the particle size distribution is smaller than 150 ⁇ m, the particle size of the silica sand becomes too small and the proportion of silica sand that does not mix with the molten metal and floats increases, and in this case too, the above-mentioned oxidation-reduction reaction cannot be carried out efficiently.
  • the amount (addition rate) of silica sand added at one time to the molten metal of aluminum alloy scrap containing Mg is preferably within the range of 1.0 to 5.0 mass% with respect to the total amount of the molten metal in order to make the above-mentioned effect of increasing the temperature of the molten metal remarkable.
  • the addition rate of silica sand is less than 1.0 mass% with respect to the total amount of the molten metal, not only is the effect of increasing the temperature of the molten metal not observed, but the effect of adding Si in particular becomes small.
  • the addition rate of silica sand exceeds 5.0 mass% with respect to the total amount of the molten metal, the effect of increasing the temperature of the molten metal, the effect of adding Si, and the effect of removing Mg are sufficient, but the amount of unreacted silica sand increases, and the removal of the unreacted silica sand in the subsequent process becomes a burden.
  • the number of times that silica sand is added to the molten metal and it may be added multiple times until the Si addition rate or the Mg removal rate reaches the target value.
  • the amount to be added at one time is as described above.
  • the method of adding silica sand to molten aluminum alloy scrap containing Mg is not particularly limited, but it is preferable to add it to the part of the molten metal that is being stirred or flowing in order to increase the chance of contact with the molten metal. For this reason, it can be added directly near the device that stirs the molten metal in the melting furnace, or it can be added via an existing flux feeder to the molten metal flowing in the furnace.
  • the Si content in aluminum alloys is usually adjusted by adding metallic Si, but the production of metallic Si requires a large amount of electricity, which results in the generation of a large amount of CO2 . Therefore, by replacing metallic Si with silica sand, it is possible to expect a reduction in CO2 emissions in terms of LCA (Life Cycle Assessment).
  • Cl2 gas or de-Mg flux is usually used to remove Mg components, but the addition of Si and the removal of Mg are performed simultaneously by adding silica sand, so it is possible to suppress the waste of processing time and the occurrence of new processing costs due to the separate processing for removing Mg components.
  • silica sand has an extremely low water absorption rate of 0.5% or less, which minimizes the amount of moisture carried into the molten metal, thereby suppressing the generation of hydrogen gas in the molten metal, thereby reducing the burden of degassing during molten metal treatment.
  • Example 1 Mg-containing aluminum alloy scrap was melted to obtain 38.4 t of molten metal using an aluminum melting furnace (reverberatory furnace with molten metal stirring tank; capacity 40 t) for melting aluminum alloy scrap to prepare starting molten metal (seed molten metal).
  • an aluminum melting furnace reverberatory furnace with molten metal stirring tank; capacity 40 t
  • silica sand No. 5 TiO 2 : 95.9 mass%, Al 2 O 3 : 2.15 mass%, Fe 2 O 3 : 0.04 mass% was added to the molten metal.
  • This silica sand was directly added to the vortex molten metal in the electromagnetically stirred molten metal stirring tank. The addition time was 56 minutes. Then, the components of the molten metal before and after the addition of the silica sand were analyzed by a known method. The results are shown in Table 1.
  • the Si content in the aluminum alloy was 6.32% by mass before the silica sand was added, but increased by 0.97% by mass to 7.29% by mass after the silica sand was added.
  • the Mg content in the aluminum alloy was 0.63% by mass before the silica sand was added, but decreased by 0.14% by mass to 0.49% by mass after the silica sand was added.
  • by adding 997 kg of silica sand the amount of Si in the molten metal increased by 372.5 kg and the amount of Mg decreased by 53.8 kg.
  • the composition of components other than Si and Mg was almost unchanged before and after the addition of silica sand.
  • the temperature of the molten metal before the start of the addition of silica sand was 766°C
  • the temperature of the molten metal after the addition of silica sand was completed was 810°C, which was a temperature rise effect of 44°C.
  • Example 2 Using an aluminum melting furnace (reverberatory furnace with molten metal stirring tank; capacity 40 t), Mg-containing aluminum alloy scrap was melted to obtain 37.0 t of molten metal. Next, 959 kg (2.6 mass% of the total amount of molten metal) of silica sand No. 7 (Tono Silica Powder Mine Cooperative Association; SiO 2 : 93.7 mass%, Al 2 O 3 : 3.10 mass%, Fe 2 O 3 : 0.20 mass%) was added to the molten metal. This silica sand was directly added to the vortex molten metal in the electromagnetically stirred molten metal stirring tank. The addition time was 105 minutes. Then, the components of the molten metal before and after the addition of the silica sand were analyzed by a known method. The results are shown in Table 2.
  • the content of Si in the aluminum alloy was 4.76% by mass before the silica sand was added, and was 5.88% by mass after the silica sand was added, increasing by 1.12% by mass.
  • the content of Mg in the aluminum alloy was 1.09% by mass before the silica sand was added, and was 0.77% by mass after the silica sand was added, decreasing by 0.32% by mass.
  • by adding 959 kg of silica sand the amount of Si in the molten metal increased by 414.4 kg, and the amount of Mg decreased by 118.4 kg.
  • Example 2 the increase rate of Si and the decrease rate of Mg are larger in Example 2 than in Example 1. This is presumably because the operation time of adding silica sand in Example 2 is about twice as long as that in Example 1, and the molten metal and the silica sand were able to react with each other for a sufficient time.
  • the composition of components other than Si and Mg was almost unchanged before and after the addition of silica sand.
  • Example 3 Using an aluminum melting furnace (reverberatory furnace with molten metal stirring tank; capacity 40 t), Mg-containing aluminum alloy scrap was melted to obtain 40.0 t of molten metal. Next, 200 kg (0.5 mass% of the total amount of molten metal) of silica sand No. 6 (Tono Silica Powder Mine Cooperative Association; SiO 2 : 95.6 mass%, Al 2 O 3 : 2.27 mass%, Fe 2 O 3 : 0.05 mass%) was added to the molten metal. This silica sand was blown into the molten metal using an existing flux feeder in the furnace. The addition time was 120 minutes. Then, the composition of the molten metal before and after the addition of the silica sand was analyzed by a known method. The results are shown in Table 3.
  • the Si content in the aluminum alloy was 3.02% by mass before the addition of the silica sand, but increased by 0.19% to 3.21% by mass after the addition of the silica sand.
  • the Mg content in the aluminum alloy was 1.43% by mass before the addition of the silica sand, but decreased by 0.17% to 1.26% by mass after the addition of the silica sand.
  • the addition of 200 kg of silica sand increased the Si content in the molten metal by 76.0 kg, and decreased the Mg content by 68.0 kg.
  • the composition of components other than Si and Mg was almost unchanged before and after the addition of silica sand.

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Abstract

本発明のアルミニウム合金の製造方法は、Ｍｇを含むアルミニウム合金スクラップを溶融させて溶湯を得るステップと、上記の溶湯に珪砂を添加するステップと、上記の溶湯と珪砂とを反応させて上記の珪砂中のＳｉを上記の溶湯中に添加すると共に、上記の溶湯中からＭｇＯを含む反応生成物を除去するステップとを含むことを特徴とする。

Description

アルミニウム合金の製造方法
　本発明は、アルミニウム合金の製造方法に関するものであり、特にアルミニウム二次合金溶湯の成分調整に好適な方法に関する。
　原料としてアルミニウム合金スクラップを用いてアルミニウム二次合金地金を製造する場合、通常、溶解炉において原料を溶解した後、目的の合金組成となるように成分調整などの溶湯処理が行われる。合金成分として調整される元素のうち、例えば、Ｓｉ(ケイ素)は、合金の耐摩耗性，低熱膨張係数および溶湯の流動性の向上などを目的に添加される成分であり、通常、金属Ｓｉを添加することによってその成分調整が行われる。
　また、Ｍｇ(マグネシウム)は、アルミニウム合金の機械的強度を向上させる有効な合金成分であるものの、Ｓｉを多量に含むダイカスト用合金においては靭性を低下させるため、例えば、日本工業規格ＪＩＳ　Ｈ５３０２にて規定されたＡｌ－Ｓｉ－Ｃｕ系ダイカスト用合金のＡＤＣ１０やＡＤＣ１２では、このＭｇの含有割合が共に０．３質量％以下となるように低く制限されている。ここで、回収アルミニウムくずなどのスクラップ中のＭｇ含有量は年々増加傾向にあり、アルミニウム二次合金製錬・精製における脱Ｍｇ処理の必要性が高まりつつある。このため、例えば下記の特許文献１(日本国・特開２０１０－２７５６２０号公報)では、スクラップを溶解した溶湯にシラスを添加し、そのシラスが添加された溶湯からマグネシウム化合物を含む反応生成物を除去することによって、スクラップに混入したＭｇを簡単に除去できることが示されている。
特開２０１０－２７５６２０号公報
　上記の従来技術には次の問題がある。すなわち、従来のアルミニウム二次合金製錬・精製における成分調整では、各合金成分それぞれに対して個別に成分調整を行わなければならず、作業が煩雑になると共に、製造に要する時間とコストを低減するのが困難であるという問題があった。
　それゆえに、本発明の主たる課題は、アルミニウム二次合金溶湯に対してＳｉの添加とＭｇの除去とを一つの工程で同時に行うことができるアルミニウム合金の製造方法を提供することである。
　上記の課題を達成するため、本発明は、アルミニウム合金の製造方法を次のように構成した。すなわち、Ｍｇを含むアルミニウム合金スクラップを溶融させて溶湯を得るステップと、上記の溶湯に珪砂を添加するステップと、上記の溶湯と珪砂とを反応させて上記の珪砂中のＳｉを上記の溶湯中に添加すると共に、上記の溶湯中からＭｇＯを含む反応生成物を除去するステップとを含むことを特徴とする。
　本発明では、Ｍｇを含むアルミニウム合金スクラップを溶融させて得た溶湯に珪砂を添加して反応させると言った簡単な工程だけで溶湯中へのＳｉの添加とＭｇの除去とを同時に行なうことができ、その結果、アルミニウムダイカストに多用されるＪＩＳ　ＡＤＣ１２やＡＤＣ１０などのＡｌ－Ｓｉ－Ｃｕ系合金への成分調整をより簡便に行なうことができるようになる。
　また、珪砂は吸水率が０．５％以下と極めて低く、溶湯内への水分の持ち込みを極力抑えることができる。このため、溶湯内での水素ガスの発生を抑制することができ、その結果、溶湯処理における脱ガスの負担を軽減させることもできる。
　本発明においては、前記の珪砂がＳｉＯ２(二酸化ケイ素)を９０重量％以上含有するものであることが好ましい。また、前記の溶湯に対して一度に添加する珪砂の量は、溶解させたアルミニウム合金スクラップの溶湯総量に対して１．０～５．０質量％の範囲内であるのが好ましい。
　本発明によれば、アルミニウム二次合金溶湯に対してＳｉの添加とＭｇの除去とを一つの工程で同時に行うことができるアルミニウム合金の製造方法を提供することができる。
　以下、本発明のアルミニウム合金の製造方法について説明する。本発明のアルミニウム合金の製造方法は、Ｍｇを含むアルミニウム合金スクラップからＪＩＳ　ＡＤＣ１０やＡＤＣ１２などのＡｌ－Ｓｉ－Ｃｕ系の二次合金を製造する際に好適な方法であって、Ｍｇを含むアルミニウム合金スクラップを溶融させて溶湯を得るステップと、上記の溶湯に珪砂を添加するステップと、上記の溶湯と珪砂とを反応させて上記の珪砂中のＳｉを上記の溶湯中に添加すると共に、上記の溶湯中からＭｇＯを含む反応生成物を除去するステップとを含むことを特徴とする。
　本発明で用いる珪砂は、珪酸塩類を主成分とする砂質の堆積物や風化生成物のうち、とくに石英粒(ＳｉＯ２)を多量に含む白色粗粒の砂である。この珪砂に含まれるＳｉＯ２が、Ｍｇを含むアルミニウム合金スクラップの溶湯中で以下のような酸化還元反応を行なうことによって、溶湯中にＳｉが添加されるのと同時に溶湯中からＭｇを除去することができる。
　４Ａｌ ＋ ３ＳｉＯ２ ＝ ２Ａｌ２Ｏ３ ＋ ３Ｓｉ　…（１）
　２Ｍｇ ＋ ＳｉＯ２ ＝ ２ＭｇＯ ＋ Ｓｉ　…（２）
　ここで、上式（１）及び（２）は発熱反応であるため、溶湯温度を昇温させることができる。また、上式（１）では、溶湯中のＡｌ(アルミニウム)が酸化消耗して非金属酸化物であるＡｌ２Ｏ３(酸化アルミニウム)が生成されるが、このＡｌ２Ｏ３は、スラグとなって浮上し、溶湯から分離除去された後、脱酸剤として利用することができる。さらに、上式（２）で生成される非金属酸化物であるＭｇＯ(酸化マグネシウム)もスラグとなって浮上し溶湯から分離除去される。
　本発明で用いる珪砂は、ＳｉＯ２を９０重量％以上含有するものであるのが好ましい。ＳｉＯ２の含有割合が９０重量％未満の場合には、本発明の製造方法では不純物となるＡｌ２Ｏ３それ自体のみならず、そのＡｌ２Ｏ３を介して溶湯中へ持ち込まれる水分やガスなども含めた不純物の総量が多くなり、得られる二次合金の品質が低下するようになるからである。
　また、本発明で用いる珪砂の粒径は、８５０μｍ未満であって、その粒度分布における最頻径が１５０μｍ～６００μｍの範囲であることが好ましい。珪砂の粒径が８５０μｍ(１８ｍｅｓｈ)以上になる、又は、粒度分布における最頻径が６００μｍを超えると珪砂の比表面積が小さくなり、上記の酸化還元反応を効率よく行なうことができなくなる。一方、粒度分布における最頻径が１５０μｍよりも小さくなると珪砂の粒径が小さくなり過ぎて溶湯中に混ざらず浮く珪砂の割合が大きくなり、この場合も上記の酸化還元反応を効率よく行なうことができなくなる。
　本発明において、Ｍｇを含むアルミニウム合金スクラップの溶湯に対して一度に添加する珪砂の量(添加割合)は、上記の溶湯温度の昇温効果を顕著なものとするため、溶湯総量に対して１．０～５．０質量％の範囲内であることが好ましい。珪砂の添加割合が溶湯総量に対して１．０質量％より少ない場合には、溶湯温度の昇温効果が認められないのに加え、特にＳｉの添加効果が小さくなる。逆に、珪砂の添加割合が溶湯総量に対して５．０質量％を超える場合には、溶湯温度の昇温効果やＳｉの添加効果及びＭｇの除去効果は十分なものになるが、未反応の珪砂の量が多くなり、後工程での未反応珪砂の除去に負担が掛かるようになる。
　なお、溶湯に対して珪砂を添加する回数について特に制限はなく、Ｓｉの添加率やＭｇの除去率が目標の値となるまで複数回行なうようにしてもよい。但し、一度に添加する量については上述の通りである。
　Ｍｇを含むアルミニウム合金スクラップの溶湯に珪砂を添加する方法は、特に限定されるものではないが、溶湯との接触機会を増やすため、溶湯の攪拌されている或いは流動している部分に投入するが好ましい。このため、溶解炉における溶湯を攪拌する装置の近傍に直接投入することや、炉内で流動する溶湯に対して既存のフラックスフィーダーを介して投入することができる。
　本発明のアルミニウム合金の製造方法によれば、以下の作用・効果を奏することができる。
　すなわち、通常、アルミニウム合金におけるＳｉの成分調整は、金属Ｓｉの添加で行なわれるが、この金属Ｓｉを製造する際には大量の電気が使用される結果、多大なＣＯ２が発生する。このため、金属Ｓｉを珪砂に置き換えることによって、ＬＣＡ(ライフサイクルアセスメント)上のＣＯ２削減効果を見込むことができる。また、Ｍｇ成分の除去には、通常、Ｃｌ２ガス或いは脱Ｍｇフラックスなどが使用されるが、珪砂の投入によりＳｉの添加とＭｇの除去とが同時に行なわれるので、Ｍｇ成分の除去に関して別途処理を行なうことによる処理時間の浪費や新たな処理費用の発生を抑制することができる。
　また、珪砂は吸水率が０．５％以下と極めて低く、溶湯内への水分の持ち込みを極力抑えることができるため、溶湯内での水素ガスの発生を抑制することができる。その結果、溶湯処理における脱ガスの負担を軽減させることができる。
　以下、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
　まず始めに、アルミニウム合金スクラップを溶解して元湯(種湯)を調成するアルミ溶解炉(溶湯攪拌槽付き反射炉；容量４０ｔ)を用いて、Ｍｇ含有アルミニウム合金スクラップを溶解して３８．４ｔの溶湯を得た。続いて、この溶湯に対し、珪砂５号(東濃硅粉礦協業組合；ＳｉＯ２：９５．９質量％、Ａｌ２Ｏ３：２．１５質量%、Ｆｅ２Ｏ３：０．０４質量％)を９９７ｋｇ(溶湯総量に対して２．６質量％)投入した。この珪砂は、電磁攪拌された溶湯攪拌槽内の渦溶湯に対して直接投入を行なった。投入作業時間は５６分であった。そして、珪砂投入前後における溶湯の成分分析を公知の方法で行った。得られた結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１より、アルミニウム合金におけるＳｉの含有割合は、珪砂投入前６．３２質量％であったのに対し、珪砂投入後７．２９質量％と０．９７質量％増加している。一方、アルミニウム合金におけるＭｇの含有割合は、珪砂投入前０．６３質量％であったのに対し、珪砂投入後０．４９質量％と０．１４質量％減少している。つまり、９９７ｋｇの珪砂を投入することによって、溶湯中のＳｉが３７２．５ｋｇ増加し、Ｍｇが５３．８ｋｇ減少したことになる。
　なお、ＳｉおよびＭｇ以外の成分の組成については、珪砂投入前後で殆ど変化はなかった。
　また、珪砂の投入開始前の溶湯温度が７６６℃であったのに対し、珪砂の投入完了後の溶湯温度は８１０℃と４４℃の昇温効果が認められた。
（実施例２）
　アルミ溶解炉(溶湯攪拌槽付き反射炉；容量４０ｔ)を用いて、Ｍｇ含有アルミニウム合金スクラップを溶解して３７．０ｔの溶湯を得た。続いて、この溶湯に対し、珪砂７号(東濃硅粉礦協業組合；ＳｉＯ２：９３．７質量％、Ａｌ２Ｏ３：３．１０質量%、Ｆｅ２Ｏ３：０．２０質量％)を９５９ｋｇ(溶湯総量に対して２．６質量％)投入した。この珪砂は、電磁攪拌された溶湯攪拌槽内の渦溶湯に対して直接投入を行なった。投入作業時間は１０５分であった。そして、珪砂投入前後における溶湯の成分分析を公知の方法で行った。得られた結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２より、アルミニウム合金におけるＳｉの含有割合は、珪砂投入前４．７６質量％であったのに対し、珪砂投入後５．８８質量％と１．１２質量％増加している。一方、アルミニウム合金におけるＭｇの含有割合は、珪砂投入前１．０９質量％であったのに対し、珪砂投入後０．７７質量％と０．３２質量％減少している。つまり、９５９ｋｇの珪砂を投入することによって、溶湯中のＳｉが４１４．４ｋｇ増加し、Ｍｇが１１８．４ｋｇ減少したことになる。ここで、上記の実施例１とこの実施例２とでは、溶湯量および珪砂投入量がほぼ等しいにもかかわらず、実施例１よりも実施例２の方がＳｉの増加割合およびＭｇの減少割合が大きくなっているが、これは実施例２の方が実施例１よりも珪砂の投入作業時間が約２倍長く、溶湯と珪砂とが十分な時間を掛けて反応できたためと推察される。
　なお、ＳｉおよびＭｇ以外の成分の組成については、珪砂投入前後で殆ど変化はなかった。
　また、珪砂の投入開始前の溶湯温度が７８８℃であったのに対し、珪砂の投入完了後の溶湯温度は９０２℃と１１４℃の昇温効果が認められた。
（実施例３）
　アルミ溶解炉(溶湯攪拌槽付き反射炉；容量４０ｔ)を用いて、Ｍｇ含有アルミニウム合金スクラップを溶解して４０．０ｔの溶湯を得た。続いて、この溶湯に対し、珪砂６号(東濃硅粉礦協業組合；ＳｉＯ２：９５．６質量％、Ａｌ２Ｏ３：２．２７質量%、Ｆｅ２Ｏ３：０．０５質量％)を２００ｋｇ(溶湯総量に対して０．５質量％)投入した。この珪砂は、炉に既存のフラックスフィーダーを用い、溶湯内に吹き込み投入を行なった。投入作業時間は１２０分であった。そして、珪砂投入前後における溶湯の成分分析を公知の方法で行った。得られた結果を表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表３より、アルミニウム合金におけるＳｉの含有割合は、珪砂投入前３．０２質量％であったのに対し、珪砂投入後３．２１質量％と０．１９質量％増加している。一方、アルミニウム合金におけるＭｇの含有割合は、珪砂投入前１．４３質量％であったのに対し、珪砂投入後１．２６質量％と０．１７質量％減少している。つまり、２００ｋｇの珪砂を投入することによって、溶湯中のＳｉが７６.０ｋｇ増加し、Ｍｇが６８．０ｋｇ減少したことになる。
　なお、ＳｉおよびＭｇ以外の成分の組成については、珪砂投入前後で殆ど変化はなかった。
　また、珪砂の投入開始前の溶湯温度が７０５℃であったのに対し、珪砂の投入完了後の溶湯温度は６８３℃と昇温効果が認められなかった。

Claims (3)

  1. 　Ｍｇを含むアルミニウム合金スクラップを溶融させて溶湯を得るステップと、
    　上記の溶湯に珪砂を添加するステップと、
    　上記の溶湯と珪砂とを反応させて上記の珪砂中のＳｉを上記の溶湯中に添加すると共に、上記の溶湯中からＭｇＯを含む反応生成物を除去するステップと、を含むことを特徴とするアルミニウム合金の製造方法。
  2. 　請求項１のアルミニウム合金の製造方法において、
    　前記の珪砂がＳｉＯ２を９０重量％以上含有することを特徴とするアルミニウム合金の製造方法。
  3. 　請求項１又は２のアルミニウム合金の製造方法において、
    　前記の溶湯に対して一度に添加する珪砂の量が、溶解させたアルミニウム合金スクラップの溶湯総量に対して１．０～５．０質量％の範囲内であることを特徴とするアルミニウム合金の製造方法。
PCT/JP2022/041953 2022-11-10 2022-11-10 アルミニウム合金の製造方法 WO2024100852A1 (ja)

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