JP2002167630A - 低酸素Ｍｎ材料の製造方法 - Google Patents
低酸素Ｍｎ材料の製造方法Info
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来、工業的に入手不可能であった、低酸素
の金属Ｍｎ材料を提供することである。 【解決手段】 Ｍｎ原料を不活性ガス雰囲気中で誘導ス
カル溶解することにより、酸素量を１００ｐｐｍ以下に
低減したＭｎ材料を得る。また、Ｍｎ原料を誘導スカル
溶解する前に酸洗浄することがより酸素低減を図ること
ができるため好ましい。
の金属Ｍｎ材料を提供することである。 【解決手段】 Ｍｎ原料を不活性ガス雰囲気中で誘導ス
カル溶解することにより、酸素量を１００ｐｐｍ以下に
低減したＭｎ材料を得る。また、Ｍｎ原料を誘導スカル
溶解する前に酸洗浄することがより酸素低減を図ること
ができるため好ましい。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、Ｍｎを精錬して、
低酸素のＭｎ材料を提供する方法に関するものである。
低酸素のＭｎ材料を提供する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、工業的に入手可能な金属Ｍｎ材料
は鉱石を還元焙焼し、硫酸で抽出した後、不純物を除去
して電解析出させて得られる粗精錬品だけであり、その
酸素量は数千ｐｐｍのオーダーである。これに対して、
半導体等の用途の場合には、酸素量数百ｐｐｍ、望まし
くは１００ｐｐｍ以下の素材が要求されており、現在得
られているような金属Ｍｎ材料では、半導体や磁性材料
などの低酸素品を要求する用途に利用することは出来な
い。
は鉱石を還元焙焼し、硫酸で抽出した後、不純物を除去
して電解析出させて得られる粗精錬品だけであり、その
酸素量は数千ｐｐｍのオーダーである。これに対して、
半導体等の用途の場合には、酸素量数百ｐｐｍ、望まし
くは１００ｐｐｍ以下の素材が要求されており、現在得
られているような金属Ｍｎ材料では、半導体や磁性材料
などの低酸素品を要求する用途に利用することは出来な
い。
【０００３】そのため、低酸素Ｍｎを得る方法について
は、例えば、特開平１１−１５２５２８号公報などに、
真空蒸留を利用する方法が開示されている。Ｍｎ材料の
精錬に真空蒸留法を適用することは、低酸素のＭｎを得
られるというメリットがある。
は、例えば、特開平１１−１５２５２８号公報などに、
真空蒸留を利用する方法が開示されている。Ｍｎ材料の
精錬に真空蒸留法を適用することは、低酸素のＭｎを得
られるというメリットがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した真空蒸留法
は、回収効率および製造効率の低い気相反応であるため
に歩留や製造コスト、製造タクト、安全性および安定性
など様々な面で問題が多く、工業的に流通している精錬
方法であるとは言い難い。本発明においては、上述した
真空蒸留法に代わる、製造性に優れた低酸素量Ｍｎ材料
の製造方法を提供することを目的とする。
は、回収効率および製造効率の低い気相反応であるため
に歩留や製造コスト、製造タクト、安全性および安定性
など様々な面で問題が多く、工業的に流通している精錬
方法であるとは言い難い。本発明においては、上述した
真空蒸留法に代わる、製造性に優れた低酸素量Ｍｎ材料
の製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は、真空蒸留法
の欠点である製造安定性に関する問題を解消する検討を
行い、その結果、誘導スカル溶解（以下、ＩＳＭ［Indu
ctionSkull Melting］）を用いることにより、酸素量の
低減されたＭｎ材料が得られることを見いだし、本発明
に到達した。
の欠点である製造安定性に関する問題を解消する検討を
行い、その結果、誘導スカル溶解（以下、ＩＳＭ［Indu
ctionSkull Melting］）を用いることにより、酸素量の
低減されたＭｎ材料が得られることを見いだし、本発明
に到達した。
【０００６】すなわち本発明は、不活性ガス雰囲気中で
ＩＳＭすることにより、酸素量１００ｐｐｍ以下に低減
する低酸素Ｍｎ材料の製造方法である。また、本発明で
は、ＩＳＭを行う前に原料を酸洗浄することが好まし
い。
ＩＳＭすることにより、酸素量１００ｐｐｍ以下に低減
する低酸素Ｍｎ材料の製造方法である。また、本発明で
は、ＩＳＭを行う前に原料を酸洗浄することが好まし
い。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の最大の特徴は、ＭｎをＩ
ＳＭ法により溶解して精錬することである。ＩＳＭは、
通常極めて高真空下での脱ガスを目的として適用され
る。これに対してＭｎのように蒸気圧の高い元素では、
溶解中の滅失を抑制するために不活性雰囲気中で溶解す
る必要があり、このような元素へＩＳＭ法を適用するこ
とはあまり有効ではないと考えられていた。このため、
純物質としてのＭｎの精製に用いられることがなかっ
た。しかし、本発明者が検討した結果、例えば工業的に
得られるような金属Ｍｎ材料に対してＩＳＭ溶解を行う
と、スカル中へ生成したＭｎ酸化物が吸着されることを
見出した。これはＭｎの精錬、特に酸素量の低減に極め
て有効である。
ＳＭ法により溶解して精錬することである。ＩＳＭは、
通常極めて高真空下での脱ガスを目的として適用され
る。これに対してＭｎのように蒸気圧の高い元素では、
溶解中の滅失を抑制するために不活性雰囲気中で溶解す
る必要があり、このような元素へＩＳＭ法を適用するこ
とはあまり有効ではないと考えられていた。このため、
純物質としてのＭｎの精製に用いられることがなかっ
た。しかし、本発明者が検討した結果、例えば工業的に
得られるような金属Ｍｎ材料に対してＩＳＭ溶解を行う
と、スカル中へ生成したＭｎ酸化物が吸着されることを
見出した。これはＭｎの精錬、特に酸素量の低減に極め
て有効である。
【０００８】そして、本発明の上述したＩＳＭは不活性
ガス雰囲気中で行うことも重要である。Ｍｎは蒸気圧が
高いため、Ｍｎの滅失や装置負荷が著しく大きくなる。
そのため、本発明では不活性ガス雰囲気中でＩＳＭを行
う。
ガス雰囲気中で行うことも重要である。Ｍｎは蒸気圧が
高いため、Ｍｎの滅失や装置負荷が著しく大きくなる。
そのため、本発明では不活性ガス雰囲気中でＩＳＭを行
う。
【０００９】不活性雰囲気については、不活性ガスであ
ればどのようなガスでも良いが、窒素や二酸化炭素は窒
化、酸化等の問題があるため好ましくなく、その他の希
ガス類（Ｈｅ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｒｎ）は工業的に使用する
には価格が高いという問題がある。このため、Ａｒを使
用することが最適である。また、不活性雰囲気ガスとし
てＡｒを用いる場合、Ａｒ圧力としては、通常の装置の
仕様上１０１３２５Ｐａ以下に抑制されるが、装置的に
可能であれば１０１３２５Ｐａ以上である方が、Ｍｎ蒸
発防止という観点からは好ましいと考えられる。Ａｒ圧
力下限については、少なくとも、その溶湯温度における
Ｍｎ蒸気圧よりも高いことが望ましいと考えられる。
ればどのようなガスでも良いが、窒素や二酸化炭素は窒
化、酸化等の問題があるため好ましくなく、その他の希
ガス類（Ｈｅ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｒｎ）は工業的に使用する
には価格が高いという問題がある。このため、Ａｒを使
用することが最適である。また、不活性雰囲気ガスとし
てＡｒを用いる場合、Ａｒ圧力としては、通常の装置の
仕様上１０１３２５Ｐａ以下に抑制されるが、装置的に
可能であれば１０１３２５Ｐａ以上である方が、Ｍｎ蒸
発防止という観点からは好ましいと考えられる。Ａｒ圧
力下限については、少なくとも、その溶湯温度における
Ｍｎ蒸気圧よりも高いことが望ましいと考えられる。
【００１０】このＩＳＭ法を用いることにより、従来工
業的に安定して得ることが難しかった酸素量１００ｐｐ
ｍ以下のＭｎ材料を安定して得ることが可能となった。
このことは、特に低酸素Ｍｎ材料を要求する、例えば半
導体用途に対して非常に有効である。なお、ＩＳＭ溶解
後の鋼塊は外周部のスカル部分にＭｎ酸化物などが吸着
しているので、得られた鋼塊からスカル部分を取り除
き、清浄な部分のみを使用することが望ましい。
業的に安定して得ることが難しかった酸素量１００ｐｐ
ｍ以下のＭｎ材料を安定して得ることが可能となった。
このことは、特に低酸素Ｍｎ材料を要求する、例えば半
導体用途に対して非常に有効である。なお、ＩＳＭ溶解
後の鋼塊は外周部のスカル部分にＭｎ酸化物などが吸着
しているので、得られた鋼塊からスカル部分を取り除
き、清浄な部分のみを使用することが望ましい。
【００１１】さらに本発明では、原料のＭｎをＩＳＭを
行う前に酸によって洗浄することで、表面の酸化物を除
去し、原料に含まれている酸素量を低減することが可能
である。このような表面酸化物を除去した原料をＩＳＭ
することによって、より低酸素なＭｎを製造することが
可能となるため、ＩＳＭ前に酸洗浄を行うことが好まし
い。
行う前に酸によって洗浄することで、表面の酸化物を除
去し、原料に含まれている酸素量を低減することが可能
である。このような表面酸化物を除去した原料をＩＳＭ
することによって、より低酸素なＭｎを製造することが
可能となるため、ＩＳＭ前に酸洗浄を行うことが好まし
い。
【００１２】
【実施例】（実施例１）酸素量２０００ｐｐｍのＭｎ原
料を、ＩＳＭ炉内に充填し、真空排気した。１０−４Ｔ
ｏｒｒ台以下まで、排気した後、通電を開始した。溶解
時には、Ａｒ１３０００ＰａをパージしてＭｎの蒸発を
防いだ。Ｍｎが完全に溶落したあと、切電し、るつぼ内
で凝固させてＭｎ鋼塊を得た。切電後、大気圧までＡｒ
をパージし、完全に冷却後に炉体を開いて抜塊した。
料を、ＩＳＭ炉内に充填し、真空排気した。１０−４Ｔ
ｏｒｒ台以下まで、排気した後、通電を開始した。溶解
時には、Ａｒ１３０００ＰａをパージしてＭｎの蒸発を
防いだ。Ｍｎが完全に溶落したあと、切電し、るつぼ内
で凝固させてＭｎ鋼塊を得た。切電後、大気圧までＡｒ
をパージし、完全に冷却後に炉体を開いて抜塊した。
【００１３】（実施例２）実施例１と同様のＭｎ原料を
用い、Ｍｎ原料を酸洗し乾燥させたＭｎをＩＳＭ炉内に
充填し、以下実施例１と同じ条件、方法でＭｎ鋼塊を得
た。
用い、Ｍｎ原料を酸洗し乾燥させたＭｎをＩＳＭ炉内に
充填し、以下実施例１と同じ条件、方法でＭｎ鋼塊を得
た。
【００１４】実施例１，２で作製したＭｎ鋼塊と実施例
１，２で原料として用いた粗精錬Ｍｎの酸素量を不活性
ガス溶解赤外線吸収法で分析した結果を表１に示す。ま
た、窒素量，硫黄量の分析結果を表１に併記する。
１，２で原料として用いた粗精錬Ｍｎの酸素量を不活性
ガス溶解赤外線吸収法で分析した結果を表１に示す。ま
た、窒素量，硫黄量の分析結果を表１に併記する。
【００１５】
【表１】
【００１６】表１からも分かる通り、本発明により作製
したＭｎ鋼塊は、Ｍｎ原料に比べて格段に酸素量の低減
が図られている。具体的に酸素量が１００ｐｐｍ以下に
低減されており、例えば半導体用途とする場合に最適な
Ｍｎ材料となっていることが分かる。また、本発明によ
り作製したＭｎ鋼塊は、窒素量、硫黄量についても、半
導体などへの適用に問題が無いレベルに抑制されてい
る。
したＭｎ鋼塊は、Ｍｎ原料に比べて格段に酸素量の低減
が図られている。具体的に酸素量が１００ｐｐｍ以下に
低減されており、例えば半導体用途とする場合に最適な
Ｍｎ材料となっていることが分かる。また、本発明によ
り作製したＭｎ鋼塊は、窒素量、硫黄量についても、半
導体などへの適用に問題が無いレベルに抑制されてい
る。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、酸素量１００ｐｐｍ以
下の低酸素Ｍｎを製造することができ、低酸素Ｍｎを使
用した製品の製造にとって欠くことのできない技術とな
る。
下の低酸素Ｍｎを製造することができ、低酸素Ｍｎを使
用した製品の製造にとって欠くことのできない技術とな
る。
Claims (2)
- 【請求項１】 不活性ガス雰囲気中で誘導スカル溶解す
ることにより酸素量１００ｐｐｍ以下に低減することを
特徴とする低酸素Ｍｎ材料の製造方法。 - 【請求項２】 誘導スカル溶解の前に原料を酸洗浄する
ことを特徴とする請求項１に記載の低酸素Ｍｎ材料の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000361505A JP2002167630A (ja) | 2000-11-28 | 2000-11-28 | 低酸素Ｍｎ材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000361505A JP2002167630A (ja) | 2000-11-28 | 2000-11-28 | 低酸素Ｍｎ材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002167630A true JP2002167630A (ja) | 2002-06-11 |
Family
ID=18832927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000361505A Pending JP2002167630A (ja) | 2000-11-28 | 2000-11-28 | 低酸素Ｍｎ材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002167630A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013105291A1 (ja) | 2012-01-10 | 2013-07-18 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 高純度マンガン及びその製造方法 |
| KR20150125721A (ko) | 2013-10-25 | 2015-11-09 | 제이엑스 닛코 닛세키 킨조쿠 가부시키가이샤 | 고순도 망간의 제조 방법 및 고순도 망간 |
| KR20150126662A (ko) | 2013-10-25 | 2015-11-12 | 제이엑스 닛코 닛세키 킨조쿠 가부시키가이샤 | 고순도 망간의 제조 방법 |
| CN109722553A (zh) * | 2019-01-18 | 2019-05-07 | 西安斯瑞先进铜合金科技有限公司 | 一种铜锰中间合金材料的制备方法 |
-
2000
- 2000-11-28 JP JP2000361505A patent/JP2002167630A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013105291A1 (ja) | 2012-01-10 | 2013-07-18 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 高純度マンガン及びその製造方法 |
| KR20160018850A (ko) | 2012-01-10 | 2016-02-17 | 제이엑스 닛코 닛세키 킨조쿠 가부시키가이샤 | 고순도 망간 및 그 제조 방법 |
| US9725814B2 (en) | 2012-01-10 | 2017-08-08 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | High purity manganese and method for producing same |
| KR20150125721A (ko) | 2013-10-25 | 2015-11-09 | 제이엑스 닛코 닛세키 킨조쿠 가부시키가이샤 | 고순도 망간의 제조 방법 및 고순도 망간 |
| KR20150126662A (ko) | 2013-10-25 | 2015-11-12 | 제이엑스 닛코 닛세키 킨조쿠 가부시키가이샤 | 고순도 망간의 제조 방법 |
| CN109722553A (zh) * | 2019-01-18 | 2019-05-07 | 西安斯瑞先进铜合金科技有限公司 | 一种铜锰中间合金材料的制备方法 |
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