JPH02179813A - 溶融金属の高純度・高清浄度化精錬方法 - 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】

（産業上の利用分野） 本発明は、溶融金属の炉外精錬法に関するもので、特に
スラグ−メタル反応によりメタルからスラグ側に８行す
る不純物元素（例えば鋼の場合では硫黄など）の除去、
ならびに溶融金属より比重の小さい非金属介在物（以下
、介在物と称する）の除去、とりわけストークスの法則
では浮上分離の困難な微細な介在物、例えば５０μｍ以
下の介在物を除去する精錬方法に関するものである。 （従来の技術） 炉外精錬法による不純物あるいは介在物の除去法につい
ては、従来から多種多様の方法が提案あるいは実施され
ている。 これらを概括的に整理するとおよそ次の通りである。 （ａ）簡易精錬法 最もシンプルな方法は、主として介在物の除去を目的と
した高温出湯−長時間保持による自然分離法（ストーク
スの法則の応用）である。この方法は、フラックス精錬
効果がないため、（Ｓ）などの除去が全くできないほか
、ストークスの法則で明らかなように１００μｍ程度以
上の大型介在物の除去しか期待できず、また生産性も低
いため、この方法のみで金属の精錬が行われることは少
ない。 このため、改善の一つとして、ガス攪拌法と霊囲気コン
トロール可能な有蓋小室内で合金、フラックスの添加を
行うことの組合せによる簡易精錬法が出現した。 しかしこの方法は、簡便かつある程度の生産性向上に効
果があったものの、高純度・高清浄度の金属精錬法とし
ては目的を達し得ないため、その利用範囲は限られる。 （ｂ）真空脱ガス法 この方法は、そもそも溶融金属中の（Ｈ）。 （Ｎ）、（Ｃ）などの有害ガス成分の除去法として発達
したものであるが、その最も代表的な脱ガス法であるＲ
Ｈ法やＤＨ法では、（Ｃ）＋　（０）＝ＣＯ反応による
（０）の除去の他、強い攪拌効果による介在物の凝集・
分離効果もかなり大とく、清浄化精錬法としても役割を
果たしている。 また一部では、真空槽内にフラックスを添加して、（Ｓ
）の除去を行う試みも行われている。 しかしこれらの方法では、要求レベルの高い高純度・高
清浄度の金属精錬には満足すべき効果を挙ケるこができ
ず、技術改善が望まれている。 （ｃ）ＬＦ法（Ｌａｄｌｅ　Ｆｕｒｎａｃｅ法）取鍋の
浴面上を不活性状態にコントロールしつつ、取鍋の底ま
たは上部から挿入したランスからアルゴンガスを吹き込
みながら精錬用フラックスを添加し、サブマージド・ア
ーク加熱法によりフラックスを溶解させながら、長時間
をかけて浴面でのスラグ−メタル反応の促進を図り、（
Ｓ）ならびに介在物の除去を行おうとするもので、鋼の
精錬においては最も純度ならびに清浄度の高いものを得
る方法の一つとして利用されている。 しかしこの方法は、精錬に要する時間が著しく長く、生
産性が悪く、生産コストも高いため、その利用範囲は特
殊な範囲に限定されているのが現状である。 （ｄ）パウダーインジェクション 精錬用フラックスをインジェクション用のランスでキャ
リアーガスとともに溶融金属中に吹き込み、（Ｓ）なら
びに介在物の除去を行おうとするもので、鋼の精錬にか
なり広く実用されている。 この方法では、吹き込まれた固体のフラックスが溶融し
ながら、メタルあるいはメタル中に存在する介在物と反
応しつつ浮上する工程と、浴面に浮いたフラックスが吹
き込まれたガスにより揺動する浴面でメタルと接触・反
応する工程とに分けられる。この方法では、−度浮上し
たフラックスは再び浴中に戻ることができず、反応工程
で最も重要な位置を占める浮上工程がフラックスの溶融
過程であるため、反応効率をできるだけ低下させている
ことになる。 またこの方法では、使用するフラックスは必ず粉体であ
ることが条件となり、輸送経路あるいは吹き込み口での
閉塞を防止するために、粒度管理、コスト増、設備の複
雑化などの問題もある。 さらに、粉体のキャリアーとしてもガスが必要であり、
吹き込み口などでの閉塞を防止するための最小ガス量が
規制され、攪拌に必要な量以上のガスを供給しなければ
ならないこともあって、気泡膨張による激しいメタル飛
沫の発生も大きな問題の一つである。 （ｅ）回転磁界利用による攪拌精錬性 回転磁界を利用して溶融金属に水平方向の回転攪拌力を
与え、フラックスを添加してスラグ−メタル反応を起こ
させ、（Ｓ）の除去や介在物の分離除去を図ろうとする
試みもある。この方法では、回転開始の初期を除いてス
ラグはメタルの回転に曳きすられて相対速度差のない状
態で回転することに止どまるため、スラグ−メタル界面
は相対的に静止の状態に近く、その反応の進行は極めて
遅い。 これを改善するために邪魔板を挿入して乱流を起こし、
スラグ−メタルの混合・接触を良くしようとする試みも
ある（特開昭６３−４５３１６号公報）が、耐火物の損
耗が大きいこと、金属の回転による慣性力が大きいこと
による設備機構の困難性から実用性に欠けている。 （ｆ）遠心力を利用した介在物の除去法溶融金属に介在
物吸収材を添加し、その収容容器自身を高速回転するこ
とにより発生する遠心力によって、溶融金属と比重差の
ある介在物を分離除去しようとするものであるが、回転
磁界を用いる場合とほぼ同じことになるためスラグ精錬
が期待できず、（Ｓ）などの除去が全くできないこと、
設備的に犬掻りとなること、その割りには介在物分離除
去効率が比較的小さいことなどの理由により、いわゆる
遠心鋳造法として円管の製造方法の一部として利用され
るに止どまっている。 （ｇ）電磁話導溶解法 この方法は、小量規模の鋼またはその他の金属の溶解、
特に高級品質の金属の溶解には簡便であるため広く採用
されている。この方法はメタルの溶解を主目的とするも
ので、目的によってはガス成分の除去を行うため、真空
処理を兼ねて行われることもある。これがいわゆる真空
溶解法である。 誘導溶解法は電機利用効率を高めるため、溶解すべき金
属と８導コイル間の距離を極力近接、すなわち耐火物の
厚みを薄くするため、誘導溶解炉でフラックスを使用す
ることは禁物であフた。また炉容の大きさが大きくなる
ほど浸透深さの点から周波数を小さくする必要があるが
、周波数の低下とともに湯面の流動速度や揺動が大きく
なり、酸化などの反応が進むので、いかに静かな状態で
金属を溶解するかにポイントが置かれている。 電磁話導溶解法において、フラックス精錬を可能／とす
る方法として、例えば特開昭５８−８７２３４号公報が
ある。この方法は、第４図に示すように、誘導攪拌流の
流路を変更して溶融フラックス１４と真空誘導溶解炉３
の炉壁との接触を避けながら、溶融フラックス１４と溶
融金属１との接触・混合を促進させることにより溶融金
属のスラグ精錬を行う方法である。なお５は攪拌・加熱
用誘導コイルである。 しかしながらこの方法では、第４図に示したように溶融
フラックス１４と溶融金属１との接触は溶融金属１の表
面層のみに限定されるだけなので、フラックスと溶融金
属との反応界面積は小さく、不純物元素、特にストーク
スの法則では浮上分離の困難な微細な介在物の除去は期
待できない。 なお前記特開昭５８−８７２３４号公報には、溶融金属
の表面を球面となし、容器壁とフラックスが接触した状
態で溶融金属とフラックスを反応させる例が第５図のよ
うに示されているが、この場合、フラックスが湯面上か
つ容器壁面部に常時滞留するため、フラックスによる容
器壁の損傷が大きく、またフラックスと溶融金属との反
応界面積も小さいので、フラックス精錬法として不適当
であることが述べられている。 （発明が解決しようとする課題） 以上に述べたように、炉外精錬法による不純物あるいは
介在物の除去方法については、多種多様の方法が提案あ
るいは実施されているが、それぞれ一長一短があり、精
錬効果、工業的生産性または経済性の点から決定的な方
法がなく、精錬技術上多くの改善、開発が望まれている
。 本発明の目的は、これらの問題点を解決して、高純度・
高清浄度の金属を得る精錬方法を提供する。 （課題を解決するための手段） 上記課題を解決するための本発明は、 （ａ）精錬用容器の外周に配置した固定磁場発生装置に
より、精錬用容器内に収容した溶融金属にピンチ力を与
えて上昇流を発生させるとともに溶融金属の浴面を球面
となし、前記精錬用容器器壁と溶融金属との間に少なく
とも瞬間的に０．５ｍｍ以上のギャップが繰返し生じる
状況を形成させ得る程度の磁界強さを与えながら、溶融
金属の上方及び／又は内部より精錬フラックスを添加し
て、溶融金属中への精錬フラックスの微細混合を図りつ
つ攪拌精錬することを特徴とする溶融金属の高純度・高
清浄度化精錬方法 （ｂ）真空精錬用容器の外周に配置した固定磁場発生装
置により、真空精錬用容器内に収容した減圧下の溶融金
属にピンチ力を与えて上昇流を発生させるとともに前記
溶融金属の浴面を球面となし、真空精錬用容器器壁と溶
融金属との間に少なくとも瞬間的に０．５ｍ＋ｎ以上の
ギャップが繰返し生しる状況を形成させ得る程度の１ｉ
ｔｉ界強さを与えながら、溶融金属の上方及び／又は内
部より精錬フラックスを添加して、溶融金属中への精錬
フラックスの微細混合を図りつつ攪拌精錬することを特
徴とする溶融金属の高純度・高清浄度化精錬方法（ｃ）
精錬用容器の外周に配置した固定６ｕ場発生装置により
、精錬用容器内に収容した溶融金属にピンチ力を与えて
上昇流を発生させるとともに溶融金属の浴面を球面とな
し、前記精錬用容器器壁と溶融金属との間に少なくとも
瞬間的に０．５ｍｎ＋以上のギャップが繰返し生じる状
況を形成させ得る程度の磁界強さを与えながら、溶融金
属の上方及び／又は内部より精錬フラックスを添加して
、溶融金属中への精錬フラックスの微細混合を図りつつ
攪拌精錬するとともに溶融金属を加熱することを特徴と
する溶融金属の高純度・高清浄度化精錬方法 （ｄ）真空精錬用容器の外周に配置した固定磁場発生装
置により、真空精錬用容器内に収容した減圧下の溶融金
属にピンチ力を与えて上昇流を発生させるとともに前記
溶融金属の浴面を球面となし、真空精錬用容器器壁と溶
融金属との間に少なくとも瞬間的に０．５ｍｍ以上のギ
ャップが繰返し生じる状況を形成させ得る程度の磁界強
さを与えながら、溶融金属の上方及び／又は内部より精
錬フラックスを添加して、溶融金属中への精錬フラック
スの微細混合を図りつつ攪拌精錬することともに溶融金
属を加熱することを特徴とする溶融金属の高純度・高清
浄度化精錬方法 である。 すなわち溶融金属を収容した精錬用容器を強力な磁場の
中に置き、その溶融金属にピンチ力を与えて上昇流速を
発生させ、溶融金属を規則的な流れにより強力に攪拌し
、またこのとき上側に凸な球面を形成させ、かつ、溶融
金属と容器器壁との間に０．５ｍｍ以上の僅かなギャッ
プを生成・消滅を繰返し生じる程度の磁界強さを与え、
浴面上方より及び／または溶融金属中に精錬フラックス
を添加する。 さらに本発明は、精錬用容器が真空精錬用容器であって
、その容器内の溶融金属を減圧下で上記の精錬を行うこ
と、さらに溶融金属を不活性雰囲気下あるいは減圧下で
上記の精錬を行いつつ、溶融金属を加熱する。 本発明は、溶融金属の攪拌・加熱の手段として電ＦｉＢ
誘導法を基本的に利用する点では、従来の電磁誘導攪拌
法と軌を−にするものである。 しかしながら本発明の方法は、従来の屈辱法では問題で
あった溶融金属の浴面の動揺や攪拌の強さを逆用し、従
来の単純な加熱溶解ではむしろ有害ですらある周波数の
低下と印加電力の増大を図ることによって、浴面の形状
、溶融金属−容器器壁間のギャップの形成、攪拌力の強
化を行い、フラックスを効果的に溶融金属あるいは介在
物と作用させ、（Ｓ）などの効果的な除去とともに、従
来法では除去困難な微小な介在物、例えば５０μｍ以下
の介在物までをフラックスの液滴に付着させて溶融金属
から分離除去する方法である。 （作　用） 以下図面を参照しながら、本発明を作用とともに更に具
体的に説明する。 第１図は本発明の実施態様例を模式的に示した側断面図
である。本発明の実施に先立ち第１図において、まず精
錬用容器３に溶融金属１を収容し、密閉用蓋部６で密閉
系を構成した後排気装置７で排気し、雰囲気を真空にし
、攪拌・加熱用誘導コイル５に電力を印加し、溶融金属
１を真空脱ガス精錬する。次いで溶融金属１の上方の合
金及びフラックス添加装置９より脱酸剤や合金鉄を添加
し、溶融金属１の脱酸処理ならびに成分の調整を行う。 然る後排気装置７を停止して、アルゴン供給管１１から
アルゴンガスを溶融金属１の浴面上部に供給し、雰囲気
をアルゴン雰囲気とする。 このような状態として後、本発明のフラックス精錬を行
う。攪拌・加熱用誘導コイル５の印加電力を調整して、
溶融金属１にピンチ力を与えて上昇流を発生させるとと
もに、溶融金属１の浴面を球面となし、精錬用容器３の
器壁と溶融金属１との間に少なくとも瞬間的に０．５ｍ
ｍ以上のギャップが、生成・消滅を繰返し生じる状況を
形成させ得る程度の磁界強さを与えながら、合金及びフ
ラックス添加装置９より精錬フラックスを添加し、溶融
金属１中への精錬フラックスを流滴２の如く微細混合を
図りつつ攪拌精錬する。 本発明の他の実施態様例を次に説明する。本発明の実施
に先立ち第１図において、まず精錬用容器３に溶融金属
１を収容し、密閉用蓋部６で密閉系を構成した後排気装
置７で排気し、雰囲気を真空にし、攪拌・加熱用誘導コ
イル５に電力を印加し、溶融金属１を真空脱ガス精錬す
る。次いで溶融金属１の上方の合金及びフラックス添加
装置９より脱酸剤や合金鉄を添加し、溶融金属１の脱酸
処理ならびに成分の調整を行う。 然る後減圧下のまま本発明のフラックス精錬を行う。攪
拌・加熱用誘導コイル５の印加電力を調整して、溶融金
属１にピンチ力を与えて上昇流を発生させるとともに、
溶融金属１の浴面を球面となし、精錬用容器３の器壁と
溶融金属１との間に少なくとも瞬間的に０．５ｍｍ以上
のギャップが、生成・消滅を繰返して生じる状況を形成
させ得る程度の磁界強さ、例えば２　、０００ｇａｕｓ
ｓを与えながら、合金及びフラックス添加装置９より精
錬フラックスを添加し、溶融金属１中への精錬フラック
スを流滴２の如く微細混合を図りつつ攪拌精錬する。 また上記の攪拌精錬を行いつつ、同時に溶融金属１の温
度を誘導加熱により加熱することができ、それによって
間接的に精錬フラックスの溶融を促進することができる
。 なお第１図において、精錬用容器３は直接に容器のフラ
ンジ部を介して密閉用蓋部６と密着する構造であるが、
同図において点線で示したように、密閉用タンク１３と
密閉用蓋部６を密着可能な構造とし、密閉用タンク１３
内に精錬用容器３を置いてもよい。 また本発明の方法に先立つ溶融金属の真空脱ガスは、別
の真空脱ガス装置で行い、次いで本発明の方法によって
高清浄度を得ることも可能である。 以下に本発明において、精錬用容器の器壁と溶融金属間
のギャップ８の生成およびギャップ８が添加した精錬用
フラックスにおよぼす作用について、さらに詳述する。 本発明者らは、精錬用容器３の外周に配置した固定磁場
発生装置（攪拌・加熱誘導コイル５）を用いて、印加電
力を種々変動させる実験を行った。精錬用客器３内に収
容した溶融金属１にピンチ力を与えて上昇流を発生させ
て溶融金属の浴面を球面となし、精錬用容器３の器壁と
溶融金属１との間に少なくとも瞬間的にはギャップが生
じる状況を形成させ得る程度の磁界強さの例を第３図に
示す。 第３図は溶鋼を対象として、本発明者らが行った実験結
果を示している。第３図に示したように、溶鋼に印加す
る磁界強さ（磁束密度ｇａｕｓｓ）を増しても、ある磁
束密度に至るまでは静止浴面であるが、さらに磁束密度
を増すと溶鋼表面は凸状の球面に盛り上がる（Ａ）。そ
してさらに磁束密度を増していくと、溶鋼表面は球面の
盛り上がり高さが増加するとともに、溶鋼と容器壁との
間に、少なくとも瞬間的にギャップの生成・消滅（Ｂ）
が繰返し観察される。そのギャップは磁束密度をそれ以
上増加してもあまり変わらない。 本発明者らの実験観察によれば、溶鋼の場合、溶鋼と容
器壁とのギャップが生じ始める磁界強さは、１　、２０
０ｇａｕｓｓであり、そのときのギャップは平均的に水
平方向に約０．５ｍｍである。そしてさらに磁界を増加
してもギャップはあまり大きくならず、０．５〜１．０
ｍｍ程度である。 次に本発明者らは、溶鋼に印加する磁界の強さを変えた
ときの浴面上のフラックスの挙動について実験を行った
。浴面上より添加したフラックスの粒径は５〜３５ｍｌ
１１，３６〜５０ｍｏｌの２種類とした。その結果いず
れの粒径の場合も、静止浴面の場合にはフラックスは溶
融状態で浴面を全面的に覆っており、浴面が単に凸状の
球面に盛り上がった場合には、フラックスは容器壁側に
押しやられるだけであった。その場合粒径が５〜３０ｍ
ｒＱのフラックスは、添加後すみやかに溶解して溶融状
態で容器壁側に押しやられるが、粒径が３６〜５０ｍＩ
ｎのフラックスは、添加後一部未溶解の状態で容器壁側
に押しやられることが観察された。そして溶鋼と容器壁
との間に、少なくとも瞬間的にギャップの生成・消滅が
繰返し生じる磁界１強さ以上、すなわち１　、２００ｇ
ａｕｓｓ以上になると、第１図に示すように、添加した
フラックスは溶融しながら球面状の浴面を伝って精錬用
容器３の器壁に達し、ざらに器壁と溶融金属１間に生じ
た０、５ｍｍ以上の僅かなギャップ８の間隙を下方に降
下する過程で溶融金属１中に閉じ込められ、微細な液滴
２となって溶融金属１の流れに沿って精錬用容器３の中
心軸上方へ浮上する。この液滴２は、浴面上に浮上した
後、再び球面状の浴面を伝って精錬用容器３の器壁に達
し、器壁と溶融金属１間に生じたギャップ８の間隙を下
方に降下する過程で微細な液滴２となって溶融金属１中
に閉じ込められ、溶融金属１の流れに沿って精錬用容器
３の中心軸上方へ浮上する。フラックスはこのような挙
動を繰返し溶鋼中を循環する。 本発明の方法は、このような溶鋼盛り上がりとともに、
溶鋼と容器壁の間にギャップが生じる状態で溶鋼に精錬
用フラックスを添加し、極めて効率的にスラグ−メタル
反応ならびに介在物とスラグとの接触を進行せしめ、効
果的な溶鋼のフラックス精錬が行えるのである。 本発明の方法に使用する精錬フラックスの粒径は、浴面
上部より添加する場合には３５ｍｍ以下として、フラッ
クス添加後、精錬用容器３の器壁へ押しやられるまでに
すみやかに溶融状態にすることが好ましい。フラックス
粒径の下限は特に限定するものではないが、余り粒径が
小さいと、例えば減圧下で本発明のフラックス精錬を行
う場合、添加フラックスが排気装置に吸引される可能性
があるので、粒径を３ｍｍ以上とすることが好ましい。 しかしながら容器底部から不活性ガスを搬送体としてフ
ラックスを添加する場合には、排気装置に吸引されるお
それがなく、また溶鋼中ですみやかに液滴化するように
フラックスの粒径は小さいほうが良く、粒径は３ｍｍ以
下、微粉であってもよい。第１図に示したように、精錬
フラックスは精錬用容器３の器壁を伝って溶融金属１中
へ流入し、溶融金属１中へ閉じ込められて溶融金属１の
規則的な流れにそって液滴２となって循環するため、ス
ラグ−メタル間の反応界面積は従来法に比べて著しく大
きい。本発明の方法は、印加電力が大きく攪拌力も大き
いため、溶融金属１の液柱１０は絶えず緩やかに水平方
向に揺れ動く。このため、精錬用容器３の器壁と溶融金
属１間は、微視的には離脱・接触が繰返され、すなわち
、両者間では絶えずギャップ８の生成・消滅が繰返され
ている。このことが溶融した精錬用スラグの微細粒子化
（液滴２）に役立つとともに、器壁とスラグが常時接触
することを回避し、耐火物の溶損を著しく低下させる効
果を与えるもとどなる。 次に、本発明におけるフラックスの特性について説明す
る。 スラグ−メタル反応を促進するために重要なことは、 （イ）反応性に冨むフラックスをどう選択するか（ロ）
反応にあずかる界面積をいかに大きくするか（Ａ）スラ
グならびにメタルの物質移動速度をいかに大きくするか にある。 本発明者らの実験知見によれば、例えば鋼の場合につい
て述べれば、精錬フラックスは通常製鋼精錬フラックス
として用いられているＣａｂ−ＣａＦ２系をベースとし
、　Ａｎ　２０３．　ＭｇＯ，ＳＩＯ□などを一部加え
たものであっても本発明の目的を達成することができる
。本発明の方法では、フラックスは前述のように液滴と
なって溶融金属からの熱を十分に受けることができるの
で、フラックスの溶解性が著しく良いことである。この
ため、従来の方法ではフラックスの溶融特性向上のため
に溶融副材として使用されるＣａＦ２含有量の比率を減
することができる。 本発明においては、溶融循環するスラグが微細粒子であ
るため、溶融金属からスラグへの熱の伝達がよく、スラ
グの温度が常に溶融金属温度と等しく高温であるため、
スラグ−メタル反応がよく進むことにもなる。単にスラ
グ−メタル反応だけでなく、高温で流動性のよいスラグ
が浴中を循環することは、浴中に存在する酸化物介在物
の洗浄・吸着に顕著な役割を果たす。 さらに、スラグ相ならびにメタル相の物質移動について
、本発明の方法ではスラグ相が微小粒子であること、お
よびメタルの流動によって絶えず変形を伴いながら循環
するためスラグ相同の攪拌もよく、物質移動速度が早い
。またメタル相については、その攪拌が著しく大きいた
めメタル相の物質移動速度も大きい。このためスラグ−
メタル間の反応による不純物の除去速度が極めて大きく
、従来法に比べて少量のフラックスの添加で著しく高純
度の金属を得ることができる。 また本発明の方法でスラグ−メタル間の反応による不純
物の除去を行う場合、反応速度は印加電力にほぼ比例し
て大きくなるので、単時間に精錬目的を達しようとする
場合には極力印加電力を大きくすればよい。 また本発明の方法によって、フラックスは溶融金属中で
微細な液滴となフて精錬用容器の中心軸上方へ浮上する
間に、溶融金属内の極めて微細な介在物、例えば５０μ
ｍ以下の介在物も液滴と凝集して１００μｍ以上に大き
くなるので、フラックスＰｉｌｉ錬に引き続きストーク
スの法則による介在物除去方法も可能である。この場合
介在物除去精錬の最終的仕上げをするために、磁界強さ
を容器器壁と溶融金属との間にギャップが生じない範囲
に下げて、静かに溶融金属を攪拌することも介在物除去
時間の効率的な短縮方法として有効である。 以上本発明について、第１図を参照しつつ説明したが、
本発明に用いる装置は第１図に限定されることなく、第
２図に示すように合金及びフラックス添加装置９からは
脱酸材や合金鉄を添加し、フラックスは精錬用容器３の
器底からフラックス吹込管１２により添加する方法、あ
るいは第２図において、合金及びフラックス添加装置９
からは脱酸材、合金鉄、フラックスを添加するとともに
、器底からフラックスをフラックス吹込管１２を通して
添加する方法も、本発明のフラックス精錬方法として効
果的である。なお器底のフラックス吹込管１２からフラ
ックスを添加する場合には、搬送ガスとしてアルゴン等
の不活ガスを用いることは勿論である。 （実施例） 実施例１ 初期組成が、Ｃ：　０．１０〜０．２０重量％（以下車
に％と称する’）　、　Ｓｉ　二０．１０〜０．３０％
、　Ｍｎ：　１．０〜１．３％、　　Ａｎ　：　ｔｒ　
〜０．０１％、　　Ｓ　：　０．０１０〜０．１３％、
　　ｐ　：　ｏ、ｏｏａ〜０．０１５％の溶鋼５トンを
第１図に示した精錬用容器３に収容し、真空雰囲気中で
周波数６０Ｈｚの固定磁界の中で磁界強さを８００〜４
，５００ｇａｕｓｓを与えて誘導攪拌しながら真空脱ガ
ス処理し、あらかじめ（Ｈ）、（Ｎ）、

〔０〕の除去を
行った６ついで合金及びフラックス添加装置９からＡｊ
２を添加して溶鋼を脱酸した後、アルゴン供給管１１か
らアルゴンを導入して大気圧に戻し、アルゴン雰囲気中
で１，２００ｇａｕｓｓ磁界強さを与えて、合金及びフ
ラックス添加装置９から６０〜７０％ＣａＯ−１０〜Ｉ
　８％ＣａＦ２−１０〜２０％八へ１２０．−ｂａｌ、
ｓｉｏ、の組成のフラックスを１０〜５０Ｊ！３０して
６分間フラックス精錬を行った。 このとき、容器器壁と溶鋼との間のギャップ８が生じた
磁界強さはｌ　、　２０Ｑｇａｕｓｓであった。 初期（Ｓ）濃度またはフラックス添加量の多寡によらず
、いずれの場合も（Ｓ　）　＜　３　ｐｐｍ、Ｔ。 （０）＜６ｐｐｍが得られた。さらにへ１添加による攪
拌ではほとんど減少しなかった１０μｍ以下の微小介在
物が、従来の電磁誘導溶解法に比して約１／１０に減少
した。その後８分間磁界強さを５００　ｇａｕｓｓに落
として静かに攪拌を継続したところ、〔Ｓ〕濃度には変
化が認められなかったが、（０）は４　ｐｐｍまで低下
し、１０μｍ以下の微小介在物もさらに１０％減少した
。 実施例２ 初期組成が、Ｃ：　０．１０〜０．２０％、　Ｓｔ　：
　０．１０〜０．３０％、　Ｍｎ　：　１．０〜１．３
％、　　ＡＩｌ：　ｔｒ　〜０．０１％。 Ｓ　：　０．０１０〜０．１３％、　　ｐ　：　ｏ、ｏ
ｏａ〜０．０１５％の溶ｗ１５トンを第２図に示した精
錬用容器３に収容し、真空雰囲気中で周波数６０）１ｚ
の固定磁界の中で１，０００〜３　、０００ｇａｕｓｓ
を与えて誘導攪拌しながら真空脱ガス処理し、あらかじ
め（Ｈ）、（Ｎ）。 （０）の除去を行った。ついで合金及びフラックス添加
装置９からＡｊ２を添加して溶鋼を脱酸し、そのまま減
圧下で１．８００ｇａｕｓｓの磁界強さを与え、武器部
よりアルゴン搬送ガスを用いて６０〜７゜％ＣａＯ−１
０〜１　８％ＣａＦ、−１０〜２０％　Ａｕ２０ｓ−ｂ
ａｌ、５ｉ０２の組成のフラックスを１０〜５０ｋｇ添
加して６分間フラックス精錬を行った。 初期（Ｓ）濃度またはフラックス添加量の多寡によらず
、いずれの場合も（Ｓ　）　＜　３　ｐｐｍ、Ｔ。 （０）＜６ｐｐｍが得られた。さらにＡＪＺ添加による
攪拌ではほとんど減少しなかった１０μｍ以下の微小介
在物が、従来の電磁誘導溶解法に比して約１７１０に減
少した。その後８分間磁界強さを５００　ｇａｕｓｓに
落として静かに攪拌を継続したところ、（Ｓ）濃度には
変化が認められなかったが、

〔０〕は４　ｐｐｍまで低
下し、１０μｍ以下の微小介在物もさらに１０％減少し
た。 実施例３ 初期組成が、Ｃ：　０．１０〜０．２０％、Ｓｉ：０．
１０〜０．３０％、　Ｍｎ：　１．Ｑ　〜１．３％、　
　ＡｆＬ：　ｔｒ−Ｃ１，（１１％。 Ｓ　：　０．０１０〜０．１３％、　　ｐ　：　ｏ、ｏ
ｏａ〜０．０１５％の溶鋼５トンを第１図に示した精錬
用容器３に収容し、真空雰囲気中で周波数６０Ｈｚの固
定磁界の中で、磁界強さを１．５０Ｑ〜５　、０００ｇ
ａｕｓｓを与えて誘導攪拌しながら真空脱ガス処理し、
あらかじめ（Ｈ）、（Ｎ）、（０）の除去を行った。つ
いで合金及びフラックス添加装置９からＡＪＺを添加し
て溶鋼を脱酸した後、アルゴン供給管１１からアルゴン
を導入して大気圧に戻し、アルゴン雰囲気中で３　、０
００ｇａｕｓｓの磁界強さを与えながら、合金及びフラ
ックス添加装置９および器底から６０〜７０％ＣａＯ−
１０〜１８％ＣａＦｚ　−１０〜２０％八へｌ−ｚＯｓ
−ｂａｌ、５ｉ０２の組成のフラックスを１０〜５０ｋ
ｇをそれぞれ半量ずつ添加して６分間フラックス精錬を
行った。 初期（Ｓ）濃度またはフラックス添加量の多寡によらず
、いずれの場合も（Ｓ　）　＜　３　ｐｐｍ、Ｔ。 （０）＜６ｐｐｍが得られた。さらにへ１添加による攪
拌ではほとんど減少しなかった１０μｍ以下の微小介在
物が、従来の電磁誘導溶解法に比して約１７１０に減少
した。その後８分間磁界強さを２　、０００ｇａｕｓｓ
として攪拌を継続したところ、溶鋼温度は１，５７０℃
から１，６００℃に上昇した。一方実施例１．２の場合
と同様に、（Ｓ）濃度には変化が認められなかったが、
（０）は４　ｐｐｍまで低下し、１０μｍ以下の微小介
在物もさらに１０％減少した。 実施例４ 初期組成が、Ｃ：　０．１０〜０．２０％、Ｓｔ：０．
１０〜０．３０％、　Ｍｎ　＋　１．０〜１．３％、　
　Ａｊ！　：　ｔｒ　〜０．０１％。 Ｓ　：　０．０１０〜０．１３％、　　ｐ　：　ｏ、ｏ
ｏａ〜０．０１５％の溶鋼５トンを第１図に示した精錬
用容器３に収容し、真空雰囲気中で周波数６０Ｈｚの固
定磁界の中で、２，０００〜５，０００ｇａｕｓｓの磁
気強さを与えて誘導攪拌しながら真空脱ガス処理し、あ
らかじめ（Ｈ）、（Ｎ）、（０）の除去を行った。合金
及びフラックス添加装置９からＩｎを添加して溶鋼を脱
酸し、減圧下にて２，４００ｇａｕｓＳの６ｎ界強さを
与えながら、合金及びフラックス添加装置９および器底
か６６０〜７０％ＣａＱ−１０〜１８％ＣａＦ２−１０
〜２０％Ａ　ｌ　２０．−ｂａｌ、５ｉｏ２の組成のフ
ラックスを１０〜５０ｋｇをそれぞれ半量ずつ添加して
６分間フラックス精錬を行った。 初期（Ｓ）濃度またはフラックス添加量の多寡によらず
、いずれの場合も（Ｓ　）　＜　３　ｐｐｍ、Ｔ。 （０）＜６ｐｐｍが得られた。ざらにＡＪ２添加による
攪拌ではほとんど減少しなかった１０μｍ以下の微小介
在物が、従来の電磁誘導溶解法に比して約１７１０に減
少した。その後８分間磁界強さを２．０００ｇａｕｓｓ
として攪拌を継続したところ、溶鋼温度は１，５８０℃
から１，６１０℃に上昇した。また（Ｓ）濃度には変化
が認められなかったが、（０）は４　ｐｐｍまで低下し
、１０μｍ以下の微小介在物もさらに１０％減少した。 （発明の効果） 本発明の精錬方法によれば、少量のフラッフスリ、容易
に高純度・高清浄度の金属を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明を実施する精錬装置の実施
態様例を模式的に示した側断面図、第３図は磁束密度と
溶鋼の盛り上がり高さ、器壁と溶鋼のギャップの有無の
関係を示す図面、第４図および第５図は従来の精錬方法
を示す図面である。 １：溶融金属、２：フラックス流滴、３：精錬用容器、
４；電源設備、５：攪拌・加熱用誘導コイル、６：密閉
用蓋部、７：排気装置、８：ギャップ、９：合金および
フラックス添加装置、１０：液柱（メタル）の動揺、１
１：アルゴン供給管、１２：フラックス吹込管、１３：
密閉用タンク、１４：フラックス。 ７？１図 代　　理　　人　　　弁理士　　秋　　沢　　政　　光
他１名 岸２図 ７１′３図 磁束密度（８ａｕｓｅ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）精錬用容器の外周に配置した固定磁場発生装置に
   より、精錬用容器内に収容した溶融金属にピンチ力を与
   えて上昇流を発生させるとともに溶融金属の浴面を球面
   となし、前記精錬用容器器壁と溶融金属との間に少なく
   とも瞬間的に０．５ｍｍ以上のギャップが繰返し生じる
   状況を形成させ得る程度の磁界強さを与えながら、溶融
   金属の上方及び／又は内部より精錬フラックスを添加し
   て、溶融金属中への精錬フラックスの微細混合を図りつ
   つ攪拌精錬することを特徴とする溶融金属の高純度・高
   清浄度化精錬方法。
2. （２）真空精錬用容器の外周に配置した固定磁場発生装
   置により、真空精錬用容器内に収容した減圧下の溶融金
   属にピンチ力を与えて上昇流を発生させるとともに前記
   溶融金属の浴面を球面となし、真空精錬用容器器壁と溶
   融金属との間に少なくとも瞬間的に０．５ｍｍ以上のギ
   ャップが繰返し生じる状況を形成させ得る程度の磁界強
   さを与えながら、溶融金属の上方及び／又は内部より精
   錬フラックスを添加して、溶融金属中への精錬フラック
   スの微細混合を図りつつ攪拌精錬することを特徴とする
   溶融金属の高純度・高清浄度化精錬方法。
3. （３）精錬用容器の外周に配置した固定磁場発生装置に
   より、精錬用容器内に収容した溶融金属にピンチ力を与
   えて上昇流を発生させるとともに溶融金属の浴面を球面
   となし、前記精錬用容器器壁と溶融金属との間に少なく
   とも瞬間的に０．５ｍｍ以上のギャップが繰返し生じる
   状況を形成させ得る程度の磁界強さを与えながら、溶融
   金属の上方及び／又は内部より精錬フラックスを添加し
   て、溶融金属中への精錬フラックスの微細混合を図りつ
   つ攪拌精錬するとともに溶融金属を加熱することを特徴
   とする溶融金属の高純度・高清浄度化精錬方法。
4. （４）真空精錬用容器の外周に配置した固定磁場発生装
   置により、真空精錬用容器内に収容した減圧下の溶融金
   属にピンチ力を与えて上昇流を発生させるとともに前記
   溶融金属の浴面を球面となし、真空精錬用容器器壁と溶
   融金属との間に少なくとも瞬間的に０．５ｍｍ以上のギ
   ャップが繰返し生じる状況を形成させ得る程度の磁界強
   さを与えながら、溶融金属の上方及び／又は内部より精
   錬フラックスを添加して、溶融金属中への精錬フラック
   スの微細混合を図りつつ攪拌精錬することとともに溶融
   金属を加熱することを特徴とする溶融金属の高純度・高
   清浄度化精錬方法。