JPH03130308A

JPH03130308A - ミッシュメタル系永久磁石用フレーク製造用注湯容器

Info

Publication number: JPH03130308A
Application number: JP26744189A
Authority: JP
Inventors: Rikuhiro Komiya; 小宮　陸紘; Kazuyuki Tashiro; 和幸田代; Kiyousuke Okita; 沖田　協介
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-10-14
Filing date: 1989-10-14
Publication date: 1991-06-04

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、急冷凝固法によってミッシュメタル−Ｆｅ−
Ｂ系永久磁石を製造するための装置に関し、特に注湯容
器に関するものである。

〔従来の技術〕

急冷凝固法による金属ストリップ等の製造技術は、非晶
質合金の開発を契機としてその利点が注目され、新しい
材料の開発のための手段として脚光を浴びてきている。

急冷凝固法による金属ス）　ＩＪツブ等の製造技術は、
高温の溶融物質を高速回転している金属ロールの外周面
に吹き付けて急冷し、非晶質或はそれに近い結晶質の物
質を得るものである。この技術によれば、機械的加工が
困難な、例えば冷間圧延が不可能な材料の薄帯を直接的
に得ることができる。また、通常の冷却手段では不可能
な高温相の非晶質化を室温で実現できる。

一方、希土類永久磁石の代表であるＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系永
久磁石を急冷凝固法を用いて製造する技術として、特開
昭５７−２１０９３４号公報或は特開昭６０−９８５２
号公報に開示されている技術が知られている。

その他に、大学や企業の研究成果も多数報告されている
。

しかしながら、これら既知の技術は、少量の合金を石英
るつぼ中で溶解し、急冷凝固させる実験室規模のもので
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、ミッシュメタル−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石用材料
のフレークを急冷凝固法によって工業的規模で安定して
製造するための装置、わけても注湯容器を提供すること
を目的としてなされた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の要旨とする処は、ミッシュメタル−Ｆｅ−Ｂ系
永久磁石合金を溶解しその溶湯を、底部に噴射用ノズル
を有するとともに電気的加熱手段によって予熱された石
英型注湯容器（るつぼ）に注入し、さらに前記噴射用ノ
ズルから回転するロール外周面に噴射して急冷凝固させ
、ミッシュメタル−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石用フレークを製
造するための注湯容器（るつぼ）であって、その外部を
高周波誘導によって発熱するカーボン発熱体で覆い、そ
の外周をカーボン製の布若しくはセラミックスファイバ
ーの布で囲繞し、これらをその外部からＳｌＯ□−＾１
２０３系材料で支持するとともに、該ＳｌＯ□Ａ　！　
２Ｏｚ系材料の外側に高周波誘導コイルを設けてなるミ
ツシュメタル系永久磁石用フレーク製造用注湯容器にあ
る。

以下に、本発明の詳細な説明する。

発明者等は、ミッシュメタル−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石用材
料のフレークを急冷凝固法によって工業的規模で量産す
るプロセスを確立すべく研究を進めた。その結果、量産
態勢確立の最大の隘路となったのは、注湯容器に関する
問題であった。即ち、１３５０〜１４５０℃といった高
温のミッシュメタル−Ｆｅ−Ｂ系合金溶湯を急冷凝固さ
せて永久磁石用材料のフレークを製造するに際し、熱衝
撃に対する安定性その他の特性において、石英が注湯容
器の材質として優れている。しかしながら、石英製の注
湯容器によってミッシュメタル−Ｆｅ−Ｂ系合金溶湯を
下部ノズルから金属ロール外周面上に噴射して急冷凝固
フレークを製造する場合、失透と呼ばれるトラブルが発
生し、安定して操業が出来ないことが判明した。

発明者等は、その原因について検討を進めた結果、注湯
容器を高温に維持するための耐火材からＮａ”、Ｋ”　
といったアルカリ金属或はアルカリ土類金属のイオンが
発生し、これが石英製の注湯容器を失透させているので
はないかということに着目し、耐火材の高純化に取り組
み成果を上げた。

失透（または結晶化）現象は、石英が構造的により安定
なりリストパライト　（βクリストバライト〉に転移す
る現象である。石英に失透が発生すると、不透明となり
機械的強度を喪失する。失透（または結晶化）速度は温
度が高いほど高くなり、また周囲の〈炉内〉雰囲気中の
不純物によって影響を受け、１０倍或は１００倍に変化
することがある。しかして、１３５０〜１４５０℃とい
った高温度域では雰囲気中の不純物は石英の失透（また
は結晶化）に鋭く影響する。

特に、石英製の注腸容器（るつぼ）のサイズが大きくな
ると、その周辺に配置される耐火材の量も多くなり、石
英製の注湯容器（るつぼ〉の加熱に伴って前記耐火材に
含まれる不純物、わけてもアルカリ金属およびアルカリ
土類金属イオンが多量に発生し、注湯容器の失透くまた
は結晶化）が増速される。

この問題を解決すべ〈発明者等は種々検討を進めた結果
、第１図および第２図に示す構成になる装置とすること
によってこの問題を解決することに成功した。

以下に、本発明を好ましい実施例に即して詳細に説明す
る。

第１図に、本発明に係わるミッシュメタル−Ｆｅ−Ｂ系
永久磁石用材料の製造装置の全体を示す。

ミツシュメタルは、酸素との親和力が極めて強い元素で
あるため、ミッシュメタル−Ｆ　ｅ　・−Ｂ　系永久磁
石用材料のフレークの製造は、真空減圧後Ａｒで置換さ
れた雰囲気中で行われる。

このＡｒ雰囲気中でミツシュメタル系合金を溶解炉１で
溶解して１３５０〜１４５０℃の溶湯とし、高周波誘導
加熱によって１４００〜１５００℃に予熱されている注
湯容器２へ傾注し、注湯容器２の下部に設けられたノズ
ル３を介して溶湯を高速回転しているロール４表面に噴
射して急冷凝固させ、ミッシュメタル−Ｆｅ−Ｂ系永久
磁石用材料のフレーク５を得る。

このフレーク５は、フレーク室１０に捕集され、放冷後
回収される。

第２図に、本発明の注湯容器２の構造を示す。

注湯容器２は、石英製であり、その外側下部に高周波誘
導によって発熱する高純度のカーボン発熱体６が配設さ
れる。発明者等の知見によれば、このカーボン発熱体６
の純度は、不純物の含有量が１５ｐｐｍ以下のものでな
ければならない。このカーボン発熱体６中の不純物が１
５ｐｐｍを超えると、注湯容器２が１４００〜１５００
℃に予熱されたときに、不純物中のＮａ”、に＋等のア
ルカリ金属或はアルカリ土類金属のイオンが発生し、注
湯容器２を失透させる。注湯容器２とカーボン発熱体６
から構成されるブロックは、高純度の５ｉｎ２−Ａ　１
２Ｏｓ系の材料（外るつぼ）７で支持される。

この外るつぼ７は、５ｉ０２：８５〜９０％、Ａｊｚ０
３：１０〜１５％の組成の材料で作られ、不純物として
の他の酸化物の量は、１．５％以下でなければならない
。

その理由は、カーボン発熱体６におけると同じである。

カーボン発熱体６と外るっぽ７の間には、カーボン布ま
たはセラミックスファイバー８が介挿される。カーボン
発熱体６と外るっぽ７の間で、熱の移動を遮断するため
である。カーボン布またはセラミックスファイバー８を
介挿することにより、外るつぼ７が高温になることを抑
えることによって、外るつぼ７からアルカリ金属やアル
カリ土類金属のイオンが発生するのを防止できる。カー
ボン布またはセラミックスファイバー８の純度は、カー
ボン発熱体６におけると同じ理由により、カーボン布に
ついては不純物含有量が３００ｐｐｍ以下、セラミック
スファイバーについては不純物含有量が０．１％以下と
なるものでなければならない。

本発明に係わるミッシュメタル−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石用
材料の製造装置は、第１図に示すように、２室に区分さ
れ、それぞれ独立に室内の圧力がコントロールされる。

従って、注湯容器２の上端部はフランジ１１となってお
り、このフランジ１１に○リングを配置して２室間をシ
ールしている。而して、注湯容器２の上部は○リングの
焼損を防止するために、カーボン発熱体６で覆われない
。本発明においては、このカーボン発熱体６で覆われな
い注湯容器２の上部を、ガス遮断用の高純度のカーボン
布またはセラミックスファイバー９で被覆して、Ｎａ“
、Ｋ”等のアルカリ金属或はアルカリ土類金属のイオン
から注湯容器２の上部を保護するよう構成している。こ
のガス遮断用のカーボン布またはセラミックスファイバ
ー９の純度は、カーボン発熱体６におけると同じ理由に
よって、カーボン布については不純物含有量が３００ｐ
ｐｍ以下、セラミックスファイバーについては不純物含
有量が０．１％となるものでなでればならない。

外るつぼ７をＳｉｎ、を主成分とする材質としたのは、
熱ｉｓに強いからである。

第１表は、上記に説明した各耐火材の性状を表にまとめ
たものである。

第１表〔実施例〕第２表に石英製注湯容器（るつぼ）２の周辺を構成する
耐火材の性状と、注湯容器２の失透の発生程度の関係を
示す。Ｎα４が本発明である。

石英製注湯容器（るつぼ）２を、０．６気圧のＡｒガス
雰囲気中でその内面が１４００〜１５００℃になるまで
加熱し、室温まで冷却して観察した。

第２表中、Ｎα１は外るつぼに純度の低いＳ１口□−＾
１２０．系キャスタブルを使用し、またカーボン発熱体
も純度の低いものを使用し、さらに、外るつぼとカーボ
ン発熱体間にカーボン布を介挿しなかったものである。

ｋ　１の注湯容器には全面に激しい失透を生じ、変形し
てしまった。

Ｎα２は、外るつぼを高温焼成した高純度Ｓｉｎ、　−
＾ｌ、０．系煉瓦で製造したものである。また、外るつ
ぼとカーボン発熱体の間にカーボン布を介挿した。

カーボン布の変わりにセラミックスファイバーを使用し
た結果、カーボン布はどではなかったが、失透は軽減さ
れた。また、セラミックスファイバーは、局所的に溶融
固化した箇所があり、カーボン布の方が効果的であった
。

しかし、石英製注湯容器（るつぼ）２の上部は、カーボ
ン布で囲繞されることなく露出したままであった。失透
の程度は緩和されたものの、無くなるには至らなかった
。

ｋ　３は、カーボン発熱体の純度をさらに高くしたもの
である。その結果、カーボン発熱体に近接した部位に発
生する失透はなくなったけれども、カーボン発熱体より
も上部の石英の露出部に軽微の失透が発生した。

Ｎα４は、ＮｃＬ３における構成に加えてカーボン発熱
体よりも上部の石英の露出部をカーボン製の布で覆い、
雰囲気に触れないようにした。その結果、注湯容器にお
ける失透は完全に消失し、正常な状態の下での溶湯の噴
射を長時間行うことが可能となり、安定した操業を確立
できた。

カーボン布の代わりにセラミックスファイバーで覆って
も、結果はほぼ同じであった。

（以下、この頁余白）〔発明の効果〕本発明によれば、合金溶湯を金属ロール外周面上に噴射
するための注湯容器（るつぼ）における失透が防止され
、これによってミッシュメタル−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石用
材料フレークを工業的規模で量産することが可能となり
、その工業的価値は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るミッシュメタル−Ｆｅ　−Ｂ系
永久磁石材料フレークの製造装置の全体図、第２図は、
本発明のミッシュメタル−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石材料フレ
ーク製造用注扁容器を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

１、ミッシュメタル−Ｆｅ−系永久磁石用合金を溶解し
その溶湯を、底部に噴射用ノズルを有するとともに電気
的加熱手段によって予熱された石英製注湯容器（るつぼ
）に注入し、さらに前記噴射用ノズルから回転するロー
ル外周面に噴射して急冷凝固させ、ミッシュメタル−Ｆ
ｅ−Ｂ系永久磁石用フレークを製造するための注湯容器
（るつぼ）であって、その外部を高周波誘導によって発
熱するカーボン発熱体で覆い、その外周をカーボン製の
布若しくはセラミックスファイバーの布で囲繞し、これ
らをその外部からＳｉＯ＿２−Ａｌ＿２Ｏ＿３系材料で
支持するとともに、該ＳｉＯ＿２−Ａｌ＿２Ｏ＿３系材
料の外側に高周波誘導コイルを設けてなるミッシュメタ
ル系永久磁石用フレーク製造用注湯容器。