JPH04236702A - 転炉ダスト精製鉄粉を用いた金属成形体の製造方法 - Google Patents

転炉ダスト精製鉄粉を用いた金属成形体の製造方法

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JPH04236702A
JPH04236702A JP7813991A JP7813991A JPH04236702A JP H04236702 A JPH04236702 A JP H04236702A JP 7813991 A JP7813991 A JP 7813991A JP 7813991 A JP7813991 A JP 7813991A JP H04236702 A JPH04236702 A JP H04236702A
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JP
Japan
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iron powder
converter dust
refined
refined iron
converter
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Pending
Application number
JP7813991A
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English (en)
Inventor
Tsutomu Ishita
井下 力
Yoshiaki Takeda
武田 欣明
Katsumasa Mito
三戸 克正
Eiji Inoue
英二 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ASTECIRIE CORP Ltd
Nippon Steel Corp
Original Assignee
ASTECIRIE CORP Ltd
Nippon Steel Corp
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Publication date
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、転炉ダスト精製鉄粉を
主原料とする金属成形体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、産業機械及び金属部品の技術分野
において、積層、鍛造、鋳造等などの方法があるが、成
形性、コスト、技術の面で問題があり、これらの方法で
は製造困難な物や、材質あるいは形状の関係から仕上げ
の面倒な部品等に、例えば、特開平2−141502号
公報示されるように、金属粉末を主原料として、所望の
形状を有する型に充填し、プレス成形、焼結して部材品
を製造する方法が知られていた。
【0003】そして、該方法においては、バインダーと
してパラフイン、カルナウバワックス、マイクロクリス
タン、ポリエチレンワックス等のワックス類、アクリル
樹脂、酢酸セルロース、ポリビニールアルコール等の有
機性物質などが使用されている。この金属粉とバインダ
ーの1種又は2種以上を用いて、これらを混練し、この
混練したもの金型に充填しプレス等で加圧成形し、更に
これを、焼結炉にいれて加熱脱脂後約1250℃まで昇
温して焼結していた。また、炉内には粉末粒子の酸化を
防ぐために真空装置や、還元雰囲気が必要なため水素ガ
ス、アンモニア分解ガス等が使用されていた。
【0004】
【発明が解決しょうとする課題】しかしながら、上記方
法による金属焼結品の製造方法には以下のような問題点
を有していた。 ○11250℃という▲高▼温、且つ真空下で焼結が行
われるので、設備が大型で、複雑なものとなり、設備費
の増大を招く。そして、▲高▼温処理であるので脱脂を
行う必要があり、処理工程が複雑となる。 ○2▲高▼温度に加熱するので、収縮による変形が起こ
り寸法精度が悪い。 ○3加熱脱脂、焼結時に酸化が起こるので、真空または
還元性雰囲気が必要である。 ○4従来の粉末冶金法では原料として還元鉄粉や、電解
鉄粉が用いられるので、非常にコスト▲高▼となる。
【0005】一方において、製鉄所の転炉操業中に鉄粉
ダストが舞い上がり、これを集めて精製すれば転炉ダス
ト精製鉄粉(OGPという)となるが、現在のところ該
転炉ダスト精製鉄粉の有効利用がなされておらず、適当
に塊状化し原料として還元されていた。本発明は上記事
情に鑑みてなされたもので、製鉄所で発生する転炉ダス
ト精製鉄粉の有効利用を図り、更には低コストの転炉ダ
スト精製鉄粉を用いた金属成形体の製造方法を提供する
ことを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的に沿う請求項第
1項記載の転炉ダスト精製鉄粉を用いた金属成形体の製
造方法は、転炉ダスト精製鉄粉に少量の熱硬化性樹脂を
添加混練した後、該混練鉄粉を金型に充填し、2t/c
m2以上の圧力下でプレス成形し、該成形体を加熱して
硬化させて構成されている。
【0007】また、請求項第2項記載の転炉ダスト精製
鉄粉を用いた金属成形体の製造方法は、特に自動車用カ
ウンターウエイトに適するように、転炉ダストを磨鉱し
その粒度を10〜74μm;5〜30%、74〜149
μm;50〜70%;149〜500μm;5〜20%
とした転炉ダスト精製鉄粉に、適当量のリゾールとノボ
ラックを添加して再混練し、次いで該混練鉄粉を金型に
充填し、2t/cm2以上の圧力下でプレス成形し、該
成形体を150〜250℃で焼成して構成されている。
【0008】
【作用】請求項第1項記載の転炉ダスト精製鉄粉を用い
た金属成形体の製造方法においては、転炉ダスト精製鉄
粉に少量の熱硬化性樹脂を添加混練した後、該混練鉄粉
を金型に充填し、2t/cm2以上の圧力下でプレス成
形しているので、これによって所定の形状の成形体が出
来上がる。そして、これを加熱することによって、熱硬
化性樹脂を硬化させているが、ここで加熱温度は熱硬化
性樹脂の硬化温度まで加熱すれば充分であるので、比較
的低い温度で加熱することになり、これによって製品寸
法の狂いが少なくて済む。
【0009】請求項第2項記載の転炉ダスト精製鉄粉を
用いた金属成形体の製造方法においては、転炉ダストの
粒度分布を10〜74μm;5〜30%、74〜149
μm;50〜70%;149〜500μm;5〜20%
としているので、粗粒と細粒の混合比率が理想的である
ので、鉄粉の充填密度が極めて▲高▼くなる。次に適当
量のレゾールとノボラックを混入するが、レゾールは0
.5〜2.0重量%、ノボラックは2.0〜5.0重量
%の範囲内が良く、これらの添加量以下であると焼結後
の強度不足をもたらし、これらの添加量以上であると焼
結時に膨張、亀裂が発生する。また、レゾールの添加量
が多過ぎると寸法精度が悪くなるので、減らすようにす
るのが好ましい。次に、金型に投入して2t/cm2以
上の圧力下が加圧成形を行うが、これによって充填密度
の▲高▼い成形品が製造される。そして、150〜25
0℃の温度が該成形品を焼成するが、これによってフェ
ノール樹脂が硬化する。この場合、温度が▲高▼過ぎる
とフェノール樹脂が飛んでしまい、低過ぎるとフェノー
ル樹脂が硬化しない。
【0010】
【実施例】続いて、本発明を具体化した実施例につき説
明し、本発明の理解に供する。酸素転炉操業における発
生ガスを非燃焼状態で処理する際に、捕集される粗粒ダ
ストを精製して転炉ダスト精製鉄粉(OGP)を製造し
た。この転炉ダスト精製鉄粉の成分はT・Fe>92%
で金属鉄を90%以上有している。そして、その粒度分
布は多少のバラツキを有するが表1の通りである。原料
の粒度範囲が表1の上限あるいは下限の何れかに外れる
と、充填密度が低下するが、転炉ダスト精製鉄粉は、転
炉に酸素を吹付け精錬時に飛散し、冷却回収されるので
、大粒から小粒が存在した状態となり、この範囲で磨鉱
精製して不純物を除去すれば、鉄粉粒径が表1の範囲に
なる。この範囲で混合充填すると最も効率の良い充填密
度が達成できることになる。
【0011】上記の転炉ダスト精製鉄粉にバインダーと
して熱硬化性樹脂の一例であるフェノール樹脂を所定量
混合するが、バインダーとしてフェノール樹脂を使用し
た理由については以下の通りである。 ○1フェノール樹脂は成形性が良く、成形強度が比較的
強い。 ○2一般的に使用されている通常のバインダー(例えば
、メチルセルロース、アルギン酸、ポリビニルアルコー
ル)は保形剤であり、150〜250℃の加熱では強度
は出ない。勿論、高温(例えば1150℃)に加熱すれ
ばその間に飛んでしまい、金属粉が焼結して強度を出す
ことができるが、極めて▲高▼い温度に加熱する必要が
ある。一方、上記フェノール樹脂は熱硬化性樹脂である
ので、比較的低温(150〜250℃)に加熱すること
によってその強度を発揮することができる。 ○3フェノール樹脂を使用すると加熱温度が低いので、
適当な材料の配分を選ぶと、この温度から常温まで降下
させても寸法精度が狂わない。
【0012】そして、上記転炉ダスト精製鉄粉にアルカ
リ触媒(フォルマリン/フェノール=1以上)にて造ら
れた液状のレゾール(R)を転炉ダスト精製鉄粉に対し
て約1重量%混ぜて、均一に混練した後、酸触媒(フォ
ルマリン/フェノール=1以下)にて造られた粉末状の
ノボラック(N)を転炉ダスト精製鉄粉の約3重量%に
なるように添加し、均一に混合する。
【0013】この場合、その添加順序は、レゾール(R
)が液体でありノボラック(N)は粉末であるため、ま
ず上述の転炉ダスト精製鉄粉に液体のレゾール(R)を
添加混練して転炉ダスト精製鉄粉の表面を均一に被い、
その後、粉体のノボラック(N)を添加して再混練する
と、鉄粉の周囲に均一にノボラック(N)が付着する。 ここで、レゾール(R)とノボラック(N)の添加順序
を逆にするとノボラック(N)の数珠玉が出来やすく、
転炉ダスト精製鉄粉に均一にノボラック(N)が付着し
ないという欠点を有する。
【0014】ここでレゾール(R)は前記した通り、0
.5〜2.0重量%、ノボラック(N)は2.0〜5.
0重量%の範囲内が良い。この後、該混合物を45mm
×79mm×13mmの型に充填して2t/cm2、5
t/cm2、7t/cm2で成形した。
【0015】次に、この成形品を焼成炉に入れて、大気
中の雰囲気でフェノール樹脂を硬化させたが、その時の
温度を、その強度を十分に発現させる150〜250℃
とした。
【0016】また、レゾール(R)が硬化するときに、
80〜130℃で水分が発生し、ノボラック(N)が硬
化するときに130〜180℃でアンモニアが発生する
。そのため、2t/cm2位の成形圧では成形物の気孔
が比較的大きく、従ってガスが抜けやすく、早い昇温速
度でも膨張、割れ、剥離等は起こらないので、図2に示
すように早い焼成パターンであっても良い。一方、成形
圧が5t/cm2や7t/cm2程の成形圧力になると
成形物からのガスが抜け難くなり、製品の膨張、割れ、
剥離の原因となるので、図1のように、ゆっくりした昇
温条件で焼成を行う。
【0017】以上の工程によって製造された製品の性状
を表2に示す。また、成形圧と製品の嵩比重を図3に示
すが、点線で示す還元鉄粉の場合に比較して、実線で示
す転炉ダスト精製鉄粉の場合には成形圧力が成形圧5t
/cm2を越えると飽和状態となる。これは転炉ダスト
精製鉄粉が成形時の変形抵抗が大であるからと考えられ
る。従って、転炉ダスト精製鉄粉を用いた金属成形体の
製造方法においては、成形圧は5t/cm2程度で曲げ
、圧縮とも優れた強度を有することがわかる。なお、表
2の最後の2欄は全体評価は×であったが、比較の為に
掲載した。
【0018】なお、他の熱硬化性樹脂として、尿素樹脂
、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン、エ
ポキシ樹脂等がある。
【0019】
【発明の効果】請求項第1項及び第2項記載の転炉ダス
ト精製鉄粉を用いた金属成形体の製造方法においては、
以上の説明から明らかなように原料として転炉ダスト精
製鉄粉を使用するため、材料原価が低廉となる。また、
その製造方法においては、比較的低温で樹脂を硬化させ
ているため、設備費が安く、しかも加熱する為のエネル
ギーコストも安い。そして、混合した樹脂が鉄粉の酸化
を防ぐための真空設備や水素ガス、アンモニア分解ガス
等の還元雰囲気の為の設備等も不要となる。更には、加
熱温度が低いので常温降下に伴う熱収縮も小さく、従来
の方法による成形品に比較して寸法精度が良い。特に、
請求項第2項記載の転炉ダスト精製鉄粉を用いた金属成
形体の製造方法のように、自動車の振動防止用カウンタ
ーウエイト(例、44×78×12mmの板からなる)
に適用した場合、従来よりコストが安く、寿命の長い製
品を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】金属成形体の焼成条件を示すグラフである。
【図2】金属成形体の焼成条件を示すグラフである。
【図3】成形圧力と嵩比重の関係を示すグラフである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  転炉ダスト精製鉄粉に少量の熱硬化性
    樹脂を添加混練した後、該混練鉄粉を金型に充填し、2
    t/cm2以上の圧力下でプレス成形し、該成形体を加
    熱して硬化させたことを特徴とする転炉ダスト精製鉄粉
    を用いた金属成形体の製造方法。
  2. 【請求項2】  転炉ダストを磨鉱しその粒度を10〜
    74μm;5〜30%、74〜149μm;50〜70
    %;149〜500μm;5〜20%とした転炉ダスト
    精製鉄粉に、適当量のリゾールとノボラックを添加して
    再混練し、次いで該混練鉄粉を金型に充填し、2t/c
    m2以上の圧力下でプレス成形し、該成形体を150〜
    250℃で焼成した、特に自動車用カウンターウエイト
    に適する転炉ダスト精製鉄粉を用いた金属成形体の製造
    方法。
JP7813991A 1991-01-19 1991-01-19 転炉ダスト精製鉄粉を用いた金属成形体の製造方法 Pending JPH04236702A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010262996A (ja) * 2009-04-30 2010-11-18 Hitachi Metals Ltd 希土類系永久磁石およびその製造方法
JP2012504189A (ja) * 2008-09-29 2012-02-16 タータ スチール リミテッド フェロマンガン微粉、フェロクロム微粉及びフェロシリコン微粉などの合金鉄微粉の塊体形成方法
JP2012144784A (ja) * 2011-01-13 2012-08-02 Astec Irie Co Ltd 金属鉄含有ダストの塊成化方法及び塊成原料

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