JPH1112666A - 銅又は銅合金溶湯中の不純物元素の除去方法及び精錬剤 - Google Patents
銅又は銅合金溶湯中の不純物元素の除去方法及び精錬剤Info
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- JPH1112666A JPH1112666A JP16905697A JP16905697A JPH1112666A JP H1112666 A JPH1112666 A JP H1112666A JP 16905697 A JP16905697 A JP 16905697A JP 16905697 A JP16905697 A JP 16905697A JP H1112666 A JPH1112666 A JP H1112666A
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 銅又は銅合金溶湯に含まれＣｒ，Ｚｒ等の不
純物元素を除去する方法を提供する。 【解決手段】 総量で５モル％以上４０モル％未満の酸
化ナトリウム（ほう砂に含まれるものであってもよ
い）、酸化リチウム及び酸化カリウムからなる群から選
択された少なくとも１種と、残部ほう砂及びほう酸の少
なくとも１種とから被覆剤で溶湯を被覆する。
純物元素を除去する方法を提供する。 【解決手段】 総量で５モル％以上４０モル％未満の酸
化ナトリウム（ほう砂に含まれるものであってもよ
い）、酸化リチウム及び酸化カリウムからなる群から選
択された少なくとも１種と、残部ほう砂及びほう酸の少
なくとも１種とから被覆剤で溶湯を被覆する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、銅又は銅合金の鋳
塊を製造するに係り、使用した原料に含まれたＣｒ，Ｚ
ｒ等の不純物元素を溶湯から除去し、成分の安定した清
浄な鋳塊を製造することができる不純物元素の除去方法
及び精錬剤に関するものであり、銅又は銅合金の溶解、
鋳造の分野に広く利用される。
塊を製造するに係り、使用した原料に含まれたＣｒ，Ｚ
ｒ等の不純物元素を溶湯から除去し、成分の安定した清
浄な鋳塊を製造することができる不純物元素の除去方法
及び精錬剤に関するものであり、銅又は銅合金の溶解、
鋳造の分野に広く利用される。
【０００２】
【従来の技術】銅又は銅合金（以下「銅合金」と総称す
る）の鋳塊を製造する際、通常は原料として電気銅や添
加元素を金属或は母合金の状態で用いるほか、安価であ
るためスクラップも用いられている。これらの原料は、
予め使用量を配合して溶解炉で溶解して成分を分析した
後、所定の成分になるように成分を調整して鋳造され
る。この時使用する銅合金のスクラップは、鋳塊を加工
用素材になるまで加工する際に発生する工程内返材のほ
かに、需要家にてプレス等で更に加工した後に溶解原料
として戻されたものがある。
る）の鋳塊を製造する際、通常は原料として電気銅や添
加元素を金属或は母合金の状態で用いるほか、安価であ
るためスクラップも用いられている。これらの原料は、
予め使用量を配合して溶解炉で溶解して成分を分析した
後、所定の成分になるように成分を調整して鋳造され
る。この時使用する銅合金のスクラップは、鋳塊を加工
用素材になるまで加工する際に発生する工程内返材のほ
かに、需要家にてプレス等で更に加工した後に溶解原料
として戻されたものがある。
【０００３】近年、電子工業界における加工用銅合金素
材に対する要求は、材料の強度及び電気伝導度等の特性
を向上させることであり、そのため銅にＣｒ，Ｚｒを始
めとして、種々の元素を添加した銅合金が開発されてい
るが、使用用途に合った材料を都度選択するため、少量
多品種の材料が同一個所で加工される場合が多くなって
きている。銅合金のスクラップは、加工後に品種毎に分
けられ、直接溶解原料として使用される場合が多いた
め、そうした異品種の材料が混入する場合が多くなり、
万一原料内に混入すると溶解時の成分が安定せず、成分
調整をすることなく再度製錬を余儀なくされる場合が生
じる。従来、高周波溶解炉などにおける溶解中に不純物
を除去する方法としては炭酸ナトリウムを添加すること
によるＳ除去が提案されているが、各種不純物を効果的
に除去する方法がなかったので、不純物を多く含んだ材
料は、転炉に装入され、通常の電気銅製造のプロセスに
従って再製錬されるため、製造コストが大幅に上昇する
だけでなく、溶解炉として溝型低周波炉のように出湯時
に残湯が必要な場合は、多量の成分不良が発生する恐れ
がある。従って、こうした不純物の混入を出来るだけ防
止するための現場管理が必要となるので、一旦原料中に
混入し、溶解時に成分分析を行って不純物が発見された
場合、これを容易に直接除去できる方法が望まれてい
る。更に、種々の元素が混じり合った材料から特定の元
素を安易に取り除くことが可能であるならば、原料のリ
サイクルの観点からも重要な技術となり得ると考えられ
る。
材に対する要求は、材料の強度及び電気伝導度等の特性
を向上させることであり、そのため銅にＣｒ，Ｚｒを始
めとして、種々の元素を添加した銅合金が開発されてい
るが、使用用途に合った材料を都度選択するため、少量
多品種の材料が同一個所で加工される場合が多くなって
きている。銅合金のスクラップは、加工後に品種毎に分
けられ、直接溶解原料として使用される場合が多いた
め、そうした異品種の材料が混入する場合が多くなり、
万一原料内に混入すると溶解時の成分が安定せず、成分
調整をすることなく再度製錬を余儀なくされる場合が生
じる。従来、高周波溶解炉などにおける溶解中に不純物
を除去する方法としては炭酸ナトリウムを添加すること
によるＳ除去が提案されているが、各種不純物を効果的
に除去する方法がなかったので、不純物を多く含んだ材
料は、転炉に装入され、通常の電気銅製造のプロセスに
従って再製錬されるため、製造コストが大幅に上昇する
だけでなく、溶解炉として溝型低周波炉のように出湯時
に残湯が必要な場合は、多量の成分不良が発生する恐れ
がある。従って、こうした不純物の混入を出来るだけ防
止するための現場管理が必要となるので、一旦原料中に
混入し、溶解時に成分分析を行って不純物が発見された
場合、これを容易に直接除去できる方法が望まれてい
る。更に、種々の元素が混じり合った材料から特定の元
素を安易に取り除くことが可能であるならば、原料のリ
サイクルの観点からも重要な技術となり得ると考えられ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は係る点に鑑み
て為されたものであり、上述した問題が発生した場合、
溶解炉内炉もしくは保持炉、取鍋などの保持容器中の溶
湯中に含まれるＣｒ，Ｚｒ等の不純物元素を除去する方
法及び精錬剤を提供するものである。
て為されたものであり、上述した問題が発生した場合、
溶解炉内炉もしくは保持炉、取鍋などの保持容器中の溶
湯中に含まれるＣｒ，Ｚｒ等の不純物元素を除去する方
法及び精錬剤を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは次の如くである。 （１）溶解炉で溶解されたもしくは保持容器に保持され
た銅もしくは銅合金溶湯表面を、ほう砂及びほう酸の少
なくとも１種と、残部でかつ５モル％以上４０モル％未
満の、酸化リチウム、酸化カリウム及び前記ほう砂に含
まれる酸化ナトリウムからなる群から選択された少なく
とも１種とから実質的になる被覆剤で被覆し、溶湯中に
溶解したＣｒ，Ｚｒ等の不純物元素を除去することを特
徴とする銅又は銅合金溶湯中の不純物元素の除去方法。 （２）ほう砂及びほう酸の少なくとも１種と、残部でか
つ５モル％以上４０モル％未満の、酸化リチウム、酸化
カリウム及び前記ほう砂に含まれる酸化ナトリウムから
なる群から選択された少なくとも１種とから実質的にな
ることを特徴とするＣｒ，Ｚｒ等を不純物として含有す
る銅又は銅合金の精錬剤。 （３）前記（１），（２）のほう砂に含まれる酸化ナト
リウムに代えてあるいはこの酸化ナトリウムとともに単
独の酸化ナトリウムも使用することができる。
ろは次の如くである。 （１）溶解炉で溶解されたもしくは保持容器に保持され
た銅もしくは銅合金溶湯表面を、ほう砂及びほう酸の少
なくとも１種と、残部でかつ５モル％以上４０モル％未
満の、酸化リチウム、酸化カリウム及び前記ほう砂に含
まれる酸化ナトリウムからなる群から選択された少なく
とも１種とから実質的になる被覆剤で被覆し、溶湯中に
溶解したＣｒ，Ｚｒ等の不純物元素を除去することを特
徴とする銅又は銅合金溶湯中の不純物元素の除去方法。 （２）ほう砂及びほう酸の少なくとも１種と、残部でか
つ５モル％以上４０モル％未満の、酸化リチウム、酸化
カリウム及び前記ほう砂に含まれる酸化ナトリウムから
なる群から選択された少なくとも１種とから実質的にな
ることを特徴とするＣｒ，Ｚｒ等を不純物として含有す
る銅又は銅合金の精錬剤。 （３）前記（１），（２）のほう砂に含まれる酸化ナト
リウムに代えてあるいはこの酸化ナトリウムとともに単
独の酸化ナトリウムも使用することができる。
【０００６】ほう砂及び／又はほう酸に酸化リチウム等
の酸化物を添加した精錬剤により溶湯表面を被覆する
と、これらの混合粉末は溶湯表面で溶融し、この面を被
覆して大気からの酸化を防ぐと共に、これらの酸化物と
溶湯中の不純物元素であるＣｒ及びＺｒが反応して複合
酸化物となり被覆剤に吸収され、溶湯中の不純物を低減
させることが可能となる。ここでほう酸のみでも、或い
は酸化リチウム等の酸化剤のみでも上記の精錬効果は現
れない。さらに、この精錬剤はＳｎ，Ｐ，Ｚｎ，Ｎｉ等
とは反応せず、Ｃｒ，Ｚｒ等は除去する選択作用性を有
する。したがって、例えばＣｒ，Ｚｒが主たる含有元素
である銅合金を本法で溶解すると純銅が得られ、Ｃｒ，
Ｓｎ，Ｐが主たる含有元素である銅合金を本法で溶解す
るとりん青銅が得られる。上記の選択性の傾向からＴｉ
とも反応性があると考えられる。
の酸化物を添加した精錬剤により溶湯表面を被覆する
と、これらの混合粉末は溶湯表面で溶融し、この面を被
覆して大気からの酸化を防ぐと共に、これらの酸化物と
溶湯中の不純物元素であるＣｒ及びＺｒが反応して複合
酸化物となり被覆剤に吸収され、溶湯中の不純物を低減
させることが可能となる。ここでほう酸のみでも、或い
は酸化リチウム等の酸化剤のみでも上記の精錬効果は現
れない。さらに、この精錬剤はＳｎ，Ｐ，Ｚｎ，Ｎｉ等
とは反応せず、Ｃｒ，Ｚｒ等は除去する選択作用性を有
する。したがって、例えばＣｒ，Ｚｒが主たる含有元素
である銅合金を本法で溶解すると純銅が得られ、Ｃｒ，
Ｓｎ，Ｐが主たる含有元素である銅合金を本法で溶解す
るとりん青銅が得られる。上記の選択性の傾向からＴｉ
とも反応性があると考えられる。
【０００７】ここで、総量を規定した理由について述べ
る。ほう酸中の酸化リチウム等を総量で５モル％以上４
０モル％未満と規定した理由は、５モル％以下になると
酸化物とＣｒ，Ｚｒの不純物元素の反応が著しく低減す
るためである。一方、４０モル％以上になると、不純物
元素との反応は良好であるが、酸化物が多くなるに従っ
て粘性が低下する。溶解炉及び保持炉は通常傾動させ
て、タンディッシュに溶湯を注湯し鋳造されるため、こ
れら複合酸化物を鋳造前に除去することが必要であるが
粘性が低いため被覆剤を除去する作業が容易でないこと
及び被覆剤が不安定となりガスを発生させるためであ
る。上述のように酸化ナトリウムは、ほう砂に含まれる
ものであってもよいので、本発明においてはほう砂（Ｎ
ａ2 Ｂ4 Ｏ7 ，化合物全体に対して酸化ナトリウム＝３
３．３モル％）を単独で使用することができる。また、
ほう砂に酸化ナトリウムを添加してもよいことは言うま
でもない。
る。ほう酸中の酸化リチウム等を総量で５モル％以上４
０モル％未満と規定した理由は、５モル％以下になると
酸化物とＣｒ，Ｚｒの不純物元素の反応が著しく低減す
るためである。一方、４０モル％以上になると、不純物
元素との反応は良好であるが、酸化物が多くなるに従っ
て粘性が低下する。溶解炉及び保持炉は通常傾動させ
て、タンディッシュに溶湯を注湯し鋳造されるため、こ
れら複合酸化物を鋳造前に除去することが必要であるが
粘性が低いため被覆剤を除去する作業が容易でないこと
及び被覆剤が不安定となりガスを発生させるためであ
る。上述のように酸化ナトリウムは、ほう砂に含まれる
ものであってもよいので、本発明においてはほう砂（Ｎ
ａ2 Ｂ4 Ｏ7 ，化合物全体に対して酸化ナトリウム＝３
３．３モル％）を単独で使用することができる。また、
ほう砂に酸化ナトリウムを添加してもよいことは言うま
でもない。
【０００８】さらに、精錬剤の使用法は上述の方法や他
に、炭素被覆を施して溶解した銅合金溶湯を保持炉等に
移し、続いて本発明の精錬剤の被覆を行う方法、この移
湯の際に精錬剤と溶湯を同時に保持炉等に注湯し、その
後比重差により浮上した精錬剤による被覆状態を保持す
る方法等任意の使用法を採用することができる。
に、炭素被覆を施して溶解した銅合金溶湯を保持炉等に
移し、続いて本発明の精錬剤の被覆を行う方法、この移
湯の際に精錬剤と溶湯を同時に保持炉等に注湯し、その
後比重差により浮上した精錬剤による被覆状態を保持す
る方法等任意の使用法を採用することができる。
【０００９】
【作用】本発明によれば、溶解中にＣｒ，Ｚｒ等の不純
物元素が除去できるのみならず、溶湯と大気を完全に遮
断するように精錬剤で被覆すると溶湯の酸化防止にも役
立つ。以下、実施例により本発明を詳しく説明する。
物元素が除去できるのみならず、溶湯と大気を完全に遮
断するように精錬剤で被覆すると溶湯の酸化防止にも役
立つ。以下、実施例により本発明を詳しく説明する。
【００１０】
【実施例】真空雰囲気が可能な高周波溶解炉を用いて試
験を行った。所定の原料約１０ｋｇをカーボン製るつぼ
に装入し、溶解する際に酸化を防ぐためＡｒ雰囲気で溶
解し、１１３０℃になったところで図１（表１）に組成
を示す所定の被覆剤により溶湯を被覆した。被覆した直
後より溶湯内の不純物量を知るために所定時間経過後に
サンプリングを行い、溶湯の不純物濃度変化を調査し
た。図１（表１）に使用した原料、被覆剤及び被覆直後
及び被覆６０分後の不純物の濃度を示す。但し、Ｚｒ濃
度は被覆１０分後の値である。表中Ｎｏ．１〜４はＣ
ｒ，Ｚｒが残留したりん青銅の溶湯、Ｎｏ．５，６はＣ
ｒ，又はＺｒが残留した黄銅の溶湯、Ｎｏ．７，８はＣ
ｒ，又はＺｒが残留した洋白の溶湯である。本発明の成
分範囲の被覆剤を使用すると、Ｃｒ及びＺｒの量が大き
く低減している。また、溶湯表面を被覆している間、溶
湯の酸化が防止されること及び被覆後の除去作業が容易
にできる。
験を行った。所定の原料約１０ｋｇをカーボン製るつぼ
に装入し、溶解する際に酸化を防ぐためＡｒ雰囲気で溶
解し、１１３０℃になったところで図１（表１）に組成
を示す所定の被覆剤により溶湯を被覆した。被覆した直
後より溶湯内の不純物量を知るために所定時間経過後に
サンプリングを行い、溶湯の不純物濃度変化を調査し
た。図１（表１）に使用した原料、被覆剤及び被覆直後
及び被覆６０分後の不純物の濃度を示す。但し、Ｚｒ濃
度は被覆１０分後の値である。表中Ｎｏ．１〜４はＣ
ｒ，Ｚｒが残留したりん青銅の溶湯、Ｎｏ．５，６はＣ
ｒ，又はＺｒが残留した黄銅の溶湯、Ｎｏ．７，８はＣ
ｒ，又はＺｒが残留した洋白の溶湯である。本発明の成
分範囲の被覆剤を使用すると、Ｃｒ及びＺｒの量が大き
く低減している。また、溶湯表面を被覆している間、溶
湯の酸化が防止されること及び被覆後の除去作業が容易
にできる。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、溶湯中に混入したＣ
ｒ，Ｚｒの不純物元素を溶解時に直接除去することがで
きるため鋳塊の品質が安定すると共に成分不良等による
歩留まり低下が防げるばかりでなく、不純物を多く含ん
だ安価なスクラップでも使用することが可能となる。
ｒ，Ｚｒの不純物元素を溶解時に直接除去することがで
きるため鋳塊の品質が安定すると共に成分不良等による
歩留まり低下が防げるばかりでなく、不純物を多く含ん
だ安価なスクラップでも使用することが可能となる。
【図１】実施例及び比較例における配合成分、使用した
被覆材の種類、被覆前及び被覆６０分後の不純物濃度を
示す図表（表１）である。
被覆材の種類、被覆前及び被覆６０分後の不純物濃度を
示す図表（表１）である。
Claims (4)
- 【請求項１】 溶解炉で溶解されたもしくは保持容器に
保持された銅もしくは銅合金溶湯表面を、ほう砂及びほ
う酸の少なくとも１種と、残部でかつ５モル％以上４０
モル％未満の、酸化リチウム、酸化カリウム及び前記ほ
う砂に含まれる酸化ナトリウムからなる群から選択され
た少なくとも１種以上とから実質的になる被覆剤で被覆
し、溶湯中に溶解したＣｒ，Ｚｒ等の不純物元素を除去
することを特徴とする銅又は銅合金溶湯中の不純物元素
の除去方法。 - 【請求項２】 前記ほう砂に含まれる酸化ナトリウムに
代えてもしくは該酸化ナトリウムとともに単独の酸化ナ
トリウムを使用する請求項１記載の不純物除去方法。 - 【請求項３】 ほう砂及びほう酸の少なくとも１種と、
残部でかつ５モル％以上４０モル％未満の、酸化リチウ
ム、酸化カリウム及び前記ほう砂に含まれる酸化ナトリ
ウムからなる群から選択された少なくとも１種以上とか
ら実質的になることを特徴とするＣｒ，Ｚｒ等を不純物
として含有する銅又は銅合金の精錬剤。 - 【請求項４】 前記ほう砂に含まれる酸化ナトリウムに
代えてもしくは該酸化ナトリウムとともに単独の酸化ナ
トリウムを使用する請求項３記載の銅又は銅合金の精錬
剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16905697A JPH1112666A (ja) | 1997-06-25 | 1997-06-25 | 銅又は銅合金溶湯中の不純物元素の除去方法及び精錬剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16905697A JPH1112666A (ja) | 1997-06-25 | 1997-06-25 | 銅又は銅合金溶湯中の不純物元素の除去方法及び精錬剤 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1112666A true JPH1112666A (ja) | 1999-01-19 |
Family
ID=15879531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16905697A Pending JPH1112666A (ja) | 1997-06-25 | 1997-06-25 | 銅又は銅合金溶湯中の不純物元素の除去方法及び精錬剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1112666A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106367610A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-02-01 | 安徽枫慧金属股份有限公司 | 一种高效的铝溶体净化方法 |
| CN115558789A (zh) * | 2022-08-31 | 2023-01-03 | 昆明理工大学 | 一种废铜锂复合带的回收方法 |
-
1997
- 1997-06-25 JP JP16905697A patent/JPH1112666A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106367610A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-02-01 | 安徽枫慧金属股份有限公司 | 一种高效的铝溶体净化方法 |
| CN115558789A (zh) * | 2022-08-31 | 2023-01-03 | 昆明理工大学 | 一种废铜锂复合带的回收方法 |
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