JPS596335A

JPS596335A - 水分の混入を防止した非鉄金属及び合金溶湯精錬法

Info

Publication number: JPS596335A
Application number: JP11564882A
Authority: JP
Inventors: Kenji Daiguu; 大偶　研治; Kenichiro Ouchi; 大内　権一郎; Kazuhiko Asano; 浅野　和彦
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1982-07-03
Filing date: 1982-07-03
Publication date: 1984-01-13
Also published as: JPS6133048B2

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】本発明は水分の混入を防止した非鉄金属及び非鉄合金溶
湯精錬法に関し、さらに詳しくは、含有水分の低いフラ
ックスを含有水分の低い不活性ガスにより非鉄金属及び
非鉄台の溶湯に吹込むことにより溶湯に及ぼす水分の悪
影響を排除した水分の混入を防止した非鉄金属及び非鉄
合金の溶湯精錬法に関する。

〜・殻に、非鉄金属及び非鉄合金の溶湯は、装入原料や
溶解」二程中に混入したり、又は、新しく生成される酸
化物、大気中より吸入されるガス等により汚染され、そ
の後の圧延等の加工を受けた製品には線状欠陥、ピンホ
ール等各種の欠陥が発生することがある。

しかして、製品におけるこのような種々の欠陥を防止す
るために、従来よりフラックスを不活性ガスにより輸送
して非鉄金属及び非鉄合金の溶？Ｉｌこ同時に吹込むこ
とによって、溶湯中の不純介在物やガスを除去する溶湯
精錬法が実施されてきている。

しかしながら、この７ランクスー不活性〃ス同時吹込み
による溶湯精錬法は、実際操業において経験的に理論的
反応値程には脱ガスが進行していないことが知られてい
る。

このように、溶湯において脱ガス反応か進行しない原因
について本発明者が実験研究を重ねた結果、７ランク又
と不活性ガス中に含有される水分にあることを知見した
。

即ち、ブラック又輸送用の不活性ガス（窒素、アルゴン
等）、例えば、高純度窒素力゛ス中には用いた容器の影
響により１〜４ＩＩ１ｇ／ｌ、工業用窒素ガス中にはそ
の配管等の影響により約１３　ｍＢ／　Ｉの水分が含有
されているものであり、このように多量の水分を含有し
ている窒素ガスを７ラツクスの輸送媒体として溶湯精錬
に使用すると、精錬後の溶湯にＨ２Ｃの分解により発生
したＨ２が吸収されて脱ガス効果が低下する。また、１
■２０の分解により発生した０２は溶湯中に酸化物を生
成させて精錬効果が低下する。従って、比較的多量に水
分を含有する不活性ガスを輸送媒体として７ラツクスを
同時に溶湯に吹込む精錬工程では、含有水分によ：）脱
ガス効果が不充分であり、がっ、脱酸化物効果も不充分
であるといえる。

上記の説明は、不活性ガスの含有水分が直接に溶湯に影
響を与えて溶湯品質の低下を生しる場合であるが、間接
的にも悪影響を与えるのである。

即ち、非鉄金属（金合金）溶湯、例えば、アルミニウム
溶湯精錬に優れた効果を有するとされている塩素ガス（
Ｃ１０、含弗素ガス）を発生させる７ランクスが配合さ
れているが、７ランクスが加熱分解されアルミニウム溶
湯ｉα１ｉｉｊにおいて塩素力スは、直ちに不活性ガス
中の水分と反応して塩化水素ガスとなり、アルミニウム
溶湯には塩化水素力又が吹込まれ、そして、この塩化水
素はアルミニウム溶湯中で−・部は分解してｔｌ、を発
生し、上記したと同様に溶湯汚染の原因となる。また、
本発明者の実験によれば、アルミニウム溶湯直前では７
ラソクス＋不活性ガス中の精錬に有効な塩素ガス量は塩
化水素量の５０　（Ｊ〜５旧月）分の１程度で著しく少
量であることが明らかで上記の反応が起きていることを
証明している。

以上、不活性ガスに含有されている水分について説明し
たが、不活性ガスにより溶湯に同時に吹込れるフラック
スに含有される水分についても、この水分の分解によっ
て溶湯に与える影響は不活性ガス中の水分の悪影響と同
様である。

従って、溶湯に対する水分の悪影響は、不活性ガス中の
含有水分と７ラツクスの含有水分とがプラスされたもの
となり、溶湯品質に与える影響は甚大なるものがある。

本発明者は、上記に説明した従来における非鉄金属及び
非鉄合金の溶湯の７ラツクス一不活性ガス同時吹込によ
る精錬に際しての数々の問題点及び本発明者の研究の結
果の知見に鑑み、精錬される溶湯の脱ガス及び脱介在物
の夫々の効果を向上させるには、溶湯精錬法としてフラ
ックスー不活性ガス同時吹込み法における不活性ガス中
の含有水分及び７ラツクスの含有水分を極めて低くして
、これらの水分の熱分解により発生するＨ２及び０２の
上記した直接的及び間接的に溶湯中に混入するのを防止
することが有効であることがわかったのである。

本発明は、上記説明した従来技術、本発明者の知見に基
いてなされたもので、非鉄金属、非鉄合金の溶湯精錬に
おいて、７ラツクスー不活性ガス同時吹込み法を使用す
る場合の精錬反応性の向−にを目的としたものであって
、その特徴とするところは、ハロゲン化物を含有する７
ラツクスを１て活性ガスによって非鉄金属及び非鉄合金
の溶湯に吹込んで精錬するに当り、ハロゲン化物を含む
７ラツクスの含有水分及びイで活性ガスの含有水分の合
旧で、フラックス・不活性ガス混合体１１あたり３．４
ｍ８／以下となるように除去した後吹込むことにある。

以下本発明に係る水分の混入を防止した非鉄金属及び合
金溶湯精錬法（以Ｆ本発明に係る精錬法ということがあ
る。）について具体的に説明する。

なお、非鉄金属及び合金はアルミニウム、不活性ガスは
窒素、ヘリウム、アルゴン等のうち窒素をイ列として以
下説明する。

本発明に係る精錬法において、アルミニウム溶湯に同時
に吹込むフラックスと窒素の合８１の含有水分を７ラツ
クス・窒素力゛ス混合体１１あたり３　、４　ｒｎｇ／
　ｌ以下とするのは、上記したところでもあるが、フラ
ックスと窒素中に含有されている水分は、 ■］２０　→　Ｈ２＋　　０２と分解し、さらに、７ラツクスの塩素（弗素）はＣＩ２
　　＋　　Ｈ２Ｏ−＋　　ＨＣＩ　　＋　　Ｏ。

の反応を起し、溶湯中においては、ＨＣＩ　　＋　　０２　→　Ｈ２＋　Ｃ１２＋０２ＨＣ
ｌ　　→　１−Ｉ２＋　　Ｃｌ２ＨＣＩ　　　　＋　　Ａｌ　　　→　　Ａ　Ｉ　Ｃｌ　
３＋　　　）（２と分解して、溶湯中にＨ２及び０２と
して存在し、０２は溶湯との反応により酸化物を生成す
る。

そして、フラックスと窒素中の含有水分量と精錬終了後
の溶湯中のトＩ２量との関係を第１図に示す。この場合
の条件は次の通りである。

溶湯品種　　　：　　５０５２、　２（）し７ランクス
　　：ＪＤＲ９４６Ｂ　　２０ｋｓ吹込条件　　　：　
溶湯温度　　７６・（）°Ｃ吹込量　　　１　ｋｇ／分〃ス量　　　５０（１１／分（８２量測定はテレガス法によった。）この第１図から
明らかであるが、７ラノクス＋窒素の含有水分の合計が
、７ラツクス・窒素混合体１１あたり３．４ｍｇ／Ｉ以
ｔζで゛は、溶湯中のＩＩ２量は殆スフと低下せず略一
定値、即ち、（，１，２ｃｃ／１００ｇＡｌとなってい
る。

また、０□の影響についてｌ−１２０含有量の異なる７
ラノクス＋窒素を用いて精錬を行なった後、この溶湯よ
り鋳塊を作成し、圧延して板を製造腰板表面に存利する
酸化物欠陥の発生を調べた結果は第２図に示す通りであ
る。この場合の精錬条件は第１図の説明と同じである。

また、圧延条件は熱間圧延及び冷開圧延により４　（’
）　（ｌ　ｍｍ）のちのを３齢りとした。

この第２図より明らかであるが、酸化物欠陥についても
」二記したＩ−１，と同様に７ラソクス＋窒素中の）１
２０含有量が、７ラツクス・窒素混合体ＩＩあたり３．
４ｍｇ以下では極めて優れた効果を示していることがわ
かる。

以−ト説明したように、本発明に係る精錬法においては
、溶湯に同時に吹込む７ラツクス十窒素の含有水分の合
計で３　、４　ｍｇ／　ｌ以下としなければ有効な精錬
結果が得られないことは明らかである。

次に、本発明に係る精錬法において使用する７ランク又
と窒素との水分の除去について説明する。しかして、７
ラツク又と窒素との水分を別々に除湿してから混合して
溶湯に吹込む場合と、フラックスと窒素との混合したも
のを同時に除湿して吹込む場合とがあり、以下、７ラツ
クスと窒素とを別々に除湿する場合と、（７ラツクス十
窒素）を同時に除湿する場合とについて説明する。

先づ、除湿法としては、（１）窒素、７ランクス及び窒
素＋７ランクスの温度を低下させて相同湿度を−Ｉ−昇
させることによって１１２０を液体として除去する方法
、（２）吸湿性に優れた化合物により水分を除去する方
法がある。

そして、−１−記（１）の方法においては、水分を７ラ
ノクス・窒素混合体１１あたり３．４ｍｇ以丁とするに
は、−５９℃以下にする必要があり、市販の空気等気体
除湿用冷凍機では一２０’Ｃ（＝１近が限度であるので
、液体窒素等の冷媒を使用することがよく、また、（２
）の方法では、水分を７ラツクス・窒素；Ｒ合体１１あ
たり３　、４　ｍｇ／　ｌ以下とする乾燥剤としては、
Ｐ　２０　Ｓ、Ｍｇ（ＣＩＯｌ）２、Ｋ　Ｏト（、Ａ　
Ｉ　２（’）　、、ｌ’ｔ４　ｇＯ等を使用するのがよ
い。さらに、この（１）と（２）の２つの方法を組合せ
てもよく、また乾燥剤の２種以」二の使用も有効である
。この両方法とも除湿されるべき窒素、７ランクスとは
充分に接触面積を広く接触させ、がっ、接触時間を可能
な限り長くすることが望ましい。

（１）窒素中の水分の除去法。

（イ）−５９℃以下とするために、エチルアルコール＋
ドライアイス（−７２°Ｃ）、エチルエーテル＋ドライ
アイス（−７７°Ｃ）を使用腰ガス体としては液体窒素
を使用する。即ち、エチルアルコール１＋ドライアイス
０．３（何れも容積）の寒剤中に設けられた熱交換管に
、水分が１０　ｍｇ／　ｌの窒素を０．２ｋｇ／ｃｍ２
の圧力で１００１／分の流速で通過させると、除湿後０
．１）１ｍｇ以下の１４２０となっていた。生成ドレン
は適宜抜取ればよい。

（ロ）吸湿性に優れた化合物を使用し、即ち、乾燥剤を
窒素との接触面積を広くするとともに窒素との抵抗を少
なくするようにして通気性の良好な状態とし、乾燥剤と
してＰ２Ｏ，を使用し水分が１０ｍｇの窒素を流量５０
１／分、圧力０　、２　ｋｇ／ｃ　ｍ　２で窒素を導入
すると除湿後はｌ−１２０は０．ｔ）１１以下となって
いた。

（２）７ラツクス中の水分の除去法。

（伺予め乾燥剤を入れた密閉容器中において除湿し、次
いで、１００℃以上及び７ラツク又の分解開始温度以下
の温度に加熱する。

（ロ）あらかしめ乾燥剤を入れた密閉容器にて除湿する
。

（ハ）］０（１”ｃ以−ト、７ランクスの分解開始温度
以下に加熱することにより除湿する。

これらの方法により１％以下の１１２０とすることがで
きる。

（３）（フラックス十窒素）混合物の水分の除去法。

乾燥剤による除湿機能を有する空間、例えば、フラック
スタンク以後の吹込みパイプを通過させて除湿する。

上記したような除湿法により窒素、７ラツクス、窒素＋
７ランク大中の水分を、７ラツクスと窒素とを同時に吹
込む際に、フラックス・窒素混合体１１あたり３　、４
　ｍｇ／　ｌ以下とするのである。

本発明に係る精錬法の実施例を従来法と比郭して説明す
る。

実施例上記説明した除湿法により、７ランクス＋窒素の水分含
有量を合計で、７ラツクス・窒素混合体１１あな’）　
３　、４．　ｍｇ／　ｌ以下としてから、７ラツクス士
不活性ガス同時吹込み法によるアルミニウム溶湯精錬を
実施しｔこ。

次表に実施条件及び結果について示す。

第３図に（フラックス十窒素）水分合計と実施例と比較
例との判定について示してあり、本発明に係る精錬法の
優れていることがわかる。

本発明に係る精錬法は従来法に比して、フラックス＋窒
素の水分含有量が合計で、７ランクス・窒素混合体１１
あたり３　、４　ｔｎｇ／　ｌ以下であるので溶湯中の
８２量も極めて少なく、また、品質も良好であるという
優れた効果を有していることがわかる。

以−１−説明したように、本発明に係る水分の混入を防
止した非鉄金属及びその合金溶湯精錬法は、上記の構成
を有しているものであるが呟溶湯中の１１２は着しく低
いので溶湯品質が向上し、さらに、以後の真空脱ガスの
処理時間が短縮で外、がっ、フィルタ一工程の簡略及び
製品品質の向−１二か図れるという優れた効果を奏する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は（７ラツクス士窒素）水分合計量と溶湯中のＩ
−ｊ　、量の関係を示す図、第２図は（７ラツクス十窒
素）水分合計量と製品単位面積あたりの欠陥を示す図、
第３図は本発明に係る精錬法と比較例との（７ラツクス
十窒素）水分合計量と判定との関係を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

ハロゲン化物を含有する７ランクスを不活性ガスによっ
て非鉄金属及び非鉄合金の溶湯に吹込んで精錬するに当
り、ハロゲン化物を含む７ランクスの含有水分及び不活
性ガスの含有水分の合計で、７ラツクス・不活性ガス混
合体１１あたり３．４ｍＨ／Ｉ以下となるように除去し
た後吹込むことを特徴とする水分の混入を防止した非鉄
金属及び非鉄合金溶湯精錬法。