JPS633706B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、金属シヨツトの新規製造方法に関す
る。 電気メツキにおいてイオン供給源としての金
属、例えば亜鉛、或いは亜鉛―鉄合金等の亜鉛基
合金等比較的低融点の金属を酸に溶解する場合、
一定粒径で、かつ、例えば粒径２〜３mmφ程度の
細かいシヨツトが望まれる。 金属シヨツトを製造するための従来法は、例え
ば特開昭55−158875号公報に開示された如く、金
属の溶湯を下端に滴下ノズルを配した溶湯溜めか
ら、滴下ノズル端を水面上の適当な高さに保持し
て、水中に滴下し水冷する方法を基本としてい
る。 しかし、従来の方法では、球状の一定粒径のシ
ヨツトを得ることは困難であり、粗大径、シツポ
のついた細長いもの、偏平なもの等が多数出来た
りするという問題があつた。 本発明は上述の従来法の欠点を除去し、本発明
者は、既述の如き一定粒径の細かいシヨツトを提
供することを目的とする。即ち、本発明者は、金
属溶湯を、ノズルを通して水中に落下凝固せしめ
て金属シヨツト塊を製造する方法において、ノズ
ル先端を水面または水面下に設置して金属溶湯
を、水中に落下凝固せしめることにより上記目的
を達成する。 以下本発明について実施例に即して詳述する。 本発明の金属シヨツトは、所定温度に加熱溶融
した金属溶湯を、下端に所定口径の滴下用ノズル
を配した溶湯溜めに、適宜の湯圧を生ずるような
高さに注湯し、適温に保持された冷却水の液面下
にノズルを浸漬して、水中に滴下させ、冷水する
ことにより得られる。 本発明に特に適した金属は亜鉛又は亜鉛基鉄合
金等の亜鉛基合金であり、銅、銀、錫、鉛、アル
ミニウム又はこれらの合金等にも本発明は適用さ
れうる。一般的に融点が凡そ300〜600℃程度の金
属は、本発明の方法によりシヨツト化可能であ
る。 金属溶湯の加熱温度は夫々の金属に応じて適宜
選択され、ノズル口径は主として目的とする均一
粒径範囲に応じて定まり、その他冷却水の水温、
ノズルの水面下浸漬深さ、ノズル材質等のフアク
ターを設定することにより、所望均一粒径の金属
シヨツトが得られる。 以下亜鉛シヨツトを製造する場合に基づいてよ
り詳細に説明する。 冒頭に記載した通り、２〜３mm程度の均一粒径
の亜鉛シヨツトが望まれており、その製造例は次
の通りである。ノズルとしては口径0.5〜2.5mm、
好ましくは1.0〜2.0mmのもので材質としては熱伝
導率の小さいもの、例えばセラミツクノズルを用
いることが、ノズルの閉塞防止のために好まし
い。セラミツクノズルとしては、水中に浸漬する
関係で、好ましくは耐熱衝撃性を有する耐熱性セ
ラミツク材を用い、例えば700℃以上の結晶化温
度を有する耐熱性結晶化ガラス、アルミナ質（好
ましくはハイアルミナ質）セラミツク材、ジルコ
ン質、チタン酸アルミニウム質等を用いることが
できる。結晶化ガラスとしては、合成雲母の微結
晶を結晶相として好ましくは機械加工性のいわゆ
るマシーナブル・ガラスセラミツクスがあり、そ
の他コージライトを結晶相とするものがある。一
般的にセラミツクノズル材としては熱伝導率
0.01cal／cm・sec・℃以下のものを用いること
が、溶湯のノズル孔内での閉塞を防止する上で有
利である。 ノズルの水面下浸漬深さは少なくとも液面接触
状態を必要とし、その他ノズル及び装置の形状等
から定まるもので、必須の限定ではないが通例０
〜50mm程度、好ましくは２〜20mm程度とする。但
し余り深く浸漬する必要は特になく、溶湯溜め及
びノズルの不必要な冷却が生じなければよい。 水温は、球状かつ均一粒度のシヨツトを得るた
めに規定の温度に保持することが必要であり、一
般に溶湯の温度、金属種類等に依存して定められ
る。亜鉛の場合凡そ50〜80℃、好ましくは60〜70
℃であるが、但し、ノズル口径に対応して最適水
温はある程度変化する。 なおここに亜鉛とは蒸留亜鉛地金以上の純度の
亜鉛地金を言う。この水温に関しては、例えば、
亜鉛基鉄合金（Fe2.5％、残部蒸留亜鉛地金の
程度以上の純度の亜鉛地金）の場合に、最適冷却
水温度は鉄含有量に応じて下降し、Fe1％で15〜
60℃、Fe2.5％で10〜40℃となる。ノズル口径は
所望粒径によつても異なるが、均一粒径の球状シ
ヨツトを得るためには、一定の範囲とする必要が
ある。亜鉛の場合、凡そ1.0〜2.5mm、好ましくは
1.0〜2.0mm程度である。なお、亜鉛基鉄合金の場
合にも、ほゞ同様のノズル口径でよい。 次に溶湯温度は、基本的に各金属に応じて定ま
るが、亜鉛では凡そ475〜550℃、好ましくは485
〜530℃であり、亜鉛基鉄合金（前掲組成）では、
融点プラス約10℃以上、融点プラス約130℃以下
かつ約700℃以下が好ましい。 以上の条件の下に実施すると、本発明により例
えば亜鉛シヨツトについて粒径＋２mm〜−４mmの
ものが80〜90％以上、適当条件では93％以上、最
適条件では98％以上の均一さで得られ、かつ溶湯
温度の許容温度幅が475〜550℃と広くまた許容水
温幅も広いので操作が極めて容易であり、ノズル
の閉塞も生じない。亜鉛基鉄合金（既述）につい
てもほゞ同様の均一粒径のものが得られる。 亜鉛等の金属は、予備的に溶融され、第２図に
例示する如きノズル４（口径ｄ）を底部に有しド
ロス除去板３を溶湯注湯口２と貯湯部１１との間
に配した溶湯溜め容器（ノズル受け）１中に所定
温度に保持される。通例ノズル４の先端だけが水
面下に所定高さ(h)だけ浸漬されるようにノズル受
け１は水面上に保持されかつ必要に応じ公知の加
熱手段により温度保持される。 第１図に例示する水槽７は、水温調節機構（図
示せず）を備え、必要に応じ撹拌装置（図示せ
ず）、シヨツト取出手段（カゴ９等）を備える。
水深はシヨツトが一様に冷却されるに適した深さ
に適宜定められる（通例0.4〜２ｍ程度）。 以下実施例について説明する（％は重量％を示
す）。 実施例 １ 最純亜鉛地金（Zn99.99％，Pb0.0012％，
Cd0.0007％，Fe0.0007〜0.001％）を用い、第２
図に図示の耐火物製ノズル受け１を用い、予め溶
融した亜鉛溶湯を注湯口２に注湯し、第１図に示
すようなガスバーナー６を用いて、溶湯温度（ノ
ズル受け１内）を475〜550℃の各温度に定温保持
し、ノズル材質をマシーナブル・ガラスセラミツ
クス（熱伝導率0.004cal／sec・cm・℃ at25℃、
重量組成SiO₂46％、Al₂O₃16％、MgO17％、
K₂O10％、F4％、B₂O₃7％）とし、ノズル口径１
〜2.0mm、ノズル先端と冷却水水面との浸漬深さ
ｈ＝５mmに保持し、冷却水の水温を50〜80℃に10
℃毎に段階変化させて、溶湯５を貯湯部１１の底
面のノズル４から冷却水１０の中へと連続滴下し
た（５〜20分間）。 冷却水層７は、第１図に例示する如く、深さ１
ｍで下部にシヨツト取出しカゴ９を配し、水温は
冷水の補給と、加温装置（図示せず）とによつて
その都度所定温度に保持した。 ノズル口径ｄ＝1.0mmでは、溶湯温度500〜550
℃、水温60〜70℃でシヨツト径＋２〜−４mmの製
品歩留り80〜90％のものがえられ、−４mmは100％
であつた。 ノズル口径ｄ＝1.5mmでは表１に示す結果が得
られ、前記粒度歩留りほゞ93〜98％を示した。 ノズル口径ｄ＝2.0mmでは条件を厳密に設定す
ることにより表２に示す通り84〜93％の歩留りが
えられた。 なお、これらのシヨツトはいずれも球状であつ
た。 実施例 ２ ノズル先端を水面に接触させて、その他実施例
１と同様な実験を繰返した結果、ほゞ同様な結果
を得た。 実施例 ３ 実施例１で用いたものと同じ最純亜鉛地金を用
いFe0.88〜1.07％の亜鉛基鉄合金を得た。その溶
湯を460〜480℃の温度にて50〜70℃の水中にノズ
ル口径ｄ＝1.0mmとして滴下した。その他の条件
は実施例１と同様である。その結果、前記歩留り
85〜95％の均一な球状シヨツト１２を得た。 比較例 実施例１と同一の亜鉛地金を用い、ノズルを従
来法に従い水面上５〜30cmに保持して、その他の
条件を実施例１と同様にして、水中に滴下した結
果、得られたシヨツトは球状にならず、偏平なも
のやしつぽのある細長いもの、粗大粒を含み、ま
た前記製品歩留りは50％〜70％であつた。 なお、特別に本発明者の設定した条件として、
ノズル端と水面の距離を８mmとした場合、ノズル
口径1.0〜1.5mm、水温70〜80℃、溶湯温度450〜
550℃にて77〜87％の前記製品歩留りがえられた
が、−４mm歩留りは80〜94％に止まり、粗大粒及
び微細粒が生じた。

【表】

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法を実施するための装置
概略、第２図は、ノズル受けの断面図、を夫々示
す。 １…ノズル受け、２…注湯口、３…ドロス除去
板、４…ノズル、５…溶湯、７…水槽、８…水
面、１０…水、１２…シヨツト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金属溶湯を、ノズルを通して水中に落下凝固
   せしめて金属シヨツトを製造する方法において、
   ノズル先端が水面または水面下に存することを特
   徴とする金属シヨツトの製造方法。