特許ウォッチ

公開番号2025049972
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-04
出願番号2023158516
出願日2023-09-22
発明の名称不純物除去方法、及びアルミニウム系合金材の製造方法
出願人株式会社神戸製鋼所
代理人弁理士法人栄光事務所
主分類C22B 21/06 20060101AFI20250327BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】環境負荷の低減を図りつつ、アルミニウム又はアルミニウム合金中に混入している不純物を効率的に除去することが可能な不純物除去方法及びアルミニウム合金鋳造材を提供する。
【解決手段】アルミニウム又はアルミニウム合金と不純物とを含む溶湯に、前記溶湯におけるMgの含有量が5質量%以上18質量%以下となるようにマグネシウム又はマグネシウム合金を混合する混合工程と、前記混合工程後の溶湯を550℃以上660℃以下の範囲で保持する保持工程と、生成される金属間化合物を前記溶湯から分離する分離工程とを備える不純物除去方法。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
アルミニウム又はアルミニウム合金と不純物とを含む溶湯に、前記溶湯におけるＭｇの含有量が５質量％以上１８質量％以下となるようにマグネシウム又はマグネシウム合金を混合する混合工程と、
前記混合工程後の溶湯を５５０℃以上６６０℃以下の範囲で保持する保持工程と、
生成される金属間化合物を前記溶湯から分離する分離工程と
を備える不純物除去方法。
続きを表示（約 440 文字）【請求項２】
前記混合工程後の溶湯を冷却する冷却工程を更に備える、請求項１に記載の不純物除去方法。
【請求項３】
前記分離工程で金属間化合物が分離された後の溶湯を加熱する加熱工程を更に備える、請求項１又は２に記載の不純物除去方法。
【請求項４】
前記保持工程における保持時間が３分以上である、請求項１又は２に記載の不純物除去方法。
【請求項５】
前記不純物が、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｖ及びＺｒからなる群から選択される少なくとも１種を含む、請求項１又は２に記載の不純物除去方法。
【請求項６】
請求項３に記載の不純物除去方法と、
前記加熱工程で加熱された溶湯を鋳造する鋳造工程とを含み、前記加熱工程により加熱された溶湯の温度を鋳造工程まで保持する、アルミニウム系合金材の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載のアルミニウム系合金材の製造方法と、塑性加工工程とを含む、展伸材の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、不純物除去方法、及びアルミニウム系合金材の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
現在、資源枯渇の観点から、様々なもののリサイクルが進み、多量に消費されている金属のリサイクルも以前から行われてきていた。
例えば、アルミニウムは、リサイクル性に優れており、アルミ缶、ダイカスト製品をはじめとするアルミニウム展伸材からなる多くのアルミニウム製品が廃却後に再溶解されて新しい製品にリサイクルされている。アルミニウムは、地金製造時に大量の炭酸ガス（ＣＯ
２
）を発生するが、アルミニウム製品のリサイクルを行うことで地金の使用量を低減でき、炭酸ガスの削減を促進できる。
【０００３】
廃却後のアルミニウム製品には不純物が付着しており、リサイクルを繰り返すことで不純物元素の濃度が次第に高くなる。そのため、アルミニウム製品は、より成分規格の緩い製品へカスケードリサイクルされることが一般的である。
【０００４】
一方で、廃却後のアルミニウム製品については、不純物を除去したうえで水平リサイクルを行うことや、一部の元素を除去して異なる組成の製品へリサイクルすることが望まれる場合がある。
【０００５】
アルミニウム又はアルミニウム合金溶湯から不純物を除去する技術については多く報告されており、特に不純物元素を金属間化合物として晶出させた後、遠心分離や吸引等により金属間化合物を分離除去する技術は多く知られている。例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金溶湯から不純物濃度を低減する技術として、アルミニウム地金を製造する工程で三層式電解精製法や偏析法を用いる技術が知られているが、不純物元素を多く含むスクラップを精錬する方法としてはコストが過剰になるおそれがある。
また、不純物を含む溶湯に、所定量のＭｇ又はＭｇ合金を添加し、この溶湯から生成される金属間化合物を除去する技術が検討されている（特許文献１及び２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１９－７７８９５号公報
特開２０１９－１８３２６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来技術に記載されている技術によると、不純物濃度を十分に低下させるためにはＭｇを高濃度に添加する必要や溶湯温度を過度に低温化させる必要があり、後のＭｇ濃度低減工程の負荷増大や工程内での溶湯凝固による生産性悪化が懸念され、非効率となる。また、Ｍｇ自体も地金製造時に大量の炭酸ガスを排出する。つまり、従来技術ではＭｇを過剰添加することになり、リサイクルによる炭酸ガス削減効果が十分に得られない問題がある。
【０００８】
従って、アルミニウムの展伸材から展伸材への水平リサイクルを実現するためには、品質に悪影響を及ぼす不純物を、アルミニウム又はアルミニウム合金溶湯から除去することができ、展伸材の許容濃度以下、またはアルミニウム地金を用いて工業的に成り立つ範囲で希釈可能な水準まで低減する技術、及び実用的にこれらの工程を効率的に実施できる技術が望まれる。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、環境負荷の低減を図りつつ、アルミニウム又はアルミニウム合金中に混入している不純物を効率的に除去することが可能な不純物除去方法及びアルミニウム系合金材の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明者らが鋭意検討を重ねた結果、下記の構成により上記の課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、下記の構成を有する。
〔１〕
アルミニウム又はアルミニウム合金と不純物とを含む溶湯に、前記溶湯におけるＭｇの含有量が５質量％以上１８質量％以下となるようにマグネシウム又はマグネシウム合金を混合する混合工程と、
前記混合工程後の溶湯を５５０℃以上６６０℃以下の範囲で保持する保持工程と、
生成される金属間化合物を前記溶湯から分離する分離工程と
を備える不純物除去方法。
〔２〕
前記混合工程後の溶湯を冷却する冷却工程を更に備える、〔１〕に記載の不純物除去方法。
〔３〕
前記分離工程で金属間化合物が分離された後の溶湯を加熱する加熱工程を更に備える、〔１〕又は〔２〕に記載の不純物除去方法。
〔４〕
前記保持工程における保持時間が３分以上である、〔１〕又は〔２〕に記載の不純物除去方法。
〔５〕
前記不純物が、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｖ及びＺｒからなる群から選択される少なくとも１種を含む、〔１〕又は〔２〕に記載の不純物除去方法。
〔６〕
〔３〕に記載の不純物除去方法と、
前記加熱工程で加熱された溶湯を鋳造する鋳造工程とを含み、前記加熱工程により加熱された溶湯の温度を鋳造工程まで保持する、アルミニウム系合金材の製造方法。
〔７〕
〔６〕に記載のアルミニウム系合金材の製造方法と、塑性加工工程とを含む、展伸材の製造方法。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許