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図面 (2)

目的

本発明は、高周波溶解炉補修材固化用に添加される水ガラス水溶液濃度を下げることに注目し、補修した高周波溶解炉で母合金を溶解することにより、極低Si系電磁材料金属薄帯の製造方法を提供することを目的とする。

構成

高周波炉体補修材の固化用に添加される水ガラス水溶液濃度重量比で5%以下として、これを補修材に重量比で30%〜10%添加混練して高周波炉体を補修した後、母合金を溶解する。

効果

電波磁気シールド用向けに利用価値の高い有用な材料の一つであるFe−Co−Mo−B−C−Si系の金属材料薄帯大量生産が可能となった。

概要

背景

近年、多様な電子機器日常生活の中に浸透し、その恩恵を広範囲な人々が享受できる時代となった。健常者にとっては一層の快適性便利性を追求するのにさしたる苦労がなくなった反面、病弱者とりわけペースメーカー等を装着している人々にとっては、これら電子機器類から発せられる電波磁気が悪影響して苦痛を強いられているとの報告が見られる。従って、病院等では、電波や磁気を発生するハイテク機器装置は、部屋、建屋全体シールドした中に格納・管理されている。

一方、互いに電波、磁気を発しあう電子機器類同士が影響しあってどちらかが誤動作し、事故発展した等の報告も散見される。このような場合は、どちらかをシールドされた場所に隔離する等の対策が必要である。

このような背景から、最近では多様なシールド材の開発が進められるようになった。なかでも単ロール急冷法を用いた広幅金属薄帯の製造技術が開発されている。電波、磁気シールド材料の製造に単ロール急冷法が適している理由は、この材料の組成成分にCo、Mo、B等が含まれるため脆化割れし易く、圧延法では造り難いことや、材料薄帯基本条件である軽量化の要請から板厚みが数十ミクロン程度と薄くする必要があること等が考えられる。また、壁材として単シート張り巡らすだけで重ね合せる必要がなく、従って単ロール急冷法で製造される薄帯面の粗滑の良否を考慮する必要がないことも好都合の一因である。

単ロール急冷法による金属薄帯は、所定組成成分調製して溶製された母合金高周波炉で溶解し、この溶湯タンディッシュに導き、タンディッシュに設けたストッパーを開いて、タンディッシュの底部に装着された中間ノズルの先端部に取り付けられたノズルスリットから高速で回転する冷却ドラム周面に溶湯を吹き付けて製造する。

前記母合金の溶解は、高周波炉で行われるが、組成変動がないように溶解することが必要である。組成変動の原因として、酸化ロスと外来混入物からの汚染が考えられる。酸化ロスについては雰囲気簡易シール法により問題はないが、外来混入物からの汚染については、いまだ未解決である。外来混入起源物質は、前回溶解物炉内壁付着残留物である。例えば、内壁微細クラック部に刺し込み凝固残留したものが次回チャージ溶出して汚すケースである。対策としては洗い湯、すなわちダミー材を数チャージ溶解して廃棄する方法が一般的である。しかし、この方法は、炉の回転効率落ち生産性阻害する。

そこで、毎回炉内壁のさし込み層を剥ぎ取りバージン補修材混練して剥ぎ取り部に盛上げ補修する方法が採用されてきた。この補修方法は、固化剤として水ガラス重量比十数パーセント水溶液を用い、補修材は諸成分がAl2 O3粉末またはMgO粉末とし、これらに該水溶液を重量比で10%〜30%添加混練して剥ぎ取り部に塗り付け盛り上げるものである。

概要

本発明は、高周波溶解炉補修材の固化用に添加される水ガラス水溶液濃度を下げることに注目し、補修した高周波溶解炉で母合金を溶解することにより、極低Si系電磁材料金属薄帯の製造方法を提供することを目的とする。

高周波炉体補修材の固化用に添加される水ガラスの水溶液濃度を重量比で5%以下として、これを補修材に重量比で30%〜10%添加混練して高周波炉体を補修した後、母合金を溶解する。

電波、磁気シールド用向けに利用価値の高い有用な材料の一つであるFe−Co−Mo−B−C−Si系の金属材料薄帯の大量生産が可能となった。

目的

本発明は、高周波溶解炉に用いる補修材を改善して母合金を溶解することにより、極低Si系電磁材料金属薄帯の製造方法を提供することを目的とする。

効果

実績

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請求項1

高周波炉補修材固化用に添加される水ガラス水溶液濃度重量比で5%以下とし、これを補修材に重量比で10%〜30%添加混練して高周波炉体を補修した後、母合金を溶解することを特徴とする極低Si系電磁材料金属薄帯の製造方法。

請求項2

補修材は主成分がAl2 O3粉末またはMgO粉末であることを特徴とする請求項1に記載の極低Si系電磁材料金属薄帯の製造方法。

請求項3

母合金は重量比で、Si0.045%以下、Fe70.0%〜85.0%、Co5.0%〜20.0%、Mo0.5%〜7.0%、B0.5%〜5.0%、C0.1%〜2.0%からなることを特徴とする請求項1に記載の極低Si系電磁材料金属薄帯の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、予め成分調整された金属薄帯用の母合金高周波炉等で溶解し、極低Si系の電磁材料用金属薄帯を単ロール法等で急冷鋳造する際、溶解する母合金成分のSi増加を防止する方法に関するものである。

背景技術

0002

近年、多様な電子機器日常生活の中に浸透し、その恩恵を広範囲な人々が享受できる時代となった。健常者にとっては一層の快適性便利性を追求するのにさしたる苦労がなくなった反面、病弱者とりわけペースメーカー等を装着している人々にとっては、これら電子機器類から発せられる電波磁気が悪影響して苦痛を強いられているとの報告が見られる。従って、病院等では、電波や磁気を発生するハイテク機器装置は、部屋、建屋全体シールドした中に格納・管理されている。

0003

一方、互いに電波、磁気を発しあう電子機器類同士が影響しあってどちらかが誤動作し、事故発展した等の報告も散見される。このような場合は、どちらかをシールドされた場所に隔離する等の対策が必要である。

0004

このような背景から、最近では多様なシールド材の開発が進められるようになった。なかでも単ロール急冷法を用いた広幅金属薄帯の製造技術が開発されている。電波、磁気シールド材料の製造に単ロール急冷法が適している理由は、この材料の組成成分にCo、Mo、B等が含まれるため脆化割れし易く、圧延法では造り難いことや、材料薄帯基本条件である軽量化の要請から板厚みが数十ミクロン程度と薄くする必要があること等が考えられる。また、壁材として単シート張り巡らすだけで重ね合せる必要がなく、従って単ロール急冷法で製造される薄帯面の粗滑の良否を考慮する必要がないことも好都合の一因である。

0005

単ロール急冷法による金属薄帯は、所定組成成分調製して溶製された母合金を高周波炉で溶解し、この溶湯タンディッシュに導き、タンディッシュに設けたストッパーを開いて、タンディッシュの底部に装着された中間ノズルの先端部に取り付けられたノズルスリットから高速で回転する冷却ドラム周面に溶湯を吹き付けて製造する。

0006

前記母合金の溶解は、高周波炉で行われるが、組成変動がないように溶解することが必要である。組成変動の原因として、酸化ロスと外来混入物からの汚染が考えられる。酸化ロスについては雰囲気簡易シール法により問題はないが、外来混入物からの汚染については、いまだ未解決である。外来混入起源物質は、前回溶解物炉内壁付着残留物である。例えば、内壁微細クラック部に刺し込み凝固残留したものが次回チャージ溶出して汚すケースである。対策としては洗い湯、すなわちダミー材を数チャージ溶解して廃棄する方法が一般的である。しかし、この方法は、炉の回転効率落ち生産性阻害する。

0007

そこで、毎回炉内壁のさし込み層を剥ぎ取りバージン補修材混練して剥ぎ取り部に盛上げ補修する方法が採用されてきた。この補修方法は、固化剤として水ガラス重量比十数パーセント水溶液を用い、補修材は諸成分がAl2 O3粉末またはMgO粉末とし、これらに該水溶液を重量比で10%〜30%添加混練して剥ぎ取り部に塗り付け盛り上げるものである。

発明が解決しようとする課題

0008

単ロール急冷法では、多種類の電磁材料用薄帯が製造される。その中のかなりの種類の組成Si%は、重量比で2%〜6%の範囲にあり、各々のSi規格許容範囲も±0.2%である。従って、これまでは溶解する母合金のSi変動が該範囲にあったため、溶解時に多少外部からのSi混入があっても問題視されることはなかった。また、電波、磁気シールド材料用薄帯でもCo系では、組成Siは重量比で9%であるため問題はなかった。しかし、Fe系では組成Siを重量比で0.02%〜0.045%とする必要があるため溶解系統中でのSiの外来混入を低減する必要が生じたが、従来から低Si操業は明らかではなかった。

0009

本発明は、高周波溶解炉に用いる補修材を改善して母合金を溶解することにより、極低Si系電磁材料金属薄帯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

本発明は、以下の事項を要旨とするものである。
(1)高周波炉体補修材の固化用に添加される水ガラスの水溶液濃度を重量比で5%以下とし、これを補修材に重量比で10%〜30%添加混練して高周波炉体を補修した後、母合金を溶解すること。
(2)補修材は主成分がAl2 O3粉末またはMgO粉末であること。
(3)母合金は重量比で、Si0.045%以下、Fe70.0%〜85.0%、Co5.0%〜20.0%、Mo0.5%〜7.0%、B0.5%〜5.0%、C0.1%〜2.0%からなること。

0011

以下に、本発明を詳細に説明する。本発明者らは、高周波炉で極低Siの母合金を溶解するため種々の溶解実験を行った結果、高周波炉内の母合金溶湯中のSiが母合金溶解中に漸次増加する傾向(以下、この現象を「Siピックアップ」という)があることを発見した。そこで本発明者らは、Siピックアップが前チャージ溶解物の付着残留によるものでないことを確認した後、従来から使用されてきた主成分Al2 O3粉末またはMgO粉末に代わり重量比100%Al2 O3 粉末に替えてみたが、やはりSiピックアップが発生した。これらの一連の実験でも、補修材の固化には水ガラスの水溶液が用いられた。以上の実験結果から本発明者等は、Siピックアップ源は、水ガラスであることを明らかにした。本発明は、以上の知見に基いてなされたものである。

0012

高周波炉体の補修をするのに、補修材の固化剤として水ガラス水溶液を使用する場合、極低Si溶湯へのSiピックアップの防止と補修壁層堅牢性を同時に満たす水ガラス水溶液の水ガラス濃度は、重量比で5%以下、好ましくは3%〜5%である。重量比5%超ではSiピックアップが発生し、3%未満ではボロつき易くなり耐火材としての堅牢性の点で不安が生じ、また施工時、成型性が悪くなる。尚、補修材混練時の水ガラス水溶液の配合の重量比は、補修材7に対し水ガラス水溶液3が施工時の作業性の点で好ましい。また、本発明で用いる補修材は、特に限定するものではなく、例えば補修材は主成分がAl2 O3粉末またはMgO粉末であればよい。

0013

以下に、本発明を実施例に基いてさらに説明する。本発明の方法により、補修材にMgOを主成分とする粉末を使用し、補修材の固化のために重量比濃度が3%〜5%の水ガラス水溶液を補修材に20重量%添加混練して、高周波溶解炉を補修した後、表1に示す成分系の母合金を溶解し、単ロール急冷法により電波、磁気シールド材向けの極低Si系電磁材料金属薄帯を製造した。全部で20チャージを鋳造したが、Siピックアップは全く発生しなかった。

0014

表1

母合金の成分組成(重量%)

Fe Co Mo B C Si

80.71 11.83 3.85 2.6 0.96 <0.045

0015

Siピックアップの挙動と水ガラス使用量の関係を、図1に示す。本発明の水ガラスの水溶液重量濃度が3%〜5%の補修では、Siピックアップは発生しない。一方、補修壁層の堅牢性を調査したところ、該水ガラス水溶液を使用した場合でも1回目溶解後のメタルのさし込み深さは、表層より高々5mm程度以内に留まっており、実用上問題はない。

0016

前チャージ溶解物付着残留による新チャージ溶湯の汚染防止及び炉体保護の徹底のためには、毎溶解後の補修ヤリ換えが望ましい。上述のように、溶湯さし込み深さが補修層厚み範囲内であることから、水ガラス水溶液濃度は本発明の範囲で十分である。

0017

極端な水ガラス濃度低減は補修材の種類によっては、ボロつき易いので施工困難となる。以上の点から、本発明の水ガラスの水溶液重量濃度3%〜5%が最適使用量である。一方、水ガラス水溶液重量濃度が7%〜15%の場合、高周波溶解中にSiピックアップが発生し、全てSi成分は各々0.045%以上であったが、水ガラス水溶液重量濃度が3%〜5%では、いずれも0.03%以上にはならなかった。

発明の効果

0018

本発明により、極低Si系電磁材料金属薄帯の製造が可能となった。例えば、Fe−Co−Mo−B−C−Si系の電磁シールド材用薄帯は、AO機器やその他ハイテク電子機器など電波、磁気発生装置多用化時代を迎え、建物全体居室などの局所空間の電波、磁気シールド向けに利用価値の高い有用な材料の一つである。本発明によりこれら高付加価値のある金属材料薄帯の大量生産が可能となった。

図面の簡単な説明

0019

図1Siピックアップの挙動と水ガラス使用量の関係を示す図である。

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