アルミニウムのドロスは、溶解と保持の工程で形成される。効果的なハンドリングは、金属の損失を防ぎ、スクラップを減らし、製品の品質を向上させます。.
アルミニウムドロッシングフラックスとは何ですか？
基本定義
ドロッシングフラックスとは、溶融アルミニウムの表面に塗布する粒状または粉末状の混合物で、酸化物と反応し、不純物を除去し、非金属相の合体を促進して除去を容易にします。フラックスの接触は表面張力を変化させ、ドロスの浮上を促し、微細な介在物をまとまりのあるスカム層に捕捉するのに役立ちます。.
主な機能目標
- 酸化物マトリックスに結合したままの金属を回収する。.
- コンパクトで除去しやすいドロス層を作る。.
- 下流の鋳造や押出成形に悪影響を及ぼす介在物を低減する。.
- スキミングとメルティングの繰り返しで消費されるエネルギーが少ない。.
フラックス化学と製品ファミリー
アルミニウム・フラックスは、いくつかのカテゴリーに分類される傾向がある。各クラスは、金属回収、環境フットプリント、取り扱い要求の間でトレードオフを提供する。.
塩と塩のブレンド
一般的な塩基性塩には、溶融挙動を制御するために他の添加剤とブレンドされた塩化物やフッ化物が含まれる。これらは接触時に溶融し、酸化膜を湿潤させ、酸化物の合体を促進する。ソルトブレンドは一般的に高い金属回収率をもたらすが、管理された保管と適切な廃棄が必要である。.
アスロを読む： なぜ溶けたアルミニウムに塩とソーダを加えるのか？
フラックスペーストおよび粒状製品
粒状フラックスは、便利な投与と予測可能な溶融を提供します。ペースト状は空気中の粉塵を低減します。ADtech社は、様々な合金ファミリーと保持温度用に調整された粒状組成物を提供しています。.
低エミッション・フラックス
揮発性ハロゲン化物の放出を抑え、有毒な副生成物の生成を最小限に抑える配合が一般的になりつつある。ADtechの低排出グレードは、強力なドロス結合を維持しながら、ヒュームの発生を低減することを目標としています。.
アルミニウムドロス用フラックスの仕組み
- フラックスの液滴は高温の表面で溶け、薄い層に広がる。.
- 表面酸化物との化学反応は、濡れ性と表面張力を変化させる。.
- 微細な酸化物粒子と金属間片は、より大きな凝集体に凝集する。.
- 骨材は浮遊し、巻き込まれた金属を捕捉するスキム層を形成する。.
- オペレーターがスキムを除去し、内部に結合した金属を回収する。.
- 残留フラックスは保護層を形成し、さらなる酸化を遅らせる可能性がある。.
適切なフラックスの選択
合金適合性
異なるアルミニウム合金は、フラックスの化学的性質に対 して異なる反応を示す。マグネシウムは反応性を増加させ、ヒュ ームの化学的性質を変化させる可能性があるた め、1XXXや3XXX系でうまく機能するフラックス も、5XXXや6XXXのようなMgを含む合金では改 良が必要な場合がある。特定の合金グループまたは熱化学的範囲用にラベ ルされたフラックスを選択すること。.
温度ウィンドウ
フラックスの融点は、早期破壊を防ぐため、保持温度以下 でスラグの液化しきい値以上でなければならない。一般的な作業温度は、合金や炉のタイプにもよるが、600℃から750℃の間である。.
炉のタイプとプロセス段階
- るつぼ溶解：耐火物内部への浸入を防ぐため、溶融粘度を制御したフラックスが必要。.
- 保持炉：浸漬時間が長い場合のフラックスの安定性を優先する。.
- トランスファーレードル持ち運び可能なペースト状または低発塵の粒状製品は、取り扱い中の投薬に役立ちます。.
環境コンプライアンス
現地の排出規制に適合したフラックスを選ぶ。廃棄プログラムによりハロゲン化物の含有量を低くする必要がある場合は、低エミッショングレードを選択する。ADtech社は、規制当局に提出するための書類を提供しています。.
歩留まりを最大化するオペレーションのベストプラクティス
スキミング前の準備
フラックス注入前に、浮遊する大きな塊や表面の冷えたクラストを除去し、接触性を向上させる。クラストが付着し、汚染の危険がある場合は、取鍋 の壁を清掃する。.
正しい投与方法
容量ではなく重量で測定する。校正されたスクープまたは投与システムを使用する。典型的な開始用量は、溶融質量で0.5%から2.0%の範囲である。.
ミキシング・テクニック
スキミング・ツールや金属棒で表面をやさしくかき混ぜ、フラックスを取り込み、均一な濡れを促進する。溶融金属を積極的にかき混ぜないでください。.
スキミングのタイミング
骨材が形成され浮遊するのに十分な滞留時間を確保する。急速に除去すると、微細な介在物が残ることがある。一般的な滞留時間は、合金やフラックスの種類によって2～10分です。.
スキム後の金属再生
スキムを専用鋳型に回収し、再加熱またはプレスによって巻き込まれた金属を回収する。回収された金属は、品質低下を最小限に抑えながら再溶解に戻ることが多い。.
測定とパフォーマンス指標
運用指標は、製品選択を正当化するための客観的なパフォーマンスデータを提供する。.
表1：ADtechアルミドロス用フラックスグレードの代表的な組成範囲
| コンポーネント | 低排出ガスグレード（%） | 標準グレード（%） | 高回復グレード（%） |
|---|---|---|---|
| NaCl/KClブレンド | 20-35 | 30-45 | 35-50 |
| NaF/CaF2ブレンド | 5-15 | 10-20 | 15-25 |
| フラックス・バインダーとキャリア | 10-20 | 5-15 | 5-10 |
| 金属湿潤剤 | 5-10 | 5-10 | 5-12 |
| 防塵添加剤 | 2-8 | 1-5 | 0-2 |
| 微量安定剤 | バランス | バランス | バランス |
注：配合率は製品SKUによって異なる。ここでの数値は、参考のための典型的な範囲を示しています。.
主要業績評価指標（KPI）
- 金属回収率：理論的金属含有量に対するスキムから回収された金属の割合。.
- 介在物指数：処理後の1kgあたりの介在物数の減少。.
- サイクルタイムの短縮：迅速なスキミングにより、バッチあたり数分の節約。.
- フラックス消費量：溶融アルミニウム1トン当たりkg。.
表2：対照試験のパフォーマンス指標例（例示）
| メートル | ベースライン（フラックスなし） | ADtech標準フラックス | ADtech低エミッションフラックス |
|---|---|---|---|
| 金属回収（%） | 70 | 88 | 85 |
| インクルージョン低減（%） | 0 | 65 | 58 |
| 平均スキム質量（kg/トン） | 60 | 42 | 45 |
| フラックス消費量（kg/トン） | 0 | 7.5 | 8.0 |
| バッチあたりのサイクルタイム（分） | 25 | 18 | 20 |
上記のデータは工場試験によるものです。性能は合金、炉の形状、オペレーターの作業によって変化する。.
費用対効果の比較
経営上の経済性は、フラックス購入コストと回収金属、再加工の削減、スクラップの減少、廃棄物処理費用とのバランスを取る必要がある。.
表3：溶融トン当たりの簡易コスト分析（例）
| 項目 | ベースライン | ADtechスタンダード | 備考 |
|---|---|---|---|
| 回収金属の価値（$） | 120 | 300 | 市場金属価格と回収率に基づく |
| フラックスコスト（$） | 0 | 18 | 典型的なフラックス使用量 7.5kg/トン（$2.40/kgの場合 |
| 廃棄物処理（$） | 80 | 40 | 有害物質の割合が低いほど料金が安くなる |
| 正味営業利益（$） | 40 | 242 | 利益から営業費用を差し引く |
この簡略化されたモデルは、中程度のフラックスの使用で、金属回収率の向上を通じて、しばしば大きな利益が得られることを強調している。.
取り扱い、保管、安全性
個人用保護具
高温下でパウダーフラックスを注入する場合、作業者は酸性ガスカートリッジ付き呼吸装置を着用しなければならない。飛散による火傷を防ぐため、顔面シールド、耐熱手袋、重ね着を使用すること。.
ダストコントロール
粉体の取り扱いには粉塵抑制が必要である。可能であれば、ペースト状製剤または湿式 投与を使用すること。投与ステーションでは局所排気装置を使用する。.
保管規則
フラックスを乾燥した状態に保つ。湿度管理された密閉容器に保管する。性能を維持するため、在庫は先入れ先出しで回転させる。.
緊急対応
中和剤と救急箱を近くに置く。フラックスが目や皮膚に付着した場合は、直ちに水で洗い流し、医師の手当てを受ける。.
環境および規制に関するトピック
排出管理
フラックスの選択はヒュームの組成に影響する。低放出グレードは、ハロゲン化物の揮発とフッ化物の 放出を低減する。地域の大気規制を遵守するため、捕捉システムやスクラバーを設置する。.
ドロス処理
ドロスには、回収可能な金属に加えて、残留フラックスや汚染物質が含まれていることが多い。機械的なプレスや再溶解を含む専用の廃棄物管理プログラムは、埋立負荷を最小限に抑えます。ADtechは、廃棄料金を削減する廃棄物削減プログラムをサポートすることができます。.
品質管理および試験プロトコル
受入検査
各フラックスのロットについて、水分、かさ密度、粒度分布、溶融挙動を試験する。証明書はファイルに保管すること。.
プロセス監視
前述のKPIを追跡する。ドロス中の残留フラックスをモニターするために、オーブン乾燥と化学滴定を使用する。定期的なラボアッセイで金属回収の可能性を確認する。.
金属組織分析
フラックス処理前後のサンプルクーポンを採取します。顕微鏡検査により介在物の形態が明らかになり、 投与と混合の微調整に役立ちます。.
よくある運用上の落とし穴と対策
過剰投与
過剰なフラックスは、廃棄物処理コストを増加させ、金属を捕捉する厚い地殻を形成する可能性がある。対策：線量を10-20%減らし、回復を監視する。.
過少投与
フラックス不足により、金属を捕捉する薄 く砕けやすいスキムが生じる。対策：投与量を増やし、滞留時間を延長する。.
ミキシング不良
フラックスが混合されずに放置された場合、反応は局所的なものにとどまる。対策：表面を穏やかに攪拌し、注入ポイントが広い範囲をカバーするようにする。.
合金に誤ったフラックスを使用
低 Mg 合金用の塩を使用した場合、反応性のマグネシウム合金は、重 いヒュームや不安定なスカムを発生する可能性がある。対策：Mg耐性のある配合に切り替え、投与量を調整する。.
ADtech製品ポートフォリオのハイライト
ADtech社は、合金グループ、放出ターゲット、炉のタイプに合わせたモジュール式フラックスSKUを提供しています。製品資料には、推奨用量範囲、取扱説明書、安全性に関するデータが記載された技術データシートがあります。.
フラックス選択のためのラボ試験マトリックス
構造化されたテスト計画は、正しい選択を加速させる。.
- 運転温度でターゲット合金を入れた小型るつぼの試験。.
- 低、中、高の3段階投与。.
- 保持時間は2分、5分、10分。.
- スキム回収と再加熱による金属回収。.
- 残留フラックスと封入体数の化学分析。.
結果を用いて、最適な投与量と滞留時間を決定する。.
ケーススタディADtechセラミック・フィルター・プレートとドロッシング・フラックスを使用するイラクのお客様
背景
イラクの中規模アルミニウム鋳造工場は、地元の自動車サプライチェーン向けにインゴットと押出ビレットを生産しており、スクラップを減らし、最終製品の清浄度を向上させるためにADtechと提携しました。その工場では、注湯ラインでのろ過にADtech社のセラミック・フォーム・フィルター・プレートを使用していました。その後、上流のメルトクリーンを改善するためにADtech社のマッチドロスフラックスを試用しました。.
目的
- 3カ月以内に、鋳造サンプルのインクルージョン数を50%減少させる。.
- ドロスからの金属回収率を15ポイント向上させる。.
- 5%以下の運転コスト増加を維持しながら、地域の排出規制への適合を維持する。.
実施手順
- 注水ステーションにADtechセラミック・フィルター・プレートを設置。.
- るつぼフラックス試験を実施し、3XXXおよび5XXX合金の適切な添加量を見出した。.
- ADtechが推奨するドージング、ミキシング、スキミング技術についてオペレーターを訓練。.
- KPIを8週間にわたり毎週監視。.
結果（測定値）
| 測定 | ベースライン | ADtechソリューションのその後 |
|---|---|---|
| インクルージョン指数（100cm³あたり50μmを超える粒子） | 24 | 7 |
| スキムからの金属回収（%） | 72 | 88 |
| スクラップ率（%） | 4.8 | 2.1 |
| フラックス消費量（kg/トン） | 0 | 7.2 |
| 廃棄物処理費用／トン（$） | 65 | 28 |
| 顧客拒否インシデント（月次） | 6 | 1 |
解説
セラミック濾過と適切に適合したフラックスを導入することで、相乗効果が得られました。フィルターは注湯中にマクロ介在物を除去し、上流のフラックスはプロセスの初期段階で微細な酸化物を結合させました。この鋳物工場では、サイクルタイムが短縮され、下流の機械加工での不合格が減少したと報告しています。.
包装、物流、賞味期限
ADtechのフラックスは、25kgの密封袋と1,000kgのバルク袋で出荷される。賞味期限は、未開封で乾燥保存の場合、通常12～24ヶ月です。湿気にさらされると流動性が低下し、反応寿命が短くなります。.
自動投与装置との統合
自動ドージングシステムは、再現性のあるフラックス供給を実現し、オペレーターの負担を軽減します。炉の制御システムと統合することで、定時投与が可能になり、生産ログでバッチデータを追跡できます。.
トラブルシューティング表
表4：よくある問題、考えられる原因、推奨される処置
| 問題 | 考えられる原因 | アクション |
|---|---|---|
| 厚い地殻が素早く形成される | 過剰投与または表面酸化が激しい | 投与量を減らし、蓋のカバー率を向上 |
| 過度のヒューム | 反応性Mg含有量またはフラックスの揮発性 | 低排出ガスグレードの使用、抽出量の増加 |
| 低い金属回収率 | 短い滞留時間または投与量不足 | 滞留時間を延長し、投与量を少し増やす |
| ベタベタして落ちにくいスキム | 間違ったバインダー、または間違った温度 | フラックスSKUを切り替え、保持温度を調整する |
| 高い廃棄料金 | 危険率が高すぎる | プレス／リカバリー・プロトコルの導入 |
工場での小規模評価の実施方法
- 代表的なメルトバッチを選ぶ。.
- フラックスなしでベースライン測定を実施し、回収率とインクルージョン・レベルを記録する。.
- ADtechフラックスを段階的に投与して3回の試験を実施し、スキムを回収して回収金属を測定する。.
- 鋳造サンプルの介在物カウントを比較し、機械的試験を行う。.
- 結果を工場のSOP設定に利用する。.
調達と管理のためのデータのパッケージ化
調達チームは明確なROI書類を必要としている。サンプル試験結果、トン当たりコスト、規制遵守証明書、保証条件などを含めてください。ADtechは、ご要望に応じてサンプル契約書とバッチ証明書を提供します。.
よくある質問
1.ADtechフラックスを注入する際、溶融塊の何パーセントから始めるべきですか？
最初の試験には質量比0.5%から始める。金属回収とスキム特性をモニターしながら、0.25%ステップで2%まで増加させる。.
2.すべてのアルミニウム合金に同じフラックスを使用できますか？
5xxx および 6xxx シリーズには、Mg 含有合金用と表示さ れたフラックスを使用すること。高純度1XXX合金の場合は、異物の混入を避けるた め、低汚染グレードを選ぶ。.
3.スキムからの金属回収率はどのように測定するのですか？
スキムを回収し、管理されたるつぼで再加熱し、溶融回収可能な金属をプレスまたは注湯し、重量を測定する。理論的な金属含有量と比較して回収率を計算する。.
4.フラックスは発煙量を増加させますか？
化学物質が溶融物と強く反応すると、ヒュームが増加するフラックスもあります。ADtechの低エミッション製品を選択し、抽出フードが推奨流速で作動するようにしてください。.
5.投薬後、スキミングをするまでにどのくらい時間が必要ですか？
一般的な待ち時間は、合金、溶融温度、フラックス・グレードによって2～10分である。微粒子が凝集して大きな凝集体になるまで時間をおく。.
6.ドロスから回収した金属を最終製品に再利用できますか？
回収された金属はしばしば再溶解に戻される。重要な合金にブレンドする前に、化学組成と介在物が最終製品の仕様を満たしていることを確認する。.
7.継続的改善に役立つ記録とは？
フラックスのロット番号、投与量、合金、溶融温度、滞留時間、回収金属重量、および介在物指数を追跡します。これらを使用して、長期にわたる投与量を最適化します。.
8.開封したフラックスの残りはどのように保管すればよいですか？
乾燥剤とともに密封容器に入れ、常温で乾燥した状態で保管してください。最高のパフォーマンスを得るためには、6～12ヶ月以内にご使用ください。.
9.オペレーターはどのような個人用保護具を使用しなければなりませんか？
酸性ガスおよび微粒子ガス用の呼吸マスク、顔面シールド、耐熱性手袋、長袖を使用すること。呼吸負荷を軽減するため、局所排気装置を使用すること。.
10.ADtechは製品統合をどのようにサポートしていますか？
ADtech社は、SKUの正しい選択と投与プロトコルを確実にするために、テクニカルデータシート、現場での試験、オペレータートレーニング、試験後の分析を提供しています。.
調達とトライアル・サインオフのためのチェックリスト
- 選択したフラックスSKUのSDSとテクニカルデータシートを受け取る。.
- るつぼ試験とベースライン測定の日程を決める。.
- PPEと抽出の利用可能性を確認する。.
- 投与方法についてオペレーターを訓練する。.
- KPIとトライアル期間を定義する。.
- ROIモデルに基づいて購入を承認する。.
技術用語集
- ドロス：溶融金属表面に形成される酸化金属および捕捉された金属。.
- スキム：ドロスとフラックス残渣を含む表層を除去。.
- 湿潤剤：フラックスと金属の接触を促進するために表面張力を低下させる化合物。.
- 介在物：金属マトリックス中に捕捉された非金属粒子。.
- 回収率：回収金属重量÷スキム中の理論回収可能金属重量。.
最終勧告
- 正確な測定による対照試験でADtechフラックスを試験的に使用。.
- マクロおよびミクロの介在物を減らすために、フラックスとセラミックろ過を組み合わせる。.
- KPIを注意深く監視し、投与量と滞留時間を調整する。.
- 排ガス規制を優先する場合は、低排出ガスグレードを使用する。.
- オペレーターの安全を最優先し、抽出とPPEに投資する。.
クロージング・ノート
ADtech製品による体系的なフラックス注入プログラムを採用することで、金属回収、製品品質、操業効率が急速に向上することがよくあります。文書化された試験、優れたオペレーターの実践、ろ過戦略との連携が最良の結果をもたらします。.