フラックスシリーズ

精錬用フラックス、脱ラグ用フラックス、被覆用フラックス、酸化物除去用フラックス、溶融アルミ鋳造用フラックス、および溶融アルミ脱ガス剤といったFluxシリーズ製品を適切に選択し、正しく使用することで、正しい熱制御および脱ガス技術と組み合わせた場合に、溶融物の清浄度を測定可能なほど向上させ、水素に関連するポロシティを減少させ、ドロス中の金属損失を最小限に抑え、再現性のある鋳造品質をサポートします。.

フラックス作用の基礎化学とメカニズム

溶融アルミニウム用フラックスは、一般的に以下の化学的・物理的役割の1つまたは組み合わせで機能する：

• 金属から気泡への水素移動を促進する低圧ガスサイトを形成することにより、溶融物中に溶解している水素の除去を促進する。ある種の塩混合物は、高温で反応してガスを放出したり、揮発性のハロゲン化アルミニウムを形成したりする。.

• 酸化皮膜や介在物を凝集させることで、スキミングや分離を可能にし、巻き込まれた金属や巻き込まれた汚染物質を捕捉する、より凝集性の高いドロス層を生成する。.

• 保護層を形成することで、保持および移送作業中の液体アルミニウムのさらなる酸化を抑える。この層は、表面酸化による金属損失を制限する。.

• 表面の汚染物質やフラックス成分と化学的に反応し、濡れ性、密度、浮遊挙動を変化させ、金属から夾雑相が分離する速度を向上させる。.

一般的なフラックス化学物質には、塩化物、フッ化物、フルオロメタレートの混合物がある。KCl-NaCl、KCl-MgCl2、および AlF3またはNa3AlF6を含む塩系は、異なる溶融挙動、 溶解度および反応性を示す。配合の選択は、合金系、使用温度、マグネシウムまたはアルカリ金属の存在、環境または規制上の制約に依存する。.

フラックスシリーズの概要と機能分類

Fluxシリーズは、共通の冶金的目的と取り扱い形態によって製品をグループ分けしている。以下に簡単な定義を示します：

• リファイニング・フラックス：溶存ガスや微細な介在物の除去を促進するもので、錠剤や顆粒として提供されることが多い。.

• デスラッギング・フラックス：ドロスを凝集させ、金属の巻き込みを最小限に抑えて迅速な除去を促進するように設計されています。.

• 被覆フラックス: 保持または移送中の酸化と熱損失を低減するために溶融物の表面に適用される。.

• 酸化膜除去剤：酸化膜と積極的に反応し、金属表面から酸化膜を除去する。.

• MOLTEN ALUMINIUM FOUNDRY FLUX：スカムコントロールとオペレーターの利便性を重視し、鋳造規模の溶解用に最適化された汎用配合。.

• モルテンアルミニウムキャスティングフラックス：鋳造ラインでの最終的な溶融調整用に調整されたもので、低メタルロスのスキミング用に調整されることが多い。.

• MOLTEN ALUMINIUM DEGASSING AGENT（モルテン・アルミニウム脱ガス剤）：気泡形成とガス抽出を生成または促進するよう設計されており、不活性ガス回転システムとともに、または不活性ガス回転システムなしで使用されることが多い。.

各製品は、メルトショップシーケンス内で設計された役割を持っている。適切な結果を得るには、通常、フラックスの選択と温度制御、機械的攪拌、脱ガス方法、およびスキミングのルーチンを組み合わせる必要がある。.

詳細な製品プロフィール

リファイニング・フラックス

目的

精錬用フラックスは、溶存水素を除去し、微細な酸化物包有物を捕捉し、鋳造前の溶融物の均質化を助けることを目的としている。これは、溶解の終了間際、または移送前の保持中に使用される傾向がある。.

代表的な組成とメカニズム

精錬処方には一般的に、フッ化物塩、塩化物塩、特殊なバインダーが含まれる。溶融アルミニウム中に導入されると、一部の成分は分解または反応して微小気泡または揮発性ハロゲン化物を生成し、水素分圧を低下させ、水素が溶融物から移動するのを可能にする。フラックス表面はまた、微細な酸化物の合体を促進し、スキミング可能なドロスへと変化させる。.

申し込み

• 形態：錠剤、ペレット、粉末、または計量済みの小袋。.

• 添加量：通常、金属1トン当たりで管理する。業界慣行の典型的な範囲は、合金、合金温度、製品密度によって異なる。セクション 9 の投与量表を参照のこと。.

• 方法：錠剤を融液表面に散布または配置し、撹乱を最小限に抑えながら滞留時間を置き、その後穏やかに撹拌してスキミングする。.

利点と限界

• 利点：水素ポロシティーの低減、表面清浄度の向上、重要鋳物の介在物の低減。.

• 制限：水素負荷が高い場合、脱ガスが不完全なことがある。反応性フッ化物を含む配合の場合、マグネシウム合金と相容れないことがある。.

デスラグ・フラックス

目的

浮遊酸化物とスキマ性ドロスの迅速な合体を促進するよう設計されている。スラグ中の金属巻き込みを低減し、ドロス処理サイクルを短縮することを目的とする。.

代表的な組成とメカニズム

脱スラグ用フラックスには、酸化物粒子を濡らし、連続的なスラグ層の形成を促進する表面張力の低い塩や添加剤が含まれていることが多い。この材料は界面張力を低下させ、捕捉された金属に対するスラグ密度を増加させ、より清浄な分離を助ける。.

申し込み

• 形状：メルト表面に広がる粉末または顆粒。.

• 添加量とタイミング：溶融混練中、または酸化物の発生を増加させる添加の直後に使用する。.

• 除去技術：スラグがまとまった状態になったらスキムする。.

利点と限界

• 利点：スラグ中のメタルロスを削減し、スキミング作業を迅速化することで処理能力を向上させる。.

• 制限事項：スラグが非コヒーレントなままオペレーターがスキミングを行った場合、誤った使用方法によってスラグ中にかなりのメタルがトラップされる可能性がある。.

カバーリングフラックス

目的

大気中の酸素や水分に対する受動的なバリアとして機能し、さらなる酸化を防ぎ、熱損失を最小限に抑え、ホールド中やトランスファー中のドロス形成を減少させる。.

代表的な組成とメカニズム

被覆フラックスは一般的に反応性が低く、融液表面に低透過性のクラストを形成するように配合される。一般的な塩基性塩にはKClとNaClがあり、融解範囲と表面張力を制御するために少量の添加剤が加えられている。.

申し込み

• 形状：粗い顆粒またはペーストを表面に塗布する。.

• 使用量：浴槽全体に薄く塗る。.

• 使用例：長時間のホールド、輸送、ポットからポットへの移し替え。.

利点と限界

• 利点：酸化を抑え、長期間にわたって浴槽を清潔に保つ。.

• 制限事項：介在物を避けるため、一部の鋳造作業の前に完全に除去する必要がある。.

酸化物除去フラックス

目的

酸化膜と積極的に化学反応し、酸化膜をより除去しやすい化合物に変換したり、スキミングのために凝集させたりする。.

代表的な組成とメカニズム

これらのフラックスは、還元剤や反応性ハロゲン化物を含み、酸化膜を化学的に改質することで、フラックスとの濡れ性を改善し、凝集や浮遊を促進することができる。.

申し込み

• 形状：粉末、ペースト、錠剤.

• テクニック：塗布して滞留時間を置いた後、軽く攪拌して酸化生成物の回収を促す。.

溶融アルミ鋳造用フラックス

目的

一般的な鋳造溶解業務用の多目的フラックスで、ドロス制御、金属保存、オペレーターの安全性のバランスを考慮して最適化されている。.

構成と使用法

ミックスは通常、塩化物系とフッ化物系を結合剤と組み合わせ、流動性のある顆粒を形成する。これらは、広い温度範囲にわたる堅牢性と、一般的なスクラップ汚染物質に対する耐性を考慮して選択される。.

溶融アルミ鋳造用フラックス

目的

配合は、鋳造プロセスにおける最終的なメルトコンディショニングに重点を置き、多くの場合、低金属損失と合金化学への最小限の干渉に重点を置いている。.

申し込み

鋳造機への搬送直前に使用され、酸化物の巻き込みを最小 限に抑えるために取鍋充填時に使用されることもある。投与と滞留の戦略には、鋳造リズムとの緊密な調整が必要である。.

溶融アルミニウム脱ガス剤

目的

特に、ガス核形成部位を形成したり、反応して水素を溶液から運び出すガスを発生させたり、水素含有化合物を化学的に除去したりすることで、水素除去を助けるように設計されている。.

メカニズムと補完的手法

脱ガスフラックスは、不活性ガスロータリーシステムと共に頻繁に使用される。ガスバブリングは、バルク水素除去のための最も効率的な脱ガス方法であるが、フラックスアシスト脱ガスは、特定のコンタミネーションプロファイルや、ロータリー装置が使用できない場合に有効である。.

応用方法とプロセス統合

成功させるには、フラックスの使用を溶融順序に組み込む必要がある。鋳造溶融の典型的な手順は以下の通りである：

1. 炉を清掃し、重いドロスを取り除く。.

2. 合金を補充し、温度を適正にする。.

3. 長時間保持する場合は、被覆フラックスを塗布する。.

4. 移管前に精製フラックスまたは脱気剤を塗布する。.

5. 不活性ガス回転式脱気装置がある場合は、それを使用して脱気サイクルを実行する。.

6. 統合されたドロスを除去し、必要に応じて最終的なフラックスのタッチアップを行う。.

7. コントロールされたレードル移送と濾過で注ぐ。.

フラックスの性能に影響する主な変数には、溶融温度、マグネシウム含有量、アルカリ金属濃度、滞留時間、機械的攪拌強度が含まれる。フラックス使用と回転式脱ガスを組み合わせることで、最良の水素制御が得られることが多いが、回転式システムが使用できない場合には、フラックスのみの脱ガスがその役割を果たす。.

比較成績表と選考基準

合金の種類、マグネシウムの有無、保持温度、スクラップ汚染のリスク、規制や作業場の換気の制約などを考慮して選択すべきである。.

安全性、保管、環境、規制に関する考慮事項

塩化物やフッ化物をベースとするフラックスには、粉塵の吸入、温度での反応性ヒュ ーム、揮発性ハロゲン化アルミニウムの生成の可能性といった特有の危険性がある。適切な管理には以下が含まれる：

• 湿気の吸着を防ぐため、製品は密封された元の包装に保管してください。水分は、溶融金属との接触で激しい反応を引き起こす可能性があります。.

• 溶融ステーションおよびガス抜きステーション付近では局所排気装置を使用する。.

• 個人用保護具には、耐熱性手袋、顔面シールド、聴力保護具、不浸透性衣類、粉塵やヒュームが存在する場合は呼吸保護具を含むべきである。以下のPPE詳細表を参照のこと。.

• フラックス入りドロスは、塩分を含むため特殊な取り扱いが必要な場合がある。.

規制上の制約により、一部の地域では特定のフッ化物や塩化物の使用が制限される場合があります。規制上のリスクが存在する場合は、Naフリーまたは低フッ化物の代替品を優先し、製品の安全データシートを参照してください。.

実践的なトラブルシューティングとプロセスレシピ

問題：鋳物中の持続的な水素ポロシティ

• メルトの清浄度と湿気の発生源をチェックする。.

• 精製フラックスの滞留時間が十分に長く、不活性ガス脱ガスが採用されていることを確認する。ロータリーユニットを使用したガス脱ガスは、最も効率的なバルク水素除去技術であり、水素が主な問題である場合に適用されるべきである。.

• フラックスの化学的性質が合金中のMgレベルに適合していることを確認する。.

課題：スキミング中のスラグへの重金属の損失

• 表面張力を低下させ、スラグの凝集性を高めるデスラッギング・フラックスを使用する。.

• スラグがまとまって厚くなってからスキミングする。.

問題：スキミング後、急速に再形成される白いかす

• 保持温度と酸素の侵入をチェックする。.

• 長時間のホールド中は、再酸化を抑えるために被覆フラックスを塗布する。.

データ要約表

表1：代表的なコンポーネント・クラスとその機能的役割

表 2：参考投与量と温度範囲（業界標準）

注：これらは目安です。必ずメーカーの指示に従ってください。.

表3：PPEと取り扱いのチェックリスト

よくある質問

1. 精製フラックスと脱ガス剤の違いは何ですか？
   精錬用フラックスは、水素を除去し、酸化物を凝集させ、メルト表面を整えるという機能を兼ね備えている。脱ガス剤は、気泡形成と水素輸送を促進する水素除去メカニズムに焦点を当てている。両方の方法を併用することで、最良の結果が得られることが多い。.

2. フラックスはロータリー脱気の代わりに使用できますか？
   完全ではない。バルクの水素除去には、ロータリーデガッサーによるガスバブリングの方が効果的である。フラックスアシスト脱ガスは、ロータリー脱ガスを補完したり、装置が利用できない場合に役立ちます。.

3. フラックスはマグネシウム含有合金に適合しますか？
   フッ化物や反応性塩の中にはマグネシウムと相互作用するものがある。Mgを含む合金の場合は、その合金ファミリーに指定された配合を選択し、有害反応を避けるために供給者のガイダンスに従ってください。.

4. カバーリングフラックスとデスラッグフラックスのどちらを選べばいいですか？
   保持中および輸送中の保護には被覆用フラックスを選択し、溶融準備中に迅速なスカム圧密および除去が必要な場合は脱スラグ用フラックスを選択する。.

5. フラックスは環境負債を生むのか？
   フラックスを含んだドロスにはハロゲン化物塩が含まれている。ドロスを適切に管理し、地域の廃棄規則に従うことで、環境リスクを低減することができる。廃棄規則が厳しい場合は、低フッ 化物処方を検討すること。.

6. 精製フラックス添加後の典型的な滞留時間は？
   滞留時間は製剤や水素負荷によって異なる。業界の慣行では、数分間の静止時間の後、穏やかな撹拌とスキミングを行うことが多い。メーカーの推奨に従うべきである。.

7. ドロスの発生を抑えるために、フラックスをスクラップにプレミックスすることは可能か？
   スクラップをプレコートすることは珍しい。フラックスは、反応するために溶融接触が必要であるため、溶融浴に塗布するのが最も効果的である。プレミキシングは、取り扱いの危険を引き起こす可能性がある。.

8. フラックスはどのように保管すべきか？
   湿気を避け、涼しい場所に保管する。水分の取り込みはケーキングを引き起こし、溶融金属との接触で危険な反応を起こす危険がある。.

9. フラックスを添加すると、なぜヒュームが発生するものがあるのですか？
   反応性成分は揮発または発熱的に反応し、ヒュームを発生することがある。十分な換気と適切な投与により、暴露を減らすことができる。.

10. フラックス使用時のドロスによる金属損失はどのくらいですか？
    デスラッギング・フラックスをうまく塗布することで、金属の巻き込みが減少し、それによって金属損失が減少するが、正確な数値は合金、オペレーターの技術、スキミングのタイミングによって異なる。.

参考文献と参考メモ

本稿の主な主張を裏付けるために使用した主な参考文献には、アルミニウム合金のソルトフラックスと脱ガスに関する業界の技術ノートや査読付きレビューが含まれる。アルミニウム加工用ソルトフラックスに関する最近のMDPI総説、フラックス設計戦略に関するNCBI/PMCの論文、フラックス脱ガスに関する工業技術文書、脱ガス及びフラックスに関する鋳物工場の実務ガイダンスなどが含まれる。これらの文献は、フラックスメカニズム、組成傾向、および複合脱ガス法の役割に関する推奨事項の形成に役立った。.