適切に配合された塩化物／フッ化物精錬用フラックスを使用し、管理された技術で塗布することにより、溶融アルミニウム中の水素含有量を著しく低下させ、酸化物系介在物を低減し、鋳造表面の仕上がり、機械的完全性、歩留まりを改善することができます。典型的な鋳物工場では、正しく選択されたフラックスと脱ガスを組み合わせることで、水素を0.1 ml/100 g Alに近いか、それ以下のレベルにまで低減し、正しい取り扱いと温度制御と組み合わせることで、酸化物に関連する欠陥を数十パーセント削減することができます。.

アルミニウム鋳造工場にとって重要な理由

簡単に言うと、金属がきれいになるということは、スクラップ部品が減り、機械加工が減り、不合格品が減り、部品が強くなるということです。精錬フラックスは、溶存ガスを除去し、酸化物を捕捉し、スキミング可能なスカム層の形成を促進することにより、より清浄な金属を実現する上で大きな役割を果たします。最新のフラックス化学、正しい添加量、そして適切な塗布技術が、日常的な品質と最高級レベルの鋳物の違いとなります。.

精製フラックスの実際の仕組み

アルミニウム溶湯用フラックスは、塩化物塩、フッ化物塩、および融点、濡れ性、反応性を考慮して選択された添加剤のブレンドである。フラックスを溶融アルミニウムの上に置いたり、その中に注入したりすると、フラックスは溶けて広がり、酸化物を捕捉し、より軽いスラグ層を形成して表面に浮き上がります。フラックスの中には、ガス気泡が溶存水素を上方に運ぶのを助ける反応種を放出するものもある。その結果、水素溶解度が低下し、介在物が減少し、スキミング工程が容易になります。.

主なメカニズム

• 湿潤と吸着フラックスは酸化膜に接触し、接触角を減少させ、酸化片を吸着または溶解する。.

• 気泡アシスト輸送不活性ガスのバブリングやフラックスタブレットが気泡を発生させ、この気泡が介在物を付着させ、上方へ運ぶ。.

• 化学反応ある種のフッ化物成分はアルミナ膜と相互作用し、アルミナ膜を弱めるので、アルミナ膜は融液から除去される。.

代表的なフラックス組成

市販のフラックスの多くは、塩化カリウムと 塩化ナトリウムの共晶混合物をベースに、融点 を下げ酸化物との相互作用を改善するフッ化物を少量 添加している。一般的なフッ化物添加物には、フッ化ナ トリウムとヘキサフルオロアルミン酸ナトリウム がある。その割合は、配合によって異なる。以下は、鋳造用フラックスに使用される一般的な成分範囲のコンパクトな表です。.

表1：精製フラックス配合の代表的な成分範囲

原料は、47.5% NaCl、47.5% KCl、5% フッ化物塩（業界慣行）に近い典型的なカバーフラックスの配合を含む、一般的な混合物を示す。.

標準精製フラックスタイプ

タイプ	機能	適用範囲	トンあたりの投与量	精製温度
3RF	ガス抜きとデスラギング	溶融鋳造アルミニウムおよび合金の脱ガス、脱ラグおよび精製	1.5～2.5キロ	700- 740℃
6RF	3RFより優れた脱ガス＆脱スラグ性	ケーブルロッドおよび合金ロッドの精密鋳造の精製	S1.0-1.5kg	700- 740℃
9RF	環境、C2Cl6なし	高純度・高マグネシウム溶融合金の炉内精錬	1.5～2.0キロ	700- 740℃
420RF	脱気タイプ	A356.2やハブなどの高精度アルミニウムの精錬・精製	1 .5-2.	710 - 730℃
560RF	Naフリータイプ、脱気・脱膜	5系アルミ合金とハブの炉内精錬と精製	1.5-2.0kg	720 - 740℃
33SF	ガス抜きとデスラギング	ダブルゼロ箔プリフォームの炉内精錬・精製	1.5-2.0kg	720 - 740℃
66SF	ガス抜きとデスラギング	アルミニウム合金精密鋳造炉の精製と浄化	1.5-2.0kg	720 - 740℃
120SF	デナトリウムとジカルシウムタイプ	溶融アルミ・合金中のNa、Ca、H、Liのマイクロスケール除去、精錬、精製効率化	1.5-4.0kg	735 - 745℃
220SF	デマグネシウム	溶融アルミニウムおよび合金中のMgの炉内微小スケールの除去、精製および精製効率	5kgの220SFで1kgのMgを除去可能	735 - 745℃

梱包仕様：

項目	内部梱包	カートン包装	パレット梱包	特別包装	保管と保証
インデックス	2-5kg/袋	25kg/カートン	1T／パレット	要求に応じて	換気された乾燥した環境で、6～12ヶ月間保管する。

指示する：

タイプ	メリット	使用方法
3RF、6RF、9RF	1.流動性が良く、脱気と脱ラグの性能が良い。 2.優れた浄化作用、汚染の少なさ、投与量の少なさ、コストの安さ。 3.連続使用により、炉内面への酸化物の蓄積を効果的に防止する。 4.アルミニウムとスラグの分離が容易 5.6RFは環境に優しく、刺激臭がなく、健康に害を与えない。.	包装を取り除き、フラックスをスプレー装置に入れ、フラックスはN2またはArガスをキャリアとしてスプレージャーを通り、溶融金属に均等に2回スプレーする。ノズルの出口ができるだけ溶湯の下層に近いことを確認し、ノズルを前後に動かして、フラックスが溶融アルミニウムに完全に接触するようにする。その後、N2またはArガスで溶湯を下層で交互に20分間精錬する。アルミニウム溶湯の物理的・化学的変化の後、酸化スラグ分離した多数の小さな気泡が形成される。水素原子を含んだ気泡はゆっくりと上昇し、精製目的の脱ガス、脱スラグを達成するために浮き上がります。.
420RF、560RF	1.ナトリウムが少なく、無毒で、独特の臭いがなく、ストロンチウムの修飾に影響を与えない。 2.流動性が良く、脱気と脱ラグの性能が良い。 3.優れた浄化作用、汚染の少なさ、投与量の少なさ、コストの低さ。 4.連続使用により、炉内面への酸化物の蓄積を効果的に防止する。 5.アルミニウムとスラグの分離が容易.	包装を取り去り、フラックスをガスと一緒にスプレージャーに入れ、溶湯に吹き付ける。ノズルの出口をできるだけ溶湯の下層に近づけ、ノズルを前後に動かして、フラックスがアルミニウム溶湯に完全に接触するようにし、精錬の目的を達成する。溶射後、アルミ溶湯の表面に浮いているスラグを取ります。.
33SF、66SF	1.無毒・無臭で、精密鋳造に最適。 2.流動性が良く、脱気と脱ラグの性能が良い。 3.優れた浄化作用、汚染の少なさ、投与量の少なさ、コストの低さ。 4.連続使用により、炉内面への酸化物の蓄積を効果的に防止する。 5.アルミニウムとスラグの分離が容易.	包装を取り去り、フラックスをガスと一緒にスプレージャーに入れ、溶湯に吹き付ける。ノズルの出口をできるだけ溶湯の下層に近づけ、フラックスがアルミニウム溶湯に完全に接触するようにノズルを前後に動かして精錬を行う。溶射後、アルミ溶湯の表面に浮いているスラグを取ります。.
120SF	1.無水カリウム化合物を主成分とし、迅速な精製効果がある。 2.溶融アルミニウム-マグネシウム合金およびアルミニウム-亜鉛合金中のナトリウム、リチウム、カルシウムを効果的に除去する。 3.酸化物、炭化物、ホウ化物などの様々な非金属介在物を、脱ガス処理と同時に除去し、アルミニウム溶湯の精製目的を達成する。.	1.投与量は、元の介在物量、H、Li、Ca、および予想される精製標準に従っている。 2.製錬・受入炉でアルミニウム溶湯から塩基性金属を除去する。アルミニウム溶湯1トン当たり1～1.5kgの添加量で、フラックスを噴霧することにより、水素、塩基性金属、介在物の除去効果が高まります。 3.溶融アルミニウム炉の温度は710～745℃とする。 4.溶融アルミニウムの3層で試料を採取し、Na、H、Ca、Li分析を行い、非金属介在物の除去を行う。.
220SF	220SFは、主に塩化物、フッ化物、および他の元素で作られた白い粉末状の粒子です。気泡の拡散が少なく、溶媒が活性であるため、化学反応の速度を調整し、溶融合金中のMg元素を強力に除去します。同時に、カルシウムや他の金属元素を追い出し、効果的な脱ガス精錬、介在物の除去、結晶の微細化などの効果をもたらします。経済的かつ安定的に、処理後のスラグはコンパクトでなく、乾燥した状態であり、離脱が容易である。.	1.アルミニウム合金中の1kgのMgを除去するには、平均5kgの220SFinが必要である。 2.計算方法投与量＝（損傷前のMg含有量-目標Mg含有量）＊アルミニウム溶湯重量＊（5±0.5kg） 3.溶融アルミニウムの試料を分析し、金属元素の含有率を確認し、式に従って220SFの添加量を計算する。 4.適用温度: 735-745 5.220SF をキャリアとして窒素と共に炉内に 2 段階でスプレーし、完全に接触させる。最初のステップで220SFの半分を取り、20～25分間精錬し、その後ドロスする。第二段階は、残りの220SFを取り、15～20分間精錬し、再度ドロスを取る。終了後、炉のドアを閉め、10分間アニールを続ける。 6.溶融アルミニウムの3層でサンプルを採取し、マグネシウム分析を行う。.

合金ファミリーによるフラックスの選択

合金によって要求されるフラックスの特性は異なる。例えば、高マグネシウムアルミニウム合金は、酸化物を除去しながらも、Mgとの積極的な反応を避ける配合が必要です。以下は、フラックスの種類を合金グループに適合させるための決定グリッドです。.

表2：合金族別フラックス選択マトリックス

投与量の割合を微調整するには、メーカーのデータを利用する。ラボ試験で長期的に最良の結果を得る。.

塗布方法：カバーフラックス、錠剤、注射剤

主な塗布経路は3つある：表面被覆、錠剤投与、注入（ランスまたはロータリー注入）。それぞれ、速度、フラックス消費量、オペレーターの安全性、効果においてトレードオフの関係にある。.

表3：長所と短所のある適用方法

マッチドランスを使用した射出は、大量の鋳造において、より迅速な均質化と、より少ないフラックス使用量を実現します。最近の製品文献によると、タブレットとカバーフラックスの組み合わせは、低ドロス金属損失で安定した脱ガスが可能です。.

重要なプロセスパラメータ

予測可能な結果を得るために、これらをコントロールしておく：

• 溶融温度：安定した目標を維持する。低融点フラックスでは、共晶域付近での慎重なコントロールが必要。.

• フラックスの乾燥：濡れたフラックスは塊になり、適切に溶融せず、カバレッジが悪くなる。乾燥した状態で保管する。.

• 攪拌強度：フラックス塗布後の適度な攪拌は、フラックスの分散と付着ガスの放出を助ける。.

• 浸漬時間：スキミングする前に、フラックスが溶けて相互作用し、表面に浮いてくるまでの時間をとる。.

• 添加量：添加量不足は精錬不良をもたらし、過剰添加は材料を浪費し、ドロスを増加させる。.

安全性、保管、環境管理

フラックスには塩類やフッ化化合物が含まれており、取り扱いを誤るとヒュームを発生したり、反応したりすることがあります。厳重なPPE、工学的管理、および取り扱い手順を実施する。世界銀行と業界のガイドラインは、フラックスとドロスを取り扱うスタッフに対し、ダストコントロール、局所排気、トレーニングを推奨している。ドロスの取り扱いについては、高温のドロスを隙間風にさらさないようにし、高温の材料を広げて冷まし、テルミットの危険がある場合は不活性塩で覆う。.

主要ルールのチェックリスト

• フラックスは密閉した乾燥した容器に保管する。.

• 微粒子およびフッ化物を含む粉塵用のマスクを使用して吸入を防止すること。.

• 塗布の際は、目と顔を保護し、絶縁手袋を着用すること。.

• 噴射ポイント付近の局所排気を使用する。.

• ドロスの冷却と保管に関する手順書を維持すること。.

成功の測定方法 - 実践的なKPI

これらの指標を追跡し、改善を証明する：

• 水素含有量（ml/100g Al）は、真空抽出法またはキャリアガス法で測定。.

• ろ過スループットとフィルターの目詰まり頻度。.

• ドロスメタル回収率.

• バッチあたりの不合格または手戻りの割合。.

• 重要な鋳造部品の視覚的な表面品質測定基準。.

業界の報告によると、適切に適用されたフラックスと脱ガスにより、多くの合金で水素レベルを0.1ml/100gまで押し上げることができ、このレベルは気孔率の低減と鋳造部品の強度に関連する。.

ラボからフロアへの検証：推奨される試験

同一の装入材料とプロセス設定で、フラックスの化学的性質や塗布方法のみを変えて、溶融を並べて実行する。水素を測定し、介在物を定量化するために金属組織 学を行い、ドロスの重量と失われた金属を記録する。試験は短時間で行うが、統計的に有意であることを確認する。.

ケーススタディロシアの鋳物工場におけるADtechの導入

概要
顧客：自動車部品を製造するロシアの中規模アルミ鋳造工場。課題：ピストンハウジングに内部気孔のクレームが頻発し、冬季のスクラップ率が高い。.

ソリューションの提供

• ADtech社は、プラントのAl-Si合金原料に合わせたフラックスブレンド（KCl/NaClベース、フッ化物分画、固結防止剤）を供給した。.

• 既存炉へのインジェクション・ランスのレトロフィット、オペレーター・トレーニング・プログラム。.

• 投与、攪拌、スキミングの標準操作手順。.

結果（3ヵ月平均アウトカム）

• 水素含有量は0.25 ml/100 g Alから0.09 ml/100 g Alに減少した。.

• 多孔性に関連した拒絶反応は48%で減少した。.

• ドロスからの正味回収金属量は、より清浄なスキミングと巻き込み金属の減少により、12%増加した。.

• 最適化により、鋳造金属1トン当たりのフラックス消費量は18%減少した。.

成功の理由

• フラックスの化学的性質を合金とプロセスパラメータに適合させる。.

• 注射からの一貫した投与により、オペレーターのばらつきを低減。.

• 真空水素テストによるリアルタイムのフィードバックは、迅速なチューニングを可能にした。.

このケースは、適切な化学反応と最新のアプリケーション・ハードウェアおよびオペレーター・プロトコルを組み合わせることの利点を強調している。.

よくある問題のトラブルシューティング

課題：フラックスが浮いているのに介在物が残る
考えられる原因：攪拌不足、用量不足、水分によるフラックスの劣化。対策：管理された攪拌を増やす、保管状態を確認する、試験溶融中に少量ずつ添加する。.

問題：金属を閉じ込める過剰な発泡やドロス
考えられる原因：高すぎるフッ化物分率、急激な添加、合金とフラックスの不適合。改善策：フッ化物分率を下げる、添加を遅くする、メルトの乱流を下げる。.

問題：限界効果を伴う急激なフラックス消費
考えられる原因：フラックスの純度が低い、汚染物質が存在する、融液中で酸化が繰り返される。対策：スクラップの品質をチェックし、チャージを前洗浄し、フラックスの前に濾過のアップグレードを検討する。.

問題：強い煙または局所的な刺激
考えられる原因：過熱、濡れたフラックス、換気不良。対策：追加作業を中止し、換気し、PPE を見直し、フラックス・ベンダーの安全シートを確認する。.

ろ過＋フラックス：システムアプローチ

フラックスは酸化物を除去してガス抜けを良くし、セラミックフィルターは残った非金属介在物を捕捉します。両者を一貫したワークフローで組み合わせることで、最高の品質が得られます。典型的な順序：るつぼまたは取鍋を予熱し、インライン・セラミック・フィルターを通して鋳型に注入し、必要に応じて取鍋にフラックスと脱ガスを塗布し、重要な鋳型に注入する前に最終的なスキムを行う。.

表4：単一溶融サイクルの工程チェックリスト

保管と賞味期限に関する実践的な注意事項

フラックスは、可能な限り乾燥した暖房の効いた室内で保管する。ダマにならないように湿度を低く保つ。湿気の多い環境ではバッチが急速に湿気を帯び、性能が低下することがあります。先入れ先出しの在庫を使用し、製造日を記したラベルを袋に貼る。新しいロットごとに少量のテストを行うことで、規格外の材料を捕捉することができる。.

ドロスと使用済みフラックスの環境処理

ドロスには、巻き込まれた金属、酸化物、 フラックス残渣が含まれる。可能であれば、再生オーブンまたはドロ スプレスを使用して金属を回収する。反応性フッ化物を含む使用済みフラックスの 廃棄については、地域の廃棄物規制に従ってく ださい。熱再生は多くの場合、使用可能な金属を戻し、全体的な溶融コストを削減する。.

実用的な投与量の経験則

• 1トン当たり業者の推奨量から始める。.

• 注射の場合は、迅速な反応を促進するため、細かく分散した投与を目指す。.

• 手で覆う場合は、フラックスが乾いていることを確認し、薄く連続した層になるように塗り広げる。.

• 最初の試用投与後に真空水素テストを実施し、最小有効レベルに達するまで投与量を減らす。.

監視ツールとテスト方法

• 真空抽出水素測定 正確な溶存水素のために。.

• 光学顕微鏡 をエッチングした試料に塗布し、介在物面積率を定量化した。.

• スパーク分光分析 コンタミネーションがないことを確認するため、フラックス後に合金の検証を行う。.

• ドロス組成分析 金属回収の可能性を測定する。.

規制および材料安全データ

危険有害性の分類については、必ず供給元の製品安全データシート（MSDS）を参照してください。フッ化物を含むフラックスは、飲み込んだり、目に入ったりした場合、特別な緊急処置が必要になることがあります。作業者は、流出対応および応急処置に関する訓練を受けなければならない。.

国際的なEHSガイドラインの主な推奨事項には、粉塵の工学的管理、注入ポイント付近のプロセスベント、危険物質の使用記録の保管などが含まれる。.

現代の研究はどのようにフラックス・デザインを形成するか

最近の査読を受けた研究では、表面化学、フラックスとアルミナの接触角、熱力学的活性が除去効率に果たす役割が実証されている。最適化されたフラックスは、精製温度よりもかなり低い融点を持つことができ、より優れた濡れ性と迅速な介在物捕捉を可能にする。ラボの研究は、組成のチューニングが測定可能な性能向上をもたらすという業界の慣行を裏付けている。.

よくある質問

1) 精製用フラックスの主な仕事は？
精錬用フラックスは、酸化物を捕捉し、溶存水素の除去を促進し、溶融品質を向上させるスキマ可能なスラグ層を形成する。.

2) 一般的な鋳造用合金には、どのフラックス化学薬品が有効ですか？
KCl/NaClをベースにフッ化物塩を少量添加したものが、多くのAl-Si系鋳造合金に適している。.

3) 1トン当たりどれくらいのフラックスを投与すればよいですか？
典型的な範囲は、方法にもよるが、金属重量で0.1～1.0%である。現場での最適化.

4) フラックスは注入すべきか、それとも表面に塗布すべきか？
インジェクションは、大量生産に迅速で均一な作業を提供する。サーフェス・カバーリングは、優れたプロトコルを持つ小規模なショップに有効である。.

5) フラックス塗布後、スキミングをするまでの時間は？
フラックスの溶融と気泡の上昇に十分な時間をかける。投入量と攪拌にもよるが、通常3～10分。.

6) フラックスは合金化学にダメージを与えるか？
正しく適合させ、適切に投与すれば、フラックスが合金の組成を大きく変えることはないが、汚染リスクをチェックし、スペクトロメトリーでモニターする。.

7) 濡れたフラックスや固まったフラックスの扱い方は？
湿ったフラックスは固まり、性能が低下する。乾燥した状態で保管すること。.

8) フッ素フリーフラックスは有効か？
フッ化物を含まない混合物も存在するが、性能が異なる可能性がある。本格的に採用する前に、試験で性能を検証する必要がある。.

9) 水素の改善をどのように測定するか？
真空抽出法またはキャリアガス法を用いて、精製前後の溶存水素をml/100g Alで測定する。.

10) 避けるべき一般的な操作ミスは？
過剰投与、発泡につながる急激な添加、風の強い場所や風通しの悪い場所での塗布、十分な浸漬時間の確保などは、よくある間違いである。.

実施のための最終チェックリスト

• 合金ファミリーに適合したフラックス配合を選択する。.

• 生産量に適した塗布方法を決める。.

• 投与量、タイミング、安全性についてオペレーターを訓練する。.

• 水素とインクルージョンの指標を監視する。.

• 可能な限りドロスメタルを回収する。.

• 乾燥保管と在庫管理の維持.

閉会勧告

正確なチャージミックスの小規模トライアルに時間を投資する。主要なKPIをモニターし、明確で再現可能な改善を示す変更を行う。鋳造品質と歩留まりを最大にするために、フラックスの選択と濾過および脱気ハードウェアのアップグレードを組み合わせてください。適切なケミストリーを反復可能な技術で適用することで、ポロシティ、リワーク、スクラップが目に見える形で減少し、製品価値の向上とサイクルコストの削減への道が開けます。.