含硅的铝合金铸块的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及制造杂质磷的含量少的含硅的铝合金铸块的制造方法。
【背景技术】
[0002] 作为含硅的铝合金的连铸棒等的制造原料使用的硅块含有磷。这样的硅块中的杂 质磷，可以认为是在制造硅块的过程中从原材料硅石、用于还原的碳带入的。
[0003] 在将这样的含磷的硅块用作原料的一部分，调制铝合金熔液来铸造锭（ingot)，通 过轧制等加工该锭的情况下，由于锭中所含有的磷而产生孔缺陷等，因此不能得到期望的 强度，例如在进行了化学处理的情况下不能进行均匀的蚀刻，导致制品的品质降低。
[0004] 作为除去这样的铝合金中的磷的方法，曾提出了如下的技术。在专利文献1中记 载了：通过在750°C以下的熔液温度下过滤处理含有5ppm以上的磷的铝合金熔液来除去 磷。
[0005] 另外，在专利文献2中记载了：在作为杂质含有P的Al或Al合金熔液中，将氧和 MgO -起添加，来形成杂质P的氧化物和/或P与Mg的复合氧化物并将其分离，由此除去杂 质磷。
[0006] 在专利文献3中记载了：在650~850°C的熔液温度下向含有P的铝熔液中添加 Mg 来形成P与Mg的化合物，并且吹入氯气或氯化物形成MgCl2，一边使上述MgCl2吸收P与Mg 的化合物一边使其浮起来从而除去熔液中的P。另外，在专利文献3中也记载了：在650~ 850°C的熔液温度下向含有P的铝熔液中添加 Ca来形成P与Ca的化合物，并且吹入氯气或 氯化物形成CaCl2，一边使上述CaCl2吸收P与Mg的化合物一边使其浮起来从而除去熔液 中的P。
[0007] 在先技术文献
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1:日本特开平4 一 276031号公报
[0010] 专利文献2:日本特开平7 - 207366号公报
[0011] 专利文献3:日本专利第3524519号公报
【发明内容】
[0012] 但是，在上述专利文献1~3中记载的技术中，分别存在如下那样的问题。即，在 专利文献1的技术中，因为也混有微细的磷化铝粒子，所以存在以下问题：该微细粒子通过 过滤器从而存在不能除去的磷；上述微细粒子使过滤器发生堵塞。
[0013] 另外，在专利文献2的技术中，由于向熔液中吹入氧，因此存在产生熔液的氧化损 耗（铝损耗）的问题。
[0014] 另外，在专利文献3的技术中，由于向熔液中大量吹入氯气或氯化物，因此环境负 荷大，磷的除去率也并不充分。
[0015] 本发明是鉴于这样的技术背景而完成的，其目的在于提供含硅的铝合金铸块的制 造方法，该制造方法能够防止如必须停止铸造那样的过滤器的堵塞，能够抑制铝损耗，并且 能够充分降低所得到的含硅的铝合金铸块中的杂质磷的含有率。
[0016] 本发明人查明：作为硅块的硅锭等中，例如在用碳还原硅石来形成为锭的阶段，磷 以磷化合物等形式存在，但该杂质磷在硅锭等的最终凝固部、特别是在最终凝固部的表面 高浓度地分布，以这样的新见解为基础进行锐意研宄的结果，发现通过在将硅块在投入到 熔化炉中之前预先进行水洗处理，能够降低所得到的含硅的铝合金铸块中的杂质磷的含有 率，从而完成了本发明。即，为了达成上述目的，本发明提供以下的技术方案。
[0017] [1] -种含硅的铝合金铸块的制造方法，其特征在于，包括：
[0018] 水洗工序，该工序对作为杂质含有磷的硅块进行水洗处理；
[0019] 熔液形成工序，该工序将至少包含铝原料以及经过上述水洗工序而得到的硅块的 合金原料投入到熔化炉中使其熔融而得到熔液；和
[0020] 铸造工序，该工序通过将上述得到的熔液铸造加工，得到含硅的铝合金铸块。
[0021] [2]根据前项1所述的含硅的铝合金铸块的制造方法，在上述水洗工序中，进行了 用水洗涤作为杂质含有磷的硅锭的表面的水洗处理后，将该硅锭碎解，得到多个碎解物，将 上述碎解物在上述熔液形成工序中投入到熔化炉中。
[0022] [3]根据前项1所述的含硅的铝合金铸块的制造方法，在上述水洗工序中，碎解作 为杂质含有磷的硅锭得到多个碎解物后，进行用水洗涤上述碎解物的表面的水洗处理，将 上述水洗处理后的碎解物在上述熔液形成工序中投入到熔化炉中。
[0023] [4]根据前项1~3的任一项所述的含硅的铝合金铸块的制造方法，在上述水洗处 理中使用的水的温度为5°C~90°C。
[0024] [5] -种含硅的铝合金铸块的制造方法，其特征在于，包括：
[0025] 熔液形成工序，该工序将至少包含铝原料以及被水洗了的硅块的合金原料投入到 熔化炉中使其熔融而得到熔液；和
[0026] 铸造工序，该工序通过将上述得到的熔液铸造加工，得到含硅的铝合金铸块。
[0027] [6]根据前项1~5的任一项所述的含硅的铝合金铸块的制造方法，通过上述铸造 加工得到的含硅的铝合金铸块中的磷含有率为5ppm以下。
[0028] 在[1]的发明中，作为在含硅的铝合金铸块的制造中使用的原料硅块，至少其一 部分使用在投入到熔化炉中之前实施了水洗处理的硅块，因此能够将大多凝聚在硅块表面 的磷（包括磷化合物在内）充分地洗涤除去，能够制造充分降低了杂质磷的含有率的含硅 的铝合金铸块。能够将含硅的铝合金铸块中的磷含有率抑制在5ppm以下。
[0029] 与作为分离除去存在于铝合金熔液中的磷的方法的以往技术比较，能够充分除去 磷，由于是利用水进行的洗涤，因此磷的除去操作也容易，还能够提高生产率。
[0030] 另外，因为是通过对投入到熔化炉中之前的阶段（成为铝合金熔液之前的阶段） 的硅块的水洗处理来洗涤除去磷的方法，所以能够充分地抑制铝损耗。
[0031] 进而，还能够防止如必须停止铸造那样的过滤器的堵塞，因此能够进一步提高生 产率。
[0032] 在[2]的发明中，在硅锭的状态下进行水洗处理，因此能够制造充分降低了杂质 磷的含有率的含硅的铝合金铸块。
[0033] 在[3]的发明中，在碎解而得到的碎解物的状态下进行水洗处理，因此能够制造 更进一步降低了杂质磷的含有率的含硅的铝合金铸块。
[0034] 在[4]的发明中，在水洗处理中使用的水的温度为5°C~90°C，因此能够进一步提 高水洗时的磷的溶解除去性。
[0035] 在[5]的发明中，作为在含硅的铝合金铸块的制造中使用的原料硅块，至少其一 部分使用已经进行了水洗的硅块，因此能够制造充分降低了杂质磷的含有率的含硅的铝合 金铸块。能够将含硅的铝合金铸块中的磷含有率抑制在5ppm以下。另外，在能够充分抑制 铝损耗的同时，还能够防止如必须停止铸造那样的过滤器的堵塞，能够提高生产率。
[0036] 在[6]的发明中，能够制造磷含有率为5ppm以下的含硅的铝合金铸块。
【附图说明】
[0037] 图1是表示本发明的制造方法的第1实施方式的工序的一部分的模式图。
[0038] 图2是表示本发明的制造方法的第2实施方式的工序的一部分的模式图。
[0039] 图3是表示本发明的制造方法的第3实施方式的工序的一部分的模式图。
[0040] 图4是表示碎解物的一例的碎解物外观照片。
【具体实施方式】
[0041] 对于本发明的含硅的铝合金铸块的制造方法的一例进行说明。本发明的制造方法 包括水洗工序、熔液形成工序、和铸造工序。
[0042] 在上述水洗工序中，对作为原料使用的硅块（作为杂质含有磷的硅块）进行水洗 处理。
[0043] 本发明人查明，在作为硅块的硅锭等中，例如在用碳还原硅石来形成为锭的阶段， 磷以磷化合物等形式存在，但如前所述，该杂质磷在硅锭的最终凝固部，特别是在最终凝固 部的表面高浓度地分布。当使熔融的硅流入铸模10中时，熔融硅被冷却，从铸模壁面附近 开始凝固下去，最终位于铸模10上部的开口面的熔融硅的上面部分最后凝固，但所谓上述 最终凝固部意指该最后凝固的凝固部。例如，在铸模内熔融硅的体积的95%以上凝固后，剩 下的熔融硅最终地凝固而成的部分定义为"最终凝固部"（上面凝固部）。
[0044] 在上述水洗工序中，例如，用水13洗涤硅锭11的至少最终凝固部的表面（锭11 的上面）（参照图1)。使经过上述洗涤的硅锭11干燥后，碎解（打碎）硅锭11得到多个碎 解物12,将这些碎解物12在下道工序中投入到熔化炉中。
[0045] 或者，在上述水洗工序中，碎解硅锭11而得到多个碎解物12,进行用水13洗涤这 些碎解物12的表面的水洗处理（参照图2、3)。将经过上述洗涤的硅碎解物12的附着水通 过干燥、擦去等来除去后，将这些多个碎解物12在下道工序中投入到熔化炉中。
[0046] 上述碎解物的大小，优选按长径的平均值计为30cm以下（也包括粉末状）。其中， 上述碎解物的大小，更优选按长径的平均值计为Icm~30cm的范围。再者，该情况下，碎解 时产生的粉末状的物质，也可以在之后的熔液形成工序中与上述Icm~30cm的碎解物一起 投入到熔化炉中。
[0047] 所谓上述水洗处理，只要上述最终凝固部的表面的至少一部分用水洗涤即可，在 上述最终凝固部的表面也可以有未被水洗涤的部分。
[0048] 上述水洗处理，可以对硅锭、碎解物等以雾状喷水13 (喷水雾）来进行（参照图1