JP2846149B2 - Production method of raw material oxide for ferrite - Google Patents
Production method of raw material oxide for ferriteInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はフェライト用原料酸化物
の製造方法に関する。The present invention relates to a method for producing a raw material oxide for ferrite.
【0002】[0002]
【従来の技術】フェライトの製造工程は、通常図7のM
nZnフェライトの製造工程に示すように、主要構成金
属元素である鉄、マンガン、ニッケル、マグネシウム、
銅、亜鉛等の個々の酸化物又は加熱により容易に酸化物
に変化するしゅう酸塩、炭酸塩等の化合物を所定のモル
比率で混合した後に、800〜1000℃の温度で仮焼
しその後に1〜2μmになるまで粉砕して添加物を加
え、更に造粒、所定形状への成形、焼成することによ
り、構成される。しかしこの方法においては次の問題点
がある。 (1)0.1〜1μmの粒径の原料酸化物を混合分散す
るために、組成の均一混合性が必ずしも充分でなく、製
品の磁気特性を劣化させる。 (2)800〜1000℃という高温での仮焼工程を経
るためにコスト高になる。 (3)仮焼工程で磁粉が2〜10μmと粒成長を起こ
し、次工程である粉砕工程において1μm程度に機械的
に粉砕する際に、粉砕に長時間を要する上に、粉砕媒体
の摩耗による不純物汚染や組成のずれが避けられない。2. Description of the Related Art Usually, a ferrite manufacturing process is performed by using M
As shown in the manufacturing process of nZn ferrite, the main constituent metal elements iron, manganese, nickel, magnesium,
After mixing at a predetermined molar ratio an individual oxide such as copper, zinc or an oxalate which easily changes to an oxide by heating, a compound such as a carbonate, the mixture is calcined at a temperature of 800 to 1000 ° C. It is constituted by pulverizing to 1 to 2 μm, adding additives, further granulating, forming into a predetermined shape, and firing. However, this method has the following problems. (1) In order to mix and disperse a raw material oxide having a particle size of 0.1 to 1 μm, uniform mixing of the composition is not always sufficient, and the magnetic properties of the product are deteriorated. (2) Since the calcination process is performed at a high temperature of 800 to 1000 ° C., the cost increases. (3) In the calcination step, the magnetic powder grows to a particle size of 2 to 10 μm, and in the subsequent pulverization step, when mechanically pulverizing to about 1 μm, it takes a long time to pulverize, and the pulverization medium wears. Impurity contamination and composition deviation are inevitable.
【0003】そこで上記従来技術の問題点である上記
(2)及び(3)を改善するフェライト製造方法とし
て、図8に示すような、フェライトを構成する金属元素
の塩化物混合水溶液を出発原料として、これを酸化焙焼
する製造方法が提案されている(特公昭63−1777
6号)。しかしこの方法によってもフェライトを構成す
る金属元素のうち、その塩化物の蒸気圧が高い亜鉛、銅
の塩化物等は同時に酸化焙焼をすることができず、その
ため後工程において酸化物の形態で混合する必要があ
り、このためこれらの成分については原料の均一混合性
が充分でなく、組成の不均一を招き、製品の磁気特性を
劣化させるという上記(1)の問題点は解決されていな
かった。[0003] In order to improve the above-mentioned problems (2) and (3) of the prior art, a ferrite production method using a mixed aqueous solution of a chloride of a metal element constituting ferrite as a starting material as shown in FIG. A production method for oxidizing and roasting the same has been proposed (JP-B-63-1777).
No. 6). However, even with this method, among the metal elements constituting ferrite, zinc and copper chloride having a high vapor pressure of chloride cannot be simultaneously oxidized and roasted. It is necessary to mix the components, and therefore, these components do not have sufficient uniform mixing properties of the raw materials, cause the composition to be non-uniform, and degrade the magnetic properties of the product. Was.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑み、低コストで特性の優れたフェライトを製造する
ことができる原料酸化物の製造方法を提供することを目
的とする。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a method for producing a raw material oxide capable of producing ferrite having excellent characteristics at low cost.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するため、安価で効率の良いソフトフェライト原料
用複合酸化物の製造方法について鋭意研究を重ねた結
果、亜鉛のような金属塩化物として蒸気圧の高い成分の
焙焼時における揮散問題及び後添加時の機械的混合によ
る不均一性・不経済性に対する解決策を見出し、以下の
発明を完成するに至った。Means for Solving the Problems To achieve the above object, the present inventors have conducted intensive studies on an inexpensive and efficient method for producing a composite oxide for a soft ferrite raw material. A solution to the problem of volatilization during roasting of a component having a high vapor pressure as a product and nonuniformity and uneconomicity due to mechanical mixing at the time of post-addition was found, and the following invention was completed.
【0006】すなわち上記目的を達成するための本発明
のフェライト用原料酸化物の製造方法は、フェライトを
構成する主要元素である鉄(Fe)の塩化物と、マンガ
ン(Mn)、マグネシウム(Mg),ニッケル(Ni)
の塩化物から選ばれた1種以上とを含む混合塩化物溶液
を、高温酸化焙焼して複合酸化物を製造する際に、鉄と
他金属(マンガン、マグネシウム、ニッケルのうち1種
以上)が、酸化物もしくはスピネル型フェライトに形態
を変える反応領域に亜鉛(Zn)の酸化物、もしくは炭
酸塩、水酸化物等酸化物に変化する化合物を粉、溶液又
はスラリーで噴霧することを特徴とするものである。In other words, the method for producing a raw material oxide for ferrite of the present invention for achieving the above object comprises a chloride of iron (Fe) which is a main element constituting ferrite, manganese (Mn) and magnesium (Mg). , Nickel (Ni)
When a mixed chloride solution containing at least one selected from the group consisting of chlorides is oxidized and roasted at high temperature to produce a composite oxide, iron and another metal (one or more of manganese, magnesium and nickel) Is characterized by spraying a powder, a solution or a slurry with a compound that changes to an oxide such as zinc (Zn) oxide, or a carbonate or a hydroxide into a reaction region that changes its form into an oxide or spinel ferrite. Is what you do.
【0007】ここで、亜鉛の酸化物もしくは炭酸塩、水
酸化物等酸化物に変化する化合物を粉、溶液又はスラリ
ーで噴霧するにあたり、その噴霧のタイミングを鉄と他
金属(マンガン、マグネシウム、ニッケルのうち1種以
上)が酸化物形態もしくはスピネルフェライト形態への
移行を開始する位置又は反応中の位置とするとよい。ま
た、上記混合塩化物水溶液及び上記粉、溶液又はスラリ
ーを、焙焼炉内の互いに異なる位置から、噴霧部から炉
底までのいずれかの位置で両噴霧体の広がりが実質的に
重なるように同時に噴霧して酸化焙焼することが好まし
い。Here, when a compound that changes to an oxide such as a zinc oxide or a carbonate or a hydroxide is sprayed with a powder, a solution or a slurry, the timing of the spraying is determined by using iron and other metals (manganese, magnesium, nickel). (At least one of them) may be a position where the transition to the oxide form or spinel ferrite form is started or a position during the reaction. In addition, the mixed chloride aqueous solution and the powder, the solution or the slurry, from different positions in the roasting furnace, so that the spread of both sprayed material substantially overlap at any position from the spraying part to the furnace bottom. It is preferable to spray and oxidize and roast at the same time.
【0008】さらに、この両噴霧体の広がりが実質的に
重なる位置が前記混合塩化物水溶液の酸化焙焼反応が終
了するより前の位置となるように上記混合塩化物水溶液
及び上記粉、溶液又はスラリーを噴霧することが好まし
い。Further, the mixed chloride aqueous solution and the powder, the solution, or the like are arranged such that a position where the spread of the two sprays substantially overlaps is a position before the end of the oxidizing roasting reaction of the mixed chloride aqueous solution. Preferably, the slurry is sprayed.
【0009】[0009]
【作用】本発明者は、前述した従来例における問題点を
解決するために、低コストで特性の優れたフェライトを
製造することができる原料酸化物の製造方法について鋭
意研究を重ねた結果、噴霧焙焼炉内において、鉄、マン
ガン、ニッケル、マグネシウム等を含む塩化物水溶液を
噴霧し、この噴霧と同時に、この塩化物水溶液が酸化物
又はスピネル型フェライトに形態を変える反応領域に亜
鉛、銅の酸化物又は加熱により容易に酸化物に変化する
化合物の粉、溶液又はスラリーを噴霧することにより、
金属塩化物として蒸気圧の高いフェライト成分の焙焼時
における揮散の問題を解決し、フェライト製造工程で仮
焼工程を省略できる酸化物原料を製造し得ることを見出
した。こうすることにより、フェライトの製造工程にお
いて仮焼、粉砕工程が省略でき、磁気特性の優れたフェ
ライトコアが得られる。The present inventor has conducted intensive studies on a method for producing a raw material oxide capable of producing ferrite having excellent characteristics at low cost in order to solve the above-mentioned problems in the conventional example. In a roasting furnace, a chloride aqueous solution containing iron, manganese, nickel, magnesium, etc. is sprayed, and at the same time as this spraying, zinc and copper are added to a reaction region where the chloride aqueous solution changes into a form of oxide or spinel ferrite. By spraying powders, solutions or slurries of oxides or compounds that readily change to oxides upon heating,
The present inventors have found that it is possible to solve the problem of volatilization during the roasting of a ferrite component having a high vapor pressure as a metal chloride, and to produce an oxide raw material that can omit the calcination step in the ferrite production step. By doing so, the calcining and pulverizing steps can be omitted in the ferrite manufacturing process, and a ferrite core having excellent magnetic properties can be obtained.
【0010】ここで、噴霧条件を適正化することにより
本技術の効果を最大限に発揮させることができ、各成分
の均一分散性が向上し、このことを通じて磁気特性の一
層の向上と安定性の改善が達成できる。すなわち、噴霧
部から炉底までのいずれかの位置で上記両噴霧体の広が
り断面が実質的に完全に重なるようにノズル条件を設定
することにより、最終的に得られる酸化物中の各フェラ
イト成分元素の均一分散性が著しく高められる。また後
述する実施例で詳述するが、上述の2種類の噴霧体の広
がり断面が重なる位置を鉄、マンガン、ニッケル、マグ
ネシウム等の塩化物の酸化焙焼反応が終了する以前の炉
内位置とした場合は、亜鉛及び/又は銅のスピネル化反
応を促進することができ、後のフェライト製造にあって
の焼成時のコアの変形や割れの問題が改善され、より一
層大きな効果が得られることがわかった。このように本
発明においては原料酸化物を製造する過程で微視的なフ
ェライト成分の極めて優れた均一分散性が達成されるた
め、これを原料とするフェライトの製造において仮焼、
粉砕工程を省略できるという利点は言うに及ばず、得ら
れる焼結フェライトコアについて優れた磁気特性が安定
して得られるという大きな効果が実現された。Here, by optimizing the spraying conditions, the effect of the present technology can be maximized, and the uniform dispersibility of each component is improved, thereby further improving the magnetic characteristics and stability. Improvement can be achieved. That is, by setting the nozzle conditions so that the spread cross sections of the two sprays substantially completely overlap at any position from the spray section to the furnace bottom, each ferrite component in the finally obtained oxide is obtained. The uniform dispersibility of the elements is significantly increased. In addition, as will be described in detail in Examples described later, the position where the above-mentioned two types of sprays overlap with each other in the cross section is the furnace position before the end of the oxidative roasting reaction of chlorides such as iron, manganese, nickel, and magnesium. In this case, the spinelization reaction of zinc and / or copper can be promoted, and the problem of deformation and cracking of the core at the time of sintering in the later production of ferrite can be improved, and a greater effect can be obtained. I understood. As described above, in the present invention, extremely excellent uniform dispersibility of the microscopic ferrite component is achieved in the process of producing the raw material oxide.
Not to mention the advantage that the pulverizing step can be omitted, a great effect that excellent magnetic properties can be stably obtained in the obtained sintered ferrite core has been realized.
【0011】[0011]
【実施例】以下に実施例によって本発明の具体的方法を
詳述する。図1は、最も一般的なソフトフェライト材と
して、Fe−Mn−Znフェライト用複合酸化物の製造
フローを示している。まず、混合焙焼の主原料となる塩
化鉄水溶液は、製鉄所の圧延工程における鋼板等の塩酸
酸洗廃液として得られ、一方塩化マンガン水溶液は金属
マンガン、フェロマンガン又は酸化マンガンダスト等の
マンガン原料を、塩酸もしくは塩化鉄水溶液に直接溶解
することによって得られる。このFe/Mn混合塩化物
水溶液2は、通常の方法により噴霧焙焼炉1内にスプレ
ーされ、650から900℃の高温条件で酸化焙焼され
る。The specific method of the present invention will be described below in detail with reference to examples. FIG. 1 shows a production flow of a composite oxide for Fe—Mn—Zn ferrite as the most common soft ferrite material. First, an aqueous solution of iron chloride, which is the main raw material for mixed roasting, is obtained as a hydrochloric acid pickling waste liquid such as a steel sheet in a rolling process of an ironworks, while an aqueous solution of manganese chloride is a manganese raw material such as metal manganese, ferromanganese or manganese oxide dust. Can be directly dissolved in hydrochloric acid or an aqueous solution of iron chloride. The Fe / Mn mixed chloride aqueous solution 2 is sprayed into the spray roasting furnace 1 by an ordinary method, and is oxidized and roasted at a high temperature of 650 to 900 ° C.
【0012】この時の亜鉛(Zn)原料の添加方法とし
ては、目的とするフェライト組成に必要なZn量を亜鉛
の酸化物、炭酸塩、水酸化物のうちの1種以上として供
給する。亜鉛原料3の供給方法は、5〜30wt%程度
のスラリーとして噴霧ノズルよりスプレーする方法や、
粉末状態で圧縮空気を担体として適当な固気比例えば2
〜12重量比でノズルを介して噴霧する方法等が可能で
ある。As a method for adding the zinc (Zn) raw material at this time, the amount of Zn necessary for the intended ferrite composition is supplied as one or more of zinc oxide, carbonate, and hydroxide. The method of supplying the zinc raw material 3 is a method of spraying a slurry of about 5 to 30 wt% from a spray nozzle,
In a powder state, compressed air is used as a carrier and an appropriate solid-gas ratio,
A method of spraying through a nozzle at a weight ratio of 1212 or the like is possible.
【0013】また、亜鉛の酸化物、もしくは炭酸塩、水
酸化物等の化合物の供給位置は、鉄とマンガンが塩化物
から酸化物もしくはスピネルフェライトへの移行を開始
する位置(鉄・マンガンの供給と同位置)(図1中に示
すケース2)か、または、鉄とマンガンが塩化物から酸
化物もしくはスピネルフェライトへ移行過程である位置
(鉄・マンガンの供給位置よりも焙焼装置出口寄りの位
置)(図1中に示すケース1)のいずれでも良く、雰囲
気温度400〜800℃の領域である。添加された亜鉛
の酸化物等は、酸化もしくはスピネル化反応途中のM
n,Feと均一混合・固溶され、ZnFe2 O4 ,Zn
Mn2 O4 等の反応生成物(スピネル単一相への中間
体)を効率良く生成する。なお、焙焼炉炉頂より分解ガ
スとともに一部排出される金属酸化物の微粉末は、サイ
クロン4で捕集され再び炉1内に戻される。The supply position of the zinc oxide or the compound such as the carbonate and the hydroxide is a position where iron and manganese start transition from chloride to oxide or spinel ferrite (supply of iron and manganese). (Case 2 shown in FIG. 1), or a position where iron and manganese are in the process of transition from chloride to oxide or spinel ferrite (closer to the outlet of the roasting device than the supply position of iron / manganese). Position) (case 1 shown in FIG. 1), which is a region where the ambient temperature is 400 to 800 ° C. The added oxides of zinc and the like are treated with M during the oxidation or spinelization reaction.
n and Fe are uniformly mixed and dissolved, and ZnFe 2 O 4 , Zn
A reaction product such as Mn 2 O 4 (an intermediate to a single spinel phase) is efficiently produced. The fine powder of the metal oxide partially discharged together with the decomposition gas from the roasting furnace top is collected by the cyclone 4 and returned to the furnace 1 again.
【0014】このようにして得られた複合酸化物粉末5
は、微量添加物7を加えて、成形後焼成炉6で直接高温
焼成することにより、磁気特性が優れかつ変形やひび割
れがなく寸法精度の高いフェライト焼結コア製品8とす
ることができる。以上により、Fe/Mn/Znの焙焼
単一工程における均質な混合・酸化・スピネル化が可能
となり、次工程で通常行なわれる仮焼及び亜鉛原料の機
械的混合工程が省略できることになった。The composite oxide powder 5 thus obtained
By adding a small amount of the additive 7 and directly firing at a high temperature in the firing furnace 6 after molding, it is possible to obtain a ferrite sintered core product 8 having excellent magnetic properties, no deformation or cracks, and high dimensional accuracy. As described above, homogeneous mixing, oxidation, and spinelization in a single roasting process of Fe / Mn / Zn can be performed, and the calcining and mechanical mixing of zinc raw materials, which are usually performed in the next process, can be omitted.
【0015】こうして得られたソフトフェライト製品
は、磁気特性及び寸法精度において優れたものである。 (実施例1)実施例として、鉄原料(鉄鋼酸洗廃液:塩
化第1鉄水溶液)とマンガン原料(フェロマンガン鋼の
塩酸溶解液)を各々濾過精製した後、所定のモル比で混
合して塩化物水溶液を調製したところ、FeCl2 34
2.7(g/リットル)、MnCl2 111.8(g/
リットル)であった。この液を、3.0m3 /hrの供
給量で噴霧焙焼炉に供給し、胴部雰囲気温度800℃で
焙焼する際に、15wt%スラリー濃度のZnO懸濁液
を、0.55m3 /hrの供給量で雰囲気温度600℃
の位置(図1に示すケース1の位置)にノズルを介して
噴霧供給したところ、炉底より得られた混合酸化物粉末
の組成は、Fe:Mn:Zn=68.2:21.7:1
0.1(重量比)であり、組成ずれはみられなかった。
また、X線回析分析の結果、各々酸化物の他にZnFe
2 O2 ,FnMn2 O4 ,MnFe2 O4 等の反応生成
物が検出された。The soft ferrite product thus obtained is excellent in magnetic properties and dimensional accuracy. (Example 1) As an example, an iron raw material (steel pickling waste liquid: aqueous ferrous chloride solution) and a manganese raw material (solution of ferromanganese steel in hydrochloric acid) were respectively purified by filtration, and then mixed at a predetermined molar ratio. When an aqueous chloride solution was prepared, FeCl 2 34
2.7 (g / liter), MnCl 2 111.8 (g / liter)
Liters). This solution was supplied to a spray roasting furnace at a supply rate of 3.0 m 3 / hr, and when roasting at a body atmosphere temperature of 800 ° C., a ZnO suspension having a slurry concentration of 15 wt% was added to 0.55 m 3 / Hr supply temperature and ambient temperature 600 ° C
(Position of case 1 shown in FIG. 1) via a nozzle, the composition of the mixed oxide powder obtained from the furnace bottom was Fe: Mn: Zn = 68.2: 21.7: 1
0.1 (weight ratio), and no composition deviation was observed.
As a result of X-ray diffraction analysis, ZnFe
Reaction products such as 2 O 2 , FnMn 2 O 4 and MnFe 2 O 4 were detected.
【0016】このようにして生成した混合酸化物粉末
に、CaCO3 800ppm、SiO 2 100ppmを
添加して純水溶解で50%スラリー液とした後、湿式ア
トライタで20分間混合し、仮焼工程を省略してスプレ
ードライヤによる造粒、トロイダルコアヘのプレス成形
を経て、最高焼結温度1300℃で焼成したところ、得
られたコアの磁気特性・電気特性は表1に示すように、
すぐれていることがわかる。 (比較例1)比較例として、ZnOの焙焼炉内供給以外
は上記実施例と同様に製造したFe/Mnの混合酸化物
に、同様の組成比となるようにZnOを後添加し、添加
物(CaCO3 800ppm、SiO2 100ppm)
を加えた後、湿式アトライタ処理を行い、上記実施例に
示す条件で焼成したところ、得られたコアの磁気特性・
電気特性は表1の通りであった。The mixed oxide powder thus produced
In addition, CaCOThree 800 ppm, SiO Two 100 ppm
After adding and dissolving in pure water to make a 50% slurry liquid, wet
Mix with a triter for 20 minutes, skip the calcination step and spray
-Granulation by dryer, press forming to toroidal core
After firing at the maximum sintering temperature of 1300 ℃,
As shown in Table 1, the magnetic and electrical characteristics of the core
It turns out that it is excellent. (Comparative Example 1) As a comparative example, other than supply of ZnO into the roasting furnace
Is a mixed oxide of Fe / Mn manufactured in the same manner as in the above embodiment.
, ZnO is added afterwards so as to have the same composition ratio,
Object (CaCOThree 800 ppm, SiOTwo 100 ppm)
After the addition, a wet attritor process is performed, and
When baked under the conditions shown, the magnetic properties of the obtained core
The electrical characteristics were as shown in Table 1.
【0017】[0017]
【表1】 [Table 1]
【0018】(実施例2)鋼板の塩酸酸洗廃液を精製
し、更に100mlの溶液中に鉄分を30g含む濃度ま
で濃縮した液10リットルに金属マンガン1kgの割合
で投入・溶解させた。またこれとは別に20重量%の酸
化亜鉛を含むスラリー液を製造した。これらの2種類の
液を噴霧焙焼炉を用い図2〜図4に示す各噴霧条件で噴
霧して酸化焙焼した。各図中Aのノズルからは酸化亜鉛
のスラリー液、Bのノズルからは鉄及びマンガンの塩化
物混合溶液を噴霧した。(Example 2) A hydrochloric acid pickling waste liquid of a steel sheet was purified, and was further added and dissolved in 10 liters of a 100 ml solution to a concentration containing 30 g of iron at a rate of 1 kg of metallic manganese. Separately, a slurry containing 20% by weight of zinc oxide was prepared. These two types of liquids were sprayed and oxidized and roasted by using a spray roasting furnace under the respective spraying conditions shown in FIGS. In each figure, a nozzle of A was sprayed with a slurry of zinc oxide, and a nozzle of B was sprayed with a mixed solution of iron and manganese chloride.
【0019】図2に示す噴霧条件においては、鉛直線に
対して30°傾けた噴霧角30°のノズルを1.15m
間隔で対向させた。両液の噴霧液滴の拡がり断面は噴霧
位置から約1m下部でほぼ完全に重なる配置とした。図
3は(a)の平面図、(b)の立面図に示したように、
噴霧角60°のノズルAを中心に配置し、これを中心と
する半径0.84mの円周上に60°の中心角間隔で鉛
直線に対して15°傾けた噴霧角30°の6個のノズル
Bを配置した状態を示した図である。両液の噴霧液滴の
拡がり断面は噴霧位置から約2m下部で実質的に重な
る。Under the spray condition shown in FIG. 2, a nozzle having a spray angle of 30 ° inclined at 30 ° to the vertical line is 1.15 m.
They were opposed at intervals. The spread cross section of the spray droplets of both liquids was arranged so as to be almost completely overlapped at about 1 m below the spray position. As shown in the plan view of FIG. 3A and the elevation view of FIG.
Six nozzles with a spray angle of 30 ° arranged at the center of a nozzle A with a spray angle of 60 ° and a 15 ° angle to the vertical at 60 ° central angle intervals on a circumference of 0.84 m radius centered on the nozzle A FIG. 3 is a diagram showing a state where nozzles B are arranged. The spread cross section of the spray droplets of both liquids substantially overlaps about 2 m below the spray position.
【0020】図4は両液の噴霧液滴の拡がり断面の重な
り位置を、噴霧位置の下部約4mのところになるように
ノズル位置及びその条件を設定した状態を示した図であ
る。また本発明の比較として図5に示す通常の噴霧も試
みた。上記図2〜図5に示す条件で噴霧して酸化焙焼す
ることにより得られた酸化焙焼粉末についてX線回折を
行って相の同定を行った結果、図2、図3の方法ではF
e2 O3 及びスピネル相のみ、図4の方法及び比較例
(図5)ではこれに加えて少量のZnOが観察された。FIG. 4 is a view showing a state in which the nozzle position and its conditions are set so that the overlapping position of the spread cross sections of the spray droplets of both liquids is about 4 m below the spray position. As a comparison with the present invention, a normal spray shown in FIG. 5 was also attempted. X-ray diffraction was performed on the oxidized and roasted powder obtained by spraying and oxidizing and roasting under the conditions shown in FIGS. 2 to 5, and as a result, the phases were identified.
In the method of FIG. 4 and the comparative example (FIG. 5), only a small amount of ZnO was observed in addition to e 2 O 3 and the spinel phase.
【0021】また、一定の時間間隔で10点酸化焙焼粉
試料を採取し、化学分析を行った結果、本発明による図
2〜図4の方法ではFe2 O3、MnO、ZnOの目標
組成からのずれは±0.15モル%以内であったが、一
方比較例の場合は1モル%を越えるバラツキが見られ
た。これらの原料酸化物にSiO2 、CaCO3 、Nb
2 O5 及びTiO2 の微量添加物を添加してアトライタ
ーで混合し更に造粒した後、外径36mm、内径24m
mのトロイダル形状に成形し、1340℃で1%酸素を
含む窒素雰囲気中で焼成した。得られた焼結コアの磁気
特性として100kHz、200mT、100℃でのコ
ア損失を測定した結果を表2の本発明例1〜3に示す。Also, 10 points of oxidized roasted powder samples were sampled at regular time intervals and subjected to chemical analysis. As a result, the target compositions of Fe 2 O 3 , MnO, and ZnO were obtained in the method of FIGS. Deviation was within ± 0.15 mol%, while in the case of the comparative example, variation exceeding 1 mol% was observed. SiO 2 , CaCO 3 , Nb
After adding a small amount of additives of 2 O 5 and TiO 2 , mixing with an attritor and further granulating, an outer diameter of 36 mm and an inner diameter of 24 m
m, and fired at 1340 ° C. in a nitrogen atmosphere containing 1% oxygen. The results of measurement of the core loss at 100 kHz, 200 mT, and 100 ° C. as magnetic properties of the obtained sintered core are shown in Examples 2 to 3 of the present invention in Table 2.
【0022】[0022]
【表2】 ──────────────────────────────────── 噴霧条件 コア損失 mW/cm3 本発明例 1 図2 280 2 図3 275 3 図4 304 4 図2 290 比較例 図5 396 ──────────────────────────────────── これらの結果から本発明の方法を適用することにより非
常に優れた磁気特性が得られることが明らかである。ま
た図4の方法で得た酸化物を原料とした場合、非常に稀
ではあるが、焼結コアにわずかなひび割れが見られるこ
とがあった。また、図2の方法と比較してコア損失がや
や劣ること、及び生成酸化物中にZnOが検出されたこ
とを合わせて考察すると、噴霧液滴の拡がり断面が重な
る位置をより噴霧位置に近付け、塩化物の酸化焙焼反応
が終了する前の位置とすることが好ましいという結論が
得られる。 (実施例3)上述の実施例1において使用した、精製、
濃縮した塩化鉄水溶液10リットルに金属ニッケル1k
gの割合で投入して溶解した。又酸化亜鉛と酸化銅粉末
を重量比で3.5:1の比率で純水に加え20重量%の
スラリー液を製造した。これら2種類の液を図3に示し
た噴霧方法により噴霧焙焼炉を用いて酸化焙焼を行っ
た。その結果、精製された酸化物はFe2 O3 とスピネ
ル相からなり、各成分酸化物の組成の変動は目標組成の
約0.2モル%以内におさまっていた。この酸化物を原
料として造粒し、外径36mm、内径24mmのトロイ
ダル形状に成形し、この後1150℃空気雰囲気中で焼
成を行った。得られた焼結コアの初透磁率の周波数特性
を測定した結果、図5に示すように良好な磁気特性が得
られた。 (実施例4)100ml中に15gの鉄を含有する濃度
まで濃縮した鋼板の塩酸酸洗廃液500リットルに金属
マンガンを20kg投入し、80℃に加熱して、金属マ
ンガンを完全に溶解させた。[Table 2] Spray conditions Core loss mW / cm 3 The present invention Example 1 FIG. 2 280 2 FIG. 3 275 3 FIG. 4 304 4 FIG. 2 290 Comparative Example FIG.か ら From these results, it is clear that very good magnetic properties can be obtained by applying the method of the present invention. In the case where the oxide obtained by the method shown in FIG. 4 was used as a raw material, slight cracks were sometimes observed in the sintered core, though very rarely. Further, considering that the core loss is slightly inferior to that of the method of FIG. 2 and that ZnO is detected in the generated oxide, the position where the spread cross sections of the spray droplets overlap is brought closer to the spray position. It can be concluded that the position is preferably before the oxidizing and roasting reaction of chloride is completed. Example 3 Purification used in Example 1 described above,
1 liter of metallic nickel in 10 liters of concentrated iron chloride aqueous solution
g was added and dissolved. Zinc oxide and copper oxide powder were added to pure water at a weight ratio of 3.5: 1 to produce a 20% by weight slurry liquid. These two types of liquids were oxidized and roasted using a spray roasting furnace by the spraying method shown in FIG. As a result, the purified oxide was composed of Fe 2 O 3 and a spinel phase, and the composition of each component oxide fluctuated within about 0.2 mol% of the target composition. This oxide was used as a raw material and granulated, formed into a toroidal shape having an outer diameter of 36 mm and an inner diameter of 24 mm, and then fired in an air atmosphere at 1150 ° C. As a result of measuring the frequency characteristics of the initial permeability of the obtained sintered core, good magnetic characteristics were obtained as shown in FIG. Example 4 20 kg of metallic manganese was put into 500 liters of a hydrochloric acid pickling waste liquid of a steel sheet concentrated to a concentration containing 15 g of iron in 100 ml and heated to 80 ° C. to completely dissolve the metallic manganese.
【0023】さらに、酸化亜鉛12.5kgを純水25
リットルと混合し、アンモニアを加えてpHを12.5
とした水溶液を作製した。上記の鉄とマンガンの溶解し
た塩酸酸洗廃液と酸化亜鉛を混合した水溶液とを図2に
示した方法にて、810℃に保持した噴霧焙焼炉内に噴
霧し、炉底に混合酸化物粉末を得た。X線回折定性分析
からは、この酸化物はFe2 O3 、Mn2O3 、スピネ
ルであった。Further, 12.5 kg of zinc oxide was added to 25 parts of pure water.
Liter, and add ammonia to adjust pH to 12.5.
An aqueous solution was prepared. The aqueous solution obtained by dissolving the pickling hydrochloric acid in which iron and manganese are dissolved and an aqueous solution in which zinc oxide is mixed is sprayed into a spray roasting furnace maintained at 810 ° C. by the method shown in FIG. A powder was obtained. According to X-ray diffraction qualitative analysis, this oxide was Fe 2 O 3 , Mn 2 O 3 , and spinel.
【0024】化学分析からFe、Mn、Znの組成は、
Fe:Mn:Zn=68.5:22.8:8.7(重量
比)となり、組成ずれのない原料酸化物が得られている
ことがわかった。この酸化物粉末にCaCO3 、SiO
2 を各々1000ppm、100ppm添加して、純水
を加えて、回転ボールミルにて混合し、スプレードライ
アーによる造粒後、トロイダル形状に成形し、1340
℃にて1%の酸素を含む窒素雰囲気中で焼成した。得ら
れた焼成コアの磁気特性として100kHz、200m
T、90℃でのコアロスを測定したところ、290mW
/cm2 という良好な磁気特性を得た(表2本発明例4
参照)。From the chemical analysis, the composition of Fe, Mn and Zn is as follows:
Fe: Mn: Zn = 68.5: 22.8: 8.7 (weight ratio), indicating that a raw material oxide having no composition deviation was obtained. CaCO 3 , SiO
2 , 1000 ppm and 100 ppm of each were added, pure water was added, and the mixture was mixed by a rotary ball mill, granulated by a spray dryer, and then formed into a toroidal shape.
Calcination was performed in a nitrogen atmosphere containing 1% of oxygen at ℃. The magnetic characteristics of the obtained fired core are 100 kHz, 200 m
When the core loss at T and 90 ° C. was measured, 290 mW
/ Cm 2 (Table 2 Invention Example 4)
reference).
【0025】[0025]
【発明の効果】本発明によれば、フェライト用原料酸化
物を製造する際に、同一焙焼炉内で亜鉛や銅を含めた複
合酸化物粉末を製造することが可能となり、従来の後工
程での亜鉛、銅原料の添加・機械的混合工程を省略する
ことができ、さらにフェライトコアの品質特性を向上さ
せることが可能となった。磁気・電気特性の改善は、フ
ェライト構成酸化物、とりわけ亜鉛、銅の酸化物の均一
分散性が向上したためと説明される。According to the present invention, when producing a raw material oxide for ferrite, it becomes possible to produce a composite oxide powder containing zinc and copper in the same roasting furnace, and a conventional post-process. Thus, the steps of adding and mechanically mixing the raw materials of zinc and copper can be omitted, and the quality characteristics of the ferrite core can be further improved. The improvement in the magnetic and electrical properties is explained by the improvement in the uniform dispersibility of the oxides constituting the ferrite, especially the oxides of zinc and copper.
【0026】さらに、従来焼成工程で生成していた中間
相(ZnFe2 O4 )を事前に生成させるため、焼成時
の中間相生成に起因する体積膨張を抑制することがで
き、最終的に焼結密度が高く、変形やひび割れのない寸
法精度の高いフェライト製品を製造することができる。
このように、本発明は高品質なフェライト原料用の粉
末混合酸化物を効率よく、経済的に製造することができ
るという効果を奏する。Further, since the intermediate phase (ZnFe 2 O 4 ) generated in the conventional firing step is generated in advance, the volume expansion due to the formation of the intermediate phase during firing can be suppressed, and finally the firing is performed. A ferrite product having a high binding density and high dimensional accuracy without deformation or cracking can be manufactured.
As described above, the present invention has an effect that a high-quality powder mixed oxide for a ferrite raw material can be efficiently and economically produced.
【0027】ここで、本発明は、フェライトを構成する
金属元素のうち塩化物として蒸気圧の低い、鉄の塩化物
とマンガン、ニッケル、マグネシウムの各塩化物のうち
1種以上とを含有する混合塩化物溶液と、亜鉛及び/又
は銅の酸化物もしくは酸化物に変化する化合物とを同一
の炉内にて酸化焙焼する際に、噴霧条件を適切に選択し
た場合は、各成分が一層均一に分散されたフェライト原
料酸化物の製造が可能になった。Here, the present invention relates to a mixed metal containing iron chloride and at least one of manganese, nickel and magnesium chlorides having a low vapor pressure as a chloride among metal elements constituting ferrite. When oxidizing and roasting a chloride solution and a zinc and / or copper oxide or a compound that changes to an oxide in the same furnace, if the spraying conditions are appropriately selected, the components are more uniform. It has become possible to produce a ferrite raw material oxide dispersed in a steel.
【0028】このようにフェライトを構成する金属元素
の1つである亜鉛、銅を同一の炉内にて同時反応させる
ことにより、(1)仮焼工程が省略され低コストで、
(2)焙焼後の後工程にて酸化物の形態にて亜鉛、銅を
混合せず、一度に鉄とマンガン(あるいはニッケル、マ
グネシウム等)と亜鉛及び/又は銅の酸化物等とを焙焼
炉内で製造するために、均一分散性が向上し、その結
果、焼結コアの磁気特性も向上した。As described above, by simultaneously reacting zinc and copper, which are one of the metal elements constituting ferrite, in the same furnace, (1) the calcination step is omitted and the cost is reduced.
(2) In the subsequent step after roasting, iron and manganese (or nickel, magnesium, etc.) and zinc and / or copper oxide etc. are roasted at once without mixing zinc and copper in the form of oxides. Due to the production in the kiln, the uniform dispersibility was improved, and as a result, the magnetic properties of the sintered core were also improved.
【図1】本発明のフェライト用原料酸化物の製造方法の
一例を示した図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a method for producing a raw material oxide for ferrite of the present invention.
【図2】本発明のフェライト用原料酸化物の製造方法の
他の一例を示した図である。FIG. 2 is a view showing another example of the method for producing a raw material oxide for ferrite of the present invention.
【図3】本発明のフェライト用原料酸化物の製造方法の
さらに他の例を示した図である。FIG. 3 is a view showing still another example of the method for producing a raw material oxide for ferrite of the present invention.
【図4】本発明のフェライト用原料酸化物の製造方法の
さらに異なる例を示した図である。FIG. 4 is a view showing still another example of the method for producing a raw material oxide for ferrite of the present invention.
【図5】本発明のフェライト用原料酸化物の製造方法と
比較される比較例を示した図である。FIG. 5 is a view showing a comparative example to be compared with the method for producing a raw material oxide for ferrite of the present invention.
【図6】図3に示す噴霧方法を採用して生成された原料
を用いて製造した焼結コアの初透磁率の測定結果を示し
たグラフである。6 is a graph showing measurement results of initial permeability of a sintered core manufactured using a raw material produced by employing the spraying method shown in FIG.
【図7】従来方法によるフェライト製造プロセスを示し
た図である。FIG. 7 is a view showing a ferrite manufacturing process according to a conventional method.
【図8】従来の他の方法によるフェライト製造プロセス
を示した図である。 1 焙焼炉 2 鉄/マンガン混合塩化物水溶液 3 亜鉛の酸化物等の粉、溶液又はスラリー 4 サイクロン 5 Fe/Mn/Zn混合酸化物粉末 6 焼成炉 7 微量添加物 8 ソフトフェライト製品FIG. 8 is a diagram showing a ferrite manufacturing process according to another conventional method. Reference Signs List 1 roasting furnace 2 iron / manganese mixed chloride aqueous solution 3 powder, solution or slurry of zinc oxide, etc. 4 cyclone 5 Fe / Mn / Zn mixed oxide powder 6 firing furnace 7 trace additive 8 soft ferrite product
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高木 堅志 倉敷市水島川崎通1丁目(番地なし) 川崎製鉄株式会社 水島製鉄所内 (72)発明者 吉川 文明 倉敷市水島川崎通1丁目(番地なし) 川崎製鉄株式会社 水島製鉄所内 (56)参考文献 特開 平3−97625(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01F 1/34 C01G 49/00 C04B 35/622──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kenshi Takagi 1-chome, Mizushima-Kawasaki-dori, Kurashiki-shi (No address) Inside Mizushima Works, Kawasaki Steel Corporation (72) Inventor, Fumiaki Yoshikawa 1-chome, Mizushima-Kawasaki-dori, Kurashiki-shi (No address) (56) References JP-A-3-97625 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01F 1/34 C01G 49/00 C04B 35 / 622
Claims (4)
及びニッケルの塩化物から選択された1種以上とを含む
混合塩化物水溶液を焙焼炉内に噴霧し、該焙焼炉内の、
前記混合塩化物水溶液が酸化物又はスピネル型フェライ
トに形態を変える反応領域に、亜鉛及び/又は銅の酸化
物もしくは酸化物に変化する化合物を粉、溶液又はスラ
リーの状態で噴霧することを特徴とするフェライト用原
料酸化物の製造方法。1. A method of spraying a mixed chloride aqueous solution containing an iron chloride and at least one selected from manganese, magnesium and nickel chlorides into a roasting furnace.
Spraying zinc and / or copper oxide or a compound that changes to an oxide in a powder, solution or slurry state into the reaction region where the mixed chloride aqueous solution changes its form into an oxide or spinel ferrite. For producing a raw material oxide for ferrite.
及びニッケルの塩化物から選択された1種以上とを含む
混合塩化物水溶液、および亜鉛及び/又は銅の酸化物も
しくは酸化物に変化する化合物の粉、溶液又はスラリー
を、焙焼炉内の互いに異なる位置から、噴霧部から炉底
までのいずれかの位置で両噴霧体の広がりが実質的に重
なるように同時に噴霧して酸化焙焼することを特徴とす
るフェライト用原料酸化物の製造方法。2. A mixed chloride aqueous solution containing an iron chloride and at least one selected from manganese, magnesium and nickel chlorides, and a compound which changes to an oxide or an oxide of zinc and / or copper. Powders, solutions, or slurries are simultaneously sprayed from different positions in the roasting furnace at any position from the spraying section to the furnace bottom so that the spread of both sprayed bodies substantially overlaps, and oxidized and roasted. A method for producing a raw material oxide for ferrite, comprising:
終了するより前の位置で前記両噴霧体の広がりが実質的
に重なるように前記混合塩化物水溶液および前記粉、溶
液又はスラリーを噴霧することを特徴とする請求項1記
載のフェライト用原料酸化物の製造方法。3. Spraying the mixed chloride aqueous solution and the powder, solution, or slurry such that the spread of the two spray bodies substantially overlaps at a position before the oxidative roasting reaction of the mixed chloride aqueous solution is completed. The method for producing a raw material oxide for ferrite according to claim 1, wherein:
物に変化する化合物を溶液又はスラリーの状態で噴霧す
る場合に、該溶液又はスラリーをアルカリ性とすること
を特徴とする請求項1から3のうちいずれか1項記載の
フェライト用原料酸化物の製造方法。4. The method according to claim 1, wherein when the zinc and / or the oxide of steel or a compound that changes to the oxide is sprayed in the form of a solution or a slurry, the solution or the slurry is made alkaline. The method for producing a raw material oxide for ferrite according to any one of the above.
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