JP2003268460A - アルミニウム合金屑の処理方法 - Google Patents
アルミニウム合金屑の処理方法Info
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 Al合金鋳造材屑を混在したAl合金展伸材屑
を、展伸材用の規格Al合金溶解原料として再利用するた
めに不可欠な、Al合金展伸材屑の分別、分離を現実的か
つ経済的に行えるAl合金屑の処理方法を提供することを
目的とする。 【解決手段】 アルミニウム合金展伸材とアルミニウ
ム合金鋳物材との混合屑1 よりアルミニウム合金展伸材
屑を分離する処理方法であって、混合屑1 中のアルミニ
ウム合金鋳物材の融点以上で、かつ混合屑中のアルミニ
ウム合金展伸材の融点未満の温度の高温雰囲気6 中に前
記混合屑1 をさらし、混合屑1 の内のアルミニウム合金
鋳物材のみを溶融させるとともに、この溶融鋳物材3aを
混合屑1 下方に流下分離せしめ、残余の未溶融アルミニ
ウム合金展伸材屑をアルミニウム合金展伸材用の溶解原
料とすることである。
を、展伸材用の規格Al合金溶解原料として再利用するた
めに不可欠な、Al合金展伸材屑の分別、分離を現実的か
つ経済的に行えるAl合金屑の処理方法を提供することを
目的とする。 【解決手段】 アルミニウム合金展伸材とアルミニウ
ム合金鋳物材との混合屑1 よりアルミニウム合金展伸材
屑を分離する処理方法であって、混合屑1 中のアルミニ
ウム合金鋳物材の融点以上で、かつ混合屑中のアルミニ
ウム合金展伸材の融点未満の温度の高温雰囲気6 中に前
記混合屑1 をさらし、混合屑1 の内のアルミニウム合金
鋳物材のみを溶融させるとともに、この溶融鋳物材3aを
混合屑1 下方に流下分離せしめ、残余の未溶融アルミニ
ウム合金展伸材屑をアルミニウム合金展伸材用の溶解原
料とすることである。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム合金
展伸材とアルミニウム合金鋳物材とが混在するアルミニ
ウム合金屑の処理方法(以下、アルミニウムを単にAlと
言う)に関するものである。
展伸材とアルミニウム合金鋳物材とが混在するアルミニ
ウム合金屑の処理方法(以下、アルミニウムを単にAlと
言う)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】自動車などの輸送機の車体、構造部品に
は、高強度で成形性に優れたAA乃至JIS 5000系や、成形
性や焼付硬化性に優れたAA乃至JIS 6000系 (以下、単に
5000系乃至6000系と言う) の、圧延板材、押出形材、鍛
造材などの各種Al合金展伸材が使用されている。ただ、
これらAl合金展伸材は、前記車体や構造部品などにAl合
金鋳造材 (鋳物、ダイカストを含む) と組み合わせて使
用されることが多い。
は、高強度で成形性に優れたAA乃至JIS 5000系や、成形
性や焼付硬化性に優れたAA乃至JIS 6000系 (以下、単に
5000系乃至6000系と言う) の、圧延板材、押出形材、鍛
造材などの各種Al合金展伸材が使用されている。ただ、
これらAl合金展伸材は、前記車体や構造部品などにAl合
金鋳造材 (鋳物、ダイカストを含む) と組み合わせて使
用されることが多い。
【0003】前記車体や構造部品の使用量が増すにつ
れ、これら用途で廃材となった、あるいは、これらのAl
合金展伸材を使用している製品の製造過程において生じ
た、Al合金屑 (スクラップ) のリサイクル使用が、環境
保護や省資源などの点から社会的に必要となっている。
そして、これらのAl合金展伸材屑の本来の意味でのリサ
イクルとは、このAl合金展伸材屑を、より低級な鋳物用
の溶解原料としてではなく、あくまで展伸材用の規格Al
合金の溶解原料として再利用することである。
れ、これら用途で廃材となった、あるいは、これらのAl
合金展伸材を使用している製品の製造過程において生じ
た、Al合金屑 (スクラップ) のリサイクル使用が、環境
保護や省資源などの点から社会的に必要となっている。
そして、これらのAl合金展伸材屑の本来の意味でのリサ
イクルとは、このAl合金展伸材屑を、より低級な鋳物用
の溶解原料としてではなく、あくまで展伸材用の規格Al
合金の溶解原料として再利用することである。
【0004】Al合金展伸材屑を、展伸材用の規格Al合金
溶解原料として再利用する際、例えば、合金元素量の少
ない6000系Al合金展伸材屑(Si:0.2 〜1.5%、Mg:0.2〜1.
5%)は、3000系、5000系、6000系などの各種Al合金材の
溶解原料として100%再利用することが可能である。
溶解原料として再利用する際、例えば、合金元素量の少
ない6000系Al合金展伸材屑(Si:0.2 〜1.5%、Mg:0.2〜1.
5%)は、3000系、5000系、6000系などの各種Al合金材の
溶解原料として100%再利用することが可能である。
【0005】しかし、合金元素であるSiの含有量が多い
Al合金鋳造材屑を混在したAl合金展伸材屑は、Al合金展
伸材用の溶解原料として再利用することはできない。こ
れは、屑中のAl合金鋳造材屑の混在量にもよるが、Al合
金鋳造材屑のSi含有量は4.0〜18% と非常に多いため、A
l地金の溶解原料による溶湯の希釈によっても、溶湯の
成分を前記Al合金展伸材のSi規格量内に収めるのが困難
なためである。
Al合金鋳造材屑を混在したAl合金展伸材屑は、Al合金展
伸材用の溶解原料として再利用することはできない。こ
れは、屑中のAl合金鋳造材屑の混在量にもよるが、Al合
金鋳造材屑のSi含有量は4.0〜18% と非常に多いため、A
l地金の溶解原料による溶湯の希釈によっても、溶湯の
成分を前記Al合金展伸材のSi規格量内に収めるのが困難
なためである。
【0006】したがって、Al合金鋳造材屑を混在したAl
合金展伸材屑を、展伸材用のAl合金溶解原料として再利
用するためには、排出した混合屑よりAl合金鋳造材屑を
できるだけ分離除去し、できるだけAl合金展伸材屑のみ
とすることが必須となる。
合金展伸材屑を、展伸材用のAl合金溶解原料として再利
用するためには、排出した混合屑よりAl合金鋳造材屑を
できるだけ分離除去し、できるだけAl合金展伸材屑のみ
とすることが必須となる。
【0007】従来から、異種Al合金材が混在したAl合金
材屑より特定のAl合金材を分離するために、異種Al合金
材間の融点差を利用して行うことが公知である。例え
ば、特開平7-34150 号、特開2001-3121 号などの公報で
公知である。これらの公報では、使用済みのAl合金ブレ
ージングシートを、溶解炉中の低融点のろう材相当の溶
湯に浸漬してろう材を溶融させ、溶けないで残った芯材
を分離する技術が開示されている。
材屑より特定のAl合金材を分離するために、異種Al合金
材間の融点差を利用して行うことが公知である。例え
ば、特開平7-34150 号、特開2001-3121 号などの公報で
公知である。これらの公報では、使用済みのAl合金ブレ
ージングシートを、溶解炉中の低融点のろう材相当の溶
湯に浸漬してろう材を溶融させ、溶けないで残った芯材
を分離する技術が開示されている。
【0008】また、特開2001-64737号などの公報には、
Al合金材と鋼材とを含む複合材廃棄物を、溶解炉中の低
融点のAl合金材相当の溶湯に浸漬してAl合金材を溶融さ
せ、溶けないで残った鋼材を分離する技術が開示されて
いる。
Al合金材と鋼材とを含む複合材廃棄物を、溶解炉中の低
融点のAl合金材相当の溶湯に浸漬してAl合金材を溶融さ
せ、溶けないで残った鋼材を分離する技術が開示されて
いる。
【0009】したがい、Al合金鋳造材屑を混在したAl合
金展伸材屑よりAl合金鋳造材屑を分離除去するに際して
も、この両者の融点差を利用することができれば、Al合
金鋳造材屑とAl合金展伸材とを分離できる。
金展伸材屑よりAl合金鋳造材屑を分離除去するに際して
も、この両者の融点差を利用することができれば、Al合
金鋳造材屑とAl合金展伸材とを分離できる。
【0010】即ち、溶解炉のAl合金鋳造材溶湯中に、Al
合金鋳造材屑を混在したAl合金展伸材屑を浸漬すれば、
550 ℃程度の融点の低いAl合金鋳造材屑は溶融するとと
もに、660 ℃程度の融点の高いAl合金展伸材は未溶融の
まま残り、固体Al合金展伸材を溶湯より取り出せば分離
はできるはずである。
合金鋳造材屑を混在したAl合金展伸材屑を浸漬すれば、
550 ℃程度の融点の低いAl合金鋳造材屑は溶融するとと
もに、660 ℃程度の融点の高いAl合金展伸材は未溶融の
まま残り、固体Al合金展伸材を溶湯より取り出せば分離
はできるはずである。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかし、本発明者らが
知見したところによれば、この方法では、うまくAl合金
鋳造材屑とAl合金展伸材屑とを分離できない。
知見したところによれば、この方法では、うまくAl合金
鋳造材屑とAl合金展伸材屑とを分離できない。
【0012】特に分離が困難なのは、Al合金鋳造材屑と
Al合金展伸材屑との混在屑が、予め細かい破砕片とされ
ている場合である。前記車体部品や構造部品からのAl合
金展伸材屑の場合、元の車体部品や構造部品を構成する
他の金属材や樹脂材などとの分離のために、このような
細かい破砕片の状態とされることが多い。
Al合金展伸材屑との混在屑が、予め細かい破砕片とされ
ている場合である。前記車体部品や構造部品からのAl合
金展伸材屑の場合、元の車体部品や構造部品を構成する
他の金属材や樹脂材などとの分離のために、このような
細かい破砕片の状態とされることが多い。
【0013】そしてこのような細かい破砕片の場合、Al
合金鋳造材溶湯中に、Al合金鋳造材屑を混在したAl合金
展伸材屑を浸漬、乃至投入すると、破砕片は重量に比べ
表面積が大きいため、表面張力により、Al合金鋳造材屑
とAl合金展伸材屑とが混在した状態で、Al合金鋳造材溶
湯表面に浮上してしまう。そして、この浮上した状態で
も、溶融を継続すれば、Al合金鋳造材屑の方は溶融し、
Al合金展伸材屑は未溶融で残るものの、溶け残ったAl合
金展伸材屑が溶湯表面に必然的に生じる滓 (ドロス、Al
の酸化物主体) と混合してしまう。
合金鋳造材溶湯中に、Al合金鋳造材屑を混在したAl合金
展伸材屑を浸漬、乃至投入すると、破砕片は重量に比べ
表面積が大きいため、表面張力により、Al合金鋳造材屑
とAl合金展伸材屑とが混在した状態で、Al合金鋳造材溶
湯表面に浮上してしまう。そして、この浮上した状態で
も、溶融を継続すれば、Al合金鋳造材屑の方は溶融し、
Al合金展伸材屑は未溶融で残るものの、溶け残ったAl合
金展伸材屑が溶湯表面に必然的に生じる滓 (ドロス、Al
の酸化物主体) と混合してしまう。
【0014】したがって、残ったAl合金展伸材屑をAl合
金鋳造材溶湯表面から分離しても、滓を同伴乃至滓が混
合した状態のものしか得られない。この結果、残ったAl
合金展伸材屑を再度加熱して、Al合金展伸材屑を溶融し
て、滓と分離する工程が新たに必要となる。この再加熱
工程の付加は、廉価なAl合金展伸材屑が要求される前記
リサイクルシステムにあっては、主たる溶解原料たる地
金とのコスト競争力の点で致命的であり、Al合金展伸材
屑をAl合金展伸材溶解原料とする意義が失われる。
金鋳造材溶湯表面から分離しても、滓を同伴乃至滓が混
合した状態のものしか得られない。この結果、残ったAl
合金展伸材屑を再度加熱して、Al合金展伸材屑を溶融し
て、滓と分離する工程が新たに必要となる。この再加熱
工程の付加は、廉価なAl合金展伸材屑が要求される前記
リサイクルシステムにあっては、主たる溶解原料たる地
金とのコスト競争力の点で致命的であり、Al合金展伸材
屑をAl合金展伸材溶解原料とする意義が失われる。
【0015】一方、Al合金鋳造材屑とAl合金展伸材屑と
の混在屑が、比較的大きな塊状であった場合でも、分離
のための別の困難がある。即ち、Al合金鋳造材溶湯中
に、Al合金鋳造材屑を混在したAl合金展伸材屑を浸漬乃
至投入すると、Al合金鋳造材屑、Al合金展伸材屑は前記
細かい破砕片とは異なり、表面張力は働かず、共にAl合
金鋳造材溶湯底部に沈降する。そして、溶融を継続すれ
ば、Al合金鋳造材屑の方は溶融し、Al合金展伸材屑は未
溶融で残る。しかし、溶け残ったAl合金展伸材屑は、Al
合金鋳造材溶湯底部に沈降しており、Al合金展伸材屑を
Al合金鋳造材溶湯より分離するためには、Al合金鋳造材
溶湯を全て溶解炉から抜き出すか、Al合金展伸材屑を引
き上げる必要がある。
の混在屑が、比較的大きな塊状であった場合でも、分離
のための別の困難がある。即ち、Al合金鋳造材溶湯中
に、Al合金鋳造材屑を混在したAl合金展伸材屑を浸漬乃
至投入すると、Al合金鋳造材屑、Al合金展伸材屑は前記
細かい破砕片とは異なり、表面張力は働かず、共にAl合
金鋳造材溶湯底部に沈降する。そして、溶融を継続すれ
ば、Al合金鋳造材屑の方は溶融し、Al合金展伸材屑は未
溶融で残る。しかし、溶け残ったAl合金展伸材屑は、Al
合金鋳造材溶湯底部に沈降しており、Al合金展伸材屑を
Al合金鋳造材溶湯より分離するためには、Al合金鋳造材
溶湯を全て溶解炉から抜き出すか、Al合金展伸材屑を引
き上げる必要がある。
【0016】Al合金鋳造材溶湯を全て溶解炉から抜き出
すのは困難である。このため、前記特開平7-34150 号、
特開2001-3121 号などの公報でも、溶けないで残った芯
材を溶湯から引き上げるために、Al合金ブレージングシ
ート自体を予めかごに入れて溶湯中に浸漬乃至投入して
いる。
すのは困難である。このため、前記特開平7-34150 号、
特開2001-3121 号などの公報でも、溶けないで残った芯
材を溶湯から引き上げるために、Al合金ブレージングシ
ート自体を予めかごに入れて溶湯中に浸漬乃至投入して
いる。
【0017】しかし、このかごによる方法を本発明に採
用しても、Al合金展伸材屑をAl合金鋳造材溶湯中に浸漬
している限り、溶けないで残ったAl合金展伸材屑を溶湯
中から引き上げる際に、Al合金展伸材屑表面に、Al合金
鋳造材溶湯や前記滓が付着することは避けられない。こ
の結果、残ったAl合金展伸材屑を再度加熱して、Al合金
鋳造材屑や前記滓を分離する工程が新たに必要となる。
用しても、Al合金展伸材屑をAl合金鋳造材溶湯中に浸漬
している限り、溶けないで残ったAl合金展伸材屑を溶湯
中から引き上げる際に、Al合金展伸材屑表面に、Al合金
鋳造材溶湯や前記滓が付着することは避けられない。こ
の結果、残ったAl合金展伸材屑を再度加熱して、Al合金
鋳造材屑や前記滓を分離する工程が新たに必要となる。
【0018】このため、現状では、Al合金鋳造材屑を混
在したAl合金展伸材屑からAl合金展伸材屑を処理する現
実的かつ経済的な方法が無いため、これらAl合金展伸材
屑の多くは、元の展伸材用の規格Al合金溶解原料として
ではなく、より低級のAl鋳物用のAl合金溶解原料として
使用しているのが実情である。
在したAl合金展伸材屑からAl合金展伸材屑を処理する現
実的かつ経済的な方法が無いため、これらAl合金展伸材
屑の多くは、元の展伸材用の規格Al合金溶解原料として
ではなく、より低級のAl鋳物用のAl合金溶解原料として
使用しているのが実情である。
【0019】本発明はこの様な事情に着目してなされた
ものであって、その目的は、Al合金鋳造材屑を混在した
Al合金展伸材屑を、展伸材用の規格Al合金溶解原料とし
て再利用するために不可欠な、Al合金鋳造材屑の分別、
分離を現実的かつ経済的に行えるAl合金屑の処理方法を
提供しようとするものである。
ものであって、その目的は、Al合金鋳造材屑を混在した
Al合金展伸材屑を、展伸材用の規格Al合金溶解原料とし
て再利用するために不可欠な、Al合金鋳造材屑の分別、
分離を現実的かつ経済的に行えるAl合金屑の処理方法を
提供しようとするものである。
【0020】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明請求項1 の要旨は、アルミニウム合金展伸材
とアルミニウム合金鋳物材との混合屑よりアルミニウム
合金展伸材屑を分離する処理方法であって、混合屑中の
アルミニウム合金鋳物材の融点以上で、かつ混合屑中の
アルミニウム合金展伸材の融点未満の温度の高温雰囲気
中に前記混合屑をさらし、混合屑の内のアルミニウム合
金鋳物材を溶融させるとともに、この溶融鋳物材を混合
屑下方に流下分離せしめ、残余の未溶融アルミニウム合
金展伸材屑をアルミニウム合金展伸材用の溶解原料とす
ることである。
に、本発明請求項1 の要旨は、アルミニウム合金展伸材
とアルミニウム合金鋳物材との混合屑よりアルミニウム
合金展伸材屑を分離する処理方法であって、混合屑中の
アルミニウム合金鋳物材の融点以上で、かつ混合屑中の
アルミニウム合金展伸材の融点未満の温度の高温雰囲気
中に前記混合屑をさらし、混合屑の内のアルミニウム合
金鋳物材を溶融させるとともに、この溶融鋳物材を混合
屑下方に流下分離せしめ、残余の未溶融アルミニウム合
金展伸材屑をアルミニウム合金展伸材用の溶解原料とす
ることである。
【0021】本発明の好ましい態様として、請求項2 に
記載のように、前記未溶融Al合金展伸材屑に対し、溶解
原料とする前に、機械的な選別処理を施し、残余のAl合
金鋳物材を未溶融屑から分離することで、未溶融屑に付
着した残余のAl合金鋳造材屑を、より確実に、かつ簡
便、短時間に除去することができる。
記載のように、前記未溶融Al合金展伸材屑に対し、溶解
原料とする前に、機械的な選別処理を施し、残余のAl合
金鋳物材を未溶融屑から分離することで、未溶融屑に付
着した残余のAl合金鋳造材屑を、より確実に、かつ簡
便、短時間に除去することができる。
【0022】また、本発明は、請求項3 に記載のよう
に、Al合金鋳造材屑とAl合金展伸材屑との混合屑が、分
離が難しく、市中での量 (発生量、処理対象量) も多
い、予め細かい破砕片とされている場合に適用されて好
適である。
に、Al合金鋳造材屑とAl合金展伸材屑との混合屑が、分
離が難しく、市中での量 (発生量、処理対象量) も多
い、予め細かい破砕片とされている場合に適用されて好
適である。
【0023】更に、本発明は、請求項4 に記載のよう
に、前記Al合金鋳物材屑の融点が600℃未満であり、前
記Al合金合金展伸材屑の融点が600 ℃以上である混合屑
に適用されて好適である。
に、前記Al合金鋳物材屑の融点が600℃未満であり、前
記Al合金合金展伸材屑の融点が600 ℃以上である混合屑
に適用されて好適である。
【0024】
【発明の実施の形態】本発明の実施態様を図1 を用いて
以下に説明する。図1 は本発明のAl合金屑の分離方法の
1 態様を示す説明図である。
以下に説明する。図1 は本発明のAl合金屑の分離方法の
1 態様を示す説明図である。
【0025】図1 において、5 はAl合金屑1 の加熱炉乃
至処理炉、6 は炉中の雰囲気、7 は炉内雰囲気の加熱用
ヒーター、10は炉内雰囲気密閉用で開閉自在な蓋であ
る。また、4 はこれらを含めた本発明のAl合金屑の処理
(分別) 装置である。
至処理炉、6 は炉中の雰囲気、7 は炉内雰囲気の加熱用
ヒーター、10は炉内雰囲気密閉用で開閉自在な蓋であ
る。また、4 はこれらを含めた本発明のAl合金屑の処理
(分別) 装置である。
【0026】ここにおいて、処理対象となるAl合金屑1
は、Al合金鋳造材屑とAl合金展伸材屑との混合屑であ
り、破砕機により、予め細かい破砕片とされている。な
お、処理対象となるAl合金屑1 の形態は、塊状、破砕片
状などの形状や大きさを問わない。言い換えると、形状
や大きさにかかわらず、また、分離が難しい破砕片状で
あっても、効率よく分離できる利点が本発明にはある。
は、Al合金鋳造材屑とAl合金展伸材屑との混合屑であ
り、破砕機により、予め細かい破砕片とされている。な
お、処理対象となるAl合金屑1 の形態は、塊状、破砕片
状などの形状や大きさを問わない。言い換えると、形状
や大きさにかかわらず、また、分離が難しい破砕片状で
あっても、効率よく分離できる利点が本発明にはある。
【0027】ただ、処理対象となるAl合金屑1 は、Al合
金鋳造材屑 (鋳物、ダイカスト等)とAl合金展伸材屑と
のみからなることが好ましい。これは、Al合金屑1 の元
々使用されていた前記車体部品や構造部品などの用途か
らして、元の車体部品や構造部品を構成する他の金属材
や樹脂材などが付随している可能性がある。このため、
これら他の金属材や樹脂材などの分離のために、破砕や
比重差による選別等の前処理が適宜施されていることが
好ましい。例えば、樹脂等はAl合金屑1 に混在していて
も、炉内の高温雰囲気で燃焼する。しかし、微量であれ
ばともかく、混在していれば、粉塵や煤煙、臭気ガスの
原因となり、また、Al合金鋳造材屑とAl合金展伸材屑中
に含まれる水素などの不純物ガス濃度を増す可能性もあ
り得る。したがって、他の金属材や樹脂材などの異材は
できるだけ除去されていることが好ましい。
金鋳造材屑 (鋳物、ダイカスト等)とAl合金展伸材屑と
のみからなることが好ましい。これは、Al合金屑1 の元
々使用されていた前記車体部品や構造部品などの用途か
らして、元の車体部品や構造部品を構成する他の金属材
や樹脂材などが付随している可能性がある。このため、
これら他の金属材や樹脂材などの分離のために、破砕や
比重差による選別等の前処理が適宜施されていることが
好ましい。例えば、樹脂等はAl合金屑1 に混在していて
も、炉内の高温雰囲気で燃焼する。しかし、微量であれ
ばともかく、混在していれば、粉塵や煤煙、臭気ガスの
原因となり、また、Al合金鋳造材屑とAl合金展伸材屑中
に含まれる水素などの不純物ガス濃度を増す可能性もあ
り得る。したがって、他の金属材や樹脂材などの異材は
できるだけ除去されていることが好ましい。
【0028】図1 における処理操作として、細かい破砕
片からなるAl合金屑1 は、かご8 内に収容され、かご8
の吊り下げ手段9 によって、加熱炉5 内に吊り下げら
れ、炉内雰囲気6 中に曝される。
片からなるAl合金屑1 は、かご8 内に収容され、かご8
の吊り下げ手段9 によって、加熱炉5 内に吊り下げら
れ、炉内雰囲気6 中に曝される。
【0029】この際、かご8 は、鋼製など、炉内の雰囲
気で溶融、損傷しない材料とする。そして、かご8 の形
状は自由に選択されるが、その底部および/ または側部
には、後述する溶融したAl合金鋳物材のかご8 (Al 合金
屑1)の下方への滴下分離のために、空隙乃至貫通穴を有
する必要がある。例えば、かご8 の底部をメッシュ状に
構成する場合には、前記破砕片の大きさよりは小さい空
隙とする。
気で溶融、損傷しない材料とする。そして、かご8 の形
状は自由に選択されるが、その底部および/ または側部
には、後述する溶融したAl合金鋳物材のかご8 (Al 合金
屑1)の下方への滴下分離のために、空隙乃至貫通穴を有
する必要がある。例えば、かご8 の底部をメッシュ状に
構成する場合には、前記破砕片の大きさよりは小さい空
隙とする。
【0030】更に、かご8 の底部位置 (設置位置) は、
溶融したAl合金鋳物材のかご8 の下方への滴下と分離の
ために、加熱炉5 の底部よりも上方に位置させ、加熱炉
5 の底部との空隙乃至距離を開けるようにする。なお、
吊り下げ手段9 は鋼製のワイヤなど公知の手段が適宜選
択される。
溶融したAl合金鋳物材のかご8 の下方への滴下と分離の
ために、加熱炉5 の底部よりも上方に位置させ、加熱炉
5 の底部との空隙乃至距離を開けるようにする。なお、
吊り下げ手段9 は鋼製のワイヤなど公知の手段が適宜選
択される。
【0031】炉内の雰囲気は、Al合金鋳物材のみを溶融
し、Al合金展伸材を溶融させずにかご8 中に固体で残す
ために、Al合金鋳物材の融点以上で、かつAl合金展伸材
の融点未満の温度とする。炉内雰囲気温度が低過ぎる
と、混在する鋳物材の実体温度が上がらずに、Al合金鋳
物材が十分溶融せず、また炉内雰囲気での処理時間が長
くなり、効率的ではない。また一方、炉内雰囲気温度が
高過ぎると、展伸材の側の実体温度が上がりすぎて、Al
合金展伸材屑の方が溶融してしまい、Al合金展伸材屑の
回収率が低下し、また炉内雰囲気の加熱コストが高くな
るため、やはり効率的ではない。また、この炉内の雰囲
気温度にAl合金屑1 をさらす (加熱処理する) 時間は、
Al合金鋳造材屑が上記溶融、流下乃至滴下するに十分な
時間時間を適宜選択する。
し、Al合金展伸材を溶融させずにかご8 中に固体で残す
ために、Al合金鋳物材の融点以上で、かつAl合金展伸材
の融点未満の温度とする。炉内雰囲気温度が低過ぎる
と、混在する鋳物材の実体温度が上がらずに、Al合金鋳
物材が十分溶融せず、また炉内雰囲気での処理時間が長
くなり、効率的ではない。また一方、炉内雰囲気温度が
高過ぎると、展伸材の側の実体温度が上がりすぎて、Al
合金展伸材屑の方が溶融してしまい、Al合金展伸材屑の
回収率が低下し、また炉内雰囲気の加熱コストが高くな
るため、やはり効率的ではない。また、この炉内の雰囲
気温度にAl合金屑1 をさらす (加熱処理する) 時間は、
Al合金鋳造材屑が上記溶融、流下乃至滴下するに十分な
時間時間を適宜選択する。
【0032】但し、実際の混合屑において、Al合金鋳物
材屑の方がAl合金展伸材屑よりも融点が高い場合や、両
者の融点が殆ど同じであるような場合には、前記炉内雰
囲気温度や雰囲気での処理時間を制御しても、本発明の
適用は困難となる。このため、本発明が処理対象とする
Al合金鋳物材屑の方は、Siの含有量が多いAl-Si 系やAl
-Si-X(Cu、Mg、Ni) 系であって、融点 (溶解温度) が60
0 ℃未満と低い、Al鋳物合金やAlダイカスト合金である
ことが好ましい。また、Al合金展伸材屑の方も、融点
(溶解温度) が600 ℃以上である、1000系、3000系、500
0系、6000系、7000系Al合金であることが好ましい。こ
れらの好ましいAl合金鋳物材屑とAl合金展伸材屑とが組
み合わされた混合屑の場合、前記炉内雰囲気温度は、例
えば、600〜630 ℃の範囲から選択する。
材屑の方がAl合金展伸材屑よりも融点が高い場合や、両
者の融点が殆ど同じであるような場合には、前記炉内雰
囲気温度や雰囲気での処理時間を制御しても、本発明の
適用は困難となる。このため、本発明が処理対象とする
Al合金鋳物材屑の方は、Siの含有量が多いAl-Si 系やAl
-Si-X(Cu、Mg、Ni) 系であって、融点 (溶解温度) が60
0 ℃未満と低い、Al鋳物合金やAlダイカスト合金である
ことが好ましい。また、Al合金展伸材屑の方も、融点
(溶解温度) が600 ℃以上である、1000系、3000系、500
0系、6000系、7000系Al合金であることが好ましい。こ
れらの好ましいAl合金鋳物材屑とAl合金展伸材屑とが組
み合わされた混合屑の場合、前記炉内雰囲気温度は、例
えば、600〜630 ℃の範囲から選択する。
【0033】なお、炉内の前記高温雰囲気は、基本的に
大気雰囲気とする。加熱処理するAl合金材の酸化を防止
するために、炉内高温雰囲気を不活性ガス雰囲気乃至不
活性ガスを含む雰囲気としても良いが、処理コストが高
くなり、経済性の点からは不適であり、その必要性も薄
い。
大気雰囲気とする。加熱処理するAl合金材の酸化を防止
するために、炉内高温雰囲気を不活性ガス雰囲気乃至不
活性ガスを含む雰囲気としても良いが、処理コストが高
くなり、経済性の点からは不適であり、その必要性も薄
い。
【0034】この炉内の前記高温雰囲気によって、かご
8 内に収容されAl合金屑1 の内、融点の低いAl合金鋳造
材屑は優先的にあるいは鋳造材屑のみ溶融するととも
に、かご8 (混合屑) の下方に溶融流乃至溶融滴3aとし
て流下乃至滴下し、鋳造材の溶湯溜まり3bを形成する。
一方、Al合金展伸材屑の方は、溶け残ってかご8 内に残
留する。
8 内に収容されAl合金屑1 の内、融点の低いAl合金鋳造
材屑は優先的にあるいは鋳造材屑のみ溶融するととも
に、かご8 (混合屑) の下方に溶融流乃至溶融滴3aとし
て流下乃至滴下し、鋳造材の溶湯溜まり3bを形成する。
一方、Al合金展伸材屑の方は、溶け残ってかご8 内に残
留する。
【0035】以上の操作によって、Al合金鋳造材屑とAl
合金展伸材屑とが効率よく分離される。ただ、混合屑の
混在状態などの諸条件によっては、上記溶融、流下乃至
滴下したAl合金鋳造材屑が、そのままあるいは再度、Al
合金展伸材屑表面に付着することがある。ただ、このAl
合金展伸材屑表面に付着したAl合金鋳造材屑は、一旦溶
融したものが再度付着し凝固しているために、Al合金展
伸材屑表面への付着力は高くない。このため、このよう
に表面にAl合金鋳造材屑が付着して残留したAl合金展伸
材屑は、溶解原料とする前に、機械的な選別処理を施せ
ば、残余のAl合金鋳物材を未溶融屑から簡便かつ確実に
分離できる。言い換えると、この機械的な選別処理は、
Al合金鋳造材屑の表面付着片や、表面付着粉3cを効率よ
く剥離あるいは分離できる工程、方法や手段が適宜選択
される。
合金展伸材屑とが効率よく分離される。ただ、混合屑の
混在状態などの諸条件によっては、上記溶融、流下乃至
滴下したAl合金鋳造材屑が、そのままあるいは再度、Al
合金展伸材屑表面に付着することがある。ただ、このAl
合金展伸材屑表面に付着したAl合金鋳造材屑は、一旦溶
融したものが再度付着し凝固しているために、Al合金展
伸材屑表面への付着力は高くない。このため、このよう
に表面にAl合金鋳造材屑が付着して残留したAl合金展伸
材屑は、溶解原料とする前に、機械的な選別処理を施せ
ば、残余のAl合金鋳物材を未溶融屑から簡便かつ確実に
分離できる。言い換えると、この機械的な選別処理は、
Al合金鋳造材屑の表面付着片や、表面付着粉3cを効率よ
く剥離あるいは分離できる工程、方法や手段が適宜選択
される。
【0036】より具体的に、この機械的な選別処理は、
未溶融屑を加振する、未溶融屑に衝撃を与える、未溶融
屑を篩にかける等の、公知の手段が適宜選択できる。こ
の機械的な選別処理は、図1 において、加熱炉5 での上
記加熱処理後に炉内や炉外で行っても良い。また、図2
に示すように、加熱炉5 からかご8 を取り出した後、大
気乃至建屋中で、かご8 ごと加振などするようにしても
良い。更に、このかご8 から未溶融屑を取り出して、篩
にかけるなど処理しても良い。また、図1 、2に矢印で
示す吊り下げ手段9 の上下動や、かご8 への、加振手段
や打撃子などによる、振動、打撃、衝撃の付加など、Al
合金展伸材屑表面からAl合金鋳造材屑を、機械的かつ強
制的に、剥離、分離させても良い。なお、図2 におい
て、機械的な分離後に、受け皿11に溜まったAl合金鋳造
材屑3dの方は、前記図1 の炉5 に戻して再度溶融させ、
鋳造材の溶湯溜まり3bに混ぜるなどしても良い。
未溶融屑を加振する、未溶融屑に衝撃を与える、未溶融
屑を篩にかける等の、公知の手段が適宜選択できる。こ
の機械的な選別処理は、図1 において、加熱炉5 での上
記加熱処理後に炉内や炉外で行っても良い。また、図2
に示すように、加熱炉5 からかご8 を取り出した後、大
気乃至建屋中で、かご8 ごと加振などするようにしても
良い。更に、このかご8 から未溶融屑を取り出して、篩
にかけるなど処理しても良い。また、図1 、2に矢印で
示す吊り下げ手段9 の上下動や、かご8 への、加振手段
や打撃子などによる、振動、打撃、衝撃の付加など、Al
合金展伸材屑表面からAl合金鋳造材屑を、機械的かつ強
制的に、剥離、分離させても良い。なお、図2 におい
て、機械的な分離後に、受け皿11に溜まったAl合金鋳造
材屑3dの方は、前記図1 の炉5 に戻して再度溶融させ、
鋳造材の溶湯溜まり3bに混ぜるなどしても良い。
【0037】以上説明した、これら一連の分離処理を、
対象となるAl合金屑について一回、あるいは効率的に分
離できるまで複数回行っても良く、順次新たな処理対象
Al合金屑を追加補充し、これら一連の分離処理を連続的
に行っても良い。
対象となるAl合金屑について一回、あるいは効率的に分
離できるまで複数回行っても良く、順次新たな処理対象
Al合金屑を追加補充し、これら一連の分離処理を連続的
に行っても良い。
【0038】そして、以上のように分離されたAl合金展
伸材屑とAl合金鋳造材屑とは、各々Al合金展伸材用とAl
合金鋳造材屑用の溶解原料として、Al地金の代用、ある
いはAl地金とともに使用される。
伸材屑とAl合金鋳造材屑とは、各々Al合金展伸材用とAl
合金鋳造材屑用の溶解原料として、Al地金の代用、ある
いはAl地金とともに使用される。
【0039】本発明は、上記効果を有するので、互いの
融点差を充分有する範囲で、Al合金展伸材として、融点
(溶解温度) が600 ℃以上である、1000系、3000系、50
00系、6000系、7000系などの各種Al合金展伸材屑やこれ
らの展伸材が各々混合した屑の、Al合金鋳造材屑からの
分離に好適に適用できる。また、Al合金鋳造材屑側とし
ても、Siの含有量が多いAl-Si 系やAl-Si-X(Cu、Mg、N
i) 系であって、融点 (溶解温度) が600 ℃未満と低
い、AC3 、AC4 、AC8 などのAl鋳物合金や、ADC1、ADC
3、ADC10 、ADC12 などのAlダイカスト合金などの、各
種Al合金鋳造材屑屑やこれらの鋳造材屑が各々混合した
屑の、前記展伸材屑との分離に好適に適用できる。
融点差を充分有する範囲で、Al合金展伸材として、融点
(溶解温度) が600 ℃以上である、1000系、3000系、50
00系、6000系、7000系などの各種Al合金展伸材屑やこれ
らの展伸材が各々混合した屑の、Al合金鋳造材屑からの
分離に好適に適用できる。また、Al合金鋳造材屑側とし
ても、Siの含有量が多いAl-Si 系やAl-Si-X(Cu、Mg、N
i) 系であって、融点 (溶解温度) が600 ℃未満と低
い、AC3 、AC4 、AC8 などのAl鋳物合金や、ADC1、ADC
3、ADC10 、ADC12 などのAlダイカスト合金などの、各
種Al合金鋳造材屑屑やこれらの鋳造材屑が各々混合した
屑の、前記展伸材屑との分離に好適に適用できる。
【0040】また、以上の通り、本発明は、前記従来技
術のように、Al合金展伸材屑をAl合金鋳造材溶湯中に浸
漬しない方式であるため、前記従来技術のような、溶け
ないで残ったAl合金展伸材屑を溶湯中から引き上げる際
の、Al合金展伸材屑表面へのAl合金鋳造材溶湯や滓の付
着が実質的にない。この結果、溶け残ったAl合金展伸材
屑の展伸材としての純度を大きく向上させることができ
る。
術のように、Al合金展伸材屑をAl合金鋳造材溶湯中に浸
漬しない方式であるため、前記従来技術のような、溶け
ないで残ったAl合金展伸材屑を溶湯中から引き上げる際
の、Al合金展伸材屑表面へのAl合金鋳造材溶湯や滓の付
着が実質的にない。この結果、溶け残ったAl合金展伸材
屑の展伸材としての純度を大きく向上させることができ
る。
【0041】
【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。6061組成
(融点630 ℃) の6000系Al合金板片と、Al-Si-Cu系のダ
イカスト合金であるADC12(融点570 ℃) のAl合金鋳物片
とを50% づつ混合した破砕片合計100kg を、前記図1 に
示したような態様 (かご8とワイア9 は鋼製) により、
雰囲気温度600 ℃にて30分加熱した。
(融点630 ℃) の6000系Al合金板片と、Al-Si-Cu系のダ
イカスト合金であるADC12(融点570 ℃) のAl合金鋳物片
とを50% づつ混合した破砕片合計100kg を、前記図1 に
示したような態様 (かご8とワイア9 は鋼製) により、
雰囲気温度600 ℃にて30分加熱した。
【0042】その後、かご8 を炉5 より引き出し、引き
出したままのAl合金板片 (発明例1)と、引き出した後
に、図2 に示すように、かご8 を加振して、残余のAl合
金鋳物片3cを剥離させたAl合金板片( 発明例2)とから、
試験片を任意に5 個づつ採取して、6061組成用の溶解原
料として用いることを模擬して、各々溶融した。この溶
融片を各々成分分析した。
出したままのAl合金板片 (発明例1)と、引き出した後
に、図2 に示すように、かご8 を加振して、残余のAl合
金鋳物片3cを剥離させたAl合金板片( 発明例2)とから、
試験片を任意に5 個づつ採取して、6061組成用の溶解原
料として用いることを模擬して、各々溶融した。この溶
融片を各々成分分析した。
【0043】この結果、炉5 より引き出したままの発明
例1 の試験片は、6061組成規格を満足するものの、特
に、前記Al合金鋳物の中で含有量の多い、Si、Fe、Cu、
Znの各含有量が、Si:0.7%(以下質量%)、Fe:0.5% 、Cu:
0.35%、Zn:0.15%、と上限値に近い高いレベルであっ
た。これに対し、更に加振して残余のAl合金鋳物を分離
した発明例2 の試験片は、前記Si、Fe、Cu、Znの各含有
量が、Si:0.5% 、Fe:0.25%、Cu:0.04%、Mg:1.0% 、Zn:
0.02%、であり、他の成分元素を含めて、6061組成規格
を十分満足するものであった。
例1 の試験片は、6061組成規格を満足するものの、特
に、前記Al合金鋳物の中で含有量の多い、Si、Fe、Cu、
Znの各含有量が、Si:0.7%(以下質量%)、Fe:0.5% 、Cu:
0.35%、Zn:0.15%、と上限値に近い高いレベルであっ
た。これに対し、更に加振して残余のAl合金鋳物を分離
した発明例2 の試験片は、前記Si、Fe、Cu、Znの各含有
量が、Si:0.5% 、Fe:0.25%、Cu:0.04%、Mg:1.0% 、Zn:
0.02%、であり、他の成分元素を含めて、6061組成規格
を十分満足するものであった。
【0044】一方、比較例として、前記発明例と同じ混
合破砕片100kg を、前記図1 のかご8 とワイア9 とを用
い、但し、従来方法と同様に、炉の下方に準備したADC1
2 のAl合金鋳物溶湯 (溶湯温度約600 ℃) 中に30分浸漬
して引き出し、更に、かご8を前記発明例と同様に加振
した後の試験片を任意に5 個採取し、前記発明例と同様
に、一括して再度溶融した。この溶融片を各々成分分析
した結果、特に、Si、Fe、Cu、Znの各含有量が、Si:2.7
% 、Fe:0.72%、Cu:0.66%、Zn:0.35%と、各々6061組成規
格の上限値を大きく越えるレベルであった。
合破砕片100kg を、前記図1 のかご8 とワイア9 とを用
い、但し、従来方法と同様に、炉の下方に準備したADC1
2 のAl合金鋳物溶湯 (溶湯温度約600 ℃) 中に30分浸漬
して引き出し、更に、かご8を前記発明例と同様に加振
した後の試験片を任意に5 個採取し、前記発明例と同様
に、一括して再度溶融した。この溶融片を各々成分分析
した結果、特に、Si、Fe、Cu、Znの各含有量が、Si:2.7
% 、Fe:0.72%、Cu:0.66%、Zn:0.35%と、各々6061組成規
格の上限値を大きく越えるレベルであった。
【0045】
【発明の効果】本発明によれば、Al合金鋳造材屑を混在
(混合) したAl合金展伸材屑を、展伸材用の規格Al合金
溶解原料として再利用するために、不可欠となるAl合金
鋳造材屑の分離を、効率的かつ経済的に行える、Al合金
屑の処理方法を提供することができる。したがって、Al
合金展伸材のリサイクルを促進させ、もって、自動車、
車両、船舶などの輸送機材用への用途の拡大を図ること
ができる点で、工業的な価値を有するものである。
(混合) したAl合金展伸材屑を、展伸材用の規格Al合金
溶解原料として再利用するために、不可欠となるAl合金
鋳造材屑の分離を、効率的かつ経済的に行える、Al合金
屑の処理方法を提供することができる。したがって、Al
合金展伸材のリサイクルを促進させ、もって、自動車、
車両、船舶などの輸送機材用への用途の拡大を図ること
ができる点で、工業的な価値を有するものである。
【図1】本発明のAl合金屑の処理方法の1 態様を示す説
明図である。
明図である。
【図2】本発明のAl合金屑の処理方法の他の態様を示す
説明図である。
説明図である。
1:Al 合金屑、2:Al合金展伸材屑、3:Al合金鋳造材屑
屑、4:処理装置、5: 加熱炉、6:炉内雰囲気、7:ヒータ
ー、8:かご、9:吊り下げ手段、10:蓋
屑、4:処理装置、5: 加熱炉、6:炉内雰囲気、7:ヒータ
ー、8:かご、9:吊り下げ手段、10:蓋
Claims (4)
- 【請求項1】 アルミニウム合金展伸材とアルミニウム
合金鋳物材との混合屑よりアルミニウム合金展伸材屑を
分離する処理方法であって、混合屑中のアルミニウム合
金鋳物材の融点以上で、かつ混合屑中のアルミニウム合
金展伸材の融点未満の温度の高温雰囲気中に前記混合屑
をさらし、混合屑の内のアルミニウム合金鋳物材を溶融
させるとともに、この溶融鋳物材を混合屑下方に流下分
離せしめ、残余の未溶融アルミニウム合金展伸材屑をア
ルミニウム合金展伸材用の溶解原料とすることを特徴と
するアルミニウム合金屑の処理方法。 - 【請求項2】 前記未溶融アルミニウム合金展伸材屑に
対し、溶解原料とする前に、機械的な選別処理を施し、
残余のアルミニウム合金鋳物材を未溶融屑から分離する
請求項1に記載のアルミニウム合金屑の処理方法。 - 【請求項3】 前記混在屑が予め破砕片とされている請
求項1または2に記載のアルミニウム合金屑の処理方
法。 - 【請求項4】 前記アルミニウム合金鋳物材屑の融点が
600 ℃未満であり、前記アルミニウム合金合金展伸材屑
の融点が600 ℃以上である請求項1乃至3のいずれか1
項に記載のアルミニウム合金屑の処理方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002065384A JP2003268460A (ja) | 2002-03-11 | 2002-03-11 | アルミニウム合金屑の処理方法 |
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