JPH04218624A - クラッド材の材料成分回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、芯材に皮材を接合して
なるクラッド材を溶融処理して行なうクラッド材の材料
成分回収方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、金属材を溶融処理して得られた
材料成分は、その有効利用を図るため、新たな金属材の
原材料として再利用されている。ブレージングシート（
ＪＩＳ　Ｚ　３２６３）に代表されるクラッド材につい
てもその例外ではなく、溶融処理によるクラッド材の材
料成分の回収・再利用が行なわれている。

【０００３】例えば、３００３で呼称される芯材にＢＡ
４０４５で呼称される皮材を接合して生産され、且つ生
産時の数百分の１の厚さに展伸して使用されるブレージ
ングシートの場合は、従来６６０℃以上の温度でこのブ
レージングシートが溶融処理され、ブレージングシート
の材料成分の回収・再利用が行なわれている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
なクラッド材の材料成分回収方法では未だ十分でなく、
次のような問題点が指摘されるに至っている。

【０００５】既述した従来のクラッド材の材料成分回収
方法によれば、芯材及び皮材が同時に溶融されるため、
溶融処理して得られる溶湯中には、芯材及び皮材の各材
料成分が混在することになる。例えば、芯材（３００３
）の両面に板厚がこの芯材の板厚の１／８　である皮材
（ＢＡ４０４５）を接合したブレージングシートが溶融
処理されると、得られた溶湯には、約２％のＳｉと約０
．８％のＭｎとが含有されているのである。このような
成分組成の溶湯から生産される新たなアルミ合金は、軽
量であるという利点を生かした一般の構造材として有益
であるが、特にＳｉ，Ｍｎの組成比が当初の芯材又は皮
材における組成比と異なるために、展伸性に劣ったもの
となる。従って、ブレージングシート材から従来の方法
によって回収された材料成分は、もはや展伸材であるブ
レージングシートの芯材の材料成分としては勿論のこと
、皮材の材料成分としても再利用することが著しく困難
となる。 尚、芯材と皮材との板厚の比や、用いる芯材及び皮材の
種類によってＳｉ，Ｍｎ等の組成比は上記した値と異な
るものとなるが、そのような値の組成比であっても当初
の芯材又は皮材における組成比とは異なるために、回収
された材料成分をブレージングシートの材料成分として
再利用することが著しく困難なことに変わりはない。

【０００６】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れ、その目的は、クラッド材から回収された材料成分を
クラッド材の材料成分として確実に再利用することがで
きるクラッド材の材料成分回収方法を提供することであ
る。発明の構成

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めの本発明のクラッド材の材料成分回収方法は、芯材に
皮材を接合してなるクラッド材をそれぞれの融点の差を
利用して、溶融処理して行なうクラッド材の材料成分回
収方法において、前記クラッド材を前記皮材の液相線温
度以上の雰囲気温度で加熱溶融し、前記クラッド材につ
いて前記皮材の材料成分を分離回収することにより芯材
と皮材の両方を分けて回収することを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記手順からなる本発明のクラッド材の材料成
分回収方法は、クラッド材を構成する皮材のみを最初に
溶融し、芯材の材料成分を溶融することなく皮材の材料
成分を単独で回収する。皮材を分離回収した後の芯材は
回転屑として利用することとなる。

【０００９】

【実施例】次に、本発明によるクラッド材の材料成分回
収方法の第１及び第２実施例について図面に基づき順次
説明する。尚、図１は第１実施例で皮材を溶融・回収す
るために用いる処理槽１の断面図、図２は第１及び第２
実施例で溶融処理するブレージングシート１０の斜視図
である。

【００１０】第１実施例で用いる処理槽１は、図示する
ように鉄製の溶湯受け槽３とこの溶湯受け槽３内に着脱
される鉄製の処理材供給槽５とから構成される。溶湯受
け槽３の側面は開口部が広口となるよう各々傾斜して設
けられている。従って、処理材供給槽５を溶湯受け槽３
の開口部に挿入するだけで、処理材供給槽５の取着が完
了する。この状態で、処理材供給槽５の底面と溶湯受け
槽３の底面との間に、後述する溶湯の貯留空間が形成さ
れる。又、処理材供給槽５の底面には、溶湯を落下させ
るための多数の貫通孔５ａが穿孔されている。

【００１１】次に、この処理槽１を用いて行なうブレー
ジングシート１０の溶融処理について説明する。尚、こ
のブレージングシート１０は、図２に示すように芯材１
１（３００３）の両面に板厚がこの芯材の板厚の１／８
　である皮材１２（ＢＡ４０４５）を接合したクラッド
材である。

【００１２】まず、圧延済みのブレージングシート１０
の加工工程で生じる廃材を処理材供給槽５内に投入し、
処理材供給槽５を溶湯受け槽３に取着する。尚、処理材
供給槽５の取着後に廃材を投入しても良いことは勿論で
ある。

【００１３】その後、この溶湯受け槽３を図示しない熱
処理炉に配設する。次いで、皮材１２の液相線温度（５
９０℃）より高く、且つ芯材１１の固相線温度（６４３
℃）より低い温度である例えば６００℃の温度で処理材
供給槽５内の廃材を加熱・溶融する第１の溶融処理を行
なう。この第１の溶融処理により廃材から溶融した溶湯
は、貫通孔５ａを通過して溶湯受け槽３の底に溜る。

【００１４】第１の溶融処理の終了後に処理槽１を熱処
理炉から取り出して、溶湯受け槽３の底に溜った溶湯、
即ち皮材の回収を行なう。その成分組成の分析結果を表
１に示す。尚、成分分析は、圧延済みのブレージングシ
ートの一般的な加工工程で生じた約８０ｍｍ前後の板厚
の廃材１０Ａと約４ｍｍ前後の板厚の廃材１０Ｂとから
第１の溶融処理により回収した回収材１０Ａ１１及び１
０Ｂ１１ばかりでなく、比較例として、廃材１０Ａ及び
１０Ｂから約７００℃の温度による従来の溶融処理にて
回収した回収材１０ａ及び１０ｂについても実施した。 更に、参考としてＪＩＳ　Ｚ　３２６３に掲載されてい
る皮材（ＢＡ４０４５）及び芯材（３００３）の成分組
成をも表１に示す。

【００１５】そして、第１の溶融処理が既に行なわれた
被処理物を図示しない通常の熱処理炉に投入し、芯材１
１の液相線温度（６５５℃）より高い６６０℃の温度で
加熱・溶融し（第２の溶融処理）、第１の溶融処理で回
収されていない残余の材料成分の回収を行なう。その成
分組成の分析結果を、第１の溶融処理の分析結果と併せ
て表１に示す。尚、成分分析は、第１の溶融処理を経た
廃材１０Ａ及び廃材１０Ｂからこの第２の溶融処理によ
り回収された回収材１０Ａ１２及び１０Ｂ１２について
実施した。

【００１６】又、第１及び第２の溶融処理によって回収
された回収材１０Ａ１１ないし１０Ｂ１２の回収率（重
量比）を表２に示す。廃材１０Ａ及び廃材１０Ｂの被処
理重量は各々５０Ｋｇと３０Ｋｇである。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【表２】

【００１９】これらの実験結果から次のように考察する
ことができる。第１の溶融処理により回収した回収材１
０Ａ１１及び１０Ｂ１１の成分組成比は、ＪＩＳ　Ｚ　
３２６３に掲載されている皮材（ＢＡ４０４５）の成分
組成比とほぼ同じである。又、回収材１０Ａ１１及び１
０Ｂ１１の回収重量比は、溶融処理が施される以前のブ
レージングシート１０の皮材１２の重量比とほぼ同一で
ある。このことから、第１の溶融処理によりブレージン
グシート１０の皮材１２だけが回収されていると判断で
きる。従って、本第１実施例によれば、ブレージングシ
ートから第１の溶融処理を介して回収した材料成分を、
ブレージングシートの皮材の材料成分として確実に再利
用できることができる。

【００２０】更に、第２の溶融処理により回収した回収
材１０Ａ１２及び１０Ｂ１２についても、第１の溶融処
理の場合と同様に、その成分組成比はＪＩＳ　Ｚ　３２
６３に掲載されている芯材（３００３）の成分組成比と
ほぼ同じであること、及びその回収重量比は溶融処理が
施される以前のブレージングシート１０の芯材１１の重
量比と同一であることが確認できる。即ち、第２の溶融
処理によりブレージングシート１０の芯材１１だけが回
収されているのである。従って、本第１実施例によれば
、第１の溶融処理が既に施されたブレージングシートか
ら第２の溶融処理を介して回収した材料成分を、ブレー
ジングシートの芯材の材料成分として確実に再利用する
ことができる。

【００２１】以上のことを換言すると、本第１実施例に
よれば、ブレージングシートの皮材と芯材とを互いに単
独で回収し、且つ再利用することができるので、回収材
から新たに生産したブレージングシートの品質の維持、
省資源化、回収材の売却価格の高価格化等が可能となる
。

【００２２】次に第２実施例について、皮材及び芯材を
溶融・回収するために用いる溶融処理炉２０の断面図で
ある図３に基づき説明する。第２実施例で用いる溶融処
理炉２０（図３参照）は、火力制御装置３０によりバー
ナ３１の火力を制御して、炉内を所定温度に維持する加
熱炉である。そして、その底面は、被溶融処理材が配置
される傾斜状の処理材配置板２２、溶融処理炉２０の据
え付け面となる最下面板２４及び処理材配置板２２と最
下面板２４との間に傾斜して配設された中間斜板２６か
ら構成されている。又、処理材配置板２２上方の側面に
は、開閉自在な処理材投入扉２８が設けられている。 尚、最下面板２４は中間斜板２６に向けて僅かに傾斜し
ており、最下面板２４と中間斜板２６との接合部には、
開閉自在な溶湯排出口２４ａが設けられている。

【００２３】火力制御装置３０は、溶融処理炉２０の側
面に設置されたバーナ３１、処理材配置板２２の上方の
炉内温度を測定する熱電対３２、処理材の種類、例えば
皮材及び芯材の呼称ＢＡ４０４５、３００３等の処理材
情報を入力するための入力機器３３及び電子制御回路３
４とから構成されている。電子制御回路３４は、周知の
マイクロコンピュータを中心として構成されるもので、
論理演算を実行するＣＰＵ３４ａ、後述する炉内温度制
御プログラムや被処理材の液相線温度等の実行情報を記
憶しているＲＯＭ３４ｂ、入力機器３３から入力された
処理材情報等の一時的情報の記憶を行なうＲＡＭ３４ｃ
及び情報の受渡し口となる入出力ポート３４ｄからなる
。これらＣＰＵ３４ａないし入出力ポート３４ｄは互い
にバスにて接続されており、入出力ポート３４ｄにはバ
ーナ３１と熱電対３２及び入力機器３３が接続されてい
る。

【００２４】この溶融処理炉２０を用いて行なうブレー
ジングシート１０の溶融処理について、図４に示す溶融
処理ルーチンにそって説明する。まず、圧延済みのブレ
ージングシート１０の加工工程で生じる廃材が処理材投
入扉２８から処理材配置板２２上面に配置されたことを
リミットスイッチのＯＮ信号、入力機器３３の入力等か
ら確認し（ステップ１１０）、入力機器３３から入力さ
れＲＡＭ３４ｃに記憶されている処理材情報に基づき、
本溶融処理ルーチンに必要な実行情報、例えば皮材の液
相線温度等をＲＯＭ３４ｂから読み込む（ステップ１１
２）。その後、バーナ３１を点火し、ステップ１１２で
読み込んだ実行情報である皮材１２の液相線温度（５９
０℃）まで炉内温度を速やかに昇温する（ステップ１１
４）。

【００２５】次いで、炉内温度を６００℃の溶融処理温
度で維持すると共に、この温度で溶融処理炉２０内の廃
材を加熱・溶融する第１の溶融処理を開始し（ステップ
１１６）、この溶融処理を開始してからの経過時間を計
時する（ステップ１１８）。尚、溶融処理における６０
０℃なる温度は、皮材１２の液相線温度（５９０℃）よ
り高く、芯材１１の固相線温度（６４３℃）より低い温
度であり、次のようにして定められる。

【００２６】ＲＯＭ３４ｂには、皮材の液相線温度をＡ
（℃）、芯材の固相線温度をＢ（℃）として表した場合
に、下記式（１）で表される適正溶融処理温度Ｔｋ　（
℃）の範囲が記憶されている。従って、適正溶融処理温
度Ｔｋ　とステップ１１２で読み込んだ実行情報とに基
づき、上記溶融処理温度を適正溶融処理温度Ｔｋ　（℃
）の範囲内の温度で決定する。

【００２７】 　　　　　　　　Ｘ≦Ｔｋ　≦Ｙ　　　　　　　　…（
１）但し、Ｘ，Ｙは次式による。又、定数ｋは本第２実
施例では５である。 Ｘ＝｛（Ａ＋Ｂ）／２｝＋ｋ−｛｜Ａ−Ｂ｜／２｝Ｙ＝
｛（Ａ＋Ｂ）／２｝−ｋ＋｛｜Ａ−Ｂ｜／２｝本第２実
施例では、皮材の液相線温度が５９０℃、芯材の固相線
温度が６４３℃であるので、上記式（１）は、５９５≦
Ｔｋ　≦６３８となる。

【００２８】この様に第１の溶融処理における溶融処理
温度を設定するのは、皮材の溶融が不十分となったり、
芯材の溶融が起きたりすることを確実に回避するととも
に、皮材の回収歩留まりの向上を図り、且つ温度制御を
容易にするためである。

【００２９】この第１の溶融処理により廃材から溶融し
た溶湯は、処理材配置板２２上面及び中間斜板２６上面
上を最下面板２４に向けて流れ落ち、最下面板２４上に
溜る。

【００３０】第１の溶融処理を開始してから所定時間が
経過すると、第１の溶融処理が完了した旨、即ち溶湯の
回収を開始する旨を報知する（ステップ１２０）。この
ステップ１２０に引続いて、溶湯排出口２４ａからの溶
湯の排出、即ち溶湯（回収材）の回収が行なわれる。そ
して、溶湯排出口２４ａの閉鎖、溶湯回収の終了等の終
了信号を入力機器３３から入力するまで待機する（ステ
ップ１２２）。

【００３１】この間に回収された回収材の成分組成の分
析結果を、第１実施例の分析結果と併せて表１に示す。 尚、成分分析は、第１実施例と同一な廃材である廃材１
０Ａ（５０Ｋｇ）と廃材１０Ｂ（３０Ｋｇ）とからそれ
ぞれ回収した回収材１０Ａ２１及び１０Ｂ２１について
実施した。

【００３２】第１の溶融処理による溶湯の排出後、即ち
ステップ１２２で溶湯回収の終了信号の入力があったと
判断すると、バーナ３１の火力制御を実施して、溶融処
理炉２０内温度を芯材１１の液相線温度（６５５℃）に
昇温する（ステップ１２４）。その後、炉内温度を芯材
１１の液相線温度（６５５℃）より高い６６０℃の溶融
処理温度で維持すると共に、溶融処理炉２０内に残存し
ている炉内被処理物をこの温度で加熱・溶融する第２の
溶融処理を開始する（ステップ１２６）。尚、６６０℃
なる溶融処理温度は、ＲＯＭ３４ｂに記憶されている下
記式（２）で表される適正溶融処理温度Ｔｓ　（℃）と
ステップ１１２で読み込んだ実行情報とに基づき、適正
溶融処理温度Ｔｓ　（℃）の範囲内の温度として決定さ
れる。下記式（２）におけるＣは芯材の液相線温度（℃
）であり、定数ｋは本第２実施例では５である。

【００３３】Ｃ＋ｋ≦Ｔｓ　　　　　　　　…（２）こ
の様に第２の溶融処理における溶融処理温度を設定する
のは、溶融処理炉２０内に残存している炉内被処理物の
溶融が不十分となることを確実に回避するとともに、そ
の回収歩留まりの向上を図り、且つ温度制御を容易にす
るためである。

【００３４】この第２の溶融処理により炉内被処理物か
ら溶融した溶湯も、既述した第１の溶融処理による溶湯
と同様に最下面板２４上に溜る。従って、第２の溶融処
理の開始後には、第１の溶融処理の開始後の場合と同様
に、経過時間の計時処理（ステップ１２８）、溶湯回収
の指示処理（ステップ１３０）を実行し、溶湯の回収終
了等の終了信号を入力するまで待機する（ステップ１３
２）。そして、終了信号が入力されると、バーナ３１の
消火等を行ない本ルーチンを終了する。

【００３５】ステップ１３２で終了信号の入力があった
と判断されるまでの間に回収された溶湯（回収材）の成
分組成の分析結果を、第１実施例の分析結果と併せて表
１に示す。尚、成分分析は、第１の溶融処理を経た被処
理物である廃材１０Ａ及び廃材１０Ｂからそれぞれ回収
された回収材１０Ａ２２及び１０Ｂ２２について実施し
た。

【００３６】又、第１及び第２の溶融処理によって回収
された回収材１０Ａ２１ないし１０Ｂ２２の回収率（重
量比）を、第１実施例の結果と併せて表２に示す。これ
らの実験結果から次のように考察することができる。

【００３７】回収した回収材１０Ａ２１ないし１０Ｂ２
２についての成分組成比及び重量比の測定結果は、既述
した第１実施例における測定結果と極めて類似している
。このことから、第１の溶融処理によりブレージングシ
ート１０の皮材１２だけが回収され、第２の溶融処理に
よりブレージングシート１０の芯材１１だけが回収され
ているといえる。

【００３８】従って、本第２実施例によっても、ブレー
ジングシートの皮材と芯材とをおのおの単独で回収し、
且つ確実に再利用することができるので、回収材から新
たに生産したブレージングシートの品質の維持、省資源
化、回収材の売却価格の高価格化等が可能となる。

【００３９】更に、本第２実施例では、ブレージングシ
ートを炉内に入れたまま皮材と芯材とを回収することが
できるので、ブレージングシートを取り扱う工数の低減
が可能となり、コスト低減を図ることができる。又、種
々の皮材及び芯材からなる各ブレージングシートの材料
成分の回収を一つの溶融処理炉にて行なうことができる
。

【００４０】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく
、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で
実施し得ることは勿論である。

【００４１】

【発明の効果】以上実施例を含めて詳述したように、本
発明のクラッド材の材料成分回収方法は、クラッド材を
構成する皮材のみを溶融し、皮材の材料成分を芯材の材
料成分とは無関係に単独で回収するものである。このた
め、本発明のクラッド材の材料成分回収方法によれば、
クラッド材のうち少なくとも皮材の材料成分をその組成
比を変化させることなく回収することができるので、回
収した皮材の材料成分を確実に再利用することができる
。更に、皮材のみの溶融・回収後には、芯材だけがその
組成比を変化させることなく残るので、この芯材の溶融
・回収処理の簡易化や、芯材の材料成分の再利用を図る
ことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例で用いる処理槽の断面図である。

【図２】第１及び第２実施例で溶融処理するブレージン
グシートの斜視図である。

【図３】第２実施例で用いる溶融処理炉の断面図である
。

【図４】第２実施例における溶融処理ルーチンのフロー
チャートである。

【符号の説明】

１…処理槽， １０…ブレージングーシート， １１…芯材， １２…皮材， ２０…溶融処理炉

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　芯材に皮材を接合してなるクラッド材
   をそれぞれの融点の差を利用して溶融処理して行なうク
   ラッド材の材料成分回収方法において、前記クラッド材
   を前記皮材の液相線温度以上の雰囲気温度で加熱溶融し
   、前記クラッド材について前記皮材の材料成分を分離回
   収することにより、芯材と皮材の両方を分けて回収する
   ことを特徴とするクラッド材の材料成分回収方法。