JP2007167857A - Method for treating molten metal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は溶融金属の処理方法に係り、特にアルミや亜鉛の溶解時に不可避的に発生していた浮滓の問題を解決するのに好適な溶融金属の処理方法に関するものである。 The present invention relates to a molten metal treatment method, and more particularly to a molten metal treatment method suitable for solving the problem of buoyancy that has inevitably occurred when aluminum or zinc is dissolved.
アルミ溶湯の表面には、アルミが活性なために、アルミニウム原料の種類によって量に多少の違いはあるが、溶湯の生成直後にウエット状の浮滓が発生する。特に、アルミニウム原料が切り粉・ペレット・小片などのアルミニウム屑の場合には、多くの浮滓が発生する。また、鋳造するときにアルミ溶湯を溶解炉・保温炉など順時移送するが、その移送段階毎に浮滓が発生する。
これがアルミ溶湯中にそのまま残留すると、最終的に凝固されたアルミ製品中に混入されることになりアルミ製品の品質の劣化を招く。
このため、従来から最終的に鋳造する前にアルミ溶湯から分離除去すると共に、経済性・環境への配慮の観点から、回収した浮滓からできるだけ金属アルミニウムを回収していたが、今までに実施されている主な方法は以下のものである。
Since aluminum is active on the surface of the molten aluminum, there is a slight difference in the amount depending on the type of the aluminum raw material, but wet buoyancy occurs immediately after the molten metal is generated. In particular, when the aluminum raw material is aluminum scrap such as chips, pellets, and small pieces, a lot of buoyancy occurs. Further, when casting, molten aluminum is transferred in a sequential manner such as a melting furnace or a heat-retaining furnace, but buoyancy occurs at each transfer stage.
If this remains in the molten aluminum as it is, it will be mixed into the finally solidified aluminum product, leading to deterioration of the quality of the aluminum product.
For this reason, it has been separated and removed from the molten aluminum before finally casting, and from the viewpoint of economic efficiency and environmental consideration, metal aluminum has been recovered from the recovered float as much as possible. The main methods being used are as follows.
先ず、ウエット状の浮滓に塩化物やフッ化物を主にしたフラックスを添加して流動性や濡れ性を改善させたドライ状にした上でアルミ溶湯中から分離して取り出す。そして、取出したドライ状の浮滓を通常絞り機と呼ばれる装置に投入して、さらにフラックスを加えて酸素を発生させるとともに酸素との反応を促進するために細かくして酸化反応(発熱反応)を起こさせて発熱させる。次に機械的撹拌力を加えて酸化皮膜に閉込められている溶融アルミニウムと酸化物(酸化皮膜)と分離させ、機械的撹拌作用を利用して溶融アルミニウム粒を大きくして容器の下方に降下させて溶融アルミニウムを回収する。
絞り機によって金属分が回収されてアルミ純分が少なくなったドライ状の浮滓は、別工場に運ばれて乾式粉砕後分級され、直径1mm以上の金属部分は金属アルミニウムの原料として回収する。
First, a flux mainly composed of chloride or fluoride is added to a wet float to make it dry to improve fluidity and wettability, and then separated from the molten aluminum and taken out. Then, the taken-out dry buoy is put into an apparatus usually called a squeezer, and further flux is added to generate oxygen and to oxidize (exothermic reaction) finely to promote reaction with oxygen. Cause it to heat up. Next, mechanical agitation force is applied to separate the molten aluminum confined in the oxide film from the oxide (oxide film), and the molten aluminum particles are enlarged using the mechanical agitation action to descend below the container. To recover the molten aluminum.
The dry buoy, whose metal content is recovered by the squeezing machine and reduced in the pure aluminum content, is transported to another factory and classified after dry pulverization, and the metal portion having a diameter of 1 mm or more is recovered as a raw material for metal aluminum.
しかしながら、フラックスを添加すると、浮滓に塩分が残留するため、金属アルミニウムを回収した残りを鉄鋼用資材・セメント材料として使用するには不都合が生じる。従って、大部分が産業廃棄物となってしまう。また、塩化物やフッ化物を主にしたフラックスを添加するので周囲環境を悪化させてしまう。さらに、絞り機でドライ状の浮滓から溶融アルミニウムを取り出す作業には大変な危険が伴う。 However, when flux is added, salt remains in the buoyancy, which causes inconvenience when the remaining metal aluminum is used as a steel material or cement material. Therefore, most of it becomes industrial waste. Moreover, since a flux mainly composed of chloride or fluoride is added, the surrounding environment is deteriorated. Furthermore, the work of taking out molten aluminum from the dry buoy with a squeezer involves great danger.
その他、上記の改善方法として、アルミニウム溶解炉から取出されたドライ状の浮滓に圧力や衝撃を与えてアルミニウム分を取り出し、残った浮滓を固めて鉄鋼の脱酸材とする方法も提案されているが、いずれの方法にしてもフラックスを使用するので、その不都合は残る上に、金属アルミニウム分の回収率は多くて60重量%程度に留まっている。 In addition, as a method for improving the above, there has also been proposed a method in which a dry buoy taken out from an aluminum melting furnace is subjected to pressure or impact to take out aluminum, and the remaining buoy is solidified to form a steel deoxidizer. However, since flux is used in any method, the inconvenience remains and the recovery rate of the metal aluminum content is at most about 60% by weight.
また、鋼帯に連続的に溶融亜鉛めっきを行う際に、溶融亜鉛鍍金浴から引き上げた鋼帯に高圧の気体を吹き付け、鋼帯の鍍金付着量を調整する。その際に溶融亜鉛が酸化されて、溶融亜鉛に酸化亜鉛を含む浮滓となって鍍金浴上に生じる。浮滓は粘調な流体で鍍金浴の流動を阻害し、鍍金品質を損なう。そのため、浮滓をひしゃく等を用いて鍍金槽外に汲み出して分離している。
この浮滓から金属亜鉛を回収する際には、浮滓を亜鉛の融点以上の温度まで加熱して付着した亜鉛を滴下して浮滓から分離することが提案されている。しかしながら、この方法では金属亜鉛の回収率は多くて80%程度にとどまっている。
浮滓を亜鉛の沸点以上に加熱し亜鉛を気化して回収する方法などが提案されているが、浮滓を亜鉛の沸点以上に加熱する加熱蒸留器と言った大規模で高価な加熱装置を必要とする。
Moreover, when performing hot dip galvanizing on a steel strip, high pressure gas is sprayed on the steel strip pulled up from the hot dip galvanizing bath to adjust the amount of plating on the steel strip. At that time, the molten zinc is oxidized to form a float containing zinc oxide in the molten zinc on the plating bath. Float is a viscous fluid that hinders the flow of the plating bath and impairs the plating quality. Therefore, the float is drawn out of the plating tank using a ladle or the like and separated.
When recovering metallic zinc from the float, it has been proposed to heat the float to a temperature equal to or higher than the melting point of zinc and drop the deposited zinc to separate it from the float. However, in this method, the recovery rate of metallic zinc is at most about 80%.
A method has been proposed in which the float is heated to the boiling point of zinc and vaporized and recovered, but a large-scale and expensive heating device called a heated distiller that heats the float to the boiling point of zinc is proposed. I need.
それ故、金属分の回収率が高く、廃棄物を極力出さず、しかも比較的廉価な設備を利用して安全に作業でき周囲環境の悪化も招かないと言った従来からの複数の課題を同時にしかも高いバランスで解決できる、新規な溶融金属の処理方法を提供することを目的とする。 Therefore, the conventional problems that the recovery rate of the metal is high, the waste is not generated as much as possible, the safe operation can be performed using the relatively inexpensive equipment, and the surrounding environment is not deteriorated at the same time. In addition, it is an object of the present invention to provide a novel molten metal processing method that can be solved with a high balance.
本発明者は、試行錯誤の段階で、アルミの浮滓を何度となく凝視するうちに、この浮滓は従来言われているようにアルミが主に酸化した状態で含まれているのではなく、大部分が金属アルミニウムの状態で含まれており、溶解炉で浮滓としてアルミ溶湯上に浮かんでいるのは溶融アルミが空気を取り込んで比重の軽いフォーム(気泡)をつくりだしたためではないかと考え、実際に浮滓の成分を分析したところ、金属アルミニウム分が95重量%を占めることが分かった。即ち、本発明者の考えが正しいことを確認した。
その知見に基づいて、本発明者は、さらに鋭意研究の結果、ウエット状の浮滓を含むアルミ溶湯を回転させて遠心力を与えることにより、質量の無い空気を分離できること、即ち浮滓を消滅できることを見出した。
そして、ドロスの発生源はアルミに限らないことから、ドロスが発生する全ての溶融金属の処理方法として適用できるものとして、上記知見に基づいて、本発明の溶融金属の処理方法を提案するに至った。
The present inventor, in the trial and error stage, while staring at the buoyancy of the aluminum over and over, this buoyancy is not included in the state that the aluminum is mainly oxidized as conventionally said. Most of it is contained in the form of metallic aluminum, and it floats on the molten aluminum as a float in the melting furnace because molten aluminum has taken in air and created a foam (bubble) with a low specific gravity. As a result, when the components of the float were actually analyzed, it was found that the metal aluminum content was 95% by weight. That is, it was confirmed that the idea of the present inventor was correct.
Based on this knowledge, the present inventor has been able to separate the massless air by rotating the molten aluminum containing wet floats and applying centrifugal force as a result of earnest research. I found out that I can do it.
And since the generation source of dross is not limited to aluminum, it can be applied as a treatment method for all molten metal in which dross is generated, and based on the above knowledge, the molten metal treatment method of the present invention is proposed. It was.
特許文献3の出願人である日本を代表する大手会社も、特許文献3中に浮滓(ドロス)は酸化アルミニウムを主体とする記載しているように、浮滓には硬くて比重の重い酸化アルミニウムが主に含まれていると考えるのがその当時だけでなく現在も技術常識であり、それ故に、絞りや磨砕と言った機械的プロセスが従来の方法には含まれていた。
しかしながら、本発明者の発見によれば、従来のフラックスを使用しさらに絞り機でドライ状の滓から金属アルミニウムを取り出す方法では、多量の金属アルミニウムが酸化・窒化・塩化により化合物となって自らの価値を無くす、言わば自殺行為をしていることになる。
従って、本発明者の上記知見は技術常識からは明らかに外れたものである。
A major company representing Japan, which is the applicant of Patent Document 3, also describes that dross is mainly composed of aluminum oxide in Patent Document 3, and is a hard and heavy specific oxide. It was common knowledge not only at that time but also at present to think that aluminum was mainly contained. Therefore, mechanical processes such as drawing and grinding were included in the conventional methods.
However, according to the discovery of the present inventor, in the method of using a conventional flux and taking out metallic aluminum from a dry soot with a squeezer, a large amount of metallic aluminum becomes a compound by oxidation, nitridation, and chlorination. It means losing value, in other words, committing suicide.
Therefore, the above knowledge of the present inventor is clearly deviated from technical common sense.
具体的に提案する発明は以下のものである。
請求項1の発明は、溶融金属の処理方法において、浮滓のフォームに遠心力を作用させて溶湯面で破泡させて、溶融金属と空気と分離することを特徴とする溶融金属の処理方法である。
The invention specifically proposed is as follows.
According to a first aspect of the present invention, there is provided a molten metal treatment method, wherein a centrifugal force is applied to a floating foam to cause bubbles to break on a molten metal surface, thereby separating the molten metal from air. It is.
請求項2の発明は、請求項1に記載した溶融金属の処理方法において、溶融金属を高速回転させることで遠心力を生成することを特徴とする溶融金属の処理方法である。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the molten metal processing method according to the first aspect, wherein a centrifugal force is generated by rotating the molten metal at a high speed.
請求項3の発明は、請求項目2に記載した溶融金属の溶解処理方法において、低周波誘導炉内で溶融金属に渦電流を発生させて溶融金属を高速回転させることを特徴とする溶融金属の処理方法である。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a molten metal melting treatment method according to the second aspect, wherein an eddy current is generated in the molten metal in a low frequency induction furnace to rotate the molten metal at a high speed. It is a processing method.
請求項4の発明は、請求項1から3のいずれかに記載した溶融金属の処理方法において、処理対象物である溶融金属は金属アルミニウム若しくはアルミニウム合金からなるアルミ系材料、または金属亜鉛若しくは亜鉛合金からなる亜鉛系材料であることを特徴とする溶融金属の処理方法である。 According to a fourth aspect of the present invention, in the molten metal processing method according to any one of the first to third aspects, the molten metal that is an object to be processed is an aluminum-based material composed of metallic aluminum or an aluminum alloy, or metallic zinc or a zinc alloy. A method for treating a molten metal, which is a zinc-based material comprising:
請求項5の発明は、請求項1から4のいずれかに記載した溶融金属の処理方法において、処理対象物である溶融金属は一度凝固した浮滓を再溶解したものであることを特徴とする溶融金属の処理方法である。 According to a fifth aspect of the present invention, in the molten metal processing method according to any one of the first to fourth aspects, the molten metal that is the object to be processed is obtained by re-dissolving the solidified buoy. It is a processing method of molten metal.
請求項6の発明は、請求項1から5のいずれかに記載した溶融金属の処理方法において、処理対象物である溶融金属は溶解炉、保温炉または坩堝で発生した浮滓を含むものであることを特徴とする溶融金属の処理方法である。 According to a sixth aspect of the present invention, in the method for treating a molten metal according to any one of the first to fifth aspects, the molten metal that is an object to be treated includes floats generated in a melting furnace, a heat-retaining furnace, or a crucible. It is the processing method of the molten metal characterized.
本発明の溶融金属の処理方法によれば、市販の低周波誘導炉を利用して溶解することで、簡単にしかも周囲環境に影響を与えず安全に浮滓を消滅させることができる。 According to the molten metal processing method of the present invention, by using a commercially available low frequency induction furnace, melting can be easily and safely eliminated without affecting the surrounding environment.
(処理対象物)
代表的な金属はアルミニウム原料と亜鉛原料である。
アルミニウム原料は金属アルミニウム若しくはアルミニウム合金であるが、主に想定しているものは、浮滓が発生し易いアルミ切り粉、アルミ缶、アルミニウム箔、アルミニウムキャップなどのアルミニウム屑そのものや、アルミニウム屑を破砕し、樹脂分を焼却除去し、造粒し、アルミと酸化物分離した所謂アルミニウムペレットを溶解したものや、上記の材料や高品位の鋳造用のアルミニウムやアルミ合金を含む種々のアルミニウム原料の一連の鋳造工程中に生じたウエット状の浮滓である。なお、浮滓は溶解炉などから取り出した直後のものでも一度凝固したものでもよい。
(Processing object)
Typical metals are aluminum raw material and zinc raw material.
The aluminum material is metallic aluminum or aluminum alloy, but the main assumption is to crush aluminum scrap itself, such as aluminum chips, aluminum cans, aluminum foil, aluminum caps, etc. A series of various aluminum raw materials including those obtained by incineration removal of resin, granulated, so-called aluminum pellets separated from aluminum and oxides, and a variety of aluminum raw materials including the above materials and high-grade casting aluminum and aluminum alloys It is a wet-shaped buoy produced during the casting process. The buoy may be immediately after taken out from a melting furnace or the like, or may be solidified once.
しかしながら、上記したもの以外にも、例えば、通常の鋳物製造用の高品位のアルミニウムやアルミ合金そのものでもよい。このような高品位のアルミニウム原料を使用して鋳造する際にも、従来のように反射炉を使用して溶解させればアルミ溶湯上に有意量の浮滓の発生は不可避であるが、反射炉の代わりに本発明の溶解処理方法を実施できる装置を使用してアルミ溶湯を処理すれば、浮滓が発生してもその場で消滅でき、少なくともその装置内では浮滓の発生を防止できる。
なお、アルミニウム屑や浮滓のみをアルミニウム原料とすると初期溶解性が悪いので、スターティング用のアルミニウム原料と併用することが好ましい。
However, other than those described above, for example, high-grade aluminum or aluminum alloy itself for normal casting production may be used. Even when casting using such high-grade aluminum raw materials, if a melting furnace is used as in the past, a significant amount of flotation is inevitable on the molten aluminum. If the molten aluminum is treated using an apparatus capable of performing the melting treatment method of the present invention instead of a furnace, even if buoyancy occurs, it can disappear on the spot, and at least the occurrence of buoyancy can be prevented in the apparatus. .
If only aluminum scraps or floats are used as the aluminum raw material, the initial solubility is poor, and therefore it is preferable to use it together with the starting aluminum raw material.
亜鉛原料は金属亜鉛若しくは亜鉛合金であるが、主に想定しているものは浮滓が発生し易い溶融亜鉛鍍金浴である。 The zinc raw material is metallic zinc or a zinc alloy, but what is mainly assumed is a molten zinc plating bath in which flotation is likely to occur.
(溶解処理方法)
<第1の実施の形態>
図1に示す低周波誘導炉1はるつぼ耐火物3とその外側に配設された誘導コイル5とから主になり、誘導コイル5に電源6から交流電流を供給すると導電性の負荷、この場合にはアルミニウム原料に渦電流(誘導電流)が誘起されて溶解してアルミ溶湯Mとなる。
また、渦電流により電磁撹拌力が発生して、アルミ溶湯Mはこの電磁撹拌力により高速回転力が与えられる。その結果、図2の実線の矢印で示すように渦状の流れ、即ち渦流7を生じる。
(Dissolution treatment method)
<First embodiment>
A low-
Further, an electromagnetic stirring force is generated by the eddy current, and the molten aluminum M is given a high-speed rotational force by the electromagnetic stirring force. As a result, as shown by the solid line arrow in FIG.
この渦流系においては運動する質点には遠心力がかかる。
浮滓9は、図2(1)の浮滓の拡大断面図に示すように、溶融アルミニウム11により空気13が被包されてなる一種の気泡(フォーム)である。従って、渦流7に図2の白抜きの矢印に示すように遠心力がかかると、(1)、(2)の順に示すように、質量の無い空気13を被包してなる浮滓9が回転の中心軸に向かって集まり、その過程で近接した浮滓9どうしが衝突して合体して粗大化する。そして大きくなった浮滓は、(3)、(4)に示すように、自身の有する浮力によりアルミ溶湯Mの溶湯面に浮上し、最終的には溶融アルミニウム11が中の多量の空気13を被包できずにアルミ溶湯M上で破泡する。浮滓9が破泡すると、その中に含まれている空気13がアルミ溶湯Mの外に抜けていく。このように浮滓9は発生しても随時消滅していくことになる。
この誘導炉1では複数の渦流7が発生しており、各渦流系から空気13が抜け出ていくことになる。
従来は浮滓は破泡できずにアルミ溶湯上に浮かんでいたが、本願発明では積極的に破泡して消滅している。
In this vortex system, centrifugal force is applied to the moving mass.
As shown in the enlarged cross-sectional view of the buoy in FIG. 2 (1), the
In this
Conventionally, buoys were not broken and floated on the molten aluminum, but in the present invention, they are actively broken and disappeared.
<第2の実施の形態>
図2ではアルミ溶湯Mの回転軸は略水平方向になっているが、これは図1のタイプの誘導炉1を使用してアルミ溶湯Mを回転させたからであって、例えば、第2の実施の形態として、図3に示すようなタイプの低周波誘導炉15を使用すれば、アルミ溶湯Mの回転軸は略上下方向になる。
この誘導炉15は、誘導炉1の構造を一部改変したものであり、溶融手段用の誘導コイル7とは別個に、さらに、鉄心17と誘導コイル18とでなる電磁撹拌手段が設けられており、誘導コイル18に電源19から交流電流が供給されると、るつぼの軸心周りの回転力が与えられる。その結果、図3の矢印で示すように渦状の流れを生じる。
<Second Embodiment>
In FIG. 2, the rotation axis of the molten aluminum M is substantially horizontal, but this is because the molten aluminum M is rotated using the
This
この誘導炉15内では、アルミ溶湯Mは回転軸が上下方向の渦流20を発生させるので、中心部に集まって大きくなった浮滓9にはもはや遠心力がかからなくなり、比較的容易にアルミ溶湯Mの溶湯面に到達できるので、空気13はより抜け易くなる。
即ち、誘導炉1を使用した場合には浮滓9は遠心力に勝る浮力を有するほど粗大化したときにアルミ溶湯の溶湯面に浮上できるが、この誘導炉15を使用した場合にはより小さい浮力でアルミ溶湯の溶湯面に浮上できることなる。
In the
That is, when the
<第3の実施の形態>
第2の実施の形態と異なる点は、この実施の形態で用いる誘導炉21は、電磁撹拌手段としての鉄心17と誘導コイル18とが、誘導炉15より下方に配設されていることである。
この誘導炉21を使用した場合には、アルミ溶湯Mの溶湯面付近には浮滓9が残る可能性がある。例えば、アルミニウム原料として酸化チタン(TiO2)等の顔料が含まれるアルミ缶などを使用した場合には、アルミ溶湯にも酸化チタンなどが含まれているが、このような構造の誘導炉21を用いると、溶湯面付近に発生した浮滓に酸化チタンなどが取り込まれた状態となる。
従って、その浮滓を除いて凝固すると、アルミ缶などのアルミニウム屑からも品位の高いアルミ製品を鋳造できることになる。
<Third embodiment>
The difference from the second embodiment is that the
When this
Therefore, when solidified except for the float, high-quality aluminum products can be cast from aluminum scraps such as aluminum cans.
<第4の実施の形態>
上記第1から第3の実施の形態ではいずれも誘導炉を使用しているが、アルミニウム原料の溶解手段とアルミ溶湯の撹拌手段を別々に設けてもよい。
例えば、溶解炉でアルミニウム原料を溶解してアルミ溶湯Mをつくり出した後に、そのアルミ溶湯Mを撹拌装置23に供給する。図5に示すように、アルミ溶湯Mの渦流7は、例えば円筒状の撹拌容器23に循環経路25を接続し、その循環経路25にポンプ27を設けて、撹拌容器23内にアルミ溶湯Mを常に接線方向に噴出する構成にすることによって生成される。
もちろん、撹拌容器23には図示しない温度保持手段が設けられており、容器23内のアルミ溶湯Mは湯(液体)の状態に保持されていることは言うまでもない。
<Fourth embodiment>
In any of the first to third embodiments, an induction furnace is used. However, a melting means for aluminum material and a stirring means for molten aluminum may be provided separately.
For example, after the aluminum raw material is melted in the melting furnace to produce the molten aluminum M, the molten aluminum M is supplied to the stirring
Needless to say, the stirring
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の具体的構成が上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨から外れない範囲での設計変更があっても本発明に含まれる。
例えば、上記実施の形態では、誘導炉は特開2004−108666号に記載された構造のものを使用しているが、それに限定されるわけではない。 因みに、特開2004−108666には、本願発明のような遠心力を利用するような使い方は記載されていない。
なお、原理的には渦流の回転速度が速いほど遠心力が大きくなるので、浮滓の破泡による消滅が促進されるが、炉の容量等の制限要因があるので、これらを考慮した上で、当業者が適宜設定すればよい。目視により浮滓の破泡は観察できるので、予備試験により当業者が使用する炉等に応じて容易に最適な範囲を決められるはずである。
また、上記実施の形態ではアルミに関するものであるが、亜鉛などの浮滓を発生する溶融金属についても同様に処理できることは言うまでもない。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the specific configuration of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and even if there is a design change within a range not departing from the gist of the present invention. Included in the invention.
For example, in the above embodiment, the induction furnace has a structure described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-108666, but is not limited thereto. Incidentally, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-108666 does not describe how to use centrifugal force as in the present invention.
In principle, the higher the rotational speed of the eddy current, the greater the centrifugal force. Therefore, annihilation due to bubble breakage is promoted, but there are limiting factors such as the capacity of the furnace. Those skilled in the art may set as appropriate. Since the buoyancy breakage can be visually observed, the optimum range should be easily determined by a preliminary test according to the furnace used by those skilled in the art.
Moreover, although it is related with aluminum in the said embodiment, it cannot be overemphasized that it can process similarly about the molten metal which generate | occur | produces a float, such as zinc.
実施例1(通常の溶解)
(アルミニウム原料)
アルミニウム原料としてアルミニウムペレット、即ちアルミ缶・アルミニウム箔・アルミニウムキャップを破砕し、樹脂分を焼却除去し、造粒し、アルミと酸化物分離した物を使用した。
また、溶解性の改善のために、スターティングブロックを併用した。
Example 1 (normal dissolution)
(Aluminum raw material)
Aluminum pellets, that is, aluminum cans, aluminum foils, and aluminum caps were crushed as aluminum raw materials, the resin content was removed by incineration, granulated, and aluminum and oxide separated.
A starting block was also used in order to improve solubility.
(溶解炉)
図1に示す構造の低周波誘導炉1を使用した。この誘導炉1の具体的な仕様は以下の通りである。
正式名称 : るつぼ低周波誘導溶解炉
型式 : アルミニウム合金用
溶解量 : 最高3ton
印加電力 : 800kW
周波数 : 50Hz
製造会社 : 株式会社タイチク
(melting furnace)
A low
Official Name: Crucible Low Frequency Induction Melting Furnace Model: For Aluminum Alloy Dissolution: Max 3ton
Applied power: 800 kW
Frequency: 50Hz
Manufacturing company: Taichiku Co., Ltd.
上記の誘導炉1では、炉の底部から2.3ton分程度の溶湯には渦流を発生できることが確認されている。
In the
(工程1)
スターティングアルミブロック1,000kgを誘導炉1に投入後に、タップ5(560A 1020V 550W)で溶解した。
(工程2)
スターティングアルミブロックが溶解した後に、アルミニウムペレットを徐々に投入してタップ6(580A 1060V 620W)で溶解した。
(Process 1)
After 1,000 kg of starting aluminum block was put into the
(Process 2)
After the starting aluminum block was melted, aluminum pellets were gradually added and melted with tap 6 (580A 1060V 620W).
(工程3)
誘導炉1が一杯になった時点で、即ちアルミニウムペレットを2000kg投入した時点で投入を停止した。
(工程4)
アルミ溶湯の温度が760℃になった時点で交流電流の供給を停止した。
(工程5)
停止すると直ぐに浮滓がアルミ溶湯上に浮上発生してくるので、工具でそれを取り除いた。その際、取り除かれた浮滓の量は、約100kgであった。
(工程6)
アルミ溶湯を2個のインゴットケースに約1tonずつ出湯した。
(工程7)
インゴットケースに出湯したアルミ溶湯上にも浮滓は約100kgあったので、それを工程5で発生した浮滓と一緒にして200kgの塊にした。
(工程8)
誘導炉1に残った800kgのアルミ溶湯に200kgのスターティングブロックと200kgのアルミニウムペレットを投入した。
(Process 3)
The charging was stopped when the
(Process 4)
When the temperature of the molten aluminum reached 760 ° C., the supply of alternating current was stopped.
(Process 5)
As soon as it stopped, buoyancy occurred on the molten aluminum and was removed with a tool. At that time, the amount of buoys removed was about 100 kg.
(Step 6)
About 1 ton of molten aluminum was poured out into two ingot cases.
(Step 7)
Since there was about 100 kg of float on the molten aluminum melted in the ingot case, it was made into a mass of 200 kg together with the float generated in
(Process 8)
200 kg of starting blocks and 200 kg of aluminum pellets were put into 800 kg of molten aluminum remaining in the
工程3〜8を10回繰り返して行って、回収した浮滓(塊)の全量を約2,000kgとした。
その後に、以下の工程9以降を実施した。
Steps 3 to 8 were repeated 10 times, and the total amount of the collected buoy (lumps) was about 2,000 kg.
Thereafter, the following
(工程9)
最後に残りのアルミ溶湯を1個のインゴットケースに全て(約750kg)出湯した。
(工程10)
上記工程9でインゴットケースに出湯したアルミ溶湯上の浮滓(約30kg)を取って固めた。
(工程11)
誘導炉1の底部には最終的に約20kgの金属アルミニウムと酸化物が残っていた。
(Step 9)
Finally, all the remaining molten aluminum (about 750 kg) was poured out into one ingot case.
(Process 10)
The float (about 30 kg) on the molten aluminum discharged from the ingot case in
(Step 11)
About 20 kg of metal aluminum and oxide finally remained at the bottom of the
上記工程1〜11で、アルミニウムペレットの歩留まりは以下の通り、90%と算出された。
(アルミニウム原料)
スターティングブロック 1,000kg+(9×200kg)= 2,800kg
ペレット 2,000kg×10= 20,000kg
(生成品)
インゴット 2,000kg×10+750kg=20,750kg
浮滓(塊) 200kg×10= 2,000kg
底部物 20kg
消失等 30kg
(ペレット一次歩留まり)
20,800kg−2,800kg=18,000kg
18,000kg÷20,000kg=90%
In the
(Aluminum raw material)
Starting block 1,000kg + (9 × 200kg) = 2,800kg
Pellet 2,000kg × 10 = 20,000kg
(Product)
Ingot 2,000kg × 10 + 750kg = 20,750kg
Float (Lump) 200kg × 10 = 2,000kg
Bottom 20kg
Disappearance 30kg
(Pellet primary yield)
20,800kg-2,800kg = 18,000kg
18,000kg ÷ 20,000kg = 90%
工程5で浮滓が発生しているが、これは誘導炉1では上層の0.7ton程度のアルミ溶湯中には渦流は形成されていないためと考えられる。
しかしながら、それでも歩留まりは90%と非常に高かった。
In the
However, the yield was still very high at 90%.
実施例2(浮滓の溶解)
(工程1)
スターティングアルミブロック1,000kgを誘導炉1に投入後に、タップ5(560A 1020V 550W)で溶解した。
(工程2)
スターティングアルミブロックが溶解した後に、浮滓を固めたもの(約1,000kg)を投入してタップ8(650A 1160V 750W)で溶解した。
(工程3)
アルミ溶湯の温度が760℃になった時点で交流電流の供給を停止した。なお、停止しても浮滓は発生しなかった。
(工程4)
アルミ溶湯を1個のインゴットケースに約1ton出湯した。
(工程5)
インゴットケースに出湯したアルミ溶湯上に浮滓が約50kgあったので、それを誘導炉1に戻した。
Example 2 (dissolution of buoyancy)
(Process 1)
After 1,000 kg of starting aluminum block was put into the
(Process 2)
After the starting aluminum block was melted, a solid float (about 1,000 kg) was added and melted with tap 8 (650A 1160V 750W).
(Process 3)
When the temperature of the molten aluminum reached 760 ° C., the supply of alternating current was stopped. In addition, no buoyancy occurred even when stopped.
(Process 4)
About 1 ton of molten aluminum was poured into one ingot case.
(Process 5)
Since there was about 50 kg of float on the molten aluminum discharged from the ingot case, it was returned to the
(工程6)
誘導炉1に残った1,000kgのアルミ溶湯に、前記した通常の溶解から発生した浮滓を固めた物を約1,000kg投入して、タップ8(650A 1160V 750W)にて溶解した。
(工程7)
溶湯温度が760℃になった時点で交流電流の供給を停止した。通常は浮滓が溶湯上に浮上発生してくるが、この試験では皆無であった。
(工程8)
アルミ溶湯を2個のインゴットケースに分けて約1,850kg出湯した。
(工程9)
工程8でインゴットケースに出湯したアルミ溶湯上の浮滓(約100kg)を取って固めた。
(工程10)
誘導炉1の底部には約20kgの金属アルミニウムと酸化物が残っていた。
(Step 6)
About 1,000 kg of the solidified buoyancy generated from the normal melting described above was charged into the 1,000 kg molten aluminum remaining in the
(Step 7)
When the molten metal temperature reached 760 ° C., the supply of alternating current was stopped. Normally, buoyancy occurred on the molten metal, but there was none in this test.
(Process 8)
About 1,850 kg of molten aluminum was divided into two ingot cases.
(Step 9)
The float (about 100 kg) on the molten aluminum discharged from the ingot case in step 8 was taken and hardened.
(Process 10)
About 20 kg of metal aluminum and oxide remained at the bottom of the
上記工程1〜10で浮滓の歩留まりは以下の通り、92%と算出された。
(アルミニウム原料)
スターティングブロック 1,000kg
浮滓(塊) 2,000kg
(生成品)
インゴット 2,850kg
浮滓(塊) 100kg
底部物 20kg
消失等 30kg
(浮滓歩留まり)
2,850kg-1,000kg=1,850kg
1,850kg÷2,000kg=92%
さらに、最後に残った浮滓塊は、溶解するとインゴットになるとすると
1,950kg÷2,000kg=97%になる。
In the
(Aluminum raw material)
Starting block 1,000kg
Float (lump) 2,000kg
(Product)
Ingot 2,850kg
Float (lump) 100kg
Bottom 20kg
Disappearance 30kg
(Floating yield)
2,850kg-1,000kg = 1,850kg
1,850kg ÷ 2,000kg = 92%
Furthermore, if the last remaining buoyant mass is dissolved, it becomes an ingot.
1,950kg ÷ 2,000kg = 97%.
上記実施例ではいずれも、少容量の1台の誘導炉1を使用したので、浮滓を一度固めて再溶解したが、別に炉があれば、固めずに溶解することができることは言うまでもない。
In any of the above-described embodiments, since one
比較例
浮滓(塊)は、重油5ton回転炉でドライ状にされて溶解されることもあるので、比較のために本テストと同じ方法で作った浮滓(塊)を委託して溶解実験を行ったところ以下のような結果となった。
Comparative example Since buoy (lump) may be dried and melted in a
(アルミニウム原料)
スターティングブロック 1,000kg
浮滓(塊) 2,000kg
(生成品)
インゴット 2,200kg
ドライ粉滓 600kg
集塵灰・消失等 200kg
(浮滓歩留まり)
2,200kg−1,000kg=1,200kg
1,200kg÷2,000kg=60%
(Aluminum raw material)
Starting block 1,000kg
Float (lump) 2,000kg
(Product)
Ingot 2,200kg
600 kg of dry powder
Dust collection / disappearance 200kg
(Floating yield)
2,200kg-1,000kg = 1,200kg
1,200kg ÷ 2,000kg = 60%
本発明の溶融金属の処理方法によれば、金属分の回収率を高めることができるだけでなく、浮滓の面倒で危険な処理が不要になり、しかも最終的な廃棄物も生じない。
さらに、本発明の溶融金属の処理方法は、市販の低周波誘導炉を使用してその使い方を渦流が生成されるよう工夫することにより、実操業できるので経済的である。
According to the molten metal processing method of the present invention, not only the recovery rate of the metal content can be increased, but also a tedious and dangerous process is unnecessary, and no final waste is generated.
Further, the molten metal treatment method of the present invention is economical because it can be operated in practice by using a commercially available low-frequency induction furnace so as to generate eddy currents.
1…低周波誘導炉 3…るつぼ耐火物
5…誘導コイル 6…電源
7…渦流 9…浮滓
11…溶融アルミニウム 13…空気
15…低周波誘導炉 17…鉄心
18…誘導コイル 19…電源
20…渦流
21…低周波誘導炉
23…撹拌装置 25…循環経路
27…ポンプ
M…アルミ溶湯
DESCRIPTION OF
M ... molten aluminum
Claims (6)
The molten metal processing method according to any one of claims 1 to 5, wherein the molten metal that is an object to be processed includes floats generated in a melting furnace, a heat-retaining furnace, or a crucible furnace. Processing method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005364201A JP2007167857A (en) | 2005-12-19 | 2005-12-19 | Method for treating molten metal |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN110026533A (en) * | 2019-05-30 | 2019-07-19 | 东北大学 | A kind of basket pouring molten steel recyclable device and method |
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