JP2001192740A - 処理方法、脱ガス物体の生産方法及び処理装置 - Google Patents

処理方法、脱ガス物体の生産方法及び処理装置

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JP2001192740A
JP2001192740A JP37332799A JP37332799A JP2001192740A JP 2001192740 A JP2001192740 A JP 2001192740A JP 37332799 A JP37332799 A JP 37332799A JP 37332799 A JP37332799 A JP 37332799A JP 2001192740 A JP2001192740 A JP 2001192740A
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Yoshiaki Yokoyama
芳昭 横山
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Hoei Shokai Co Ltd
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Hoei Shokai Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

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  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低いランニングコストで、酸化を防止しつ
つ、しかも金属公害や燃焼による水蒸気爆発が発生する
虞や燃焼により有害煙の発生を防止しつつ、金属屑を含
んだ処理対象物体から脱ガス処理された物体を得るこ
と。 【解決手段】 Be−Cuの切断片は加圧形成により金
属塊にブリケット化されている(ステップ101)。ブ
リケット化された金属塊は、真空処理装置10に投入さ
れ減圧下で表面洗浄工程(ステップ102)と脱H
ス処理である熱処理工程(ステップ103)とが連続し
て実行される。その後、熔融処理(ステップ104)に
より所望の製品に製品化される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばBe−Cu
等の切断屑や切削屑等の金属屑を再生して再利用するた
めの技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】この種の金属屑から再生された金属塊に
ガスが混入していると、その部分がピンホールとな
り、例えばこの金属塊を熔融して板状に引き伸ばすとピ
ンホールが非常に大きな穴となり、製品として使用でき
ない場合がある。
【0003】そのため従来から、上記のような製品化の
ための金属の熔融の前に、これとは別に金属塊を熔融し
て脱Hガス処理を行っている。
【0004】しかしながら、このように2度にも亘って
金属を熔融する処理を行うと、莫大なエネルギーと時間
を要し、更に大きな設備を必要とし、この結果再生処理
のためのランニングコストが非常に高くなる、という課
題がある。
【0005】更に、2度も熔融処理を行うと金属が酸化
する機会が多く、ノロ(金属の熔融酸化物)の増大を招
き、省資源という観点からも好ましくない事態となる。
【0006】また、この種に金属屑には、油、水、界面
活性剤、グリース、切削促進剤、プレス加工時のパーカ
ーライジング剤等の様々な物質が付着しており、上記の
ような熔融処理の際に水蒸気爆発が発生する虞や有害金
属又は燃焼により有害煙が発生する、という課題もあ
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、低い
ランニングコストで、金属屑を含んだ処理対象物体から
脱ガス処理された物体を得ることができる処理方法、脱
ガス物体の生産方法及び処理装置を提供することにあ
る。
【0008】本発明の目的は、酸化を防止しつつ、金属
又は金属屑を含んだ処理対象物体から脱ガス処理された
物体を得ることができる処理方法、脱ガス物体の生産方
法及び処理装置を提供することにある。
【0009】本発明の目的は、金属公害や燃焼による水
蒸気爆発が発生する虞や燃焼により有害煙の発生を防止
しつつ、金属屑を含んだ処理対象物体から脱ガス処理さ
れた品質の良い金属を得ることができる処理方法、脱ガ
ス物体の生産方法及び処理装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、本発明は、金属製品や金属屑を含んだ処理対象物体
を加圧形成し、前記加圧形成された処理対象物体を減圧
下又は還元雰囲気下で表面洗浄し、前記表面洗浄された
処理対象物体を減圧下且つ200℃よりも高く前記金属
屑の融点よりも低い温度下で熱処理している。
【0011】ここで、「金属屑を含んだ処理対象物体」
とは、例えばBe−Cu等の切断片やダライ粉という切
削屑、研磨粉等の金属屑のことであり、これには通常、
油、水、界面活性剤、グリース、切削促進剤、プレス加
工時のパーカーライジング剤等の様々な物質が付着して
おり、「含んだ処理対象物体」とはこのことも考慮して
いる。
【0012】また、上記の加圧形成工程は、2000k
g/cm〜4000kg/cmの力で処理対象物体
を加圧形成することが好ましく、表面洗浄工程は、70
0〜10−2torrの減圧下且つ200〜800℃の
温度下、通常は油等の沸点直上で、加圧形成された処理
対象物体を表面洗浄することが好ましく、熱処理工程
は、10〜10−4torrの減圧下で加熱処理するこ
とが好ましい。なお、金属製品の場合は脱ガス単独処理
が多い。その場合、上記の「金属製品や金属屑を含んだ
処理対象物体を加圧形成」する工程は不要である。
【0013】本発明では、金属を熔融処理して製品とす
る前段階において金属の熔融処理を行っていないので、
非常に小さなエネルギーと極めて短時間で金属屑を含ん
だ処理対象物体から脱ガス処理された物体を得ることが
できる。加えて、金属屑を含んだ処理対象物体を加圧形
成して比重の増大した状態で表面洗浄等しているので、
処理量が増大し、しかも酸化面積が少ない等、上記効果
をより高めることができる。また、熔融処理をする必要
がないので、設備も非常に小さなものでよくなる。この
結果、再生処理のためのランニングコストを非常に低く
することができる。
【0014】また、本発明では、表面洗浄及び加熱処理
を減圧下等で行っているので、酸化を防止しつつ、金属
製品又は金属屑を含んだ処理対象物体から脱ガス処理さ
れた物体を得ることができる。加えて、金属屑を含んだ
処理対象物体を加圧形成して表面積が小さい状態で表面
洗浄等しているので、上記効果をより高めることができ
る。
【0015】更に、本発明では、加熱処理の前段階で表
面洗浄を行っているので、これにより水や油等が除去さ
れ、水蒸気爆発や燃焼による有害煙の発生を防止するこ
とができる。また、このような表面洗浄に先立ち、金属
屑を含んだ処理対象物体を加圧形成しているので、この
ような加圧形成の際に処理対象物体から水や油等が絞り
出され、上記の表面洗浄をより効果的に行うことでき
る。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。
【0017】図1は本発明の一実施形態に係る真空処理
装置の構成を示す図である。
【0018】本処理装置により処理される処理対象物体
であるBe−Cuの切断片やダライ粉(以下、これらを
「切断片」と呼ぶ。)は予めφ200mm×150mm
程度の金属塊に形成されている(ブリケット化されてい
る。)。これは、例えばφ200mm程度の型の中に切
断屑を入れ2000kg/cm〜4000kg/cm
の力で加圧形成することでφ200mm×150mm
程度の金属塊に形成するものである。
【0019】図1に示すように、真空処理装置10は、
パージ室11と真空蒸発室12と冷却室13とをこの順
番で連通して構成される。
【0020】外部とパージ室11、パージ室11と真空
蒸発室12、真空蒸発室12と冷却室13、冷却室13
と外部とはそれぞれ扉14によりそれぞれ隔てられてい
る。なお、14’は2重扉にするための第2の扉を示し
ている。
【0021】ブリケット化された切断片は、例えば籠
(図示を省略)に入れられた状態で外部からパージ室1
1、真空蒸発室12、冷却室13、外部の順番で例えば
真空処理装置10内の搬送装置(図示を省略)により搬
送されるようになっている。
【0022】パージ室11、真空蒸発室12及び冷却室
13には、それぞれポンプ15、16(16’)、17
(真空ポンプ)が接続され、各室11〜13が減圧可能
となっている。特に水分、油分が多い場合はパージ室1
1と真空ポンプ15、及び真空蒸発室12とその真空ポ
ンプ16の間にそれぞれ水、油及び金属等を回収する回
収装置23が設置され、油、水、金属等を回収されるよ
うになっている。
【0023】特に水分が多く該水分を回収装置23で回
収しきれない場合には、該水分がポンプ15、16’に
迄行き、ポンプ15、16’が真空引できない程度にま
で性能が低下する。これを防止するためにポンプ15、
16’に油水分離装置26をそれぞれ設置することで、
水分を除去し、ポンプ15、16’の性能低下を防止す
ることができる。
【0024】また、上記のような場合、水分に影響のな
い水封ポンプ25を単独あるいは並列にし、ダブルで使
用するのが良い。
【0025】さらに、回収装置23通過のみで減圧する
と、回収装置23の水、油が再蒸発して吸引できず、設
定真空度が出ない。このため真空バルブが介挿されたバ
イパス配管24をポンプ16’につけ、別系列から真空
引するように構成してもよい。
【0026】なお、図1において符号27は各ポンプか
ら排気されたガスを無害化するガス無害化処理装置であ
り、例えばアルカリ性のガスを中性に中和するものであ
る。
【0027】真空蒸発室12は電気又はラジアントパイ
プ付のガスバーナー等の加熱手段18によって加熱され
るようになっており、冷却室13は、N2ガス等の無酸
化冷却媒体を用いた冷却手段19によって例えば常温迄
に冷却されるようになっている。
【0028】少なくとも真空蒸発室12には、室内の温
度を検出する温度センサ20及び室内の圧力を検出する
圧力センサ21が設けられており、これらセンサ20、
21での検出結果は制御部22に送出されるようになっ
ている。制御部22は所定の運転プログラム及び上記セ
ンサ20、21に基づき、ポンプ16や加熱手段18を
後述するように制御する。
【0029】真空処理室12には、ブリケット化された
切断片に含まれる油、水、界面活性剤、グリース、切削
促進剤、プレス加工時のパーカーライジング剤等の様々
な物質を含んだ気体を回収する回収装置23が接続され
ている。回収装置23によって回収された気体は、例え
ば気体を冷却する手段によって水、油等が液体として抽
出されるようになっている。このような抽出手段として
は、具体的には、金属油回収装置、水回収装置等が挙げ
られる。
【0030】次に、このように構成された真空処理装置
10を使ってBe−Cuの切断片を再生する処理動作に
ついて、図2に示す処理フローに基づき説明する。
【0031】真空処理装置10に投入される前段階にお
いて、これらの切断片は上述した加圧形成によりφ20
0mm×150mm程度の大きさの金属塊にブリケット
化されている(ステップ101)。
【0032】このようにブリケット化された金属塊は、
真空処理装置10に投入されると、まず5〜10−1
orr程度の圧力にパージするパージ室11を介して真
空蒸発室12に搬送される。
【0033】真空蒸発室12では、それぞれ温度及び圧
力を適宜コントロールすることで表面洗浄工程(ステッ
プ102)と金属からの脱ガス熱処理工程(ステップ1
03)とが連続して実行される。
【0034】表面洗浄工程(ステップ102)では、ブ
リケット化された金属塊を700〜10−2torrの
減圧下且つ200〜800℃の温度下、より好ましくは
5〜10torrの減圧下且つ約200〜400℃の温
度下に晒すことで、表面洗浄する。すなわち、ブリケッ
ト化された金属塊の表面に付着する水、油、その他の物
質が蒸発して回収装置23により回収される。なお、減
圧下ばかりでなく、N2ガス等の中性ガスやCO、H
等の還元ガス雰囲気中においても同様の表面洗浄工程を
実行することができる。例えば、常圧無酸化雰囲気とい
う条件で実行することができる。
【0035】次に、真空蒸発室12において連続して熱
処理工程(ステップ103)が実行される。
【0036】熱処理工程(ステップ103)では、表面
洗浄された金属塊を、10〜10 torrの減圧
下、より好ましくは10−2torr程度の減圧下且つ
200℃以上で該金属の融点以下の温度、より好ましく
は600℃程度温度で加熱処理する。これにより、脱H
ガス処理及び焼鈍処理が行われる。すなわち、本発明
では、熔融処理を行うことなく金属からの脱ガス処理を
行うことができる。
【0037】このように加熱処理が行われた金属塊は、
真空蒸発室12から冷却室13へ搬送され、冷却室13
で例えば常温に冷却された後、真空蒸発装置10の外部
へ搬送される。
【0038】その後、熔融処理(ステップ104)によ
り所望の製品に製品化される。本発明では、このような
熔融処理を一度行うだけでBe−Cuの切断片やダライ
粉を再生して製品化できるところが従来と異なる。
【0039】本発明の効果を確認するために行った実験
結果を図3に示す。
【0040】この実験結果は、Be−Cuのダライ粉を
ブリケット化した金属塊を図3に示す真空度(圧力)及
び温度で熱処理した後に該金属塊に含まれるHガスの
量を測定したものである。
【0041】この実験結果から、減圧下で加熱処理する
ことで脱Hガス処理が効果的に行われることがわか
る。因みにHガスの含有量が1P.P.M以下がピン
ホールによる不具合が発生しない合格製品として取り扱
われる。
【0042】本発明は上記実施形態に限定されるもので
はない。
【0043】例えば、上記実施形態では、表面洗浄工程
と熱処理工程とを同一の真空蒸発室が行っていたが、各
工程をそれぞれ別の真空蒸発室で行うようにしてもよ
い。すなわち、例えば図1に示した真空蒸発室を図4に
示すように洗浄室41と脱ガス室42とに分離して連通
するように構成すればよい。なお、図4における付帯設
備は図1の同様なので省略しているが、洗浄室41及び
脱ガス室42にあそれぞれ回収装置等が別個に接続され
ることになる。これにより、温度や圧力のコントロール
が容易でしかもエネルギーの損失をより小さく抑えるこ
とができると同時に処理量を増加させることができる。
また、処理が少量の場合真空蒸発室のみの単炉だけでも
よい。
【0044】処理対象物体にばね性があり、上記ステッ
プ101でブリケット化が困難な場合にはステップ10
3において軟化焼鈍を行うようにしてもよい。
【0045】上記実施形態では、処理対象物体としてB
e−Cuの金属屑を例にとり説明したが、他の金属製品
及び金属屑であっても勿論本発明を適用できる。
【0046】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
低いランニングコストで、酸化を防止しつつ、しかも金
属公害や燃焼による水蒸気爆発の発生や燃焼による有害
煙の発生を防止しつつ、金属屑を含んだ処理対象物体か
ら脱ガス処理された物体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る真空処理装置の構成
を示す図である。
【図2】本発明の一実施形態に係る真空処理装置を使っ
た処理フローを示す図である。
【図3】本発明の効果を確認するために行った実験結果
を示す図である。
【図4】本発明の他の実施形態に係る真空処理装置の構
成を示す図である。
【符号の説明】
10 真空処理装置 11 パージ室 12 真空蒸発室 13 冷却室 14 扉 15、16、17 ポンプ 18 加熱手段 19 冷却手段 20 温度センサ 21 圧力センサ 22 制御部 23 回収装置
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C22B 15/14 C22B 9/04 35/00 B09B 3/00 ZAB // C22B 9/04 303A

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属屑を含んだ処理対象物体を加圧形成
    する工程と、 前記加圧形成された処理対象物体を減圧下又は還元雰囲
    気下で表面洗浄する工程と、 前記表面洗浄された処理対象物体を減圧下且つ200℃
    よりも高く前記金属屑の融点よりも低い温度下で熱処理
    する工程とを具備することを特徴とする処理方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の処理方法において、 前記加圧形成工程は、2000kg/cm〜4000
    kg/cmの力で処理対象物体を加圧形成することを
    特徴とする処理方法。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の処理方法において、 前記表面洗浄工程は、700〜10−2torrの減圧
    下且つ200〜800℃の温度下で、前記加圧形成され
    た処理対象物体を表面洗浄することを特徴とする処理方
    法。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の処理方法において、 前記熱処理工程は、10〜10−4torrの減圧下且
    つ金属の融点以下の温度で加熱処理することを特徴とす
    る処理方法。
  5. 【請求項5】 金属屑を含んだ処理対象物体から少なく
    ともガスを除去した物体を生産する方法において、 前記処理対象物体を加圧形成する工程と、 前記加圧形成された処理対象物体を減圧下又は還元雰囲
    気下で表面洗浄する工程と、 前記表面洗浄された処理対象物体を減圧下且つ200℃
    よりも高く前記金属屑の融点よりも低い温度下で熱処理
    する工程とを具備することを特徴とする脱ガス物体の生
    産方法。
  6. 【請求項6】 加圧形成され、金属屑を含んだ処理対象
    物体を処理する装置において、 前記処理対象物体を減圧下又は還元雰囲気下で表面洗浄
    する手段と、 前記表面洗浄された処理対象物体を減圧下且つ200℃
    よりも高く前記金属屑の融点よりも低い温度下で熱処理
    する手段とを具備することを特徴とする処理装置。
  7. 【請求項7】 請求項6に記載の処理装置において、 前記表面洗浄手段及び/又は前記熱処理手段は、前記処
    理対象物体を減圧下又は還元雰囲気下で表面洗浄するた
    めの真空蒸発室と、前記真空蒸発室に接続され、前記処
    理対象物体の表面に付着し蒸発した物質を回収する回収
    装置とを有し、 前記回収装置には、水封ポンプが接続されていることを
    特徴とする処理装置。
  8. 【請求項8】 請求項7に記載の処理装置において、 前記真空蒸発室には、前記回収装置をバイパスして前記
    処理対象物体の表面に付着し蒸発した物質を回収するた
    めのバイパス回路が接続されていることを特徴とする処
    理装置。
  9. 【請求項9】 請求項7に記載の処理装置において、 前記回収装置には、水回収装置を装備した真空ポンプが
    接続されていることを特徴とする処理装置。
  10. 【請求項10】 請求項7に記載の処理装置において、 前記表面洗浄手段と前記熱処理手段は、同一の前記真空
    蒸発室内で処理を行うことを特徴とする処理装置。
  11. 【請求項11】 請求項7に記載の処理装置において、 前記真空蒸発室の前後には少なくともパージ室及び冷却
    室が連接されていることを特徴とする処理装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2650058A1 (de) * 2012-04-13 2013-10-16 Andritz Energy & Environment GmbH Verfahren zur Inertisierung von metallischem Aluminium sowie anderen unedlen metallischen Phasen

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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