JP3379188B2 - Ａｌ合金製品屑の溶解法 - Google Patents
Ａｌ合金製品屑の溶解法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＡｌ合金製品屑の溶解法
に関し、特に自動車用の塗装Ａｌ合金製品屑中に含まれ
る主たる不純物であるＰｂとＦｅを効率よく除去し、Ａ
ｌ合金原料として再生し有効利用し得る様に工夫された
溶解法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】Ａｌは軽量で加工性がよく且耐食性が良
好で美感にも優れていることから、自動車部品材料とし
てその使用量は急増している。このうち、エンジン、ホ
イールなどの鋳物やダイキヤスト品は、一般的にＡｌ−
Ｓｉ系合金が主体であり、これらのスクラップは、省資
源、省エネルギーの観点から一般には元の製品原料とし
てリサイクルするルートが確立されつつある。 【０００３】一方最近では、主として車体の軽量化を目
的として、ボンネット、トランクリッド、ドアー、フレ
ームなどの部品材料にもＡｌ合金押出し材や板材の需要
が急増してきており、これらについても製品屑を回収し
てリサイクルすることが望まれる。ところがこれらの用
途では、殆どの場合その表面が塗装処理されており、こ
れら塗装された自動車用Ａｌ合金の製品屑をリサイクル
するに当たっては、塗装中のＰｂＯに由来して再生Ａｌ
合金屑溶湯内へ混入してくるＰｂが再生品の品質に重大
な悪影響を及ぼす。 【０００４】即ち、塗料に含まれるＰｂＯから混入して
くるＰｂは、Ａｌ合金に対する溶解度が低く、Ｐｂ単体
として溶湯中および鋳塊中に介在し、鋳塊組織の粒内お
よび粒界に晶出もしくは残留する。従ってこの鋳塊を加
工時にＰｂの融点以上に加熱するとＰｂが溶融し、加工
割れの原因となる。 【０００５】またＦｅは、Ａｌ合金製品の固定に用いる
ボルト、ナット、座金などの鉄および鉄合金部品として
相当量混入してくることが知られており、このＦｅは溶
湯中に溶解するが、鋳塊内でＡｌ−Ｆｅ系、Ａｌ−Ｆｅ
−Ｍｎ系、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系などの共晶化合物とな
り、加工工程における割れや、表面処理における色むら
などの原因となる。このため、自動車用Ａｌ合金製品屑
のリサイクルに当たっては、これらの不純元素を極力除
去しなければならない。 【０００６】これらの不純物のうちＰｂについては、特
開平５−１７８５６号に、純Ａｌ板材を所定温度に加熱
保持しＰｂを板表面に拡散移動させ、この表面部を除去
する方法が提案されているが、根本的な不純物除去対策
とは言えず、また溶湯における偏析法によってもＰｂの
除去は可能であるが効率が悪く工業的でない。 【０００７】またＦｅについても次の様な除去法が提案
・実用化されているが、やはり下記の様な問題がある。 溶湯処理： １）偏析法：溶湯を冷却すると純度の高いＡｌが先に凝
固する原理を利用してＦｅ不純物を分離する方法である
（例えば特開昭６１−１６６９２９号）が、生産性が非
常に低い。 ２）電気分解法：電気分解によって不純物を陽極に残
し、高純度Ａｌを陰極に集める方法である（例えば特公
昭６２−１０３１５号）が、コストが高過ぎる。 ３）化合物法：Ｆｅ不純物と化合物を形成し得る元素を
溶湯中に添加し、Ｆｅ金属間化合物として除去する方法
である（例えば特公昭５７−２１３４号）が、添加元素
によって溶湯が汚染されてしまう。 【０００８】この様に、これまでのＰｂおよびＦｅの除
去法にはそれぞれ問題点があり、Ａｌ合金製品屑を原料
とする溶湯中のＴｉおよびＦｅを、効率よく安価に除去
し得る方法はまだ確立されていないのが現状である。 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の様な事
情に着目してなされたものであって、その目的は、不純
元素として相当量のＰｂおよびＦｅが混入してくる自動
車用の塗装Ａｌ合金製品屑を溶解原料として使用し、こ
れら不純元素を効率よく除去することによりＡｌ合金と
して再生し得る様な溶解処理法を提供しようとするもの
である。 【００１０】 【課題を解決するための手段】上記課題を達成した本発
明に係る溶解法の構成は、原料の少なくとも一部として
自動車用の塗装Ａｌ合金製品屑を使用し、これを溶解し
た後、 (1) 該溶湯中へＳｉを含む複合酸化物、ＳｉＯ2 、Ｃ
ａ、Ｂａ、Ｃａ含有化合物およびＢａ含有化合物よりな
る群から選択される少なくとも１種を添加し、該溶湯中
のＰｂをＰｂ含有化合物として除去する工程 (2) 該溶湯中へＴａ、Ｔａ化合物、Ｔｉ、Ｃａ、Ｂａ、
Ｃｌ、Ｔｉ酸化物、Ｃａ酸化物、Ｂａ酸化物および塩素
含有化合物よりなる群から選択される少なくとも１種を
添加し、該溶湯中のＦｅをＦｅ含有化合物として除去す
る工程 を、任意の順序で実施し、若しくは同時に実施し、溶湯
中のＰｂ濃度を８０ｐｐｍ以下、Ｆｅ濃度を０．５重量
％以下に低減するところに要旨を有するものである。 【００１１】 【作用】まずＰｂの除去法について詳述する。Ｐｂ成分
の除去には、上記の様にＳｉを含む複合酸化物、ＳｉＯ
2 、Ｃａ、Ｂａ、Ｃａ含有化合物およびＢａ含有化合物
よりなる群から選択される少なくとも１種を用いる方法
が採用されるが、Ｓｉを含む複合酸化物および／または
ＳｉＯ2 を使用する方法と、Ｃａ、Ｂａ、Ｃａ含有化合
物およびＢａ含有化合物の少なくとも１種を用いる方法
に分けて説明する。 【００１２】Ａｌ合金は極めて酸化し易く、かつその酸
化傾向はＰｂ酸化物より大きい。従って、Ａｌ合金溶湯
からＰｂを酸化物として除去することは不可能であると
されている。しかし、本発明者らが鋭意検討した結果、
ＳｉとＰｂとの複合酸化物は、メタルロスを起こすこと
なくＡｌ合金溶湯中に晶析し、分離除去し得ることを見
出した。これは、Ｓｉ−Ｐｂ−Ｏ系複合酸化物が、Ａｌ
の酸化物であるＡｌ2Ｏ3 よりも生成自由エネルギーが
低いためであると考えられ、従って、本発明において
は、Ａｌ合金製品屑を溶解してなる溶湯中にＳｉと酸素
源を存在させ、Ｐｂとの複合酸化物を晶析させてこれを
除去する。 【００１３】本発明では、Ｐｂ除去のためＡｌ合金溶湯
中に、ＳｉＯ2 および／またはＳｉ系複合酸化物を添加
するが、用いることのできるＳｉ系複合酸化物として
は、ＭｇＳｉＯ3 、ＣａＳｉＯ3 、ＦｅＳｉＯ3 、Ｍｎ
ＳｉＯ3 、ＺｎＳｉＯ3 が挙げられる。ＳｉＯ2 および
／またはＳｉ系複合酸化物の添加量は、溶湯中に混入し
ている不純物Ｐｂの量に応じて増減させる必要がある。
これらの元素の総量の下限値は、Ｓｉ−Ｐｂ−Ｏ系複合
酸化物を形成し得る化学量論的当量である。当量より少
ないと、不純物Ｐｂの全てを複合酸化物として除去でき
ないためである。例えば、ＳｉＯ2 のみを添加して、
（ＰｂＯ）（ＳｉＯ2 ）3 を形成させる場合、Ｐｂ：１
モルに対しＳｉが３モル（化学量論的当量）必要であ
り、重量比としては８４．３（ＳｉＯ2 としては１８
０．３）：２０７となる。従ってＰｂが１重量％含まれ
る溶湯にはＳｉＯ2 を０．４１重量％以上添加すればよ
いことになる。ただし、複合酸化物形成のための反応の
場が少ないことを考慮すれば、当量の１．５倍以上の元
素を存在させることが好ましい。 【００１４】一方、Ｓｉは溶湯中のＰｂ量より過剰に多
く存在させると、却って溶湯汚染の原因となり、再生す
るＡｌ合金の性能低下につながりかねない。従って、Ｓ
ｉの上限値は、複合酸化物を形成し得る化学量論的当量
の３倍程度とすることが好ましい。より好ましくは当量
の２倍以下である。 【００１５】かくしてＰｂとＳｉの複合酸化物が晶析し
たＡｌ合金溶湯中から、これらの複合酸化物を分離する
ことによって、不純物Ｐｂの除去が達成できる。複合酸
化物の除去方法は特に限定されないが、この複合酸化物
はＡｌ合金より重いと考えられるので、溶湯を静置し鎮
静化してから複合酸化物を沈降させた後、耐火性の多孔
体フィルターで溶湯濾過する等の方法で除去することが
好ましい。また複合酸化物は溶湯中に浮遊しているもの
も多いため、窒素、アルゴン、Ｈｅ、ネオン等の不活性
ガスを微細な気泡状に溶湯中に吹込み、気泡の浮上と共
に複合酸化物を浮上させて除滓する等の分離方法も好ま
しく採用できる。この場合は脱水素も同時に達成するこ
とができる。 【００１６】また、Ａｌ合金溶湯からＰｂを除去するた
めの他の有効な方法として、該合金溶湯中へＣａ、Ｂ
ａ、Ｃａ化合物またはＢａ化合物を添加して処理する方
法が挙げられる。しかして本発明者らが更に研究を重ね
たところによると、ＰｂはＣａやＢａとも容易に金属間
化合物を形成し、Ａｌ溶湯中に晶析してメタルロスなし
に分離除去し得ることを知った。従って本発明では、Ｐ
ｂ除去のための他の方法としてＣａおよび／またはＢａ
を溶湯中に添加する方法を採用することもできる。 【００１７】ＣａやＢａは単体金属のまま、またはシリ
カ物、炭化物、弗化物、硼化物、塩化物、硫化物等の化
合物の形で添加することができる。添加量は、Ａｌまた
はＡｌ合金溶湯中に含まれるＰｂの量に応じて、その存
在量を増減させる必要があり、実験により確認したとこ
ろによると、Ｃａ量は、溶湯中のＰｂ１に対して重量比
で０．５〜２、Ｂａ量は１．７〜６．９が好ましい。Ｃ
ａまたはＢａ量が不足する場合はＰｂの除去効果不十分
となり、また逆に多過ぎるとＣａやＢａが処理溶湯中に
不純物として残存し溶湯が汚染される。 【００１８】理論的な下限値は、金属間化合物を形成し
得る化学量論的当量であるが、たとえばＣａを添加した
場合Ｐｂとの間にＣａＰｂ、またはＣａ2 Ｐｂの２種の
金属間化合物が形成されるため、化学量論的当量を定め
にくい。ＣａＰｂの生成自由エネルギーは６６０℃で約
−９０ｋＪ／ｍｏｌＰｂであり、Ｃａ2 Ｐｂの生成自由
エネルギーは６６０℃で約−１７０ｋＪ／ｍｏｌＰｂで
ある。従って、ＣａＰｂよりもＣａ2 Ｐｂが生成し易い
と考えると、Ｃａ：Ｐｂ＝２：１が化学量論的当量とな
り、溶湯中のＰｂ１モルに対しＣａは２モル以上存在さ
せることが好ましいことになる。重量比としては、Ｃ
ａ：Ｐｂ＝８０：２０７となり、大体実験値と一致して
いる。 【００１９】このＰｂ除去法を実施するにあたっては、
Ｃａ、Ｂａ、Ｃａ化合物およびＢａ化合物の１種以上を
直接溶解炉へ添加したり、または不活性ガスと共にノズ
ルから溶湯中へ吹込む方法によって添加することができ
る。窒素、アルゴン、Ｈｅ、ネオン等の不活性ガスを微
細な気泡状に溶湯中に吹込む方法を採用すれば、溶湯中
に浮遊している金属間化合物が気泡の浮上と共に浮上し
て取り除き易くなる効果も有する。また、脱水素も同時
に達成することができる。 【００２０】かくして生成した金属間化合物をＡｌ合金
溶湯中から分離除去すると、不純物Ｐｂ含有量の少ない
再生Ａｌ合金を得ることができる。金属間化合物の除去
方法は特に限定されないが、金属間化合物はＡｌ合金よ
り重いと考えられるので、前記方法の場合と同様に溶湯
を静置し鎮静化してから金属間化合物を沈降させた後、
耐火性の多孔体フィルターで溶湯濾過する方法などを採
用すればよい。 【００２１】次に溶湯中のＦｅの除去について説明す
る。尚本発明においては、Ｆｅの除去手段としてＴａ、
Ｔａ化合物、Ｔｉ、Ｃａ、Ｂａ、Ｃｌ、Ｔｉ酸化物、Ｃ
ａ酸化物、Ｂａ酸化物および塩素含有化合物よりなる群
から選択される少なくとも１種を使用する方法を採用す
るが、以下の説明ではＴａまたはＴａ化合物を使用する
方法と、Ｃａ、Ｂａ、Ｃｌ、Ｃａ酸化物、Ｂａ酸化物お
よび塩素含有化合物の１種以上を使用する方法に分けて
説明する。 【００２２】まずＴａまたはＴａ化合物を使用する方法
について説明すると、前述の如くＡｌは極めて酸化し易
く、その酸化傾向はＦｅ酸化物より大きいので、Ａｌ合
金溶湯からＦｅを酸化物として除去することも難しいと
考えられている。ところが本発明者らが鋭意検討したと
ころによると、ＴａとＦｅとの金属間化合物は、メタル
ロスを起こすことなくＡｌまたはＡｌ合金溶湯中に晶析
もしくは半溶融状態で存在し、濾過によって分離除去し
得ることを見出した。これは、ＴａとＦｅとの金属間化
合物が、熱力学的に安定であるためと考えられる。 【００２３】Ｔａは単体金属のまま、もしくはＴａＢ、
ＴａＣｌ3 、ＴａＮ、Ｔａ2 Ｓｉ等のＴａ化合物として
添加することができる。Ｔａは、Ａｌ合金溶湯中に含ま
れるＦｅの量に応じて、その存在量を増減させる必要が
ある。Ｔａ化合物中のＴａと単体金属Ｔａの添加総量の
下限値は、金属間化合物を形成し得る化学量論的当量で
ある。当量より少ないと、不純物Ｆｅの全てを金属間化
合物として除去できないためである。ＴａとＦｅの金属
間化合物はＦｅ−Ｔａであるので両者は当モル必要であ
り、重量比としては１８０．９：５５．８となる。ただ
し、金属間化合物形成のための反応の場が少ないことを
考慮すれば、当量の１．５倍以上のＴａを存在させるこ
とが好ましい。 【００２４】一方、Ｔａは溶湯中のＦｅ量より過剰に多
く存在させると、却って溶湯汚染の原因となり、得られ
るＡｌ合金の性能低下につながりかねない。従って、Ｔ
ａ添加量の総量の上限値は、金属間化合物を形成し得る
化学量論的当量の３倍程度とすることが好ましい。より
好ましくは当量の２倍以下である。なお、Ｔａ化合物と
して添加する場合も、Ｔａ元素換算で添加量を決定すれ
ばよい。 【００２５】Ｔａおよび／またはＴａ化合物をＡｌまた
はＡｌ溶湯に添加する時の溶湯の温度は１０００〜１３
００℃とすることが好ましい。１０００℃より低い場合
は、Ｔａが溶解しないためＦｅとの金属間化合物を形成
されにくくなり、また１３００℃を超えると溶湯酸化が
激しくなってメタルロスが増大する。同じ理由で、Ｔａ
添加後は、通常のＡｌ合金の溶解温度７００〜９００℃
に降温するのがよい。 【００２６】次に、Ｔｉ、Ｃａ、Ｂａ、Ｃｌ、Ｔｉ酸化
物、Ｃａ酸化物、Ｂａ酸化物および塩素含有化合物の１
種以上を用いるＦｅ除去法について説明すると、Ｃａ、
Ｂａ、ＴｉまたはＣｌと、Ｆｅとの複合酸化物も、メタ
ルロスを起こすことなくＡｌ合金溶湯中に晶析もしくは
半溶融状態で存在し、濾過によって容易に分離除去し得
ることが確認された。即ちこれらの元素とＦｅとの複合
酸化物も、Ａｌの酸化物であるＡｌ2 Ｏ3 よりも生成自
由エネルギーが低いためであると考えられる。 【００２７】ちなみに、ＦｅＯ、Ｆｅ3 Ｏ4 、Ｆｅ2 Ｏ
3 等のＦｅ化合物の生成自由エネルギーもＡｌ2 Ｏ3 の
自由生成エネルギーより高いのに対し、Ｃａ2 Ｆｅ2 Ｏ
5 、ＦｅＴｉＯ3 、ＦｅＣｌ2 Ｏ4 等のＦｅ複合酸化物
はＡｌ2 Ｏ3 の自由生成エネルギーよりも低く、従っ
て、Ａｌ合金溶湯中にＣａ、Ｂａ、Ｔｉ、Ｃｌを添加し
て、Ｆｅとの複合酸化物を形成させることによっても、
Ｆｅを除去することができるのである。 【００２８】この場合も、Ｔａとの複合酸化物を形成し
てＦｅを除去する前記方法と同様に２つの方法を採用で
きる。まず第１の方法は、Ｃａ、ＢａまたはＴｉの酸化
物を溶湯中に添加する方法である。この方法では、添加
物が酸化物であるため、空気吹込みを行って酸化させる
必要はない。また、これらの酸化物に代えてＣａ、Ｂ
ａ、Ｔｉ、もしくはＣｌ、またはこれらの元素を１種以
上含む酸化物以外の化合物として１種以上添加して、空
気吹込みによって複合酸化物を形成するための酸素源を
与える方法も採用できる。さらに両方法を併用すること
も可能である。Ｃａ、Ｂａ、Ｔｉは単体金属のまま添加
するか、ＣａＳｉ、ＣａＣ、ＣａＦ等のＣａ化合物やＢ
ａＳｉ、ＢａＣ、ＢａＦ等のＢａ化合物、ＴｉＣｌ4 、
ＴｉＳ2 、ＴｉＦ3 等のＴｉ化合物として添加すること
もできる。ＣｌはＣｌ2 ガスとして空気と共に吹き込む
か、塩化物として、ＫＣｌ、ＮａＣｌ、ＮＨ4 Ｃｌ、Ｔ
ｉＣｌ4 等を添加してもよい。なお、効果については程
度の差はあるがいずれも有効であった。 【００２９】Ａｌ合金溶湯に添加されるＣａ、Ｂａ、Ｔ
ｉ、Ｃｌ各元素の量は、溶湯中に混入している不純物Ｆ
ｅの量に応じて、その存在量の総量を増減させるべきで
あるが、これらの元素の総量の下限値は、複合酸化物を
形成し得る化学量論的当量とするのがよい。しかして当
量より少ないと、不純物Ｆｅの全てを複合酸化物として
除去できないためである。例えば、Ｃａのみを添加し
て、Ｃａ2 Ｆｅ2 Ｏ5 を形成させる場合、ＣａとＦｅは
当モル必要であり、重量比としては４０：５５．８とな
り、Ｆｅが１重量％含まれる溶湯にはＣａを０．７１６
重量％以上添加すればよいことになる。ただし、複合酸
化物形成のための反応の場が少ないことを考慮すれば、
当量の１．５倍以上の元素を存在させることが好まし
い。 【００３０】一方、これらの元素を溶湯中のＦｅ量より
過剰に多く存在させると、却って溶湯汚染の原因とな
り、得られる再生Ａｌ合金の性能低下につながりかねな
い。従って、これらの元素の総量の上限値は、複合酸化
物を形成し得る化学量論的当量の３倍程度とすることが
好ましい。より好ましくは当量の２倍以下である。 【００３１】なお、これらの元素を酸化物、あるいは他
の化合物として添加する場合も、Ｆｅとの複合酸化物を
作るのはＣａ、Ｂａ、Ｔｉ、Ｃｌであるので、これらの
元素換算で添加量を決定すればよい。ただし、酸化物の
みを添加して空気吹込みを行わない場合は、大気、ある
いはすでに溶湯中に生成しているＡｌ2 Ｏ3 から酸素を
奪うことも考えられるが、複合酸化物の組成の理論値か
らは酸素源が不足すると考えられるので、酸化物は金属
元素換算の当量の１．５倍以上入れることが好ましい。
また、空気吹込みによって複合酸化物を形成させる時の
空気吹込み量も、余剰酸素によってＡｌ2 Ｏ3 が形成さ
れるのを極力防ぐために、化学量論的当量の１〜３倍、
好ましくは１．５〜２倍とする。 【００３２】具体的な元素の添加量はＦｅ：１に対する
重量比で、それぞれ単独に添加するとして、Ｃａ＝０．
７２〜２．１、Ｂａ＝２．５〜７．２、Ｔｉ＝０．８６
〜２．６、Ｃｌ＝１．３〜３．８となる。 【００３３】併用系の場合は、酸化物生成自由エネルギ
ーの低い元素が先に複合酸化物を形成し、その元素がす
べて消費されるまで他の元素との複合酸化物は形成され
にくい傾向があるので、併用系の場合はこれを考慮して
総添加量を決定することが必要である。 【００３４】かくして生成するＦｅの複合酸化物をＡｌ
合金溶湯中から分離することによって、不純物Ｆｅの除
去が達成できる。これら複合酸化物は、Ａｌ合金溶湯よ
りも重いと考えられるので、溶湯を静置し鎮静化するこ
とにより複合酸化物を沈降させた後、耐火性の多孔体フ
ィルターで溶湯濾過する等によって除去すればよい。ま
たこの場合も、複合酸化物は溶湯中に浮遊しているもの
も多いため、窒素、アルゴン、Ｈｅ、ネオン等の不活性
ガスを微細な気泡状に溶湯中に吹込み、気泡の浮上と共
に複合酸化物を浮上させて除滓する等の分離方法も好ま
しく採用できる。この場合は脱水素も同時に達成するこ
とができる。 【００３５】かくして、自動車用の塗装Ａｌ合金製品屑
を、場合によっては更に他のＡｌ合金製品屑やＡｌ地金
などと共に溶解し、その溶湯を常法により精錬してから
上記Ｐｂ除去とＦｅ除去を任意の順序で順次実施し、若
しくは同時に実施し、あるいは上記Ｐｂ，Ｆｅの除去処
理後に精錬を行なうことによって、Ｐｂ含有量およびＦ
ｅ含有量の非常に少ない再生Ａｌ合金を得ることができ
る。このとき、再生Ａｌ合金製品としてこれら不純物の
障害を無くすには、最終溶湯中のＰｂ含有率を８０ｐｐ
ｍ以下、好ましくは５０ｐｐｍ以下、より好ましくは１
０ｐｐｍ以下に、またＦｅ含有率は０．５重量％以下、
好ましくは０．３重量％以下、より好ましくは０．２０
重量％以下にする必要がある。尚、本発明を実施する際
における溶解処理は、通常の７００〜９００℃の温度範
囲で行なえばよい。 【００３６】 【実施例】次に本発明の実施例を示すが、本発明はもと
より下記実施例によって制限を受けるものではなく、前
後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施
することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の
技術的範囲に含まれる。 【００３７】実施例１（溶湯からのＰｂの除去） 原料：自動車用アルミ合金板屑、ボンネット材主体、原
料前処理：無 溶解：３０ｔＬＮＧ焚き反射炉、大気溶解、７５０℃ 精錬：ＫＣｌ系フラックスのＮ2 ガス吹込み（溶湯量の
０．１重量％） Ｐｂ除去処理：溶湯中のＰｂ量に対して１．７倍量のＳ
ｉＯ2 を、Ｎ2 ガスをキャリアーガスとしてランスによ
り吹き込む（ガス流量：２０Ｎｌ／分） 除滓：滓をレーキにて溶解炉外へ排出 脱ガス処理：ユニオンカーバイド社製スニフ使用 脱介在物処理：三井金属製のチューブラーフィルター
（１８本）使用 鋳造：４００ｍｍt ×１５００ｍｍw のスラブを半連続
鋳造 加工：熱間および冷間圧延にて０．３ｍｍt Ａｌ合金板
とする 検査：熱間加工割れ発生率、冷延板強度テスト、冷延板
の表面処理（アルマイト）性 結果を、Ｐｂ除去処理のみを省略した比較例と共に表１
に示す。 【００３８】 【表１】 【００３９】実施例２（溶湯からのＦｅの除去） 原料：自動車用アルミ合金板屑、ボンネット材主体、固
定用鉄ボルト付塗料除去材 溶解：３０ｔＬＮＧ焚き反射炉、大気溶解、７５０℃ 精錬：Ｃｌ2ガス、１００Ｎｌ×１５分吹込み Ｆｅ除去処理：(1)溶湯温度を９００〜１２００℃に昇
温した後、Ｔａを溶湯中のＦｅ量に対し化学量論比で
１．５〜２倍添加し、その後７５０℃で保持 (2)ＣａまたはＢａを溶湯中のＦｅ量に対して化学量論
比で１．５〜３倍添加した後、酸化処理を行ない、Ｃａ
またはＢａとＦｅとの複合酸化物を生成 除滓〜検査：実施例１と同様に実施 結果を、Ｆｅ処理のみを省略した比較例と共に表２に示
す。 【００４０】 【表２】 【００４１】実施例３（ＰｂおよびＦｅの同時除去） 原料：自動車用アルミ合金板屑、ボンネット、トランク
リッド、屋根、ドアー混合固定用鉄ボルト有。 溶解：重油焚き、３０ｔ反射炉、大気溶解、７５０℃ 精錬：Ｃｌ2 ガス、１００Ｎｌ×１５分吹込み 不純物元素除去処理： Ａ：(1) Ｐｂ除去：実施例１と同様にしてＰｂ除去 (2) Ｆｅ除去：Ｐｂ除去の後、実施例２の(1) または
(2) と同様にしてＦｅ除去 Ｂ：(1) Ｆｅ除去：実施例２の(1) または(2) と同様に
してＦｅ除去 (2) Ｐｂ除去：Ｆｅ除去の後、実施例１と同様にしてＦ
ｅ除去 Ｃ：（Ｆｅ＋Ｐｂ）同時除去：実施例１と実施例２の
(1) 、または実施例１と実施例２の(2) を組合せて同時
実施 除滓〜検査：実施例１と同様に実施 結果は表３に示す通りであり、屑溶湯中のＰｂとＦｅを
いずれも大幅に低減することができ、再生Ａｌ合金とし
て支障のない品質が確保できることが分かる。 【００４２】 【表３】 【００４３】 【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、自
動車用の塗装Ａｌ合金製品屑を再生原料として、この中
に含まれる主たる不純物であるＰｂとＦｅを溶解状態で
効率よく除去することができ、Ａｌ合金屑を清浄度の高
いＡｌ合金として再生し得ることになった。
に関し、特に自動車用の塗装Ａｌ合金製品屑中に含まれ
る主たる不純物であるＰｂとＦｅを効率よく除去し、Ａ
ｌ合金原料として再生し有効利用し得る様に工夫された
溶解法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】Ａｌは軽量で加工性がよく且耐食性が良
好で美感にも優れていることから、自動車部品材料とし
てその使用量は急増している。このうち、エンジン、ホ
イールなどの鋳物やダイキヤスト品は、一般的にＡｌ−
Ｓｉ系合金が主体であり、これらのスクラップは、省資
源、省エネルギーの観点から一般には元の製品原料とし
てリサイクルするルートが確立されつつある。 【０００３】一方最近では、主として車体の軽量化を目
的として、ボンネット、トランクリッド、ドアー、フレ
ームなどの部品材料にもＡｌ合金押出し材や板材の需要
が急増してきており、これらについても製品屑を回収し
てリサイクルすることが望まれる。ところがこれらの用
途では、殆どの場合その表面が塗装処理されており、こ
れら塗装された自動車用Ａｌ合金の製品屑をリサイクル
するに当たっては、塗装中のＰｂＯに由来して再生Ａｌ
合金屑溶湯内へ混入してくるＰｂが再生品の品質に重大
な悪影響を及ぼす。 【０００４】即ち、塗料に含まれるＰｂＯから混入して
くるＰｂは、Ａｌ合金に対する溶解度が低く、Ｐｂ単体
として溶湯中および鋳塊中に介在し、鋳塊組織の粒内お
よび粒界に晶出もしくは残留する。従ってこの鋳塊を加
工時にＰｂの融点以上に加熱するとＰｂが溶融し、加工
割れの原因となる。 【０００５】またＦｅは、Ａｌ合金製品の固定に用いる
ボルト、ナット、座金などの鉄および鉄合金部品として
相当量混入してくることが知られており、このＦｅは溶
湯中に溶解するが、鋳塊内でＡｌ−Ｆｅ系、Ａｌ−Ｆｅ
−Ｍｎ系、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系などの共晶化合物とな
り、加工工程における割れや、表面処理における色むら
などの原因となる。このため、自動車用Ａｌ合金製品屑
のリサイクルに当たっては、これらの不純元素を極力除
去しなければならない。 【０００６】これらの不純物のうちＰｂについては、特
開平５−１７８５６号に、純Ａｌ板材を所定温度に加熱
保持しＰｂを板表面に拡散移動させ、この表面部を除去
する方法が提案されているが、根本的な不純物除去対策
とは言えず、また溶湯における偏析法によってもＰｂの
除去は可能であるが効率が悪く工業的でない。 【０００７】またＦｅについても次の様な除去法が提案
・実用化されているが、やはり下記の様な問題がある。 溶湯処理： １）偏析法：溶湯を冷却すると純度の高いＡｌが先に凝
固する原理を利用してＦｅ不純物を分離する方法である
（例えば特開昭６１−１６６９２９号）が、生産性が非
常に低い。 ２）電気分解法：電気分解によって不純物を陽極に残
し、高純度Ａｌを陰極に集める方法である（例えば特公
昭６２−１０３１５号）が、コストが高過ぎる。 ３）化合物法：Ｆｅ不純物と化合物を形成し得る元素を
溶湯中に添加し、Ｆｅ金属間化合物として除去する方法
である（例えば特公昭５７−２１３４号）が、添加元素
によって溶湯が汚染されてしまう。 【０００８】この様に、これまでのＰｂおよびＦｅの除
去法にはそれぞれ問題点があり、Ａｌ合金製品屑を原料
とする溶湯中のＴｉおよびＦｅを、効率よく安価に除去
し得る方法はまだ確立されていないのが現状である。 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の様な事
情に着目してなされたものであって、その目的は、不純
元素として相当量のＰｂおよびＦｅが混入してくる自動
車用の塗装Ａｌ合金製品屑を溶解原料として使用し、こ
れら不純元素を効率よく除去することによりＡｌ合金と
して再生し得る様な溶解処理法を提供しようとするもの
である。 【００１０】 【課題を解決するための手段】上記課題を達成した本発
明に係る溶解法の構成は、原料の少なくとも一部として
自動車用の塗装Ａｌ合金製品屑を使用し、これを溶解し
た後、 (1) 該溶湯中へＳｉを含む複合酸化物、ＳｉＯ2 、Ｃ
ａ、Ｂａ、Ｃａ含有化合物およびＢａ含有化合物よりな
る群から選択される少なくとも１種を添加し、該溶湯中
のＰｂをＰｂ含有化合物として除去する工程 (2) 該溶湯中へＴａ、Ｔａ化合物、Ｔｉ、Ｃａ、Ｂａ、
Ｃｌ、Ｔｉ酸化物、Ｃａ酸化物、Ｂａ酸化物および塩素
含有化合物よりなる群から選択される少なくとも１種を
添加し、該溶湯中のＦｅをＦｅ含有化合物として除去す
る工程 を、任意の順序で実施し、若しくは同時に実施し、溶湯
中のＰｂ濃度を８０ｐｐｍ以下、Ｆｅ濃度を０．５重量
％以下に低減するところに要旨を有するものである。 【００１１】 【作用】まずＰｂの除去法について詳述する。Ｐｂ成分
の除去には、上記の様にＳｉを含む複合酸化物、ＳｉＯ
2 、Ｃａ、Ｂａ、Ｃａ含有化合物およびＢａ含有化合物
よりなる群から選択される少なくとも１種を用いる方法
が採用されるが、Ｓｉを含む複合酸化物および／または
ＳｉＯ2 を使用する方法と、Ｃａ、Ｂａ、Ｃａ含有化合
物およびＢａ含有化合物の少なくとも１種を用いる方法
に分けて説明する。 【００１２】Ａｌ合金は極めて酸化し易く、かつその酸
化傾向はＰｂ酸化物より大きい。従って、Ａｌ合金溶湯
からＰｂを酸化物として除去することは不可能であると
されている。しかし、本発明者らが鋭意検討した結果、
ＳｉとＰｂとの複合酸化物は、メタルロスを起こすこと
なくＡｌ合金溶湯中に晶析し、分離除去し得ることを見
出した。これは、Ｓｉ−Ｐｂ−Ｏ系複合酸化物が、Ａｌ
の酸化物であるＡｌ2Ｏ3 よりも生成自由エネルギーが
低いためであると考えられ、従って、本発明において
は、Ａｌ合金製品屑を溶解してなる溶湯中にＳｉと酸素
源を存在させ、Ｐｂとの複合酸化物を晶析させてこれを
除去する。 【００１３】本発明では、Ｐｂ除去のためＡｌ合金溶湯
中に、ＳｉＯ2 および／またはＳｉ系複合酸化物を添加
するが、用いることのできるＳｉ系複合酸化物として
は、ＭｇＳｉＯ3 、ＣａＳｉＯ3 、ＦｅＳｉＯ3 、Ｍｎ
ＳｉＯ3 、ＺｎＳｉＯ3 が挙げられる。ＳｉＯ2 および
／またはＳｉ系複合酸化物の添加量は、溶湯中に混入し
ている不純物Ｐｂの量に応じて増減させる必要がある。
これらの元素の総量の下限値は、Ｓｉ−Ｐｂ−Ｏ系複合
酸化物を形成し得る化学量論的当量である。当量より少
ないと、不純物Ｐｂの全てを複合酸化物として除去でき
ないためである。例えば、ＳｉＯ2 のみを添加して、
（ＰｂＯ）（ＳｉＯ2 ）3 を形成させる場合、Ｐｂ：１
モルに対しＳｉが３モル（化学量論的当量）必要であ
り、重量比としては８４．３（ＳｉＯ2 としては１８
０．３）：２０７となる。従ってＰｂが１重量％含まれ
る溶湯にはＳｉＯ2 を０．４１重量％以上添加すればよ
いことになる。ただし、複合酸化物形成のための反応の
場が少ないことを考慮すれば、当量の１．５倍以上の元
素を存在させることが好ましい。 【００１４】一方、Ｓｉは溶湯中のＰｂ量より過剰に多
く存在させると、却って溶湯汚染の原因となり、再生す
るＡｌ合金の性能低下につながりかねない。従って、Ｓ
ｉの上限値は、複合酸化物を形成し得る化学量論的当量
の３倍程度とすることが好ましい。より好ましくは当量
の２倍以下である。 【００１５】かくしてＰｂとＳｉの複合酸化物が晶析し
たＡｌ合金溶湯中から、これらの複合酸化物を分離する
ことによって、不純物Ｐｂの除去が達成できる。複合酸
化物の除去方法は特に限定されないが、この複合酸化物
はＡｌ合金より重いと考えられるので、溶湯を静置し鎮
静化してから複合酸化物を沈降させた後、耐火性の多孔
体フィルターで溶湯濾過する等の方法で除去することが
好ましい。また複合酸化物は溶湯中に浮遊しているもの
も多いため、窒素、アルゴン、Ｈｅ、ネオン等の不活性
ガスを微細な気泡状に溶湯中に吹込み、気泡の浮上と共
に複合酸化物を浮上させて除滓する等の分離方法も好ま
しく採用できる。この場合は脱水素も同時に達成するこ
とができる。 【００１６】また、Ａｌ合金溶湯からＰｂを除去するた
めの他の有効な方法として、該合金溶湯中へＣａ、Ｂ
ａ、Ｃａ化合物またはＢａ化合物を添加して処理する方
法が挙げられる。しかして本発明者らが更に研究を重ね
たところによると、ＰｂはＣａやＢａとも容易に金属間
化合物を形成し、Ａｌ溶湯中に晶析してメタルロスなし
に分離除去し得ることを知った。従って本発明では、Ｐ
ｂ除去のための他の方法としてＣａおよび／またはＢａ
を溶湯中に添加する方法を採用することもできる。 【００１７】ＣａやＢａは単体金属のまま、またはシリ
カ物、炭化物、弗化物、硼化物、塩化物、硫化物等の化
合物の形で添加することができる。添加量は、Ａｌまた
はＡｌ合金溶湯中に含まれるＰｂの量に応じて、その存
在量を増減させる必要があり、実験により確認したとこ
ろによると、Ｃａ量は、溶湯中のＰｂ１に対して重量比
で０．５〜２、Ｂａ量は１．７〜６．９が好ましい。Ｃ
ａまたはＢａ量が不足する場合はＰｂの除去効果不十分
となり、また逆に多過ぎるとＣａやＢａが処理溶湯中に
不純物として残存し溶湯が汚染される。 【００１８】理論的な下限値は、金属間化合物を形成し
得る化学量論的当量であるが、たとえばＣａを添加した
場合Ｐｂとの間にＣａＰｂ、またはＣａ2 Ｐｂの２種の
金属間化合物が形成されるため、化学量論的当量を定め
にくい。ＣａＰｂの生成自由エネルギーは６６０℃で約
−９０ｋＪ／ｍｏｌＰｂであり、Ｃａ2 Ｐｂの生成自由
エネルギーは６６０℃で約−１７０ｋＪ／ｍｏｌＰｂで
ある。従って、ＣａＰｂよりもＣａ2 Ｐｂが生成し易い
と考えると、Ｃａ：Ｐｂ＝２：１が化学量論的当量とな
り、溶湯中のＰｂ１モルに対しＣａは２モル以上存在さ
せることが好ましいことになる。重量比としては、Ｃ
ａ：Ｐｂ＝８０：２０７となり、大体実験値と一致して
いる。 【００１９】このＰｂ除去法を実施するにあたっては、
Ｃａ、Ｂａ、Ｃａ化合物およびＢａ化合物の１種以上を
直接溶解炉へ添加したり、または不活性ガスと共にノズ
ルから溶湯中へ吹込む方法によって添加することができ
る。窒素、アルゴン、Ｈｅ、ネオン等の不活性ガスを微
細な気泡状に溶湯中に吹込む方法を採用すれば、溶湯中
に浮遊している金属間化合物が気泡の浮上と共に浮上し
て取り除き易くなる効果も有する。また、脱水素も同時
に達成することができる。 【００２０】かくして生成した金属間化合物をＡｌ合金
溶湯中から分離除去すると、不純物Ｐｂ含有量の少ない
再生Ａｌ合金を得ることができる。金属間化合物の除去
方法は特に限定されないが、金属間化合物はＡｌ合金よ
り重いと考えられるので、前記方法の場合と同様に溶湯
を静置し鎮静化してから金属間化合物を沈降させた後、
耐火性の多孔体フィルターで溶湯濾過する方法などを採
用すればよい。 【００２１】次に溶湯中のＦｅの除去について説明す
る。尚本発明においては、Ｆｅの除去手段としてＴａ、
Ｔａ化合物、Ｔｉ、Ｃａ、Ｂａ、Ｃｌ、Ｔｉ酸化物、Ｃ
ａ酸化物、Ｂａ酸化物および塩素含有化合物よりなる群
から選択される少なくとも１種を使用する方法を採用す
るが、以下の説明ではＴａまたはＴａ化合物を使用する
方法と、Ｃａ、Ｂａ、Ｃｌ、Ｃａ酸化物、Ｂａ酸化物お
よび塩素含有化合物の１種以上を使用する方法に分けて
説明する。 【００２２】まずＴａまたはＴａ化合物を使用する方法
について説明すると、前述の如くＡｌは極めて酸化し易
く、その酸化傾向はＦｅ酸化物より大きいので、Ａｌ合
金溶湯からＦｅを酸化物として除去することも難しいと
考えられている。ところが本発明者らが鋭意検討したと
ころによると、ＴａとＦｅとの金属間化合物は、メタル
ロスを起こすことなくＡｌまたはＡｌ合金溶湯中に晶析
もしくは半溶融状態で存在し、濾過によって分離除去し
得ることを見出した。これは、ＴａとＦｅとの金属間化
合物が、熱力学的に安定であるためと考えられる。 【００２３】Ｔａは単体金属のまま、もしくはＴａＢ、
ＴａＣｌ3 、ＴａＮ、Ｔａ2 Ｓｉ等のＴａ化合物として
添加することができる。Ｔａは、Ａｌ合金溶湯中に含ま
れるＦｅの量に応じて、その存在量を増減させる必要が
ある。Ｔａ化合物中のＴａと単体金属Ｔａの添加総量の
下限値は、金属間化合物を形成し得る化学量論的当量で
ある。当量より少ないと、不純物Ｆｅの全てを金属間化
合物として除去できないためである。ＴａとＦｅの金属
間化合物はＦｅ−Ｔａであるので両者は当モル必要であ
り、重量比としては１８０．９：５５．８となる。ただ
し、金属間化合物形成のための反応の場が少ないことを
考慮すれば、当量の１．５倍以上のＴａを存在させるこ
とが好ましい。 【００２４】一方、Ｔａは溶湯中のＦｅ量より過剰に多
く存在させると、却って溶湯汚染の原因となり、得られ
るＡｌ合金の性能低下につながりかねない。従って、Ｔ
ａ添加量の総量の上限値は、金属間化合物を形成し得る
化学量論的当量の３倍程度とすることが好ましい。より
好ましくは当量の２倍以下である。なお、Ｔａ化合物と
して添加する場合も、Ｔａ元素換算で添加量を決定すれ
ばよい。 【００２５】Ｔａおよび／またはＴａ化合物をＡｌまた
はＡｌ溶湯に添加する時の溶湯の温度は１０００〜１３
００℃とすることが好ましい。１０００℃より低い場合
は、Ｔａが溶解しないためＦｅとの金属間化合物を形成
されにくくなり、また１３００℃を超えると溶湯酸化が
激しくなってメタルロスが増大する。同じ理由で、Ｔａ
添加後は、通常のＡｌ合金の溶解温度７００〜９００℃
に降温するのがよい。 【００２６】次に、Ｔｉ、Ｃａ、Ｂａ、Ｃｌ、Ｔｉ酸化
物、Ｃａ酸化物、Ｂａ酸化物および塩素含有化合物の１
種以上を用いるＦｅ除去法について説明すると、Ｃａ、
Ｂａ、ＴｉまたはＣｌと、Ｆｅとの複合酸化物も、メタ
ルロスを起こすことなくＡｌ合金溶湯中に晶析もしくは
半溶融状態で存在し、濾過によって容易に分離除去し得
ることが確認された。即ちこれらの元素とＦｅとの複合
酸化物も、Ａｌの酸化物であるＡｌ2 Ｏ3 よりも生成自
由エネルギーが低いためであると考えられる。 【００２７】ちなみに、ＦｅＯ、Ｆｅ3 Ｏ4 、Ｆｅ2 Ｏ
3 等のＦｅ化合物の生成自由エネルギーもＡｌ2 Ｏ3 の
自由生成エネルギーより高いのに対し、Ｃａ2 Ｆｅ2 Ｏ
5 、ＦｅＴｉＯ3 、ＦｅＣｌ2 Ｏ4 等のＦｅ複合酸化物
はＡｌ2 Ｏ3 の自由生成エネルギーよりも低く、従っ
て、Ａｌ合金溶湯中にＣａ、Ｂａ、Ｔｉ、Ｃｌを添加し
て、Ｆｅとの複合酸化物を形成させることによっても、
Ｆｅを除去することができるのである。 【００２８】この場合も、Ｔａとの複合酸化物を形成し
てＦｅを除去する前記方法と同様に２つの方法を採用で
きる。まず第１の方法は、Ｃａ、ＢａまたはＴｉの酸化
物を溶湯中に添加する方法である。この方法では、添加
物が酸化物であるため、空気吹込みを行って酸化させる
必要はない。また、これらの酸化物に代えてＣａ、Ｂ
ａ、Ｔｉ、もしくはＣｌ、またはこれらの元素を１種以
上含む酸化物以外の化合物として１種以上添加して、空
気吹込みによって複合酸化物を形成するための酸素源を
与える方法も採用できる。さらに両方法を併用すること
も可能である。Ｃａ、Ｂａ、Ｔｉは単体金属のまま添加
するか、ＣａＳｉ、ＣａＣ、ＣａＦ等のＣａ化合物やＢ
ａＳｉ、ＢａＣ、ＢａＦ等のＢａ化合物、ＴｉＣｌ4 、
ＴｉＳ2 、ＴｉＦ3 等のＴｉ化合物として添加すること
もできる。ＣｌはＣｌ2 ガスとして空気と共に吹き込む
か、塩化物として、ＫＣｌ、ＮａＣｌ、ＮＨ4 Ｃｌ、Ｔ
ｉＣｌ4 等を添加してもよい。なお、効果については程
度の差はあるがいずれも有効であった。 【００２９】Ａｌ合金溶湯に添加されるＣａ、Ｂａ、Ｔ
ｉ、Ｃｌ各元素の量は、溶湯中に混入している不純物Ｆ
ｅの量に応じて、その存在量の総量を増減させるべきで
あるが、これらの元素の総量の下限値は、複合酸化物を
形成し得る化学量論的当量とするのがよい。しかして当
量より少ないと、不純物Ｆｅの全てを複合酸化物として
除去できないためである。例えば、Ｃａのみを添加し
て、Ｃａ2 Ｆｅ2 Ｏ5 を形成させる場合、ＣａとＦｅは
当モル必要であり、重量比としては４０：５５．８とな
り、Ｆｅが１重量％含まれる溶湯にはＣａを０．７１６
重量％以上添加すればよいことになる。ただし、複合酸
化物形成のための反応の場が少ないことを考慮すれば、
当量の１．５倍以上の元素を存在させることが好まし
い。 【００３０】一方、これらの元素を溶湯中のＦｅ量より
過剰に多く存在させると、却って溶湯汚染の原因とな
り、得られる再生Ａｌ合金の性能低下につながりかねな
い。従って、これらの元素の総量の上限値は、複合酸化
物を形成し得る化学量論的当量の３倍程度とすることが
好ましい。より好ましくは当量の２倍以下である。 【００３１】なお、これらの元素を酸化物、あるいは他
の化合物として添加する場合も、Ｆｅとの複合酸化物を
作るのはＣａ、Ｂａ、Ｔｉ、Ｃｌであるので、これらの
元素換算で添加量を決定すればよい。ただし、酸化物の
みを添加して空気吹込みを行わない場合は、大気、ある
いはすでに溶湯中に生成しているＡｌ2 Ｏ3 から酸素を
奪うことも考えられるが、複合酸化物の組成の理論値か
らは酸素源が不足すると考えられるので、酸化物は金属
元素換算の当量の１．５倍以上入れることが好ましい。
また、空気吹込みによって複合酸化物を形成させる時の
空気吹込み量も、余剰酸素によってＡｌ2 Ｏ3 が形成さ
れるのを極力防ぐために、化学量論的当量の１〜３倍、
好ましくは１．５〜２倍とする。 【００３２】具体的な元素の添加量はＦｅ：１に対する
重量比で、それぞれ単独に添加するとして、Ｃａ＝０．
７２〜２．１、Ｂａ＝２．５〜７．２、Ｔｉ＝０．８６
〜２．６、Ｃｌ＝１．３〜３．８となる。 【００３３】併用系の場合は、酸化物生成自由エネルギ
ーの低い元素が先に複合酸化物を形成し、その元素がす
べて消費されるまで他の元素との複合酸化物は形成され
にくい傾向があるので、併用系の場合はこれを考慮して
総添加量を決定することが必要である。 【００３４】かくして生成するＦｅの複合酸化物をＡｌ
合金溶湯中から分離することによって、不純物Ｆｅの除
去が達成できる。これら複合酸化物は、Ａｌ合金溶湯よ
りも重いと考えられるので、溶湯を静置し鎮静化するこ
とにより複合酸化物を沈降させた後、耐火性の多孔体フ
ィルターで溶湯濾過する等によって除去すればよい。ま
たこの場合も、複合酸化物は溶湯中に浮遊しているもの
も多いため、窒素、アルゴン、Ｈｅ、ネオン等の不活性
ガスを微細な気泡状に溶湯中に吹込み、気泡の浮上と共
に複合酸化物を浮上させて除滓する等の分離方法も好ま
しく採用できる。この場合は脱水素も同時に達成するこ
とができる。 【００３５】かくして、自動車用の塗装Ａｌ合金製品屑
を、場合によっては更に他のＡｌ合金製品屑やＡｌ地金
などと共に溶解し、その溶湯を常法により精錬してから
上記Ｐｂ除去とＦｅ除去を任意の順序で順次実施し、若
しくは同時に実施し、あるいは上記Ｐｂ，Ｆｅの除去処
理後に精錬を行なうことによって、Ｐｂ含有量およびＦ
ｅ含有量の非常に少ない再生Ａｌ合金を得ることができ
る。このとき、再生Ａｌ合金製品としてこれら不純物の
障害を無くすには、最終溶湯中のＰｂ含有率を８０ｐｐ
ｍ以下、好ましくは５０ｐｐｍ以下、より好ましくは１
０ｐｐｍ以下に、またＦｅ含有率は０．５重量％以下、
好ましくは０．３重量％以下、より好ましくは０．２０
重量％以下にする必要がある。尚、本発明を実施する際
における溶解処理は、通常の７００〜９００℃の温度範
囲で行なえばよい。 【００３６】 【実施例】次に本発明の実施例を示すが、本発明はもと
より下記実施例によって制限を受けるものではなく、前
後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施
することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の
技術的範囲に含まれる。 【００３７】実施例１（溶湯からのＰｂの除去） 原料：自動車用アルミ合金板屑、ボンネット材主体、原
料前処理：無 溶解：３０ｔＬＮＧ焚き反射炉、大気溶解、７５０℃ 精錬：ＫＣｌ系フラックスのＮ2 ガス吹込み（溶湯量の
０．１重量％） Ｐｂ除去処理：溶湯中のＰｂ量に対して１．７倍量のＳ
ｉＯ2 を、Ｎ2 ガスをキャリアーガスとしてランスによ
り吹き込む（ガス流量：２０Ｎｌ／分） 除滓：滓をレーキにて溶解炉外へ排出 脱ガス処理：ユニオンカーバイド社製スニフ使用 脱介在物処理：三井金属製のチューブラーフィルター
（１８本）使用 鋳造：４００ｍｍt ×１５００ｍｍw のスラブを半連続
鋳造 加工：熱間および冷間圧延にて０．３ｍｍt Ａｌ合金板
とする 検査：熱間加工割れ発生率、冷延板強度テスト、冷延板
の表面処理（アルマイト）性 結果を、Ｐｂ除去処理のみを省略した比較例と共に表１
に示す。 【００３８】 【表１】 【００３９】実施例２（溶湯からのＦｅの除去） 原料：自動車用アルミ合金板屑、ボンネット材主体、固
定用鉄ボルト付塗料除去材 溶解：３０ｔＬＮＧ焚き反射炉、大気溶解、７５０℃ 精錬：Ｃｌ2ガス、１００Ｎｌ×１５分吹込み Ｆｅ除去処理：(1)溶湯温度を９００〜１２００℃に昇
温した後、Ｔａを溶湯中のＦｅ量に対し化学量論比で
１．５〜２倍添加し、その後７５０℃で保持 (2)ＣａまたはＢａを溶湯中のＦｅ量に対して化学量論
比で１．５〜３倍添加した後、酸化処理を行ない、Ｃａ
またはＢａとＦｅとの複合酸化物を生成 除滓〜検査：実施例１と同様に実施 結果を、Ｆｅ処理のみを省略した比較例と共に表２に示
す。 【００４０】 【表２】 【００４１】実施例３（ＰｂおよびＦｅの同時除去） 原料：自動車用アルミ合金板屑、ボンネット、トランク
リッド、屋根、ドアー混合固定用鉄ボルト有。 溶解：重油焚き、３０ｔ反射炉、大気溶解、７５０℃ 精錬：Ｃｌ2 ガス、１００Ｎｌ×１５分吹込み 不純物元素除去処理： Ａ：(1) Ｐｂ除去：実施例１と同様にしてＰｂ除去 (2) Ｆｅ除去：Ｐｂ除去の後、実施例２の(1) または
(2) と同様にしてＦｅ除去 Ｂ：(1) Ｆｅ除去：実施例２の(1) または(2) と同様に
してＦｅ除去 (2) Ｐｂ除去：Ｆｅ除去の後、実施例１と同様にしてＦ
ｅ除去 Ｃ：（Ｆｅ＋Ｐｂ）同時除去：実施例１と実施例２の
(1) 、または実施例１と実施例２の(2) を組合せて同時
実施 除滓〜検査：実施例１と同様に実施 結果は表３に示す通りであり、屑溶湯中のＰｂとＦｅを
いずれも大幅に低減することができ、再生Ａｌ合金とし
て支障のない品質が確保できることが分かる。 【００４２】 【表３】 【００４３】 【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、自
動車用の塗装Ａｌ合金製品屑を再生原料として、この中
に含まれる主たる不純物であるＰｂとＦｅを溶解状態で
効率よく除去することができ、Ａｌ合金屑を清浄度の高
いＡｌ合金として再生し得ることになった。
フロントページの続き
(72)発明者 大隅 研治
兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号
株式会社神戸製鋼所 神戸総合技術研
究所内
(72)発明者 大賀 清正
兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号
株式会社神戸製鋼所 神戸総合技術研
究所内
(72)発明者 新井 基浩
兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号
株式会社神戸製鋼所 神戸総合技術研
究所内
(72)発明者 益田 穣司
山口県下関市長府港町14番１号 株式会
社神戸製鋼所長府製造所内
(72)発明者 北野 貴之
山口県下関市長府港町14番１号 株式会
社神戸製鋼所長府製造所内
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C22B 1/00 - 61/00
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 原料の少なくとも一部として自動車用の
塗装Ａｌ合金製品屑を使用し、これを溶解した後、該溶
湯中のＰｂをＰｂ含有化合物として除去する工程と該溶
湯中のＦｅをＦｅ含有化合物として除去する工程を、任
意の順序で実施し、若しくは同時に実施し、溶湯中のＰ
ｂ濃度を８０ｐｐｍ以下、Ｆｅ濃度を０．５重量％以下
に低減するためのＡｌ合金製品屑の溶解法であって、 (1-1)該溶湯中へ、Ｓｉを含む複合酸化物および／また
はＳｉＯ 2 を添加し、該溶湯中にＳｉ−Ｐｂ−Ｏ系複合
酸化物を形成し、この複合酸化物を除去する工程、 (1-2)該溶湯中へ、Ｃａ、Ｂａ、Ｃａ含有化合物および
Ｂａ含有化合物よりなる群から選択される少なくとも１
種を添加し、該溶湯中に、ＰｂとＣａあるいはＰｂとＢ
ａとの金属間化合物を形成し、この金属間化合物を除去
する工程、 (2-1)該溶湯中へ、Ｔａおよび／またはＴａ化合物を添
加し、該溶湯中にＴａとＦｅとの金属間化合物を形成
し、この金属間化合物を除去する工程、 (2-2)該溶湯中へ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｂａ、Ｃｌ、Ｔｉ酸化
物、Ｃａ酸化物、Ｂａ酸化物および塩素含有化合物より
なる群から選択される少なくとも１種を添加し、該溶湯
中に、添加された元素とＦｅとの複合酸化物を形成し
て、この複合酸化物を除去する工程、 の４工程のうち、ＰｂをＰｂ化合物として除去する工程
が、上記(1-1)工程および／または(1-2)工程であり、Ｆ
ｅをＦｅ化合物として除去する工程が、上記(2-1)工程
および／または(2-2)工程である ことを特徴とするＡｌ
合金製品屑の溶解法。
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