JP4881654B2 - Method for measuring element content of scrap - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、廃棄自動車の解体で得られるＡスクラップ中に含まれる元素の量を測定する方法に関する。 The present invention relates to a method for measuring the amount of an element contained in A scrap obtained by dismantling a discarded automobile, for example.
この種のスクラップを鉄鋼の原料として再資源化することが自動車のリサイクル方法の一つとして行われている。すなわち、廃棄自動車からエンジンや足回りの部品などを取り除いた後、これをプレスして溶鉱炉に投入し易い形状にしている。これを一般にＡプレスと呼んでいる。 Recycling this kind of scrap as a raw material for steel is one of the methods for recycling automobiles. That is, after removing the engine and undercarriage parts from the scrapped vehicle, it is pressed into a shape that is easy to put into the blast furnace. This is generally called A press.
自動車の電装部品やワイヤーハーネスなどには銅が多く使われているため、Ａプレスに銅がある程度含まれるのはやむをえないが、その量が多くなると、鉄鋼製品の品質に悪影響を及ぼす。具体的には、熱間加工を劣化させるだけでなく、製品の表面品質にも悪影響が及ぶ。しかも、銅は精錬工程で鉄からの除去が非常に難しい元素でもあるため、Ａプレスへの銅混入はできるだけ少なくする必要がある。このため、精緻な解体作業によりプレス前の車体から銅を含む部位を除去しておくことで、Ａプレスヘの銅混入を抑えている。 Since a lot of copper is used in electrical parts and wire harnesses of automobiles, it is inevitable that the A press contains copper to some extent, but if the amount increases, the quality of steel products will be adversely affected. Specifically, it not only degrades hot working but also adversely affects the surface quality of the product. Moreover, since copper is an element that is very difficult to remove from iron in the refining process, it is necessary to minimize the amount of copper mixed into the A press. For this reason, the copper mixing to A press is suppressed by removing the part containing copper from the vehicle body before a press by precise dismantling work.
例えば、特許文献１には、Ａプレス中の各成分が許容範囲となるように除去部位を決定する方法が提案されている。これは、予め記憶された部品毎の成分情報に基づいて、どの部品を除去すれば、Ａプレス中の銅元素の濃度が許容範囲に収まるかを決定するのものである。しかし、数多くの部品について成分情報を正確に把握することは困難である上、集計システムの規模も大きくなり、実用性がない。 For example, Patent Document 1 proposes a method of determining a removal site so that each component in the A press falls within an allowable range. This determines, based on the component information for each part stored in advance, which parts should be removed so that the concentration of the copper element in the A press falls within an allowable range. However, it is difficult to accurately grasp the component information for a large number of parts, and the scale of the aggregation system becomes large, which is not practical.
そこで、実際にＡプレスを溶解して銅濃度を測定する方法が提案されている（非特許文献１参照）。この方法は、電気炉でスクラップを溶解させて銅濃度を測定した後、溶湯中にＡプレスを投入溶融させて銅濃度を測定し、Ａプレスの溶融前後における銅濃度の変化からＡプレス中の銅含有量を算出するものである。
しかし、この方法では、銅含有量の算出にあたって、２つの推定値（Ａプレス中の鉄分の比率とその溶解歩留まり）を用いており、精度の良い測定とはいえない。 However, this method uses two estimated values (the ratio of iron in A press and its dissolution yield) in calculating the copper content, and cannot be said to be a highly accurate measurement.
本発明は、このような事情に鑑み、スクラップ中の特定元素含有量の測定精度を向上できる方法の提供を目的とする。 In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a method capable of improving the measurement accuracy of the specific element content in scrap.
上記課題を解決するための本発明は、スクラップ中の特定元素の含有量を測定する方法であって、スクラップに含有されていない元素をマーカー元素として用い、まず、該マーカー元素を金属溶湯に添加してその濃度を測定し、次いで、金属溶湯にスクラップを投入して溶解させ、その状態で金属溶湯中のマーカー元素と特定元素の濃度を測定し、スクラップ溶解前後における金属溶湯中のマーカー元素の濃度変化からスクラップ溶解で増えた金属溶湯の重量を求め、該金属溶湯の重量変化とスクラップ溶解前後における特定元素の濃度変化とからスクラップ中の特定元素の含有量を求めることを特徴とする。 The present invention for solving the above problems is a method for measuring the content of a specific element in scrap, using an element not contained in the scrap as a marker element, and first adding the marker element to the molten metal Then, the concentration of the marker element in the molten metal before and after melting the scrap is measured by measuring the concentration of the marker element and the specific element in the molten metal in this state. The weight of the molten metal increased by scrap melting is determined from the concentration change, and the content of the specific element in the scrap is determined from the change in weight of the molten metal and the concentration change of the specific element before and after melting the scrap.
かかる構成によれば、金属溶湯に投入されるスクラップにはマーカー元素は含まれていないので、スクラップの溶解前後における金属溶湯中のマーカー元素の濃度変化からスクラップ溶解で増えた金属溶湯の重量を算出し、この算出値と、スクラップ溶解前後における特定元素濃度の変化量とに基づいて、スクラップ中の特定元素の含有量を算出する。つまり、その算出にあたって、スクラップ中の主成分の比率やその溶解歩留まりなどの推定値は用いていないので、特定元素の含有量を正確に求めることができる。 According to this configuration, since the marker element is not included in the scrap put into the molten metal, the weight of the molten metal increased by the melting of the scrap is calculated from the change in the concentration of the marker element in the molten metal before and after the melting of the scrap. Based on this calculated value and the amount of change in the specific element concentration before and after melting the scrap, the content of the specific element in the scrap is calculated. That is, since the estimated values such as the ratio of the main component in the scrap and the dissolution yield thereof are not used in the calculation, the content of the specific element can be accurately obtained.
金属溶湯として主成分がスクラップと同じものを用いるのが好ましい。 It is preferable to use the molten metal having the same main component as the scrap.
かかる構成によれば、スクラップの溶解による元素数の増加がなくなるので、スクラップ溶解後の溶湯を種湯として使用しても、測定精度が悪くなることはない。 According to such a configuration, the number of elements is not increased due to melting of the scrap, so that the measurement accuracy does not deteriorate even when the molten metal after melting the scrap is used as a seed hot water.
マーカー元素として、スクラップの溶解温度において脱炭により還元されるものを用いるのが好ましい。 It is preferable to use a marker element that is reduced by decarburization at the melting temperature of scrap.
かかる構成によれば、マーカー元素がスラグとして金属溶湯から分離されることはないので、金属溶湯中のマーカー元素の含有量が一定に保たれ、測定精度が低下することはない。 According to such a configuration, since the marker element is not separated from the molten metal as slag, the content of the marker element in the molten metal is kept constant, and the measurement accuracy does not decrease.
スクラップが廃棄自動車のＡプレスである場合、特定元素が銅であって、マーカー元素がモリブデン又はマンガンであるのが好ましい。 When the scrap is an A-press of a scrap car, it is preferable that the specific element is copper and the marker element is molybdenum or manganese.
かかる構成によれば、Ａプレス中の銅含有量の測定精度が良くなるので、自動車の解体に際し、除去すべき部位の選別が容易になる。 According to such a configuration, since the measurement accuracy of the copper content in the A press is improved, it is easy to select a portion to be removed when the automobile is disassembled.
本発明によれば、特定元素の含有量の算出にあたって、スクラップ中の主成分の比率やその溶解歩留まりなどの推定値は用いていないので、スクラップ中の特定元素の含有量を正確に求めることができる。 According to the present invention, in calculating the content of the specific element, since the estimated values such as the ratio of the main component in the scrap and the dissolution yield thereof are not used, the content of the specific element in the scrap can be accurately obtained. it can.
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１はスクラップ中の銅含有量を測定する手順を示している。
まず、鋼材を溶融させて種湯を作製し、その銅濃度を測定しておく。炉に投入する鋼材は、スクラップの主要材料である鋼材を使用し、その重量を測っておく。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows the procedure for measuring the copper content in scrap.
First, a steel material is melted to prepare a seed hot water, and its copper concentration is measured. The steel material to be put into the furnace is steel material which is the main material of scrap, and its weight is measured.
次いで、マーカー元素としてのモリブデンまたはマンガンを種湯に添加し、その濃度を測定しておく。種湯に添加するマーカー元素は、スクラップ中に殆ど含まれていないもの（スクラップの銅含有量に比べて無視できるほど少ないもの）を選択し、その重量を測っておく。スクラップにはモリブデンやマンガンは殆ど含まれていないので、これらをマーカー元素とすればよい。なお、マーカー元素の添加量は濃度分析に影響のない量であればよい。
マーカー元素濃度の測定後の金属溶湯にスクラップを投入して溶解させる。そして、金属溶湯中の銅とモリブデンの濃度をそれぞれ測定する。
Next, molybdenum or manganese as a marker element is added to the seed water, and the concentration thereof is measured. The marker element to be added to the seed hot water is selected from those that are hardly contained in the scrap (those that are negligibly small compared to the copper content of the scrap), and the weight thereof is measured. Since scrap contains almost no molybdenum or manganese, these may be used as marker elements. In addition, the addition amount of the marker element may be an amount that does not affect the concentration analysis.
Scrap is put into the molten metal after the measurement of the marker element concentration and melted. Then, the concentrations of copper and molybdenum in the molten metal are measured.
スクラップ中の銅含有量は次のようにして求める。
いま、種湯の作製に際して、最初に炉に投入した鋼材の重量（鋼材に含まれる全ての成分の合計重量）をＷsteelとし、種湯に添加したモリブデンの重量をＷmoとすると、種湯のモリブデン濃度Ｃmoと、スクラップ溶解後のモリブデン濃度Ｗmo *は、次の式で求めることができる。
The copper content in the scrap is determined as follows.
Now, when making the seed water, if the weight of the steel material first put into the furnace (the total weight of all components contained in the steel material) is W steel and the weight of molybdenum added to the seed water is W mo , The molybdenum concentration C mo and the molybdenum concentration W mo * after scrap melting can be obtained by the following equations.
これらの式からスクラップ溶解で増えた鋼材の重量（スクラップ中の鋼の含有量）Ｗsteel *を求めると、 From these equations, the weight of the steel material increased by scrap melting (the steel content in the scrap) W steel * ,
以上の結果からスクラップ溶解後の金属溶湯に含まれていた銅の重量Ｗcu *を求めると、 From the above results, when the weight W cu * of the copper contained in the molten metal after melting the scrap is obtained,
よって、スクラップに含まれていた銅の重量Ｗcuは以下の式から求められる。
Therefore, the weight W cu of the copper contained in the scrap can be obtained from the following formula.
そして、この値Ｗcuをスクラップの鋼含有量Ｗsteel *で除すと、スクラップ中の銅濃度を求めることができる。 And if this value W cu is divided by the steel content W steel * of the scrap, the copper concentration in the scrap can be determined.
なお、測定後の、スクラップ溶解で増えた金属溶湯は次の測定の種湯として使えばよい。 In addition, what is necessary is just to use the molten metal increased by scrap melt | dissolution after a measurement as seed water of the next measurement.
図３は金属酸化物の標準生成エネルギーと温度の関係を示している。 FIG. 3 shows the relationship between the standard generation energy of metal oxide and temperature.
同図において、酸化モリブデンと一酸化炭素の交差する点よりも高い温度では、酸化モリブデンが還元されるが、一酸化炭素が生成される。つまり、金属溶湯の温度（１６００℃）では、鋼に含まれる炭素は酸化（脱炭）されるが、マーカー元素として添加したモリブデンには還元作用が働くため、モリブデンは、スラグとして金属溶湯から分離されることなく、溶湯中に元素単体で存在できるのである。 In the figure, at a temperature higher than the point where molybdenum oxide and carbon monoxide intersect, molybdenum oxide is reduced, but carbon monoxide is generated. In other words, at the temperature of the molten metal (1600 ° C), carbon contained in the steel is oxidized (decarburized), but the molybdenum added as a marker element has a reducing action, so the molybdenum is separated from the molten metal as slag. Without being done, it can exist as a single element in the molten metal.
以上の測定方法では、特定元素である銅の含有量の算出にあたって、スクラップ中の主成分の比率やその溶解歩留まりなどの推定値は用いていないので、スクラップ中の銅の含有量を正確に求めることができる。 The above measurement method does not use estimated values such as the ratio of the main component in scrap and its dissolution yield in calculating the content of copper, which is a specific element, so accurately determine the copper content in scrap. be able to.
さらに、スクラップの主要材料である鋼材を溶融させて種湯を作製しているので、スクラップの溶解による元素数の増加がなくなり、スクラップ溶解後の溶湯を種湯として使用しても、測定精度が悪くなることはない。 In addition, because the seed material is made by melting the steel material, which is the main material of scrap, there is no increase in the number of elements due to melting of the scrap. It won't get worse.
また、マーカー元素として、スクラップの溶解温度において脱炭により還元されるものを用いているので、マーカー元素がスラグとして金属溶湯から分離されることはない。このため、金属溶湯中のマーカー元素の含有量が一定に保たれ、測定精度が低下することはない。 Moreover, since what is reduced by decarburization at the melting temperature of scrap is used as the marker element, the marker element is not separated from the molten metal as slag. For this reason, the content of the marker element in the molten metal is kept constant, and the measurement accuracy does not deteriorate.
なお、以上の実施形態では、種湯を生成すべき鋼材の重量Ｗsteelを計測しているが、モリブデンの添加量Ｗmoとその濃度Ｃmoは既知であるので、最初の式から鋼材の重量Ｗsteelを算出してもよい。 In the above embodiment, the weight W steel of the steel material from which the seed water is to be generated is measured. However, since the addition amount W mo of molybdenum and its concentration C mo are known, the weight of the steel material is calculated from the first equation. W steel may be calculated.
〔実施例〕
図２はＡプレスの作製手順を示している。
〔Example〕
FIG. 2 shows a manufacturing procedure of the A press.
まず、一次解体では、使用済みの自動車からエンジンやタイヤ、バッテリーなどを取り外す。次の二次解体では、銅を多く含む電装部品を２つのカテゴリーに分類して取り外す。ここでは、電装部品は全く取り外さないで一次解体の状態にしておく場合と、一次解体の状態から分類２の電装部品だけを取り外す場合と、分類１,２の電装部品を全て取り外し、エアコン部品や車体装備だけを残した所謂「がら」状態にする場合に分けて作業する（図４参照）。そして、各カテゴリーの車体についてプレス処理によりＡプレスを作製する。なお、Ａプレスは２つの車種について作製するものとする。 First, in the primary dismantling, the engine, tires, batteries, etc. are removed from the used car. In the next secondary dismantling, electrical components containing a large amount of copper are classified into two categories and removed. Here, when the electrical components are not removed at all and left in the primary dismantled state, when only the class 2 electrical components are removed from the primary dismantled state, all the electrical components of category 1 and 2 are removed, The operation is divided into cases where the so-called “gara” state is left with only the body equipment (see FIG. 4). And A press is produced by the press process about the vehicle body of each category. In addition, A press shall be produced about two vehicle types.
一方、種湯の作製にあたっては、攪拌装置を備えた高周波誘導炉に３０００ｋｇの鋼材を投入し、これを１６５０℃の温度で溶解させる（種湯の温度は１５５０〜１７００℃であればよい）。この種湯にマーカー元素としてのモリブデンを添加してその濃度を０.５wt%にする。そして、８００℃で乾留処理したＡプレスを種湯に投入攪拌して溶解させ、その各成分の濃度を測定する（図５参照）。この濃度測定にはプラズマ発光分光分析装置を使用する。 On the other hand, in producing the seed hot water, 3000 kg of steel material is put into a high frequency induction furnace equipped with a stirrer and melted at a temperature of 1650 ° C. (the temperature of the seed hot water may be 1550 to 1700 ° C.). Molybdenum as a marker element is added to this seed bath to make its concentration 0.5 wt%. Then, the A press subjected to carbonization at 800 ° C. is charged and dissolved in the seed hot water, and the concentration of each component is measured (see FIG. 5). A plasma emission spectrometer is used for this concentration measurement.
そして、種湯に「がら」「分類１」「分類２」の各カテゴリー毎のＡプレスを順次投入していく。図５は各成分の濃度が変化する様子を示している。図６は溶湯重量と銅含有量が変化する様子を示している。図４はＡプレスのカテゴリー毎の銅含有率を示している。つまり、この銅含有率が所定の範囲に収まるように２次解体で取り外すべき電装部品を決定すればよいのである。 Then, A presses for each category of “gara”, “class 1”, and “class 2” are sequentially introduced into the seed bath. FIG. 5 shows how the concentration of each component changes. FIG. 6 shows how the molten metal weight and the copper content change. FIG. 4 shows the copper content for each category of the A press. That is, it is only necessary to determine an electrical component to be removed by secondary disassembly so that the copper content falls within a predetermined range.
Claims (4)
4. The scrap element content measuring method according to claim 3, wherein when the scrap is an A press of a scrapped vehicle, the specific element is copper and the marker element is molybdenum or manganese.
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