JPH03243730A - アルミニウム合金の製造方法 - Google Patents

アルミニウム合金の製造方法

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JPH03243730A
JPH03243730A JP2038815A JP3881590A JPH03243730A JP H03243730 A JPH03243730 A JP H03243730A JP 2038815 A JP2038815 A JP 2038815A JP 3881590 A JP3881590 A JP 3881590A JP H03243730 A JPH03243730 A JP H03243730A
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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】 [産業上の利用分野] 本発明はアルミニウム合金の製造方法に関し、さらに詳
しくは、アルミニウム合金製缶の再利用を有効に行なう
ことができるアルミニウム合金の製造方法に関するもの
である。
[従来技術] 通常、缶用アルミニウム合金板製品は、原料→溶解−鋳
造−圧延→表面処理→検査の工程により生産されている
のが一般的である。
そして、この場合、原料としてはアルミニウム地金は全
部海外からの輸入に依存しているものであり、従って、
安定した供給を図ることが重要である。そのために、ア
ルミニウムスクラップの利用が広く行なわれてきている
最近、アルミニウム板材の生産量の約20%を占めるア
ルミニウム合金製飲料缶層は、その回収率が50%以下
であり、用途も限定されており、今後、使用済アルミニ
ウム合金製飲料缶の回収および再利用技術の開発が必要
となってくる。
このアルミニウム合金製飲料缶層は、元のアルミニウム
原料として再利用するのが最も経済的、かつ、効果的で
あり、■一定の品質、■量の安定性、■回転サイクルの
早さ等の長所があるが、アルミニウム合金溶湯の成分不
良および溶解工程における酸化ロスが生成し易いという
問題がある。
従来からも、アルミニウム合金製飲料缶層は、スクラッ
プとしてアルミニウム地金と混合溶解されているが、こ
のスクラップの利用は、上記したようにアルミニウム合
金溶湯の成分不良或いは溶湯汚染等の生じ易いことおよ
び溶解ロスの発生による溶解歩留りの低下が最大の問題
であり、従って、アルミニウム合金製飲料缶層の利用率
はアルミニウム地金の最大50%以下に止どまっている
のが現状である。
さらに、近年、アルミニウム合金製飲料缶の塗装は非常
にカラフルになり、特に、白色系の塗料が多く使用され
るようになってきている。この白色系塗料の主成分は樹
脂と共に添加されるチタン酸化物であり、このチタンの
使用量は一缶一缶では極めて僅かであっても、大量にス
クラップとして再利用、再溶解を行なう際には無視する
ことができない量になり、3004系アルミニウム合金
の場合にはチタンは不純物であって、0.Oht%以上
含まれる場合には直接的に製品不良となるものである。
また、上記(lX2)の問題を解決したとしても、溶解
そのものの問題として異種のアルミニウム合金同士の混
合によるアルミニウム溶湯が成分不良となる問題がある
従来より良く知られているように、アルミニウム合金製
飲料缶には、ボディ材としては3004系アルミニウム
合金(AI−Mn−Mg系合金)、エンド材としては5
052系合金(AI−Mg系合金)、タブ材としては1
100系合金やI2O3系合金(純アルミニウム)等の
多種類のアルミニウム合金が使用されており、そのため
、アルミニウム合金製飲料缶の各部材すべてを同時に溶
解すれば成分不良が生じるということ、および再溶解す
る場合でも、特に、ボディ材しエンド材とは分離すると
いうこと、および、Mgを含有するたろ溶湯酸化が生じ
易く、金属分が酸化ロスとなり、溶解歩留りが低下する
ことは当業者の常識的な事項となっている。
[発明が解決しようとする課題] 本発明は上記に説明したように、従来における使用済ア
ルミニウム合金製飲料缶の再利用、再溶解における種々
の問題点に鑑み、本発明者が鋭意研究を行ない、検討を
重ねた結果、アルミニウム合金溶湯の成分不良或いは溶
湯汚染および溶解ロスが発生する原因は、(1)アルミ
ニウム合金製缶の表面を被覆する塗料、(2)スクラッ
プ中の異物等にあることを知見し、従って、使用済アル
ミニウム合金製飲料缶の再溶解に際して、予め、アルミ
ニウム合金製飲料缶表面の塗料を除去したスクラップで
あれば、アルミニウム合金製飲料缶の各部材(各種のア
ルミニウム合金)を共に溶解しても、溶解温度を制御す
ることにより製造されたアルミニウム合金溶湯の成分不
良或いは溶湯汚染および溶解ロスを生じることなく、3
004系アルミニウム合金を鋳造することができるアル
ミニウム合金の製造方法を開発したのである。
[問題点を解決するための手段] 本発明に係るアルミニウム合金の製造方法は、(1)使
用済アルミニウム合金製缶の塗料を除去した後、缶の各
構成部材を合わせて溶解すると共に、溶湯温度を800
℃以下としてチタンおよび鉄がアルミニウム合金溶湯に
溶解するのを防止しながら、JIS3004系アルミニ
ウム合金を鋳造することを特徴とするアルミニウム合金
の製造方法を第1の発明とし、 (2)使用済アルミニウム合金製缶の塗料を除去した後
、缶の各構成部材を合わせて溶解すると共に、溶湯温度
を800℃以下としてチタンおよび鉄がアルミニウム合
金溶湯に溶解するのを防止しながら、JIS3004系
アルミニウム合金を鋳造する際に、チタンおよび鉄を含
む滓を連続的に排出することを特徴とするアルミニウム
合金の製造方法を第2の発明とする2つの発明よりなる
ものである。
次に、本発明に係るアルミニウム合金の製造方法につい
て、以下詳細に説明する。
即ち、本発明に係るアルミニウム合金の製造方法におい
ては、アルミニウム合金製飲料缶表面に塗布されている
印刷塗料から混入するチタンおよび異物として混入する
鉄を、アルミニウム合金製飲料缶の各構成部材を溶解す
る際に、溶湯中に溶解することを防止し、さらに、滓と
して積極的に炉外に除去することにより溶湯中にチタン
および鉄が含まれて、これらの含有量が増加することを
防止するものである。さらに、これらMgを含む原料よ
り溶製された溶湯は、酸化が著しく、金属分が酸化物、
例えば、M g A l t O3、MgO等に変化し
て溶解ロスを形成することを防止するものである。
現在使用されているアルミニウム合金製飲料缶には、そ
の表面に識別や販売促進のために、また、内面には耐蝕
性向上のために塗料が塗布されており、これらの塗料を
それぞれ分析したところ、アルミニウム合金においては
巨大初晶等の原因となるチタンおよび不純物元素として
制御されている鉄等の存在が認められる。さらに、スク
ラップ中には磁力選別等で漏れた鉄が不可避的に混入し
ている。
このようなチタンおよび鉄を不可避的にふくむアルミニ
ウム合金製飲料缶を、後述する実施例1と同じ条件で溶
湯温度を変えて各温度において溶解した結果を第1図に
示す。
この第1図より、チタンおよび鉄のアルミニウム合金溶
湯中への溶解量は、溶解温度に依存していることは興味
深いことである。
即ち、第1図はアルミニウム合金製飲料缶を!00%配
合・溶解における溶湯成分と溶湯温度との関係を示す図
であり、この第1図において、チタンおよび鉄は共に7
50〜800℃の溶解温度領域においては、アルミニウ
ム合金溶湯中における溶解は殆ど認められないが、しか
し、溶解温度が800℃以上になるとチタンおよび鉄は
共にアルミニウム合金溶湯中に溶解を開始し、溶解温度
900℃においては750〜800℃の溶解温度におけ
るチタンおよび鉄の溶解の1.5倍にも達するようにな
り、アルミニウム合金溶湯は成分不良となることがわか
る。第1図において、○は鉄を示し、バラツキは±0.
030vt%、Δはチタンを示し、バラツキは±0,0
01wt%である。
しかして、通常はアルミニウム合金製飲料缶等の萬比重
の小さい原料は、酸化防止を目的として溶湯溶解される
のであるが、この時、操業性を向上させるために900
℃以上の高温溶湯が使用゛されることが多いが、使用済
アルミニウム合金製飲料缶を溶解する場合には、この温
度においては上記第1図からも明らかなようにチタンお
よび鉄が溶湯中に溶解するため不都合であることがわか
る。
また、後述する実施例1と同じ条件で、溶湯温度を変え
て各溶湯温度において、チタンおよび鉄を不可避的に含
むアルミニウム合金製飲料缶を溶解する際の、溶解歩留
りを第2図に示す。
この第2図より第1図に示したチタンおよび鉄の溶湯中
への溶解量と共に、溶解歩留りも溶湯温度に依存してい
ることがわかり、特に、溶湯温度が800℃をこえる場
合の溶解歩留りの低下が著しい。
従って、逆に、アルミニウム合金溶湯温度が800℃以
下であれば、チタンおよび鉄はアルミニウム合金溶湯中
には溶解し難く、アルミニウム合金溶湯表面の陣中に凝
集されるので、この滓を溶解中もしくは溶解終了後に連
続的に除去することにより溶湯の汚染を防止することが
できる。
これは、例えば、T i Otについて説明すると、T
ie、がアルミニウムの溶湯中に入る原因としては、T
i0zがアルミニウム溶湯で還元され、Tiとして溶湯
中に入るか、もしくは、TiO*のまま残存するかであ
る。しかして、上記した本発明者の知見の通り、T i
 O*の溶湯中への溶解量が溶湯温度の依存性を示すこ
とから、前者の原因が支配的であると考えられる。
従って、溶湯温度を下げてより溶湯へ混入し易いTiの
形にT i O*を還元せず、Tie、の状態のまま保
持して溶湯表面に浮上させて、直ちに炉外に排出し、続
いて溶湯との反応によるTiの還元が生じることを防止
することが有効となる。
また、アルミニウム合金製飲料缶に塗布されている塗料
は、予め除去することが必須であるが、その手段として
燃焼等の熱的、研摩剤等の機械的、或いは、化学薬品を
使用した化学的な除去手段等を採用することができる。
しかし、このような除去手段をおこなっても完全に10
0%の塗料を除去することは不可能であり、ある程度の
残存塗料の中からチタンおよび鉄が混入することは避け
ることができない。
例えば、塗料の除去手段として最も優れている薬剤によ
る化学的処理でさえ、現状は60〜70%の除去水準で
あり、このことからも、必然的に混入するこれら不純物
の汚染を防止する本発明に懸かるアルミニウム合金の製
造方法の重要性は明らかである。
・また、使用するアルミニウム合金製飲料缶は、缶のボ
ディ材、エンド材、タブ材等の各部材をすべて同時に溶
解することが好ましいが、勿論、これらはスクラップの
状況による。ただ、少なくとも、ボディ材とエンド材と
を共に溶解しなければスクラップリようの意味は半減す
る。
これらアルミニウム合金製飲料缶の部材等にボディ材、
エンド材のようにアルミニウム合金が相違しているにも
拘わらず、即ち、3004系合金と5052系合金とア
ルミニウム合金の混合にも拘わらず、上記したチタンお
よび鉄によるアルミニウム合金の汚染の問題を除いて、
溶湯が3004系合金の酸分範囲に入る理由は、特にM
gについては、両者の成分系で異なり、5052系合金
の量が3004系合金の量よりも圧倒的Jこ多いマグネ
シウム等が溶解中に蒸発する等の理由による。
[実 施 例] 本発明に係るアルミニウム合金の製造方法の実施例を説
明する。
実施例1 1、原料 塗料を化学薬品により除去し、シュレッダ−した使用済
アルミニウム合金製飲料缶 100%配合 (塗料残存率30〜40%) 2、溶解条件 ■溶解炉  低周波誘導炉   11 ■溶解方法 アルミニウム合金製飲料缶を順次添加 ■溶解雰囲気 大気 3、精錬条件 精錬無し 実施例2 !、原料 実施例1と同じ使用済アルミニウム飲料缶7
0%と99.7%Al30% とを配合 2、溶解条件 ■溶解炉 反射炉 15t ■溶解方法99.7%アルミニウムにより丁場を作成後
、アルミニウム合 金製飲料缶を順次溶解 ■溶解雰囲気 大気 3、精錬条件塩化物を主体とするフラックスを吹込み精
錬 上記実施例1および実施例2において説明した第1表お
よび第2表から明らかな通り、溶解法の相違にも拘わら
す溶湯温度が高い程、特に、Fe、Tiの量が増加して
、850℃の溶湯温度の比較例では成分規格よりはずれ
ると共に、歩留りも悪くなっている。
しかし、これに対して。溶湯温度が700℃、740℃
の実施例ではF’e、Ti共に規格内に制限され、歩留
りも高いことがわかる。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明に係るアルミニウム合金の
製造方法は上記の構成であるから、アルミニウム合金製
飲料缶の塗料を除去してから、このアルミニウム合金製
飲料缶を形成する各部材の各種アルミニウム合金を同時
に溶解しても、溶湯温度を制御することにより、アルミ
ニウム合金溶湯には成分不良や溶湯汚染および溶解歩留
り低下等が生じることがなく、3004系アルミニウム
合金を製造することができるという優れた効果を有して
いるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はアルミニウム合金製飲料缶100%配合・溶解
における溶湯成分と溶湯温度との関係を示す図、第2図
はアルミニウム合金製飲料缶を100%配合・溶解にお
ける溶解歩留りと溶湯温度との関係を示す図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)使用済アルミニウム合金製缶の塗料を除去した後
    、缶の各構成部材を合わせて溶解すると共に、溶湯温度
    を800℃以下としてチタンおよび鉄がアルミニウム合
    金溶湯に溶解するのを防止しながら、JIS3004系
    アルミニウム合金を鋳造することを特徴とするアルミニ
    ウム合金の製造方法。
  2. (2)使用済アルミニウム合金製缶の塗料を除去した後
    、缶の各構成部材を合わせて溶解すると共に、溶湯温度
    を800℃以下としてチタンおよび鉄がアルミニウム合
    金溶湯に溶解するのを防止しながら、JIS3004系
    アルミニウム合金を鋳造する際に、チタンおよび鉄を含
    む滓を連続的に排出することを特徴とするアルミニウム
    合金の製造方法。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5544592A (en) * 1978-08-04 1980-03-28 Coors Container Co Aluminum alloy composition body for producing aluminum container composition body from scrap and method thereof
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