JPH04147928A - 使用済みアルミニウム合金飲料缶の溶解方法 - Google Patents

使用済みアルミニウム合金飲料缶の溶解方法

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JPH04147928A
JPH04147928A JP2269936A JP26993690A JPH04147928A JP H04147928 A JPH04147928 A JP H04147928A JP 2269936 A JP2269936 A JP 2269936A JP 26993690 A JP26993690 A JP 26993690A JP H04147928 A JPH04147928 A JP H04147928A
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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] 本発明は使用済みアルミニウム合金飲料缶の溶解方法に
関するものである。
[従来技術] 一般的に、アルミニウム合金は、美麗さ、良好な熱伝導
率および比重が軽いという特性を有効に活用して、特に
、最近は、ビール缶等の飲料缶として重要が著しく拡大
してきており、それに伴って、使用済みアルミニウム合
金飲料缶(以下、UBCということがある)の回収、リ
サイクルを行うことが資源保護の面から重要なことであ
る。
そして、従来の使用済みアルミニウム合金飲料缶のリサ
イクルの概略を第5図に示す。
即ち、回収されたUBC(焙焼処理を予め行う場合があ
る)の溶解を行い、脱ガス、脱介在物を目的として、精
錬を行い、得られた溶湯を鋳造すこの鋳造材をそのまま
、或いは、塑性加工を行。
て最終製品とする。これらの製品が缶に成形されて、利
用された後、廃却されて第5図に示すようにリサイクル
される。
なお、溶解および精錬工程において発生した酸化物を炉
外に除去(除滓という)し、この除去された滓に含まれ
る金属分を圧絞りにより回収し、原則としては、原料鋳
塊、場合によっては溶湯のまま、元の生産工程の原料に
戻すのが通常である。
一般には、この圧絞りにより回収した金属分は、溶解原
料の約10%以上を占めるため、溶解歩留りを向上に寄
与することは大きい。
そして、圧絞りにより回収した金属分を含む溶湯組成は
、J l53004系合金の組成を満足するものである
が、アルミニウム合金においては、アルミニウムと包晶
反応を生起する元素として、Ti、Crが多く含まれて
いると、包晶反応による初晶金属間化合物を晶出し、一
般には、初品金属間化合物のサイズは、数100μmと
大きく、加工工程において割れ等の欠陥の原因となる。
従って、JIS規格には個々の元素の制限規格は存在し
ないが、JI33004系合金については、加工性、製
品欠陥の面から、TiおよびCrが実際には規制されて
いるのが現状である。
しかして、これらTiおよびCrの含有量は多くの経験
からT i  0.040w t%以下、Cr含有量は
0.020w t%以下に規制している。
また、使用済みアルミニウム合金飲料缶には、塗装また
は印刷が行われており、これらがそのまま残存し、溶解
温度において塗料等が燃焼し、使用されている各種高分
子からガスを発生し、公害の原因となる可能性がある。
[発明が解決しようとする課題] 本発明は上記に説明した従来における使用済みアルミニ
ウム合金飲料缶の再利用における種々の問題点に鑑み、
本発明者が税意研究を行い、検討を重ねた結果、使用済
みアルミニウム合金飲料缶を溶解原料に10%以上配合
して溶解する時に、溶解歩留りを向上させ、また、溶湯
の含有成分および成分割合をJ l53004系合金の
規格内とすることができ、さらに、公害防止を行うこと
ができる使用済みアルミニウム合金飲料缶の溶解方法を
開発したのである。
[問題点を解決するための手段] 本発明に係る使用済みアルミニウム合金飲料缶の溶解方
法は、 (1)使用済みアルミニウム合金飲料缶を溶解原料の1
0%以上配合し、溶湯温度800℃以下で大気溶解を行
い、Ti含有量0.040〜O,OIOw t%、Cr
含有量0.020〜0.010w t%のアルミニウム
地金、或いは、J l53004系合金を添加し、Ti
含有量0.040w t%以下、Cr含有量0、020
w t%以下のJIS3004系合金の規格内に溶湯成
分を調整することを特徴とする使用済みアルミニウム合
金飲料缶の溶解方法を第1の発明とし、 (2)525℃以上の温度において焙焼処理した使用済
みアルミニウム合金飲料缶を溶解原料の10%以上配合
し、溶湯温度800℃以下で大気溶解ヲ行イ、Ti含有
量0.040−0.010w t %、Cr含有量0.
02C1−0,010w t%のアルミニウム地金、或
いは、JIS3004系合金を添加し、Ti含有量0.
040w t%以下、Cr含有量0.020wt%以下
のJ I 53004系合金の規格内に溶湯成分を調整
することを特徴とする使用済みアルミニウム合金飲料缶
の溶解方法を第2の発明とする2つの発明よりなるもの
である。
本発明に係る使用済みアルミニウム合金飲料缶の溶解方
法について、以下詳細に説明する。
即ち、本発明に係る使用済みアルミニウム合金飲料缶の
溶解方法においては、使用済みアルミニウム合金飲料缶
を溶解原料の10%以上配合する場合に、従来のように
圧絞りにより回収された金属分を使用しないので、Ti
およびCrが溶解原料に混入することが防止され、さら
に、TiおよびCr含有量が製品の欠陥発生以下の濃度
であり、かつ、使用済みアルミニウム合金飲料缶の溶解
した溶湯の濃度以下のアルミニウム地金、或いは、JI
S3’004系合金を添加することにより、Tiおよび
Crの濃度を低減するものである。
本発明に係る使用済みアルミニウム合金飲料缶の溶解方
法において、溶解原料に10%以上の使用済みアルミニ
ウム合金飲料缶を使用するのは、10%未満では再利用
の観点からは少なすぎるからであり、また、10%以上
であればどのような割合でもよい。
溶解原料の溶湯温度を800℃以下とするのは、第1図
に示すように、溶解原料は使用済みアルミニウム合金飲
料缶100%、溶解炉は1を誘導炉、溶解雰囲気大気、
灰絞り回収金属分無添加の条件において、溶湯温度と溶
湯中のTi濃度との関係から、溶湯温度が800℃を越
えると溶湯中のTi濃度が急激に増大するからである。
次に、本発明に係る使用済みアルミニウム合金飲料缶の
溶解方法において、使用済みアルミニウム合金飲料缶を
含む溶解原料を溶解し、この溶湯にTi含有量0.04
0〜0.010w t%、Cr含有量0、020〜0.
010w t%のアルミニウム地金、或いは、J l5
3004系合金を添加することにより、Ti含有量0.
040w t%以下、Cr含有量0.020wt%以下
のJ l53004系合金の規格内に調整するのである
このことは、後述するけれども、第3図に示すようにJ
IS3004系合金を缶ボディとして使用した場合の、
初晶発生による加工工程および製品における欠陥状況を
基にして、Ti含有量は0、040w t%以下および
Cr含有量は0.020w t%以下のJIS3004
系合金の規格内とするのである。
しかして、溶解原料にTiおよびCr等の不純物元素が
混入する源について検討したところ、Tiはアルミニウ
ム合金飲料缶の塗料中に顔料として使用され問いるTi
O2から混入して来るのであり、また、Crは塗装の下
地処理として使用されているクロメート処理が主な混入
源であることを知見した。
また、TIおよびCrの最大値は、各種原料の分析から
、使用済みアルミニウム合金飲料缶においては、Ti含
有量は平均0.240w t%、Cr含有量は平均0.
04wt%てあり、従って、無条件で使用済みアルミニ
ウム合金飲料缶の溶解原料に配合する割合は10%以下
となるのである。
このTiは使用済みアルミニウム合金飲料缶の塗料中の
顔料のT i O2として、溶湯中に混入する場合と、
酸化物と共に滓を形成し、炉外に除滓される場合との2
種類に分類され、なお、滓に入っているT1は滓の灰絞
り回収工程により、回収された金属分に入る場合と、残
灰に残存する場合とに分類される。
しかし、本発明に係る使用済みアルミニウム合金飲料缶
の溶解方法においては、滓の灰絞りにより回収された金
属分のなかにはTiの混入が著しく、溶解原料に添加す
ると溶湯中にTiの増加を促進するようになるので使用
しない。即ち、第2図に示すように、使用済みアルミニ
ウム合金飲料缶配合割合100%、溶解炉1を誘導炉、
溶湯温度850℃、灰絞り回収金属分の溶湯に占める割
合10%の場合に、溶湯中のTiの濃度は回収金属分を
添加した方が多くなっていることがわかる。
また、溶湯温度が800℃よりも高いことからも、Ti
濃度の高いこともわかる。これは上記に説明した第1図
からも明らかである。
従って、溶解および精錬工程において発生し、炉外に除
滓下振から回収金属分は炉内の除滓した溶湯には戻して
使用することは行わないのがよい。
次に、本発明に係る使用済みアルミニウム合金飲料缶の
溶解方法において、JIS3004系合金の規格内のT
i含有量0.040w t%以下、Cr含有量0.02
0w t%以下にするためには、溶湯中に紺に混入して
いるTiおよびCr具体的に有効な除去対策が存在しな
いので、上記に説明したTiのおよびCrの含有量とす
るためには、目標とするTi含有量0.040w t%
以下、Cr含有量0、010w t%以下の成分を有す
るアルミニウム合金地金、或いは、アルミニウム地金を
溶湯に添加することによって希釈するのが望ましい。
即ち、アルミニウム合金地金として、Ti含有量が0.
040〜0.010w t%、Cr含有量が0.020
〜0、010w t%、或いは、Ti含有量が0.04
0w t%以下、Cr含有量が0.020w t%以下
のJIS3004系合金が、溶湯中のTi含有量および
Cr含有量を目標とする含有量にするために使用する。
そして、JI83004系合金の規格内のT1含有量0
.040w t%以下、Cr含有量0.020w t%
以下とするのであるが、このように限定したのは、J 
I 53004系ごを使用した缶ボディの場合に、初晶
発生による加工工程および製品における欠陥状況を基に
したのであり、第3図から容易に理解することができる
次に、溶解歩留りについて説明すると、特に、使用済み
アルミニウム合金飲料缶を焙焼し場合に、塗料中の高分
子材が完全に燃焼する温度は、少なくとも、5258C
以上になることを試験で確認し、溶湯中における塗料中
の高分子材の燃焼による酸化促進が防止できることを確
認した。第4図に示すように焙焼温度が525℃以上の
温度においてのみ、溶解歩留りの向上が期待でき、さら
に、溶解工程における排ガスの発生を防止することも可
能となる。
[実 施 例コ 本発明に係る使用済みアルミニウム合金飲料缶の溶解方
法の実施例を説明する。
実施例1 原料 使用済みアルミニウム合金飲料缶 100%配合 焙焼処理 無 溶解 溶解炉 溶湯温度 溶解状況 1を低周波誘導路 大気溶解 750’C 使用済みアルミニウム合金飲料缶 を順次添加操業 C1ガス吹き込み 半連続鋳造によりスラブ製造 精錬 鋳造 結果 ・工程 溶解後、 ・分析、判定 T1分析 否  Cr分析 J l53004系合金成分 750℃の温度に到達 否 合格 なお、灰絞り回収金属分は、溶湯には戻さない。
・工程 99.99wt%地金を添加(希釈)・分析、
判定 TIおよびCr分析は共に合格 J l53004系合金成分 合格 ・最終溶湯分析  合格 実施例2 原料 使用済みアルミニウム合金飲料缶 50%配合 焙焼処理 有 (530℃) 溶解〜鋳造は実施例1と同じ。
結果 溶解後 750℃の温度に到達 Ti、Cr、J l53004系合金 成分 合格 灰絞り回収金属分添加 T1、Cr  否 J l53004系合金 合格 [発明の効果] 以上説明したように、本発明に係る使用済みアルミニウ
ム合金飲料缶の溶解方法は、上記の構成であるから、加
工工程および製品において、欠陥の発生に悪影響を及ぼ
す溶湯中のTi含有量およびCr含有量を特定のJIS
3004系合金の規格内とすることにより、溶湯歩留り
が良好であり、また、溶湯の成分も目標とする範囲内と
することができ、さらに、公害を防止することができる
という優れた効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は溶湯中のTla度におよぼす溶湯温度の影響を
示す図、第2図は溶湯中のT】濃度におよぼす灰絞り回
収金属分添加の影響を示す図、第3図はJ I 530
04系合金の缶ボディ材におけるT1およびCrの金属
分規制の例を示す図、第4図は溶解歩留りにおよぼす焙
焼温度の影響を示す図である。 矛2 図 才3図 0.05 0.10 丁; 寥み煽す 金杯 否 0.05 0.10 C? 勧熾舖1 ヵ0工で111紐I 否 否 t wt% ) 0.15 (s%) 0.15 才4図 珠 )1 5ヱjftcc)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)使用済みアルミニウム合金飲料缶を溶解原料の1
    0%以上配合し、溶湯温度800℃以下で大気溶解を行
    い、Ti含有量0.040〜0.010wt%、Cr含
    有量0.020〜0.010wt%のアルミニウム地金
    、或いは、JIS3004系合金を添加し、Ti含有量
    0.040wt%以下、Cr含有量0.020wt%以
    下のJIS3004系合金の規格内に溶湯成分を調整す
    ることを特徴とする使用済みアルミニウム合金飲料缶の
    溶解方法。
  2. (2)525℃以上の温度において焙焼処理した使用済
    みアルミニウム合金飲料缶を溶解原料の10%以上配合
    し、溶湯温度800℃以下で大気溶解を行い、Ti含有
    量0.040〜0.010wt%、Cr含有量0.02
    0〜0.010wt%のアルミニウム地金、或いは、J
    IS3004系合金を添加し、Ti含有量0.040w
    t%以下、Cr含有量0.020wt%以下のJIS3
    004系合金の規格内に溶湯成分を調整することを特徴
    とする使用済みアルミニウム合金飲料缶の溶解方法。
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