JPH06145836A - アルミニウム滓を利用した合金の製法 - Google Patents
アルミニウム滓を利用した合金の製法Info
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- JPH06145836A JPH06145836A JP30546092A JP30546092A JPH06145836A JP H06145836 A JPH06145836 A JP H06145836A JP 30546092 A JP30546092 A JP 30546092A JP 30546092 A JP30546092 A JP 30546092A JP H06145836 A JPH06145836 A JP H06145836A
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
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- C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
- C21C7/06—Deoxidising, e.g. killing
-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Abstract
(57)【要約】
【目的】 産業廃棄物である金属アルミニウムの含有率
が低いアルミニウム滓を有効に利用してアルミニウム合
金を得る製法を提供すること。 【構成】 アルミニウム滓のブリケット成型品と、塊状
のケイ石と、塊状の無煙炭とを成分比としてＡｌ2Ｏ3：
ＳｉＯ2 ：Ｃ＝４０：３３：２７の重量比を維持しなが
ら、直径１４００ｍｍの自焼性電極３本を有するトラン
ス容量３０，０００ＫＶＡのカーバイト生産用の電気炉
に継続的に入れ、電極の埋没深度約１ｍ、温度を電弧区
域で２２００〜２４００℃に保持しながら、溶融還元を
行った。アルミニウム滓のブリケット１７０トンを入れ
終えた時点で、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ合金１００トンを得る
ことができた。このアルミニウム合金は、プロセスの進
歩とそのニーズが多様化する鉄鋼業において優れた脱酸
剤、昇熱剤として活用できる。
が低いアルミニウム滓を有効に利用してアルミニウム合
金を得る製法を提供すること。 【構成】 アルミニウム滓のブリケット成型品と、塊状
のケイ石と、塊状の無煙炭とを成分比としてＡｌ2Ｏ3：
ＳｉＯ2 ：Ｃ＝４０：３３：２７の重量比を維持しなが
ら、直径１４００ｍｍの自焼性電極３本を有するトラン
ス容量３０，０００ＫＶＡのカーバイト生産用の電気炉
に継続的に入れ、電極の埋没深度約１ｍ、温度を電弧区
域で２２００〜２４００℃に保持しながら、溶融還元を
行った。アルミニウム滓のブリケット１７０トンを入れ
終えた時点で、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ合金１００トンを得る
ことができた。このアルミニウム合金は、プロセスの進
歩とそのニーズが多様化する鉄鋼業において優れた脱酸
剤、昇熱剤として活用できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアルミニウム滓を利用し
た合金の製法に関するものである。
た合金の製法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウム合金は、アルミナの電解に
より得られる新塊系合金と、リサイクル材から得られる
再生系合金とに大別され、前者は主として板材、缶材等
に、後者はダイカスト、鋳物用材料、製鉄・製鋼用のア
ルミ系脱酸剤等に利用されている。
より得られる新塊系合金と、リサイクル材から得られる
再生系合金とに大別され、前者は主として板材、缶材等
に、後者はダイカスト、鋳物用材料、製鉄・製鋼用のア
ルミ系脱酸剤等に利用されている。
【０００３】近年、石油火力等電力コストの高い国々で
は電解によるアルミニウム精錬をほとんど廃止し、低電
力コストの国からアルミニウム材を購入して必要な成分
合金の生産のみに携わるようになったが、再生アルミニ
ウムも含めてアルミニウムを溶解することには変わりは
ない。この溶解工程では、通常３〜５％のアルミドロス
が発生する。通常、アルミドロスは４０〜６０％の金属
アルミニウムを含んでいる。このアルミドロスの有効な
利用方法としては、粉砕、篩別等を行って金属アルミニ
ウムの高品位のものだけを分別し、それを再溶解してア
ルミニウムを回収する方法程度のものしかなく、回収後
の残滓、即ちアルミニウム滓については再利用方法が知
られていなかった。
は電解によるアルミニウム精錬をほとんど廃止し、低電
力コストの国からアルミニウム材を購入して必要な成分
合金の生産のみに携わるようになったが、再生アルミニ
ウムも含めてアルミニウムを溶解することには変わりは
ない。この溶解工程では、通常３〜５％のアルミドロス
が発生する。通常、アルミドロスは４０〜６０％の金属
アルミニウムを含んでいる。このアルミドロスの有効な
利用方法としては、粉砕、篩別等を行って金属アルミニ
ウムの高品位のものだけを分別し、それを再溶解してア
ルミニウムを回収する方法程度のものしかなく、回収後
の残滓、即ちアルミニウム滓については再利用方法が知
られていなかった。
【０００４】このアルミニウム滓は、粒度によって金属
アルミニウムの含有率がそれぞれ異なる。最近、粒度が
１ｍｍ以下で金属アルミニウムの含有率の高い（３０〜
５０％）アルミニウム滓は、製鉄・製鋼工程における吹
込み技術の進歩により、脱硫促進、脱酸、昇熱を目的と
する新しい用途に利用されている。
アルミニウムの含有率がそれぞれ異なる。最近、粒度が
１ｍｍ以下で金属アルミニウムの含有率の高い（３０〜
５０％）アルミニウム滓は、製鉄・製鋼工程における吹
込み技術の進歩により、脱硫促進、脱酸、昇熱を目的と
する新しい用途に利用されている。
【０００５】一方、粒度が１００ｍｅｓｈ以下で金属ア
ルミニウムの含有率の低い（２０％以下）アルミニウム
滓は、鉄鋼製造時の蛍石の代替用造滓剤として一部活用
されているにすぎない。
ルミニウムの含有率の低い（２０％以下）アルミニウム
滓は、鉄鋼製造時の蛍石の代替用造滓剤として一部活用
されているにすぎない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近の
取鍋（ＬＦ）精錬において、上記金属アルミニウムの含
有率の低いアルミニウム滓は窒素を含有するため、その
使用範囲が極めて制限されており、このようなアルミニ
ウム滓の大部分は再利用されていないのが実情である。
再利用されないアルミニウム滓は、産業廃棄物として処
理されているが、この廃棄物中に含まれる窒化アルミニ
ウム（ＡｌＮ）が水と接触することによってアンモニア
を発生するという問題がある。ところが、管理型の最終
処理場は少なく、そのため処理費用が高騰し、これによ
り企業は経営の圧迫を被り、アルミニウム業界は深刻な
問題に直面している。
取鍋（ＬＦ）精錬において、上記金属アルミニウムの含
有率の低いアルミニウム滓は窒素を含有するため、その
使用範囲が極めて制限されており、このようなアルミニ
ウム滓の大部分は再利用されていないのが実情である。
再利用されないアルミニウム滓は、産業廃棄物として処
理されているが、この廃棄物中に含まれる窒化アルミニ
ウム（ＡｌＮ）が水と接触することによってアンモニア
を発生するという問題がある。ところが、管理型の最終
処理場は少なく、そのため処理費用が高騰し、これによ
り企業は経営の圧迫を被り、アルミニウム業界は深刻な
問題に直面している。
【０００７】本発明は、上記の課題を解消するためにな
されたものであり、産業廃棄物である金属アルミニウム
の含有率の低いアルミニウム滓を有効に利用してアルミ
ニウム合金を得るアルミニウム滓を利用した合金の製法
を提供することを目的とする。
されたものであり、産業廃棄物である金属アルミニウム
の含有率の低いアルミニウム滓を有効に利用してアルミ
ニウム合金を得るアルミニウム滓を利用した合金の製法
を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用】上記の課題を解
決するため、第一発明のアルミニウム滓を利用した合金
の製法アルミニウム滓の成型物と、二酸化ケイ素を主成
分とする塊状の原料と、塊状の炭素還元剤との混合物を
電気炉に入れ、溶融還元反応によりアルミニウム−シリ
コン合金を生成させることを要旨とする。
決するため、第一発明のアルミニウム滓を利用した合金
の製法アルミニウム滓の成型物と、二酸化ケイ素を主成
分とする塊状の原料と、塊状の炭素還元剤との混合物を
電気炉に入れ、溶融還元反応によりアルミニウム−シリ
コン合金を生成させることを要旨とする。
【０００９】第二発明のアルミニウム滓を利用した合金
の製法は、アルミニウム滓と、二酸化ケイ素を主成分と
する原料と、炭素還元剤との混合物を成型して成型物と
し、これを電気炉に入れ、溶融還元反応によりアルミニ
ウム−シリコン合金を生成させることを要旨とする。
の製法は、アルミニウム滓と、二酸化ケイ素を主成分と
する原料と、炭素還元剤との混合物を成型して成型物と
し、これを電気炉に入れ、溶融還元反応によりアルミニ
ウム−シリコン合金を生成させることを要旨とする。
【００１０】第三発明のアルミニウム滓を利用した合金
の製法は、第一又は第二発明における上記混合物に、更
に酸化鉄を加えることを要旨とする。第四発明のアルミ
ニウム滓を利用した合金の製法は、第一〜第三発明のい
ずれかにおける上記混合物に、更にカーバイトスラグ及
び生石灰のうちの一種又は二種を加えることによりアル
ミニウム−シリコン−カルシウム合金を生成させること
を要旨とする。
の製法は、第一又は第二発明における上記混合物に、更
に酸化鉄を加えることを要旨とする。第四発明のアルミ
ニウム滓を利用した合金の製法は、第一〜第三発明のい
ずれかにおける上記混合物に、更にカーバイトスラグ及
び生石灰のうちの一種又は二種を加えることによりアル
ミニウム−シリコン−カルシウム合金を生成させること
を要旨とする。
【００１１】第五発明のアルミニウム滓を利用した合金
の製法は、第一〜第三発明のいずれかの製法により得ら
れたアルミニウム−シリコン合金を晶析分離して精製す
ることにより、合金中のアルミニウム含有率を高めるこ
とを要旨とする。本発明で使用するアルミニウム滓、二
酸化ケイ素を主成分とする原料及び炭素還元剤は、その
各々が成型物もしくは塊状か、又は上記３種を混合後成
型した成型物を使用する。塊状あるいは成型物として使
用する理由は、高温の溶融還元反応を効率よく進めるこ
と、また、その過程で発生するガスの通気性を良くする
ことと同時に生成したアルミニウム、シリコン、アルミ
ニウムーシリコン等、蒸気状の金属を成型物表面に付着
回収させることができるからである。成型物、塊状の大
きさは特に限定しないが、一辺２０〜１００ｍｍのもの
が取り扱いやすいので好ましい。なお、各々を粉末とし
て使用することは、電気炉に入れる際高温の気流により
飛散するため、きわめて困難である。
の製法は、第一〜第三発明のいずれかの製法により得ら
れたアルミニウム−シリコン合金を晶析分離して精製す
ることにより、合金中のアルミニウム含有率を高めるこ
とを要旨とする。本発明で使用するアルミニウム滓、二
酸化ケイ素を主成分とする原料及び炭素還元剤は、その
各々が成型物もしくは塊状か、又は上記３種を混合後成
型した成型物を使用する。塊状あるいは成型物として使
用する理由は、高温の溶融還元反応を効率よく進めるこ
と、また、その過程で発生するガスの通気性を良くする
ことと同時に生成したアルミニウム、シリコン、アルミ
ニウムーシリコン等、蒸気状の金属を成型物表面に付着
回収させることができるからである。成型物、塊状の大
きさは特に限定しないが、一辺２０〜１００ｍｍのもの
が取り扱いやすいので好ましい。なお、各々を粉末とし
て使用することは、電気炉に入れる際高温の気流により
飛散するため、きわめて困難である。
【００１２】本発明で使用するアルミニウム滓は、金属
アルミニウムの溶解時に溶融アルミニウムの表面に発生
したもので、通常ボールミル等の設備で粉砕する際発生
する粉体をサイクロン、集塵機で補集したものである。
このアルミニウム滓は、通常粒度が１００ｍｅｓｈ以下
で、金属アルミニウムの含有率は２０％以下のものであ
る。
アルミニウムの溶解時に溶融アルミニウムの表面に発生
したもので、通常ボールミル等の設備で粉砕する際発生
する粉体をサイクロン、集塵機で補集したものである。
このアルミニウム滓は、通常粒度が１００ｍｅｓｈ以下
で、金属アルミニウムの含有率は２０％以下のものであ
る。
【００１３】本発明で使用する二酸化ケイ素を主成分と
する原料は、例えばケイ石、ケイ砂、粘土、ベントナイ
ト等の鉱物であって、二酸化ケイ素の品位が９０％以上
であることが好ましい。この中で粘土、ベントナイト等
を用いることは、アルミニウム滓と炭素還元剤と共に成
型する場合、粘結剤の役割も兼ねるので好都合である。
する原料は、例えばケイ石、ケイ砂、粘土、ベントナイ
ト等の鉱物であって、二酸化ケイ素の品位が９０％以上
であることが好ましい。この中で粘土、ベントナイト等
を用いることは、アルミニウム滓と炭素還元剤と共に成
型する場合、粘結剤の役割も兼ねるので好都合である。
【００１４】本発明で使用する炭素還元剤は、例えば無
煙炭またはコークス等を利用することができる。また、
混合成型物を使用する場合は、コークス粉、炭粉も利用
できる。アルミナの還元反応は、下記の反応メカニズム
で進行すると推察される。
煙炭またはコークス等を利用することができる。また、
混合成型物を使用する場合は、コークス粉、炭粉も利用
できる。アルミナの還元反応は、下記の反応メカニズム
で進行すると推察される。
【００１５】 ２Ａｌ2０3（Ｓ）＋３Ｃ→Ａｌ4０4Ｃ（ｍｅｌｔ）＋２ＣＯ …… 1/2 Ａｌ4Ｏ4Ｃ（ｍｅｌｔ）＋３Ｃ（Ｓ） →1/2 Ａｌ4Ｃ3（Ｓ）＋２ＣＯ …… 1/2 Ａｌ4Ｏ4Ｃ（ｍｅｌｔ）＋1/2 Ａｌ4Ｃ3（Ｓ） →４Ａｌ（ｍｅｌｔ）＋２ＣＯ …… 式と式とから下記式を得る。
【００１６】 ２Ａｌ2Ｏ3（Ｓ）＋６Ｃ→４Ａｌ（ｍｅｌｔ）＋６Ｃ０ …… ここに二酸化ケイ素が存在している場合、式の反応の
前に下記式が起こり、式によってアルミニウム−シ
リコン合金が生じる。 ＳｉＯ2 （Ｓ）＋３Ｃ（Ｓ）→ＳｉＣ（Ｓ）＋２ＣＯ …… Ａｌ4Ｏ4Ｃ（ｍｅｌｔ）＋３ＳｉＣ（Ｓ） →４Ａｌ−Ｓｉ（ｍｅｌｔ）＋４ＣＯ…… また、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−Ｃ系に酸化鉄が加わった系
（第三発明）では、比較的低温で酸化鉄の還元が行わ
れ、アルミナ還元過程では金属鉄が存在しているのでア
ルミニウムの活量が下がる。このため、鉄を含まない系
に比べ約１００℃低い温度でＡｌ4Ｃ3の生成を経ず式
のごとく進行する。
前に下記式が起こり、式によってアルミニウム−シ
リコン合金が生じる。 ＳｉＯ2 （Ｓ）＋３Ｃ（Ｓ）→ＳｉＣ（Ｓ）＋２ＣＯ …… Ａｌ4Ｏ4Ｃ（ｍｅｌｔ）＋３ＳｉＣ（Ｓ） →４Ａｌ−Ｓｉ（ｍｅｌｔ）＋４ＣＯ…… また、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−Ｃ系に酸化鉄が加わった系
（第三発明）では、比較的低温で酸化鉄の還元が行わ
れ、アルミナ還元過程では金属鉄が存在しているのでア
ルミニウムの活量が下がる。このため、鉄を含まない系
に比べ約１００℃低い温度でＡｌ4Ｃ3の生成を経ず式
のごとく進行する。
【００１７】 Ａｌ4Ｏ4Ｃ（ｍｅｌｔ）＋３Ｃ→４Ａｌ（ｍｅｌｔ）＋４ＣＯ …… 本発明では、アルミニウム−シリコン合金でアルミニウ
ムリッチな合金を得る場合は、アルミニウム滓中のＡｌ
2Ｏ3 ５０〜６０％、ＳｉＯ2 ４０〜５０％、この二
種の材料１００部に対し、炭素還元剤のＣ ３５〜４０
部が適切である。また、シリコンリッチな合金を得るに
はアルミナとシリカの比率を逆にすればよい。
ムリッチな合金を得る場合は、アルミニウム滓中のＡｌ
2Ｏ3 ５０〜６０％、ＳｉＯ2 ４０〜５０％、この二
種の材料１００部に対し、炭素還元剤のＣ ３５〜４０
部が適切である。また、シリコンリッチな合金を得るに
はアルミナとシリカの比率を逆にすればよい。
【００１８】第四発明で使用するカーバイトスラグは、
通常知られているように、酸化カルシウム、カルシウム
カーバイド等を主成分とするものである。また、第五発
明で行う晶析分離は、合金を溶湯として濾過することに
より合金中のアルミニウム含有率を高める操作をいう。
通常知られているように、酸化カルシウム、カルシウム
カーバイド等を主成分とするものである。また、第五発
明で行う晶析分離は、合金を溶湯として濾過することに
より合金中のアルミニウム含有率を高める操作をいう。
【００１９】第一〜第四発明により得られたアルミニウ
ム合金は、例えば製鋼工程に使用することができる。そ
の一例として、電弧加熱装置のないＬＦ精錬炉では昇熱
剤、過酸化操業が一般化した電気炉製鋼では鋼中の残存
酸素を取り除く廉価で効率のよい脱酸剤等を挙げること
ができる。
ム合金は、例えば製鋼工程に使用することができる。そ
の一例として、電弧加熱装置のないＬＦ精錬炉では昇熱
剤、過酸化操業が一般化した電気炉製鋼では鋼中の残存
酸素を取り除く廉価で効率のよい脱酸剤等を挙げること
ができる。
【００２０】また、第五発明により得られたアルミニウ
ム合金は、アルミニウム含有率が高いため、例えば鋳造
用アルミニウム母合金として使用することができる。
ム合金は、アルミニウム含有率が高いため、例えば鋳造
用アルミニウム母合金として使用することができる。
【００２１】
【実施例】本発明の実施例を以下に記載する。第一実施
例は、第一発明の一例であり、表１に示す成分の１００
ｍｅｓｈ以下のアルミニウム滓を４０×４０×２５ｍｍ
のブリケットに成型した成型物と、２０〜５０ｍｍサイ
ズの塊状で表１に示す成分のケイ石と、２０〜５０ｍｍ
サイズの塊状で表１に示す成分の無煙炭とを成分比とし
てＡｌ2Ｏ3：ＳｉＯ2 ：Ｃ＝４０：３３：２７の重量比
を維持しながら、直径１４００ｍｍの自焼性電極３本を
有するトランス容量３０，０００ＫＶＡのカーバイト生
産用の電気炉に継続的に入れ、電極の埋没深度約１ｍ、
温度を電弧区域で２２００〜２４００℃に保持しなが
ら、溶融還元を行った。アルミニウム滓成型物１７０ト
ンを入れ終えた時点で、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ合金１００ト
ンを得ることができた。
例は、第一発明の一例であり、表１に示す成分の１００
ｍｅｓｈ以下のアルミニウム滓を４０×４０×２５ｍｍ
のブリケットに成型した成型物と、２０〜５０ｍｍサイ
ズの塊状で表１に示す成分のケイ石と、２０〜５０ｍｍ
サイズの塊状で表１に示す成分の無煙炭とを成分比とし
てＡｌ2Ｏ3：ＳｉＯ2 ：Ｃ＝４０：３３：２７の重量比
を維持しながら、直径１４００ｍｍの自焼性電極３本を
有するトランス容量３０，０００ＫＶＡのカーバイト生
産用の電気炉に継続的に入れ、電極の埋没深度約１ｍ、
温度を電弧区域で２２００〜２４００℃に保持しなが
ら、溶融還元を行った。アルミニウム滓成型物１７０ト
ンを入れ終えた時点で、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ合金１００ト
ンを得ることができた。
【００２２】
【表１】
【００２３】生成金属の成分は、Ａｌ ４３．２％、Ｓ
ｉ ３９．２％、Ｆｅ １５．２％、Ｃ ０．４９％、
Ｓ ＜０．０１％、Ｐ ０．０３％、 Ｎ ０．０２
％、Ｔｉ０．５９％、Ｃｒ ０．５０％、Ｍｎ ０．２
３％、Ｃａ ０．１７％、Ｍｇ０．１１％、その他（Ｎ
ｉ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｐｂ）であった。
ｉ ３９．２％、Ｆｅ １５．２％、Ｃ ０．４９％、
Ｓ ＜０．０１％、Ｐ ０．０３％、 Ｎ ０．０２
％、Ｔｉ０．５９％、Ｃｒ ０．５０％、Ｍｎ ０．２
３％、Ｃａ ０．１７％、Ｍｇ０．１１％、その他（Ｎ
ｉ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｐｂ）であった。
【００２４】生成金属成分において、反応理論以上の鉄
分を含有するのは、溶融還元反応過程で鋼製の電極の支
柱（ケーシング材）が熱により溶損落下したこと、及び
生成金属を出湯させるときに用いる鋼製のタッピング材
が溶け込むことによるものである。なお、電力原単位は
合金トン当り平均１３，０００ＫＷＨであった。
分を含有するのは、溶融還元反応過程で鋼製の電極の支
柱（ケーシング材）が熱により溶損落下したこと、及び
生成金属を出湯させるときに用いる鋼製のタッピング材
が溶け込むことによるものである。なお、電力原単位は
合金トン当り平均１３，０００ＫＷＨであった。
【００２５】第一実施例で得られたアルミニウム合金
は、鉄鋼業において、転炉あるいは電弧加熱装置のない
ＬＦ精錬炉では昇熱剤として、過酸化操業が一般かした
電気炉製鋼では鋼中の残存酸素を取り除く脱酸剤とし
て、活用することができる。続いて、第二発明の一例と
しての第二実施例を以下に述べる。
は、鉄鋼業において、転炉あるいは電弧加熱装置のない
ＬＦ精錬炉では昇熱剤として、過酸化操業が一般かした
電気炉製鋼では鋼中の残存酸素を取り除く脱酸剤とし
て、活用することができる。続いて、第二発明の一例と
しての第二実施例を以下に述べる。
【００２６】上記第一実施例に示した原料のうち、塊状
のケイ石の代わりにこれを５０ｍｅｓｈ以下に粉砕した
ものと、塊状無煙炭の代わりに粉末状無煙炭とを用い、
第一実施例と同じ成分比の配合で、パルプ廃液をバイン
ダーとして使用して、常温強度で１００ｋｇ／ｃｍ2 以
上の４０×４０×２５ｍｍのアルミニウム滓、ケイ石及
び無煙炭からなるブリケットを得た。このブリケットを
電気炉に入れ、第一実施例と同じ条件で溶融還元を行っ
た。混合されたアルミニウム滓重量で１６０トンに当た
るブリケットを挿入し終えた時点で、１００トンのＡｌ
−Ｓｉ−Ｆｅ合金を得ることができた。生成金属成分は
第一実施例とほぼ同様であった。また、第一実施例と比
べて、電力原単位はトン当り１５００ＫＷＨ低減した。
更に、還元分留まりの向上も確認できた。従って、量産
実用化では、この第二実施例の方法がより好ましい。
のケイ石の代わりにこれを５０ｍｅｓｈ以下に粉砕した
ものと、塊状無煙炭の代わりに粉末状無煙炭とを用い、
第一実施例と同じ成分比の配合で、パルプ廃液をバイン
ダーとして使用して、常温強度で１００ｋｇ／ｃｍ2 以
上の４０×４０×２５ｍｍのアルミニウム滓、ケイ石及
び無煙炭からなるブリケットを得た。このブリケットを
電気炉に入れ、第一実施例と同じ条件で溶融還元を行っ
た。混合されたアルミニウム滓重量で１６０トンに当た
るブリケットを挿入し終えた時点で、１００トンのＡｌ
−Ｓｉ−Ｆｅ合金を得ることができた。生成金属成分は
第一実施例とほぼ同様であった。また、第一実施例と比
べて、電力原単位はトン当り１５００ＫＷＨ低減した。
更に、還元分留まりの向上も確認できた。従って、量産
実用化では、この第二実施例の方法がより好ましい。
【００２７】第二実施例で得られたアルミニウム合金の
用途は、第一実施例と同様である。次に、第三発明の一
例としての第三実施例を以下に述べる。上記第二実施例
の原材料配合にスケール粉（Ｔ−ＦｅＯ ９３．９％）
を１０％外配合して得たブリケットを電気炉に入れ、第
一実施例と同条件で溶融還元を行った。生成金属成分中
のＦｅは、第一実施例と比べ、５．２％の増加が認めら
れると共に、電力原単位はトン当り１８００ＫＷＨ低減
した。この結果は、酸化鉄の添加によるＡｌ2Ｏ3−Ｓｉ
Ｏ2 系の還元促進効果を示すものである。
用途は、第一実施例と同様である。次に、第三発明の一
例としての第三実施例を以下に述べる。上記第二実施例
の原材料配合にスケール粉（Ｔ−ＦｅＯ ９３．９％）
を１０％外配合して得たブリケットを電気炉に入れ、第
一実施例と同条件で溶融還元を行った。生成金属成分中
のＦｅは、第一実施例と比べ、５．２％の増加が認めら
れると共に、電力原単位はトン当り１８００ＫＷＨ低減
した。この結果は、酸化鉄の添加によるＡｌ2Ｏ3−Ｓｉ
Ｏ2 系の還元促進効果を示すものである。
【００２８】第三実施例で得られたアルミニウム合金の
用途は、第一実施例と同様である。次いで、第四発明の
一例として第四実施例を以下に記載する。カルシウム含
有アルミニウム合金を得る目的で、上記第一実施例で使
用した材料の外配合として、ＣａＯ、Ｃ、ＣａＣ2 等を
主成分とするカーバイトスラグを１０％添加して溶融還
元を実施したところ、代表成分 Ａｌ ４１．２％、Ｓ
ｉ３６．５％、Ｆｅ １４．８％、Ｃａ ５．８％、の
Ｃａ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ合金を得ることができた。
用途は、第一実施例と同様である。次いで、第四発明の
一例として第四実施例を以下に記載する。カルシウム含
有アルミニウム合金を得る目的で、上記第一実施例で使
用した材料の外配合として、ＣａＯ、Ｃ、ＣａＣ2 等を
主成分とするカーバイトスラグを１０％添加して溶融還
元を実施したところ、代表成分 Ａｌ ４１．２％、Ｓ
ｉ３６．５％、Ｆｅ １４．８％、Ｃａ ５．８％、の
Ｃａ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ合金を得ることができた。
【００２９】鋼の実用脱酸剤で最も効果のある脱酸剤は
金属カルシウムであるが、単独では不安定であるため、
通常合金として利用される。また、カルシウム−シリコ
ン合金は、脱酸と共に鋼中の脱酸生成物であるアルミ
ナ、ハーシナイト等の高融点物を球状化させる機能、即
ち、鋼中の非金属介在物の形態制御力がある。従って、
第四実施例で得られた合金は、鋼の実用脱酸剤として利
用することが可能である。
金属カルシウムであるが、単独では不安定であるため、
通常合金として利用される。また、カルシウム−シリコ
ン合金は、脱酸と共に鋼中の脱酸生成物であるアルミ
ナ、ハーシナイト等の高融点物を球状化させる機能、即
ち、鋼中の非金属介在物の形態制御力がある。従って、
第四実施例で得られた合金は、鋼の実用脱酸剤として利
用することが可能である。
【００３０】最後に、第五発明の一例として第五実施例
を以下に述べる。上記第一実施例で得られたＡｌ−Ｓｉ
−Ｆｅ合金を用いて、晶析分離機により該合金中のアル
ミニウム含有率を高めた。晶析分離機は、下部は加熱保
温と減圧機能を有し、濾過された合金を受け取る取鍋が
出し入れできる構造になっている。一方、上部は、電気
炉から出湯された合金溶湯を受け入れる容積を有し、そ
の底部は、耐火物性の濾過材で構成されている。この晶
析分離機の上部容器に約９００℃の合金溶湯を入れ、下
部を６８０ｍｍＨｇに減圧すると全体の約３０％が濾過
され下部の取鍋に入る。濾過された合金は、鉄分が低減
すると共に、アルミニウム分が増加する。
を以下に述べる。上記第一実施例で得られたＡｌ−Ｓｉ
−Ｆｅ合金を用いて、晶析分離機により該合金中のアル
ミニウム含有率を高めた。晶析分離機は、下部は加熱保
温と減圧機能を有し、濾過された合金を受け取る取鍋が
出し入れできる構造になっている。一方、上部は、電気
炉から出湯された合金溶湯を受け入れる容積を有し、そ
の底部は、耐火物性の濾過材で構成されている。この晶
析分離機の上部容器に約９００℃の合金溶湯を入れ、下
部を６８０ｍｍＨｇに減圧すると全体の約３０％が濾過
され下部の取鍋に入る。濾過された合金は、鉄分が低減
すると共に、アルミニウム分が増加する。
【００３１】第一実施例で得られた溶湯１０００ｋｇを
この晶析分離機に入れ下部を減圧したところ、２５０ｋ
ｇの高品位Ａｌ−Ｓｉ合金を得ることができた。その成
分は、Ａｌ ７６．５％、Ｓｉ ２０．３％、Ｆｅ
２．４％であり、合金中のアルミニウム含有率は、４
３．２％から７６．５％に飛躍的に増加した。
この晶析分離機に入れ下部を減圧したところ、２５０ｋ
ｇの高品位Ａｌ−Ｓｉ合金を得ることができた。その成
分は、Ａｌ ７６．５％、Ｓｉ ２０．３％、Ｆｅ
２．４％であり、合金中のアルミニウム含有率は、４
３．２％から７６．５％に飛躍的に増加した。
【００３２】第五実施例で得られたアルミニウム合金
は、アルミニウム含有率が高いため、鋳造用アルミニウ
ム母合金材料として利用することができる。以上の実施
例が示すように、本発明は産業廃棄物である１００ｍｅ
ｓｈ以下のアルミニウム滓（金属アルミニウム含有率２
０％以下）がアルミニウム合金として生まれ変わるとい
う究極のリサイクルが実現する。また、本発明によって
得られたアルミニウム合金は、鉄鋼業等の分野で有効に
利用することができる。このため、本発明はアルミニウ
ム資源再利用において決定的な効果をもたらす。
は、アルミニウム含有率が高いため、鋳造用アルミニウ
ム母合金材料として利用することができる。以上の実施
例が示すように、本発明は産業廃棄物である１００ｍｅ
ｓｈ以下のアルミニウム滓（金属アルミニウム含有率２
０％以下）がアルミニウム合金として生まれ変わるとい
う究極のリサイクルが実現する。また、本発明によって
得られたアルミニウム合金は、鉄鋼業等の分野で有効に
利用することができる。このため、本発明はアルミニウ
ム資源再利用において決定的な効果をもたらす。
【００３３】なお、本発明は上記の実施例になんら限定
されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲に
おいて、種々の態様で実施できることはいうまでもな
い。
されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲に
おいて、種々の態様で実施できることはいうまでもな
い。
【００３４】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明のアルミニ
ウム合金の製造方法によれば、産業廃棄物である金属ア
ルミニウムの含有率の低いアルミニウム滓を有効に利用
してアルミニウム合金を得ることが可能となる。そのた
め、従来アルミニウム産業を圧迫していたアルミニウム
滓の廃棄処理費用が低減するばかりでなく、資源の有効
利用といった観点からも極めて理想的なリサイクル体制
が実現可能となる。
ウム合金の製造方法によれば、産業廃棄物である金属ア
ルミニウムの含有率の低いアルミニウム滓を有効に利用
してアルミニウム合金を得ることが可能となる。そのた
め、従来アルミニウム産業を圧迫していたアルミニウム
滓の廃棄処理費用が低減するばかりでなく、資源の有効
利用といった観点からも極めて理想的なリサイクル体制
が実現可能となる。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年１１月２２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】 ２Ａｌ 2Ｏ 3（Ｓ）＋３Ｃ（Ｓ）→Ａｌ 4Ｏ 4Ｃ（ｍｅｌｔ）＋２ＣＯ… 1/2 Ａｌ4Ｏ4Ｃ（ｍｅｌｔ）＋３Ｃ（Ｓ） →1/2 Ａｌ4Ｃ3（Ｓ）＋２ＣＯ …… 1/2 Ａｌ4Ｏ4Ｃ（ｍｅｌｔ）＋1/2 Ａｌ4Ｃ3（Ｓ） →４Ａｌ（ｍｅｌｔ）＋２ＣＯ …… 式と式とから下記式を得る。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】 ２Ａｌ2Ｏ3（Ｓ）＋６Ｃ（Ｓ）→４Ａｌ（ｍｅｌｔ）＋６ＣＯ …… ここに二酸化ケイ素が存在している場合、式の反応の
前に下記式が起こり、式によってアルミニウム−シ
リコン合金が生じる。 ＳｉＯ2 （Ｓ）＋３Ｃ（Ｓ）→ＳｉＣ（Ｓ）＋２ＣＯ …… Ａｌ4Ｏ4Ｃ（ｍｅｌｔ）＋３ＳｉＣ（Ｓ） →４Ａｌ−Ｓｉ（ｍｅｌｔ）＋４ＣＯ…… また、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−Ｃ系に酸化鉄が加わった系
（第三発明）では、比較的低温で酸化鉄の還元が行わ
れ、アルミナ還元過程では金属鉄が存在しているのでア
ルミニウムの活量が下がる。このため、鉄を含まない系
に比べ約１００℃低い温度でＡｌ4Ｃ3の生成を経ず式
のごとく進行する。
前に下記式が起こり、式によってアルミニウム−シ
リコン合金が生じる。 ＳｉＯ2 （Ｓ）＋３Ｃ（Ｓ）→ＳｉＣ（Ｓ）＋２ＣＯ …… Ａｌ4Ｏ4Ｃ（ｍｅｌｔ）＋３ＳｉＣ（Ｓ） →４Ａｌ−Ｓｉ（ｍｅｌｔ）＋４ＣＯ…… また、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−Ｃ系に酸化鉄が加わった系
（第三発明）では、比較的低温で酸化鉄の還元が行わ
れ、アルミナ還元過程では金属鉄が存在しているのでア
ルミニウムの活量が下がる。このため、鉄を含まない系
に比べ約１００℃低い温度でＡｌ4Ｃ3の生成を経ず式
のごとく進行する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】 Ａｌ4Ｏ4Ｃ（ｍｅｌｔ）＋３Ｃ（Ｓ）→４Ａｌ（ｍｅｌｔ）＋４ＣＯ… 本発明では、アルミニウム−シリコン合金でアルミニウ
ムリッチな合金を得る場合は、アルミニウム滓中のＡｌ
2Ｏ3 ５０〜６０％、ＳｉＯ2 ４０〜５０％、この二
種の材料１００部に対し、炭素還元剤のＣ ３５〜４０
部が適切である。また、シリコンリッチな合金を得るに
はアルミナとシリカの比率を逆にすればよい。
ムリッチな合金を得る場合は、アルミニウム滓中のＡｌ
2Ｏ3 ５０〜６０％、ＳｉＯ2 ４０〜５０％、この二
種の材料１００部に対し、炭素還元剤のＣ ３５〜４０
部が適切である。また、シリコンリッチな合金を得るに
はアルミナとシリカの比率を逆にすればよい。
Claims (5)
- 【請求項１】 アルミニウム滓の成型物と、二酸化ケイ
素を主成分とする塊状の原料と、塊状の炭素還元剤との
混合物を電気炉に入れ、溶融還元反応によりアルミニウ
ム−シリコン合金を生成させることを特徴とするアルミ
ニウム滓を利用した合金の製法。 - 【請求項２】 アルミニウム滓と、二酸化ケイ素を主成
分とする原料と、炭素還元剤との混合物を成型して成型
物とし、これを電気炉に入れ、溶融還元反応によりアル
ミニウム−シリコン合金を生成させることを特徴とする
アルミニウム滓を利用した合金の製法。 - 【請求項３】 上記混合物に、更に酸化鉄を加えること
を特徴とする請求項１又は２記載のアルミニウム滓を利
用した合金の製法。 - 【請求項４】 上記混合物に、更にカーバイトスラグ及
び生石灰のうちの一種又は二種を加えることによりアル
ミニウム−シリコン−カルシウム合金を生成させること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか記載のアルミニウ
ム滓を利用した合金の製法。 - 【請求項５】 請求項１〜３のいずれか記載のアルミニ
ウム滓を利用した製法により得られたアルミニウム−シ
リコン合金を晶析分離して精製することにより、合金中
のアルミニウム含有率を高めることを特徴とするアルミ
ニウム滓を利用した合金の製法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30546092A JPH06145836A (ja) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | アルミニウム滓を利用した合金の製法 |
| CA 2148923 CA2148923A1 (en) | 1992-11-16 | 1993-11-12 | The method of manufacturing alloy by using aluminum residuum |
| PCT/JP1993/001664 WO1994011540A1 (en) | 1992-11-16 | 1993-11-12 | Process for producing alloy utilizing aluminum dross |
| CN93114678A CN1088622A (zh) | 1992-11-16 | 1993-11-16 | 利用铝渣制造合金的方法 |
| NO951918A NO951918L (no) | 1992-11-16 | 1995-05-15 | Fremgangsmåte for fremstilling av legering under anvendelse av aluminium-dross |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30546092A JPH06145836A (ja) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | アルミニウム滓を利用した合金の製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06145836A true JPH06145836A (ja) | 1994-05-27 |
Family
ID=17945416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30546092A Pending JPH06145836A (ja) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | アルミニウム滓を利用した合金の製法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06145836A (ja) |
| CN (1) | CN1088622A (ja) |
| CA (1) | CA2148923A1 (ja) |
| NO (1) | NO951918L (ja) |
| WO (1) | WO1994011540A1 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005307327A (ja) * | 2004-04-26 | 2005-11-04 | Daruko:Kk | 粉粒状酸化アルミニウムの処理方法 |
| CN102534237A (zh) * | 2012-02-22 | 2012-07-04 | 郴州丰越环保科技有限公司 | 锡冶炼铝渣环保处理方法 |
| CN103154288A (zh) * | 2010-05-20 | 2013-06-12 | 道康宁公司 | 制备铝-硅合金的方法和系统 |
| CN103526066A (zh) * | 2013-11-01 | 2014-01-22 | 中钢集团吉林铁合金股份有限公司 | 一种生产锰硅合金和富硅锰渣及利用富硅锰渣生产微、低碳锰硅合金的连续工艺 |
| RU2746198C1 (ru) * | 2020-04-12 | 2021-04-08 | Акционерное общество "Завод алюминиевых сплавов" | Смесь алюмооксидная для разжижения металлургических шлаков |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1308469C (zh) * | 2000-10-19 | 2007-04-04 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 铝厂废弃物的综合利用方法 |
| CN101775492B (zh) * | 2010-02-26 | 2012-10-31 | 上海海事大学 | 利用铝灰和铜渣生产硅铝铁合金的方法 |
| TW201518514A (zh) * | 2013-11-15 | 2015-05-16 | Yi-Wen Chen | 從鋁渣還原金屬鋁之製程 |
| CN105986121A (zh) * | 2015-03-02 | 2016-10-05 | 石嘴山市宝马兴庆特种合金有限公司 | 一种利用山皮石、除尘微粉生产多元合金的方法 |
| CN106048241B (zh) * | 2016-08-01 | 2018-08-07 | 中冶节能环保有限责任公司 | 热态铝灰金属铝回收及熔渣制备炼钢辅料的方法和设备 |
| CN109457113B (zh) * | 2018-11-02 | 2020-09-04 | 唐山市丰润区明营再生资源有限公司 | 一种冶金炉协同处置危险废物的方法 |
| CN109182733B (zh) * | 2018-11-19 | 2020-06-12 | 阳新鹏富矿业有限公司 | 一种含镁危废/固废的冶炼工艺 |
| CN109338110B (zh) * | 2018-11-19 | 2020-06-12 | 阳新鹏富矿业有限公司 | 一种使用铁剂的固废/危废冶炼配方及其冶炼方法 |
| CN111455180B (zh) * | 2020-04-17 | 2021-11-23 | 昆明铂锐金属材料有限公司 | 一种从失效氧化铝铂催化剂中富集铂联产金属铝的方法 |
| CN114772625A (zh) * | 2022-04-12 | 2022-07-22 | 四川大学 | 电石渣中钙离子的溶出方法及其在矿化封存co2联产轻质碳酸钙中的应用 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4053303A (en) * | 1976-12-06 | 1977-10-11 | Aluminum Company Of America | Method of carbothermically producing aluminum-silicon alloys |
| JPS53123321A (en) * | 1977-04-04 | 1978-10-27 | Hoshino Seiren Kougiyou Kk | Method of producing recovered aluminum alloy ingot |
| JPS5912731B2 (ja) * | 1978-10-05 | 1984-03-26 | 株式会社神戸製鋼所 | アルミニウム又はアルミニウム合金の精製法 |
| JPS62222034A (ja) * | 1986-03-24 | 1987-09-30 | Furukawa Alum Co Ltd | アルミニウム基合金へのＣａ添加方法 |
-
1992
- 1992-11-16 JP JP30546092A patent/JPH06145836A/ja active Pending
-
1993
- 1993-11-12 WO PCT/JP1993/001664 patent/WO1994011540A1/ja active Application Filing
- 1993-11-12 CA CA 2148923 patent/CA2148923A1/en not_active Abandoned
- 1993-11-16 CN CN93114678A patent/CN1088622A/zh active Pending
-
1995
- 1995-05-15 NO NO951918A patent/NO951918L/no unknown
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| JP2005307327A (ja) * | 2004-04-26 | 2005-11-04 | Daruko:Kk | 粉粒状酸化アルミニウムの処理方法 |
| CN103154288A (zh) * | 2010-05-20 | 2013-06-12 | 道康宁公司 | 制备铝-硅合金的方法和系统 |
| CN102534237A (zh) * | 2012-02-22 | 2012-07-04 | 郴州丰越环保科技有限公司 | 锡冶炼铝渣环保处理方法 |
| CN103526066A (zh) * | 2013-11-01 | 2014-01-22 | 中钢集团吉林铁合金股份有限公司 | 一种生产锰硅合金和富硅锰渣及利用富硅锰渣生产微、低碳锰硅合金的连续工艺 |
| RU2746198C1 (ru) * | 2020-04-12 | 2021-04-08 | Акционерное общество "Завод алюминиевых сплавов" | Смесь алюмооксидная для разжижения металлургических шлаков |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2148923A1 (en) | 1994-05-26 |
| CN1088622A (zh) | 1994-06-29 |
| WO1994011540A1 (en) | 1994-05-26 |
| NO951918L (no) | 1995-07-14 |
| NO951918D0 (no) | 1995-05-15 |
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