JPH07207354A - Recycling method of aluminum alloy product scrap for automobile use - Google Patents
Recycling method of aluminum alloy product scrap for automobile useInfo
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- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、自動車用アルミニウム
合金製品屑のリサイクル法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of recycling aluminum alloy product scraps for automobiles.
【０００２】[0002]
【従来の技術】アルミニウム合金は、軽量、ファッショ
ン性、加工性などに優れ、運輸、建設、食品分野などに
多用されている。この内、運輸分野においては、省資
源、省エネルギの観点より自動車の軽量化が進行してい
る。すなわち、自動車に用いられる部品、車体などをア
ルミニウム合金で構成し、従来の鉄系材料と比較して軽
量化するのである。2. Description of the Related Art Aluminum alloys are excellent in light weight, fashionability, workability and the like, and are widely used in the fields of transportation, construction and food. Among them, in the field of transportation, weight reduction of automobiles is progressing from the viewpoint of resource saving and energy saving. That is, parts used for automobiles, car bodies, etc. are made of aluminum alloy, and are made lighter than conventional iron-based materials.
【０００３】ここで、各部品を見ると、エンジンなど
は、既にアルミ化されており、今後のアルミ化の対象は
車体関係（外板、骨格他）である。これら車体に用いら
れるアルミニウム合金は、美観、耐食性などの向上のた
め、一般には塗装されて使用される。すなわち、アルミ
ニウム合金板の表面に下地処理を施しその上に、塗料を
塗装する方式が一般的である。Here, looking at each part, the engine and the like have already been made of aluminum, and the subject of future aluminumization will be related to the vehicle body (outer plate, skeleton, etc.). The aluminum alloys used for these vehicle bodies are generally painted and used in order to improve their appearance and corrosion resistance. That is, it is general to apply a base treatment to the surface of an aluminum alloy plate and then apply a paint on it.
【０００４】しかし、これらアルミニウム合金が用いら
れた自動車車体は、耐用年数、その他の理由により廃車
され、スクラップとなる。アルミニウム合金製品は、鉄
製品と比較し、そのスクラップ価値が高く、省資源、省
エネルギの観点よりリサイクルし、付加価値の高い用途
例えば元の自動車用アルミニウム合金製品などに戻すこ
とが望ましい。However, automobile bodies made of these aluminum alloys are scrapped and scrapped for their useful life and other reasons. Aluminum alloy products have a higher scrap value than iron products, and it is desirable to recycle them from the viewpoint of resource saving and energy saving, and return them to high value-added applications such as original aluminum alloy products for automobiles.
【０００５】現在、アルミニウム合金製品を主として車
体に用いた自動車は、開発、実用化されつつある段階の
ため、実際にアルミニウム合金を車体に用いた自動車の
リサイクルは開始されていない。At present, automobiles mainly using aluminum alloy products for vehicle bodies are in the stage of being developed and put into practical use. Therefore, recycling of automobiles using aluminum alloys for vehicle bodies has not been started yet.
【０００６】しかし、現在多用されているアルミニウム
合金製品に本件自動車用アルミニウム合金製品と類似
し、かつ、そのリサイクルにおける課題も類似した製品
としてアルミニウム飲料缶とそのリサイクルが挙げられ
る。[0006] However, aluminum beverage cans and their recycling are examples of aluminum alloy products which are widely used at present, which are similar to the aluminum alloy products for automobiles of the present invention and have similar problems in recycling.
【０００７】すなわち、アルミニウム合金製の車体と、
アルミニウム飲料缶の製品としての類似点としては、少
なくとも次の各項目が挙げられる。 1.アルミニウム合金に下地処理した後、塗料を用い塗装
している。 2.リサイクルにおいては、共に薄物製品であるととも
に、塗料の存在が種々の弊害（例えば排ガスによる公
害、溶解歩留りの低下、溶湯成分不良など）をもたら
す。 3.例えばボンネットにおいては、表と裏材、アルミニウ
ム飲料缶においては、エンドとボディ材が一般に異種金
属あるいは異種合金のため、リサイクル後の対象品種と
製品に制限が存在する。等々である。That is, a body made of aluminum alloy,
At least the following items can be mentioned as similarities between the aluminum beverage cans as products. 1. Aluminum alloy is ground and then painted. 2. In recycling, in addition to being thin products, the presence of paint causes various harmful effects (for example, pollution by exhaust gas, decrease in melting yield, defective molten metal components, etc.). 3. For example, in bonnets, the front and back materials, and in aluminum beverage cans, since the end and body materials are generally different metals or different alloys, there are restrictions on the types of products and products after recycling. And so on.
【０００８】次に、アルミニウム合金製の車体とアルミ
ニウム飲料缶との差異点としては、少なくとも次の各項
目が挙げられる。 1.その使用条件のため自動車アルミニウム合金製品の塗
装は、アルミニウム飲料缶の場合の約 3〜 5倍厚みであ
り、塗料使用割合が多い（アルミニウム合金の重量に対
する塗料重量の割合がアルミニウム飲料缶の場合約 2〜
3％、自動車・車体、例えばボンネットの場合約10％）
とともに、強固である。 2.自動車用アルミニウム合金は強度、じん性などが要求
されるため JIS6000系アルミニウム合金（以下アルミニ
ウム合金を省略して示す）および JIS5000系が主体であ
るが、アルミニウム飲料缶は JIS3000系および JIS5000
系で構成されている。Next, at least the following items are mentioned as the differences between the aluminum alloy car body and the aluminum beverage can. 1.Due to its usage conditions, the coating of automobile aluminum alloy products is about 3 to 5 times as thick as that of aluminum beverage cans, and the proportion of paint used is large (the ratio of the paint weight to the weight of aluminum alloy is the same as that of aluminum beverage cans). If about 2 ~
3%, car / body, for example, about 10% for bonnet)
Together, it is strong. 2. Automotive aluminum alloys are mainly JIS6000 series aluminum alloys (hereinafter abbreviated as aluminum alloys) and JIS5000 series because strength and toughness are required, but aluminum beverage cans are JIS3000 series and JIS5000 series.
It is composed of a system.
【０００９】次に、公知となっているアルミニウム飲料
缶のリサイクルと、本発明が対象とする自動車用アルミ
ニウム合金製品、特に車体関係、のリサイクルの比較に
より、自動車用アルミニウム合金製品のリサイクルにお
ける問題点を抽出する。[0009] Next, by comparing the known recycling of aluminum beverage cans with the recycling of the aluminum alloy products for automobiles which are the subject of the present invention, in particular, the relationship with the car body, there are problems in recycling aluminum alloy products for automobiles. To extract.
【００１０】アルミニウム飲料缶のリサイクルにおいて
はエンド材とホディ材（JIS5082 、JIS3004)を同時に溶
解すると、Mgが蒸発、低減しホディ材(JIS3004) の組成
となる事が分かっている。ここで使用済みアルミニウム
飲料缶を溶解した場合、少なくとも次の問題が生じる。 (1)塗料燃焼により排ガスが発生する。 (2)塗料燃焼により発生した熱により、溶湯温度が上昇
し、溶湯酸化が促進されメタルロスが増大、すなわち、
溶解歩留りが低減する。 (3)塗料に含有される顔料等の添加物が溶湯中に混入
し、溶湯中の不純物元素濃度が増大し成分不良となる。
主たるものは顔料中のTiO2によるTi成分不良である。こ
れらは全て塗料に起因する問題であり、自動車用アルミ
ニウム合金製品にも共通した問題である。この解決策と
しては、使用済みアルミニウム飲料缶の場合は溶解に先
立ち原料前処理として、これら塗料を除去する方法が用
いられている。すなわち、アルミニウム飲料缶のリサイ
クル流れは次のようになる。 アルミニウム飲料缶 →使用 →使用済みアルミニウム
飲料缶 →回収 →原料前処理・塗料除去 →溶解 →
精錬 →鋳造 →熱間加工 →冷間加工 →熱処理 →
表面処理 →加工 →（アルミニウム飲料缶に戻るサイ
クルとなる）In recycling aluminum beverage cans, it has been known that when end materials and hoddy materials (JIS5082, JIS3004) are simultaneously dissolved, Mg evaporates and reduces, resulting in the composition of hoddy materials (JIS3004). If the used aluminum beverage cans are dissolved here, at least the following problems occur. (1) Exhaust gas is generated by paint burning. (2) Due to the heat generated by the paint combustion, the temperature of the molten metal rises, the oxidation of the molten metal is promoted, and the metal loss increases, that is,
Melt yield is reduced. (3) Additives such as pigments contained in the paint are mixed in the molten metal to increase the concentration of impurity elements in the molten metal, resulting in defective components.
The main cause is the poor Ti component due to TiO 2 in the pigment. These are all problems caused by paints, and are common problems in aluminum alloy products for automobiles. As a solution to this problem, in the case of a used aluminum beverage can, a method of removing these paints is used as a raw material pretreatment before dissolution. That is, the recycling flow of aluminum beverage cans is as follows. Aluminum beverage cans → Used → Used aluminum beverage cans → Collection → Raw material pretreatment / paint removal → Melting →
Refining → Casting → Hot working → Cold working → Heat treatment →
Surface treatment → processing → (cycle to return to aluminum beverage can)
【００１１】ここで塗料除去法としては次の３種類に分
類できる。 (1) 熱的方法 300〜 400℃付近まで、使用済みアルミニウム飲料缶を
加熱し、塗料を加熱、燃焼させる方法（アルコア社他）
である。しかし、この方法では、塗料中の高分子有機物
は、燃焼により消滅するが、顔料例えばTiO2などは、そ
のまま焼残り残渣中に残存し、アルミニウム缶の表面に
付着したままとなる。この傾向は、自動車用アルミニウ
ム合金でも同様である。Here, the paint removing method can be classified into the following three types. (1) Thermal method A used aluminum beverage can is heated up to around 300 to 400 ° C, and the paint is heated and burned (Alcoa, etc.)
Is. However, in this method, the high molecular weight organic matter in the coating material disappears by combustion, but the pigment such as TiO 2 remains in the unburned residue as it is and remains attached to the surface of the aluminum can. This tendency also applies to aluminum alloys for automobiles.
【００１２】 (2) 機械的方法（特願昭63−309641号参照） 鉄ボールなどを塗装面に高速で投射し、使用済みアルミ
ニウム飲料缶の塗料をその衝撃力および摩擦力により除
去するものである。しかし、この方法では、ショット処
理に長時間かかるとともに使用済みアルミニウム飲料缶
の見かけ上の表面積を増加させる必要があり、本例では
「10〜60mmの小片」にあらかじめ切断している。しか
し、自動車用車体をこれほど小さく切断することは加工
コスト面より不利である。(2) Mechanical method (see Japanese Patent Application No. 63-309641) A method in which an iron ball or the like is projected onto a painted surface at high speed to remove the paint of a used aluminum beverage can by its impact force and frictional force. is there. However, in this method, it is necessary to increase the apparent surface area of the used aluminum beverage can while the shot processing takes a long time, and in this example, it is cut into "pieces of 10 to 60 mm" in advance. However, cutting an automobile body into such a small size is disadvantageous in terms of processing cost.
【００１３】(3) 化学的方法（特開平 3−290475号公報
参照） 塩化メチレンを主体とした溶液を用い、膨潤剥離法にて
塗料膜を除去する方法である。しかし、この方法は、直
接塗料膜の厚い自動車用アルミニウム合金に用いた場
合、詳細を後述するようにその効果に問題がある。(3) Chemical method (see JP-A-3-290475) This is a method of removing the paint film by a swelling peeling method using a solution mainly containing methylene chloride. However, this method has a problem in its effect when it is directly applied to an aluminum alloy for automobiles having a thick paint film, as will be described later in detail.
【００１４】なお、アルミニウム飲料缶以外の塗装され
たアルミニウム合金製品の例としては、他にアルミサッ
シがあり、このリサイクルも上述と同様の理由により、
原料前処理を用いる方法が公知となっている。（特開平
4−143230号公報参照）Another example of the painted aluminum alloy product other than the aluminum beverage can is the aluminum sash, which is also recycled for the same reason as above.
Methods using raw material pretreatment are known. (JP-A
(See JP 4-143230)
【００１５】すなわち、自動車用アルミニウム合金のリ
サイクルにおいては、これらアルミニウム飲料缶および
サッシ屑と同様、溶湯品質の保証、溶解歩留りの向上、
公害防止などの面より塗料の除去が重要と推定される。That is, in recycling aluminum alloys for automobiles, as with the aluminum beverage cans and sash scraps, guarantee of molten metal quality, improvement of melting yield,
It is estimated that the removal of paint is important from the standpoint of pollution prevention.
【００１６】次に塗料が関与しない問題として、アルミ
ニウム飲料缶のリサイクルにおいてはスチール缶の混入
がある。混入したスチール缶は、現在原料前処理として
人手、磁選により分離されているが、その効果はいまだ
改善の余地がある。Next, as a problem in which paint is not involved, steel cans are mixed in the recycling of aluminum beverage cans. The mixed steel cans are currently separated by hand and magnetic separation as a pretreatment of raw materials, but the effect still has room for improvement.
【００１７】他方、本発明が対象とする自動車用アルミ
ニウム合金製品では、これらを固定するなどの目的のた
め、鉄または鉄合金部品（ボルト、ナット、ワッシャ、
あて板、他）が用いられている。この存在状態はアルミ
ニウム飲料缶が独立した混入に対しアルミニウム製品に
固定もしくは、半固定状態であることが相異点である。
このため、アルミニウム飲料缶のごとく容易に人手、磁
選が不可能である。しかし、自動車用アルミニウム合金
製品においてもFeの不良は製品高度、耐食性などの低下
をまねくため、アルミニウム飲料缶のリサイクルと同様
に、溶湯中のFe不純物増加を防止する必要がある。On the other hand, in the aluminum alloy products for automobiles to which the present invention is directed, iron or iron alloy parts (bolts, nuts, washers,
A backing plate, etc.) is used. This existing state is different in that the aluminum beverage can is fixed or semi-fixed to the aluminum product against independent mixing.
For this reason, it is impossible to perform manual selection and magnetic separation as easily as an aluminum beverage can. However, in the case of aluminum alloy products for automobiles, the defect of Fe causes deterioration of product level and corrosion resistance. Therefore, it is necessary to prevent increase of Fe impurities in the molten metal as in the recycling of aluminum beverage cans.
【００１８】[0018]
1.自動車用アルミニウム合金製品、特に表面処理された
車体用途のアルミニウム合金のリサイクル技術、特に溶
解に先立つ原料前処理における塗料の除去法を確立する
こと。 2.自動車用アルミニウム合金製品と共存して用いられて
いる鉄および鉄合金製品の溶解における溶湯汚染の防止
策を確立すること。1. To establish a recycling technology for automobile aluminum alloy products, especially surface-treated aluminum alloys for car body applications, especially a method for removing paint in the pretreatment of raw materials prior to melting. 2. Establish measures to prevent molten metal contamination in the melting of iron and iron alloy products used together with aluminum alloy products for automobiles.
【００１９】[0019]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明に係わる自動車用アルミニウム合金製品屑
のリサイクル法は、自動車用アルミニウム合金製品屑を
少なくとも塗料除去した後、溶解原料の一部、もしくは
全部として用い、大気溶解し、この溶湯の一部もしくは
全部を用い自動車用アルミニウム合金製品に戻すもので
ある。In order to solve the above-mentioned problems, the method of recycling automobile aluminum alloy product scraps according to the present invention is one of the melting raw materials after at least the paint removal of the automobile aluminum alloy product scraps. It is used as a part or a whole, melted in the atmosphere, and a part or the whole of this molten metal is returned to an aluminum alloy product for automobiles.
【００２０】そして、上記自動車用アルミニウム合金製
品屑のリサイクル法において塗料除去および鉄分混入防
止方法としては下記方法が好ましく使用される。 1.塗料除去 (1) 焙焼および機械的除去法の併用により塗料を除去す
る。 (2) 塩化メチレンを主体とする溶液を用い膨潤剥離法に
より塗料を除去する。 2.Fe混入防止 鉄および鉄合金製品の表面をアルミニウム合金溶湯と反
応性の小さい表面処理層によりカバーする方法。The following methods are preferably used as the method for removing the paint and preventing the iron content in the recycling method for the aluminum alloy product scraps for automobiles. 1. Paint removal (1) Paint is removed by a combination of roasting and mechanical removal methods. (2) The paint is removed by a swelling peeling method using a solution mainly composed of methylene chloride. 2. Prevention of Fe contamination A method of covering the surface of iron and iron alloy products with a surface treatment layer that has low reactivity with molten aluminum alloy.
【００２１】[0021]
【作用】以下、本発明の作用並びに構成について溶解試
験例を基に説明する。 1.自動車用アルミニウム合金製品リサイクルの一具体例
として JIS6000系合金板に下地処理し、そののち塗装し
たボンネット材を用い溶解試験を行った。ただし原料は
ボンネット材 100％配合とし、誘導炉にて大気溶解し
た。 (1) リサイクル可能な合金系 JIS6000系合金ボンネット材は JIS6000系合金にリサイ
クル可能である。The operation and constitution of the present invention will be described below with reference to dissolution test examples. 1. As a concrete example of recycling of aluminum alloy products for automobiles, a dissolution test was carried out using a bonnet material that had been pretreated on a JIS6000 alloy plate and then painted. However, the raw materials were 100% bonnet material blended and melted in the air in an induction furnace. (1) Recyclable alloy type JIS6000 type alloy bonnet material can be recycled to JIS6000 type alloy.
【００２２】(2) 溶湯品質 少なくともPb：200ppm〜 50ppm、Sn：約 20ppm、Zn：約
420ppm検出された。PbおよびSnが検出された原因は塗料
に含まれているためであり、PbやSnは、アルミニウム合
金中に固溶限を持たないため、単独で存在し、圧延加工
工程などで融点以上に加熱されると溶融し、強度低下を
招き、加工不良（われ等）の原因となる。このため通
常、Pbは 50ppm以下望ましくは 10ppm以下としたい。ま
たSnは 15ppm以下望ましくは 10ppm以下としたい。一
方、Znが検出された原因は、下地処理としてりん酸亜鉛
処理を施しているためであり、Znを多く含有すると時効
析出が不安定となり、また製品の表面色調が低下する。
このため通常Znは200ppm以下望ましくは100ppm以下とし
たい。なお、アルミニウム飲料缶で認められたTi不良
は、溶湯分析によると自動車用材料ではもはや問題とな
らない。(2) Molten metal quality: at least Pb: 200 ppm to 50 ppm, Sn: about 20 ppm, Zn: about
420ppm was detected. The reason why Pb and Sn were detected is that they are contained in the paint.Pb and Sn exist independently because they do not have a solid solution limit in the aluminum alloy, and they are heated alone above the melting point during the rolling process. If melted, it will melt, leading to a decrease in strength, which will cause processing defects (such as cracks). Therefore, Pb should normally be 50ppm or less, preferably 10ppm or less. Also, Sn should be 15ppm or less, preferably 10ppm or less. On the other hand, the reason why Zn is detected is that the zinc phosphate treatment is applied as the base treatment, and when a large amount of Zn is contained, aging precipitation becomes unstable and the surface color tone of the product deteriorates.
Therefore, the normal Zn content is 200 ppm or less, and preferably 100 ppm or less. The Ti defects found in aluminum beverage cans are no longer a problem for automotive materials according to molten metal analysis.
【００２３】(3) 排ガス 塗装されたボンネット材の溶解時に黒色発煙を生じ作業
環境面より望ましくない。かつ、アルミニウム飲料缶よ
り、多量の塗料が共存、燃焼するため対策を要する。(3) Exhaust gas Black smoke is generated when the coated bonnet material is dissolved, which is not desirable from the viewpoint of working environment. Moreover, since a large amount of paint coexists and burns from the aluminum beverage can, measures must be taken.
【００２４】(4) 溶解歩留り 溶解歩留りは約85％であり、より向上が望ましい。なお
比較材として用いた同種、同形状のボンネット素材（ア
ルミニウム合金板のまま、塗料無、下地処理無）では、
溶解歩留りは約97％と良好であり塗料の影響が類推され
る。(4) Melt Yield The melt yield is about 85%, and further improvement is desirable. The same type and shape of bonnet material used as a comparative material (aluminum alloy plate, no paint, no base treatment)
The dissolution yield is good at about 97%, and the influence of the paint is inferred.
【００２５】2.塗料除去の効果 (1) 焙焼法による塗料除去の場合 上述ボンネット材を 300〜 400℃にて加熱、保持し焙焼
処理した。この材料を原料とし、溶解した所、あらかじ
め焙焼処理にて塗料が熱分解しているため排ガス量は極
めて低減し、作業環境上の問題は解消した。また溶解歩
留りも上述の無処理のアルミニウム合金板並みとなり問
題は解消した。しかし、溶解中のPb、Sn、Zn量は、上述
した量とほぼ同量が検出された。これは、塗料またはり
ん酸亜鉛処理膜中に含まれた PbO等の酸化物が塗料およ
びりん酸亜鉛処理膜中のベース材である高分子分などが
燃焼消失してもそのままアルミニウム合金板の表面に付
着、残留したためと考えられる。ゆえにPb等の成分不良
の防止には、単に塗料を焙焼するのみでは否で焙焼残渣
を機械的にアルミニウム合金板の表面より、かきとり等
により除去する必要がある。すなわち、自動車用アルミ
ニウム合金製品のリサイクルにおいては、特に成分不良
防止のため、焙焼処理＋燃焼残渣の機械的除去が必要と
なる。特にアルミニウム飲料缶の場合と比較し、塗料の
アルミニウム合金製品にしめる割合が 3〜 5倍と多いた
め、特に燃焼残渣の除去が重要となる点が単に焙焼法の
みで可とされているアルミニウム飲料缶の場合との相違
点である。2. Effect of paint removal (1) In case of paint removal by roasting method The above bonnet material was heated and held at 300 to 400 ° C. to be roasted. When this material was used as a raw material and melted, the paint was thermally decomposed in advance by roasting treatment, so the amount of exhaust gas was extremely reduced, and the problem on the working environment was solved. Further, the melting yield was similar to that of the above-mentioned untreated aluminum alloy plate, and the problem was solved. However, the amounts of Pb, Sn, and Zn in the solution were almost the same as those mentioned above. This is because even if the oxides such as PbO contained in the paint or the zinc phosphate-treated film disappeared when the high-molecular component, which is the base material in the paint and the zinc phosphate-treated film, disappeared, the surface of the aluminum alloy plate remained. It is thought that this is because it adhered to and remained on. Therefore, in order to prevent defective components such as Pb, it is necessary to mechanically remove the roasting residue from the surface of the aluminum alloy plate by scraping or the like, simply by roasting the paint. That is, in recycling of aluminum alloy products for automobiles, roasting treatment + mechanical removal of combustion residues are necessary in order to prevent component defects. Compared with the case of aluminum beverage cans in particular, the ratio of paint to aluminum alloy products is 3 to 5 times as large, so the point that removal of combustion residues is particularly important is simply the baking method. This is a difference from the case of a can.
【００２６】(2) 塩化メチレンを主とする溶液による膨
潤剥離法の場合 上述の塗料を含む自動車用アルミニウム合金製品の例と
してボンネット材を用い、塩化メチレンを主とする特開
平 3−290475号公報に示される溶液を用い塗料を膨潤剥
離により除去することをテストした。この結果、アルミ
ニウム飲料缶の場合と比較し自動車用アルミニウム合金
製品本例ではボンネット材の方が塗料の除去速度は著し
く遅かった。この一具体例を図１に示す。この原因につ
いては次の様に考えられる。膨潤剥離法の原理は、塗料
面より溶液を浸透させ、塗料膜を膨張させ、この時の変
形力により下地より塗料を除去するものである。このた
め、アルミニウム飲料缶の塗料膜の約 3〜 5倍厚みを有
する自動車用アルミニウム合金製品の塗料膜の場合、溶
解の塗料膜への浸透に長時間かかるためと考えられる。
この結果、塗料除去には次の傾向が認められた。(2) In the case of the swelling peeling method using a solution mainly containing methylene chloride As an example of an aluminum alloy product for automobiles containing the above-mentioned paint, a bonnet material is used, and mainly methylene chloride is disclosed in JP-A-3-290475. The removal of the paint by swell stripping was tested using the solution shown in. As a result, the bonnet material in this example of the aluminum alloy product for automobiles had a significantly slower paint removal rate than the case of the aluminum beverage can. One specific example of this is shown in FIG. The cause is considered as follows. The principle of the swelling peeling method is that the solution is permeated from the surface of the paint to expand the paint film, and the paint is removed from the base by the deforming force at this time. Therefore, it is considered that in the case of a paint film of an aluminum alloy product for automobiles having a thickness about 3 to 5 times that of the paint film of an aluminum beverage can, it takes a long time for the dissolution to penetrate into the paint film.
As a result, the following tendencies were observed in paint removal.
【００２７】アルミニウム合金板素材の表面が下地処
理に先立ち、ショットブラスト、ダル、バフ、エメリー
研磨等の手段を用いたアルミニウム合金板の表面仕上げ
により残留応力が存在すると下地処理を介しているにも
かかわらず、下地処理の上に塗られた塗料の膨潤剥離は
極めて容易となる。この具体例を図２に示す。ゆえに、
リサイクルをも考慮した場合、塗料を塩化メチレンを主
とした溶液を用い膨潤剥離する場合、アルミニウム合金
板素材の表面に残留応力が生じる処理を施すのが有効で
ある。Prior to the surface treatment of the aluminum alloy plate material, if residual stress exists due to the surface finishing of the aluminum alloy plate using means such as shot blasting, dull, buff, emery polishing, etc. Nevertheless, the swelling and peeling of the paint applied on the base treatment becomes extremely easy. A specific example of this is shown in FIG. therefore,
In consideration of recycling as well, when the coating material is swelled and peeled off using a solution mainly containing methylene chloride, it is effective to perform a treatment for producing residual stress on the surface of the aluminum alloy plate material.
【００２８】塗装に先立つ下地処理の種類は、クロメ
ート処理よりもりん酸亜鉛処理の方が望ましい。すなわ
ち、図３に示すごとく、塗料を塩化メチレンを主とした
溶液を用い膨潤剥離する場合、上述のアルミニウム合金
板素材の表面状況のみならず、下地処理としては、りん
酸亜鉛処理の方が塗料の膨潤剥離が極めて容易である。As for the type of surface treatment prior to coating, zinc phosphate treatment is preferable to chromate treatment. That is, as shown in FIG. 3, when the paint is swelled and peeled off using a solution containing mainly methylene chloride, not only the surface condition of the aluminum alloy plate material described above but also zinc phosphate treatment is more preferable as the base treatment. It is extremely easy to swell and peel.
【００２９】用いる原料の寸法は小さい方が望まし
い。図４に示すごとく、切断寸法は 500mm以下であれ
ば、良好な膨潤剥離が得られる。この理由は、膨潤剥離
に用いる溶液は、塗料表面から侵入するのみならず切断
面からも侵入し、剥離を促進するためと考えられ、この
ためには表面積が一定であれば切断断面積の多い方、す
なわち小片とすることが望ましい。It is desirable that the raw material used has a small size. As shown in FIG. 4, if the cutting dimension is 500 mm or less, good swelling and peeling can be obtained. The reason for this is thought to be that the solution used for swelling peeling penetrates not only from the paint surface but also from the cut surface and promotes peeling. For this reason, if the surface area is constant, the cutting cross-sectional area is large. On the other hand, it is desirable to use small pieces.
【００３０】次に、自動車用アルミニウム合金製品、例
えばボンネット、ドア、フレーム、トランクリッド、屋
根などを固定もしくは半固定している鉄および鉄合金製
品から溶湯中へのFe混入防止には、大別して２種類の方
法がある。すなわち、(1) 鉄および鉄合金製品自体の溶
損を防止する。(2) アルミニウム合金溶湯中への溶解速
度を低減する。Next, to prevent mixing of Fe into the molten metal from iron and iron alloy products which are fixed or semi-fixed on aluminum alloy products for automobiles such as bonnets, doors, frames, trunk lids and roofs, they are roughly classified. There are two methods. That is, (1) to prevent melting damage of iron and iron alloy products themselves. (2) To reduce the rate of dissolution in molten aluminum alloy.
【００３１】本件では上記(1) の根本的な対策に着目し
て述べる。鉄および鉄合金製品自体の溶損を防止するに
は、製品の表面に各種処理を施し、鉄および鉄合金とア
ルミニウム合金溶湯との直接接触を避ければ良い。この
目的で各種表面処理を施した同一寸法、同一重量かつ同
一表面積のサンプルと比較材として表面処理を施さない
元の材料とを同時にアルミニウム合金溶湯中に浸漬試験
した。この結果を図５に示す。これにより、本件で選定
した表面処理は、程度の差はあるが、表面処理を施さな
い場合より著しく溶湯中への溶解速度が低減しているこ
とが分かる。This case will be described focusing on the fundamental measure (1). In order to prevent melting damage of the iron and iron alloy products themselves, various treatments may be applied to the surface of the products to avoid direct contact between the iron or iron alloy and the molten aluminum alloy. For this purpose, a sample having the same size, the same weight and the same surface area which was subjected to various surface treatments, and an original material which was not subjected to the surface treatment as a comparative material were simultaneously subjected to an immersion test in a molten aluminum alloy. The result is shown in FIG. From this, it can be seen that the surface treatment selected in this case, although to some extent, has a significantly reduced dissolution rate in the molten metal as compared with the case where the surface treatment is not performed.
【００３２】[0032]
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 （実施例１）下記に示す条件で、焙焼法と機械的方法の
組合せにより塗料を除去した自動車用アルミニウム合金
製品の溶解を行うとともに、溶解状況および溶湯品種な
どを調査した。その調査結果を表１に示す。 (1) 原料が JIS6000系ボンネット材の場合 原料：アルミニウム合金 JIS6000系、板厚 1mm、寸法 300mm角、重量 1ton 表面処理：アルミニウム合金板表面・バフ仕上 下地処理 ・りん酸亜鉛処理 塗 装 ・赤色塗料、焼付け 原料前処理・（塗料除去）：焙焼法：昇温速度 100℃／分 加熱保持温度 400℃ 加熱保持時間 1時間 機械的除去法：ロータリーキルンによる回転攪拌法 溶解条件：反射炉（重油だき）（1ton）、大気溶解 溶解温度： 750℃ 鋳造条件：直径50mmの棒に半連続鋳造EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. (Example 1) Under the conditions shown below, an aluminum alloy product for automobiles, from which the paint had been removed by a combination of a roasting method and a mechanical method, was melted, and the melting state and the kind of molten metal were investigated. The survey results are shown in Table 1. (1) When the raw material is JIS 6000 bonnet material Raw material: Aluminum alloy JIS 6000 series, plate thickness 1 mm, size 300 mm square, weight 1 ton Surface treatment: aluminum alloy plate surface / buffing surface treatment / zinc phosphate treatment coating / red paint , Baking Raw material pretreatment (paint removal): Roasting method: Temperature rising rate 100 ℃ / min Heating holding temperature 400 ℃ Heating holding time 1 hour Mechanical removal method: Rotary stirring method with rotary kiln Melting condition: Reverberatory furnace (heavy oil fired ) (1 ton), melting in air Melting temperature: 750 ℃ Casting condition: Semi-continuous casting on a rod with a diameter of 50 mm
【００３３】[0033]
【表１】 [Table 1]
【００３４】(2) 原料が JIS5000系ボンネット材の場合 原料：アルミニウム合金 JIS5000系、その他の条件は上
記(1) に同じ。なお、調査結果を表２に示す。(2) When the raw material is a JIS5000 series bonnet material: Raw material: aluminum alloy JIS5000 series, other conditions are the same as (1) above. The survey results are shown in Table 2.
【００３５】[0035]
【表２】 [Table 2]
【００３６】(3) 原料が JIS6000系＋ JIS5000系ボンネ
ット材（表材6000系、裏材5000系）の場合 原料：アルミニウム合金 JIS6000系（50％）＋ JIS5000
系（50％）、その他の条件は上記(1) に同じ。なお、調
査結果を表３に示す。(3) When the raw material is JIS6000 series + JIS5000 series bonnet material (front material 6000 series, backing material 5000 series) Raw material: Aluminum alloy JIS6000 series (50%) + JIS5000
System (50%), other conditions are the same as (1) above. The survey results are shown in Table 3.
【００３７】[0037]
【表３】 [Table 3]
【００３８】（実施例２）下記に示す条件で、膨潤剥離
法により塗料を除去した自動車用アルミニウム合金製品
の溶解を行うとともに、溶解状況および溶湯品種などを
調査した。その調査結果を表４に示す。 (4) 原料が JIS6000系ボンネット材（表6000系＋裏6000系）の場合 原料：アルミニウム合金 JIS6000系、板厚 1mm、寸法 300mm角、重量10ton 表面処理：アルミニウム合金板表面・バフ仕上 下地処理 ・りん酸亜鉛処理 塗 装 ・赤色塗料、焼付け 原料前処理・膨潤剥離法による塗料除去 膨潤剥離液の組成：塩化メチレン 82％ メタノール 10％ 蟻 酸 5％ ハロゲン化酢酸 3％ 溶解条件：反射炉（ＬＮＧだき）（10ton ）、大気溶解 溶解温度： 750℃ 鋳造条件： 300mm角棒に半連続鋳造(Example 2) Under the conditions shown below, the aluminum alloy products for automobiles from which the paint had been removed by the swelling and peeling method were melted, and the melting state and the kind of molten metal were investigated. The results of the investigation are shown in Table 4. (4) When the raw material is JIS6000 series bonnet material (table 6000 series + back 6000 series) Raw material: aluminum alloy JIS6000 series, plate thickness 1 mm, size 300 mm square, weight 10 ton Surface treatment: aluminum alloy plate surface / buff finish base treatment ・Zinc phosphate treatment Coating / red paint, baking Pretreatment of raw materials / Removal of paint by swelling / peeling method Composition of swelling / stripping solution: methylene chloride 82% methanol 10% formic acid 5% halogenated acetic acid 3% Dissolution conditions: reverberatory furnace (LNG Daki) (10 tons), atmospheric melting Melting temperature: 750 ℃ Casting condition: Semi-continuous casting on 300 mm square bar
【００３９】[0039]
【表４】 [Table 4]
【００４０】(5) 原料が JIS6000系＋ JIS5000系ボンネ
ット材（表材6000系、裏材5000系）の場合 原料：アルミニウム合金 JIS6000系（50％）＋ JIS5000
系（50％）、その他の条件は上記(4) に同じ。なお、調
査結果を表５に示す。(5) When the raw material is JIS6000 series + JIS5000 series bonnet material (front material 6000 series, backing material 5000 series) Raw material: Aluminum alloy JIS6000 series (50%) + JIS5000
System (50%), other conditions are the same as in (4) above. The survey results are shown in Table 5.
【００４１】[0041]
【表５】 [Table 5]
【００４２】(6) 原料が JIS5000系ボンネット材の場合 原料：アルミニウム合金 JIS5000系、その他の条件は上
記(4) に同じ。なお、調査結果を表６に示す。(6) When the raw material is JIS5000 type bonnet material: Raw material: aluminum alloy JIS5000 type, other conditions are the same as (4) above. The survey results are shown in Table 6.
【００４３】[0043]
【表６】 [Table 6]
【００４４】なお、アルミニウム合金板の表面仕上げ
を、上述バフ仕上げ以外にもダル、ショットブラスト、
エメリー仕上げとしたが同様の結果であった。また、塗
料色を赤以外に、青、黒、白、緑などとしたが同様の結
果であった。The surface finish of the aluminum alloy plate may be dull, shot blast,
An emery finish was used, but the same result was obtained. Further, the paint color was changed to blue, black, white, green, etc. in addition to red, and the same result was obtained.
【００４５】（実施例３）下記に示す条件で、自動車用
アルミニウム合金製品屑に混入した自動車用鉄および鉄
合金部品の溶湯品質に及ぼす影響を調査した。その調査
結果を表７に示す。 原料：自動車用アルミニウム合金ボンネット材 JIS6000系（表、裏材とも）、板厚 1mm、寸法 300mm角、重量10ton （内、鉄部品ボルト 1wt％混入） 表面処理：アルミニウム合金板表面・バフ仕上 下地処理 ・りん酸亜鉛処理 塗 装 ・赤色塗料、焼付け 原料前処理・（塗料除去）：焙焼法：昇温速度 100℃／分 加熱保持温度 400℃ 加熱保持時間 1時間 機械的除去法：ロータリーキルンによる回転攪拌法 溶解条件：反射炉（重油だき）（10t 炉）、大気溶解 溶解温度： 750℃ 鋳造条件： 300mm角棒に半連続鋳造(Example 3) Under the conditions shown below, the influence on the quality of molten metal of automobile iron and iron alloy parts mixed in automobile aluminum alloy product waste was investigated. The results of the investigation are shown in Table 7. Raw material: Aluminum alloy bonnet material for automobile JIS6000 series (both front and back materials), plate thickness 1mm, size 300mm square, weight 10ton (including 1wt% of iron part bolt) Surface treatment: aluminum alloy plate surface / buff finish base treatment・ Zinc phosphate treatment coating ・ Red paint, baking raw material pretreatment ・ (Paint removal): Roasting method: Temperature rising rate 100 ℃ / min Heating holding temperature 400 ℃ Heating holding time 1 hour Mechanical removal method: Rotation by rotary kiln Stirring method Melting condition: Reverberatory furnace (heavy oil fired) (10t furnace), atmospheric melting Melting temperature: 750 ℃ Casting condition: Semi-continuous casting on 300 mm square bar
【００４６】[0046]
【表７】 [Table 7]
【００４７】なお、自動車用アルミニウム合金製品・ボ
ンネット材については上述の他に JIS6000（表）＋ JIS
5000（裏）および JIS5000（表、裏）の組合せをも実施
した。また、鉄部品としてはボルト以外にナット、ワッ
シャ、あて板などについても、その単体混入および複合
混入の場合を検討した。この結果、上述結果と同様であ
った。また、材質として鉄以外に鉄合金（ステンレス
他）を用いても同様の結果が得られた。Regarding aluminum alloy products for automobiles and bonnet materials, in addition to the above, JIS6000 (table) + JIS
A combination of 5000 (back) and JIS5000 (front and back) was also implemented. In addition to bolts, we also examined nuts, washers, contact plates, etc. as iron parts, if they were mixed alone or in combination. As a result, it was similar to the above result. Similar results were also obtained when an iron alloy (stainless steel or the like) other than iron was used as the material.
【００４８】なお、以上の全実施例については自動車用
アルミニウム合金製品としてボンネット材を一具体例と
して用い示したが、ボンネット材の他、トランクリッ
ド、ドア、屋根部、骨格部、などについても同様に検討
したが、上述結果と同じ結果が得られた。In all of the above examples, the bonnet material is used as an example of the aluminum alloy product for automobiles, but the same applies to the trunk lid, the door, the roof, the skeleton, etc. in addition to the bonnet material. However, the same result as the above result was obtained.
【００４９】[0049]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の自動車用
アルミニウム合金製品屑のリサイクル法によれば下記の
効果が得られる。 1.自動車用アルミニウム合金製品は、元の自動車用アル
ミニウム合金製品にリサイクル可能である。 2.自動車用アルミニウム合金製品の溶解に先立ち、塗料
を除去することにより、不純物元素Pbの混入が防止でき
る。 3.自動車用アルミニウム合金製品に固定もしくは半固定
された鉄および鉄合金部品の混入により、溶湯のFe不良
は、これら部品の表面処理により防止できる。 以上のことより、自動車用アルミニウム合金製品は、溶
解により自動車用アルミニウム合金製品、およびその他
のアルミニウム合金製品にリサイクル可能である。As described above, according to the method for recycling automobile aluminum alloy product scraps of the present invention, the following effects can be obtained. 1. Automotive aluminum alloy products can be recycled into the original automotive aluminum alloy products. 2. The impurity element Pb can be prevented from being mixed by removing the paint before melting the aluminum alloy product for automobiles. 3. Fe defects in the molten metal due to the mixing of iron and iron alloy parts fixed or semi-fixed in aluminum alloy products for automobiles can be prevented by surface treatment of these parts. From the above, the aluminum alloy product for automobiles can be recycled into the aluminum alloy product for automobiles and other aluminum alloy products by melting.
【図１】アルミニウム飲料缶と自動車用アルミニウム合
金材との膨潤剥離による塗料除去挙動を比較するための
グラフ図である。FIG. 1 is a graph for comparing the paint removal behavior by swelling and peeling between an aluminum beverage can and an aluminum alloy material for automobiles.
【図２】膨潤剥離による塗料除去に及ぼすアルミニウム
合金板の表面処理の影響を比較するためのグラフ図であ
る。FIG. 2 is a graph for comparing the effect of surface treatment of an aluminum alloy plate on paint removal by swelling and peeling.
【図３】膨潤剥離による塗料除去に及ぼす下地処理の影
響を比較するためのグラフ図である。FIG. 3 is a graph chart for comparing the influence of the base treatment on the paint removal by swelling and peeling.
【図４】膨潤剥離による塗料除去に及ぼす原料寸法の影
響を示すグラフ図である。FIG. 4 is a graph showing the influence of the material size on the paint removal by swelling and peeling.
【図５】アルミニウム合金溶湯中に浸漬した鉄ボルトか
らの鉄汚染状況を比較するためのグラフ図である。FIG. 5 is a graph for comparing iron contamination states from iron bolts immersed in molten aluminum alloy.
───────────────────────────────────────────────────── 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kenji Osumi 1-5-5 Takatsukadai, Nishi-ku, Kobe-shi, Hyogo Prefecture Kobe Steel Research Institute, Kobe Steel Co., Ltd.
Claims (8)
くとも塗料除去した後、溶解原料の一部、もしくは全部
として用い、大気溶解し、この溶湯の一部もしくは全部
を用い自動車用アルミニウム合金製品に戻すことを特徴
とする自動車用アルミニウム合金製品屑のリサイクル
法。1. After removing at least the paint of aluminum alloy product scraps for automobiles, it is used as a part or all of the molten raw material and is melted in the air, and a part or all of this molten metal is returned to the aluminum alloy product for automobiles. A method of recycling aluminum alloy product scraps for automobiles, characterized by:
除去法を用いる請求項１記載の自動車用アルミニウム合
金製品屑のリサイクル法。2. The method of recycling aluminum alloy product scraps for automobiles according to claim 1, wherein a mechanical removal method is used after the roasting method as the paint removal method.
とする溶媒を用い膨潤剥離する請求項１記載の自動車用
アルミニウム合金製品屑のリサイクル法。3. The method for recycling aluminum alloy product scraps for automobiles according to claim 1, wherein as a paint removing method, swelling and peeling is performed using a solvent mainly containing methylene chloride.
ルミニウム合金製品の金属表面を、ショットブラスト、
ダル、バフ、エメリー研磨などの手段により加工し残留
応力を与えた後、下地処理および塗装する請求項１記載
の自動車用アルミニウム合金製品屑のリサイクル法。4. A metal surface of an aluminum alloy product for automobiles is shot-blasted, in order to facilitate swelling and peeling.
The method for recycling aluminum alloy product scraps for automobiles according to claim 1, wherein after processing by means such as dull, buff, and emery polishing to give residual stress, surface treatment and painting are performed.
ルミニウム合金製品の下地処理として、りん酸亜鉛処理
を用いる請求項１記載の自動車用アルミニウム合金製品
屑のリサイクル法。5. The method for recycling automobile aluminum alloy product scraps according to claim 1, wherein zinc phosphate treatment is used as a base treatment of the automobile aluminum alloy product to facilitate swelling and peeling.
ルミニウム合金製品屑を 500mm角以下の寸法にシュレッ
ダー処理する請求項１記載の自動車用アルミニウム合金
製品屑のリサイクル法。6. The method for recycling automobile aluminum alloy product scraps according to claim 1, wherein the automobile aluminum alloy product scraps are shredded to a size of 500 mm square or less to facilitate swelling and peeling.
６０００系アルミニウム合金および／もしくはＪＩＳ５
０００系アルミニウム合金を用い、これらをＪＩＳ６０
００系アルミニウム合金もしくはＪＩＳ５０００系アル
ミニウム合金に戻す請求項１記載の自動車用アルミニウ
ム合金製品屑のリサイクル法。7. JIS as an aluminum alloy for automobiles
6000 series aluminum alloy and / or JIS5
000 series aluminum alloy is used and these are JIS60
The method for recycling automobile aluminum alloy product scraps according to claim 1, wherein the aluminum alloy product waste is returned to a 00 series aluminum alloy or a JIS 5000 series aluminum alloy.
の濃度上昇を防止するため自動車用アルミニウム合金製
品を固定もしくは半固定する目的等に用いる、ボルト、
ナット、ワッシャ、当て板などの鉄部品にグリーンクロ
メート、ダクロ、亜鉛メッキ処理などの表面処理を施す
請求項１記載の自動車用アルミニウム合金製品屑のリサ
イクル法。8. The impurity element Fe in the melt obtained by melting
Used to fix or semi-fix the aluminum alloy products for automobiles to prevent the increase in the concentration of
The method of recycling aluminum alloy product scraps for automobiles according to claim 1, wherein iron parts such as nuts, washers, and caul plates are subjected to surface treatment such as green chromate, dacro, and zinc plating.
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