JPH0754061A - Alスクラップの精製方法および再利用方法 - Google Patents

Alスクラップの精製方法および再利用方法

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JPH0754061A
JPH0754061A JP20236193A JP20236193A JPH0754061A JP H0754061 A JPH0754061 A JP H0754061A JP 20236193 A JP20236193 A JP 20236193A JP 20236193 A JP20236193 A JP 20236193A JP H0754061 A JPH0754061 A JP H0754061A
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JP
Japan
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molten metal
scrap
container
crystallized
liquid phase
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JP20236193A
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English (en)
Inventor
Mitsuhiro Otaki
光弘 大滝
Hideaki Kudo
秀明 工藤
Takayuki Saotome
貴之 五月女
Toshihito Komata
利仁 小又
Koichi Ohara
弘一 尾原
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

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  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 容器1にAlスクラップ溶湯を収容し、該溶
湯の液相線以下でかつ固相線以上の温度まで該溶湯のほ
ぼ全域を20℃/min以下の速度で冷却させてAl晶
出物を発生させ、次いで該容器の上部から押し固め板2
を下降させて、Al晶出物の集積体3と濃化液相4とを
形成し、次いで押し固め板2の下部面に対し2〜15M
Paの圧力に相当する荷重を押し固め板に付与すること
で押し固めたAl晶出物を残りの液相部分4から分離し
て回収するAlスクラップの精製方法。 【効果】 Alスクラップ中の不純物を効率良く除去で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はAlスクラップの精製方
法に関し、特にブレージングシートスクラップからの偏
析法によるSiの除去に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年のAl材料の需要増大は同時にAl
スクラップ量の増大も招き、資源保護と環境保護の観点
からそのリサイクルの必要性が叫ばれつつある。一般に
Alスクラップは合金組成毎に区別されて収集されると
は限らず、また収集されたAlスクラップから合金組成
が異なるものを仕分ける作業もコストの観点からあまり
行われていないのが現状である。或いはAl製ラジエー
タを構成するブレージングシートのように、クラッド材
であるためその分離が容易ではないものもあった。従来
このような理由から再生Alは有害な不純物が多く含ま
れたままの低級Al材として再利用される場合が多く、
Al資源の有効なリサイクルがなされていたとはいえな
かった。また、価値の高い再生Al材を得るための精製
処理は現状ではその精製コストが高く、実用的ではなか
った。
【0003】ところでAlの精製方法として結晶分離法
(偏析法等ともいう)が知られ、これを利用したAlの
精製方法が種々提案されている。結晶分離法の原理自体
は既に周知技術となって久しく、2種以上の成分を含む
金属の溶湯を冷却していった際、初期に発生する晶出物
を分離することで純度の高い金属を得る、という方法で
ある。例えばAl−Si合金の場合、冷却させると該A
l−Si合金より純度が高いAl結晶が晶出する。そこ
でこの晶出物を分離すれば当初のAl−Si合金より純
度が高いAlが得られる、というわけである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】Al溶湯を冷却させて
発生したAl晶出物を分離する、という結晶分離法を利
用したAlの精製方法として例えば特公昭50-20536、特
開昭58-167733 、特開昭58-181834 等が開示されてい
る。これらの方法は何れも、容器に収容したAl溶湯中
に発生したAl晶出物が該容器下部に沈積した後、その
沈積したAl晶出物を押し固めて該溶湯から取り出すと
いうものである。
【0005】しかしここで開示された方法においては精
製すべきAl材料は主にAlが99.5wt%以上の純
Al系の地金であり、ブレージングシートスクラップの
ようにSiが数wt%含有したAlスクラップが対象で
はない。上記従来の方法でSi濃度が高いAlスクラッ
プを精製しようとすると、高濃度のSiのためにAl晶
出物はデンドライト状になる傾向が強くなり、デンドラ
イト間隙や結晶粒間に捕捉されるSi量が増大化してし
まう。このため該Al晶出物を押し固めてもSiの除去
が不十分になっていた。このように、上記開示された精
製方法は、ブレージングシートスクラップのようにSi
を数wt%含有したAlスクラップに対しては不向きな
方法であった。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる状況に鑑
み、鋭意研究を行った結果なされたもので、その目的
は、結晶分離法を利用したAlスクラップの精製方法に
おいて、ブレージングシートスクラップのようにSiを
数wt%含有したAlスクラップに対しても効率的に精
製可能な方法を提供することにある。即ち、容器にAl
スクラップからなる溶湯を収容し、該溶湯の液相線以下
でかつ固相線以上の温度まで該溶湯のほぼ全域を20℃
/min以下の速度で冷却させてAl晶出物を発生させ
た後、前記容器の上部から押し固め板を下降させること
で該容器下部に該Al晶出物の集積体を形成し、更に押
し固め板に単位面積あたり2〜15MPaの圧力に相当
する荷重を付与することで前記Al晶出物の集積体を押
し固め、次いで押し固めた前記Al晶出物の集積体を残
りの液相部分から分離して回収することを特徴とするA
lスクラップの精製方法である。また前記Alスクラッ
プからなる溶湯がSiを0.5〜10wt%含むAl合
金であることを特徴とする請求項1記載のAlスクラッ
プの精製方法である。また本発明により精製したAlの
再利用方法として、請求項1記載の精製方法によって得
られ、回収されたAl晶出物および/または残りの液相
部分を、他の原料Al溶湯と混合することを特徴とする
Alスクラップの再利用方法が有効である。
【0007】
【作用】本発明のAlスクラップの精製方法において、
例としてAl−Si合金を処理すべきAlスクラップと
して説明する。液相線温度以上の温度に加熱したAlス
クラップからなる溶湯を容器に収容し、この溶湯を液相
線温度以下でかつ固相線温度以上に冷却すればAl晶出
物が発生する。このAl晶出物は冷却させる前の当初の
溶湯よりSi量が少なくなったものである。一方まだ溶
湯状態である残りの溶湯は、冷却させる前の溶湯よりS
i量が多い濃化液相になっている。この状態で押し固め
板を下降させれば、押し固め板と該容器底部の間にAl
晶出物が集積し、一方押し固め板の上方には濃化液相が
残ることになる。
【0008】しかし濃化液相は主にデンドライト間隙や
結晶粒間に濃化液相が取り込まれた状態でAl晶出物の
集積体の中にも残存している。この集積体に圧力を掛け
ればAl晶出物の集積体中に取り込まれた濃化液相を前
記集積体の外に排出させることができる。前記集積体に
圧力を掛けるには、前記押し固め板に荷重を付与すれば
よい。押し固め板に付与する荷重として、その荷重の値
を押し固め板の下部面の面積で割った値(押し固め板の
下部面に掛かる圧力の平均値に相当する。以下、この値
を圧力値と称する)が2〜15MPaになるようにする
ことが望ましい。それは次の理由による。
【0009】前記荷重は大きい程、Al晶出物の集積体
のかさ体積が小さくなるため、集積体中に取り込まれた
濃化液相の排出が促進される。しかし圧力値が2MPa
未満に相当する荷重を押し固め板に付与しても、デンド
ライト間隙や結晶粒間に存在するSi濃化液相の排出が
十分にはならず、一方15MPaを越えてもSi濃化液
相の排出効果の向上は望めないからである。
【0010】該溶湯のほぼ全域をほぼ20℃/min以
下の速度に制御しながら冷却することによって、該溶湯
を全体に渡りほぼ均一に冷却させることができる。該溶
湯がほぼ均一に冷却すれば、Al晶出物が該溶湯中に均
一に発生する。従って該溶湯中のAl晶出物の存在に偏
りが少なくなり、押し固め板を下降させてAl晶出物の
集積体を形成する際、濃化液相が容易に排出されること
になる。こうして形成した前記集積体の中に取り込まれ
た濃化液相の量は少なく、この集積体を押し固め板の上
方に残る濃化液相から分離すれば、より高純度な再生A
lが得られる。
【0011】押し固めたAl晶出物の集積体を押し固め
板の上方に残る濃化液相から分離するには、例えば押し
固め板の上方に残る濃化液相が凝固する前に該濃化液相
を容器から取り出し、次いで押し固め板の下方に押し固
めたAl晶出物の集積体を容器から取り出せばよい。或
いは、Al晶出物を押し固めた後、押し固め板を容器内
に保持したまま、若しくは容器内から取り出してから、
濃化液相が凝固するまで冷却させてAl鋳塊を作る。こ
のAl鋳塊を容器から取り出し、切断や溶断等によって
Al晶出物が押し固まった部分と濃化液相が固まった部
分とに分離する方法もある。
【0012】押し固め板を容器内部で下降させた際、な
るべく多くのAl晶出物が押し固め板の下部面と該容器
の底部との間に集積されることが望ましい。このために
は押し固め板は容器の垂直断面に対し、その全面をなる
べく覆う形状のものがよい。但し、濃化液相が該押し固
め板の上方に容易に移動できるように押し固め板と容器
の側面は十分な隙間が必要となる。或いは押し固め板に
1個または複数個の貫通孔を設けることも有効である。
押し固め板の材質は、なるべくAl溶湯と反応しにくい
ものが望ましく、Al2 3 、SiC、Si3 4 、黒
鉛等のセラミックや、SUS316等のステンレス、或
いはTi合金等が有効である。
【0013】本発明の請求項2記載の発明において、前
記Alスクラップからなる溶湯がSiを0.5〜10w
t%含むAl合金であることが望ましい。なぜなら0.
5wt%未満もしくは10wt%を越えた場合、溶湯の
凝固温度範囲が狭くなり過ぎるからである。この場合、
該溶湯中でAl晶出物の発生が不均一になりやすくな
る。
【0014】
【実施例】
実施例1 本発明例および比較例のAlスクラップの精製方法を図
1、2を参照しながら具体的に説明する。ここでは精製
処理を施すAlスクラップ溶湯5としてJIS規格のA
3003(芯材)の両側にA4343(ろう材)が芯材
に対して15%の厚さでクラッドされたブレージングシ
ートを選んだ。これを溶解させたものは、Al−3wt
%Si−0.9wt%Mnになり、液相線温度は約63
9℃、共晶線温度は約577℃であった。
【0015】さて、このAlスクラップ溶湯5(温度6
60℃)50kgを、内径300mm、高さ500mm
の円筒型の黒鉛製の容器1にいれ、該容器1の周囲に配
置したヒータ(図示していない)を調整して、該Alス
クラップ溶湯5を5℃/minの速度で緩やかに冷却さ
せた。そして温度が表1に示す冷却温度の値になった時
点で、Alスクラップ溶湯5上部からセラミック製で径
290mmの円板(し固め板2)をゆっくり降下させ
た。この際押し固め板2は680℃に加熱してからAl
スクラップ溶湯5に入れた。該押し固め板2は該容器1
の底部まで到達せず、該押し固め板2と該容器1の底部
との間に存在するAl晶出物の集積体3により該押し固
め板2は停止した。
【0016】該押し固め板2が停止した時点で、該押し
固め板2に荷重を付与した。その荷重の値を押し固め板
の下部面(径290mmの円)の面積で割った値(圧力
値と称する)を表1に示した(単位はMPa)。前記荷
重を付与したまま2分間保持した後、該押し固め板2を
容器1内に保持したまま容器1を室温まで冷却させた。
次いで容器1から凝固したAl鋳塊を取り出し、Al晶
出物の集積体3が押し固まった部分に相当する部分と、
それ以外の濃化液相4が凝固した部分との界面を切断し
て分離した。前記界面の位置は前記押し固め板2の降下
位置から判断した。
【0017】前述した集積体3が凝固した部分の重量測
定をすると共に、Siの含有率を化学分析によって測定
した。測定した重量を50kgで割った値に100を掛
けた値をAl晶出物回収率、前記Si含有率を元の3w
t%から引き、その値を3wt%で割り更に100を掛
けた値をSi除去率とそれぞれ称し、それらの結果を表
1に示す(単位は%)。
【0018】
【表1】
【0019】表1から明らかなように、圧力値が大きい
とSi除去率も高くなり、2〜15MPaであるとAl
晶出物回収率とSi除去率が高く効率的であることが判
る。一方1MPaの場合は、Si除去率が低く効率的で
はなかった。また17MPaの場合は15MPaの場合
と同様になり、荷重を15MPaを越えて高めても効率
が良くならないことが判った。
【0020】No9 の実施例では、Al晶出物回収率は6
1%、即ち30.5kgの再生Alが得られたことにな
る。このNo9 の再生Alに更に本発明の精製処理を施し
た結果、Si含有率が0.15wt%の再生Alが1
8.6kg得られた。このSi含有率はJIS規格のA
3003に規定されるSi濃度を満足する。またNo9 の
再生Al以外のAl(19.5kg)は濃化液相が凝固
したものであるが、これに本発明の精製処理を2回繰り
返して施した結果、Si含有率が0.32wt%の再生
Alが7.3kg得られた。このSi含有率もJIS規
格のA3003に規定されるSi濃度を満足する。こう
して得られた再生Alの再利用は、例えばA3003に
規定される成分を満足するように、足りない成分を添加
するだけで可能である。またもっと高純度なAlと混合
して再利用を図ることもできる。
【0021】
【効果】以上説明したように本発明のAlスクラップの
精製方法は、Alスクラップ中に含まれるSi等の不純
物を効率的に除去できる。従ってブレージングシート等
のAlスクラップを効率的に再生し、Al資源の有効利
用を促す等、工業上の貢献は顕著なものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例および比較例のAlスクラップの精製処
理の途中図である。
【図2】実施例および比較例のAlスクラップの精製装
置の説明図である。
【符号の説明】
1 容器 2 押し固め板 3 Al晶出物の集積体 4 濃化液相 5 Alスクラップ溶湯
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小又 利仁 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 尾原 弘一 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 容器にAlスクラップからなる溶湯を収
    容し、該溶湯の液相線以下でかつ固相線以上の温度まで
    該溶湯のほぼ全域を20℃/min以下の速度で冷却さ
    せてAl晶出物を発生させた後、前記容器の上部から押
    し固め板を下降させることで該容器下部に該Al晶出物
    の集積体を形成し、更に押し固め板に単位面積あたり2
    〜15MPaの圧力に相当する荷重を付与することで前
    記Al晶出物の集積体を押し固め、次いで押し固めた前
    記Al晶出物の集積体を残りの液相部分から分離して回
    収することを特徴とするAlスクラップの精製方法。
  2. 【請求項2】 前記Alスクラップからなる溶湯がSi
    を0.5〜10wt%含むAl合金であることを特徴と
    する請求項1記載のAlスクラップの精製方法。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の精製方法により得られ、
    回収されたAl晶出物および/または残りの液相部分
    を、他の原料Al溶湯と混合することを特徴とするAl
    スクラップの再利用方法。
JP20236193A 1993-08-16 1993-08-16 Alスクラップの精製方法および再利用方法 Pending JPH0754061A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999053110A1 (fr) * 1998-04-08 1999-10-21 The Furukawa Electric Co., Ltd. Procede de fabrication d'alliage d'aluminium pour materiaux a aplatir et materiaux a aplatir d'alliage d'aluminium pour automobiles
JP2007529625A (ja) * 2004-03-19 2007-10-25 コラス、テクノロジー、ベスローテン、フェンノートシャップ 溶融金属の精製方法
JP2010132984A (ja) * 2008-12-05 2010-06-17 Kobe Steel Ltd Alスクラップの精製方法

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US6355090B1 (en) 1998-04-08 2002-03-12 The Furukawa Electric Co., Ltd. Method of manufacturing aluminum alloy for flattening material and aluminum alloy flattening material for automobiles
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