JPH0873208A - 超硬工具スクラップからの２相または３相アーク炉によるＷＣα及びそ の他の複合炭化物の製法 - Google Patents
超硬工具スクラップからの２相または３相アーク炉によるＷＣα及びそ の他の複合炭化物の製法Info
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- JPH0873208A JPH0873208A JP24668894A JP24668894A JPH0873208A JP H0873208 A JPH0873208 A JP H0873208A JP 24668894 A JP24668894 A JP 24668894A JP 24668894 A JP24668894 A JP 24668894A JP H0873208 A JPH0873208 A JP H0873208A
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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
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
超硬合金スクラップは工具の発展と急速な進歩と共にそ
の生産量は膨大な数字となった。特にここ数年サーメッ
ト合金の進歩と生産量の増加は著しい。特にＴｉＣ系ス
クラップは、原料ＴｉＣの生産コストの２倍から３倍で
あるにも拘わらずスクラップからの再利用は技術的に困
難で放置されている現状である。本発明はこれ等の超硬
合金の全てを非常に簡単に、また経済的に大量処理する
方法を開発したものである。その方法は２，５００〜
３，０００℃の温度を簡単に発生出来るエルー炉をアー
ク炉として用いＦｅ−Ｃの溶融金属合金内に拡散し、そ
の中の炭化物に複合炭化物を粒子成長させ回収するもの
である。
の生産量は膨大な数字となった。特にここ数年サーメッ
ト合金の進歩と生産量の増加は著しい。特にＴｉＣ系ス
クラップは、原料ＴｉＣの生産コストの２倍から３倍で
あるにも拘わらずスクラップからの再利用は技術的に困
難で放置されている現状である。本発明はこれ等の超硬
合金の全てを非常に簡単に、また経済的に大量処理する
方法を開発したものである。その方法は２，５００〜
３，０００℃の温度を簡単に発生出来るエルー炉をアー
ク炉として用いＦｅ−Ｃの溶融金属合金内に拡散し、そ
の中の炭化物に複合炭化物を粒子成長させ回収するもの
である。
Description
【発明の詳細な説明】 タングステンカーバイド製法において超硬スクラップと
ＦｅスクラップにＦｅ３Ｃ（Ｃ＝２．１６％）相当以上
の炭素を配合し、炉内を常に炭素過剰の状態となるよう
に２相又は３相の電気炉で過熱しその温度は２，５００
〜３，０００℃以上の温度にすることによりＣｏ等の結
合材にＦｅを溶浸しＷｃ−Ｃｏ−Ｆｅ３Ｃ＋Ｇｎ組成と
し、超硬合金の主成分であるＷｃまたはその複合炭化物
を粒子成長させるもので、その粒子成長は加熱時間と温
度に比例して粒子成長したＷｃ、複合炭化物を溶融物よ
り分離する事を特徴とするＷｃ及び複合炭化物の製造法
である。タングステンの製造法には乾式湿式の両方があ
る。
ＦｅスクラップにＦｅ３Ｃ（Ｃ＝２．１６％）相当以上
の炭素を配合し、炉内を常に炭素過剰の状態となるよう
に２相又は３相の電気炉で過熱しその温度は２，５００
〜３，０００℃以上の温度にすることによりＣｏ等の結
合材にＦｅを溶浸しＷｃ−Ｃｏ−Ｆｅ３Ｃ＋Ｇｎ組成と
し、超硬合金の主成分であるＷｃまたはその複合炭化物
を粒子成長させるもので、その粒子成長は加熱時間と温
度に比例して粒子成長したＷｃ、複合炭化物を溶融物よ
り分離する事を特徴とするＷｃ及び複合炭化物の製造法
である。タングステンの製造法には乾式湿式の両方があ
る。
（１） Ｗｏ３＋Ｈ２→Ｗ Ｗ＋Ｃ＝Ｗｃ （２） Ｗｏ３＋Ｃ→Ｗｃ （３） スクラップからの回収法として、直接通電式ア
ークによるＷｃ−Ｃｏの直接回収の方法 （４） 直接通電式アーク炉を用い、Ｗｃ粉末あるいは
Ｗｏ３にＡｌ粉末を添加することによる粗粒Ｗｃの製造
法 （５） ＺｎによるＣｏ抽出法 ここで第３．第４法について大略説明すると第３は、直
接通電で超硬物体自体を電気抵抗発熱するものでＷｃ−
Ｃｏを２，５００℃以上の温度に上げＣｏの蒸気圧を利
用して熱膨張する事により破砕し粉末化する方法で、Ｗ
ｃ−Ｃｏを溶融する事なくＣｏ蒸気で超硬合金をスポン
ジ状とし微粉末化する方法であり超硬合金組成はＣｏ蒸
発による減少の外、全く変化がない事を特長とし又物理
的にも外部より不純物例えば添加するカーボン自体が混
入する事も許されない。第４法の直接通電式アーク炉を
用い超硬合金粉末スクラップにアルミニウムを添加する
方法は、ＡｌがＷｃ粒子複合粉子の粒子成長を極端に増
長するが高温溶融体Ｃｎ−Ａｌを分離する際に炭化物か
らＡｌを完全に除去する事は出来るが結晶体が０１０面
に於ての単結化の特性が残り、この原料を超硬合金に使
用すると焼結時に異常粒子の成長を起こし超硬合金の特
性を悪化する。またアルミニウムを添加する場合は、超
硬合金スクラップの内粉末スクラップ以外は使用出来な
い。即ち一般超硬スクラップの９８％以上はダイスチッ
プ，バイトチップの様に大型の固体チップでＡｌ粉末と
混合する事は出来ない。またＡｌ−Ｃｏ溶融体は，Ａｌ
を一定量以上添加すると溶融相が多くＡｌが酸化蒸発す
るため全体としてはプレス投入する必要がある。アルミ
の酸化を防ぐため、後投入が出来ず一定量をプレス投入
してカーボン粉末雰囲気中で直接通電炉方式しか使用出
来ない。以上が第３、第４の方法である。
ークによるＷｃ−Ｃｏの直接回収の方法 （４） 直接通電式アーク炉を用い、Ｗｃ粉末あるいは
Ｗｏ３にＡｌ粉末を添加することによる粗粒Ｗｃの製造
法 （５） ＺｎによるＣｏ抽出法 ここで第３．第４法について大略説明すると第３は、直
接通電で超硬物体自体を電気抵抗発熱するものでＷｃ−
Ｃｏを２，５００℃以上の温度に上げＣｏの蒸気圧を利
用して熱膨張する事により破砕し粉末化する方法で、Ｗ
ｃ−Ｃｏを溶融する事なくＣｏ蒸気で超硬合金をスポン
ジ状とし微粉末化する方法であり超硬合金組成はＣｏ蒸
発による減少の外、全く変化がない事を特長とし又物理
的にも外部より不純物例えば添加するカーボン自体が混
入する事も許されない。第４法の直接通電式アーク炉を
用い超硬合金粉末スクラップにアルミニウムを添加する
方法は、ＡｌがＷｃ粒子複合粉子の粒子成長を極端に増
長するが高温溶融体Ｃｎ−Ａｌを分離する際に炭化物か
らＡｌを完全に除去する事は出来るが結晶体が０１０面
に於ての単結化の特性が残り、この原料を超硬合金に使
用すると焼結時に異常粒子の成長を起こし超硬合金の特
性を悪化する。またアルミニウムを添加する場合は、超
硬合金スクラップの内粉末スクラップ以外は使用出来な
い。即ち一般超硬スクラップの９８％以上はダイスチッ
プ，バイトチップの様に大型の固体チップでＡｌ粉末と
混合する事は出来ない。またＡｌ−Ｃｏ溶融体は，Ａｌ
を一定量以上添加すると溶融相が多くＡｌが酸化蒸発す
るため全体としてはプレス投入する必要がある。アルミ
の酸化を防ぐため、後投入が出来ず一定量をプレス投入
してカーボン粉末雰囲気中で直接通電炉方式しか使用出
来ない。以上が第３、第４の方法である。
Ａｌ添加による特性即ち結晶粒子の単結晶化がＷｃ
の０１０面で起る特性が残り、焼結時に異常成長が起き
る。
の０１０面で起る特性が残り、焼結時に異常成長が起き
る。
Ａｌの特性溶融蒸発温度が低いためＡｌを一定量以
上使用する事が不可能であるため工業量産が出来ない。
上使用する事が不可能であるため工業量産が出来ない。
Ａｌ粒子を使用するためスクラップは粉末しか使用
出来ない。
出来ない。
微粉カーボン雰囲気のため直接通電しか出来ない。
以上の４点を全て解消・解決するもので工業的大量生産
は勿論、スクラップ中に混入するＦｅ系金属は関係なく
その他の混入する不純物は高温のため還元蒸発また、Ｆ
ｅ−Ｃｏ−Ｆｅ溶融体に吸収されるため（ゾーンメルテ
ィング理論）高溶点炭化物だけが高純度で得られる。特
に２相３相のアーク炉を使用して初めて急速な溶融即ち
高温のため超硬合金（Ｗｃ−Ｃｏの液相が増大すると共
に、添加するＦｅ−Ｃｏの溶融体がＣｏ相への拡散が著
しくなりＷｃ−Ｃｏ−Ｆｅ−Ｃの液相が急激に増加し粒
子成長を増大させる。即ち超硬合金スクラップ（固形
状）は２相３相のアーク炉においてのみ溶解可能であ
る。即ち本法は、超硬スクラップからのＷｃ及びその複
合炭化物の製造することを特長とする回収法である。Ｆ
ｅ−Ｗの製造には２相のアーク炉を用いるがこの方法
は、酸化物からの製法でＷ中のＣを出来るだけ低下させ
る事が目的で本法の過剰炭素の添加によるＷｃの製造と
は全く異なり、その目的も出来る製品も全く異なるもの
である。また特に本法は、Ｆｅがセメンテットカーバイ
ト（Ｆｅ３Ｃ）を生成する以上の炭素を過剰に添加する
もので、このカーボンがＷｃ−Ｃｏ−Ｆｅの溶融体また
は半溶融体中でカーボン塊状またはＣｏ−Ｆｅから離遊
折出したクレーク状グラファイトと共に常に存在し半溶
融体Ｗｃ−Ｃｏ−Ｆｅ３中に懸垂することで、炉内での
Ｗｃ及び複合炭化物の粒子成長を著しく増大すると共
に、この事が冷却後破砕を容易にすると共にＦｅ−Ｃｏ
の中に折出するＦｒｅｅ−ＣａｒｂｏｎによってＦｅ−
Ｃｏの酸処理をも容易にするものである。また粒状過剰
カーボンと共に、例えばＣａＯＣａＦよりなるフラック
スを一部生成しアークの安定と共に表面酸化を防ぐ目的
で使用した。この場合溶融体または半溶融体の中に一部
フラックスが混入することは全く問題なく、後のＨｃｌ
処理で完全に除去可能なフラックスを用いると良い結果
を得られる。半溶融体は添加するＦｅ系浸透材が多けれ
ば溶融体となり後処理が非常に困難になるが温度が高い
事で粒子成長には問題ない。 Ｆｅ系添加材は少ない方
が良い。
は勿論、スクラップ中に混入するＦｅ系金属は関係なく
その他の混入する不純物は高温のため還元蒸発また、Ｆ
ｅ−Ｃｏ−Ｆｅ溶融体に吸収されるため（ゾーンメルテ
ィング理論）高溶点炭化物だけが高純度で得られる。特
に２相３相のアーク炉を使用して初めて急速な溶融即ち
高温のため超硬合金（Ｗｃ−Ｃｏの液相が増大すると共
に、添加するＦｅ−Ｃｏの溶融体がＣｏ相への拡散が著
しくなりＷｃ−Ｃｏ−Ｆｅ−Ｃの液相が急激に増加し粒
子成長を増大させる。即ち超硬合金スクラップ（固形
状）は２相３相のアーク炉においてのみ溶解可能であ
る。即ち本法は、超硬スクラップからのＷｃ及びその複
合炭化物の製造することを特長とする回収法である。Ｆ
ｅ−Ｗの製造には２相のアーク炉を用いるがこの方法
は、酸化物からの製法でＷ中のＣを出来るだけ低下させ
る事が目的で本法の過剰炭素の添加によるＷｃの製造と
は全く異なり、その目的も出来る製品も全く異なるもの
である。また特に本法は、Ｆｅがセメンテットカーバイ
ト（Ｆｅ３Ｃ）を生成する以上の炭素を過剰に添加する
もので、このカーボンがＷｃ−Ｃｏ−Ｆｅの溶融体また
は半溶融体中でカーボン塊状またはＣｏ−Ｆｅから離遊
折出したクレーク状グラファイトと共に常に存在し半溶
融体Ｗｃ−Ｃｏ−Ｆｅ３中に懸垂することで、炉内での
Ｗｃ及び複合炭化物の粒子成長を著しく増大すると共
に、この事が冷却後破砕を容易にすると共にＦｅ−Ｃｏ
の中に折出するＦｒｅｅ−ＣａｒｂｏｎによってＦｅ−
Ｃｏの酸処理をも容易にするものである。また粒状過剰
カーボンと共に、例えばＣａＯＣａＦよりなるフラック
スを一部生成しアークの安定と共に表面酸化を防ぐ目的
で使用した。この場合溶融体または半溶融体の中に一部
フラックスが混入することは全く問題なく、後のＨｃｌ
処理で完全に除去可能なフラックスを用いると良い結果
を得られる。半溶融体は添加するＦｅ系浸透材が多けれ
ば溶融体となり後処理が非常に困難になるが温度が高い
事で粒子成長には問題ない。 Ｆｅ系添加材は少ない方
が良い。
実施例−１ 使用電気炉は電圧７０Ｖ．１００Ｋｗの３相炉を使用し
超硬スクラップ：１０ｋｇ Ｆｅクズ：３ｋｇ Ｃ粒：
０．４ｋｇ 超硬スクラップ１０ｍｘ１０ｍ，５ｍｘ１
０ｍと、その超硬スクラップ：１０ｋｇに対しＦｅ：３
ｋｇとカーボン粒：０．４ｋｇを加え、３相電極間に投
入しその間でアーク通電をしながら超硬合金に初期生成
する。Ｆｅ−Ｃの溶湯が表面より拡散しその拡散スピー
ドが高温な程急激でその温度は２，５００℃〜３，００
０℃を必要とする。この高温で粒子成長を行う。この時
過剰のカーボンが溶融中に懸垂し半溶融状態にする事に
より内部にもアークが発生し炉内温度を上昇させ超硬ス
クラップの溶融を助ける。この時カーボンが少ないと比
重の大きい大型スクラップは溶融を通過し炉の底部に沈
積し溶融を著しく低下させる。そのためカーボンを過剰
に入れて溶融または半溶融状態で粒子成長させながら加
熱させるもので、一般のＦｅ−Ｗその他の精錬とは全く
逆な方法である。即ちアーク炉による一般精錬はＦｅ−
Ｗの場合は製品中の炭素を出来るだけ少なくすることに
使用され、又その他の場合は炉内溶融体の流動性を良く
することに全ての操作を集中するもので本法は、全く逆
で超硬合金を溶解し易くすると共に半溶融体として操業
するものである。かくして出来た溶融体及び半溶融体を
冷却し破砕し、この時過剰カーボンがグラファイトに成
長し粒子間また物体内に過剰に折出するため簡単に破砕
粉砕が出来る。これをＨｃｌで酸離し製品となる。
超硬スクラップ：１０ｋｇ Ｆｅクズ：３ｋｇ Ｃ粒：
０．４ｋｇ 超硬スクラップ１０ｍｘ１０ｍ，５ｍｘ１
０ｍと、その超硬スクラップ：１０ｋｇに対しＦｅ：３
ｋｇとカーボン粒：０．４ｋｇを加え、３相電極間に投
入しその間でアーク通電をしながら超硬合金に初期生成
する。Ｆｅ−Ｃの溶湯が表面より拡散しその拡散スピー
ドが高温な程急激でその温度は２，５００℃〜３，００
０℃を必要とする。この高温で粒子成長を行う。この時
過剰のカーボンが溶融中に懸垂し半溶融状態にする事に
より内部にもアークが発生し炉内温度を上昇させ超硬ス
クラップの溶融を助ける。この時カーボンが少ないと比
重の大きい大型スクラップは溶融を通過し炉の底部に沈
積し溶融を著しく低下させる。そのためカーボンを過剰
に入れて溶融または半溶融状態で粒子成長させながら加
熱させるもので、一般のＦｅ−Ｗその他の精錬とは全く
逆な方法である。即ちアーク炉による一般精錬はＦｅ−
Ｗの場合は製品中の炭素を出来るだけ少なくすることに
使用され、又その他の場合は炉内溶融体の流動性を良く
することに全ての操作を集中するもので本法は、全く逆
で超硬合金を溶解し易くすると共に半溶融体として操業
するものである。かくして出来た溶融体及び半溶融体を
冷却し破砕し、この時過剰カーボンがグラファイトに成
長し粒子間また物体内に過剰に折出するため簡単に破砕
粉砕が出来る。これをＨｃｌで酸離し製品となる。
実施例−２ を配合し（超硬スクラップ塊状）３相アーク炉にて加熱
した溶解量が増えると共に、粒状カーボンは酸化消耗分
を追加した半溶融体の増加と共に電極は、完全にアーク
業となりこの時電極下にフラックスを投入し電極アーク
の安定と表面酸化を防いだ。電極は順次上昇し操業停止
時には約７０ｍの高さでグラファイトを多量に内蔵した
冷却物であった。特にＣｒ３Ｃ２を０，４％（Ｗｃ％）
投入した事がとくにグラファイト生成を顕著に示した。
これ粉砕し、酸処理後の純度は 破砕・粉砕は実施例−１より容易であったが酸処理が少
し難しい結果を得た。内部にフラックスの巻き込みもあ
ったが酸後処理で全く問題なく除去出来た。
した溶解量が増えると共に、粒状カーボンは酸化消耗分
を追加した半溶融体の増加と共に電極は、完全にアーク
業となりこの時電極下にフラックスを投入し電極アーク
の安定と表面酸化を防いだ。電極は順次上昇し操業停止
時には約７０ｍの高さでグラファイトを多量に内蔵した
冷却物であった。特にＣｒ３Ｃ２を０，４％（Ｗｃ％）
投入した事がとくにグラファイト生成を顕著に示した。
これ粉砕し、酸処理後の純度は 破砕・粉砕は実施例−１より容易であったが酸処理が少
し難しい結果を得た。内部にフラックスの巻き込みもあ
ったが酸後処理で全く問題なく除去出来た。
Claims (5)
- 【請求項１】 超硬合金スクラップに過剰の炭素とＦｅ
を加えて２相または３相のアーク炉で２，０００℃以上
で加熱し、Ｗｃ−Ｃｏ−Ｗｃ−Ｔａｃ−Ｔｉｃ−Ｃｏ，
Ｔｉｃ−Ｎｉの液相を増大し、その中にＦｅ−Ｃを浸透
してその半溶融体に近い状態で各超硬の炭化物を粒子成
長させる事を特徴とする。 - 【請求項２】 この時炭素を過剰に加え、半溶融体の中
に懸垂させ粒子成長させると共に破砕し易くする。 - 【請求項３】 酸処理を行って、炭化物とＦｅ−Ｃｏ相
を分離しＣｏを再生する事。 - 【請求項４】 クロームカーバイト，酸化物等を加える
事により、グラファイトの成長を促進し後処理を容易に
する。 - 【請求項５】 本法を操作する過程の中でアークを安定
させる為に、ＣａＯ−ＣａＦ系フラックスを極間に投入
すると著しく安定し酸化防止も行う。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24668894A JPH0873208A (ja) | 1994-09-05 | 1994-09-05 | 超硬工具スクラップからの２相または３相アーク炉によるＷＣα及びそ の他の複合炭化物の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24668894A JPH0873208A (ja) | 1994-09-05 | 1994-09-05 | 超硬工具スクラップからの２相または３相アーク炉によるＷＣα及びそ の他の複合炭化物の製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0873208A true JPH0873208A (ja) | 1996-03-19 |
Family
ID=17152153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24668894A Pending JPH0873208A (ja) | 1994-09-05 | 1994-09-05 | 超硬工具スクラップからの２相または３相アーク炉によるＷＣα及びそ の他の複合炭化物の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0873208A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006520432A (ja) * | 2003-03-14 | 2006-09-07 | ワールド・リソースィズ・カンパニー | サーメットからの金属有価物の回収 |
| CN110181064A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-08-30 | 深圳精匠云创科技有限公司 | WC-Co预烧回收料的压模方法 |
-
1994
- 1994-09-05 JP JP24668894A patent/JPH0873208A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006520432A (ja) * | 2003-03-14 | 2006-09-07 | ワールド・リソースィズ・カンパニー | サーメットからの金属有価物の回収 |
| CN110181064A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-08-30 | 深圳精匠云创科技有限公司 | WC-Co预烧回收料的压模方法 |
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