JPH0873955A - 異合金混在スクラップの分離方法 - Google Patents
異合金混在スクラップの分離方法Info
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- JPH0873955A JPH0873955A JP24186894A JP24186894A JPH0873955A JP H0873955 A JPH0873955 A JP H0873955A JP 24186894 A JP24186894 A JP 24186894A JP 24186894 A JP24186894 A JP 24186894A JP H0873955 A JPH0873955 A JP H0873955A
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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)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 融解温度を異にする異合金混在スクラップか
ら低融点側部材を融解し高融点側側部材と高回収率で分
離させる。特に、熱交換器用アルミ合金クラッド材の製
造時に発生するスクラップにおいて皮材と芯材を分離す
ることを可能にする。 【構成】第１項 低融点側部材の固相線温度以上で高融
点側部材の固相線温度未満の温度範囲内の所定温度に１
０℃／分以上の昇温速度で加熱し保持すると共に、機械
的振動を付加する。第２項 第１項で、アルミ合金同士
の異合金混在スクラップを分離するに際し、１５〜３０
Ｇ以下の加速度の機械的振動を付加する。
ら低融点側部材を融解し高融点側側部材と高回収率で分
離させる。特に、熱交換器用アルミ合金クラッド材の製
造時に発生するスクラップにおいて皮材と芯材を分離す
ることを可能にする。 【構成】第１項 低融点側部材の固相線温度以上で高融
点側部材の固相線温度未満の温度範囲内の所定温度に１
０℃／分以上の昇温速度で加熱し保持すると共に、機械
的振動を付加する。第２項 第１項で、アルミ合金同士
の異合金混在スクラップを分離するに際し、１５〜３０
Ｇ以下の加速度の機械的振動を付加する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱交換器用アルミ合金
クラッド材のスクラップでの皮材と芯材、またはアルミ
缶材スクラップでの蓋材と胴材等のような融解温度を異
にする異合金混在スクラップの半溶融分離法に関する。
クラッド材のスクラップでの皮材と芯材、またはアルミ
缶材スクラップでの蓋材と胴材等のような融解温度を異
にする異合金混在スクラップの半溶融分離法に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車等の熱交換器用アルミクラッド材
は、エアコンのコンデンサー、ラジエーター等において
実用化され、自動車の軽量化の要請から今後ますますア
ルミの使用料の増大が予想される。このため今後ともこ
れらのスクラップの有効活用が必要と云われているが、
現状ではクラッドスクラップ材からの皮材−芯材を分離
した形での回収は難しく、分離すること無くそのまま鋳
物用材料に転化されている。アルミ缶スクラップにおい
ては、アルコア社から分離法の特許がある（特公平０３
−０７２６８９）が、少なくとも日本国内では蓋材と胴
材とを分離しないで再溶解し、胴材用の１種類のＡｌ−
Ｍｎ−Ｍｇ系合金として成分調整されて再利用されてい
るのが現状である。
は、エアコンのコンデンサー、ラジエーター等において
実用化され、自動車の軽量化の要請から今後ますますア
ルミの使用料の増大が予想される。このため今後ともこ
れらのスクラップの有効活用が必要と云われているが、
現状ではクラッドスクラップ材からの皮材−芯材を分離
した形での回収は難しく、分離すること無くそのまま鋳
物用材料に転化されている。アルミ缶スクラップにおい
ては、アルコア社から分離法の特許がある（特公平０３
−０７２６８９）が、少なくとも日本国内では蓋材と胴
材とを分離しないで再溶解し、胴材用の１種類のＡｌ−
Ｍｎ−Ｍｇ系合金として成分調整されて再利用されてい
るのが現状である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような現
状を打開し、ほんの少しの成分調整をするだけで、缶蓋
は缶蓋へ、缶胴は缶胴へ、熱交換器用アルミ合金クラッ
ド材の皮材は皮材へ、芯材は芯材へのいわゆる Product
to Productの分離・回収システムを可能にするもので
ある。缶材スクラップにおいてはともかく、クラッド材
においては異種合金が金属接合し且つ接触面積が対重量
比で大きいため、アルミと鉄の融点差の大きい板厚の厚
いクラッド材の場合のように通常の加熱による分離は難
しい。また、板厚の薄いクラッド材を加熱融解する場
合、高温領域に長い間暴露する加熱方法では、表面の酸
化を著しく進展させ、又、界面での拡散も進展させるた
め、回収歩留まりが大幅に低下し経済的に見合うものと
はならない。本発明はかかる問題点を解決すべくなされ
たものであって、熱交換器用アルミクラッド材スクラッ
プの皮材と芯材の分離が可能であり、当然、アルミ缶材
スクラップや他のスクラップの分離への適用も可能であ
る。
状を打開し、ほんの少しの成分調整をするだけで、缶蓋
は缶蓋へ、缶胴は缶胴へ、熱交換器用アルミ合金クラッ
ド材の皮材は皮材へ、芯材は芯材へのいわゆる Product
to Productの分離・回収システムを可能にするもので
ある。缶材スクラップにおいてはともかく、クラッド材
においては異種合金が金属接合し且つ接触面積が対重量
比で大きいため、アルミと鉄の融点差の大きい板厚の厚
いクラッド材の場合のように通常の加熱による分離は難
しい。また、板厚の薄いクラッド材を加熱融解する場
合、高温領域に長い間暴露する加熱方法では、表面の酸
化を著しく進展させ、又、界面での拡散も進展させるた
め、回収歩留まりが大幅に低下し経済的に見合うものと
はならない。本発明はかかる問題点を解決すべくなされ
たものであって、熱交換器用アルミクラッド材スクラッ
プの皮材と芯材の分離が可能であり、当然、アルミ缶材
スクラップや他のスクラップの分離への適用も可能であ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記問題点を解決するた
めに、本願発明では以下の手段をとる。長時間、高温加
熱による表面酸化を防止するために、更に融解部が相手
材へ拡散して回収率の低下するのを防止するために、電
磁誘導式加熱炉等を用いて高速かつ温度分布の均一な加
熱を行う。又、クラッド材のように異種合金間の接触面
積が対重量比で大であるため分離を難しくしている課題
に対しては、半溶融状態で振動による重力加速度Ｇ以上
の高加速度を付加することにより徹底した分離をはかっ
た。以上の高速加熱、振動付加の適正な組み合わせで分
離・回収率の向上を可能とする。
めに、本願発明では以下の手段をとる。長時間、高温加
熱による表面酸化を防止するために、更に融解部が相手
材へ拡散して回収率の低下するのを防止するために、電
磁誘導式加熱炉等を用いて高速かつ温度分布の均一な加
熱を行う。又、クラッド材のように異種合金間の接触面
積が対重量比で大であるため分離を難しくしている課題
に対しては、半溶融状態で振動による重力加速度Ｇ以上
の高加速度を付加することにより徹底した分離をはかっ
た。以上の高速加熱、振動付加の適正な組み合わせで分
離・回収率の向上を可能とする。
【０００５】具体的には、請求項１の、固相線温度を異
にする異合金混在スクラップを分離するに際し、低融点
側部材の固相線温度以上で高融点側部材の固相線温度未
満の温度範囲内の所定温度に１０℃／分以上の昇温速度
で加熱し保持すると共に、機械的振動を付加させて、低
融点側部材を融解し高融点側側部材と分離させることを
特長とする異合金混在スクラップの分離方法 であり、
請求項２のアルミ合金同士の異合金混在スクラップを分
離するに際し、１５〜３０Ｇ以下の加速度の振動を付加
することを特徴とする請求項１記載の異合金混在スクラ
ップの分離方法 である。
にする異合金混在スクラップを分離するに際し、低融点
側部材の固相線温度以上で高融点側部材の固相線温度未
満の温度範囲内の所定温度に１０℃／分以上の昇温速度
で加熱し保持すると共に、機械的振動を付加させて、低
融点側部材を融解し高融点側側部材と分離させることを
特長とする異合金混在スクラップの分離方法 であり、
請求項２のアルミ合金同士の異合金混在スクラップを分
離するに際し、１５〜３０Ｇ以下の加速度の振動を付加
することを特徴とする請求項１記載の異合金混在スクラ
ップの分離方法 である。
【０００６】固相線温度を異にする異合金混在スクラッ
プとは、前述したような、アルミ缶蓋と缶胴が入り交じ
った使用済み缶スクラップ等を指すが、これに限定され
るものではなく、アルミ合金と鉄鋼との混在スクラップ
等も含まれる。しかし、自動車熱交換器用（エアーコン
デンサー、ラジエーター）に用いられるアルミクラッド
材の製造工程で生じるスクラップの分離に好ましく適用
される。
プとは、前述したような、アルミ缶蓋と缶胴が入り交じ
った使用済み缶スクラップ等を指すが、これに限定され
るものではなく、アルミ合金と鉄鋼との混在スクラップ
等も含まれる。しかし、自動車熱交換器用（エアーコン
デンサー、ラジエーター）に用いられるアルミクラッド
材の製造工程で生じるスクラップの分離に好ましく適用
される。
【０００７】
【作用】異合金のうち低融点側部材の固相線温度以上で
高融点側部材の固相線温度未満の温度範囲内の所定温度
に加熱し保持することによって低融点側部材を融解し高
融点側側部材と分離させる。この際、１０℃／分以上の
昇温速度で昇温するのは、表面の酸化をできるだけ防止
し、ろう材の芯材への拡散を出来る限り少なくし、また
後述する芯材の再結晶化を助長するためである。なお、
１０℃／分以上の昇温速度は電磁誘導加熱装置等を用い
ることで達成可能である。熱交換器用アルミ合金クラッ
ド材の場合、皮材は固相線温度以上に加熱されるとろう
材として融解が始まり、芯材の表面に広がる。その際、
芯材の組織が再結晶組織であれば、ろう材の芯材への拡
散が少なく分離のために望ましい。また、所定温度に達
した後の保持時間はあまり長いと表面の酸化と界面での
拡散を防止するという急速加熱した意味が無くなる。そ
こで、下記の振動付加とも関係するので単独では規定し
にくいが、できるだけ短時間の保持に止めるのが好まし
い。
高融点側部材の固相線温度未満の温度範囲内の所定温度
に加熱し保持することによって低融点側部材を融解し高
融点側側部材と分離させる。この際、１０℃／分以上の
昇温速度で昇温するのは、表面の酸化をできるだけ防止
し、ろう材の芯材への拡散を出来る限り少なくし、また
後述する芯材の再結晶化を助長するためである。なお、
１０℃／分以上の昇温速度は電磁誘導加熱装置等を用い
ることで達成可能である。熱交換器用アルミ合金クラッ
ド材の場合、皮材は固相線温度以上に加熱されるとろう
材として融解が始まり、芯材の表面に広がる。その際、
芯材の組織が再結晶組織であれば、ろう材の芯材への拡
散が少なく分離のために望ましい。また、所定温度に達
した後の保持時間はあまり長いと表面の酸化と界面での
拡散を防止するという急速加熱した意味が無くなる。そ
こで、下記の振動付加とも関係するので単独では規定し
にくいが、できるだけ短時間の保持に止めるのが好まし
い。
【０００８】融解温度範囲に達した皮材（ろう材）は、
溶けて芯材の表面に液滴を形成する。溶融アルミの表面
張力は融点近傍で約９１４ｄｙｎｅ／ｃｍで水の値より
一桁大きいが、粘性係数は １．３８ｃＰであり水の値
１ｃＰに近く、流れ性がよい。今、アルミ板の表面に形
成された液滴の質量をｍ、その周囲長をＬ，液体の表面
張力をＴとすると、液滴分離のために必要な加速度Ａは ｍＡ＝Ｔ・Ｌ より概算される。そこで、１．０ｍｍt×２０ｍｍ×３
０ｍｍの両面クラッド材（片面クラッド率１５％）小片
の場合について概算する。片面のろう材の量は約０．２
４３ｇ。流れ性がよいので、このろう材が直径１０ｍｍ
φの液滴に凝集すると仮定すると Ａ＝3.14×914／0.243＝1.18×104＝約１２Ｇ（Ｇ＝980
cm/sec2） が得られる。更にアルミ液体の粘性係数が高めの値の場
合、表面張力以外にアルミ液体の粘性流動に起因する粘
性力の効果が考えられる。そこで、これらに打ち勝つた
めに必要な最低加速度として本願発明の第２請求項では
約１５Ｇを採用した。３０Ｇを越すと設備の耐久性の面
から好ましくない。なお、粘性係数が大の液体には、同
じ加速度でも振幅の大の振動の付加により粘性力の寄与
が低減出来る。なお、振動の周波数は特に限定しない
が、２０〜１００Ｈｚ程度が一般的である。また、振動
は所定温度に到達後付加し始めれば足りるが、それ以前
に付加し始めても、それ以降に付加し始めても構わな
い。
溶けて芯材の表面に液滴を形成する。溶融アルミの表面
張力は融点近傍で約９１４ｄｙｎｅ／ｃｍで水の値より
一桁大きいが、粘性係数は １．３８ｃＰであり水の値
１ｃＰに近く、流れ性がよい。今、アルミ板の表面に形
成された液滴の質量をｍ、その周囲長をＬ，液体の表面
張力をＴとすると、液滴分離のために必要な加速度Ａは ｍＡ＝Ｔ・Ｌ より概算される。そこで、１．０ｍｍt×２０ｍｍ×３
０ｍｍの両面クラッド材（片面クラッド率１５％）小片
の場合について概算する。片面のろう材の量は約０．２
４３ｇ。流れ性がよいので、このろう材が直径１０ｍｍ
φの液滴に凝集すると仮定すると Ａ＝3.14×914／0.243＝1.18×104＝約１２Ｇ（Ｇ＝980
cm/sec2） が得られる。更にアルミ液体の粘性係数が高めの値の場
合、表面張力以外にアルミ液体の粘性流動に起因する粘
性力の効果が考えられる。そこで、これらに打ち勝つた
めに必要な最低加速度として本願発明の第２請求項では
約１５Ｇを採用した。３０Ｇを越すと設備の耐久性の面
から好ましくない。なお、粘性係数が大の液体には、同
じ加速度でも振幅の大の振動の付加により粘性力の寄与
が低減出来る。なお、振動の周波数は特に限定しない
が、２０〜１００Ｈｚ程度が一般的である。また、振動
は所定温度に到達後付加し始めれば足りるが、それ以前
に付加し始めても、それ以降に付加し始めても構わな
い。
【０００９】
【実施例】用いた装置の概略を図１に示す。スクラップ
容器１はステンレス製で底は網目構造とし、表面にはセ
ラミック粉末から成る離型剤を噴霧塗布した。この容器
にチャージしたクラッド材スクラップ２の溶融部分は溶
け落ちて下の黒鉛ルツボ４（支持架台に固定）にたま
る。振動機本体５（加振力６００ｋｇｆ）により発生し
た機械的振動は振動伝達部材６を介して高周波誘導加熱
用コイル（架台に固定、６ＫＨｚ，２０ＫＷ）３の中で
加熱されているスクラップ容器１に伝達される。この装
置にて １．５ｍｍｔ×２０ｍｍ×３０ｍｍの４３４３
／３００３／４３４３クラッド材チップ（片面クラッド
率１５％）を ３ｋｇチャージして ６１０℃に１０分で
昇温し、振動を加えた。各振動条件とろう材（皮材）の
回収率の結果を表１に示す。表１より２０Ｇ近傍の加速
度が好ましいことがわかる。
容器１はステンレス製で底は網目構造とし、表面にはセ
ラミック粉末から成る離型剤を噴霧塗布した。この容器
にチャージしたクラッド材スクラップ２の溶融部分は溶
け落ちて下の黒鉛ルツボ４（支持架台に固定）にたま
る。振動機本体５（加振力６００ｋｇｆ）により発生し
た機械的振動は振動伝達部材６を介して高周波誘導加熱
用コイル（架台に固定、６ＫＨｚ，２０ＫＷ）３の中で
加熱されているスクラップ容器１に伝達される。この装
置にて １．５ｍｍｔ×２０ｍｍ×３０ｍｍの４３４３
／３００３／４３４３クラッド材チップ（片面クラッド
率１５％）を ３ｋｇチャージして ６１０℃に１０分で
昇温し、振動を加えた。各振動条件とろう材（皮材）の
回収率の結果を表１に示す。表１より２０Ｇ近傍の加速
度が好ましいことがわかる。
【００１０】
【表１】
【００１１】
【効果】以上述べたように、本発明によれば、固相線温
度を異にする異合金混在スクラップを分離するに際し、
高速加熱・振動付加を組み合わせることによって、効率
的に合金毎の分離・回収が行える。特に、熱交換器用ア
ルミ合金クラッド材の製造時に発生するスクラップにお
いて皮材と芯材を分離することが可能になり、ほんの少
しの成分調整をするだけで缶蓋は缶蓋へ、缶胴は缶胴
へ、熱交換器用アルミ合金クラッド材の皮材は皮材へ、
芯材は芯材へのいわゆる Product to Product の再利
用が実現され、その効果は顕著である。
度を異にする異合金混在スクラップを分離するに際し、
高速加熱・振動付加を組み合わせることによって、効率
的に合金毎の分離・回収が行える。特に、熱交換器用ア
ルミ合金クラッド材の製造時に発生するスクラップにお
いて皮材と芯材を分離することが可能になり、ほんの少
しの成分調整をするだけで缶蓋は缶蓋へ、缶胴は缶胴
へ、熱交換器用アルミ合金クラッド材の皮材は皮材へ、
芯材は芯材へのいわゆる Product to Product の再利
用が実現され、その効果は顕著である。
【図１】図１は、本発明の実施に用いた装置の断面図で
ある。
ある。
１ スクラップ容器 ２ スクラップ ３ 高周波誘導加熱用コイル ４ 黒鉛ルツボ ５ 振動機本体 ６ 振動伝達部材 ７ 高周波コイル支え ８ ルツボ支え ９ 支持架台
Claims (2)
- 【請求項１】 固相線温度を異にする異合金混在スクラ
ップを分離するに際し、低融点側部材の固相線温度以上
で高融点側部材の固相線温度未満の温度範囲内の所定温
度に１０℃／分以上の昇温速度で加熱し保持すると共
に、機械的振動を付加させて、低融点側部材を融解し高
融点側側部材と分離させることを特長とする異合金混在
スクラップの分離方法。 - 【請求項２】 アルミ合金同士の異合金混在スクラップ
を分離するに際し、１５〜３０Ｇ以下の加速度の機械的
振動を付加することを特徴とする請求項１記載の異合金
混在スクラップの分離方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24186894A JPH0873955A (ja) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | 異合金混在スクラップの分離方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24186894A JPH0873955A (ja) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | 異合金混在スクラップの分離方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0873955A true JPH0873955A (ja) | 1996-03-19 |
Family
ID=17080727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24186894A Pending JPH0873955A (ja) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | 異合金混在スクラップの分離方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0873955A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998024939A1 (fr) * | 1996-12-06 | 1998-06-11 | Hitachi, Ltd. | Procede et appareil d'enlevement de metal d'apport |
| WO2002101102A1 (en) * | 2001-04-24 | 2002-12-19 | Corus Aluminium Voerde Gmbh | Method of recycling metallic coated scrap pieces |
| JP2021042417A (ja) * | 2019-09-10 | 2021-03-18 | サンコーアルミ株式会社 | アルミニウムの回収方法及び回収装置 |
-
1994
- 1994-09-09 JP JP24186894A patent/JPH0873955A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998024939A1 (fr) * | 1996-12-06 | 1998-06-11 | Hitachi, Ltd. | Procede et appareil d'enlevement de metal d'apport |
| WO2002101102A1 (en) * | 2001-04-24 | 2002-12-19 | Corus Aluminium Voerde Gmbh | Method of recycling metallic coated scrap pieces |
| JP2021042417A (ja) * | 2019-09-10 | 2021-03-18 | サンコーアルミ株式会社 | アルミニウムの回収方法及び回収装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040127 |