JPS6210287B2 - - Google Patents

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JPS6210287B2
JPS6210287B2 JP50134584A JP50134584A JPS6210287B2 JP S6210287 B2 JPS6210287 B2 JP S6210287B2 JP 50134584 A JP50134584 A JP 50134584A JP 50134584 A JP50134584 A JP 50134584A JP S6210287 B2 JPS6210287 B2 JP S6210287B2
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slag
mold
aluminum
receiver
pressing tool
Prior art date
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JP50134584A
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Japanese (ja)
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Jatsuku Juriaaru
Rui Teiriri
Pieeru Uije
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SEJUDEYUURU SOC DO TORANSUFUORUMASHION DO RARUMINIOMU PUSHINEI
Original Assignee
SEJUDEYUURU SOC DO TORANSUFUORUMASHION DO RARUMINIOMU PUSHINEI
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SEJUDEYUURU SOC DO TORANSUFUORUMASHION DO RARUMINIOMU PUSHINEI filed Critical SEJUDEYUURU SOC DO TORANSUFUORUMASHION DO RARUMINIOMU PUSHINEI
Publication of JPS60500542A publication Critical patent/JPS60500542A/en
Publication of JPS6210287B2 publication Critical patent/JPS6210287B2/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/04Working-up slag
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B9/00Presses specially adapted for particular purposes
    • B30B9/02Presses specially adapted for particular purposes for squeezing-out liquid from liquid-containing material, e.g. juice from fruits, oil from oil-containing material
    • B30B9/04Presses specially adapted for particular purposes for squeezing-out liquid from liquid-containing material, e.g. juice from fruits, oil from oil-containing material using press rams
    • B30B9/047Control arrangements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B21/00Obtaining aluminium
    • C22B21/0038Obtaining aluminium by other processes
    • C22B21/0069Obtaining aluminium by other processes from scrap, skimmings or any secondary source aluminium, e.g. recovery of alloy constituents
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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
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Description

請求の範囲 1 押圧具と単一方向垂直プレスのテーブルとの
間に配置された円形断面を有する型に充填した高
熱スラグを圧縮することによつて高熱スラグから
液体アルミニウムを回収する方法であつて、該押
圧具をスラグの上部に押しつけ、該型下部に液体
アルミニウム流が現われるまでは最高速度で該押
圧具を降下させ、その後はスラグ中の液体アルミ
ニウム濃度の低下に伴つて遅くなる速度で該押圧
具を降下させることを特徴とする液体アルミニウ
ムの回収方法。
Claim 1: A method for recovering liquid aluminum from high-temperature slag by compressing the high-temperature slag filled in a mold having a circular cross section, which is disposed between a pressing tool and a table of a unidirectional vertical press, comprising: , the pressing tool is pressed against the top of the slag, and the pressing tool is lowered at the maximum speed until a liquid aluminum flow appears at the bottom of the mold, and then the pressing tool is lowered at a speed that decreases as the liquid aluminum concentration in the slag decreases. A method for recovering liquid aluminum, characterized by lowering a pressing tool.

2 該型下部に液体アルミニウム流が現われたと
きの降下速度が次の関係式 V(mm/min)=Kx (液体アルミニウムの質量/スラグの質量) を満たし、Kが150〜300であることを特徴とする
請求の範囲1に記載の方法。
2. When the liquid aluminum flow appears at the bottom of the mold, the descending speed satisfies the following relational expression: V (mm/min) = Kx (mass of liquid aluminum/mass of slag), and K is 150 to 300. A method according to claim 1, characterized in that:

3 該型の周辺部にて測定したスラグの高さを
H、該型の直径をDとした場合、D/Hが0.5〜
1.5となるようにスラグを型に充填することを特
徴とする請求の範囲1に記載の方法。
3 If the height of the slag measured at the periphery of the mold is H and the diameter of the mold is D, then D/H is 0.5 to
The method according to claim 1, characterized in that the mold is filled with slag so that the amount of slag becomes 1.5.

4 該型の中央部より周辺部により多くのスラグ
を充填することを特徴とする請求の範囲1に記載
の方法。
4. A method according to claim 1, characterized in that the periphery of the mold is filled with more slag than the center.

5 充填スラグの該型の周辺部と中央部における
高度差(mm)が、0.5(D/100)2〜1.5(D/
100)2であり、Dは該型の直径(mm)であること
を特徴とする請求の範囲4に記載の方法。
5 The height difference (mm) between the periphery and the center of the mold of the filling slag is 0.5 (D/100) 2 to 1.5 (D/100).
100) 2 , and D is the diameter (mm) of the mold.

6 更に、該スラグから液体アルミニウム流が現
われなくなるまで押圧具を遅い速度で降下させた
後、押圧具を持ち上げ、圧縮スラグが充填されて
いる型を受金と一緒に上昇させて該型を押圧具と
台との間に保持し、次いで押圧具を降下させて該
型下部から下方受金とスラグを取り出すことを特
徴とする請求の範囲1に記載の方法。
6 Further, after lowering the pressing tool at a slow speed until no liquid aluminum flow appears from the slag, the pressing tool is lifted and the mold filled with compressed slag is raised together with the receiver to press the mold. A method according to claim 1, characterized in that the lower receiver and the slug are removed from the lower part of the mold by being held between the tool and the platform and then lowering the pressing tool.

7 押圧具と単一方向プレスのテーブルとの間に
一時的に配置されるべく構成された、高熱スラグ
を圧縮することによつて液体アルミニウムを回収
し且つ圧縮スラグのケーキを容易に抽出するため
の装置であつて、各末端部に円形受金を有するス
ラグを充填するための円筒形型を載せる台を含
み、該台の上面には底部が外部に通ずる環状溝が
設けられており、下方受金は該台から切り離し可
能であり、該下方受金の直径が該溝の内径に少な
くとも等しく且ついかなる場合にも該溝の外径よ
り小さく、該下方受金の連続上面は外側へ突出し
て円錐形を形成し、該下方受金の側壁と該型の内
側壁との間に該溝に対向して水平面に位置し一定
の幅を有する空間が存在していることを特徴とす
る装置。
7. configured to be temporarily placed between the press and the table of the unidirectional press, for recovering liquid aluminum by compressing hot slag and for facilitating extraction of a cake of compressed slag; Apparatus comprising a stand for carrying a cylindrical mold for filling slug with a circular receiver at each end, the upper surface of the stand being provided with an annular groove whose bottom part communicates with the outside, and a downwardly extending groove. A receiver is separable from the base, the diameter of the lower receiver is at least equal to the inner diameter of the groove and in any case less than the outer diameter of the groove, and the continuous upper surface of the lower receiver projects outwardly. A device forming a conical shape, characterized in that between the side wall of the lower receiver and the inner wall of the mold there is a space located in a horizontal plane opposite to the groove and having a constant width.

8 該下方受金の上面によつて形成される円錐形
が75〜85゜の頂半角を有していることを特徴とす
る請求の範囲7に記載の装置。
8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the conical shape formed by the upper surface of the lower receiver has an apex half angle of 75 to 85 degrees.

9 該下方受金の側壁と該型の内側壁との間の空
間の幅が5〜20mmであることを特徴とする請求の
範囲7に記載の装置。
9. Device according to claim 7, characterized in that the width of the space between the side wall of the lower receiver and the inner wall of the mold is between 5 and 20 mm.

10 該溝の幅が、該下方受金の側壁と該型の内
側壁との間の空間より大きいことを特徴とする請
求の範囲7に記載の装置。
10. The apparatus of claim 7, wherein the width of the groove is greater than the space between the side wall of the lower receiver and the inner wall of the mold.

11 該環状部の底部が水平線に対して傾斜して
いることを特徴とする請求の範囲7に記載の装
置。
11. The device according to claim 7, characterized in that the bottom of the annular portion is inclined with respect to the horizontal line.

12 該下方受金の下面には該面に対して垂直な
突起部が設けられており、該突起部は円筒形状を
有しており該台に設けられた空所を貫通している
ことを特徴とする請求の範囲7に記載の装置。
12 The lower surface of the lower receiver is provided with a protrusion perpendicular to the surface, and the protrusion has a cylindrical shape and passes through the void provided in the base. 8. The device of claim 7, characterized in that:

13 該型が垂線に対して傾斜した接触面を有す
る係合部を介して該台に載置されていることを特
徴とする請求の範囲7に記載の装置。
13. The device according to claim 7, wherein the mold is placed on the stand via an engaging portion having a contact surface inclined with respect to the vertical.

14 該型の下部及び上部にはつばが設けられて
いることを特徴とする請求の範囲7に記載の装
置。
14. The device according to claim 7, characterized in that the lower and upper parts of the mold are provided with flanges.

15 該台の環状溝の低点が、外部の加熱貯蔵槽
に通じていることを特徴とする請求の範囲7に記
載の装置。
15. Apparatus according to claim 7, characterized in that the low point of the annular groove of the platform opens into an external heated storage tank.

16 該型の外側壁には加熱装置が設けられてお
り、熱絶縁されていることを特徴とする請求の範
囲7に記載の装置。
16. Apparatus according to claim 7, characterized in that the outer wall of the mold is provided with a heating device and is thermally insulated.

17 該上方受金が熱絶縁層によつてスラグから
分離されていることを特徴とする請求の範囲7に
記載の装置。
17. Apparatus according to claim 7, characterized in that the upper receiver is separated from the slug by a thermally insulating layer.

明細書 本発明は高熱スラグの圧縮による液体アルミニ
ウムの回収方法及びその装置に関する。本明細書
に用いる「アルミニウム」なる用語は全てのアル
ミニウム合金をも包含することに留意されたい。
Description The present invention relates to a method and apparatus for recovering liquid aluminum by compressing hot slag. It is noted that the term "aluminum" as used herein also includes all aluminum alloys.

アルミニウム鉱又は再循環した廃物からのアル
ミニウム製造サイクルには、一般に鋳造工程に先
行して金属溶融工程を設ける。当業者には既知で
あるが、かかる溶融時には炉の金属湯面に「スラ
グ」と称する生成物の層が形成され、分折結果に
依れば、スラグは、酸化物、炭化物、窒化物等の
非金属粒子で構成され、該粒子相互間に金属の小
滴を含有することが判明している。例えば炉の内
容物をそのままで鋳造すると製品にスラグが混在
して、例えば圧延等のその後の加工処理時に、表
面又は内部の欠陥の原因となる他に、製品の品質
を損う原因となるような不均質部を少なくとも局
部的に出現させる介在物を固体製品内に形成する
ことになる。
Aluminum production cycles from aluminum ore or recycled waste generally include a metal melting step preceding the casting step. As is known to those skilled in the art, during such melting, a layer of products called "slag" is formed on the surface of the metal in the furnace, and according to analysis results, slag consists of oxides, carbides, nitrides, etc. It has been found to be composed of non-metallic particles containing metal droplets between the particles. For example, if the contents of the furnace are cast as they are, slag will be mixed into the product, which may cause surface or internal defects during subsequent processing such as rolling, and may also cause a loss of product quality. This results in the formation of inclusions within the solid product that cause, at least locally, the appearance of heterogeneous areas.

従つて、当然のことながら、鋳造以前に金属か
らスラグを除去すべきであり、これは除垢作業時
に除垢具を用いて湯からスラグをすくい取ること
によつて実施されることが多い。しかしながら、
該スラグの金属含有率は相当高くてスラグの質量
の95%までにも達するので、スラグを除去すれば
製造金属の割合が著しく減少することになる。
Naturally, therefore, the slag should be removed from the metal prior to casting, and this is often accomplished by skimming the slag from the hot water using a descaling tool during the descaling operation. however,
Since the metal content of the slag is quite high, amounting to up to 95% of the mass of the slag, removal of the slag results in a significant reduction in the proportion of manufactured metal.

当然のことながら、該スラグに含有される金属
を出来る限り多量に回収可能な装置を見い出す努
力を当業者は惜しむものではない。解決法の1つ
は、溶剤によつて溶融炉自体の内部にてスラグを
処理し、金属の小滴を合着させ、スラグを湯中へ
移動しやすくすることである。しかしながら、か
かる溶剤はある種の合金の特性に悪影響を与える
他に、回収効率を限定するので、炉内における処
理の可能性如何にかかわらず、スラグが炉から排
出された後で特殊装置内にてスラグを処理又は再
処理する必要が生じてくる。
Naturally, those skilled in the art will spare no effort to find a device capable of recovering as much metal as possible contained in the slag. One solution is to treat the slag inside the melting furnace itself with a solvent to coalesce the metal droplets and facilitate the movement of the slag into the hot water. However, in addition to adversely affecting the properties of certain alloys, such solvents also limit the recovery efficiency, so that, regardless of the possibility of treatment in the furnace, the slag must be stored in special equipment after it has been discharged from the furnace. It becomes necessary to treat or reprocess the slag.

又、混合装置を使用することも既知であり、空
気を導入し、場合によつては溶剤を用いてスラグ
をかき混ぜ、スラグに含有される金属の一部を酸
化させる。かかる酸化反応で多量に発熱し、かく
してスラグに含有される金属滴が合着するのに充
分な温度でスラグを保持するので、合着した金属
滴はスラグから容易に分離してタンク下方へ流出
する。
It is also known to use mixing devices, in which air is introduced and optionally a solvent is used to stir the slag and oxidize some of the metals contained in the slag. This oxidation reaction generates a large amount of heat, thus keeping the slag at a temperature sufficient for the metal droplets contained in the slag to coalesce, so that the coalesced metal droplets are easily separated from the slag and flow down the tank. do.

次に金属滴を除去した高熱スラグはピーニング
装置を通過した後、粒度に従つて分離されるの
で、混合時に分離されなかつた金属が新たに抽出
される。
Next, the hot slag from which metal droplets have been removed passes through a peening device and is separated according to particle size, so that metals that were not separated during mixing are newly extracted.

この種の処理方法の欠点は、酸化反応を確実な
らしめるためにスラグに含有されるアルミニウム
の一般に10%より多くが損失することである。
又、ピーニング後の金属の回収は不完全であり、
排出されるスラグ中に5%を上回るアルミニウム
が残留する。
A disadvantage of this type of treatment method is that generally more than 10% of the aluminum contained in the slag is lost in order to ensure the oxidation reaction.
In addition, recovery of metal after peening is incomplete;
More than 5% aluminum remains in the discharged slag.

金属収量の問題の他に、この種の処理は、酸化
反応時に煙を放出すること及び各種処理装置にて
高熱スラグを取り扱う故に不完全な衛生状態にて
処理されることが多いという問題があり、更に騒
音問題や有害イオンを発して比較的溶解度の高い
溶剤を含有する生成物を排出する故に水質汚染の
問題が生ずる。
In addition to metal yield issues, this type of processing also suffers from the fact that it emits smoke during the oxidation reaction and is often processed in imperfect sanitary conditions due to the handling of hot slag in the various processing equipment. Furthermore, noise problems and water pollution problems arise due to the discharge of products containing relatively highly soluble solvents that emit harmful ions.

従つて、該技術分野において、前述のものとは
異なる方法、すなわち特に酸化段階を回避し、場
合によつては溶剤と共にスラグを回転シリンダ内
にて迅速に冷却する段階と、該スラグを粉砕した
後でふるい分け、多少ともアルミニウムを含有す
る部分を分離する段階とで構成される方法が考案
された。
There is therefore a need in the art for methods different from those mentioned above, in particular by avoiding the oxidation step and by rapidly cooling the slag in a rotating cylinder, optionally with a solvent, and by crushing the slag. A method has been devised which consists of a subsequent sieving step to separate out the parts containing more or less aluminum.

しかしながら、この場合、スラグを冷却するた
めに極めて長いシリンダを設置する必要が生ずる
ので設備投資費及び運転費が比較的高くなり、そ
れにもかかわらず煙の発生に伴う公害や、相当量
の金属損失を回避することが出来ない。更に、品
質の異なる合金を処理する各種炉から強制的に出
る多量のスラグを処理するためにかなり大型の設
備が必要となる。従つて、抽出される液体金属の
組成が一定でないため、これら金属は分折を要
し、しかも所定の条件下においてのみ再利用可能
である。
However, this requires the installation of very long cylinders to cool the slag, which results in relatively high capital and operating costs, and is nevertheless accompanied by pollution due to smoke generation and significant metal losses. cannot be avoided. Furthermore, fairly large equipment is required to process the large amounts of slag forced out from various furnaces that process alloys of different quality. Therefore, since the composition of the liquid metals extracted is not constant, these metals must be separated and can only be reused under certain conditions.

高熱スラグに遠心処理の如き機械処理を直接実
施する方法も既知である。しかしながら抽出時に
スラグが液体排出装置につまるという欠点がある
ので一般に該方法は実験段階にとどまつている。
It is also known to directly subject the hot slag to mechanical treatment, such as centrifugation. However, the disadvantage of slag clogging in the liquid ejector during extraction generally remains in the experimental stage.

従つて、今日まで提案されている各種方法はス
ラグのアルミニウム回収に関する問題点を完全に
解決するものではないことを確認した本出願人
は、前記欠点を回避する方法を完成させるべく努
力をしてきた。すなわち前記欠点とは、 ―酸化によるアルミニウムの損失及び回収率の制
約、 ―高価で汚染物質を出す溶剤の使用、 ―煙及び騒音等の公害の発生、 ―品質の異なるスラグの混合、 ―設備投資及び運転費の高い設備の使用等である かくて本出願人は、単一方向垂直プレス内にて
スラグを圧縮する方法に注目した。かかる技術が
既に実施されていることは確認済みである。例え
ば、米国特許第2278135号にて、直径15cmの型に
てアンチモン・アルミニウムの固体金属間化合物
で形成されるスラグからの液体錫の回収方法が既
知である。同様に、西独公開公報第2312235号に
は、直径50mm、重量500gの小型スラグを350゜乃
至550℃に加熱することによつて液体鉛を抽出す
る方法及び装置が記載されている。
Therefore, recognizing that the various methods proposed to date do not completely solve the problems associated with aluminum recovery from slag, the applicant has made efforts to perfect a method that avoids the aforementioned drawbacks. . In other words, the disadvantages are: - Loss of aluminum due to oxidation and limited recovery rate, - Use of expensive and polluting solvents, - Generation of pollution such as smoke and noise, - Mixing of slags of different quality, - Capital investment. and the use of expensive equipment to operate, etc. Applicants have thus turned their attention to a method of compacting slag in a unidirectional vertical press. It has been confirmed that such technology is already in use. For example, in US Pat. No. 2,278,135 a method is known for recovering liquid tin from a slag formed of a solid intermetallic compound of antimony-aluminum in a mold with a diameter of 15 cm. Similarly, German Offenlegungsschrift No. 2312235 describes a method and apparatus for extracting liquid lead by heating small slugs with a diameter of 50 mm and a weight of 500 g to 350° to 550° C.

前記引用例のいずれにおいても、スラグを圧縮
するためのプレスの特別な使用方法に何ら言及し
ていないことが判明している。ところで、この場
合のスラグは半固形材で構成されるが、半固形材
の特性は、一般にかかる処理を受ける大部分の材
料、すなわち粉末材又は他の固形材料の特性とは
全く異なる。
It has been found that none of the above references makes any mention of any particular use of the press for compacting the slag. Incidentally, the slag in this case is composed of a semi-solid material, the properties of which are quite different from those of most materials commonly subjected to such processing, i.e. powdered materials or other solid materials.

更に、圧縮の目的は濃密化と圧縮材の形状の変
更であるが、この場合はスラグ塊の中に分散する
液体の微小液滴を集めて除去することである。
Additionally, the purpose of compaction is to densify and change the shape of the compacted material, in this case to collect and remove microdroplets of liquid dispersed within the slag mass.

他方、前記資料中の従来技術では該方法を工業
用として適用する際の難点を何ら考慮していな
い。直径15cmの型にて500gの圧縮材を処理する
法を約1メートルの型にて1トンの製品を圧縮す
る方法に適用する際に困難性が生じることを本出
願人は実験により確認した。
On the other hand, the prior art in the above-mentioned document does not take into account any difficulties in applying the method for industrial use. The applicant has confirmed through experiments that difficulties arise when applying a method for compressing 500 g of compressed material in a mold with a diameter of 15 cm to a method for compressing 1 ton of product in a mold of about 1 meter.

更に付け加えると、融点が660℃であつて、酸
化物の熱伝導率が低くて約2000℃で溶融可能な金
属塊で構成されるアルミニウムスラグの処理方法
と、異なる品質のスラグに分散し、融点が232℃
の錫又は融点が327℃の鉛の抽出方法との間に共
通点は全くない。
In addition, we will discuss a method for processing aluminum slag, which is composed of metal lumps that have a melting point of 660°C and can be melted at approximately 2000°C due to the low thermal conductivity of oxides, and a method for dispersing aluminum slag into slags of different qualities to achieve a melting point of 660°C. is 232℃
There is nothing in common with the method of extracting tin or lead, which has a melting point of 327°C.

従つて、高熱スラグに含有される液体アルミニ
ウムを工業規模で回収し、望ましくは該金属の大
部分を抽出するためには前記圧縮方法を改良する
必要があることを本出願人は確認した。
The Applicant has therefore identified that in order to recover the liquid aluminum contained in the hot slag on an industrial scale, and preferably to extract a large portion of the metal, it is necessary to improve the compression method.

本発明による方法は、押圧具と単一方向垂直プ
レスのテーブルとの間に位置決めされる円形断面
の型にスラグを充填する段階を含んでおり、スラ
グ上部に該押圧具を押し付け、型下部に液体流が
出現するまでは最高速度で、その後はスラグから
液体アルミニウムが少しづつ集まる速度を同程度
の遅い速度で該押圧具を降下させることを特徴と
する。
The method according to the invention includes the step of filling a mold of circular cross-section with a slag, which is positioned between a pressing tool and a table of a unidirectional vertical press, pressing the pressing tool onto the top of the slug and filling the bottom of the mold with a mold. It is characterized in that the pressing tool is lowered at the highest speed until a liquid flow appears, and then at a similar slow speed at which liquid aluminum gradually collects from the slag.

かくて本出願人は、該金属の抽出率を高めるよ
うに特別な速度条件の下でプレスの押圧具を作動
させる必要があることを発見した。
Applicants have thus discovered that it is necessary to operate the presses of the press under special speed conditions to increase the extraction rate of the metal.

該速度条件は、金属がスラグ塊の下部からにじ
み出ている間は押圧具を高速で降下させ、次に、
液体が連続して流出しはじめると押圧具の降下を
減速し、この状態が流出が終るまで続行する。
The speed conditions are such that the pressing tool is lowered at high speed while the metal is oozing out from the bottom of the slag mass, and then,
When the liquid begins to flow out continuously, the downward movement of the pressing tool is decelerated, and this state continues until the flow ends.

しかしながら、本出願人が確認したところによ
れば該速度はスラグの組成に応じて又はむしろ含
有される液体と元のスラグとの間の質量比に応じ
て変化させるべきである。かくて、スラグ中の液
体アルミニウムの濃度が低ければ低い程押圧具の
降下速度を低下させる必要がある。
However, the applicant has found that the speed should be varied depending on the composition of the slag or rather on the mass ratio between the liquid contained and the original slag. Thus, the lower the concentration of liquid aluminum in the slag, the lower the downward speed of the pressing tool needs to be.

更に詳述すれば、該速度を次の関係式で示すこ
とができる。
More specifically, the speed can be expressed by the following relational expression.

Vmm/mn=K×液体の質量/スラグの質量 但し、Kは150乃至300の値を有する定数であ
る。
Vmm/mn=K×mass of liquid/mass of slag where K is a constant having a value of 150 to 300.

この式は、圧縮効果によるスラグ塊の密度の増
加速度が液体滴の集合及び流出を制御出来ない程
に速くなつてはならないという事実から容易に理
解されるであろう。従つて、金属流量を一定に
し、圧縮工程の終りにおいてのみスラグの体積が
最小になるように、すなわち最大圧力に到達する
よう努力すべきである。実際、最終的に到達する
圧力よりも速度の方が重要である。
This equation will be easily understood from the fact that the rate of increase in density of the slag mass due to compression effects must not be so fast that collection and flow of liquid droplets cannot be controlled. Therefore, one should try to keep the metal flow constant and only at the end of the compression process the volume of the slag is minimized, ie the maximum pressure is reached. In fact, the velocity is more important than the final pressure reached.

従つて適用すべき速度条件を決定するためには
スラグの液体含有量を考慮すべきである。速度を
一定にする場合もあり、該速度を決定するために
は処理すべきスラグの標準サンプルを分折するだ
けで充分であるが、スラグの液体濃度の変化を考
慮して処理期間中に可変の速度条件を適用するこ
とも可能であり、この場合、標準的な圧縮処理か
ら予め変化の法則を決定する。
The liquid content of the slag should therefore be taken into account to determine the speed conditions to be applied. In some cases, the speed may be constant, and it is sufficient to separate a standard sample of the slag to be treated to determine it, but it may be variable during the treatment period to account for changes in the liquid concentration of the slag. It is also possible to apply a velocity condition of , in which case the law of change is determined in advance from a standard compression process.

同様に、型内に装入されるスラグの高さが、抽
出率を高めるための重要な要因となることを本出
願人は発見した。かくして、型の周辺部にて測定
した該高さHは該型の直径Dを考慮すべきであ
り、正確に言えばD/Hの割合は0.5乃至1.5でなけれ ばならない。
Similarly, the applicant has discovered that the height of the slag charged into the mold is an important factor for increasing the extraction rate. Thus, the height H measured at the periphery of the mold should take into account the diameter D of the mold, and precisely the ratio D/H should be between 0.5 and 1.5.

同様に本出願人が確認したことによれば、該高
さは型の全断面において同一であつてはならず、
スラグ塊の下部が円錐形凹面を有するように中心
部を周辺部よりも低くすべきである。該円錐形
は、D/Hの割合と共にスラグ体積内部における適当 な圧力配分に関係し、周辺部と中心部との間のス
ラグの高度をmmで表わすΔhは0.5(Dmm/100)
乃 至1.5(Dmm/100)でなければならない。
The applicant has likewise confirmed that the height must not be the same over the entire cross-section of the mold;
The center should be lower than the periphery so that the lower part of the slag mass has a conical concave surface. The conical shape, together with the ratio D/H, is related to the appropriate pressure distribution inside the slag volume, and the height of the slag between the periphery and the center, expressed in mm, Δh is 0.5 (Dmm/100) 2
Must be between 1.5 (Dmm/100) 2 .

Dの値が250mmを下回る場合、Δhは0に等し
くなり得ることに留意されたい。すなわち実験用
型の場合かかる特性を適用しても利益がない。
Note that if the value of D is below 250 mm, Δh can be equal to 0. In other words, there is no benefit in applying such characteristics to experimental types.

本発明はまた、工業的規模によるスラグの圧緒
装置に関する。
The invention also relates to a slag compaction device on an industrial scale.

該装置は、単一方向プレス自体とは無関係であ
り、プレスのテーブルと押圧具との間に一時的に
配置されるようにした特別な装置で、型内壁から
隔てて設置される円形受金を各末端部に備える円
筒形型を載せる台を包含し、該台の上面には外部
と連通する底部を有する環状溝を設け、下方受金
が、該台から分離可能で該溝の内径に少なくとも
等しくて、いかなる場合においても該溝の外径を
下回る直径を有し、又該下方受金の連続上面が円
錐形で、かつ該受金の壁と該型内壁との間隔が一
定幅で、該溝に対向して位置することを特徴とす
る。かくして、本発明による装置は着脱自在な
型・台組立体であり、単一方向プレスのテーブル
の方向へ押圧具が上から下へ垂直移動する時に型
内のスラグが押圧具によつて生じる圧縮力を受け
ることが出来るように該テーブルに載置可能であ
る。圧縮力さえ充分であれば、従来型の各種工業
用プレスは、本発明装置の外形を該プレスの寸法
に適合させることによつて使用可能となる。
This device is a special device that is independent of the unidirectional press itself and is temporarily placed between the table of the press and the pressing tool, and is a circular receiver installed at a distance from the inner wall of the mold. a pedestal for carrying a cylindrical mold having a cylindrical mold at each end; the top surface of the pedestal has an annular groove having a bottom communicating with the outside; a lower holder is separable from the pedestal and extends along the inner diameter of the groove; having a diameter at least equal to and in no case less than the outer diameter of the groove, and the continuous upper surface of the lower receiver is conical, and the distance between the wall of the receiver and the inner wall of the mold is of a constant width. , located opposite the groove. Thus, the apparatus according to the invention is a removable mold and table assembly in which the slug in the mold is compressed by the pressing tool as it moves vertically from top to bottom in the direction of the table of the unidirectional press. It can be placed on the table so that it can receive a force. As long as the compressive force is sufficient, various conventional industrial presses can be used by adapting the external shape of the apparatus of the present invention to the dimensions of the press.

従つて本発明の装置は、基部をプレスのテーブ
ルに載せるようにした鋳鋼製の着脱自在な台を包
含する。該台の特徴は、上面に中心部を多少深く
へこませて環状溝を備えることであり、該溝の幅
は一般に該下方受金の側壁から型の内壁までの空
間を上回る。
The apparatus of the invention thus includes a removable platform made of cast steel whose base rests on the table of the press. A feature of the table is that the upper surface is provided with an annular groove recessed somewhat deeply in the center, and the width of the groove generally exceeds the space from the side wall of the lower receiver to the inner wall of the mold.

該溝の底部は水平線に対して傾斜し、底点は適
当な加熱装置を備える貯蔵槽の上部と連絡可能な
ように外部と連通する。
The bottom of the groove is inclined with respect to the horizontal and the bottom point communicates with the outside so as to be able to communicate with the top of the storage tank provided with suitable heating devices.

同様に該台の上面の中央には、下方受金に備え
られた突起部を収容するように実際に全高に渡つ
て延長する円筒形空所を設ける。円板形状の該受
金は該突起部によつて案内される位置において該
台に水平に載置され、該台から容易に切り離し可
能である。該受金の外径は該溝の内径に少なくと
も等しい。すなわち該受金の外壁は該溝の内壁の
延長上にあつてもよいが、該壁が該溝の上に突出
するように該内壁を僅かに上回るようにしてもよ
い。しかしながら、該直径は、溝の大部分を上方
へ開口したままにするようなものでなければなら
ない。
Similarly, in the center of the upper surface of the platform there is provided a cylindrical cavity extending virtually over its entire height to accommodate the protrusion provided on the lower receiver. The disk-shaped receiver is placed horizontally on the stand at a position guided by the protrusion and can be easily separated from the stand. The outer diameter of the receiver is at least equal to the inner diameter of the groove. That is, the outer wall of the receiver may be an extension of the inner wall of the groove, but it may also extend slightly beyond the inner wall so that the wall projects above the groove. However, the diameter must be such that the majority of the groove remains open upwardly.

同様に該下方受金の特徴は連続上面を有するこ
とである。すなわち該上面は全く穿孔されず、い
かなる流出用オリフイスも形成しない。該面は扁
平ではなく、外側へ突出し、望ましくは75乃至85
度の頂半角をもつ円錐形を形成する。
Similarly, the lower receiver is characterized by having a continuous upper surface. That is, the upper surface is not perforated at all and does not form any outflow orifices. The surface is not flat, projects outward, and preferably has a diameter of 75 to 85
Forms a cone with an apex half angle of degrees.

本発明による装置は更に鋳鋼製のシリンダ型式
の型を包含し、この場合該シリンダの高さと内径
とはほぼ近く、最大直径は該台の直径にほぼ等し
い。
The device according to the invention further includes a cylinder-type mold made of cast steel, the height and internal diameter of the cylinder being approximately close and the maximum diameter approximately equal to the diameter of the platform.

該シリンダの下端及び上端の各々にはつばを設
ける。上方つばは係止装置へ固定する役割を果
し、該シリンダを持ち上げて台に載置可能にす
る。下方つばは台上の型の基部を構成し、該下方
つばの下部には、環状溝の外側にて台の上面に設
けた相応する係合部と合致するような係合部を設
ける。該係合部の接触面は垂直線に対して傾斜す
るので、一方の部材及び他方の部材相互間を補強
する部材を全く必要としない。該接触面は熱応力
を受けるが、それにもかかわらず該接触面を容易
に分離可能である。
Each of the lower and upper ends of the cylinder is provided with a collar. The upper collar serves to secure it to the locking device and allows the cylinder to be lifted and placed on a stand. The lower collar constitutes the base of the mold on the table, and the lower part of the lower collar is provided with an engagement part which mates with a corresponding engagement part provided on the upper surface of the table outside the annular groove. Since the contact surfaces of the engaging portions are inclined with respect to the vertical line, there is no need for any reinforcing members between the one member and the other member. Although the contact surfaces are subject to thermal stress, they are nevertheless easily separable.

型が台上にある時、それの内壁は周辺部全体に
渡つて一定幅の空間だけ下方受金の壁から隔設さ
れるがこの場合該空間は該溝の上方に位置して該
溝に対して垂直である。該空間の幅5乃至20mmで
あり、一般的に該溝の幅を下回る。該型の側壁に
は、少なくともアルミニウムの融点を上回つて、
すなわち860℃を越えて該型の温度を200℃に保持
可能にする加熱装置を設ける。
When the mold is on the table, its inner wall is separated from the wall of the lower receiver by a space of constant width over its entire periphery, which space is located above and in contact with the groove. perpendicular to the The width of the space is 5 to 20 mm, generally less than the width of the groove. The side wall of the mold is coated with at least a material having a temperature above the melting point of aluminum.
That is, a heating device is provided that can maintain the temperature of the mold at 200°C over 860°C.

該型の側壁は、該2個のつば相互間の表面部に
おいて断熱材によつて被覆される。
The side walls of the mold are covered with a thermal insulating material at the surface between the two collars.

該型の上方には鋼製の円板型式の上方受金を配
置するが、この場合該受金は上面にフツクを備
え、断熱層によつてスラグから隔設され、極めて
限定された遊隙を保持しながら該型の内部を自由
に移動可能である。
Above the mold is placed a steel disc-type upper support, which has a hook on its top surface, is separated from the slug by a heat-insulating layer, and has a very limited play space. can be freely moved inside the mold while holding it.

本発明による装置の作動サイクルを次に示す。
すなわち台・型・貯蔵槽組立体を例えば除垢炉の
近くのフオーク付往復台によつて運び、次に約
900℃の温度で保持された型にスラグを充填し、
煙の放出を完全に回避すべく熱絶縁層によつて閉
鎖する。次にプレスのテーブルまで該組立体を運
搬し、型内部に上方受金を降下させる。続いてス
ラグの高さが最初の高さの少なくとも4分の1に
なるまで徐々に減少するような圧力を上方受金を
介してスラグに与えるようにプレスの押圧具を降
下させる。この状態において、液体アルミニウム
は連続的に下方へ押しやられて上方受金の円錐面
上に流出した後で、上方受金の壁と型内壁との間
に設ける空間から流出し、下り勾配の環状溝に落
下して台から出て貯蔵槽に集められる。型と下方
受金との間の空間幅は、スラグの粒子が詰まるこ
となく金属が型から容易に流出可能なように決定
したものである。
The operating cycle of the device according to the invention is shown below.
That is, the table/form/storage tank assembly is transported, for example, by a carriage with a fork near the descaling furnace, and then approximately
Slag is filled into a mold held at a temperature of 900℃,
Closed by a thermal insulation layer to completely avoid smoke emission. The assembly is then transported to the table of the press and the upper receiver is lowered into the mold. The presser of the press is then lowered to apply pressure to the slug via the upper receiver such that the height of the slug is gradually reduced to at least one quarter of its initial height. In this state, the liquid aluminum is continuously forced downward and flows out onto the conical surface of the upper supporter, and then flows out from the space provided between the wall of the upper supporter and the inner wall of the mold, forming a downwardly sloping annular shape. They fall into the ditch, exit the platform, and are collected in a storage tank. The width of the space between the mold and the lower receiver is such that the metal can easily flow out of the mold without becoming clogged with slag particles.

スラグのアルミニウムを回収するために圧縮を
用いる方法が工業用として適用されなかつた別の
理由は、圧縮後にケーキの抽出を伴うという欠点
があるためである。しかしながら本発明の装置に
は前記欠点がない。実際、好適な作業条件下にお
いて、台、すなわち他の部材からの切り離しが容
易な組立体の適所にケーキと該2個の受金を載置
するために、押圧具をケーキに押付けたままにし
て、上方つばに係止した滑車装置によつて型を持
ち上げるだけで充分であつても、多くの場合該操
作は不可能であることが証明される。すなわち従
来のものとは異なる方法で実施しなければならな
いが、これは下方受金を台から切り離し可能にす
ることによつて実施可能となる。このためには、
押圧具を持ち上げた後で、台の突起部を解放する
ように型―ケーキ―受金の組立体を持ち上げる。
次に上方つばの下方に設ける支持体によつて型を
適所に保持する。続いて押圧具を降下させて上方
受金を押圧し、ケーキと下方受金と同時に該上方
受金を型から放出する。かくてケーキは該上下受
金から容易に分離される かかる装置は従来技術のものに比して多くの利
点を有する。
Another reason why the method of using compaction to recover aluminum from slag has not been applied industrially is because of the disadvantage of involving cake extraction after compaction. However, the device of the invention does not have the aforementioned drawbacks. In fact, under suitable working conditions, the pressing tool is kept pressed against the cake in order to place the cake and the two supports in place on the platform, i.e. the assembly which can be easily separated from the other parts. Even though it would be sufficient to lift the mold by means of a pulley system attached to the upper collar, in many cases this operation proves impossible. That is, it must be implemented in a different way from the conventional method, but this can be done by making the lower receiver detachable from the base. For this purpose,
After lifting the presser, lift the mold-cake-receiver assembly to release the protrusion on the platform.
The mold is then held in place by a support provided below the upper collar. Subsequently, the pressing tool is lowered to press the upper receiver, and the upper receiver is released from the mold at the same time as the cake and the lower receiver. The cake is thus easily separated from the supports. Such a device has many advantages over those of the prior art.

先ず除垢を実施するその場所でスラグの回収が
可能である故に中間の貯蔵場所が不必要であり、
従つてスラグを移動させる必要がなく公害源には
ならない。
First, since slag can be collected at the same place where descaling is carried out, there is no need for an intermediate storage location.
Therefore, there is no need to move the slag and it does not become a source of pollution.

スラグは、由来のはつきりしているスラグ源を
比較的少量のロツトに分けて処理されるので、回
収金属は既知の組成を有しており、従つて分折す
ることなく直接再利用可能である。
Since the slag is processed in relatively small lots from the original slag source, the recovered metal has a known composition and can therefore be reused directly without fractionation. It is.

酸化によるアルミニウムの損失も全く記録され
ず、いわゆる抽出率は改良され、全回収率は他の
いかなる種類の装置をも上回る。溶剤に関する問
題は対策外である。
No loss of aluminum due to oxidation is also recorded, the so-called extraction rate is improved and the total recovery exceeds any other type of equipment. Problems related to solvents are not covered.

本発明の装置にはプレスを使用するが、このた
めに設備投資費及び運転費が従来のものより高く
なることはない。
Although the apparatus of the present invention uses a press, this does not result in higher capital and operating costs than in the prior art.

本発明は請求の範囲に記載する装置は垂直断面
図で示す添付の単一図面より更に十分に理解され
よう。プレスのテーブル1と押圧具2との間には
環状溝4を有する台3を位置決めする。この台
は、円錐形上面を有する下方受金7の突起部6を
収容する空所5を備える。該台には係合部8を設
け、該係合部には下方つば9を介してスラグ11
を充填した型10を載置し、該スラグには絶縁層
12と上方受金13を載置し、該型にはリフト装
置15によつて上方への移動を可能にする上方つ
ば14を形成する。番号16は下方受金と型内壁
との間の空間を示す。
The invention will be better understood from the accompanying single drawing in which the claimed device is shown in vertical section. A table 3 having an annular groove 4 is positioned between a press table 1 and a pressing tool 2. This platform comprises a cavity 5 that accommodates a projection 6 of a lower receiver 7 with a conical upper surface. An engaging portion 8 is provided on the platform, and a slug 11 is inserted into the engaging portion via a lower collar 9.
A mold 10 filled with is placed, an insulating layer 12 and an upper support 13 are placed on the slag, and an upper collar 14 is formed on the mold to enable upward movement by a lift device 15. do. Number 16 indicates the space between the lower receiver and the inner wall of the mold.

本発明の実施例を次に示す。すなわち幅130
mm、深さ100乃至150mmの環状溝と外径1030mmの下
方受金とを有する台に内径1050mm、高さ870mmで
810℃に加熱した型を位置決めし、金属含有率50
%のスラグを850Kg充填し、600トンプレスの押圧
具の下に配置した。スラグの周辺部の高さは800
mm、中央部は710mmに達した。押圧具の平均速度
は75mm/minで、サイクルの初期速度200mm/min
からの最終速度0mm/minまで変化させた。この
結果、含有アルミニウムの95%以上を回収した。
最終圧力は8MPaであつた。
Examples of the present invention are shown below. i.e. width 130
mm, an annular groove with a depth of 100 to 150 mm and a lower socket with an outer diameter of 1030 mm, an inner diameter of 1050 mm, and a height of 870 mm.
Position the mold heated to 810℃, metal content 50
% slag was filled and placed under the pressing tool of a 600 ton press. The height of the periphery of the slag is 800
mm, the central part reached 710 mm. The average speed of the pressing tool is 75 mm/min, and the initial speed of the cycle is 200 mm/min.
The final speed was varied from 0 to 0 mm/min. As a result, more than 95% of the aluminum contained was recovered.
The final pressure was 8 MPa.

本発明をアルミニウム工業に適用することによ
つてスラグを経済的にかつ望ましい衛生条件下に
て処理可能である。
By applying the present invention to the aluminum industry, slag can be processed economically and under desirable sanitary conditions.

JP59501345A 1983-03-22 1984-03-20 Method and apparatus for recovering liquid aluminum by compressing high-temperature slag Granted JPS60500542A (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8305080 1983-03-22
FR8305080A FR2543164A1 (en) 1983-03-22 1983-03-22 Device for recovering liquid aluminium by compressing hot slag
FR8402790 1984-02-21

Publications (2)

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JPS60500542A JPS60500542A (en) 1985-04-18
JPS6210287B2 true JPS6210287B2 (en) 1987-03-05

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