KR100232863B1 - 알루미늄 스크랩을 반사로용 용해원료로 하는 처리방법 - Google Patents

Abstract

[과제]

본 발명은, 알루미늄 스크랩을 알루미늄재의 용해원료로서 유도로에 의한 예비 용해와 정련을 거치지 않고 직접 반사로에 재이용할 수 있도록 하기 위한 알루미늄 스크랩의 처리방법을 목적으로 하고, 철강용 탈산제의 제조에도 적용할 수 있다.

[해결수단]

본 발명은 알루미늄 스크랩을 480~530℃가 되도록 가열하여 부착물, 도료, 수반유기물질 등을 분해한 후, 100℃ 이하로 냉각하여 충격파쇄기로 파쇄함과 동시에 생성된 산화물을 분리하고, 10㎜ 이하의 세편을 더 제거한 후 견형(堅型)프레스기에 의하여 최대중량 7㎏, 겉보기밀도 2.4~2.65, 성형체의 체적÷표면적의 비가 적어도 1.85인 가압성형체로 하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 스크랩을 반사로용 용해원료로 하는 처리방법이다.

Description

알루미늄 스크랩을 반사로용 용해원료로 하는 처리방법

본 발명은 알루미늄 스크랩(aluminium scraps)을 알루미늄재의 용해(溶解)원료로 하여 유도로에 의한 예비적인 용해ㆍ정련을 거치지 않고 직접 반사로에 재이용할 수 있도록 하기 위한 알루미늄 스크랩의 처리방법에 관한 것이다.

최근에는 사용된 알루미늄 음료용기, 알루미늄 라미네이트박을 비롯한 알루미늄 스크랩의 회수에 의한 재자원화가 추진되고 있으며, 이에 따른 처리방법의 기술내용에 대해서도 몇몇개가 개시되고 있다.

예를 들면, 일본국 특허공보 평 2-53494호에 의하면, 사용된 알루미늄 음료용기를 인편(鱗片)형상으로 세편화하고, 쓰레기, 모래 등의 불순물, 철편을 제거한 후에 부착된 합성수지를 연소제거하고, 약 300~350℃로 가열하여 고온 연화시킨 후 이 가열된 상태에서 타연(打撚)충격을 가하여 잔존 탄소와 도료에 포함된 잔존 금속물질을 벗겨내면서 조립(造粒)하는 처리방법이 개시되어 있다.

또, 도장(塗裝), 오일, 폐플라스틱 등과 같은 이물질의 혼입에 의해서 오염된 알루미늄용기등의 금속 스크랩을 재용해용(再溶解用)의 청정(淸淨)원료로 하기 위한 금속 스크랩의 제염장치(除染裝置)에 관해서는 일본국 공개특허 평 4-320790호 및 평 8-13050호의 공보에 개시되어 있다.

그리고, 본 발명자도 "금속알루미늄 함유물질에서 알루미늄을 회수하기 위한 방법"에 대하여 일본국 공개특허 평 8-165527호의 공보에 이미 개시하였다.

상기한 종래기술에 있어서, 예를 들어 일본국 특허공보 평 2-53494호의 기술에 의한 재용해용 원료에 대해서는, 다음과 같은 이유에 의해서 반사로에 의한 최종적인 용해를 하기 전에 유도로에 의한 예비적인 용해와 정련을 해야할 필요가 있었다.

즉, 타연충격에 의한 조립품은 공기와 접하는 면이 많기 때문에 직접 반사로에서 용해하게 되면 산화됨으로써 용해수율(溶解收率)이 낮아지게 된다는 점, 또 합성수지를 연소제거한 후의 잔류 탄화물과 산화물은 알루미늄 세편을 고온 연화하여 제거하는 것이므로, 불순물이 고온 연화된 알루미늄의 부드러운 소지(素地)에 깊이 박히게 되고, 결국 이 소지가 산화물을 에워싸는 결과가 되어 충분히 불순물을 제거할 수 없다는 점, 2가지이다.

본 발명은, 알루미늄 스크랩을 480~530℃가 되도록 가열하여 부착물, 도료, 수반되는 유기질 물질 등을 분해한 후 100℃이하로 냉각하고, 충격 파쇄기로 파쇄함과 아울러 생성된 산화물을 분리하고, 또한 10㎜이하의 세분(細紛)을 제거한 후, 견형(堅型)프레스기에 의하여 최대 중량 7㎏, 부피 비중 2.4~2.65, 또한 성형체의 체적÷표면적의 비{이하, 모듈러스(modulus)라 한다}가 적어도 1.85인 가압성형체로 하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 스크랩을 반사로용 용해원료로 하는 처리방법을 제공하는 것이다.

상기 목적에 따른 청구항 1에 기재된 알루미늄 스크랩의 처리방법은, 알루미늄 스크랩을 480~530℃로 가열하여 도료, 수반되는 유기질 물질 등을 분해한 후 100℃이하로 냉각하고, 반발식 충격 파쇄기에 투입하여 부착되어 있는 산화물을 분리하고, 10㎜이하의 세분을 제거한 후, 견형 프레스기에 의하여 가압성형하여 알루미늄 덩어리로 하는 것으로 구성되어 있다.

여기서, 가열온도를 480~530℃로 한 것은, 480℃미만에서는 도료나 플라스틱 등의 분해가 불충분하고, 530℃를 넘으면 알루미늄이 산화되기 쉬워 진다는 식견에 의한 것이다.

유기질 물질을 제거한 후 알루미늄 세편을 100℃이하로 냉각하는 이유는, 가열처리후에 알루미늄 세편에 부착되는 생성 산화물을 냉각시의 알루미늄과의 수축차에 의하여 벗겨내기 위해서이고, 직접 공냉하거나 냉각수를 분무함으로써 실시된다. 또, 충격식 파쇄기로 부착되어 있는 산화물을 박리할 때, 알루미늄이 고온 연화된 경우에는, 생성된 산화물이 고온 연화된 알루미늄의 부드러운 소지에 깊이 박히게 되거나 생성된 산화물을 알루미늄으로 감싸게 되는 결과가 되어 불순물이 많은 용해원료가 되기 때문이다.

또, 알루미늄 세편의 온도를 낮춤으로써, 다음의 성형공정에 있어서의 금형과의 늘어붙음(seizure)에 의한 손모를 감소시킬 수도 있다.

성형체는 견형 프레스기에 의하여 최대중량 7㎏, 부피 비중 2.4~2.65, 모듈러스가 적어도 1.85가 되도록 구성되어 있다.

이 때, 중량이 7㎏을 넘으면 가압 성형기가 초대형화되기 때문에 비용이 비싸져 실용적이지 못하고, 부피 비중이 2.4미만일 때에는 알루미늄 용탕(溶湯)중에서 부상(浮上)하여 산화되기 쉬워지고, 부피 비중이 2.65를 넘을 때에는 성형압이 과대해지므로 이것 또한 실용성이 결여되게 된다.

또, 모듈러스 1.85미만에서는 성형체의 중량에 대하여 표면적이 과대하게 되어 산화되기 쉬워지므로 바람직하지 않다.

[실시예]

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

알루미늄 스크랩에서 알루미늄 이외의 이물질을 제거하고, 해머 크러셔(hammer crusher)에 투입하여 30~60밀리의 그물눈(mesh)을 통과할 때까지 파쇄하였다.

그리고, 피처리 알루미늄 스크랩을 산소량을 저감시킨, 예를 들면 일본국 공개특허 평 4-320790호 공보에 개시된 가열로에 장착하고, 740℃의 열풍을 가열로내의 피처리 알루미늄 스크랩의 이동방향과 병류(竝流)하도록 환류시킴으로써 피처리 알루미늄의 온도를 500~530℃까지 높여 유기물을 완전히 분해시켰다.

가열로에서 배출된 피처리 알루미늄 세편은 가열로에 연결되어 있는 회전식 공냉관 내에서 냉각공기와 교반됨으로써 급속히 100℃이하로 냉각된 후, 해머 크러셔에 의하여 파쇄함과 아울러 생성된 산화물을 분리하고, 또한 스크리닝 기계(screening machine)로 10㎜이하의 세분(細粉)을 제거하였다. 또한, 세분의 분리에 대해서는 스크리닝 기계를 사용하지 않고, 예를 들어 사이클론에 의하여 분리할 수도 있으나, 이 경우 분리ㆍ제거되는 세분의 크기의 상한은 약 1㎜정도가 된다.

그리고, 피처리 알루미늄 세편을 내경 137㎜의 금형에 넣고, 견형 프레스기에 의하여 2.7~3.0ton/㎠의 압력을 가하여 높이 137㎜, 부피 비중 2.50, 중량 5㎏, 모듈러스 2.28의 알루미늄 덩어리를 얻었다.

상기 성형체는, 종래법에 있어서의 저주파로에 의한 예비적인 용해ㆍ정련을 거치지 않고 직접 60t 반사로의 용해에 1용해량당 30%의 높은 비율로 제공되며, 용해수율, 순도에 있어서 만족할 만한 결과가 얻어졌다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 알루미늄 스크랩을 유도로에 의한 예비적인 용해ㆍ정련을 거치지 않고 직접 알루미늄재의 용해원료로 하여 다량으로 반사로에서 용해하는 것이 가능하므로, 알루미늄 자원의 유효활용과 폐기처리물의 효율화에 크게 공헌하는 것이다.

또한, 상기한 본 발명의 처리방법은 반사로용 용해원료로서만이 아니라, 철강용 탈산제로 하는 경우에도 적용할 수 있는 것이다.

Claims (1)

1. 알루미늄 스크랩을 480~530℃가 되도록 가열하여 부착물, 도료, 수반되는 유기질 물질 등을 분해한 후 100℃ 이하로 냉각하고, 충격 파쇄기로 파쇄함과 아울러 생성된 산화물을 분리하고, 또한 10㎜ 이하의 세분을 제거한 후, 견형 프레스기에 의하여 최대 중량 7㎏, 부피 비중 2.4~2.65, 또한 성형체의 체적÷표면적의 비가 적어도 1.85인 가압성형체로 하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 스크랩을 반사로용 용해원료로 하는 처리방법.