KR20220072763A - Impurity removal method - Google Patents
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Abstract
[과제] 본 발명은, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 중에 혼입되어, 제거가 곤란한 불순물을 효율 좋게 용탕으로부터 제거할 수 있는 불순물 제거 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
[해결수단] 본 발명의 일 태양에 따른 불순물 제거 방법은, 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 불순물을 포함하는 용탕에, Mg 또는 Mg 합금을 혼합하는 공정과, 상기 혼합 공정 후의 용탕을 교반하는 공정을 구비하고, 상기 교반 공정에서, 상기 용탕에 온도 구배를 줌으로써, 상기 용탕으로부터 금속간 화합물을 분리한다.[Problem] An object of the present invention is to provide an impurity removal method capable of efficiently removing impurities that are mixed in aluminum or aluminum alloy and are difficult to remove from molten metal.
[Solution] An impurity removal method according to an aspect of the present invention comprises a step of mixing Mg or Mg alloy with aluminum or an aluminum alloy and a molten metal containing impurities, and a step of stirring the molten metal after the mixing step, , In the stirring step, an intermetallic compound is separated from the molten metal by applying a temperature gradient to the molten metal.
Description
본 발명은, 불순물 제거 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for removing impurities.
근년, 탄산 가스 배출 억제의 사회적 요구로부터, 자동차 등의 경량화가 전세계에서 진행되고 있어, 금후 알루미늄의 수요는 증가한다고 전망된다. 그 때문에, 장래적으로는 수요 증가에 아울러 알루미늄 스크랩의 배출량이 증가한다고 예상된다. 일반적으로, 알루미늄은 리사이클성이 우수한 금속 재료로 여겨지고 있다. 알루미늄 캔을 비롯한 알루미늄 전신재(展伸材)로 이루어지는 많은 알루미늄 제품은, 폐각(廢却) 후 재용융되어 새로운 제품으로 리사이클된다. 그렇지만, 폐각 후의 알루미늄 제품에는 불순물이 부착되어 있어, 리사이클을 반복함으로써 불순물 원소의 농도가 점차 증가한다. 그 때문에, 폐각 후의 알루미늄 제품은, 보다 성분 규격이 느슨한 제품으로 캐스케이드 리사이클되는 것이 일반적이다.In recent years, from the social demand for carbon dioxide emission suppression, weight reduction of automobiles etc. is progressing all over the world, and it is predicted that the demand of aluminum will increase from now on. Therefore, in the future, it is expected that the emission of aluminum scrap will increase along with the increase in demand. In general, aluminum is considered to be a metal material excellent in recyclability. Many aluminum products made of aluminum wrought materials, including aluminum cans, are re-melted after being scrapped and recycled into new products. However, impurities adhere to aluminum products after disposal, and the concentration of the impurity element gradually increases by repeating recycling. Therefore, it is common that the aluminum product after retirement is cascade-recycled into the product with a looser component standard.
알루미늄으로의 불순물의 혼입을 억제하는 기술로서, 슈레딩 후의 분별 기술의 고도화가 도모되고 있다. 그러나, 부착물의 완전 제거는 곤란하므로, 최종적으로는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 용탕으로부터의 불순물 제거 기술이 필요해진다.As a technique for suppressing mixing of impurities into aluminum, advancement of the classification technique after shredding is being pursued. However, since it is difficult to completely remove the deposit, a technique for removing impurities from aluminum or aluminum alloy molten metal is ultimately required.
알루미늄 또는 알루미늄 합금 용탕으로부터 불순물을 제거하는 기술에 대해서는 많이 보고되어 있고, 특히 제거 곤란한 Fe를 제거하는 기술로서, 불순물이 되는 Mn을 굳이 첨가하여 Al-Fe-Mn계 금속간 화합물을 정출시킨 후에, 원심분리, 흡인 등에 의해 상기 금속간 화합물을 제거하는 기술이 제안되어 있다(일본 특허공개 평 8-35021호 공보, 일본 특허공개 평 7-70666호 공보 참조).There have been many reports on a technique for removing impurities from aluminum or aluminum alloy molten metal. As a technique for removing Fe, which is particularly difficult to remove, after daring to add Mn as an impurity to crystallize an Al-Fe-Mn-based intermetallic compound, A technique for removing the intermetallic compound by centrifugation, suction, or the like has been proposed (refer to Japanese Patent Laid-Open No. 8-35021 and Japanese Patent Laid-Open No. 7-70666).
또한, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 용탕에 있어서의 불순물 농도를 저감하는 기술로서, 알루미늄 지금(地金)을 제조하는 공정에서 3층식 전해 정제법이나 편석법을 이용하는 기술이 개시되어 있다(마테리아, Vol. 33(1994), No. 1 참조).Further, as a technique for reducing the impurity concentration in aluminum or aluminum alloy molten metal, a technique using a three-layer electrolytic refining method or a segregation method in the process of manufacturing aluminum metal is disclosed (Materia, Vol. 33 (1994), see No. 1).
그렇지만, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 개시된 기술에서는, 첨가한 Mn이 불순물로서 증가할 우려가 있다. 또한, 비특허문헌 1에 개시된 기술은, 원리적으로 Fe를 제거하는 것은 가능하지만, 불순물 원소를 많이 포함하는 스크랩을 정련하는 방법으로서는 보류(步留)가 낮아질 우려가 있다. 또한, 3층식 전해 정제법은 전력 비용이 높은 지역에서는 채산성이 나쁘고, 편석법은 원료의 불순물 농도가 높을수록 수율이 저하될 우려가 있다. 이와 같이, 상기 종래 기술은, 시중으로부터 회수한 불순물을 많이 포함하는 알루미늄 스크랩을 리사이클하는 방법으로서는 충분하지는 않다.However, in the technique disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, there is a fear that the added Mn as an impurity increases. In addition, although the technique disclosed in Non-Patent Document 1 can in principle remove Fe, as a method for refining scrap containing a large amount of impurity elements, there is a fear that retention may become low. In addition, the three-layer electrolytic refining method has poor profitability in areas with high electric power cost, and the segregation method has a risk of lowering the yield as the impurity concentration of the raw material is higher. As such, the prior art is not sufficient as a method of recycling aluminum scrap containing a large amount of impurities recovered from the market.
따라서, 알루미늄의 전신재로부터 전신재로의 수평 리사이클을 실현하기 위해서는, 품질에 악영향을 미치는 불순물을 알루미늄 또는 알루미늄 합금 용탕으로부터 허용 농도 이하로 효율적으로 제거할 수 있는 기술이 요망된다.Therefore, in order to realize horizontal recycling from aluminum wrought materials to wrought materials, a technique capable of efficiently removing impurities that adversely affect quality from aluminum or aluminum alloy molten metal to an allowable concentration or less is desired.
본 발명은, 이와 같은 사정에 비추어 이루어진 것으로, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 중에 혼입되어, 제거가 곤란한 불순물을 효율 좋게 용탕으로부터 제거할 수 있는 불순물 제거 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an impurity removal method capable of efficiently removing impurities that are mixed in aluminum or aluminum alloy and are difficult to remove from molten metal.
본 발명자들은, 불순물을 포함하는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 용탕에, JIS-A5000계의 알루미늄 합금 등에서 필수 원소인 Mg를 혼합하여, 불순물의 공정화(共晶化)를 촉진하고, 생성된 금속간 화합물을 분리함으로써 불순물을 효율적으로 제거할 수 있음을 발견하여, 본 발명을 완성시켰다.The present inventors mix Mg, which is an essential element in an aluminum alloy of JIS-A5000 series, etc., with molten aluminum or aluminum alloy containing impurities, promote eutecticization of impurities, and separate the produced intermetallic compound By doing so, it was discovered that impurities can be efficiently removed, and the present invention was completed.
본 발명의 일 태양에 따른 불순물 제거 방법은, 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 불순물을 포함하는 용탕에, Mg 또는 Mg 합금을 혼합하는 공정과, 상기 혼합 공정 후의 용탕을 교반하는 공정을 구비하고, 상기 교반 공정에서, 상기 용탕에 온도 구배를 줌으로써, 상기 용탕으로부터 금속간 화합물을 분리한다.An impurity removal method according to an aspect of the present invention includes a step of mixing Mg or Mg alloy with aluminum or an aluminum alloy and a molten metal containing impurities, and a step of stirring the molten metal after the mixing step, the stirring step In , by giving a temperature gradient to the molten metal, the intermetallic compound is separated from the molten metal.
당해 불순물 제거 방법은, 상기 혼합 공정에서, 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 불순물을 포함하는 용탕에 Mg 또는 Mg 합금을 혼합하는 것에 의해, 상기 불순물을 함유하는 금속간 화합물의 생성을 촉진할 수 있다. 특히, 당해 불순물 제거 방법은, 상기 교반 공정에서 상기 용탕에 온도 구배를 줌으로써, 상기 불순물을 상기 용탕의 저온측으로 보내면서, 이 저온측에서 상기 금속간 화합물을 정출시켜, 이 불순물을 상기 용탕으로부터 효율 좋게 제거할 수 있다.In the said impurity removal method, the production|generation of the intermetallic compound containing the said impurity can be accelerated|stimulated by mixing Mg or a Mg alloy with the molten metal containing aluminum or an aluminum alloy and an impurity in the said mixing process. In particular, in the method for removing impurities, in the stirring step, a temperature gradient is applied to the molten metal, the impurities are sent to the low temperature side of the molten metal, and the intermetallic compound is crystallized from the low temperature side, and the impurities are efficiently removed from the molten metal can be removed well.
상기 혼합 공정 후의 상기 용탕에 있어서의 Mg의 함유량으로서는 5질량% 이상이 바람직하다. 이와 같이, 상기 혼합 공정 후의 상기 용탕에 있어서의 Mg의 함유량이 상기 하한 이상임으로써, 상기 불순물의 공정화를 촉진하여, 상기 금속간 화합물을 용이하고 효율적으로 정출시킬 수 있다.As content of Mg in the said molten metal after the said mixing process, 5 mass % or more is preferable. As described above, when the content of Mg in the molten metal after the mixing step is equal to or greater than the lower limit, eutecticization of the impurities can be promoted and the intermetallic compound can be easily and efficiently crystallized.
상기 불순물이 Fe를 포함하고, 상기 금속간 화합물이 알루미늄 및 Fe를 함유하면 좋다. 당해 불순물 제거 방법에 의하면, 혼입되기 쉽고 또한 제거가 곤란한 Fe를 Al-Mg계 용탕으로부터 효율 좋게 제거할 수 있다.What is necessary is just that the said impurity contains Fe, and the said intermetallic compound contains aluminum and Fe. According to this impurity removal method, Fe, which is easily mixed and difficult to remove, can be efficiently removed from the Al-Mg-based molten metal.
상기 불순물이 Si를 포함하고, 상기 금속간 화합물이 Mg 및 Si를 함유하면 좋다. 이와 같이, 상기 불순물이 Si를 포함하고, 상기 금속간 화합물이 Mg 및 Si를 함유함으로써, Si를 Al-Mg계 용탕으로부터 효율 좋게 제거할 수 있다.What is necessary is just that the said impurity contains Si, and the said intermetallic compound contains Mg and Si. As described above, when the impurity contains Si and the intermetallic compound contains Mg and Si, Si can be efficiently removed from the Al-Mg-based molten metal.
상기 교반 공정에서, 상기 용탕을 부분적으로 냉각하면 좋다. 이와 같이, 상기 교반 공정에서, 상기 용탕을 부분적으로 냉각하는 것에 의해, 상기 용탕에 저온 영역을 용이하게 형성할 수 있어, 이 저온 영역에서 상기 금속간 화합물을 용이하게 정출시킬 수 있다.In the stirring step, the molten metal may be partially cooled. In this way, in the stirring step, by partially cooling the molten metal, a low-temperature region can be easily formed in the molten metal, and the intermetallic compound can be easily crystallized in the low-temperature region.
상기 교반 공정에서, 상기 용탕에 냉각 부재를 접촉시키면 좋다. 이와 같이, 상기 교반 공정에서, 상기 용탕에 냉각 부재를 접촉시키는 것에 의해, 상기 냉각 부재의 주변에 상기 저온 영역을 용이하게 형성할 수 있다.In the stirring step, the cooling member may be brought into contact with the molten metal. In this way, in the stirring step, by bringing the cooling member into contact with the molten metal, it is possible to easily form the low-temperature region around the cooling member.
상기 냉각 부재의 표면에 상기 금속간 화합물을 정출시키면 좋다. 상기 냉각 부재의 표면 근방은 상기 금속간 화합물의 정출 온도 이하로 유지되기 쉽다. 그 때문에, 상기 냉각 부재의 표면은, 상기 금속간 화합물을 정출시키는 데 적합하다. 한편, 「냉각 부재의 표면에 금속간 화합물을 정출시키는」이란, 냉각 부재의 표면의 적어도 일부분에 금속간 화합물이 정출하고 있는 것을 의미하고 있고, 냉각 부재의 표면에 금속간 화합물 이외의 금속 또는 화합물이 정출하고 있어도 된다.What is necessary is just to crystallize the said intermetallic compound on the surface of the said cooling member. The vicinity of the surface of the cooling member is easily maintained below the crystallization temperature of the intermetallic compound. Therefore, the surface of the cooling member is suitable for crystallizing the intermetallic compound. On the other hand, "crystallizing the intermetallic compound on the surface of the cooling member" means that the intermetallic compound is crystallized on at least a part of the surface of the cooling member, and a metal or compound other than the intermetallic compound is formed on the surface of the cooling member. This may be crystallized.
상기 용탕의 냉각 온도로서는 640℃ 이하가 바람직하다. 이와 같이, 상기 용탕의 냉각 온도가 상기 상한 이하인 것에 의해, 상기 금속간 화합물을 정출시키기 쉽다. 한편, 「용탕의 냉각 온도가 640℃ 이하」란, 용탕 중에 640℃ 이하의 영역이 존재하는 것을 의미한다.As a cooling temperature of the said molten metal, 640 degrees C or less is preferable. Thus, when the cooling temperature of the said molten metal is below the said upper limit, it is easy to crystallize the said intermetallic compound. On the other hand, "the cooling temperature of molten metal is 640 degrees C or less" means that the area|region of 640 degrees C or less exists in molten metal.
상기 교반 공정에서, 상기 용탕을 부분적으로 가열하면 좋다. 이와 같이, 상기 교반 공정에서, 상기 용탕을 부분적으로 가열하는 것에 의해, 상기 용탕에 온도 구배를 주기 쉽다.In the stirring step, the molten metal may be partially heated. In this way, in the stirring step, by partially heating the molten metal, it is easy to give a temperature gradient to the molten metal.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 태양에 따른 불순물 제거 방법은, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 중에 혼입되어, 제거가 곤란한 불순물을 효율 좋게 용탕으로부터 제거할 수 있다.As described above, the impurity removal method according to one aspect of the present invention can efficiently remove impurities that are mixed in aluminum or aluminum alloy and are difficult to remove from the molten metal.
[도 1] 도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 불순물 제거 방법을 나타내는 흐름도이다.
[도 2] 도 2는, 도 1의 불순물 제거 방법의 교반 공정을 설명하기 위한 모식도이다.
[도 3] 도 3은, 실시예의 불순물 제거 방법을 실시하는 장치를 나타내는 모식도이다.
[도 4] 도 4는, No. 3의 고상 부분의 단면 화상이다.1 is a flowchart illustrating an impurity removal method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the stirring step of the impurity removal method of FIG. 1 .
Fig. 3 is a schematic diagram showing an apparatus for carrying out the impurity removal method of an Example.
[FIG. 4] FIG. 4 is a No. 3 is a cross-sectional image of the solid part.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시형태를 상설한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is permanently described, referring drawings.
[불순물 제거 방법][Method of removing impurities]
도 1의 불순물 제거 방법은, 알루미늄 또는 알루미늄 합금에 혼입되어, 제거가 곤란한 불순물을, 5000계의 필수 원소인 Mg(마그네슘)를 이용하여 용탕 중으로부터 제거한다. 당해 불순물 제거 방법은, 알루미늄의 리사이클 과정에서 제거가 곤란한 금속 원소 등의 불순물을 Al-Mg계 용탕으로부터 제거한다. 당해 불순물 제거 방법은, JIS-A5000계의 알루미늄 합금 등에서 필수 원소인 Mg를 용탕 중에 비교적 고농도로 함유시킴으로써 불순물의 공정화를 촉진하고, 생성된 금속간 화합물을 분리하는 것에 의해, 불순물의 제거를 행한다.In the impurity removal method of FIG. 1 , impurities mixed in aluminum or aluminum alloy and difficult to remove are removed from the molten metal using Mg (magnesium), which is an essential element of the 5000 series. The said impurity removal method removes impurities, such as a metal element, which are difficult to remove in the process of recycling aluminum from an Al-Mg type|system|group molten metal. The impurity removal method promotes eutecticization of impurities by containing Mg, which is an essential element in a JIS-A5000 series aluminum alloy or the like, in a relatively high concentration in the molten metal, and removes impurities by separating the generated intermetallic compound.
당해 불순물 제거 방법은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 불순물을 포함하는 용탕에, Mg 또는 Mg 합금을 혼합하는 공정(혼합 공정 S1)과, 혼합 공정 S1 후의 용탕을 교반하는 공정(교반 공정 S2)을 구비한다. 당해 불순물 제거 방법은, 교반 공정 S2에서, 상기 용탕에 온도 구배를 줌으로써, 상기 용탕으로부터 금속간 화합물을 분리한다.As shown in Fig. 1, the impurity removal method includes a step of mixing Mg or Mg alloy with a molten metal containing aluminum or an aluminum alloy and impurities (mixing step S1), and a step of stirring the molten metal after the mixing step S1 ( Stirring step S2) is provided. The said impurity removal method isolate|separates an intermetallic compound from the said molten metal by giving a temperature gradient to the said molten metal in the stirring step S2.
〔불순물〕〔impurities〕
상기 불순물로서는, (1) Fe(철), (2) Si(규소), (3) Mn(망가니즈), Co(코발트), Ti(타이타늄), V(바나듐), Zr(지르코늄), Cr(크로뮴) 또는 이들의 조합을 들 수 있다. 상기 불순물로서는, 상기 (1)∼(3)에 포함되는 1종 또는 2종 이상의 임의의 원소를 포함하고 있어도 된다. 상기 불순물로서 Fe를 포함하는 경우, 교반 공정 S2에서 분리되는 상기 금속간 화합물은 알루미늄 및 Fe를 함유한다. 상기 불순물로서 Si를 포함하는 경우, 교반 공정 S2에서 분리되는 상기 금속간 화합물은 Mg 및 Si를 함유한다. 상기 불순물로서 Mn, Co, Ti, V, Zr, Cr 또는 이들의 조합을 포함하는 경우, 교반 공정 S2에서 분리되는 상기 금속간 화합물은 알루미늄과 Mn, Co, Ti, V, Zr, Cr 또는 이들의 조합을 함유한다.As said impurity, (1) Fe (iron), (2) Si (silicon), (3) Mn (manganese), Co (cobalt), Ti (titanium), V (vanadium), Zr (zirconium), Cr (chromium) or a combination thereof. As said impurity, you may contain the 1 type, or 2 or more types of arbitrary elements contained in said (1)-(3). When Fe is included as the impurity, the intermetallic compound separated in the stirring step S2 contains aluminum and Fe. When Si is included as the impurity, the intermetallic compound separated in the stirring step S2 contains Mg and Si. When Mn, Co, Ti, V, Zr, Cr, or a combination thereof is included as the impurity, the intermetallic compound separated in the stirring step S2 is aluminum and Mn, Co, Ti, V, Zr, Cr, or a combination thereof. contains a combination.
〔Fe〕[Fe]
Fe는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함하는 용탕 중의 불순물 원소로서 가장 혼입되기 쉽고, 또한 제거가 곤란한 원소이다. Fe는, 체결 부품, 슈레더기 등으로부터 용이하게 혼입된다. 한편, 알루미늄은 산화되기 쉬운 원소이며, 철강업에 있어서의 전로와 같은 산화 정련을 할 수 없기 때문에, Fe의 제거는 곤란하다. 당해 불순물 제거 방법은, 알루미늄 및 Mg를 포함하는 용탕(Al-Mg계 용탕)으로부터 Fe를 효율 좋게 제거할 수 있다. 당해 불순물 제거 방법은, JIS에서 규정되어 있는 A5000계(Al-Mg계 합금)의 규정 농도 이하로 Fe를 저감할 수 있으므로, 알루미늄의 전신재로부터 전신재로의 수평 리사이클을 용이하게 실현할 수 있다.Fe is the most likely to be incorporated as an impurity element in the molten metal containing aluminum or an aluminum alloy, and is an element that is difficult to remove. Fe is easily incorporated from fastening parts, shredders, and the like. On the other hand, since aluminum is an element which is easy to be oxidized and oxidation refining similar to the converter in the steel industry cannot be carried out, removal of Fe is difficult. The said impurity removal method can remove Fe efficiently from the molten metal (Al-Mg type molten metal) containing aluminum and Mg. Since the said impurity removal method can reduce Fe below the prescribed concentration of A5000 series (Al-Mg series alloy) prescribed|regulated by JIS, it can implement|achieve horizontal recycling from aluminum wrought material to wrought material easily.
〔Si〕[Si]
Si는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함하는 용탕 중의 불순물로서, Fe 다음으로 혼입되기 쉽고, 또한 제거가 곤란한 원소이다. Si는, 주물·다이캐스트 제품이나, SiO2를 주성분으로 하는 규사의 스크랩 중으로의 혼입에 기인하여 혼입된다. 당해 불순물 제거 방법에 의하면, 상기 불순물로서 Si가 포함되는 경우, 교반 공정 S2에 의해 Si와 Mg를 함유하는 금속간 화합물을 용이하게 생성할 수 있어, Si를 Al-Mg계 용탕으로부터 효율 좋게 제거할 수 있다.Si is an impurity in the molten metal containing aluminum or an aluminum alloy, and is easily mixed after Fe and is an element difficult to remove. Si originates in the inside of a casting/die-cast product, or the scrap of the silica sand which has SiO2 as a main component, and mixes. According to the impurity removal method, when Si is included as the impurity, an intermetallic compound containing Si and Mg can be easily generated by the stirring step S2, and Si can be efficiently removed from the Al-Mg-based molten metal. can
〔Mn, Co, Ti, V, Zr, Cr 또는 이들의 조합〕[Mn, Co, Ti, V, Zr, Cr, or a combination thereof]
Mn, Ti, V, Zr 및 Cr는, 알루미늄 합금의 첨가 원소나, 결정립 미세화재, 지금 등에 포함되는 원소로서 혼입된다. 또한, Co는, 전지에 포함되는 원소이며, 스크랩으로부터 혼입될 수 있다. 당해 불순물 제거 방법에 의하면, 상기 불순물로서 Mn, Co, Ti, V, Zr, Cr 또는 이들의 조합이 포함되는 경우, 교반 공정 S2에 의해, 알루미늄과, Mn, Co, Ti, V, Zr, Cr 또는 이들의 조합을 함유하는 금속간 화합물을 용이하게 생성할 수 있다. 따라서, Mn, Co, Ti, V, Zr, Cr 또는 이들의 조합을 포함하는 불순물을 Al-Mg계 용탕으로부터 효율 좋게 제거할 수 있다.Mn, Ti, V, Zr, and Cr are incorporated as an additive element of an aluminum alloy, or an element included in grain refinement, gold, and the like. In addition, Co is an element included in a battery, and may be mixed from scrap. According to the impurity removal method, when Mn, Co, Ti, V, Zr, Cr, or a combination thereof is contained as the impurity, aluminum and Mn, Co, Ti, V, Zr, Cr in the stirring step S2 or intermetallic compounds containing combinations thereof. Accordingly, impurities including Mn, Co, Ti, V, Zr, Cr, or a combination thereof can be efficiently removed from the Al-Mg-based molten metal.
(혼합 공정)(mixing process)
혼합 공정 S1에서는, 예를 들어 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 불순물을 포함하는 용탕에 Mg 또는 Mg 합금을 첨가한다. 보다 상세하게는, 혼합 공정 S1에서는, 알루미늄 스크랩을 용해한 용탕에 Mg 또는 Mg 합금을 첨가한다.In mixing process S1, Mg or Mg alloy is added to the molten metal containing aluminum or an aluminum alloy, and an impurity, for example. In more detail, in mixing process S1, Mg or Mg alloy is added to the molten metal which melt|dissolved aluminum scrap.
혼합 공정 S1에서는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 상기 불순물을 포함하는 용탕에, JIS-A5000계의 알루미늄 합금 등에서 필수 원소인 Mg를 혼합한다. 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함하는 용탕이 Mg를 비교적 고농도로 함유함으로써, Al-Mg계 용탕 중에서의 상기 불순물을 함유하는 금속간 화합물의 생성이 촉진된다. 당해 불순물 제거 방법에 의하면, 종래 행해지고 있던 바와 같은, 금속간 화합물을 생성시키기 위해서 굳이 불필요한 불순물을 혼입하는 것을 요하지 않는다. 즉, 혼합 공정 S1에서는, 상기 용탕에 Mg 또는 Mg 합금 이외의 성분은 혼합하지 않아도 된다. 또한, Mg는 불순물은 아니기 때문에, 당해 불순물 제거 방법에서는, Mg를 제거하기 위한 공정을 요하지 않는다. 그 때문에, 당해 불순물 제거 방법에서 상기 불순물이 제거된 후의 용탕은, 희석하여 알루미늄 리사이클에 제공할 수 있다. 한편, 상기 불순물이 제거된 후의 용탕의 희석 수순(희석 공정)에 대해서는 후술한다. 혼합 공정 S1에서 혼합하는 Mg 합금으로서는, 예를 들어 JIS-MC5, JIS-MDC2A 등을 들 수 있다.In the mixing step S1, Mg, which is an essential element, is mixed with aluminum or an aluminum alloy and the molten metal containing the above impurities in an aluminum alloy of JIS-A5000 or the like. When the molten metal containing aluminum or an aluminum alloy contains Mg at a relatively high concentration, the formation of the intermetallic compound containing the impurities in the Al-Mg-based molten metal is promoted. According to the said impurity removal method, in order to generate|occur|produce an intermetallic compound, as is conventionally performed, it is not necessary to mix unnecessary impurities daringly. That is, in the mixing step S1, it is not necessary to mix Mg or a component other than the Mg alloy into the molten metal. In addition, since Mg is not an impurity, the process for removing Mg is not required in the said impurity removal method. Therefore, the molten metal after the impurities have been removed in the impurity removal method can be diluted and used for aluminum recycling. In addition, the dilution procedure (dilution process) of the molten metal after the said impurity is removed is mentioned later. As an Mg alloy mixed in mixing process S1, JIS-MC5, JIS-MDC2A, etc. are mentioned, for example.
혼합 공정 S1에서 Mg 또는 Mg 합금을 혼합하는 효과로서는, 예를 들어 이하의 (a)∼(c)를 들 수 있다.As an effect of mixing Mg or an Mg alloy in mixing process S1, the following (a)-(c) is mentioned, for example.
(a) 액상선 온도가 낮아지기 때문에, 저온에서 액상 상태를 유지할 수 있어, 생성된 화합물을 효율적으로 분리할 수 있다.(a) Since the liquidus temperature is lowered, the liquidus state can be maintained at a low temperature, and thus the produced compound can be efficiently separated.
(b) Mg가 불순물 원소의 활량(活量)을 증가시킴으로써, 화합물의 생성이 촉진된다.(b) Mg increases the activity of the impurity element, thereby accelerating the production of the compound.
(c) Mg가 직접 불순물 원소와 반응하여 금속간 화합물을 생성한다.(c) Mg directly reacts with an impurity element to form an intermetallic compound.
예를 들어 상기 불순물로서 Fe를 포함하는 경우, Fe의 제거는 상기 (a) 및 (b)의 효과에 의해 촉진된다고 추측된다. 또한, 상기 불순물로서 Si를 포함하는 경우, Si의 제거는 상기 (a) 및 (c)의 효과에 의해 촉진된다고 추측된다. Fe 및 Si 이외의 불순물에 대해서도, 상기 (a)∼(c) 중 어느 하나의 효과 또는 (a)∼(c)의 효과의 조합에 의해, 금속간 화합물의 생성을 촉진시켜, 상기 용탕으로부터 효율적으로 제거할 수 있다.For example, when Fe is included as the impurity, it is assumed that the removal of Fe is promoted by the effects of (a) and (b). In addition, when Si is included as the said impurity, it is estimated that removal of Si is accelerated|stimulated by the effect of said (a) and (c). For impurities other than Fe and Si, the formation of intermetallic compounds is promoted by the effect of any one of the above (a) to (c) or the combination of the effects of (a) to (c), and the molten metal is efficiently removed from the molten metal. can be removed with
혼합 공정 S1 후의 상기 용탕에 있어서의 Mg의 함유량의 하한으로서는 5질량%가 바람직하고, 8질량%가 보다 바람직하고, 10질량%가 더 바람직하다. Mg의 함유량이 상기 하한에 못 미치면, 액상선 온도를 충분히 낮출 수 없을 우려가 있다. 또한, Mg의 함유량이 상기 하한에 못 미치면, 상기 불순물로서 Si를 포함하는 경우에, 상기 금속간 화합물을 충분히 생성할 수 없을 우려가 있다. 한편, 혼합 공정 S1 후의 상기 용탕에 있어서의 Mg의 함유량의 상한으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 50질량%가 바람직하고, 40질량%가 보다 바람직하고, 30질량%가 더 바람직하고, 25질량%가 특히 바람직하다. Mg의 함유량이 상기 상한을 초과하면, 후술하는 희석 공정에 있어서의 희석량이 증가하여, 알루미늄의 리사이클에 요하는 비용이 증가할 우려가 있다.As a lower limit of content of Mg in the said molten metal after mixing process S1, 5 mass % is preferable, 8 mass % is more preferable, 10 mass % is still more preferable. When the content of Mg is less than the lower limit, there is a possibility that the liquidus temperature cannot be sufficiently lowered. In addition, when the content of Mg is less than the lower limit, there is a fear that the intermetallic compound cannot be sufficiently formed when Si is included as the impurity. On the other hand, the upper limit of the content of Mg in the molten metal after the mixing step S1 is not particularly limited, but for example, preferably 50 mass %, more preferably 40 mass %, still more preferably 30 mass %, 25 % by mass is particularly preferred. When content of Mg exceeds the said upper limit, the dilution amount in the dilution process mentioned later increases, and there exists a possibility that the cost required for recycling of aluminum may increase.
(교반 공정)(stirring process)
교반 공정 S2에서는, 상기 용탕을 교반하면서, 이 용탕에 온도 구배를 마련하는 것에 의해, 이 용탕의 저온측의 영역에서 상기 금속간 화합물을 정출시킨다. 즉, 도 2에 나타내는 바와 같이, 교반 공정 S2에 있어서, 용탕(X)에는, 고온 영역(H)과, 고온 영역(H)보다도 온도가 낮은 저온 영역(L)이 형성된다. 저온 영역(L)에는, 액상(L1)과, 고액 공존상(L2)이 형성된다. 고액 공존상(L2)에는, 부분적으로 금속간 화합물(I)이 정출되어 있다.In the stirring step S2, the intermetallic compound is crystallized in the region on the low temperature side of the molten metal by providing a temperature gradient in the molten metal while stirring the molten metal. That is, as shown in FIG. 2, in the stirring process S2, the high temperature area|region H and the low temperature area|region L whose temperature is lower than the high temperature area|region H are formed in the molten metal X. In the low-temperature region L, a liquid phase L1 and a solid-liquid coexistence phase L2 are formed. In the solid-liquid coexistence phase (L2), the intermetallic compound (I) is partially crystallized.
교반 공정 S2에서는, 용탕(X)에 온도 구배를 주면서 용탕(X)을 교반함으로써, 알루미늄 또는 알루미늄 합금에 혼입된 상기 불순물을 효율적으로 제거할 수 있다. 보다 상세하게는, 교반 공정 S2에서는, 용탕(X)을 교반함으로써, 고온 영역(H)에 포함되는 상기 불순물을 저온 영역(L)측으로 기계적으로 보내어, 저온 영역(L)에서 상기 불순물을 함유하는 금속간 화합물(I)을 정출시킬 수 있다. 저온 영역(L)에서 정출된 금속간 화합물(I)은, 예를 들어 다른 화합물 등과 결합하여 고상(S)을 형성하여, 용탕(X)으로부터 제거된다. 그 결과, 용탕(X) 중의 상기 불순물의 농도를 낮출 수 있다.In the stirring step S2, by stirring the molten metal X while applying a temperature gradient to the molten metal X, the impurities mixed in aluminum or aluminum alloy can be efficiently removed. More specifically, in the stirring step S2, the impurity contained in the high temperature region H is mechanically sent to the low temperature region L side by stirring the molten metal X, and the impurity is contained in the low temperature region L. Intermetallic compound (I) can be crystallized. The intermetallic compound (I) crystallized in the low-temperature region L combines with other compounds, for example, to form a solid phase S, and is removed from the molten metal X. As a result, the concentration of the impurity in the molten metal X can be reduced.
교반 공정 S2에서는, 용탕(X)에 온도 구배를 주는 수단으로서, 용탕(X)을 부분적으로 냉각하는 것이 바람직하다. 이 방법에 의하면, 용탕(X)에 저온 영역(L)을 용이하게 형성할 수 있어, 이 저온 영역(L)에 상기 불순물을 기계적으로 보냄으로써, 금속간 화합물(I)을 용이하게 정출시킬 수 있다.In the stirring step S2, it is preferable to partially cool the molten metal X as a means for imparting a temperature gradient to the molten metal X. According to this method, the low-temperature region L can be easily formed in the molten metal X, and the intermetallic compound (I) can be easily crystallized by mechanically sending the impurities to the low-temperature region L. have.
용탕(X)을 부분적으로 냉각하는 수단으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 용탕(X)에 냉각 부재를 접촉시키는 방법을 들 수 있다. 이 방법에 의하면, 상기 냉각 부재의 주변에 저온 영역(L)을 용이하게 형성할 수 있다. 상기 냉각 부재로서는, 예를 들어 냉각판, 냉각관, 냉각봉 등을 들 수 있다. 상기 냉각 부재는, 예를 들어 용탕(X) 내에 삽입되어도 되고, 용탕(X)이 수용되는 노벽(爐壁)이나 노저(爐底)에 마련되어도 된다.It does not specifically limit as means for cooling the molten metal X partially, For example, the method of making the molten metal X contact a cooling member is mentioned. According to this method, the low-temperature region L can be easily formed around the cooling member. As said cooling member, a cooling plate, a cooling tube, a cooling rod, etc. are mentioned, for example. The said cooling member may be inserted in the molten metal X, for example, and may be provided in the furnace wall or furnace bottom in which the molten metal X is accommodated.
상기 냉각 부재를 용탕(X)에 접촉시키는 경우, 상기 냉각 부재의 표면에 금속간 화합물(I)을 정출시키는 것이 바람직하다. 상기 냉각 부재의 표면 근방은 금속간 화합물(I)의 정출 온도 이하로 유지되기 쉽다. 그 때문에, 상기 냉각 부재의 표면은, 금속간 화합물(I)을 정출시키는 데 적합하다. 또한, 상기 냉각 부재의 표면에 금속간 화합물(I)을 정출시킴으로써, 금속간 화합물(I)을 상기 냉각 부재에 고착시켜, 금속간 화합물(I)을 용탕(X)으로부터 용이하게 제거할 수 있다.When the cooling member is brought into contact with the molten metal (X), it is preferable to crystallize the intermetallic compound (I) on the surface of the cooling member. The vicinity of the surface of the cooling member is easily maintained below the crystallization temperature of the intermetallic compound (I). Therefore, the surface of the cooling member is suitable for crystallizing the intermetallic compound (I). Further, by crystallizing the intermetallic compound (I) on the surface of the cooling member, the intermetallic compound (I) is fixed to the cooling member, and the intermetallic compound (I) can be easily removed from the molten metal (X) .
또한, 교반 공정 S2에서는, 용탕(X)에 온도 구배를 주는 수단으로서, 용탕(X)을 부분적으로 가열해도 된다. 이 방법에 의해서도, 용탕(X)에 온도 구배를 주기 쉽다. 용탕(X)을 부분적으로 가열하는 수단으로서는, 예를 들어 버너에 의한 가열 등을 들 수 있다. 또한, 교반 공정 S2에서는, 용탕(X)을 부분적으로 냉각하는 것과 병행하여, 이 용탕(X)을 부분적으로 가열해도 된다. 이와 같은 방법으로서는, 예를 들어 용탕(X)의 중심 부분을 가열함과 함께, 용탕(X)의 주연 부분을 냉각하는 방법을 들 수 있다.In addition, in stirring process S2, you may heat the molten metal X partially as a means of giving a temperature gradient to the molten metal X. Also by this method, it is easy to give a temperature gradient to the molten metal X. As a means to partially heat the molten metal X, heating by a burner etc. are mentioned, for example. In addition, in stirring process S2, in parallel with cooling molten metal X partially, you may heat this molten metal X partially. As such a method, while heating the central part of the molten metal X, the method of cooling the peripheral part of the molten metal X is mentioned, for example.
교반 공정 S2에 있어서의 용탕(X)의 냉각 온도의 상한으로서는, 640℃가 바람직하고, 610℃가 보다 바람직하고, 550℃가 더 바람직하다. 환언하면, 용탕(X)에는, 640℃ 이하의 저온 영역(L)이 형성되는 것이 바람직하고, 610℃ 이하의 저온 영역(L)이 형성되는 것이 보다 바람직하고, 550℃ 이하의 저온 영역(L)이 형성되는 것이 더 바람직하다. 용탕(X)의 냉각 온도가 상기 상한을 초과하면, 금속간 화합물(I)을 정출시키기 어려워질 우려가 있다.As an upper limit of the cooling temperature of the molten metal X in stirring process S2, 640 degreeC is preferable, 610 degreeC is more preferable, and 550 degreeC is still more preferable. In other words, a low-temperature region L of 640° C. or lower is preferably formed in the molten metal X, more preferably a low-temperature region L of 610° C. or lower is formed, and a low-temperature region L of 550° C. or lower. ) is more preferably formed. When the cooling temperature of molten metal (X) exceeds the said upper limit, there exists a possibility that it may become difficult to crystallize intermetallic compound (I).
용탕(X)의 고온 영역(H)의 최고 온도로서는, 금속간 화합물(I)의 정출 온도보다도 높고, 또한 상기 냉각 온도보다도 높은 온도인 한(즉, 용탕(X)에 온도 구배를 줄 수 있는 한) 특별히 한정되는 것은 아니다. 상기 최고 온도의 하한으로서는, 예를 들어 630℃로 할 수 있고, 700℃여도 된다.As the maximum temperature of the high temperature region H of the molten metal X, it is higher than the crystallization temperature of the intermetallic compound (I) and higher than the cooling temperature (that is, the temperature gradient can be given to the molten metal X) a) It is not particularly limited. As a lower limit of the said highest temperature, it can be set as 630 degreeC, for example, and 700 degreeC may be sufficient.
교반 공정 S2에 있어서의 용탕(X)의 교반 수단으로서는, 용탕(X)에 온도 구배를 주면서 교반할 수 있는 한 특별히 한정되는 것은 아니다. 상기 교반 수단으로서는, 예를 들어 봉이나 교반 날개에 의한 기계 교반, 스터러에 의한 전자 교반, 가스 버블링 등을 들 수 있다.The stirring means of the molten metal X in the stirring step S2 is not particularly limited as long as it can be stirred while applying a temperature gradient to the molten metal X. As said stirring means, mechanical stirring by a rod or stirring blade, electromagnetic stirring by a stirrer, gas bubbling, etc. are mentioned, for example.
(희석 공정)(dilution process)
교반 공정 S2에 의해 불순물을 제거한 후의 용탕(X)은, 희석하여 알루미늄의 리사이클에 제공할 수 있다. 전술한 혼합 공정 S1 및 교반 공정 S2에, 희석 공정을 더한 알루미늄의 리사이클 방법은, 본 발명의 일 실시형태이다. 상기 희석 공정에서는, 교반 공정 S2에 의해 상기 불순물이 제거된 용탕(X)을, 공업용 순알루미늄 또는 Mg 농도가 낮은 알루미늄 스크랩(예를 들어 1000계)과 혼합하여, JIS에서 규정되는 A5000계(Al-Mg계 합금)의 Mg 기준 농도까지 희석한다.Molten metal X after removing impurities by stirring step S2 can be diluted and used for aluminum recycling. The recycling method of aluminum which added the dilution process to mixing process S1 and stirring process S2 mentioned above is one Embodiment of this invention. In the dilution step, the molten metal X from which the impurities have been removed by the stirring step S2 is mixed with industrial pure aluminum or aluminum scrap having a low Mg concentration (for example, 1000 series), and the A5000 series (Al -Mg-based alloy) is diluted to the Mg standard concentration.
상기 희석 공정에서는, 고농도의 Mg를 함유하는 용탕(X)의 Mg 농도를 JIS-A5000계의 기준 농도 이하로 희석한다. Mg는 불순물은 아니기 때문에, 용탕(X)으로부터 제거하는 것을 요하지 않는다. 당해 알루미늄의 리사이클 방법은, 상기 희석 공정에 의해 Mg의 농도를 낮게 함으로써, 희석 후의 용탕(X)을 알루미늄 제품에 이용할 수 있다. 또한, 상기 희석 공정에서는, 고농도의 Mg를 함유하는 용탕(X)을 진공하에서 유지함으로써 증기압이 큰 Mg를 증발시켜, 용탕(X)에 있어서의 Mg의 농도를 낮게 하는 것도 가능하다. 더욱이, 상기 희석 공정에서는, 용탕(X)에 염소를 취입하는 방법이나, 플럭스를 이용함으로써 Mg를 제거하는 것도 가능하다.In the dilution step, the Mg concentration of the molten metal (X) containing a high concentration of Mg is diluted below the standard concentration according to JIS-A5000. Since Mg is not an impurity, it is not required to remove it from the molten metal X. In the aluminum recycling method, the diluted molten metal (X) can be used for aluminum products by lowering the concentration of Mg in the dilution step. Further, in the dilution step, it is possible to evaporate Mg having a high vapor pressure by maintaining the molten metal X containing a high concentration of Mg under vacuum to lower the concentration of Mg in the molten metal X. Moreover, in the said dilution process, it is also possible to remove Mg by the method of blowing chlorine into the molten metal X, or using a flux.
한편, 교반 공정 S2 후에 있어서의 고농도의 Mg를 함유하는 용탕(X)은, 흡인 등으로 분리 회수하는 것이나, 주형 등에서 굳히는 것으로 Mg 중간 합금으로서 사용하는 것도 가능하다.On the other hand, the molten metal X containing a high concentration of Mg after the stirring step S2 can also be used as an Mg intermediate alloy by separating and recovering it by suction or the like, or by hardening it in a mold or the like.
<이점><Advantage>
당해 불순물 제거 방법은, 혼합 공정 S1에서, 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 불순물을 포함하는 용탕에 Mg 또는 Mg 합금을 혼합하는 것에 의해, 상기 불순물을 함유하는 금속간 화합물의 생성을 촉진할 수 있다. 특히, 당해 불순물 제거 방법은, 교반 공정 S2에서 상기 용탕에 온도 구배를 줌으로써, 상기 불순물을 상기 용탕의 저온측으로 보내면서, 이 저온측에서 상기 금속간 화합물을 정출시켜, 이 불순물을 상기 용탕으로부터 효율 좋게 제거할 수 있다.The said impurity removal method can accelerate|stimulate the production|generation of the intermetallic compound containing the said impurity by mixing Mg or Mg alloy with the molten metal containing aluminum or an aluminum alloy and an impurity in the mixing process S1. In particular, in the method for removing impurities, in the stirring step S2, a temperature gradient is applied to the molten metal, the impurities are sent to the low temperature side of the molten metal, the intermetallic compound is crystallized at the low temperature side, and the impurities are efficiently removed from the molten metal can be removed well.
당해 불순물 제거 방법은, JIS-A5000계의 알루미늄 합금 등에서 필수의 원소인 Mg를 상기 용탕에 함유시켜 상기 불순물의 화합물화를 촉진하고, 생성된 금속간 화합물을 분리하는 것에 의해, 상기 불순물을 제거한다. 당해 불순물 제거 방법은, 종래 행해지고 있던 바와 같은, 금속간 화합물을 생성시키기 위해서 굳이 불필요한 불순물을 혼입시킬 필요가 없고, 또한 보류도 향상시킬 수 있다.In this impurity removal method, Mg, which is an essential element in an aluminum alloy of JIS-A5000 series, etc., is contained in the molten metal to promote compounding of the impurities, and the generated intermetallic compound is separated to remove the impurity. . In this impurity removal method, it is not necessary to mix unnecessary impurities in order to generate an intermetallic compound as was conventionally performed, and retention can also be improved.
당해 불순물 제거 방법에 의하면, 알루미늄의 리사이클 과정에서 제거가 곤란하다고 여겨지는 금속 원소를 효율 좋게 전신재의 허용 농도 이하로 저감할 수 있으므로, 알루미늄 전신재로부터 알루미늄 전신재로의 수평 리사이클을 실현할 수 있다.According to the said impurity removal method, since the metal element which is considered to be difficult to remove in the recycling process of aluminum can be efficiently reduced below the allowable concentration of a wrought material, horizontal recycling from an aluminum wrought material to an aluminum wrought material can be implement|achieved.
[그 외의 실시형태][Other embodiments]
상기 실시형태는, 본 발명의 구성을 한정하는 것은 아니다. 따라서, 상기 실시형태는, 본 명세서의 기재 및 기술 상식에 기초하여 상기 실시형태 각부의 구성 요소의 생략, 치환 또는 추가가 가능하고, 그들은 모두 본 발명의 범위에 속하는 것이라고 해석되는 것이 당연하다.The said embodiment does not limit the structure of this invention. Accordingly, in the above embodiments, it is natural to be construed as being able to omit, substitute, or add components of each part of the above embodiments based on the description and technical common sense of the present specification, and all of them fall within the scope of the present invention.
실시예Example
이하, 실시예에 기초하여 본 발명을 상술하지만, 이 실시예의 기재에 기초하여 본 발명이 한정적으로 해석되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail based on Examples, but the present invention should not be construed as being limited based on the description of these Examples.
[실시예][Example]
[No. 1∼No. 4][No. 1 to No. 4]
표 1의 조성을 갖는 합금 A를, Ar(아르곤) 분위기중에서, 노벽 및 노저에 냉각 부재가 배치된 수랭 구리 도가니(11)를 갖는 도 3의 CCIM로(콜드 크루시블 유도 용해 장치)(10)에 용해하여, 불순물로서 Fe 및 Si를 포함하는 용탕을 얻었다. 이 용탕을 전자 유도에 의해 가열함과 함께, 전자 척력에 의해 교반했다. 이 교반 시에 있어서의 용탕의 고온측의 유지 온도를 표 1에 나타낸다. 이 교반에 의해, 저온측의 수랭 구리 도가니(11)와의 접촉 부분에는 금속간 화합물을 포함하는 고상이 형성된다. 그 후, 노의 전원을 끊어 용탕을 응고시켰다. No. 3에 있어서의 고상 부분의 단면 화상을 도 4에 나타낸다. 응고된 주괴의 중앙부로부터 일부를 채취하여, ICP 발광 분광 분석법으로 Fe의 농도를 측정했다. 이 측정 결과를 표 1에 나타낸다.Alloy A having the composition of Table 1 was prepared in an Ar (argon) atmosphere in a CCIM furnace (cold crucible induction melting apparatus) 10 in FIG. 3 having a water-cooled
[비교예][Comparative example]
[No. 5][No. 5]
표 1의 조성을 갖는 합금 용탕을 표 1의 온도에서 유지했다. No. 5에서는, 용탕의 부분적인 냉각 또는 가열은 행하지 않고, 또한 용탕의 교반도 행하지 않았다. 다음에, 용탕이 들어간 도가니를 노외로 꺼내어 방랭하여, 용탕을 응고시킨 후, 주괴의 하부를 절단했다. 상측의 절단면의 Fe의 농도를 ICP 발광 분광 분석법으로 측정했다. 이 측정 결과를 표 1에 나타낸다.The molten alloy having the composition of Table 1 was maintained at the temperature of Table 1. No. In 5, partial cooling or heating of the molten metal was not performed, and the molten metal was not stirred. Next, the crucible containing the molten metal was taken out of the furnace, left to cool, and after solidifying the molten metal, the lower part of the ingot was cut. The concentration of Fe in the upper cut surface was measured by ICP emission spectroscopy. Table 1 shows the results of this measurement.
표 1에 나타내는 바와 같이, No. 1∼No. 4는, 고온측의 유지 온도가 비교적 높아도, 불순물인 Fe를 충분히 제거하는 것이 되고 있다. 또한, 도 4에 나타내는 바와 같이, No. 3에서는, 고상 부분에 알루미늄 및 Fe를 함유하는 금속간 화합물과, Mg 및 Si를 함유하는 금속간 화합물이 생성되어 있어, Fe에 더하여, Si에 대해서도 충분히 제거하는 것이 되고 있다. 이에 반해, No. 5는, 불순물인 Fe를 충분히 제거하는 것이 되고 있지 않다.As shown in Table 1, No. 1 to No. No. 4 sufficiently removes Fe, which is an impurity, even if the holding temperature on the high temperature side is relatively high. In addition, as shown in FIG. 4, No. In 3, the intermetallic compound containing aluminum and Fe, and the intermetallic compound containing Mg and Si are produced|generated in a solid-phase part, and in addition to Fe, it has fully removed also about Si. In contrast, No. 5 does not sufficiently remove Fe, which is an impurity.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 태양에 따른 불순물 제거 방법은, 알루미늄의 리사이클 과정에서 제거가 곤란한 금속 원소 등을 전신재의 허용 농도 이하로 효율 좋게 저감할 수 있으므로, 알루미늄의 전신재로부터 전신재로의 수평 리사이클의 실현에 적합하다.As described above, the method for removing impurities according to an aspect of the present invention can efficiently reduce metal elements, etc., which are difficult to remove in the recycling process of aluminum to below the allowable concentration of the wrought material. It is suitable for realization of recycling.
10 CCIM로
11 수랭 구리 도가니
A 합금
H 고온 영역
I 금속간 화합물
L 저온 영역
L1 액상
L2 고액 공존상
S 고상
X 용탕with 10 CCIM
11 water cooling copper crucible
A alloy
H hot zone
I Intermetallics
L low temperature zone
L1 liquid
L2 solid-liquid coexistence phase
S solid
X Molten
Claims (9)
상기 혼합 공정 후의 용탕을 교반하는 공정
을 구비하고,
상기 교반 공정에서, 상기 용탕에 온도 구배를 줌으로써, 상기 용탕으로부터 금속간 화합물을 분리하는 불순물 제거 방법.A step of mixing Mg or Mg alloy with molten metal containing aluminum or aluminum alloy and impurities;
A step of stirring the molten metal after the mixing step
to provide
An impurity removal method for separating an intermetallic compound from the molten metal by applying a temperature gradient to the molten metal in the stirring step.
상기 혼합 공정 후의 상기 용탕에 있어서의 Mg의 함유량이 5질량% 이상인 불순물 제거 방법.The method of claim 1,
The impurity removal method in which content of Mg in the said molten metal after the said mixing process is 5 mass % or more.
상기 불순물이 Fe를 포함하고,
상기 금속간 화합물이 알루미늄 및 Fe를 함유하는 불순물 제거 방법.3. The method of claim 1 or 2,
The impurities include Fe,
A method for removing impurities wherein the intermetallic compound contains aluminum and Fe.
상기 불순물이 Si를 포함하고,
상기 금속간 화합물이 Mg 및 Si를 함유하는 불순물 제거 방법.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The impurity contains Si,
A method for removing impurities wherein the intermetallic compound contains Mg and Si.
상기 교반 공정에서, 상기 용탕을 부분적으로 냉각하는 불순물 제거 방법.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
In the stirring step, an impurity removal method for partially cooling the molten metal.
상기 교반 공정에서, 상기 용탕에 냉각 부재를 접촉시키는 불순물 제거 방법.6. The method of claim 5,
In the stirring step, a method for removing impurities in which a cooling member is brought into contact with the molten metal.
상기 냉각 부재의 표면에 상기 금속간 화합물을 정출시키는 불순물 제거 방법.7. The method of claim 6,
An impurity removal method for crystallizing the intermetallic compound on the surface of the cooling member.
상기 용탕의 냉각 온도가 640℃ 이하인 불순물 제거 방법.8. The method according to any one of claims 5 to 7,
A method for removing impurities wherein the cooling temperature of the molten metal is 640° C. or less.
상기 교반 공정에서, 상기 용탕을 부분적으로 가열하는 불순물 제거 방법.9. The method according to any one of claims 1 to 8,
In the stirring step, an impurity removal method of partially heating the molten metal.
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