KR960011800B1 - Recovering method and apparatus of al plug - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 본 발명의 장치개략도.1 is a device schematic of the present invention.
제2도는 본 발명의 공정수순도.2 is a process flowchart of the present invention.
제3도는 스틸폐캔을 590℃에서 5분간 텀블링 후 마개와 몸체가 분리된 모습.3 shows the stopper and the body separated after tumbling the steel closed can for 5 minutes at 590 ° C.
제4도는 온도 및 시간에 따른 스틸폐캔의 마개/몸체 분리실험결과 :4 shows the result of the plug / body separation test of steel closed cans according to temperature and time:
제4a도는 왼쪽부터 550, 570, 590, 610℃가열후 30분간 텀블링한 시료.Figure 4a is a sample tumbling 30 minutes after heating 550, 570, 590, 610 ℃ from the left.
제4b도는 590℃에서 왼쪽부터 1, 5, 10, 20, 30분간 텀블링한 시료.Figure 4b is a sample tumbling for 1, 5, 10, 20, 30 minutes from the left at 590 ℃.
제4c도는 610℃ 경우 왼쪽부터 1, 5, 10, 20, 30분간 텀블링한 시료.Figure 4c is a sample tumbling for 1, 5, 10, 20, 30 minutes from the left in the case of 610 ℃.
본 발명은 가열충격법에 의한 스틸폐캔으로부터 알루미늄마개의 분리회수방법과 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 현재 몸체는 스틸이고 마개가 알루미늄으로 구성되어 있는 음료용 스틸폐캔을 수거한 후, 스틸폐캔을 로타리 킬론 형태의 노에서 가열회전시켜 외부 도료와 내부 락카를 제거함과 동시에 폐캔끼리 서로 부딪히거나, 노 벽에 부딪힌 충격에 의하면 알루미늄마개를 스틸몸체로부터 분리하여 따로따로 회수하는 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for separating and recovering an aluminum stopper from a steel waste can by a heat shock method, and more particularly, after collecting a steel waste can for beverages in which the body is made of steel and the stopper is made of aluminum. Is heated in a rotary kiln-type furnace to remove external paint and internal lacquer, and at the same time, the cans collide with each other, or the impact of the furnace wall separates the aluminum plug from the steel body and recovers it separately.
이와 같은 방법은 알루미늄 및 스틸폐캔을 수집한 후 이를 용해하여 재활용하는 공장 및 사업체에서 이용할 수 있다.This method can be used in factories and businesses that collect aluminum and steel cans, dissolve and recycle them.
종래 음료용 2-피스(piece) 스틸캔은 몸체는 스틸이지만 마개는 5182, 5082계열의 알루미늄합금으로 구성되어 있는데, 스틸폐캔을 재활용하는 경우에 현재까지는 스틸폐캔중의 알루미늄 마개를 회수하는 방법을 사용하지 않고 있다.Conventional two-piece steel cans for beverages are made of aluminum alloys of 5182 and 5082 series, although the body is made of steel. To recycle the steel cans, up to now, the aluminum cans in the steel cans have been recovered. It is not.
종래의 방법에서는 수거된 스틸폐캔들을 모아서 더미로 압착하거나 다른 종류의 고철 등과 함께 제강로에 장입하여 제강원료로 사용하기 때문에 스틸보다 고가인 알루미늄마개를 따로 회수할 수 없으며, 또 스틸폐캔의 외부 도료와 내부 락카를 제거하지 않기때문에 용해 중에 도료 및 락카가 기화되면서 용탕이 공기와 접촉하기 쉬워 산화손실이 많게 되는 결점이 있었다.In the conventional method, the collected steel waste cans are collected and compressed into piles or charged into steelmaking furnaces together with other kinds of scrap metals to be used as steelmaking raw materials. Therefore, aluminum caps, which are more expensive than steel, cannot be recovered separately. Since paint and lacquer are not removed, the paint and lacquer are vaporized during dissolution, so that the molten metal is easily in contact with the air, resulting in high oxidation loss.
본 발명은 이와 같은 종래의 결점을 제거하기 위한 것으로서 그 요지를 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention is to remove the above-mentioned drawbacks in detail in connection with the gist of the accompanying drawings as follows.
우선 본 발명의 장치를 살펴보면, 제1도와 같이 지지대(8)위에 모터(4)를 설치, 이를 킬른(3)의 회전축에 연결하고 그 반대편축은 킬른 축받이(5)에 설치하며, 킬른(3)의 외부 즉 가열노(1)의 내부에 열선(7)을 설치하고 이에 연접하여 열전대(6)을 노뚜껑(2) 외부에 노출, 설치한 장치인 것이다.First, referring to the apparatus of the present invention, as shown in FIG. 1, the motor 4 is installed on the support 8, and the motor 4 is connected to the rotary shaft of the kiln 3, and the opposite shaft is installed on the kiln bearing 5, and the kiln 3 is provided. In other words, the heating wire (7) is installed outside the inside of the heating furnace (1) is connected to the thermocouple (6) exposed to the outside of the furnace lid (2) is a device installed.
본 발명에서 사용한 시료는 국내에서 제조한 음료용 2피스 스틸폐캔을 사용하였는데, 마개 재질은 알루미늄 합금번호 5182, 5082 등 Al-5000계열이다.The sample used in the present invention used a two-piece steel closed can for beverages manufactured in Korea, the stopper material is Al-5000 series such as aluminum alloy number 5182, 5082.
본 발명의 원리는 철의 용융점이 1539℃이고, 알루미늄의 용융점이 660℃이므로 두 금속간에 용융점의 차이가 많고, 금속은 고온일수록 강도가 취약하여 조그만 충격에 의해서도 쉽게 변형되거나 파괴되기 쉬운 성질을 이용한 것으로서, 스틸폐캔을 알루미늄의 용융점 근처까지 가열하면서 충격을 주면 알루미늄 마개가 취약하게 되어 쉽게 파괴되면서 스틸 몸체로부터 분리되는 것이다.The principle of the present invention is that the melting point of iron is 1539 ℃, the melting point of aluminum is 660 ℃, the difference between the melting point between the two metals, the weaker the strength of the metal at a high temperature, using a property that is easily deformed or destroyed by a small impact In this case, when the steel closed can is heated to near the melting point of aluminum, the steel can can be vulnerable and easily detached from the steel body while being easily destroyed.
여기서, 노의 형태는 본 발명에서 주장한 형태의 노 이외에 가스나 연료를 사용하는 통상적인 형태의 로타리킬른을 사용하여도 된다.Here, the furnace may be a rotary kiln of a conventional type using gas or fuel in addition to the furnace of the type claimed in the present invention.
이와 같이 된 본 발명을 실시함에 있어서, 스틸폐캔을 제1도에 나타낸 바와 같은 로타리 킬른(3) 형태의 노(furnace : 1)를 사용하여 590-610℃에서 5분이상 가열하면서 회전시키면, 외부 도료와 내부 락카가 제거됨과 동시에 폐캔이 킬른 벽에 부딪힌 충격에 의하여 알루미늄마개가 대부분 직경 1cm이하 크기의 조각으로 파괴되면서 스틸 몸체로부터 분리되어 킬른 바닥에 떨어지게 되며, 스틸 몸체는 도료와 락카만 제거되고 형태는 원형을 유지하고 있으므로 킬른 내부의 시료를 꺼내어 체질(screening)하면 조각으로 깨어진 알루미늄 마개와 원형을 유지하고 있는 스틸 몸체를 따로따로 분리하여 회수할 수 있다.In carrying out the present invention as described above, the steel waste can is rotated by heating at a temperature of 590-610 ° C. for at least 5 minutes using a furnace 1 in the form of a rotary kiln 3 as shown in FIG. As the paint and internal lacquer are removed and the cans are hit by the kiln wall, the aluminum stopper is mostly broken into pieces of 1 cm or less in diameter, which is separated from the steel body and falls on the bottom of the kiln. The steel body is only removed with paint and lacquer. Since the shape is kept round, the sample inside the kiln can be taken out and screened to separate and recover the aluminum stopper broken into pieces and the steel body keeping the shape.
여기서 가열온도가 높으면 가열시간이 짧아지고, 가열온도가 낮으면 가열시간이 길어진다.If the heating temperature is high, the heating time is short, and if the heating temperature is low, the heating time is long.
도, 폐캔의 외부 도료와 내부 락카는 폐캔을 가열하면 열분해되어 제거되는데, 시료를 가열하여 490℃에서 30분, 550℃에서는 5분 정도 유지시키면 충분히 제거가 된다.In addition, the outer paint and the inner lacquer of the waste can is thermally decomposed and removed when the waste can is heated. The sample can be sufficiently removed by heating the sample for 30 minutes at 490 ° C. and keeping it at 550 ° C. for 5 minutes.
그러므로, 단시간에 스틸폐캔의 도료와 락카를 제거시키면서 알루미늄 마개를 분리시키는 효과를 동시에 수행하려면 가열온도가 590℃ 이상이 되어야 한다.Therefore, in order to simultaneously perform the effect of separating the aluminum plug while removing the paint and lacquer of the steel waste can in a short time, the heating temperature must be higher than 590 ° C.
본 발명에서의 스틸폐캔 마개와 몸체 분리시험은 제1도와 같은 로타리 킬른(3) 형태의 노(1)에서 행하였다.Steel closed can cap and body separation test in the present invention was carried out in the furnace (1) of the rotary kiln (3) form as shown in FIG.
조업방법을 요약하면 제2도에 나타낸 공정도와 같다.The summary of the operation method is shown in the flowchart shown in FIG.
제2도에서 도료 및 락카제거와 가열충격 공정은 설명의 편의상 구분한 것이고, 실제 조업상에서는 한 공정으로 취급된다.In Figure 2, the paint and lacquer removal and heat shock processes are divided for convenience of explanation and are treated as a process in actual operation.
시료를 킬른 내부에 장입한 후 노가 일정온도로 가열이 되면 시료가 담긴 킬른을 노 속으로 장입하고, 킬른의 회전축 양 끝을 모터(4)의 축받이(5)와 지지용 축수에 연결시키고 나서 킬른 내부 시료의 도료와 락카가 제거되면서 시료온도가 시험온도에 도달하면, 모터를 100rpm 속도로 회전시켰다.After the sample is charged into the kiln and the furnace is heated to a certain temperature, the kiln containing the sample is loaded into the furnace, and both ends of the rotary shaft of the kiln are connected to the bearing (5) of the motor (4) and the support shaft. When the sample temperature reached the test temperature while the paint and lacquer of the internal sample were removed, the motor was rotated at a speed of 100 rpm.
본 발명의 가열 장치에서는 시료를 장입후 시험온도에 도달할 때까지 20-30분정도 소요되었다.In the heating apparatus of the present invention, it took about 20-30 minutes until the test temperature was reached after charging the sample.
장입된 스틸폐캔은 킬른 내에서 회전(텀블링 : tumbling)함과 동시에 킬른 벽에 부딪힌 충격에 의하여 용융점 직하로 가열된 알루미늄 마개가 파쇄되면서 스틸 몸체로부터 분리된다.The charged steel cans are separated from the steel body as they are tumbling in the kiln and at the same time the aluminum stopper heated directly below the melting point is crushed by the impact hit against the kiln wall.
본 발명에서는 시료의 가열을 550℃, 570℃, 590℃, 610℃에서 행하고, 시료를 1, 5, 10, 20, 30분간 가열하면서 온도와 시간에 따른 마개분리 효과를 조사하였다.In the present invention, the sample was heated at 550 ° C., 570 ° C., 590 ° C., and 610 ° C., and the effect of plug separation with temperature and time was investigated while heating the sample for 1, 5, 10, 20, and 30 minutes.
[실시예 1]Example 1
590℃에서 스틸폐캔의 도료 및 락카제거와 알루미늄 마개의 분리실험 590℃에서 5분간 텀블링시켰을때 마개가 파쇄되어 분리된 모습을 사진으로 제3도에 나타냈다.Paint and lacquer removal of steel cans at 590 ° C and separation test of aluminum stopper When tumbling at 590 ° C for 5 minutes, the stopper was broken and separated in FIG. 3.
제3도의 사진에서 마개가 분리된 스틸캔 몸체 옆에 잘게 부숴진 알루미늄 마개 조각들을 볼 수 있다.In the photo of Fig. 3, the pieces of finely crushed aluminum can be seen next to the steel can body with the stopper removed.
이와 같이 캔 마개가 가열 및 텀블링에 의하여 파쇄되는 이유는 스틸폐캔의 마개 재료인 Al-5182의 용융점이 612-630℃이므로 이 온도 직하까지 스틸폐캔을 가열시키면 알루미늄 마개 내부에서 금속이 재결정과 결정 성장이 일어나고 재결정된 결정경계에서 용융이 일어나기 시작하는데, 이러한 상태에서 폐캔시료에 충격이 가해지면 결정립계를 따라서 마개가 쉽게 파괴되면서 스틸 몸체로부터 분리되는 것이다.The reason why the can stopper is crushed by heating and tumbling is that the melting point of Al-5182, the stopper material of the steel closed can, is 612-630 ° C. Therefore, when the steel closed can is heated up to this temperature, the metal recrystallizes and crystal grows inside the aluminum stopper. This occurs and melting begins to occur at the recrystallized crystal boundary. In this state, when the waste can sample is subjected to an impact, the stopper is easily broken along the grain boundary and separated from the steel body.
폐캔의 스틸 몸체는 가열시에 도료와 락카가 제거되면서 표면이 산화철로 산화되기 때문에 알루미늄 마개와 달리 적갈색을 띄게 된다.The steel body of the waste can is reddish brown unlike aluminum stopper because the surface is oxidized with iron oxide as paint and lacquer are removed during heating.
[실시예 2]Example 2
가열온도 및 텀블링 시간에 따른 스틸폐캔의 알루미늄 마개 분리 실험 시료를 550, 570, 590, 610℃에서 1, 5, 10, 20, 30분씩 텀블링을 시킨 결과 550℃와 570℃에서는 마개가 전혀 파쇄되지 않았고, 590℃와 610℃에서는 1분에서는 분리가 안됐지만 5분만 텀블링시키면 마개가 파쇄, 분리되었다.The aluminum stopper separation test samples of steel waste cans were heated at 550, 570, 590, and 610 ° C for 1, 5, 10, 20, and 30 minutes.The stopper was not crushed at 550 ° C and 570 ° C. At 590 ° C and 610 ° C, it could not be separated in 1 minute, but after 5 minutes of tumbling, the stopper was broken and separated.
제4도는 가열온도와 텀블링 시간에 따라 알루미늄 마개가 스틸 몸체로부터 분리된 모습을 사진으로 나타낸 것이다.4 is a photograph showing the aluminum plug separated from the steel body according to the heating temperature and the tumbling time.
사진(a)는 왼쪽으로부터 550, 570, 590, 610℃순으로 30분간 텀블링한 후 마개가 분리된 모습이다.Photograph (a) shows the stopper removed after tumbling for 30 minutes in order of 550, 570, 590, 610 ° C from the left.
550, 570℃에서는 마개가 분리되지 않았고, 590℃와 610℃에서는 마개가 분리된 것을 볼 수 있다.The plug was not separated at 550 and 570 ° C, and the plug was separated at 590 ° C and 610 ° C.
사진(b)와 (c)는 590℃와 610℃에서 시간에 따른 마개와 몸체 분리효과를 나타낸 것으로 (b)가 590℃ 경우, (c)가 610℃경우이며, 왼쪽부터 1, 5, 10, 20, 30분 순이다.Photos (b) and (c) show the effect of separating the stopper and body over time at 590 ° C and 610 ° C. When (b) is 590 ° C, (c) is 610 ° C. From left, 1, 5, 10 Followed by 20 and 30 minutes.
590℃와 610℃에서는 1분간 텀블링시켜서는 마개가 분리안되지만 5분 이상 텀블링시키면 마개가 파쇄되면서 몸체로부터 쉽게 분리된다.At 590 ° C and 610 ° C, the stopper cannot be separated by tumbling for 1 minute, but if it is tumbled for more than 5 minutes, the stopper is broken and easily separated from the body.
그리고, 590℃와 610℃에서 가열 및 텀블링에 의하여 파쇄된 마개입자들을 체질하여 입자 크기분포를 조사하였다.In addition, the particle size distribution was investigated by sieving the plug particles crushed by heating and tumbling at 590 ℃ and 610 ℃.
체질에 사용한 시브의 크기는 1.5, 1.0, 2.36, 5.0, 7.93mm 5가지였다.The sieves used for the sieving were five sizes of 1.5, 1.0, 2.36, 5.0, and 7.93 mm.
파쇄된 입자를 분급한 후에 각각의 분급시료들의 무게를 측정하고 이것을 파쇄입자 전체중량으로 나누어서 입자크기별 중량분포를 조사하였는데, 590℃와 610℃ 두가지 경우 모두 크기가 5mm 이하인 것들이 대부분이었으며, 크기가 1mm 이하인 미세한 입자들도 상당히 많았다.After classifying the crushed particles, the weight of each sorted sample was measured and divided by the total weight of the crushed particles to investigate the weight distribution by particle size. In both cases of 590 ℃ and 610 ℃, most of them were 5mm or less in size and 1mm in size. There were also many fine particles below.
[비교예][Comparative Example]
590℃와 610℃ 경우에 가열 및 텀블링을 5분이상 행하면 스틸폐캔으로부터 알루미늄 마개가 파쇄되면서 분리되는데, 가열온도가 높을수록 알루미늄의 표면산화가 많을 것이므로 용해시에는 금속회수율이 떨어질것으로 예상된다.If the heating and tumbling at 590 ℃ and 610 ℃ for more than 5 minutes, the aluminum plug is broken from the steel can can be broken and separated, the higher the heating temperature will be more surface oxidation of aluminum, the metal recovery rate is expected to decrease during melting.
이러한 결과들로부터 폐캔의 마개와 몸체 분리는 590℃에서 5-10분 정도 텀블링시키면 충분하다고 판단된다.From these results, it was judged that the plug and body separation of the waste can was enough to tumble for 5-10 minutes at 590 ° C.
현재 많이 유통되고 있는 음료용 250mm 2-피스 스틸캔은 개당 중량이 약 29그램 정도인데, 이중 마개는 알루미늄으로서 마개 중량은 약 3.5그램이며 스틸캔 전체 중량의 약 12%를 차지한다.The 250mm two-piece steel cans currently in circulation are about 29 grams in weight, of which the stopper is aluminum with a stopper weight of about 3.5 grams and accounts for about 12% of the total weight of the steel can.
본 발명은 몸체는 스틸이고 마개가 알루미늄으로 구성되어 있는 음료용 스틸폐캔을 수거하여 재활용할 때 적용하는 방법으로서, 본 발명을 실시함으로써 스틸폐캔을 재활용시에 폐캔 몸체의 도료와 락카를 제거시키면서 스틸폐캔 중의 스틸 몸체와 스틸캔 전체중량의 12%에 달하는 알루미늄 마개를 따로따로 분리, 회수할 수 있으므로 폐캔을 재활용 시에 균일한 성분으로 재활용할 수 있고, 스틸보다 고가인 알루미늄을 손실없이 회수할 수 있다는 잇점이 있다.The present invention is a method to be applied when collecting and recycling the steel waste cans for beverages whose body is steel and the stopper is made of aluminum, by removing the paint and lacquer of the waste can body when recycling the steel waste cans by carrying out the present invention Since the steel body in the can and the aluminum stopper, which is 12% of the total weight of the can, can be separated and recovered separately, the can can be recycled with uniform components during recycling, and aluminum can be recovered without loss more expensive than steel. There is an advantage.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019940007729A KR960011800B1 (en) | 1994-04-13 | 1994-04-13 | Recovering method and apparatus of al plug |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019940007729A KR960011800B1 (en) | 1994-04-13 | 1994-04-13 | Recovering method and apparatus of al plug |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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KR960011800B1 true KR960011800B1 (en) | 1996-08-30 |
Family
ID=19380944
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1019940007729A KR960011800B1 (en) | 1994-04-13 | 1994-04-13 | Recovering method and apparatus of al plug |
Country Status (1)
Country | Link |
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KR (1) | KR960011800B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100758993B1 (en) * | 2007-06-22 | 2007-09-14 | 김한곤 | A rotary kiln furnace |
-
1994
- 1994-04-13 KR KR1019940007729A patent/KR960011800B1/en not_active IP Right Cessation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100758993B1 (en) * | 2007-06-22 | 2007-09-14 | 김한곤 | A rotary kiln furnace |
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