WO1994011540A1 - Procede de production d'alliage avec des dechets d'aluminium - Google Patents
Procede de production d'alliage avec des dechets d'aluminium Download PDFInfo
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- WO1994011540A1 WO1994011540A1 PCT/JP1993/001664 JP9301664W WO9411540A1 WO 1994011540 A1 WO1994011540 A1 WO 1994011540A1 JP 9301664 W JP9301664 W JP 9301664W WO 9411540 A1 WO9411540 A1 WO 9411540A1
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
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Definitions
- the present invention relates to a method for producing a metal alloy from aluminum slag.
- Aluminum alloys Newly classified ingots obtained by electrolysis of aluminum and regenerated alloys obtained from recycled materials are roughly classified.
- the former is mainly used for plate materials and cans, etc., and the latter is used for dycasts, materials for materials and steelmaking.
- the aluminum slag has a different metal aluminum content depending on the particle size. Recently, aluminum slag iron with a grain size of 1 mm or less and a high content of metal aluminum (30 to 50%) is used in the steelmaking process. It has been used in new applications for the purpose of promoting desulfurization, deoxidation, and heat-up by the advancement of blow-in technology.
- aluminum slag having a grain size of less than 100 mesh and a low content of metal aluminum (less than 20%) is made of iron slag produced at the time of steelmaking. It is only partially used as a substitute buoyant for fluorite.
- This invention was made in order to solve the above-mentioned problems, and the content of metal aluminum, which is industrial waste, is low. Effectively use aluminum slag to obtain aluminum alloys Provide aluminum alloy slags for IJ use This is the purpose.
- a method of manufacturing a metal alloy using the aluminum slag of the first invention for IJ IJ is a mold of aluminum slag.
- a mixture of a lump-shaped raw material mainly composed of silicon oxide and a lump-shaped carbon reducing agent is introduced into an electric furnace.
- the gist of the present invention is to produce aluminum-silicon alloys by the reaction of the molten metal source.
- the production method of the alloy using the aluminum slag of the second invention for the use of aluminum slag is as follows: aluminum slag, a raw material mainly composed of silicon dioxide and A mixture with a carbon reducing agent is formed into a molded product, which is then placed in an electric furnace, and then subjected to a billet melting and reduction reaction. The purpose is to generate alloys.
- a method for producing a metal alloy using aluminum slag is to add the acid mixture to the above mixture in the first or second invention. The point is that the force ⁇ can be obtained.
- the manufacturing method of the alloy using the aluminum slag of the fourth invention is as follows.
- the above mixture in any of the third invention to the third invention is further added to the above-mentioned mixture.
- One or two of the pit slugs and quick lime can be used to make aluminum alloys and calcium alloys. The main point is to generate
- the method for producing a metal alloy using the aluminum slag of the fifth invention is an aluminum alloy obtained by any of the methods of the third invention. -Separation of silicon alloy by crystallization The aim is to increase the aluminum content of the alloy by refining it.
- the aluminum slag, the raw material mainly composed of silicon dioxide and the carbon reducing agent used in the present invention may be a molded product.
- Reason to be used as a lump or molded product Reasonable source reaction at high temperatures proceeds efficiently and occurs during the process
- a vapor-like material such as aluminum, silicon, aluminum, silicon, etc. produced at the same time as improving the gas permeability. This is because the metal can be attached and collected on the surface of the molded object.
- the size of the molded product or lump is not particularly limited, but it is preferable because the size of a side of 20 to 100 mm is easy to handle.
- the aluminum slag used in the present invention was generated on the surface of the molten aluminum when the metal aluminum was melted.
- Usually milled with equipment such as ball mills ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________not_ not__________________________________________________________________________________________________________When3 when dust has been collected by cyclone and dust collector
- the aluminum slag usually has a grain size of less than 100 mesh and a metal aluminum content of less than 20%.
- a raw material mainly composed of silicon dioxide used in the present invention for example, minerals such as cake stone, cake sand, clay, bentonite and the like. Therefore, it is preferable that the grade of dinitrogen silicate is 94% or more.
- the use of clay, bentonite, etc. in this method can be used when forming with aluminum floating and carbon reducing agent. This is convenient because it also has a role.
- carbon reducing agent used in the present invention for example, anthracite or cox can be used for ij.
- coke powder and charcoal powder can also be used for cereal IJ.
- Alumina reduction reaction (It is presumed to proceed with the following reaction mechanism.
- a ⁇ S i ⁇ 2 _ C-based acid of iron is One I force Q in the system (the third shot Akira) with ⁇ compare specific low temperature in acid
- the reduction of iron fossils is carried out.
- the activity of aluminum decreases due to the presence of metal iron.
- your door Ku progress of the iron formula without going through the raw formation of AC 3 at about 1 0 0 Low have temperature base ratio in containing or Do not have system 7.
- an aluminum-rich alloy can be obtained with an aluminum-silicon alloy. If the a Le mini ⁇ beam scum in AI 2 0 3 5 0 - 6 0%, S i 0 2 4 0 ⁇ 5 0%, against the two types of wood charge 1 0 0 part of this, Appropriate C35-40 parts of carbon reducing agent. In order to obtain a silicon rich alloy, the ratio between the aluminum and silicon power should be reversed.
- the force byte slag used in the fourth invention is commonly known and, as is known, is calcium oxide, calcium carbide. Etc. are the main components.
- the aluminum content in the alloy is increased by filtering the alloy as a molten metal and filtering the molten metal. Operation.
- the aluminum alloy obtained by the fourth invention can be used, for example, in a steelmaking process.
- a steelmaking process For example, in an LF furnace without an arc heating device, the residual heat in the steel is increased in an electric furnace steelmaking system where the M peroxidation operation has been generalized. Inexpensive and efficient deoxidizers that remove elements can be listed.
- the aluminum alloy obtained according to the fifth invention has a high aluminum content.
- aluminum alloy It can be used as a nickel alloy.
- the first embodiment is an example of the first invention, in which aluminum slag of 1 ⁇ 100 mesh or less of the components shown in Table 2 is used to remove 40 ⁇ 40 ⁇ 25 mm.
- a molded product molded into a briquette, a gypsum of the composition shown in Table 1 in the form of a block of 20 to 50 mm in size, and a 20 to 5 O mm size in mass-like in Table 1 and no smoke charcoal shown to Ingredients as a Ingredients ratio of AI 203: S i 0 2: C 4 0: 3 3: 2 7 weight ratio
- the immersion depth of the bidding electrode is about 1 m, and the melting and leaching source is carried out while maintaining the temperature at 220 to 240 ° C in the arc area.
- AI AI-S! At the end of the aluminum slag
- the metal components are the same as in the first embodiment.
- the power unit is reduced by 1500 KWH per ton, and the yield of reduction is also improved. It can be confirmed / "Therefore, in mass production practical use, the method of the second embodiment is more preferable.
- the raw material was mixed with scale powder (T-Fe09.3.9%) outside the range of 10%, and the resulting mix was used for electrical production.
- the Fe in the metallurgical metal component that performs the smelting source under the same conditions as in the first example of tendering in the furnace increased 5.2% compared to the first example. It is also recognized that the unit of power consumption is 180 ⁇ KWH per ton. This result is due to the addition ⁇ of iron oxide iron.
- the use of the aluminum alloy obtained in the third embodiment is the same as in the first embodiment.
- the purpose of obtaining aluminum alloy containing calcium is as follows.
- the outer combination of the materials used in the first embodiment is C a ⁇ , C,
- the melt-reduction element was added with 10% of the force slag, which is mainly composed of C a C 2, etc., the representative component AI 4 1. 2%, S i 3 6. --
- the best deoxidizing agent for steel is metal calcium, but it is unstable by itself, so it is usually used for IJ as a gold alloy.
- calcium-silicon alloy is a high-melting material such as aluminum and nodine-cytite, which is a product of deoxidation in steel together with deoxidation. That is, it has the ability to control the shape of non-metallic inclusions in steel. Therefore, the alloy obtained in the fourth embodiment can be used as a practical deoxidizer for steel.
- the aluminum content in the alloy was increased by a crystallization separator.
- the lower part of the crystallization separator has heating and heat-retention and decompression functions, and is structured so that a ladle for receiving the filtered alloy can be taken in and out. ing.
- the upper part has a capacity to receive the molten metal discharged from the electric furnace, and the bottom part has a refractory filter. It is made up of excess material.
- the molten metal at about 900 ° C is charged into the upper vessel of this crystallization separator, and when the lower part is reduced to 68 mmHg, about 30% of the whole is reduced. It is filtered and put into the lower ladle. In the filtered alloy, the iron content is reduced and the aluminum content is increased.
- the aluminum alloy obtained in the fifth embodiment has a high aluminum content, the aluminum alloy material for construction is And use it for cultivation.
- the present invention is an industrial waste, aluminum slag below 1 OO mesh (metal aluminum content). 20% or less) is produced and transformed into an aluminum alloy, thereby realizing the ultimate recycling. In addition, it was obtained by the present invention.
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Description
- - 明 細 書
ア ル ミ ニ ウ ム 浮 を 禾 IJ 用 し た 合 金 の 製 法 技 術 分 野
本 発 明 は ア ル ミ ニ ウ ム 滓 を 禾 ϋ 用 し た 合 金 の 製 法 に 関 す る も の で あ る。
背 景 技 術
ア ル ミ ニ ウ ム 合 金 ア ル ミ ナ の 電 解 に よ り 得 ら れ る 新 塊 系 合 金 と、 リ サ イ ク ル 材 か ら 得 ら れ る 再 生 系 合 金 と に 大 別 さ 前 者 は 主 と し て 板 材、 缶 材 等 に、 後 者 は ダ イ カ ス 卜、 錡 物 用 材 料、 製 鉄 ■ 製 鋼 用 の ア ル ミ 系 脱 酸 剤 等 に 利 用 さ れ て い る。
近 年、 石 油 火 力 等 電 力 コ ス ト の 髙 ぃ 国 々 で は 電 解 に よ る ア ル ミ ニ ウ ム 精 鍊 を ほ と ん ど 廃 止 し、 低 電 力 コ ス 卜 の 国 か ら ア ル ミ ニ ウ ム 材 を 購 入 し て 必 要 な 成 分 合 金 の 生 産 の み に 携 わ る よ う に な っ た が、 再 生 ア ル ミ ニ ウ ム も 含 め て ア ル ミ ニ ウ ム を 溶 解 す る こ と に は 変 わ り は な し、。 こ の 溶 解 ェ 程 で は、 通 常 3 〜 5 % の ア ル ミ ド ロ ス が 発 生 す る。 通 常、 7 ル ミ ド ロ ス は 4 0 〜 6 0 % の 金 属 ア ル ミ ニ ウ ム を
- - 含 ん で い る。 こ の ア ル ミ ド ロ ス の 有 効 な 禾リ 用 方 法 と し て 粉 碎、 篩 別 等 を 行 っ て 金 属 ア ル ミ ニ ゥ ム の 高 品 位 の も の だ け を 分 別 し、 そ れ を 再 溶 解 し て ア ル ミ ニ ウ ム を 回 収 す る 方 法 程 度 の も の し か な く、 回 収 後 の 残 滓、 g[l ち ア ル ミ ニ ウ ム 滓 に つ い て は 再 利 用 方 法 が 知 ら れ て い な か つ †
こ の ア ル ミ ニ ウ ム 滓 は、 粒 度 に よ っ て 金 属 ア ル ミ ニ ゥ ム の 含 有 率 が そ れ ぞ れ 異 な る。 最 近、 粒 度 が 1 m m 以 下 で 金 属 ア ル ミ ニ ウ ム の 含 有 率 の 高 い ( 3 0 〜 5 0 % ) ア ル ミ ニ ウ ム 滓 製 鉄 ' 製 鋼 工 程 に お け る 吹 込 み 技 術 の 進 歩 に よ り、 脱 硫 促 進、 脱 酸、 昇 熱 を 目 的 と す る 新 し い 用 途 に 利 用 さ れ て しヽ る。
一 方、 粒 度 が 1 0 0 m e s h 以 下 で 金 属 ア ル ミ 二 ゥ ム の 含 有 率 の 低 い （ 2 0 % 以 下 ） ア ル ミ ニ ゥ ム 滓 は、 鉄 鋼 製 造 時 の 蛍 石 の 代 替 用 造 浮 剤 と し て 一 部 活 用 さ れ て い る に す ぎ な い。
し か し な が ら、 最 近 の 取 鍋 （ L F ) 精 鍊 に お い て、 上 記 金 属 ア ル ミ ニ ウ ム の 含 有 率 の 低 い ア ル ミ 二 ゥ ム 滓 は 窒 素 を 含 有 す る た め、 そ の 使 用 範 囲 が
一一 極 め て 制 限 さ れ て お り、 こ の よ う な ア ル ミ ニ ウ ム 滓 の 大 部 分 は 再 禾 用 さ れ て い な い の が 実 情 で あ る。 再 禾 IJ 用 さ れ な い ア ル ミ ニ ウ ム 滓 は、 産 業 廃 棄 物 と し て 処 理 さ れ て い る が、 こ の 廃 棄 物 中 に 含 ま れ る 窒 ィ匕 ア ル ミ ニ ウ ム （ A I N ) が 水 と 接 触 す る こ と に よ っ て ア ン モ ニ ア を 発 生 す る と し、 う 問 題 が あ る。 と こ ろ が、 管 理 型 の 最 終 処 理 場 は 少 な そ の た め 処 理 費 用 が 高 騰 し、 こ れ に よ リ 企 業 は 経 営 の 圧 迫 を 被 り、 ア ル ミ ニ ウ ム 業 界 は 深 刻 な 問 題 に 直 面 し て しヽ る。
発 明 の 開 示
本 発 明 （ 上 記 の 課 題 を 解 消 す る た め に な さ れ た も の で あ り、 産 業 廃 棄 物 で あ る 金 属 ア ル ミ ニ ゥ ム の 含 有 率 の 低 い ア ル ミ ニ ウ ム 滓 を 有 効 に 禾リ 用 し て ア ル ミ ニ ウ ム 合 金 を 得 る ア ル ミ ニ ウ ム 滓 を 禾 IJ 用 し た 合 金 の 製 法 を 提 供 す る こ と を 目 的 と す る。
上 記 の 課 題 を 解 決 す る た め、 第 一 発 明 の ア ル ミ ニ ゥ ム 滓 を 禾 IJ 用 し た 合 金 の 製 法 ア ル ミ ニ ウ ム 滓 の 成 型 物 と、 二 酸 化 ケ イ 素 を 主 成 分 と す る 塊 状 の 原 料 と、 塊 状 の 炭 素 還 元 剤 と の 混 合 物 を 電 気 炉 に 入
一— 溶 融 還 元 反 応 に よ り ア ル ミ ニ ウ ム 一 シ リ コ ン 合 金 を 生 成 さ せ る こ と を 要 旨 と す る。
第 二 発 明 の ア ル ミ ニ ウ ム 滓 を 禾 ij 用 し た 合 金 の 製 法 は、 ア ル ミ ニ ウ ム 滓 と、 二 酸 化 ケ イ 素 を 主 成 分 と す る 原 料 と、 炭 素 還 元 剤 と の 混 合 物 を 成 型 し て 成 型 物 と し、 こ れ を 電 気 炉 に 入 札 溶 融 還 元 反 応 に よ り ア ル ミ ニ ウ ム 一 シ リ コ ン 合 金 を 生 成 さ せ る こ と を 要 旨 と す る。
第 三 発 明 の ア ル ミ ニ ウ ム 滓 を 利 用 し た 合 金 の 製 法 は、 第 一 又 は 第 二 発 明 に お け る 上 記 混 合 物 に、 更 に 酸 ィ匕 鉄 を 力 π え る こ と を 要 旨 と す る。
第 四 発 明 の ア ル ミ ニ ウ ム 滓 を 利 用 し た 合 金 の 製 法 は、 第 — 第 三 発 明 の い ず れ か に お け る 上 記 混 合 物 に、 更 に カ ー パ イ ト ス ラ グ 及 び 生 石 灰 の う ち の 一 種 又 は 二 種 を 力□ え る こ と に よ り ア ル ミ ニ ウ ム ー シ リ コ ン 一 カ ル シ ウ ム 合 金 を 生 成 さ せ る こ と を 要 旨 と す る。
第 五 発 明 の ア ル ミ ニ ウ ム 滓 を 利 用 し た 合 金 の 製 法 は、 第 第 三 発 明 の い ず れ か の 製 法 に よ り 得 ら れ た ア ル ミ ニ ウ ム ー シ リ コ ン 合 金 を 晶 析 分 離 し
て 精 製 す る こ と に よ り、 合 金 中 の ア ル ミ ニ ウ ム 含 有 率 を 高 め る こ と を 要 旨 と す る。
本 発 明 で 使 用 す る ア ル ミ ニ ウ ム 滓、 二 酸 化 ケ ィ 素 を 主 成 分 と す る 原 料 及 び 炭 素 還 元 剤 は、 そ の 各 々 が 成 型 物 も し く は 塊 状 か、 又 は 上 記 3 種 を 混 合 後 成 型 し た 成 型 物 を 使 用 す る。 塊 状 あ る い は 成 型 物 と し て 使 用 す る 理 由 高 温 の 溶 融 還 元 反 応 を 効 率 よ く 進 め る こ と、 ま た、 そ の 過 程 で 発 生 す る ガ ス の 通 気 性 を 良 く す る こ と と 同 時 に 生 成 し た ァ ル ミ 二 ゥ ム、 シ リ コ ン、 ア ル ミ ニ ウ ム 一 シ リ コ ン 等、 蒸 気 状 の 金 属 を 成 型 物 表 面 に 付 着 回 収 さ せ る こ と が で き る か ら で あ る。 成 型 物、 塊 状 の 大 き さ は 特 に 限 定 し な し、 が、 一 辺 2 0 ~ 1 0 0 m m の も の が 取 り 扱 い や す い の で 好 ま し し、。 な お、 各 々 を 粉 末 と し て 使 用 す る こ と 電 気 炉 に 入 れ る 際 高 温 の 気 流 に よ り 飛 散 す る た め、 き わ め て 困 難 で あ る。
本 発 明 で 使 用 す る ア ル ミ ニ ウ ム 滓 は、 金 属 ア ル ミ ニ ゥ ム の 溶 解 時 に 溶 融 ア ル ミ ニ ウ ム の 表 面 に 発 生 し た も の で、 通 常 ボ ー ル ミ ル 等 の 設 備 で 粉 砕 す
_ _ る 際 発 生 す る 粉 体 を サ イ ク ロ ン、 集 塵 機 で 補 集 し た も の で あ る。 こ の ア ル ミ ニ ウ ム 滓 は、 通 常 粒 度 が 1 0 0 m e s h 以 下 で、 金 属 ア ル ミ ニ ウ ム の 含 有 率 は 2 0 % 以 下 の も の で あ る。
本 発 明 で 使 用 す る 二 酸 ィ匕 ケ ィ 素 を 主 成 分 と す る 原 料 例 え ば ケ ィ 石、 ケ ィ 砂、 粘 土、 ベ ン 卜 ナ ィ 卜 等 の 鉱 物 で あ っ て、 ニ 酸 ィヒ ケ ィ 素 の 品 位 が 9 4 % 以 上 で あ る こ と が 好 ま し し、。 こ の 中 で 粘 土、 ベ ン ト ナ イ ト 等 を 用 し、 る こ と は、 ア ル ミ ニ ウ ム 浮 と 炭 素 還 元 剤 と 共 に 成 型 す る 場 合、 粘 結 剤 の 役 割 も 兼 ね る の で 好 都 合 で あ る。
本 発 明 で 使 用 す る 炭 素 還 元 剤 は、 例 え ば 無 煙 炭 ま た は コ 一 ク ス 等 を 禾 ij 用 す る こ と が で き る。 ま た、 混 合 成 型 物 を 使 用 す る 場 合 は、 コ ー ク ス 粉、 炭 粉 も 禾 IJ 用 で き る。
ア ル ミ ナ の 還 元 反 応 （ 下 記 の 反 応 メ カ ニ ズ ム で 進 行 す る と 推 察 さ れ る。
2 A I 2 0 3 ( S ) + 3 C ( S )
— A I 4 O 4 C ( m e I t ) + 2 C O ①
1 / 2 A I . O 4 C ( m e I t ) + 3 C ( S )
— 1 /2 A C ( S ) + 2 C 0 ②
1 /2 A 0 4 C ( m e t ) + 1/2 A C ( S )
— 4 A ( m e t ) + 2 C 〇 ③ 式 ② と 式 ③ と か ら 下 記 式 ④ を 得 る。
2 A 0 3 ( S ) + 6 C ( S )
4 A (. m e ) + 6 C 〇 ④ 酸 ィ匕 ケ ィ 素 が 存 在 し て い る 場 合、 式 ① の 反 応 の 前 に 下 記 式 ⑤ が 起 こ り、 式 ⑥ に よ っ て ァ ル ミ 二 ゥ ム 一 シ リ コ ン 合 金 が 生 じ る。
S i 〇 ( S ) + 3 C ( S )
— S i C ( S ) + 2 C O ⑤
A O 4 C ( m e ) + 3 S i C ( S )
— 4 A I — S m e ) + 4 C 〇 ⑥ ま た、 A 〇 S i 〇 2 _ C 系 に 酸 化 鉄 が 力 Q わ つ た 系 （ 第 三 発 明 ） で ^ 比 較 的 低 温 で 酸 化 鉄 の 還 元 が 行 わ 札 ア ル ミ ナ 還 元 過 程 で は 金 属 鉄 が 存 在 し て い る の で ア ル ミ ニ ウ ム の 活 量 が 下 が る。 こ の た め、 鉄 を 含 ま な い 系 に 比 べ 約 1 0 0 低 い 温 度 で A C 3の 生 成 を 経 ず 式 ⑦ の ご と く 進 行 す る。
A I 4 0 4 C ( m e ) + 3 C ( S )
—一 一 4 A i ( m e I t ) + 4 C O ⑦ 本 発 明 で は、 ア ル ミ ニ ウ ム 一 シ リ コ ン 合 金 で ァ ル ミ ニ ゥ ム リ ッ チ な 合 金 を 得 る 場 合 は、 ア ル ミ 二 ゥ ム 滓 中 の A I 2 0 3 5 0 - 6 0 %, S i 0 2 4 0 〜 5 0 %、 こ の 二 種 の 材 料 1 0 0 部 に 対 し、 炭 素 還 元 剤 の C 3 5 ~ 4 0 部 が 適 切 で あ る。 ま た、 シ リ コ ン リ ッ チ な 合 金 を 得 る に は ア ル ミ ナ と シ リ 力 の 比 率 を 逆 に す れ ば よ し、。
第 四 発 明 で 使 用 す る 力 一 バ イ ト ス ラ グ は、 通 常 知 ら れ て し、 る よ う に、 酸 化 カ ル シ ウ ム、 カ ル シ ゥ ム カ ー パ イ ド 等 を 主 成 分 と す る も の で あ る。
ま た、 第 五 発 明 で 行 う 晶 析 分 離 は、 合 金 を 溶 湯 と し て 濾 過 す る こ と に よ り 合 金 中 の ア ル ミ ニ ウ ム 含 有 率 を 高 め る 操 作 を い う。
第 第 四 発 明 に よ り 得 ら れ た ア ル ミ ニ ウ ム 合 金 は、 例 え ば 製 鋼 工 程 に 使 用 す る こ と が で き る。 そ の 一 例 と し て、 電 弧 加 熱 装 置 の な い L F 精 鍊 炉 で は 昇 熱 M 過 酸 化 操 業 が 一 般 化 し た 電 気 炉 製 鋼 で は 鋼 中 の 残 存 酸 素 を 取 り 除 く 廉 価 で 効 率 の よ い 脱 酸 剤 等 を 挙 げ る こ と が で き る。
_ - ま た、 第 五 発 明 に よ り 得 ら れ た ア ル ミ ニ ウ ム 合 金 は、 ア ル ミ ニ ウ ム 含 有 率 が 高 い た め、 例 え ば 錶 造 用 ア ル ミ ニ ウ ム 母 合 金 と し て 使 用 す る こ と が で き る。
発 明 を 実 施 す る た め の 最 良 の 形 態 本 発 明 の 実 施 例 を 以 下 に 記 載 す る。
第 一 実 施 例 は、 第 一 発 明 の 一 例 で あ り、 表 〗 に 示 す 成 分 の 1 O O m e s h 以 下 の ア ル ミ ニ ウ ム 滓 を 4 0 X 4 0 X 2 5 m m の ブ リ ケ ッ 卜 に 成 型 し た 成 型 物 と、 2 0 ~ 5 0 m m サ イ ズ の 塊 状 で 表 1 に 示 す 成 分 の ケ ィ 石 と、 2 0 〜 5 O m m サ イ ズ の 塊 状 で 表 1 に 示 す 成 分 の 無 煙 炭 と を 成 分 比 と し て A I 203： S i 0 2 ： C = 4 0： 3 3 : 2 7 の 重 量 比 を 維 持 し な が ら、 直 径 1 4 0 0 m m の 自 焼 性 電 極 3 本 を 有 す る ト ラ ン ス 容 量 3 0， 0 0 0 K V A の 力 — バ イ 卜 生 産 用 の 電 気 炉 に 継 続 的 に 入 札 電 極 の 埋 没 深 度 約 1 m、 温 度 を 電 弧 区 域 で 2 2 0 〇 〜 2 4 0 0 °C に 保 持 し な が ら、 溶 融 還 元 を 行 つ † ア ル ミ ニ ウ ム 滓 成 型 物 1 フ 0 ト ン を 入 れ 終 え た 時 点 で、 A I - S ！ — F e 合 金 1 0 0 ト ン を 得
る こ と が で き す
表 1
< 原 材 料 の 化 学 成 分 〉 アルミ二ゥム滓 ケィ石 無 煙 炭 コ -クス
A 1 2 〇 3 75 .6 1. 2 3 . 5 へ
金 10 .6 0. 0
1 U 2 5 2 94. 0 7. 6 7 . 2
M 9
〇 L ■ J 0 6
c n u 5 76. 0 87 . 7
F e 2 〇 3 0 .6 2. 5 1. 5 0 . 2
N 3 .2
C a 〇 0 .2 0. 5
T i 〇 2 0 .2 T r
1 g . L o s s 1. 2 1 . 0 灰 分 12. 0
( 単 位： 重 量 ％ )
$ [ι^ ¾ί ^ z: ¾ ? α Ί - ) M 、ュ
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( q d 、u S 、n つ 、u Z 、！ N ) 研 Ύο L L
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W9l0/€6df/J3d - Π - 0 聽 OM
- - 以 下 に 述 べ る。
上 記 第 一 実 施 例 に 示 し た 原 料 の う ち、 塊 状 の ケ ィ 石 の 代 わ り に こ れ を 5 0 m e s h 以 下 に 粉 砕 し た も の と、 塊 状 無 煙 炭 の 代 わ り に 粉 末 状 無 煙 炭 と を 用 し、、 第 一 実 施 例 と 同 じ 成 分 比 の 配 合 で、 パ ル プ 廃 液 を ノ、 ' イ ン ダ 一 と し て 使 用 し て、 常 温 強 度 で 1 0 0 k g / c m 2 以 上 の 4 0 X 4 0 X 2 5 m m の ア ル ミ ニ ウ ム 滓、 ケ ィ 石 及 び 無 煙 炭 か ら な る ブ リ ケ ッ ト を 得 こ の プ リ ケ ッ 卜 を 電 気 炉 に 入 札 第 一 実 施 例 と 同 じ 条 件 で 溶 融 還 元 を 行 つ ^ 混 合 さ れ た ア ル ミ ニ ウ ム 滓 重 量 で 1 6 0 ト ン に 当 た る プ リ ケ ッ ト を 挿 入 し 終 え た 時 点 で、 1 0 0 ト ン の A I — S i — F e 合 金 を 得 る こ と が で き " 生 成 金 属 成 分 は 第 一 実 施 例 と ほ ぼ 同 様 で あ つ ^ ま た、 第 一 実 施 例 と 比 べ て、 電 力 原 単 位 は ト ン 当 り 1 5 0 0 K W H 低 減 し 更 に、 還 元 歩 留 ま り の 向 上 も 確 認 で き /" 従 っ て、 量 産 実 用 ィ匕 で は、 こ の 第 二 実 施 例 の 方 法 が よ り 好 ま し し、。
第 二 実 施 例 で 得 ら れ た ア ル ミ ニ ウ ム 合 金 の 用 途 は、 第 一 実 施 例 と 同 様 で あ る。
- - 次 に、 第 三 発 明 の 一 例 と し て の 第 三 実 施 例 を 以 下 に 述 べ る。
上 記 第 二 実 施 例 の 原 材 料 配 合 に ス ケ ー ル 粉 （ T - F e 0 9 3. 9 % ) を 1 0 % 外 配 合 し て 得 た プ リ ケ ッ ト を 電 気 炉 に 入 札 第 一 実 施 例 と 同 条 件 で 溶 融還 元 を 行 つ 生 成 金 属 成 分 中 の F e は、 第 一 実 施 例 と 比 べ、 5. 2 % の 増 加 が 認 め ら れ る と 共 に、 電 力 原 単 位 は ト ン 当 り 1 8 0 ◦ K W H 低 減 し こ の 結 果 は、 酸 ィ匕 鉄 の 添 力□ に よ る
A I 20 3 - S i 0 2 系 の 還 元 促 進 効 果 を 示 す も の で あ る。
第 三 実 施 例 で 得 ら れ た ア ル ミ ニ ウ ム 合 金 の 用 途 は、 第 一 実 施 例 と 同 様 で あ る。
次 い で、 第 四 発 明 の 一 例 と し て 第 四 実 施 例 を 以 下 に 記 載 す る。
カ ル シ ウ ム 含 有 ア ル ミ ニ ウ ム 合 金 を 得 る 目 的 で、 上 記 第 一 実 施 例 で 使 用 し た 材 料 の 外 配 合 と し て、 C a 〇、 C、 C a C 2 等 を 主 成 分 と す る 力 一 ノく ィ ト ス ラ グ を 1 0 % 添 加 し て 溶 融 還 元 を 実 施 し た と こ ろ、 代 表 成 分 A I 4 1. 2 %、 S i 3 6.
- -
5 %、 F e 1 4. 8 %、 C a 5. 8 %、 の C a - A I - S I — F e 合 金 を 得 る こ と 力く で き /^ 鋼 の 実 用 脱 酸 剤 で 最 も 効 果 の あ る 脱 酸 剤 は 金 属 カ ル シ ウ ム で あ る が、 単 独 で は 不 安 定 で あ る た め、 通 常 合 金 と し て 禾 IJ 用 さ れ る。 ま た、 カ ル シ ウ ム 一 シ リ コ ン 合 金 は、 脱 酸 と 共 に 鋼 中 の 脱 酸 生 成 物 で あ る ア ル ミ ナ、 ノヽ 一 シ ナ イ ト 等 の 高 融 点 物 を 球 状 化 さ せ る 機 能 即 ち、 鋼 中 の 非 金 属 介 在 物 の 形 態 制 御 力 が あ る。 従 っ て、 第 四 実 施 例 で 得 ら れ た 合 金 は、 鋼 の 実 用 脱 酸 剤 と し て 利 用 す る こ と が 可 能 で あ る。
最 後 に、 第 五 発 明 の 一 例 と し て 第 五 実 施 例 を 以 下 に 述 べ る。
上 記 第 一 実 施 例 で 得 ら れ た A I - S i 一 F e 合 金 を 用 い て、 晶 析 分離 機 に よ り 該 合 金 中 の ア ル ミ ニ ゥ ム 含 有 率 を 高 め 晶 析 分 離 機 は、 下 部 は 加 熱 保 温 と 減 圧 機 能 を 有 し、 濾 過 さ れ た 合 金 を 受 け 取 る 取 鍋 が 出 し 入 れ で き る 構 造 に な っ て い る。 一 方、 上 部 は、 電 気 炉 か ら 出 湯 さ れ た 合 金 溶 湯 を 受 け 入 れ る 容 積 を 有 し、 そ の 底 部 は、 耐 火 物 性 の 濾
過 材 で 構 成 さ れ て い る。 こ の 晶 析 分 離 機 の 上 部 容 器 に 約 9 0 0 °C の 合 金 溶 湯 を 入 U 下 部 を 6 8 0 m m H g に 減 圧 す る と 全 体 の 約 3 0 % が 濾 過 さ れ 下 部 の 取 鍋 に 入 る。 濾 過 さ れ た 合 金 は、 鉄 分 が 低 減 す る と 共 に、 ア ル ミ ニ ウ ム 分 が 増 力 D す る。
第 一 実 施 例 で 得 ら れ た 溶 湯 1 0 0 0 k g を こ の 曰
曰曰 析 分 離 機 に 入 れ 下 部 を 減 圧 し た と こ ろ、 2 5 〇 k g の 高 品 位 A I - S i 合 金 を 得 る こ と が で き た そ の 成 分 は、 A 7 6. 5 %、 S i 2 0. 3
% '0、 e 2. 4 % で あ り、 合 金 中 の ア ル ミ ニ ゥ ム 含 有 率 は、 4 3. 2 % か ら 7 6. 5 % に 飛 躍 的 に 増 力□ し †
第 五 実 施 例 で 得 ら れ た ア ル ミ ニ ウ ム 合 金 は、 ァ ル ミ ニ ゥ ム 含 有 率 が 高 い た め、 錶 造 用 ア ル ミ ニ ゥ ム 母 合 金 材 料 と し て 禾リ 用 す る こ と が で き る。
以 上 の 実 施 例 が 示 す よ う に、 本 発 明 は 産 業 廃 棄 物 で あ る 1 O O m e s h 以 下 の ア ル ミ ニ ウ ム 滓 （ 金 属 ア ル ミ ニ ウ ム 含 有 率 2 0 % 以 下 ） が ア ル ミ 二 ゥ ム 合 金 と し て 生 ま れ 変 わ る と い う 究 極 の リ サ イ ク ル が 実 現 す る。 ま た、 本 発 明 に よ っ て 得 ら れ た
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Claims
請 求 の 範 囲
λ . ア ル ミ ニ ウ ム 滓 の 成 型 物 と、 二 酸 化 ケ イ 素 を 主 成 分 と す る 塊 状 の 原 料 と、 塊 状 の 炭 素 還 元 剤 と の 混 合 物 を 電 気 炉 に 入 札 溶 融 還 元 反 応 に よ り ア ル ミ ニ ウ ム 一 シ リ コ ン 合 金 を 生 成 さ せ る こ と を 特 徴 と す る ア ル ミ ニ ウ ム 滓 を 禾 IJ 用 し た 合 金 の 製 〉
2. ア ル ミ ニ ウ ム 滓 と、 二 酸 化 ケ イ 素 を 主 成 分 と す る 原 料 と、 炭 素 還 元 剤 と の 混 合 物 を 成 型 し て 成 型 物 と し、 こ れ を 電 気 炉 に 入 札 溶 融 還 元 反 応 に よ り ア ル ミ ニ ウ ム ー シ リ コ ン 合 金 を 生 成 さ せ る こ と を 特 徴 と す る ア ル ミ ニ ゥ ム 滓 を 禾 IJ 用 し た 合 金 の 製
3. 上 記 混 合 物 に、 更 に 酸 ィヒ 鉄 を 加 え る こ と を 特 徴 と す る 請 求 項 1 又 は 2 記 載 の ア ル ミ ニ ウ ム 浮 を 利 用 し た 合 金 の 製 〉
4. 上 記 混 合 物 に、 更 に カ ー ノ、' ィ 卜 ス ラ グ 及 び 生 石 灰 の う ち の 一 種 又 は 二 種 を 力！] え る こ と に よ り ア ル ミ ニ ウ ム ー シ リ コ ン 一 カ ル シ ウ ム 合 金 を 生 成 さ せ る こ と を 特 徴 と す る 請 求 項 1 〜 3 の い ず れ か 記 載 の ア ル ミ ニ ウ ム 滓 を 利 用 し た 合 金 の 製 ¾
5. 請 求 項 1 〜 3 の い ず れ か 記 載 の ア ル ミ ニ ゥ ム 滓 を 禾 IJ 用 し た 製 法 に よ り 得 ら れ た ア ル ミ ニ ウ ム ー シ リ コ ン 合 金 を 晶 析 分 離 し て 精 製 す る こ と に よ り、 合 金 中 の ア ル ミ ニ ウ ム 含 有 率 を 高 め る こ と を 特 徴 と す る ア ル ミ ニ ウ ム 滓 を 禾1 J 用 し た 合 金 の 製 ；
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