JPH0770666A - アルミニウムスクラップの連続精製方法及び装置 - Google Patents
アルミニウムスクラップの連続精製方法及び装置Info
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- JPH0770666A JPH0770666A JP21843393A JP21843393A JPH0770666A JP H0770666 A JPH0770666 A JP H0770666A JP 21843393 A JP21843393 A JP 21843393A JP 21843393 A JP21843393 A JP 21843393A JP H0770666 A JPH0770666 A JP H0770666A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Y02P10/20—Recycling
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 アルミニウムスクラップから、高い歩留りで
亜共晶Ａｌ−Ｓｉ合金及び過共晶Ａｌ−Ｓｉ合金を連続
的に製造する。 【構成】 アルミニウムスクラップを溶解し、必要に応
じて成分調整した原料溶湯を脱Ｆｅ炉１０で脱Ｆｅす
る。精製炉１０（Ａ〜Ｃ）で脱Ｆｅ溶湯から亜共晶Ａｌ
−Ｓｉ合金が得られ、残湯が後続する精製炉１０（Ｂ，
Ｃ）又は後処理炉３０に送られる。後処理炉３０では、
Ｆｅ分を金属間化合物として分離しながら、過共晶Ａｌ
−Ｓｉ合金を得る。 【効果】 精製炉１０（Ａ〜Ｃ）では、それぞれのグレ
ードに応じたＳｉ濃度の亜共晶ＡｌＳｉ合金が得られ
る。後処理炉３０では、Ｓｉ濃度が高い過共晶Ａｌ−Ｓ
ｉ合金が得られる。全システムにおいて、金属間化合物
に随伴して系外に持ち去られるＡｌ分は僅かである。
亜共晶Ａｌ−Ｓｉ合金及び過共晶Ａｌ−Ｓｉ合金を連続
的に製造する。 【構成】 アルミニウムスクラップを溶解し、必要に応
じて成分調整した原料溶湯を脱Ｆｅ炉１０で脱Ｆｅす
る。精製炉１０（Ａ〜Ｃ）で脱Ｆｅ溶湯から亜共晶Ａｌ
−Ｓｉ合金が得られ、残湯が後続する精製炉１０（Ｂ，
Ｃ）又は後処理炉３０に送られる。後処理炉３０では、
Ｆｅ分を金属間化合物として分離しながら、過共晶Ａｌ
−Ｓｉ合金を得る。 【効果】 精製炉１０（Ａ〜Ｃ）では、それぞれのグレ
ードに応じたＳｉ濃度の亜共晶ＡｌＳｉ合金が得られ
る。後処理炉３０では、Ｓｉ濃度が高い過共晶Ａｌ−Ｓ
ｉ合金が得られる。全システムにおいて、金属間化合物
に随伴して系外に持ち去られるＡｌ分は僅かである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、不純物濃度が高いアル
ミニウムを連続的に精製し、用途に応じた各種アルミニ
ウム合金を連続的に製造する方法及び装置に関する。
ミニウムを連続的に精製し、用途に応じた各種アルミニ
ウム合金を連続的に製造する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】不純物や合金元素を含むアルミニウム溶
湯を冷却するとき、組成の如何に応じα−Ａｌ又は金属
間化合物としての不純物が初晶として晶出する。α−Ａ
ｌが初晶として晶出する系では、母液に比較して純化さ
れたアルミニウムが得られる。金属間化合物が初晶とし
て晶出する系では、残湯中の不純物濃度が低下する。そ
の結果、凝固体或いは溶湯として精製アルミニウム又は
アルミニウム合金が得られる。偏析法でアルミニウムを
精製するとき、精製品の純度は、原料アルミニウムに含
まれる不純物の濃度に依存する。α−Ａｌが初晶として
晶出する系において、アルミニウムが凝固するとき、不
純物元素が固相から排出され、凝固界面の溶湯に濃縮さ
れる。濃縮した不純物は母液に拡散し、一定時間経過後
に凝固界面近傍の不純物濃度が母液と等しくなり、精製
が進行する。しかし、凝固界面近傍にある溶湯の不純物
濃度が母液の不純物濃度と等しくなるまでに長い時間が
必要とされる。その結果、凝固速度を大幅に遅くする必
要があり、生産性の低下を招く。
湯を冷却するとき、組成の如何に応じα−Ａｌ又は金属
間化合物としての不純物が初晶として晶出する。α−Ａ
ｌが初晶として晶出する系では、母液に比較して純化さ
れたアルミニウムが得られる。金属間化合物が初晶とし
て晶出する系では、残湯中の不純物濃度が低下する。そ
の結果、凝固体或いは溶湯として精製アルミニウム又は
アルミニウム合金が得られる。偏析法でアルミニウムを
精製するとき、精製品の純度は、原料アルミニウムに含
まれる不純物の濃度に依存する。α−Ａｌが初晶として
晶出する系において、アルミニウムが凝固するとき、不
純物元素が固相から排出され、凝固界面の溶湯に濃縮さ
れる。濃縮した不純物は母液に拡散し、一定時間経過後
に凝固界面近傍の不純物濃度が母液と等しくなり、精製
が進行する。しかし、凝固界面近傍にある溶湯の不純物
濃度が母液の不純物濃度と等しくなるまでに長い時間が
必要とされる。その結果、凝固速度を大幅に遅くする必
要があり、生産性の低下を招く。
【０００３】晶出反応を円滑に行わせ且つ非金属介在物
の凝固体への混入を避けるため、凝固界面に沈積した非
金属化合物や不純物濃縮液を母液に拡散させることが重
要である。不純物を非金属介在物として晶出させる系で
も、凝固界面の濃度勾配を緩和させることにより晶出反
応が促進される。非金属化合物や不純物濃縮液の拡散等
には、原料溶湯の機械的な撹拌が採用されている。たと
えば、特開昭５７−９２１４８号公報では、ルツボに収
容したアルミニウム溶湯を撹拌子で撹拌しながら、溶融
アルミニウムをルツボ底部から冷却する方法が紹介され
ている。精製アルミニウムはルツボ底面から成長し、凝
固界面にある高濃度不純物溶液は撹拌子によって生じた
撹拌流に乗って凝固界面から母液中に拡散する。そのた
め、純度の高いアルミニウム材料がルツボの底部に凝固
体として生成する。
の凝固体への混入を避けるため、凝固界面に沈積した非
金属化合物や不純物濃縮液を母液に拡散させることが重
要である。不純物を非金属介在物として晶出させる系で
も、凝固界面の濃度勾配を緩和させることにより晶出反
応が促進される。非金属化合物や不純物濃縮液の拡散等
には、原料溶湯の機械的な撹拌が採用されている。たと
えば、特開昭５７−９２１４８号公報では、ルツボに収
容したアルミニウム溶湯を撹拌子で撹拌しながら、溶融
アルミニウムをルツボ底部から冷却する方法が紹介され
ている。精製アルミニウムはルツボ底面から成長し、凝
固界面にある高濃度不純物溶液は撹拌子によって生じた
撹拌流に乗って凝固界面から母液中に拡散する。そのた
め、純度の高いアルミニウム材料がルツボの底部に凝固
体として生成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】純化された精製品がア
ルミニウム溶湯から凝固体として得られるのは、比較的
少量の不純物が含まれる溶解原料を使用する場合であ
る。実際のアルミニウムスクラップには各種の不純物が
多量に含まれており、溶湯から初晶として晶出するもの
はＦｅを含むＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系等の金属間化合物であ
る。特に、鋳物合金スクラップのようにＦｅ含有量が
０．８％以上の低グレード材料では、多量のＡｌ−Ｆｅ
−Ｓｉ系金属間化合物が晶出する。金属間化合物が初晶
として晶出する系では、精製品は、溶湯として、或いは
晶出した金属間化合物を除去することにより純化された
溶湯から晶出する凝固体として得られる。このとき、す
でに晶出している金属間化合物が精製品に混入すること
があり、得られた精製品の純度が低下する。しかし、金
属間化合物の混入を防止する方法は、生産性に見合った
形で実用化されていない。
ルミニウム溶湯から凝固体として得られるのは、比較的
少量の不純物が含まれる溶解原料を使用する場合であ
る。実際のアルミニウムスクラップには各種の不純物が
多量に含まれており、溶湯から初晶として晶出するもの
はＦｅを含むＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系等の金属間化合物であ
る。特に、鋳物合金スクラップのようにＦｅ含有量が
０．８％以上の低グレード材料では、多量のＡｌ−Ｆｅ
−Ｓｉ系金属間化合物が晶出する。金属間化合物が初晶
として晶出する系では、精製品は、溶湯として、或いは
晶出した金属間化合物を除去することにより純化された
溶湯から晶出する凝固体として得られる。このとき、す
でに晶出している金属間化合物が精製品に混入すること
があり、得られた精製品の純度が低下する。しかし、金
属間化合物の混入を防止する方法は、生産性に見合った
形で実用化されていない。
【０００５】また、精製容器としてルツボを使用する場
合、基本的にバッチ式であるため、生産性に劣る。精製
工程を連続化させる試みも一部で行われているものの、
工業的に完成した段階には至っていない。そのため、ア
ルミ缶やアルミ廃材等の回収が盛んになるに応じて、回
収されたアルミ原料の処理能力が追い付かない状況にあ
る。本発明は、このような問題を解消すべく案出された
ものであり、脱Ｆｅ炉，精製炉及び後処理炉を連続的に
配列し、各炉から排出された物質を種類に応じて供給先
を分けることにより、不純物濃度が高いアルミニウムス
クラップの処理を連続化させ、低Ｆｅ濃度の亜共晶Ａｌ
−Ｓｉ合金及び過共晶Ａｌ−Ｓｉ合金を生産性良く得る
ことを目的とする。
合、基本的にバッチ式であるため、生産性に劣る。精製
工程を連続化させる試みも一部で行われているものの、
工業的に完成した段階には至っていない。そのため、ア
ルミ缶やアルミ廃材等の回収が盛んになるに応じて、回
収されたアルミ原料の処理能力が追い付かない状況にあ
る。本発明は、このような問題を解消すべく案出された
ものであり、脱Ｆｅ炉，精製炉及び後処理炉を連続的に
配列し、各炉から排出された物質を種類に応じて供給先
を分けることにより、不純物濃度が高いアルミニウムス
クラップの処理を連続化させ、低Ｆｅ濃度の亜共晶Ａｌ
−Ｓｉ合金及び過共晶Ａｌ−Ｓｉ合金を生産性良く得る
ことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の連続精製方法
は、その目的を達成するため、次の工程を経てアルミニ
ウムスクラップを精製する。 ［脱Ｆｅ工程］金属間化合物が初晶として晶出する組成
を持つアルミニウム溶湯からＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ系
金属間化合物を晶出分離させる。晶出したＡｌ−Ｓｉ−
Ｆｅ−Ｍｎ系金属間化合物は、吸引によってアルミニウ
ム溶湯から除去できる。或いは、脱Ｆｅ炉を傾動して脱
Ｆｅ溶湯を排出することによっても、アルミニウム溶湯
から分離される。脱Ｆｅされる原料溶湯としては、Ｍｎ
／Ｆｅ比を０．２〜２に調整したアルミニウム溶湯が好
ましい。 ［精製工程］脱Ｆｅされたアルミニウム溶湯を方向性凝
固し、Ｆｅ含有量が少ない亜共晶Ａｌ−Ｓｉ合金を製造
する。精製工程で得られた亜共晶Ａｌ−Ｓｉ合金は、凝
固体として水平横方向に引き抜かれることが好ましい。
この場合にも、晶出したＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ系金属
間化合物は、吸引によってアルミニウム溶湯から除去で
きる。この精製工程を多段にすることにより、生産性の
向上が図られる。直列多段の配置では、Ｆｅが残液に濃
縮する。なお、Ｓｉ濃度が低く純度の良好なＡｌ合金の
精製に対しては、このプロセスのみを利用することも可
能である。
は、その目的を達成するため、次の工程を経てアルミニ
ウムスクラップを精製する。 ［脱Ｆｅ工程］金属間化合物が初晶として晶出する組成
を持つアルミニウム溶湯からＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ系
金属間化合物を晶出分離させる。晶出したＡｌ−Ｓｉ−
Ｆｅ−Ｍｎ系金属間化合物は、吸引によってアルミニウ
ム溶湯から除去できる。或いは、脱Ｆｅ炉を傾動して脱
Ｆｅ溶湯を排出することによっても、アルミニウム溶湯
から分離される。脱Ｆｅされる原料溶湯としては、Ｍｎ
／Ｆｅ比を０．２〜２に調整したアルミニウム溶湯が好
ましい。 ［精製工程］脱Ｆｅされたアルミニウム溶湯を方向性凝
固し、Ｆｅ含有量が少ない亜共晶Ａｌ−Ｓｉ合金を製造
する。精製工程で得られた亜共晶Ａｌ−Ｓｉ合金は、凝
固体として水平横方向に引き抜かれることが好ましい。
この場合にも、晶出したＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ系金属
間化合物は、吸引によってアルミニウム溶湯から除去で
きる。この精製工程を多段にすることにより、生産性の
向上が図られる。直列多段の配置では、Ｆｅが残液に濃
縮する。なお、Ｓｉ濃度が低く純度の良好なＡｌ合金の
精製に対しては、このプロセスのみを利用することも可
能である。
【０００７】［後処理工程］亜共晶Ａｌ−Ｓｉ合金を得
た残湯からＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ系金属間化合物を晶
出分離し、Ｆｅ含有量が少ない過共晶Ａｌ−Ｓｉ合金を
溶融状態で得る。何れの工程においても、偏析分離した
金属間化合物は、系外に排出される。また、連続精製装
置は、アルミニウムスクラップを溶解する溶解炉と、溶
解炉から送り出されたアルミニウム溶湯が流入する脱Ｆ
ｅ炉と、脱Ｆｅ炉で脱Ｆｅされたアルミニウム溶湯が送
り込まれ、偏析凝固によってアルミニウム溶湯を精製す
る精製炉と、精製炉からのアルミニウム溶湯を更に脱Ｆ
ｅする後処理炉とを備えている。精製炉からＦｅ含有量
が低い亜共晶Ａｌ−Ｓｉ合金が得られ、後処理炉からＦ
ｅ含有量が低い過共晶Ａｌ−Ｓｉ合金が得られる。
た残湯からＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ系金属間化合物を晶
出分離し、Ｆｅ含有量が少ない過共晶Ａｌ−Ｓｉ合金を
溶融状態で得る。何れの工程においても、偏析分離した
金属間化合物は、系外に排出される。また、連続精製装
置は、アルミニウムスクラップを溶解する溶解炉と、溶
解炉から送り出されたアルミニウム溶湯が流入する脱Ｆ
ｅ炉と、脱Ｆｅ炉で脱Ｆｅされたアルミニウム溶湯が送
り込まれ、偏析凝固によってアルミニウム溶湯を精製す
る精製炉と、精製炉からのアルミニウム溶湯を更に脱Ｆ
ｅする後処理炉とを備えている。精製炉からＦｅ含有量
が低い亜共晶Ａｌ−Ｓｉ合金が得られ、後処理炉からＦ
ｅ含有量が低い過共晶Ａｌ−Ｓｉ合金が得られる。
【０００８】精製炉としては、凝固した亜共晶Ａｌ−Ｓ
ｉ合金を水平横方向に引き出す開口部をもち、金属間化
合物が沈積した炉底部に臨む吸引管を備えたものが好ま
しい。精製炉の前段に設けた溶解炉で、脱Ｆｅされる原
料溶湯のＭｎ／Ｆｅ比を０．２〜２に調整することも有
効である。複数の精製炉を多段に配置することもでき
る。この場合、前段の精製炉で亜共晶Ａｌ−Ｓｉ合金を
得た後の濃縮液を後段の精製炉に送り込むように、各段
の精製炉を溶湯配管で接続する。
ｉ合金を水平横方向に引き出す開口部をもち、金属間化
合物が沈積した炉底部に臨む吸引管を備えたものが好ま
しい。精製炉の前段に設けた溶解炉で、脱Ｆｅされる原
料溶湯のＭｎ／Ｆｅ比を０．２〜２に調整することも有
効である。複数の精製炉を多段に配置することもでき
る。この場合、前段の精製炉で亜共晶Ａｌ−Ｓｉ合金を
得た後の濃縮液を後段の精製炉に送り込むように、各段
の精製炉を溶湯配管で接続する。
【０００９】以下、図面を参照しながら、本発明を具体
的に説明する。アルミニウムスクラップは、溶解された
後で脱Ｆｅ炉に装入される（図１）。脱Ｆｅ炉１０は、
図２に示すように、炉殻１１を形成する耐火物の内側に
ヒータ１２を配置し、給湯樋１３を経て装入された原料
溶湯Ｍ1 を所定温度に保持する。原料溶湯Ｍ1 には、撹
拌子１４が浸漬される。撹拌子１４で原料溶湯Ｍ1 を撹
拌しながら、原料溶湯Ｍ1 をα−Ａｌの凝固点より最高
でも１０℃高い温度まで冷却する。降温に従って、金属
間化合物Ｃ1 が原料溶湯Ｍ1 から晶出する。金属間化合
物Ｃ1 は、原料溶湯Ｍ1 に比較して比重が大きいので、
炉底に沈降する。撹拌子１４に代え、脱Ｆｅ炉１０の周
囲に電磁コイルを配置し、原料溶湯Ｍ1 を電磁撹拌する
こともできる。
的に説明する。アルミニウムスクラップは、溶解された
後で脱Ｆｅ炉に装入される（図１）。脱Ｆｅ炉１０は、
図２に示すように、炉殻１１を形成する耐火物の内側に
ヒータ１２を配置し、給湯樋１３を経て装入された原料
溶湯Ｍ1 を所定温度に保持する。原料溶湯Ｍ1 には、撹
拌子１４が浸漬される。撹拌子１４で原料溶湯Ｍ1 を撹
拌しながら、原料溶湯Ｍ1 をα−Ａｌの凝固点より最高
でも１０℃高い温度まで冷却する。降温に従って、金属
間化合物Ｃ1 が原料溶湯Ｍ1 から晶出する。金属間化合
物Ｃ1 は、原料溶湯Ｍ1 に比較して比重が大きいので、
炉底に沈降する。撹拌子１４に代え、脱Ｆｅ炉１０の周
囲に電磁コイルを配置し、原料溶湯Ｍ1 を電磁撹拌する
こともできる。
【００１０】炉底の近傍には、吸引管１５の下端が開口
している。沈降した金属間化合物Ｃ1 は、一部の原料溶
湯Ｍ1 と混じりあったスラリー状態で吸引管１５によっ
て吸い上げられ、原料溶湯Ｍ1 から分離され、系外に排
出される。原料溶湯Ｍ1 は、金属間化合物Ｃ1 の分離に
従って純化される。純化された原料溶湯Ｍ1 は、脱Ｆｅ
溶湯Ｍ2 として脱Ｆｅ炉１０から取り出される。脱Ｆｅ
溶湯Ｍ2 が排出された後、炉底に溜っている金属間化合
物Ｃ1 を掻き出し、次の原料溶湯Ｍ1 を脱Ｆｅ炉１０に
装入する。図２の場合には、吸引管１６で脱Ｆｅ溶湯Ｍ
2 を汲み出し、後続する工程に送っている。送給に際
し、吸引管１６の内部における脱Ｆｅ溶湯Ｍ2 の凝固や
降温を防止するため、吸引管１６を取り巻くヒータ１７
で脱Ｆｅ溶湯Ｍ2 を加熱保温することが好ましい。吸引
管１６に代え、精製炉２０よりも高い位置に脱Ｆｅ炉１
０を配置し、脱Ｆｅ炉１０を傾動させて精製炉２０に注
湯する方式を採用することも可能である。また、金属間
化合物Ｃ1 を除去した後、脱Ｆｅ炉１０を昇温して脱Ｆ
ｅ溶湯Ｍ2を温度補償しても良い。
している。沈降した金属間化合物Ｃ1 は、一部の原料溶
湯Ｍ1 と混じりあったスラリー状態で吸引管１５によっ
て吸い上げられ、原料溶湯Ｍ1 から分離され、系外に排
出される。原料溶湯Ｍ1 は、金属間化合物Ｃ1 の分離に
従って純化される。純化された原料溶湯Ｍ1 は、脱Ｆｅ
溶湯Ｍ2 として脱Ｆｅ炉１０から取り出される。脱Ｆｅ
溶湯Ｍ2 が排出された後、炉底に溜っている金属間化合
物Ｃ1 を掻き出し、次の原料溶湯Ｍ1 を脱Ｆｅ炉１０に
装入する。図２の場合には、吸引管１６で脱Ｆｅ溶湯Ｍ
2 を汲み出し、後続する工程に送っている。送給に際
し、吸引管１６の内部における脱Ｆｅ溶湯Ｍ2 の凝固や
降温を防止するため、吸引管１６を取り巻くヒータ１７
で脱Ｆｅ溶湯Ｍ2 を加熱保温することが好ましい。吸引
管１６に代え、精製炉２０よりも高い位置に脱Ｆｅ炉１
０を配置し、脱Ｆｅ炉１０を傾動させて精製炉２０に注
湯する方式を採用することも可能である。また、金属間
化合物Ｃ1 を除去した後、脱Ｆｅ炉１０を昇温して脱Ｆ
ｅ溶湯Ｍ2を温度補償しても良い。
【００１１】金属間化合物Ｃ1 は、脱Ｆｅされる原料溶
湯Ｍ1 の種類にもよるが、通常のアルミニウムスクラッ
プを溶解原料とするとき、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系，Ａｌ−
Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ系等を主体とする金属間化合物であ
る。冷却による凝固の進行に応じて、原料溶湯Ｍ1 中の
Ｓｉ濃度が上昇する。共晶組成に相当する１２重量％前
後までＳｉ濃度が上昇すると、凝固速度が低下すると共
に、操業条件が不安定になり易い。したがって、原料溶
湯Ｍ1 中のＳｉ濃度は、生産面からの不利を生じないよ
うに１０重量％以下に維持することが好ましい。他方、
Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ系等の金属間化合物Ｃ1 の晶出
により凝固体中のＦｅ，Ｍｎ，Ｓｉ濃度を制御する上
で、溶湯中のＳｉ濃度を２重量％以上に維持することが
好ましい。
湯Ｍ1 の種類にもよるが、通常のアルミニウムスクラッ
プを溶解原料とするとき、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系，Ａｌ−
Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ系等を主体とする金属間化合物であ
る。冷却による凝固の進行に応じて、原料溶湯Ｍ1 中の
Ｓｉ濃度が上昇する。共晶組成に相当する１２重量％前
後までＳｉ濃度が上昇すると、凝固速度が低下すると共
に、操業条件が不安定になり易い。したがって、原料溶
湯Ｍ1 中のＳｉ濃度は、生産面からの不利を生じないよ
うに１０重量％以下に維持することが好ましい。他方、
Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ系等の金属間化合物Ｃ1 の晶出
により凝固体中のＦｅ，Ｍｎ，Ｓｉ濃度を制御する上
で、溶湯中のＳｉ濃度を２重量％以上に維持することが
好ましい。
【００１２】また、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ系金属間化
合物の晶出により、原料溶湯Ｍ1 中のＦｅ，Ｍｎ濃度よ
りも脱Ｆｅ溶湯Ｍ2 中のＦｅ，Ｍｎ濃度が低く維持され
る。初期の原料溶湯Ｍ1 中のＦｅ濃度が少なければ金属
間化合物Ｃ1 の晶出量が減少し、処理速度が低下する。
また、脱Ｆｅは、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系よりもＡｌ−Ｓｉ
−Ｆｅ−Ｍｎ系の金属間化合物として除去する方が効果
的である。この点、原料溶湯Ｍ1 に含まれる不純物のう
ち、ＭｎとＦｅとのＭｎ／Ｆｅ比を０．２〜２の範囲に
維持することが好ましい。Ｍｎ／Ｆｅ比やＳｉ濃度を所
定範囲に保つため、最低限の範囲で溶湯組成の調整が必
要な場合が生じる。この場合、アルミニウムスクラップ
の溶解原料を収容した溶解炉１８に、金属単体や母合金
の状態でＳｉ，Ｍｎ等を成分調整材として添加する。成
分調整された原料溶湯Ｍ1 は、溶解炉１８から脱Ｆｅ炉
１０に送り込まれる。
合物の晶出により、原料溶湯Ｍ1 中のＦｅ，Ｍｎ濃度よ
りも脱Ｆｅ溶湯Ｍ2 中のＦｅ，Ｍｎ濃度が低く維持され
る。初期の原料溶湯Ｍ1 中のＦｅ濃度が少なければ金属
間化合物Ｃ1 の晶出量が減少し、処理速度が低下する。
また、脱Ｆｅは、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系よりもＡｌ−Ｓｉ
−Ｆｅ−Ｍｎ系の金属間化合物として除去する方が効果
的である。この点、原料溶湯Ｍ1 に含まれる不純物のう
ち、ＭｎとＦｅとのＭｎ／Ｆｅ比を０．２〜２の範囲に
維持することが好ましい。Ｍｎ／Ｆｅ比やＳｉ濃度を所
定範囲に保つため、最低限の範囲で溶湯組成の調整が必
要な場合が生じる。この場合、アルミニウムスクラップ
の溶解原料を収容した溶解炉１８に、金属単体や母合金
の状態でＳｉ，Ｍｎ等を成分調整材として添加する。成
分調整された原料溶湯Ｍ1 は、溶解炉１８から脱Ｆｅ炉
１０に送り込まれる。
【００１３】脱Ｆｅ溶湯Ｍ2 は、脱Ｆｅ炉１０から精製
炉２０に装入される。精製炉２０は、図３に示すよう
に、耐火物で構築した炉殻２１の一側壁に脱Ｆｅ溶湯Ｍ
2 が送り込まれる給湯口２２を設けている。給湯口２２
から装入された脱Ｆｅ溶湯Ｍ2 は、撹拌子２３で撹拌さ
れながら、降温するに従って凝固体Ｓとなる。凝固体Ｓ
は、炉殻２１の他側壁に設けた開口２４から鋳型３１を
経て連続的に引き抜かれ、冷却水Ｗの噴霧等により冷却
される。得られた凝固体Ｓは、Ｓｉ及びＦｅの濃度が低
く、亜共晶Ａｌ−Ｓｉ系鋳物用合金として利用できる。
鋳型３１は、黒鉛製又はＡｌ製の何れでもよく、電磁鋳
型も使用できる。電磁鋳型を使用すると、表面が滑らか
な凝固体Ｓが得られる。得られた凝固体Ｓは、工程稼動
中に適宜の長さに切断される。そのため、連続操業が可
能となる。凝固体Ｓの成長に伴い、脱Ｆｅ溶湯Ｍ2 に不
純物が濃縮される。その結果、脱Ｆｅ溶湯Ｍ2 から金属
間化合物Ｃ2 が晶出する。また、成長している樹枝状晶
の間に取り込まれた金属間化合物Ｃ2 は、撹拌子２３に
よって形成された溶湯撹拌流により洗い出され、凝固体
Ｓから分離する。凝固体Ｓの成長及び金属間化合物Ｃ2
の晶出を円滑に行うため、ヒータ２５によって脱Ｆｅ溶
湯Ｍ2 を温度制御することが好ましい。
炉２０に装入される。精製炉２０は、図３に示すよう
に、耐火物で構築した炉殻２１の一側壁に脱Ｆｅ溶湯Ｍ
2 が送り込まれる給湯口２２を設けている。給湯口２２
から装入された脱Ｆｅ溶湯Ｍ2 は、撹拌子２３で撹拌さ
れながら、降温するに従って凝固体Ｓとなる。凝固体Ｓ
は、炉殻２１の他側壁に設けた開口２４から鋳型３１を
経て連続的に引き抜かれ、冷却水Ｗの噴霧等により冷却
される。得られた凝固体Ｓは、Ｓｉ及びＦｅの濃度が低
く、亜共晶Ａｌ−Ｓｉ系鋳物用合金として利用できる。
鋳型３１は、黒鉛製又はＡｌ製の何れでもよく、電磁鋳
型も使用できる。電磁鋳型を使用すると、表面が滑らか
な凝固体Ｓが得られる。得られた凝固体Ｓは、工程稼動
中に適宜の長さに切断される。そのため、連続操業が可
能となる。凝固体Ｓの成長に伴い、脱Ｆｅ溶湯Ｍ2 に不
純物が濃縮される。その結果、脱Ｆｅ溶湯Ｍ2 から金属
間化合物Ｃ2 が晶出する。また、成長している樹枝状晶
の間に取り込まれた金属間化合物Ｃ2 は、撹拌子２３に
よって形成された溶湯撹拌流により洗い出され、凝固体
Ｓから分離する。凝固体Ｓの成長及び金属間化合物Ｃ2
の晶出を円滑に行うため、ヒータ２５によって脱Ｆｅ溶
湯Ｍ2 を温度制御することが好ましい。
【００１４】晶出した金属間化合物Ｃ2 は、撹拌子２３
による回転作用を受けて、炉底に集合する。そこで、炉
底近傍に下端が開口した吸引管２６によって、金属間化
合物Ｃ2 を精製炉２０から汲み出す。このとき、炉底に
集められた金属間化合物Ｃ2は、トラップフィルター２
７によって母液中への分散が防止される。トラップフィ
ルター２７としては、たとえばガラスフィルターを張っ
たステンレス鋼製枠体が使用される。金属間化合物Ｃ2
は、脱Ｆｅ溶湯Ｍ2 に宙吊り状態で浸漬される捕捉部材
（図示せず）によっても除去することができる。図３で
は、撹拌子２３によって脱Ｆｅ溶湯Ｍ2 を撹拌している
が、撹拌子２３に代え或いは撹拌子２３と併用して、炉
殻２１を取り巻く電磁コイル２９による電磁撹拌を採用
することもできる。脱Ｆｅ溶湯Ｍ2 から凝固体Ｓ及び金
属間化合物Ｃ2 を分離した残りの残湯Ｍ3は、炉底に設
けた出湯ノズル２８を経て次段の精製炉Ｂ，Ｃ（図１参
照）に送られ、或いは後処理炉３０に直接送り込まれ
る。
による回転作用を受けて、炉底に集合する。そこで、炉
底近傍に下端が開口した吸引管２６によって、金属間化
合物Ｃ2 を精製炉２０から汲み出す。このとき、炉底に
集められた金属間化合物Ｃ2は、トラップフィルター２
７によって母液中への分散が防止される。トラップフィ
ルター２７としては、たとえばガラスフィルターを張っ
たステンレス鋼製枠体が使用される。金属間化合物Ｃ2
は、脱Ｆｅ溶湯Ｍ2 に宙吊り状態で浸漬される捕捉部材
（図示せず）によっても除去することができる。図３で
は、撹拌子２３によって脱Ｆｅ溶湯Ｍ2 を撹拌している
が、撹拌子２３に代え或いは撹拌子２３と併用して、炉
殻２１を取り巻く電磁コイル２９による電磁撹拌を採用
することもできる。脱Ｆｅ溶湯Ｍ2 から凝固体Ｓ及び金
属間化合物Ｃ2 を分離した残りの残湯Ｍ3は、炉底に設
けた出湯ノズル２８を経て次段の精製炉Ｂ，Ｃ（図１参
照）に送られ、或いは後処理炉３０に直接送り込まれ
る。
【００１５】複数の精製炉Ａ〜Ｃを多段に配置したレイ
アウトでは、残湯Ｍ3 を次段の精製炉Ｂ，Ｃに順次送
り、同様に精製する。残湯Ｍ3 には不純物が濃縮される
ので、前段の精製炉Ａ，Ｂで得られた精製品Ａ，Ｂに比
較して不純物濃度、特にＳｉ濃度が高い精製品Ｂ，Ｃが
次段の精製炉Ｂ，Ｃで得られる。しかし、成分調整及び
脱Ｆｅを行っていることから、何れの段で得られた精製
品Ａ〜Ｃも、それぞれの用途に適した合金用材料として
使用できる。複数の精製炉Ａ〜Ｃは、多段配置に代え、
直列配置することも可能である。この場合には、各精製
炉Ａ〜Ｃから排出された残湯Ｍ3 が後処理炉３０に直接
送り込まれる。また、複数段からなる精製炉Ａ〜Ｃの組
を、脱Ｆｅ炉１０と後処理炉３０との間に並列配置して
も良い。精製炉Ａ〜Ｃをどのように配置するかは、各炉
の処理能力を考慮して定められる。
アウトでは、残湯Ｍ3 を次段の精製炉Ｂ，Ｃに順次送
り、同様に精製する。残湯Ｍ3 には不純物が濃縮される
ので、前段の精製炉Ａ，Ｂで得られた精製品Ａ，Ｂに比
較して不純物濃度、特にＳｉ濃度が高い精製品Ｂ，Ｃが
次段の精製炉Ｂ，Ｃで得られる。しかし、成分調整及び
脱Ｆｅを行っていることから、何れの段で得られた精製
品Ａ〜Ｃも、それぞれの用途に適した合金用材料として
使用できる。複数の精製炉Ａ〜Ｃは、多段配置に代え、
直列配置することも可能である。この場合には、各精製
炉Ａ〜Ｃから排出された残湯Ｍ3 が後処理炉３０に直接
送り込まれる。また、複数段からなる精製炉Ａ〜Ｃの組
を、脱Ｆｅ炉１０と後処理炉３０との間に並列配置して
も良い。精製炉Ａ〜Ｃをどのように配置するかは、各炉
の処理能力を考慮して定められる。
【００１６】精製炉２０又は最終段の精製炉Ｃから排出
された残湯Ｍ3 は、後処理炉３０に送り込まれる。後処
理炉３０としては、脱Ｆｅ炉１０と同様な構成を持った
ものが使用され、Ｆｅ分が金属間化合物として除去され
る。しかし、残湯Ｍ3 のＳｉ濃度が上昇しているので、
金属間化合物を除去した後の濃縮液は、低Ｆｅ濃度の鋳
物用過共晶Ａｌ−Ｓｉ合金として使用される。なお、濃
縮液に含まれるＦｅの含有量が高過ぎる場合、濃縮液を
原料溶解炉に戻し、脱Ｆｅ処理を再度施すことが好まし
い。このように前段に脱Ｆｅ炉１０を配置することによ
り、各工程で得られる亜共晶Ａｌ−Ｓｉ合金（精製品Ａ
〜Ｃ）及び後処理炉３０から得られた過共晶Ａｌ−Ｓｉ
合金は、何れもＦｅ濃度が低く、各種用途に適したグレ
ードの合金用材料として使用される。また、凝固体Ｓを
精製炉２０の側壁から水平横方向に引き抜く方式を採用
しているので、晶出した金属間化合物Ｃ2 との分離が確
実になり、精製効果が向上する。
された残湯Ｍ3 は、後処理炉３０に送り込まれる。後処
理炉３０としては、脱Ｆｅ炉１０と同様な構成を持った
ものが使用され、Ｆｅ分が金属間化合物として除去され
る。しかし、残湯Ｍ3 のＳｉ濃度が上昇しているので、
金属間化合物を除去した後の濃縮液は、低Ｆｅ濃度の鋳
物用過共晶Ａｌ−Ｓｉ合金として使用される。なお、濃
縮液に含まれるＦｅの含有量が高過ぎる場合、濃縮液を
原料溶解炉に戻し、脱Ｆｅ処理を再度施すことが好まし
い。このように前段に脱Ｆｅ炉１０を配置することによ
り、各工程で得られる亜共晶Ａｌ−Ｓｉ合金（精製品Ａ
〜Ｃ）及び後処理炉３０から得られた過共晶Ａｌ−Ｓｉ
合金は、何れもＦｅ濃度が低く、各種用途に適したグレ
ードの合金用材料として使用される。また、凝固体Ｓを
精製炉２０の側壁から水平横方向に引き抜く方式を採用
しているので、晶出した金属間化合物Ｃ2 との分離が確
実になり、精製効果が向上する。
【００１７】
【実施例】原料溶湯の用意 ：アルミ製自動車部品，サッシ廃材等を
溶解原料として、バーナーを備えた溶解炉１８で溶解し
た。得られた温度７５０℃の原料溶湯Ｍ1 は、Ｓｉ：８
重量％，Ｆｅ：０．８重量％及びＭｎ：０．４重量％の
不純物濃度であった。Ｍｎ／Ｆｅ比が０．５であること
から、溶解炉１８で成分調整をする必要なく、脱Ｆｅ炉
１０に直接装入した。脱Ｆｅ工程 ：脱Ｆｅ炉１０としては、容量２００ｋｇの
炉２基を使用し、２基の炉で脱Ｆｅされた溶湯Ｍ2 が絶
え間なく精製炉２０に送り込まれるスケジュールを組ん
だ。溶解炉１８で溶解された原料溶湯Ｍ1 １５０ｋｇを
脱Ｆｅ炉１０に装入した。脱Ｆｅ炉１０内で原料溶湯Ｍ
1 の温度を徐々に下げ、６００℃に保持した。このと
き、撹拌子１４を外周速２ｍ／秒で回転させ、原料溶湯
Ｍ1 を撹拌した。その結果、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ系
の金属間化合物Ｃ1 が炉底に沈降した。
溶解原料として、バーナーを備えた溶解炉１８で溶解し
た。得られた温度７５０℃の原料溶湯Ｍ1 は、Ｓｉ：８
重量％，Ｆｅ：０．８重量％及びＭｎ：０．４重量％の
不純物濃度であった。Ｍｎ／Ｆｅ比が０．５であること
から、溶解炉１８で成分調整をする必要なく、脱Ｆｅ炉
１０に直接装入した。脱Ｆｅ工程 ：脱Ｆｅ炉１０としては、容量２００ｋｇの
炉２基を使用し、２基の炉で脱Ｆｅされた溶湯Ｍ2 が絶
え間なく精製炉２０に送り込まれるスケジュールを組ん
だ。溶解炉１８で溶解された原料溶湯Ｍ1 １５０ｋｇを
脱Ｆｅ炉１０に装入した。脱Ｆｅ炉１０内で原料溶湯Ｍ
1 の温度を徐々に下げ、６００℃に保持した。このと
き、撹拌子１４を外周速２ｍ／秒で回転させ、原料溶湯
Ｍ1 を撹拌した。その結果、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ系
の金属間化合物Ｃ1 が炉底に沈降した。
【００１８】金属間化合物Ｃ1 の沈降を３０分継続した
後、脱Ｆｅ炉１０を傾動し、金属間化合物Ｃ1 が除去さ
れた脱Ｆｅ溶湯Ｍ2 を排出した。脱Ｆｅ溶湯Ｍ2 は、除
滓フィルターを経て精製炉２０に送り込まれた。脱Ｆｅ
炉１０から精製炉２０に脱Ｆｅ溶湯Ｍ2 を送る過程で、
固化しないように脱Ｆｅ溶湯Ｍ2 を十分加熱した。精製
炉２０に送り込まれた脱Ｆｅ溶湯Ｍ2 は、不純物濃度が
Ｓｉ：８重量％，Ｆｅ：０．６重量％及びＭｎ：０．２
５重量％であり、輸送中の溶湯温度は６４０℃であっ
た。脱Ｆｅ溶湯Ｍ2 を排出した後で、脱Ｆｅ炉１０の炉
底に溜っている金属間化合物Ｃ1 を掻き出し、脱Ｆｅ炉
１０を次のチャージに備えさせた。
後、脱Ｆｅ炉１０を傾動し、金属間化合物Ｃ1 が除去さ
れた脱Ｆｅ溶湯Ｍ2 を排出した。脱Ｆｅ溶湯Ｍ2 は、除
滓フィルターを経て精製炉２０に送り込まれた。脱Ｆｅ
炉１０から精製炉２０に脱Ｆｅ溶湯Ｍ2 を送る過程で、
固化しないように脱Ｆｅ溶湯Ｍ2 を十分加熱した。精製
炉２０に送り込まれた脱Ｆｅ溶湯Ｍ2 は、不純物濃度が
Ｓｉ：８重量％，Ｆｅ：０．６重量％及びＭｎ：０．２
５重量％であり、輸送中の溶湯温度は６４０℃であっ
た。脱Ｆｅ溶湯Ｍ2 を排出した後で、脱Ｆｅ炉１０の炉
底に溜っている金属間化合物Ｃ1 を掻き出し、脱Ｆｅ炉
１０を次のチャージに備えさせた。
【００１９】精製工程：精製炉２０としては、図１に示
すように３基の炉Ａ〜Ｃを直列に配置した。各炉Ａ〜Ｃ
としては、同じ構造（図３参照）をもち、メタル保持量
１５０ｋｇのものを使用した。また、開口２４に、直径
２００ｍｍの鋳型口径をもつ通常の横引き鋳型を取り付
けた。精製炉２０に装入された脱Ｆｅ溶湯Ｍ2 に黒鉛製
の撹拌子２３を浸漬し、撹拌羽根の外周速１ｍ／秒で撹
拌子２３を回転させた。また、脱Ｆｅ溶湯Ｍ2 から晶出
した金属間化合物Ｃ2 を集めるため、トラップフィルタ
ー２７を炉底に配置した。３０分ごとに撹拌子２３と一
体的にトラップフィルター２７を脱Ｆｅ溶湯Ｍ2 から引
き上げ、炉底に沈降している金属間化合物Ｃ2 を除去し
た。
すように３基の炉Ａ〜Ｃを直列に配置した。各炉Ａ〜Ｃ
としては、同じ構造（図３参照）をもち、メタル保持量
１５０ｋｇのものを使用した。また、開口２４に、直径
２００ｍｍの鋳型口径をもつ通常の横引き鋳型を取り付
けた。精製炉２０に装入された脱Ｆｅ溶湯Ｍ2 に黒鉛製
の撹拌子２３を浸漬し、撹拌羽根の外周速１ｍ／秒で撹
拌子２３を回転させた。また、脱Ｆｅ溶湯Ｍ2 から晶出
した金属間化合物Ｃ2 を集めるため、トラップフィルタ
ー２７を炉底に配置した。３０分ごとに撹拌子２３と一
体的にトラップフィルター２７を脱Ｆｅ溶湯Ｍ2 から引
き上げ、炉底に沈降している金属間化合物Ｃ2 を除去し
た。
【００２０】ヒータ２５により脱Ｆｅ溶湯Ｍ2 を温度６
５０℃に保持し、鋳型を介した冷却により凝固体Ｓを成
長させた。このとき、凝固条件としては、５０ｍｍ／時
（約４ｋｇ−Ａｌ／時）及び１５０ｍｍ／時（約１２ｋ
ｇ−Ａｌ／時）の２種の凝固速度（＝鋳造速度）を採用
した。各炉Ａ〜Ｃで得られた精製品Ａ〜Ｃの組成を、表
１に示す。表１から明らかなように、精製品Ａ〜Ｃの何
れも、Ｓｉ，Ｆｅ及びＭｎ濃度が低下しており、亜共晶
Ａｌ−Ｓｉ系鋳造用合金として使用可能であった。特
に、Ｓｉ及びＦｅ濃度が大幅に低くなっていることに、
本発明の有意性がみられる。精製品Ａ〜Ｃの間でみる
と、Ｓｉ濃度は、Ａ→Ｂ→Ｃの順に増加している。これ
は、後段側の精製炉Ｂ，Ｃになるほど、残湯Ｍ3 にＳｉ
が濃縮されていることを示す。したがって、格段の精製
炉Ａ〜Ｃから、グレードに応じた製品が得られる。精製
品のＳｉ濃度は、凝固速度によっても異なっている。特
に、Ｓｉが濃縮した残湯Ｂ，Ｃから得られた精製品Ｂ，
Ｃでは、凝固速度が大きいほど高いＳｉ濃度が示されて
いる。このことから、製品に要求されるグレードに応じ
て凝固速度（鋳造速度）を選定すれば良いことが判る。
５０℃に保持し、鋳型を介した冷却により凝固体Ｓを成
長させた。このとき、凝固条件としては、５０ｍｍ／時
（約４ｋｇ−Ａｌ／時）及び１５０ｍｍ／時（約１２ｋ
ｇ−Ａｌ／時）の２種の凝固速度（＝鋳造速度）を採用
した。各炉Ａ〜Ｃで得られた精製品Ａ〜Ｃの組成を、表
１に示す。表１から明らかなように、精製品Ａ〜Ｃの何
れも、Ｓｉ，Ｆｅ及びＭｎ濃度が低下しており、亜共晶
Ａｌ−Ｓｉ系鋳造用合金として使用可能であった。特
に、Ｓｉ及びＦｅ濃度が大幅に低くなっていることに、
本発明の有意性がみられる。精製品Ａ〜Ｃの間でみる
と、Ｓｉ濃度は、Ａ→Ｂ→Ｃの順に増加している。これ
は、後段側の精製炉Ｂ，Ｃになるほど、残湯Ｍ3 にＳｉ
が濃縮されていることを示す。したがって、格段の精製
炉Ａ〜Ｃから、グレードに応じた製品が得られる。精製
品のＳｉ濃度は、凝固速度によっても異なっている。特
に、Ｓｉが濃縮した残湯Ｂ，Ｃから得られた精製品Ｂ，
Ｃでは、凝固速度が大きいほど高いＳｉ濃度が示されて
いる。このことから、製品に要求されるグレードに応じ
て凝固速度（鋳造速度）を選定すれば良いことが判る。
【００２１】
【表１】
【００２２】各精製炉Ａ〜Ｃで分離された金属間化合物
Ｃ2 は、何れの炉においてもＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ系
であった。また、各精製炉Ａ〜Ｃから次の精製炉Ｂ，Ｃ
又は後処理炉３０に移動する残湯Ｍ3 は、凝固速度を５
０ｍｍ／時に設定したものでは、表２に示す組成をもっ
ていた。
Ｃ2 は、何れの炉においてもＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ系
であった。また、各精製炉Ａ〜Ｃから次の精製炉Ｂ，Ｃ
又は後処理炉３０に移動する残湯Ｍ3 は、凝固速度を５
０ｍｍ／時に設定したものでは、表２に示す組成をもっ
ていた。
【００２３】
【表２】
【００２４】後処理工程：後処理炉３０としては、脱Ｆ
ｅ炉１０と同じ構造を持つ２基の炉を使用し、精製炉Ｃ
から送り込まれる残湯Ｍ3 が常に何れかの炉に装入され
るように配置した。後処理炉３０では、脱Ｆｅと同じ条
件で残湯Ｍ3 を撹拌しながら冷却し、Ｆｅを含むＡｌ−
Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ系金属間化合物を晶出物として除去し
た。これにより、不純物濃度が低下された濃縮液が後処
理炉３０から排出された。得られた濃縮液は、Ｓｉ：１
２．０重量％，Ｆｅ：０．５重量％及びＭｎ：０．３重
量％の不純物濃度を持っており、過共晶Ａｌ−Ｓｉ系鋳
物用合金として十分に再利用することができた。以上の
設備構成で、凝固速度が５０ｍｍ／時の条件下で単位時
間当りの平均処理量を測定した。各工程の処理量を表３
に示す。表３は、スクラップを溶解した原料溶湯Ｍ1 の
うち４．７重量％の金属間化合物を除去するだけの極め
て高い歩留りで、亜共晶Ａｌ−Ｓｉ合金及び過共晶Ａｌ
−Ｓｉ合金が得られたことを示している。したがって、
Ｆｅ濃度が高いアルミニウムスクラップを溶解原料とす
る場合においても、脱Ｆｅ前処理，精製及び脱Ｆｅ後処
理を連続的に組み合わせることにより、工業生産ベース
に見合って亜共晶Ａｌ−Ｓｉ合金及び過共晶Ａｌ−Ｓｉ
合金が製造される。
ｅ炉１０と同じ構造を持つ２基の炉を使用し、精製炉Ｃ
から送り込まれる残湯Ｍ3 が常に何れかの炉に装入され
るように配置した。後処理炉３０では、脱Ｆｅと同じ条
件で残湯Ｍ3 を撹拌しながら冷却し、Ｆｅを含むＡｌ−
Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ系金属間化合物を晶出物として除去し
た。これにより、不純物濃度が低下された濃縮液が後処
理炉３０から排出された。得られた濃縮液は、Ｓｉ：１
２．０重量％，Ｆｅ：０．５重量％及びＭｎ：０．３重
量％の不純物濃度を持っており、過共晶Ａｌ−Ｓｉ系鋳
物用合金として十分に再利用することができた。以上の
設備構成で、凝固速度が５０ｍｍ／時の条件下で単位時
間当りの平均処理量を測定した。各工程の処理量を表３
に示す。表３は、スクラップを溶解した原料溶湯Ｍ1 の
うち４．７重量％の金属間化合物を除去するだけの極め
て高い歩留りで、亜共晶Ａｌ−Ｓｉ合金及び過共晶Ａｌ
−Ｓｉ合金が得られたことを示している。したがって、
Ｆｅ濃度が高いアルミニウムスクラップを溶解原料とす
る場合においても、脱Ｆｅ前処理，精製及び脱Ｆｅ後処
理を連続的に組み合わせることにより、工業生産ベース
に見合って亜共晶Ａｌ−Ｓｉ合金及び過共晶Ａｌ−Ｓｉ
合金が製造される。
【００２５】
【表３】
【００２６】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、アルミニウムスクラップを溶解して用意した原料溶
湯を脱Ｆｅ処理した後、偏析凝固によって亜共晶Ａｌ−
Ｓｉ合金を得た後、不純物濃度が上昇した残液からＦｅ
分を除去しながら過共晶Ａｌ−Ｓｉ合金を得ている。こ
れにより、金属間化合物に随伴して系外に持ち去られる
Ａｌ分を低く抑え、高い歩留りでアルミニウム合金の製
造が可能になる。また、水平横引き方式で亜共晶Ａｌ−
Ｓｉ合金を凝固体として製造するとき、金属間化合物と
して晶出した不純物の混入がなく、純度の高い製品が得
られる。各工程で得られたアルミニウム合金は、用途に
対応したそれぞれのグレードの合金材料として使用され
る。
は、アルミニウムスクラップを溶解して用意した原料溶
湯を脱Ｆｅ処理した後、偏析凝固によって亜共晶Ａｌ−
Ｓｉ合金を得た後、不純物濃度が上昇した残液からＦｅ
分を除去しながら過共晶Ａｌ−Ｓｉ合金を得ている。こ
れにより、金属間化合物に随伴して系外に持ち去られる
Ａｌ分を低く抑え、高い歩留りでアルミニウム合金の製
造が可能になる。また、水平横引き方式で亜共晶Ａｌ−
Ｓｉ合金を凝固体として製造するとき、金属間化合物と
して晶出した不純物の混入がなく、純度の高い製品が得
られる。各工程で得られたアルミニウム合金は、用途に
対応したそれぞれのグレードの合金材料として使用され
る。
【図１】 本発明にしたがって配置した脱Ｆｅ炉，精製
炉及び後処理炉
炉及び後処理炉
【図２】 脱Ｆｅ炉の内部構造
【図３】 精製炉の内部構造
Ｍ1 ：原料溶湯 Ｍ2 ：脱Ｆｅ溶湯 Ｍ3 ：残湯
Ｃ1 ，Ｃ2 ：金属間化合物 Ｓ：凝固体（亜共晶Ａ
ｌ−Ｓｉ合金） １０：脱Ｆｅ炉 １１：炉殻 １２，１７：ヒータ
１３：給湯樋 １４：撹拌子 １５，１６：吸
引管 １８：調整炉 ２０：精製炉 ２１：炉殻 ２２：給湯口 ２
３：撹拌子 ２４：開口 ２５：ヒータ ２６：吸引管 ２７：トラップフィ
ルター ２８：出湯ノズル ２９：電磁コイル
３１：鋳型
Ｃ1 ，Ｃ2 ：金属間化合物 Ｓ：凝固体（亜共晶Ａ
ｌ−Ｓｉ合金） １０：脱Ｆｅ炉 １１：炉殻 １２，１７：ヒータ
１３：給湯樋 １４：撹拌子 １５，１６：吸
引管 １８：調整炉 ２０：精製炉 ２１：炉殻 ２２：給湯口 ２
３：撹拌子 ２４：開口 ２５：ヒータ ２６：吸引管 ２７：トラップフィ
ルター ２８：出湯ノズル ２９：電磁コイル
３１：鋳型
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤池 瑞芳 静岡県庵原郡蒲原町蒲原１丁目34番１号 株式会社日軽技研内
Claims (7)
- 【請求項１】 金属間化合物が初晶として晶出する組成
を持つアルミニウム溶湯からＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ系
金属間化合物を晶出分離させる脱Ｆｅ工程、 脱Ｆｅされたアルミニウム溶湯を方向性凝固し、Ｆｅ含
有量が少ない亜共晶Ａｌ−Ｓｉ合金を製造する精製工
程、及び前記亜共晶Ａｌ−Ｓｉ合金を得た残湯からＡｌ
−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ系金属間化合物を晶出分離し、Ｆｅ
含有量が少ない過共晶Ａｌ−Ｓｉ合金を製造する後処理
工程を経るアルミニウムスクラップの連続精製方法。 - 【請求項２】 脱Ｆｅ工程で晶出したＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ
−Ｍｎ系金属間化合物は、アルミニウム溶湯から吸引除
去される請求項１記載の連続精製方法。 - 【請求項３】 精製工程で製造された亜共晶Ａｌ−Ｓｉ
合金は、凝固体として水平横方向に引き抜かれる請求項
１記載の連続精製方法。 - 【請求項４】 Ｍｎ／Ｆｅ比が０．２〜２に調整された
アルミニウム溶湯を精製原料とする請求項１〜３の何れ
かに記載の連続精製方法。 - 【請求項５】 アルミニウムスクラップを溶解する溶解
炉と、該溶解炉から送り出されたアルミニウム溶湯が流
入する脱Ｆｅ炉と、該脱Ｆｅ炉で脱Ｆｅされたアルミニ
ウム溶湯が送り込まれ、偏析凝固によってアルミニウム
溶湯を精製する精製炉と、該精製炉からのアルミニウム
溶湯を更に脱Ｆｅする後処理炉とを備え、前記精製炉か
らＦｅ含有量が低い亜共晶Ａｌ−Ｓｉ合金が得られ、前
記後処理炉からＦｅ含有量が低い過共晶Ａｌ−Ｓｉ合金
が得られるアルミニウムスクラップの連続精製装置。 - 【請求項６】 請求項５の精製炉は、凝固した亜共晶Ａ
ｌ−Ｓｉ合金を水平横方向に引き出す開口部をもち、金
属間化合物が沈積した炉底部に臨む吸引管を備えている
連続精製装置。 - 【請求項７】 複数の精製炉を多段に配置し、前段の精
製炉で亜共晶Ａｌ−Ｓｉ合金を得た後の残湯を後段の精
製炉に送り込む溶湯配管で各段の精製炉を接続した請求
項５〜７の何れかに記載の連続精製装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21843393A JP3329013B2 (ja) | 1993-09-02 | 1993-09-02 | Ａｌ−Ｓｉ系アルミニウムスクラップの連続精製方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21843393A JP3329013B2 (ja) | 1993-09-02 | 1993-09-02 | Ａｌ−Ｓｉ系アルミニウムスクラップの連続精製方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0770666A true JPH0770666A (ja) | 1995-03-14 |
| JP3329013B2 JP3329013B2 (ja) | 2002-09-30 |
Family
ID=16719839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21843393A Expired - Fee Related JP3329013B2 (ja) | 1993-09-02 | 1993-09-02 | Ａｌ−Ｓｉ系アルミニウムスクラップの連続精製方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3329013B2 (ja) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1000456C2 (nl) * | 1995-05-31 | 1996-12-03 | Hoogovens Aluminium Bv | Werkwijze voor het raffineren van een aluminium schrootsmelt, en aluminium legering uit geraffineerd aluminium schroot. |
| EP1288319A1 (en) * | 2001-09-03 | 2003-03-05 | Corus Technology BV | Method for the purification of an aluminium alloy |
| JP2007529625A (ja) * | 2004-03-19 | 2007-10-25 | コラス、テクノロジー、ベスローテン、フェンノートシャップ | 溶融金属の精製方法 |
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