特開 2024-159457 有機物含有アルミニウム合金脱酸材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024159457

(43)【公開日】2024-11-08

(54)【発明の名称】有機物含有アルミニウム合金脱酸材

(51)【国際特許分類】

   C21C 7/06 20060101AFI20241031BHJP

   C22B 7/00 20060101ALI20241031BHJP

   B22F 9/04 20060101ALN20241031BHJP

【ＦＩ】

C21C7/06

C22B7/00 A

B22F9/04 B

B22F9/04 A

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023217501

(22)【出願日】2023-12-24

(31)【優先権主張番号】112115934

(32)【優先日】2023-04-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

(71)【出願人】

【識別番号】523485320

【氏名又は名称】行富投資有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＨＦ ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ Ｌｔｄ．

【住所又は居所原語表記】２Ｆ．，Ｎｏ．１６，Ｌｎ．３１，Ｆｕｘｉａｎｇ Ｓｔ．，Ｘｉｔｕｎ Ｄｉｓｔ．，Ｔａｉｃｈｕｎｇ Ｃｉｔｙ４０７００９，Ｔａｉｗａｎ

(74)【代理人】

【識別番号】100185694

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 隆志

(72)【発明者】

【氏名】李健豪

【テーマコード（参考）】

4K001

4K013

4K017

【Ｆターム（参考）】

4K001AA02

4K001BA22

4K013BA08

4K013EA19

4K017BA01

4K017BB05

4K017BB07

4K017BB16

4K017BB18

4K017CA09

4K017DA09

4K017EA07

(57)【要約】

【課題】本発明は、有機物含有アルミニウム合金脱酸材を提供する。
【解決手段】
本発明の有機物含有アルミニウム合金脱酸材は、複数のアルミニウム粒子からなり、前記アルミニウム粒子の主要成分は、アルミニウム元素であり、且つ０．１～８重量％の有機物又は炭素の組成を含む。アルミニウム粒子は、０．１～２重量％のケイ素、０～２重量％の銅、０．１～３０重量％のマグネシウム、０．１～１０重量％のマンガン及び０～１０重量％の亜鉛元素を更に含むことが好ましい。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のアルミニウム粒子からなり、前記アルミニウム粒子の主要成分は、アルミニウム元素であり、０．１～８重量％の有機物または炭素の組成を含む有機物含有アルミニウム合金脱酸材。

【請求項2】

前記アルミニウム粒子は、０．１～２重量％のケイ素、０～２重量％の銅、０．１～３０重量％のマグネシウム、０．１～１０重量％のマンガン及び０～１０重量％の亜鉛元素を更に含む請求項１に記載の有機物含有アルミニウム合金脱酸材。

【請求項3】

前記有機物は、アルカン、脂質、樹脂またはポリエステルを含む請求項１に記載の有機物含有アルミニウム合金脱酸材。

【請求項4】

前記アルミニウム粒子は、リサイクルアルミニウム材料で形成される請求項１に記載の有機物含有アルミニウム合金脱酸材。

【請求項5】

前記アルミニウム粒子は、球形、水滴形または多角形である請求項１に記載の有機物含有アルミニウム合金脱酸材。

【請求項6】

前記アルミニウム粒子は、１つ以上の凹面または中空孔を含む請求項１又は５に記載の有機物含有アルミニウム合金脱酸材。

【請求項7】

前記アルミニウム粒子は、０．１～２重量％のケイ素、０．１～２重量％のマグネシウム、０．１～２重量％のマンガン元素を更に含む請求項２に記載の有機物含有アルミニウム合金脱酸材。

【請求項8】

前記アルミニウム粒子は、０．１～２重量％のケイ素、０．１～１０重量％のマグネシウム、０．１～２重量％のマンガン元素を更に含む請求項２に記載の有機物含有アルミニウム合金脱酸材。

【請求項9】

前記アルミニウム粒子は、０．１～２重量％のケイ素、１～２重量％の銅、０．１～１重量％のマグネシウム、０．１～１重量％のマンガン及び０．１～１０重量％の亜鉛元素を更に含む請求項２に記載の有機物含有アルミニウム合金脱酸材。

【請求項10】

前記アルミニウム粒子は、０．１～１０重量％のケイ素、０．１～１０重量％のマグネシウム、０．１～２重量％のマンガン及び０．１～１０重量％の亜鉛元素を更に含む請求項２に記載の有機物含有アルミニウム合金脱酸材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アルミニウム合金脱酸材、特に有機物含有アルミニウム合金脱酸材に関する。

【背景技術】

【0002】

循環経済は、現在社会において既に顕著な科学となっており、従来の資源採掘から生産、消費および最終処分に至る直線的な経済モデルとは異なり、資源の回収および再利用を基礎とした経済モデルにより、資源の消耗及び浪費を最大限減少させることが期待されている。循環経済モデルは、資源のリサイクルを促進し、資源の回収、再生および再利用などの手段を通じて資源の価値を最大化し、持続可能な経済発展モデルを実現する。

【0003】

金属および関連製造業は、重要な資源消費者および環境汚染の原因の１つであるため、循環経済の導入はこの産業にとって極めて重要である。金属をリサイクルすると原材料とエネルギーを大幅に節約し、炭素排出量を削減でき、回収された金属は新しい製品の製造に使用できるため、多くの関連業界はすでに金属リサイクルを導入している。しかし、現在のアルミニウムのリサイクルモデルでは、回収したアルミニウムを製錬および焼き戻しする必要があり、エネルギー消費が極めて高く、作業工数が多く、可動コストが高く、加熱による酸化により生成率を損失させて大量のアルミニウム金属を浪費し、アルミニウムを再溶解すると、有毒な煙、粉塵およびスラグが発生する。

【0004】

また、現在のアルミニウムリサイクルモデルが収集するリサイクルアルミニウム材料は、例えば、アルミ缶、アルミ箔パッケージなど又はツールマシンで加工、切削した後に発生するアルミニウム廃材であり、何れもそのリサイクルアルミニウム材料の回収前の使用の必要及び特性によってそのリサイクルアルミニウム材料に一定の程度の有機物が混在し、例えば、アルミ缶は、内部表面に樹脂コーディング層および外部の印刷塗料層を含み、アルミニウム廃材は、切削液等を含み、これらのリサイクルアルミニウム材料に付着した有機物は、現在のアルミニウムリサイクルプロセスでは、そのリサイクルアルミニウム材料を再溶解する過程でダイオキシンなどの有機汚染物質が生成され、深刻な環境汚染および公害を招く。

【0005】

一方、鉄鋼産業では、溶鋼から酸素を除去し、溶鋼の品質と性能を効果的に改善し、溶鋼の純度と均一性を高め、欠陥を減らし、鋼の靭性と耐食性を向上させるため、脱酸材料は製鉄プロセスで広く使用されており、特に酸素と迅速に反応できるアルミニウム合金が脱酸材料として使用される。しかし、アルミニウム合金はコストが高く、従来の技術でアルミニウム合金脱酸材を製造する場合のエネルギー消費量も非常に大きいため、循環経済を実現し、製造コストを低減するアルミニウム合金脱酸材を開発することが、関連分野での緊急の開発目標となっている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、従来のアルミニウムリサイクルプロセスにおける、アルミニウム廃材の溶解過程で発生する有機汚染物質による環境汚染を招き、製鉄産業で必要とされる脱酸材はコストが高く且つ製造過程でエネルギーを消費する問題を解決する有機物含有アルミニウム合金脱酸材を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

従来のアルミニウムリサイクルプロセスにおける、アルミニウム廃材の溶解過程で発生する有機汚染物質による環境汚染を招き、製鉄産業で必要とされる脱酸材はコストが高く且つ製造過程でエネルギーを消費する問題を解決するため、本発明が提供する有機物含有アルミニウム合金脱酸材は、複数のアルミニウム粒子からなり、前記アルミニウム粒子の主要成分は、アルミニウム元素であり、０．１～８重量％の有機物または炭素の組成を含む。

【0008】

前記有機物含有アルミニウム合金脱酸材において、前記アルミニウム粒子は、０．１～２重量％のケイ素、０～２重量％の銅、０．１～３０重量％のマグネシウム、０．１～１０重量％のマンガン及び０～１０重量％の亜鉛元素を更に含む。

【0009】

前記有機物含有アルミニウム合金脱酸材において、前記有機物は、アルカン、脂質、樹脂またはポリエステルを含む。

【0010】

前記有機物含有アルミニウム合金脱酸材において、前記アルミニウム粒子は、リサイクルアルミニウム材料で形成される。

【0011】

前記有機物含有アルミニウム合金脱酸材において、前記アルミニウム粒子は、球形、水滴形または多角形である。

【0012】

前記有機物含有アルミニウム合金脱酸材において、前記アルミニウム粒子は、１つ以上の凹面または中空孔を含む。

【0013】

前記有機物含有アルミニウム合金脱酸材において、前記アルミニウム粒子は、０．１～２重量％のケイ素、０．１～２重量％のマグネシウム、０．１～２重量％のマンガン元素を更に含む。

【0014】

前記有機物含有アルミニウム合金脱酸材において、前記アルミニウム粒子は、０．１～２重量％のケイ素、０．１～１０重量％のマグネシウム、０．１～２重量％のマンガン元素を更に含む。

【0015】

前記有機物含有アルミニウム合金脱酸材において、前記アルミニウム粒子は、０．１～２重量％のケイ素、１～２重量％の銅、０．１～１重量％のマグネシウム、０．１～１重量％のマンガン及び０．１～１０重量％の亜鉛元素を更に含む。

【0016】

前記有機物含有アルミニウム合金脱酸材において、前記アルミニウム粒子は、０．１～１０重量％のケイ素、０．１～１０重量％のマグネシウム、０．１～２重量％のマンガン及び０．１～１０重量％の亜鉛元素を更に含む。

【発明の効果】

【0017】

上記の説明から、本発明は以下の利点を有することがわかる。
１．本発明の有機物含有アルミニウム合金脱酸材の製造は、加熱してアルミニウム廃材を溶解する必要がないため、空気の汚染を大幅に低減でき、汚染物が環境中に散逸するリスクを避けることができる。
２．本発明の有機物含有アルミニウム合金脱酸材の製造は、加熱してアルミニウム廃材を溶解する必要がないため、多くのエネルギーを節約でき、アルミニウム廃材を溶解する時に有毒な煙、粉塵およびスラグを発生させることがない。
３．本発明の有機物含有アルミニウム合金脱酸材の製造方法は、加熱してアルミニウム廃材を溶解する必要がないため、プロセスにおけるアルミニウムの酸化による金属アルミニウムの損失を回避できる。
４．本発明の有機物含有アルミニウム合金脱酸材は、製鋼時の高温を利用してリサイクルアルミニウムに付着した有機物又はダイオキシンを分解し、鉄鋼プロセスにより、脱酸剤のコストと原材料の消費量を低減する。
５．本発明の有機物含有アルミニウム合金脱酸材の製造は、リサイクルアルミニウム材料に有機物を含むことによってプロセス中に有機汚染物質を生成することがなく、前記リサイクルアルミニウム材料の前処理プロセスを簡易化、更には省くことができ、時間、資源およびコストを節約し、環境保護に有利である。
６．本発明のアルミニウム合金脱酸材の製造方法の製造方法は、従来技術のようにアルミニウムブロックを接着剤で固定する必要がないため、コストを削減でき、接着剤による環境汚染や資源の浪費を回避できる。
７．本発明の有機物含有アルミニウム合金脱酸材の製造方法は、先ず前記リサイクルアルミニウム材料をアルミニウムストリップに形成し、複数のアルミニウム粒子に切断することで、各切断面がいずれも極薄の酸化アルミニウム層の新たな表面となり、脱酸材の脱酸効果を向上させる。
８．本発明の有機物含有アルミニウム合金脱酸材の形状は、凹面および中空孔の形状を含むことで、接触表面積を増加させることができ、脱酸効果を大幅に向上させる。
９．本発明の有機物含有アルミニウム合金脱酸材は、他の元素をさらに添加し、合金成分を調整することで前記アルミニウム粒子の酸化還元能力と比重を制御し、脱酸材の脱酸効果を向上させることができる。
１０．本発明の有機物含有アルミニウム合金脱酸材は、アルミニウム合金の切削加工で発生するアルミニウム屑や使用済みのアルミ缶など、従来技術では処理が困難なアルミニウム廃材をリサイクル処理することができ、これらのアルミニウム屑が大きな表面積及び体積比を有し、酸化し易く、経常的に潤滑剤、切削液又は飲料残渣及び塗料層との混合によって従来技術で再溶解及びリサイクル処理が困難である問題を解決する。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の一実施例のステップ図である。

【図2】本発明の一実施例のアルミニウム粒子の説明図である。

【図3】本発明の一実施例のアルミニウム粒子の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本発明の実施例の技術案をより明確に説明するために、以下では、各実施例の説明に使用する必要がある図面を簡単に紹介する。明らかに、以下の説明における図面は、本発明の一部の例示又は実施例にすぎず、当業者は、創造的な作業をすることなく、これらの図面に従って他の同様の場面に本発明を適用することもできる。文脈から明らかでない限り、又は別途説明がない限り、図中の同様の部材符号は同様の構造又は動作を表す。

【0020】

本発明及び特許請求の範囲に示すように、文脈が例外を明確に示していない限り、「一」、「１つ」、「１種」又は「前記」等の単語は、特に単数を指すものではなく、複数を含んでもよい。一般的に言えば、「備える」及び「含む」という用語は、明確に識別されたステップ及び要素を含むこと示すのみであり、これらのステップ及び要素は排他的なリストを構成するものではなく、方法又は装置は他のステップ又は要素も含んでもよい。

【0021】

本発明では、フローチャートを使用して、本発明の実施例のシステムに従って実行される操作を説明する。なお、先又は後の動作は、必ずしも順に従って正確に実行される必要はなく、逆の順序で処理又は各ステップを同時に処理してもよい。また、他の操作をこれらの過程に追加してもよく、これらの過程から一つ又は幾つかの操作を除いてもよい。

【0022】

図１は、本発明の有機物含有アルミニウム合金脱酸材の一部の実施例の製造ステップ図である。本発明の有機物含有アルミニウム合金脱酸材の主な製造は、ステップＳ１０～ステップＳ５０を含む。

【0023】

ステップＳ１０：複数のリサイクルアルミニウム材料を成形部材に入れて圧縮し、前記リサイクルアルミニウム材料が前記成形部材を満たすまで続ける。このステップＳ１０では、収集した前記リサイクルアルミニウム材料を集中させ、前記成形部材に入れて圧縮し続ける。前記リサイクルアルミニウム材料が圧縮により収縮する場合、前記リサイクルアルミニウム材料が完全に前記成形部材を満たすまで、より多くの前記リサイクルアルミニウム材料を前記カバー材に投入することができる。好ましくは、前記成形部材は中空管であり、前記中空管は、両端に前記開口を有するか、一端のみに前記開口を有する管材であってよい。ここで、前記中空管の断面は、円形である。好ましくは、前記中空管の断面の円形の直径は、９ｃｍであり、且つ前記中空管の長さは、６０ｃｍである。

【0024】

ここで、前記リサイクルアルミニウム材料としては、各種リサイクルアルミニウム廃材を使用することができる。例えば、前記リサイクルアルミニウム材料としては、アルミニウム合金ブロックの切削加工プロセスで発生されるアルミニウム屑、又は前処理してシュレッドした後のリサイクルアルミ缶およびアルミ箔パックチップなどであってよい。ここで、前記リサイクルアルミニウム材料は、各種異なる供給源および品質のアルミニウム廃材であってよい。好ましくは、前記中空管に充填される前記リサイクルアルミニウム材料は、何れも単一の供給源からのリサイクルアルミニウム材料である。いわゆる単一の供給源とは、前記リサイクルアルミニウム材料がすべて、同じ合金系、同じ米国アルミニウム協会合金番号、または同じプロセスで生産されたアルミニウム合金製品から生成又はリサイクルされたアルミニウム合金廃材であることを意味する。一実施例では、前記リサイクルアルミニウム材料の供給源は、同じ工作機械で同じ切削加工を施して製造されたアルミニウム合金のアルミニウム屑である。別の実施例では、前記リサイクルアルミニウム材料の供給源は、リサイクルアルミニウム合金のイージーオープン缶の破片である。

【0025】

ここで、前記リサイクルアルミニウム材料は、まず一連の前処理を経た後、前記成形部材内に入れて圧縮および充填することができる。一実施例では、前記リサイクルアルミニウム材料は、予備洗浄と空気分離を経て大きな不純物が除去され、その後磁気分離を使用して強磁性金属が除去される。ただし、これらの前処理は必ずしも必要なわけではなく、前記リサイクルアルミニウム材料の供給源に応じて適切な前処理方法を選択することができる。例えば、一実施例では、前記リサイクルアルミニウム材料は、アルミニウム合金ブロックの切削加工プロセスで発生するアルミニウム屑であり、前記リサイクルアルミニウム材料に対して予備洗浄と切削液の粗除去を行うだけで前記リサイクルアルミニウム材料を前記成形部材内に投入し、充填及び圧縮することができる。

【0026】

したがって、前記リサイクルアルミニウム材料には、残留する複数種の有機化合物が含まれる。ここで、前記リサイクルアルミニウム材料は、０．１～８重量％の有機物の組成を含む。より好ましくは、前記リサイクルアルミニウム材料は、０．５～５重量％の有機物の組成を含む。一実施例において、前記リサイクルアルミニウム材料は、アルミニウム合金ブロックの切削加工プロセスで発生するアルミニウム屑であり、前記リサイクルアルミニウム材料に残留する複数種の前記有機化合物は、ほとんどが切削液であり、前記切削液には、鉱物油、乳化剤、水、防錆添加剤、消泡剤などの成分を含み得る。別の実施例では、前記リサイクルアルミニウム材料は、前記リサイクルアルミニウム材料は、リサイクルアルミ缶およびアルミ箔パックチップであり、前記リサイクルアルミニウム材料に残留する複数種の前記有機物は、アルミ箔パックに含まれるセルロースおよび半繊維またはリグニンなどの紙成分、又はアルミニウム缶胴部に完全に除去されていない印刷層およびアルミ缶内装の塗料層でありえ、前記塗料層の成分は、蝋等の各種脂質、又はエポキシ樹脂などの各種樹脂、又はアクリル酸共重合体やポリカーボネートなどの各種ポリエステルの成分であり得る。これらの有機化合物が膨大な時間、エネルギー及び資源を費やすことなく、前処理過程で完全に除去されることが困難である。しかし、本ステップＳ１０では、前記リサイクルアルミニウム材料は、煩雑な前処理工程を必要とせずにそれを前記成形部材に投入し、圧縮および充填し、アルミニウムパッケージを形成することができる。一実施形態では、前記処理されていない、または簡易に前処理された前記リサイクルアルミニウム材料は、米国アルミニウム協会合金番号７０７５のアルミニウム材料からリサイクルされ、１．５～８重量％の有機物の組成を含む。別の実施形態では、前記処理されていない、または簡易に前処理された前記リサイクルアルミニウム材料は、米国アルミニウム協会合金番号５０００シリーズのアルミニウム材料からリサイクルされ、２～５重量％の有機物の組成を含む。更に別の実施形態では、処理されていない、または簡易に前処理された前記リサイクルアルミニウム材料は、米国アルミニウム協会合金番号６０００シリーズのアルミニウム材料からリサイクルされ、０．５～１．５重量％の有機物の組成を含む。

【0027】

本発明が形成するアルミニウム合金脱酸材により良好な効果をもたせるために、前記リサイクルアルミニウム材料をさらに前記カバー材に入れて充填および圧縮するステップと同時に、マグネシウム、マンガン、ケイ素、亜鉛又は銅などの強い脱酸効果を有する元素を前記アルミニウムパッケージに添加し、全体的な脱酸効果をさらに向上させ、本発明によって形成されるアルミニウム合金の脱酸材の割合を調整する。好ましくは、指定の割合を達成するため、異なる前記リサイクルアルミニウム材料に基づいて異なる割合の元素を添加し、前記アルミニウムパッケージに０．１～２重量％のケイ素、０～２重量％の銅、および０．１～３０重量％のマグネシウム、０．１～１０重量％のマンガンおよび０～１０重量％の亜鉛元素を含ませる。

【0028】

ステップＳ２０（選択可能）：圧縮成形した前記リサイクルアルミニウム材料を金型に入れる。本ステップＳ２０では、前記リサイクルアルミニウム材料は前記成形部材に圧縮して充填されており、前記成形部材から圧縮した前記リサイクルアルミニウム材料を取り出して前記金型に投入する。本ステップＳ２０は、前記成形部材から前記リサイクルアルミニウム材料を取り出して前記金型に入れることができる。前記リサイクルアルミニウム材料は圧縮されているため、取り出し時に前記リサイクルアルミニウム材料は、前記カバー材内での形状を維持して飛散や変形が生じることない。好ましくは、前記カバー材は、前記中空管であり、圧縮成形された前記リサイクルアルミニウム材料を取り出した後、円柱形となる。圧縮された前記リサイクルアルミニウム材料を前記金型に入れる。ここで、前記金型は、長い中空円筒の形状をしており、その長さと断面は、いずれも前記中空管よりも大きい。前記金型の底部には、長軸の中心に固定リングが配置され、前記固定リングは、圧縮された前記リサイクルアルミニウム材料の断面と等しいか、やや大きく、前記固定リングを圧縮された前記リサイクルアルミニウム材料が前記金型の前記長軸の中心に位置してズレを生じることがないように固定することができる。前記金型は、１つ以上の締め付け装置を含み、圧縮された前記リサイクルアルミニウム材料を前記金型に安定して固定させることができる。好適実施例では、前記金型の開口の直径は、１２．７ｃｍであり、前記金型の長さは、６０ｃｍであり、金型の底部には、直径１０ｃｍ、深さ１ｃｍの前記固定リングが設けられ、前記金型の上部には、締め付け用のアルミシート及びネジが設けられる。好適実施例では、前記金型は、アルミニウム合金管で前記圧縮された前記リサイクルアルミニウム材料を固定する。

【0029】

また、本ステップＳ２０は、前記リサイクルアルミニウム材料で満たされた前記成形部材を前記金型に直接投入して、前記リサイクルアルミニウム材料を前記成形部材から取り出す必要がない。好適実施例では、前記成形部材は、前記中空管であり、且つ前記中空管は、アルミニウム合金材質であり、前記中空管を圧縮した後に前記リサイクルアルミニウム材料を取り出す必要はなく、アルミニウム合金をともなう前記中空管を前記金型に入れ、前記中空管を前記締め付け装置とする。好ましくは、アルミニウム合金の前記中空管と前記リサイクルアルミニウム材料は、同じ合金組成を有し、即ち、前記中空管と前記リサイクルアルミニウム材料は、同じ合金系または同じ米国アルミニウム協会合金番号を有する。

【0030】

ステップＳ３０（選択可能）：アルミニウム溶湯を注いで前記リサイクルアルミニウム材料を密封して鋳造パッケージを形成する。本ステップＳ３０では、前記金型に入れた前記リサイクルアルミニウム材料にアルミニウム溶湯を注ぎ、前記アルミニウム溶湯が前記リサイクルアルミニウム材料を完全に覆い密閉し、冷却固化して鋳造パッケージを成形する。前記アルミニウム溶湯は、溶融したアルミニウム合金であり、且つ好ましくは、前記アルミニウム溶湯と前記リサイクルアルミニウム材料は、同じ合金組成を有し、即ち、前記アルミニウム溶湯と前記リサイクルアルミニウム材料は同じ合金系または同じ米国アルミニウム協会合金番号を有する。一実施例では、単一の供給源から収集されたリサイクルアルミニウム合金イージーオープン缶をシュレッドした後、前記中空管に入れて圧縮および充填して成形する前記リサイクルアルミニウム材料は、本ステップでは、類似の供給源からの前記アルミニウム溶湯を注入して、前記鋳造パッケージの合金に同じ均質なアルミニウム合金の特性を維持させる。好ましくは、締め付け用の前記アルミシートおよび前記リサイクルアルミニウム材料も、同じ合金からなる。前記アルミニウム溶湯は、前記リサイクルアルミニウム材料を完全に密閉するため、複数の前記有機化合物が前記鋳造パッケージ内に封入される。

【0031】

ステップＳ４０：前記アルミニウムパッケージ又は鋳造パッケージを予熱した後、熱間押出してアルミニウムストリップを形成する。本ステップＳ４０では、前記鋳造パッケージを前記金型から取り出し、予熱した後にアルミブランクとし、熱間押出によりアルミストリップを形成する。前記アルミニウムストリップの断面形状は、必要に応じて前記鋳造パッケージが通過する押出を設計でき、且つ前記熱間押出は、直接押出または間接押出で行うことができる。ここで、前記間接押出成形は、前記アルミニウムストリップの内部に中空構造を生成することができる。好ましくは、前記熱間押出の温度は、３６０～５５０℃であり、前記熱間押出の押出速度は、０．１～２ｍ／分であり、いわゆる押出速度は、前記熱間押出により前記アルミニウムストリップを形成する速度である。好ましくは、前記中空管と前記アルミニウムストリップの断面積比は、２５：１～１０：１である。前記中空管と前記アルミニウムストリップの断面積の比は、即ち、押出比であり、本ステップＳ４０の好ましい押出比は、１０～２５であり、且つ生成する前記アルミニウムストリップの気孔率は、１％未満である。熱間押出を経て成形された前記アルミニウムストリップは、一部の有機物が炭素に変換される。ここで、前記アルミニウムストリップは、０．１～８重量％の有機物または炭素の組成を含む。より好ましくは、前記アルミニウムストリップは、０．５～５重量％の有機物または炭素の組成を含む。

【0032】

ステップＳ５０：前記アルミニウムストリップを複数のアルミニウム粒子に切断し、有機物含有アルミニウム合金脱酸材を完成させる。本ステップＳ５０では、熱間押出により形成された前記アルミニウムストリップを複数のアルミニウム粒子に切断し、前記有機物含有アルミニウム合金脱酸材の作製を完成する。ここで、前記アルミニウム粒子は、球形、水滴形または多角形に切断することができる。好ましくは、前記有機物含有アルミニウム合金脱酸材は、１つ以上の凹面および中空孔を更に含むこともでき、前記有機物含有アルミニウム合金脱酸材の表面積を増加させ、より良好な脱酸効果を発揮し、脱酸効率を向上させる。一実施例では、ステップＳ４０で間接熱間押出により形成された前記アルミニウムストリップは、軸方向に沿った中空部を含み、前記アルミニウムストリップを複数の前記アルミニウム粒子に切断する時、貫通孔を有する前記アルミニウム粒子を形成する。

【0033】

好ましくは、前記ステップＳ５０は、無酸素環境で行うことができ、例えば、窒素ガス環境で前記アルミニウムストリップを複数のアルミニウム粒子に切断してパッケージし、前記アルミニウム粒子の切断が形成する表面に酸化アルミニウムが形成されることを低減し、前記アルミニウム合金脱酸材の脱酸能力及び効率を向上させる。

【0034】

＜有機物含有アルミニウム合金脱酸材の性質および応用＞
本発明の有機物含有アルミニウム合金脱酸材は、複数のアルミニウム粒子から構成され、前記アルミニウム粒子の主要成分は、アルミニウム元素であり、０．１～８重量％の有機物を含む。いわゆる「前記アルミニウム粒子の主要成分がアルミニウム元素である」とは、本発明においては、アルミニウム元素の成分が前記アルミニウム粒子に占める重量％が他の成分が前記アルミニウム粒子に占める重量％よりも大きいことを指す。また、前記アルミニウム粒子を構成するアルミニウムは、酸化された酸化アルミニウムではなく、主として単体のアルミニウムである。前記アルミニウム粒子の大気に接触する外層には、一層の酸化皮膜が形成される場合があり、前記酸化皮膜の成分は、主に酸化アルミニウムである。前記酸化皮膜は、アルミニウム粒子を緻密かつ完全に覆い、前記アルミニウム粒子内部の無機物がさらに酸化されることを防ぎ、前記アルミニウム粒子中のアルミニウムは、酸化された酸化アルミニウムではなく主に単体アルミニウムとなり、前期アルミニウム粒子の脱酸効果の低下を回避する。前記アルミニウム粒子は、前記リサイクルアルミニウム材料を溶融して製造するのではなく、表面および内部界面のみに酸化した無機物を有することで、本アルミニウム粒子の脱酸効果を更に優れたものとさせる。

【0035】

さらに、前記アルミニウム粒子は、０．１～２重量％のケイ素、０～２重量％の銅、０．１～３０重量％のマグネシウム、０．１～１０重量％のマンガン、および０～１０重量％の亜鉛元素も含み、且つ前記有機物はアルカン、脂質、樹脂またはポリエステルを含む。一実施形態では、前記有機物は、主に切削液を含み、別の実施形態では、前記有機物は、主にアルミ缶の内面コーティング材を含む。これらの有機物は、本発明の有機物含有アルミニウム合金脱酸材の製造工程を経た後、前記アルミニウム粒子中に分布しており、製鋼炉の温度は、高分子有機物の分解温度よりもはるかに高いため、環境の汚染又は有毒な有機物を完全に分解させ、廃棄物の問題を減少させ、有害な有機物の生成を低減させる。

【0036】

本発明の有機含有アルミニウム合金脱酸材の脱酸効果を最適化するために、前記アルミニウムパッケージ又は前記鋳造パッケージに投入する金属元素を調整することにより、本発明の有機含有アルミニウム合金脱酸材の前記アルミニウム粒子に特定の金属元素の割合を達成させることができる。例えば、前記アルミニウム粒子中のマグネシウム元素の割合を増やして脱酸能力を高めたり、前記アルミニウム粒子中の銅元素の割合を増やしてアルミニウム粒子の密度を高めたりすることで、脱酸材が溶鋼表面に浮遊し、脱酸能力に影響を与える状況を改善することができる。一実施形態では、前記アルミニウム粒子は、０．１～２重量％のケイ素、０．１～２重量％のマグネシウム、および０．１～２重量％のマンガン元素を含む。別の実施形態では、前記アルミニウム粒子は、０．１～２重量％のケイ素、０．１～１０重量％のマグネシウム、および０．１～２重量％のマンガン元素を含む。別の実施形態では、前記アルミニウム粒子は、０．１～２重量％のケイ素、１～２重量％の銅、０．１～１重量％のマグネシウム、０．１～１重量％のマンガン、および０．１～１０重量％の亜鉛元素を含む。さらに別の実施形態では、前記アルミニウム粒子は、０．１～１０重量％のケイ素、０．１～１０重量％のマグネシウム、０．１～２重量％のマンガン、および０．１～１０重量％の亜鉛元素を含む。

【0037】

ここで、図２及び図３に示すように、本発明の有機物含有アルミニウム合金脱酸材１０は、脱酸効果をより効率よく発揮させるために、各前記アルミニウム粒子２０の形状は、球形、水滴形、または多角形である。さらに、前記有機含有アルミニウム合金脱酸材のより良い脱酸効果を高めるために、熱間押出および切断によって前記アルミニウム粒子２０に１つ以上凹面または中空孔３０を含めることができ、前記アルミニウム粒子２０の表面積を大幅に増加させることができる。熱間押出された低気孔率の脱酸材は、前記アルミニウム粒子２０の浮力を減少させ、アルミニウム粒子２０が溶鋼の表面にのみ浮遊する状況を改善し、脱酸効果を高めることができる。

【0038】

本発明の有機物含有アルミニウム合金脱酸材は、低コストで効率的かつ環境に優しい低炭素排出脱酸材として鉄鋼業界に提供でき、一実施形態では、前記有機物含有アルミニウム合金脱酸材は、溶鋼用の優れた脱酸材として使用できる。製鋼炉の温度は１０００℃をはるかに超えており、前記アルミニウム粒子には残留する複数種の有機物が含まれているため、前記有機物含有アルミニウム合金脱酸材に含まれる各種有機物は、この温度で完全に分解され、ダイオキシンなどの有機汚染物質の排出を避けることができ、溶鋼の脱酸を効果的に促進し、本発明の有機物含有アルミニウム合金脱酸材を、従来のリサイクル処理が困難であったアルミニウム廃材をリサイクルさせると同時に、低エネルギー消費で、低金属消費で、高付加価値の有機物含有アルミニウム合金脱酸材に変換し、有害有機物による環境汚染を回避する。

【0039】

上記の説明から、本発明は以下の効果を達成することが分かる。
１．本発明の有機物含有アルミニウム合金脱酸材の製造は、加熱してアルミニウム廃材を溶解する必要がないため、多くのエネルギーを節約でき、アルミニウム廃材を溶解する時に有毒な煙、粉塵およびスラグを発生させることがない。
２．本発明の有機物含有アルミニウム合金脱酸材の製造方法は、加熱してアルミニウム廃材を溶解する必要がないため、プロセスにおけるアルミニウムの酸化による生成率の低下を回避できる。従来技術のアルミニウム廃材リサイクルでは、新たな廃材の生成量が高く、最終的にリサイクルされる金属の割合は５２％を超えないが、本発明のリサイクル材料の利用率は約９６％であり、リサイクル可能なアルミニウムを大幅に増加させる。
３．本発明の有機物含有アルミニウム合金脱酸材は、製鋼時の高温を利用してリサイクルアルミニウムに付着した有機物を完全に分解し、ダイオキシンの発生を減少し、鉄鋼プロセスにより、脱酸剤のコストと原材料の消費量を低減する。
４．本発明の有機物含有アルミニウム合金脱酸材の製造は、リサイクルアルミニウム材料に有機物を含むことによってプロセス中に有機汚染物質を生成することがなく、前記リサイクルアルミニウム材料の前処理プロセスを簡易化、更には省くことができ、時間、資源およびコストを節約し、環境保護に有利である。
５．本発明のアルミニウム合金脱酸材の製造方法の製造方法は、従来技術のようにアルミニウムブロックを接着剤で固定する必要がないため、コストを削減でき、接着剤による環境汚染や資源の浪費を回避できる。
６．本発明の有機物含有アルミニウム合金脱酸材の製造方法は、先ず前記リサイクルアルミニウム材料をアルミニウムストリップに形成し、複数のアルミニウム粒子に切断することで、前記アルミニウム合金脱酸材の大気と接触する表面積を減少し、酸化アルミニウムの生成を減少し、脱酸材の脱酸効果を向上させる。
７．本発明の有機物含有アルミニウム合金脱酸材の形状は、凹面および中空孔３０の形状を含むことで、前記アルミニウム合金脱酸材の付録を低減し、前記アルミニウム粒子を製鋼溶湯の底部に沈め易くさせ、接触表面積を増加させることができ、脱酸効果を大幅に向上させる。
８．本発明の有機物含有アルミニウム合金脱酸材は、他の元素をさらに添加し、合金成分を調整することで前記アルミニウム粒子の酸化還元能力と比重を制御し、脱酸材の脱酸効果を向上させることができる。
９．本発明の有機物含有アルミニウム合金脱酸材は、アルミニウム合金の切削加工で発生するアルミニウム屑や使用済みのアルミ缶など、従来技術では処理が困難なアルミニウム廃材をリサイクル処理することができ、これらのアルミニウム屑が大きな表面積及び体積比を有し、酸化し易く、経常的に潤滑剤、切削液又は飲料残渣及び塗料層との混合によって従来技術で再溶解及びリサイクル処理が困難である問題を解決する。

【0040】

上記の説明及び詳述に基づき、当業者は、上記の実施方式に変更及び修正を加えることもできることに留意されたい。従って、本開示は、上で開示及び説明した具体的実施例に限定するものではなく、本開示に対するいくつかの均等の修正及び変更も、本開示の特許請求の範囲の保護範囲内にあるべきである。また、本明細書では一連の特定の用語を使用しているが、これらの用語は説明の便宜のためのみであり、本発明を限定するものではない。

【符号の説明】

【0041】

Ｓ１０ ステップ
Ｓ２０ ステップ
Ｓ３０ ステップ
Ｓ４０ ステップ
Ｓ５０ ステップ
１０ 有機物含有アルミニウム合金脱酸材
２０ アルミニウム粒子
３０ 中空孔

【図1】

【図2】

【図3】