特表2023-538845ハイス加工工程の廃棄物からハイス母合金を製造するリサイクル方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-09-12
(54)【発明の名称】ハイス加工工程の廃棄物からハイス母合金を製造するリサイクル方法
(51)【国際特許分類】
C22B 7/00 20060101AFI20230905BHJP
C22B 23/02 20060101ALI20230905BHJP
C22B 34/34 20060101ALI20230905BHJP
C22B 34/36 20060101ALI20230905BHJP
C22C 35/00 20060101ALI20230905BHJP
C22C 38/00 20060101ALI20230905BHJP
C22C 38/30 20060101ALI20230905BHJP
【ＦＩ】
C22B7/00 F
C22B23/02
C22B34/34
C22B34/36
C22C35/00
C22C38/00 302E
C22C38/30
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023509368
(86)(22)【出願日】2021-06-03
(85)【翻訳文提出日】2023-02-07
(86)【国際出願番号】 KR2021006909
(87)【国際公開番号】W WO2022119063
(87)【国際公開日】2022-06-09
(31)【優先権主張番号】10-2020-0167768
(32)【優先日】2020-12-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】523042835
【氏名又は名称】ティーアンドイー インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】Ｔ＆Ｅ ＩＮＣ．
【住所又は居所原語表記】７１１ｈｏ， ３０， Ｎａｍｄｏｎｇ－ｄａｅｒｏ ２１５ｂｅｏｎ－ｇｉｌ Ｎａｍｄｏｎｇ－ｇｕ Ｉｎｃｈｅｏｎ ２１６３３ （ＫＲ）
(74)【代理人】
【識別番号】110003487
【氏名又は名称】弁理士法人東海特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】キム，ベ ギュン
(72)【発明者】
【氏名】カン，キョン シク
【テーマコード（参考）】
4K001
【Ｆターム（参考）】
4K001AA07
4K001AA10
4K001AA17
4K001AA29
4K001BA22
4K001DA05
4K001KA01
4K001KA02
4K001KA06
4K001KA13
(57)【要約】
ＨＳＳ母合金を製造するリサイクル方法は、ＨＳＳ加工工程の廃棄物を前処理する前処理段階、フェロモリブデン、フェロタングステン、及びフェロコバルトの中で少なくとも一つ及び前記前処理されたＨＳＳ加工工程の廃棄物を、１５００～２５００攝氏温度（℃）で１次溶融して１次溶融物を形成する１次溶融段階、及び前記１次溶融物をインゴット（ｉｎｇｏｔ）鋳造してＨＳＳ母合金を製造する製造段階を含み、前記前処理段階は、前記ＨＳＳ加工工程の廃棄物を組成によって分離する分離段階、及びＫ２Ｏ、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、及びＦｅ２Ｏ３のうち少なくとも一つを含む酸化物と、前記分離したＨＳＳ加工工程の廃棄物とを混合して混合物を形成し、前記混合物の融点は、８００～１７００℃である混合段階を含む。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ハイス（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｓｔｅｅｌ：ＨＳＳ）加工工程の廃棄物を前処理する前処理段階；フェロモリブデン、フェロタングステン、及びフェロコバルトの中で少なくとも一つ及び前記前処理されたＨＳＳ加工工程の廃棄物を、１５００～２５００攝氏温度（℃）で１次溶融して１次溶融物を形成する１次溶融段階；及び
前記１次溶融物をインゴット（ｉｎｇｏｔ）鋳造してＨＳＳ母合金を製造する製造段階；を含み、
前記前処理段階は、
前記ＨＳＳ加工工程の廃棄物を組成によって分離する分離段階；及び
Ｋ２Ｏ、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、及びＦｅ２Ｏ３のうち少なくとも一つを含む酸化物と、前記分離したＨＳＳ加工工程の廃棄物とを混合して混合物を形成し、前記混合物の融点は、８００～１７００℃である混合段階；を含む、ＨＳＳ加工工程の廃棄物からＨＳＳ母合金を製造するリサイクル方法。
【請求項2】
前記製造段階で製造されたＨＳＳ母合金は（１）５～１０重量％のＷ、３～６重量％のＣｒ、１～６重量％のＶ、及び６～１１重量％のＭｏ；（２）５～１０重量％のＷ、３～６重量％のＣｒ、１～６重量％のＶ、６～１１重量％のＭｏ、及び４～１２重量％のＣｏ；（３）５～１２重量％のＭｏ、３～６重量％のＣｒ、１～６重量％のＶ、及び６～１１重量％のＷ；及び（４）５～１２重量％のＭｏ、３～６重量％のＣｒ、１～６重量％のＶ、６～１１重量％のＷ、及び４～１２重量％のＣｏの中でいずれか一つの組成を有する、請求項１に記載のＨＳＳ加工工程の廃棄物からＨＳＳ母合金を製造するリサイクル方法。
【請求項3】
前記前処理段階で、前記ＨＳＳ加工工程の廃棄物は、ＨＳＳ工程汚泥、ＨＳＳ旋削屑、及びＨＳＳ屑の中で少なくとも一つを含む、請求項１に記載のＨＳＳ加工工程の廃棄物からＨＳＳ母合金を製造するリサイクル方法。
【請求項4】
前記前処理段階で、前記ＨＳＳ加工工程の廃棄物は、
２～１０重量％のＷ、１～５重量％のＣｒ、０．５～２重量％のＶ、１～１０重量％のＭｏ、及び１～１０重量％のＣｏを含む、請求項１に記載のＨＳＳ加工工程の廃棄物からＨＳＳ母合金を製造するリサイクル方法。
【請求項5】
前記混合段階で、前記混合物は、Ｋ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３、及びＳｉＯ２を含み、
前記混合物に含まれるＫ２Ｏ：Ａｌ２Ｏ３：ＳｉＯ２のモル数比は、１：１：２～１：１：６である、請求項１に記載のＨＳＳ加工工程の廃棄物からＨＳＳ母合金を製造するリサイクル方法。
【請求項6】
前記前処理段階は、前記ＨＳＳ加工工程の廃棄物を比重選別して、前記ＨＳＳ加工工程の廃棄物からＦｅよりも軽い物質を分離する比重選別段階をさらに含む、請求項１に記載のＨＳＳ加工工程の廃棄物からＨＳＳ母合金を製造するリサイクル方法。
【請求項7】
前記比重選別段階は、前記ＨＳＳ加工工程の廃棄物の水分を８０～１００℃で乾燥し、前記乾燥したＨＳＳ加工工程の廃棄物の油分をアルカリ及びアルコールの中で少なくとも一つで洗浄して乾燥する乾式比重選別段階；及び
前記油分洗浄後に乾燥したＨＳＳ加工工程の廃棄物を水と混合し、揺動テーブルで比重選別を行う湿式比重選別段階；を含む、請求項６に記載のＨＳＳ加工工程の廃棄物からＨＳＳ母合金を製造するリサイクル方法。
【請求項8】
前記１次溶融段階で、前記フェロモリブデンが添加されるとき、前記フェロモリブデンの重量は、前処理されたＨＳＳ加工工程の廃棄物の重量を基準に０．１～１０％であり、
前記フェロタングステンが添加されるとき、前記フェロタングステンの重量は、前記前処理されたＨＳＳ加工工程の廃棄物の重量を基準に０．１～１０％であり、
前記フェロコバルトが添加されるとき、前記フェロコバルトの重量は、前記前処理されたＨＳＳ加工工程の廃棄物の重量を基準に０．１～１０％である、請求項１に記載のＨＳＳ加工工程の廃棄物からＨＳＳ母合金を製造するリサイクル方法。
【請求項9】
前記１次溶融段階で、前記前処理されたＨＳＳ加工工程の廃棄物の重量を基準として１～２％重量を有するフェロタングステン、４～５％重量を有するフェロモリブデン、及び０．５～１％重量を有するフェロコバルトを添加する、請求項１に記載のＨＳＳ加工工程の廃棄物からＨＳＳ母合金を製造するリサイクル方法。
【請求項10】
前記ＨＳＳ加工工程の廃棄物は、ＨＳＳ工程汚泥、ＨＳＳ旋削屑、及びＨＳＳ屑を含み、前記混合段階において、前記酸化物及び前記ＨＳＳ汚泥を混合し、
前記１次溶融段階は、
溶融炉に前記ＨＳＳ屑の一部、前記混合物の一部、前記ＨＳＳ旋削屑の一部、前記混合物の残量、前記ＨＳＳ旋削屑の残量、及び前記ＨＳＳ屑の残量を順次に装入して、前記１次溶融を行う、請求項１に記載のＨＳＳ加工工程の廃棄物からＨＳＳ母合金を製造するリサイクル方法。
【請求項11】
前記１次溶融段階は、真空雰囲気または不活性ガス雰囲気下で行われる、請求項１に記載のＨＳＳ加工工程の廃棄物からＨＳＳ母合金を製造するリサイクル方法。
【請求項12】
前記ＨＳＳ加工工程の廃棄物を粉末形態で作り、ふるいをかけることで粒度に基づいて初期不純物を取り除く初期不純物除去段階をさらに含む、請求項１に記載のＨＳＳ加工工程の廃棄物からＨＳＳ母合金を製造するリサイクル方法。
【請求項13】
前記１次溶融物を保温炉に移動して、脱ガス及び不純物を精製する精製段階をさらに含む、請求項１に記載のＨＳＳ加工工程の廃棄物からＨＳＳ母合金を製造するリサイクル方法。
【請求項14】
フェロモリブデン、フェロタングステン、フェロコバルト、フェロクロム、及びフェロバナジウムの中で少なくとも一つと、インゴット鋳造した溶融物とを１０００～１３００℃で２次溶融して２次溶融物を形成する２次溶融段階をさらに含む、請求項１に記載のＨＳＳ加工工程の廃棄物からＨＳＳ母合金を製造するリサイクル方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ハイス加工工程の廃棄物のリサイクル方法に関し、より詳しくは、ハイス加工工程の廃棄物を再利用してハイス母合金を製造する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ハイス（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｓｔｅｅｌ：ＨＳＳ）とは、金属材料を高速度で切削する工具に使用される、耐熱性を有する特殊鋼を言う。ＨＳＳは、工具、金型材料として用いられ、自動車、船舶、鉄鋼、機械、航空などの部品材料として産業の全般に用いられる特殊鋼素材である。
【0003】
ＨＳＳを生産する際に、廃棄物が発生するようになるが、ＨＳＳ工程の廃棄物は、ＨＳＳ素材の切削工程と寸法合わせ、及び表面研磨工程で発生する廃棄物であって、切削油と研磨材とが混合されており、切削工程の旋削屑（Ｔｕｒｎｉｎｇ ｓｃｒａｐ）および研磨工程の汚泥（ｓｌｕｄｇｅ）が含まれる。
【0004】
ＨＳＳ工程の廃棄物は、１００トン／月、１，２００トン／年以上発生すると知られており、工具以外の他の品目を勘案すると、その量は、数十、数百倍に至る。ＨＳＳ加工工程で発生する旋削粉、研磨粉などは、大部分埋め立てられるか、古鉄に混ぜられて精練所の不純物となっており、ＨＳＳ工程の廃棄物の中で研磨工程の汚泥は、一般廃棄物又は指定廃棄物として埋め立てられている。
【0005】
それゆえ、このようなＨＳＳ工程の廃棄物をリサイクルし得る方法が求められている実情である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明が解決しようとする課題は、ＨＳＳ工程の廃棄物を、ＨＳＳを作る工程に投入して廃棄物を資源化することができるＨＳＳ加工工程の廃棄物のリサイクル方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の目的は、ＨＳＳ加工工程の廃棄物を前処理する前処理段階、フェロモリブデン、フェロタングステン、及びフェロコバルトの中で少なくとも一つ及び前記前処理されたＨＳＳ加工工程の廃棄物を、１５００～２５００攝氏温度（℃）で１次溶融して１次溶融物を形成する１次溶融段階、及び前記１次溶融物をインゴット（ｉｎｇｏｔ）鋳造してＨＳＳ母合金を製造する製造段階を含み、前記前処理段階は、前記ＨＳＳ加工工程の廃棄物を組成によって分離する分離段階、及びＫ２Ｏ、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、及びＦｅ２Ｏ３のうち少なくとも一つを含む酸化物と、前記分離したＨＳＳ加工工程の廃棄物とを混合して混合物を形成し、前記混合物の融点は、８００～１７００℃である混合段階を含むＨＳＳ加工工程の廃棄物のリサイクル方法によって達成されることができる。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、ＨＳＳ工程の廃棄物を、ＨＳＳを作る工程に投入して廃棄物を資源化することができるＨＳＳ加工工程の廃棄物のリサイクル方法を提供することができる。
【0009】
本発明によれば、ＨＳＳ工程の廃棄物をＨＳＳ母合金として再利用し、再利用されたＨＳＳ母合金の組成を一定に制御することで、別途の不純物の制御が不要なＨＳＳ加工工程の廃棄物のリサイクル方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【0011】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
以上のような本発明の目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付された図面に係わる以下の望ましい実施形態によって容易に理解できろう。しかしながら、本発明は、ここで説明される実施の形態に限定されなく、他の形態で具体化されてもよい。むしろ、ここで紹介される実施の形態は、開示の内容が徹底的でかつ完全になるように、そして通常の技術者に本発明の思想を十分に伝達させるために提供されることである。
【0014】
各図面を説明するにおいて、類似した構成要素には類似した符号を付した。添付の図面において、構造物の寸法は、本発明の明確性のために、実物よりも拡大して示した。第１、第２などの用語は、多様な構成要素を説明するのに使用され得るが、これらの前記構成要素は、前記用語によって限定されてはならない。前記用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみで使われる。例えば、本発明の権利範囲を逸脱しない限度内で第１構成要素は第２構成要素と命名されることができ、同様に、第２構成要素も第１構成要素と命名されることができる。単数の表現は、文脈上明白に異なる意味で用いられている場合を除き、複数の表現を含む。
【0015】
本出願において、「含む」または「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせが存在することを指定するためのものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部分品またはこれらの組み合わせなどの存在または付加可能性をあらかじめ排除しないものと理解されなければならない。
【0016】
さらに、別途明示されない限り、本明細書で使われた成分、反応条件、材料の量を表現するすべての数字、値及び／または表現は、これらの数字が、本質的に異なるものからこれらの値を得るのに発生する測定の種々の不確実性が反映された近似値であるので、すべての場合「略」という用語によって修飾されるものと理解されなければならない。なお、本記載において数値範囲が開示される場合、このような範囲は連続的であり、かつ、別途指摘がない限りかかる範囲の最小値から最大値が含まれる、前記最大値までのすべての値を含む。さらに、このような範囲が整数を指称する場合、別途指摘がない限り、最小値から最大値が含まれる、前記最大値までを含むすべての整数が含まれる。
【0017】
本明細書において、範囲が変数について記載されている場合、前記変数は、前記範囲に記載の終了点を含む、記載された範囲内のすべての値を含むものと理解できるはずである。例えば、「５～１０」の範囲は５、６、７、８、９、及び１０の値だけではなく、６～１０、７～１０、６～９、７～９などの任意の下位範囲を含み、５．５、６．５、７．５、５．５～８．５及び６．５～９などのような、記載範囲の範疇内の妥当な整数の間の任意の値も含まれるものと理解されてほしい。また、例えば、「１０％～３０％」の範囲は、１０％、１１％、１２％、１３％などの値と３０％までを含むすべての整数のみならず、１０％～１５％、１２％～１８％、２０％～３０％などの任意の下位範囲を含み、１０．５％、１５．５％、２５．５％などのように記載範囲の範疇内の妥当な整数の間の任意の値も含むものと理解されることができる。
【0018】
別の定義がなければ、本明細書で使用されるすべての用語（技術及び科学的用語を含む）は、本発明の属する技術分野における通常の技術者に共通に理解できる意味で使われることができる。尚、一般に使われる辞書上に定義されている用語は、明白に特別に定義されていない限り、理想的または過度に解釈されない。
【0019】
以下では、本発明の一実施の形態によるハイス（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｓｔｅｅｌ：ＨＳＳ）加工工程の廃棄物のリサイクル方法について、図面を参照して説明する。
【0020】
図１は、本発明の一実施の形態によるＨＳＳ加工工程の廃棄物のリサイクル方法を概略的に示したフローチャートである。図２は、本発明の一実施の形態によるＨＳＳ加工工程の廃棄物のリサイクル方法に含まれる前処理段階を概略的に示したフローチャートである。
【0021】
図１及び図２を参照すると、本発明の一実施の形態によるＨＳＳ加工工程の廃棄物のリサイクル方法は、ＨＳＳ加工工程の廃棄物を前処理する前処理段階（Ｓ１００）、フェロモリブデン、フェロタングステン、及びフェロコバルトの中で少なくとも一つ及び前処理されたＨＳＳ加工工程の廃棄物を１５００～２５００攝氏温度（℃）で１次溶融して１次溶融物を形成する１次溶融段階（Ｓ２００）、及び１次溶融物をインゴット（ｉｎｇｏｔ）鋳造してＨＳＳ母合金を製造する製造段階（Ｓ３００）を含む。
【0022】
ＨＳＳ加工工程の廃棄物を前処理する（Ｓ１００）。前処理段階（Ｓ１００）において、ＨＳＳ加工工程の廃棄物は、ＨＳＳ工程汚泥、ＨＳＳ旋削屑、及びＨＳＳ屑（Ｓｃｒａｐ）の中で少なくとも一つを含むことができる。本明細書において、「ＨＳＳ工程汚泥」、または「ＨＳＳ研磨粉」は、ＨＳＳ加工工程中に研磨工程（寸法合わせ工程）で発生する研磨粉を意味するものであってもよい。「ＨＳＳ工程汚泥」は、ＨＳＳスラッジを意味するものであることができる。
【0023】
本明細書で、「ＨＳＳ旋削屑」は、ＨＳＳ加工工程の中で、各種切削加工工程（ミル、ドリル、ターニングなど）で発生するチップ、屑、金属帯などのスクラップを意味することがある。
【0024】
本明細書における、「ＨＳＳ屑」は、工程に使用して廃棄されるＨＳＳ工具、金型、部品及びＨＳＳ加工工程中に発生するかけらを意味することができる。
【0025】
ＨＳＳ工程汚泥、ＨＳＳ旋削屑、及びＨＳＳ屑の組成は、例えば下記表１に示したものと同様である
【0026】
【表1】
【0027】
前処理段階（Ｓ１００）において、ＨＳＳ加工工程の廃棄物は、例えば、２～１０重量％のＷ、１～５重量％のＣｒ、０．５～２重量％のＶ、１～１０重量％のＭｏ、及び１～１０重量％のＣｏを含むことができる。前処理段階（Ｓ１００）は、分離段階（Ｓ１１０）及び混合段階（Ｓ１２０）を含むことができる。
【0028】
ＨＳＳ加工工程の廃棄物を組成によって分離する（Ｓ１１０）。例えば、ＨＳＳ加工工程の廃棄物を、タングステン、モリブデン、コバルトなどの含量によって分離し得る。
【0029】
Ｋ２Ｏ、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、及びＦｅ２Ｏ３のうちの少なくとも一つを含む酸化物及び分離したＨＳＳ加工工程の廃棄物を混合して混合物を形成する（Ｓ１２０）。混合段階（Ｓ１２０）で、酸化物を混合して、ＨＳＳ加工工程の廃棄物に含まれた酸化物をスラグとして分離することができる。
【0030】
混合物の融点は、８００～１７００℃であることができる。例えば、Ｋ２Ｏ、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、及びＦｅ２Ｏ３のうちの少なくとも一つを含む酸化物及びＨＳＳ加工工程の廃棄物に含まれた酸化物の混合物の融点は、８００～１７００℃であってもよい。
【0031】
混合段階（Ｓ１２０）において、混合物は、Ｋ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３、及びＳｉＯ２を含むことができる。混合段階（Ｓ１２０）において、混合物に含まれるＫ２Ｏ：Ａｌ２Ｏ３：ＳｉＯ２のモル数比は、１：１：２～１：１：６であることができる。前記範囲を外れると、ＨＳＳ母合金として使用可能な製品を製造しにくいことがある。
【0032】
混合段階（Ｓ１２０）は、例えば、乾式比重選別及び湿式比重選別の中で少なくとも一つを行うことでＨＳＳ加工工程の廃棄物に含まれた酸化物の含量を低くした後に行われてもよい。
【0033】
前処理段階（Ｓ１００）は、比重選別段階をさらに含むことができる。比重選別段階で、ＨＳＳ加工工程の廃棄物を比重選別して、ＨＳＳ加工工程の廃棄物からＦｅよりも軽い物質を比重選別する。
【0034】
比重選別段階は、乾式比重選別段階及び湿式比重選別段階を含むことができる。乾式比重選別段階でＨＳＳ加工工程の廃棄物の水分を８０～１００℃で乾燥し、乾燥したＨＳＳ加工工程の廃棄物の油分をアルカリ及びアルコールの中で少なくとも一つで洗浄して乾燥することができる。例えば、前記温度範囲を外れると、ＨＳＳ加工工程の廃棄物の水分が十分に除去されないか、乾燥時の過度なエネルギー消費で経済的利得がない。
【0035】
乾燥比重選別段階では、乾燥したＨＳＳ加工工程の廃棄物を、空気分離（Ａｉｒ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）装置を通じて比重によって分離することができ、必要によって、数回繰り返しまたは幾つかの空気分離装置によって行われることができる。乾燥比重選別段階は、例えば、選別効率を高めるために、ふるいをかけて粒度別に選別することもできる。
【0036】
湿式比重選別段階で、油分洗浄後に乾燥したＨＳＳ加工工程の廃棄物を水と混合し、揺動テーブルで比重選別を行うことができる。湿式比重選別段階では、ＨＳＳ加工工程の廃棄物を必要によって数回繰り返しまたは複数段の揺動テーブルを設置して選別することができる。選別後、水分含量は全体重量を基準に１０％以下に乾燥することができる。湿式比重選別段階は、例えば、選別効率を向上させるために、ふるいをかけて粒度別に選別することもできる。
【0037】
フェロモリブデン、フェロタングステン、及びフェロコバルトの中で少なくとも一つ及び前処理されたＨＳＳ加工工程の廃棄物を、１５００～２５００℃で１次溶融して１次溶融物を形成する１次溶融する（Ｓ２００）。前記範囲未満であれば、溶融が十分ではないこともあり得、前記範囲を超えると、溶融が過度になってＨＳＳ母合金として使用可能な製品を製造しにくく、高温に耐えられる特殊炉の製作が必要であるなど、経済的利得がない。
【0038】
１次溶融段階（Ｓ２００）は、例えば、溶融炉で１～８時間の間行われることができる。前記範囲未満であれば、溶融が十分ではないことができ、前記範囲を超えると、溶融が過度になってＨＳＳ母合金として使用可能な製品を製造しにくいことがある。
【0039】
１次溶融段階（Ｓ２００）で、溶融は、真空雰囲気または不活性ガス雰囲気下で行うことができる。
【0040】
１次溶融段階（Ｓ２００）では、所望するＨＳＳ母合金の組成を得るために、フェロモリブデン、フェロタングステン、及びフェロコバルトの中で少なくとも一つを添加することができる。
【0041】
１次溶融段階（Ｓ２００）において、脱ガス及び炭素含量を低くするために、高圧酸素を溶融物に吹き込むことができる。
【0042】
１次溶融段階（Ｓ２００）で、スラグ組成物または混合物を形成するとき、添加された酸化物、脱酸剤、及びフラックスの中で少なくとも一つをさらに添加することができる。
【0043】
１次溶融段階（Ｓ２００）において、ＨＳＳ旋削屑、ＨＳＳ屑、及びＨＳＳ工程汚泥の中から少なくとも一つをさらに添加することができる。
【0044】
１次溶融段階（Ｓ２００）で、フェロモリブデンが添加されるとき、前記フェロモリブデンの重量は、前処理されたＨＳＳ加工工程の廃棄物の重量を基準に０．１～１０％であることができる。１次溶融段階（Ｓ２００）において、フェロタングステンが添加されるとき、フェロタングステンの重量は、前記前処理されたＨＳＳ加工工程の廃棄物の重量を基準に０．１～１０％であることができる。１次溶融段階（Ｓ２００）で、フェロコバルトが添加されるとき、フェロコバルトの重量は、前記前処理されたＨＳＳ加工工程の廃棄物の重量を基準に０．１～１０％であることができる。
【0045】
１次溶融段階（Ｓ２００）で、前処理されたＨＳＳ加工工程の廃棄物の重量を基準として１～２％重量を有するフェロタングステン、４～５％重量を有するフェロモリブデン、及び０．５～１％重量を有するフェロコバルトを添加することができる。前記範囲のフェロタングステン、フェロモリブデン、及びフェロコバルトを添加してリサイクル可能なＨＳＳ母合金を製造することができる。
【0046】
一実施の形態として、本発明の一実施の形態によるＨＳＳ加工工程の廃棄物のリサイクル方法において、ＨＳＳ加工工程の廃棄物が、ＨＳＳ工程汚泥、ＨＳＳ旋削屑、及びＨＳＳ屑を含む場合、混合段階（Ｓ１２０）において、酸化物及びＨＳＳ汚泥を混合することができる。この時、酸化物は、Ｋ２Ｏ、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、及びＦｅ２Ｏ３のうち少なくとも一つを含むことができる。混合段階（Ｓ１２０）で、ＨＳＳ旋削屑、及びＨＳＳ屑は、混合されないこともある。１次溶融段階（Ｓ２００）で、溶融炉に前記ＨＳＳ屑の一部、前記混合物の一部、前記ＨＳＳ旋削屑の一部、前記混合物の残量、前記ＨＳＳ旋削屑の残量、及び前記ＨＳＳ屑の残量を順次に装入することができる。溶融炉を１５００～１７００℃の温度範囲で溶融し、一定時間が経過した後、フェロモリブデン、フェロタングステン、及びフェロコバルトを添加し、前記温度範囲を一定時間維持することができる。
【0047】
１次溶融物をインゴット鋳造してＨＳＳ母合金を製造する（Ｓ３００）。例えば、１次溶融物をプレス成形してインゴット鋳造する。
【0048】
製造段階（Ｓ３００）で製造されたＨＳＳ母合金は、（１）５～１０重量％のＷ、３～６重量％のＣｒ、１～６重量％のＶ、及び６～１１重量％のＭｏ；（２）５～１０重量％のＷ、３～６重量％のＣｒ、１～６重量％のＶ、６～１１重量％のＭｏ、及び４～１２重量％のＣｏ；（３）５～１２重量％のＭｏ、３～６重量％のＣｒ、１～６重量％のＶ、及び６～１１重量％のＷ；及び（４）５～１２重量％のＭｏ、３～６重量％のＣｒ、１～６重量％のＶ、６～１１重量％のＷ、及び４～１２重量％のＣｏの中でいずれか一つの組成を有するものであることができる。前記（１）～（４）の組成において、それ以外の組成は、Ｆｅ、Ｃ、Ｏ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｃｌ、Ｍｎ、及びＮｉの中で少なくとも一つを含むことができる。
【0049】
本発明の一実施の形態によるＨＳＳ加工工程の廃棄物のリサイクル方法は、前記範囲の組成を有し、ＨＳＳ母合金として使用可能な製品を製造することができる。
【0050】
本発明の一実施の形態によるＨＳＳ加工工程の廃棄物のリサイクル方法は、ＨＳＳ加工工程の廃棄物を粉末形態で作り、ふるいをかけることで粒度に基づいて初期不純物を取り除く初期不純物除去段階をさらに含むことができる。
【0051】
本発明の一実施の形態によるＨＳＳ加工工程の廃棄物のリサイクル方法は、１次溶融物を保温炉に移動して、脱ガス及び不純物を精製する精製段階をさらに含むことができる。精製段階は、例えば熱分解及び電気分解の中で少なくとも一つによって行われることができる。
【0052】
本発明の一実施の形態によるＨＳＳ加工工程の廃棄物のリサイクル方法は、フェロモリブデン、フェロタングステン、フェロコバルト、フェロクロム、及びフェロバナジウムの中で少なくとも一つと、インゴット鋳造した溶融物とを１０００～１３００℃で２次溶融して２次溶融物を形成する２次溶融段階をさらに含むことができる。前記範囲未満であれば、溶融が十分ではないことがあり得、前記範囲を超えると、多大なエネルギー消費で経済的利得がない。
【0053】
２次溶融段階は、真空雰囲気または不活性ガス雰囲気下で施すことができる。
【0054】
２次溶融段階は、例えば、溶融炉で１～８時間の間行われることができる。前記範囲未満であれば、溶融が十分ではないことがあり、前記範囲を超えると、多大なエネルギー消費で経済的利得がない。
【0055】
２次溶融段階では所望するＨＳＳ母合金の組成を得るために、フェロモリブデン、フェロタングステン、フェロコバルト、フェロクロム、及びフェロバナジウムの中で少なくとも一つを添加することができる。
【0056】
２次溶融段階で、脱ガス及び炭素含量を低減するために、高圧酸素を溶融物に吹き込むことができる。
【0057】
２次溶融段階で、スラグ組成物又は混合物を形成する時に添加された酸化物、脱酸剤、及びフラックスの中で少なくとも一つをさらに添加することができる。
【0058】
２次溶融段階において、ＨＳＳ旋削屑、ＨＳＳ屑、及びＨＳＳ工程汚泥中から少なくとも一つをさらに添加することができる。
【0059】
本発明の一実施の形態によるＨＳＳ加工工程の廃棄物のリサイクル方法は、２次溶融物を保温炉に移動して脱ガス及び不純物を精製する精製段階をさらに含むことができる。精製段階は、例えば熱分解及び電気分解の中で少なくとも一つによって行われることができる。
【0060】
以下、具体的な実施例によって本発明をより具体的に説明する、下記実施例は、本発明の理解を助けるための例示に過ぎなく、本発明の範囲がこれらに限定されるもではない。
【実施例】
【0061】
ＨＳＳ加工工程の廃棄物として、ＨＳＳ屑１ｋｇ、ＨＳＳ旋削屑１ｋｇ、及びＨＳＳ工程汚泥２ｋｇを用意した。ＨＳＳ屑、ＨＳＳ旋削屑、及びＨＳＳ工程汚泥のそれぞれの組成は、前記表１に記載したものと同一であってもよい。
【0062】
２ｋｇのＨＳＳ工程汚泥、２０２．５ｇのＫ２Ｏ、及び４４１．７ｇのＳｉＯ２を混合した混合物内に含まれたＫ２Ｏ：Ａｌ２Ｏ３：ＳｉＯ２のモル比が１：１：４になるようにした。
【0063】
溶融炉として、大気雰囲気下で高周波溶解炉である、グラパイト（ｇｒａｐｈｉｔｅ）炉（ｌ．５Ｌ）を用いた。グラパイト炉に、ＨＳＳ屑（０．５ｋｇ）、混合物（１．３２２ｋｇ）、ＨＳＳ旋削屑（０．５ｋｇ）、混合物（１．３２２ｋｇ）、ＨＳＳ旋削屑（０．５ｋｇ）、及びＨＳＳ屑（０．５ｋｇ）を順に装入した。１７００℃まで昇温（昇温時間３０分）してから１０分経過後、フェロタングステン３５ｇ、フェロモリブデン９５ｇ、及びフェロコバルト１６ｇを添加し、これを２０分間維持した。これを用意した型に注いで冷やした後、スラグを破って振り飛ばして、ＨＳＳ母合金製品２．８５ｋｇを製造した。
【0064】
【0065】
以上、添付された図面を参照して本発明の実施例を説明したが、本発明の属する技術分野における通常の技術者は、本発明がその技術的思想や必須の要旨を変更することなく他の具体的な形態で実施されることができるということを理解できろう。したがって、以上記述した実施例は、あらゆる面で例示的なものであり、限定的なものではないことを理解しなければならない。
【図1】
【図2】
【図3】
【手続補正書】
【提出日】2023-07-26
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ハイス（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｓｔｅｅｌ：ＨＳＳ）加工工程の廃棄物からＨＳＳ母合金を製造するリサイクル方法であって、
ＨＳＳ加工工程の廃棄物を前処理する前処理段階；
前記前処理されたＨＳＳ加工工程の廃棄物を、溶融炉中１５００～１７００摂氏温度（℃）で１次溶融して１次溶融物を形成する１次溶融段階；
前記１次溶融物を保温炉に移動して、前記１次溶融物の脱ガス及び前記１次溶融物の不純物を精製する精製段階；及び
前記精製段階で精製された前記１次溶融物をインゴット（ｉｎｇｏｔ）鋳造してＨＳＳ母合金を製造する製造段階；を含み、
前記前処理段階は、
ＨＳＳ工程汚泥、ＨＳＳ旋削屑、及びＨＳＳ屑を有する前記ＨＳＳ加工工程の廃棄物を分離する分離段階；及び
Ｋ２Ｏ、ＣａＯ、及びＳｉＯ２を含む酸化物と、前記分離したＨＳＳ加工工程の廃棄物とを混合して混合物を形成し、前記混合物の融点は、８００～１７００℃である混合段階；を含み、
前記混合物に含まれるＫ ２ Ｏ：Ａｌ ２ Ｏ ３ ：ＳｉＯ ２ のモル数比は、１：１：２～１：１：６であって、
前記１次溶融段階は、真空雰囲気または不活性ガス雰囲気下で１時間から８時間の間行われ、
前記１次溶融段階は、溶融炉に前記ＨＳＳ屑の一部、前記混合物の一部、前記ＨＳＳ旋削屑の一部、前記混合物の残量、前記ＨＳＳ旋削屑の残量、及び前記ＨＳＳ屑の残量を順次に装入して行われ、
次いで、前記前処理されたＨＳＳ加工工程の廃棄物の重量を基準に１～２重量％のフェロタングステン、４～５重量％のフェロモリブデン、及び０．５～１重量％のフェロコバルトを添加することによって前記溶融炉の温度が維持され、
前記前処理されたＨＳＳ加工工程の廃棄物は、２～１０重量％のＷ、１～５重量％のＣｒ、０．５～２重量％のＶ、１～１０重量％のＭｏ、及び１～１０重量％のＣｏを含み、
前記リサイクル方法は、フェロモリブデン、フェロタングステン、フェロコバルト、フェロクロム、及びフェロバナジウムのうち少なくとも一つと、インゴット鋳造した溶融物とを１０００～１３００℃で２次溶融して２次溶融物を形成する２次溶融段階をさらに含み、
前記リサイクル方法は、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏ、Ｃｒ、及びＶのいずれか一つ又は複数を含有する組成のＨＳＳ母合金を選択的に製造する、ＨＳＳ加工工程の廃棄物からＨＳＳ母合金を製造するリサイクル方法。
【請求項2】
前記製造段階で製造されたＨＳＳ母合金は（１）５～１０重量％のＷ、３～６重量％のＣｒ、１～６重量％のＶ、及び６～１１重量％のＭｏ；（２）５～１０重量％のＷ、３～６重量％のＣｒ、１～６重量％のＶ、６～１１重量％のＭｏ、及び４～１２重量％のＣｏ；（３）５～１２重量％のＭｏ、３～６重量％のＣｒ、１～６重量％のＶ、及び６～１１重量％のＷ；及び（４）５～１２重量％のＭｏ、３～６重量％のＣｒ、１～６重量％のＶ、６～１１重量％のＷ、及び４～１２重量％のＣｏの中でいずれか一つの組成を有し、
Ｆｅ、Ｃ、Ｏ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｃｌ、Ｍｎ、及びＮｉのうち少なくとも一つをさらに含む、請求項１に記載のＨＳＳ加工工程の廃棄物からＨＳＳ母合金を製造するリサイクル方法。
【請求項3】
前記前処理段階は、前記ＨＳＳ加工工程の廃棄物を比重選別し、前記ＨＳＳ加工工程の廃棄物からＦｅよりも軽い物質を分離する比重選別段階をさらに含み、
前記比重選別段階は、
前記ＨＳＳ加工工程の廃棄物の水分を８０～１００℃で乾燥し、前記乾燥したＨＳＳ加工工程の廃棄物の油分をアルカリ及びアルコールのうちの少なくとも一つで洗浄して乾燥する乾式比重選別段階；及び
前記油分洗浄後に乾燥したＨＳＳ加工工程の廃棄物を水と混合し、揺動テーブルで比重選別を行う湿式比重選別段階；を含む、請求項１又は請求項２に記載のＨＳＳ加工工程の廃棄物からＨＳＳ母合金を製造するリサイクル方法。
【国際調査報告】