(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶銑や溶鋼の脱酸に用いられるアルミニウムブリケットを複数の原料を配合して製造するための製造方法であって、
第１原料及び第２原料を混合装置により混合する混合工程と、
前記混合材料を成型装置にて塊状に圧縮成型する成型工程と、を備え、
前記第１原料は、アルミニウムペレット、アルミニウム屑、及び、破砕又は裁断されたアルミニウムスクラップからなる群より選ばれる少なくとも１種からなり、
前記第２原料は、スチールペレット、鉄粒及び鉄粉からなる群より選ばれる少なくとも１種と、２５％〜８０％の中で所定のアルミニウム純度のアルミニウム粒及び１０％〜７０％の中で所定のアルミニウム純度のアルミニウム灰からなる群より選ばれる少なくとも１種と、からなり、
前記混合工程では、所望のアルミニウム純度及び比重を有するアルミニウムブリケットが製造されるように前記第１原料及び前記第２原料が選択されて混合されるアルミニウムブリケットの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のアルミニウムブリケットの製造方法であって、
前記混合工程の前に、
第１ホッパーに前記第１原料を貯蔵するとともに、第２ホッパーに前記第２原料を貯蔵する貯蔵工程と、
前記第１原料及び前記第２原料をそれぞれ前記混合装置に投入する投入工程と、をさらに備えるアルミニウムブリケットの製造方法。
【請求項３】
前記投入工程では、第１搬送コンベヤ及び第２搬送コンベヤにより、前記第１原料及び前記第２原料をそれぞれ前記混合装置に搬送し、
前記第１搬送コンベヤ及び前記第２搬送コンベヤによる搬送速度を制御して前記混合装置に投入する前記第１原料及び前記第２原料の投入量を制御する請求項１に記載のアルミニウムブリケットの製造方法。
【請求項４】
前記アルミニウムスクラップは、使用済のアルミニウム缶である請求項１〜３のいずれかに記載のアルミニウムブリケットの製造方法。
【請求項５】
前記アルミニウム粒は、アルミニウム製品を製造する際のアルミニウム溶解時に発生するものが用いられる請求項１〜４のいずれかに記載のアルミニウムブリケットの製造方法。
【請求項６】
前記混合装置には、コークス及び／又は石灰がさらに投入される請求項１〜５のいずれかに記載のアルミニウムブリケットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鋼炉などにおいて主として脱酸材として用いられる又は各種製鋼法でアルミキルド鋼あるいは溶解温度を上昇させるための昇熱材などとして用いられるアルミニウムブリケット及びその製造方法に関し、特に、従来のアルミニウムブリケットと効果において遜色なくかつ低コストのアルミニウムブリケットを複数の原料を配合して製造するアルミニウムブリケットの製造方法及び当該製造方法により製造されるアルミニウムブリケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば製鋼炉においては、従来から溶銑や溶鋼中に含まれる酸素を除去するためにアルミニウム脱酸材が用いられている。アルミニウム脱酸材には、主に、脱酸塊、ペレット及びブリケットがある。脱酸塊は、リサイクルによって回収されたアルミニウム廃棄物や使用済みのアルムニウム缶（ＵＢＣ）などのアルミニウムスクラップを溶解して製造されており、脱酸塊のアルミニウム純度は９４％以上である。一方で、ペレットは、高いアルミニウム純度を有するＵＢＣのみから製造されているため、アルミニウム純度は９５％程度である。脱酸塊とペレットとでは、ペレットの方が脱酸塊よりも表面単価が１５円〜２０円程度安い。しかし、ペレットは脱酸塊より軽く比重が小さいため、溶鋼中に沈みにくい。そのため、ペレットは脱酸効率が悪く、脱酸効率などの観点から算出される実質原単価では、脱酸塊よりも高くなる傾向がある。よって、鉄鋼メーカーの間では、現状、ペレットよりも脱酸塊の方を脱酸材として多く用いているところが多い。
【０００３】
これに対して、ブリケットは、ペレットの弱点を克服するために、複数のペレットを圧縮成型して固めたものであり（例えば特許文献１を参照）、比重が大きいので良好な脱酸効率を望めるうえ、アルミニウム純度はペレットと同じく９５％程度である。ここで、従来のブリケットは、ペレットを１００％原料としており、ペレットはＵＢＣを１００％原料としているため、ＵＢＣを安価に入手できればメリットはある。しかし、昨今、海外におけるアルミニウムスクラップの需要増大に伴い、アルミニウムスクラップの輸出が増えており、特にＵＢＣは高いアルミニウム純度を有していることもあって、日本国内のＵＢＣの価格が上昇している。ＵＢＣの価格が上がれば、ＵＢＣを原料とするペレットやブリケットの価格も上げなければ製造業者のコスト負担となるが、表面単価の安さがセールスポイントであるペレットの価格を上げるのは難しく、よって、製造業者の採算がかなり圧迫されているのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１１８７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記課題に着目してなされたものであり、従来のアルミニウムブリケットと比べて効果（例えば脱酸効率）において遜色なくかつ低コストのアルミニウムブリケットを複数の原料を配合して製造することができるアルミニウムブリケットの製造方法及び当該製造方法により製造されるアルミニウムブリケットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の前記目的は、溶銑や溶鋼の脱酸に用いられるアルミニウムブリケットを複数の原料を配合して製造するための製造方法であって、第１原料及び第２原料を混合装置により混合する混合工程と、前記混合材料を成型装置にて塊状に圧縮成型する成型工程と、を備え、前記第１原料は、アルミニウムペレット、アルミニウム屑、及び、破砕又は裁断されたアルミニウムスクラップからなる群より選ばれる少なくとも１種からなり、前記第２原料は、スチールペレット、鉄粒及び鉄粉からなる群より選ばれる少なくとも１種と、２５％〜８０％の中で所定のアルミニウム純度のアルミニウム粒及び１０％〜７０％の中で所定のアルミニウム純度のアルミニウム灰からなる群より選ばれる少なくとも１種と、からなり、前記混合工程では、所望のアルミニウム純度及び比重を有するアルミニウムブリケットが製造されるように前記第１原料及び前記第２原料が選択されて混合されるアルミニウムブリケットの製造方法により達成される。
【０００７】
上記構成の製造方法において、前記混合工程の前に、第１ホッパーに前記第１原料を貯蔵するとともに、第２ホッパーに前記第２原料を貯蔵する貯蔵工程と、前記第１原料及び前記第２原料をそれぞれ前記混合装置に投入する投入工程と、をさらに備えることが好ましい。
【０００８】
また、前記投入工程では、第１搬送コンベヤ及び第２搬送コンベヤにより、前記第１原料及び前記第２原料をそれぞれ前記混合装置に搬送し、前記第１搬送コンベヤ及び前記第２搬送コンベヤによる搬送速度を制御して前記混合装置に投入する前記第１原料及び前記第２原料の投入量を制御することが好ましい。
【０００９】
また、前記アルミニウムスクラップは、使用済のアルミニウム缶であることが好ましい。
【００１０】
また、前記アルミニウム粒は、アルミニウム製品を製造する際のアルミニウム溶解時に発生するものが用いられることが好ましい。具体的には、アルミニウム溶解時に発生するアルミニウム灰を篩にかけて選別したものが用いられる。
【００１１】
また、前記混合装置には、コークス及び／又は石灰がさらに投入されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、従来のアルミニウムブリケットと比べて効果（例えば脱酸効率）において遜色なくかつ低コストのアルミニウムブリケットを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るアルミニウムブリケットの製造方法のフロー図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るアルミニウムブリケットの製造方法の概略構成図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係るアルミニウムブリケットの製造方法の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。 図１は、本発明の一実施形態に係るアルミニウムブリケットの製造方法（以下、本製造方法という。）の各工程を示すフロー図であり、図２は、各工程の概略構成を示している。以下、このフロー図などに従い、本発明をさらに詳述する。なお、アルミニウムブリケットは、溶銑や溶鋼中に投入されて溶銑や溶鋼の脱酸に用いられたり、又は各種製鋼法でアルミキルド鋼あるいは溶解温度を上昇させるために用いられたりするものであって、約８０ｇ〜３００ｇの重量を有する塊状のものである。アルミニウムブリケットは、比重が大きいことから、脱酸材として溶銑や溶鋼中に投入されると沈んで、良好な脱酸効果を発揮する。
【００１５】
本製造方法は、第１ホッパー１にアルミニウムブリケットの第１原料として、破砕又は裁断されたアルミニウムスクラップ、アルミニウムペレット、及び、アルミニウム屑からなる群より選ばれる少なくとも１種を貯蔵するとともに、第２ホッパー２にアルミニウムブリケットの第２原料として、スチールペレット、鉄粒、鉄粉、アルミニウム純度が２５％〜８０％のアルミニウム粒、及び、アルミニウム灰からなる群より選ばれる少なくとも１種を貯蔵する貯蔵工程（第１工程）Ｓ１と、第１原料及び第２原料を、それぞれ搬送速度を調整可能なバルトコンベヤなどの搬送コンベヤから混合装置に投入する投入工程（第２工程）Ｓ２と、混合装置に投入された第１原料及び第２原料を混合して混合材料とする混合工程（第３工程）Ｓ３と、混合材料を成型装置にて塊状（ブリケット状）に圧縮成型する成型工程（第４工程）Ｓ４と、を備える。
【００１６】
第１工程Ｓ１において、第１原料となるアルミニウムスクラップは、リサイクルなどにより回収される使用済みのアルミニウム缶を好適に用いることができる。アルミニウム缶は、アルミニウム純度が９５％程度である。アルミニウム缶は、必要に応じて洗浄した後、熱処理することが好ましい。アルミニウム缶の表面には、印刷塗料や保護コーティング材などの不純物が存在しており、不純物を除去して不純物なしのアルミニウム缶とするためである。熱処理は、例えば、従来から公知のロータリーキルンなどの加熱装置で行うことができる。そして、アルミニウム缶を従来から公知のシュレッダー装置によって細かく粉砕又は裁断したものが第１原料として用いられる。
【００１７】
また、第１原料となるアルミニウムペレットは、前記アルミニウムスクラップをさらに造粒装置により小片が丸まったような粒状にしたものである。アルミニウムペレットの全長は約１ｍｍ〜２０ｍｍ程度である。アルミニウムペレットは、アルミニウム純度が９５％程度であるが、アルミニウムブリケットと比べると比重がとても小さい。
【００１８】
また、第１原料となるアルミニウム屑は、アルミニウム製品を製造する際に発生する粒状ないしは粉状のアルミニウム、又はアルミニウムの切粉などである。アルミニウム屑は、アルミニウム純度が約７０〜８０％である。
【００１９】
これら第１原料は、製造されるアルミニウムブリケットのアルミニウム純度を確保するための材料であり、粉砕又は裁断されたアルミニウムスクラップ、アルミニウムペレット及びアルミニウム屑のうちのいずれか、又は、いくつかの材料の組み合わせが、第１原料として第１ホッパー１に貯蔵される。
【００２０】
一方、第２原料となるスチールペレットは、リサイクルなどにより回収される使用済みのスチール缶を洗浄後に熱処理して不純物を除去した後、造粒装置により小片が丸まったような粒状にしたものである。スチールペレットの全長は約１ｍｍ〜２０ｍｍ程度である。スチールペレットは、鉄純度がほぼ１００％である。一方で、鉄粒や鉄粉は、例えば、鉄を製造する際に発生する屑（粒状ないしは粉状の鉄、又は鉄の切粉など）の他、スチール缶を従来から公知のシュレッダー装置によって細かく粉砕又は裁断したものや、砂鉄を用いることができる。第２原料としてスチールペレットや鉄粒、鉄粉を加えることで、製造されるアルミニウムブリケットの比重を大きくすることができる。なお、鉄粒や鉄粉は、アルミニウムブリケットが溶銑や溶鋼中に投入されると、溶銑や溶鋼中で溶けて混合される。
【００２１】
また、第２原料となるアルミニウム灰及びアルミニウム粒は、アルミニウム製品の製造時（リサイクルも含む）に、アルミニウムを溶解する工程において発生するアルミドロスを加熱して有価な金属アルミニウムを分離回収した後の残渣である。そして、この残渣を篩にかけてアルミニウムが多く含まれるものを選別したものがアルミニウム粒であり、その残りがアルミニウム灰である。アルミニウム粒は、アルミニウム純度が約２５％〜８０％のものであり、全長が約０．２５ｍｍ〜２０ｍｍ程度のものである。また、アルミニウム灰のアルミニウム純度は、約１０〜７０％である。第２原料としてアルミニウム粒やアルミニウム灰を加えることで、製造されるアルミニウムブリケットの純度を変えることができる。
【００２２】
これら第２原料は、製造されるアルミニウムブリケットの重量やアルミニウム純度を調整するための材料であり、スチールペレット、鉄粒、鉄粉、アルミニウム粒、及び、アルミニウム灰のうちのいずれか、又は、いくつかの材料の組み合わせが、第２原料として第２ホッパー２に貯蔵される。なお、第２原料としては、アルミニウム粒を用いることが好ましく、アルミニウム粒にスチールペレット、鉄粒、鉄粉及びアルミニウム灰のうちの少なくともいずれかが含まれていてもよい。
【００２３】
第１ホッパー１及び第２ホッパー２は、それぞれ第１搬送コンベヤ３及び第２搬送コンベヤ４を介して混合装置５に接続されている。各搬送コンベヤ３，４は、例えばベルトコンベヤを用いることができる。第２工程Ｓ２では、第１ホッパー１及び第２ホッパー２に貯蔵された第１原料及び第２原料が、第１搬送コンベヤ３及び第２搬送コンベヤ４の上流側において搬送面に落下し、第１搬送コンベヤ３及び第２搬送コンベヤ４により下流側の混合装置５まで搬送されて混合装置５に投入される。
【００２４】
なお、混合装置５には、必要に応じて、適当量のコークス及び／又は石灰を添加剤として投入してもよい。コークス及び石灰は、燃焼カロリーが高く、かつ、脱酸効果ないしは脱硫効果を有するものである。添加剤としてコークス及び／又は石灰を加えることで、溶銑や溶鋼中にアルミニウムブリケットが投入されると、コークスや石灰の燃焼カロリーの高さから溶銑や溶鋼の温度が効果的に上昇するとともに、脱酸ないしは脱硫の効果を期待できる。また、その他に、アルミニウムブリケットの製造に必要な添加剤を混合装置５に適宜投入してもよい。
【００２５】
第３工程Ｓ３は、第１原料と第２原料、さらにはコークス及び／又は石灰の添加剤をかき混ぜて均質化する工程である。混合装置５は、例えば攪拌装置などの従来から公知の装置を用いることができる。
【００２６】
第４工程Ｓ４は、混合装置５により混合された混合材料を成型装置６により塊状（ブリケット状）に圧縮成型して、所定形状のアルミニウムブリケットを成型する工程である。成型装置６としては、従来から公知のブリケットマシンを用いることができる。ブリケットマシンは、複数の凹部が並んだ金型を有しており、前記凹部内に充填された混合材料がプレスされることで、凹部の形状に沿った形状のアルミニウムブリケットが成型される。
【００２７】
成型後のアルミニウムブリケットは、連結部分を介して多数連結された形状をなしている。そのため、第４工程Ｓ４の後、得られたアルミニウムブリケットを、連結部分において分断刃により分断して個々のアルミニウムブリケットとする工程が行われる。アルミニウムブリケットの形状は、特に限定されるものではなく、断面視円形状又は楕円形状の円柱状、あるいは、断面視三角形状又は四角形状などの角柱状など、種々の形状とすることができる。
【００２８】
上述した第２工程Ｓ２において、混合装置５に投入される第１原料及び第２原料の量、つまりは配合割合を調整することで、製造されるアルミニウムブリケットのアルミニウム純度を所望の純度に調整できる。例えば、第１原料としてアルミニウムペレット（アルミニウム純度が約９５％）を、第２原料としてアルミニウム粒（アルミニウム純度が例えば８０％）を、３：１の割合で配合されるように混合装置５に投入すると、製造されるアルミニウムブリケットのアルミニウム純度は、おおよそ９１．２５％（＝９５％×３／４＋８０％×１／４）と高純度になる。このように、アルミニウムペレットに加え、第２原料としてアルミニウム粒を加えることで、従来の脱酸塊と同程度の高純度でありかつ高比重のアルミニウムブリケットを製造できる。そのうえ、アルミニウム粒を加えた分、アルミニウムペレットの使用量を減らすことができる。よって、歩留まりが向上し、アルミニウムブリケットを低価格で需要者に提供することができる。なお、第１原料及び第２原料の配合割合を変更することで、製造されるアルミニウムブリケットのアルミニウム純度を適宜調整できる。製造されるアルミニウムブリケットのアルミニウム純度としては、８５％〜９５％の範囲であれば、脱酸塊に引けを取らない程度の脱酸効果を得ることができる。また、第１原料として、アルミニウムペレットに代えてアルミニウムスクラップを用いた場合でも同様の効果を奏する。また、第２原料として、アルミニウム粒に代えてアルミニウム灰を用いた場合でも同様の効果を奏する。
【００２９】
また、それほど高純度のアルミニウムブリケットを所望されない需要者に対しては、例えば、第１原料としてアルミニウム屑（アルミニウム純度が例えば８０％）を、第２原料としてスチールペレット（アルミニウム純度が０％）を、３：２の割合で配合されるように混合装置５に投入すると、製造されるアルミニウムブリケットのアルミニウム純度は、おおよそ４８％（＝８０％×３／５＋０％×２／５）になる。この場合、アルミニウムブリケットの純度は高くないが、スチールペレットを加えることで、脱酸塊と同程度の高比重のアルミニウムブリケットを製造できるうえ、スチールペレットを加えた分、アルミニウムペレットの使用量を減らすことができるので、製造コストを低減できる。よって、歩留まりが向上し、アルミニウムブリケットを低価格で需要者に提供することができる。なお、第１原料及び第２原料の配合割合を変更することで、製造されるアルミニウムブリケットのアルミニウム純度を適宜調整できる。また、製造されるアルミニウムブリケットのアルミニウム純度をさらに高くしたい場合には、第２原料として、スチールペレットにアルミニウム粒やアルミニウム灰をさらに加えることができる。また、第１原料として、アルミニウム屑に代えてアルミニウムペレットやアルミニウムスクラップを用いてもよいし、アルミニウム屑にさらにアルミニウムペレットやアルミニウムスクラップを加えることができる。
【００３０】
このように、本製造方法では、需要者の要望に応じて、第１原料及び第２原料を選択するとともに、第１原料及び第２原料の配合割合を調整することで、需要者の要望に応じたアルミニウムブリケットを従来のアルミニウムブリケットよりも低価格で提供することができる。
【００３１】
第１原料及び第２原料の配合割合を調整可能とする手段としては、第１搬送コンベヤ３及び第２搬送コンベヤ４を、それぞれ搬送速度を互いに独立して制御可能とし、第１搬送コンベヤ３及び第２搬送コンベヤ４の搬送速度を調整する。これにより、混合装置５に投入される第１原料及び第２原料の投入量が調整されるので、配合割合を調整することができる。
【００３２】
以上のように、本製造方法は、従来方法のアルミニウムペレットのみを圧縮成型するという固定観念を打ち破り、アルミニウムペレットなどの第１原料にアルミニウム粒などの第２原料を添加して圧縮成型することで、従来のアルミニウムブリケットと脱酸効果で遜色なく、また、従来のアルミニウムブリケットよりも低コストでアルミニウムブリケットを製造できるものである。このような技術思想は、本発明者らが鋭意研究を重ねた結果、初めて見出したものであり、従来方法に基づいては本発明を完成するに至ることはない。
【００３３】
また、特に、アルミニウムペレットを製造する際などのアルミニウムスクラップの溶解時に発生するアルミニウム粒を用いてアルミニウムブリケットを製造することで、製造されるアルミニウムブリケットの高純度化及び低コスト化をより一層図ることができるが、このようなアルミニウム粒を用いることは本発明に独自のものであり、本発明はこの独自の構成により、従来方法との比較で顕著な効果を奏している。
【００３４】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。
【００３５】
例えば、上記実施形態では、第１ホッパー１及び第２ホッパー２に第１原料及び第２原料を貯蔵し、第１搬送コンベヤ３及び第２搬送コンベヤ４で第１原料及び第２原料をそれぞれ混合装置５まで搬送して投入しているが、第１ホッパー１及び第２ホッパー２や第１搬送手段３及び第２搬送手段４を用いることなく、混合装置５に第１原料及び第２原料を投入して両材料を混合してもよい。また、図３に示すように、大型ミキサー式混合装置７を別途設け、この大型ミキサー式混合装置７にも第１原料及び第２原料を投入して両材料を混合し、この混合材料を混合装置５に投入することで、第１ホッパー１及び第２ホッパー２から混合装置５に投入される第１原料及び第２原料に対してさらに混合してもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１    第１ホッパー
２    第２ホッパー
３    第１搬送コンベヤ
４    第２搬送コンベヤ
５    混合装置
６    成型装置
【要約】
【課題】従来のアルミニウムブリケットと比べて低コストでかつ効果において遜色のないアルミニウムブリケット及びその製造方法を提供する。
【解決手段】アルミニウムブリケットの製造方法は、複数の原料を配合してアルミニウムブリケットを製造するものであり、第１ホッパー１に第１原料として、アルミニウムペレット、アルミニウム屑、及び、破砕又は裁断されたアルミニウムスクラップからなる群より選ばれる少なくとも１種を貯蔵するとともに、第２ホッパー２に第２原料として、スチールペレット、鉄粒、鉄屑、鉄粉、アルミニウム純度が２５％〜８０％のアルミニウム粒、及び、アルミニウム灰からなる群より選ばれる少なくとも１種を貯蔵する第１工程と、第１原料及び第２原料をそれぞれ混合装置５に投入する第２工程と、第１原料及び第２原料を混合して混合材料とする第３工程と、混合材料を塊状に圧縮成型する第４工程と、を備える。
【選択図】図２【図１】
0006025916.tif 000002
【図２】
0006025916.tif 000003
【図３】
0006025916.tif 000004