(57)【要約】本発明は、金属スクラップ、特にアルミニウムスクラップ、をリサイクルする方法に関し、この方法においては、ある量の金属スクラップ（１４）、特にアルミニウムスクラップ、が複数の分離した分割ロット（６ａ〜ｌ）の形で提供され、各分割ロット（６ａ〜ｌ）について組成分析が行われ、前記組成分析に基づく組成情報（３８ａ〜ｌ）が、分析されたそれぞれの分割ロット（６ａ〜ｌ）に割り当てられる。本発明は、前記方法を実行するように構成されまたはそのための特定の手段を含むデバイスにも関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属スクラップ、特にアルミニウムスクラップ、をリサイクルする方法であって、
−  前記方法においてはある量の金属スクラップ（１４）、特にアルミニウムスクラップ、が複数の分離した分割ロット（６ａ〜ｌ）の形で提供され、
−  前記方法においては各分割ロット（６ａ〜ｌ）について組成分析が行われ、前記組成分析に基づく組成情報（３８ａ〜ｌ）が、分析されたそれぞれの分割ロット（６ａ〜ｌ）に割り当てられる、
方法。
【請求項２】
分割ロット（６ａ〜ｌ）の前記組成分析は、前記分割ロット（６ａ〜ｌ）の前記スクラップ（１４）全体が分析デバイス（１８）に供給されて前記デバイスにより分析されることによって行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記組成分析は、分光分析、特にレーザー誘起ブレークダウン分光法（ＬＩＢＳ）、Ｘ線蛍光分析(ＸＲＦ)および／または即発ガンマ線中性子放射化分析(ＰＧＮＡＡ)、を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記組成情報（３８ａ〜ｌ）は、分析された分割ロット（６ａ〜ｌ）の全重量に対する少なくとも１つの合金成分の重量の割合に関する値を含むことを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記組成情報（３８ａ〜ｌ）は、前記分割ロット（６ａ〜ｌ）の重量に関する値を含むことを特徴とする、請求項１〜４の何れか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記分割ロット（６ａ〜ｌ）は、それぞれに割り当てられた前記組成情報（３８ａ〜ｌ）と所定の割り当て規則とに応じて複数のクラス（５４、５６）のうちの１つにそれぞれ割り当てられることを特徴とする、請求項１〜５の何れか一項に記載の方法。
【請求項７】
少なくとも１つの合金成分の重量の割合に関する前記値が前記合金成分のための所定範囲内にある分割ロット（６ａ〜ｌ）だけが第１クラス（５４）に割り当てられることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記分割ロット（６ａ〜ｌ）は、それぞれに割り当てられた前記組成情報（３８ａ〜ｌ）に応じて複数の所定の合金仕様のうちの１つにそれぞれ割り当てられることを特徴とする、請求項１〜７の何れか一項に記載の方法。
【請求項９】
少なくとも第１合金成分について所定の目標範囲を有する１つまたは複数の分割ロット（６ａ〜ｌ）が前記複数の分割ロット（６ａ〜ｌ）から選択され、前記選択は、分割ロット（６ａ〜ｌ）が自身の少なくとも第２合金成分の含有量に応じて、複数の所定の合金組成のうちの１つに割り当てられて、その分割ロット（６ａ〜ｌ）に割り当てられた前記所定の合金組成の前記第１合金成分が前記第１合金成分について予め定められている前記目標範囲の中にあるときだけ、選択されるように行われる、請求項１〜８の何れか一項に記載の方法。
【請求項１０】
所定のクラス（５４、５６）にまたは所定の合金組成に割り当てられた分割ロット（６ａ〜ｌ）は１つの大きなロット（６０、７８）を形成するように統合される、請求項６〜９の何れか一項に記載の方法。
【請求項１１】
得られるべき合金組成のために所定の仕様を有する合金を製造するために、組成情報（３８ａ〜ｌ）がそれぞれ割り当てられている複数の分割ロット（６ａ〜ｌ）から、前記分割ロット（６ａ〜ｌ）に割り当てられた前記組成情報および前記所定の仕様に応じて適切な分割ロット（６ａ〜ｌ）のサブセット（７６）が選択される、請求項１〜１０の何れか一項に記載の方法。
【請求項１２】
得られるべき合金組成のための所定の仕様を有する合金の前記製造のために選択されるまで、前記分割ロット（６ａ〜ｌ）はランダムアクセスのために保管される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
複数の分離した前記分割ロット（６ａ〜ｌ）は、大きなロットを複数の分割ロット（６ａ〜ｌ）に分割することにより提供されることを特徴とする、請求項１〜１２の何れか一項に記載の方法。
【請求項１４】
請求項１〜１３の何れか一項に記載の方法を実行するように構成されまたはそのためのそれぞれの手段を有するデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属スクラップ、特にアルミニウムスクラップ、をリサイクルする方法およびデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウムストリップの製造および処理においては、様々な収集個所に製造スクラップが集積される。それらの製造スクラップが生じる製品の製造のために、それらの製造スクラップを再び溶かして再循環で使用することが望ましい。また、前記スクラップの場合にも最終的に再循環が達成されるように、製造後スクラップを同じまたは類似の合金の製品の製造のために再び使用することが望ましい。製造後スクラップは、使用、消費または摩耗および割れによりアルミニウム製品から生じるスクラップであり得る。そのスクラップは、例えば、プレス工場により提供され得る。
【０００３】
しかし、アルミニウム圧延機では通例様々なアルミニウム合金が処理されるので、異種の合金のスクラップが混じり合うことがしばしばある。しかし、好ましく実行される再循環のためにはそのような混合物は排除されなければならない。なぜなら、そうでなければ、異種の製造スクラップの混合物の場合には合金元素についての限界値を守れないからである。
【０００４】
混合物を識別するために、現行の従来技術によれば、集積されたスクラップの、通例では２から３０個の、サンプルが取り出されて試験される。しかし、このことに関して、スクラップの実際の組成に関する著しい統計的不確実性が依然として存在し、それは特に、スクラップの効率的再循環のためには高すぎる。
【０００５】
もしスクラップの混合物が検出されないままであったとすれば、最大１００トンもの溶解炉バッチ全体が規格外となり、最悪の場合にはスクラップとして捨てられなければならないことになり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この背景に対して、本発明が取り組む課題は、スクラップのより効率的な再循環を達成し得る金属スクラップ、特にアルミニウムスクラップ、のリサイクルの方法およびデバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は本発明により少なくとも部分的に、金属スクラップ、特にアルミニウムスクラップ、のリサイクル方法により解決され、この方法ではある量の金属スクラップ、特にアルミニウムスクラップ、が複数の分離した分割ロットの形で提供され、各分割ロットについて組成分析が行われ、前記組成分析に基づく組成情報が、分析されたそれぞれの分割ロットに割り当てられる。
【０００８】
金属スクラップ、特にアルミニウムスクラップ、は特に製造スクラップ、すなわち、製造操作中に、例えば圧延アルミニウムストリップのトリミングから生じるエッジトリミングスクラップであり得る。
【０００９】
本方法においては、ある量の金属スクラップ、特にアルミニウムスクラップ、が複数の分離した分割ロットの形で提供される。分離した分割ロットは、スクラップ全体のうちの部分を意味すると理解され、この部分は、互いに分離して保管され、従って別々に保持することができる。分割ロットは好ましくは個々のパッケージの形で提供され、分割ロットのスクラップはそれぞれ１つの包装の中に、例えば１つのスクラップ容器の中に、まとめられる。
【００１０】
好ましくは、製造操作中に集積されたある量のスクラップは、様々なスクラップ容器に割り振られる。特に、複数のスクラップ容器が提供されてもよく、それらのスクラップ容器は次々にある量のスクラップで満たされる。このようにして、スクラップ容器はそれぞれの場合に、製造操作中に特定の時間間隔で集積されたスクラップを収容する。
【００１１】
本方法においては、各分割ロットについて組成分析が行われる。この目的のため、スクラップに含まれる１つまたは複数の合金元素の割合（含有量）を判定するために、分割ロットのスクラップは特に化学的分析を受ける。
【００１２】
分析は、高い不正確度をもたらすであろう個々のサンプルに対してだけ行われるのではなく、特に、スクラップの全質量に対して行われる。分割ロットの全質量の分析は、プロセススクラップの効率的再循環が可能になるように、不純物を特定することを意図している。
【００１３】
組成分析に基づく組成情報がそれぞれの分析済み分割ロットに割り当てられる。例えば、特定の合金元素（例えば、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｍｇなど）の含有量についての値を分割ロットに割り当てることができる。
【００１４】
割り当ては、例えば、そのスクラップの分割ロットを収容したスクラップ容器にラベルを付けることにより分割ロットに一意の識別子を与え、データ処理システムの電子メモリにおいて、例えばテーブルにおいて、その分割ロット識別子を関連する組成情報とリンクさせることによって、実行され得る。
【００１５】
スクラップの再循環のためには、異なる合金同士の混合を防ぐために収集個所においてスクラップ同士を別々に保持することが好ましい。スクラップ同士の分離は収集個所において例えば１００から２５００ｋｇの質量をそれぞれ有する小さな分割ロットまたはパッケージの形で行われる。しかし、小さな分割ロットまたはパッケージにおいてもスクラップの混合はそれぞれ起こり得ないことではない。例えば自動車産業のプレス工場から生じる製造後スクラップは、最大１５０００ｋｇのより大きな分割ロットでも存在することがある。
【００１６】
本発明は、スクラップを小さな分割ロットに分割することとそれらの分割ロットのスクラップの完全な分析とを組み合わせることによって、より効率的なスクラップの再循環を達成できるという所見に基づいている。このようにして、性質の異なるスクラップで汚染された分割ロットを識別してプロセススクラップの再循環から合目的的に排除し、別様に、好ましくは他の合金、特にアルミニウム合金、のために使用することができる。
【００１７】
製造操作中、異種の合金のスクラップが一般に次々と生じるので、単に数個のスクラップ容器を次々に満たしてゆくことによって、異種の合金のスクラップ同士の分離を既に達成できるから、スクラップを分割ロットに分割することで既に利点が生じることが見いだされた。しかし、製造操作中に製品が移行される場合、その移行の前後で個々のスクラップ容器においてしばしばスクラップの混合が発生するということも見出された。分割ロットを完全に分析することによって、そのような混合物を確実に識別して、それらを分割ロットのさらなる使用にあたって考慮に入れることができる。
【００１８】
分割ロットは好ましくはそれぞれ５００から１５０００ｋｇ、好ましくは５００から５０００ｋｇ、特に１０００から４０００ｋｇ、の範囲の質量を有する。
【００１９】
特に、サンプルベースの分析による場合よりも大幅に高い信頼性が達成されるように、実質的に、分割ロットのスクラップの全量が試験される。分割ロット（または容器のそれぞれ）において汚染が発見されたならば、その分割ロット／容器は好ましくは再循環に供給されず、別様に、好ましくは他のアルミニウム合金のために、使用される。汚染の無い分割ロット／容器は、再循環に使用されることができる。汚染は、分割ロット／容器のスクラップの全量の個々の合金元素の累積含有量を判定することによって判定され得る。組成分析において複数の合金元素のうちの１つまたは複数の合金元素の含有量が例えば所定の閾値を超えているならば、汚染を想定しなければならない。どの合金元素を超えてはいけないかは、そのスクラップが再循環される製品に依存する。
【００２０】
前記の課題は、さらに、本発明に従って、先に記載した方法を実行するように構成された、または先に記載した方法を実行するためのそれぞれの手段を有する、デバイスによっても少なくとも部分的に解決される。
【００２１】
本方法およびデバイスの種々の実施形態が以下で説明されるが、個々の実施形態は本方法およびデバイスのそれぞれの場合、両方のために使用されることができて、さらに互いに任意に組み合わされ得る。
【００２２】
第１の実施形態では、分割ロットのスクラップ全体が分析デバイスに供給されて前記デバイスにより分析されることにより、前記分割ロットの組成分析が行われる。このようにして、例えばサンプルベースの分析で生じるような統計的不確実性が本質的に生じないように、分割ロットのスクラップ全体が試験される。
【００２３】
さらなる実施形態では、組成分析は、分光分析、特にレーザー誘起ブレークダウン分光法（ＬＩＢＳ：laser-induced breakdown spectroscopy）、Ｘ線蛍光分析（ＸＲＦ：X-ray fluorescence analysis)および／または即発ガンマ線中性子放射化分析(ＰＧＮＡＡ：prompt-gamma neutron activation analysis)を含む。これらの方法は、分割ロットのスクラップ全体を分析するために特に良く適することが見出された。レーザー誘起ブレークダウン分光法の場合、特にパルス化レーザービームによって個々のスクラップ粒子から材料がアブレーションされ、そのアブレーションされた材料により放射される光が分光法によって試験される。Ｘ線蛍光分析の場合、スクラップの材料がＸ線放射で励起され、その材料から放射される光が分光法によって試験される。即発ガンマ線中性子放射化分析の場合、スクラップ材料の原子核が放射線源からの中性子によって励起され、それらの原子核により放射されるガンマ線またはＸ線放射が分光法によって試験される。これらの方法により、どの合金元素がどのような濃度でスクラップに含まれているかを分析することができる。
【００２４】
さらなる実施形態では、組成情報は分析される分割ロットの全重量に対する少なくとも１つの合金成分の重量の割合に関する値を含む。重量の割合に関する値は、相対値、例えば重量パーセントで表した合金成分の含有量、または絶対値、例えばｋｇ単位で表した合金成分の含有量であり得る。
【００２５】
さらなる実施形態では、組成情報は分割ロットの重量に関する値、例えばｋｇ単位で表した分割ロットの重量を含む。この目的のために、分割ロットの計量は、特に組成分析の前、後または間に行うことができる。例えば分割ロットのスクラップがコンベヤーベルトによって分析デバイスへ搬送されるならば、ベルト計量機を介してスクラップ重量を判定することができる。分割ロットの重量に関する値は、特に、それぞれの分割ロットをその後どのように使用し得るかを判断する上で有益である。
【００２６】
さらなる実施形態では、分割ロットは、それぞれの場合において、それぞれに割り当てられた組成情報と所定の割り当て規則とに応じて複数のクラスのうちの１つに割り当てられる。このようにして、例えば特定の合金組成の製品を製造するために個々の分割ロットをより合目的的に使用できるように、分割ロットの分類がそれぞれの組成により達成される。クラスへの割り当ては、例えばコンピュータによって実行され得る。
【００２７】
さらなる実施形態では、少なくとも１つの合金成分の重量の割合に関する値が前記合金成分のための所定範囲内にある分割ロットだけが第１クラスに割り当てられる。例えば、第１クラスは、特定の合金元素、例えばＭｇ、のための上限値によって定義され得る。この目的のために組成情報は、好ましくは、その特定の合金元素の含有量のための値を含む。その合金元素の含有量がそのクラスにより予め定められている限界値より低ければ、その分割ロットはこのクラスに割り当てられる。逆に、その合金元素の含有量がそのクラスにより予め定められている限界値より高ければ、その分割ロットはこのクラスには割り当てられず、適切な場合には、別のクラスに割り当てられる。
【００２８】
さらなる実施形態では、分割ロットは、それぞれの場合において、それぞれに割り当てられた組成情報に応じて、複数の所定の合金仕様のうちの１つに割り当てられる。製造操作において、その操作中にどの合金が処理されるかということがしばしば知られている。従って、製造操作中に生じるスクラップは、ただ普通の合金を有するのではなく、その操作に使用される既知合金のうちの１つを有するということが期待され得る。この情報は、本実施形態においては、分割ロットのより良好な分析を達成するために利用される。この目的のために、製造操作に使用される合金は、合金仕様として予め定められ得る。このとき、分析された分割ロットは、その組成がその分割ロットの組成情報と一致する合金仕様に割り当てられ得る。分割ロットの組成情報が例えば特に低いＭｇ含有量を示す場合、残りの合金仕様がより高いＭｇ含有量を必要とするなら、そのそれぞれの分割ロットは、低いＭｇ含有量を有する合金仕様に割り当てられ得る。
【００２９】
さらなる実施形態では、少なくとも第１合金成分についての所定の目標範囲を有する１つまたは複数の分割ロットが複数の分割ロットから選択され、その選択は、分割ロットが自身の少なくとも第２合金成分の含有量に応じて、複数の所定の合金組成のうちの１つに成分を割り当てられ、かつそれぞれの分割ロットに割り当てられた所定の合金組成の第１合金成分がその第１合金成分について予め定められている目標範囲の中にあるときだけ、選択されるように、行われる。合金成分の目標範囲は、選択された分割ロットについてそれぞれの合金成分の含有量が存在するべき範囲を意味すると理解される。
【００３０】
この実施形態は、例えば、それぞれの合金成分の必要とされる最大含有量が検出限界より低いために分析デバイスで不十分にあるいは不正確にしか制御できない合金成分についての要求条件を有する合金の製造のために分割ロットを選択するために特に適している。本実施形態の場合、適切な分割ロットは、制御しにくい成分である第１合金成分を介して直接判定されるのではなくて、より検出しやすい第２合金成分を介して間接的に判定される。このことは、特に、原則的に存在する合金組成に関する追加情報を利用することにより可能である。製造操作において、処理される製品の合金組成は通例既知であり、そのため、生じるスクラップは、そのスクラップの組成を判定するために、前記合金組成のうちの１つのみに割り当てられなければならない。従って、特定の（第２）合金成分の特有の含有量によって関連する合金を推定することができ、次にその関連する合金の既知組成を介して、それ自体は測定しにくい（第１）合金成分である特定の（第１）合金成分の含有量を推定することができる。
【００３１】
さらなる実施形態では、１つの所定のクラスまたは所定の合金組成に割り当てられた分割ロットは１つの大きなロットを形成するように統合される。このようにして、そのより大きくなったロットサイズの故に経済的に保管あるいは輸送するために、組成に関して類似しているかまたは同じである分割ロット同士を合目的的に統合することができる。
【００３２】
さらなる実施形態では、複数の分離した分割ロットは、１つの大きなロットを複数の分割ロットに分割することにより提供される。その大きなロットは、例えば、２０トン以上、特に２５トン以上の重量を有することができる。リサイクルのために例えば２５トンのスクラップの大きなロット、例えばスクラップの大出荷、を準備するとすれば、この大きなロットを例えば各５トンの５個の部分に分割することができる。次に、それらの５個の分割ロットは、それぞれの場合に、記載された方法に従って組成分析を受ける。このようにして、異種の合金のスクラップが混じり合っている可能性のある大きなロットを解体して分割ロットにし、その後、それらの組成はそれぞれ組成分析を通して実質的に完全に既知となる。大きなロットがそのまま製錬炉に供給されることは稀であるから、分割ロットのサイズをバッチプロセスに適合させるのが好ましい。
【００３３】
大きなロットのスクラップが非常に不均質であるときには、大きなロットを複数の分割ロットに分割することは特に有利である。大きなロットのスクラップが例えば大量のＣｕを含有する合金を有するエンジンブロックを含むならば、その大きなロットのＣｕ含有量は局所的に非常に強く集中する。もし分割ロットへの分割と組成分析とが行われずに大きなロットから単に部分が取り出されて製錬炉に供給されたならば、そのとき、その取り出された部分のＣｕ含有量は、その取り出された部分がエンジンブロックを含むか否かに顕著に依存するであろう。従って、このアプローチでは、Ｃｕ含有量に関する不確実性が非常に大きいであろう。分割ロットへの分割および（単なるサンプル分析の代わりに）分割ロットの実質的に完全な分析によって、個々の分割ロットの組成に関する不確実性を大幅に低下させることができる。
【００３４】
さらなる実施形態では、得られるべき合金組成のために所定の仕様を有する合金の製造のために、組成情報がそれぞれ割り当てらている複数の分割ロットから、それらの分割ロットに割り当てられた組成情報およびその所定の仕様に応じて適切な分割ロットのサブセットが選択される。
【００３５】
このようにして、可能な限り多くの大量のスクラップを用いて合金製造のための最適な目標バッチを提供することができる。バッチ最適化のためのコンピュータアルゴリズムは原理的に知られている。しかし、スクラップの組成に関する不確実性が大きいために、それらの適用は今まで問題があった。スクラップを分割して分割ロットにすること、および、信頼できる組成情報を割り当てることにより、記載した方法でかかるバッチ最適化を大幅により確実に行うことができる。
【００３６】
さらなる実施形態では、分割ロットは、得られるべき合金組成のための所定の仕様を有する合金の製造のために選択されるまで、ランダムアクセスのために保管される。このようにして、個々の分割ロットをそれらの組成に依存して合目的的に取り出して特定の使用に供することができる。分割ロットの保管は、例えば、棚保管システムにおいて個々のスクラップ容器で実行され得る。
【００３７】
本発明のさらなる特徴および利点は、添付の図面を参照して、いくつかの例示的実施形態についての以下の記載から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明による方法の第１の例示的実施形態を示す。
【図２】図１の方法の１つの組成分析ステップを示す。
【図３】本発明による方法の第２の例示的実施形態を示す。
【図４】本発明による方法の第３の例示的実施形態を示す。
【図５】本発明による方法の第４の例示的実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１は、本発明による方法の第１の例示的実施形態を示す。この方法においては、製造操作２の間に生じるアルミニウムスクラップは数個のスクラップ容器４ａ〜ｃの中に満たされ、このようにして、互いから分離されている複数の分割ロット６ａ〜ｃの形で提供される。図１では分割ロット６ａ〜ｃが３個だけ例示的に示されているが、製造操作２においては通例はるかに多数の分割ロットが提供される。
【００４０】
本例では、製造操作２は、アルミニウムストリップ１０を製造するための圧延操作（図１ではロールスタンド８により表されている）である。そのような圧延操作では、とりわけ、圧延されたストリップ１０をエッジトリミングするときにトリミングシヤー１２においてトリミングスクラップ１４が生じる。最初は空のスクラップ容器４ａ〜ｃがトリミングシヤー１２に提供され、その後、例えば２トンの所定重量まで次々にスクラップ１４で満たされる。
【００４１】
圧延操作において、通例、様々な合金から作られた製品が次々に圧延される。合金が変更されるとき、もしトリミングシヤー１２において１つの合金の圧延された製品から別の合金の圧延された製品への移行の間に正確にスクラップ容器が変更されなければ、様々な合金から作られたスクラップ１４が１つのスクラップ容器に入り込むという結果が生じ得る。
【００４２】
分割ロットの中のスクラップに対してサンプルベースの試験だけでは、スクラップの実際の組成が部分的に大幅にサンプルベースの分析から逸脱するので、大きな統計的不正確さが生じるということが見いだされた。従って、アルミニウムを融かすとき、過去においては坩堝を約８０％までのみスクラップで満たして融かすことができるに過ぎなかった。融かした後で、次に、実際に存在する合金の組成を判定するために、溶融物の化学的分析が必要であった。この組成は、しばしば、スクラップのサンプルベースの分析から計算された組成から大幅に逸脱したので、残りの２０％の坩堝充填物は、合金組成を補正するために定められた仕方で満たされなければならなかった。
【００４３】
この問題は、本願においては、スクラップが分割ロットに提供され、これにより溶融のために所定のスクラップ量を狙って選択することを可能とし、そうでない場合には各分割ロットに対して組成分析を行うことによって、克服される。
【００４４】
従って、図１の例示的実施形態において、分割ロット６ａ〜ｃの準備後、分析ステップ１６において組成分析が行われる。この目的のために、分割ロット６ａ〜ｃを伴う容器４ａ〜ｃは互いから分離されて分析デバイス１８に供給され、これにより分割ロット６ａ〜ｃのスクラップの組成を分析することができる。
【００４５】
図２は、そのような分析ステップ１６の例を示す。スクラップ容器４ａの内容物、すなわち分割ロット６ａのスクラップ１４、は好ましくは均一にコンベヤーベルト２２上に渡され、その後分析デバイス１８を通って連続的に運ばれてゆく。分析デバイス１８は、この例では、即発ガンマ線中性子放射化分析(ＰＧＮＡＡ)のための分析デバイスである。この目的のために、分析デバイス１８は中性子源２６、例えば２５２Ｃｆ等の適切な放射性核種、を有し、これはスクラップ１４が受ける中性子２８を供給する。中性子２８はスクラップ１４内の原子核の励起をもたらすので、それらの原子核はそれぞれの元素に特有のスペクトルを有するＸ線３０を放射する。分光計３２におけるＸ線３０の分析により、スクラップに含まれる元素、ならびにそれらの含有量を推定することができる。分析デバイス１８はさらにベルト計量機３４も有し、これにより分割ロット６ａからのスクラップ１４の重量を判定することができる。分光計３２およびベルト計量機３４の分析結果から、分析デバイス１８は、分割ロット６ａ内の合金元素の相対および絶対含有量を確実に判定することができる。分析結果の信頼性は、特にこのタイプの分析においては、サンプルベースの分析のように小さな一部分だけではなくて、実質的に分割ロット６ａの全スクラップ量を分析することによって達成される。
【００４６】
分析デバイス１８での分析の後、スクラップ１４はコンベヤーベルト２２を介してスクラップ容器３６へ運ばれ、さらに使用されるまで前記容器に別々に保管される。特に、最初は、様々な分割ロット６ａ〜ｃの混合は起こらない。分析デバイス１８の分析結果に基づく組成情報３８が、再びスクラップ容器３６に収集された分割ロット６ａに割り当てられる。組成情報３８ａは、例えば、分割ロット６ａの特定の合金元素の絶対または相対含有量と分割ロット６ａの重量の値を含むことができる。組成情報の割り当てのために、分割ロット６ａを含むスクラップ容器３６に識別子４０が割り当てられる。この識別子４０は、例えば、スクラップ容器３６にバーコードまたは同等のものとして付けられる。図１および図３から図５において、分割ロットにそれぞれ割り当てられる前記識別子４０はラベル「ＩＤ１」、「ＩＤ２」、「ＩＤ３」等により表される。
【００４７】
組成情報３８ａと識別子４０は、分析デバイス１８に接続されているデータ処理システム４２に送信される。分析デバイス１８は、例えば、データ処理システム４２のメモリ４４にテーブルを格納し、そのテーブルに識別子４０を組成情報３８ａと共に格納することによって、識別子４０を分割ロット６ａの組成情報３８ａとリンクさせる。
【００４８】
図２に描かれている分析ステップ１６は、図１の例示的実施形態においては、このステップ後に各分割ロット６ａ〜ｃに対して対応する組成情報３８ａ〜ｃが割り当てられるように、全ての分割ロット６ａ〜ｃのために実行される。
【００４９】
図１の方法の終了時に、対応する特に信頼できる組成情報３８ａ〜ｃが各分割ロット６ａ〜ｃに割り当てられているという事実の結果として、適切な使用のために分割ロット６ａ〜ｃを合目的的に選択することができる。
【００５０】
図３は本方法の例示的実施形態を示し、ここでは分割ロット６ａ〜ｃは特定の使用のために組成情報３８ａ〜ｃを介して様々なクラスに分けられる。この例示的実施形態の方法は、初めに、図１に描かれているアルミニウムスクラップの量を分割ロット６ａ〜ｃに提供するステップおよび組成分析のステップ、ならびに組成情報３８ａ〜ｃをそれぞれの分割ロット６ａ〜ｃへ割り当てるステップを含む。
【００５１】
それに続くステップ５２において、分割ロット６ａ〜ｃはそれぞれ、それぞれに割り当てられた組成情報３８ａ〜ｃと所定の割り当て規則とに応じて、第１クラス５４および第２クラス５６のうちの１つに割り当てられる。本例では、前記割り当てはステップ５２において最初にデータ処理システム４２により行われる。
【００５２】
割り当て規則は、この例では、最大０．１重量％のＭｇ含有量を有する分割ロットは第１クラス５４に割り当てられ、０．１重量％より多くのＭｇ含有量を有する分割ロットは第２クラスに割り当てられるように、定義される。このようにして、低Ｍｇ合金の製造のためには、この目的のために第１クラスの分割ロットだけを選択することによって分割ロットが合目的的に選択され得る。
【００５３】
それぞれのクラスの個々の分割ロットへの割り当ては初めにデータ処理システム４２のメモリ４４において行われ得る。さらなるステップ５８において、適切な分割ロット６ａ〜ｃ、または分割ロット６ａ〜ｃが中に保管されているスクラップ容器、は適切な識別子が与えられ得る。さらに、分割ロットをクラスによって配置して保管することによって、１つのクラスの分割ロットを空間的にも互いに割り当てておくことができる。１つのクラスの分割ロットのうちの幾つかまたは全部を統合させて１つの大きなロット６０を形成することも考えられる。従って、第１クラス５４の分割ロット６ｂおよび分割ロット６ｃを１つの共通スクラップ容器に入れて、その後に、例えば、アルミニウム精錬工場に売るか、あるいは直接融かすことができる。
【００５４】
図４は本方法のさらなる例示的実施形態を示し、ここでは分割ロット６ａ〜ｃは、組成情報３８ａ〜ｃと所定の合金仕様を有するデータセット６２とを介してそれぞれ１つの合金仕様に割り当てられる。この例示的実施形態の方法は、初めに、図１に描かれているアルミニウムスクラップの量を分割ロット６ａ〜ｃに提供するステップおよび組成分析のステップ、ならびに組成情報３８ａ〜ｃをそれぞれの分割ロット６ａ〜ｃへ割り当てるステップを含む。
【００５５】
製造操作２で処理される合金の合金仕様は通例知られている。分割ロット６ａ〜ｃの分析のために前記組成情報を有利に使用できることが認知されている。
【００５６】
この目的のために、製造操作２の間に処理される合金の合金仕様がデータセット６２において編集され、各合金仕様（合金Ａ、合金Ｂなど）についてのデータセットは特定の合金元素（例えばＳｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｍｇなど）の範囲限界に関する情報を含む。データセットはデータ処理システム４２のメモリ４４に格納される。
【００５７】
データ処理システム４２は、組成情報３８ａ〜ｃを個々の合金Ａ、Ｂなどの合金元素の範囲限界と突き合わせて、分割ロット６ａ〜ｃをそれぞれの整合する合金に割り当てるように設計される。最善の場合、割り当ては一義的であるので、それぞれ処理された組成情報はデータセットの１つの合金に正確に一致するだけである。データセットの数個の合金が組成情報と一致するならば、その適した分割ロットがその数個の合金のうちのどれに割り当てられるのかを決定する規則がデータ処理システム４２のプログラムに実装される。
【００５８】
図４に描かれている例では、合金Ａの仕様は例えば＜０．０５％のＭｇ含有量を要求するが、データセット６２の残りの合金はより大きなＭｇ含有量を要求する。この場合、例えば、分割ロット６ｂは明らかに合金Ａに割り当てられ得る。
【００５９】
次に、分割ロットの識別子４０の割り当てられた合金とのリンクをメモリ４４に保存することによって、または割り当てられた合金に伴う適切な識別子を適切な分割ロットまたは関連するスクラップ容器に取り付けることにより、割り当てを行うこともできる。
【００６０】
既知合金を個々の分割ロットに割り当てれば、前もって知られている情報を分析に使用することができるので、より良好な分析が可能となる。特に、このアプローチによれば、特定の合金元素について分析デバイス１８の検出閾値より低い限界を有する合金の製造のために分割ロットを確実に分類することも可能となる。
【００６１】
例えば、検出閾値より低いＭｇ含有量を有する、特に低いＭｇ含有量を有する分割ロットが望まれ、かつ、そのように低いＭｇ含有量は特徴的なＭｎ含有量を有する合金の場合にだけ現れることが分かっているとすれば、その特徴的なＭｎ含有量を、従って望まれる低いＭｇ含有量を有する適切な合金の分割ロットを、Ｍｎ含有量を介して分割ロットを所定の合金に割り当てることを介して、選択することができる。従って、このアプローチは、第１合金元素（ここではＭｇ）について特定の要件を有する合金を、より良好に検出できる第２合金元素（ここではＭｎ）を介しての割り当てにより、選択することを可能にする。
【００６２】
図５は本方法のさらなる例示的実施形態を示し、ここでは所定の目標合金を製造するために合目的的に分割ロット６ａ〜ｃが組成情報３８ａ〜ｃを介して選択される。この例示的実施形態の方法は、初めに、図１に描かれているアルミニウムスクラップの量を分割ロット６ａ〜ｃに提供するステップおよび組成分析のステップ、ならびに組成情報３８ａ〜ｃをそれぞれの分割ロット６ａ〜ｃへ割当てるステップを含む。
【００６３】
分割ロット６ａ〜ｃは別々にアクセスできるように倉庫７２に保管され、この倉庫は、同じく適切な組成情報３８ｄ〜ｌを割り当てることのできるさらなる分割ロット６ｄ〜ｌを有する。組成情報３８ａ〜ｌはデータ処理システム４２のメモリ４４に格納される。
【００６４】
所定の合金仕様７４を有する特定の合金を製造するために、合金仕様７４は所望の重量でデータ処理システム４２に送信される。バッチ最適化のためのソフトウェアを用いることにより、データ処理システム４２は、所望の合金仕様７４と、それぞれの組成に加えて個々の分割ロットのそれぞれの重量の値をも含む組成情報３８ａ〜ｌとから、適切な合金元素を適切な含有量および重量で有する分割ロット６ａ〜ｌの選択またはサブセット７６を判定する。そのとき、分割ロット６ａ〜ｌのこの選択またはサブセット７６は、倉庫７２から取り出され得て、次に、例えば、精錬工場に運ばれ得る大きなロット７８を形成するために統合され得るか、またはそのまま溶融され得る。
【００６５】
このようにして、所定の合金を製造するためにスクラップを最大限使用した最適目標バッチを達成することができる。特に、所望の合金を得るために、このようにして精錬坩堝を完全にまたは殆ど完全にスクラップで満たすことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年3月21日(2018.3.21)
【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】
金属スクラップ、特にアルミニウムスクラップ、をリサイクルする方法であって、
−  前記方法においてはある量の金属スクラップ（１４）、特にアルミニウムスクラップ、が複数の分離した分割ロット（６ａ〜ｌ）の形で提供され、
−  前記方法においては各分割ロット（６ａ〜ｌ）について組成分析が行われ、前記組成分析に基づく組成情報（３８ａ〜ｌ）が、分析されたそれぞれの分割ロット（６ａ〜ｌ）に割り当てられ、
−  得られるべき合金組成のために所定の仕様を有する合金を製造するために、組成情報（３８ａ〜ｌ）がそれぞれ割り当てられている複数の分割ロット（６ａ〜ｌ）から、前記分割ロット（６ａ〜ｌ）に割り当てられた前記組成情報および前記所定の仕様に応じて適切な分割ロット（６ａ〜ｌ）のサブセット（７６）が選択される、
方法。
【請求項２】
分割ロット（６ａ〜ｌ）の前記組成分析は、前記分割ロット（６ａ〜ｌ）の前記スクラップ（１４）全体が分析デバイス（１８）に供給されて前記デバイスにより分析されることによって行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記組成分析は、分光分析、特にレーザー誘起ブレークダウン分光法（ＬＩＢＳ）、Ｘ線蛍光分析(ＸＲＦ)および／または即発ガンマ線中性子放射化分析(ＰＧＮＡＡ)、を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記組成情報（３８ａ〜ｌ）は、分析された分割ロット（６ａ〜ｌ）の全重量に対する少なくとも１つの合金成分の重量の割合に関する値を含むことを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記組成情報（３８ａ〜ｌ）は、前記分割ロット（６ａ〜ｌ）の重量に関する値を含むことを特徴とする、請求項１〜４の何れか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記分割ロット（６ａ〜ｌ）は、それぞれに割り当てられた前記組成情報（３８ａ〜ｌ）と所定の割り当て規則とに応じて複数のクラス（５４、５６）のうちの１つにそれぞれ割り当てられることを特徴とする、請求項１〜５の何れか一項に記載の方法。
【請求項７】
少なくとも１つの合金成分の重量の割合に関する前記値が前記合金成分のための所定範囲内にある分割ロット（６ａ〜ｌ）だけが第１クラス（５４）に割り当てられることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記分割ロット（６ａ〜ｌ）は、それぞれに割り当てられた前記組成情報（３８ａ〜ｌ）に応じて複数の所定の合金仕様のうちの１つにそれぞれ割り当てられることを特徴とする、請求項１〜７の何れか一項に記載の方法。
【請求項９】
少なくとも第１合金成分について所定の目標範囲を有する１つまたは複数の分割ロット（６ａ〜ｌ）が前記複数の分割ロット（６ａ〜ｌ）から選択され、前記選択は、分割ロット（６ａ〜ｌ）が自身の少なくとも第２合金成分の含有量に応じて、複数の所定の合金組成のうちの１つに割り当てられて、その分割ロット（６ａ〜ｌ）に割り当てられた前記所定の合金組成の前記第１合金成分が前記第１合金成分について予め定められている前記目標範囲の中にあるときだけ、選択されるように行われる、請求項１〜８の何れか一項に記載の方法。
【請求項１０】
所定のクラス（５４、５６）にまたは所定の合金組成に割り当てられた分割ロット（６ａ〜ｌ）は１つの大きなロット（６０、７８）を形成するように統合される、請求項６〜９の何れか一項に記載の方法。
【請求項１１】
得られるべき合金組成のための所定の仕様を有する合金の前記製造のために選択されるまで、前記分割ロット（６ａ〜ｌ）はランダムアクセスのために保管される、請求項１〜１０の何れか一項に記載の方法。
【請求項１２】
複数の分離した前記分割ロット（６ａ〜ｌ）は、大きなロットを複数の分割ロット（６ａ〜ｌ）に分割することにより提供されることを特徴とする、請求項１〜１１の何れか一項に記載の方法。
【国際調査報告】
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