JPH0819491B2 - 金属屑の圧塊 - Google Patents

金属屑の圧塊

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JPH0819491B2
JPH0819491B2 JP19453289A JP19453289A JPH0819491B2 JP H0819491 B2 JPH0819491 B2 JP H0819491B2 JP 19453289 A JP19453289 A JP 19453289A JP 19453289 A JP19453289 A JP 19453289A JP H0819491 B2 JPH0819491 B2 JP H0819491B2
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carbon
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政清 栂村
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興和金属株式会社
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は金属屑の圧塊に関するものであり、詳しく
は、産業廃棄物である銑ダライ粉(鋳鉄の切削加工によ
って発生する切り粉)や溶鉱炉等で発生する鉄粉等の金
属屑を粘結剤と混練して固形化し、焼結することによっ
て再利用可能なブリケット状の鋳物原料に再生させる際
の金属屑の成分改質手段に関するものである。
〔従来の技術〕
鋳鉄の切削加工によって発生する銑ダライ粉や溶鉱炉
等で発生する鉄粉を再利用するため、これらの金属屑に
粘結剤を添加し、混練固形化した後、得られたブリケッ
トを焼結炉内に導入して加熱し所定温度で焼結硬化させ
る技術的手段が種々提案されている。
本発明の出願人も先に特公昭58−14493号公報、実公
昭56−40837号公報、特公昭58−15238号公報、特公昭60
−57960号公報等に、回収された金属屑の再利用による
省資源化及び金属屑再溶解時の溶解炉からの粉塵や黒煙
の発生防止に好適な金属屑圧塊の形成手段を提案してい
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記先願発明及び先願考案の公報に記載された技術的
手段を併用することによって、圧縮成形時の密度が均一
で、かつ、溶解時に於ける通気性が良好な金属屑圧塊が
形成される。しかしながら、鋳物部分の成形材料として
使用されている銑鉄が一般的に3.5乃至4.5重量パーセン
トの炭素を含有しているのに対し、機械加工工程で発生
した銑ダライ粉は3.乃至3.5重量パーセントの炭素を含
有していいるに過ぎず、粘結剤と混練した銑ダライ粉の
圧塊を銑鉄と共に鋳物原料として再利用すると、鋳物製
品中の炭素の含有量が所定の水準に維持されないという
不都合が発生する。また、製品の機械的強度を向上させ
るためには、溶解炉内で溶解されている原料からの脱酸
及び溶解原料中の炭素の黒鉛化を測る必要があるが、従
来の銑鉄及び銑ダライ粉中には脱酸及び黒鉛化の促進成
分が含まれておらないため、鋳物製品の機械的性質の改
善が阻害されるという問題も発生していた。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題の解決手段として本発明は、 (1) 鋳鉄の切削加工によって発生する銑ダライ粉
と、 前記銑ダライ粉の重量を基準にした2乃至30重量パー
セントの炭素粉末および1.0乃至3.0重量パーセントの熱
硬化性粘結剤とを含み、 円柱形状本体と前記円柱形状本体の上下面中央部に凸
球面状の膨出部を有する形状に圧縮成形されてなる金属
屑の圧塊。
(2) 溶鉱炉等で発生する鉄粉と、 前記鉄粉の重量を基準にした2乃至30重量パーセント
の炭素粉末および3.0乃至5.0重量パーセントの熱硬化性
粘結剤とを含み、 円柱形状本体と前記円柱形状本体の上下面中央部に凸
球面状の膨出部を有する形状に圧縮成形されてなる金属
屑の圧塊。
(3) 鋳鉄の切削加工によって発生する銑ダライ粉ま
たは溶鉱炉等で発生する鉄粉と、 前記銑ダライ粉または鉄粉の重量を基準にした2乃至
30重量パーセントの炭素粉末および2.0乃至5.0重量パー
セントの有機質粘結剤と、 適量のシリコンとを含み、 円柱形状本体と前記円柱形状本体の上下面中央部に凸
球面状の膨出部を有する形状に圧縮成形されてなる金属
屑の圧塊。
(4) 鋳鉄の切削加工によって発生する銑ダライ粉ま
たは溶鉱炉等で発生する鉄粉と、 前記銑ダライ粉または鉄粉の重量を基準にした1.0乃
至3.0重量パーセントの熱硬化性粘結剤および2乃至50
重量パーセントの炭素粉末と共にまたはこれに代えて適
量の炭化ケイ素とを含み、 円柱形状本体と前記円柱形状本体の上下面中央部に凸
球面状の膨出部を有する形状に圧縮成形されてなる金属
屑の圧塊を提供するものである。
[作用] 上記した通り、銑鉄の切削加工によって発生する銑ダ
ライ粉または溶鉱炉等で発生する鉄粉に対して、所定量
の炭素粉末を添加することにより、溶解時、C→CO→CO
2への酸化還元反応による銑ダライ粉または鉄粉の溶解
作用の促進と燃料の削減が図れ、銑鉄本来の炭素含有量
を上回る4.0重量パーセント以上の炭素含有量を備えた
溶解性に富む鋳物用圧塊が得られる。特に、炭素粉末と
の含有量を2乃至30重量パーセントとしており、このよ
うな範囲としているのは、炭素粉末の含有量を2重量パ
ーセント以下とすると、溶解時のC→CO→CO2への酸化
還元反応が著減し、反応生成熱が得られず、燃料の削減
が不可能となり、しかも、銑鉄本来の炭素含有量を確保
できなくなる。また、炭素粉末の含有量が30重量パーセ
ント以上となると、得られる圧塊の炭素含有量が過剰と
なり、脆弱なものとなって、必要な機械的強度が得られ
ないためである。要するに、炭素粉末の含有量の上記の
範囲は、得られる圧塊の炭素含有量を適正なものとし、
かつ、溶解時のC→CO→CO2への酸化還元反応により得
られる反応生成熱を溶解に利用し、これによって、溶解
に必要な燃料を削減することを意図している。また、上
記銑ダライ粉または鉄粉にシリコンまたは炭化ケイ素を
添加することによって、原料溶解中の脱酸並びに溶解金
属中の炭素の黒鉛化が促進され、鋳造によって得られる
最終製品の機械的強度が大幅に向上する。また、圧塊の
形状は円柱形状本体の上下面中央部に凸球面状の膨出部
を形成したものであるので、該膨出部によって圧塊角部
の脆弱性が補強され、かつ、圧塊上下面に他の圧塊上下
面が密着することがないから、良好な通気性が確保され
る。
[実施例1] 第1図は本発明に係る金属屑圧塊の形状を例示する正
面図、第2図はその平面図、第3図は第2図の線A−A
に沿う縦断面図である。これらの図面に於いて、(1)
は本発明に係る金属屑の圧塊で、この圧塊(1)は圧縮
成形する際に、その円柱形状本体(2)の上面(3)及
び下面(4)の中央部に凸球面状の膨出部(5)を突出
させている。圧縮成形に際し、プレス加工用金型(図示
省略)内に、銑ダライ粉と、この銑ダライ粉の重量を基
準として1.0乃至3.0重量パーセントの熱硬化性粘結剤
と、2乃至30重量パーセントの炭素粉末からなる混練攪
拌物を充填し、押圧面中央に凸球面状の膨出部(5)と
対応する形状の凹みを有するピストン状の上型と下型
(何れも図示省略)の間で圧縮成形することによって円
柱状の圧塊(1)に形成する。圧塊(1)を図示しない
加熱炉内に導入し500℃乃至900℃、好ましくは700℃前
後の温度で10乃至30分間加熱し、熱硬化性粘結剤の吸熱
反応を利用して焼結し、この後、還元性雰囲気内で徐冷
・硬化させて、鋳物用原料として好適な炭素含有量4.0
パーセント以上を有する鋳物用圧塊(1a)に形成する。
炭素粉末の添加量は、鋳物用原料として前記圧塊(1)
と共に溶解炉に投入される銑鉄の炭素含有量に応じて適
宜調節する。熱硬化性粘結剤としては、ケイ酸ソーダ等
の無機質の粘結剤を使用することが望ましい。
〔実施例2〕 実施例1と同様のプレス加工用金型内に、100重量パ
ーセントの鉄粉と、この鉄粉の重量を基準として3.0乃
至5.0重量パーセントの熱硬化性粘結剤と、2乃至30重
量パーセントの炭素粉末からなる混練攪拌物を充填し、
以後、上記実施例1と同様の圧縮成形、焼結ならびに徐
冷・硬化工程を経て鋳物用圧塊(1a)に形成した。
鉄粉としては溶鉱炉等で発生した鉄粉等を使用するこ
とができるが、上記鉄粉は実施例1に記載した銑ダライ
粉とは炭素の含有量が異なっているので、混練攪拌に際
し、圧肩(1a)の主形成原料として使用する銑鉄の炭素
含有量に応じて炭素粉末の添加量を調節する。
〔実施例3〕 実施例1と同様のプレス加工用金型内に、100重量パ
ーセントの銑ダライ粉または鉄粉と、この銑ダライ粉ま
たは鉄粉の重量を基準として1.0乃至5.0重量パーセント
の有機質粘結剤と、2乃至50重量部の炭素粉末及び適量
の粉状シリコンからなる混練攪拌物を充填し、以後実施
例1と同様の圧縮成形、焼結ならびに徐冷・硬化工程を
経て鋳物用圧塊(1a)に形成した。
有機質粘結剤としては糖蜜、パルプ廃液、ピッチ、熱
硬化性樹脂等を使用することができるが、溶解工程に於
ける脱酸及び炭素の黒鉛化促進材として添加される粉状
シリコンの配合量に応じてその分量を調節する。粉状シ
リコンの配合量は、銑ダライ粉または鉄粉の重量を基準
として2乃至50重量パーセントの範囲に調節する。
〔実施例4〕 実施例1と同様のプレス加工用金型内に100重量パー
セントの銑ダライ粉または鉄粉と、この銑ダライ粉また
は鉄粉の重量を基準として1.0乃至5.0重量パーセントと
熱硬化性粘結剤(例えばケイ酸ソーダ等の無機質粘結
剤)と、2乃至50重量パーセントの炭素粉末または炭化
ケイ素からなる混練攪拌物を充填し、以後、実施例1と
同様の圧縮成形、焼結ならびに徐冷・硬化工程を経て鋳
物用圧塊転(1a)に形成した。
本実施冷に於いて、炭化ケイ素粉末の一部分を実施例
1、2及び3に記載した炭素粉末と置換えることができ
る。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、鋳鉄の切削加
工によって発生する銑ダライ粉または溶鉱炉等で発生す
る鉄粉に対して、所定量の炭素粉末を添加することによ
り、溶解時、C→CO→CO2への酸化還元反応による銑ダ
ライ粉または鉄粉の溶解作用の促進と燃料の削減が図
れ、銑鉄本来の炭素含有量を上回る4.0重量パーセント
以上の炭素含有量を備えた溶解性に富む鋳物溶圧塊が得
られる。特に、炭素粉末との含有量を2乃至30重量パー
セントとしており、このような範囲としているのは、炭
素粉末の含有量を2重量パーセント以下とすると、溶解
時のC→CO→CO2への酸化還元反応が著減し、反応生成
熱が得られず、燃料の削減が不可能となり、しかも、銑
鉄本来の炭素含有量を確保できなくなる。また、炭素粉
末の含有量が30重量パーセント以上となると、得られる
圧塊の炭素含有量が過剰となり、脆弱なものとなって、
必要な機械的強度が得られないためである。要するに、
炭素粉末の含有量の上記の範囲は、得られる圧塊の炭素
含有量を適正なものとし、かつ、溶解時のC→CO→CO2
への酸化還元反応により得られる反応生成熱を溶解に利
用し、これによって、溶解に必要な燃料を削減すること
を意図している。また、上記銑ダライ粉または鉄粉にシ
リコンまたは炭化ケイ素を添加することによって、原料
溶解中の脱酸並びに溶解金属中の炭素の黒鉛化が促進さ
れ、鋳造によって得られる最終製品の機械的強度が大幅
に向上する。また、圧塊の形状は円柱形状本体の上下面
中央部に凸球面状の膨出部を形成したものであるので、
該膨出部によって圧塊角部の脆弱性が補強され、かつ、
圧塊上下面に他の圧塊上下面が密着することがないか
ら、良好な通気性が確保される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る金属屑圧塊の形状を例示する正面
図、第2図はその平面図、第3図は第2図のA−Aに沿
う縦断面図である。 (1)……金属屑圧塊、(1a)……鋳物用圧塊、 (2)……円柱形状本体、 (5)……凸球面状の膨出部。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鋳鉄の切削加工によって発生する銑ダライ
    粉と、 前記銑ダライ粉の重量を基準にした2乃至30重量パーセ
    ントの炭素粉末および1.0乃至3.0重量パーセントの熱硬
    化性粘結剤とを含み、 円柱形状本体と前記円柱形状本体の上下面中央部に凸球
    面状の膨出部を有する形状に圧縮成形されてなる金属屑
    の圧塊。
  2. 【請求項2】溶鉱炉等で発生する鉄粉と、 前記鉄粉の重量を基準にした2乃至30重量パーセントの
    炭素粉末および3.0乃至5.0重量パーセントの熱硬化性粘
    結剤とを含み、 円柱形状本体と前記円柱形状本体の上下面中央部に凸球
    面状の膨出部を有する形状に圧縮成形されてなる金属屑
    の圧塊。
  3. 【請求項3】鋳鉄の切削加工によって発生する銑ダライ
    粉または溶鉱炉等で発生する鉄粉と、 前記銑ダライ粉または鉄粉の重量を基準にした2乃至30
    重量パーセントの炭素粉末および2.0乃至5.0重量パーセ
    ントの有機質粘結剤と、 適量のシリコンとを含み、 円柱形状本体と前記円柱形状本体の上下面中央部に凸球
    面状の膨出部を有する形状に圧縮成形されてなる金属屑
    の圧塊。
  4. 【請求項4】鋳鉄の切削加工によって発生する銑ダライ
    粉または溶鉱炉等で発生する鉄粉と、 前記銑ダライ粉または鉄粉の重量を基準にした1.0乃至
    3.0重量パーセントの熱硬化性粘結剤および2乃至50重
    量パーセントの炭素粉末と共にまたはこれに代えて適量
    の炭化ケイ素とを含み、 円柱形状本体と前記円柱形状本体の上下面中央部に凸球
    面状の膨出部を有する形状に圧縮成形されてなる金属屑
    の圧塊。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS56139635A (en) * 1980-04-01 1981-10-31 Yoshida Tekkosho:Kk Briquette as starting material for casting
JPS58199830A (ja) * 1982-05-19 1983-11-21 Yoshida Tekkosho:Kk 鉄原料ブリケツト
JPS5959841A (ja) * 1982-09-27 1984-04-05 Kobayashi Shoji:Kk 銑鉄代替用材料の製造方法

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