JPS5937337B2 - スクラップアルミニウムからの有機被覆物の除去方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、スクラップアルミニウム（アルミニウム合金
をも含めて）から塗料、シラカーまたは類似物のような
有機被覆物を除去する方法に関する。

被覆付きアルミニウムスクラップを回収するには、普通
アルミニウムを破砕、細断または寸断して小寸法片とす
る。

スクラップ金属はその後に被覆除去され、次いで溶融お
よび回収される。

溶融の前に被覆除去を行なうのが望ましいことは、周知
である。

被覆除去を行なうと、溶融中の激しいガス発生が防止で
きる。

また被覆除去によって、過多の煙や炎の発生を防止でき
、さもなければ、そのような煙や炎によって蒸気除去装
置の重大な中断が必要とされる。

また被覆付きスクラップを溶解すると、１３重量％程度
に寸で達しうる量の多量の金属の損失が伴なわれる。

スクラップ金属の被覆除去法として多数のものが公知で
ある。

例えば、キルン、殊に回転キルン中で被覆付きスクラッ
プ金属を処理することは、周知である。

キルンはスクラップから有機被覆物を除去するのに使用
できるが、熱移動効率および長い滞留時間に関する欠点
がある。

細断スクラップ金属の場合に、細断スクラップの仕込物
に対する熱移動の主要部分は、スクラップ材料が床に入
る前の空気中でのスクラップ材料の落下の際に生ずる。

それに比較して床内での熱移動は実際にはほとんど生じ
ない。

その結果として、細断スクラップ金属は通常的５５０℃
までの温度に種々の速度で到達し、比較的軽い材料は、
キルンの加熱帯域内での高温度における滞留時間が一層
長くなるので過度の酸化を受は易い。

別の公知のスクラップ被覆除去処理では、垂直の移動充
填床が用いられる。

垂直移動充填床は一層良好かつ効率的な熱移動をもたら
すけれども、これも熱的に一定の状態を保持しにくい。

垂直移動充填床法の別の欠点は、高温度、例えば約６０
０℃以上の温度がアルミニウム／マグネシラム合金Ｑ迅
速な酸化を引き起こすので、そのような高温度を避けな
ければならないことである。

著しい量の酸化が生じ、多量の熱が発生して、床内を通
しての反応前線の伝播による有害な結果がもたらされる
。

細かくした固体物質を水平方向に移行する床の形にして
加熱（例えば高温空気の吹き付けにより）に付すことは
、公知であり、例えば、溶鉱炉で使用するための鉄鉱石
ペレットを焼結するのに用いられ、金属廃品を含む都市
ゴミの処理に用いられ、あるいは溶融前のスクラップ金
属の予熱のために用いられる。

そのような諸公知方法をアルミニウムスクラップから有
機被覆物の除去のために使用する従来の試みのうちで、
スクラップの満足すべき被覆除去を達成したものがない
。

そのような従来の試みではいずれもスクラップ中を空気
を上向きに流動させていた。

本発明は、下記のような諸利点を与えるアルミニウム有
機被覆物除去方法を提供する。

本発明によれば金属の温度の正確な制御が得られ、従っ
て有機被覆物の高度に完全かつ再現性ある除去が達成さ
れる。

熱移動効率に関しては、本発明方法は垂直床法とキルン
法との中間程度であるけれども、それら両公知方法より
も運転操作が一層安定している。

最後に、本発明方法における迅速な熱移動速度は、小さ
なすき間（われ目）からも有機物を揮発させ、押し潰さ
れた飲料鑵や包装アルミ箔９箱（例えば２．５ｃｍまで
）を効果的に被覆除去し、捷た細断金属ラミネートの層
間から有機物を除去することができる程である。

本発明は、アルミニウムを含むスクラップからラッカー
、塗料またその他の被覆物のような密着有機物質を迅速
かつ連続的に除去し、被覆物除去済のスクラップ金属を
回収するための方法を包含する。

本発明によれば、スクラップ金属アルミニウムから有機
被覆物を除去するに際して、ガス透過性コンベヤ上に支
持したスクラップ金属アルミニウムの床を熱分解帯域内
を通過させそして酸素含有高温ガスをそのスクラップ床
内に下向きに通すことからなり；その高温ガスはスクラ
ップ床の上側面を５００〜６００℃の温度に上昇させる
温度であり、その高温ガスの温度、供給量および酸素含
量ならびにスクラップ床の移動速度は、有機物質が熱分
解しそして残留炭素が燃焼している反応前線を熱分解帯
域内でスクラップ床の上面から底面まで移行させかつ反
応前線がスクラップの底面にまで到達後にスクラップを
１０分までの間熱分解帯域内に保留させるように調節さ
糺ることを特徴とするスクラップ金属アルミニウムから
有機被覆物を除去する方法が提供される。

下向きガス流動の採用は本発明方法の重要な特徴である
。

下向きガス流動の採用によって、スクラップの温度は熱
分解帯域中に入るや否や殆んど即座に床の上面で反応温
度にまで上昇し、反応前線を始動させる。

上向きガス流動が用いられる場合には、被覆除去反応が
開始されうる前にコンベヤの温度を反応温度にまで上昇
させることを余儀なくされる。

しばらくの間に被覆付き材料のいく分かの加熱が生じ、
これによってスクラップ床内での反応前線の通過を遅延
させる効果が表れる。

スクラップを徐々に加熱すると、被覆物の分解はスクラ
ップ上で一層多く生じ、従って一層多くの炭素がスクラ
ップから焼却除去されなければならない。

熱分解帯域に入る時点での床の上側面の加熱は、高温ガ
ス流からの熱移動によるのが好ましい。

しかし若干の場合には、スクラップ床への外部加熱入力
を頂部からの輻射ヒーターによって補充することができ
る。

そのような場合に、ガス温度はスクラップ床の上側面で
必要とされる温度よりも低くてよく、例えば所望のスク
ラップ床表面温度よりも５０℃未満低くてよい。

上記の温度条件は、「受は入れたままの」状態のスクラ
ップ材上の被覆物の処理に適用される。

本発明方法は、いずれの薬剤予備処理工程とも関係なく
被覆物除去の実施を可能とする。

本発明によれば、塗料、ラッカーまたは油脂の如き−ま
たはそれ以上の有機物で被覆または部分被覆されたスク
ラップアルミニウムを連続的かつ迅速に被覆除去処理す
る方法が提供される。

そうすることにより、スクラップ金属は、再溶融および
再利用のために回収できる。

この方法は、一般にアルミニウムスクラップ、例えば空
き罐、アルミニウム下見板（サイディングボード）、ア
ルミニウム箔、その他アルミニウムが主材である物品、
あるいはアルミニウムと組合せたその他の金属からなる
複合物、について有用である。

本発明方法によれば、被覆付きアルミニウムスクラップ
金属は、スクラップ回収処理において一般的に行われる
ように、破砕、細断、またはその他の処理（切断または
寸断）によって小片にされる。

図面を参照すると、スクラップ１０は入口シュート１２
から移動式水平、多孔コンベヤ（例えば孔明き火床）あ
るいはエンドレス金網１４上へ連続的に装入されて、そ
の上にスクラップ金属の充填した床１６を形成する。

別法として、振動式網コンベヤを採用できる。

コンベヤ１４はスクラップ金属充填床１６を熱分解帯域
１８を通して運搬する。

その熱分解帯域１８内では、スクラップは、高温空気供
給ハウジング２２からスクラップ床内を下向きに吹き込
まれる高温ガスと接触される。

排気ガスは床の下から周囲ハウジング２６で形成された
出口を通って外へ導かれる。

コンベヤ１４は、ガス流動に対して実質的な抵抗（例え
ば充填床１６０対ガス流動抵抗に比肩しうる値）を有し
て、床１６へのスクラップの供給が中断したときにベル
トのスクライプで覆われていない部分を通しての過度の
ガス流動チャンネリングが生じないようにするのが、好
ましい。

操作において、被覆付きスクラップ金属の充填床は約４
〜４０画の厚味を有し、２〜２０分間の滞留時間が与え
られるような速度で熱分解帯域内を移動される。

熱分解帯域内を充填床が移行するときに、高温ガスが充
填床の運動方向に実質上垂直な方向でその充填床を通し
て下向きに連続的に吹き込まれあるいは引き込まれる。

本発明方法において使用する高温ガスは、被覆物すべて
を燃焼させるに足る酸素を含むのが好ましい。

実際上は、高温空気が普通用いられる。

かくして被覆付きスクラップ金属の充填床内で熱分解反
応が開始される。

高温ガスとの接触により、金属スクラップ上の有機物の
部分的分解および蒸留（蒸発オたは揮発）が生じて有機
被覆物が除去されることになる。

この分解反応は発熱性であり、床の温度の累進的上昇を
引き起こす。

高温ガスによって全熱入力が与えられるとき、所望の程
度の反応を達成するのに必要とされる供給高温ガスの温
度は、約５００〜６００℃、好ましくは約５１０〜５７
０℃であり、少なくとも約５４０℃であるのが特に好ま
しい。

５００〜６００℃の範囲外では、満足すべき結果を得る
のが容易でなくなる。

上記範囲よりも低い温度では、アルミニウムの被覆に慣
用される被覆物よりも高い抵抗の被覆物を有するスクラ
ップを含む供給物の場合に、適切な除去ができない。

七して上記範囲よりも高い温度ではスクラップ金属自体
が酸化されることになる。

ある種の被覆物は低い温度で完全に除去されるけれども
、それよりも高い抵抗の被覆物がスクラップと共に全く
供給されないという前提に立ってスクラップ回収システ
ムを設計、実施することは満足でない。

床内におりる定常状態反応帯域を図面に破線２８で示し
である。

この定常反応帯域の下および左側（図面で見て）では、
床中の金属は未だ被覆を有しているが、この定常反応帯
域の上および右側のスクラップ金属からは被覆は既に除
去されている。

被覆除去済のスクラップはシュート３２で排出され、例
えば再溶融炉へ輸送される。

床内の高温ガス流量は約１０〜６ＯＮｔｙｊ’／分／ｒ
ｒ？（床）アあるのが特に好ましい。

１ＯＮ？７Ｚ”／分／ｒｒ？よりも低いガス流量は、若
干の場合に潜在的に有害でありうる。

６ＯＮＷ？／分／−を越えるガス流量を本発明方法で使
用しうるが、かかる大きさのガス流量を用いると、所定
量のスクラップにつき一層多量の高温ガスを必要とする
ようになる。

従ってガスを加熱するための燃料必要量およびコストが
嵩むようになる。

上記の１０〜６ＯＮｒｒ？／分／ｒｒ？の範囲内におい
て、最適流量は、被覆除去処理されるスクラップの種類
および密度ならびに床の厚味に依存して変る。

スクラップ金属床の温度は、床内を通過する高温ガス流
量によって変るので、床内の温度が約６００℃以下であ
るようにまた過度の金属酸化を回避するように床の厚味
を？４１以すべきである。

使用されるガス流量、すなわち約１０〜６ＯＮ？？／／
分／ｄの範囲の流量について、床の厚味は約４０ｃｆｎ
Ｊ−Ｊ、下に維持されるべきである。

特定の床厚はスクラップのタイプおよび床密度によって
変わる。

殆んどの場合に、空気を熱交換器に通すことにより加熱
する。

熱交換器の中で空気は、熱分解帯域からの揮発分を補充
ガス状または油状燃料と共に燃焼させるアフター・バー
ナからのガス流によって加熱される。

アフター・バーナへの補充燃料の供給は、熱交換器の出
口の空気温度を測定するように配置したプリセット式温
度測定装置に応答して制御するのが好都合である。

前述のような床厚、温度、ガス流量等を使用することに
より、本発明方法はアルミニウムスクラップＱ迅速かつ
連続的な被覆物除去に採用できる。

最適操作条件の下で、熱分解帯域中のスクラップの滞留
時間は、約３〜１０分間である。

そのような滞留時間は、スクラップ金属から有機物を実
質上完全に除去するのに充分であるが、スクラップ金属
の過度の酸化をもたらさない時間である。

本発明をさらに下記実施例によって説明する。

実施例 １ 有機被覆物（ラッカー、塗料）を有する使用済の飲料罐
（空き罐）を細断し、横型移動式ステンレス鋼製の織成
ベルトコンベヤ上に供給し、そのベルトコンベヤ上に厚
さ７．５ｃ、、巾２４３ｃｒｎ、長さ５７０ｃｒｎおよ
び密度的２５０＠／−の充填床を形成させた。

次いでこの細断スクラップの床ヲ熱分解帯域に通した。

熱分解帯域ではスクラップ床上へ約５５０℃の高温空気
をＦ向きに吹き付けた。

（この場合、所望ならば移動コンベヤの下面で吸引を掛
けて充填床を通る高温空気の移動を促進しうる）。

その吹き付は空気は約３０ｍ／分の速度で床を通り抜け
、加熱前線（すなわち反応前線）速度は約３５−７分で
あった（垂直方向速度）。

高温の吹き込み空気は床を通り抜け、有機被覆物の残留
炭素の燃焼による熱を収受し、そして床を約５８０℃の
温度で下向きに退出した。

細断金属スクラップを被覆除去処理するのに１分間必要
であるとして、必要な滞留時間は３分間となり、またコ
ンベヤ速度は約１．９７？Ｚ／分となる。

上記細断スクラップからの実質上完全な被覆物除去が達
成された。

実施例 ２ 添付図の如き装置において、熱分解帯域中の床の長さは
約１２ｍ、床の巾は１ｍであった。

この装置を供給空気温度５００〜６００℃、その流量１
４０〜４２ＯＮｉ／分で運転した。

床厚は５〜３０ｃｆｒＬの範囲であった。

コンベヤベルト上に１２０〜ｌ ７０＠／ｒｒ？の密度
の床を形成するように押し潰した被覆付き飲料罐（細断
せず）ン用いて試験した。

その他の試験は、密度１７０〜２５０ｋｆ／ｒｒｌの床
を形成するような細断した被覆付きアルミニウムスクラ
ップを用いて実施した。

この材料は、乾燥条件の場合に、細断しない罐について
は３０ｃｍの床厚で、また細断した罐についてはそれよ
りも小さい約２０備の床厚で、熱分解帯域中での６〜６
．５分の滞留時間で満足すべき被覆除去処理ができた。

使用した高温空気流量は２８ＯＮｍ’／分であり、温度
は５５０℃であった。

使用済罐（多くの場合に町成りの飲料残物を含んでいる
罐）を供給する場合を模擬する別の試験では、スクラッ
プ罐を一晩水に浸け、全重量の７２係が水である状態で
細断機へ供給した。

この湿った細断スクラップを、１０〜１５ｃｍ厚の床を
形成するような量でコンベヤ上へ供給した。

頂部から空気を２８０ Ｎｒｒ？／分および５４０℃で
供給した。

この材料は約７分間の滞留時間で満足に乾燥され被覆物
除去されることが判った。

処理されるべき大きなバッチのスクラップ材についての
被覆物が、容易に熱分解される被覆材料の一つであるこ
とが既知である場合には、そのバッチ全体を、約５５０
℃の供給空気温度において２分間のようなはるかに短い
滞留時間で被覆除去処理できた。

前記装置での別の試験においては、高温ガス供給物は、
熱分解帯域の排出口から再循環されるガスを町成りの割
合で含み、そのため１０係のオーダーの低減した酸素含
量を有した。

細断した被覆付きスクラップアルミニウムおよび細断し
ない被覆付キスクラップアルミニウムは１０分間の滞留
時間で満足に被覆除去処理されることが判った。

ロータリーキルンによる被覆除去法と本発明方法との比
較を行った。

キルンでの試験では数例において満足すべき被覆除去済
の細断スクラップ金属が得られた。

しかし被覆除去の品質に関しては、最良の条件の下にお
いてさえも、折りたたまれた細断物の内側には炭素分が
付着して含１れていた。

キルンの処理温度を上昇させると、アルミニウムスクラ
ップ罐の蓋が崩れて微細粉末になる現象が見られた。

これに比較して本発明の方法で処理した細断物は良好で
あり、被覆除去済細断物の全色相は全体として酸化（金
属自体の）が少ないことを示した。

捷た備差に有害な影響を全く与えることなく、折たたみ
状態細断物の内側の被覆除去がなされた。

過熱によりブリスターが生じ、極端な場合には細断片の
白化が生じたが、粉砕化は生じなかった。

さらに顕著には、キルン法は、適切な被覆除去効果を維
持するのにキルン中への細断スクラップ金属の流入量（
重量速度）についての厳密な制御を必要とする。

比較的一定の細断スクラップ金属のわずかな密度変化（
例工ば２１０〜２６０ｋｆ／ｒｒ？）でさえも、キルン
温度制御の問題を引き起こす。

これとは対照的に、本発明方法の試験では、スクラップ
密度の主たる変化に適応できること、ならびに下見板ス
クラップや単純な被覆付き箔スクラップに供給原料を変
えても生成される回収物の品質に認めうる差異を生じさ
せないようにできることが判明した。

キルンは仕込可能な材料の量に明確な限度がある。

そして低密度での生成回収物は低処理量を意味する。

本発明方法の場合には、低密度でのスクラップ処理には
単に床厚を増大させる適応策を採ることができる。

最後に、キルンにおける滞留時間および処理温度は、間
接的に測定できるだけである。

本発明方法は、処理温度および滞留時間を直接に制御で
きる点においてキル法と異なる。

従って運転状況下で工程を如何に実施するかを運転者に
知らせろが容易であり、また高度の工程制御を達成する
ことが可能である。

細断または押潰しスクラップ飲料鑵およびアルミニウム
下見板以外にも、その他のアルミニウム含有複合材料を
本発明方法により被覆除去処理できる。

従って、本発明方法は有機被覆によってアルミニウムに
接合されたその他の金属からなる複合材料を被覆除去処
理するのに、また薄いアルミニウム表皮で拘束された粘
弾性湿潤剤で被覆されたアルミニウム基層からなる完全
湿潤化、三部材ラミネート化アルミニウムコイル製品（
代表的なものは商標ｒＤａｍｐｆａｌｕｍｉｎｕｍＪ
）の被覆除去にも、本発明方法は使用できる。

ｒＤａｍｐｆａｌｕｍｉｎｕｍＪは、モービルホーム、
航空機、ガレージドア、壁および屋根クラツディングな
らびに窓敷居等の多くの用途で用いられている。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明方法の実施のための横方向移動式充填床被
覆除去装置の立面略図である。 １０ニスクラツプ、１２：入口シュート、１４：エンド
レス網コンベア、１６：充填床、１８：熱分解帯域、２
８：定常反応帯域、３２：出口シュート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 、１ スクラップアルミニウムの流れを熱分解帯域内を
   通過中に酸素含有ガス中で加熱することによりスクラッ
   プアルミニウムから有機被覆物を除去する方法であって
   、そのスクラップをガス透過性コンベヤ上に支持したス
   クラップの非攪拌床の形で熱分解帯域内を通過させ、そ
   して酸素含有高温ガスをそのスクラップ金属床内を下向
   きに通し、しかもその高温ガスはスクラップ床の上側面
   を５００〜６００℃の範囲内の温度に上昇させる温度で
   あり、その高温ガスの温度、供給量および酸素含量なら
   びにスクラップ床の移動速度をキ、有機物質が熱分解し
   そして残留炭素が燃焼する反応前線を熱分解帯域内でス
   クラップ床の上面から底面まで移行させかつ反応前線が
   スクラップ床の底面にまで到達後にスクラップを１０分
   までの間熱分解帯域内に保留させるように調節されるこ
   とを特徴とするスクラップアルミニウムから有機被覆物
   を除去する方法。 ２ スクラップ床の上側面のための唯一の外部熱源は、
   ５００〜６００℃の範囲の温度の酸素含有ガス流である
   特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 酸素含有ガスは空気である特許請求の範囲第２項に
   記載の方法。 ４ ガスの温度は５１０〜５７０℃である特許請求の範
   囲第２または３項に記載の方法。 ５ スクラップ床の厚味は４〜４０ｃｍである特許請求
   の範囲第１〜４項のいずれかに記載の方法。 ６ 高温ガスはスクラップ床内を１０〜６ＯＮｔｒ？／
   分／ｒｒ？の流量で通る特許請求の範囲第１〜５項のい
   ずれかに記載の方法。 ７ スクラップ床は２〜１０分の滞留時間で熱分解帯域
   内に移動する特許請求の範囲第１〜６項のいずれかに記
   載の方法。 ８ 熱分解帯域から排出されその中の可燃性成分が補充
   燃料と混合されて燃焼されたガスと熱交換器中で熱交換
   することにより、高温空気流を所望の温度にまで加熱す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の方法。 ９ 補充燃料の供給は、熱交換器の下流側の空気温度に
   応答する温度感応装置によって制御する特許請求の範囲
   第８項に記載の方法。