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DE69812705T2 - Verfahren zum entfernen einer metallischen beschichtung von metallischem schrott - Google Patents

Verfahren zum entfernen einer metallischen beschichtung von metallischem schrott

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Publication number
DE69812705T2
DE69812705T2 DE69812705T DE69812705T DE69812705T2 DE 69812705 T2 DE69812705 T2 DE 69812705T2 DE 69812705 T DE69812705 T DE 69812705T DE 69812705 T DE69812705 T DE 69812705T DE 69812705 T2 DE69812705 T2 DE 69812705T2
Authority
DE
Germany
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temperature
core
coating layer
scrap
bodies
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE69812705T
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English (en)
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DE69812705D1 (de
Inventor
Jacobus Wittebrood
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Novelis Koblenz GmbH
Original Assignee
Corus Aluminium Walzprodukte GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Corus Aluminium Walzprodukte GmbH filed Critical Corus Aluminium Walzprodukte GmbH
Application granted granted Critical
Publication of DE69812705D1 publication Critical patent/DE69812705D1/de
Publication of DE69812705T2 publication Critical patent/DE69812705T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B21/00Obtaining aluminium
    • C22B21/0038Obtaining aluminium by other processes
    • C22B21/0069Obtaining aluminium by other processes from scrap, skimmings or any secondary source aluminium, e.g. recovery of alloy constituents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B31/00Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
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Description

    TECHNISCHES GEBIET
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum mindestens teilweisen Entfernen einer metallischen Beschichtungslage von Teilen aus Metallschrott wie zum Beispiel Blechstücken, mit einer Kernlage und der Beschichtungslage auf der Kernlage, beispielsweise Metallschrott aus Aluminiumlötblech anfällt. Dabei besitzt die Beschichtungslage eine niedrigere Schmelztemperatur als die Kernlage. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Beschreibung werden die Temperaturwerte TS(coat) und TL(coat) jeweils als die Temperatur der Soliduskurve bzw. die Temperatur der Liquiduskurve der Beschichtungslage definiert sind, und die Temperaturangaben TS(core) und TL(core) jeweils als die Temperatur der Soliduskurve bzw. die Temperatur der Liquiduskurve der Kernlage definiert werden, d. h. der Metallteile ohne die metallische Beschichtungslage.
  • STAND DER TECHNIK
  • An unterschiedlichen. Punkten im Produktionsablauf während der Herstellung von Teilen aus Metallblech, die auf mindestens einer Seite mit einer metallischen Beschichtung plattiert sind, zum Beispiel Aluminiumlötblech, fallen beschichtete Metallschrottteile an, wie zum Beispiel als Ausschuss klassifizierte Halbfertigprodukte, abgeschnittene Kantenteile, Teile aus dem Walzvorgang, Stanzabfall, usw. Die Verarbeitung solcher Teile aus beschichtetem Metallschrott wirft verschiedene Probleme auf. Wenn zum Beispiel beschichtete Metallteile aus Lötblech eingeschmolzen werden, bei denen die Plattierung eine AlSi-Legierung enthält, liegt in der so erhaltenen Aluminiumschmelze ein zu hoher Anteil an Silizium vor, so dass die Aluminiumschmelze nicht mehr direkt für die Herstellung einer Kernlegierung für Lötblech geeignet ist. Die Aluminiumschmelze eignet sich dann nur noch für Einsatzbereiche mit minderer Qualität, sofern nicht der Si-Gehalt durch Verdünnen der Aluminiumschmelze mit reinem Aluminium gesenkt wird, was eine kostspielige Lösung darstellt.
  • In der europäischen Patentschrift EP-A-727499 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem beschichtete Metallteile, insbesondere Teile aus galvanisiertem Stahl, zusammen mit Schleifkörpern, z. B. Körpern aus Al&sub2;O&sub3;, in einem Kessel gerührt werden, um so viele Kollisionen herbeizuführen. Auf diese Weise wird die sehr dünne Zinkschicht entfernt. Es kann in dem Kessel auch eine Flüssigkeit wie zum Beispiel Wasser oder eine alkalische Lösung vorhanden sein. Bei einigen Beispielen wird die Arbeitstemperatur mit 80ºC angegeben. Dieser Prozess wird dabei als ungeeignet für vergleichsweise dicke Beschichtungslagen angesehen.
  • In der US-Patentschrift A-4203762 wird ein Verfahren zur Verarbeitung von Bimetallschrott, insbesondere Blechstücken aus Stahl/Aluminium, beschrieben, mit dem Ziel, das Aluminium ohne Bildung von intermetallischen Verbindungen zwischen Eisen und Aluminium wiederzugewinnen. Dabei wird der Schrott durch Energiezufuhr in Form von Strahlungswärme rasch erhitzt, um einen kritischen Temperaturbereich, der bei 450ºC beginnt, rasch zu durchlaufen und schnell auf eine Temperatur zu kommen, die über dem Schmelzpunkt von Aluminium liegt, um so die Beschichtung zu verflüssigen. Die flüssige Beschichtung wird dann durch Dränage unter Schwerkrafteinfluss abgezogen, wozu der Schrott gegebenenfalls gerührt wird. Dieser Prozess setzt eine Energiequelle für hohe Temperaturen und eine sorgfältige Steuerung voraus.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum wirksamen mindestens teilweisen Entfernen einer metallischen Beschichtung von Schrottmetallteilen anzuregen, welche mit der metallischen Beschichtung plattiert sind.
  • Erfindungsgemäß wird nun ein Verfahren zum mindestens teilweisen Entfernen einer metallischen Beschichtungslage von Teilen aus Metallschrott mit einer Kernlage und der Beschichtungslage auf der Kernlage vorgesehen, wobei die Beschichtungslage einen niedrigeren Schmelzpunkt als die Kernlage besitzt, welches den Arbeitsgang umfasst, bei dem die Teile aus Metallschrott in einem Behälter zusammen mit einer Vielzahl von Schleifkörpern so gerührt werden, dass eine Vielzahl von Kollisionen zwischen beiden herbeigeführt wird; dabei zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, dass während des Rührvorgangs die Temperatur in dem Behälter eine Temperatur T im Bereich Ts(coat) < T < TL(core) ist, wobei Ts(coat) die Temperatur der Soliduskurve der Beschichtungslage ist und TL(core) die Temperatur der Liquiduskurve der Kernlage darstellt. Vorzugsweise liegt die Behältertemperatur T dabei im Bereich TL(coat) < T < TS(core).
  • Auf diese Weise kann eine einzige Charge an Einsatzmaterial in Form der Teile aus beschichtetem Metallschrott in der Weise in Bewegung versetzt werden, dass zwischen den Teilen aus beschichtetem Metallschrott und den Schleifpartikeln sich laufend verändernde Schwankungen in der Geschwindigkeit auftreten. Es hat sich gezeigt, dass durch eine derartige Behandlung von solchem Schrottmaterial die metallische Beschichtung bzw. Plattierung überraschend wirksam durch mechanische Vorgänge wie Abrieb entfernt wird. Wird der angegebene Temperaturbereich gewählt, dann zeigt sich, dass die metallische Beschichtung bzw. Plattierung, die Temperaturen in diesem Bereich ausgesetzt wird, sehr schwach und möglicherweise teilweise geschmolzen ist und dann durch die Schleifwirkung einfach und wirksam entfernt werden kann.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können die Teile aus Metallschrott in den Behälter bei einer Temperatur eingebracht werden, die unter der Temperatur Ts(coat) liegt, z. B. bei Umgebungs- oder Raumtemperatur. Vorzugsweise befinden sich dabei die Schleifkörper, oder doch zumindest einige der Schleifkörper, auf der Behältertemperatur. In diesem Fall werden die Teile aus Metallschrott während des Rührvorgangs erwärmt, doch können sie die Temperatur T nicht vollständig erreichen (was sie vorzugsweise auch nicht tun). Damit kann die Beschichtung gegebenenfalls nicht ganz eingeschmolzen werden. Es sieht so aus, als ob die Beschichtung aber durch den Rührvorgang und unter Einfluss der Temperatur ausreichend geschwächt wird, um von der Kernlage entfernt zu werden, möglicherweise ohne Schmelzen.
  • Es hat sich gezeigt, dass das Verfahren gemäß dieser Erfindung sich besonders gut für die Entfernung von mindestens einem Teil der metallischen Beschichtung von Aluminiumlötblech eignet, wobei die metallische Beschichtung, die ansonsten auch als Plattierungsschicht oder Plattierung bekannt ist, eine Aluminiumlötlegierung ist, welche Si als Hauptlegierungselement in einem Bereich von 5 bis 15 Gew.-% enthält. Außerdem können Schichten aus Aluminiumlegierungen, die Zn als Hauptlegierungsbestandteil enthalten, sehr wirksam entfernt werden.
  • Dabei sollten die einzelnen Details bei dem erfindungsgemäßen Verfahren (z. B. Zeit, Temperatur, Größe und Art der Schleifkörper) so gewählt werden, dass das gewünschte Ergebnis in Form einer Verringerung der Menge an Beschichtungsmaterial auf den Kernlagen von Teilen aus Metallschrott erzielt wird. Unter bestimmten Bedingungen besteht die Gefahr, dass die abgelösten Beschichtungspartikel sich erneut an den Teilen aus Metallschrott anhaften.
  • Bei den Schleifkörpern handelt es sich in geeigneter Weise um Klumpen oder Partikel aus Metall, mineralischem, keramischem oder ähnlich hartem Material. Vorzugsweise besitzen die Schleifkörper dabei unregelmäßige Formen wie beispielsweise die Form von Klumpen. Doch kann auch mit regelmäßigen Formen wie beispielsweise Pyramiden oder Prismen gearbeitet werden. Die Schleifkörper werden dabei zum Beispiel aus der Gruppe gewählt, die Al&sub2;O&sub3;, SiC, Spinell, Bauxit, Ardennensplitt, Stahlschlacke und keramische Elemente zur Rotationsbearbeitung mit einer Härte von mindestens 7,0 Mohs umfasst.
  • Auch wenn Schleifkörper aus anderen Werkstoffen unter Umständen gut geeignet sind, unter den vorstehend genannten Materialien vorzugsweise diejenigen zu wählen, die chemisch inert sind. Die entfernten Teilchen der Beschichtung bzw. Plattierung haften nicht in erheblichem Ausmaß an diesen Körpern an. Vorzugsweise enthalten die Schleifkörper in nennenswertem Umfang kein Material, das mit geschmolzenem Aluminium reagieren kann, welches möglicherweise während des Rührvorgangs vorhanden ist, wie zum Beispiel Mullit oder Fe&sub3;Si. Werden Schleifkörper verwendet, die aus Mullit bestehen, kann sich Si bilden, was schließlich für den Si-Gehalt der behandelten und anschließend erneut eingeschmolzenen Teile aus Metallschrott ungünstig ist.
  • Die größte Abmessung der Schleifpartikel beträgt vorzugsweise höchstens 100 mm, wobei ein Höchstwert von 20 mm besonders bevorzugt wird. Gute Ergebnisse bei der Entfernung von metallischen Beschichtungen werden insbesondere in diesem Bereich im gegebenen Temperaturbereich erzielt.
  • Die Effizienz bei der Entfernung der Plattierungsschicht wird dadurch noch weiter verbessert, dass eine Kombination aus vergleichsweise großen Schleifkörpern (Größenbereich zwischen 3 und 20 mm, vorzugsweise zwischen 4 und 20 mm) und kleinen Schleifkörpern (Größenbereich unter 2 mm) verwendet wird. Das Gewichtsverhältnis zwischen der Menge an "großen" zu "kleinen" Schleifkörpern liegt im Bereich von 2 : 1 bis 75 : 1, vorzugsweise zwischen 2 : 1 und 25 : 1, und ganz besonders bevorzugt wird der Bereich von 10 : 1 bis 20 : 1.
  • Die Teile aus Metallschroff weisen vorzugsweise höchstens eine Größe von 200 mm auf, wobei ein Größenbereich zwischen 5 und 200 mm noch mehr bevorzugt wird. Dabei kann jedes Teil so betrachtet werden, als habe es eine Länge, eine Breite und eine Stärke, wobei die größte Abmessung die Länge ist, die Breite dabei gleich der Länge oder kleiner als diese ist, und die Stärke im Vergleich zur Länge klein ist und beispielsweise einige Millimeter beträgt, d. h. im Bereich zwischen 1 und 30 mm liegt, vorzugsweise zwischen 1 und 10 mm. Diese Abmaße lassen sich durch eine mechanische Behandlung erzielen, zu der Abscheren, Schneiden oder Zerhacken gehören. Die Teile und die Schleifkörper können sowohl durch Schleudern oder Schütteln als auch durch eine Kombination aus beidem in Bewegung versetzt werden; dies geschieht auf eine einfache und wirksame Art in einer Drehtrommel oder einem Drehgefäß, dessen Drehachse unter höchstens 45º relativ zur Horizontalen liegt. Vorzugsweise weist das Gefäß Vorsprünge auf, die nach innen gerichtet sind, um die Blechteile während der Drehung in Bewegung zu versetzen. Dieses Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich im großtechnischen Maßstab einsetzen und hierzu kann eine bekannte Vorrichtung eingesetzt werden, z. B. eine Vorrichtung, die als Gerät zur Rotationsbearbeitung bekannt ist. Statt eines sich drehenden Gefäßes kann auch eine Rüttelvorrichtung wie zum Beispiel sin Rüttelsieb verwendet werden.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Nachstehend wird die Erfindung nun unter Bezugnahme auf Beispiele dargestellt, die keine Einschränkung darstellen.
  • Beispiel 1
  • Dieses Beispiel wurde im Maßstab eines Laborversuchs realisiert. Dabei wurde ein geschlossener Stahlbehälter mit Teilchen aus Al&sub2;O&sub3; als Schleifkörper gefüllt, die eine Größe von 2 bis 5 mm im Durchschnitt aufwiesen. Der Behälter und die Schleifkörper wurden auf 610ºCc erwärmt. Dann wurden bei Raumtemperatur in den erwärmten Behälter Blechstücke aus Hartlotmaterial in Form einer Aluminiumlegierung mit einer Größe von 3 · 4 cm und einer Stärke von 0,6 cm (einschließlich der Plattierung, deren Stärke 10% betrug) gegeben. Die Kernlegierung des Hartlotblechs wies eine Temperatur TS(core) von 629ºC und eine Temperatur TL(core) von 654ºC auf; die Plattierung wies dabei eine Temperatur TS(coat) von 554ºC und eine Temperatur TL(coat) von 596ºC auf. Der Behälter wurde 8 Minuten lang mit einer horizontalen Amplitude von 5 cm geschüttelt. Die Versuche wurden mit einer Bewegungsfrequenz von 50 und 120 Bewegungen pro Minute durchgeführt.
  • In Tabelle 1 ist der Si-Gehalt und der Fe-Gehalt in den wieder eingeschmolzenen Hartlotblechen im eingeschmolzenen Zustand in Abhängigkeit von der Behandlung ausgewiesen. Nach der Behandlung wurden entfernte Teilchen der Plattierungsschicht gefunden, die zwischen den Al&sub2;O&sub3; Teilchen separat im Behälter lagen und sich sowohl von den Teilen aus Metallschrott als auch den Al&sub2;O&sub3; Teilchen durch einen einfachen Siebvorgang trennen ließen. Es sieht so aus, als ob die Plattierungsschicht gegebenenfalls durch das Schleifmaterial von der Kernlage abgeschnitten werden kann.
  • Die Versuche zeigen, dass die Plattierung zumindest zu einem erheblichen Teil von der Kernlegierung entfernt werden kann, so dass ein beträchtlicher Wertzuwachs bei dem wieder eingeschmolzenen Schrottteilen aus Hartlotblech zu verzeichnen ist, da insbesondere der Si-Gehalt abgenommen hat. Tabelle 1
  • Beispiel 2
  • Die nachfolgenden Versuche (Experiment 1 bis 18) wurden unter Verwendung eines Drehtrommelofens mit einer Längsabmessung von 0,3 m und einem Durchmesser von 0,3 m durchgeführt. Dabei ist in der Trommel ein Schleifmittel in einer Menge von 6 kg vorhanden, ausgenommen bei den Experimenten 16 bis 17, bei denen 9 kg eingesetzt wurden. Die Trommel und das Schleifmittel werden auf die Arbeitstemperatur erwärmt, und im Anschluss daran wird in die Trommel 1 kg von Schrott aus Hartlötblech bei Raumtemperatur eingebracht, ausgenommen bei Experiment 17, wo 1,5 kg eingebracht wurden. Die Abmessungen des Schrotts aus Hartlötblech betrugen dabei (25-30) · (40-60) mm bei einer Stärke von 3 mm. Die Aluminiumlegierung der Kernlage des Lötblechs wies eine Temperatur TS(core) von 629ºC und eine Temperatur TL(core) von 654ºC auf, wohingegen die Plattierung eine Temperatur TS(coat) von 554ºC und eine Temperatur TL(coat) von 596ºC aufwies. Das verwendete Lötblech besaß eine Kernlegierung mit einem Si-Gehalt und einem Fe-Gehalt von 0,05 Gew.-% bzw. 0,20 Gew.-% mit der Plattierung (deren Stärke 10% betrug) mit einem Si- bzw. Fe-Gehalt von 9,56 Gew.-% bzw. 0,20 Gew.- %. Die Zusammensetzung des wieder eingeschmolzenen Lötblechs ohne Behandlung gemäß der Erfindung betrug 0,59 Gew.-% Si und 0,20 Gew.-% Fe. Der Mindestgehalt an Silizium, den man nach der Verarbeitung erhalten kann, entspricht dem Si-Gehalt in der Kernlegierung.
  • Als Schleifmittel wurden die folgenden Materialien verwendet: Al&sub2;O&sub3;, Ardennensplitt, wobei es sich um ein abgebautes Mineral mit scharfen Kanten handelt, Bauxit, also dass Erz für Aluminiumherstellung, das ebenfalls sehr scharfe Kanten aufweist, und Stahlschlacke, die ein Nebenprodukt aus dem Konverterverfahren zur Stahlgewinnung darstellt und sehr schwer ist und scharfe Kanten aufweist, wobei sie ein Gemisch aus FeO, Fe&sub2;O&sub3;, CaO, SiO&sub2; und Al&sub2;O&sub3; umfasst.
  • In Tabelle 2 ist der Gehalt an Si und Fe in der Schmelze aus Lötblechen in Abhängigkeit von der Behandlung ausgewiesen.
  • Die Ergebnisse der Experimente 7, 10, 12 und 14 zeigen einen Vergleich zwischen den Arten des verwendeten Schleifmittels. Überraschenderweise hat die Verwendung von Stahlschlacke sehr gute Ergebnisse geliefert. Ein Anstieg des Fe-Gehalts in der Schmelze aus behandeltem Hartlötblech könnte zwar erwartet werden, doch zeigten die Versuchsergebnisse keine solche Erhöhung. Bei allen ausgeführten Versuchen war bei keinem Element ein deutlicher Anstieg oder eine deutliche Verringerung am Ende in dem behandelten Hartlotblech zu verzeichnen, mit Ausnahme des Si-Gehalts. Die Versuchsergebnisse zeigen außerdem, dass die Beschichtungslage unter Verwendung von Schleifpartikeln bei erhöhter Temperatur in erheblichem Umfang entfernt werden kann. Tabelle 2
  • Beispiel 3
  • In ähnlicher Weise wie bei Beispiel 2 wurde ein Kilogramm von Lötblechschrott von derselben Art in einer Drehtrommel bei Veränderung der Art des Schleifmittels, unter Verwendung der Größenbereichs des Schleifmittels und der Verarbeitungstemperatur (Experimente 19 bis 33) bearbeitet. Zusätzlich zu den Schleifmaterialien nach Beispiel 2 wurden auch Versuche mit kommerziell erhältlichen Keramikkörpern für die Rotationsbearbeitung bei einer Härte von 8,0 Mohs und mit verschiedenen Formen untersucht. Die verwendeten keramischen Körper für die Rotationsbearbeitung bestehen im Wesentlichen aus Al&sub2;O&sub3; und Ton und weisen ein spezifisches Gewicht von 2,52 g/cm³ auf. Bei den Experimenten 19 bis 21 wurden pyramidenförmige Formen verwendet, bei Experiment 22 kamen dreieckige Formen zum Einsatz und bei den Experimenten 23 bis 26 wurden zylinderförmige Körper verwendet.
  • Bei den Experimenten 24 bis 27 sowie 30 bis 32 wurde ein Schleifmittel mit vergleichsweise großen Abmessungen mit einem zweiten Schleifmittel mit vergleichsweise kleinen Abmessungen kombiniert. Der gewichtsbezogene Anteil des Schleifmittels mit großen Schleifkörpern ist deutlich höher als der Anteil des Schleifmittels mit kleinen Schleifkörpern. Bei Experiment 27 wurden Stahlscheiben mit einem Durchmesser von 35 mm und einer Höhe von 9 mm in Verbindung mit Bauxit verwendet.
  • In Tabelle 3 sind der Si-Gehalt und der Fe-Gehalt der wieder eingeschmolzenen Hartlötbleche in Abhängigkeit von der Behandlungsweise ausgewiesen.
  • Die Versuchsergebnisse bei den Experimenten 19 bis 21 zeigen, dass eine Vergrößerung der Abmessungen des Schleifmittels die Wirksamkeit bei der Entfernung der Plattierungsschicht verringert. Die Versuchsergebnisse bei den Experimenten 23 bis 26 belegen, dass sich die Wirksamkeit bei der Entfernung der Plattierungsschicht deutlich erhöht, wenn eine kleine Menge kleiner Schleifpartikel den großen Schleifpartikeln zugesetzt wird. Aus den Experimenten 24 und 25 wird deutlich, dass Wirksamkeit bei der Entfernung sich noch weiter erhöht, wenn die Temperatur erhöht wird.
  • Das Experiment 33 wurde ohne jegliche Schleifpartikel, sondern nur mit 6 kg an Teilen des Schrotts aus Hartlötblech durchgeführt. Es hat sich erwiesen, dass die Plattierungsschicht nicht entfernt wird, wenn nur die Schrottteile allein bei erhöhter Temperatur geschleudert werden. Tabelle 3
  • Beispiel 4
  • In ähnlicher Weise wie bei Beispiel 3 wurde Schrott aus doppelt beschichtetem Hartlötblech in der Drehtrommel verarbeitet. Die Kernlegierung enthält 0,37 Gew.-% Si und 0,43 Gew.-% Fe. Das unbehandelte und wieder eingeschmolzene doppelt beschichtete Hartlötblech enthält 1,9 Gew.-% Si und 0,43 Gew.-% Fe. Die Prozessparameter, mit denen gearbeitet wurde, waren wie folgt: 1 kg Schrott aus Hartlötblech mit den Abmessungen (25-30) · (40-60) mm und mit einer Stärke von 6,5 mm, 6 kg Stahlschlacketeilchen im Größenbereich von 4 bis 16 mm, Ofentemperatur 617ºC, Bearbeitungszeit 20 Minuten, Drehgeschwindigkeit 30 UpM. Das behandelte und wiedereingeschmolzene Lötblech enthielt 0,47 Gew.-% Si und 0,43 Gew.-% Fe.
  • Beispiel 5
  • Das nachstehend beschriebene Experiment wurde im Labormaßstab ausgeführt. Es wurde Hartlötblech mit einer Größe in der Größenordnung von 3 · 4 cm mit einer Dicke von 0,6 mm wurde bei einer Temperatur von 610ºC auf ein bewegliches Schüttelgittersieb aus Stahl gegeben. Die Plattierungslage wurde so gewendet, dass sie dem Stahlgittersieb zugewandt ist. Anschließend wurde das Gittersieb mit einer Frequenz von 200 Bewegungen/Minute bei einer horizontalen Amplitude von 5 cm über eine Prozessdauer von 1 Minute in Bewegung versetzt. Das behandelte Hartlötblech wurde erneut eingeschmolzen und auf seinen Si-Gehalt und seinen Fe-Gehalt hin analysiert. In Tabelle 4 sind die Ergebnisse in Gew.-% aufgelistet. Tabelle 4
  • Beispiel 6
  • Das nachstehend beschriebene Experiment, das zwei Versuche umfasste, wurde im Labormaßstabtur Prüfung mit einem Drehtrommelofen durchgeführt, der in Längsrichtung 0,3 m maß und einen Durchmesser von 0,3 m hatte (ähnlich wie der in den Beispielen 2 bis 4 verwendete Ofen). In der Trommel ist ein Schleifmittel in einer Menge von 6 kg vorhanden. Die Trommel und das Schleifmittel werden in beiden Versuchen auf eine Bearbeitungstemperatur von 620ºC erwärmt, und anschließend wird in die Trommel 1 kg Schrott aus Hartlötblech gegeben, dessen Temperatur der Raumtemperatur entspricht. Die Abmessungen der Schrottteile aus Hartlötblech betragen dabei (25-30) · (40-60) mm bei einer Stärke von 3 mm. Die Kernlegierung des Hartlötblechs weist eine Temperatur TS(core) von 629ºC und eine Temperatur TL(core) von 654ºC auf; die Plattierung weist dabei eine Temperatur TS(coat) von 555ºC und eine Temperatur TL(coat) von 595ºC auf. Der Kern aus Hartlötblech enthält Si in einem Anteil von 0,08 Gew.-% und der Si-Gehalt in der Plattierungslage (10% der Dicke) beträgt 9,57 Gew.-%. Die Zusammensetzung des wieder eingeschmolzenen Hartlötblechs ohne Behandlung gemäß der Erfindung beträgt 0,64 Gew.-%. Der geringstmögliche Siliziumanteil, der sich nach der Verarbeitung erzielen lässt, entspricht dem Siliziumanteil in der Kernlegierung, und zwar 0,08 Gew.- %.
  • Bei dem ersten Versuch wurde in der im Zusammenhang mit Beispiel 2 beschriebenen Weise ein Schleifmittel in Form von 5,5 kg Stahlschlacke im Größenbereich von 15 bis 25 mm zusammen mit 0,5 kg Al&sub2;O&sub3; im Größenbereich von 3 bis 8 mm eingesetzt.
  • Im zweiten Versuch kam in der in Verbindung mit Beispiel 2 beschriebenen Weise ein Schleifmittel in Form von 5,5 kg Stahlschlacke im Größenbereich von 15 bis 25 mm zusammen mit 0,4 kg Al&sub2;O&sub3; im Größenbereich von 3 bis 8 mm zum Einsatz, und des weiteren 0,1 kg Stahlschlackensand (die feinkörnige Fraktion von Stahlschlacke) mit einer Größe im Bereich von bis zu 1 mm.
  • Bei beiden Versuchen wurde Schrott aus Hartlötblech mehrere Male über Zeiträume von 20 Minuten bei einer Drehgeschwindigkeit von 30 UpM verarbeitet. Nach jedem Zeitraum von 20 Minuten wurde der behandelte Schrott aus Hartlötblech herausgenommen, erneut eingeschmolzen und auf seinen Si-Gehalt hin untersucht, und dann wurde frischer unbehandelter Schrott aus Hartlötblech in die Trommel dazu gegeben. Beim ersten Versuch wird nach jedem Verarbeitungsgang das Schleifmittel durchgesiebt, um Schleifmaterial im Größenbereich von weniger als 1 mm zu entfernen, und dann ließ man in der Trommel wieder die Verarbeitungstemperatur erreichen. Im ersten Versuch wurde dieser Vorgang 7 Mal wiederholt und im zweiten Versuch wurde dieser Vorgang 5 Mal wiederholt. Der prozentuale Anteil des entfernten Siliziums wurde unter Heranziehung der folgenden Gleichung berechnet:
  • Dabei betrug der Si-Gehalt (im eingeschmolzenen Gesamtschrott) 0,64 Gew.-% und der Si-Gehalt im Kern 0,08 Gew.-%.
  • Die bei dem ersten Versuch gewonnenen Ergebnisse sind in Tabelle 5 aufgeführt und die Ergebnisse aus dem zweiten Versuch in Tabelle 6. Aus diesen Ergebnissen lässt sich ersehen, dass die Wirksamkeit der Verarbeitung zur Entfernung der Plattierung, die anhand des Si-Gehalts ermittelt wird, mit der Zeit abnimmt. Bei diesem Experiment nimmt die Wirksamkeit allmählich von etwa 80% auf etwa 40% ab. Aus den Ergebnissen aus dem zweiten Versuch wird deutlich, dass bei Anwesenheit einer Fraktion feinkörniger Schleifkörper - in diesem Fall Stahlschlackesand mit Abmessungen von weniger als 1 mm - die Wirksamkeit über die verschiedenen Experimente hinweg nahezu konstant bleibt. Eine mögliche Erklärung hierfür könnte sein, dass die Fraktion feiner Teilchen als absorbierendes Mittel fungiert, das ein erneutes Anhaften der entfernten Plattierungsschicht an den Schrott aus Hartlötblech verhindert. Tabelle 5 Tabelle 6

Claims (13)

1. Verfahren zum mindestens teilweisen Entfernen einer metallischen Beschichtungslage von Teilen aus Metallschrott mit einer Kernlage und der Beschichtungslage auf der Kernlage, wobei die Beschichtungslage einen niedrigeren Schmelzpunkt als die Kernlage besitzt, welches den Arbeitsgang umfasst, bei dem die Teile aus Metallschrott in einem Behälter zusammen mit einer Vielzahl von Schleifkörpern so gerührt werden, dass eine Vielzahl von Kollisionen zwischen beiden herbeigeführt wird, wodurch die Beschichtungslage zumindest teilweise entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, dass während des Rührvorgangs die Temperatur in dem Behälter eine Temperatur T im Bereich Ts(coat) < T < TL(core) ist, wobei Ts(coat) die Temperatur der Soliduskurve der Beschichtungslage ist und TL(core) die Temperatur der Liquiduskurve der Kernlage darstellt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Temperatur T im Bereich TL(coat) < T y Ts(core) liegt, bei es sich bei TL(coat) um die Temperatur der Liquiduskurve der Beschichtungslage handelt und Ts(core) die Temperatur der Soliduskurve der Kernlage darstellt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem der Rührvorgang zum Herbeiführen vieler Kollisionen mit Hilfe von mindestens einem der Schritte durchgeführt wird, bei welchen (I) die Teile aus Metallschrott und die Schleifkörper in dem Behälter unter Drehung geschleudert werden und (II) die Teile aus Metallschrott und die Schleifkörper in dem Behälter geschüttelt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem die Teile aus Metallschrott Teile aus Hartlotblech sind.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem die Beschichtungslage eine Legierung zum Hartlöten von Aluminium ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem die Legierung zum Hartlöten von Aluminium Si in einer Menge von 5 bis 15 Gew.-% enthält, bezogen auf das Gewicht der Legierung zum Hartlöten von Aluminium.
7. Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem die Legierung zum Hartlöten von Aluminium Zn als Hauptlegierungselement enthält.
8. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei welchem die Schleifkörper aus einem Werkstoff bestehen, der bei der Temperatur T gegenüber Aluminium chemisch inert ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welchem die Schleifkörper aus der folgenden Gruppe von Material gewählt werden:
Körper aus Al&sub2;O&sub3;,
Körper aus SiC,
Körper aus Spinell,
Körper aus Bauxit,
Ardennen-Splitt,
Stahlschlacke und
keramische Elemente zur Rotationsbearbeitung mit einer Härte von mindestens 7 Mohs.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem die Schleifkörper eine maximale Größe von höchstens 100 mm aufweisen.
11. Verfahren nach Anspruch 10, bei welchem die Schleifkörper eine maximale Abmessung von höchstens 20 mm aufweisen.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei welchem die Teile aus Metallschrott eine maximale Größe von höchstens 200 mm besitzen.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei welchem die Schleifkörper eine Menge (A) an vergleichsweise großen Körpern umfassen, deren maximale Größe im Bereich zwischen 3 und 20 mm liegt, sowie eine Menge (B) an vergleichsweise kleinen Körpern, deren maximale Größe im Bereich von unter 2 mm liegt, wobei das Gewichtsverhältnis A : B im Bereich zwischen 2 : 1 und 75 : 1 liegt.
DE69812705T 1997-12-19 1998-12-18 Verfahren zum entfernen einer metallischen beschichtung von metallischem schrott Expired - Lifetime DE69812705T2 (de)

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