JP4136170B2

JP4136170B2 - How to recycle painted magnesium-based waste

Info

Publication number: JP4136170B2
Application number: JP08006999A
Authority: JP
Inventors: 耕平久保田; 洋一野坂
Original assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Mitsui Kinzoku Co Ltd
Priority date: 1999-03-24
Filing date: 1999-03-24
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2019-03-24
Also published as: JP2000273555A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は塗装されたマグネシウム及びマグネシウム合金（本明細書においてはこれらを総称してマグネシウム系又はマグネシウム系材料という）廃材の再生方法に関し、より詳しくは、塗装されたマグネシウム系材料製の部品・製品のスクラップをフラックスを用いることなく且つ塗料の酸化に伴う有害な有機系ガスを発生させることなしで溶解させ、塗料を分解させ、分解生成物を除去し、更に、溶湯中にマグネシウム系材料の特性に悪影響を及ぼす量の酸化物等の異物が存在する場合にはそれらの異物を浮上させ、分離して再生する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、軽量材料のニーズが高まり、樹脂材料や軽量金属材料が用いられてきている。しかし、樹脂材料は一般的にリサイクルが困難であるため環境性に問題があるのに対して、金属材料は一般的にリサイクルが容易であるため、マグネシウム系材料、アルミニウム系材料等の実用軽量金属中最も密度の小さい軽量マグネシウム系材料が注目され、特に、自動車あるいは携帯用家電製品用材料として注目される流れとなっている。
【０００３】
マグネシウム系材料製の部品・製品は、クロメート等の化成処理（酸化処理）を施した後、塗装を施して使用されることが多い。このような塗装されたマグネシウム系材料製の部品・製品は、リサイクルに際し、そのままで大気中、７００℃近傍で溶解され、その高温により塗料を燃焼させているのが現状である。塗料の燃焼で発生するガス中には有機系のＣ₄Ｈ₉Ｏ₄Ｎ、Ｃ₉Ｈ₁₃Ｎ、Ｃ₈Ｈ₉ＯＮ、Ｃ₉Ｈ₉Ｎ、Ｃ₅Ｈ₁₅Ｏ₂Ｎ、Ｃ₇Ｈ₇ＯＮ等が含まれ、多くの場合にダイオキシンも発生する。リサイクル温度が高温であればあるほど有機系ガス成分の単素数（炭素重合度）は小さくなり、有害性は低下するが、マグネシウムの発火の危険性から従来以上の高温での溶解処理は困難である。また、塗装されたマグネシウム系廃材に限らずマグネシウムのリサイクルでは大量のフラックスが使用されるため環境への影響も懸念される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記したように、マグネシウム系材料が樹脂材料に比較して環境性・リサイクル性の点で優位性を有することが、特に最近のマグネシウムの用途拡大の大きな駆動力になっていることからも、またマグネシウムの需要が世界的に急拡大しているので、今後、塗装されたマグネシウム系材料製の部品・製品のスクラップが大量に発生すると予想されることからも、塗装されたマグネシウム系材料製の部品・製品のリサイクル技術の確立が求められている。
【０００５】
従って、本発明は、塗装されたマグネシウム系材料製の部品・製品のスクラップをフラックスを用いることなく且つ塗料の酸化に伴う有害な有機系ガスを発生させることなしで溶解させ、塗料を分解させ、分解生成物を除去して再生する、環境性に優れた再生方法を提供することを課題としている。
更に、マグネシウム系材料の特性に悪影響を及ぼす量の酸化物等の異物が溶湯中に存在する場合には、それらの異物を浮上させ、分離して再生する方法に関する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題を達成するために鋭意検討した結果、塗装されたマグネシウム系材料製の部品・製品のスクラップを、酸素分圧が極めて低く、溶湯に悪影響を与えない雰囲気中で溶解させ、その溶湯をその雰囲気中に保持することにより塗料を酸化させずに無機物に分解でき、また減圧下に保持することによりその分解生成物が除去できることを見出し、本発明に到達した。
【０００７】
更に、上記のようにして塗料成分の分解、除去された溶湯中に特定のガスを吹込んで該溶湯中に含まれる酸化物、スラッジ、塗料の分解残留物等の異物を浮上させ、分離することにより該溶湯を一層充分に清浄化、再生できることを見いだし、本発明に到達した。
【０００８】
即ち、本発明の塗装されたマグネシウム系廃材の再生方法は、塗装されたマグネシウム系廃材をＡｒ、Ｈｅ、Ｎｅ、ＳＦ₆ 、ＣＯ₂ 、ＳＯ₂ 又はＮ₂ ガス雰囲気中、常圧下で溶解させ、得られた溶湯をＡｒ、Ｈｅ、Ｎｅ、ＳＦ ₆ 、ＣＯ ₂ 、ＳＯ ₂ 又はＮ ₂ ガス雰囲気中、常圧下に保持して塗料を無機物に分解させ、次いで該溶湯を該雰囲気中、減圧下に保持することにより塗料の分解生成物を除去することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の塗装されたマグネシウム系廃材の再生方法は、上記の方法によって塗料を無機物に分解して除去し、引き続いてその溶湯中に清浄化ガスとしてＡｒ、Ｈｅ、Ｎｅ、ＳＦ₆、ＣＯ₂、ＳＯ₂又はＮ₂ガス、あるいはこれらのガスと乾燥空気との混合ガスを細かく泡立てながら吹込むことによって該溶湯中の酸化物等の異物を浮上させ、分離することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の再生方法で再生の対象としている塗装されたマグネシウム系廃材は、マグネシウム又はマグネシウム合金（例えば、ダイカスト用のマグネシウム合金であるＡＺ９１、ＡＭ６０、ＡＭ５０、ＡＳ４１）製の鋳造品、ダイカスト品、加工品（板材、線材）等でその表面に塗料による塗装が施されている部品・製品の使用済みの回収品や、製造過程で生じる不良品を包含する。
【００１１】
本発明においては、塗料はマグネシウム系材料製の部品・製品の塗装に一般的に用いられている全ての塗料を包含し、例えば、フェノール樹脂系塗料、尿素樹脂系塗料、メラミン樹脂系塗料、ビニル樹脂系塗料、エポキシ樹脂系塗料、ポリエステル樹脂系塗料、ケイ素樹脂系塗料、フラン樹脂系塗料、セルロース系塗料、クリアーラッカー等を含む。
【００１２】
それらの塗装されたマグネシウム系廃材を再生処理する場合に懸念されることとしては、塗装されたマグネシウム系廃材を溶解する際に塗料が燃焼して有害な有機系ガスが発生することがある。また、塗料中の顔料として金属酸化物が用いられている場合にはそれらが溶湯中に混入するという問題がある。更に、塗料が用いられていないマグネシウム系廃材の再生でも問題となる酸化物や離型剤等の異物の混入も同様に問題となる。
【００１３】
本発明の再生方法においては、塗装されたマグネシウム系廃材をＡｒ、Ｈｅ、Ｎｅ、ＳＦ₆ 、ＣＯ₂ 、ＳＯ₂ 又はＮ₂ ガス雰囲気中で、即ち酸素分圧が極めて低く、溶湯に悪影響を与えない雰囲気中で、常圧下で溶解させ、その溶湯を該雰囲気中に保持するので、塗料を酸化させずに無機物に分解でき、また減圧下に保持することによりその分解生成物を除去することができる。
【００１４】
上記のような雰囲気については、塗装されたマグネシウム系廃材を装入したチャンバー内を５０Ｔｏｒｒ以下に減圧し、チャンバー内の雰囲気をＡｒ、Ｈｅ、Ｎｅ、ＳＦ₆、ＣＯ₂、ＳＯ₂又はＮ₂ガスで置換することにより形成することが好ましい。このようにする理由はチャンバー内の酸素を排除することにあるので、減圧度が高い（減圧後の圧力が低い）ほど良好な結果が得られ、減圧後の圧力が５０Ｔｏｒｒよりも高い場合には酸素分圧がある程度残存するため塗料は一部酸化されることになる。しかしながら、減圧後の圧力が５０Ｔｏｒｒよりも高くても、この雰囲気置換を２〜３回繰返すことにより適正な雰囲気を得ることができる。
【００１５】
塗装されたマグネシウム系廃材を溶解させる際の上記の雰囲気の圧力については特には制限されないが、加圧する必要は全くなく常圧でよい。このような条件下で溶解して得た溶湯を上記の雰囲気中に、塗料が完全に無機物に分解するまで保持する。保持する時間は塗料の種類、マグネシウム系材料に対する塗料の相対量に依存して変化する。塗料の分解の終了は、分解ガスの発生の停止に起因するチャンバー内の圧力の変化によって確認できる。
【００１６】
塗装されたマグネシウム系廃材を溶解させる温度、及びその溶湯を保持する温度については通常の鋳造の際の溶湯温度と同一でよく、６００から７００℃までの間にあることが望ましい。塗料の主成分は有機物であり、必要に応じて金属酸化物などの顔料を含有するので、溶湯温度が６００〜７００℃で、酸素が排除されている条件下では、有機物は完全に分解して主として炭素として溶湯中に残留する。溶湯温度が６００℃未満の場合には有機物の分解速度が遅かったり、分解が不十分であったりする傾向があり、また、溶湯温度が７００℃を超える場合には大気中にに戻す際に燃焼しやすいという問題がある。従って、安全性の点から溶湯温度が６００から６５０℃までの間にあることが一層望ましい。
【００１７】
また、必要に応じて塗料に添加される金属酸化物も溶湯中に残存する。更に、マグネシウム系材料製の部品・製品は、下地処理としてクロメート等の化成処理（酸化処理）を施した後、塗装を施すのが一般的であるので、これに伴う酸化物も溶湯中に残存する。
【００１８】
なお、マグネシウム系材料の鋳造においては、繰返し溶解し、再生利用を行うと、金属成分の変動は認められないのに溶湯の流動性も鋳物の耐食性も劣化することが知られている。これは酸化物、離型剤等の異物の混入に起因するものである。このような異物が溶湯中に残存している場合には、これらの異物を除去することが望ましく、また、場合によっては除去することが必須となる。
【００１９】
そこで、塗料を分解し、除去した後に、引き続いて、溶湯に悪影響を与えないガスを溶湯中に吹込んで、そのガスが気泡として溶湯中を浮上する過程で該溶湯中に浮遊している酸化物や離型剤等の異物を気泡に付着させて一緒に浮上させ、分離させた。
【００２０】
溶湯中にガスを吹込む際の溶湯温度については通常の鋳造の際の溶湯温度と同一でよいが、溶湯温度が６００℃以下の場合にはガス吹込みに伴う溶湯温度の低下が溶湯の鋳造性に悪影響を及ぼし、また、溶湯温度が７００℃以上の場合には保護ガスとしてＳＦ₆やＳＯ₂を含むガスを用いても不十分であった。従って、溶湯温度は６００から７００℃までの間にあることが望ましく、６００から６５０℃までの間にあることが一層望ましい。
【００２１】
溶湯中に吹込むガスとして種々のガスを用いて上記の溶湯温度条件下で試験を繰り返した。溶湯中に吹込んだガスが溶湯中を浮上する過程で、該溶湯中に浮遊している酸化物や離型剤等の異物が気泡に付着して一緒に浮上する必要があり、しかも溶湯中に吹込んだガスは溶湯にあまり悪影響を与えない（例えば、溶湯とあまり反応しない）ことが必要である。これらの条件を満足し、所望の効果が達成される清浄化ガスの種類としてＡｒ、Ｈｅ、Ｎｅ、ＳＦ₆、ＣＯ₂、ＳＯ₂又はＮ₂ガス、あるいはこれらのガスと乾燥空気（湿分を含まない空気）との混合ガスが見い出された。なお、上記のガスと乾燥空気との混合ガスや、ＳＦ₆及びＮ₂ガスを用いる場合には、Ｍｇ溶湯との反応生成物がわずかに生成する。従って、溶湯中に吹込むガスとしては、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎｅ、ＳＦ₆、ＣＯ₂が望ましく、ＳＯ₂又はＮ₂ガス、あるいは上記のガスと乾燥空気との混合ガスも使用できる。
【００２２】
本発明においては、清浄化ガスと溶湯との接触を効率的にするために、清浄化ガスを溶湯中に細かく泡立てながら吹込む。また、この際に、溶湯中に吹込む清浄化ガスにより溶湯に対流を生じさせて全ての溶湯と清浄化ガスとの有効な接触を生じさせるのに充分な流量で且つ溶湯を有効に清浄化するのに充分な時間、清浄化ガスを溶湯中に吹込むことが望ましい。
【００２３】
清浄化ガスを細かく泡立てながら吹込むことによって溶湯中の酸化物等の異物の少なくとも一部が浮上するので、この浮上した異物、及び溶湯中に残存している異物を金属製又はセラミックス製のフィルターで有効に分離、除去することができる。このフィルターによる分離、除去技術は塗料の分解生成物を除去した直後の溶湯にも適用できる。
このように処理することにより、一般的に溶湯の流動性が向上すると共に、溶湯中の吸蔵ガスが減少し、その結果として吸蔵ガスに起因する鋳造欠陥が減少するという効果も達成される。
【００２４】
本発明の清浄化方法は、塗装されたマグネシウム系廃材のみを溶解して得た溶湯に適用できるだけでなく、勿論、新地金とマグネシウム廃材とを併用する場合にも適用できる。このように併用する場合には、マグネシウム系廃材の割合を０〜１００％の範囲内で適当に設定できるが、一般的には５０％以下にすることが望ましい。このように新地金と併用する場合には溶湯表面に浮上するドロス量は少量となる。
【００２５】
実施例１
塗装されたマグネシウム系廃材として、ＡＺ９１合金（Ｍｇ−９％Ａｌ−０．７％Ｚｎ−０．２％Ｍｎ）製鋳造品の表面をＤＯＷ１法によって化成処理し、中塗り塗料としてサイクロン９９９（東京ペイント株式会社製）を用い、上塗り塗料としてＭＧＲ−４８１ゴールド（東京ペイント株式会社製）を用いて塗装した製品の使用済みの回収品を用いた。
【００２６】
図１に概略図で示す溶解炉１内にこの回収品の破砕物２を装入し、真空吸引管３を介して溶解炉内を５０Ｔｏｒｒに減圧し、その後清浄化ガス導入管４を介してＡｒを封入して１気圧とした（即ち、溶解炉内を実質的にＡｒで置換した）。その内容物を加熱して溶解させた。その溶湯を６５０℃に１０分間保持した。
【００２７】
処理した後、溶解炉内のガスを分析したところ、大部分がＡｒであり、その他にＨ₂Ｏ、Ｎ₂、Ｏ₂、ＣＯ₂が検出され、それ以外の分子量のガスは極めて微弱であった。
また、得られた溶湯中にはＣ及びＡｌ，Ｆｅ，Ｐｂ，Ｂａ，Ｃｒ等の酸化物が検出された。
【００２８】
実施例２〜３
図２に概略図で示す溶解炉、即ち溶湯量が１８ｋｇ（１０リットル）、溶湯表面積が約５００ｃｍ²で溶湯表面から１５ｃｍ下の位置に、清浄化ガスを溶湯中に細かく泡立てる吹込み装置を設置した溶解炉を用い、実施例１で用いた回収品を用い、溶解炉１内にこの回収品の破砕物２を装入し、真空吸引管３を介して溶解炉内を５０Ｔｏｒｒに減圧し、その後清浄化ガス導入管４、清浄化ガスを溶湯中に細かく泡立てる吹込み装置５を介してＡｒを封入して１気圧とした（即ち、溶解炉内を実質的にＡｒで置換した）。その内容物を加熱して溶解させた。その溶湯を６５０℃に１０分間保持した。
【００２９】
その後、ガス導入管４、清浄化ガスを溶湯中に細かく泡立てる吹込み装置５を介してＡｒを毎分０．１リットルの流量で２０分（実施例２）又は４０分（実施例３）吹き込んだ。
処理後の溶湯の清浄度を評価するためにピンホール試験と塩水噴霧試験を実施した。
【００３０】
＜ピンホール試験＞
溶湯約５０ｃｃをデシケーター中のるつぼに注湯し、デシケーターを真空吸引しながら凝固させた。得られた鋳物材の比重からピンホール量を測定した。その結果を第１表に示す。溶湯中に酸化物が存在する場合には凝固時に発生するガスが酸化物にトラップされてピンホールが生成することは周知であるから、本試験により溶湯中の酸化物の除去状況を推測することができる。
【００３１】
＜塩水噴霧試験＞
ＪＩＳＺ２３７１に従って塩水噴霧試験を実施した。５％食塩水を用い、２０時間保持後の白錆の発生の有無を目視で観察した。その結果を、白錆の発生が認められなかった場合には○、白錆の発生が僅かに認められた場合には△、白錆の発生が明白に認められた場合には×として第１表中に示す。
【００３２】
比較例１
実施例２〜３で用いた回収品の代わりに、鋳造工場で発生したＡＺ９１合金（Ｍｇ−９％Ａｌ−０．７％Ｚｎ−０．２％Ｍｎ）の無塗装スクラップを用い、清浄化ガスであるＡｒを毎分０．１リットルの流量で１０分間吹き込んだ以外を、実施例２〜３と同様に処理した。処理後の溶湯の清浄度は第１表に示す通りであった。
【００３３】

【００３４】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の再生方法は、塗装されたマグネシウム系材料製の部品・製品のスクラップを簡易な装置で、フラックスを用いることなく且つ塗料の酸化に伴う有害な有機系ガスを発生させることなしで溶解させ、塗料を分解させ、分解生成物を除去して再生する、環境性に優れた再生方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の再生方法の実施に用いることのできる装置の概略図である。
【図２】本発明の再生方法の実施に用いることのできるその他の装置の概略図である。
【符号の説明】
１溶解炉
２破砕物
３真空吸引管
４清浄化ガス導入管
５細かく泡立てる吹込み装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of reclaiming coated magnesium and magnesium alloys (collectively referred to herein as magnesium-based or magnesium-based materials), and more particularly, parts and products made of coated magnesium-based materials. The scrap is dissolved without using flux and without generating harmful organic gas due to the oxidation of the paint, the paint is decomposed, the decomposition products are removed, and the characteristics of the magnesium-based material in the molten metal The present invention relates to a method for levitating, separating, and regenerating foreign substances such as oxides in an amount that adversely affects the surface.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the need for lightweight materials has increased, and resin materials and lightweight metal materials have been used. However, since resin materials are generally difficult to recycle, there is a problem in environmental properties, whereas metal materials are generally easy to recycle, so practical lightweight metals such as magnesium-based materials and aluminum-based materials. A light weight magnesium-based material with the lowest density has attracted attention, and in particular, has become a trend of interest as a material for automobiles or portable home appliances.
[0003]
Parts and products made of magnesium-based materials are often used after being subjected to chemical conversion treatment (oxidation treatment) such as chromate, followed by painting. At present, such coated parts and products made of magnesium-based materials are dissolved as they are in the atmosphere at around 700 ° C., and the paint is burned at the high temperature. In the gas generated by the combustion of paint, organic C ₄ H ₉ O ₄ N, C ₉ H ₁₃ N, C ₈ H ₉ ON, C ₉ H ₉ N, C ₅ H ₁₅ O ₂ N, C ₇ H ₇ ON etc. are included, and dioxin is also generated in many cases. The higher the recycle temperature, the smaller the number of simple elements (carbon polymerization degree) of organic gas components and the lower the toxicity. However, it is difficult to dissolve at higher temperatures than conventional due to the risk of ignition of magnesium. is there. In addition, not only the magnesium-based waste materials that have been painted, but also a large amount of flux is used in the recycling of magnesium, there is a concern about the impact on the environment.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the fact that magnesium-based materials have superiority in terms of environmental performance and recyclability compared to resin materials has become a major driving force for expanding the use of magnesium in recent years. Since magnesium demand is expanding rapidly worldwide, it is expected that a large amount of scrap of painted magnesium-based parts and products will occur in the future.・ Establishment of product recycling technology is required.
[0005]
Therefore, the present invention dissolves the scrap of coated parts and products made of magnesium-based material without using flux and without generating harmful organic gas due to oxidation of the paint, decomposing the paint, An object of the present invention is to provide an environmentally friendly regeneration method that removes and decomposes the decomposition products.
Furthermore, the present invention relates to a method for levitating, separating, and regenerating foreign substances such as oxides that have an adverse effect on the characteristics of the magnesium-based material.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventors have melted scraps of parts and products made of coated magnesium-based materials in an atmosphere that has an extremely low oxygen partial pressure and does not adversely affect the molten metal. The present inventors have found that the molten metal can be decomposed into an inorganic material without being oxidized by maintaining the molten metal in the atmosphere, and the decomposition products can be removed by maintaining the molten metal under reduced pressure.
[0007]
Furthermore, a specific gas is blown into the molten metal that has been decomposed and removed as described above to float and separate foreign substances such as oxides, sludge, and paint decomposition residues contained in the molten metal. Thus, the present inventors have found that the molten metal can be further sufficiently cleaned and regenerated, and reached the present invention.
[0008]
That is, in the method for regenerating a coated magnesium-based waste material according to the present invention, the coated magnesium-based waste material is dissolved in an Ar, He, Ne, SF ₆ , CO ₂ , SO ₂ or N ₂ gas atmosphere under normal pressure, The obtained molten metal was replaced with Ar, He, Ne, SF _6. , CO ₂ , SO ₂ Or N ₂ It is characterized in that the paint is decomposed into an inorganic substance by holding it under normal pressure in a gas atmosphere, and then the decomposition product of the paint is removed by holding the molten metal under reduced pressure in the atmosphere.
[0009]
Further, the method for reclaiming the coated magnesium-based waste material according to the present invention is to decompose and remove the coating material into an inorganic substance by the above method, and subsequently use Ar, He, Ne, SF ₆ , CO as a cleaning gas in the molten metal. ₂ , SO ₂ or N ₂ gas, or a mixed gas of these gases and dry air is blown in while being finely bubbled to float and separate foreign substances such as oxides in the molten metal.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The coated magnesium-based waste material to be recycled by the recycling method of the present invention is a cast product, die-cast product, or process made of magnesium or a magnesium alloy (for example, AZ91, AM60, AM50, AS41, which are magnesium alloys for die casting). Used parts (plate materials, wire rods), etc., including used / recovered parts and products whose surfaces are coated with paint, and defective products that occur during the manufacturing process.
[0011]
In the present invention, the paint includes all paints generally used for coating parts and products made of magnesium-based materials, such as phenol resin paint, urea resin paint, melamine resin paint, vinyl, and the like. Including resin paint, epoxy resin paint, polyester resin paint, silicon resin paint, furan resin paint, cellulose paint, clear lacquer and the like.
[0012]
When reclaiming these coated magnesium-based waste materials, there is a concern that when the coated magnesium-based waste materials are dissolved, the paint burns and harmful organic gases are generated. In addition, when metal oxides are used as pigments in the paint, there is a problem that they are mixed in the molten metal. Furthermore, the mixing of foreign substances such as oxides and mold release agents, which are problematic even in the regeneration of magnesium-based waste materials for which no paint is used, is also a problem.
[0013]
In the regeneration method of the present invention, the coated magnesium-based waste material is exposed to an Ar, He, Ne, SF ₆ , CO ₂ , SO _2, or N ₂ gas atmosphere, that is, the oxygen partial pressure is extremely low, which adversely affects the molten metal. with no atmosphere, it is dissolved under atmospheric pressure, so retains its melt into the atmosphere, the paint can be decomposed into inorganic matter without oxidizing and also to remove the decomposition products by holding under vacuum Can do.
[0014]
For the above atmosphere, the inside of the chamber charged with the coated magnesium-based waste material is depressurized to 50 Torr or less, and the atmosphere in the chamber is Ar, He, Ne, SF ₆ , CO ₂ , SO ₂ or N ₂ gas. It is preferable to form it by substituting with. The reason for this is to exclude oxygen in the chamber, so that the higher the degree of decompression (the lower the pressure after decompression), the better results are obtained, and when the pressure after decompression is higher than 50 Torr. Since the oxygen partial pressure remains to some extent, the paint is partially oxidized. However, even if the pressure after depressurization is higher than 50 Torr, an appropriate atmosphere can be obtained by repeating this atmosphere replacement 2-3 times.
[0015]
Although not particularly limited for the above pressure of the atmosphere at the time of dissolving the painted magnesium-based scrap, it may be quite Ku atmospheric pressure necessary to pressurize. The molten metal obtained by dissolving under conditions like this in the atmosphere of the paint is maintained until the decomposed completely inorganic. The holding time varies depending on the type of paint and the relative amount of paint with respect to the magnesium-based material. Completion of the decomposition of the paint can be confirmed by a change in the pressure in the chamber due to the stop of the generation of the decomposition gas.
[0016]
The temperature at which the coated magnesium waste material is melted and the temperature at which the molten metal is retained may be the same as the molten metal temperature during normal casting, and is preferably between 600 and 700 ° C. The main component of the paint is an organic substance and contains a pigment such as a metal oxide as necessary. Therefore, under conditions where the molten metal temperature is 600 to 700 ° C. and oxygen is excluded, the organic substance is completely decomposed. It remains in the melt mainly as carbon. When the molten metal temperature is lower than 600 ° C, the decomposition rate of the organic matter tends to be slow or the decomposition is insufficient, and when the molten metal temperature exceeds 700 ° C, combustion occurs when returning to the atmosphere. There is a problem that it is easy to do. Therefore, it is more desirable that the molten metal temperature is between 600 and 650 ° C. from the viewpoint of safety.
[0017]
Moreover, the metal oxide added to a coating material as needed also remains in a molten metal. In addition, parts and products made of magnesium-based materials are generally coated after chemical conversion treatment (oxidation treatment) such as chromate as the base treatment, so the oxides associated with this remain in the molten metal. To do.
[0018]
In the casting of a magnesium-based material, it is known that when melted repeatedly and recycled, the fluidity of the molten metal and the corrosion resistance of the casting deteriorate, although no change in the metal component is observed. This is due to the inclusion of foreign substances such as oxides and release agents. When such foreign matters remain in the molten metal, it is desirable to remove these foreign matters, and in some cases, it is essential to remove them.
[0019]
Therefore, after the paint is decomposed and removed, a gas that does not adversely affect the molten metal is blown into the molten metal, and the oxide floats in the molten metal in the process of rising as bubbles in the molten metal. And foreign substances such as mold release agents were attached to the bubbles and floated together to separate them.
[0020]
The molten metal temperature at the time of blowing gas into the molten metal may be the same as the molten metal temperature at the time of normal casting, but when the molten metal temperature is 600 ° C. or less, the decrease in the molten metal temperature due to the blowing of gas is the casting of the molten metal. In addition, when the molten metal temperature is 700 ° C. or higher, it is not sufficient to use a gas containing SF ₆ or SO ₂ as a protective gas. Therefore, the molten metal temperature is desirably between 600 and 700 ° C, and more desirably between 600 and 650 ° C.
[0021]
The test was repeated under the above molten metal temperature conditions using various gases as the gas blown into the molten metal. In the process where the gas blown into the molten metal floats up in the molten metal, foreign substances such as oxides and mold release agents floating in the molten metal must adhere to the bubbles and float together. It is necessary that the gas blown into the metal does not adversely affect the molten metal (for example, does not react with the molten metal). Ar, He, Ne, SF ₆ , CO ₂ , SO _2, or N ₂ gas, or these gases and dry air (with moisture) satisfying these conditions and achieving the desired effect. A mixed gas was found with (not including air). Incidentally, or mixed gas of dry air with the gas, when using SF ₆ and N ₂ gas, the reaction product of molten Mg is slightly generated. Accordingly, Ar, He, Ne, SF ₆ and CO ₂ are desirable as the gas blown into the molten metal, and SO ₂ or N ₂ gas or a mixed gas of the above gas and dry air can also be used.
[0022]
In the present invention, in order to make the contact between the cleaning gas and the molten metal efficient, the cleaning gas is blown into the molten metal while being finely bubbled. Also, at this time, the cleaning gas blown into the molten metal causes convection in the molten metal, and the molten metal is effectively cleaned at a flow rate sufficient to cause effective contact between all the molten metal and the cleaning gas. It is desirable to blow the cleaning gas into the melt for a time sufficient to do so.
[0023]
Since at least a part of the foreign matter such as oxide in the molten metal rises by blowing the cleaning gas while finely bubbling, a filter made of metal or ceramics is used to remove the floating foreign matter and the foreign matter remaining in the molten metal. Can be effectively separated and removed. This separation / removal technique using a filter can also be applied to the molten metal immediately after the decomposition product of the paint is removed.
By processing in this way, generally, the fluidity of the molten metal is improved, and the occluded gas in the molten metal is reduced. As a result, the effect of reducing casting defects caused by the occluded gas is also achieved.
[0024]
The cleaning method of the present invention can be applied not only to a molten metal obtained by dissolving only a coated magnesium-based waste material, but of course, also when a new metal and magnesium waste material are used in combination. When used together in this way, the proportion of the magnesium-based waste material can be appropriately set within a range of 0 to 100%, but it is generally desirable to make it 50% or less. Thus, when using together with a new metal, the amount of dross that floats on the surface of the molten metal is small.
[0025]
Example 1
As a coated magnesium-based waste material, the surface of a cast product made of AZ91 alloy (Mg-9% Al-0.7% Zn-0.2% Mn) is subjected to chemical conversion treatment by DOW1 method, and Cyclone 999 (Tokyo) as an intermediate coating. The used collected product of the product coated with MGR-481 Gold (manufactured by Tokyo Paint Co., Ltd.) was used as the top coat.
[0026]
The crushed material 2 of the recovered product is charged into the melting furnace 1 shown schematically in FIG. 1, and the pressure inside the melting furnace is reduced to 50 Torr via the vacuum suction pipe 3, and then the cleaning gas introduction pipe 4 is used. Ar was sealed to 1 atm (that is, the inside of the melting furnace was substantially replaced with Ar). The contents were heated to dissolve. The molten metal was held at 650 ° C. for 10 minutes.
[0027]
After the treatment, the gas in the melting furnace was analyzed. As a result, most of the gas was Ar, and H ₂ O, N ₂ , O ₂ , and CO ₂ were detected in addition, and other molecular weight gases were extremely weak. It was.
Further, C and oxides such as Al, Fe, Pb, Ba, and Cr were detected in the obtained molten metal.
[0028]
Examples 2-3
The melting furnace shown in the schematic diagram of FIG. 2, that is, a blowing device for finely bubbling the cleaning gas into the molten metal at a position of about 18 cm (10 liters), a molten metal surface area of about 500 cm ² and 15 cm below the molten metal surface. Using the recovered melting furnace, the recovered product used in Example 1 was charged, and the crushed material 2 of the recovered product was charged into the melting furnace 1, and the pressure inside the melting furnace was reduced to 50 Torr through the vacuum suction tube 3, Thereafter, Ar was sealed to 1 atm through the cleaning gas introduction pipe 4 and the blowing device 5 for finely bubbling the cleaning gas into the molten metal (that is, the inside of the melting furnace was substantially replaced with Ar). The contents were heated to dissolve. The molten metal was held at 650 ° C. for 10 minutes.
[0029]
Thereafter, Ar is blown in at a flow rate of 0.1 liter per minute for 20 minutes (Example 2) or 40 minutes (Example 3) through a gas introduction pipe 4 and a blowing device 5 for finely bubbling the cleaning gas into the molten metal. It is.
A pinhole test and a salt spray test were conducted to evaluate the cleanliness of the molten metal after the treatment.
[0030]
<Pinhole test>
About 50 cc of the molten metal was poured into a crucible in a desiccator, and the desiccator was solidified while being vacuumed. The pinhole amount was measured from the specific gravity of the obtained casting material. The results are shown in Table 1. It is well known that when oxides are present in the melt, the gas generated during solidification is trapped by the oxides and pinholes are generated. Can do.
[0031]
<Salt spray test>
A salt spray test was performed according to JIS Z 2371. Using 5% saline, the presence or absence of white rust after holding for 20 hours was visually observed. The results are shown as “No” when white rust is not observed, “△” when white rust is slightly observed, and “X” when white rust is clearly observed. Shown in the table.
[0032]
Comparative Example 1
Instead of the recovered products used in Examples 2-3, uncoated scrap of AZ91 alloy (Mg-9% Al-0.7% Zn-0.2% Mn) generated in a foundry was used, and cleaning gas was used. Was processed in the same manner as in Examples 2 and 3 except that Ar was blown at a flow rate of 0.1 liter per minute for 10 minutes. The cleanliness of the molten metal after the treatment was as shown in Table 1.
[0033]

[0034]
【The invention's effect】
As described above, the recycling method of the present invention is a simple device for scrapping coated parts and products made of magnesium-based material, without using a flux and generating harmful organic gases associated with the oxidation of the paint. It is possible to provide a recycling method excellent in environmental properties, in which the coating is dissolved without being generated, the paint is decomposed, and the decomposition products are removed and regenerated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of an apparatus that can be used for carrying out the reproducing method of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view of another apparatus that can be used for carrying out the reproducing method of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Melting furnace 2 Crushed material 3 Vacuum suction pipe 4 Cleaning gas introduction pipe 5 Blowing device for fine foaming

Claims

The coated magnesium-based waste material is melted at normal pressure in an Ar, He, Ne, SF ₆ , CO ₂ , SO ₂ or N ₂ gas atmosphere, and the resulting molten metal is Ar, He, Ne, SF _6. , CO ₂ , SO ₂ Or N ₂ Painted magnesium system characterized in that a paint is decomposed into an inorganic substance by holding it under normal pressure in a gas atmosphere, and then removing the decomposition product of the paint by holding the molten metal under reduced pressure in the atmosphere How to recycle waste materials.

The inside of the chamber charged with the coated magnesium-based waste material is depressurized to 50 Torr or less, and the atmosphere in the chamber is replaced with Ar, He, Ne, SF ₆ , CO ₂ , SO ₂ or N ₂ gas. The waste material was dissolved under normal pressure, and the resulting molten metal was replaced with Ar, He, Ne, SF _6. , CO ₂ , SO ₂ Or N ₂ It is characterized in that the paint is decomposed into inorganic substances by holding at 600 to 700 ° C. under normal pressure in a gas atmosphere, and then the decomposition products of the paint are removed by holding the molten metal under reduced pressure in the atmosphere. The reproduction method according to claim 1.

The paint is decomposed and removed by the method according to claim 1 or 2, and subsequently, Ar, He, Ne, SF ₆ , CO ₂ , SO ₂ or N ₂ gas as a cleaning gas in the molten metal, or these A method for reclaiming a coated magnesium-based waste material, characterized in that a mixed gas of the above gas and dry air is blown in while being finely bubbled to raise and separate foreign substances such as oxides in the molten metal.

4. A recycling method according to claim 1, 2 or 3, wherein 50% by weight or more of new bullion and 50% by weight or less of coated magnesium-based waste material are used in combination.

A coated magnesium-based waste material, wherein the coated magnesium-based waste material is regenerated by the method according to any one of claims 1 to 4, and the molten metal is subsequently filtered through a metal or ceramic filter. Playback method.