专利名称：钢板废料的再利用方法
技术领域：
本发明涉及钢板废料的再利用方法，详细地讲，涉及包含高强度钢板废料的钢板废料的再利用方法。
背景技术：
近年，以提高撞击安全性和减轻车辆重量为目的，汽车的车身或外板采用高强度钢板(高强度板)不断增加。
另一方面，通过汽车钢板的冲压而产生的钢板废料通常被作为铸铁的主原料，但在钢板废料的回收工序中，相对于现有的普通钢板(软钢板)废料，高强度钢板废料的比例增加时，发生使铸铁性能降低的不良情况。
即，高强度钢板与现有的普通钢板比，更多地含有锰、磷和铬，但铸铁具有铁基体与石墨的组织，当锰、磷和铬的含量多时，以薄厚度部为中心，形成被称为白口(chill)的混杂有渗碳体(Fe3C)的硬而脆的组织，铸铁的铸造性、加工性和机械性质都降低，发生不能用作为结构部件的不良情况。
因此，在钢板废料中添加高纯度生铁来稀释锰、磷和铬的含量，或者分开地回收普通钢板废料和高强度钢板废料等措施成为必要。
可是，在钢板废料中添加高纯度生铁来稀释锰、磷和铬的含量的方法，由于需要特意购买、添加高纯度生铁，因此成本提高不可避免。
另外，分开地回收普通钢板废料和高强度钢板废料的方法，需要用于分开地回收的设备，在产生成本提高的同时，花费用于分开的时间，操作性显著降低。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种钢板废料的再利用方法，该方法使用包含高强度钢板废料的钢板废料，在避免不必要的成本提高的同时，能够有效地得到良好质量的铸铁。
本发明的钢板废料的再利用方法，其特征在于，具备下述工序一起回收高强度钢板废料和普通钢板废料的汇总回收工序；以及，熔化所回收的钢板废料的调制工序，其中，如果钢水中含有锰0.7重量％或以上时，对钢水进行调制使得硫含量达到0.02-0.2重量％，并向钢水中添加硫含量的两倍量的稀土金属或者混合稀土。
根据这样的方法，由于能够一起回收高强度钢板废料和普通钢板废料，因此不需要用于将它们分开回收的设备和时间，能够获得成本降低和操作性提高。
另一方面，当将高强度钢板废料与普通钢板废料一起回收时，钢水中的锰、磷和铬的含量变多，但在所回收的钢板废料的钢水中含有锰0.7重量％或以上时，按其钢水中的硫达到0.02-0.2重量％的方式进行调制，添加硫含量的两倍量的稀土金属或者混合稀土。于是，含有锰、和稀土金属或者混合稀土的复合硫化物生成，该复合硫化物成为石墨晶析出的有效的基底，促进石墨晶析出。因此，即使不添加高纯度生铁，也能够廉价地抑制钢水凝固时的白口化(渗碳体(Fe3C)的生成)，能够容易地得到铸造性、加工性和机械性质良好、能很适合地用作为结构部件的铸铁。再有，如此得到的铸铁，由于通过分散于铁基体中的锰、磷、铬的作用，使得拉伸强度比现有的铸铁提高，因此也能够获得铸铁的成熟度提高。
另外，在本发明的钢板废料的再利用方法中，通过添加硫和稀土金属或者混合稀土，可得到片状石墨铸铁，再有，在添加稀土金属或者混合稀土后，通过添加球化剂，能够得到球墨铸铁。
即，在钢水中的锰含量在0.7重量％或以上时，通常得到的铸铁的延伸率大大降低，但如果这样地在调制工序中首先形成含有锰和稀土金属或者混合稀土的复合硫化物，则能够抑制锰的影响，如果在这之后添加球化剂，则与在添加稀土金属或者混合稀土之前添加球化剂、或在添加稀土金属或者混合稀土的同时添加球化剂的情况比，更能够抑制含有所添加的球化剂和稀土金属或者混合稀土的复合硫化物的生成，能够效率好地得到延伸率大并且机械强度优异的球墨铸铁。
再有，在这样的添加球化剂的情况下，优选的，球化剂不含稀土元素而含有铋。
即，通过使球化剂含有铋，能够细化球状石墨，能够更进一步提高疲劳强度、拉伸强度、延伸率等机械性能。再者，在球化剂中通常含有稀土元素，与添加向那种含有稀土元素的球化剂中配合铋，以含有稀土元素和铋的球化剂的情况比，通过添加不含稀土元素而含有铋的球化剂，更能够得到效率好的球状石墨的细化，能够更进一步提高机械强度。
附图的简单说明
图1是表示在实施例和比较例的片状石墨铸铁中锰含量与白口深度的关系的曲线图。
图2是表示在球墨铸铁中锰含量与延伸率的关系的曲线图。
图3是显示由硫0.02-0.2重量％、稀土金属或者混合稀土按达到该硫含量的两倍量的方式而添加的钢水得到的片状石墨铸铁组织的显微镜照片的图象处理图。
图4是显示将由Fe-Mg-Si-Ca-RE构成的球化剂与稀土金属或者混合稀土同时添加的情况的球墨铸铁组织的显微镜照片的图象处理图。
图 5是显示在添加稀土金属或者混合稀土后添加由Fe-Mg-Si-Ca-RE构成的球化剂的情况的球墨铸铁组织的显微镜照片的图象处理图。
图6是显示添加了由Fe-Mg-Si-Ca-RE-Bi构成的球化剂的情况的球墨铸铁组织的显微镜照片的图象处理图。
图7是显示添加了由Fe-Mg-Si-Ca-Bi构成的球化剂的情况的球墨铸铁组织的显微镜照片的图象处理图。
发明的
具体实施例方式
在本发明的钢板废料的再利用方法中，首先在汇总回收工序中一起回收高强度钢板废料和普通钢板废料。
高强度钢板废料是通过冲压高强度钢板而产生的钢板废料，例如可列举出通过冲压使用了高强度钢板的汽车的车身和外板等而产生的钢板废料。
高强度钢板通过添加铬等来提高强度，通常是具有340MPa以上的拉伸强度的合金钢，含有锰和磷等杂质。在这样的高强度钢板中，例如在比例上锰通常含有0.5-2.0重量％、磷通常含有0.02-0.1重量％、铬通常含有0.05-1.0重量％。
另外，普通钢板废料是通过冲压普通钢板(软钢板)而产生的钢板废料，例如可列举出通过冲压使用了普通钢板的汽车的车身和外板等而产生的钢板废料。
普通钢板是合金钢等特殊钢以外的碳素钢，例如在比例上锰通常含有0.5重量％或以下、磷通常含有0.02重量％或以下、铬通常含有0.1重量％或以下。
其次，在汇总回收工序中，一起回收这样的高强度钢板废料和普通钢板废料。高强度钢板废料和普通钢板废料的汇总回收没有特别限定，将高强度钢板废料和普通钢板废料不特别地分开而以混杂的原样状态回收即可。
这样，通过汇总回收，就不需要用于分开地回收高强度钢板废料和普通钢板废料的设备和时间，能够获得成本降低和操作性提高。
接着，在本发明中，在调制工序中，熔化回收的钢板废料，形成钢水，在该钢水中含有锰0.7重量％或以上时，按硫达到0.02-0.2重量％的方式进行调制，添加硫含量的两倍量的稀土金属或者混合稀土。
为熔化被回收的钢板废料(即高强度钢板废料和普通钢板废料混杂存在的钢板废料)形成钢水，使用加热炉等熔化钢板废料即可，据此可容易地得到钢板废料的钢水。再者，在熔化工序中，作为燃料有时使用焦碳(冲天熔化炉等)，此情况下，在钢水中熔进焦碳中的硫成分。
其次，在本发明中，在该钢水中含有锰0.7重量％或以上时，按硫达到0.02-0.2重量％的方式进行调制，添加硫含量的两倍量的稀土金属或者混合稀土。
在被回收的钢板废料的钢水中含有锰0.7重量％或以上时，例如在图1中比较例的铸铁(即，由未调制成硫达到0.02-0.2重量％、未添加硫含量的两倍量的稀土金属或者混合稀土的钢水得到的片状石墨铸铁)所示，钢水凝固时的白口深(白口组织生成的深度)超过10mm，得到的铸铁的铸造性、加工性和机械性质都降低，不能用作为结构部件。
因此，在含有锰0.7重量％或以上时，在该钢水中，按硫达到0.02-0.2重量％的方式进行调制，添加硫含量的两倍量的稀土金属或者混合稀土。
再者，在含有锰不到0.7重量％时，例如，对于图1的比较例的铸铁，钢水凝固时的白口深(白口组织生成的深度)也未超过10mm，实质上得到的铸铁的铸造性、加工性和机械性质没有降低，在实用上能够作为结构部件使用。
为使硫为0.02-0.2重量％，将硫按在钢水中达到0.02-0.2重量％的方式添加即可。再者，在钢水中以杂质的形式存在的硫通过焦碳中硫成分的溶入已经在0.02-0.2重量％的范围的情况下，不主动添加硫也可以。
另外，作为稀土金属，例如使用包括铈和镧等稀土元素的金属。另外，混合稀土是稀土元素的混合体，例如使用以铈为主成分、含有镧、钕、镨等的混合稀土。
其次，将稀土金属或者混合稀土以该硫含量的两倍量、即0.04-0.4重量％的范围添加到钢水中。
据此，含有锰和稀土金属或者混合稀土的复合硫化物生成，该复合硫化物成为石墨晶析出的有效的基底，促进石墨晶析出。因此，能够抑制钢水凝固时的白口化。
即，在汇总回收工序中，由于随着高强度钢板废料相对于普通钢板废料的混合比例增加，通常锰的含量变多，因此，例如如图1所示，比较例的铸铁，随着其锰的含量变多，白口深度更深，但另一方面知道，在调制工序中，相对于硫0.02-0.2重量％，添加了两倍量的稀土金属或者混合稀土的实施例的铸铁，即使锰的含量多，也有效地抑制了白口深度变深。
其次，如果使这样调制的钢水凝固，则即使不添加高纯度生铁，也能够容易地得到铸造性、加工性和机械性质良好、能很适合地用作为结构部件的铸铁(例如图3示出了这样得到的片状石墨铸铁的组织)。另外，得到的铸铁，由于通过分散于铁基体中的锰、磷、铬的作用，使得拉伸强度比现有的铸铁提高，因此也能够获得铸铁的成熟度提高。
另外，在本发明中，在调制工序中，在添加稀土金属或者混合稀土使之达到硫含量的两倍量后，通过进一步地添加球化剂，以高强度钢板废料为原料能够得到球墨铸铁。
球化剂通常含有以3-8重量％的比例含有镁的合金，一般地具有含有Fe-Mg-Si-RE(稀土元素)的组成。再者，通过进一步还含有钙，利用脱氧和脱硫作用能够促进球化。另外，还能够抑制镁的汽化反应。因此，通过使用例如含有Fe-Mg-Si-Ca-RE的组成的球化剂，进一步效率高地得到球墨铸铁。
另外，球化剂的添加量相对于钢水整体为0.5-2.0重量％左右。
在钢水中的锰含有0.7重量％或以上时，通常如图2所示，得到的铸铁的延伸率大大降低，但如果这样地在调制工序中首先使形成含有锰和稀土金属或者混合稀土的复合硫化物，则能够抑制锰的影响，如果在这之后添加球化剂，则与在添加稀土金属或者混合稀土之前添加球化剂、或在添加稀土金属或者混合稀土的同时添加球化剂而得到的球墨铸铁(例如，图4示出了将由Fe-Mg-Si-Ca-RE构成的球化剂与稀土金属或者混合稀土同时添加的情况的球墨铸铁的组织。)比，更能够抑制含有所添加的球化剂和稀土金属或者混合稀土的复合硫化物的生成，能够效率好地得到延伸率大并且机械强度优异的球墨铸铁(例如，图5示出了在添加稀土金属或者混合稀土后添加了由Fe-Mg-Si-Ca-RE构成的球化剂的情况的球墨铸铁的组织。)。
再者，球化剂的添加，在添加了稀土金属或者混合稀土后15分钟内添加为好。当添加时间比这还晚时，可能会不产生上述的效果。
再有，在本发明中，比起上述的一般的球化剂，添加不含稀土元素而含有铋的球化剂为好。
作为那样的球化剂，例如将铋合金化到不含有RE的球化剂中即可，例如，使用含有Fe-Mg-Si-Bi，Fe-Mg-Si-Ca-Bi等的组成的粒化剂。
更具体讲，作为那样的粒化剂，例如调制成为下述组成的合金在比例上镁为3.0-10.0重量％、硅为43-70重量％、钙为根据需要为1.0-4.0重量％、铋为0.1-2.0重量％、剩余部分由铁组成。
再者，这样的不含有稀土元素而含有铋的球化剂的添加量也与上述同样，例如相对于钢水整体为0.5-2.0重量％左右。
其次，在球化剂中，如上述那样，一般地含有稀土元素，与添加向那种含有稀土元素的球化剂中配合铋，以含有稀土元素和铋的球化剂而得到的球墨铸铁(例如，图6示出了添加了由Fe-Mg-Si-Ca-RE-Bi构成的球化剂的情况的球墨铸铁的组织。)比，添加不含稀土元素而含有铋的球化剂而得到的球墨铸铁(例如，图7示出了添加了由Fe-Mg-Si-Ca-Bi构成的球化剂的情况的球墨铸铁的组织。)更能够得到效率好的球状石墨的细化，能够更进一步提高机械强度。
工业实用性本发明的钢板废料的再利用方法，作为汇总回收包含高强度钢板废料的钢板废料，在避免成本提高的同时，能够容易地得到良好质量的铸铁的钢板废料的再利用方法是有用的。
权利要求
1.一种钢板废料的再利用方法，其特征在于，包括下述工序一起回收高强度钢板废料和普通钢板废料的汇总回收工序；以及，熔化所回收的钢板废料的调制工序，其中钢水含有锰0.7重量％或以上时，对钢水进行调制使得硫含量达到0.02-0.2重量％，并向钢水中添加硫含量的两倍量的稀土金属或者混合稀土。
2.根据权利要求1所述的钢板废料的再利用方法，其特征在于，在添加了稀土金属或者混合稀土后，向钢水中添加球化剂。
3.根据权利要求2所述的钢板废料的再利用方法，其特征在于，该球化剂不含有稀土元素但含有铋。
全文摘要
提供一种使用包含高强度钢板废料的钢板废料，在防止不必的成本提高的同时，能够效率好地得到良好质量的铸铁的钢板废料的再利用方法。对于该方法，在汇总回收工序中一起回收了高强度钢板废料和普通钢板废料之后，在调制工序中熔化所回收的钢板废料，在其钢水中含有锰0.7重量％或以上时，进行调制使得硫达到0.02－0.2重量％，并添加硫含量的两倍量的稀土金属或者混合稀土。在要得到球墨铸铁情况下，其后进一步添加球化剂。优选球化剂是不含有稀土元素但含有铋的球化剂。
文档编号C22C37/04GK1602367SQ0282462
公开日2005年3月30日 申请日期2002年12月6日 优先权日2001年12月10日
发明者堀江皓, 小绵利宪, 相田平, 宫腋成志, 三宅诚 申请人:大发工业株式会社, 大阪特殊合金株式会社, 堀江皓