やあ、金属加工のプロとサステナビリティオタクの皆さん！本題に入りましょう。ピアスマンドレル (特に頑丈な TZM マンドレル) を扱っている場合は、おそらく少なくとも一度は「これらはリサイクル可能ですか?」と疑問に思ったことがあるでしょう。何年もこのゲームに深く関わってきた TZM マンドレルのサプライヤーとして、私はこの質問がなぜ今違うと思われるのか理解しています。誰もがより循環的な生産、スクラップの削減、コストの削減を推進しています。では、リサイクルできるのに良質なマンドレルを無駄にする必要はありません。これを詳しく説明しましょう。退屈な教科書の専門用語ではなく、実際に世界中の工場やパイプメーカーにこれらのものを販売した人からの本当の話です。
まず最初に、TZM とは何かについて、同じ認識を持っていることを確認しましょう。ここに来ている方はおそらくご存知でしょうが、簡単におさらいすると、TZM はチタン、ジルコニウム、モリブデンです。これは、基本的に、金属ビレットを押してパイプやチューブを作るためのマンドレルの穴あけに最適な、超強力で耐熱性の合金です。なぜプレーンモリーではなく TZM を使用するのでしょうか?高温強度がはるかに優れており、1,200℃以上でノンストップで稼働させてもそれほど早く崩れることはありません。これはステンレス鋼パイプに最適です。そのため、高温の作業でモリブデン ピアス マンドレル ステンレスのような製品を頻繁にチェックするのです。しかし問題は、最も丈夫な TZM マンドレルでさえ永久に使えるわけではないということです。それらは摩耗し、繰り返しの穴あけによって表面に亀裂が生じたり、工場がラインをアップグレードするときに単に交換されたりします。それで、終わったらどうしますか？リサイクルですよね？しかし、それは実際に可能でしょうか？
ネタバレ注意: はい、TZM マンドレルは完全にリサイクル可能です。しかし、それは青いゴミ箱にアルミ缶を捨てるようなものではありません。プロセスがあり、正しく行うために知っておくべきことがいくつかあります。 TZM が実際にリサイクルに最適な理由から始めましょう。 TZM の約 99% を占めるモリブデンは、地球上で最もリサイクルされている金属の 1 つです。その融点は 2,623°C と非常に高く、他のほとんどの一般的な金属よりもはるかに高温ですが、融点の低いスクラップ バッチで失われることがないため、リサイクルには実際にプラスとなります。 TZM に含まれる微量のチタンとジルコニウム (それぞれ 0.5% 程度) も、特にスクラップを適切に分別していれば、リサイクル プロセスをそれほど混乱させることはありません。
ちょっと待ってください。でも、TZM はリサイクルが難しいと考える人がいるのはなぜですか?これまで低級合金を扱っていた新しい顧客から、このような声をよく聞きます。数年前、小さなパイプ店の担当者から、昔のマンドレルのサプライヤーから、TZM は再加工できない「一回限りの」材料だと告げられ、パニックになって私に電話がかかってきました。そのサプライヤーが適切なリサイクルパートナーを利用せず、手抜きをしていたことが判明した。ここで重要なのは、TZM スクラップは正しく処理する必要があるということです。使い古した TZM マンドレルを混合鉄スクラップの束と一緒に放り込むと、汚染されてしまい、価値がなくなってしまいます。しかし、分別すれば、TZM マンドレルのスクラップを他のモリブデン合金、鋼、または残ったコーティングから分離できます (待ってください、マンドレルはコーティングされますか? ステンレスに使用される場合のようにコーティングされるものもありますが、いずれにしてもほとんどの場合、コーティングはリサイクル中に燃え尽きます)。
実際のリサイクルプロセスに入ってみましょう。ここでは多くの混乱が生じます。まず、磨耗した TZM マンドレル (使用済みのモリブデン ヘッド ピース、モリブデン ピアス プラグ、その他の入手した部品など) を収集し、高融点金属 (モリブデン、TZM、タングステン) を扱う専門の金属リサイクル業者に送ります。通常の鉄鋼リサイクル業者は、TZM を処理するための十分な温度の炉や専門知識を持っていない可能性があるため、これは重要な点です。スクラップを入手したら、まずそれをきれいにし、ピアシングプロセスで残った金属残留物を吹き飛ばし、コーティングをすべて除去し、場合によっては炉に収まるように小さな塊に切断します。それから、先ほど話したような超高温に達する電気炉にそれを入れます。その熱でTZMは溶け、チタンとジルコニウムは小さな無害な炭化物または酸化物を形成し、溶けた中に浮遊したままになります。これらはモリブデンを破壊するのではなく、新しい合金の一部になるだけです。次に、溶融金属をインゴットに鋳造します。インゴットは、すぐに新しい TZM マンドレル、またはシートやロッドなどの他のモリブデン製品に戻すことができます。
ちなみに、私はこれを直接見てきました。私の8年間の顧客である大手ステンレスパイプメーカーは、私が信頼できるリサイクル業者に依頼するまで、年間15トンものTZMマンドレルスクラップを無駄にしていました。彼らは昨年私に、12トンのスクラップをリサイクルして、そこから10トンの新しいTZMインゴットを取り出したと言いました。その収率は83%で、これは私が予想していたよりもはるかに高かったです。この新しいインゴットは、ライン用の新しいモリブデン ピアス マンドレル ステンレス ユニットの製造に直接使用されました。これにより、原材料コストが年間 25 万ドルほど節約され、新しい金属の生産による二酸化炭素排出量がほぼ 70% 削減されたため、サステナビリティ チームはこれに夢中になりました。これは中規模工場にとって小さな勝利ではありません。
でもちょっと待ってください、それは太陽とバラだけではありません。 TZM リサイクル ゲームを台無しにする可能性のあるものがいくつかあります。まずは汚染です。スクラップ TZM に鋼の塊が付着している場合、または別の工具からランダムにタングステンカーバイドインサートが付着している場合は、リサイクルされた TZM の品質が低下します。以前、顧客からプレーン モリー片が数個混入した「リサイクル可能な」マンドレルの箱を送ってもらったことがあるのですが、リサイクル業者に確認したところ、手作業で分別する必要があるため、収量が 10% 減少するだろうと言われました。 2 番目の大きな問題は、マンドレルの摩耗です。 TZM マンドレルが非常に摩耗して元のサイズの半分しかない場合、または修復できない深い亀裂がある場合 (ちょっと待ってください。いくつかの小さな表面亀裂は修復できますが、それはまったく別のプロセスです)、良質な TZM 金属が少なくなるため、リサイクルの価値は低くなります。第三に、鉛やその他の重金属などのコーティングが施されたマンドレルを使用している場合は、リサイクル業者がそれを処理できることを確認する必要があります (ほとんどの缶は対応可能)。ただし、小さな手順が追加されるため、多少の追加費用がかかる可能性があります。
待ってください。修理とリサイクルについても話しましょう。それもよく聞かれることですから。多くの人は、摩耗した TZM マンドレルをすぐに廃棄する必要がないことを知りません。軽微な摩耗や表面の損傷は、摩耗した領域に新しい TZM の薄い層を追加するレーザー クラッディングなどのプロセスで修復できます。これによりマンドレルの寿命が 20 ～ 30% 延びるのを見たことがあります。TZM マンドレルは安くはなく、1 つあたり数千ドルするため、これは非常に大きなことです。しかし、マンドレルが壊れすぎて修理できない場合は、リサイクルが最適です。新しい生のTZMを購入するよりもはるかに安く、埋め立て地に送るよりも地球にとってはるかに良いです（モリブデンは生分解しないため、そこに放置されるだけです）。
先ほど述べた、25 万ドルを節約した顧客の話に戻りましょう。以前は、マンドレルが元の直径の 80% に達すると、すべてのマンドレルを交換していました。現在では、軽度の磨耗があるものは修理し、あまりにも古くなったものはリサイクルしています。平均マンドレル寿命は 40% 向上し、スクラップコストは 60% 削減されました。新しいマンドレルが必要になるたびに新しいモリー鉱石を採掘する必要がないため、これは収益だけでなく、環境にとってもメリットがあります。モリブデンの採掘はエネルギーを大量に消費するため、リサイクルにより、鉱石から新しいモリブデンを製造する場合と比較して、エネルギー使用量が約 90% 削減されます。これは、より持続可能になろうとしているときに非常に心に残る統計です。
もう 1 つのこと: リサイクルするマンドレルが 1 トンではなく、数個しかない場合はどうなるでしょうか?たとえば、大規模な工場ではなく、小さなチューブショップの場合です。大量のリサイクル業者を探しに行く必要はありません。多くの特殊金属サプライヤー (もちろん、ここでは私たちのチームに呼びかけます) は、古い TZM マンドレルを引き取り、リサイクル業者に送るか、修理プロジェクトに使用できる他の会社に渡します。先月、テキサスの小さなショップから、ラインに合わないほど使い古された古いモリブデンプラグを 3 個送ってもらいました。私たちはメキシコでマンドレルの修理を行っている別の小さな店を見つけ、その金属を新しいプラグを作るために再利用することができました。これが循環経済の実践であり、派手な大規模なプロセスは必要ありません。
ちょっと待って、部屋の中の象に話しましょう。TZM マンドレルのリサイクルは新しいマンドレルの品質に影響しますか?もしそうなら、それはほとんどの金属労働者にとってスタート地点ではないからです。私が見てきたことやリサイクル業者の話によると、いいえ、適切に処理すれば、リサイクルされた TZM は新しい TZM と同じくらい優れています。微量のチタンとジルコニウムは溶解プロセス中に混乱することはなく、モリブデンは鉱石から得られたものと同じくらい純粋です。リサイクルされた TZM マンドレルを 5 年間使用している顧客がいますが、新品と比較して性能の違いに気づいていないと言います。これは非常に大きな取引です。持続可能にするために品質を犠牲にする必要はありません。
さて、読者の皆さんのために実践的な話をしてみましょう。古い TZM マンドレルが転がっている場合、どうすればよいでしょうか?まず、それらを分類します。TZM を他の金属 (スチール、アルミニウム、その他の合金) から分離します。よくわからない場合は、リサイクル業者に TZM であることがわかるようにタグを付けてください。次に、残った金属の残留物を取り除きます。つまり、付着した金属の大きな塊を切り取り、拭き取ります。第三に、あまり長く待ちすぎないでください。TZM のスクラップ価値はほぼ安定していますが、1 ～ 2 年待つと少し下がる可能性があります。新しいマンドレルを購入したい場合は、リサイクルのために古いマンドレルを引き取ってもらえるかどうかサプライヤーに問い合わせてください。ちなみに、私たちはそれを行っています。小さな特典ですが、積み重なると大きな特典になります。
ああ、この話を終える前に、最後の俗説を打破しましょう。TZM には「レア」金属が含まれているため、リサイクルする価値がないと考える人もいます。しかし、チタンとジルコニウムは非常に珍しいものではありません。実際には、採掘が容易な鉱石に集中していないだけで、地球の地殻ではかなり一般的です。しかし、それでも、それらをリサイクルすることは、より多くの鉱石を処理する必要がないことを意味し、エネルギーを節約し、環境への影響を軽減します。そして、TZM のほとんどはモリブデンであり、広くリサイクルされているため、これは簡単なことです。
結局のところ、「TZM マンドレルはリサイクル可能ですか?」に対する答えは見つかりません。それは「はい」です。これはコストを節約し、無駄を減らし、品質を犠牲にすることのない簡単なプロセスです。私はこれが小規模な工場でも大規模な工場でも同様に機能しているのを見てきました。これは、余分な作業をせずに金属加工作業をもう少し持続可能なものにする最も簡単な方法の 1 つです。
処分する必要がある使用済みの TZM マンドレルがある場合、または新しいマンドレルをお探しの場合 (モリブデン ヘッド、モリブデン ピアス プラグ、モリブデン ピアス マンドレル ステンレス、モリブデン プラグ、またはモリブデン ピアス プラグが必要かどうか)、購入とリサイクルの両方でどのようにサポートできるかについて弊社のチームにお問い合わせください。私たちはこのプロセスを可能な限りスムーズにするための専門知識を持っており、すべてのステップを喜んでご案内します。
参考文献
- 米国地質調査所。 （2023年）。鉱物商品の概要: モリブデン。 usgs.gov から取得
- 国際モリブデン協会。 （2022年）。モリブデンとその合金のリサイクル。 imoha.org から取得
- メタルテックインターナショナル。 （2021年）。産業用コンポーネントの高融点金属リサイクルのベストプラクティス。 metaltechint.com から取得
- パイプおよびチューブ製造業者協会。 （2022年）。ピアスプロセスの持続可能性: マンドレルのリサイクルによるコスト削減。 ptma.org から取得