JP2000096152A - 銅基合金切粉の油・水分除去処理装置及び油・水分除去処理方法 - Google Patents
銅基合金切粉の油・水分除去処理装置及び油・水分除去処理方法Info
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Abstract
基合金切粉に付着した油・水分を能率よく除去すること
ができると共に、同時に切粉内に含まれる微粉状物を切
粉から分離除去できるようにする。 【解決手段】 長筒状の本体胴部とこれに取り外し自在
に連結した短筒状の局部加熱用胴部とから成るロータリ
ーキルンと,前記ロータリーキルンの下流側に設けら
れ、ロータリーキルンの内部を加熱する昇温用バーナ
と,前記ロータリーキルンの局部加熱用胴部の内部を加
熱する局部加熱用バーナと,前記ロータリーキルンの上
流側から局部加熱用胴部の内部へ油・水分が付着した銅
基合金切粉を供給する切粉供給装置と,前記ロータリー
キルンの上流側開口から排出した燃焼排ガス内の可燃物
を2次燃焼させる排ガス燃焼炉と,ロータリーキルンの
下流側から排出されてくる処理済み切粉の搬出装置とか
ら銅基合金切粉の油・水分除去装置を構成する。
Description
切粉や破砕片等(以下、切粉と呼ぶ)のリサイクルに利
用されるものであり、切粉の表面に付着した油・水分を
瞬時に気化せしめて燃焼させることにより、切粉の外表
面に酸化を生ずることなしに油・水分を高効率で除去し
得るようにした銅基合金切粉の油・水分の除去処理装置
と除去処理方法に関するものである。
サイクル用原料として回収され、これを溶解・鋳造する
ことにより、新たな銅基合金材に再生されて行く。とこ
ろで、機械加工等により生ずる銅基合金切粉には、通常
5〜8wt%の油分や水分が付着している。そのため、
切粉の溶解処理に際しては、予かじめ切粉に付着した油
・水分を除去しておく必要がある。
切粉に混入した鉄やクロム等の磁気選別性能が低下
し、溶解炉内へ鉄等の金属材が混入し易いこと、溶解
時に多量のスラグ(酸化物)が溶解物の上方に発生し、
当該スラグの除去に手数がかかること、スラグを生ず
るために溶解時のエネルギー消費量が増加し、溶解処理
コストが上昇すること、気化した油分の充満により、
溶解炉の爆発を生ずる危険があること等の不都合を生ず
るからである。
その前処理として切粉に付着した油・水分の除去処理が
施される。又、上記油・水分の除去処理には所謂ロータ
リーキルンが多く用いられており、一般には、ロータリ
ーキルンの上流側から油・水分の付着した切粉を内部へ
搬入し、キルン内で切粉を回転させ乍ら下流側に設けた
バーナーからの高温燃焼ガスと接触させることにより、
油・水分を加熱によって気化させると共に、油・水分が
蒸発した後の切粉をキルンの下流側から順次外部へ搬出
するようにしている。
水分除去は、比較的高能率で付着した油・水分を除去す
ることができ、優れた実用的効用を奏するものである。
しかし、この種のロータリーキルンを用いた切粉の油・
水分除去処理にも解決すべき問題が多く残されている。
である。油・水分が付着した切粉がロータリーキルンの
内部で長時間(約5分間)400℃〜700℃の高温燃
焼ガス(又は高温空気)に晒されることにより、切粉表
面に付着した油・水分の蒸発と同時に切粉外表面が酸化
されることになる。その結果、酸化による銅基合金の減
量が発生し、切粉原料の歩留まりが約90〜95wt%
程度にまで低下する。また、切粉表面の酸化により、溶
解時に於けるスラグの発生量が増加することになり、必
然的に切粉溶解時のエネルギー消費効率の低下を来すこ
とになる。
ーキルンの内部で切粉外表面に付着した油・水分を加熱
により気化させているため、気化ガスの爆発の危険性が
常に存在する。また、ロータリーキルン内からの気化ガ
スの排出及びこれの燃焼処理にも多くの手数がかかり、
大気汚損を生じると云う問題もある。
物により、溶解時に多量のスラグが生ずると云う点であ
る。即ち、切粉内に含まれる微粉状物は、通常溶解時に
スラグになる。そのため、微粉状物の含有率の高い切粉
ほど溶解時にスラグの発生量が増加し、その結果溶解時
のエネルギー消費量が増加することになる。
有する微粉状物の除去ができれば好都合である。しか
し、従前のロータリーキルン方式の油・水分の除去処理
に於いては、投入された切粉内の微粉状物は、その大部
分が処理後の切粉内に含まれたままでロータリーキルン
外へ搬出されてくることになり、発生スラグの減量を図
れないと云う問題がある。
点である。ロータリーキルン内で発生した気化ガス中に
は、腐食性成分が多量に含まれる場合があり、更に、気
化ガスの一部は高温燃焼ガスの熱により部分燃焼をす
る。その結果、ロータリーキルンの内壁は、極めて厳し
い腐食環境に晒されることになり、必然的に腐食等が生
じて耐用年数が短かくなると云う問題がある。
合金切粉の油・水分除去処理に於ける上述の如き問題、
即ち切粉外表面の酸化により、切粉原料の歩留まりが
低下すること、気化した油分ガスにより爆発等の危険
があること、切粉内に含まれている微粉状物や切粉外
表面の酸化物等により、切粉の溶解時にスラグが多量に
発生し、エネルギーの消費量が増加すること及び気化
ガス内の腐食性成分によりキルン内壁の腐食が進行し、
ロータリーキルンの耐用年数が比較的短かいこと等の問
題を解決せんとするものであり、切粉外表面に酸化を生
ずることなく安全に、しかもより少ないエネルギー消費
量でもって、切粉に付着した油・水分を効率よく除去で
きるようにした銅基合金切粉の油・水分除去処理装置と
油・水分除去処理方法を提供するものである。
は、長筒状の本体胴部とこれに取り外し自在に連結した
短筒状の局部加熱用胴部とから成るロータリーキルン
と、前記ロータリーキルンの下流側に設けられ、ロータ
リーキルンの内部を加熱する昇温用バーナと、前記ロー
タリーキルンの局部加熱用胴部の内部を加熱する局部加
熱用バーナと、前記ロータリーキルンの上流側から局部
加熱用胴部の内部へ油・水分が付着した銅基合金切粉を
供給する切粉供給装置と、前記ロータリーキルンの上流
側開口から排出した燃焼排ガス内の可燃物を2次燃焼さ
せる排ガス燃焼炉と、ロータリーキルンの下流側から排
出されてくる処理済み切粉の搬出装置とを発明の基本構
成とするものである。
に於いて本体胴部を鋼板製とすると共に、局部加熱用胴
部をステンレス鋼製とし、本体胴部と局部加熱用胴部と
をフランジ接続するようにしたものである。
に於いて排ガス燃焼炉をチャンバー室と2次燃焼室とか
ら形成すると共に、当該排ガス燃焼炉をロータリーキル
ンの入口側開口に近接して設け、前記ロータリーキルン
の入口側開口を排ガス燃焼炉のチャンバー室内に位置さ
せるようにしたものである。
した切粉をロータリーキルンの入口側近傍に設けた短円
筒状の局部加熱用胴部内へ供給し、局部加熱用バーナの
火炎によって600℃〜700℃の温度に切粉を加熱し
て付着した油・水分を瞬時に蒸発させ、気化した油分を
燃焼させると共に切粉内に含まれた微粉粒を燃焼排ガス
と一緒に排ガス燃焼炉内へ排出して燃焼排ガス内の可燃
物を燃焼させ、また、前記油・水分が蒸発した後の高温
切粉を100℃〜500℃に加熱したロータリーキルン
の本体胴部内を高温側から低温側へ移動させることによ
り冷却し、本体胴部の下流側より処理済み切粉を排出す
るようにしたものである。
に於いてロータリーキルンの下流側に設けた昇温用バー
ナにより、本体胴部内を300℃〜400℃に加熱する
と共に、本体胴部内の温度が前記300℃〜400℃以
上になると、昇温用バーナを用いて本体胴部内へ空気を
供給するようにしたものである。
施形態を説明する。図1は本発明に係る油・水分除去処
理装置の一部を断面した概要図であり、図2は図1のイ
−イ視断面概要図、図3は油・水分除去処理装置からの
燃焼排ガスの処理系統図である。前記図1及び図3に於
いて1はロータリーキルン、1aはロータリーキルンの
本体胴部、1bはロータリーキルンの局部加熱用胴部、
2は昇温用バーナ、3は局部加熱用バーナ、4は切粉供
給装置(切粉投入用スクリューコンベア)、5は切粉投
入用ホッパ、6は処理済み切粉の搬出装置、7は排ガス
燃焼炉、7aはチャンバー室、7bは2次燃焼室、8は
2次燃焼用バーナ、9は排ガス冷却装置、10はサイク
ロン、10aは2次エア、11は集塵器、12は押込み
送風機、13はバグフィルタ、14は煙突、15a・1
5b・15cは温度計である。
胴部1aとステンレス鋼製の局部加熱用胴部1bとをフ
ランジ1c・1cにより取り外し自在に連結することに
より形成されており、本体胴部1a及び局部加熱用胴部
1bの内径は約1500〜1800mmφ、本体胴部1
aの長さは約6000〜10000mm、局部加熱用胴
部1bの長さは約300〜700mmに夫々設定されて
いる。
ーキルン1の上流側端部より300〜1500mm位い
の位置に局部加熱用胴部1bを介挿した形態としている
が、本体胴部1aの上流側端部へ局部加熱用胴部1bを
取り外し自在に連結してもよいことは勿論である。
ロータリーキルンと同様に支持装置1c上に、上流側を
高位・下流側を低位として軸方向に僅かな傾斜角度を保
持せしめた状態で回転自在に支持されており、回転駆動
装置1dにより5〜10RPMの速度で回転駆動される
構成となっている。更に、本実施形態では、本体胴部1
aを鋼鉄板により、また局部加熱用胴部1bをステンレ
ス鋼板により形成しているが、使用材は如何なるもので
あってもよいことは勿論である。
適宜の大きさの開口1eが設けられており、当該開口1
eを通して後述する局部加熱用バーナ3の燃料・空気輸
送管3aや、切粉供給装置4である排出口にコンベヤー
内への引火を防止するための開閉蓋を有するスクリュー
コンベアー4が、ロータリーキルン1内へ挿入されてい
る。同様に、ロータリーキルン1の下流側端板の中央部
からは、キルン1の内方へ向けて後述する昇温用バーナ
2が挿入されており、また、本体胴部1aの下流側端部
の胴壁には、適宜の大きさの油・水分が除去された処理
済み切粉AO の排出口1fが設けられている。
り、ロータリーキルン1の下流側端板の中央部より内方
へ向けて燃焼ガスが放出され、これによってキルン本体
胴部1aの内部温度が約300℃〜400℃まで上昇さ
れる。また、当該昇温用バーナ2は送風機を兼ねてお
り、キルン本体胴部1a内の温度が約350℃〜400
℃位いになると燃焼が停止され、その後は所定流量の冷
却用空気のみが供給される。尚、本実施態様に於いて
は、発熱量30万kcal/hrのガスバーナが使用さ
れている。
くロータリーキルンの局部加熱用胴部1bのほぼ中央部
に、火炎噴出口を胴壁側へ向けて設けられており、後述
するように胴部1b内へ放出され掻き上げ爪1gによっ
て上方へ掻き上げられた切粉Aに向かって、燃焼火炎を
噴出する。尚、本実施態様に於いては、約6ton/h
rの切粉Aに対して発熱量7万kal/hrのガスバー
ナが局部加熱用バーナとして使用されている。
コンベアが使用されており、油・水分含有率が5〜8w
t%の切粉Aが約6〜8ton/hrの割合でホッパ5
内へ供給される。同様に、処理済み切粉AO の搬出装置
6としては、公知のスクレパーコンベアが使用されてい
る。
ンバー室7aと2次燃焼室7bとから円筒状に形成され
ており、ロータリーキルンの本体胴部1aの上流側開口
1eが前記チャンバー室7a内へ連通されている。尚、
図1の実施態様では上流側開口1eがチャンバー室7a
の内部に位置するようにロータリーキルン1を配置して
いるが、ロータリーキルンの上流側開口1eと排ガス燃
焼炉7との間をダクト等で接続してもよいことは勿論で
ある。また、排ガス燃焼炉7そのものは公知であり、前
記上流側開口1eを通してチャンバー室7a内へ放出さ
れたロータリーキルン1からの燃焼排ガス内の可燃物
は、2次燃焼室7b内で2次燃焼バーナ(70万kca
l/hr)8の熱により約800℃〜850℃の高温下
で再燃焼され、燃焼排ガス出口7cから排ガス処理装置
側へ放出されて行く。
850℃の温度に保持されており、2次燃焼室7b内温
度が約850℃を越えると、2次燃焼用バーナ8からの
燃料の供給を止め、2次燃焼用空気のみの供給に切換え
られる。
00℃〜900℃の高温燃焼排ガスGは、図3に示す如
く、廃熱ボイラ等の冷却装置9、サイクロン10、集塵
機11、バグフィルター13等から成る排ガス処理装置
により清浄化されたあと、煙突14を通して大気中へ放
出されて行く。尚、上記排ガス処理装置そのものは公知
のものであり、従ってここではその詳細な説明は省略す
る。また、図3に於いて12は押込み送風機であり、バ
グフィルター13入口に於ける排ガス温度は約50℃に
設定されている。更に、ロータリーキルンからの燃焼排
ガスは排ガス燃焼炉7内で800℃以上の高温下再燃焼
されるため、ダイオキシン等の有害物質が完全に分解さ
れると共に、排ガスGを上記排ガス処理装置により処理
することにより、大気中へ放出される排ガス内の有害物
質等は、規定濃度値以下にまで除去される。
ナ3によって約600℃〜700℃に加熱されている局
部加熱用胴部1bの内方へ、スクリューコンベア4から
切粉Aが放出されると、切粉Aに付着した油・水分は瞬
時に蒸発すると共に、気化した可燃性の油分は着火によ
り瞬時に燃焼する。また、切粉A内に含まれている溶融
時には滓となる微粉粒等は、局部加熱用胴部1bの回転
による攪拌に伴なって切粉Aから分離して浮遊し、前記
気化した油分の燃焼ガスや昇温バーナ2からの燃焼ガス
に随伴されて、これ等と一緒に上流側開口1eを通して
排ガス燃焼炉7内へ移送される。
部加熱用胴部1bは、局部加熱用バーナ3の作動時には
その外部壁面が暗赤色を呈する程度に加熱されており、
その結果、切粉Aに付着した油・水分は瞬時に気化され
ると共に、気化した可燃性の油分ガスは自燃焼をする。
また、油・水分が気化した後の切粉AO は、胴部1bの
回転により掻き上げ爪1gによって攪拌混合され乍ら、
局部加熱用胴部1b内に短時間(約15〜30秒間)存
在したあと低温の本体胴部1a内へ移送される。
は、600℃〜700℃の局部加熱用胴部1b内から温
度が400℃〜500℃の鋼鉄製の本体胴部1a内へ順
次繰り出され、ここでロータリーキルン1の回転に伴な
って攪拌され乍ら昇温用バーナ2からの燃焼ガスによっ
て冷却・乾燥され、出口側へ順次移送されてくる。そし
て、ロータリーキルン1の出口側端部へ達した切粉AO
は、出口側開口1fより搬出装置6上へ排出されて行
く。
時に蒸発気化した切粉AO は、銅基合金そのものの地色
を呈したままの状態で本体胴部1a内へ順次繰り出さ
れ、本体胴部1a内で冷却・乾燥されたあと搬出装置6
上へ排出されてくる切粉AO も、銅基合金そのものの地
色を呈している。即ち、局部加熱用胴部1b内で付着し
た油・水分を瞬時に蒸発・気化せしめてこれを燃焼させ
ると共に、油・水分が蒸発・気化した後の切粉AO を適
宜のタイミングで本体胴部1a内へ送り込んで100℃
〜500℃の本体胴部1a内を約500℃の高温側から
約100℃の低温側へ移動させて冷却することにより、
切粉AO の外表面が酸化によって黒ずむことが有効に防
止され、切粉AO は投入時の原材料とほぼ同じ色調でも
って乾燥され、キルン本体胴部1aから排出されてくる
ことになる。尚、上述の如き局部加熱用胴部1b内に於
いて高温下で、切粉AO に付着した油・水分を瞬時に気
化せしめてこれを燃焼させると共に、油・水分を除去し
た切粉AO を短時間内に低温の本体胴部1a内へ移送し
て100℃〜400℃の温度下で冷却することにより、
切粉AO の外表面の酸化が有効に防止されると云う事象
に対する理論的な解析はまだ十分に行なわれていない
が、ロータリーキルン1の排出用開口1fから排出され
てくる処理済み切粉AO は、現実に未処理切粉Aとほぼ
同色調を有している。
0mmφ、長さ・・700mm、加熱温度・・600℃
〜700℃、本体胴部1aの内径・・1500mmφ、
長さ約・・10000mm、加熱温度・・350℃〜4
00℃、切粉・・快削黄銅切粉、油・水分・・6wt
%、処理量・・6ton/hrとした場合、本発明に係
る処理装置により、切粉外表面に酸化の全くない黄色の
処理済み切粉AO を得ることができた。また、この時の
処理済み切粉AO の歩留り、即ち処理済み切粉A O の重
量/微粉粒を除いた未処理切粉Aの重量は約99%であ
った。
m、内径1500mm)及び本体胴部1a(長さ100
00mm、内径1500mm)の外壁面に於ける温度の
実測値は、図1のa点(100〜110℃)、b点(2
00℃)、c点(350℃)、d点(450〜500
℃)、e点(600〜700℃)及びf点(700〜8
00℃)に於いて夫々( )内の温度値であった。ま
た、前記局部加熱用胴部1bは高温(600℃〜700
℃)下に置かれ、且つ気化した油分の燃焼火炎に晒され
るため、損傷が比較的激しい。その結果、当該ステンレ
ス鋼製局部加熱用胴部1bは、通常1〜1.5年の間隔
で取り替える必要があり、そのため本体胴部1aとフラ
ンジ1cにより取り外し自在に連結されている。
に局部加熱用バーナ2を備えた短円筒状の局部加熱用胴
部1bを設け、当該局部加熱用胴部1b内に於いて60
0℃〜700℃の高温下で、切粉Aに付着した油・水分
を瞬時に蒸発・気化せしめると共に気化した可燃性ガス
を燃焼させ、更に、油・水分が蒸発した切粉AO を短時
間内に100℃〜500℃の低温状態に保持した本体胴
部1a内へ移送して、ここで冷却・乾燥させる構成とし
ているため、油・水分の除去処理中に処理済み切粉AO
の外表面に生ずる酸化をほぼ完全に防止することがで
き、これによって処理済み切粉AO の歩留まりが大幅に
向上する。また、局部加熱用胴部1b内に於ける切粉A
に付着した油・水分の蒸発・気化と同時に、切粉A内に
含まれている微粉粒物が切粉Aの外表面から遊離して、
燃焼排ガスと一緒に排ガス燃焼炉7内へ排出されて行
く。その結果、排出口1fから取り出された処理済み切
粉AO 内には、微粉粒状物が殆んど存在しなくなり、こ
れにより、切粉AO の溶解時のエネルギー消費量が減少
すると共に、溶解スラグの発生量が少なくなる。更に、
ロータリーキルン1内に於ける可燃性蒸気の爆発の危険
が略皆無になると共に、局部加熱用胴部1bを本体胴部
1aへ取り外し自在に連結しているため、局部加熱用胴
部1bが損傷してもこれを容易に取替えすることがで
き、便宜である。本発明は上述の通り優れた実用的効用
を奏するものである。
図である。
ス、1はロータリーキルン、1aはロータリーキルンの
本体胴部、1bはロータリーキルンの局部加熱用胴部、
1cはフランジ、1dは回転駆動装置、1eは上流側の
開口、1fは処理済み切粉の排出用開口、1gは掻き上
げ爪、1hは支持装置、2は昇温用バーナ、3は局部加
熱用バーナ、3aは燃料・空気輸送管、4は切粉供給装
置、5は切粉投入用ホッパ、6は処理済み切粉の搬出装
置、7は排ガス燃焼炉、7aはチャンバー室、7bは2
次燃焼室、7cは排ガス出口、8は2次燃焼用バーナ、
9は排ガス冷却装置、10はサイクロン、10aは2次
エア、11は集塵機、12は押込み送風機、13はバグ
フィルタ、14は煙突。
Claims (5)
- 【請求項1】 長筒状の本体胴部とこれに取り外し自在
に連結した短筒状の局部加熱用胴部とから成るロータリ
ーキルンと,前記ロータリーキルンの下流側に設けら
れ、ロータリーキルンの内部を加熱する昇温用バーナ
と,前記ロータリーキルンの局部加熱用胴部の内部を加
熱する局部加熱用バーナと,前記ロータリーキルンの上
流側から局部加熱用胴部の内部へ油・水分が付着した銅
基合金切粉を供給する切粉供給装置と,前記ロータリー
キルンの上流側開口から排出した燃焼排ガス内の可燃物
を2次燃焼させる排ガス燃焼炉と,ロータリーキルンの
下流側から排出されてくる処理済み切粉の搬出装置とか
ら構成したことを特徴とする銅基合金切粉の油・水分除
去処理装置。 - 【請求項2】 本体胴部を鋼板製とすると共に、局部加
熱用胴部をステンレス鋼製とし、本体胴部と局部加熱用
胴部とをフランジ接続するようにした請求項1に記載の
銅基合金切粉の油・水分除去処理装置。 - 【請求項3】 排ガス燃焼炉をチャンバー室と2次燃焼
室とから形成すると共に、当該排ガス燃焼炉をロータリ
ーキルンの入口側開口に近接して設け、前記ロータリー
キルンの入口側開口を排ガス燃焼炉のチャンバー室内に
位置させる構成とした請求項1に記載の銅基合金切粉の
油・水分除去処理装置。 - 【請求項4】 油・水分の付着した切粉をロータリーキ
ルンの入口側近傍に設けた短円筒状の局部加熱用胴部内
へ供給し、局部加熱用バーナの火炎によって600℃〜
700℃の温度に切粉を加熱して付着した油・水分を瞬
時に蒸発させ、気化した油分を燃焼させると共に切粉内
に含まれた微粉粒を燃焼排ガスと一緒に排ガス燃焼炉内
へ排出して燃焼排ガス内の可燃物を燃焼させ、また、前
記油・水分が蒸発した後の高温切粉を100℃〜500
℃に加熱したロータリーキルンの本体胴部内を高温側か
ら低温側へ移動させることにより冷却し、本体胴部の下
流側より処理済み切粉を排出するようにしたことを特徴
とする銅基合金切粉の油・水分除去処理方法。 - 【請求項5】 ロータリーキルンの下流側に設けた昇温
用バーナにより、本体胴部内を300℃〜400℃に加
熱すると共に、本体胴部内の温度が前記300℃〜40
0℃以上になると、昇温用バーナを用いて本体胴部内へ
空気を供給するようにした請求項4に記載の銅基合金切
粉の油・水分除去処理装置。
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JP27025398A JP2990180B1 (ja) | 1998-09-24 | 1998-09-24 | 銅基合金切粉の油・水分除去処理装置及び油・水分除去処理方法 |
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JP2003532796A (ja) * | 2000-05-05 | 2003-11-05 | アーゲーアー アクツイエボラーグ | 金属の回収方法及び装置 |
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1998
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