JP2001003122A - 金属の溶解方法 - Google Patents
金属の溶解方法Info
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- JP2001003122A JP2001003122A JP17121799A JP17121799A JP2001003122A JP 2001003122 A JP2001003122 A JP 2001003122A JP 17121799 A JP17121799 A JP 17121799A JP 17121799 A JP17121799 A JP 17121799A JP 2001003122 A JP2001003122 A JP 2001003122A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 輻射伝熱に優れた回転炉を使用することによ
り、ダライ粉を多く含む原料を効率よく溶解することが
できる金属の溶解方法を提供する。 【解決手段】 輻射伝熱を主たる熱源とする回転炉を使
用してダライ粉を含む金属原料を溶解する方法におい
て、炉内にあらかじめ溶解した溶湯が存在する状態でダ
ライ粉を含む原料を投入する。
り、ダライ粉を多く含む原料を効率よく溶解することが
できる金属の溶解方法を提供する。 【解決手段】 輻射伝熱を主たる熱源とする回転炉を使
用してダライ粉を含む金属原料を溶解する方法におい
て、炉内にあらかじめ溶解した溶湯が存在する状態でダ
ライ粉を含む原料を投入する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属の溶解方法に
関し、詳しくは、水平軸を中心として回転する回転炉を
用いてダライ粉を含む金属原料を溶解する方法に関す
る。
関し、詳しくは、水平軸を中心として回転する回転炉を
用いてダライ粉を含む金属原料を溶解する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ダライ
粉は、鉄，銅，アルミニウム等の金属製品を切削加工し
た際に生じる切削屑であり、成分上は、市場に流通して
いるスクラップと何ら変わりがないが、一般に、その形
状がチップ状、螺旋状等、多様であるだけでなく、切削
油あるいは水を多く含有していることが多いために、粗
悪なスクラップとして認識されている。さらに、薄く細
かい形状を有している点から、リサイクル(再溶解)しに
くいという問題もあった。
粉は、鉄，銅，アルミニウム等の金属製品を切削加工し
た際に生じる切削屑であり、成分上は、市場に流通して
いるスクラップと何ら変わりがないが、一般に、その形
状がチップ状、螺旋状等、多様であるだけでなく、切削
油あるいは水を多く含有していることが多いために、粗
悪なスクラップとして認識されている。さらに、薄く細
かい形状を有している点から、リサイクル(再溶解)しに
くいという問題もあった。
【０００３】例えば、キュポラにダライ粉をそのまま投
入すると、排ガスによって飛散してしまうため、歩留り
が極めて低くなってしまう。このため、キュポラでは、
ダライ粉のままでの溶解は行われておらず、ダライブリ
ケットと呼ばれるダライプレス品に加工して使用するよ
うにしていたが、ダライ粉を加工する分、コスト高とな
っていた。
入すると、排ガスによって飛散してしまうため、歩留り
が極めて低くなってしまう。このため、キュポラでは、
ダライ粉のままでの溶解は行われておらず、ダライブリ
ケットと呼ばれるダライプレス品に加工して使用するよ
うにしていたが、ダライ粉を加工する分、コスト高とな
っていた。
【０００４】また、他の溶解方法においても、含有する
油分や薄く細かい形状が災いし、加熱効率や歩留りが低
かったり、排ガスに油分を原因とする黒煙が発生した
り、溶湯中に油分中の不純物が混入したりするという問
題を抱えていた。このため、低周波誘導炉においても、
ダライ粉の配合率は２０％以下、通常は１０％程度であ
った。また、油分を含んだダライ粉を溶解すると、油分
の形で含まれている水素や窒素が溶湯中に吸収され、製
品に悪影響を及ぼすため、前処理によって油分を除去す
るようにしていた。
油分や薄く細かい形状が災いし、加熱効率や歩留りが低
かったり、排ガスに油分を原因とする黒煙が発生した
り、溶湯中に油分中の不純物が混入したりするという問
題を抱えていた。このため、低周波誘導炉においても、
ダライ粉の配合率は２０％以下、通常は１０％程度であ
った。また、油分を含んだダライ粉を溶解すると、油分
の形で含まれている水素や窒素が溶湯中に吸収され、製
品に悪影響を及ぼすため、前処理によって油分を除去す
るようにしていた。
【０００５】さらに、ダライ粉は、炉内に投入して溶湯
と接触した際に、ダライ粉表面の油分や水分が爆発的に
蒸発し、これによって炉の周囲にダライ粉が飛散するこ
とがあるなど、ハンドリング性も非常に悪いという問題
もある。
と接触した際に、ダライ粉表面の油分や水分が爆発的に
蒸発し、これによって炉の周囲にダライ粉が飛散するこ
とがあるなど、ハンドリング性も非常に悪いという問題
もある。
【０００６】このように、ダライ粉の溶解再利用には様
々な問題点があり、原料として再溶解できる量に制限を
受けるため、リサイクルが進まず、余剰分は埋立てに使
用されるなど、その多くが廃棄処分にされていた。
々な問題点があり、原料として再溶解できる量に制限を
受けるため、リサイクルが進まず、余剰分は埋立てに使
用されるなど、その多くが廃棄処分にされていた。
【０００７】一方、回転炉は、鉄，銅，アルミニウムの
スクラップや地金等を加熱溶解する用途、例えば鋳鉄の
製造等に利用されている。この回転炉は、通常、原料を
熔解するときには、原料に均等に熱を伝えたり、耐火材
の摩耗を平均化したりするため、所定の速度で炉体を回
転させるようにしている。
スクラップや地金等を加熱溶解する用途、例えば鋳鉄の
製造等に利用されている。この回転炉は、通常、原料を
熔解するときには、原料に均等に熱を伝えたり、耐火材
の摩耗を平均化したりするため、所定の速度で炉体を回
転させるようにしている。
【０００８】そこで本発明は、輻射伝熱に優れた回転炉
を使用することにより、ダライ粉を多く含む原料を効率
よく溶解することができる金属の溶解方法を提供するこ
とを目的としている。
を使用することにより、ダライ粉を多く含む原料を効率
よく溶解することができる金属の溶解方法を提供するこ
とを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の金属の溶解方法は、円筒状の炉体の中心軸
を水平方向として回転可能に設けるとともに、炉体の一
方にバーナー口を、他方に排気口をそれぞれ設けた回転
炉を使用し、前記バーナー口に装着したバーナーの火炎
からの輻射伝熱を主たる熱源として金属を溶解する方法
において、炉内にあらかじめ溶解した溶湯が存在する状
態でダライ粉を含む原料を投入することを特徴としてい
る。
め、本発明の金属の溶解方法は、円筒状の炉体の中心軸
を水平方向として回転可能に設けるとともに、炉体の一
方にバーナー口を、他方に排気口をそれぞれ設けた回転
炉を使用し、前記バーナー口に装着したバーナーの火炎
からの輻射伝熱を主たる熱源として金属を溶解する方法
において、炉内にあらかじめ溶解した溶湯が存在する状
態でダライ粉を含む原料を投入することを特徴としてい
る。
【００１０】また、ダライ粉を含む原料におけるダライ
粉の重量割合が２５％以上であることを特徴としてい
る。
粉の重量割合が２５％以上であることを特徴としてい
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１及び図２は、本発明で使用す
る回転炉の一例を示すもので、図１は正面図、図２は側
面図である。この回転炉は、耐火材１を内張りした円筒
体からなる炉体２を、支持ローラ３により円筒体の中心
軸を水平方向として回転可能に支持するとともに、モー
ター４を駆動源として所定の回転速度で回転するように
形成したものであって、炉体２の一端側には、バーナー
口５となる中央の開口部と、外周部の２個の出湯口６と
がそれぞれ設けられ、他方には、排気口７となる開口部
（図示省略）が設けられている。通常の運転中、前記バ
ーナー口５は、酸素バーナー８を保持した炉蓋９により
覆われ、排気口７は、排気ダクト（図示せず）に覆われ
た状態になり、出湯口６には耐火材６ａが詰込まれる。
る回転炉の一例を示すもので、図１は正面図、図２は側
面図である。この回転炉は、耐火材１を内張りした円筒
体からなる炉体２を、支持ローラ３により円筒体の中心
軸を水平方向として回転可能に支持するとともに、モー
ター４を駆動源として所定の回転速度で回転するように
形成したものであって、炉体２の一端側には、バーナー
口５となる中央の開口部と、外周部の２個の出湯口６と
がそれぞれ設けられ、他方には、排気口７となる開口部
（図示省略）が設けられている。通常の運転中、前記バ
ーナー口５は、酸素バーナー８を保持した炉蓋９により
覆われ、排気口７は、排気ダクト（図示せず）に覆われ
た状態になり、出湯口６には耐火材６ａが詰込まれる。
【００１２】なお、このような回転炉には、金属原料装
入時や出湯時に炉体２を傾斜させるための手段、回転す
る炉体２のバーナー口５に炉蓋８を押し付けるための手
段、炉体傾斜時や金属原料装入時等に排気ダクトを移動
させるための手段、排気口７を介して金属原料を炉内に
装入するための手段、その他の付帯設備がそれぞれ設け
られているが、これらは通常の回転炉と同様に形成する
ことができるので、その詳細な説明及び図示を省略す
る。
入時や出湯時に炉体２を傾斜させるための手段、回転す
る炉体２のバーナー口５に炉蓋８を押し付けるための手
段、炉体傾斜時や金属原料装入時等に排気ダクトを移動
させるための手段、排気口７を介して金属原料を炉内に
装入するための手段、その他の付帯設備がそれぞれ設け
られているが、これらは通常の回転炉と同様に形成する
ことができるので、その詳細な説明及び図示を省略す
る。
【００１３】また、バーナーには、空気を支燃性ガスと
して空気バーナーを使用することも可能であるが、高温
の火炎が得られること、ＮＯｘ生成量が少ないことなど
から、酸素あるいは酸素富化ガスを支燃性ガスとした酸
素バーナーを用いることが好ましい。なお、燃料には、
ＬＰＧや天然ガス等の気体燃料、重油や灯油等の液体燃
料の他、微粉炭等の固体燃料も使用可能である。
して空気バーナーを使用することも可能であるが、高温
の火炎が得られること、ＮＯｘ生成量が少ないことなど
から、酸素あるいは酸素富化ガスを支燃性ガスとした酸
素バーナーを用いることが好ましい。なお、燃料には、
ＬＰＧや天然ガス等の気体燃料、重油や灯油等の液体燃
料の他、微粉炭等の固体燃料も使用可能である。
【００１４】上述のような回転炉を使用してダライ粉の
溶解を行う場合、炉内にあらかじめ溶解した溶湯が存在
する状態でダライ粉を含む原料を投入することにより、
油分の除去やプレス等の前処理を行わないダライ粉も効
率よく溶解させることができる。すなわち、溶湯中にダ
ライ粉を含む原料を投入することにより、嵩密度が小さ
く、比表面積が大きなダライ粉を溶湯からの直接的な熱
伝達によって効果的に加熱することができ、また、ダラ
イ粉を含む原料が溶湯中に浸されることにより、原料及
び原料中に含まれる成分の酸化も抑制することができ
る。
溶解を行う場合、炉内にあらかじめ溶解した溶湯が存在
する状態でダライ粉を含む原料を投入することにより、
油分の除去やプレス等の前処理を行わないダライ粉も効
率よく溶解させることができる。すなわち、溶湯中にダ
ライ粉を含む原料を投入することにより、嵩密度が小さ
く、比表面積が大きなダライ粉を溶湯からの直接的な熱
伝達によって効果的に加熱することができ、また、ダラ
イ粉を含む原料が溶湯中に浸されることにより、原料及
び原料中に含まれる成分の酸化も抑制することができ
る。
【００１５】また、油分が付着した状態のダライ粉を投
入しても、炉内が十分に高温であることから、蒸発した
油分は、炉内及び炉口空気と反応して燃焼してしまうた
め、未燃の油分が排気されることもない。さらに、嵩密
度の小さなダライ粉は、一度に炉内に投入可能な量が限
られてしまうため、初装で全量を投入するバッチ処理で
は溶解量が減少してしまうが、溶湯が存在する状態で炉
内に追加投入することにより、１バッチ当りの溶解量を
維持しながら大量のダライ粉を溶解させることができ
る。
入しても、炉内が十分に高温であることから、蒸発した
油分は、炉内及び炉口空気と反応して燃焼してしまうた
め、未燃の油分が排気されることもない。さらに、嵩密
度の小さなダライ粉は、一度に炉内に投入可能な量が限
られてしまうため、初装で全量を投入するバッチ処理で
は溶解量が減少してしまうが、溶湯が存在する状態で炉
内に追加投入することにより、１バッチ当りの溶解量を
維持しながら大量のダライ粉を溶解させることができ
る。
【００１６】ダライ粉の配合量（ダライ粉を含む原料に
おけるダライ粉の重量割合）は任意であるが、２０％以
下になると、ダライ粉を配合した効果が小さくなり、ダ
ライ粉のリサイクル量も減少するため、通常は２５％以
上、特に、５０％以上配合することが好ましい。全量を
ダライ粉とすることもできるが、嵩密度が小さいために
炉内に追加投入可能な量が限られてしまい、１回の溶解
操作における溶解量が減少したり、追加投入回数が増え
たりするため、８５％以下の配合量にしておくことが好
ましい。
おけるダライ粉の重量割合）は任意であるが、２０％以
下になると、ダライ粉を配合した効果が小さくなり、ダ
ライ粉のリサイクル量も減少するため、通常は２５％以
上、特に、５０％以上配合することが好ましい。全量を
ダライ粉とすることもできるが、嵩密度が小さいために
炉内に追加投入可能な量が限られてしまい、１回の溶解
操作における溶解量が減少したり、追加投入回数が増え
たりするため、８５％以下の配合量にしておくことが好
ましい。
【００１７】ダライ粉投入前の炉内の溶湯は、繰返し溶
解の場合は、残湯を適当量残すようにしてもよく、あら
かじめ通常の原料あるいはダライ粉配合量の少ない原料
を炉内に投入して先に溶解させておいてもよい。また、
ダライ粉を含む原料の追加投入は、通常の原料の投入と
同じ要領で、すなわち、酸素バーナーを保持した炉蓋及
び排気ダクトを待機位置に移動させた状態で、排気口７
から炉内に投入するようにすればよい。さらに、ダライ
粉を含む原料の追加投入量は、炉内の溶湯の量、ダライ
粉の配合量等に応じて選定すればよく、追加投入回数も
適当に設定すればよい。
解の場合は、残湯を適当量残すようにしてもよく、あら
かじめ通常の原料あるいはダライ粉配合量の少ない原料
を炉内に投入して先に溶解させておいてもよい。また、
ダライ粉を含む原料の追加投入は、通常の原料の投入と
同じ要領で、すなわち、酸素バーナーを保持した炉蓋及
び排気ダクトを待機位置に移動させた状態で、排気口７
から炉内に投入するようにすればよい。さらに、ダライ
粉を含む原料の追加投入量は、炉内の溶湯の量、ダライ
粉の配合量等に応じて選定すればよく、追加投入回数も
適当に設定すればよい。
【００１８】
【実施例】図１及び図２に示す構造で、全長４０００ｍ
ｍ、内径１２００ｍｍの炉体に酸素バーナーを備えた回
転炉を使用し、鉄原料中にダライ粉を５０％の比率で配
合したものを原料として溶解し、鋳鉄を製造する実験を
行った。酸素バーナーには、毎時６０Ｎｍ３のＬＰＧと
毎時３００〜３６０Ｎｍ３の酸素とを供給した。
ｍ、内径１２００ｍｍの炉体に酸素バーナーを備えた回
転炉を使用し、鉄原料中にダライ粉を５０％の比率で配
合したものを原料として溶解し、鋳鉄を製造する実験を
行った。酸素バーナーには、毎時６０Ｎｍ３のＬＰＧと
毎時３００〜３６０Ｎｍ３の酸素とを供給した。
【００１９】なお、使用したダライ粉は、鉄鋳物を切削
加工した際に発生した切削屑であって、長さ数ｃｍの螺
旋状のものや、チップ状のものを含んでおり、その表面
には切削油が付着していた。
加工した際に発生した切削屑であって、長さ数ｃｍの螺
旋状のものや、チップ状のものを含んでおり、その表面
には切削油が付着していた。
【００２０】原料の投入方法として、初装にて２．５
トンを投入した場合、最初に１．５トンを溶解し、溶
湯ができた状態で１トンを追加投入した場合、残湯と
して１トンを溶湯として残し、まず１トンを追加投入し
て溶解し、さらに、１．５トンを追加投入した場合（こ
の場合の溶湯合計量は３．５トンとなる）、の３通りを
それぞれ繰返して行い、各回における溶解熱効率及び成
分の歩留りを測定した。各投入方法におけるこれらの平
均値を表１に示す。
トンを投入した場合、最初に１．５トンを溶解し、溶
湯ができた状態で１トンを追加投入した場合、残湯と
して１トンを溶湯として残し、まず１トンを追加投入し
て溶解し、さらに、１．５トンを追加投入した場合（こ
の場合の溶湯合計量は３．５トンとなる）、の３通りを
それぞれ繰返して行い、各回における溶解熱効率及び成
分の歩留りを測定した。各投入方法におけるこれらの平
均値を表１に示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】実施例２ 実施例１と同じ回転炉、酸素バーナーを使用し、ダライ
粉の配合量を製品の品質に応じて変化させて鋳鉄を製造
した。１バッチ当りの溶解量は、ダライ粉の配合量及び
残湯利用の有無により、２．５〜４．０トンとなった。
比較として、同じ配合量のものを初装にて全量を投入し
て溶解させた。このときの１バッチ当りの溶解量は、ダ
ライ粉の配合量により、２．５〜３．０トンとなった。
各回における溶解熱効率及びカーボン歩留りを測定した
結果を図３及び図４にそれぞれ示す。
粉の配合量を製品の品質に応じて変化させて鋳鉄を製造
した。１バッチ当りの溶解量は、ダライ粉の配合量及び
残湯利用の有無により、２．５〜４．０トンとなった。
比較として、同じ配合量のものを初装にて全量を投入し
て溶解させた。このときの１バッチ当りの溶解量は、ダ
ライ粉の配合量により、２．５〜３．０トンとなった。
各回における溶解熱効率及びカーボン歩留りを測定した
結果を図３及び図４にそれぞれ示す。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の金属の溶
解方法によれば、原料の酸化を抑制しながら溶解熱効率
の向上が図れ、しかも油分の影響も無い状態で大量のダ
ライ粉を再溶解することができる。
解方法によれば、原料の酸化を抑制しながら溶解熱効率
の向上が図れ、しかも油分の影響も無い状態で大量のダ
ライ粉を再溶解することができる。
【図１】 本発明で使用する回転炉の一例を示す正面図
である。
である。
【図２】 同じく側面図である。
【図３】 実施例２におけるダライ粉配合量と溶解熱効
率との関係を示す図である。
率との関係を示す図である。
【図４】 実施例２におけるダライ粉配合量とカーボン
歩留りとの関係を示す図である。
歩留りとの関係を示す図である。
１…耐火材、２…炉体、３…支持ローラ、４…モータ
ー、５…バーナー口、６…出湯口、７…排気口、８…酸
素バーナー、９…炉蓋
ー、５…バーナー口、６…出湯口、７…排気口、８…酸
素バーナー、９…炉蓋
Claims (2)
- 【請求項１】 円筒状の炉体の中心軸を水平方向として
回転可能に設けるとともに、炉体の一方にバーナー口
を、他方に排気口をそれぞれ設けた回転炉を使用し、前
記バーナー口に装着したバーナーの火炎からの輻射伝熱
を主たる熱源として金属を溶解する方法において、炉内
にあらかじめ溶解した溶湯が存在する状態でダライ粉を
含む原料を投入することを特徴とする金属の溶解方法。 - 【請求項２】 前記ダライ粉を含む原料におけるダライ
粉の重量割合が２５％以上であることを特徴とする請求
項１記載の金属の溶解方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17121799A JP2001003122A (ja) | 1999-06-17 | 1999-06-17 | 金属の溶解方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17121799A JP2001003122A (ja) | 1999-06-17 | 1999-06-17 | 金属の溶解方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001003122A true JP2001003122A (ja) | 2001-01-09 |
Family
ID=15919221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17121799A Pending JP2001003122A (ja) | 1999-06-17 | 1999-06-17 | 金属の溶解方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001003122A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010007135A (ja) * | 2008-06-27 | 2010-01-14 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 硫化精製用横型回転炉およびこれを用いた銅ドロスの硫化精製法 |
-
1999
- 1999-06-17 JP JP17121799A patent/JP2001003122A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010007135A (ja) * | 2008-06-27 | 2010-01-14 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 硫化精製用横型回転炉およびこれを用いた銅ドロスの硫化精製法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060608 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080620 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
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|
| A02 | Decision of refusal |
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