JP2002069541A

JP2002069541A - アルミニウムドロス処理装置

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Publication number: JP2002069541A
Application number: JP2000267929A
Authority: JP
Inventors: Keizo Yuusumi; 圭三有隅; Noboru Tajiri; 昇田尻; Kensho Masuda; 憲昭増田; Akihiko Yatsuhashi; 明彦ハツ橋
Original assignee: Sanken Sangyo Co Ltd; Kyowa Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Sanken Sangyo Co Ltd; Kyowa Seisakusho Co Ltd
Priority date: 2000-09-05
Filing date: 2000-09-05
Publication date: 2002-03-08
Anticipated expiration: 2020-09-05
Also published as: JP3568469B2

Abstract

(57)【要約】【課題】処理作業に手間を要せず、簡易で価格が低
く、維持管理費が安く、アルミニウムの回収率を上げる
ための追加作業を必要とせず、回収したアルミニウムの
取扱いが容易なアルミニウムドロス処理装置を提供す
る。【解決手段】アルミ溶解炉８のドロス掻出し口８ａの
直下に配置され、開口部１ａを有する台車１上に、開放
部２ａを形成した振動プレート２をスプリング３を介し
て取付け、振動プレート２上に、底板４ａに複数の回収
孔４ｃを穿設したドロスバケット４を着脱自在に取付け
ると共にエアーバイブレータ５を取付け、振動プレート
２の直下に移動自在なアルミ回収バケット６を設け、ド
ロス掻出し口８ａからドロスＤを掻き出してドロスバケ
ット４に投入し、エアーバイブレータ５によってドロス
バケット４を振動させて、底板４ａの回収孔４ｃからド
ロスＤ中の溶融アルミニウムＡをアルミ回収バケット６
内に滴下させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウムドロ
ス処理装置に関する。より詳細には、アルミニウムまた
はアルミニウム合金を溶解炉で溶解（精製および溶解保
持を含む）する過程において発生するアルミニウムドロ
スから溶融アルミニウムを回収する処理装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】アルミニウムやアルミニウム合金を溶解
する際に溶解炉の湯面に浮遊するドロスを炉外に掻出す
と、多くのアルミニウムがドロスと共に掻出される。こ
のドロスに含まれているアルミニウムを回収するため
に、従来、次のような方法が採られてきた。

【０００３】（Ａ）ＩＧＤＣ（Inert Gas Dross Cooler）法ドロスを気密性のクーラーの中に置き、アルゴンガスを
入れて不活性雰囲気を作り、アルミニウムの酸化を防止
する方法である。（Ｂ）ＡＲＯＳ法ドロスのフィーダー部を気密化し、低酸素雰囲気の冷却
ドラム中でアルミニウムを回収し、残灰を冷却、破砕、
篩い分けする方法である（例えば特公昭６０−１１０９
３号）。（Ｃ）プラズマ法プラズマを利用してアルミニウムを回収する方法である
（例えば特開平２−１５１２６号）。（Ｄ）ＭＲＭ（Metal Reclaiming Machine)法ポットに入れたホットドロスを回転羽根で攪拌すること
によってアルミニウムを回収するもので、我国で最も一
般的に使用されている方法である（例えば特許第１１０
３７６３号）。（Ｅ）プレス法圧力を加えてアルミニウムを絞り出す方法である（例え
ば特許第３００１０８０号）。（Ｆ）遠心分離法遠心分離機でアルミニウムを分離し回収する方法であ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のうち、ＩＧＤＣ
法、ＡＲＯＳ法およびプラズマ法は、１バッチで１０ト
ン以上の多量のアルミニウムを溶解する大規模な精錬業
界、圧延業界あるいは押出し業界に適した方法であり、
設備費も１億円前後と格段に高い。本発明が対象として
いる自動車や二輪車業界あるいはその部品製造業界さら
には電気機器製造業界におけるアルミ溶解炉の容量は１
０トン未満であり、その中でも５〜６トン未満が大半を
占める。また、一回のドロス掻出し量は５００キログラ
ム（ｋｇ）未満が殆どである。このような業界に、こう
したＩＧＤＣ法等は、設備費および規模の点から適して
いない。

【０００５】自動車や二輪車業界等に適しているのはＭ
ＲＭ法、プレス法および遠心分離法である。

【０００６】しかし、このうち、ＭＲＭ法、プレス法あ
るいは遠心分離法には次のような問題点がある。（１）ドロスを炉からかき出す場所とアルミを回収する
場所（処理装置の設置場所）とが離れており、ドロスを
炉から処理装置まで搬送する必要があるため、処理作業
に手間を要する。（２）ＭＲＭ法はモーターによる攪拌を必要とすると共
に、攪拌中における粉塵の飛散を防止するための集塵機
を必要とし、プレス法は油圧による加圧を必要としてお
り、共に構造が複雑であり、また、両者共に５００キロ
グラム（ｋｇ）程度のドロスを処理できる装置で１００
０万円以上と高価である。（３）ＭＲＭ法はポットと攪拌羽根が消耗品であり、プ
レス法はプレスヘッドが特製品で、かつ消耗品であるた
め、維持管理費が嵩む。（４）ＭＲＭ法はテルミット反応を利用してドロスの温
度を上げると好条件下では６０％以上のアルミニウムを
回収できるものの、過度のテルミット反応を抑制するた
めに、わざわざ冷灰を加える必要が生じ、また、プレス
法のアルミニウム回収率は６０％以下であり、共に回収
率を上げるためには何らかの追加作業が必要である。（５）また、遠心分離法においては、回収されるアルミ
ニウムは、その径が１０００ミリ（ｍｍ）近いリング状
といった自社独自で再溶解して使用することが困難な大
きさと形状であるため、取扱いが面倒であるといった問
題がある。

【０００７】そこで本発明の目的とするところは、処理
作業に多くの手間を必要とせず、簡易な構造で価格が低
く、維持管理費が安く、アルミニウムの回収率を上げる
ための追加作業を必要とせず、さらに回収したアルミニ
ウムの取扱いが容易なアルミニウムドロス処理装置を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の請求項１に記載のアルミニウムドロス処
理装置は、アルミニウム溶解炉（８）のドロス掻出し口
（８ａ）の直下に配置され、中央部に開口部（１ａ）を
有する台車（１）上に、中央部に開放部（２ａ）を形成
した振動プレート（２）をスプリング（３）を介して取
付け、振動プレート（２）上に、底板（４ａ）に複数の
回収孔（４ｃ）を穿設したドロスバケット（４）を着脱
自在に取付けると共に振動発生装置（５）を取付け、さ
らに振動プレート（２）の直下に移動自在なアルミ回収
バケット（６）を設け、アルミニウム溶解炉（８）のド
ロス掻出し口（８ａ）からドロス（Ｄ）を掻き出してド
ロスバケット（４）に投入し、振動発生装置（５）によ
って振動プレート（２）と共にドロスバケット（４）を
振動させて、底板（４ａ）の回収孔（４ｃ）からドロス
（Ｄ）中の溶融アルミニウム（Ａ）をアルミ回収バケッ
ト（６）内に滴下してなることを特徴とする。

【０００９】また、請求項２に記載のアルミニウムドロ
ス処理装置は、前記振動発生装置を、エアーバイブレー
タ（５）又は振動モーターで構成したことを特徴とす
る。

【００１０】さらに、請求項３に記載のアルミニウムド
ロス処理装置は、前記ドロスバケット（４）を底板（４
ａ）から上方に向って幅広となる逆四角錐台形状とし、
前記回収孔（４ｃ）を下から上に向って拡径するテーパ
ー状としてなることを特徴とする。

【００１１】なお、カッコ内の記号は図面および後述す
る発明の実施の形態に記載された対応要素または対応事
項を示す。

【００１２】本発明の請求項１及び２に記載のアルミニ
ウムドロス処理装置によれば、アルミニウム溶解炉のド
ロス掻出し口から掻き出したドロスを直接ドロスバケッ
トに投入し、その場でアルミニウムを回収するので、ド
ロスを溶解炉から処理装置まで搬送する必要がなく、処
理作業が容易である。また、構造が簡易であるため他の
方法よりも安価に製造できる。さらに、消耗の激しいい
わゆる消耗部品を必要としないので維持管理費が安い。
また、アルミニウムの回収率を上げるための追加作業を
必要としない。またさらに、回収したアルミニウムはア
ルミ回収バケット内で凝固するので、その後の取扱いが
容易な大きさと形状となる。

【００１３】また、請求項３に記載の発明によれば、請
求項１及び２に記載の発明の作用効果に加えて、ドロス
バケットを逆四角錐台形状とし、回収孔をテーパー状と
したので、アルミニウム滴下後にドロスバケット内に残
存している残灰（ドロスケーキ）を、ドロスバケットを
反転させることによって容易に取出すことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１乃至図１０を参照して、本発
明の実施形態に係るアルミニウムドロス処理装置につい
て説明する。図１はアルミニウムドロス処理装置を示す
正面図であり、図２はその側面図である。また、図３は
本装置の台車１を示す平面図であり、図４は側面図であ
る。図５は振動プレート２を示す平面図である。図６は
ドロスバケット４の底板４ａを示す平面図であり、図７
は底板４ａに穿設された回収孔４ｃを示す断面図であ
る。また、図８はアルミ回収バケット６を示す側面図、
図９はその正面図、そして図１０はその平面図である。

【００１５】本発明の実施形態に係るアルミニウムドロ
ス処理装置は、アルミニウム溶解炉８のドロス掻出し口
８ａの直下に配置され、中央部に大きな開口部１ａを有
し、角パイプで形成した台車１上に、同じく中央部に開
放部２ａを形成した振動プレート２を四つのコイルスプ
リング３を介して取付けている。このスプリング３は、
台車１および振動プレート２の両側端部に突設した掛止
片１ｃ、２ｂに嵌合させることによってその位置を不動
にしている。

【００１６】また、振動プレート２上に、底板４ａに複
数の回収孔４ｃを穿設したドロスバケット４を着脱自在
に取付けると共に、圧縮空気によって作動する複数のエ
アーバイブレータ５を取付けている。さらに、振動プレ
ート２の直下に、コロ６ａによって移動自在なアルミ回
収バケット６を設けている。このアルミ回収バケット６
も、ドロスバケット４と同様に底面から上方に向って幅
広となる逆四角錐台形状としている。なお、ここでは振
動発生装置としてエアーバイブレータ５を使用したが、
これにかえて振動モーターなどの装置を使用してもよ
い。

【００１７】そして、アルミニウム溶解炉８のドロス掻
出し口８ａからドロスＤを掻き出してドロスバケット４
に投入し、エアーバイブレータ５によって振動プレート
２と共にドロスバケット４を振動させて、底板４ａの回
収孔４ｃからドロスＤ中の溶融アルミニウムＡをアルミ
回収バケット６内に滴下することとしている。

【００１８】なお、台車１には車輪１ｂを設けてレール
７上を走行自在とし、また、ドロスバケット４の下面に
は、フォークリフト用のポケット４ｄを設けている。

【００１９】また、ドロスバケット４は、反転してその
中で凝固した残灰を容易に取出すことができるように、
その形状を底板４ａから上方に向って幅広となる逆四角
錐台形状としている。このときの側板４ｂの傾斜角度θ
は５°（度）〜２０°（度）が適当であり、５°（度）
〜１０°（度）が最も好ましい（図１および図２参
照）。ちなみに、傾斜角度θが５°（度）以下であると
残灰の取出しが困難となり、２０°（度）以上であると
バスケット４としての容積効率が悪くなる。

【００２０】このドロスバケット４は普通鋼板または鋳
物で形成しており、その板厚Ｔは９〜１６ｍｍが適当
で、１６ｍｍが最も好ましい。板厚Ｔが９ｍｍ以下であ
るとドロスＤの熱によって歪みが生じやすく、エアーバ
イブレータ５からの振動の伝播効率が低下したり、残灰
が外れ難くなる。また、板厚Ｔが１６ｍｍ以上である
と、ドロスバケット４の熱容量が大きくなり、ドロスＤ
投入時に当該ドロスＤの温度が急激に低下し、ドロスＤ
に含まれている溶融アルミニウムＡの流動性が悪くな
り、回収されるアルミニウムＡの量が減ってしまう。

【００２１】また、ドロスバケット４の底板４ａに穿設
した回収孔４ｃは、下から上に向って拡径するテーパー
状としている（図７参照）。拡径としないで、板厚Ｔが
１６ｍｍの底板４ａにφ（直径）１０ｍｍおよびφ（直
径）１５ｍｍの通常の垂直孔を穿設して、アルミニウム
（ＡＤ１２）のドロスＤを処理する実験を行ったとこ
ろ、前者ではアルミニウムＡの回収量が少なく、後者で
は回収したアルミニウムＡに多くのドロスＤが混入して
しまうことを確認した。

【００２２】こうした点に鑑み、回収孔４ｃをテーパー
状とし、板厚Ｔが１６ｍｍの底板４ａにφ（直径）１０
ｍｍの直孔Ｐを穿設し、２ｍｍの基準高さＨを経て拡径
角度αが９０°のテーパー状としている。なお、直孔Ｐ
はφ（直径）１０ｍｍ〜φ（直径）１２ｍｍが適当であ
る。また、基準高さＨは０ｍｍとしても良いが、その場
合、アルミニウムＡの強い侵食性によって直孔Ｐの周囲
が侵され、孔径が大きくなって長期間の使用に耐えるこ
とが難しい。そのため、基準高さＨを１ｍｍ〜２ｍｍ程
度確保することによって、長期間（１年以上）の使用に
耐えることができるようにしている。

【００２３】こうした寸法形状の回収孔４ｃは、シリコ
ンを多く含むＡＤ１２（シリコン含有率：９．６〜１
２．０％）を処理する場合に極めて好ましい回収効果を
得ることができる。シリコンを多く含むアルミニウム合
金は、溶融状態での流動性が高いからである。従って、
シリコンが少なく、あるいはマグネシウムが多いアルミ
ニウム合金を処理する場合は、直孔Ｐをφ（直径）１３
ｍｍ〜φ（直径）１８ｍｍ程度に設定すると良い。

【００２４】底板４ａに穿設する回収孔４ｃの数は限定
されないが、底板４ａの開口率として１．２％〜５．０
％が好ましい。投入されるドロスＤの重量と、回収孔４
ｃを通過するアルミニウムＡの回収性を考慮したもので
ある。

【００２５】エアーバイブレータ５によって、ドロスバ
ケット４に投入されたドロスＤに加えられる振動は、振
動数において２５Ｈｚ〜７５Ｈｚが好ましい。振動数が
２５Ｈｚ未満ではアルミニウムＡの回収率が乏しく、ま
た、７５Ｈｚを超えると騒音が大きくなるからである。

【００２６】なお、ドロスバケット４の底板４ａは、投
入されるドロスＤの温度低下およびそれに伴う流動性の
低下を防止するために、あらかじめバーナーで予熱して
おくと良い。

【００２７】本実施形態に係るアルミニウムドロス処理
装置によって、ドロスＤ中の溶融アルミニウムＡを回収
するには、次のように行う。図１１および図１２を参照
して説明する。（１）本処理装置を溶解炉８のドロス掻出し口８ａの直
下に配置する。台車１には車輪１ｂを設け、またアルミ
回収バケット６にはコロ６ａを設けているので、容易に
移動させることができる。（２）アルミニウム溶解炉８からドロスＤを掻き出す直
前に、エアーバイブレータ５を高圧空気によって作動さ
せる。振動プレート２に取付けられているスプリング３
の作用によってドロスバケット４は激しく振動する。（３）溶解炉８のドロスＤを掻き出して、シュート８ｃ
を介してドロスバケット４へ投入する。ドロスバケット
４へ投入されたドロスＤに含まれている溶融アルミニウ
ムＡは、底板４ａの回収孔４ｃを通って滴下し、アルミ
回収バケット６内へ回収される。溶融アルミニウムＡの
滴下は、ドロスバケット４が振動しているため効果的に
行われる。また、掻き出されたドロスＤは、搬送される
ことなくそのまま処理されるので、ドロスＤ中の溶融ア
ルミニウムＡが酸素と化合して酸化アルミニウムになる
ことを抑制することができる。なお、溶解炉８の掻出し
口８ａには粉塵捕集用のフード８ｂが設置されているた
め、本処理装置によるドロス処理のための集塵機は不要
である。ドロスＤをドロスバケット４に投入する際に発
生する粉塵は、この既存のフード８ｂを通って集塵機に
至る。（４）ドロスＤの掻き出し完了後、数分後にエアーバイ
ブレータ５の作動を停止する。これによって、ドロスバ
ケット４の振動が止る。（５）ドロスバケット４内の残灰と、アルミ回収バケッ
ト６に回収した溶融アルミニウムＡを、そのままその位
置で自然冷却する。この状態では、なおもドロスＤ中の
溶融アルミニウムＡが滴下する。（６）ドロスバケット４内の残灰とアルミ回収バケット
６内のアルミニウムＡが凝固した後、本処理装置を溶解
炉８から離脱させる。これは、台車１とアルミ回収バケ
ット６を移動させることによって行う。（７）ドロスバケット４から残灰と取出すと共に、アル
ミ回収バケット６からアルミニウムＡを取出す。ドロス
バケット４はそのポケット４ｄにフォークリフトのフォ
ークを挿入して移動した後、反転してその中の残灰を取
出す。この際、ドロスバケット４は逆四角錐台形状と
し、その底板４ａの回収孔４ｃはテーパー状としている
ので、残灰は引っ掛かることなく円滑に取出される。同
様に、アルミ回収バケット６も逆四角錐台形状としてい
るので、凝固したアルミニウムＡも引っ掛かることなく
容易に取出される。（８）最後に、本処理装置を再び溶解炉８の掻出し口８
ａの直下に配置し、次の処理作業に備える。

【００２８】なお、本処理装置は、ドロスを掻き出して
ドロスバケット４内へ投入するのみでアルミニウムＡを
回収できるといったきわめて簡易な構造であるためアル
ミニウムＡの回収率も従来装置と比較して格段に優れて
いるとは言えない。従って、ドロスバケット４内の残灰
を再生業者の手に委ねて、当該残灰中のアルミニウムＡ
をさらに回収することとしている。

【００２９】

【発明の効果】本発明の請求項１及び２に記載のアルミ
ニウムドロス処理装置によれば、アルミニウム溶解炉の
ドロス掻出し口から掻き出したドロスを直接ドロスバケ
ットに投入し、その場でアルミニウムを回収するので、
ドロスを溶解炉から処理装置まで搬送する必要がなく、
処理作業が容易である。また、構造が簡易であるため他
の方法よりも安価に製造できる。さらに、消耗の激しい
いわゆる消耗部品を必要としないので維持管理費が安
い。また、アルミニウムの回収率を上げるための追加作
業を必要としない。またさらに、回収したアルミニウム
はアルミ回収バケット内で固化するので、その後の取扱
いが容易な大きさと形状となる。

【００３０】また、請求項３に記載の発明によれば、請
求項１及び２に記載の発明の作用効果に加えて、ドロス
バケットを逆四角錐台形状とし、回収孔をテーパー状と
したので、アルミニウム滴下後にドロスバケット内に残
存している残灰を、ドロスバケットを反転させることに
よって容易に取出すことができる。従って、処理作業が
容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るアルミニウムドロス処
理装置を示す正面図である。

【図２】図１に示すアルミニウムドロス処理装置の側面
図である。

【図３】図１に示すアルミニウムドロス処理装置の台車
を示す平面図である。

【図４】図１に示すアルミニウムドロス処理装置の台車
を示す側面図である。

【図５】図１に示すアルミニウムドロス処理装置の振動
プレートを示す平面図である。

【図６】図１に示すアルミニウムドロス処理装置のドロ
スバケットの底板を示す平面図である。

【図７】図６の底板に穿設された回収孔を示す拡大断面
図である。

【図８】図１に示すアルミ回収バケットを示す側面図で
ある。

【図９】図１に示すアルミ回収バケットの正面図であ
る。

【図１０】図１に示すアルミ回収バケットの平面図であ
る。

【図１１】本発明の実施形態に係るアルミニウムドロス
処理装置の使用状態を示す側面図である。

【図１２】本発明の実施形態に係るアルミニウムドロス
処理装置の使用状態を示す正面図である。

【符号の説明】

１台車１ａ開口部１ｂ車輪１ｃ掛止片２振動プレート２ａ開放部２ｂ掛止片３スプリング４ドロスバケット４ａ底板４ｂ側板４ｃ回収孔４ｄポケット５エアーバイブレータ６アルミ回収バケット６ａコロ７レール８溶解炉８ａ掻出し口８ｂフード８ｃシュートＤドロスＡアルミニウム θ 傾斜角度Ｔ板厚Ｐ直孔Ｈ基準高さ α 拡径角度

フロントページの続き (72)発明者田尻昇広島市中区東千田町１丁目１番72号三建産業株式会社内 (72)発明者増田憲昭静岡県田方郡函南町塚本13の11 株式会社協和製作所内 (72)発明者ハツ橋明彦静岡県田方郡函南町塚本13の11 株式会社協和製作所内Ｆターム(参考） 4K001 AA02 BA13 DA05 FA07 GA03 GB02 GB12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウム溶解炉のドロス掻出し口の直
下に配置され、中央部に開口部を有する台車上に、中央
部に開放部を形成した振動プレートをスプリングを介し
て取付け、振動プレート上に、底板に複数の回収孔を穿
設したドロスバケットを着脱自在に取付けると共に振動
発生装置を取付け、さらに振動プレートの直下に移動自
在なアルミ回収バケットを設け、アルミニウム溶解炉のドロス掻出し口からドロスを掻き
出してドロスバケットに投入し、振動発生装置によって
振動プレートと共にドロスバケットを振動させて、底板
の回収孔からドロス中の溶融アルミニウムをアルミ回収
バケット内に滴下して回収することを特徴とするアルミ
ニウムドロス処理装置。
【請求項２】前記振動発生装置は、エアーバイブレータ
又は振動モーターであることを特徴とする請求項１に記
載のアルミニウムドロス処理装置。
【請求項３】前記ドロスバケットを底板から上方に向っ
て幅広となる逆四角錐台形状とし、前記回収孔を下から
上に向って拡径するテーパー状としてなることを特徴と
する請求項１又は２に記載のアルミニウムドロス処理装
置。