JP2005232498A - 研削屑の分離回収方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 金属材料を研削する際に発生する研削屑中の金属屑及び研削液を分離し、それぞれ回収する研削屑の分離回収方法を提供する。
【解決手段】 金属材料11を研削する際に発生する研削屑13から濾紙20を用いて研削液16を除去する第1工程と、第1工程で得られた研削屑残渣29を濾紙30と共に粉砕して粉砕物37を得る第2工程と、粉砕物37を圧搾し、粉砕物37中の研削液16を除去して塊状物42を得る第3工程とを有する。
【選択図】 図1
【解決手段】 金属材料11を研削する際に発生する研削屑13から濾紙20を用いて研削液16を除去する第1工程と、第1工程で得られた研削屑残渣29を濾紙30と共に粉砕して粉砕物37を得る第2工程と、粉砕物37を圧搾し、粉砕物37中の研削液16を除去して塊状物42を得る第3工程とを有する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、ステンレス鋼板等の金属材料を研削する際に発生する研削屑に含まれる金属屑及び研削液を分離し、それぞれ回収する研削屑の分離回収方法に関する。
従来、鋼材、鋳鉄、非鉄金属類等の金属材料(被研削材)の研削、研磨等の工程において、研削する際に発生する熱によって高温となる金属材料の冷却、及び研削効率の向上のために多量(例えば、40〜60重量%程度)の研削液が使用されている。研削液は、鉱油、動物油等の研削油(研磨油)、及び、水、薬液等の研削材(切削材)、洗浄剤を含んでいる。そのため、例えば、ステンレス鋼板の研削屑には、幅が5〜60μm、厚さが1〜20μm、長さが0.1〜3mm程度のヒゲ状の金属屑が含まれ、この細かい金属屑に研削液が付着しており、金属屑と研削液とが分離し難くなっている。また、金属屑には、使用済ニッケル触媒屑やステンレス鋼板研磨屑のように粉又は粒状のものもある。
研削屑は多量の研削液を含んでいるので処理が難しく、そのまま廃棄処分されていた。しかしながら、例えば、ステンレス鋼の研削屑には、鉄の他に、クロムやニッケル等の有用な金属を含有しているので、この研削屑を金属屑と研削液とに分離し、それぞれを回収して再利用する方法が開発されている。
金属屑と研削液との分離方法としては、研削屑を静置して金属屑を沈降させ、上部の研削液を除去する方法、遠心分離を用いる方法等が知られている。また、特許文献1には、研削屑を圧搾し、大半の研削液を除去してケーキ状の塊状物とし、更に塊状物を非酸化性雰囲気下で乾留して金属屑を酸化させずに得ると共に、塊状物中に残存する研削液を実質的に全て除去する金属屑材の製鋼原料への再生方法が開示されている。
しかしながら、特許文献1の発明では、大量、例えば40〜60重量%程度の研削液を含有した研削屑をそのまま圧搾するので、研削屑中には金属屑が少なく、回収される金属屑の量が少なかった。予め研削屑を濾紙等を用いて多くの研削液を取り除いた後、濾紙上の金属屑を含む研削屑残渣を圧搾して、残存する研削液を除去する方法も開発されているが、濾紙から研削屑残渣を分離するために人手が必要であり、重労働であった。また、濾紙に絡まった研削屑を取り除くことは難しく、金属屑を含む濾紙をそのまま廃棄していた。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、金属材料を研削する際に発生する研削屑中の金属屑及び研削液を、効率よく分離しそれぞれ回収する研削屑の分離回収方法を提供することを目的とする。
前記目的に沿う請求項1記載の研削屑の分離回収方法は、金属材料を研削する際に発生する研削屑から濾紙を用いて研削液を除去する第1工程と、
前記第1工程で得られた研削屑残渣を前記濾紙と共に粉砕して粉砕物を得る第2工程と、
前記粉砕物を圧搾し、前記粉砕物中の研削液を除去して塊状物を得る第3工程とを有する。
前記第1工程で得られた研削屑残渣を前記濾紙と共に粉砕して粉砕物を得る第2工程と、
前記粉砕物を圧搾し、前記粉砕物中の研削液を除去して塊状物を得る第3工程とを有する。
請求項1記載の研削屑の分離回収方法において、金属材料としては、炭素鋼、合金鋼等の鋼材、鋳鉄、非鉄金属類等を用いることができる。特に、ステンレス鋼を研削した研削屑からは、ニッケル、クロム等の有用な金属を回収することができる。研削屑は、金属材料を例えば、平面研削盤、円筒研削盤、ならい研削盤、ねじ研削盤等の研削用の加工機械で研削する際に発生する。
第3工程で得られた塊状物は、製鋼材料として再利用できるが、研削液が残存しているので、非酸化性雰囲気下で乾留して実質的に全ての研削液を除去し、金属屑及び濾紙を含む製鋼材料として再利用してもよい。なお、製鋼材料に濾紙が含まれているが、濾紙は製鋼時に燃料として消費される。また、分離された研削液中の研削油は、製鋼燃料等に再利用することができる。
請求項2記載の研削屑の分離回収方法は、請求項1記載の研削屑の分離回収方法において、前記粉砕物は5〜50mmサイズである。
請求項2記載の研削屑の分離回収方法において、粉砕物が5mmサイズ未満、つまり、粉砕物の最小長さが5mm未満であると、粉砕物が泥状となって圧搾作業が困難であり、50mmサイズを超える、つまり、粉砕物の最大長さが50mmを超えると、粉砕物が大きくなり過ぎ、塊状物中に隙間ができ易くなる。
請求項2記載の研削屑の分離回収方法において、粉砕物が5mmサイズ未満、つまり、粉砕物の最小長さが5mm未満であると、粉砕物が泥状となって圧搾作業が困難であり、50mmサイズを超える、つまり、粉砕物の最大長さが50mmを超えると、粉砕物が大きくなり過ぎ、塊状物中に隙間ができ易くなる。
請求項1及び2記載の研削屑の分離回収方法は、研削屑残渣を濾紙と共に粉砕して圧搾するので、研削屑残渣と濾紙とを分離する手間が省け、人力による濾紙の除去という労力をともなう作業が解消されると共に、濾紙に付着する金属屑及び研削液を回収できる。また、濾紙を廃棄物として処理する費用が不要となる。
特に、請求項2記載の研削屑の分離回収方法は、粉砕物が5〜50mmの大きさに粉砕されるので、圧搾し易くなる。
特に、請求項2記載の研削屑の分離回収方法は、粉砕物が5〜50mmの大きさに粉砕されるので、圧搾し易くなる。
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図1は本発明の一実施の形態に係る研削屑の分離回収方法を適用した研削屑の分離回収設備の説明図、図2は同研削屑の分離回収設備の分離機の説明図、図3は同研削屑の分離回収設備の粉砕機の説明図である。
ここで、図1は本発明の一実施の形態に係る研削屑の分離回収方法を適用した研削屑の分離回収設備の説明図、図2は同研削屑の分離回収設備の分離機の説明図、図3は同研削屑の分離回収設備の粉砕機の説明図である。
図1〜図3を参照して、本発明の一実施の形態に係る研削屑の分離回収方法を適用した研削屑の分離回収設備(以下、単に分離回収設備ともいう)10について説明する。
金属材料の一例であるステンレス鋼板11をベルト研磨機12で研削する際に発生する研削屑13には、ステンレスの金属屑15と、研削時に発生する熱によって高温となるステンレス鋼板11を冷却するために使用された研削液16とが含まれている。なお、研削液16は、鉱油、動物油等の研削油(研磨油)、及び、水、薬液等の研削材(切削材)、洗浄剤が含まれている。分離回収設備10は、この研削屑13を濾過して大半の研削液16を除去する分離機14を有している。
金属材料の一例であるステンレス鋼板11をベルト研磨機12で研削する際に発生する研削屑13には、ステンレスの金属屑15と、研削時に発生する熱によって高温となるステンレス鋼板11を冷却するために使用された研削液16とが含まれている。なお、研削液16は、鉱油、動物油等の研削油(研磨油)、及び、水、薬液等の研削材(切削材)、洗浄剤が含まれている。分離回収設備10は、この研削屑13を濾過して大半の研削液16を除去する分離機14を有している。
図2に示すように、分離機14はベルト研磨機12の下方に設けられ、また、上方開放となった貯留槽17を有している。ベルト研磨機12で発生する研削屑13は落下して、貯留槽17内に供給される。貯留槽17は、底面18が矩形となって、一側壁19の上部にロール状の濾紙20を取付ける濾紙台21が設けられ、他側壁22が傾斜して設けられている。更に、分離機14には、濾紙20を濾紙台21から貯留槽17の内側、つまり、側壁19、底面18、側壁22の内側を通して移動させ、側壁22の外部に引き上げる濾紙移動手段23が設けられている。
濾紙移動手段23は、濾紙20の幅方向の両側、つまり、側壁19、底面18、側壁22の内側両側に配置され、濾紙20を貯留槽17の内側に押さえ、その回転により濾紙20を側壁22の外部に移動させる鉄製の環状のチェーン24と、側壁22の上部に設けられ、チェーン24をその回転によって移動させる図示しないモータと、側壁19の上部及び下部、側壁22の下部にそれぞれ設けられ、チェーン24をガイドするガイドローラ25〜27とを有している。
貯留槽17内では、貯留している研削屑13内の金属屑15が沈殿して濾紙20上に溜まる。濾紙20は、濾紙移動手段23のモータの駆動によって、ガイドローラ25〜27にガイドされたチェーン24が貯留槽17の内側に沿って移動し、側壁22上端の下方に配置されている濾紙収納箱28に収納される。濾紙収納箱28内に収納される濾紙20がいっぱいになった際には、濾紙20の一端を切断し、濾紙収納箱28を取り替える。濾紙収納箱28内には、研削屑13中の大半の研削液16が除去された研削屑残渣29(金属屑15、研削液16を含む)と、切断された濾紙30とが入っている。
また、貯留槽17内に貯留された研削液16が溢れないように、貯留槽17上部には、図示しない研削液の排出口が設けられ、排出口に設けられた図示しない排出管には、研削液16に金属屑15が混入しないように、金属屑15を濾過する濾過機31が設けられている。更に、濾紙収納箱28内の濾紙30の上に図示しない重しを載せて、研削屑残渣29に含まれる研削液16を除去してもよい。また、濾紙収納箱28は、底部に研削液16を排出する孔を設けてもよい。
分離回収設備10は、濾紙収納箱28内の研削屑残渣29を濾紙30と共に粉砕する粉砕機32を有している。図3に示すように、粉砕機32は、上部に研削屑残渣29及び濾紙30を供給する供給口33と、供給口33の下部に水平に配置され、外周面上に螺旋状の図示しない溝部が形成され、溝内に所定の間隔を有して図示しない多数の破砕刃が設けられた一軸多歯のロータ34と、ロータ34の軸端に配置され、ロータ34を駆動させる図示しないモータとを有している。
また、粉砕機32は、ロータ34に対向して配置され、破砕刃と噛み合って、供給口33から供給された研削屑残渣29及び濾紙30を粉砕する固定刃35と、ロータ34と対向して配置され、ロータ34に研削屑残渣29及び濾紙30を押しつける押込装置36と、押込装置36を駆動させる図示しない油圧機構と、ロータ34の下部及びロータ34を介して押込装置36とは反対側に配置され、粉砕された研削屑残渣29及び濾紙30、すなわち、粉砕物37を篩う直径5〜50mm(例えば、25mm)の多数の貫通孔38が設けられたスクリーン39とを有している。
更に、スクリーン39を通過した粉砕物37は、ベルトコンベア40で圧搾機41に供給される。圧搾機41では、粉砕物37を圧搾して、例えば、直径180mm、高さ60〜100mmのケーキ状の塊状物42を製造する。圧搾によって、粉砕物37中に残存する研削液16を除去することができる。圧搾機41内に設けられる図示しない研削液抜き用孔の直径は3mmであり、粉砕機32で粉砕される粉砕物37が3mmサイズよりも小さい場合には研削液抜き用孔から排出される。
更に、分離回収設備10は、乾留装置43を有している。乾留装置43は、塊状物42を非酸化性雰囲気下で乾留して、塊状物42内に残存する研削液16を実質的に全て除去することができ、金属屑15及び濾紙30からなる製鋼材料44を得ることができる。製鋼材料44には、濾紙30が含まれているが、濾紙30は製鋼時に燃料として消費される。また、回収した研削液16中の研削油を分離して、製鋼時の燃料等に再利用することができる。
次に、研削屑の分離回収設備10を使用した本発明の一実施の形態に係る研削屑の分離回収方法について説明する。
(第1工程)
ステンレス鋼板11をベルト研磨機12で研削して発生する研削屑13を分離機14の貯留槽17に供給する。予め貯留槽17には、濾紙台21に設置されているロール状の濾紙20を濾紙移動手段23によって側壁19、底部18、側壁22に配置しておく。貯留槽17内では、研削屑13中の金属屑15が、底部18及び他側壁22上の濾紙20に沈殿する。
(第1工程)
ステンレス鋼板11をベルト研磨機12で研削して発生する研削屑13を分離機14の貯留槽17に供給する。予め貯留槽17には、濾紙台21に設置されているロール状の濾紙20を濾紙移動手段23によって側壁19、底部18、側壁22に配置しておく。貯留槽17内では、研削屑13中の金属屑15が、底部18及び他側壁22上の濾紙20に沈殿する。
この金属屑15が沈殿している濾紙20は、濾紙移動手段23のモータの駆動によってガイドローラ25〜27にガイドされたチェーン24と共に、貯留槽17の内側に沿って移動し、側壁22上端の下方に配置されている濾紙収納箱28に引き上げられ収納される。濾紙収納箱28内に濾紙20がいっぱいになった際には、濾紙20の一端を切断し、濾紙収納箱28を取り替える。モータは間欠的又は連続的に駆動できる。
濾紙収納箱28内には、研削屑13中の大半の研削液16が除去され、金属屑15及び研削液16を含む研削屑残渣29と、切断された濾紙30とが収納される。また、貯留槽17内に貯留された研削液16が、貯留槽17上部の排出口まで溜まった際には、濾過機31によって金属屑15が濾過され、排出管から外部に排出される。更に、濾紙収納箱28内の濾紙30の上に重しを載せて、研削液を除いてもよい。
(第2工程)
濾紙収納箱28内の研削屑残渣29及び濾紙30を粉砕機32の供給口33から供給する。供給された研削屑残渣29及び濾紙30は、押込装置36によって、ロータ34に押し付けられ、ロータ34の回転によって破砕刃と固定刃35に挟まれて粉砕される。スクリーン39には、直径25mmの多数の貫通孔38が設けられているので、粉砕物37の長さは最大25mmとなっている。
濾紙収納箱28内の研削屑残渣29及び濾紙30を粉砕機32の供給口33から供給する。供給された研削屑残渣29及び濾紙30は、押込装置36によって、ロータ34に押し付けられ、ロータ34の回転によって破砕刃と固定刃35に挟まれて粉砕される。スクリーン39には、直径25mmの多数の貫通孔38が設けられているので、粉砕物37の長さは最大25mmとなっている。
(第3工程)
スクリーン39を通過した粉砕物37をベルトコンベア40で圧搾機41に供給し、例えば、直径180mm、高さ60〜100mmに圧搾して、ケーキ状の塊状物42とする。この圧搾によって、粉砕物37中に残存する研削液16を除去することができる。
更に、塊状物42を乾留装置43によって非酸化性雰囲気下で乾留して、塊状物42内に残存する研削液16を実質的に全て除去し、金属屑及び濾紙からなる製鋼材料44を得ることができる。
スクリーン39を通過した粉砕物37をベルトコンベア40で圧搾機41に供給し、例えば、直径180mm、高さ60〜100mmに圧搾して、ケーキ状の塊状物42とする。この圧搾によって、粉砕物37中に残存する研削液16を除去することができる。
更に、塊状物42を乾留装置43によって非酸化性雰囲気下で乾留して、塊状物42内に残存する研削液16を実質的に全て除去し、金属屑及び濾紙からなる製鋼材料44を得ることができる。
ステンレス鋼板11を研削して得られた研削屑13には、実質的に同じ重量の金属屑15及び研削液16(それぞれ3.2kg)が含まれていた。この研削屑13を濾過した濾紙30(0.9kg)には、金属屑15が3.2kg、研削液16が1.1kg(研削油が0.7kg、水が0.4kg)、及び、砥粒等のその他の成分が若干含まれていた。これを粉砕機(例えば、富士車輌株式会社製、商品名「フジマルチカッター」)32で粉砕して粉砕物37を得た。
更に粉砕物37を圧搾機41で圧搾し、0.6kgの研削油を得ると共に、直径180mm、高さ60〜100mmのケーキ状の塊状物42を得た。更に、塊状物42を乾留装置43で乾留し、0.1kgの研削油16と、3.2kgの金属屑15及び0.5kgの濾紙30を含む製鋼材料44とを得た。なお、乾留時には、水0.4kg及び濾紙0.4kgの計0.8kgが揮発した。このように分離回収設備10では、研削屑13中の金属屑15(3.2kg)及び研削油(0.7kg)をそれぞれ分離して回収することができた。
本発明は、前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、例えば、前記した実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明の研削屑の分離回収方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
例えば、前記実施の形態の金属材料において、ステンレス鋼板を使用したが、ステンレス鋼板以外の炭素鋼、合金鋼等の鋼材、鋳鉄、非鉄金属類等を用いることができる。
また、研削用の加工機械は、ベルト研磨機以外にも、平面研削盤、円筒研削盤、ならい研削盤、ねじ研削盤等が使用できる。粉砕機としては、一軸多歯の粉砕機を使用したが、所定サイズの粉砕物を得られるものであればよい。
例えば、前記実施の形態の金属材料において、ステンレス鋼板を使用したが、ステンレス鋼板以外の炭素鋼、合金鋼等の鋼材、鋳鉄、非鉄金属類等を用いることができる。
また、研削用の加工機械は、ベルト研磨機以外にも、平面研削盤、円筒研削盤、ならい研削盤、ねじ研削盤等が使用できる。粉砕機としては、一軸多歯の粉砕機を使用したが、所定サイズの粉砕物を得られるものであればよい。
10:研削屑の分離回収設備、11:ステンレス鋼板、12:ベルト研磨機、13:研削屑、14:分離機、15:金属屑、16:研削液、17:貯留槽、18:底面、19:側壁、20:濾紙、21:濾紙台、22:側壁、23:濾紙移動手段、24:チェーン、25〜27:ガイドローラ、28:濾紙収納箱、29:研削屑残渣、30:濾紙、31:濾過機、32:粉砕機、33:供給口、34:ロータ、35:固定刃、36:押込装置、37:粉砕物、38:貫通孔、39:スクリーン、40:ベルトコンベア、41:圧搾機、42:塊状物、43:乾留装置、44:製鋼材料
Claims (2)
- 金属材料を研削する際に発生する研削屑から濾紙を用いて研削液を除去する第1工程と、
前記第1工程で得られた研削屑残渣を前記濾紙と共に粉砕して粉砕物を得る第2工程と、
前記粉砕物を圧搾し、前記粉砕物中の研削液を除去して塊状物を得る第3工程とを有することを特徴とする研削屑の分離回収方法。 - 請求項1記載の研削屑の分離回収方法において、前記粉砕物は5〜50mmサイズであることを特徴とする研削屑の分離回収方法。
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-
2004
- 2004-02-17 JP JP2004040289A patent/JP2005232498A/ja active Pending
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CN112589523B (zh) * | 2021-01-11 | 2022-11-18 | 江西爱贝科技有限公司 | 一种温感调控冷却液喷洒的铁屑压块装置 |
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