JP2005282090A - リサイクル可能なカウンタウエイト及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 カウンタウエイト10は、スラブから作製された複数枚の重量物11〜14を積層し結合したウエイト材15とその外側表面を覆った被覆板16との間に形成される空間部17に充填された多数の粒状の充填材18の間に、水ガラス19を充填し固化させた。その製造方法は、空間部17に充填材18を充填する充填工程と、充填材18の上部に溶融状態の水ガラス19を流し込み、空間部17の下側を減圧状態にして水ガラス19を充填材18の間に入れた後、これを固化させる水ガラス固化工程を有する。
【選択図】 図1
Description
このカウンタウエイトは、使用済みとなれば廃棄処分されるが、近年、産業廃棄物による環境破壊が大きな問題になっているため、産業廃棄物からリサイクル可能な物質を分離、選別して再利用することが強く要求されている。
また、充填材とセメントとの完全分離は難しく、分離後の充填材の表面には、セメントが付着して残存する恐れもある。このため、分離後の充填材をカウンタウエイトの充填材としてリサイクルする場合は、その比重調整が難しく、また、分離後の充填材をカウンタウエイトの充填材以外の他の用途に使用することも難しい。なお、充填材とセメントとを確実に分離しようとすれば、作業効率が悪くなり経済的でなく、しかも作業性も良好でない。
前記ウエイト材と前記被覆板との間に形成される空間部に充填された多数の粒状の充填材の間に、水ガラスを充填し固化させている。
請求項1記載のリサイクル可能なカウンタウエイトにおいて、スラブとは、例えば、連続鋳造によって製造されるものであり、鋼板及び鋼帯の圧延素材として使用される中間製品を意味する。
そして、ウエイト材の外側表面とは、例えば、カウンタウエイトの外観性を考慮して設定され、建設機械への取付け側を除く部分等を意味する。
更に、被覆板とは、例えば、底部と、これに連接する側壁部と、側壁部に取付け可能な上蓋部とを有するものである。
請求項2記載のリサイクル可能なカウンタウエイトにおいて、充填材の平均粒径が空間部の最小隙間の1/2を超える場合、充填材の粒径が大きくなり過ぎ、空間部内の充填材の充填率が小さく(空隙率が大きく)水ガラスによって結合できない恐れがある。これにより、製造するカウンタウエイトの重量を、目的とする重量に調整できなかったり、また被覆板の補強を十分にできないため、カウンタウエイトの品質低下を招く恐れがある。
なお、充填材を空間部に詰め込むことができれば問題ないため、充填材の平均粒径の下限値については規定していない。
従って、水ガラスによって確実に結合するためには、充填材の平均粒径を空間部の最小隙間の1/2以下、好ましくは1/3以下にする。
請求項3記載のリサイクル可能なカウンタウエイトにおいて、充填材として使用する電気炉原料に適した成分を有する鉄材とは、例えば、鉄分を主成分(例えば、80質量%以上、好ましくは90質量%以上)とし、電気炉の溶解原料として不要な不純物元素(例えば、銅、ニッケル等)を含まないもの等である。
前記ウエイト材の外側表面を、上部が開口した状態の被覆板で覆って、前記ウエイト材と前記被覆板との間に形成される空間部に多数の粒状の充填材を充填する充填工程と、
多数の前記充填材の上部に溶融状態の水ガラスを流し込み、前記充填材が充填された前記空間部の下側を減圧状態にして前記水ガラスを前記充填材の間に入れた後、この水ガラスを固化させる水ガラス固化工程とを有する。
請求項4記載のリサイクル可能なカウンタウエイトの製造方法において、充填材が充填された空間部の下側を減圧状態にすることで、多数の充填材の上部に流し込まれた溶融状態の水ガラスを、例えば、充填材の間へ略満遍なく充填することができる。
請求項5記載のリサイクル可能なカウンタウエイトの製造方法において、管状部材は、例えば、上方から空間部内に装入し、その先部を空間部の下側に配置したり、また、被覆板の下側の側壁部又は底部に直接接続したりして、被覆板に設置することができる。
前記ウエイト材の外側表面を、上部が開口した状態の被覆板で覆って、前記ウエイト材と前記被覆板との間に形成される空間部に、溶融状態の水ガラスが添加され混練された多数の粒状の充填材を充填する充填工程と、
前記水ガラスを固化させる水ガラス固化工程とを有する。
請求項6記載のリサイクル可能なカウンタウエイトの製造方法において、水ガラスの固化は、例えば、混練時に水ガラスとこの水ガラスの固化を促進させる固化促進材とを、予め配合し混合することで実施できる。
請求項7記載のリサイクル可能なカウンタウエイトの製造方法において、溶融状態となった水ガラスの粘性が15℃で200cP(センチポアズ)未満の場合、水ガラスの粘性が低過ぎるため、例えば、水ガラスを多数の充填材の上に流すと同時に下方へ流れ出し、充填材の間に水ガラスを満遍なく充填できない恐れがある。
このように、充填材の間を水ガラスで充填できない場合、空間部内で充填材が動くため、良好な品質を備えたカウンタウエイトを製造できない恐れがある。
このため、良好な品質を備えたカウンタウエイトを製造するために、溶融状態となった水ガラスの粘性が、15℃で200〜6000cPに設定されたものを使用する。
請求項8記載のリサイクル可能なカウンタウエイトの製造方法において、固化促進材としては、例えば、高炉微粉末、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、ベントナイト、無機酸、炭酸塩、アルミン酸塩、有機酸、多価アルコール、エステル等を使用できる。
請求項9記載のリサイクル可能なカウンタウエイトの製造方法において、充填材として電気炉原料に適した成分を有する鉄材を使用するので、充填材の用途を従来よりも広げることができる。
請求項10記載のリサイクル可能なカウンタウエイトの製造方法において、発泡性樹脂としては、例えば、ビニール袋等の袋内に液状態で注入することができ、その後体積が次第に膨張するもの等を使用できる。また詰め物としては、例えば、弾力性のある発砲ウレタン(ポリウレタン)等を使用できる。
これにより、使用済みとなったカウンタウエイトの充填材を例えば溶解してリサイクルする場合、充填材から予め水ガラスを除去することなく、充填材と水ガラスとの分離を行うことができる。従って、従来使用されていた被覆板内の内容物を処理する処理設備が不要となり、カウンタウエイトの被覆板の解体、即ちウエイト材から被覆板を剥がすことのみで充填材をリサイクルできるので、リサイクルが容易になりリサイクルコストを低減できる。
請求項3記載のリサイクル可能なカウンタウエイトは、充填材が電気炉原料に適した成分を有する鉄材であるので、カウンタウエイトの充填材としてのみならず、他の用途へのリサイクルも可能になり、充填材の利用用途を従来よりも広げることができる。なお、水ガラスは電気炉に投入しても問題無い成分で構成されているため、例えば、固化した水ガラスで結合された多数の粒状の充填材を、電気炉に直接投入可能な程度の大きさに破砕することで、充填材と水ガラスとの分離作業を行うことなくリサイクルができるため、作業性が良好である。
これにより、充填された水ガラスを固化させることによって、充填材の流動性を無くすことができるので、良好な品質を備えたカウンタウエイトを製造できる。
特に、請求項5記載のリサイクル可能なカウンタウエイトの製造方法は、充填工程で、外部と連通可能な状態となった管状部材の先部を被覆板に設け、水ガラス固化工程で、この管状部材を介して空間部内の空気を外部へ排気するので、簡単な構成で空間部の下側を減圧状態にできる。
請求項7記載のリサイクル可能なカウンタウエイトの製造方法は、使用する水ガラスとして粘性が高いものを使用するので、例えば、多数の充填材の上部に流し込まれた水ガラスが、流し込みと同時に多数の充填材の間に入っていくことを抑制でき、その後に行う減圧によって、各隙間に略満遍なく入れることができる。
従って、この水ガラスを固化させることにより、多数の充填材の流動性を確実に防止できる。
請求項10記載のリサイクル可能なカウンタウエイトの製造方法は、充填材の上部に発泡性樹脂又は詰め物を装入して上蓋部を取付けるので、被覆板内部の空隙率を減少させることができ、被覆板内での充填材の動きを抑制、更には防止でき、安定した品質のカウンタウエイトを製造できる。
ここで、図1は本発明の第1の実施の形態に係るリサイクル可能なカウンタウエイトの製造方法の説明図、図2は同リサイクル可能なカウンタウエイトの製造方法のフローチャート、図3は本発明の第2の実施の形態に係るリサイクル可能なカウンタウエイトの製造方法のフローチャートである。
この充填材18は、空間部17への充填率を上げるため、その平均粒径が、空間部17の最小隙間D、即ちウエイト材15と被覆板16との最短距離(例えば、5〜20mm程度)の1/2以下(好ましくは1/3以下)となったものが使用されている。なお、充填材18の粒度分布は、広範囲に渡るものを使用することが好ましい。
この水ガラス19は、全充填材18の間に充填することが好ましい。しかし、空間部17内で充填材18が動く(流動)ことを抑制、更には防止できればよいので、空間部17内に充填された充填材18の中央部を除く部分、即ちウエイト材15及び被覆板16に接触する部分の近傍(例えば、5mm程度の範囲)に配置された充填材18の間にのみ充填し固化することも可能である。
なお、発泡性樹脂23の代わりに詰め物を使用することもできる。この詰め物としては、例えば、弾力性のある発砲ウレタン(ポリウレタン)等を使用できる。
このように、多数の充填材18の上部と被覆板16との間に形成される隙間部24に、発泡性樹脂23を充填することで、被覆板16の内側上部の隙間を無くすことができ、被覆板16内での充填材18の動きを抑制、更には防止できる。
まず、スラブから前記した所定形状に切り出し作製した複数枚の重量物11〜14を積層し、これを、例えば、溶接、ボルト等を使用して結合して一体化し、ウエイト材15を製造する(以上、ウエイト材製造工程)。
このように、ウエイト材15に被覆板16を取付けることで形成される空間部17内で、ウエイト材15の両側に位置する部分に、上方からパイプ(管状部材の一例)25、26を装入する。このとき、各パイプ25、26の先部27、28が、被覆板16の内側底面から例えば5〜20cm程度の範囲内に配置されるように、また各パイプ25、26の基部が被覆板16の上方へ突出するように、各パイプ25、26を空間部17内に装入する。
これにより、空間部17は、パイプ25、26を介して外部(外気)と連通可能な状態となる。
この充填材18は、充填時における流動性を確保するため、例えば、予め乾燥させたもの、残留磁気が無いように脱磁処理を行ったもの等を使用できる。ここで、脱磁処理として、交流脱磁や直流脱磁を行うことで、磁化された充填材18の残留磁気を、流動性に影響を及ぼさない程度まで減少させる。
空間部17内に充填材18を充填した後、目標の嵩比重が出るまで、例えば振動機等を使用して、充填材18に振動を加える(以上、充填工程)。
この水ガラス19には、水ガラス19の固化を促進させる固化促進材が、例えば、水ガラス19の総量に対し5〜100質量%程度、予め混合されている。なお、固化促進材としては、例えば、高炉微粉末、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、ベントナイト、無機酸、炭酸塩、アルミン酸塩、有機酸、多価アルコール、エステル等を使用できる。
この充填材18の上部に流し込まれる水ガラス19の量は、固結させる充填材18の量に応じて決定することが好ましく、例えば、充填材18の総量に対して1〜6質量%程度としている。なお、水ガラス19は、15℃で200〜6000cPの粘性を有しているものであり、流し込んでも直ぐに多数の充填材18の間に浸入しない程度の粘性を持つものである。
なお、固化促進材が混合されていない水ガラスを空間部17に流し込み、この水ガラスを多数の充填材18の間に充填した後、水ガラスの固化を促す例えば炭酸ガス等を、各パイプ25、26を介して被覆板16内部へ吹き込むことで、水ガラスを固化させることも可能である。
各パイプ25、26を空間部17内に配置した場合、パイプ25、26を抜いた後、その穴に充填材18を充填することができる。また、各パイプ25、26を抜くことなく、被覆板16の上方へ突出した部分を切断し、この切断された各パイプ25、26内に充填材18を充填することも可能である。
なお、被覆板16に各パイプ29〜32を接続した場合、各パイプ29〜32の接続部分を取り外し又は切断した後、被覆板16に生じる開口部を塞ぐ(以上、水ガラス固化工程)。
この発泡性樹脂23は、充填材18の上部にビニール袋を敷いて、このビニール袋内に注入可能なものであり、発泡性樹脂23を注入した後、直ちに上蓋部22を被せて接合し、開口した部分を塞ぐ。これにより、発泡性樹脂23の体積が次第に膨張し、充填材18を上方から押し付けながら固まる。
これにより、空間部17内での充填材18の動きを抑制、更には防止できる。
以上の方法で製造したカウンタウエイト10を、建設機械に装着して使用する。
まず、スラブから前記した所定形状に切り出し作製した複数枚の重量物11〜14を積層し、これを、例えば、溶接、ボルト等を使用して結合して一体化し、ウエイト材15を製造する(以上、ウエイト材製造工程)。
一方、電気炉原料に適した成分を有する鉄材で構成された多数の粒状の充填材18に、溶融状態の水ガラス19を添加し、例えばミキサー等の混練機を用いて混練する。この充填材18は、充填時における流動性を確保するため、残留磁気が無いように予め脱磁処理を行ったもの等を使用できる。
そして、隣り合う充填材18の間に充填させた水ガラス19を、固化促進材の影響によって固化させ、多数の充填材18の流動性を無くす。
なお、固化促進材が混合されていない水ガラスを充填材18と共に混練し空間部17に流し込んだ後、水ガラスの固化を促す例えば炭酸ガス等を、空間部17内へ吹き込むことで、水ガラスを固化させることも可能である(以上、水ガラス固化工程)。
前記した実施の形態と同様、充填材12の上部に、必要に応じて発泡性樹脂23を装入し上蓋部22を被せて、空間部17内での充填材18の動きを抑制、更には防止する。
以上の方法で製造したカウンタウエイト10を、建設機械に装着して使用する。
そして、分離された内容物から発泡性樹脂23を除去した後、例えば破砕機等を使用して電気炉に投入可能な大きさに破砕し、これを電気炉に投入する。
このため、内容物を更に細かく粉砕して、充填材18と水ガラス19に分離したり、また選別作業を行って充填材18の純度を高めることなく、電気炉に投入して再利用することができ、従来よりもリサイクルを容易にすることができる。また、分離後の充填材18をカウンタウエイトの充填材として再利用する場合は、分離された内容物から発泡性樹脂23を除去した後、例えば破砕機等を使用して破砕し、これを磨鉱又は加熱処理して水ガラス19を除去することで再利用できる。
また、前記第1の実施の形態においては、ウエイト材の両側にパイプを設けた場合について説明したが、他の部分、例えば、建設機械の取付け側と反対側に位置するウエイト材の背部に、1又は2本以上のパイプを設けることも可能である。
そして、前記第1の実施の形態においては、ウエイト材の建設機械への取付け部を除く部分に被覆板を設けた場合について説明したが、例えば、ウエイト材の両側のみ、又はウエイト材の後方側のみを、被覆板で覆うことも可能である。この場合も、上部が開口した状態で、底部と、底部に連接する側壁部とを有する被覆板を、ウエイト材に取付けた後、前記した方法で、形成された空間内に充填材を充填し、これを水ガラスで固化させ、上蓋部を取付ける。
Claims (10)
- スラブから作製された複数枚の重量物を積層し結合したウエイト材の外側表面を被覆板で覆ったカウンタウエイトにおいて、
前記ウエイト材と前記被覆板との間に形成される空間部に充填された多数の粒状の充填材の間に、水ガラスを充填し固化させたことを特徴とするリサイクル可能なカウンタウエイト。 - 請求項1記載のリサイクル可能なカウンタウエイトにおいて、前記充填材の平均粒径が前記空間部の最小隙間の1/2以下であることを特徴とするリサイクル可能なカウンタウエイト。
- 請求項1及び2のいずれか1項に記載のリサイクル可能なカウンタウエイトにおいて、前記充填材は電気炉原料に適した成分を有する鉄材であることを特徴とするリサイクル可能なカウンタウエイト。
- スラブから複数枚の重量物を作製し、これを積層し結合してウエイト材を製造するウエイト材製造工程と、
前記ウエイト材の外側表面を、上部が開口した状態の被覆板で覆って、前記ウエイト材と前記被覆板との間に形成される空間部に多数の粒状の充填材を充填する充填工程と、
多数の前記充填材の上部に溶融状態の水ガラスを流し込み、前記充填材が充填された前記空間部の下側を減圧状態にして前記水ガラスを前記充填材の間に入れた後、この水ガラスを固化させる水ガラス固化工程とを有することを特徴とするリサイクル可能なカウンタウエイトの製造方法。 - 請求項4記載のリサイクル可能なカウンタウエイトの製造方法において、前記充填工程で、前記空間部の下側に外部と連通可能な状態となった管状部材の先部を設け、前記空間部に前記充填材を充填し、前記水ガラス固化工程では、前記管状部材を介して前記空間部内の空気を外部へ排気し、該空間部の下側を減圧状態にすることを特徴とするリサイクル可能なカウンタウエイトの製造方法。
- スラブから複数枚の重量物を作製し、これを積層し結合してウエイト材を製造するウエイト材製造工程と、
前記ウエイト材の外側表面を、上部が開口した状態の被覆板で覆って、前記ウエイト材と前記被覆板との間に形成される空間部に、溶融状態の水ガラスが添加され混練された多数の粒状の充填材を充填する充填工程と、
前記水ガラスを固化させる水ガラス固化工程とを有することを特徴とするリサイクル可能なカウンタウエイトの製造方法。 - 請求項4〜6のいずれか1項に記載のリサイクル可能なカウンタウエイトの製造方法において、溶融状態となった前記水ガラスの粘性は15℃で200〜6000cPであることを特徴とするリサイクル可能なカウンタウエイトの製造方法。
- 請求項4〜7のいずれか1項に記載のリサイクル可能なカウンタウエイトの製造方法において、溶融状態の前記水ガラスに、該水ガラスの固化を促進させる固化促進材が混合されていることを特徴とするリサイクル可能なカウンタウエイトの製造方法。
- 請求項4〜8のいずれか1項に記載のリサイクル可能なカウンタウエイトの製造方法において、前記充填材として電気炉原料に適した成分を有する鉄材を使用し、使用後の前記充填材を電気炉に投入して再利用することを特徴とするリサイクル可能なカウンタウエイトの製造方法。
- 請求項4〜9のいずれか1項に記載のリサイクル可能なカウンタウエイトの製造方法において、前記水ガラス固化工程の後、前記充填材の上部に発泡性樹脂又は詰め物を装入して上蓋部を取付けることを特徴とするリサイクル可能なカウンタウエイトの製造方法。
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