JP2009297687A - Powdering method of aluminum can and powder manufacturing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は主として飲料用容器として使用された後の空のアルミ缶の粉末化方法および粉末製造装置に関する。 The present invention mainly relates to a powdering method and powder production apparatus for an empty aluminum can after being used as a beverage container.
現在では、無尽蔵に投棄されているアルミ缶を業者が集め、アルミメーカーがこれらを買い集め、鉄、クロームから成る天板を含めて高炉で溶かし、析出温度の差によりアルミ、鉄、クロームに分けて取りだし、塊状アルミを溶解し、高圧噴射、冷却の工程を経て微細なアルミパウダーを作ることが可能であることは知られている。そして一方、アルミパウダー、酸化鉄パウダー、マグネシウムパウダーを混ぜて燃やすとテルミット反応により2000〜2700℃の高温が得られ、注射器などの医療用廃棄物、温泉掘削時に生ずるヒ素を含む泥、アスベストなどの消却無害化が可能であることも知られている。しかし、高炉でアルミ塊を析出させてからパウダー化させる方法では極めて高価になるという不具合が避けられない。そこでアルミ缶から直接アルミパウダーを作る試みがなされたが、缶の天板が本体と異なる鉄、クロームの混合体であるなどの理由で、ことごとく失敗し現在に至っている。 Currently, aluminum cans that have been dumped indefinitely are collected by contractors, and aluminum manufacturers buy and collect them and melt them in a blast furnace, including a top plate made of iron and chrome, and divide them into aluminum, iron, and chrome according to the difference in deposition temperature. It is known that it is possible to make a fine aluminum powder through a process of high pressure spraying and cooling after melting and lump aluminum. On the other hand, when aluminum powder, iron oxide powder, and magnesium powder are mixed and burned, a high temperature of 2000 to 2700 ° C. is obtained by the thermite reaction, and medical waste such as syringes, mud containing arsenic generated during hot spring drilling, asbestos, etc. It is also known that detoxification can be made harmless. However, the method in which the aluminum lump is deposited in a blast furnace and then powdered cannot be avoided. An attempt was made to make aluminum powder directly from an aluminum can, but it failed to the present because the top plate of the can is a mixture of iron and chrome different from the main body.
一方、多軸ローラーを利用して粗大物を破砕する装置は特公平2−5465号、その元になっている特公平1−27778号、更に発展させた米国特許第7128285号など多数存在するが、テルミット反応に適した1mm以下の粉末にすることは不可能である。また円周方向に僅かずつずらせた多数の回転刃を積層保持して高速回転軸を形成し、その高速軸を囲み回転刃に対向突出した複数の固定刃をハウジングに設けた三力式万能粉砕機も株式会社三力製作所から発売されている。しかしその粉砕機ではテルミット反応に使用し得る均一なサイズの粉末を作ることはできず、無理をしてパウダー化を試みると発火の恐れがある。
本発明は、空のアルミ缶からテルミット反応に適した燃料粉末(パウダー)を、簡単安価に、しかも発火の恐れを伴うことなく生成できるようにすることを目的としている。 An object of the present invention is to make it possible to generate a fuel powder (powder) suitable for a thermite reaction from an empty aluminum can at a low cost and without fear of ignition.
請求項1の発明はアルミ缶を板状細片に破砕する工程と、得られた板状破砕片を粉末状に粉砕する工程とを備え、少なくとも上記粉砕工程における摩擦熱発生部分を液体窒素ガスで冷却することを特徴とする、アルミ缶の粉末化方法である。 The invention of claim 1 includes a step of crushing an aluminum can into plate-like strips, and a step of crushing the obtained plate-like crush pieces into powder, and at least the frictional heat generating portion in the crushing step is liquid nitrogen gas. This is a method for pulverizing an aluminum can characterized by cooling at
請求項2の発明は、アルミ缶を板状細片に破砕する破砕機と、破砕機で得られた板状細片を粉末状に粉砕する粉砕機と、少なくとも粉砕機における摩擦熱発生部分を液体窒素ガスにより冷却するためのノズルを備えていることを特徴とする、アルミ缶の粉末製造装置である。
The invention of
請求項3においては、破砕機が3軸破砕機である。 In claim 3, the crusher is a triaxial crusher.
請求項4においては、粉砕機が円周方向に僅かずつずらせた多数の回転刃を積層保持している高速回転軸と、上記回転軸を囲み回転刃に対向突出した固定刃を有するハウジングとを備えている1軸粉砕機である。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a high-speed rotary shaft in which a plurality of rotary blades that are slightly shifted in the circumferential direction by a pulverizer are stacked and held, and a housing having a fixed blade that surrounds the rotary shaft and protrudes opposite the rotary blade. A single-screw crusher provided.
請求項5においては、回転刃群の回転下面に対向するようにハウジングに設けたスクリーンを有する。 According to a fifth aspect of the present invention, a screen is provided on the housing so as to face the rotating lower surface of the rotary blade group.
請求項6においては、粉砕機で得られた粉末を、スクリーンを介し吸引して分別機へ供給するエヤー輸送器を設けている。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an air transporter that sucks the powder obtained by the pulverizer through a screen and supplies the powder to the separator.
請求項7においては、スクリーンの下側に上向きに乾燥気体を噴出する目詰まり防止用ノズルを設けている。 According to a seventh aspect of the present invention, a clogging prevention nozzle for ejecting dry gas upward is provided below the screen.
請求項8においては、目詰まり防止用ノズルをスクリーンの下側で往復移動させる駆動機構を設けている。 According to another aspect of the present invention, there is provided a drive mechanism for reciprocating the clogging prevention nozzle below the screen.
請求項9においては、液体窒素ガスノズルを固定刃の肉厚内に設けている。 In the ninth aspect, the liquid nitrogen gas nozzle is provided within the thickness of the fixed blade.
請求項1、2の発明によると、破砕機と粉砕機の絶妙な組み合わせによりテルミット反応に適した1mm以下程度のパウダーを安全に(発火の恐れを確実に排除して)かつ安価に製造可能となる。 According to the first and second aspects of the invention, an exquisite combination of a crusher and a pulverizer can safely and inexpensively produce a powder of about 1 mm or less suitable for the thermite reaction (eliminating the risk of ignition). Become.
請求項3、4の発明によると、粗破砕とパウダーを得るための粉砕を効果的に実施可能となる。 According to the third and fourth aspects of the invention, it is possible to effectively carry out rough crushing and crushing to obtain powder.
請求項5ないし8によると、均一サイズのアルミパウダーを自動的に得ることができる利点がある。 According to the fifth to eighth aspects, there is an advantage that uniform size aluminum powder can be obtained automatically.
請求項9によると、液体窒素の使用量を最小にしてしかも冷却効率を高く保つことができるようになる。 According to the ninth aspect, the amount of liquid nitrogen used can be minimized and the cooling efficiency can be kept high.
正面を示す図1においては、3軸破砕機1の下側に1軸粉砕機2が一体的に組み付けられた粉末製造装置Gの一例を示しており、3はアルミ缶自動挿入装置、4,5は共に油圧モーター、6、7は輸送用パイプ、8は吸引用ポンプ、9は振動型の分別器、10はテルミット反応に使用可能な状態に仕上がった製品を収容するための容器、11は台車である。また12はオーバーサイズの半製品のためのリタン用パイプ、68は製品排出口である。
In FIG. 1 showing the front, an example of a powder production apparatus G in which a
図2の3軸破砕機1(本件出願人の商品MARIN)は2個の上スクリュー14、15(矢印A、B方向に例えば5〜60r.p.m.で駆動される)と1個の下スクリュー16(例えば上スクリュー14、15と等速で矢印C方向に自在に反転駆動される)と、ハウジング17に装着されているナイフ18、19(その中には液体窒素ガス供給ノズル20が設けてあり、配管21と接続されている)と、スプリング23により互いに接近するように付勢され吐出口24の開度を図示されていない検出器からの信号により調整する1対の吐出量調整ローラー25を備えている。26は破砕物即ちアルミ缶である。
2 has two upper screws 14, 15 (driven in the directions of arrows A and B, for example, 5 to 60 rpm) and one The lower screw 16 (for example, the reverse screw is freely driven in the direction of the arrow C at the same speed as the upper screws 14 and 15), and
図2のIII−III矢視図である図3において、上スクリュー14、15のブレード30、31の捩れ方向と回転方向A、Bにより破砕物26は相対する矢印D、E方向に駆動され、ブレード30、31により剪断されて下スクリュー16の枡目32(交差するブレードにより形成されている)内に入り、そこからはみ出した部分がナイフ18または19(何れのナイフが作動するかは下スクリュー16の回転方向により定まる)により剪断され、下方へ落下する。
In FIG. 3, which is a view taken along the line III-III in FIG. 2, the crushed material 26 is driven in the directions of the arrows D and E facing each other by the twisting direction and the rotational directions A and B of the blades 30 and 31 of the upper screws 14 and 15 Sheared by the blades 30 and 31 into the mesh 32 (formed by the intersecting blades) of the lower screw 16 and the portion protruding from there is a
再び図2の下半分において、1軸粉砕機2は高速回転軸35(例えば1500r.p.m.)上に薄い回転刃36(厚さは好ましくは1〜5mm、更に好ましくは1〜2mmのカッター)が回転方向に僅かずつ(例えば15度ずつ)ずらして多数積層保持されており、これらの回転刃群を囲み回転刃36へ向かい突出している固定刃37ないし40が紙面と直角方向に延びる姿勢でハウジング41に固着されている。各固定刃には小径のノズル42が固定刃の長手方向に多数隣接して設けてあり、これらのノズルは配管21に連通している。45は回転刃36群の下側を覆うスクリーンで、例えばステンレスワイヤの細かいメッシュ(開口度1mm程度)で形成されている。このメッシュを通過して下方へ吸引されるパウダーは輸送用パイプ6へ入る。スクリーン45の下側には上向きに乾燥エヤーまたは液体窒素ガスを噴出する目詰まり防止用のノズル48を密に有する管状本体が図2の紙面と直角方向に長く延びかつガイド46に支持されており、駆動機構49により図示されていないループ状ベルトによりガイド46に沿い矢印Fおよび逆F方向に往復駆動(例えば1分間に1往復)されるように構成されている。
In the lower half of FIG. 2 again, the single-
図4は3軸破砕機1と2台の1軸粉砕機2(手前のもののみが示されている)が分離配置されていて両者はバケットコンベヤー52で連結されている。 In FIG. 4, a triaxial crusher 1 and two uniaxial crushers 2 (only the front one is shown) are separately arranged, and both are connected by a bucket conveyor 52.
図5は液体窒素ガス消火装置54を示しており、55は液体窒素タンク、56は電磁弁、57はポンプである。 FIG. 5 shows a liquid nitrogen gas fire extinguisher 54, 55 is a liquid nitrogen tank, 56 is a solenoid valve, and 57 is a pump.
図6は分別器9を示しており、下方へ行くに連れて目が細かくされているスクリーン60〜62がハウジング63に対して外周が弾性膜で支持されかつ振動モーター64により前後左右方向に駆動され、排出口65〜67は図1のリタン用パイプ12により再度粉砕機2または破砕機1に戻され、排出口68は図1の製品容器10へ連通されている。
FIG. 6 shows the separator 9. The screens 60 to 62, which are made finer as they go downward, are supported by an elastic film on the outer periphery of the housing 63 and are driven in the front-rear and left-right directions by the vibration motor 64. The discharge ports 65 to 67 are returned to the
液体窒素ガスはハウジング41の内面に設けたノズルから供給するようにしてもよい。破砕機1、粉砕機2は図示以外の構造のものも採用可能であるが、破砕機では少なくともアルミ缶の缶形状を残さない程度に粗破砕されることが好ましい。
The liquid nitrogen gas may be supplied from a nozzle provided on the inner surface of the housing 41. The crusher 1 and the
1 3軸破砕機
2 1軸粉砕機
6、7 輸送用パイプ(エヤー輸送器)
8 吸引用ポンプ
9 分別機
20、42 液体窒素ガスノズル
36 回転刃
37〜40 固定刃
41 ハウジング
48 目詰まり防止用ノズル
49 駆動機構
1 3-
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