JP2010005578A - 解砕分級装置 - Google Patents

Abstract

【課題】鋳物砂のような凝集物を効率よく解砕できると共に鋳物砂に含まれる金属片などを効率よく分離できる解砕分級装置を得る。
【解決手段】振動篩３のスクリーン５上に配置されてスクリーン５上を移動する被解砕物を解砕する解砕手段７を有し、解砕手段７は、スクリーン５上を移動する被解砕物を一時的に収容する被解砕物収容部９と、被解砕物収容部９に配置されて被解砕物収容部９内の被解砕物を解砕する解砕用塊状物１１とを備えてなり、被解砕物収容部９はスクリーン５より下方に設けられて解砕用塊状物１１が配置される解砕用塊状物配置部１３と、解砕用塊状物配置部１３から被解砕物の進行方向に向かって斜め上方に延びる傾斜面部１５を有することを特徴とする解砕分級装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば鋳造に使用した後の鋳物砂などのように砂粒子がアルミ片などを含んで凝集した塊状物を解砕して分級する解砕分級装置に関する。
もっとも、解砕、分級の対象となる塊状物は鋳物砂の塊状物に限られず、酸化物と金属、プラスチックと金属、プラスチックと酸化物と金属などの複数の異なる材質のものが付着あるいは固着したようなもの、例えば鉄鋼製錬工程などで発生する鉄系金属を巻き込んだ酸化物系スラグや、使用後の各種電気製品内に設置されていた基板部品を破砕したもの、あるいは廃自動車のシュレッダーダストなども対象としている。

最近の環境問題への意識が高まるなかで、一度使用されたり、あるいは廃棄処分されたりした各種の製品（以下、「廃棄製品」という）を、これを構成する素材レベル（プラスチック、金属、砂等）でのリサイクル利用の要求が高まり、これを受けてリサイクル利用技術が進展している。
このようなリサイクル利用技術の一環として、廃棄製品を、これを構成する各種の素材に効率よく分離、分級等する技術があるが、このような複合部材を解砕して分離、分級する技術レベルは必ずしも高いとは言えず、その技術革新が望まれている。

ところで、分離、分級を行なってリサイクル利用している廃棄製品として、自動車のエンジンの鋳造ラインにおいて使用した鋳型をばらした鋳物砂が挙げられる。そこで、使用後の鋳物砂の再生技術の現状について以下説明する。
自動車のエンジンの鋳造ラインにおいて使用される鋳型は、レジンなどの凝集剤で鋳物砂を所定の形状に凝集させて形成されている。このような鋳型は注湯後、ばらして鋳物砂の再生に使用される。
鋳物砂の再生は、例えば次のように行なわれる。回収した鋳物砂を破砕して１５ｍｍアンダー程度に篩い分けをし、これを焼成炉において焼成し、冷却後不純物を取り除き、さらに篩い分けして再生砂として出荷する。

焼成炉における効率を向上させるためには、焼成炉に投入する鋳物砂の粒径を１５ｍｍアンダーよりもさらに細粒径化する必要があり、このような技術の開発が望まれている。

ところで、凝集物を解砕する技術として、鋳物砂の再生技術ではないが、砕砂の製造設備において、振動篩に設けた解砕ボックスにより、竪型ミルで生じた凝集物を解砕するようにした砕砂の製造装置が提案されている。
この装置の解砕ボックスは、スクリーンの上方に設けられ、側壁で囲まれた筒体の頂部に供給口を有する天板を有し、底部にはグレーチングを設けたものであり、その内部には複数の解砕用砕石が収容されている。
そして、振動篩１の解砕ボックスに投入された凝集物は、振動篩の振動により、解砕ボックス内で上下のバウンドを繰り返し、解砕用砕石との衝突を繰り返す。これによって、凝集物は凝集状態が解消されて微粉や細かな砕砂となりグレーチングの隙間を通過する（特許文献１参照）。
特開平１１-１１４４４１号公報（［００２２］〜［００２３］、図１、図２参照）

上述したように、焼成炉における効率を向上させるためには、焼成炉に投入する鋳物砂の粒径を１５ｍｍアンダーよりもさらに細粒径化する必要がある。
このために、特許文献１に示されたような解砕ボックスを使用することが考えられるが、特許文献１に示された解砕ボックスでは以下のような問題がある。

特許文献に示された解砕用砕石は、２０ｍｍ〜８０ｍｍ程度の任意形状の砕石であり、これらがフリーな状態で解砕ボックス内に収容されている。
したがって、このような解砕用砕石を収容した解砕ボックス内に回収した鋳物砂を投入したとしても、ある程度小さく解砕された鋳物砂は所望の大きさにまで解砕されることなく解砕用砕石の間をすり抜けてしまい、効率よく確実に解砕することは難しい。
また、特許文献１に示された解砕ボックスでは鋳物砂に含まれるアルミなどの金属片を分離することもできない。

被解砕物を確実に解砕して分級することに関する要求は、鋳物砂の再生に限られたものではなく、前述したような酸化物系スラグや、使用後の各種電気製品内に設置されていた基板部品を破砕したもの、あるいは廃自動車のシュレッダーダストなどのリサイクル利用においても要求されるものである。

本発明は係る課題を解決するためになされたものであり、例えば鋳物砂のような凝集物を効率よく解砕できると共に鋳物砂に含まれる金属片などを効率よく分離できる解砕分級装置を得ることを目的としている。

（１）本発明に係る解砕分級装置は、振動篩のスクリーン上に配置されてスクリーン上を移動する被解砕物を解砕する解砕手段を有し、
該解砕手段は、前記スクリーン上を移動する被解砕物を一時的に収容する被解砕物収容部と、該被解砕物収容部に配置されて該被解砕物収容部内の被解砕物を解砕する解砕用塊状物とを備えてなり、前記被解砕物収容部は前記スクリーンより下方に設けられて前記解砕用塊状物が配置される解砕用塊状物配置部と、該解砕用塊状物配置部からスクリーン進行方向に向かって斜め上方に延びる傾斜面部を有することを特徴とするものである。
上記のように構成された解砕分級装置においては、被解砕物がスクリーン上を移動して被解砕物収容部に導入され、解砕用塊状物によって解砕され、解砕された被解砕物が傾斜面部を乗り越えてスクリーン上に移動する。
なお、スクリーン進行方向とは、スクリーンの振動によってスクリーン上を被解砕物が移動する方向をいう。

（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、被解砕物収容部は、解砕された被解砕物が通過可能な大きさの孔を多数有する底面を備えてなることを特徴とするものである。

（３）また、上記（１）または（２）に記載のものにおいて、被解砕物収容部は、スクリーンの全幅に亘って設けられると共にスクリーンの幅方向に所定間隔で設けられた仕切り部を有し、該仕切り部によって少なくとも解砕用塊状物配置部が仕切られていることを特徴とするものである。

（４）また、上記（１）〜（３）の何れかに記載のものにおいて、解砕用塊状物は、球形または円柱形からなることを特徴とするものである。

（５）また、上記（１）〜（４）の何れかに記載のものにおいて、解砕手段をスクリーンの進行方向に複数設けたことを特徴とするものである。
解砕手段をスクリーン進行方向に複数設けることで、被解砕物のすり抜けを防止して確実な解砕ができる。

（６）また、上記（１）〜（５）の何れかに記載のものにおいて、解砕手段は、振動篩に着脱可能に取り付けられていることを特徴とするものである。

本発明においては、スクリーン上を移動する被解砕物を一時的に収容する被解砕物収容部と、該被解砕物収容部に配置されて該被解砕物収容部内の被解砕物を解砕する解砕用塊状物とを備え、被解砕物がスクリーン上を移動して被解砕物収容部に導入され、解砕用塊状物によって解砕され、解砕された被解砕物が被解砕物収容部の傾斜面部を乗り越えてスクリーン上に移動するように構成したので、被解砕物のすり抜けを防止して確実に解砕される。

図１は本発明の一実施の形態に係る解砕分級装置の斜視図、図２は図１に示した解砕分級装置のスクリーン進行方向の軸に沿う断面を模式的に示した断面図である。
以下、図１及び図２に基づいて本実施の形態に係る解砕分級装置について説明する。

本実施の形態に係る解砕分級装置１は、振動篩３のスクリーン５上に配置されてスクリーン５上を移動する被解砕物を解砕する解砕手段７を有し、解砕手段７は、スクリーン５上を移動する被解砕物を一時的に収容する被解砕物収容部９と、該被解砕物収容部９内に配置されて該被解砕物収容部９内の被解砕物を解砕する解砕用塊状物１１とを備えてなるものである。
なお、本実施の形態の解砕分級装置１においては、解砕手段７がスクリーン５における上流側と下流側の２箇所に設置されている。
以下、解砕分級装置１の構造をさらに詳細に説明する。

＜振動篩＞
振動篩３は、矩形状の有底枠体からなる本体部１３に篩面となるスクリーン５が設けられると共に、スクリーン５を振動させる加振機構（図示なし）を備えて構成される。
また、本実施の形態の振動篩３は、スクリーン５における被解砕物収容部９を設置する部位が他の部位よりも下方に一段下がっている（図２参照）。

＜解砕手段＞
解砕手段７は、スクリーン５上を移動する被解砕物を一時的に収容する被解砕物収容部９と、被解砕物収容部９にフリーな状態で配置されて被解砕物収容部９内の被解砕物を解砕する解砕用塊状物１１とを備えている。
被解砕物収容部９は、図１、図２に示すように、スクリーン５の表面より下方に向かって湾曲している解砕用塊状物配置部１３と、解砕用塊状物配置部１３からスクリーン進行方向に向かって斜め上方に延びる傾斜面部１５を有している。そして、傾斜面部１５の上端部はスクリーン５の表面よりも上方に延出している。

また、被解砕物収容部９は、スクリーン５の全幅に亘って設けられると共にスクリーン５の幅方向に所定間隔で仕切り部１７が設けられ、該仕切り部１７によって解砕用塊状物配置部１３が仕切られている。また、被解砕物収容部９には、解砕用塊状物１１の移動を制限して解砕用塊状物１１が被解砕物収容部９から飛び出すのを防止するための移動制限壁１９がスクリーン進行方向の前後に設けられている。この移動制限壁１９と仕切り部１７とによって解砕用塊状物１１を収容する収容区画が形成されている。
なお、被解砕物は移動制限壁１９の下方を通過できる必要があるため、移動制限壁１９の下端部と被解砕物収容部９の底面との間には隙間が設けられている。

また、被解砕物収容部９は、図１に示されるように、下端部が被解砕物収容部９の仕切り部１７に固定されて上方に延びる支持柱２１を、振動篩３の両側枠部２３に架設された支持バー２５に固定することによって、振動篩３と連結されている。
なお、支持バー２５は両側枠部２３にボルト・ナット２４によって着脱可能に取り付けられている。

解砕用塊状物１１は、金属製の球体または円柱体からなり、図１に示されるように、被解砕物収容部９にフリーな状態で収容される。なお、図１においては、被解砕物収容部９の一つの収容区画に球体を複数収容したり、円柱体を複数収容したりしているが、解砕用塊状物１１の収容態様は特に限定されるものではない。

＜動作説明＞
図３（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態の動作を説明する動作説明図である。以下、本実施の形態に係る解砕分級装置１の動作を、図１〜図３に基づいて説明する。
振動篩３の加振機構を作動させることにより、スクリーン５が振動すると共に、解砕手段７には振動篩３の振動が伝達される。解砕手段７に振動が伝達されることにより、被解砕物収容枠に収容された解砕用塊状物１１が上下動を含む振動を行なう。
スクリーン５には、その上流側から１５ｍｍ程度以下の粒度にされた被解砕物、例えば鋳物砂の凝集物とアルミ片の混合物が供給される。スクリーン５に供給された鋳物砂はスクリーン５上を下流側に向かって移動し、スクリーン５のメッシュより小さい粒径のものはスクリーン５下方に落下して回収される。落下していない鋳物砂は上流側の解砕手段７に向かって移動し、順次、被解砕物収容部９に導入される。

被解砕物収容部９に導入された鋳物砂２７は、被解砕物収容部９内において振動する解砕用塊状物１１によって押し潰され、あるいは打撃により、解砕される。このとき、鋳物砂２７は、図３（ａ）に示すように、振動によって被解砕物収容部９の傾斜面部１５の上部に送られ、細かいものはオーバーフローして下流側のスクリーン５上に送られ、粗いものは再び解砕用塊状物配置部１３側に移動して解砕される。傾斜面部１５からオーバーフローした鋳物砂２７はほとんどが解砕されているので、下流側のスクリーン５の網目から下方に落下して回収される。
この説明から分かるように、被解砕物収容部９内は、図３（ａ）に示すように、解砕用塊状物配置部１３のあたりが解砕ゾーンとなり、傾斜面部１５のあたりが分級ゾーンとなる。
なお、図１における被解砕物収容部９には鋳物砂の凝集物とアルミ片が図示されており、鋳物砂の凝集物は黒塗りで示し、アルミ片は白抜きで示されている。

また、アルミ片２９についても、図３（ｂ）に示すように、解砕用塊状物１１によって扁平形状にされ、傾斜面部１５の上部に移動して、さらに下流側のスクリーン５上に送られる。
一方、比重の大きい金属３１などは、図３（ｃ）に示すように、被解砕物収容部９の傾斜面部１５を上ることができず、解砕用塊状物配置部１３に滞留する。

上流側の解砕手段７で解砕されなかった鋳物砂の凝集物と扁平にされたアルミ片２９はスクリーン５上を移動して下流側の解砕手段７の被解砕物収容部９に導入される。
下流側の解砕手段７に導入された鋳物砂は上流側の解砕手段７と同様に解砕され、下流側の被解砕物収容部９から出て、スクリーン５の下方に落下する。他方、アルミ片は扁平にされて下流側の解砕手段７から送り出され、スクリーン５外に送り出されて回収される。

以上のように、本実施の形態においては解砕用塊状物１１を収容した解砕手段７をスクリーン５の全幅に亘って設けたので、ほとんどの被解砕物はすり抜けることなく確実に解砕される。しかも、被解砕物収容部９に傾斜面部１５を設けていることにより、被解砕物が傾斜面部１５を行きつ、戻りつしながら確実に解砕される。
また、解砕用塊状物１１として、円柱形状のものを用いることにより、被解砕物に対して線接触となり球体などを用いた場合に比較して接触面積が大きいので、解砕を確実に行なうことができる。

さらに、球体や円柱体が振動篩３の振動によって微小な上下動に加えて回転するので、常時新たな解砕面で被解砕物を解砕でき、解砕物が付着することによる被解砕物のすり抜けを効果的に防止できる。
またさらに、本実施の形態では被解砕物収容部９の一つの区画内に複数の解砕用塊状物１１を収容したので、より確実な解砕が可能である。
また、本実施の形態においては、解砕手段７をスクリーン５における上流側と下流側に設けているために、上流側で解砕されなかった鋳物砂の凝集物を下流側で確実に解砕できる。

なお、本実施の形態において、円柱体を収容する場合において、被解砕物収容部９の一つの区画内に２個の円柱体を収容した例を示したが、一つの区画内に収容する円柱体の数は１本でも、３本以上でもよい。

また、本実施の形態においては、スクリーン５における上流側と下流側の２箇所に解砕手段７を設けるようにしたが、スクリーン５上に設ける解砕手段７の数は限定されるものではなく、１個でも３個以上でもよい。

上記の実施の形態においては、被解砕物として鋳物砂の凝集物を例に挙げたが、本発明に係る解砕分級装置によって解砕分級する被解砕物はこれに限られるものではなく、例えば鉄鋼製錬工程などで発生する鉄系金属を巻き込んだ酸化物系スラグや、使用後の各種電気製品内に設置されていた基板部品を破砕したもの、あるいは廃自動車のシュレッダーダストなども対象とすることができる。
もっとも、被解砕物は解砕用塊状物によって押し潰されるようにするのが効果的であることから、被解砕物の大きさは振動によって上下する解砕ロッドの下方に入り込める程度に小片となった方が効率的な解砕が可能となることから、例え酸化物系のスラグを被解砕物とする場合には予め小片に破砕する処理をするのが望ましい。

本発明の一実施の形態に係る解砕分級装置の斜視図である。 図１に示した解砕分級装置の説明図である。 本発明の一実施の形態に係る解砕分級装置の作用を説明する説明図である。

符号の説明

１ 解砕分級装置
３ 振動篩
５ スクリーン
７ 解砕手段
９ 被解砕物収容部
１１ 解砕用塊状物
１３ 解砕用塊状物配置部
１５ 傾斜面部
１７ 仕切り部
１９ 移動制限壁
２１ 支持柱
２３ 両側枠部
２４ ボルト・ナット
２５ 支持バー
２７ 鋳物砂
２９ アルミ片
３１ 比重の重い金属

Claims (6)

1. 振動篩のスクリーン上に配置されてスクリーン上を移動する被解砕物を解砕する解砕手段を有し、
   該解砕手段は、前記スクリーン上を移動する被解砕物を一時的に収容する被解砕物収容部と、該被解砕物収容部に配置されて該被解砕物収容部内の被解砕物を解砕する解砕用塊状物とを備えてなり、前記被解砕物収容部は前記スクリーンより下方に設けられて前記解砕用塊状物が配置される解砕用塊状物配置部と、該解砕用塊状物配置部からスクリーン進行方向に向かって斜め上方に延びる傾斜面部を有することを特徴とする解砕分級装置。
2. 被解砕物収容部は、解砕された被解砕物が通過可能な大きさの孔を多数有する底面を備えてなることを特徴とする請求項１に記載の解砕分級装置。
3. 被解砕物収容部は、スクリーンの全幅に亘って設けられると共にスクリーンの幅方向に所定間隔で設けられた仕切り部を有し、該仕切り部によって少なくとも解砕用塊状物配置部が仕切られていることを特徴とする請求項１または２に記載の解砕分級装置。
4. 解砕用塊状物は、球形または円柱形からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の解砕分級装置。
5. 解砕手段をスクリーンの進行方向に複数設けたことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の解砕分級装置。
6. 解砕手段は、振動篩に着脱可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の解砕分級装置。

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