JP2011006748A - Briquette molding apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属等の原材料を圧縮してブリケットを成形するブリケット成形装置に関する。 The present invention relates to a briquette forming apparatus that compresses a raw material such as metal to form a briquette.
鉄鋼廃棄物の溶融炉では、溶融鉄を脱酸・脱珪する目的でアルミ材などの金属材料が炉内に投入されることが多い。該アルミ材としては、廃棄アルミ材をロータリーキルン等での熱処理によりデラッカしたものが用いられている。こうしたアルミ材は、デラッカ後において鱗片状・粉状になっており、溶融炉内に投入しても溶融鉄上面上で浮遊堆積されるだけで、溶融鉄上面に対して没入しにくく、溶融鉄と良好に接触しないので、溶融鉄脱酸・脱珪が十分になされない。そこで、デラッカされたアルミ材を粒形状等のブリケット(固形体)に高密化して、溶融鉄内上面に対して没入しやすくしている。 In a steel waste melting furnace, a metal material such as aluminum is often put into the furnace for the purpose of deoxidizing and desiliconizing molten iron. As the aluminum material, a waste aluminum material that has been delacquered by heat treatment using a rotary kiln or the like is used. These aluminum materials are in the form of scales and powders after delacquering, and even if they are put into the melting furnace, they are only floated and deposited on the upper surface of the molten iron, and are not easily immersed in the upper surface of the molten iron. As a result, the molten iron is not sufficiently deoxidized and desiliconized. Therefore, the delacquered aluminum material is densified into a briquette (solid body) having a grain shape or the like to make it easy to immerse into the upper surface of the molten iron.
ブリケットは、ブリケット成形装置の成形金型のチャンバ内へデラッカ済みの破砕廃棄金属や切削屑などの金属原料を投入後、一方向からピストンにより圧縮されて成形されている。 The briquette is molded by being compressed by a piston from one direction after putting metal materials such as crushed waste metal and cutting scraps that have been delacquered into the chamber of the molding die of the briquette molding apparatus.
特許文献1ないし特許文献3には、金属原料等を圧縮してブリケットを成形する装置が開示されている。 Patent Documents 1 to 3 disclose apparatuses for forming briquettes by compressing metal raw materials and the like.
特許文献1のブリケット成形装置では、金属材料としての研削切粉の綿状凝集体を成形型のチャンバ内に投入して、該チャンバ内に進入するプレス(ピストン)によって一方向から圧縮してブリケットが製造されている。 In the briquette forming apparatus of Patent Document 1, a flocculent aggregate of ground chips as a metal material is put into a chamber of a mold and compressed from one direction by a press (piston) that enters the chamber, and then the briquette. Is manufactured.
特許文献2のブリケット製造装置は、円筒状の圧縮リングおよび該圧縮リング内にて該圧縮リングに対して偏心した回転金型を備えている。該回転金型は上部が圧縮リングの内周面から離間しており下部が該内周面と接触している。回転金型の外周面には、周方向にて四個の成形用凹部が等間隔で形成されている。また、該成形用凹部の両側には、四角筒状のガイド部材がばねによって回転金型の半径方向外方へ付勢された状態で設けられており、該ガイド部材の先端が常に圧縮リングの内周面と接触した状態に維持されている。 The briquette manufacturing apparatus of Patent Document 2 includes a cylindrical compression ring and a rotating mold that is eccentric with respect to the compression ring in the compression ring. The rotary mold has an upper portion spaced from the inner peripheral surface of the compression ring and a lower portion in contact with the inner peripheral surface. Four molding recesses are formed at equal intervals in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the rotating mold. In addition, square cylindrical guide members are provided on both sides of the molding recess in a state of being urged outward in the radial direction of the rotary mold by a spring, and the distal ends of the guide members are always attached to the compression ring. It is maintained in contact with the inner peripheral surface.
このような構成のブリケット製造装置では、上記成形用凹部が最上部に位置している状態、すなわち該成形用凹部が上方に開口している状態にあるとき、該成形用凹部およびガイド部材によって形成される空間に金属材料が投入される。金属材料投入後に回転金型が回転すると、該回転金型の外周面と圧縮リングの内周面との間隔が徐々に狭くなり、これに追従して上記ガイド部材が圧縮リングの内周面で押圧されて上記ばねの付勢力に抗して半径方向内方に変位する。したがって、金属材料が充填されている空間の体積は次第に減少し、金属材料を回転金型の半径方向に圧縮する。このように金属材料が圧縮される結果、ブリケットが形成される。 In the briquette manufacturing apparatus having such a configuration, when the molding recess is in the uppermost position, that is, when the molding recess is open upward, the molding recess and the guide member are formed. Metal material is thrown into the space to be formed. When the rotating mold rotates after the metal material is charged, the distance between the outer peripheral surface of the rotating mold and the inner peripheral surface of the compression ring gradually decreases, and the guide member follows the inner peripheral surface of the compression ring. It is pressed and displaced radially inward against the biasing force of the spring. Accordingly, the volume of the space filled with the metal material is gradually reduced, and the metal material is compressed in the radial direction of the rotating mold. As a result of the metal material being compressed in this way, briquettes are formed.
特許文献3のブリケット製造装置は、廃棄物をベントナイト類の粘結材とともに圧縮してブリケットを成形している。該ブリケット製造装置では、まず、フイディング(供給)ボックスに供給された廃棄物と粘結材との混合物を縦方向スライド体(ピストン)が一方から圧縮する。次に、上記縦方向スライド体(ピストン)による圧縮方向に対して直角な方向で横押しスライド体が上記混合物を圧縮することにより、ブリケットが成形される。 The briquette manufacturing apparatus of Patent Document 3 compresses waste together with bentonite-type binders to form briquettes. In the briquette manufacturing apparatus, first, a vertical slide body (piston) compresses a mixture of waste and caking material supplied to a feeding (supply) box from one side. Next, a briquette is shape | molded when a horizontal pushing slide body compresses the said mixture in the direction orthogonal to the compression direction by the said vertical direction slide body (piston).
しかしながら、上記特許文献1ないし特許文献3のブリケット成形装置では、ピストン等の部材によって一方向から材料を圧縮することによりブリケットを成形している。すなわち、材料は初めから終わりまで一つの加圧面により等面積で圧縮されるので、該材料を所定の密度になるまで固形化するには、きわめて高い圧力で圧縮する必要がある。これは、成形金型の堅牢化ひいては大型化そして必要エネルギの増大につながる。 However, in the briquette forming apparatus disclosed in Patent Documents 1 to 3, the briquette is formed by compressing the material from one direction by a member such as a piston. That is, since the material is compressed by a single pressing surface from the beginning to the end with an equal area, it is necessary to compress the material at a very high pressure in order to solidify the material to a predetermined density. This leads to the solidification of the molding die and the increase in the required energy.
このような事情に鑑みて、本発明は、低い圧力で所定の密度のブリケットが得られるブリケット成形装置を提供することを目的とする。 In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a briquette forming apparatus capable of obtaining briquettes having a predetermined density with a low pressure.
本発明に係るブリケット成形装置は、原材料が投入されるチャンバが形成された成形金型と、上記チャンバ内に進入し上記原材料を圧縮してブリケットを成形する加圧面が形成された可動加圧体とを備えている。 A briquette molding apparatus according to the present invention includes a molding die in which a chamber into which raw materials are charged is formed, and a movable pressing body in which a pressing surface that enters the chamber and compresses the raw materials to form briquettes is formed. And.
かかるブリケット成形装置において、本発明では、上記可動加圧体は、主加圧体と、該主加圧体による圧縮開始後に原材料を圧縮する副加圧体とを有しており、主加圧体は、該主加圧体の加圧面の外径がチャンバの内径と等しいピストンとして形成されており、上記副加圧体は、該副加圧体の加圧面における外径がチャンバの内径よりも小さくなっているとともに進入方向前端部に先細り頂部を有する突刺体として形成されていることを特徴としている。 In such a briquette molding apparatus, in the present invention, the movable pressurizing body includes a main pressurizing body and a sub-pressurizing body that compresses the raw material after starting compression by the main pressurizing body. The body is formed as a piston whose outer diameter of the pressure surface of the main pressure body is equal to the inner diameter of the chamber, and the auxiliary pressure body has an outer diameter at the pressure surface of the auxiliary pressure body that is greater than the inner diameter of the chamber. And is formed as a piercing body having a tapered top at the front end in the approach direction.
かかるブリケット成形装置では、所定密度のブリケットを成形する際、チャンバ内の原材料を圧縮する主加圧体は、該原材料の密度が上記所定密度に達する前に、加圧力をそのまま維持した状態で停止する。そして、該主加圧体による圧縮後、加圧面の外径がチャンバの内径より小さく前端が先細り形状をなす副加圧体が原材料に突き刺さる。この結果、該副加圧体が刺さった容積分だけ原材料がさらに圧縮され、上記所定密度のブリケットが成形される。 In such a briquette forming apparatus, when a briquette having a predetermined density is formed, the main pressurizing body that compresses the raw material in the chamber is stopped in a state where the applied pressure is maintained as it is before the density of the raw material reaches the predetermined density. To do. Then, after compression by the main pressurizing body, the sub pressurizing body whose outer diameter of the pressurizing surface is smaller than the inner diameter of the chamber and whose front end has a tapered shape pierces the raw material. As a result, the raw material is further compressed by the volume stabbed by the sub-pressurized body, and the briquette having the predetermined density is formed.
主加圧体と副加圧体とは、互いに対向する方向でチャンバ内へ進入することが好ましい。このように、主加圧体と副加圧体とを互いに対向する方向でチャンバ内へ進入させることにより、ブリケット成形完了後、すなわち原材料の圧縮完了後、主加圧体をチャンバ外へ後退させてから副加圧体をさらにチャンバ内へ進入させることにより、該副加圧体によってブリケットをチャンバ外へ押し出して取り出すことができる。 It is preferable that the main pressurizing body and the sub-pressurizing body enter the chamber in directions opposite to each other. In this way, the main pressurizer and the subpressurizer are moved into the chamber in the opposite direction to each other, so that the main pressurizer is moved out of the chamber after briquette forming is completed, that is, after compression of the raw materials is completed. Then, the sub-pressurizer is further moved into the chamber, whereby the briquette can be pushed out of the chamber by the sub-pressurizer.
成形金型はチャンバが複数配列されて形成されていることが好ましい。これによって、複数のチャンバにおいて同時にブリケットを成形できるので、ブリケットの製造効率を高めることができる。 The molding die is preferably formed by arranging a plurality of chambers. Thereby, since a briquette can be shape | molded simultaneously in a some chamber, the manufacturing efficiency of a briquette can be improved.
以上のように、本発明では、主加圧体が原材料を所定密度より低い密度に圧縮し、該主加圧体による圧縮開始後に、副加圧体が該原材料を該所定密度に圧縮する。このように、主加圧体によっては、前段階として原材料を所定密度より低い密度に圧縮するに留めるので、その分、該主加圧体による圧縮に要する圧力は、一度に所定密度に圧縮する場合に比べて低くて済む。また、上記副加圧体は加圧面の外径がチャンバの内径より小さく前端が先細り形状をなしているので、主加圧体により圧縮された原材料に該副加圧体を容易に突き刺すことができる。したがって、さほど高い圧力で原材料を圧縮しなくとも高密度なブリケットを成形することが可能となる。その結果、成形装置の駆動源は従来のような高出力を必要とせず、消費エネルギそしてコストの低減ことができる。さらには装置の小型化を図ることができる。 As described above, in the present invention, the main pressurizing body compresses the raw material to a density lower than a predetermined density, and after the compression by the main pressurizing body is started, the sub-pressurizing body compresses the raw material to the predetermined density. As described above, depending on the main pressurized body, the raw material is only compressed to a density lower than a predetermined density as a previous step. Therefore, the pressure required for the compression by the main pressurized body is compressed to the predetermined density at a time. Compared to the case, it is lower. In addition, since the auxiliary pressure member has an outer diameter smaller than the inner diameter of the chamber and has a tapered front end, the auxiliary pressure member can be easily pierced into the raw material compressed by the main pressure member. it can. Therefore, it is possible to form a high-density briquette without compressing the raw material with a very high pressure. As a result, the driving source of the molding apparatus does not require a high output as in the prior art, and energy consumption and cost can be reduced. Furthermore, the apparatus can be miniaturized.
以下、添付図面にもとづき、本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本実施形態に係るブリケット成形装置の縦断面図である。同図は、原材料としての金属材料が供給される後述のチャンバの位置での断面を示している。同図において、後述の原材料としてのアルミ材料の圧縮に向けた動作が実線矢印で示されており、該アルミ材の圧縮後に原位置へ戻る動作が一点鎖線矢印で示されている。図2は、図1に示されるブリケット成形装置のII−II断面図であり、後述のチャンバと主加圧体との中間位置での横断面図を示している。 FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the briquette forming apparatus according to the present embodiment. This figure shows a cross section at the position of a chamber to be described later to which a metal material as a raw material is supplied. In the figure, an operation toward compression of an aluminum material as a raw material, which will be described later, is indicated by a solid line arrow, and an operation of returning to the original position after the compression of the aluminum material is indicated by a one-dot chain line arrow. FIG. 2 is a II-II cross-sectional view of the briquette forming apparatus shown in FIG. 1, and shows a cross-sectional view at an intermediate position between a chamber and a main pressurizing body described later.
図1に示されているように、ブリケット成形装置1は、原材料として、例えば、廃棄アルミ缶を破砕した鱗片状・粉状のアルミ材P等の金属材料が供給される固定成形金型10と、該固定成形金型10に供給されたアルミ材Pを上方から加圧する上部加圧装置20と、該アルミ材Pを下方から加圧する下部加圧装置30と、上記固定成形金型10にアルミ材Pを供給する供給装置40とを有している。なお、本発明では、原材料は金属に限らず、バイオマス、石炭粒粉の固形燃料等、固形ブリケット化が要求される各種の原材料を対象としている。
As shown in FIG. 1, the briquette molding apparatus 1 includes a
図1に示されているように、固定成形金型10は、加圧室となる後述のチャンバが形成された高剛性の厚板部材であり、その板面が上下方向に対して直角をなすように設けられている。上部加圧装置20は、固定成形金型10の上方にて該固定成形金型10と平行に延びる上部固定板50の下面に取り付けられている。また、下部加圧装置30は、固定成形金型10の下方にて該固定成形金型10と平行に延びるベース60の上面に取り付けられている。そして、固定成形金型10および上部固定板50は、上下方向で互いに間隔を形成した状態で、上下方向に延びる複数の支柱70に対して複数のナット80で固定されており、該支柱70によって支持されて固定位置にある。また、供給装置40は、固定成形金型10の上方にて上記上部加圧装置20に隣接した位置に設けられている。
As shown in FIG. 1, the fixed
固定成形金型10は、上方に開口し内面が円筒状をなす複数のチャンバ11が形成されている。該チャンバ11は、上方からアルミ材Pが投入されるとともに後述の主加圧体の上方からの進入を許容する。該固定成形金型10は、該チャンバ11の底部の中央位置にて下方へ貫通する孔部12を有しており、後述の副加圧体が該孔部12を通ってチャンバ内へ下方から進入できるようになっている。該孔部12の内径はチャンバ11の内径よりも小さい。また、チャンバ11の底面の縁部は丸みを帯びて形成されている(図4(A)ないし(C)参照)。
The fixed
本実施形態では、図2に示されているように、該図2における左右方向(図1における左右方向)で二つ、該図2における上下方向(図1における紙面に直角な方向)で二つの合計四つのチャンバ11が固定成形金型10の上面に配列形成されている。このように、本実施形態に係るブリケット成形装置1では、固定成形金型10に複数のチャンバ11を形成することにより、該複数のチャンバ11において同時にブリケットを成形して、ブリケットの製造効率を高めている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, two in the left-right direction in FIG. 2 (left-right direction in FIG. 1) and two in the up-down direction in FIG. 2 (direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1). A total of four
図1に示されているように、上部加圧装置20は、上記固定成形金型10の上方に設けられており、チャンバ11内に進入し該チャンバ11内のアルミ材Pを上方から圧縮する複数の主加圧体21と、該主加圧体21が取り付けられた上部可動体22と、該上部可動体22が取り付けられ該上部可動体22そして上記主加圧体21を上下方向に駆動する流体圧シリンダ等の上部駆動部23とを有している。該上部駆動部23は上記上部固定板50に取り付けられた上部支持体24で支持されている。
As shown in FIG. 1, the
複数の主加圧体21は、円柱ピストン状をなしていて、各チャンバ11に対応して複数設けられていて、それぞれ対応するチャンバ11の直上に位置している。該主加圧体21は、外径がチャンバ11の内径と等しくなっており、後述するように該主加圧体21の下部がチャンバ11へ摺動して進入可能となっている。また、主加圧体21は、その下端面がチャンバ11内のアルミ材を圧縮するための加圧面21Aをなしており、図1に示されるように若干窪んだ凹曲面として形成されている(図4(A)ないし(C)をも参照)。
The plurality of main pressurizing
上記主加圧体21が取り付けられた上部可動体22は、固定成形金型10と平行に延びる高剛性の板状部材であり、その下面から主加圧体21が下方に延びている。上部駆動部23は、流体圧シリンダ、例えば、下方へ延び上下方向で往復動するロッド23Bを備えた油圧シリンダ23Aを有している。該ロッド23Bの下部には上記上部可動体22が取り付けられており、上部駆動部23の駆動により該上部可動体22そして主加圧体21が上下方向に往復動するようになっている。
The upper
上記固定成形金型10の下方に設けられた下部加圧装置30は、チャンバ11の孔部12内に下方から進入し該チャンバ11内のアルミ材Pを下方から圧縮する複数の副加圧体31と、該副加圧体31を支持する下部可動体32と、該下部可動体32が取り付けられ該下部可動体32そして上記副加圧体31を上下方向に駆動する下部駆動部33とを有している。該下部駆動部33は下部支持体34を介してベース60により支持されている。
The
複数の副加圧体31は、上端に先細りの円錐形状の頂部が形成された円柱状部材であり、各チャンバ11に対応して複数設けられている。該複数の副加圧体31は、図1に見られるように、該チャンバ11の孔部12の直下に位置するとともにその上部が該孔部12を貫通して該孔部12内に収容されている。該副加圧体31は、外径が上記孔部12の内径と等しくなっており、チャンバ11の内径より小さい。後述するように該副加圧体31の上部はチャンバ11内に進入可能となっている。副加圧体31は、その上部における上記頂部の面および円筒状部分の外周面がチャンバ11内のアルミ材Pを圧縮するための加圧面をなしている。この副加圧体31のチャンバ11への進入時のストロークは複数回に分けて次第に進入するようにすることもできる。
The plurality of
上記副加圧体31を支持する下部可動体32は、固定成形金型10と平行に延びる板状部材であり、その上面から副加圧体31が上方に延びている。下部駆動部33は、上方へ延び上下方向で往復動するロッド33Bを備えた油圧シリンダ33Aを有している。該ロッド33Bの上端には上記下部可動体32が取り付けられており、下部駆動部33の駆動により該下部可動体32そして副加圧体31が上下方向に往復動するようになっている。
The lower
供給装置40は、外部から上端開口を経て供給されたアルミ材Pを貯留する複数のストックビン41と、該ストックビン41の下部にて該ストックビン41の下端開口からアルミ材Pを受け入れてチャンバ11内に該アルミ材Pを供給する複数の供給カップ42と、該供給カップ42をチャンバ11の直上に移動させるための送出部材43と、上記ストックビン41の下端開口を開放あるいは閉塞する開閉板44と、該開閉板44が上記ストックビン41の下端開口を開放する開位置と該下端開口を閉塞する閉位置との間で該開閉板44を往復動させる開閉駆動部45とを有している。図2に見られるように、左右に二つ形成されたチャンバ11が上下に二列形成された本実施形態では、上記ストックビン41、供給カップ42そして開閉板44は、各列に対応して設けられ、送出部材43は両列に共通して設けられている。
The
ストックビン41は、上下方向に延び上下端で開口する筒状体をなしており、図1に示されているように、上部加圧装置20の右方に位置に形成された可動部材22の貫通孔22Aおよび上部固定板50の貫通孔50Aを上下方向に貫通して設けられている。本実施形態では、該ストックビン41は、上述のように上記各列のチャンバ11に対応して二つ設けられており、図2に示されている二つの供給カップ42の直上に設けられている。
The
供給カップ42は、図1に示されているように、ストックビン41の下方で下端開口に近接して設けられている。本実施形態では、各ストックビン41に対応して供給カップ42は二つ設けられており、図2によく見られるように、同図における上側に配列されたチャンバ11および下側に配列されたチャンバ11にそれぞれ対応した位置で該チャンバ11の右方に位置している。供給カップ42は、上方へ向けて拡径した円錐筒状をなしていて上下に開口しており、図1によく見られるように、ストックビン41の下端と固定成形金型10の上面との間の距離とほぼ等しい高さ寸法で形成されている。該供給カップ42の上端開口の直径は上記ストックビンの下端開口の直径と等しくなっており、該供給カップ43の下端開口の直径はチャンバ11の上端開口の直径と等しくなっている。本実施形態では、該供給カップ42は、チャンバ11の容積の二倍の容積をもつように形成されている。
As shown in FIG. 1, the
送出部材43は、図1における左右方向に延びる腕状をなす部材であり、図2に示されているように、左端が分枝して各供給カップ42の側面と連結されている。該送出部材43は、駆動部(図示せず)によって上記左右方向で往復動するようになっており、二つの供給カップ42を同時に同じ距離だけ該左右方向に移動させる。後述するように、送出部材43は、供給カップ42をストックビン41の直下位置から二つのチャンバ11の直上位置へ順次移動した後に再びストックビン41の直下位置へ戻るように移動させる。
The
開閉板44は、ストックビン41の下端開口と供給カップ42の上端開口との間に位置しており、開閉駆動部45によって図1における左右方向に駆動されて、ストックビン41の下端開口を開放する開位置と該下端開口を閉塞する閉位置との間で往復動が可能となっている。
The opening /
次に、ブリケット成形装置1によるブリケットの成形について説明する。まず、本実施形態では、ブリケットの成形は、チャンバ11へのアルミ材Pを投入する原材料投入工程、該チャンバ11内のアルミ材Pを圧縮してブリケットを成形する圧縮工程、成形されたブリケットをチャンバ11から取り出すブリケット取出工程の三つの工程によって行われる。以下、これら三つの工程を順に説明する。
Next, briquette molding by the briquette molding apparatus 1 will be described. First, in the present embodiment, the briquette is formed by a raw material charging step of charging the aluminum material P into the
<原材料投入工程>
図3は、図2のIII−III断面図であり、原材料投入工程を説明するための図である。ここでは、図2における下側のチャンバ11への原材料としてのアルミ材Pの投入について説明する。該図2における上側のチャンバ11へのアルミ材Pの投入も上記下側のチャンバ11の場合と同様であるので、ここではその説明は省略する。
<Raw material input process>
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. 2 and is a view for explaining a raw material charging step. Here, the introduction of the aluminum material P as a raw material into the
まず、アルミ材Pが二つのストックビン41に供給されて該ストックビン41内に貯留される。このとき、二つの供給カップ42はそれぞれ対応するストックビン41の直下に配されており、また、開閉板44はストックビン41の下端開口を開放する位置、すなわち開放位置に後退しており、該ストックビン41と供給カップ42とが連通した状態となっている。したがって、供給カップ42の下端開口が固定成形金型10の上面に接して塞がれた状態のもとで、ストックビン41に供給されたアルミ材Pは該ストックビン41の下端開口を経て供給カップ42内にも供給されるので、図1に示されているように、該ストックビン41および供給カップ42の両方にアルミ材Pが貯留される。この結果、各供給カップ42には、二つのチャンバ11の容積の合計と等しい体積のアルミ材Pが充填される。
First, the aluminum material P is supplied to the two
次に、開閉駆動部45が、開閉板44を前進させてストックビン41の下端開口を閉塞する位置、すなわち閉位置に位置させる。これによって、図3に示されるように、該ストックビン41と供給カップ42との間が遮断される。
Next, the opening /
次に、図3の左方へ送出部材43を前進させて、二点鎖線で示されているように、供給カップ42Aを右側のチャンバ11の直上位置にもたらす。この結果、供給カップ42内のアルミ材Pが該供給カップ42の下端開口を経て上記右側のチャンバ11内に投入される。該右側のチャンバ11へのアルミ材Pの投入完了時において、図3に見られるように、該チャンバ11には該チャンバ11の上部開口位置までアルミ材Pが充填される。右側のチャンバ11へのアルミ材Pの投入後には、図3に見られるように、供給カップ42内のアルミ材Pは半減し、該供給カップ42内には一つのチャンバ11の容積と等しい体積のアルミ材Pが残った状態となる。
Next, the
さらに、図3の左方へ送出部材43を前進させて、二点鎖線で示されているように、供給カップ42を左方側のチャンバ11の直上位置にもたらす。この結果、供給カップ42内のアルミ材Pが該供給カップ42の下端開口を経て上記左側のチャンバ11内に投入される。したがって、該左側のチャンバ11へのアルミ材Pの投入完了時において、図3に見られるように、該チャンバ11には該チャンバ11の上部開口位置までアルミ材Pが充填されるとともに、供給カップ42内が空の状態となる。
Further, the
このようにして両チャンバ11へのアルミ材Pの投入が完了すると、送出部材43は右方へ後退し、供給カップ42は、対応するストックビン41の下方にもたらされる。そして、開閉板44が開位置にもたらされることにより、次の原材料投入工程に備えて、ストックビン41内のアルミ材Pが供給カップ42内に再充填され原材料投入工程が完了する。
When the introduction of the aluminum material P into both the
<圧縮工程>
図4は、圧縮工程を説明するための図であり、(A)はアルミ材Pが圧縮される前、すなわち圧縮工程が開始される前の状態、(B)はアルミ材Pが主加圧体21によって圧縮された状態、(C)はアルミ材Pがさらに副加圧体31によって圧縮された状態を示す図である。該図4(A)ないし(C)では、四つのチャンバ11のうちの一つにおけるアルミ材Pの圧縮を示している。圧縮工程は、四つのチャンバ11の全てにおいて同様に行われる。
<Compression process>
4A and 4B are diagrams for explaining the compression process, in which FIG. 4A is a state before the aluminum material P is compressed, that is, before the compression process is started, and FIG. The state compressed by the
上述した原材料投入工程が完了した時点では、図4(A)に示されるように、主加圧体21は、まだチャンバ11内に進入しておらず、また、副加圧体31は110先細り形状の頂部のみがチャンバ11内に下方から突出している。そして、圧縮工程が開始されると、まず、上部駆動部23の駆動により主加圧体21のみが下方へ移動し、図4(B)に示されるように、該主加圧体21がチャンバ11内に上方から進入する。この結果、チャンバ11内のアルミ材Pは、主加圧体21の下端面である加圧面21Aによって上方から圧縮される。
When the above-described raw material charging step is completed, as shown in FIG. 4A, the
該主加圧体21は、アルミ材料Pの密度が完成品としてのブリケットの所定の密度に達する前に加圧力をそのまま維持した状態で停止する。このように、主加圧体21によっては、後に副加圧体31による圧縮が行われる前段階としてアルミ材Pを上記所定の密度より低い密度に圧縮するに留めるので、その分、該主加圧体21による圧縮に要する圧力は、従来のように一度に所定密度まで圧縮してしまう場合に比べて低くて済む。
The
本実施形態では、主加圧体21は、例えば100MPaの圧力でアルミ材Pを圧縮する。従来の装置において、ブリケット成形時にアルミ材を圧縮する圧力は、例えば約200MPaであり、これと比較すると本実施形態の上記主加圧体21による圧力は大幅に低くなっている。
In the present embodiment, the
上記主加圧体21によってアルミ材Pが圧縮された後、下部駆動部33の駆動により副加圧体31が上方へ移動し、図4(C)に示されるように、該副加圧体31の上端側部分がチャンバ11内に下方から進入してアルミ材Pに突き刺さる。この結果、チャンバ11内のアルミ材Pは、副加圧体31におけるチャンバ11に進入した部分の外面、すなわち該副加圧体31の上部における頂部の面および円筒状部分の外周面によって圧縮される。これによって、上記主加圧体21によって圧縮されたアルミ材Pは副加圧体31が刺さった容積分だけさらに圧縮され、所定の密度のブリケットが成形される。
After the aluminum material P is compressed by the
副加圧体31により圧縮して得られるブリケットは、図5(C)にも見られるように、鱗片状のアルミ材が副加圧体31の表面に沿って縦方向成分をもって向くようになり、単にピストンの面で圧縮して得られるブリケットでは全体にわたり鱗片状のアルミ材が横方向に向いて特に下面で崩れやすいのに比べ、上記縦方向成分をなすことにより該鱗片状のアルミ材が崩れにくくなる。
The briquette obtained by compressing with the
本実施形態では、副加圧体31は加圧面の外径がチャンバの内径より小さく前端が先細り形状をなしているので、主加圧体21により圧縮されたアルミ材Pに該副加圧体31を容易に突き刺すことができる。したがって、副加圧体31による圧縮の際の圧力はさほど大きくする必要がなく、本実施形態では、副加圧体31は、主加圧体21による圧縮に要する圧力よりも若干大きい程度の圧力、例えば約110MPaの圧力でアルミ材Pを圧縮する。つまり、該副加圧体31による圧縮に要する圧力も、主加圧体21の場合と同様に、従来の装置における圧力と比較して大幅に低くなっている。
In the present embodiment, since the
<ブリケット取出工程>
上記主加圧体21および副加圧体31による圧縮によるブリケットの成形が完了すると、まず、主加圧体21が上部駆動部23に駆動されて上方へ移動してチャンバ11外へもたらされ、図4(A)に示されるような位置に戻る。次に、副加圧体31が下部駆動部33に駆動されて上方へ移動してチャンバ11内へさらに進入する。この結果、ブリケットは、該副加圧体31によって下方から押し上げられ、最終的にチャンバ11外へ押し出される。チャンバ11外へ押し出されたブリケットは、固定成形金型10の上面に沿って、供給カップ42と直交方向に移動する取出部材(図示せず)によって装置外へ取り出される。このようにして完成品であるブリケットが取り出され、ブリケット取出工程が完了する。本実施形態では、主加圧体21と副加圧体31とが互いに対向する方向でチャンバ11内へ進入するので、上述したように副加圧体31によってブリケットをチャンバ外へ押し出して、取出部材により容易に取り出すことが可能となっている。
<Bricket removal process>
When the formation of the briquette by compression by the
本実施形態では、ブリケット取出工程において、主加圧体21を上方へ移動させてチャンバ11外へもたらした後に副加圧体31を上方へ移動させることとしたが、これに代えて、主加圧体21および副加圧体31の上方への移動を同時に開始することとしてもよい。
In the present embodiment, in the briquette removing step, the
図5は、完成品であるブリケットQの縦断面図である。同図に示されるように、ブリケットQは略円筒状の外形をなしており、主加圧体21の下端面である加圧面21Aに加圧されたことにより上面が凸曲面として形成され、また、下方から副加圧体13が突き刺さされたことにより該副加圧体31の先端部と同形状の孔部Q1が下方に開口して形成されている。本実施形態では、ブリケットQは上面が凸曲面として形成されるので、副加圧体31による下方からの圧縮の長さ(図5における孔部Q1の長さ寸法H1)を大きくしても、ブリケットQの上面から孔部Q1の上端までの寸法(図5における寸法H2)を十分大きく確保できる。したがって、該ブリケットQの強度を確保しつつ副加圧体31による十分な圧縮によって高密度なブリケットQを成形することができる。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the finished briquette Q. As shown in the figure, the briquette Q has a substantially cylindrical outer shape, and the upper surface is formed as a convex curved surface by being pressed on the
また、本実施形態では、チャンバ11の底面の縁部が丸みを帯びて形成されているので、図5に示されているように、該チャンバ11内で圧縮されて成形されるブリケットQの下面の縁部Q2も丸みを帯びた形状となる。したがって、チャンバ11からのブリケットQの取出しの際における該ブリケットQの上記縁部Q2とチャンバ11の内面との摩擦が小さくなり、該ブリケットQの取出しが容易となる。また、該ブリケットQの取出後、取扱時に上記縁部Q2が外部からの衝撃等によって崩れたり欠けたりすることを防止できる。
In the present embodiment, since the edge of the bottom surface of the
既述したように、本実施形態では、主加圧体21および副加圧体31を用いてアルミ材Pを順次圧縮することにより、さほど高い力でアルミ材Pを圧縮しなくとも高密度なブリケットを成形することができる。その結果、ブリケット成形装置1の駆動源は従来のような一度で圧縮するための高出力を必要とせず、消費エネルギそしてコストを低減することができる。さらには装置の小型化を図ることができる。
As described above, in the present embodiment, the aluminum material P is sequentially compressed using the
本実施形態では、主加圧体と副加圧体とは互いに対向する方向からチャンバ内に進入してアルミ材を圧縮することとしたが、主加圧体および副加圧体の進入方向はこれに限られない。例えば、主加圧体と副加圧体とを互いに直角をなす方向からチャンバ内に進入させてもよい。この場合、例えば、主加圧体を上方からチャンバ内に進入させるとともに副加圧体を水平方向でチャンバ内に進入させることもできる。 In the present embodiment, the main pressurizing body and the sub-pressurizing body enter the chamber from the direction opposite to each other to compress the aluminum material. It is not limited to this. For example, the main pressurizing body and the sub-pressurizing body may enter the chamber from a direction perpendicular to each other. In this case, for example, the main pressurizing body can enter the chamber from above and the sub-pressurizing body can enter the chamber in the horizontal direction.
また、本実施形態では、主加圧体による圧縮が完了した後に副加圧体の圧縮が開始されることとしたが、これに代えて、主加圧体の圧縮の開始後であって該圧縮の完了前に副加圧体の圧縮を開始することとしてもよい。 Further, in the present embodiment, the compression of the sub-pressurization body is started after the compression by the main pressurization body is completed, but instead, after the compression of the main pressurization body is started, It is good also as starting compression of a sub-pressurization body before completion of compression.
本発明装置においては、副加圧体を作動させずに、主加圧体のみを作動させてブリケットを作ることができる場合もある。ブリケットが本発明によるブリケット化と比べて低めの密度でも良いという場合には、主加圧体による圧縮の時点でブリケットとして取り出してもよい。このとき、副加圧体はブリケットの取出しのために該ブリケットをチャンバ外に押し出す部材として機能する。 In the apparatus of the present invention, there are cases where a briquette can be made by operating only the main pressurizing body without operating the sub-pressurizing body. If the briquette may have a lower density than the briquetting according to the present invention, it may be taken out as a briquette at the time of compression by the main pressure member. At this time, the sub-pressurizer functions as a member that pushes the briquette out of the chamber for taking out the briquette.
1 ブリケット成形装置
10 固定成形金型
11 チャンバ
21 主加圧体
21A 加圧面
31 副加圧体
P アルミ材(原材料)
Q ブリケット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Q Briquette
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CN112940822A (en) * | 2020-12-28 | 2021-06-11 | 宁夏亘峰嘉能能源科技股份有限公司 | Briquette ball cooling device and briquette production system |
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