JP2016196671A - ロール屑のリサイクル方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】鉄鋼プロセスで使用する金属加工用ロールを研磨する際に発生し、油分及び水分を含有する研磨屑を、Fe、Cr、Ni、及びMoを含むが、W、Vのいずれも含まない第1の研磨屑と、Fe、Cr、Ni、及びMoを含み、且つW、Vのいずれかを含む第2の研磨屑とに分別して管理する研磨屑の分別管理工程と、第1及び第2の研磨屑を、それぞれ乾燥させて水分を除去する研磨屑の水分除去工程と、第1及び第2の研磨屑を、それぞれ溶剤によって洗浄し、油分を除去する研磨屑の油分除去工程と、前記第1及び第2の研磨屑を、それぞれ溶融炉に入れて、金属成分を回収する研磨屑の金属成分回収工程と、を有するロール屑のリサイクル方法が提供される。
【選択図】図2
Description
分別された前記第1の研磨屑と前記第2の研磨屑とを、それぞれ乾燥させて水分を除去する研磨屑の水分除去工程と、
水分除去後の前記第1の研磨屑と前記第2の研磨屑とを、それぞれ溶剤によって洗浄し、油分を除去する研磨屑の油分除去工程と、
油分除去後の前記第1の研磨屑と前記第2の研磨屑とを、それぞれ溶融炉に入れて、金属成分を回収する研磨屑の金属成分回収工程と、
を有することを特徴とするロール屑のリサイクル方法。
分別された前記第1の研磨屑と前記第2の研磨屑とを、それぞれ乾燥して水分を除去する研磨屑の水分除去工程と、
水分除去後の前記第1の研磨屑と前記第2の研磨屑とを、それぞれ溶剤によって洗浄し、油分を除去する研磨屑の油分除去工程と、
前記鉄鋼プロセスで使用する金属加工用ロールを切削する際に発生し、油分を含有する切削屑を、Fe、Cr、Ni、及びMoを含むが、W、Vのいずれも含まない第1の切削屑と、Fe、Cr、Ni、及びMoを含み、W、Vのいずれかを含む第2の切削屑とに分別して管理する切削屑の分別管理工程と、
分別された前記第1の切削屑と前記第2の切削屑とを、それぞれ破砕する切削屑の破砕工程と、
油分除去後の前記第1の研磨屑と、破砕後の前記第1の切削屑とを混合する第1の混合工程と、油分除去後の前記第2の研磨屑と、破砕後の前記第2の切削屑とを混合する第2の混合工程と、の少なくともいずれかを含む混合工程と、
前記第1の混合工程後の前記第1の研磨屑及び前記第1の切削屑、及び/又は、前記第2の混合工程後の前記第2の研磨屑及び前記第2の切削屑を、溶融炉に入れて、金属成分を回収する研磨屑及び切削屑の金属成分回収工程と、
を有することを特徴とするロール屑のリサイクル方法。
分離後の前記磁着物を、その後の工程で使用することを特徴とする、上記(1)〜(5)のいずれか1つに記載のロール屑のリサイクル方法。
前記第1の研磨屑、又は、前記第1の研磨屑及び切削屑からは、金属加工用ロール原料またはステンレス原料としての金属成分が回収され、
前記第2の研磨屑は、又は、前記第2の研磨屑及び切削屑からは、金属加工用ロール原料としての金属成分が回収されることを特徴とする、上記(1)~(6)のいずれか1つに記載のロール屑のリサイクル方法。
次に、金属加工用ロールを研磨する際に発生した研磨屑を用いた第1の実施形態のロール屑のリサイクル方法を、図2を用いて説明する。図2は、第1の実施形態のロール屑のリサイクル方法のフローを示した図である。図2に示すように、第1の実施形態のロール屑のリサイクル方法においては、分別管理工程と、水分除去工程と、油分除去工程と、金属成分回収工程とを順次行う。
まず、分別管理工程においては、金属加工用ロールの研磨時に発生した研磨屑を、Fe、Cr、Ni、Moを含み、且つ、W、Vのいずれかの金属成分を含まない研磨屑のグループ(αグループ)と、Fe、Cr、Ni、Moを含み、且つ、W、Vのいずれか1つ以上の金属成分を含む研磨屑のグループ(βグループ)とに分けて収集する。
次に、水分除去工程について説明する。水分除去工程では、100〜120℃、常圧で、分別された各研磨屑から水分を乾燥除去する。乾燥除去の方法としては、例えば、熱風炉、ロータリーキルン等の乾燥機を用いて行うことができる。また、研磨屑の乾燥時間は、研磨屑の状態、用いる乾燥機等にもより異なるため、予め実験をして決定することが好ましいが、乾燥時間はおよそ15分から60分が妥当である。
次に、油分除去工程について説明する。
次に、金属成分回収工程について説明する。
また、研磨屑には、砥石成分が多く含まれている場合があり、砥石成分は溶融炉に投入した際にスラグ成分となるため、溶融炉に研磨屑を投入する際には、各グループの研磨屑に含まれている砥石成分をあらかじめ除去することが好ましい。したがって、第1の実施形態においては、油分除去工程の後に、砥石成分を分離する磁選分離工程を行ってもよい。
なお、水分、油分を分離した研磨屑は、微細な粒子からなるため、溶融炉に投入する際に、飛散しやすい。したがって、上記油分除去工程と上記金属成分回収工程との間に、各グループの研磨屑を成型する成型工程を行い、研磨屑の飛散を防止するようにしてもよい。各グループの研磨屑を成型することにより、研磨屑が飛散しにくくなり、金属成分をさらに有効に回収することができる。
次に、金属加工用ロールを研磨する際に発生した研磨屑と切削屑とを用いた第2の実施形態のロール屑のリサイクル方法を、図5を用いて説明する。図5は、第2の実施形態のロール屑のリサイクル方法のフローを示した図である。図5に示すように、第2の実施形態のロール屑のリサイクル方法においては、研磨屑及び切削屑の分別管理工程と、研磨屑の水分除去工程と、研磨屑の油分除去工程と、切削屑の粉砕工程と、混合工程と、金属成分回収工程とを順次行う。なお、研磨屑の分別管理工程から油分除去工程までの研磨屑に関する一連の工程と、切削屑の分別管理工程から粉砕工程までの切削屑に関する一連の工程とは、並行して行われてもよく、また、順次行われてもよく、どちらの一連の工程も、混合工程を行う前に完了していればよい。また、第2の実施形態において、研磨屑の分別工程から水分除去工程を介して油分除去工程に至る工程は、第1の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
切削屑の分別管理工程においては、研磨屑と同様に、金属加工用ロールの切削時に発生した切削屑を、Fe、Cr、Ni、Moを含み、且つ、W、Vのいずれかを含まない切削屑のグループ(αグループ)と、Fe、Cr、Ni、Moを含み、且つ、W、Vのいずれか1つ以上含む切削屑のグループ(βグループ)とに分けて収集する。なお、金属加工用ロールの切削屑の発生量は、研磨屑と合わせても、金属加工用ロールの生産量に比べて約1/10と非常に少なく、ステンレスの生産量と比べるとさらに少ないため、上述の成分以外の金属成分が金属加工用ロールの原料等に少量混入していても、その原料から生産される金属加工用ロールまたはステンレス鋼には影響が少ない。したがって、第2の実施形態においても、上記αグループの切削屑と、βグループの切削屑との2つに分別するだけで良く、3つ以上のグループに細かく分別する必要はない。また、第1の実施形態と同様に、例えば、金属加工用ロールを加工または成型する際に発生した切削屑を、α、βグループの切削屑ごとに回収する回収ボックスを工場に設置しておくことで、α、βグループの切削屑ごとに容易に回収することができる。さらに、第1の実施形態と同様に、工場に分別のための回収ラインを設置してもよく、分別の方法は特に限定されるものではない。
次に、切削屑の破砕工程について説明する。
次に混合工程について説明する。混合工程においては、粉砕した各グループの切削屑と、同じグループの研磨屑とを混合する。すなわち、αグループの切削屑を同じαグループの研磨屑に混合し、βグループの切削屑を同じβグループの研磨屑に混合する。なお、切削屑は、研磨屑に比べて油分が少ないことが多いため、油分を除去した研磨屑と混合することにより、原料の一部として溶融炉に投入することができる。したがって、本実施形態においては、切削屑に対して油分の除去を行う必要はない。
次に、金属成分回収工程について説明する。第1の実施形態と同様に、混合工程で油分除去した各グループの研磨屑と破砕した各グループの切削屑との各グループの混合物を、金属加工用ロールを製造するための溶融炉、または、ステンレス鋼を製造するための溶融炉に投入し、研磨屑及び切削屑に含まれる金属成分を金属加工用ロールを製造するためにそれぞれ回収する。例えば、αグループの研磨屑と切削屑と混合については、オーステナイト系ステンレスおよび二相ステンレス(オーステナイト・フェライト系)といったステンレス鋼を製造するための溶融炉に、原料の一部として投入し、研磨屑に含まれる金属成分を、ステンレス鋼を製造するために回収してもよい。
分別管理で分別した表1記載の研磨屑(αグループ)を、上述の水分除去工程で、常圧、110℃、20分で乾燥し水分を除去した後、研磨屑1kgに対して0.3kgのn−ヘキサンとともに、常圧、常温の油分分離槽に投入し、5分間の油分分離を行った。研磨屑から油分を除去後、80℃でn−ヘキサンを研磨屑から蒸発させた。
実施例1でn−ヘキサンを研磨屑から蒸発させた後の油分をほとんど含まない研磨屑を、油圧式の往復ピストン型圧縮機を用いて、50MPaの圧力で圧縮し、直径90mm、厚さ40mmの金属原料(成型体)を作成した。
分別管理で分別した表1記載の実施例の切削屑(αグループ)を40mm以下の大きさになるように切断した。さらに、切断後の切削屑と、実施例1でn−ヘキサンを研磨屑から蒸発させた後の油分をほとんど含まない研磨屑とを混合し、金属原料(混合物)を作成した。なお、研磨屑と切削屑との混合割合は、2:3(質量比)であった。
実施例1でn-ヘキサンを研磨屑から蒸発させた後の油分をほとんど含まない研磨屑に、ネオジム磁石を近づけ、磁着分を磁着させ、回収した(磁選分離工程)。その後、回収した磁着分、及び残存する非非磁着分の質量を測定した。磁着分は、磁選分離前の研磨屑に対して92.7質量%あり、残りの7.3質量%は、非磁着分であった。磁着物中のAl2O3濃度は0.4質量%であった。その後、分別管理で表2記載の切削屑(αグループ)を30mm以下の大きさになるように切断し、切断後の切削屑と磁着回収した研磨屑とを混合した。その混合物を油圧式のピストン型圧縮機に供給し、50MPaの圧力で圧縮し、直径90mm、厚さ40mmの金属原料(成型体)を作成した。なお、研磨屑と切削屑との混合割合は、2:3(質量比)であった。
実施例1でn−ヘキサンを研磨屑から蒸発させた後の油分をほとんど含まない研磨屑に、ネオジム磁石を近づけ、磁着分を磁着させ、回収した(磁選分離工程)。磁選分離前の研磨屑に対して磁着分は92.7質量%あり、残りの7.3質量%は、非磁着分であった。その後、磁着回収した研磨屑のみを用い、これを、油圧式のピストン型圧縮機に供給し、50MPaの圧力で圧縮し、直径90mm、厚さ40mmの金属原料(成型体)を作成した。
分別管理で分別した表1記載の研磨屑(βグループ)を、上述の水分除去工程で、常圧、110℃、20分で乾燥し水分を除去した後、研磨屑1kgに対して0.3kgのn−ヘキサンとともに、常圧、常温の油分分離槽に投入し、5分間の油分分離を行った。研磨屑から油分を除去後、80℃でn−ヘキサンを研磨屑から蒸発させた。蒸発させた後の研磨屑に含まれる油分は、0.05質量%であった。この研磨屑に、ネオジム磁石を近づけ、磁着分を磁着させ、回収した(磁選分離工程)。磁選分離前の研磨屑に対して磁着分は90.5質量%あり、残りの9.5質量%は、非磁着分であった。その後、分別管理で分別した表2記載の切削屑(βグループ)を30mm以下の大きさになるように切断した。さらに、切断後の研削屑と、磁着回収した研磨屑とを混合した。その混合物を油圧式のピストン型圧縮機に供給し、50MPaの圧力で圧縮し、直径90mm、厚さ40mmの金属原料(成型体)を作成した。なお、研磨屑と切削屑との混合割合は、2:3(質量比)であった。
分別管理していない表2記載の未分別研磨屑を、そのまま、油圧式のピストン型圧縮機に供給し、50MPaの圧力で圧縮し、直径90mm、厚さ40mmの金属原料(成型体)を作成した。
分別管理していない表2記載の未分別研磨屑と、100mm以下の大きさになるように裁断した分別管理していない表2記載の未分別切削屑とを混合し、金属原料を作成した。なお、研磨屑と切削屑との混合割合は、2:3(質量比)であった。
分別管理で分別した表2に記載の研磨屑(αグループ)を、110℃で乾燥した後、油分を分離せずに、ネオジム磁石を近づけ、磁着分を磁着させ回収した(磁選分離工程)。ほぼ全量が磁着分であり、非磁着分はほとんど存在せず、磁選分離前の研磨屑に対して1質量%以下であった。その後、磁着した研磨屑のみを用い、油圧式のピストン型圧縮機に供給し、50MPaの圧力で圧縮し、直径90mm、厚さ40mmの金属原料(成型体)を作成した。
20 油分分離装置
21 温度調整装置
22 溶剤供給装置
23 容器
25 油分分離層
26 圧力調整装置
56 溶剤
100 金属粉
110 砥石粉
120 油分
130 水分
Claims (9)
- 鉄鋼プロセスで使用する金属加工用ロールを研磨する際に発生し、油分及び水分を含有する研磨屑を、Fe、Cr、Ni、及びMoを含むが、W、Vのいずれも含まない第1の研磨屑と、Fe、Cr、Ni、及びMoを含み、且つW、Vのいずれかを含む第2の研磨屑とに分別して管理する研磨屑の分別管理工程と、
分別された前記第1の研磨屑と前記第2の研磨屑とを、それぞれ乾燥させて水分を除去する研磨屑の水分除去工程と、
水分除去後の前記第1の研磨屑と前記第2の研磨屑とを、それぞれ溶剤によって洗浄し、油分を除去する研磨屑の油分除去工程と、
油分除去後の前記第1の研磨屑と前記第2の研磨屑とを、それぞれ溶融炉に入れて、金属成分を回収する研磨屑の金属成分回収工程と、
を有することを特徴とするロール屑のリサイクル方法。 - 鉄鋼プロセスで使用する金属加工用ロールを研磨する際に発生し、油分及び水分を含有する研磨屑を、Fe、Cr、Ni、及びMoを含むが、W、Vのいずれも含まない第1の研磨屑と、Fe、Cr、Ni、及びMoを含み、且つW、Vのいずれかを含む第2の研磨屑とに分別して管理する研磨屑の分別管理工程と、
分別された前記第1の研磨屑と前記第2の研磨屑とを、それぞれ乾燥して水分を除去する研磨屑の水分除去工程と、
水分除去後の前記第1の研磨屑と前記第2の研磨屑とを、それぞれ溶剤によって洗浄し、油分を除去する研磨屑の油分除去工程と、
前記鉄鋼プロセスで使用する金属加工用ロールを切削する際に発生し、油分を含有する切削屑を、Fe、Cr、Ni、及びMoを含むが、W、Vのいずれも含まない第1の切削屑と、Fe、Cr、Ni、及びMoを含み、W、Vのいずれかを含む第2の切削屑とに分別して管理する切削屑の分別管理工程と、
分別された前記第1の切削屑と前記第2の切削屑とを、それぞれ破砕する切削屑の破砕工程と、
油分除去後の前記第1の研磨屑と、破砕後の前記第1の切削屑とを混合する第1の混合工程と、油分除去後の前記第2の研磨屑と、破砕後の前記第2の切削屑とを混合する第2の混合工程と、の少なくともいずれかを含む混合工程と、
前記第1の混合工程後の前記第1の研磨屑及び前記第1の切削屑、及び/又は、前記第2の混合工程後の前記第2の研磨屑及び前記第2の切削屑を、溶融炉に入れて、金属成分を回収する研磨屑及び切削屑の金属成分回収工程と、
を有することを特徴とするロール屑のリサイクル方法。 - 前記油分除去工程と前記金属成分回収工程との間に、油分除去後の前記第1及び第2の研磨屑を成型する研磨屑の成型工程をさらに有することを特徴とする請求項1に記載のロール屑のリサイクル方法。
- 前記混合工程と前記金属成分回収工程との間に、混合後の前記第1の研磨屑及び前記第1の切削屑、又は、混合後の前記第2の研磨屑及び前記第2の切削屑を成形する成型工程をさらに有することを特徴とする請求項2に記載のロール屑のリサイクル方法。
- 前記破砕工程において、前記第1の切削屑及び前記第2の切削屑を大きさ5mm以上40mm以下に破砕することを特徴とする、請求項2又は4に記載のロール屑のリサイクル方法。
- 前記油分除去工程後、前記第1及び第2の研磨屑を、磁気を用いて、磁着物と非着磁物とにそれぞれ分離する研磨屑の磁選分離工程を更に有し、
分離後の前記磁着物を、その後の工程で使用することを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載のロール屑のリサイクル方法。 - 前記金属成分回収工程において、
前記第1の研磨屑、又は、前記第1の研磨屑及び切削屑からは、金属加工用ロール原料又はステンレス原料としての金属成分が回収され、
前記第2の研磨屑、又は、前記第2の研磨屑及び切削屑からは、金属加工用ロール原料としての金属成分が回収されることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載のロール屑のリサイクル方法。 - 前記油分除去工程において、油分濃度が1質量%以下になるまで油分を除去することを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載のロール屑のリサイクル方法。
- 前記油分除去工程において、油分濃度を0.5質量%以下になるまで油分を除去することを特徴とする、請求項6又は7に記載のロール屑のリサイクル方法。
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