JP3095897B2

JP3095897B2 - 鉄粉・砂の自動選別装置

Info

Publication number: JP3095897B2
Application number: JP04233109A
Authority: JP
Inventors: 隆中沢; 幸雄枝; 茂小友; 光之小林
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1992-08-07
Filing date: 1992-08-07
Publication date: 2000-10-10
Anticipated expiration: 2015-10-10
Also published as: JPH0655239A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄粉・砂の自動選別装
置に係わり、特には、鉄粉混じりの砂を鉄と砂に分離
し、再利用可能な状態に自動的に選別する鉄粉・砂の自
動選別装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、鉄粉が多く含有されている鉱物研
掃後のショット砂の場合、鉄粉および砂の分離は鉄粉に
砂が附着しているために、鉄粉および砂をはっきり分離
することが難しく、ショット砂を再利用できずに産業廃
棄物として処分している。例えば、鋳物工程においては
図９に示すように、購入された鋳物砂を型形状、型の大
きさ等に合わせて混砂して調整した後に造型し、これに
溶融した鉄を注湯して鋳物を形成している。冷却後に金
型を解枠して鋳物を取り出し、解枠した砂は砂再生装置
（カルサイナー）により再生し、再度混砂に用いてい
る。また、解枠した鋳物はショットをかけた後に鋳物仕
上げを実施してそのまま製品と使用するか、あるいは、
次の加工工程に送られている。この際に、ショット工程
において発生した鉄粉・砂は産業廃棄物として処分して
いる

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年で
は、産業廃棄物公害防止の要望が強くなり、特に産業廃
棄物の処分場所が少なくなるとともに、また処分する費
用が多額にかかっている。さらに、鋳物業界においては
人手が不足しているという問題がある。

【０００４】本発明は上記従来の問題点に着目し、鉄粉
・砂の自動選別装置に係わり、特には、鉄粉混じりの砂
を鉄と砂に分離し、再利用可能な状態に自動的に選別す
る鉄粉・砂の自動選別装置の提供を目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第１発明では、鉄粉混じりの砂を磁石を用
いて鉄と砂に分離し、選別する鉄粉・砂の選別装置にお
いて、鉄粉混じりの砂の格納の有無を検出するレベルセ
ンサと、選別した鉄粉および砂の格納が満杯か、否かを
検出するレベルセンサと、両センサからの信号により磁
石を有する磁選装置を駆動制御するコントローラとから
なる。第１発明を主体とする第２発明では、磁選装置に
複数の磁石を直列に並べている。

【０００６】また、第１発明を主体とする第３発明で
は、選別した鉄粉および砂を格納するタンクの位置が下
部に運搬車が進入する高さにある。

【０００７】

【作用】上記構成によれば、鉄粉混じりの砂を送るコン
ベアに平行に配設した磁石を用いて選別する磁選装置に
より、鉄粉混じりの砂を鉄と砂に確実に分離するため、
従来産業廃棄物としていたものを再使用できる。また、
資源の再活用が可能になるとともに、自動的に選別する
ため人手が不要になり、費用が低減できる。さらに、特
に産業廃棄物の処分場所が少なくなっている現状では再
利用ができるため公害を防止できる。

【０００８】

【実施例】以下に、本発明に係わる鉄粉・砂の自動選別
装置の実施例につき、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の鉄粉・砂の自動選別装置の１実施例を示
す全体構成図を示す。図１において、鉄粉・砂の自動選
別装置１は、ショット工程において発生した鉄分を多く
含有した砂（以下、ショット砂２という。）を搬入する
ストックヤード部１０と、ストックヤード部１０に搬入
されたショット砂２を中間ホッパ部３０に搬送するバケ
ットエレベータ部２０と、ストックヤード部１０から搬
出されたショット砂２を一次格納する中間ホッパ部３０
と、中間ホッパ部３０からのショット砂２を鉄粉３・砂
４に選別する磁選装置４０と、磁選装置４０で選別され
た鉄粉３および砂４を格納するストレージタンク５０
と、ストックヤード部１０と中間ホッパ部３０とストレ
ージタンク５０等に配設した各センサからの信号により
バケットエレベータ部２０および磁選装置４０等の駆
動、停止等の後述する制御を行う制御装置８０（図４に
示す。）とからなる。

【０００９】図２に示すようにストックヤード部１０
は、ショット砂２を格納するストックヤード本体１１
と、ストックヤード本体１１の下部でショット砂２をバ
ケットエレベータ部２０に搬出する連絡口に配設された
ゲート１２と、ゲート１２を開閉するエアシリンダ１３
と、エアシリンダ１３への給排を切り替える電磁切換弁
１４と、ストックヤード本体１１の下部でショツト砂２
が接触することにより有無の確認をするレベルセンサ１
５と、からなっている。

【００１０】バケットエレベータ部２０は、ストックヤ
ード部１０に搬入されたショット砂２を中間ホッパ部３
０に搬送するバケットエレベータ２１と、バケットエレ
ベータ２１を駆動るモータ２２と、バケットエレベータ
２１の下方でストックヤード本体１１の下部に連絡する
連絡口に配設され、ショツト砂２の有無を確認するパト
ライト２３と、ショツト砂２の有無を表示するパトライ
ト２４と、からなっている。

【００１１】中間ホッパ部３０は、ショット砂２を格納
するホッパ本体３１と、ホッパ本体３１の下部でショッ
ト砂２を磁選装置４０に搬出する連絡口に配設され、シ
ョット砂２の流量を制御する手動の流量制御ゲート３２
と、流量制御ゲート３２の下方で磁選装置４０への搬出
を制御するゲート３３と、ゲート３３を開閉するエアシ
リンダ３４と、エアシリンダ３４への給排を切り替える
電磁切換弁３５（図４に示す。）と、ホッパ本体３１の
下部でショツト砂２が接触することにより空の確認をす
る下部レベルセンサ３６と、ホッパ本体３１の上部で満
杯の確認をする上部レベルセンサ３７と、ショット砂２
をホッパ本体３１から磁選装置４０にほぼ均一に供給す
るバイブレータ３８（図３に示す。）と、からなってい
る。

【００１２】磁選装置４０は、中間ホッパ部３０からの
ショット砂２を受ける供給コンベア４１と、供給コンベ
ア４１を回転駆動するモータ４２と、供給コンベア４１
の上方で一部平行に配設されている磁選コンベア４３
と、磁選コンベア４３を回転駆動する無断変速付きモー
タ４４と、磁選コンベア４３の内側で供給コンベア４１
に一部平行に配設されている複数のＮ極、Ｓ極からなる
磁石４５（図３に示す。）と、磁選コンベア４３の下側
で、鉄粉３と砂４とを分離する仕切板４６と、からなっ
ている。

【００１３】ストレージタンク５０は、磁選装置４０で
選別された鉄粉３および砂４を格納する鉄粉用のストレ
ージタンク６０（以下、鉄ストレージタンク６０とい
う。）と、砂用のストレージタンク７０（以下、砂スト
レージタンク７０という。）と、からなっている。鉄
ストレージタンク６０は、選別された鉄粉３を格納する
タンク本体６１と、タンク本体６１の下部で鉄粉３を鉄
ストレージタンク６０の下方に進入した運搬車９０等に
積載するために搬出する連絡口に配設されたゲート６２
と、ゲート６２を開閉するエアシリンダ６３と、エアシ
リンダ６３への給排を切り替える電磁切換弁６４（図３
に示す。）と、タンク本体６１の下部で鉄粉３が接触す
ることにより空の確認をする下部レベルセンサ６５と、
タンク本体６１の上部で満杯の確認をする上部レベルセ
ンサ６６と、鉄粉３の空を表示するパトライト６７と、
鉄粉３の満杯を表示するパトライト６８と、からなって
いる。

【００１４】また、同様に、砂ストレージタンク７０
は、選別された砂４を格納するタンク本体７１とタンク
本体７１の下部で砂４を砂ストレージタンク７０の下方
に進入した運搬車等に積載するために搬出する連絡口に
配設されたゲート７２と、ゲート７２を開閉するエアシ
リンダ７３と、エアシリンダ７３への給排を切り替える
電磁切換弁７４（図３に示す。）とタンク本体７１の下
部で砂４が接触することにより空の確認をする下部レベ
ルセンサ７５と、タンク本体７１の上部で満杯の確認を
する上部レベルセンサ７６と、砂４の空を表示するパト
ライト７７と、砂４の満杯を表示するパトライト７８
と、からなっている。

【００１５】図４に示すように、制御装置８０は、スト
ックヤード部１０と中間ホッパ部３０とストレージタン
ク５０等に配設した各センサからの信号によりバケット
エレベータ部２０および磁選装置４０等の駆動、停止等
の後述する制御をコントローラ８１からなる。図４は
制御装置８０のブロック図を示す。制御装置８０のコン
トローラ８１には、ストックヤード用レベルセンサ１
５、エレベータ用パトライト２３、中間ホッパ用下部
（以下、下部は空を表示する。）レベルセンサ３６、中
間ホッパ用上部（以下、満杯を表示する。）レベルセン
サ３７、ストレージタンク鉄用下部レベルセンサ６５、
ストレージタンク鉄用上部レベルセンサ６６、ストレー
ジタンク砂用下部レベルセンサ７５、ストレージタンク
砂用上部レベルセンサ７６、からの信号が入力される。

【００１６】コントローラ８１からは、磁石４５の励磁
・解磁４９、エレベータ用パトライト２４、ストックヤ
ード用ゲート電磁切換弁１４、エレベータ用駆動モータ
２２、中間ホッパゲート用電磁切換弁３５、供給コンベ
ア駆動モータ４２、磁選ベルト駆動モータ４４、ストレ
ージタンク鉄用ゲート電磁切換弁６４、ストレージタン
ク砂用ゲート電磁切換弁７４、ストレージタンク鉄用下
部パトライト６７、ストレージタンク鉄用上部パトライ
ト６８、ストレージタンク砂用下部パトライト７７、ス
トレージタンク砂用上部パトライト７８、への信号が出
力される。

【００１７】また、コントローラ８１には、自動運転用
のスイッチ８２と、手動運転用のスイッチ８３が配設さ
れている。また、手動運転用のスイッチ８３には、スト
ックヤード用ゲート電磁切換弁１４、エレベータ用駆動
モータ２２、中間ホッパゲート用電磁切換弁３５、供給
コンベア駆動モータ４２、磁選ベルト駆動モータ４４、
ストレージタンク鉄用ゲート電磁切換弁６４、ストレー
ジタンク砂用ゲート電磁切換弁７４、磁石４５の励磁等
の各々の作動を行うスイッチ８３ａ、８３ｂ、・・・８
３ｎが配設されている。さらに、コントローラ６１は、
ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵからなっている。

【００１８】なお、上記において、ストックヤード用の
レベルセンサおよびパトライト等を区別したが一個のセ
ンサでも良く、中間ホッパのゲートも一個でゲート開閉
あるいは流量制御を実施してもよいが、上記実施例に囚
われることなく保守点検時を考慮して変更しても良い。
また、上記実施例では、コントローラを用いて制御し
ているが、リレー、リミットスイッチ等の部品を用いて
制御できる。例えば、ゲートに用いるシリンダにリミッ
トスイッチを配設してストロークを検出して制御しても
良く、さらに、コントローラと上記部品を併用しても良
い。

【００１９】上記構成において、次に作動について説明
する。図５、図６は自動選別装置のフローチャート図を
示す。ステップ１では、ショット砂２をストックヤード
へ搬入する。ステップ２では、選別作業の開始のため、
例えば、作業員が自動運転用のスイッチ８２を「入り」
に入れる。ステップ３では、ストックヤード用レベルセ
ンサー１５からの信号により、ストックヤード本体１１
が空か、否かを判断し、空の場合には、ステップ１に行
きショット砂２をストックヤードへ搬入する。ショット
砂２がある場合には、ステップ４でエレベータ用パトラ
イト２３信号が空か、否かを判断し、空の場合にはステ
ップ３に戻り再度確認する。空の場合にはストックヤー
ド用のパトライト２４に信号を送り、ストックヤード本
体１１が空であることを表示する。上記ステップ３およ
び４は同じセンサより検出して１ステップにしてもよい
が、本案は安全を考慮して２ステップにしている。

【００２０】ステップ４でショット砂２がある場合に
は、ステップ５で鉄用および砂用のストレージタンク５
０がストレージタンク鉄用上部レベルセンサ６６および
ストレージタンク砂用上部レベルセンサ７６からの信号
により、満杯か、否かを判断する。満杯の場合には、ス
テップ６にいき、自動運転用のスイッチが「入り」にな
っているが作動を停止するとともにステップ７で、満杯
になっている鉄用および砂用のストレージタンク５０の
ストレージタンク鉄用上部パトライト６８およびストレ
ージタンク砂用上部パトライト７８への信号が出力さ
れ、例えばパトライトを青色の点灯をさせて作業員に満
杯であることを知らせる。

【００２１】ステップ５で満杯でない場合には、ステッ
プ８にいき中間ホッパ部３０のホッパ本体３１が上部レ
ベルセンサー３７からの信号により満杯か、否かの判断
を行う。ホッパ本体３１が満杯でない場合には、ステッ
プ９でバケットエレベータ２１のエレベータ用駆動モー
タ２２に信号を送りエレベータの回転を開始する。ステ
ップ１０では、エアシリンダ１３への給排を切り替える
電磁切換弁１４に信号を送り、エアシリンダ１３を作動
させてバケットエレベータ部２０に搬出する連絡口に配
設されたゲート１２を開き、中間ホッパ部３０へショッ
ト砂２の搬送を開始する。ステップ１１では、ホッパ本
体３１が空か、否かを判断し、空でない場合にはコント
ローラ８１からの指令により、ステップ１２で磁石４５
を励磁する信号を送り励磁する。

【００２２】また、ステップ８で満杯の場合にも、同様
に、ステップ１２に行き磁石４５を励磁するステップ１
３では、磁選ベルト駆動モータ４４に信号を送り、磁選
ベルトを回転させる。ステップ１４では、供給コンベア
駆動モータ４２に信号を送り、供給ベルトを回転させ
る。ステップ１５では、供給ベルト上にショット砂２を
ほぼ均一に供給するバイブレータ３８を作動させるとと
もに、エアシリンダ３４への給排を切り替える電磁切換
弁３５に信号を送り、エアシリンダ３４を作動させてゲ
ート３３を開き、供給ベルト上にショット砂２をほぼ均
一に供給する。

【００２３】これにより、図３に示すように、供給ベル
ト上にショット砂２が供給され、ベルトの回転により磁
選ベルトに方向に送られる。供給ベルト上のショット砂
２は、励磁された複数のＮ極、Ｓ極からなる磁石４５の
所を通過するときに、鉄粉３は強力な磁力により磁選コ
ンベア４３の下側に付着しながら、磁選コンベア４３の
回転により仕切り方向に送られる鉄粉３が除去された供
給ベルト上のショット砂２は砂４のみとなり、端面から
砂用のストレージタンク７０に格納する。磁選コンベア
４３の下側に付着した鉄粉３は強力な磁力で磁選コンベ
ア４３により運ばれているが、砂用のストレージタンク
７０の仕切り場所を過ぎた所には磁石４５がなく、磁選
コンベア４３から鉄粉３が離れて鉄ストレージタンク６
０に格納される。

【００２４】ステップ１６では、砂ストレージタンク７
０のタンク本体７１の上部に配設された上部レベルセン
サー７６からの信号により、砂４が満杯になったか、否
かを判断する。満杯でない場合には、ステップ１７にい
く。ステップ１７にいき、鉄ストレージタンク６０のタ
ンク本体６１の上部に配設された上部レベルセンサー６
６からの信号により、鉄粉３が満杯になったか、否かを
判断する。満杯でない場合には、ステップ８にもどる。

【００２５】ステップ１６あるいはステップ１７で、満
杯の場合には、ステップ１８にいき、コントローラ８１
からの信号によりバイブレータ３８を停止させるととも
に、エアシリンダ３４への給排を切り替える電磁切換弁
３５にも信号を送り、エアシリンダ３４を作動させてゲ
ート３３を閉じる。

【００２６】ステップ１９では、供給コンベア駆動モー
タ４２に信号を送り、供給ベルトを停止させる。ステッ
プ２０では、磁選ベルト駆動モータ４４に信号を送り、
磁選ベルトを停止させる。ステップ２１では、磁石４５
を解磁する信号を送り解磁する。ステップ２２では、エ
アシリンダ１３への給排を切り替える電磁切換弁１４に
信号を送り、エアシリンダ１３を作動させてバケットエ
レベータ部２０に搬出する連絡口に配設されたゲート１
２を閉じる。

【００２７】ステップ２３では、コントローラ８１から
の信号によりバケットエレベータ部２０のエレベータ用
の駆動モータ２２に信号を送り、例えば、バケットエレ
ベータ２１を少なくとも１回転余分に回転させ、中間ホ
ッパ部３０にショット砂２を搬送し、バケットエレベー
タ２１を殻にした後に回転を停止する。ステップ２４で
は、満杯になっている鉄用および砂用のストレージタン
ク５０のストレージタンク鉄用上部パトライト６８およ
びストレージタンク砂用上部パトライト７８への信号が
出力され、例えばパトライトを青色の点灯をさせて作業
員に満杯であることを知らせる。

【００２８】上記実施例では、中間ホッパ部３０へのシ
ョット砂２の搬入と、中間ホッパ部３０からの搬出は、
ショット砂２の流量を制御する手動の流量制御ゲート３
２で実施しているが、コントローラ８１で、エレベータ
用駆動モータ２２の回転数と、供給コンベア駆動モータ
４２の回転数と、流量制御ゲート３２からのショット砂
２の流量を制御して、中間ホッパ部３０にショット砂２
が所定量だけ格納されているように制御しても良い。

【００２９】鉄用および砂用のストレージタンク５０が
満杯になるとトラック等の運搬車が容易にストレージタ
ンク５０の下方に進入できるので容易に運搬車に積載す
ることができる。また、上記実施例では、ストックヤ
ード部１０と中間ホッパ部３０を設けたが、ショット砂
２を直接に中間ホッパ部３０に搬送するようにしても良
い。

【００３０】この場合には、図８に示すように、ステッ
プ１０１では、ショット砂２をストックヤードへ搬入す
る。ステップ１０２では、選別作業の開始のため、例え
ば、作業員が自動運転用のスイッチ８２を「入り」に入
れる。ステップ３では、中間ホッパ部３０のホッパ本体
３１が下部レベルセンサー３６からの信号により空か、
否かの判断を行う。ホッパ本体３１が空の場合には、ス
テップ１０１にいき、ショット砂２をストックヤードへ
搬入する。

【００３１】空でない場合には、ステップ１０３にい
き、鉄用および砂用のストレージタンク５０がストレー
ジタンク鉄用上部レベルセンサ６６およびストレージタ
ンク砂用上部レベルセンサ７６からの信号により、満杯
か、否かを判断する。満杯の場合には、前記と同様に、
ステップ１０５にいき、自動運転用のスイッチが「入
り」になっているが作動を停止するとともに、ステップ
１０４で、満杯になっている鉄用および砂用のストレー
ジタンク５０のストレージタンク鉄用上部パトライト６
８およびストレージタンク砂用上部パトライト７８への
信号が出力され、例えばパトライトを青色の点灯をさせ
て作業員に満杯であることを知らせる。満杯でない場合
には、前記実施例のステップ１２からステップ２５の
内、ステップ２２、２４を除き同一の制御を行う。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
鉄粉混じりの砂を鉄と砂を確実に分離するため従来産業
廃棄物として処理したショット砂を、図７に示すように
砂は砂再生装置により再生して混砂等に、鉄粉はカウン
タウエイト等に、資源の再活用が可能になるとともに自
動的に選別するため人手が不要になる。また、特に産業
廃棄物の処分場所が不要となり公害を防止できるととも
に処分する費用が不要になるという優れた効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の鉄粉・砂の自動選別装置の１実施例を
示す全体構成図を示す。

【図２】本発明の鉄粉・砂の自動選別装置のセンサの配
置の概念図を示す。

【図３】本発明の鉄粉・砂の磁選装置の構成図を示す。

【図４】本発明の制御装置８０のブロック図を示す。

【図５】本発明の第１実施例のフローチャート図を示
す。

【図６】本発明の第１実施例のフローチャート図を示
す。

【図７】本発明の鋳物工程における鉄粉・砂の磁選装置
の工程を説明する図を示す。

【図８】本発明の第２実施例のフローチャート図を示
す。

【図９】従来の鋳物工程における工程を説明する図を示
す。

【符号の説明】

１０ストックヤード部１５ストックヤード用レベルセンサ２０バケットエレベータ部３０中間ホッパ部４０磁選装置６６ストレージタンク鉄用上部レベルセンサ７６ストレージタンク砂用上部レベルセンサ８０制御装置８１コントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平４−55038（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−273238（ＪＰ，Ａ) 実開平３−115049（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B22C 5/00 - 9/30 B03C 1/00,1/16,1/22 B07B 1/00 - 15/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】鉄粉混じりの砂を磁石を用いて鉄と砂に
分離し、選別する鉄粉・砂の選別装置において、鉄粉混
じりの砂の格納の有無を検出するレベルセンサと、選別
した鉄粉および砂の格納が満杯か、否かを検出するレベ
ルセンサと、両センサからの信号により磁石を有する磁
選装置を駆動制御するコントローラと、からなることを
特徴とする鉄粉・砂の自動選別装置。
【請求項２】磁選装置に複数の磁石を直列に並べる請
求項１記載の鉄粉・砂の自動選別装置。
【請求項３】選別した鉄粉および砂を格納するタンク
の位置が下部に運搬車が進入する高さにある請求項１記
載の鉄粉・砂の自動選別装置。