JP3335255B2 - 金属廃材の再利用方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、アルミニウム
合金製品の廃材の中に鉄製品の廃材が混入している状態
のプレス材からアルミニウム合金のみを回収する金属廃
材の再利用方法及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、資源の有効利用のために使用済ア
ルミニウム缶のリサイクルが行なわれている。このリサ
イクルにおけるアルミニウム缶の回収率は、１９９３年
度実績で５７．８％である。このリサイクルは通常、図
６に示すような手順で行なわれている。

【０００３】同図に示すように、飲料缶などに使用され
るアルミニウム缶は、消費者によって使用された後、一
般家庭やその他の場所でゴミとして廃棄される。その
後、自治会、リサイクルセンターおよび廃棄物処理業者
などによりアルミニウム缶のみが選別され、選別された
使用済アルミニウム缶は回収業者により運搬などの都合
上３〜３０kgまでの塊にプレスされ、アルミニウム缶再
生のための原材料として再生加工業者に送られる。この
使用済アルミニウム缶のプレス材（以下、単にプレス材
と称する）中には、上記選別が確実に行われないこと、
また選別を確実に行うのが困難なことにより、通常、１
〜３％のスチール缶が混入している。

【０００４】このため、再生加工業者においては、上記
プレス材から再利用に適するアルミニウム合金再生塊を
得るのに、図６に示す「プレス材を分割」から「再生
塊」に至る処理工程（破線にて囲んだ部分）が行なわれ
ている。この処理をさらに具体的に示すと図７に示すも
のとなる。以下、この図７に示した処理について説明す
る。 （イ）まず、上記プレス材を用意する。このプレス材と
しては、スチール缶等の混入が特に少なく、選別が特に
良く行なわれたものを購入する。 （ロ）次に、上記プレス材をブレーカーにより、瞬間的
に大きな衝撃を加えて小割りにする。このブレーカー
は、例えば分断刃により上記プレス材をシュレッダーに
て処理可能な大きさに解体するものである。 （ハ）次に、ブレーカーにて小割りにされたプレス材を
シュレッダーにて１０mm程度の細かい小片に寸断する。
この寸断材には、アルミニウム缶寸断片、スチール缶寸
断片および異物などが混在している。 （ニ）次に、缶表面の塗装膜などを回転キルンにて焙焼
し除去する。この工程は、溶解されたときのアルミニウ
ム合金の組成が特に重要ではない場合、省略されること
がある。 （ホ）次に、磁力により材料の選別を行う磁選機にて、
上記寸断材からスチール缶寸断片を取り除く。 （へ）次に、スチール缶寸断片が除去された寸断材か
ら、ガラスおよび砂などの微細な異物を篩により取り除
く。 （ト）次に、異物が除去された寸断材を溶解炉に投入し
て溶解する。 （チ）次に、溶解されたアルミニウム合金材を鋳型に鋳
込み再生塊を得る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
方法では、ブレーカーにより上記プレス材をシュレッダ
ーにて処理可能な大きさに分割しているため、ブレーカ
ーには瞬間的に大きな力が必要となる。このため、ブレ
ーカーは処理量に対して過大なものになりがちである。
また、ブレーカーを常時運転させずに備えることは、設
備の負担を大きくし、大きなコストアップを招来するも
のとなっている。また、上記ブレーカーやシュレッダー
は、衝撃を繰り返すことにより刃物等の欠けや磨耗、あ
るいは機械の損傷などが生じ易い。このため消耗品購入
の費用や設備補修のための維持費がかかる上、大きな衝
撃音による騒音が発生するので設置場所が限定されると
いう問題点を有している。

【０００６】また、上記プレス材をブレーカーおよびシ
ュレッダーにて処理した場合、これにより得られる寸断
片においては、例えばスチール缶寸断片がアルミニウム
缶寸断片にて覆われる状態、およびこれら両寸断片同士
が絡み合う状態が生じ易い。このため、上記磁選機によ
る選別工程（ホ）においては、スチール缶寸断片を十分
には除去することができなくなっている。

【０００７】ここで、アルミニウム缶胴部用３００４Ｊ
ＩＳ規格材の組成は、下記の表１の（Ａ）に示すような
規格になっている。また、上記アルミニウム缶胴部用３
００４ＪＩＳ規格材用として受け入れられるアルミニウ
ム合金再生塊としては、一般に、（Ｂ）の規格を満たす
必要がある。従って、上記のようにスチール缶寸断片を
十分には除去することができないことによって、成分中
に鉄などを（Ｂ）の規格以上含んだアルミニウム合金再
生塊は、アルミニウム缶胴部用としては使用できず、製
鋼用の脱酸剤として使用されるか、ダイキャスト用２次
合金として使用される。このため、回収されたアルミニ
ウム缶のうち本来のアルミニウム缶に還元されるのは、
回収時に混入する異物などのためわずかに３０％前後に
とどまっているのが現状である。

【０００８】一方、スチール缶寸断片が混入したアルミ
ニウム合金材料をアルミニウム缶胴部の上記受入れ規格
に適合させる場合には、溶解したアルミニウム合金材料
中に純アルミニウムを加え、鉄などのアルミニウム以外
の成分を希釈する必要がある。しかしながら、このよう
な希釈に要する純アルミの分量が多ければ多いほど生産
されたアルミニウム合金再生塊は高コストのものにな
る。

【０００９】また、混入している鉄分を薄めるために純
アルミニウムを添加して成分調整を行なった場合、アル
ミニウム缶胴部用の成分として必要なマンガン、マグネ
シウムの含有量が少なくなってしまい、さらにマンガ
ン、マグネシウムを追加する必要がある。このようにし
て作られたアルミニウム合金再生塊は、新しいアルミ塊
より価格が高くなってしまうことにもなる。

【００１０】また、上記従来の方法では、上記のよう
に、スチール缶寸断片の除去を十分に行うことができな
いので、アルミニウム缶の選別が比較的良くできたプレ
ス材を購入する必要がある。しかしながら、このような
プレス材は割高であり、かつ量の確保が困難なものとな
っている。

【００１１】

【表１】

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１の発明の金属廃材の再利用方法は、回収
すべき回収金属材と、この回収金属材よりも融点が高い
１種類以上の非回収金属材とが混合している状態で押し
固められたプレス材を、円筒状をなし、その軸心を中心
として回転する横置きの、複数個を縦一列に同心状に連
結した回転キルン内に投入し、上記回転キルン内にて上
記プレス材を加熱し、回転キルンの回転による落下衝撃
と熱膨張とにより上記プレス材を解体させ、さらに、回
収金属材が固相と液相との中間相である脆性領域の温度
となるように、上記回転キルン内にて上記回収金属材と
非回収金属材とを加熱して、回収金属材を破砕させた
後、回収金属材と非回収金属材とを上記回転キルン内か
ら取り出し、回収金属材を非回収金属材と分別して取り
出すとともに、上記複数の回転キルンの連結部におい
て、それぞれ異なる異物を回収することを特徴としてい
る。

【００１３】また、請求項２の発明の金属廃材の再利用
方法は、請求項１の発明の金属廃材の再利用方法におい
て、上記回収金属材と非回収金属材との少なくとも一方
は塗膜を有するものであり、この塗膜が燃焼することに
より生じるダストを、上記回収金属材を破砕させる工程
以前に、回転キルン内より除去することを特徴としてい
る。

【００１４】また、請求項３の発明の金属廃材の再利用
方法は、請求項１または２の発明の金属廃材の再利用方
法において、上記プレス材を解体させるための加熱、お
よび回収金属材を破砕させるための加熱を、上記回転キ
ルン内にその排出口側から投入口方向へ高温の加熱空気
を送り込むことにより行うことを特徴としている。

【００１５】また、請求項４の発明の金属廃材の再利用
装置は、円筒状をなし、その軸心を中心として回転し、
一端側の投入口から投入された材料を他端側の排出口方
向へ移動させる横置きの、複数個を縦一列に同心状に連
結した回転キルンと、この回転キルン内に投入された、
回収すべき回収金属材とこの回収金属材よりも融点が高
い１種類以上の非回収金属材とが混合している状態で押
し固められたプレス材が、回転キルンの回転による落下
衝撃と熱膨張とにより解体する温度に、上記プレス材を
加熱するとともに、この加熱位置よりも排出口寄り位置
にて、回転キルン内の回収金属材が固相と液相との中間
相である脆性領域の温度となるように回収金属材を加熱
する加熱手段と、上記回転キルンの排出口から排出され
た回収金属材と非回収金属材とを分別して回収金属材を
取り出す分別手段と、上記複数個の回転キルンのそれぞ
れの間に位置し、異物を回収するための連結部とを備え
ていることを特徴としている。

【００１６】また、請求項５の発明の金属廃材の再利用
装置は、請求項４の発明の金属廃材の再利用装置におい
て、上記回収金属材と非回収金属材との少なくとも一方
が塗膜を有するものであり、回収金属材を脆性領域の温
度に加熱する加熱位置よりも回転キルンの投入口寄り位
置に、上記塗膜が燃焼することにより生じるダストを回
転キルン内から排出する排出部が設けられていることを
特徴としている。

【００１７】また、請求項６の発明の金属廃材の再利用
装置は、請求項４または５の何れかの発明の金属廃材の
再利用装置において、上記加熱手段が、上記回転キルン
内にその排出口側から投入口方向へ高温の加熱空気を送
り込むものであることを特徴としている。

【００１８】

【作用】請求項１の構成によれば、先ず、回収金属材と
この回収金属材よりも融点が高い１種類以上の非回収金
属材とが混合している状態で押し固められたプレス材
が、回転キルンの回転による落下衝撃と加熱による熱膨
張とにより解体される。従って、前記ブレーカーを使用
することなく、上記プレス材を効率良く解体することが
できる。

【００１９】次に、回収金属材が、固相と液相との中間
相である脆性領域の温度に加熱されることにより、破砕
する。従って、前記シュレッダーを使用することなく、
回収金属材を破砕することができる。

【００２０】その後、回収金属材と非回収金属材とを上
記回転キルン内から取り出し、回収金属材を非回収金属
材と分別して取り出す。この場合、回収金属材は破砕さ
れている一方、非回収金属材は破砕されていないので、
例えば篩により、回収金属材を非回収金属材と分別して
容易に取り出すことができる。

【００２１】このように、本再利用方法においては、回
転キルン内での一連の処理により、上記プレス材から回
収金属材を回収するようになっているので、各処理段階
毎の材料の移動等が不要となり、効率の良い処理が可能
である。また、ブレーカーやシュレッダーなどを使用せ
ずに処理を行うものであるため、ランニングコストを低
減することができ、低コストでの処理が可能であるとと
もに、大きな衝撃音も生じず、低騒音化を図ることがで
きる。また、回収金属材を高い純度で得ることができ、
成分調整等に要する費用を低減することができる。ま
た、回収金属材を高い純度で得ることができるので、非
回収金属材の混入量が少ない高価なプレス材を購入する
必要がなく、安価なプレス材を使用することができる。

【００２２】また、請求項２の構成によれば、請求項１
の構成による作用に加え、回収金属材と非回収金属材と
の少なくとも一方の塗膜が燃焼することにより生じるダ
ストを回収するので、このようなダストが混入していな
いさらに高純度の回収金属材を得ることができる。ま
た、上記ダストの回収を上記回収金属材を破砕させる工
程以前に行っているので、回収金属材の破砕片に上記ダ
ストが混ざるといったことがなく、上記ダストの回収処
理が容易である。また、回転キルン内における、上記プ
レス材から回収金属材を回収する一連の処理中におい
て、回収金属材または非回収金属材から塗膜が除去され
るようになっているので、効率の良い処理が可能となっ
ている。

【００２３】また、請求項３の構成によれば、請求項１
または２の構成による作用に加え、上記プレス材を解体
させるための加熱、および回収金属材を破砕させるため
の加熱を、上記回転キルン内にその排出口側から投入口
方向へ高温の加熱空気を送り込むことにより行っている
ので、回転キルンの投入口側から排出口側に向かって順
次温度が上昇していくような温度勾配の要求に適した加
熱を容易に行うことができる。

【００２４】請求項４の構成によれば、上記プレス材
が、回転キルンの回転による落下衝撃と加熱による熱膨
張とにより解体され、次に、回収金属材が上記脆性領域
の温度に加熱されることにより破砕する。その後、回転
キルンの排出口から排出された回収金属材と非回収金属
材とのうち、回収金属材は分別手段にて取り出される。

【００２５】このように、本再利用装置においては、回
転キルン内での一連の処理により、上記プレス材から回
収金属材を回収するようになっているので、各処理段階
毎の材料の移動等が不要となり、効率の良い処理が可能
である。また、ブレーカーやシュレッダーなどを使用せ
ずに処理を行うものであるため、ランニングコストを低
減することができ、低コストでの処理が可能であるとと
もに、大きな衝撃音も生じず、低騒音化を図ることがで
きる。また、回収金属材を高い純度で得ることができ、
成分調整等に要する費用を低減することができる。ま
た、回収金属材を高い純度で得ることができるので、非
回収金属材の混入量が少ない高価なプレス材を購入する
必要がなく、安価なプレス材を使用することができる。

【００２６】請求項５の構成によれば、請求項４の構成
による作用に加えて、回収金属材と非回収金属材との少
なくとも一方の塗膜が燃焼することにより生じるダスト
を回収するので、このようなダストが混入していないさ
らに高純度の回収金属材を得ることができる。また、上
記ダストは、回収金属材を脆性領域の温度に加熱する加
熱位置よりも回転キルンの投入口寄り位置に設けられた
排出部から回転キルン外に排出されるので、回収金属材
の破砕片に上記ダストが混ざるといったことがない。ま
た、回転キルン内における、上記プレス材から回収金属
材を回収する一連の処理中において、回収金属材または
非回収金属材から塗膜が除去されるようになっているの
で、効率の良い処理が可能となっている。

【００２７】請求項６の構成によれば、請求項４または
５の構成による作用に加えて、上記加熱手段が、上記回
転キルン内にその排出口側から投入口方向へ高温の加熱
空気を送り込むものであるので、回転キルンの投入口側
から排出口側に向かって順次温度が上昇していくような
温度勾配の要求に適した加熱を容易に行うことができ
る。

【００２８】

【実施例】本発明の一実施例を図１ないし図５に基づい
て以下に説明する。

【００２９】図２に示すように、本実施例の金属廃材の
再利用装置には、第１〜第３回転キルン１〜３が縦一列
に同心状に設けられている。これら第１〜第３回転キル
ン１〜３は、この順に順次連結され、第１回転キルン１
の投入口が第３回転キルン３の排出口よりも上方に位置
するように傾斜して配されるとともに、一体的もしくは
個別に回転するようになっている。これら第１〜第３回
転キルン１〜３は、投入されたプレス材を回転しながら
熱処理するもの、即ち回転による衝撃と熱とにより処理
し、これにより得られた処理済材料を排出口から排出す
るものである。上記第１回転キルン１と第２回転キルン
２との連結部、および第２回転キルン２と第３回転キル
ン３との連結部からは、この連結部が排出部としての例
えばメッシュ構造、あるいはパンチング構造となってい
ることにより、細かな異物等を排出可能となっている。
尚、上記連結部からは処理すべき材料が落下しないよう
になっている。

【００３０】第１回転キルン１の投入口側には、複数種
類の金属の廃材が押し固められた状態のプレス材を投入
するための投入コンベア１６が設けられている。本実施
例において、上記プレス材は、回収金属材としての使用
済アルミニウム缶に、これよりも融点が高い非回収金属
材としての少なくとも使用済スチール缶がいくつか混入
した状態のものとなっている。

【００３１】第１回転キルン１と第２回転キルン２との
連結部下方には、ホッパー６が設けられている。また、
第２回転キルン２と第３回転キルン３との連結部下方に
は篩５ａが設けられ、この篩５ａの斜め下方には、磁選
機４ａが設けられている。また、第３回転キルン３の排
出口下方には分別手段としての篩５ｂが設けられ、この
篩５ｂの斜め下方には、分別手段としての磁選機４ｂが
設けられている。

【００３２】上記ホッパー６は、第１回転キルン１と第
２回転キルン２との連結部から落下するペンキダストや
砂などの異物を回収するためのものである。上記篩５ａ
は、第２回転キルン２と第３回転キルン３との連結部か
ら落下する、アルミニウム缶蓋部の破砕片と、これより
も小さいガラス片、鉄片等とを分離するためのものであ
る。上記篩５ｂは、図５に示すような、第３回転キルン
３で破砕されチップ状になったアルミニウム缶胴部と、
図４に示すようなスチール缶とを分離するためのもので
ある。上記磁選機４ａ・４ｂは、磁力により鉄材料を吸
着して除去するものである。

【００３３】また、本再利用装置は、上記篩５ｂから篩
落とされた材料、即ちアルミニウム合金材料を溶解する
ための溶解炉７を備えている。この溶解炉７には熱交換
器９が接続されている。この熱交換器９は、溶解炉７に
供給する空気を溶解炉７からの排熱によって加熱するた
めのものである。

【００３４】上記溶解炉７は、図３に示すように、燃焼
室７ｄの側壁にバーナー３２を備えている。バーナー３
２は、熱交換器９により加熱されて燃焼室７ｄに取り入
れられた新鮮な空気により燃料を燃焼させ、燃焼室７ｄ
内を加熱するものである。この溶解炉７は、溶湯の温度
が約７５０℃になるように温度制御されている。また溶
解炉７の下方には、溶湯を撹拌してその温度分布を均一
にするための電磁撹拌装置３１が設けられている。この
電磁撹拌装置３１は、渦電流の作用により溶湯を撹拌す
るものである。また、溶解炉７の上部には排気口７ｃが
設けられており、バーナー３２により発生した高温の排
気ガスは、この排気口７ｃから煙道を通って煙突または
温度制御チャンバー１０に達するようになっている。

【００３５】温度制御チャンバー１０は第３回転キルン
３の排出口と接続されており、溶解炉７から供給される
約１０００℃の加熱空気を、例えば約６５０℃に温度制
御して第３回転キルン３の排出口に供給している。

【００３６】上記温度制御チャンバー１０には、熱風発
生炉１１とブロア８ｃとが接続されている。この熱風発
生炉１１は、上記加熱空気の温度が第３回転キルン３内
部を加熱するのに十分ではない場合に補助的に使用さ
れ、フィルター１２を通して取り入れた空気を補助バー
ナーより加熱し、温度制御チャンバー１０へ送り込むた
めのものである。

【００３７】上記のように、本再利用装置においては、
回転キルン１〜３内部の材料の加熱が上記溶解炉７の排
熱を利用して行われている。即ち、溶解炉７の排熱が、
温度制御チャンバー１０、第３回転キルン３、第２回転
キルン２、第１回転キルン１の経路にて伝達されるよう
に構成されている。従って、本実施例においては、溶解
炉７、温度制御チャンバー１０およびブロア８ｃにより
加熱手段が構成されている。

【００３８】尚、第１および第２回転キルン１・２内で
の加熱空気の温度低下が困難である場合、第１および第
２回転キルン１・２内の温度制御を排気口１５ｂ・１５
ｃの位置から第１および第２回転キルン１・２内へ常温
の空気を取り込むことにより行うようにしてもよい。

【００３９】第３回転キルン３は、温度制御チャンバー
１０により、約６５０℃に調整された加熱空気が排出口
から送り込まれた場合に、内部の材料を約６３０℃に加
熱するように設定されている。また、第２回転キルン２
は、第３回転キルン３から上昇してきた加熱空気によ
り、内部の材料を約６００℃に加熱するように設定され
ている。また、第１回転キルン１は、第２回転キルン２
から上昇してきた加熱空気により、内部の材料を約４５
０℃に加熱するように設定されている。

【００４０】上記第１回転キルン１の投入口上方には、
排気口１５ａが設けられ、この排気口１５ａにはブロア
８ｆが接続されている。また、第２回転キルン２と第１
回転キルン１との連結部上方、第３回転キルン３と第２
回転キルン２との連結部上方には、それぞれ排気口１５
ｂ・１５ｃが設けられている。上記排気口１５ａは第１
回転キルンの投入口からの排気ガスをブロア８ｆにより
煙道へ排出するためのものである。また、上記排気口１
５ｂ・１５ｃは、それぞれ第２回転キルン２と第１回転
キルン１との連結部および第３回転キルン３と第２回転
キルン２との連結部からの排気ガスをブロア８ｅ・８ｄ
により煙道へ排出するためのものである。

【００４１】上記排気口１５ｂ・１５ｃは、それぞれブ
ロア８ｅ・８ｄを介してサイクロン１３ｃ・１３ｂに接
続されている。また、上記ブロア８ｆ、サイクロン１３
ｃ・１３ｂは、ブロア８ａを介して、サイクロン１３ａ
に接続されている。このサイクロン１３ａは、バックフ
ィルタ１４に接続され、このバックフィルタ１４は、ブ
ロア８ｂを介して煙突に接続されている。上記サイクロ
ン１３ｃ・１３ｂは、それぞれ上記排気口１５ｂ・１５
ｃからの排気ガスからガス中に浮遊している粉塵を除去
するためのものである。上記サイクロン１３ｃ・１３ｂ
にて粉塵を除去された排気ガスは、前記排気口１５ａか
らの排気ガスと合流し、ブロア８ａに接続されたサイク
ロン１３ａに送られる。このサイクロン１３ａに送られ
た排気ガスは、再度粉塵が除去された後、ブロア８ｂに
よりバックフィルタ１４へと取り込まれ、各サイクロン
１３ａ・１３ｂ・１３ｃにて除去されなかったさらに細
かい粉塵が除去された後、大気中に放出される。

【００４２】上記の構成において、本再利用装置の処理
は基本的に図１に示す工程により行われる。本再利用装
置での上記プレス材の処理の際には、温度制御チャンバ
ー１０に溶解炉７より高温の排気ガスが供給され、この
排気ガス、即ち加熱空気が、温度制御チャンバー１０に
て所定温度に制御され、第３回転キルン３の排出口から
それぞれ回転する第３回転キルン３内、第２回転キルン
２内、第１回転キルン１内へと順次供給される。これに
より、第１〜第３回転キルン１〜３内が前記所定温度に
加熱される。

【００４３】この状態において、第１回転キルン１の投
入口から投入された上記プレス材は、表２に示すよう
に、第１回転キルン１内において、例えば投入後約１〜
３分にて約１００〜１５０℃に加熱される。これによ
り、プレス材に含まれる水分が蒸発して、除去される。

【００４４】その後、上記プレス材は、例えば投入後４
〜８分にて３５０〜４５０℃に加熱される。これによ
り、プレス材におけるアルミニウム缶およびスチール缶
の表面塗装膜や内部塗膜が焙焼され、これらの成分が揮
発し、あるいはダストとなる。上記揮発成分は排気口１
５ａを通じて第１回転キルン１から排出される。一方、
缶表面に付着している上記ダストは、上記プレス材が第
１回転キルン１の回転に伴い上方位置から落下して衝撃
を受けること、および上記プレス材が第１回転キルン１
の内壁に摺接することにより、缶表面から離脱する。こ
のダストは、第１回転キルン１の回転および傾斜によ
り、第１回転キルン１と第２回転キルン２との連結部か
ら、プレス材の隙間等に存在していた砂等と共に、ホッ
パー６内に落下する。

【００４５】次に、上記プレス材は、第１回転キルン１
の傾斜と回転とにより、第１回転キルン１内から第２回
転キルン２内へと送り込まれ、例えば投入後８〜１２分
にて５５０〜６００℃に加熱される。この第２回転キル
ン２内において、上記プレス材は、第２回転キルン２の
回転に伴う落下衝撃と加熱による熱膨張とにより、塊の
状態からほぐれた状態、即ち解体された状態となり、一
体化されていたアルミニウム缶とスチール缶とが分かれ
る。

【００４６】尚、この温度帯は、アルミニウム缶の蓋部
を構成する合金材料が固相と液相との中間相の脆性領域
となる温度帯であるので、上記蓋部が第２回転キルン２
の回転による落下衝撃にて細片に破砕される。

【００４７】第２回転キルン２と第３回転キルン３との
連結部からは、第２回転キルン２の傾斜と回転とによ
り、上記蓋部の破砕片、およびアルミニウム缶内に混入
していた例えばガラス粒や鉄粒等が排出される。これら
は篩５ａ上に落下し、この篩５ａによりガラス粒や鉄粒
等の粒状体が上記蓋部の破砕片中から除去される。篩５
ａ上に残った上記蓋部の破砕片はさらに磁選機４ａに送
られ、この磁選機４ａにより鉄片が除去される。

【００４８】次に、第２回転キルン２内において解体さ
れたアルミニウム缶およびスチール缶を含む材料は、第
２回転キルン２の傾斜と回転とにより、第２回転キルン
２内から第３回転キルン３内へと送り込まれ、例えば投
入後１３〜１７分にて約６１０〜６３０℃の温度帯に加
熱される。この温度帯は、アルミニウム缶の胴部を構成
する合金材料が固相と液相との中間相の脆性領域となる
温度帯であるので、上記胴部が第２回転キルン２の回転
による落下衝撃にて細片に破砕される。

【００４９】第３回転キルン３内におけるアルミニウム
缶の破砕片とスチール缶とは、第３回転キルン３の傾斜
と回転とにより排出口から篩５ｂ上に排出される。この
篩５ｂからはアルミニウム缶の上記破砕片のみが篩落と
され、溶解炉７の投入口７ａに投入される。一方、篩５
ｂ上に残ったスチール缶は、磁選機４ｂにより、それ以
外の非鉄金属類と分別され、別途回収される。

【００５０】

【表２】

【００５１】上記アルミニウム缶の破砕片は、上記篩４
ｂから例えばパイプ状の通路を通じて溶解炉７へ投入さ
れる。これにより、上記破砕片は、温度が極端に低下す
ることなく、例えば約３００℃の温度で溶解炉７へ投入
され、溶解炉７での溶解動作に悪影響が及ばないように
なっている。溶解炉７にて溶解されたアルミニウム缶の
破砕片は、その後、溶解炉７の取出口７ｂから溶湯とし
て取り出され、再生塊とされる。

【００５２】ここで、本再利用装置を使用して上記プレ
ス材を処理した場合と、上記プレス材を処理せずにその
まま溶解炉７に投入した場合との比較試験を行った結果
を表３に示す。

【００５３】表３に示すように、本再利用装置による処
理を行った場合には、未処理の場合と比べ、アルミニウ
ム合金再生塊を１kgを得るために必要な燃料を７０ｌ節
約できることがわかる。また、混入するスチール缶の選
別が十分に行なわれていないプレス材を４０％使用した
にもかかわらず、本再利用装置においては、未処理の場
合より溶解歩留りが７％も改善され、希釈材として投入
された純アルミニウムの使用比率も２５％少なくて済む
ことが確認された。

【００５４】

【表３】

【００５５】上記のように本実施例の構成においては、
回転キルン内において、上記プレス材からアルミニウム
材を回収するための一連の処理が行われるようになって
いるので、各処理段階毎の材料の移動等が不要となり、
効率の良い処理が可能である。

【００５６】また、本実施例の構成では、上記プレス材
からアルミニウム材を回収する一連の処理中において、
アルミニウム缶およびスチール缶の塗装膜などが除去さ
れるようになっているので、効率の良い処理が可能とな
っている。

【００５７】また、ブレーカーやシュレッダーなどを使
用せずに処理を行うものであるため、ランニングコスト
を低減することができ、低コストでの処理が可能である
とともに、大きな衝撃音も生じず、低騒音化を図ること
ができる。さらに、回収を目的とする材料を高い純度で
得ることができ、成分調整等に要する費用を低減するこ
とができる。

【００５８】また、上記のように、回収を目的とする材
料を高い純度で得ることができるので、例えば鉄の混入
が少ない、即ちアルミニウムの純度が高い高価なプレス
材を購入する必要がなく、安価なプレス材を使用するこ
とができる。

【００５９】また、熱源として溶解炉７の排気ガスを利
用しているので、燃料費を節約することができ、これに
よってもランニングコストを低減することができる。

【００６０】尚、本実施例においては、アルミニウム缶
中にスチール缶が混入した状態のプレス材の処理につい
て示しているが、本再利用方法及びその装置は、これに
限定されることなく、その他のアルミニウム製品に鉄製
品が混入している状態のプレス材、例えばアルミニウム
製型材にこれに付属する鉄製品が混入している状態のプ
レス材の処理等にも使用可能である。さらには、アルミ
ニウム材および鉄材に限定されることなく、前記脆性領
域を有する回収すべき金属材と、この金属材よりも融点
が高い他の複数の金属材とからなるプレス材から、回収
すべき上記金属材を得る場合にも適用可能である。

【００６１】また、本実施例においては、独立した３個
の回転キルンを備えた構成について例示したが、上記３
個の回転キルンに相当する１個の回転キルンを備えた構
成とすることも可能である。

【００６２】また、本実施例においては、加熱手段とし
て溶解炉７の排熱を利用する構成について例示している
が、例えば第１〜第３の各回転キルン１〜３毎にバーナ
ー等の加熱手段を備えた構成とすることも可能である。

【００６３】また、本実施例においては、篩５ｂを通過
したアルミニウム缶の破砕片をそのまま溶解炉７に投入
するようにしているが、篩５ｂを通過したアルミニウム
缶の破砕片からさらに磁選機にて鉄分を除去するように
すれば、アルミニウム缶の破砕片をさらに高い純度で回
収することが可能となる。

【００６４】また、１個の回転キルンを設けるととも
に、そのキルン内の温度を回収すべき金属材の前記脆性
領域の温度に制御し、上記プレス材の昇温過程において
プレス材の解体が行われ、昇温後に回収すべき金属材の
破砕が行われるようにする構成とすることも可能であ
る。

【００６５】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明の金属廃
材の再利用方法は、回収すべき回収金属材と、この回収
金属材よりも融点が高い１種類以上の非回収金属材とが
混合している状態で押し固められたプレス材を、円筒状
をなし、その軸心を中心として回転する横置きの、複数
個を縦一列に同心状に連結した回転キルン内に投入し、
上記回転キルン内にて上記プレス材を加熱し、回転キル
ンの回転による落下衝撃と熱膨張とにより上記プレス材
を解体させ、さらに、回収金属材が固相と液相との中間
相である脆性領域の温度となるように、上記回転キルン
内にて上記回収金属材と非回収金属材とを加熱して、回
収金属材を破砕させた後、回収金属材と非回収金属材と
を上記回転キルン内から取り出し、回収金属材を非回収
金属材と分別して取り出すとともに、上記複数の回転キ
ルンの連結部において、それぞれ異なる異物を回収する
構成である。

【００６６】これにより、回転キルン内での一連の処理
により、上記プレス材から回収金属材を回収できるの
で、各処理段階毎の材料の移動等が不要となり、効率の
良い処理が可能である。また、ブレーカーやシュレッダ
ーなどを使用せずに処理を行うものであるため、ランニ
ングコストを低減することができ、低コストでの処理が
可能であるとともに、大きな衝撃音も生じず、低騒音化
を図ることができる。また、回収金属材を高い純度で得
ることができ、成分調整等に要する費用を低減すること
ができる。また、回収金属材を高い純度で得ることがで
きるので、非回収金属材の混入量が少ない高価なプレス
材を購入する必要がなく、安価なプレス材を使用するこ
とができるといった効果を奏する。

【００６７】また、請求項２の発明の金属廃材の再利用
方法は、請求項１の発明の金属廃材の再利用方法におい
て、上記回収金属材と非回収金属材との少なくとも一方
は塗膜を有するものであり、この塗膜が燃焼することに
より生じるダストを、上記回収金属材を破砕させる工程
以前に、回転キルン内より除去する構成である。

【００６８】これにより、請求項１の発明の効果に加え
て、塗膜が燃焼することにより生じるダストが混入して
いないさらに高純度の回収金属材を得ることができる。
また、上記ダストの回収を上記プレス材を破砕させる工
程後から上記回収金属材を破砕させる工程以前の間に行
っているので、回収金属材の破砕片に上記ダストが混ざ
るといったことがなく、上記ダストの回収処理が容易で
ある。また、回転キルン内における、上記プレス材から
回収金属材を回収する一連の処理中において、回収金属
材または非回収金属材から塗膜が除去されるようになっ
ているので、効率の良い処理が可能となっているという
効果を奏する。

【００６９】また、請求項３の発明の金属廃材の再利用
方法は、請求項１または２の発明の金属廃材の再利用方
法において、上記プレス材を解体させるための加熱、お
よび回収金属材を破砕させるための加熱を、上記回転キ
ルン内にその排出口側から投入口方向へ高温の加熱空気
を送り込むことにより行う構成である。

【００７０】これにより、請求項１または２の発明の効
果に加えて、回転キルンの投入口側から排出口側に向か
って順次温度が上昇していくような温度勾配の要求に適
した加熱を容易に行うことができるという効果を奏す
る。

【００７１】また、請求項４の発明の金属廃材の再利用
装置は、円筒状をなし、その軸心を中心として回転し、
一端側の投入口から投入された材料を他端側の排出口方
向へ移動させる横置きの、複数個を縦一列に同心状に連
結した回転キルンと、この回転キルン内に投入された、
回収すべき回収金属材とこの回収金属材よりも融点が高
い１種類以上の非回収金属材とが混合している状態で押
し固められたプレス材が、回転キルンの回転による落下
衝撃と熱膨張とにより解体する温度に、上記プレス材を
加熱するとともに、この加熱位置よりも排出口寄り位置
にて、回転キルン内の回収金属材が固相と液相との中間
相である脆性領域の温度となるように回収金属材を加熱
する加熱手段と、上記回転キルンの排出口から排出され
た回収金属材と非回収金属材とを分別して回収金属材を
取り出す分別手段と、上記複数の回転キルンのそれぞれ
の間に位置し、異物を回収するための連結部とを備えて
いる構成である。

【００７２】これにより、回転キルン内での一連の処理
により、上記プレス材から回収金属材を回収できるの
で、各処理段階毎の材料の移動等が不要となり、効率の
良い処理が可能である。また、ブレーカーやシュレッダ
ーなどを使用せずに処理を行うものであるため、ランニ
ングコストを低減することができ、低コストでの処理が
可能であるとともに、大きな衝撃音も生じず、低騒音化
を図ることができる。また、回収金属材を高い純度で得
ることができ、成分調整等に要する費用を低減すること
ができる。また、回収金属材を高い純度で得ることがで
きるので、非回収金属材の混入量が少ない高価なプレス
材を購入する必要がなく、安価なプレス材を使用するこ
とができるといった効果を奏する。

【００７３】また、請求項５の発明の金属廃材の再利用
装置は、請求項４の発明の金属廃材の再利用装置におい
て、上記回収金属材と非回収金属材との少なくとも一方
が塗膜を有するものであり、回収金属材を脆性領域の温
度に加熱する加熱位置よりも回転キルンの投入口寄り位
置に、上記塗膜が燃焼することにより生じるダストを回
転キルン内から排出する排出部が設けられている構成で
ある。

【００７４】これにより、請求項４の発明の効果に加え
て、塗膜が燃焼することにより生じるダストが混入して
いないさらに高純度の回収金属材を得ることができる。
また、回転キルン内における、上記プレス材から回収金
属材を回収する一連の処理中において、回収金属材また
は非回収金属材から塗膜が除去されるようになっている
ので、効率の良い処理が可能となっているという効果を
奏する。

【００７５】また、請求項６の発明の金属廃材の再利用
装置は、請求項４または５の発明の金属廃材の再利用装
置において、上記加熱手段が、上記回転キルン内にその
排出口側から投入口方向へ高温の加熱空気を送り込む構
成である。

【００７６】これにより、請求項４または５の発明の効
果に加えて、回転キルンの投入口側から排出口側に向か
って順次温度が上昇していくような温度勾配の要求に適
した加熱を容易に行うことができるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の金属廃材の再利用方法を示
す工程図である。

【図２】本発明の一実施例の金属廃材の再利用装置を示
す模式図である。

【図３】図２に示した溶解炉の拡大図である。

【図４】上記再利用装置により除去されるスチール缶を
示す斜視図である。

【図５】上記再利用装置により得られるアルミニウム缶
破砕片を示す説明図である。

【図６】一般的なアルミニウム缶再生の経路を表す説明
図である。

【図７】従来技術のプレス材の再利用方法を示す工程図
である。

【符号の説明】

１ 第１回転キルン ２ 第２回転キルン ３ 第３回転キルン ４ａ 磁選機 ４ｂ 磁選機 ５ａ 篩 ５ｂ 篩（分別手段） ６ ホッパー ７ 溶解炉（加熱手段） ７ｃ 排気口 ７ｄ 燃焼室 ９ 熱交換器 １０ 温度制御チャンバー（加熱手段） １１ 熱風発生炉

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B09B 3/00,5/00 C22B 7/00 C22B 21/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回収すべき回収金属材と、この回収金属材
   よりも融点が高い１種類以上の非回収金属材とが混合し
   ている状態で押し固められたプレス材を、円筒状をな
   し、その軸心を中心として回転する横置きの、複数個を
   縦一列に同心状に連結した回転キルン内に投入し、 上記回転キルン内にて上記プレス材を加熱し、回転キル
   ンの回転による落下衝撃と熱膨張とにより上記プレス材
   を解体させ、 さらに、回収金属材が固相と液相との中間相である脆性
   領域の温度となるように、上記回転キルン内にて上記回
   収金属材と非回収金属材とを加熱して、回収金属材を破
   砕させた後、 回収金属材と非回収金属材とを上記回転キルン内から取
   り出し、回収金属材を非回収金属材と分別して取り出す
   とともに、 上記複数個の回転キルンの連結部において、それぞれ異
   なる異物を回収する ことを特徴とする金属廃材の再利用
   方法。
2. 【請求項２】上記回収金属材と非回収金属材との少なく
   とも一方は塗膜を有するものであり、この塗膜が燃焼す
   ることにより生じるダストを、上記回収金属材を破砕さ
   せる工程以前に、回転キルン内より除去することを特徴
   とする請求項１に記載の金属廃材の再利用方法。
3. 【請求項３】上記プレス材を解体させるための加熱、お
   よび回収金属材を破砕させるための加熱を、上記回転キ
   ルン内にその排出口側から投入口方向へ高温の加熱空気
   を送り込むことにより行うことを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載の金属廃材の再利用方法。
4. 【請求項４】円筒状をなし、その軸心を中心として回転
   し、一端側の投入口から投入された材料を他端側の排出
   口方向へ移動させる横置きの、複数個を縦一列に同心状
   に連結した回転キルンと、 この回転キルン内に投入された、回収すべき回収金属材
   とこの回収金属材よりも融点が高い１種類以上の非回収
   金属材とが混合している状態で押し固められたプレス材
   が、回転キルンの回転による落下衝撃と熱膨張とにより
   解体する温度に、上記プレス材を加熱するとともに、こ
   の加熱位置よりも排出口寄り位置にて、回転キルン内の
   回収金属材が固相と液相との中間相である脆性領域の温
   度となるように回収金属材を加熱する加熱手段と、 上記回転キルンの排出口から排出された回収金属材と非
   回収金属材とを分別して回収金属材を取り出す分別手段
   と、 上記複数個の回転キルンのそれぞれの間に位置し、異物
   を回収するための連結部と を備えていることを特徴とす
   る金属廃材の再利用装置。
5. 【請求項５】上記回収金属材と非回収金属材との少なく
   とも一方は塗膜を有するものであり、回収金属材を脆性
   領域の温度に加熱する加熱位置よりも回転キルンの投入
   口寄り位置には、上記塗膜が燃焼することにより生じる
   ダストを回転キルン内から排出する排出部が設けられて
   いることを特徴とする請求項４に記載の金属廃材の再利
   用装置。
6. 【請求項６】上記加熱手段は、上記回転キルン内にその
   排出口側から投入口方向へ高温の加熱空気を送り込むも
   のであることを特徴とする請求項４または５に記載の金
   属廃材の再利用装置。