JP3715889B2

JP3715889B2 - Empty can processing method

Info

Publication number: JP3715889B2
Application number: JP2000400357A
Authority: JP
Inventors: 照男栗岡; 圭一山田; 晃弘塔本; 弘明駒田
Original assignee: Kurimoto Ltd
Current assignee: Kurimoto Ltd
Priority date: 2000-12-28
Filing date: 2000-12-28
Publication date: 2005-11-16
Anticipated expiration: 2020-12-28
Also published as: JP2002192121A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、コーヒ、ジュース、ビール等の空缶、特にスチール空缶をスチール材料とアルミニウム材料とに分離して取り出す空缶処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コーヒ、ジュース、ビール等の飲料用に使用される缶容器にはスチール缶とアルミニウム缶とがあり、これらの空缶は別々に回収されて、それぞれ資源として再利用が図られている。しかしながら、スチール缶は、飲み口が設けられた蓋部がアルミニウム材料で形成されているので、これらの空缶を有効に再利用するためには、スチール材料とアルミニウム材料とに分離する必要がある。
【０００３】
スチール空缶のスチール材料とアルミニウム材料とを分離して取り出す空缶処理方法としては、例えば、特開平９−１９２６３９号公報に記載された空缶処理システムがある。この空缶処理システムは、空缶を押し潰すクラッシャと、押し潰された空缶を４００〜５５０℃で加熱してスチール材料とアルミニウム材料の断片に分離するロータリキルンと、加熱後の各断片を粒状のペレットに造粒する造粒機と、これらのペレットをスチールのものとアルミニウムのものとに選別して振り分ける選別手段とを備えたものである。
【０００４】
すなわち、このシステムは、押し潰した空缶をロータリキルン内で４００〜５５０℃に加熱することにより、そのアルミニウム材料を溶融することなくスチール材料と分離し、これらの分離した各断片を粒状のペレットに造粒して、磁力選別機等の選別手段によりスチール材料とアルミニウム材料とに振り分けるようにしている。
【０００５】
前記ロータリキルン内での分離メカニズムについての説明は記載されていないが、加熱によるスチール材料とアルミニウム材料の熱膨張差やアルミニウム材料の軟化により、スチール材料とアルミニウム材料との結合部をルーズな状態とし、ロータリキルンの回転を利用して、このルーズな結合状態となったスチール材料とアルミニウム材料とを分離するものと思われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の空缶処理システムは、以下の問題点がある。
【０００７】
（１）ロータリキルンからスチール材料とアルミニウム材料とが混合された状態で排出されるので、これらを選別するための磁力選別機等を別途に必要とする。
【０００８】
（２）押し潰された空缶のスチール材料とアルミニウム材料との結合状態は様々であるので、ロータリキルンによる分離が不確実となることがある。
【０００９】
（３）熱エネルギがスチール材料とアルミニウム材料の分離のためだけに消費され、再利用のためにアルミニウム材料を溶融させてアルミニウムインゴット等に加工する場合は、別途に溶融のための熱エネルギを必要とする。
【００１０】
そこで、この発明の課題は、これらの問題点をなくして、空缶のスチール材料とアルミニウム材料を確実に分離でき、かつ、再利用しやすい形態でアルミニウム材料を取り出せる空缶処理方法を提供することである。
【００１１】
【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、この発明は、空缶のスチール材料とアルミニウム材料とを分離して取り出す空缶処理方法において、前記ロータリキルンの加熱温度をアルミニウムの融点以上でスチールの融点以下として、前記アルミニウム材料を選択的に溶融させ、この溶融した溶融アルミニウムを加熱雰囲気中で酸化して、表面が酸化アルミニウムで被覆された粒状溶融アルミニウムとし、この粒状溶融アルミニウムのみを通すスクリーンを設けて、粒状溶融アルミニウムを固体のままのスチール材料と分けて取り出す方法を採用した。
【００１２】
すなわち、ロータリキルンの加熱温度をアルミニウムの融点以上でスチールの融点以下とすることにより、空缶のアルミニウム材料を溶融するとともに、加熱雰囲気中で酸化して、表面を酸化アルミニウムで被覆した粒状溶融アルミニウムとし、この粒状溶融アルミニウムをスクリーンにより固体のままのスチール材料と分けることにより、空缶のスチール材料とアルミニウム材料を確実に分離して取り出せるようにした。
【００１３】
前記スクリーンを前記ロータリキルン内に設けることにより、ロータリキルンの回転を利用して粒状溶融アルミニウムと固体のスチール材料とを篩い分けることができる。
【００１４】
前記ロータリキルン内に設けるスクリーンとしては、ロータリキルンの排出端側の内周に沿って設けた筒状スクリーンを採用することができる。
【００１５】
前記ロータリキルンを外熱式のものとし、このロータリキルン内を低酸素状態とすることにより、前記粒状溶融アルミニウムの酸化アルミニウム皮膜をより薄くし、溶融アルミニウムの歩留と品質の低下を抑制することができる。低酸素状態とする手段としては、ロータリキルン内に窒素ガス等の不活性ガスを吹き込む方法を採用することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。図１は、本発明に係る空缶処理方法を適用した空缶処理システムの設備レイアウトを示す。この空缶処理システムは、ロータリキルン１が主処理装置とされ、多数のスチール空缶を一体に押し潰して塊状とされたスクラップをコンベア２で破砕機３に投入して解砕、破砕し、この破砕機３で解砕、破砕したスクラップをコンベア４によりロータリキルン１に投入して、そのアルミニウム材料を溶融させるものである。
【００１７】
前記ロータリキルン１は回転しているので、溶融されたアルミニウムは、固形のままのスチール材料とともに、少し持ち上げられて落下する動きを繰り返し、落下の際に球状となる溶融アルミニウムの表面が、雰囲気中の酸素により徐々に酸化される。このため、溶融アルミニウムは、表面が酸化アルミニウムで被覆された粒状のアルミニウムとなる。この粒状の溶融アルミニウムは、ロータリキルン１内に設けたスクリーン５により、固体のままのスチール材料と篩い分けて取り出される。
【００１８】
前記ロータリキルン１から取り出される粒状溶融アルミニウムは、保持炉６内の取瓶６ａに溜められて液状化し、別途に設けられたインゴット製造工程に送られて、インゴット用鋳型７に注湯される。なお、燃焼炉８は、ロータリキルン１内で発生する空缶の印刷塗料等の熱分解ガスを燃焼させるための付帯設備である。
【００１９】
前記破砕機３は２軸の回転刃を備えたものである。破砕機３としては、この他に１軸の回転刃のものや、スイングハンマを備えた衝撃式のもの等、種々のタイプのものを用いることができ、ギロチン式等の切断機を配置して、塊状のスクラップを複数に切断した後、破砕機３に投入するようにしてもよい。
【００２０】
前記ロータリキルン１は、回転する本体内筒９が外筒１０で覆われ、外筒１０内に加熱手段としての電気ヒータ（図示省略）が設けられた外熱式のものであり、その供給端側と排出端側には、それぞれ入口フード１１と出口フード１２が設けられている。
【００２１】
前記内筒９内の温度は７００〜８５０℃に設定されている。アルミニウムの融点は６６０℃、スチールの融点は１５００℃以上であるので、空缶のアルミニウム材料のみが溶融し、加熱雰囲気中で酸化されて、表面を酸化アルミニウムで被覆された粒状溶融アルミニウムとなる。一方、空缶のスチール材料は溶けないので固体のままとなる。
【００２２】
前記入口フード１１が設けられた供給端側には、ホッパ１３に投入されるスクラップを内筒９内に供給する供給管１４が挿入され、供給管１４の中には外気を遮断するための二重ダンパ１５が取り付けられている。また、入口フード１１の上端には、前記熱分解ガスを燃焼炉８へ排出する排気口１６が設けられている。
【００２３】
前記出口フード１２には、ロータリキルン１内を低酸素状態とするための窒素ガスの供給口１７が設けられ、その下端には前記粒状溶融アルミニウムの排出口１８と、スチール材料の排出口１９とが別々に設けられている。各排出口１８、１９には、それぞれ外気を遮断するための二重ダンパ２０、２１が取り付けられている。
【００２４】
前記スクリーン５は、内筒９の排出端側の内周に取り付けられて先端が内筒９の排出端から張り出した円筒部材２２に形成され、そのテーパ部２２ａと円筒部２２ｂの内筒９排出端よりも手前側の部分に直径１５ｍｍの孔を多数設けたものである。
【００２５】
【表１】

【００２６】
表１は、ロータリキルン１内で形成される粒状溶融アルミニウムを種々のメッシュの篩目に通して、その粒径分布を調査した結果を示す。調査は２度に渡って実施し、各メッシュの篩目を通過する粒状溶融アルミニウムの重量を計測することにより、各粒径レンジに占める粒状溶融アルミニウムの重量割合を算出した。
【００２７】
この結果、粒状溶融アルミニウムの粒径は全て１０ｍｍ以下であり、前記直径１５ｍｍの孔を設けられたスクリーン５を十分通過できることがわかった。また、固体のままのスチール材料は、４０ｍｍの篩目に対しても殆ど通過しなかった。
【００２８】
したがって、ロータリキルン１内で形成される粒状溶融アルミニウムは、内筒９の回転に伴ってスクリーン５を通過し、円筒部材２２と内筒９の間の隙間を通って内筒９の排出端から落下し、スクリーン５を通過しないスチール材料は、内筒９の排出端から張り出す円筒部材２２の先端から落下する。
【００２９】
前記出口フード１２の各排出口１８、１９は、これらの別々に落下する粒状溶融アルミニウムとスチール材料を受けるように、それぞれ内筒９の排出端の下方と円筒部材２２の先端の下方に設けられている。前記保持炉６の取瓶６ａは排出口１８の下方に配置されている。なお、解砕、破砕時に生じたスチールの粉や微小片もスクリーン５を通過して取瓶６ａの中に入るが、これらの比重の大きいスチール材料は取瓶６ａの底に沈むので、インゴット製造工程で溶融アルミニウムを鋳型６に鋳入する際に、容易に分離できる。
【００３０】
上述した実施形態では、スクリーンをロータリキルン内に設けたが、振動篩等のスクリーンをロータリキルンの外側に設け、その排出端からスチール材料と混じって排出される粒状溶融アルミニウムを、この振動篩等で篩い分けるようにすることもできる。
【００３１】
これらの篩い分けられた粒状溶融アルミニウムは、ブリケットプレスやホットプレスで圧縮して体積を減容すると取り扱いが容易になる。ブリケットプレスは、粒状溶融アルミニウムを一対の加圧ローラ間に供給し、加圧ローラの表面に形成された窪みで小塊状に圧縮するものであり、ホットプレスは、粒状溶融アルミニウムを金型内に充填し、加圧ラムにより円柱状等に圧縮するものである。これらの他の圧縮装置を用いて、粒状溶融アルミニウムを圧縮することもできる。
【００３２】
また、前記出口フード１２の排出口１８から排出される粒状溶融アルミニウムを、保持炉６に移送せずに、そのまま圧縮装置で圧縮することもできる。
【００３３】
なお、本発明に係る空缶処理方法では、アルミニウム材料を溶融させてスチール材料と分離するので、処理されるスチール空缶にアルミニウム空缶が混じっていても問題ない。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように、この発明の空缶処理方法は、ロータリキルンの加熱温度をアルミニウムの融点以上でスチールの融点以下とすることにより、空缶のアルミニウム材料を溶融するとともに、加熱雰囲気中で酸化して、表面を酸化アルミニウムで被覆した粒状溶融アルミニウムとし、この粒状溶融アルミニウムをスクリーンにより固体のままのスチール材料と分けるようにしたので、スチール材料とアルミニウム材料を確実に分離でき、かつ、再利用しやすい形態でアルミニウム材料を取り出すことができる。
【００３５】
また、前記スクリーンをロータリキルン内に設けることにより、ロータリキルンの回転を利用して粒状溶融アルミニウムと固体のスチール材料とを篩い分けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る空缶処理方法を適用した空缶処理システムの設備レイアウト図
【符号の説明】
１ロータリキルン
２コンベア
３破砕機
４コンベア
５スクリーン
６保持炉
６ａ取瓶
７鋳型
８燃焼炉
９内筒
１０外筒
１１入口フード
１２出口フード
１３ホッパ
１４供給管
１５二重ダンパ
１６排気口
１７供給口
１８、１９排出口
２０、２１二重ダンパ
２２円筒部材
２２ａテーパ部
２２ｂ円筒部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an empty can processing method for removing empty cans such as coffee, juice, beer, etc., in particular, steel empty cans by separating them into a steel material and an aluminum material.
[0002]
[Prior art]
Cans used for beverages such as coffee, juice, and beer include steel cans and aluminum cans. These empty cans are separately collected and reused as resources. However, since the lid portion provided with the drinking mouth is formed of an aluminum material, the steel can needs to be separated into a steel material and an aluminum material in order to effectively reuse these empty cans. .
[0003]
As an empty can processing method for separating and taking out the steel material and the aluminum material of the steel empty can, there is, for example, an empty can processing system described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-192039. This empty can processing system includes a crusher that crushes empty cans, a rotary kiln that heats the crushed empty cans at 400 to 550 ° C. to separate them into pieces of steel material and aluminum material, and each piece after heating. A granulator for granulating granular pellets and a sorting means for sorting and sorting these pellets into steel and aluminum.
[0004]
That is, in this system, a crushed empty can is heated to 400 to 550 ° C. in a rotary kiln, whereby the aluminum material is separated from the steel material without melting, and each of these separated pieces is separated into granular pellets. Then, it is divided into a steel material and an aluminum material by sorting means such as a magnetic sorter.
[0005]
The explanation of the separation mechanism in the rotary kiln is not described, but due to the difference in thermal expansion between the steel material and the aluminum material due to heating and the softening of the aluminum material, the joint between the steel material and the aluminum material is loosened. It seems that the rotation of the rotary kiln is used to separate the loosely joined steel material and aluminum material.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The above-described conventional empty can processing system has the following problems.
[0007]
(1) Since the steel material and the aluminum material are discharged from the rotary kiln in a mixed state, a magnetic separator for separating them is required separately.
[0008]
(2) Since the joining state of the steel material and aluminum material of the crushed empty can is various, separation by the rotary kiln may be uncertain.
[0009]
(3) Thermal energy is consumed only for the separation of the steel material and aluminum material. When the aluminum material is melted for reuse and processed into an aluminum ingot or the like, additional heat energy is required for melting. And
[0010]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an empty can processing method that eliminates these problems, can reliably separate the steel material and aluminum material of an empty can, and can take out the aluminum material in a form that is easy to reuse. It is.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides an empty can processing method in which an empty steel material and an aluminum material are separated and taken out, and the heating temperature of the rotary kiln is set to be not lower than the melting point of aluminum and not higher than the melting point of steel. The aluminum material is selectively melted, the molten aluminum is oxidized in a heated atmosphere to form granular molten aluminum whose surface is coated with aluminum oxide, and a screen through which only the granular molten aluminum passes is provided. A method was adopted in which the granular molten aluminum was separated from the solid steel material.
[0012]
In other words, by setting the heating temperature of the rotary kiln to be higher than the melting point of aluminum and lower than the melting point of steel, the aluminum material of the empty can is melted and oxidized in a heated atmosphere, and the surface is coated with aluminum oxide. The granular molten aluminum was separated from the solid steel material by a screen, so that the steel material and aluminum material of the empty can were reliably separated and taken out.
[0013]
By providing the screen in the rotary kiln, the granular molten aluminum and the solid steel material can be screened using the rotation of the rotary kiln.
[0014]
As the screen provided in the rotary kiln, a cylindrical screen provided along the inner periphery on the discharge end side of the rotary kiln can be adopted.
[0015]
The rotary kiln is of the external heat type, and the inside of the rotary kiln is made into a low oxygen state, thereby making the aluminum oxide film of the granular molten aluminum thinner and suppressing the yield and quality deterioration of the molten aluminum. Can do. As a means for reducing the oxygen state, a method of blowing an inert gas such as nitrogen gas into the rotary kiln can be employed.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an equipment layout of an empty can processing system to which an empty can processing method according to the present invention is applied. In this empty can processing system, the rotary kiln 1 is a main processing device, and a large number of steel empty cans are crushed together and put into a lump of scrap into a crusher 3 by a conveyor 2 for crushing and crushing. The scraps crushed and crushed by the crusher 3 are charged into the rotary kiln 1 by the conveyor 4 to melt the aluminum material.
[0017]
Since the rotary kiln 1 is rotating, the molten aluminum, together with the solid steel material, is repeatedly lifted and dropped slightly, and the surface of the molten aluminum that becomes spherical when dropped is in the atmosphere. It is gradually oxidized by oxygen. Therefore, the molten aluminum becomes granular aluminum whose surface is coated with aluminum oxide. The granular molten aluminum is extracted by being screened from the solid steel material by the screen 5 provided in the rotary kiln 1.
[0018]
The granular molten aluminum taken out from the rotary kiln 1 is stored in a collecting bottle 6a in the holding furnace 6 to be liquefied, sent to a separately provided ingot manufacturing process, and poured into an ingot mold 7. The combustion furnace 8 is an incidental facility for burning pyrolysis gas such as printing paint for empty cans generated in the rotary kiln 1.
[0019]
The crusher 3 is provided with a biaxial rotary blade. As the crusher 3, various types such as a uniaxial rotary blade and an impact type equipped with a swing hammer can be used, and a guillotine type cutting machine is arranged. Alternatively, the lump scraps may be cut into a plurality of pieces and then put into the crusher 3.
[0020]
The rotary kiln 1 is an external heating type in which a rotating main body inner cylinder 9 is covered with an outer cylinder 10, and an electric heater (not shown) as a heating means is provided in the outer cylinder 10. An inlet hood 11 and an outlet hood 12 are provided on the side and the discharge end side, respectively.
[0021]
The temperature in the inner cylinder 9 is set to 700 to 850 ° C. Since the melting point of aluminum is 660 ° C. and the melting point of steel is 1500 ° C. or higher, only the aluminum material of the empty can is melted and oxidized in a heated atmosphere to form granular molten aluminum whose surface is coated with aluminum oxide. On the other hand, the steel material of the empty can does not melt and remains solid.
[0022]
A supply pipe 14 for supplying the scrap put into the hopper 13 into the inner cylinder 9 is inserted on the supply end side where the inlet hood 11 is provided. A heavy damper 15 is attached. An exhaust port 16 for discharging the pyrolysis gas to the combustion furnace 8 is provided at the upper end of the inlet hood 11.
[0023]
The outlet hood 12 is provided with a nitrogen gas supply port 17 for making the inside of the rotary kiln 1 in a low-oxygen state, and at the lower end thereof, a granular molten aluminum outlet 18 and a steel material outlet 19 are provided. Are provided separately.

Double dampers

20 and 21 for blocking outside air are attached to the

discharge ports

18 and 19, respectively.
[0024]
The screen 5 is attached to the inner periphery of the inner cylinder 9 on the discharge end side, and is formed on a cylindrical member 22 having a tip projecting from the discharge end of the inner cylinder 9, and the inner cylinder 9 is discharged from the tapered portion 22a and the cylindrical portion 22b. A large number of holes with a diameter of 15 mm are provided in a portion on the near side from the end.
[0025]
[Table 1]

[0026]
Table 1 shows the result of investigating the particle size distribution of granular molten aluminum formed in the rotary kiln 1 through various mesh screens. The investigation was conducted twice, and the weight ratio of the granular molten aluminum in each particle size range was calculated by measuring the weight of the granular molten aluminum passing through the mesh of each mesh.
[0027]
As a result, it was found that the particle diameters of the granular molten aluminum were all 10 mm or less and could sufficiently pass through the screen 5 provided with the holes having a diameter of 15 mm. Moreover, the steel material as a solid hardly passed even with a 40 mm sieve mesh.
[0028]
Accordingly, the granular molten aluminum formed in the rotary kiln 1 passes through the screen 5 as the inner cylinder 9 rotates, and passes through the gap between the cylindrical member 22 and the inner cylinder 9 from the discharge end of the inner cylinder 9. The steel material that falls and does not pass through the screen 5 falls from the tip of the cylindrical member 22 that projects from the discharge end of the inner cylinder 9.
[0029]
The

outlets

18 and 19 of the outlet hood 12 are respectively provided below the discharge end of the inner cylinder 9 and below the tip of the cylindrical member 22 so as to receive the separately molten granular aluminum and steel material. ing. The holding bottle 6 a of the holding furnace 6 is disposed below the discharge port 18. In addition, although steel powder and fine pieces generated during crushing and crushing pass through the screen 5 and enter the collection bottle 6a, steel materials having a large specific gravity sink to the bottom of the collection bottle 6a. When molten aluminum is cast into the mold 6 in the process, it can be easily separated.
[0030]
In the embodiment described above, the screen is provided in the rotary kiln. However, a screen such as a vibrating screen is provided outside the rotary kiln, and granular molten aluminum discharged from the discharge end mixed with the steel material is supplied to the vibrating kiln. It is also possible to screen with.
[0031]
These sieved granular molten aluminum is easy to handle when compressed by a briquette press or hot press to reduce the volume. The briquette press supplies granular molten aluminum between a pair of pressure rollers, and compresses the molten molten aluminum into a mold by a depression formed on the surface of the pressure roller. It is filled and compressed into a cylindrical shape or the like by a pressure ram. These other compression devices can also be used to compress the granular molten aluminum.
[0032]
Further, the granular molten aluminum discharged from the outlet 18 of the outlet hood 12 can be directly compressed by the compression device without being transferred to the holding furnace 6.
[0033]
In the empty can processing method according to the present invention, since the aluminum material is melted and separated from the steel material, there is no problem even if an aluminum empty can is mixed in the processed steel empty can.
[0034]
【The invention's effect】
As described above, the empty can processing method according to the present invention melts the aluminum material of the empty can and oxidizes it in the heating atmosphere by setting the heating temperature of the rotary kiln to not less than the melting point of aluminum and not more than the melting point of steel. Since the surface is made of granular molten aluminum coated with aluminum oxide, and the granular molten aluminum is separated from the solid steel material by the screen, the steel material and the aluminum material can be reliably separated and reused. Aluminum material can be taken out in an easy form.
[0035]
Further, by providing the screen in the rotary kiln, it is possible to screen the granular molten aluminum and the solid steel material using the rotation of the rotary kiln.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an equipment layout diagram of an empty can processing system to which an empty can processing method according to the present invention is applied.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotary kiln 2 Conveyor 3 Crusher 4 Conveyor 5 Screen 6 Holding furnace 6a Bottle 7 Mold 8 Combustion furnace 9 Inner cylinder 10 Outer cylinder 11 Inlet hood 12 Outlet hood 13 Hopper 14 Supply pipe 15 Double damper 16 Exhaust port 17

Supply port

18, 19

Discharge port

20, 21 Double damper 22 Cylindrical member 22a Tapered portion 22b Cylindrical portion

Claims

In an empty can processing method in which an empty can to be charged is heated in a rotary kiln, and the steel material and aluminum material of the empty can are separated and taken out, the heating temperature of the rotary kiln is set to be not less than the melting point of aluminum and not more than the melting point of steel. The aluminum material is selectively melted, the molten aluminum is oxidized in a heated atmosphere to form granular molten aluminum whose surface is coated with aluminum oxide, and a screen through which only the granular molten aluminum passes is provided. An empty can characterized in that granular molten aluminum is taken out separately from a solid steel material, and the screen is a cylindrical screen provided along the inner periphery on the discharge end side in the rotary kiln. Processing method.