JP3862575B2 - カウンタウエイト及びそのリサイクル方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械に装着されるカウンタウエイト及びそのリサイクル方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、油圧ショベル等の建設機械には、作業時等において機体のバランスをとるためのカウンタウエイトが装着されている。このカウンタウエイトは、例えば鋼板製の中空状の外殻体の内部に、ウエイト材として使用するメタル分（例えば、鉄鉱石、鉄片等）をセメント等（その他の充填材）で固めた充填材を充填して製造されている。
従来、このカウンタウエイトは、使用済となった場合廃棄処分されていたが、近年、各方面でリサイクル化が推進されていることから、このカウンタウエイトについてもリサイクル化が試みられている。この場合、使用済のカウンタウエイトから比重の大きなメタル分を回収し、このメタル分を新品のカウンタウエイトの充填材に混ぜて使用することが提唱されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したカウンタウエイト及びそのリサイクル方法には以下の問題がある。
充填材を破砕し、この充填材をメタル分とその他の充填材とに分離して、使用済のカウンタウエイトからメタル分を回収する場合、このメタル分中にセメントが巻き込まれ易かった。このため、回収物の軽装比重（嵩比重）が一定にならなかったり、また回収物がウエイト材として使用可能な軽装比重を備えていない場合があった。従って、新品のカウンタウエイトの製造に回収物を使用する場合、個別にカウンタウエイトの重量調整を行う作業が必要となり、作業性が悪く手間がかかりコストアップの要因となる問題があった。
また、メタル分として、例えば銑鉄のように脆い材料を使用した場合、充填材の破砕時においてメタル分も破砕され易いので、回収したメタル分の粒度分布の範囲がカウンタウエイト製造時におけるメタル分の範囲より狭くなり易かった。これにより、回収物の軽装比重が小さくなるので、回収物がウエイト材として使用可能な軽装比重を備えていない場合があった。従って、新品のカウンタウエイトの製造時において、作業性が悪く手間がかかりコストアップの要因となる問題があった。
そして、メタル分中には、磁石への吸着性が劣るものが含まれている場合もあるので、使用済のカウンタウエイトからのメタル分の取出し時において、通常の低周速低磁力のドラム型の磁力選別機では、選別が難しい可能性があった。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、作業性が良好で、製造コストを低減すると共に、環境保全も図ることが可能なカウンタウエイト及びそのリサイクル方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う第１の発明に係るカウンタウエイトは、製鉄過程で発生するスラグ又は廃棄物処理用溶融炉の残滓中に含まれるメタル分を、ウエイト材として使用した。このように、例えば廃棄処分となっていたスラグ又は残滓中に含まれるメタル分をウエイト材として使用できるので、メタル分を有効利用できる。
第２の発明に係るカウンタウエイトは、製鉄過程で発生するスラグ又は廃棄物処理用溶融炉の残滓中に含まれるメタル分をウエイト材とした使用済のカウンタウエイトを破砕して得たメタル分を、新たなウエイト材とした。これにより、例えば廃棄処分となっていたスラグ又は残滓中に含まれるメタル分の有効利用が計れると共に、このメタル分のリサイクル化も行うことが可能となる。
【０００５】
本発明に係るカウンタウエイトのリサイクル方法は、磁着性のメタル分をウエイト材として使用した使用済のカウンタウエイトの外殼体を除去する除去工程と、外殻体が除去されたカウンタウエイトのメタル分を含む充填材を破砕し、メタル分とその他の充填材との結合状態を解く解砕工程と、解砕工程での処理物を、メタル分を主体とする高比重物とその他の低比重物とに分離する選別工程とを有し、高比重物を新たに製造するカウンタウエイトのウエイト材として利用する。このように、除去工程、解砕工程、及び選別工程を有するので、ウエイト材として使用可能な軽装比重を備えると共に、略一定の軽装比重を備えたメタル分を主体とする高比重物を容易に回収できる。
ここで、本発明に係るカウンタウエイトのリサイクル方法において、メタル分は、溶鉱炉、溶銑炉、転炉、及び電気炉のいずれか１又は２以上から発生するスラグから回収されるメタル、又は廃棄物処理用溶融炉の残滓中に含まれるメタルであることが好ましい。これにより、例えば廃棄処分となっていたスラグ又は残滓中に含まれるメタル分をウエイト材として使用できるので、メタル分を有効利用できる。
【０００６】
本発明に係るカウンタウエイトのリサイクル方法において、解砕工程では、メタル分を含む充填材を粗割して大型のメタル分を除去した後、残った充填材を更に粉砕して、メタル分とその他の充填材との結合状態を解くことが好ましい。このように、まず充填材を粗割するので、ウエイト材としてのリサイクルが難しい大型のメタル分を充填材中から容易に除去できる。次に、大型のメタル分が除去された充填材を更に粉砕するので、大型のメタル分による影響を受けることなく容易に粉砕できる。
本発明に係るカウンタウエイトのリサイクル方法において、選別工程では、処理物を高周速高磁力の磁力選別機で実質的にメタル分からなる高比重物と低比重物とに分離することが好ましい。このように、高周速高磁力の磁力選別機にかけ実質的にメタル分からなる高比重物を回収するので、高比重物に巻き込まれる低比重物の割合を低減できる。
本発明に係るカウンタウエイトのリサイクル方法において、選別工程では、処理物を通常の磁力選別機で磁力選別して、磁着物側に分離された処理物を、更に高周速高磁力の磁力選別機で実質的にメタル分からなる高比重物と低比重物とに分離することが好ましい。このように、まず処理物を磁力選別して磁着物側に分離された処理物を回収するので、容易に分離可能な非磁着物を処理物中から除去できる。次に、この処理物を更に高周速高磁力の磁力選別機にかけ実質的にメタル分からなる高比重物を回収するので、高比重物に巻き込まれる低比重物の割合を低減できる。
【０００７】
本発明に係るカウンタウエイトのリサイクル方法において、高周速高磁力の磁力選別機の周速は、３００〜５００ｍ／ｍｉｎであることが好ましい。これにより、高比重物は磁力選別機に磁着し、低比重物は磁力選別機から吹飛ばされるので、高比重物と低比重物との分離精度を高めることができる。
本発明に係るカウンタウエイトのリサイクル方法において、高周速高磁力の磁力選別機の磁束密度は、４０００ガウス以上であることが好ましい。これにより、磁力選別機に磁着する高比重物の割合が高まるので、高比重物と低比重物との分離精度を高めることができる。
【０００８】
本発明に係るカウンタウエイトのリサイクル方法において、選別工程では、処理物を風力選別機で実質的にメタル分からなる高比重物と低比重物とに分離することが好ましい。このように、処理物を風力選別機にかけ実質的にメタル分からなる高比重物を回収するので、高比重物に巻き込まれる低比重物の割合を低減できる。
本発明に係るカウンタウエイトのリサイクル方法において、選別工程では、処理物を通常の磁力選別機で磁力選別して、磁着物側に分離された処理物を、更に風力選別機で実質的にメタル分からなる高比重物と低比重物とに分離することが好ましい。このように、まず処理物を磁力選別して磁着物側に分離された処理物を回収するので、容易に分離可能な非磁着物を処理物中から除去できる。次に、この処理物を更に風力選別機にかけ実質的にメタル分からなる高比重物を回収するので、高比重物に巻き込まれる低比重物の割合を低減できる。
本発明に係るカウンタウエイトのリサイクル方法において、風力選別機の風力は、１２〜２０ｍ／ｓであることが好ましい。これにより、風力選別機の風力によって吹飛ばされる低比重物の割合が高まるので、高比重物と低比重物との分離精度を高めることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の一実施の形態に係るカウンタウエイトを装着した油圧ショベルの側面図、図２は同カウンタウエイトの斜視図、図３は本発明の一実施の形態に係るカウンタウエイトのリサイクル方法の説明図、図４は同カウンタウエイトのリサイクル方法に適用可能な乾式磁力選別機の正断面図、図５は実施例に係る試験結果の説明図である。
【００１０】
図１、図２に示すように、本発明の一実施の形態に係るカウンタウエイト１０は、建設機械の一例である油圧ショベル１１の後端部に装着され、油圧ショベル１１の作業時等において、油圧ショベル１１の機体バランスをとるために使用されるものである。以下、詳しく説明する。
【００１１】
この油圧ショベル１１は、クローラ式の下部走行体１２と、この下部走行体１２の上側に旋回自在に支持される上部旋回体１３と、上部旋回体１３の前部に取付けられるフロントアタッチメント１４等の各部から構成されており、このフロントアタッチメント１４や積載物（図示しない）との重力バランスをとるべく、油圧ショベル１１にカウンタウエイト１０が装着されている。
カウンタウエイト１０は、カウンタウエイト１０の外殻をなす中空状の鋼板製の外殻体１５の内部に充填材を充填して構成される。この充填材は、ウエイト材であるメタル分、重量調整用の大型のメタル分の一例である鉄片等を、その他の充填材の一例であるセメントで固めて製造される。なお、その他の充填材として、コンクリートを使用することも可能である。
【００１２】
メタル分は、溶鉱炉や溶銑炉の製鉄過程で、鉄鉱石や鋳鉄等を溶融した場合に発生する製鉄スラグ（スラグの一例）から回収されるメタル、又は廃棄物処理用溶融炉で廃棄物（ゴミ）をガス化した場合に発生する残滓中に含まれるメタル等である。なお、製鉄過程で発生するスラグ又は廃棄物処理用溶融炉の残滓中に含まれるメタル分をウエイト材とした使用済のカウンタウエイトを破砕して得たメタル分を、新たなカウンタウエイトを製造する場合のウエイト材として使用することも可能である。
これら炉滓のメタル分は、いずれも容易かつ安価に入手できるので、カウンタウエイト１０の製造コストを低減でき経済的である。
【００１３】
油圧ショベル１１は、長期間の使用により老朽化するが、老朽化した油圧ショベル１１を処理するにあたっては、カウンタウエイト１０を以下に示す方法でリサイクル化する。
図３に示すように、本発明の一実施の形態に係るカウンタウエイトのリサイクル方法は、磁着性のメタル分をウエイト材として使用した使用済のカウンタウエイト１０の外殼体１５を除去する除去工程と、外殻体１５が除去されたカウンタウエイト１０のメタル分を含む充填材を破砕し、メタル分とセメントとの結合状態を解く解砕工程と、解砕工程での処理物を、メタル分を主体とする高比重物とその他の低比重物（例えば、非磁着物、低比重物）とに分離する選別工程とを有し、高比重物を新たに製造するカウンタウエイトのウエイト材として利用する方法である。以下、詳しく説明する。
【００１４】
まず、ステップ１（ＳＴ１）においては、老朽化した油圧ショベル１１からカウンタウエイト１０を取外し、このカウンタウエイト１０から鋼板製の外殻体１５を除去する。この場合、破砕機等を用いてカウンタウエイト１０から外殻体１５を剥がすこととなるが、特に大型のカウンタウエイトにおいては、ガス切断機（溶断機）又はカッター等により外殻体を部分的に切断してから行うと、能率的に除去作業を行うことができる。なお、除去された外殻体１５は、鉄スクラップとして回収しリサイクルすることが可能である（以上、除去工程）。
【００１５】
次に、ステップ２（ＳＴ２）で、外殻体１５が除去された充填材を、破砕機（ブレーカ）等により、例えばこぶし大（直径５〜１５ｃｍ）程度に粗割して分離される鉄片を除去する。なお、粗割して分離される大型のメタル分として鋼材等も含まれ、除去される鉄片や鋼材等は鉄スクラップとして回収しリサイクルされる。
ステップ３（ＳＴ３）で、この粗割した充填材の中から鉄片や鋼材等を取出した残りの充填材を、粉砕機としてロッドミル又はボールミル等を用い、粒径が例えば７ｍｍ程度以下になるように粉砕し、メタル分とセメントとの結合状態を解く。なお、メタル分の破砕及び粉砕は最小限に抑制し、メタル分を構成する各粒子のバインダーの役割を行うセメントを、主として破砕及び粉砕する。
これにより、メタル分の破砕及び粉砕を抑制して、メタル分とセメントとの結合状態を解くことができる（以上、解砕工程）。
【００１６】
ステップ４（ＳＴ４）において、粉砕した処理物を、通常の磁力選別機で磁力選別し、磁着物と非磁着物（その他の低比重物の一例）とに分離する。ここで使用する磁力選別機は、従来公知の低周速低磁力のドラム型磁力選別機（ＤＰＴ磁力選別機）で、例えばドラムの周速が１２０ｍ／ｍｉｎ程度、磁束密度が１５００ガウス（０．１５テスラ）程度に設定できるものである。なお、磁着物を更に篩選別することで、粒径が大きいもの（例えば、２ｃｍ以上程度）、即ちメタル分として利用できないものを、鉄スクラップとして除去することが好ましい。これにより、回収するメタル分の軽装比重をより均一に近づけることが可能となる。
なお、この磁着物中には、非磁着物が巻き込まれているため、ステップ５（ＳＴ５）において、磁着物側に分離された処理物、即ち非磁着物が巻き込まれた磁着物を、更に、高周速高磁力の磁力選別機（選別機）で、実質的にメタル分からなる高比重物と低比重物（その他の低比重物の一例）とに分離する。高周速高磁束の磁力選別機は、従来公知の磁力選別機であり、回転駆動源によって回転駆動される円筒ドラムの内側に、隣合う磁石の極性が異なるように配置された複数の磁石を円弧状に固定配置して、円筒ドラム上に落下する原料を、磁性物である高比重物と非磁性物である低比重物とに分離するものである。
【００１７】
この高周速高磁束の磁力選別機としては、図４に示すように、例えば特願平１０−３０９４１５号公報に開示された乾式磁力選別機２０を使用することが可能である。この乾式磁力選別機２０は、ケーシング２１内に回転自在に取付けられ、上部から投入される磁性物２２と非磁性物２３とからなる原料を前側表面に沿って流下させる円筒ドラム２４と、円筒ドラム２４の内側に円周方向に隣合う磁石２５が異なる極性となるように磁石取付板２６に固定配置され、円筒ドラム２４表面に磁界を発生させる磁場発生機構２７と、円筒ドラム２４の下方に配置され、磁力選別された磁性物２２と非磁性物２３とをそれぞれ回収する磁性物回収部２８及び非磁性物回収部２９とを有している。なお、円筒ドラム２４の上方には、円筒ドラム２４の上部に原料を投入するホッパー３０が備えられ、更にその上方には、原料をホッパー３０に給送するフィーダ３１が設けられている。
【００１８】
上記した乾式磁力選別機２０においては、ダンパー３２で切り出し量を調整され、高速で回転する円筒ドラム２４上に投入された原料のうち、磁性物２２は、磁場発生機構２７による磁界により円筒ドラム２４の表面に吸着され、非磁性物２３は円筒ドラム２４表面に載った状態となる。その後、磁性物２２は反転倒立を行いつつ、磁場発生機構２７からの磁力から脱出すると円筒ドラム２４の表面から剥離され、磁性物回収部２８に回収されることとなる。また、非磁性物２３は、磁性物２２の反転倒立の際の磁性物２２からの解放及び強力な遠心力の影響により、円筒ドラム２４の表面からすぐに分離して、非磁性物回収部２９内に回収されることとなる。なお、磁性物回収部２８と非磁性物回収部２９とは、分離板３３によって仕切られている。
【００１９】
ここで、高周速高磁力の磁力選別機は、円筒ドラムの周速を３００〜５００ｍ／ｍｉｎの範囲で、また磁束密度を４０００ガウス（０．４テスラ）以上で、選別対象物の状態、即ち、円筒ドラムに吸着し易いか否か、又は形状等に応じてそれぞれ設定する。
円筒ドラムの周速が３００ｍ／ｍｉｎ未満の場合、高比重物中に巻き込まれた状態となった低比重物が吹飛ばず、高比重物と低比重物との分離を十分に行うことができない。このため、回収した高比重物の軽装比重が目標値を達成できない可能性がある。一方、円筒ドラムの周速が５００ｍ／ｍｉｎを超える場合、円筒ドラムの周速が速くなることで、円筒ドラム上への高比重物の吸着量が低下し、高比重物歩留が低下して経済的でない。従って、高比重物と低比重物との分離精度を高めることができると共に、高比重物歩留を上昇させるためには、円筒ドラムの周速を３５０〜５００ｍ／ｍｉｎ、更には４００〜４８０ｍ／ｍｉｎに設定することが好ましい。
また、円筒ドラムの磁束密度が４０００ガウス未満の場合、円筒ドラムの周速が速くなることで、円筒ドラム上への高比重物の吸着量が低下し、高比重物歩留が低下して経済的でない。一方、磁束密度が高い場合、円筒ドラムの周速が速くなっても、円筒ドラム上への高比重物の吸着量の低下を抑制できるので、上限値については規定していない。しかし、高周速高磁力の磁力選別機のランニングコストや、装置の性能等を考慮すれば、上限値を１００００ガウスに設定することが好ましい。
【００２０】
ここで、高周速高磁力の磁力選別機の代わりに、従来公知の風力選別機を使用することも可能である。この風力選別機の風力を１２〜２０ｍ／ｓの範囲で、選別対象物の状態、即ち、比重や形状等に応じて設定する。
ここで、風力が１２ｍ／ｓ未満の場合、高比重物中に巻き込まれた状態となった低比重物が吹飛ばず、高比重物と低比重物との分離を十分に行うことができない。このため、回収した高比重物の軽装比重が目標値を達成できない可能性がある。一方、風力が２０ｍ／ｓを超える場合、低比重物と共に高比重物も吹飛ぶ可能性が高いため、高比重物と低比重物との分離を十分に行うことができないだけでなく、高比重物の回収率も低下する。従って、高比重物と低比重物との分離精度を高めることができると共に、高比重物歩留を上昇させるためには、風力を１２．５〜１７ｍ／ｓ、更には１３〜１５ｍ／ｓとすることが好ましい。
これにより、ＤＰＴ磁力選別機で回収した磁着物を、実質的にメタル分を主体とする高比重物とその他の低比重物とに容易に分離できる（以上、選別工程）。
【００２１】
上記した方法で回収した高比重物を、新たに製造するカウンタウエイトの充填材に混ぜて使用する。なお、前記した鉄スクラップとして回収したものと、この高比重物とを合わせると、使用済のカウンタウエイトの８０％以上をリサイクルできることが、テストにより実証されている。従って、新たに製造するカウンタウエイトの製造コストを低減すると共に、環境保全も図ることが可能となる。
【００２２】
【実施例】
本発明に係るカウンタウエイトのリサイクル方法を適用し、試験を行った結果について説明する。
なお、回収したメタル分を、カウンタウエイトのウエイト材として利用するには、目標値として軽装比重２．９以上を達成することが好ましい。
ここで、前記ＤＰＴ磁力選別機を用いて回収した磁着物側に分離された処理物（選別前：軽装比重２．５３）を、メタル分を主体とする高比重物とその他の低比重物（例えば、セメント）とに選別する場合において、前記ＤＰＴ磁力選別機、従来公知の風力選別機、前記高周速高磁力の磁力選別機をそれぞれ用い、回収した高比重物の軽装比重及び歩留を求めて比較した。なお、ＤＰＴ磁力選別機、風力選別機、高周速高磁力の磁力選別機を用いた試験結果を、表１〜表３、及び図５にそれぞれ示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【表２】
【００２５】
【表３】
【００２６】
ＤＰＴ磁力選別機は、ケース１のように、通常、ドラムの周速を１２０ｍ／ｍｉｎ程度、磁束密度を１５００ガウス（０．１５テスラ）に設定して使用するが、この場合、軽装比重は２．５４であり、選別前と比較しほとんど上昇していないことが分かる。更に、ケース２のようにドラムの周速を２００ｍ／ｍｉｎまで上昇させることで、軽装比重は２．６０まで上昇するが、目標値である２．９は達成できなかった。
【００２７】
風力選別機は、ケース４のように、風力を１０．３ｍ／ｓまで上昇させることで軽装比重が２．７３となり、ＤＰＴ磁力選別機より大きな数値が得られるが、目標値である２．９は達成できなかった。しかし、風力を１３．９ｍ／ｓまで上昇させることで、軽装比重は２．９３となり、目標値である２．９を超える数値が得られた。なお、このときの高比重物歩留は７４質量％である。
高周速高磁力の磁力選別機は、磁束密度を４０００ガウス（０．４０テスラ）に固定して試験を行った。ケース８のように、円筒ドラムの周速を４１０ｍ／ｍｉｎまで上昇させることで軽装比重は２．９１となり、目標値である２．９を達成できた。なお、このときの高比重物歩留は８５質量％であり、風力選別機の７４質量％と比較して、大きく上昇できたことが分かる。
【００２８】
また、ケース９のように、円筒ドラムの周速を４３０ｍ／ｍｉｎまで上昇させることで、２．９７と軽装比重を更に高めることができた。なお、このときの高比重物歩留は、ケース８と比較して１％程度しか低下せず、高い歩留を維持できたことが分かる。即ち、高周速高磁力の磁力選別機を使用することで、高比重物の軽装比重及び歩留を高めることができる。
以上のことから、高周速高磁力の磁力選別機を使用することで、高比重物と低比重物との分離精度が高められ、低比重物であるセメントの混入を抑制した高比重物を回収できたことが分かる。
従って、回収したこの高比重物を、新たに製造するカウンタウエイトの充填材に混ぜて使用できるので、材料コストを低減でき経済的である。
【００２９】
以上、本発明を、一実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明のカウンタウエイト及びそのリサイクル方法を構成する場合にも本発明は適用される。
前記実施の形態においては、メタル分が、溶鉱炉や溶銑炉の製鉄過程で、鉄鉱石や鋳鉄等を溶融した場合に発生する製鉄スラグから回収されるメタルである場合について説明した。しかし、メタル分として、他のメタル分、例えば、転炉、電気炉、更には、溶鉱炉、溶銑炉、転炉、電気炉のいずれか２以上から発生するスラグから回収されるメタルを使用することも可能である。
【００３０】
また、前記実施の形態においては、選別工程で処理物をＤＰＴ磁力選別機を用いて磁力選別した後、磁着物側に分離された処理物を、更に高周速高磁力の磁力選別機を用いて高比重物と低比重物とに分離した場合について説明した。しかし、充填材に混入する不純物量やメタル分の状態（例えば、比重、形状等）に応じて、通常の磁力選別機を使用することなく、高周速高磁力の磁力選別機又は風力選別機のみを使用することも、また高周速高磁力の磁力選別機又は風力選別機を複数台使用することも可能である。なお、高周速高磁力の磁力選別機を複数台使用する場合は、各磁力選別機の周速を下流側にかけて段階的に速くすると共に、磁束密度を下流側にかけて段階的に高め、また風力選別機を複数台使用する場合は、各風力選別機の風力を下流側にかけて段階的に強くすることで、高比重物中に巻き込まれた低比重物を徐々に除去する。これにより、高比重物の軽装比重や回収率を更に高めることが可能となる。
【００３１】
そして、前記実施の形態においては、選別工程で処理物をＤＰＴ磁力選別機を用いて磁力選別した後、高周速高磁力の磁力選別機や、風力選別機を用いて高比重物と低比重物とに分離した場合について説明した。しかし、高周速高磁力の磁力選別機や、風力選別機の代わりに湿式のジグを使用して高比重物と低比重物とに分離することも可能である。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１記載のカウンタウエイトにおいては、例えば廃棄処分となっていたスラグ又は残滓中に含まれるメタル分の有効利用が計れると共に、このメタル分のリサイクル化も行うことが可能となる。従って、カウンタウエイトの製造に必要なコストや、廃棄処分に必要なコストの低減化を達成できると共に、廃棄物を少なくして環境保全に役立つことも可能となる。
【００３３】
請求項２〜１１記載のカウンタウエイトのリサイクル方法においては、除去工程、解砕工程、及び選別工程を有するので、ウエイト材として使用可能な軽装比重を備えると共に、略一定の軽装比重を備えたメタル分を主体とする高比重物を容易に回収できる。従って、新品のカウンタウエイトの製造時において、個別にカウンタウエイトの重量調整を行う必要がなくなるので、作業性が良好でしかも製造コストの低減を計ることが可能となる。また、使用済のカウンタウエイトの充填材に含まれるメタル分のリサイクルを行うことができるので、廃棄物を少なくして環境保全に役立つことも可能なカウンタウエイトのリサイクル方法を提供できる。
請求項３記載のカウンタウエイトのリサイクル方法においては、例えば廃棄処分となっていたスラグ又は残滓中に含まれるメタル分をウエイト材として使用できるので、メタル分を有効利用できる。従って、廃棄処分に必要なコストの低減化を達成でき経済的である。
【００３４】
請求項４記載のカウンタウエイトのリサイクル方法においては、まず充填材を粗割するので、ウエイト材としてのリサイクルが難しい大型のメタル分を充填材中から容易に除去できる。次に、大型のメタル分が除去された充填材を更に粉砕するので、大型のメタル分による影響を受けることなく容易に粉砕できる。従って、メタル分とその他の充填材との分離精度を高めることができるので、高比重物の軽装比重を高めることができ、製造するカウンタウエイトの品質向上を図ることができる。
また、メタル分として、例えば銑鉄のように脆い材料を使用した場合についても、充填材を段階的に破砕するので、充填材の破砕時においてメタル分の破砕を抑制できる。このため、破砕後のメタル分の粒度分布の範囲を、カウンタウエイト製造時におけるメタル分の範囲と略同等程度とすることができるので、回収物がウエイト材として使用可能な軽装比重を備えることができる。従って、新品のカウンタウエイトの製造時において、回収したメタル分をそのままの状態で使用できるので、作業性が良好でしかも製造コストの低減を計ることが可能となる。
そして、粗割して大型のメタル分が除去された充填材を更に粉砕するので、このメタル分による粉砕機の損傷を抑制することができ経済的である。
【００３５】
請求項５記載のカウンタウエイトのリサイクル方法においては、高周速高磁力の磁力選別機にかけ実質的にメタル分からなる高比重物を回収するので、高比重物に巻き込まれる低比重物の割合を低減できる。従って、処理物から効率良く高比重物を回収できるので、作業性が良好である。
請求項６記載のカウンタウエイトのリサイクル方法においては、まず処理物を磁力選別して磁着物側に分離された処理物を回収するので、容易に分離可能な非磁着物を処理物中から除去できる。次に、この処理物を更に高周速高磁力の磁力選別機にかけ実質的にメタル分からなる高比重物を回収するので、高比重物に巻き込まれる低比重物の割合を低減できる。従って、処理物を段階的に選別するので、効率良く高比重物を回収でき作業性が良好である。
また、メタル分として、例えば磁石への吸着性が劣るものが含まれている場合でも、使用済のカウンタウエイトからの高比重物の取出し時において、メタル分が高周速高磁力の磁力選別機に磁着され回収されるので、容易に選別でき効率良く高比重物を回収できる。
【００３６】
請求項７記載のカウンタウエイトのリサイクル方法においては、高比重物が磁力選別機に磁着し、低比重物が磁力選別機から吹飛ばされるので、高比重物と低比重物との分離精度を高めることができる。従って、高比重物の品位を高めることができるので、回収した高比重物を新品のカウンタウエイトの製造に容易に利用でき、製造するカウンタウエイトの品質向上も図ることが可能となる。
請求項８記載のカウンタウエイトのリサイクル方法においては、磁力選別機に磁着する高比重物の割合が高まるので、高比重物と低比重物との分離精度を高めることができる。従って、高比重物の品位を高めることができるので、回収した高比重物を新品のカウンタウエイトの製造に容易に利用でき、製造するカウンタウエイトの品質向上も図ることが可能となる。
【００３７】
請求項９記載のカウンタウエイトのリサイクル方法においては、処理物を風力選別機にかけ実質的にメタル分からなる高比重物を回収するので、高比重物に巻き込まれる低比重物の割合を低減できる。従って、処理物から効率良く高比重物を回収できるので、作業性が良好である。
請求項１０記載のカウンタウエイトのリサイクル方法においては、まず処理物を磁力選別して磁着物側に分離された処理物を回収するので、容易に分離可能な非磁着物を処理物中から除去できる。次に、この処理物を更に風力選別機にかけ実質的にメタル分からなる高比重物を回収するので、高比重物に巻き込まれる低比重物の割合を低減できる。従って、処理物を段階的に選別するので、効率良く高比重物を回収でき作業性が良好である。
また、メタル分として、例えば磁石への吸着性が劣るものが含まれている場合でも、使用済のカウンタウエイトからの高比重物の取出し時において、高比重物が風力選別機によって選別され回収されるので、容易に選別でき効率良く高比重物を回収できる。
請求項１１記載のカウンタウエイトのリサイクル方法においては、風力選別機の風力によって吹飛ばされる低比重物の割合が高まるので、高比重物と低比重物との分離精度を高めることができる。従って、高比重物の品位を高めることができるので、回収した高比重物を新品のカウンタウエイトの製造に容易に利用でき、製造するカウンタウエイトの品質向上も図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るカウンタウエイトを装着した油圧ショベルの側面図である。
【図２】同カウンタウエイトの斜視図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係るカウンタウエイトのリサイクル方法の説明図である。
【図４】同カウンタウエイトのリサイクル方法に適用可能な乾式磁力選別機の正断面図である。
【図５】実施例に係る試験結果の説明図である。
【符号の説明】
１０：カウンタウエイト、１１：油圧ショベル（建設機械）、１２：下部走行体、１３：上部旋回体、１４：フロントアタッチメント、１５：外殻体、２０：乾式磁力選別機、２１：ケーシング、２２：磁性物、２３：非磁性物、２４：円筒ドラム、２５：磁石、２６：磁石取付板、２７：磁場発生機構、２８：磁性物回収部、２９：非磁性物回収部、３０：ホッパー、３１：フィーダ、３２：ダンパー、３３：分離板
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械に装着されるカウンタウエイト及びそのリサイクル方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、油圧ショベル等の建設機械には、作業時等において機体のバランスをとるためのカウンタウエイトが装着されている。このカウンタウエイトは、例えば鋼板製の中空状の外殻体の内部に、ウエイト材として使用するメタル分（例えば、鉄鉱石、鉄片等）をセメント等（その他の充填材）で固めた充填材を充填して製造されている。
従来、このカウンタウエイトは、使用済となった場合廃棄処分されていたが、近年、各方面でリサイクル化が推進されていることから、このカウンタウエイトについてもリサイクル化が試みられている。この場合、使用済のカウンタウエイトから比重の大きなメタル分を回収し、このメタル分を新品のカウンタウエイトの充填材に混ぜて使用することが提唱されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したカウンタウエイト及びそのリサイクル方法には以下の問題がある。
充填材を破砕し、この充填材をメタル分とその他の充填材とに分離して、使用済のカウンタウエイトからメタル分を回収する場合、このメタル分中にセメントが巻き込まれ易かった。このため、回収物の軽装比重（嵩比重）が一定にならなかったり、また回収物がウエイト材として使用可能な軽装比重を備えていない場合があった。従って、新品のカウンタウエイトの製造に回収物を使用する場合、個別にカウンタウエイトの重量調整を行う作業が必要となり、作業性が悪く手間がかかりコストアップの要因となる問題があった。
また、メタル分として、例えば銑鉄のように脆い材料を使用した場合、充填材の破砕時においてメタル分も破砕され易いので、回収したメタル分の粒度分布の範囲がカウンタウエイト製造時におけるメタル分の範囲より狭くなり易かった。これにより、回収物の軽装比重が小さくなるので、回収物がウエイト材として使用可能な軽装比重を備えていない場合があった。従って、新品のカウンタウエイトの製造時において、作業性が悪く手間がかかりコストアップの要因となる問題があった。
そして、メタル分中には、磁石への吸着性が劣るものが含まれている場合もあるので、使用済のカウンタウエイトからのメタル分の取出し時において、通常の低周速低磁力のドラム型の磁力選別機では、選別が難しい可能性があった。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、作業性が良好で、製造コストを低減すると共に、環境保全も図ることが可能なカウンタウエイト及びそのリサイクル方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う第１の発明に係るカウンタウエイトは、製鉄過程で発生するスラグ又は廃棄物処理用溶融炉の残滓中に含まれるメタル分を、ウエイト材として使用した。このように、例えば廃棄処分となっていたスラグ又は残滓中に含まれるメタル分をウエイト材として使用できるので、メタル分を有効利用できる。
第２の発明に係るカウンタウエイトは、製鉄過程で発生するスラグ又は廃棄物処理用溶融炉の残滓中に含まれるメタル分をウエイト材とした使用済のカウンタウエイトを破砕して得たメタル分を、新たなウエイト材とした。これにより、例えば廃棄処分となっていたスラグ又は残滓中に含まれるメタル分の有効利用が計れると共に、このメタル分のリサイクル化も行うことが可能となる。
【０００５】
本発明に係るカウンタウエイトのリサイクル方法は、磁着性のメタル分をウエイト材として使用した使用済のカウンタウエイトの外殼体を除去する除去工程と、外殻体が除去されたカウンタウエイトのメタル分を含む充填材を破砕し、メタル分とその他の充填材との結合状態を解く解砕工程と、解砕工程での処理物を、メタル分を主体とする高比重物とその他の低比重物とに分離する選別工程とを有し、高比重物を新たに製造するカウンタウエイトのウエイト材として利用する。このように、除去工程、解砕工程、及び選別工程を有するので、ウエイト材として使用可能な軽装比重を備えると共に、略一定の軽装比重を備えたメタル分を主体とする高比重物を容易に回収できる。
ここで、本発明に係るカウンタウエイトのリサイクル方法において、メタル分は、溶鉱炉、溶銑炉、転炉、及び電気炉のいずれか１又は２以上から発生するスラグから回収されるメタル、又は廃棄物処理用溶融炉の残滓中に含まれるメタルであることが好ましい。これにより、例えば廃棄処分となっていたスラグ又は残滓中に含まれるメタル分をウエイト材として使用できるので、メタル分を有効利用できる。
【０００６】
本発明に係るカウンタウエイトのリサイクル方法において、解砕工程では、メタル分を含む充填材を粗割して大型のメタル分を除去した後、残った充填材を更に粉砕して、メタル分とその他の充填材との結合状態を解くことが好ましい。このように、まず充填材を粗割するので、ウエイト材としてのリサイクルが難しい大型のメタル分を充填材中から容易に除去できる。次に、大型のメタル分が除去された充填材を更に粉砕するので、大型のメタル分による影響を受けることなく容易に粉砕できる。
本発明に係るカウンタウエイトのリサイクル方法において、選別工程では、処理物を高周速高磁力の磁力選別機で実質的にメタル分からなる高比重物と低比重物とに分離することが好ましい。このように、高周速高磁力の磁力選別機にかけ実質的にメタル分からなる高比重物を回収するので、高比重物に巻き込まれる低比重物の割合を低減できる。
本発明に係るカウンタウエイトのリサイクル方法において、選別工程では、処理物を通常の磁力選別機で磁力選別して、磁着物側に分離された処理物を、更に高周速高磁力の磁力選別機で実質的にメタル分からなる高比重物と低比重物とに分離することが好ましい。このように、まず処理物を磁力選別して磁着物側に分離された処理物を回収するので、容易に分離可能な非磁着物を処理物中から除去できる。次に、この処理物を更に高周速高磁力の磁力選別機にかけ実質的にメタル分からなる高比重物を回収するので、高比重物に巻き込まれる低比重物の割合を低減できる。
【０００７】
本発明に係るカウンタウエイトのリサイクル方法において、高周速高磁力の磁力選別機の周速は、３００〜５００ｍ／ｍｉｎであることが好ましい。これにより、高比重物は磁力選別機に磁着し、低比重物は磁力選別機から吹飛ばされるので、高比重物と低比重物との分離精度を高めることができる。
本発明に係るカウンタウエイトのリサイクル方法において、高周速高磁力の磁力選別機の磁束密度は、４０００ガウス以上であることが好ましい。これにより、磁力選別機に磁着する高比重物の割合が高まるので、高比重物と低比重物との分離精度を高めることができる。
【０００８】
本発明に係るカウンタウエイトのリサイクル方法において、選別工程では、処理物を風力選別機で実質的にメタル分からなる高比重物と低比重物とに分離することが好ましい。このように、処理物を風力選別機にかけ実質的にメタル分からなる高比重物を回収するので、高比重物に巻き込まれる低比重物の割合を低減できる。
本発明に係るカウンタウエイトのリサイクル方法において、選別工程では、処理物を通常の磁力選別機で磁力選別して、磁着物側に分離された処理物を、更に風力選別機で実質的にメタル分からなる高比重物と低比重物とに分離することが好ましい。このように、まず処理物を磁力選別して磁着物側に分離された処理物を回収するので、容易に分離可能な非磁着物を処理物中から除去できる。次に、この処理物を更に風力選別機にかけ実質的にメタル分からなる高比重物を回収するので、高比重物に巻き込まれる低比重物の割合を低減できる。
本発明に係るカウンタウエイトのリサイクル方法において、風力選別機の風力は、１２〜２０ｍ／ｓであることが好ましい。これにより、風力選別機の風力によって吹飛ばされる低比重物の割合が高まるので、高比重物と低比重物との分離精度を高めることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の一実施の形態に係るカウンタウエイトを装着した油圧ショベルの側面図、図２は同カウンタウエイトの斜視図、図３は本発明の一実施の形態に係るカウンタウエイトのリサイクル方法の説明図、図４は同カウンタウエイトのリサイクル方法に適用可能な乾式磁力選別機の正断面図、図５は実施例に係る試験結果の説明図である。
【００１０】
図１、図２に示すように、本発明の一実施の形態に係るカウンタウエイト１０は、建設機械の一例である油圧ショベル１１の後端部に装着され、油圧ショベル１１の作業時等において、油圧ショベル１１の機体バランスをとるために使用されるものである。以下、詳しく説明する。
【００１１】
この油圧ショベル１１は、クローラ式の下部走行体１２と、この下部走行体１２の上側に旋回自在に支持される上部旋回体１３と、上部旋回体１３の前部に取付けられるフロントアタッチメント１４等の各部から構成されており、このフロントアタッチメント１４や積載物（図示しない）との重力バランスをとるべく、油圧ショベル１１にカウンタウエイト１０が装着されている。
カウンタウエイト１０は、カウンタウエイト１０の外殻をなす中空状の鋼板製の外殻体１５の内部に充填材を充填して構成される。この充填材は、ウエイト材であるメタル分、重量調整用の大型のメタル分の一例である鉄片等を、その他の充填材の一例であるセメントで固めて製造される。なお、その他の充填材として、コンクリートを使用することも可能である。
【００１２】
メタル分は、溶鉱炉や溶銑炉の製鉄過程で、鉄鉱石や鋳鉄等を溶融した場合に発生する製鉄スラグ（スラグの一例）から回収されるメタル、又は廃棄物処理用溶融炉で廃棄物（ゴミ）をガス化した場合に発生する残滓中に含まれるメタル等である。なお、製鉄過程で発生するスラグ又は廃棄物処理用溶融炉の残滓中に含まれるメタル分をウエイト材とした使用済のカウンタウエイトを破砕して得たメタル分を、新たなカウンタウエイトを製造する場合のウエイト材として使用することも可能である。
これら炉滓のメタル分は、いずれも容易かつ安価に入手できるので、カウンタウエイト１０の製造コストを低減でき経済的である。
【００１３】
油圧ショベル１１は、長期間の使用により老朽化するが、老朽化した油圧ショベル１１を処理するにあたっては、カウンタウエイト１０を以下に示す方法でリサイクル化する。
図３に示すように、本発明の一実施の形態に係るカウンタウエイトのリサイクル方法は、磁着性のメタル分をウエイト材として使用した使用済のカウンタウエイト１０の外殼体１５を除去する除去工程と、外殻体１５が除去されたカウンタウエイト１０のメタル分を含む充填材を破砕し、メタル分とセメントとの結合状態を解く解砕工程と、解砕工程での処理物を、メタル分を主体とする高比重物とその他の低比重物（例えば、非磁着物、低比重物）とに分離する選別工程とを有し、高比重物を新たに製造するカウンタウエイトのウエイト材として利用する方法である。以下、詳しく説明する。
【００１４】
まず、ステップ１（ＳＴ１）においては、老朽化した油圧ショベル１１からカウンタウエイト１０を取外し、このカウンタウエイト１０から鋼板製の外殻体１５を除去する。この場合、破砕機等を用いてカウンタウエイト１０から外殻体１５を剥がすこととなるが、特に大型のカウンタウエイトにおいては、ガス切断機（溶断機）又はカッター等により外殻体を部分的に切断してから行うと、能率的に除去作業を行うことができる。なお、除去された外殻体１５は、鉄スクラップとして回収しリサイクルすることが可能である（以上、除去工程）。
【００１５】
次に、ステップ２（ＳＴ２）で、外殻体１５が除去された充填材を、破砕機（ブレーカ）等により、例えばこぶし大（直径５〜１５ｃｍ）程度に粗割して分離される鉄片を除去する。なお、粗割して分離される大型のメタル分として鋼材等も含まれ、除去される鉄片や鋼材等は鉄スクラップとして回収しリサイクルされる。
ステップ３（ＳＴ３）で、この粗割した充填材の中から鉄片や鋼材等を取出した残りの充填材を、粉砕機としてロッドミル又はボールミル等を用い、粒径が例えば７ｍｍ程度以下になるように粉砕し、メタル分とセメントとの結合状態を解く。なお、メタル分の破砕及び粉砕は最小限に抑制し、メタル分を構成する各粒子のバインダーの役割を行うセメントを、主として破砕及び粉砕する。
これにより、メタル分の破砕及び粉砕を抑制して、メタル分とセメントとの結合状態を解くことができる（以上、解砕工程）。
【００１６】
ステップ４（ＳＴ４）において、粉砕した処理物を、通常の磁力選別機で磁力選別し、磁着物と非磁着物（その他の低比重物の一例）とに分離する。ここで使用する磁力選別機は、従来公知の低周速低磁力のドラム型磁力選別機（ＤＰＴ磁力選別機）で、例えばドラムの周速が１２０ｍ／ｍｉｎ程度、磁束密度が１５００ガウス（０．１５テスラ）程度に設定できるものである。なお、磁着物を更に篩選別することで、粒径が大きいもの（例えば、２ｃｍ以上程度）、即ちメタル分として利用できないものを、鉄スクラップとして除去することが好ましい。これにより、回収するメタル分の軽装比重をより均一に近づけることが可能となる。
なお、この磁着物中には、非磁着物が巻き込まれているため、ステップ５（ＳＴ５）において、磁着物側に分離された処理物、即ち非磁着物が巻き込まれた磁着物を、更に、高周速高磁力の磁力選別機（選別機）で、実質的にメタル分からなる高比重物と低比重物（その他の低比重物の一例）とに分離する。高周速高磁束の磁力選別機は、従来公知の磁力選別機であり、回転駆動源によって回転駆動される円筒ドラムの内側に、隣合う磁石の極性が異なるように配置された複数の磁石を円弧状に固定配置して、円筒ドラム上に落下する原料を、磁性物である高比重物と非磁性物である低比重物とに分離するものである。
【００１７】
この高周速高磁束の磁力選別機としては、図４に示すように、例えば特願平１０−３０９４１５号公報に開示された乾式磁力選別機２０を使用することが可能である。この乾式磁力選別機２０は、ケーシング２１内に回転自在に取付けられ、上部から投入される磁性物２２と非磁性物２３とからなる原料を前側表面に沿って流下させる円筒ドラム２４と、円筒ドラム２４の内側に円周方向に隣合う磁石２５が異なる極性となるように磁石取付板２６に固定配置され、円筒ドラム２４表面に磁界を発生させる磁場発生機構２７と、円筒ドラム２４の下方に配置され、磁力選別された磁性物２２と非磁性物２３とをそれぞれ回収する磁性物回収部２８及び非磁性物回収部２９とを有している。なお、円筒ドラム２４の上方には、円筒ドラム２４の上部に原料を投入するホッパー３０が備えられ、更にその上方には、原料をホッパー３０に給送するフィーダ３１が設けられている。
【００１８】
上記した乾式磁力選別機２０においては、ダンパー３２で切り出し量を調整され、高速で回転する円筒ドラム２４上に投入された原料のうち、磁性物２２は、磁場発生機構２７による磁界により円筒ドラム２４の表面に吸着され、非磁性物２３は円筒ドラム２４表面に載った状態となる。その後、磁性物２２は反転倒立を行いつつ、磁場発生機構２７からの磁力から脱出すると円筒ドラム２４の表面から剥離され、磁性物回収部２８に回収されることとなる。また、非磁性物２３は、磁性物２２の反転倒立の際の磁性物２２からの解放及び強力な遠心力の影響により、円筒ドラム２４の表面からすぐに分離して、非磁性物回収部２９内に回収されることとなる。なお、磁性物回収部２８と非磁性物回収部２９とは、分離板３３によって仕切られている。
【００１９】
ここで、高周速高磁力の磁力選別機は、円筒ドラムの周速を３００〜５００ｍ／ｍｉｎの範囲で、また磁束密度を４０００ガウス（０．４テスラ）以上で、選別対象物の状態、即ち、円筒ドラムに吸着し易いか否か、又は形状等に応じてそれぞれ設定する。
円筒ドラムの周速が３００ｍ／ｍｉｎ未満の場合、高比重物中に巻き込まれた状態となった低比重物が吹飛ばず、高比重物と低比重物との分離を十分に行うことができない。このため、回収した高比重物の軽装比重が目標値を達成できない可能性がある。一方、円筒ドラムの周速が５００ｍ／ｍｉｎを超える場合、円筒ドラムの周速が速くなることで、円筒ドラム上への高比重物の吸着量が低下し、高比重物歩留が低下して経済的でない。従って、高比重物と低比重物との分離精度を高めることができると共に、高比重物歩留を上昇させるためには、円筒ドラムの周速を３５０〜５００ｍ／ｍｉｎ、更には４００〜４８０ｍ／ｍｉｎに設定することが好ましい。
また、円筒ドラムの磁束密度が４０００ガウス未満の場合、円筒ドラムの周速が速くなることで、円筒ドラム上への高比重物の吸着量が低下し、高比重物歩留が低下して経済的でない。一方、磁束密度が高い場合、円筒ドラムの周速が速くなっても、円筒ドラム上への高比重物の吸着量の低下を抑制できるので、上限値については規定していない。しかし、高周速高磁力の磁力選別機のランニングコストや、装置の性能等を考慮すれば、上限値を１００００ガウスに設定することが好ましい。
【００２０】
ここで、高周速高磁力の磁力選別機の代わりに、従来公知の風力選別機を使用することも可能である。この風力選別機の風力を１２〜２０ｍ／ｓの範囲で、選別対象物の状態、即ち、比重や形状等に応じて設定する。
ここで、風力が１２ｍ／ｓ未満の場合、高比重物中に巻き込まれた状態となった低比重物が吹飛ばず、高比重物と低比重物との分離を十分に行うことができない。このため、回収した高比重物の軽装比重が目標値を達成できない可能性がある。一方、風力が２０ｍ／ｓを超える場合、低比重物と共に高比重物も吹飛ぶ可能性が高いため、高比重物と低比重物との分離を十分に行うことができないだけでなく、高比重物の回収率も低下する。従って、高比重物と低比重物との分離精度を高めることができると共に、高比重物歩留を上昇させるためには、風力を１２．５〜１７ｍ／ｓ、更には１３〜１５ｍ／ｓとすることが好ましい。
これにより、ＤＰＴ磁力選別機で回収した磁着物を、実質的にメタル分を主体とする高比重物とその他の低比重物とに容易に分離できる（以上、選別工程）。
【００２１】
上記した方法で回収した高比重物を、新たに製造するカウンタウエイトの充填材に混ぜて使用する。なお、前記した鉄スクラップとして回収したものと、この高比重物とを合わせると、使用済のカウンタウエイトの８０％以上をリサイクルできることが、テストにより実証されている。従って、新たに製造するカウンタウエイトの製造コストを低減すると共に、環境保全も図ることが可能となる。
【００２２】
【実施例】
本発明に係るカウンタウエイトのリサイクル方法を適用し、試験を行った結果について説明する。
なお、回収したメタル分を、カウンタウエイトのウエイト材として利用するには、目標値として軽装比重２．９以上を達成することが好ましい。
ここで、前記ＤＰＴ磁力選別機を用いて回収した磁着物側に分離された処理物（選別前：軽装比重２．５３）を、メタル分を主体とする高比重物とその他の低比重物（例えば、セメント）とに選別する場合において、前記ＤＰＴ磁力選別機、従来公知の風力選別機、前記高周速高磁力の磁力選別機をそれぞれ用い、回収した高比重物の軽装比重及び歩留を求めて比較した。なお、ＤＰＴ磁力選別機、風力選別機、高周速高磁力の磁力選別機を用いた試験結果を、表１〜表３、及び図５にそれぞれ示す。
【００２３】
【表１】
【表２】
【表３】
ＤＰＴ磁力選別機は、ケース１のように、通常、ドラムの周速を１２０ｍ／ｍｉｎ程度、磁束密度を１５００ガウス（０．１５テスラ）に設定して使用するが、この場合、軽装比重は２．５４であり、選別前と比較しほとんど上昇していないことが分かる。更に、ケース２のようにドラムの周速を２００ｍ／ｍｉｎまで上昇させることで、軽装比重は２．６０まで上昇するが、目標値である２．９は達成できなかった。
【００２７】
風力選別機は、ケース４のように、風力を１０．３ｍ／ｓまで上昇させることで軽装比重が２．７３となり、ＤＰＴ磁力選別機より大きな数値が得られるが、目標値である２．９は達成できなかった。しかし、風力を１３．９ｍ／ｓまで上昇させることで、軽装比重は２．９３となり、目標値である２．９を超える数値が得られた。なお、このときの高比重物歩留は７４質量％である。
高周速高磁力の磁力選別機は、磁束密度を４０００ガウス（０．４０テスラ）に固定して試験を行った。ケース８のように、円筒ドラムの周速を４１０ｍ／ｍｉｎまで上昇させることで軽装比重は２．９１となり、目標値である２．９を達成できた。なお、このときの高比重物歩留は８５質量％であり、風力選別機の７４質量％と比較して、大きく上昇できたことが分かる。
【００２８】
また、ケース９のように、円筒ドラムの周速を４３０ｍ／ｍｉｎまで上昇させることで、２．９７と軽装比重を更に高めることができた。なお、このときの高比重物歩留は、ケース８と比較して１％程度しか低下せず、高い歩留を維持できたことが分かる。即ち、高周速高磁力の磁力選別機を使用することで、高比重物の軽装比重及び歩留を高めることができる。
以上のことから、高周速高磁力の磁力選別機を使用することで、高比重物と低比重物との分離精度が高められ、低比重物であるセメントの混入を抑制した高比重物を回収できたことが分かる。
従って、回収したこの高比重物を、新たに製造するカウンタウエイトの充填材に混ぜて使用できるので、材料コストを低減でき経済的である。
【００２９】
以上、本発明を、一実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明のカウンタウエイト及びそのリサイクル方法を構成する場合にも本発明は適用される。
前記実施の形態においては、メタル分が、溶鉱炉や溶銑炉の製鉄過程で、鉄鉱石や鋳鉄等を溶融した場合に発生する製鉄スラグから回収されるメタルである場合について説明した。しかし、メタル分として、他のメタル分、例えば、転炉、電気炉、更には、溶鉱炉、溶銑炉、転炉、電気炉のいずれか２以上から発生するスラグから回収されるメタルを使用することも可能である。
【００３０】
また、前記実施の形態においては、選別工程で処理物をＤＰＴ磁力選別機を用いて磁力選別した後、磁着物側に分離された処理物を、更に高周速高磁力の磁力選別機を用いて高比重物と低比重物とに分離した場合について説明した。しかし、充填材に混入する不純物量やメタル分の状態（例えば、比重、形状等）に応じて、通常の磁力選別機を使用することなく、高周速高磁力の磁力選別機又は風力選別機のみを使用することも、また高周速高磁力の磁力選別機又は風力選別機を複数台使用することも可能である。なお、高周速高磁力の磁力選別機を複数台使用する場合は、各磁力選別機の周速を下流側にかけて段階的に速くすると共に、磁束密度を下流側にかけて段階的に高め、また風力選別機を複数台使用する場合は、各風力選別機の風力を下流側にかけて段階的に強くすることで、高比重物中に巻き込まれた低比重物を徐々に除去する。これにより、高比重物の軽装比重や回収率を更に高めることが可能となる。
【００３１】
そして、前記実施の形態においては、選別工程で処理物をＤＰＴ磁力選別機を用いて磁力選別した後、高周速高磁力の磁力選別機や、風力選別機を用いて高比重物と低比重物とに分離した場合について説明した。しかし、高周速高磁力の磁力選別機や、風力選別機の代わりに湿式のジグを使用して高比重物と低比重物とに分離することも可能である。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１記載のカウンタウエイトにおいては、例えば廃棄処分となっていたスラグ又は残滓中に含まれるメタル分の有効利用が計れると共に、このメタル分のリサイクル化も行うことが可能となる。従って、カウンタウエイトの製造に必要なコストや、廃棄処分に必要なコストの低減化を達成できると共に、廃棄物を少なくして環境保全に役立つことも可能となる。
【００３３】
請求項２〜１１記載のカウンタウエイトのリサイクル方法においては、除去工程、解砕工程、及び選別工程を有するので、ウエイト材として使用可能な軽装比重を備えると共に、略一定の軽装比重を備えたメタル分を主体とする高比重物を容易に回収できる。従って、新品のカウンタウエイトの製造時において、個別にカウンタウエイトの重量調整を行う必要がなくなるので、作業性が良好でしかも製造コストの低減を計ることが可能となる。また、使用済のカウンタウエイトの充填材に含まれるメタル分のリサイクルを行うことができるので、廃棄物を少なくして環境保全に役立つことも可能なカウンタウエイトのリサイクル方法を提供できる。
請求項３記載のカウンタウエイトのリサイクル方法においては、例えば廃棄処分となっていたスラグ又は残滓中に含まれるメタル分をウエイト材として使用できるので、メタル分を有効利用できる。従って、廃棄処分に必要なコストの低減化を達成でき経済的である。
【００３４】
請求項４記載のカウンタウエイトのリサイクル方法においては、まず充填材を粗割するので、ウエイト材としてのリサイクルが難しい大型のメタル分を充填材中から容易に除去できる。次に、大型のメタル分が除去された充填材を更に粉砕するので、大型のメタル分による影響を受けることなく容易に粉砕できる。従って、メタル分とその他の充填材との分離精度を高めることができるので、高比重物の軽装比重を高めることができ、製造するカウンタウエイトの品質向上を図ることができる。
また、メタル分として、例えば銑鉄のように脆い材料を使用した場合についても、充填材を段階的に破砕するので、充填材の破砕時においてメタル分の破砕を抑制できる。このため、破砕後のメタル分の粒度分布の範囲を、カウンタウエイト製造時におけるメタル分の範囲と略同等程度とすることができるので、回収物がウエイト材として使用可能な軽装比重を備えることができる。従って、新品のカウンタウエイトの製造時において、回収したメタル分をそのままの状態で使用できるので、作業性が良好でしかも製造コストの低減を計ることが可能となる。
そして、粗割して大型のメタル分が除去された充填材を更に粉砕するので、このメタル分による粉砕機の損傷を抑制することができ経済的である。
【００３５】
請求項５記載のカウンタウエイトのリサイクル方法においては、高周速高磁力の磁力選別機にかけ実質的にメタル分からなる高比重物を回収するので、高比重物に巻き込まれる低比重物の割合を低減できる。従って、処理物から効率良く高比重物を回収できるので、作業性が良好である。
請求項６記載のカウンタウエイトのリサイクル方法においては、まず処理物を磁力選別して磁着物側に分離された処理物を回収するので、容易に分離可能な非磁着物を処理物中から除去できる。次に、この処理物を更に高周速高磁力の磁力選別機にかけ実質的にメタル分からなる高比重物を回収するので、高比重物に巻き込まれる低比重物の割合を低減できる。従って、処理物を段階的に選別するので、効率良く高比重物を回収でき作業性が良好である。
また、メタル分として、例えば磁石への吸着性が劣るものが含まれている場合でも、使用済のカウンタウエイトからの高比重物の取出し時において、メタル分が高周速高磁力の磁力選別機に磁着され回収されるので、容易に選別でき効率良く高比重物を回収できる。
【００３６】
請求項７記載のカウンタウエイトのリサイクル方法においては、高比重物が磁力選別機に磁着し、低比重物が磁力選別機から吹飛ばされるので、高比重物と低比重物との分離精度を高めることができる。従って、高比重物の品位を高めることができるので、回収した高比重物を新品のカウンタウエイトの製造に容易に利用でき、製造するカウンタウエイトの品質向上も図ることが可能となる。
請求項８記載のカウンタウエイトのリサイクル方法においては、磁力選別機に磁着する高比重物の割合が高まるので、高比重物と低比重物との分離精度を高めることができる。従って、高比重物の品位を高めることができるので、回収した高比重物を新品のカウンタウエイトの製造に容易に利用でき、製造するカウンタウエイトの品質向上も図ることが可能となる。
【００３７】
請求項９記載のカウンタウエイトのリサイクル方法においては、処理物を風力選別機にかけ実質的にメタル分からなる高比重物を回収するので、高比重物に巻き込まれる低比重物の割合を低減できる。従って、処理物から効率良く高比重物を回収できるので、作業性が良好である。
請求項１０記載のカウンタウエイトのリサイクル方法においては、まず処理物を磁力選別して磁着物側に分離された処理物を回収するので、容易に分離可能な非磁着物を処理物中から除去できる。次に、この処理物を更に風力選別機にかけ実質的にメタル分からなる高比重物を回収するので、高比重物に巻き込まれる低比重物の割合を低減できる。従って、処理物を段階的に選別するので、効率良く高比重物を回収でき作業性が良好である。
また、メタル分として、例えば磁石への吸着性が劣るものが含まれている場合でも、使用済のカウンタウエイトからの高比重物の取出し時において、高比重物が風力選別機によって選別され回収されるので、容易に選別でき効率良く高比重物を回収できる。
請求項１１記載のカウンタウエイトのリサイクル方法においては、風力選別機の風力によって吹飛ばされる低比重物の割合が高まるので、高比重物と低比重物との分離精度を高めることができる。従って、高比重物の品位を高めることができるので、回収した高比重物を新品のカウンタウエイトの製造に容易に利用でき、製造するカウンタウエイトの品質向上も図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るカウンタウエイトを装着した油圧ショベルの側面図である。
【図２】同カウンタウエイトの斜視図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係るカウンタウエイトのリサイクル方法の説明図である。
【図４】同カウンタウエイトのリサイクル方法に適用可能な乾式磁力選別機の正断面図である。
【図５】実施例に係る試験結果の説明図である。
【符号の説明】
１０：カウンタウエイト、１１：油圧ショベル（建設機械）、１２：下部走行体、１３：上部旋回体、１４：フロントアタッチメント、１５：外殻体、２０：乾式磁力選別機、２１：ケーシング、２２：磁性物、２３：非磁性物、２４：円筒ドラム、２５：磁石、２６：磁石取付板、２７：磁場発生機構、２８：磁性物回収部、２９：非磁性物回収部、３０：ホッパー、３１：フィーダ、３２：ダンパー、３３：分離板
Claims (11)
- 製鉄過程で発生するスラグ又は廃棄物処理用溶融炉の残滓中に含まれるメタル分をウエイト材とした使用済のカウンタウエイトを破砕して得た前記メタル分を、新たなウエイト材としたことを特徴とするカウンタウエイト。
- 磁着性のメタル分をウエイト材として使用した使用済のカウンタウエイトの外殼体を除去する除去工程と、
前記外殻体が除去された前記カウンタウエイトの前記メタル分を含む充填材を破砕し、前記メタル分とその他の充填材との結合状態を解く解砕工程と、
前記解砕工程での処理物を、前記メタル分を主体とする高比重物とその他の低比重物とに分離する選別工程とを有し、
前記高比重物を新たに製造するカウンタウエイトのウエイト材として利用することを特徴とするカウンタウエイトのリサイクル方法。 - 請求項２記載のカウンタウエイトのリサイクル方法において、前記メタル分は、溶鉱炉、溶銑炉、転炉、及び電気炉のいずれか１又は２以上から発生するスラグから回収されるメタル、又は廃棄物処理用溶融炉の残滓中に含まれるメタルであることを特徴とするカウンタウエイトのリサイクル方法。
- 請求項２又は３記載のカウンタウエイトのリサイクル方法において、前記解砕工程では、前記メタル分を含む充填材を粗割して大型のメタル分を除去した後、残った前記充填材を更に粉砕して、前記メタル分とその他の充填材との結合状態を解くことを特徴とするカウンタウエイトのリサイクル方法。
- 請求項２〜４のいずれか１項に記載のカウンタウエイトのリサイクル方法において、前記選別工程では、前記処理物を高周速高磁力の磁力選別機で実質的にメタル分からなる前記高比重物と前記低比重物とに分離することを特徴とするカウンタウエイトのリサイクル方法。
- 請求項２〜４のいずれか１項に記載のカウンタウエイトのリサイクル方法において、前記選別工程では、前記処理物を通常の磁力選別機で磁力選別して、磁着物側に分離された前記処理物を、更に高周速高磁力の磁力選別機で実質的にメタル分からなる前記高比重物と前記低比重物とに分離することを特徴とするカウンタウエイトのリサイクル方法。
- 請求項５又は６記載のカウンタウエイトのリサイクル方法において、前記高周速高磁力の磁力選別機の周速は、３００〜５００ｍ／ｍｉｎであることを特徴とするカウンタウエイトのリサイクル方法。
- 請求項５〜７のいずれか１項に記載のカウンタウエイトのリサイクル方法において、前記高周速高磁力の磁力選別機の磁束密度は、４０００ガウス以上であることを特徴とするカウンタウエイトのリサイクル方法。
- 請求項２〜４のいずれか１項に記載のカウンタウエイトのリサイクル方法において、前記選別工程では、前記処理物を風力選別機で実質的にメタル分からなる前記高比重物と前記低比重物とに分離することを特徴とするカウンタウエイトのリサイクル方法。
- 請求項２〜４のいずれか１項に記載のカウンタウエイトのリサイクル方法において、前記選別工程では、前記処理物を通常の磁力選別機で磁力選別して、磁着物側に分離された前記処理物を、更に風力選別機で実質的にメタル分からなる前記高比重物と前記低比重物とに分離することを特徴とするカウンタウエイトのリサイクル方法。
- 請求項９又は１０記載のカウンタウエイトのリサイクル方法において、前記風力選別機の風力は、１２〜２０ｍ／ｓであることを特徴とするカウンタウエイトのリサイクル方法。
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