JP3960463B2 - リサイクル原料のサンプリング装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はリサイクル原料処理装置に関し、より特定すれば、リサイクル原料を処理する過程において、リサイクル原料を自動的にサンプリングするサンプリング装置に関する。
【０００２】
近年、精錬、加工工程で発生する金属スクラップや使用済みの電子機器から取り出す金属を銅精錬などの原料として活用し、資源の有効活用と精錬事業のコスト削減を進めることが行われている。
【０００３】
【従来の技術】
近年の銅精錬では、リサイクル原料が用いられる。リサイクル原料は例えば、金銀滓、電気部品屑、メッキ屑などである。このようなリサイクル原料は所定の大きさに切出され、自溶炉や転炉（ＰＳコンバータ）に供給される。自溶炉には主に切出された粉状原料や塊状原料が供給され、転炉には塊状原料やメッキ屑が供給される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような銅精錬においては、切出されたリサイクル原料をサンプリングして、切出されたリサイクル原料の状態（品位）を定期的にチェックする必要がある。従来は、切出したリサイクル原料のサンプリングを人手で行っていた。つまり、スコップで切出されたリサイクル原料をすくったり、塊を手で拾い上げたりしてサンプリングをする。このようなサンプリング方法では、人間の手を介するため公平性に欠けると指摘される。
【０００５】
従って、本発明は上記従来技術の問題点を解決し、原料を均一かつ自動でサンプリングできる公平性の高いリサイクル原料のサンプリング装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、リサイクル原料をより小さいサイズの所定量だけ切出して搬送する切出し手段を具備する原料処理装置において、前記切出し手段から切出されたリサイクル原料の一部を回収して搬送する第１の回収部と、該第１の回収部からリサイクル原料の一部を定期的に回収する第２の回収部とを有し、前記第１の回収部は、前記切出されたリサイクル原料を定期的により小さいサイズの所定量だけ更に切出す手段をし、前記第２の回収部は、定期的に所定方向に移動して前記第１の回収部の前記切出す手段からのリサイクル原料を回収する手段を具備することを特徴とする原料のサンプリング装置である。このように、２段階に分けて原料をサンプリングするため、原料を均一かつ自動でサンプリングすることができ、原料の品位を的確に把握することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
図１ないし図６は、本発明の一実施の形態によるリサイクル原料のサンプリング装置を備えたリサイクル原料処理装置を示す図である。図１は、サンプリング装置を備えたリサイクル原料処理装置の要部側面図、図２は平面図、図３ないし図６はそれぞれ、図２に示すＡ，Ｂ，Ｃ及びＤから見た正面図である。
【００１３】
リサイクル原料処理装置は、その基本構成として、受入れホッパー１０、１次切出しフィーダ２０、第１排出コンベア３０及び第２排出コンベア４０を具備する。このリサイクル原料処理装置に対して、サンプリング装置が備え付けられている。サンプリング装置は、第１の回収部として機能する２次切出しフィーダ５０、及び第２の回収部として機能するサンプリングボックス装置６０を具備する。
【００１４】
まず、リサイクル原料処理装置の上記基本構成について説明する。
【００１５】
受入れホッパー１０は、４つの支軸で支持されている。図１には、２つの支軸８１、８２のみが図示されている。受入れホッパー１０は、後述するリフト等のリサイクル原料搬送手段で搬送されて来たリサイクル原料を蓄積する。受入れホッパー１０の底部は、１次切出しフィーダ２０に連通している。リサイクル原料は例えば、金銀滓、電気部品屑、メッキ屑などである。金銀滓は例えば、低水分の粉状である。電気部品屑は例えば、ＩＣチップ屑、基板屑、コンデンサー類、前処理品などである。メッキ屑は例えば、リードフレーム屑やメッキ打抜き屑などである。後述するように、リサイクル原料処理装置はリサイクル原料の種類に応じて、複数個の処理システムを具備することが好ましい。このような処理システムにおいては、図１〜図６は一系統の処理システムを示していると言える。
【００１６】
１次切出しフィーダ２０は、受入れホッパー１０の下部に配置されたマルチスクリュー（図示を省略する）などの切出し手段２７（図６参照）を有し、受入れホッパー１０に蓄積されたリサイクル原料を所定量だけ切出す。所定量は例えば、リサイクル原料の切出し断面で定義できる。一例として、切出し部は、切出された各原料片が５０〜１５０ｍｍ×１０００ｍｍの切出し断面を有するように、リサイクル原料を切出す。
【００１７】
１次切出しフィーダ２０は、所定の量に切出されたリサイクル原料を図２に示すＸ１軸方向に搬送する。図１に示すように、１次切出しフィーダ２０は搬送ベルト２１、２つのローラ２２、２３、ローラの軸に係合してこれを駆動するモータ２５及びシュート２６を有する。搬送ベルト２１はフラットで、例えばＳＵＳで形成されている。搬送ベルト２１上の切出しリサイクル原料は、ローラ２２上を通る際、搬送ベルト２１のＸ１軸方向端部からシュート２６を通って垂直に落下し、第１排出コンベア３０に受け取られる。モータ２５は、ギヤ等を介してローラ３２と３３のいずれかの軸を駆動する構成であっても良い。
【００１８】
第１排出コンベア３０は、搬送ベルト２１から落下した切出しリサイクル原料を受け取り、１次切出しフィーダ２０と直行するＹ１軸方向に、受け取った切出しリサイクル原料を搬送する。図５に示すように、第１排出コンベア３０は、搬送ベルト３１、２つのローラ３２、３３、シュート３４及びローラの軸を駆動するモータ（図示を省略してある）を具備する。
【００１９】
第２排出コンベア４０は、第１排出コンベア３０のＹ１軸方向端部から垂直に落下する切出しリサイクル原料を受け取り、Ｘ１軸方向に受け取った切出しリサイクル原料を搬送する。第２排出コンベア４０は、切出しリサイクル原料を受け取る側が低くなるように傾斜配置されている。第２排出コンベア４０で搬送された切出しリサイクル原料は、やがてその端部からヤードに向けて落下する。
【００２０】
このような基本構成に対し、リサイクル原料をサンプリングするサンプリング装置が以下の通り設けられている。
【００２１】
サンプリング装置は、リサイクル原料を２段階に分けて定期的かつ自動的にサンプリングする。前述したように、サンプリング装置は２次切出しフィーダ５０とサンプリングボックス装置６０とを有する。
【００２２】
図１及び図２に示すように、２次切出しフィーダ５０は回収ボックス５１、ガイドレール５２、カムフォロア５３、エアーシリンダ５４、及び搬送ベルト５５を具備して構成されている。搬送ベルト５５はＸ１−Ｘ２軸方向に位置決めされている。つまり、第１排出コンベア３０と同じ方向に配置されている。
【００２３】
回収ボックス５１は、Ｘ１−Ｘ２軸方向に移動可能であり、１次切出しフィーダ２０から落下してくる切出しリサイクル原料を、１次切出しフィーダ２０の全方向全体にわたり取得する。この動作を可能とするため、２次切出しフィーダ２０は、第１の排出コンベア３０よりも高い位置に設けられている。
【００２４】
図１に示す回収ボックス５１の位置がホームポジションである。切出しリサイクル原料を取得する場合には、回収ボックス５１は図１の矢印方向（Ｘ２軸方向）に移動し、シュート２６の真下かつ第２排出コンベア４０の真上に位置する。この位置をサンプリング位置として、図１の参照番号５１ａで示す。回収ボックス５１のＹ１−Ｙ２方向の幅は、１次切出しフィーダ２０の幅よりも若干長い。これは、１次切出しフィーダ２０からシュート２６を通って落下する切出しリサイクル原料を、その幅方向全体に亘り取得可能とするためである。このようにして取得した切出しリサイクル原料を、１次サンプリング原料と言う。
【００２５】
回収ボックス５１は、複数のカムフォロア５３を介してガイドレール５２に係合しており、Ｘ１−Ｘ２軸方向に摺動可能である。回収ボックス５１は、エアーシリンダ５４に結合している。回収ボックス５１は、このエアーシリンダ５４の作用でＸ１−Ｘ２軸方向に往復運動することができる。
【００２６】
回収ボックス５１は例えば、３０秒に１回サンプリング動作を行ない、３秒間だけサンプリング位置５１ａに留まる。つまり、回収ボックス５１は１分間に６秒間だけサンプリング位置５１ａに留まり、切出しリサイクル原料をサンプリングする。
【００２７】
回収ボックス５１の下部には、マルチスクリュー（図示を省略する）などの切出し手段（図示を省略する）が設けられている。切出し手段は、既に１次切出しフィーダ２０で切出されたリサイクル原料を更に切出す。切出しサイズは例えば、１００ｍｍｘ１５０ｍｍである。
【００２８】
このようにして切出されたリサイクル原料は搬送ベルト５５でＹ１軸方向に搬送され、第２排出コンベア４０に排出されるか、又は以下に説明するサンプリングボックス装置６０でサンプリングされる。サンプリングボックス装置６０は、２次切出しフィーダ５０と一直線状に配置され、定期的に２次切出しフィーダ５０から排出される切出しサンプリング原料をサンプリングする。
【００２９】
図２及び図４に示すように、サンプリングボックス装置６０は、サンプリングボックス６１、ガイドレール６２及びエアーシリンダ６３を有する。サンプリングボックス６１は、図示を省略するカムフォロアを介して、ガイドレール６２に摺動可能に係合している。エアーシリンダ６３はサンプリングボックス６１に結合しており、Ｙ１−Ｙ２軸方向に往復運動することができる。
【００３０】
サンプリングボックス６１は、図２及び図４に示すホームポジションから、参照番号６１ａに示すサンプリングポジション６１ａに、定期的に移動する。サンプリングポジション６１ａにおいて、サンプリングボックス６１は、シュート５６の真下、かつ第２排出コンベア４０の真上に位置する。サンプリングボックス６１は、サンプリングポジション６１ａにおいて、２次切出しフィーダ５５からシュート５６を通って排出される切出しリサイクル原料を取得する。
【００３１】
サンプリングボックス６１は例えば、３０秒に１回サンプリング動作を行ない、３秒間だけサンプリング位置６１ａに留まる。つまり、サンプリングボックス６１は１分間に６秒間だけサンプリング位置６１ａに留まり、切出しリサイクル原料をサンプリングする。
【００３２】
図４に示す作業台７０上のオペレータは、サンプリングされたリサイクル原料をサンプリングボックス６１から取り出し、サンプリング状態を目視で検査することができる。
【００３３】
このように、本実施の形態によるサンプリング装置によれば、切出されたリサイクル原料を２段階に分けて自動的かつ定期的にサンプリングすることができるため、均一なサンプリングが可能であり、サンプリングの公平性が高い。従って切出されたリサイクル原料の品位を的確に把握することができる。
【００３４】
第１のサンプリングは２次切出しフィーダ５０を用いたサンプリングで、第２のサンプリングはサンプリングボックス装置６０を用いたサンプリングである。サンプリング動作に着目すれば、２次切出しフィーダ５０は１次サンプリング装置（第１の回収部）として機能し、サンプリングボックス装置６０は２次サンプリング装置（第２の回収部）として機能する。第１及び第２サンプリング装置はそれぞれ３０秒に３秒のサンプリング動作を行う、つまりサンプリング対象の１／１０をサンプリングする。従って、第１及び第２サンプリング装置全体では、サンプリング対象であるリサイクル原料の１／１００がサンプリングされる。
【００３５】
仮に、一度に１／１００をサンプリングしてしまうと、サンプリングに片寄りが生じてしまう可能性がある。２段階のサンプリング動作はこのような問題点を持たない。
【００３６】
サンプリング周期は、エアーシリンダ５４及び６３の動作周期を調整することで任意に設定することができる。例えば、リサイクル原料の種類に応じて、適切なサンプリング周期を設定することができる。エアーシリンダ５４及び６３の動作周期は、これらのアクチュエータを制御するＣＰＵの動作パラメータを変更することで調整することができる。２次切出しフィーダ５０とサンプリングボックス装置６０のサンプリング周期は同一である必要はなく、異なっていても良い。
【００３７】
なお、上記構成では、第２切出しフィーダ５０は切出し手段を具備していたが、サンプリング装置を構成する必須の構成要素ではなく、省略しても良い。
【００３８】
図７及び図８は、本発明の第２の実施の形態を示す図である。より特定すれば、図７は本発明の第２の実施の形態によるサンプリング装置を備えたリサイクル原料処理装置の平面図、及び図８は同装置の右側面図である。
【００３９】
本発明の第２の実施の形態は、図１〜図６に示すサンプリング装置を備えたリサイクル原料処理装置を２つ具備することを特徴とする。換言すれば、図７及び図８に示すリサイクル原料処理装置は、２系統のリサイクル処理システムを備える。図７及び図８において、図１〜図６に示す構成要素と同一のものには同一の参照番号にＡ及びＢの記号を加えた符号を用いている。符号ＡとＢはそれぞれ、上記２系統のリサイクル処理システムを意味している。
【００４０】
第１のリサイクル処理システムは、受入れホッパー１０Ａ、１次切出しフィーダ２０Ａ、第１排出コンベア３０Ａ、第２排出コンベア４０Ａ、２次切出しフィーダ５０Ａ、サンプリングボックス装置６０Ａ及び作業台７０Ａを具備する。同様に、第２のリサイクル処理システムは、受入れホッパー１０Ｂ、１次切出しフィーダ２０Ｂ、第１排出コンベア３０Ｂ、第２排出コンベア４０Ｂ、２次切出しフィーダ５０Ｂ、サンプリングボックス装置６０Ｂ及び作業台７０Ｂを具備する。第１の受入れホッパー１０Ａには、２つのタンブルリフト９１Ａ及び９２Ａが備え付けられ、ドラム缶に収容されているリサイクル原料が受入れホッパー１０Ａ内に供給される。同様に、第２の受入れホッパー１０Ｂには、２つのタンブルリフト９１Ｂ及び９２Ｂが備え付けられ、ドラム缶に収容されているリサイクル原料が受入れホッパー１０Ｂ内に供給される。
【００４１】
第１及び第２のリサイクルシステム１０Ａ、１０Ｂは、異なる種類のリサイクル原料を処理する。例えば、第１のリサイクルシステム１０Ａは塊状のリサイクル原料を処理し、第２のリサイクルシステム１０Ｂは粉状のリサイクル原料を処理する。
【００４２】
第１のリサイクルシステム１０Ａが処理するリサイクル原料は、例えばＩＣチップ屑、基板屑、コンデンサー類、前処理品などの塊状原料である電気部品屑である。また、リードフレーム屑や塊状のメッキ打ち抜き屑などのメッキ屑である。これらのリサイクル原料は２段階のサンプリング工程を経て、サンプリングボックス装置６０Ａでサンプリングされる。切出されたサンプリング原料は、転炉に供給される。
【００４３】
また、第２のリサイクルシステム１０Ｂが処理するリサイクル原料は、例えば低水分の粉状の金銀滓である。このリサイクル原料は２段階のサンプリング工程を経て、サンプリングボックス装置６０Ｂでサンプリングされる。切出されたサンプリング原料は、自溶炉に供給される。
【００４４】
このように、本発明のサンプリング装置を異なる処理システム毎に設けることで、各処理システム毎に、切出されたサンプリング原料を均一にサンプリングすることができる。従って、サンプリングの公平性は極めて高く、原料品位を的確に把握することができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、２段階に分けて原料をサンプリングするため、原料を均一かつ自動でサンプリングすることができ、原料の品位を的確に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による原料のサンプリング装置を備えた原料処理装置の側面図である。
【図２】図１に示す装置の平面図である。
【図３】図１の位置Ａから見た装置の正面図である。
【図４】図１の位置Ｂから見た装置の正面図である。
【図５】図１の位置Ｃから見た装置の正面図である。
【図６】図１の位置Ｄから見た装置の正面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態による原料のサンプリング装置を備えた原料処理装置の平面図である。
【図８】図７に示す装置の右側面図である。
【符号の説明】
１０ 受入れホッパー
２０ １次切出しフィーダ
３０ 第１排出コンベア
４０ 第２排出コンベア
５０ ２次切出しフィーダ（第１の回収部）
６０ サンプリングボックス装置（第２の回収部）

Claims (1)

1. リサイクル原料をより小さいサイズの所定量だけ切出して搬送する切出し手段を具備する原料処理装置において、
   前記切出し手段から切出されたリサイクル原料の一部を回収して搬送する第１の回収部と、
   該第１の回収部からリサイクル原料の一部を定期的に回収する第２の回収部とを有し、
   前記第１の回収部は、定期的に所定方向に移動して前記切出されたリサイクル原料をより小さいサイズの所定量だけ更に切出す手段を具備し、
   前記第２の回収部は、定期的に所定方向に移動して前記第１の回収部の前記切出す手段からのリサイクル原料を回収する手段を具備することを特徴とする原料のサンプリング装置。

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