JP5174412B2 - Empty can processing method and empty can processing apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、空缶から塗料やコーティング樹脂を除去し、スチール材又はアルミニウム材として再利用可能にする空缶の処理方法および空缶処理装置に関する。 The present invention relates to an empty can processing method and an empty can processing apparatus that remove paint and coating resin from an empty can and can be reused as a steel material or an aluminum material.
さまざまな飲料水の容器としてスチール缶が用いられている。使用済みのスチール缶（空缶）は、分別回収されてその一部がリサイクルされる。ところで、スチール缶は、その飲み口部のある蓋部がアルミニウム製であったり、また缶表面に各種の塗料が塗付され、さらに缶内面にコーティング樹脂が塗布されたりしている。このため、回収したスチール缶をプレスするだけでは、樹脂やアルミニウム（重量比で約１０％）を含む粗鉄材としてしか利用できない。 Steel cans are used as various drinking water containers. Used steel cans (empty cans) are collected separately and partly recycled. By the way, the steel can has a lid portion having a mouth portion made of aluminum, various paints are applied to the surface of the can, and a coating resin is applied to the inner surface of the can. For this reason, only by pressing the recovered steel can, it can be used only as a crude iron material containing resin and aluminum (about 10% by weight).
そこで、従来は、スチール缶を非酸化性雰囲気で５５０〜７００℃の温度範囲で加熱処理することが提案されている（特許文献１参照）。また、酸素濃度を１〜１０％の酸化性雰囲気としてスチール缶を３５０〜４５０℃で低温加熱処理すること（特許文献２参照）、あるいはスチール缶を３００〜６５０℃で加熱処理すること（特許文献３参照）など、さまざまな温度、雰囲気でスチール缶を加熱することが提案されている。 Therefore, conventionally, it has been proposed to heat-treat a steel can in a non-oxidizing atmosphere at a temperature range of 550 to 700 ° C. (see Patent Document 1). In addition, the steel can is heat-treated at 350 to 450 ° C. at an oxygen concentration of 1 to 10% (see Patent Document 2), or the steel can is heat-treated at 300 to 650 ° C. (Patent Document). It is proposed to heat steel cans at various temperatures and atmospheres (see 3).
上記のようにスチール缶を加熱処理することにより、樹脂やスチール製の筒部（缶体）に用いられているコーティング塗料を酸化分解あるいは炭化させて缶体から除去することができる。また、スチール製の缶体とアルミニウム製の蓋部とを容易に分離できる状態にすることができる。缶体と蓋部とは、接着剤を用いた巻締めによるフランジ加工が施されているが、加熱により缶体と蓋部との接合に用いられた接着剤が分解して脱離する効果が期待でき、さらにスチールとアルミニウムの熱膨張性の違いから缶体と蓋部の巻締めが緩み、缶体と蓋部が分離する効果が期待できる。分離した缶体からはスチール製のペレットが、また蓋部からはアルミニウム製のペレットが、それぞれ最終製品として得られる。 By heat-treating the steel can as described above, it is possible to remove the coating paint used for the resin or the steel tubular portion (can body) from the can body by oxidative decomposition or carbonization. Further, the steel can and the aluminum lid can be easily separated from each other. The can body and the lid are flanged by winding with an adhesive, but the adhesive used to join the can and the lid is decomposed and removed by heating. In addition, due to the difference in thermal expansion between steel and aluminum, it can be expected that the tightening of the can body and the lid portion is loosened and the can body and the lid portion are separated. Steel pellets are obtained from the separated can body, and aluminum pellets are obtained from the lid portion as final products.
また、スチール缶を加熱する雰囲気に関しては、上述した通りに酸化雰囲気（空気などの酸素存在下）と非酸化性雰囲気（窒素、二酸化炭素など）の２通りが提案されている。空気などの酸化雰囲気を利用する場合、酸素を含む外気の混入を防止する必要がないため、比較的装置の構造がシンプルで安価に出来る利点がある。その反面、塗料や樹脂を空気中で加熱するので、これらに含まれる窒素、硫黄、塩素などと反応して、有害な窒素酸化物、硫黄酸化物、ＤＸＮなどが発生することとなり、排ガス処理設備が必要になるといったデメリットがある。また、空気中でアルミニウムを融点である６５０℃程度に加熱するのは、酸化によるロスが懸念される。 Further, as described above, two atmospheres for heating the steel can have been proposed, that is, an oxidizing atmosphere (in the presence of oxygen such as air) and a non-oxidizing atmosphere (such as nitrogen and carbon dioxide). When an oxidizing atmosphere such as air is used, there is an advantage that the structure of the apparatus is relatively simple and inexpensive because it is not necessary to prevent the entry of outside air containing oxygen. On the other hand, since paints and resins are heated in the air, it reacts with nitrogen, sulfur, chlorine, etc. contained in them, and harmful nitrogen oxides, sulfur oxides, DXN, etc. are generated, and exhaust gas treatment equipment There is a demerit that it is necessary. Further, heating aluminum to about 650 ° C., which is the melting point, is concerned with loss due to oxidation.
一方、窒素や二酸化炭素などの非酸化性雰囲気を利用する場合、有害な窒素酸化物、硫黄酸化物、ＤＸＮなどの発生が微量であることから、酸化雰囲気の装置と比較すると排ガス処理設備をシンプルにできる利点がある。また、何度まで加熱してもアルミニウムが酸化、粉末化する現象が起きないことから、スチール製ペレットへのアルミニウム粉末の混入が少なく、また高品質のアルミニウム製ペレットも多量に得られる。その反面、酸素を含む外気の混入を防止する必要があるため、密閉形式の反応容器（燃焼炉）が必要となる。また、窒素や二酸化炭素などのガスを常に供給する必要があるため、装置の構造が複雑となり、運転コストも必然的に高くならざるを得ないというデメリットもある。 On the other hand, when non-oxidizing atmospheres such as nitrogen and carbon dioxide are used, the generation of harmful nitrogen oxides, sulfur oxides, DXN, etc. is very small, so the exhaust gas treatment equipment is simpler than equipment in an oxidizing atmosphere. There are advantages that can be made. In addition, since the phenomenon of aluminum oxidation and pulverization does not occur no matter how many times it is heated, there is little mixing of the aluminum powder into the steel pellets, and a large amount of high-quality aluminum pellets can be obtained. On the other hand, since it is necessary to prevent outside air containing oxygen from being mixed, a sealed reaction vessel (combustion furnace) is required. Further, since it is necessary to always supply gas such as nitrogen and carbon dioxide, there is a demerit that the structure of the apparatus is complicated and the operating cost is inevitably high.
最終製品たるペレットが高品質になるという点で、後者の非酸化性雰囲気での加熱処理が主流となりつつある。また、上記特許文献１では、そのための加熱炉として、密閉した容器内において、スチール缶を短時間でわずかな温度誤差で加熱できる誘導加熱炉の使用が提案されている。 The latter heat treatment in a non-oxidizing atmosphere is becoming mainstream in that the final product pellets are of high quality. Moreover, in the said patent document 1, use of the induction heating furnace which can heat a steel can with a slight temperature error in a sealed container as a heating furnace for that purpose is proposed.
図２を参照して、従来の非酸化性雰囲気での加熱処理による空缶処理方法について説明する。必要に応じて、プレス機１でスチール缶のかさ密度を調整してから加熱炉２に投入する。加熱炉２は、加熱開始前に予め液体窒素タンク３から窒素ガスを充填しておくことで、非酸化性雰囲気としておく。そして、加熱炉２を用いてスチール缶の加熱処理を行い、スチール製たる缶体とアルミニウム製である蓋部とを分離する。分離した缶体と蓋部を破砕ペレット化装置６により、粉砕処理し、ペレット状のスチール材およびアルミニウム材を得る。磁選装置７により、ペレット状のスチール材およびアルミニウム材を分離する。磁選装置７は、磁力を利用してスチール材とアルミニウム材を分離するものであるが、方法の詳細については、特許文献１および特許文献２に詳しく記述されているので、省略する。このようにして、非酸化性雰囲気における加熱という方法により、スチール缶に付着した塗料や樹脂を分解し、スチール缶を再利用できるように処理する。
With reference to FIG. 2, the conventional can processing method by the heat processing in non-oxidizing atmosphere is demonstrated. If necessary, the bulk density of the steel can is adjusted by the press machine 1 and then charged into the heating furnace 2. The heating furnace 2 is preliminarily filled with nitrogen gas from the liquid nitrogen tank 3 before the start of heating, thereby providing a non-oxidizing atmosphere. And the heat processing of a steel can is performed using the heating furnace 2, and the can body made from steel and the cover part made from aluminum are isolate | separated. The separated can body and the lid are pulverized by the crushing and pelletizing
ところで、加熱炉２において加熱処理されたスチール缶には、樹脂や塗料が炭化したために生じた炭素粉が大量に付着している。これらの炭素粉は、破砕ペレット化装置６により粉砕処理する段階で、容易に脱離する。さらに、離脱した炭素粉は、非常に重量が軽いため作業現場中に飛散する。よって、粉砕ペレット化装置６によりスチール缶を粉砕処理する際に、ファン、集塵機、フィルター等からなる排ガス処理設備の一種である炭素粉回収装置８を用いて、スチール缶に付着していた炭素粉を除去する必要がある。
しかしながら、従来の非酸化性雰囲気における加熱処理による空缶処理方法は、空気清浄の観点から、排ガス処理設備の一種である炭素粉回収装置８が必要となるという問題がある。また、炭素粉回収装置８により回収された炭素粉は、現状では活性炭、土壌改良剤、燃料などの再資源化の目処がたっていない。このため、最終的には、炭素粉を二次廃棄物として処理せざるをえず、そのコストもスチール缶の処理コストに上積みされる結果となる。スチール缶当たりの樹脂量は、一般的にはおよそ２ｗｔ％である。したがって、仮に５ｔ／ｈのスチール缶処理プラントを設計した場合、炭素粉の発生量は１００ｋｇ／ｈである。この発生量は、容易に無視できない量と考えられる。 However, the conventional empty can treatment method by heat treatment in a non-oxidizing atmosphere has a problem that a carbon powder recovery device 8 which is a kind of exhaust gas treatment equipment is required from the viewpoint of air purification. In addition, the carbon powder recovered by the carbon powder recovery device 8 is not currently available for recycling such as activated carbon, soil conditioner, and fuel. For this reason, finally, carbon powder must be processed as secondary waste, and the cost is also added to the processing cost of the steel can. The amount of resin per steel can is generally about 2 wt%. Accordingly, if a 5 t / h steel can processing plant is designed, the amount of carbon powder generated is 100 kg / h. This generated amount is considered to be an amount that cannot be easily ignored.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、非酸化性雰囲気内でスチール缶を加熱処理した際にスチール缶表面に付着する炭素粉を、炭素粉回収装置等の特別の設備を設けることなく破砕処理前に容易に除去でき、排ガス処理設備の設置コストを低減できる空缶の処理方法及び空缶処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such points, and the carbon powder adhering to the surface of the steel can when the steel can is heated in a non-oxidizing atmosphere is provided with special equipment such as a carbon powder recovery device. It is an object of the present invention to provide an empty can processing method and an empty can processing apparatus that can be easily removed before crushing without reducing the installation cost of exhaust gas treatment equipment.
本発明の空缶の処理方法は、加熱炉に投入されたスチール缶を非酸化性雰囲気下にて５５０〜６００℃で加熱処理する工程と、加熱終了後に前記加熱炉内を酸化性雰囲気に切替えて前記スチール缶に付着している炭素粉を酸化分解して除去する工程と、酸化分解により炭素粉が除去された前記スチール缶を破砕する工程とを具備したことを特徴とする。 The method for treating an empty can according to the present invention includes a step of heat-treating a steel can placed in a heating furnace at 550 to 600 ° C. in a non-oxidizing atmosphere, and the heating furnace is switched to an oxidizing atmosphere after the heating is completed. And the step of removing the carbon powder adhering to the steel can by oxidative decomposition, and the step of crushing the steel can from which the carbon powder has been removed by oxidative decomposition.
この構成によれば、非酸化性雰囲気下にて５５０〜６００℃で加熱処理した後、酸化性雰囲気に切替えることで、有害なガスの発生を防止できると共に、スチール缶に付着している炭素粉を酸化分解して除去でき、破砕処理の過程で炭素粉を回収する炭素粉回収装置が不要で、炭素粉の処理コスト、排ガス処理設備の設置コストの低減を図ることができる。 According to this configuration, after heat treatment at 550 to 600 ° C. in a non-oxidizing atmosphere, the generation of harmful gas can be prevented by switching to the oxidizing atmosphere, and the carbon powder adhered to the steel can Can be removed by oxidative decomposition, and a carbon powder recovery device that recovers the carbon powder in the crushing process is not required, so that it is possible to reduce the carbon powder processing cost and the exhaust gas processing equipment installation cost.
また、本発明は、上記空缶の処理方法において、加熱終了後に前記加熱炉内へ空気を吹き込んで酸化性雰囲気に切替え、３５０〜６００℃の雰囲気温度にて炭素粉を酸化分解させることを特徴とする。 Moreover, the present invention is characterized in that, in the method for treating an empty can, air is blown into the heating furnace after completion of heating to switch to an oxidizing atmosphere, and carbon powder is oxidatively decomposed at an ambient temperature of 350 to 600 ° C. And
この構成により、３５０〜６００℃の雰囲気温度にて炭素粉を酸化分解するので、加熱によって生じた余熱を利用して炭素粉を酸化分解することができ、空気吹き込み以外のエネルギー投入が不要であり、高いエネルギー効率を実現できる。また、雰囲気温度の下限を３５０℃とすることで、確実に炭素粉の酸化分解を進行させることができる。 With this configuration, carbon powder is oxidatively decomposed at an ambient temperature of 350 to 600 ° C., so that carbon powder can be oxidatively decomposed using residual heat generated by heating, and energy input other than air blowing is unnecessary. High energy efficiency can be realized. Further, by setting the lower limit of the atmospheric temperature to 350 ° C., the oxidative decomposition of the carbon powder can surely proceed.
また、本発明の空缶処理装置は、スチール缶が投入される加熱炉と、前記加熱炉内に窒素又は二酸化炭素を供給する第１のガス供給手段と、前記加熱炉内に空気を供給する第２のガス供給手段とを備え、前記加熱炉に前記第１のガス供給手段から窒素又は二酸化炭素を充填して非酸化性雰囲気とした上で、当該加熱炉に投入されているスチール缶を５５０〜６００℃で加熱し、加熱終了後に前記加熱炉に前記第２のガス供給手段から空気を吹き込んで酸化性雰囲気に切替えて前記スチール缶に付着している炭素粉を酸化分解して除去することを特徴とする。 Moreover, the empty can processing apparatus of the present invention supplies a heating furnace into which a steel can is charged, a first gas supply means for supplying nitrogen or carbon dioxide into the heating furnace, and supplies air into the heating furnace. A second gas supply means, and after filling the heating furnace with nitrogen or carbon dioxide from the first gas supply means to form a non-oxidizing atmosphere, a steel can put into the heating furnace is It heats at 550-600 degreeC, and blows air from the said 2nd gas supply means to the said heating furnace after completion | finish of a heating, switches to an oxidizing atmosphere, and oxidatively decomposes and removes the carbon powder adhering to the said steel can. It is characterized by that.
本発明によれば、非酸化性雰囲気内でスチール缶を加熱処理した際にスチール缶表面に付着する炭素粉を、炭素粉回収装置等の特別の設備を設けることなく破砕処理前に容易に除去でき、排ガス処理設備の設置コストを低減できる。 According to the present invention, carbon powder adhering to the surface of a steel can when the steel can is heat-treated in a non-oxidizing atmosphere can be easily removed before crushing without providing special equipment such as a carbon powder recovery device. This can reduce the installation cost of the exhaust gas treatment facility.
本発明者等は、スチール缶の加熱方法について鋭意研究を進めた結果、非酸化性雰囲気において５５０〜６００℃まで加熱して塗料や樹脂を炭化させたスチール缶は、雰囲気を酸化性雰囲気に変える（空気に曝露）ことで、スチール缶に付着した炭素粉が酸化分解されて除去されることを確認できた。このような炭素粉の酸化分解が可能な温度範囲は、３５０〜６００℃であり、３５０℃以下の温度では炭素粉の分解は確認できなかった。 As a result of diligent research on the heating method for steel cans, the present inventors have changed the atmosphere to an oxidizing atmosphere in steel cans heated to 550 to 600 ° C. in a non-oxidizing atmosphere to carbonize paint or resin. By (exposure to air), it was confirmed that the carbon powder adhering to the steel can was removed by oxidative decomposition. The temperature range in which such carbon powder can be oxidatively decomposed is 350 to 600 ° C., and decomposition of the carbon powder could not be confirmed at a temperature of 350 ° C. or lower.
そこで、本発明では、スチール缶を非酸化性雰囲気で５５０〜６００℃にて加熱を行い、塗料や樹脂を完全に分解、炭化させた後、酸化性雰囲気にて５５０〜６００℃から３５０℃の雰囲気温度で炭素粉の酸化分解によりスチール缶から炭素粉を除去するものとした。空気吹き込み以外のエネルギー投入は不要であり、加熱によって生じた熱の余熱を利用して、炭素粉を分解できることから、非常にエネルギー効率の高い方法である。 Therefore, in the present invention, the steel can is heated at 550 to 600 ° C. in a non-oxidizing atmosphere to completely decompose and carbonize the paint and the resin, and then heated at 550 to 600 ° C. to 350 ° C. in an oxidizing atmosphere. The carbon powder was removed from the steel can by oxidative decomposition of the carbon powder at ambient temperature. Energy input other than air blowing is unnecessary, and the carbon powder can be decomposed by using the residual heat generated by heating, so that the method is very energy efficient.
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は本実施の形態にかかる空缶処理装置の概略的な構成図である。
本実施の形態の空缶処理装置１００は、スチール缶のかさ密度を調整するプレス機１、かさ密度を調整されたスチール缶を加熱する加熱炉２、加熱炉２に窒素ガスを供給する第１のガス供給手段としての液体窒素タンク３、加熱炉２に空気を供給する第２のガス供給手段としてのエアーポンプ４、加熱炉２を酸化性雰囲気と非酸化性雰囲気に切り替える流路切り替えバルブ５を備える。また、空缶処理装置１００は、加熱炉２から取り出されたスチール缶を粉砕処理する粉砕ペレット化装置６、ペレット化されたスチール材とアルミニウム材を分離する磁選装置７を備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an empty can processing apparatus according to the present embodiment.
An empty
加熱炉２は、スチール缶自体に電磁誘導で熱を発生させる方式の誘導加熱炉を用いる。但し、加熱炉内の非酸化性雰囲気を維持したまま、所定の温度まで加熱できるタイプであれば、その種類は問わない。例えば、炉内に発熱体を設置した電気抵抗加熱炉、化石燃料やガスを燃焼させて加熱炉外部から加熱する炉などを適用しても良い。 The heating furnace 2 uses an induction heating furnace that generates heat by electromagnetic induction in the steel can itself. However, the type is not limited as long as it can be heated to a predetermined temperature while maintaining the non-oxidizing atmosphere in the heating furnace. For example, an electric resistance heating furnace in which a heating element is installed in the furnace, a furnace in which fossil fuel or gas is burned and heated from the outside of the heating furnace may be applied.
流路切り替えバルブ５は、一方端が加熱炉２に繋がれており、他方端が液体窒素タンク３とエアーポンプ４に繋がれている。流路切り替えバルブ５を切り替えることにより、加熱炉２に導入される気体を、窒素ガス、もしくは、空気に切り替えることができる。すなわち、流路切り替えバルブ５を切り替えることにより、加熱炉２を酸化性雰囲気と非酸化性雰囲気に切り替えることができる。液体窒素タンク３の代わりに二酸化炭素を供給するタンクを用いても良い。 The flow path switching valve 5 has one end connected to the heating furnace 2 and the other end connected to the liquid nitrogen tank 3 and the air pump 4. By switching the flow path switching valve 5, the gas introduced into the heating furnace 2 can be switched to nitrogen gas or air. That is, the heating furnace 2 can be switched between an oxidizing atmosphere and a non-oxidizing atmosphere by switching the flow path switching valve 5. Instead of the liquid nitrogen tank 3, a tank that supplies carbon dioxide may be used.
次に、以上のように構成された空缶処理装置１００を用いた空缶の処理方法について説明する。
小売店、コンビニエンスストア、自販機、廃棄物回収業者などにより分別回収されたスチール缶を処理するものとする。これらのスチール缶は、本体はスチールであるが、飲み口部のある蓋部はアルミニウム製である。また、缶の表面には各種の塗料が、また缶の内面にはコーティング樹脂が塗布されている。
Next, an empty can processing method using the empty
Steel cans collected and sorted by retail stores, convenience stores, vending machines, waste collectors, etc. shall be processed. These steel cans have a main body made of steel, but a lid portion having a drinking mouth portion is made of aluminum. Various paints are applied to the surface of the can, and coating resin is applied to the inner surface of the can.
回収したスチール缶を必要に応じてプレス機１でかさ密度を調整した後、加熱炉２に投入する。加熱炉２による加熱開始前に、流路切り替えバルブ５を操作して加熱炉２に液体窒素タンク３から窒素ガスを導入し、加熱炉２内に窒素ガスを充填させることで加熱炉２内を非酸化性雰囲気とする。 The collected steel can is adjusted in bulk density with a press 1 as necessary, and then charged into the heating furnace 2. Before the heating by the heating furnace 2 is started, the flow path switching valve 5 is operated to introduce nitrogen gas from the liquid nitrogen tank 3 into the heating furnace 2, and the heating furnace 2 is filled with nitrogen gas so that the inside of the heating furnace 2 is filled. Use a non-oxidizing atmosphere.
次に、加熱炉２の加熱温度を５５０〜６００℃に設定して、加熱炉２内に投入されているスチール缶を非酸化性雰囲気中で加熱する。ここで、スチールとアルミニウムの熱膨張性の違いを利用して、空缶の本体（スチール材）と蓋部（アルミニウム材）とを分離するには、５５０℃以上の加熱が不可欠である。また、スチール缶を５５０℃で加熱することにより、スチール缶に塗付されている塗料やコーティング樹脂が完全に炭化することが確認されている。したがって、加熱温度の下限を５５０℃としている。一方、スチール缶の加熱温度が６００℃以上になると、アルミニウムが軟化をはじめる。アルミニウムが軟化すると、エネルギー消費の無駄につながるばかりでなく、軟化したアルミニウムに金属片や金属粉が巻き込まれることによって、最終製品であるアルミニウムペレットの品質劣化が懸念される。したがって、加熱温度の上限を６００℃に設定している。 Next, the heating temperature of the heating furnace 2 is set to 550 to 600 ° C., and the steel can put in the heating furnace 2 is heated in a non-oxidizing atmosphere. Here, in order to separate the main body (steel material) and the lid (aluminum material) of the empty can by utilizing the difference in thermal expansion between steel and aluminum, heating at 550 ° C. or higher is indispensable. Further, it has been confirmed that the paint and coating resin applied to the steel can are completely carbonized by heating the steel can at 550 ° C. Therefore, the lower limit of the heating temperature is 550 ° C. On the other hand, when the heating temperature of the steel can reaches 600 ° C. or higher, aluminum begins to soften. When aluminum is softened, energy consumption is not only wasted, but there is a concern that the quality of the final product, aluminum pellets, may deteriorate due to metal pieces or metal powder being caught in the softened aluminum. Therefore, the upper limit of the heating temperature is set to 600 ° C.
上記加熱条件下において加熱炉２におけるスチール缶の加熱が完了した段階で、加熱炉２の電源をオフすることで冷却を開始する。続いて流路切り替えバルブ５を操作して、加熱炉２内にエアーポンプ４から空気を吹き込み、加熱炉２内を酸化性雰囲気に変えた状態で加熱炉２内温度が３５０℃以下にならにようにして余熱を利用して炭素粉を酸化分解する。加熱炉２内雰囲気を酸化性雰囲気に変えてスチール缶を空気に曝露することで、スチール缶に付着した炭素粉が酸化分解されて除去される。 When the heating of the steel can in the heating furnace 2 is completed under the above heating conditions, cooling is started by turning off the power source of the heating furnace 2. Subsequently, the flow path switching valve 5 is operated to blow air from the air pump 4 into the heating furnace 2 so that the temperature in the heating furnace 2 becomes 350 ° C. or less while the inside of the heating furnace 2 is changed to an oxidizing atmosphere. In this way, the carbon powder is oxidatively decomposed using residual heat. By changing the atmosphere in the heating furnace 2 to an oxidizing atmosphere and exposing the steel can to air, the carbon powder adhering to the steel can is oxidized and decomposed and removed.
ここで、スチール缶の蓋部（アルミニウム材）を３５０〜６００℃という温度で空気に曝露した場合、アルミニウム材料の表面が酸化されるのではないかという懸念がある。そこで蓋部を各種条件で加熱、冷却した後、肉厚と酸化膜厚を測定した。この測定結果を表１に示す。
表１から判るように、スチール缶の蓋部を空気中で融点以上の６６５℃まで加熱しても、酸化膜の厚さは測定限界以下（１０ｎｍ以下）であり、加熱を行なわなかった場合と変わらなかった。したがって、スチール缶の蓋部を３５０〜６００℃という温度で空気に曝露しても、アルミニウム材料の表面が酸化して実質的に問題となることはないと考えられる。 As can be seen from Table 1, even when the lid of the steel can was heated to 665 ° C. above the melting point in the air, the thickness of the oxide film was below the measurement limit (10 nm or less), and when heating was not performed It didn't change. Therefore, even if the lid portion of the steel can is exposed to air at a temperature of 350 to 600 ° C., it is considered that the surface of the aluminum material is not oxidized to cause a substantial problem.
蓋部の肉厚については、加熱なし〜５５０℃ではほぼ変わらないが（表１中のＮｏ．１〜３）、加熱温度を６３０℃、６６５℃にした場合には膜厚の差が非常に大きくなっている（表１のＮｏ．４〜５）。この理由は、溶融、再凝固によって肉厚の薄いところと厚いところが生じたためであると考えられる。蓋部は６００℃を越えた当たりから軟化を始めることを確認している。 The thickness of the lid portion is almost unchanged at no heating to 550 ° C. (Nos. 1 to 3 in Table 1), but when the heating temperature is set to 630 ° C. and 665 ° C., the difference in film thickness is very large. It is larger (No. 4-5 in Table 1). The reason for this is considered to be that a thin portion and a thick portion are generated by melting and re-solidification. It has been confirmed that the lid starts to soften when it exceeds 600 ° C.
次に、加熱炉２内のスチール缶の温度が２００℃まで冷えたことを確認したうえで、粉砕ペレット化装置６にスチール缶を移送する。粉砕ペレット化装置６は、その種類によって異なるが、おおよそ２００℃以上のスチール缶を導入すると故障の原因となるので、スチール缶温度が２００℃まで冷えたことを確認している。粉砕ペレット化装置６において、スチール缶を粉砕処理し、ペレット状のスチール材およびアルミニウム材を得る。
Next, after confirming that the temperature of the steel can in the heating furnace 2 has cooled to 200 ° C., the steel can is transferred to the
ここで、破砕ペレット化装置６にスチール缶が導入された段階では、既にスチール缶に付着した炭素粉が酸化分解されて除去されている。このため、破砕ペレット化装置６には従来方法では必要とされた炭素粉回収装置８を設置する必要はない。
Here, at the stage where the steel can is introduced into the crushing and
破砕ペレット化装置６でスチール缶を粉砕処理して得られたペレット状のスチール材およびアルミニウム材は磁選装置７へ導入される。磁選装置７において、ペレット状のスチール材とアルミニウム材を磁力により分離する。
The pelletized steel material and aluminum material obtained by pulverizing the steel can with the crushing and
このようにして、使用済みのスチール缶（空缶）から、塗料やコーティング樹脂を除去し、さらに、スチール材とアルミニウム材を分離して、再利用可能となる。 In this manner, the paint and coating resin are removed from the used steel can (empty can), and the steel material and the aluminum material are further separated for reuse.
以上説明したように、本実施の形態によれば、スチール缶を非酸化性雰囲気で５５０〜６００℃に加熱した後、酸化性雰囲気に変えて空気で冷却しながら、スチール缶に付着している炭素粉を酸化分解して除去するので、破砕ペレット化装置６で粉砕処理を行う段階では既に炭素粉が除去された状態となっており、破砕ペレット化装置６に炭素粉回収装置８を設置する必要はない。したがって、二次廃棄物たる炭素粉の処理コストや、排ガス処理設備の設置コストの低減が図れる。しかも、はじめにスチール缶を非酸化性雰囲気において加熱するので、有害なガスは一切発生せず、排ガス処理施設の必要もない。
As described above, according to the present embodiment, after heating the steel can to 550 to 600 ° C. in a non-oxidizing atmosphere, the steel can adheres to the steel can while being cooled to air by changing to an oxidizing atmosphere. Since the carbon powder is removed by oxidative decomposition, the carbon powder is already removed at the stage of pulverization by the crushing and
本発明は、スチール缶を非酸化性雰囲気で加熱処理してスチール材を回収する空缶処理装置に適用可能である。 The present invention can be applied to an empty can processing apparatus for recovering a steel material by heat-treating a steel can in a non-oxidizing atmosphere.
１…プレス機
２…加熱炉
３…液体窒素タンク
４…エアーポンプ
５…流路切り替えバルブ
６…粉砕ペレット化装置
７…磁選装置
１００…空缶処理装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Press machine 2 ... Heating furnace 3 ... Liquid nitrogen tank 4 ... Air pump 5 ... Flow
Claims (4)
加熱終了後に前記加熱炉内を酸化性雰囲気に切替えて、前記非酸化性雰囲気下にて高温加熱処理する工程により塗料又は樹脂が炭化して生じた、前記スチール缶に付着している炭素粉を酸化分解して除去する工程と、
酸化分解により炭素粉が除去された前記スチール缶を破砕する工程と、
を具備したことを特徴とする空缶の処理方法。 A step of high-temperature heat treatment of the steel can placed in the heating furnace in a non-oxidizing atmosphere;
After the heating is completed, the inside of the heating furnace is switched to an oxidizing atmosphere, and the carbon powder adhering to the steel can produced by carbonization of the paint or resin by the high-temperature heat treatment process in the non-oxidizing atmosphere is performed. A process of removing by oxidative decomposition;
Crushing the steel can from which carbon powder has been removed by oxidative decomposition;
A method for treating an empty can characterized by comprising:
前記加熱炉に前記第１のガス供給手段から窒素又は二酸化炭素を充填して非酸化性雰囲気とした上で、当該加熱炉に投入されているスチール缶を高温に加熱する手段と、加熱終了後に前記加熱炉に前記第２のガス供給手段から空気を吹き込んで酸化性雰囲気に切替えて、前記非酸化性雰囲気下での高温の加熱により塗料又は樹脂が炭化して生じた、前記スチール缶に付着している炭素粉を酸化分解して除去する手段とを有することを特徴とする空缶処理装置。 A heating furnace into which a steel can is charged, a first gas supply means for supplying nitrogen or carbon dioxide into the heating furnace, and a second gas supply means for supplying air into the heating furnace,
After the heating furnace is filled with nitrogen or carbon dioxide from the first gas supply means to form a non-oxidizing atmosphere, a means for heating the steel can placed in the heating furnace to a high temperature, and after the heating is completed Air is blown into the heating furnace from the second gas supply means to switch to an oxidizing atmosphere, and the paint or resin is carbonized by heating at a high temperature in the non-oxidizing atmosphere and adheres to the steel can. And a means for removing the carbon powder by oxidative decomposition.
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