JP5311764B2

JP5311764B2 - ブラスト媒体の製造装置

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Publication number: JP5311764B2
Application number: JP2007153569A
Authority: JP
Inventors: 浩喜伊原; 徳雄清水; 哲憲矢野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2007-06-11
Filing date: 2007-06-11
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2027-06-11
Also published as: JP2008303340A

Description

本発明は媒体、及び媒体の製造方法、並びに媒体の製造装置に係り、特に塗装面の素地調整用ブラスト媒体として使用される媒体、及び媒体の製造方法、並びに媒体の製造装置に関する。

塗装壁面を再塗装する際にその事前工事として、鋼壁面の塗膜を研削し、研削した塗装面を粗面化して素地調整するブラスト作業が行われる。この際に使用されるブラスト媒体は、特許文献１の如くサンド、スチールが一般的であったが、最近では、特許文献２の如く研削材を多孔質弾性体（発泡ポリウレタンペレット）内に固着したスポンジ片状のブラストペレットを使用した工法、いわゆるスポンジブラスト工法が作業環境改善の観点から注目されてきている。

このスポンジブラスト工法によれば、ノズルから高速エアで噴射したスポンジブラストペレットが塗装面に衝突するとブラストペレットが偏平になり、混入した研削材が塗装面に直接高速で衝突するので、サンド、スチールブラスト工法と同様に、塗膜を研削し除去するとともに素地調整を行うことができる。また、発生した粉塵がスポンジ片に取り込まれるので、ブラスト時の粉塵発生量が少なく作業環境が改善するという利点がある。
特開２００５−３１４７３２号公報特開２００６−２４７７７０号公報

しかしながら、特許文献２に開示されたスポンジブラストペレットは、スポンジに特化した上述の効果を得るものの、研削材を発泡ポリウレタンペレット内に固着した高価なものなので、ブラストペレットとして使用した場合には工費がかさむという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ブラスト時の粉塵発生量が少なく作業環境を改善できるというスポンジブラストペレットが持つ効果に近い効果、すなわち、ブラスト時の粉塵発生量を少なくできるという効果を得ることができるとともに、コスト的に有利な媒体、及び媒体の製造方法、並びに媒体の製造装置を提供することを目的とする。

本発明は、前記目的を達成するために、瓦礫、ゴム屑、ガラス屑、廃プラスチック、鉱物資源、煤塵、コンクリート屑、燃え殻、金属廃棄物の産業廃棄物を溶融した後のスラグを破砕して製造された粒状体に、ポリウレタン水性エマルジョンからなるバインダをコーティングすることによってブラスト媒体を製造するブラスト媒体の製造装置において、前記粒状体を洗浄水により水洗するとともにその洗浄水の電気伝導度を検出する電気伝導度検出手段を備えた水洗手段と、水洗後の前記粒状体を加熱するとともに急冷して焼き入れする焼入手段と、前記焼き入れした前記粒状体に前記バインダを添加して混合することにより、前記バインダがコーティングされた前記ブラスト媒体を製造する添加混合手段と、を有し、前記水洗後の前記粒状体を篩分けして粒径毎に分別する分別手段を備え、前記焼入手段は、前記粒状体を搬送するスチールコンベア、該スチールコンベアによる搬送方向上流側に設けられ該粒状体を加熱する加熱手段、該スチールコンベアによる搬送方向下流側に設けられ搬送されてきた前記粒状体を冷却する冷却手段を有し、前記添加混合手段は、前記粒状体を収容するタンク、該タンクに収容された前記粒状体と添加された前記バインダとを攪拌する攪拌手段、該タンクを加熱するヒータ、該タンク内の圧力を負圧にする圧力制御手段を有し、所望する前記粒状体の硬度に基づいて、前記焼入手段の前記加熱手段による前記粒状体の加熱温度、前記スチールコンベアの搬送速度、前記冷却手段の冷気温度、冷気供給量を可変制御する焼入制御部が設けられたことを特徴としている。

本発明によれば、研削材となる粒状体にバインダをコーティングしたブラスト媒体は、粒状体が割れ難くなることから、ブラスト作業時における粉塵の発生をスポンジブラストペレット近くまで抑えることができる。これにより、ブラスト時の粉塵発生量が少なく作業環境を改善できるというスポンジブラストペレットの効果に近い効果を得ることができる。また、このブラスト媒体は粒状体にバインダをコーティングして製造されるものなので、すなわち、高価な発泡ポリウレタンペレットを用いないため、製品コストを下げることができる。更に、ブラスト媒体の噴射（投射）時において、ブラスト媒体同士の滑りがよくなるため、ブラスト媒体が投入される噴射装置の容器内においてブリッジ等の詰まりを防止できる。これにより、噴射装置による噴射量が一定になるので、ブラスト作業を効率よく行うことができる。

本発明の粒状体は、中実の粒状体であることが好ましい。これに対して、空洞のある粒状体、リング状の粒状体は、空洞部やリング内の空間部がブラスト時に緩衝機能として作用し、ブラスト作業の仕事量が低下するので好ましくない。

また、前記粒状体は、瓦礫、ゴム屑、ガラス屑、廃プラスチック、鉱物資源、煤塵、コンクリート屑、燃え殻、金属廃棄物の産業廃棄物を溶融した後のスラグを破砕して製造された粒状体である。このような産業廃棄物の溶融スラグをブラスト媒体として利用することにより、産業廃棄物を有効に再利用することができ、また、コスト的にも非常に有利となる。なお、溶融スラグは上記の他、金属鉱石から金属を精錬する際に得られた金属酸化物の溶融スラグであってもよい。また、このような粒状体の溶融スラグを結合材により結合させることにより、グラインダ（砥石）として再利用することもできる。更に、粒状体として、アルミナ、スチールグリットを使用してもよい。また、銅カラミであってもよい。銅カラミとは、銅精錬の際に発生するスラグを粒状化したものであり、珪砂に比べて比重が大きく重研削用に好適であり、ブラストに用いることも可能である。

更に、本発明では、バインダとして、一定条件下で製造されたＭＳＤＳ（Material Safety Data Sheet）情報を伴った結合剤であり、とろみのあるアルカリ性のポリウレタン水性エマルジョン（発泡ポリウレタン結合剤）製を使用している。このバインダは、ポリウレタン樹脂を２５〜４０％含有し、比重は約１．１である。バインダの添加量は、粒状体の質量に対して１〜１０％（ｗ／ｗ）であることが好ましい。１％（ｗ／ｗ）以下であると、コーティングの膜厚が薄くなり、ブラスト時に粒状体が割れて粉塵を発生させるおそれがあり、また、１０％（ｗ／ｗ）を超えると、コーティングの膜厚が厚くなり過ぎて粒状体の仕事量が低下するからである。

本発明によれば、粒状体の塩分が高いと、そのブラスト媒体によって加工された鋼壁面の塩分も同様に高くなり、その塩分が水分を吸着し塗膜の膨れ、剥離、錆の原因になる。よって、バインダのコーティングの前に粒状体を洗浄水により洗浄し、洗浄水に含まれる塩化ナトリウム濃度に起因する電気伝導度が所定の値以下になるまで水洗を行う。前記所定の値とは、ブラスト後の鋼壁面にブラスト媒体による錆が発生しないための粒状体に要求される規定値であり、例えば、米国規格であるＡＳＴＭＤ４９４０に準拠した場合には、電気伝導度が２９０μＳ／ｃｍ以下であることが規定されている。

洗浄により所定の電気伝導度以下となった粒状体をそのままバインダでコーティングすることもできるが、ブラスト用に使用するためには、その硬度を適正な値まで上げる必要がある。よって、洗浄工程の後、焼入工程を設け、焼入手段によって粒状体の硬度を上げる。例えば、粒状体をバーナ等の加熱手段によって１３００℃に加熱した後、ノズルから常温空気を吹き付けて焼き入れする。

また、焼入工程において、焼き入れの諸条件（焼入温度、焼入時間、冷却温度等）を変更することにより、粒状体の硬度を調整することができる。硬度の高い（例えば新モース：５超）粒状体は、ブラスト用として使用する場合、仕事量（研削能力）が大きいことから塗装面の剥離作業に好適に使用することができ、硬度の中程度の（例えば新モース：３〜５）粒状体は、塗装面が剥離された素地面の調整作業に好適に使用することができ、硬度の低い（例えば新モース：３未満）粒状体は、素地調整処理された素地面の鏡面磨き作業に好適に使用することができる。すなわち、所望のアンカープロファイルの深さ（ブラストにより生じる素地面の粗さ）に応じて粒状体の硬度が選択される。

このように適正な硬度にまで上げられた粒状体にバインダをコーティングすることにより、ブラスト作業に好適な粒状体を得ることができる。なお、洗浄後、そのままの状態で適正な硬度を有している粒状体においては、焼入工程を省くことができる。なお、ブラスト作業時に粉塵発生が多くともアンカープロファイルをより深く得たい場合は、スラグメディアにバインダ添加を行わない場合もある。

本発明によれば、粒径の大きい（例えば２．０以上〜４．０ｍｍ未満）粒状体は、ブラスト用として使用する場合、仕事量（研削能力）が大きいことから塗装面の剥離作業に好適に使用することができ、粒径の中程度の（例えば１．０以上〜２．０ｍｍ未満）粒状体は、塗装が剥離された素地面の調整作業に好適に使用することができ、粒径の小さい（例えば１．０ｍｍ未満）粒状体は、素地調整処理された素地面の鏡面磨き作業に好適に使用することができる。

本発明によれば、焼入手段はスチールコンベアによって粒状体を搬送しながら焼き入れする。すなわち、粒状体はスチールコンベアの搬送方向上流側で載置され、この搬送開始後に、搬送方向上流側に設けられた加熱手段によって加熱される。この後、搬送方向下流側に設けられた冷却手段によって冷却されることにより、適正な硬度に焼き入れされる。

スチールコンベアは、粒状体の粒径に合わせて大径用のもの、中径用のもの、小径用のものと３種類揃えておくことが好ましく、焼入工程の前工程である篩工程で粒径毎に選別された３種類の粒状体を、その径に対応したスチールコンベアに載置して焼き入れすることが好ましい。要するに、粒状体の径に応じて焼き入れの諸条件を変更することにより、その径に対応した好適な硬度の粒状体を製造できる。

一方、添加混合手段は、タンクに収容された粒状体と添加されたバインダとをスクリュウ等の攪拌手段によって均等に攪拌する。バインダは、粒状体に均等に供給するために、タンクの上部に放射状に設けたられたスプレー管から供給することが好ましい。また、攪拌手段による攪拌中に、タンクの底部、又は壁部に設けられたヒータによってタンクを加熱（例えば４０〜６０℃）することが好ましい。これにより、バインダがコーティングされたブラスト媒体の乾燥を促進できる。また、圧力制御手段によってタンク内の圧力を負圧（例えば、−４．９×１０４Ｐａ〜−２．９×１０４Ｐａ）にすることが好ましい。これにより、粒状体表面の凸凹の凹内の空気が強制的に引き出されるため、その凹部にバインダが入り込み易くなり、粒状体全表面をバインダによってコーティングできる。さらに、タンク内でのブラスト媒体を乾燥する場合には、乾燥空気をタンクに供給しながら攪拌手段による攪拌を行うとともに、圧力制御手段によってタンク内の圧力を負圧に制御することが好ましい。これによって、ブラスト媒体の乾燥をより効率よく行うことができる。

本発明によれば、加熱手段による粒状体の加熱温度、スチールコンベアの搬送速度、冷却手段の冷気温度、冷気供給量を焼入制御部によって制御することが好ましい。これにより、所望する粒状体の硬度を簡単に得ることができる。

本発明の前記焼入制御部のメモリには、前記粒状体の粒径、前記粒状体の粒径毎の加熱温度、前記スチールコンベアの搬送速度、前記冷却手段の冷気温度、冷気供給量の諸条件を変更した際に得られた多数の硬度情報が予め記憶され、前記粒状体の粒径と前記所望の硬度が入力された際に、前記焼入制御部は、その粒径において所望の硬度に該当する条件を前記諸条件から読み出し、この条件に基づいて制御し、前記粒状体の粒径に基づいて、前記添加混合手段の前記攪拌手段による回転数、前記バインダの添加量、前記ヒータによって加熱された前記タンクの温度、前記タンクの負圧値を可変制御する添加攪拌制御部が設けられ、前記添加攪拌制御部のメモリには、前記攪拌手段の回転数、前記バインダの添加量、前記ヒータによって加熱された前記タンクの温度、前記タンクの負圧値の諸条件を変更した際に得られた好適なコーティング条件が前記粒状体の粒径毎に予め記憶され、粒状体の粒径が入力された際に、前記添加攪拌制御部は、その粒径に対応する好適なコーティング条件を読み出し、このコーティング条件に基づいて制御することを特徴としている。

本発明によれば、焼入制御部のメモリに、粒状体の粒径、粒状体の粒径毎の加熱温度、スチールコンベアの搬送速度、冷却手段の冷気温度、冷気供給量の諸条件を変更した際に得られた多数の硬度情報を予め記憶しておく。そして、焼き入れする粒状体の粒径と所望の硬度が、焼入制御部の入力部から入力されると、焼入制御部は、その粒径において所望の硬度に該当する条件を前記諸条件から読み出し、この条件に基づいて加熱手段による粒状体の加熱温度、スチールコンベアの搬送速度、冷却手段の冷気温度、冷気供給量を制御することが好ましい。このように焼入硬度に関する諸条件をデータベース化しておくことにより、粒径に応じた所望の硬度を再現できる。

本発明によれば、攪拌する粒状体の粒径に基づいて、攪拌手段による回転数、バインダの添加量、ヒータによって加熱されたタンクの温度、タンクの負圧値を添加攪拌制御部によって制御することが好ましい。これにより、バインダが好適にコーティングされたブラスト媒体を得ることができる。

本発明によれば、添加攪拌制御部のメモリに、攪拌手段の回転数、バインダの添加量、ヒータによって加熱されたタンクの温度、タンクの負圧値の諸条件を変更した際に得られた好適なコーティング条件を粒状体の粒径毎に予め記憶しておく。そして、攪拌する粒状体の粒径が、添加混合手段の入力部から入力されると、添加攪拌制御部は、その粒径に対応する好適なコーティング条件を読み出し、このコーティング条件に基づいて攪拌手段による回転数、バインダの添加量、ヒータによって加熱されたタンクの温度、タンクの負圧値を制御することが好ましい。このようにコーティングに関する諸条件をデータベース化しておくことにより、粒径に応じた好適なコーティングを再現できる。

具体的には、これらの条件下でどこまで良好にバインダが粒状体の凹部にまでも付着しているかを顕微鏡で調査し、これを粒径毎にデータ化する。

本発明に係る媒体、及び媒体の製造方法、並びに媒体の製造装置によれば、瓦礫、ゴム屑、ガラス屑、廃プラスチック、鉱物資源、煤塵、コンクリート屑、燃え殻、金属廃棄物の産業廃棄物を溶融した後のスラグを破砕して製造された粒状体に、ポリウレタン水性エマルジョンからなるバインダをコーティングした媒体は、粒状体が割れ難くなることから、ブラスト作業時における粉塵の発生をスポンジブラストペレット近くまで抑えることができる。これにより、作業環境を改善できるというスポンジブラストペレットの効果に近い効果を得ることができる。また、この媒体は粒状体にバインダをコーティングして製造されるものなので、すなわち、高価な発泡ポリウレタンペレットを用いないため、製品コストを下げることができる。

以下添付図面に従って、本発明に係る媒体、及び媒体の製造方法、並びに媒体の製造装置の好ましい実施の形態について詳説する。

図１は、実施の形態の媒体１０、及び媒体１０の製造方法の概念図が示されている。

図１に基づき媒体１０の製造方法の概念について説明すると、所定の粒状体１２をタンク１４に投入するとともに、バインダ１６を粒状体１２に添加し、タンク１４内において攪拌手段１８によって攪拌することによりバインダ１６が表面にコーティングされた媒体１０を得るものである。この媒体１０は粒径、硬度等に応じて、鋼壁面の塗装を研削除去する媒体、塗装が研削除去された素地面の調整用ブラスト媒体、及び調整された素地面の鏡面加工用ブラスト媒体等として使用される。

ここで使用する粒状体１２は、瓦礫、ゴム屑、ガラス屑、廃プラスチック、鉱物資源、煤塵、コンクリート屑、燃え殻、金属廃棄物の産業廃棄物を溶融した後のスラグを破砕して製造された粒状体であり、以下、「スラグメディア」と称する。すなわち、本願では粒状体をスラグメディア１２と呼び、スラグメディア１２にバインダ１６をコーティングしたものを媒体１０と呼ぶ。なお、このスラグメディア１２は、銅精錬時のスラグを粒状化した銅カラミも含む。また、ここで使用するバインダ１６は、一定条件下で製造されたＭＳＤＳ（Material Safety Data Sheet）情報を伴った結合剤であり、トロ味のあるアルカリ性のポリウレタン水性エマルジョンであって、ポリウレタン樹脂を２５〜４０％含有し、比重は約１．１であるものが使用される。バインダ１６の添加量は、スラグメディア１２の質量に対して１〜１０％（ｗ／ｗ）であることが好ましい。１％（ｗ／ｗ）以下であると、コーティングの膜厚が薄くなり、ブラスト時にスラグメディア１２が割れて粉塵を発生させるおそれがあり、また、１０％（ｗ／ｗ）を超えると、コーティングの膜厚が厚くなり過ぎてスラグメディア１２の仕事量が低下するからである。

上記の如く実施の形態では、研削材となるスラグメディア１２にバインダ１６をコーティングした媒体１０は、スラグメディア１２が割れ難くなることから、ブラスト作業時における粉塵の発生を、バインダ１６をコーティングしていない時よりも約２０％少なくすることができる。よって、ブラスト作業時における粉塵の発生をスポンジブラストペレット近くまで抑えることができる。これにより、作業環境を改善できるというスポンジブラストペレットの効果に近い効果を得ることができる。そしてこのように産業廃棄物の溶融スラグから得られたスラグメディア１２をブラスト媒体として利用することにより、産業廃棄物を有効に再利用することができるので好ましく、また、高価な発泡ポリウレタンペレットを用いないため、コスト的にも非常に有利となる。更に、媒体１０の噴射（投射）時において、媒体１０、１０…同士の滑りがよくなるため、媒体１０が投入される噴射装置の容器内においてブリッジ等の詰まりを防止できる。これにより、噴射装置による噴射量が一定になるので、ブラスト作業を効率よく行うことができる。

スラグメディア１２は、中実の粒状体であることが好ましい。これに対して、空洞のある粒状体、リング状の粒状体は、空洞部やリング内の空間部がブラスト時に緩衝機能として作用し、ブラスト作業の仕事量が低下するので好ましくない。

スラグメディア１２をブラスト媒体として好適に使用する場合、その製造工程は、スラグメディア１２を洗浄水により水洗し、その洗浄水の塩化ナトリウム濃度に起因する電気伝導度が所定の値以下になるまで水洗を行う水洗工程と、水洗後のスラグメディア１２を加熱するとともに急冷して焼き入れする焼入工程と、焼き入れしたスラグメディア１２にバインダ１６を添加して混合することにより、バインダ１６がコーティングされた媒体１０を製造する添加混合工程とを有する。

図２は水洗工程の水洗手段２０が示され、図３は焼入工程の焼入手段２２が示され、図４は添加混合工程の添加混合手段２４がそれぞれ示されている。

スラグメディア１２の塩化ナトリウムによる塩分が高いと、そのスラグメディア１２によって加工された鋼壁面の塩分も同様に高くなり、その塩分が水分を吸着し塗膜の膨れ、剥離、錆等の原因になる。よって、バインダ１６のコーティングの前にスラグメディア１２を洗浄する必要がある。

図２に示す水洗手段２０は、スラグメディア１２が投入される容器２６、容器２６を回転させるモータ２８、洗浄水３０を容器２６から吸水するポンプ３２、給水した洗浄水３０の電気伝導度を検出する電気伝導度計３４等から構成されている。

容器２６内に投入されたスラグメディア１２は、容器２６の下部開口部３６に取り付けられたメッシュ３８によって吸水パイプ４０内に流失しないようになっており、吸水パイプ４０から供給される洗浄水３０によって洗浄される。

容器２６の外周部にはギヤ４２が固着されており、このギヤ４２にモータ２８のギヤ４４が噛合されている。また、容器２６の下部は軸受４６を介して支持部４８に回転自在に支持されている。したがって、モータ２８が駆動されると、その回転力がギヤ４４からギヤ４２を介して容器２６に伝達されることにより、容器２６が鉛直軸を中心に回転される。したがって、スラグメディア１２は、容器２６が回転されながら洗浄水３０によって洗浄される。更に、容器２６の下部は、不図示のロータリージョイントを介して吸水パイプ４０に接続されている。更にまた、軸受４６と容器２６の下部開口部３６との間にはバルブ５０が設けられている。このバルブ５０が開放されるとともにポンプ３２が駆動されると、容器２６内の洗浄に供した洗浄水３０が吸水パイプ４０に吸水される。そして、その吸水された洗浄水３０は、吸水パイプ４０に設けられた電気伝導度計３４によって電気伝導度が計測された後、容器２６に循環供給される。また、吸水パイプ４０に吸水された洗浄水３０の一部は、吸水パイプ４０に設けられたバルブ４１が開放されることにより、排水管４３を介して外部に排水される。更に、吸水パイプ４０に接続されている給水管５４からバルブ５６を介して新たな洗浄水３０が容器２６に供給されるようになっている。

このように構成された水洗手段は、容器２６を回転させながら、洗浄水３０を連続循環供給し、かつ、洗浄水３０の一部を排水管４３から排水するとともに新たな洗浄水３０を給水管５４から補充しながら、洗浄水３０の塩化ナトリウムによる電気伝導度を電気伝導度計３４によって連続的に計測する。

電気伝導度計３４によって計測されている電気伝導度が規定値よりも高い場合には、洗浄を継続して実施し、電気伝導度が規定値になったところで、スラグメディア１２の洗浄を終了する。この後、不図示の傾倒手段により傾倒自在に設けられている容器２６を図５の如く傾倒させ、容器２６内のスラグメディア１２を容器２６から取り出す。なお、図５中符号５２は、容器２６の傾倒軸である。また、容器２６を傾倒させる前に容器２６から洗浄水３０を予め排水しておいてもよい。

電気伝導度の規定値とは、ブラスト後の鋼壁面にスラグメディア１２による錆が発生しないためのスラグメディア１２に要求される規定値であり、例えば、米国規格であるＡＳＴＭＤ４９４０に準拠した場合には、電気伝導度が２９０μＳ／ｃｍ以下であることが規定されている。なお、図６のグラフには、洗浄水量と電気伝導度（μＳ／ｃｍ）との関係が示されており、洗浄水量に応じて電気伝導度（μＳ／ｃｍ）が低下していくことが示されている。

水洗手段２０による洗浄により所定の電気伝導度以下となったスラグメディア１２をそのままバインダ１６でコーティングすることもできるが、ブラスト用に使用するためには、その硬度を適正な値まで上げる必要がある。よって、洗浄工程の後、焼入工程を設け、焼入手段によってスラグメディア１２の硬度を上げる必要がある。

図３に示す焼入手段２２は、スチールコンベア６０、スチールコンベア６０による搬送方向上流側に設けられスラグメディア１２を加熱するバーナ（加熱手段）６２、スチールコンベア６０による搬送方向下流側に設けられ搬送されてきたスラグメディアを冷却する空冷ノズル（冷却手段）６４等から構成されている。また、スチールコンベア６０による搬送方向上流側には、スチールコンベア６０を加熱するバーナ６６も設けられ、スチールコンベア６０を振動させて、バーナ６２によって加熱されたスラグメディア１２をほぐすバイブレータ６８も設けられている。

この焼入手段２２は、スチールコンベア６０によってスラグメディア１２を搬送しながら焼き入れする。すなわち、スラグメディア１２はスチールコンベア６０の搬送方向上流側で載置され、この搬送開始後に、バーナ６６によって例えば１３００度に加熱される。この後、空冷ノズル６４から吹き出された空気によって冷却されることにより、適正な硬度に焼き入れされる。

スチールコンベア６０は、図３の如くスラグメディア１２の粒径に合わせて大径用のもの、中径用のもの、小径用のものと３種類のスチールコンベア６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃを揃えておくことが好ましく、それぞれのスチールコンベア６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃを別個の動力により独立して駆動させることが好ましい。

このため、図２に示した水洗工程と図３に示した焼入工程との間に、スラグメディア１２を篩分けして粒径毎に分別する分別工程を備えることが好ましい。この分別工程の分別手段７０は、粒径がさまざまなスラグメディア１２から粒径の大きい（例えば２．０以上〜４．０ｍｍ未満）スラグメディア１２Ａを分別する第１の篩７２、粒径の中程度の（例えば１．０以上〜２．０ｍｍ未満）スラグメディア１２Ｂを分別する第２の篩７４、粒径の小さい（例えば１．０ｍｍ未満）スラグメディア１２Ｃを分別する第３の篩７６から構成されている。第１の篩７２によって分別されたスラグメディア１２Ａは、スチールコンベア６０Ａでの搬送中に焼き入れされて回収箱７８Ａに回収される。そして、第２の篩７４によって分別されたスラグメディア１２Ｂは、スチールコンベア６０Ｃでの搬送中焼き入れされて回収箱７８Ｂに回収され、第３の篩７６によって分別されたスラグメディア１２Ｃは、スチールコンベア６０Ａでの搬送中に焼き入れされて回収箱７８Ｃに回収される。

粒径の大きい（例えば２．０以上〜４．０ｍｍ未満）スラグメディア１２Ａは、ブラスト媒体として使用する場合、仕事量（研削能力）が大きいことから塗装面の剥離作業に好適に使用することができ、粒径の中程度の（例えば１．０以上〜２．０ｍｍ未満）スラグメディア１２Ｂは、塗装が剥離された素地面の調整作業に好適に使用することができ、粒径の小さい（例えば１．０ｍｍ未満）スラグメディア１２Ｃは、素地調整処理された素地面の鏡面磨き作業に好適に使用することができる。

また、焼入工程において、焼き入れの諸条件（焼入温度、焼入時間、冷却温度等）を変更することにより、スラグメディア１２の硬度を調整することができる。硬度の高い（例えば新モース：５超）スラグメディア１２は、ブラスト媒体として使用する場合、仕事量（研削能力）が大きいことから塗装面の剥離作業に好適に使用することができ、硬度の中程度の（例えば新モース：３〜５）スラグメディア１２は、塗装面が剥離された素地面の調整作業に好適に使用することができ、硬度の低い（例えば新モース：３未満）スラグメディア１２は、素地調整処理された素地面の鏡面磨き作業に好適に使用することができる。すなわち、所望のアンカープロファイルの深さ（ブラストにより生じる素地面の粗さ）に応じてスラグメディア１２の硬度が選択される。

このように適正な硬度にまで上げられたスラグメディア１２にバインダ１６をコーティングすることにより、ブラスト作業に好適な媒体１０を得ることができる。なお、洗浄後、そのままの状態で適正な硬度を有しているスラグメディア１２においては、焼入工程を省くことができる。また、硬度と前述した粒径とを組み合わせることで、多種多用の機能をもつ媒体１０を製造できる。なお、ブラスト作業時に粉塵発生が多くともアンカープロファイルをより深く得たい場合は、スラグメディアにバインダ添加を行わない場合もある。

図４に示す添加混合手段２４は、スラグメディア１２を収容するタンク８０、タンク８０に収容されたスラグメディア１２と添加されたバインダ１６とを攪拌するスクリュウ（攪拌手段）８２、タンク８０を加熱するヒータ８４、タンク８０内の圧力を負圧にする圧力制御手段８６等から構成されている。

添加混合手段２４は、タンク８０に収容されたスラグメディア１２（不図示）と添加されたバインダ１６とを回転するスクリュウ８２によって均等に攪拌する。バインダ１６は、スラグメディア１２にバインダ１６を均等に供給するために、タンク８０の上部に放射状に設けたられたスプレー管８８、８８…から供給することが好ましい。また、スクリュウ８２による攪拌中に、タンク８０の底部（壁部でもよい）に設けられたヒータ８４によってタンク８０を加熱（例えば４０〜６０℃）することが好ましい。これにより、バインダ１６がコーティングされた媒体１０の乾燥を促進できる。また、圧力制御手段８６によってタンク８０内の圧力を負圧（例えば、−４．９×１０^４Ｐａ〜−２．９×１０^４Ｐａ）にすることが好ましい。これにより、スラグメディア１２の表面の凸凹の凹内の空気が強制的に引き出されるため、その凹部にバインダ１６が入り込み易くなり、スラグメディア１２の全表面をバインダ１６によってコーティングできる。さらに、タンク８０内での媒体１０を乾燥する場合には、ポンプ９０からの乾燥空気を、バルブ９２を開いてタンク８０に供給しながらスクリュウ８２による攪拌を行うとともに、圧力制御手段８６によってタンク８０内の圧力を負圧に制御することが好ましい。これにより、媒体１０の乾燥をより効率よく行うことができる。また、スクリュウ８２を昇降手段９４によって昇降させることにより、攪拌、乾燥効率が更に向上する。

一方、図３に示した焼入手段２２には、所望するスラグメディア１２Ａ〜１２Ｃの硬度に基づいて、バーナ６２によるスラグメディア１２Ａ〜１２Ｃの加熱温度、スチールコンベア６０Ａ〜６０Ｃの搬送速度、空冷ノズル６４の冷気温度、冷気供給量（約０．０２Ｎｍ^３／分）を可変制御する焼入制御部９６が設けられている。

バーナ６２による粒状体の加熱温度（例えば１３００℃）、スチールコンベアの搬送速度（例えば０．２ｍ／ｓｅｃ）、冷却手段の冷気温度（例えば常温）、冷気供給量を焼入制御部９６によって制御することが好ましい。これにより、所望するスラグメディア１２Ａ〜１２Ｃの硬度を簡単に得ることができる。

また、焼入制御部９６のメモリ９８には、スラグメディア１２Ａ〜１２Ｃの粒径、スラグメディア１２Ａ〜１２Ｃの粒径毎の加熱温度、スチールコンベア６０Ａ〜６０Ｃの搬送速度、空冷ノズル６４の冷気温度、冷気供給量の諸条件を変更した際に得られた多数の硬度情報が予め記憶されている。焼入制御部９６は、スラグメディア１２Ａ〜１２Ｃの粒径と所望の硬度が、焼入手段２２の入力部（不図示）から入力された際に、その粒径において所望の硬度に該当する条件をメモリ９８から読み出し、この条件に基づいてバーナ６２によるスラグメディア１２Ａ〜１２Ｃの加熱温度、スチールコンベア６０Ａ〜６０Ｃの搬送速度、空冷ノズル６４の冷気温度、冷気供給量を制御する。このように焼入硬度に関する諸条件をデータベース化しておくことにより、粒径に応じた所望の硬度を再現できる。

図４に示した添加混合手段４にも同様に、スラグメディア１２の粒径に基づいて、スクリュウ８２の回転数（例えば５〜１０ｒｐｍ）、バインダ１６の添加量（例えばスラグメディア１２の質量に対して１〜１０％（ｗ／ｗ）、ヒータ８４によって加熱されたタンクの温度（例えば４０〜６０℃）、タンクの負圧値（例えば−４．９×１０^４Ｐａ〜−２．９×１０^４Ｐａ）を可変制御する添加攪拌制御部１００が設けられている。

この添加攪拌制御部１００によって、スクリュウ８２による回転数、バインダ１６の添加量、ヒータ８４によって加熱されたタンク８０の温度、タンク８０の負圧値を制御すれば、バインダ１６が好適にコーティングされた媒体１０を得ることができる。

また、添加攪拌制御部１００のメモリ１０２には、スクリュウ８２の回転数、バインダ１６の添加量、ヒータ８４によって加熱されたタンク８０の温度、タンク８０の負圧値の諸条件を変更した際に得られた好適なコーティング条件がスラグメディア１２の粒径毎に予め記憶されている。添加攪拌制御部１００は、スラグメディア１２の粒径が添加混合手段２４の入力部（不図示）から入力されると、その粒径に対応する好適なコーティング条件をメモリ１０２から読み出し、このコーティング条件に基づいてスクリュウ８２の回転数、バインダ１６の添加量、ヒータ８４によって加熱されたタンク８０の温度、タンク８０の負圧値を制御する。このようにコーティングに関する諸条件をデータベース化しておくことにより、粒径に応じた好適なコーティングを再現できる。

具体的には、これらの条件下でどこまで良好にバインダ１６がスラグメディア１２の凹部にまでも付着しているかを顕微鏡で調査し、これを粒径毎にデータ化する。

実施の形態の媒体の製造方法を模式的に示した概念図媒体製造装置を構成するスラグメディアの水洗手段の構造を示した縦断面図媒体製造装置を構成するスラグメディアの焼入手段の構成を示した全体斜視図媒体製造装置を構成するスラグメディアのバインダ添加混合手段の構造を示した縦断面図図２に示した水洗手段のタンクが傾動している状態を示した説明図洗浄水量と電気伝導度との関係を示したグラフ

符号の説明

１０…媒体、１２…粒状体（スラグメディア）、１４…タンク、１６…バインダ、１８…攪拌手段、２０…水洗手段、２２…焼入手段、２４…添加混合手段、２６…容器、２８…モータ、３０…洗浄水、３２…ポンプ、３４…電気伝導度計、３６…下部開口部、３８…メッシュ、４０…吸水パイプ、４２…ギヤ、４４…ギヤ、４６…軸受、４８…支持部、５０…バルブ、５４…給水管、５６…バルブ、６０…スチールコンベア、６２…バーナ、６４…空冷ノズル、６６…バーナ、６８…バイブレータ、７０…分別手段、７２…第１の篩、７４…第２の篩、７６…第３の篩、８０…タンク、８２…スクリュウ、８４…ヒータ、８６…圧力制御手段、８８…スプレー管、９０…ポンプ、９２…バルブ、９４…昇降手段、９６…焼入制御部、９８…メモリ、１００…添加攪拌制御部、１０２…メモリ

Claims

瓦礫、ゴム屑、ガラス屑、廃プラスチック、鉱物資源、煤塵、コンクリート屑、燃え殻、金属廃棄物の産業廃棄物を溶融した後のスラグを破砕して製造された粒状体に、ポリウレタン水性エマルジョンからなるバインダをコーティングすることによってブラスト媒体を製造するブラスト媒体の製造装置において、
前記粒状体を洗浄水により水洗するとともにその洗浄水の電気伝導度を検出する電気伝導度検出手段を備えた水洗手段と、
水洗後の前記粒状体を加熱するとともに急冷して焼き入れする焼入手段と、
前記焼き入れした前記粒状体に前記バインダを添加して混合することにより、前記バインダがコーティングされた前記ブラスト媒体を製造する添加混合手段と、
を有し、
前記水洗後の前記粒状体を篩分けして粒径毎に分別する分別手段を備え、
前記焼入手段は、前記粒状体を搬送するスチールコンベア、該スチールコンベアによる搬送方向上流側に設けられ該粒状体を加熱する加熱手段、該スチールコンベアによる搬送方向下流側に設けられ搬送されてきた前記粒状体を冷却する冷却手段を有し、
前記添加混合手段は、前記粒状体を収容するタンク、該タンクに収容された前記粒状体と添加された前記バインダとを攪拌する攪拌手段、該タンクを加熱するヒータ、該タンク内の圧力を負圧にする圧力制御手段を有し、
所望する前記粒状体の硬度に基づいて、前記焼入手段の前記加熱手段による前記粒状体の加熱温度、前記スチールコンベアの搬送速度、前記冷却手段の冷気温度、冷気供給量を可変制御する焼入制御部が設けられたことを特徴とするブラスト媒体の製造装置。
前記焼入制御部のメモリには、前記粒状体の粒径、前記粒状体の粒径毎の加熱温度、前記スチールコンベアの搬送速度、前記冷却手段の冷気温度、冷気供給量の諸条件を変更した際に得られた多数の硬度情報が予め記憶され、前記粒状体の粒径と前記所望の硬度が入力された際に、前記焼入制御部は、その粒径において所望の硬度に該当する条件を前記諸条件から読み出し、この条件に基づいて制御し、
前記粒状体の粒径に基づいて、前記添加混合手段の前記攪拌手段による回転数、前記バインダの添加量、前記ヒータによって加熱された前記タンクの温度、前記タンクの負圧値を可変制御する添加攪拌制御部が設けられ、
前記添加攪拌制御部のメモリには、前記攪拌手段の回転数、前記バインダの添加量、前記ヒータによって加熱された前記タンクの温度、前記タンクの負圧値の諸条件を変更した際に得られた好適なコーティング条件が前記粒状体の粒径毎に予め記憶され、粒状体の粒径が入力された際に、前記添加攪拌制御部は、その粒径に対応する好適なコーティング条件を読み出し、このコーティング条件に基づいて制御する請求項１に記載のブラスト媒体の製造装置。