JP5443437B2 - 金属溶湯の回収運搬車と金属溶湯固化物の回収方法 - Google Patents

Description

本発明は、アルミニウムやその合金を始めとする各種金属の溶融炉より出た浮滓から分離される金属溶湯の回収運搬車と、これを用いた金属固化物の回収方法に関する。

一般的に、アルミニウムやその合金等の金属を鉱石から精錬して製出したり、金属屑や金属を含む廃材から金属を取り出す場合、高温の炉中で金属を溶融させるが、その溶融物の表面部に非金属物質（主として酸化物）がドロス、ノロ、スラグ等と称される浮滓として生成する。このような浮滓はある程度以上に蓄積する前に溶融炉から掻き出して廃棄するが、該浮滓中には金属の溶融物が数％から数十％程度混入しているため、資源の有効利用と経済性の両面より、該浮滓から混入金属を分離して回収することが重要になる。

そこで、従来より、溶融炉から掻き出した浮滓中の金属を分離回収する手段として、浮滓を分離槽内で静置して比重差で金属溶湯を分離する静置分離方式（例えば特許文献１）、同浮滓を圧搾して金属溶湯を絞り取る圧搾抽出方式（例えば特許文献２）、処理槽に収容した浮滓を攪拌羽根で攪拌して金属溶湯を沈降分離させる攪拌分離方式（例えば特許文献３）、処理槽に収容した浮滓を攪拌羽根で攪拌しつつ破砕して金属溶湯を沈降分離させる破砕分離方式（例えば特許文献４）等が採用されている。そして、これら方式によって浮滓から分離した金属溶湯は、受け槽に流し込んで回収し、冷却固化後に該受け槽から取り出して再び溶融炉に投入して溶融させるのが一般的である。

図６は、破砕分離方式で浮滓から分離した金属溶湯を回収する一般的な方法を示している。図中の２１は攪拌羽根（図示省略）を内蔵した分離槽であり、レール２２上を移動し得る台車２３上に、流出口２１ａを有する前部側に固設した枢軸２４を介して左右一対の支柱２５，２５に枢支された状態で載置されている。しかして、分離槽２１内に収容した浮滓を攪拌破砕し、混入していた金属溶湯を沈降分離させたのち、枢軸２４に固設したレバー２４ａを油圧シリンダー２６の伸縮ロッド２６ａの伸長作動で回動させ、もって該分離槽２１を図示仮想線の如く前方へ傾倒させることにより、沈降分離していた金属溶湯を流出口２１ａから流出させ、下方に待機する運搬車２７の受け槽２７ａ内に流し込んで回収して所要部位へ搬送する。なお、運搬車２７に代えて単なる受け槽を台車やパレット等に載せた状態で用いることもある。

特開平７−２５２５４７号公報 特開平１０−１９５５５３号公報 特開平９−８７７６４号公報 特開２００９−２９３０８０号公報

しかしながら、前記運搬車等の受け槽に収容した金属溶湯は短時間で冷却固化するから、一般的には固化後の金属塊として取り出して金属原料として再利用することになるが、該金属塊が大重量になるため、受け槽から取り出すこと自体が容易でなく多大な労力を要する上、取出し後の取扱いにも困難をきたすという問題があった。

本発明は、上述の情況に鑑み、浮滓から分離した金属溶湯を受け入れて固化後、その取り出しを少ない労力で簡単に行えると共に、取出し後の取扱いも容易になる金属溶湯の回収運搬車と、この回収運搬車を用いた金属固化物の回収方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、図面の参照符号を付して示せば、金属溶融炉より出た浮滓から分離される金属溶湯Ｍの回収運搬車１であって、上方に開放した溶湯受け槽２と、移動用車輪３Ａ，３Ｂと、押引き用ハンドル４とを備え、溶湯受け槽２内が複数の溶湯収容部５…に区画されると共に、各溶湯収容部５が上位側ほど拡大する空間形状を有し、溶湯受け槽２内に流入させた金属溶湯Ｍの固化後の金属塊を溶湯収容部５単位のインゴットＧとして取出し可能にしたことを特徴としている。

請求項２の発明は、上記請求項１の金属溶湯Ｍの回収運搬車１において、溶湯受け槽２内が平行な複数の仕切り壁６によって複数の矩形の溶湯収容部５…に区画され、各溶湯収容部５が幅方向に弧状に凹んだ内底形状（下部５ａ）を有してなる構成としている。

請求項３の発明は、上記請求項１又は２の金属溶湯Ｍの回収運搬車１において、移動用車輪３Ａ，３Ｂと押引き用ハンドル４とが溶湯受け槽２に取り付けられてなる構成としている。

請求項４の発明に係る金属固化物の回収方法は、上記請求項１〜３のいずれか一項に記載の金属溶湯Ｍの回収運搬車１を用い、その溶湯受け槽２内に流入させた金属溶湯Ｍの固化前に、該金属溶湯Ｍと同種の金属からなる把手材７を各溶湯収容部５の金属溶湯Ｍ中に一部突出状に差し込んでおき、該金属溶湯Ｍの固化後のインゴットＧを把手材７の突出部７ａを把持して各溶湯収容部５から取り出すことを特徴としている。

次に、本発明の効果について、図面の参照符号を付して説明する。請求項１の発明に係る金属溶湯Ｍの回収運搬車１によれば、溶湯受け槽２内が複数の溶湯収容部５…に区画されているから、溶湯受け槽２内に流入させた金属溶湯Ｍが固化したのち、その金属塊を溶湯収容部５単位のインゴットＧとして取り出すことができる。しかして、このインゴットＧは、溶湯収容部５の大きさに対応するため、溶湯受け槽２に収容した金属溶湯Ｍの全量に比較して遥かに軽量である上、各溶湯収容部５が上位側ほど拡大する空間形状を有するから、各溶湯収容部５からの取り出しを少ない労力で簡単に行えると共に、取出し後の取扱いも容易である。

請求項２の発明によれば、溶湯受け槽２内が平行な複数の仕切り壁６によって複数の矩形の溶湯収容部５…に区画され、各溶湯収容部５が幅方向に弧状に凹んだ内底形状（下部５ａ）を有するから、各溶湯収容部５内で固化したインゴットＧを取り出す際、該インゴットＧに対して溶湯収容部５の幅方向にこじて揺動させるように力を加えることで、その底面側が該溶湯収容部５の内底から簡単に離型し、もって該インゴットＧをより容易に取り出すことができる。

請求項３の発明によれば、移動用車輪３Ａ，３Ｂと押引き用ハンドル４とが溶湯受け槽２に取り付けられているから、構造的に極めて簡素で安価に製作できると共に、回収運搬車１全体が一体物として取扱い容易になる。

請求項４の発明に係る金属固化物の回収方法によれば、上記回収運搬車１の溶湯受け槽２内に流入させた金属溶湯Ｍの固化前に、把手材７を各溶湯収容部５の金属溶湯Ｍ中に一部突出状に差し込んでおくことから、各溶湯収容部５から固化後のインゴットＧを取り出すとき、該把手材７の突出部７ａを手掛かりとして把持し、溶湯収容部５から該インゴットＧを簡単に離脱させて取り出すことができる上、該把手材７が金属溶湯Ｍと同種の金属からなるため、該インゴットＧを金属原料として再利用する際に把手材７ごと溶融炉に投入できる。また、把手材７としては、形状的な制約がないため、例えばダイキャストの余材や様々な廃材を利用できる。

本発明の一実施形態に係る金属溶湯の回収運搬車の縦断側面図である。 同回収運搬車の平面図である。 分離槽から同回収運搬車の溶湯受け槽への金属溶湯の流し込み操作を示す縦断側面図である。 同回収運搬車における溶湯収容部の金属溶湯への把手材の差込み操作を示す縦断側面図である。 同回収運搬車の溶湯収容部から取り出したインゴットの斜視図である。 破砕分離方式の分離槽で分離した金属溶湯の回収操作を示す側面図である。

以下に、本発明の一実施形態に係る金属溶湯の回収運搬車と、この回収運搬車を用いた金属固化物の回収方法について、図面を参照して具体的に説明する。

図１及び図２で示すように、金属溶湯の回収運搬車１は、上方に開放した平面視矩形の溶湯受け槽２と、該溶湯受け槽２の前後部の下面側に取り付けた各左右一対の移動用車輪３Ａ，３Ｂと、該溶湯受け槽２の後端板２ｂの外面側に固設された押引き用ハンドル４とで構成されている。

溶湯受け槽２は、その前後端板２ａ，２ｂと左右側板２ｃ，２ｄがいずれも外側へ傾斜することで、全体として上位側ほど拡大する空間形状を有すると共に、その下部側が左右方向に沿う複数（図では５つ）の平行な仕切り壁６…によって複数（図では６つ）の矩形の溶湯収容部５…に区画されている。そして、各溶湯収容部５は、下部５ａが半割したパイプ材で形成されて幅方向に円弧状に凹んだ内底形状を有すると共に、両側上部５ｂ，５ｂが仕切り壁６の外側へ傾斜した帯板にて形成され、全体として上位側ほど拡大する空間形状を有している。

なお、溶湯受け槽２の前後端板２ａ，２ｂ及び左右側板２ｃ，２ｄと底板２ｅ、各溶湯収容部５の下部５ａのパイプ材と両側上部５ｂ，５ｂの帯板は、いずれもＳＳ鋼等の鉄鋼材からなり、これら相互の接合部が溶接されている。

前部の移動用車輪３Ａは固定型取付金具３１により、後部の移動用車輪３Ｂは偏心旋回型取付金具３２により、それぞれ溶湯受け槽２の底板２ｅに取り付けられている。また、押引き用ハンドル４は、アングル材からなる左右の縦杆４ａ，４ａの上端間に、丸パイプ４ｂ及び帯板４ｃが架設されてコ字枠状をなしている。

上記構成の回収運搬車１を用い、溶融炉より出た浮滓から分離される金属溶湯を回収するには、例えば該浮滓からの分離を図６で示すような分離槽２１にて行う場合、該分離槽２１を傾倒した際の流出口２１ａの直下に溶湯受け槽２の最後部の溶湯収容部５がくるように、該回収運搬車１を配置する。そして、図３に示すように、分離槽２１を傾倒させて流出口２１ａから金属溶湯Ｍを流出させると共に、回収運搬車１を後方へ間欠的に移動させることにより、後部側の溶湯収容部５から順次に該金属溶湯Ｍを仕切壁６を越えない範囲で満たしてゆく。かくして金属溶湯Ｍの受け入れが終了すれば、図４に示すように、該金属溶湯Ｍと同種の金属からなる把手材７を、各溶湯収容部５内の固化前の金属溶湯Ｍ中に一部が突出する状態に差し込んで置く。

次に、要すれば回収運搬車１を手押しで溶融炉の近傍まで搬送し、溶湯受け槽２に収容した金属溶湯Ｍが自然冷却で固化した段階で、各溶湯収容部５内の金属固化物に一体化した把手材７の突出部７ａを把持し、溶湯収容部５の幅方向にこじて揺動させるように力を加えれば、該金属固化物が溶湯収容部５の内底から簡単に離型するから、該突出部７ａにて持ち上げることで該金属固化物を図５の如きインゴットＧとして簡単に取り出すことができる。

このようなインゴットＧは、溶湯受け槽２に収容した金属溶湯Ｍを溶湯収容部５単位に分けた形で軽量である上、把手材７が一体化しているから、上記の溶湯収容部５からの取出し操作及び取出し後の取扱い操作を少ない労力で容易に行える。また、把手材７は該インゴットＧと同種の金属からなるため、該インゴットＧを金属原料として再利用する際に把手材７ごと溶融炉に投入できるという利点がある。更に、把手材７としては、手掛かりとするだけで形状的な制約はないから、各別な専用部材を製作する必要はなく、例えばダイキャストにおける余材や様々な廃材を有効利用できるという利点もある。

なお、図３では分離槽２１として浮滓から分離した金属溶湯Ｍを前方への傾倒によって流出させるものを例示したが、傾倒せずに底部の開閉で金属溶湯Ｍを流出させたり、浮滓からの分離操作に伴って底部から金属溶湯Ｍが自然流出する等、他の様々な型式の分離槽にも本発明の回収運搬車を適用可能である。また、回収する金属溶湯Ｍとしては、特に制約はなく、例えばアルミニウムとその合金を始めとする軽金属、亜鉛、銅及びその合金等、一般的に小型の溶融炉から出た浮滓より比重分離や圧搾分離で回収し得る金属溶融物が対象となる。

本発明に係る金属溶湯の回収運搬車は、実施形態のように移動用車輪３Ａ，３Ｂと押引き用ハンドル４が溶湯受け槽２に固設されたものに限らず、移動用車輪及び押引き用ハンドルを備える適当な台車上に溶湯受け槽を搭載する構成も包含する。ただし、実施形態の如き一体物では、構造的に極めて簡素で安価に製作できると共に、回収運搬車全体の取扱いが容易になるという利点がある。また、移動用車輪は、レール軌道に対応するものでもよく、また溶湯受け槽の高さ調整のために該溶湯受け槽との間に適当な脚体を介在させる構成としてもよい。

なお、実施形態では各溶湯収容５を下部５ａの半割したパイプ材と両側上部５ｂ，５ｂの帯板とで構成しているが、例えば溶湯受け槽２の底部全体を波板状に曲成した金属板で構成し、その各凹部を溶湯収容部５とすることも可能である。また、各各溶湯収容５の内底部は平坦にすることも可能であるが、実施形態の凹円弧状のように幅方向に弧状に凹んだ形状とすれば、インゴットＧを取り出す際のこじり動作で弧状界面が滑って離型しやすいという利点がある。その他、本発明においては、溶湯受け槽２における溶湯収容部５の数や仕切壁６の高さ、押引き用ハンドルの形状等、細部構成については実施形態以外に種々設計変更可能である。

１ 回収運搬車
２ 溶湯受け槽
２ａ 下部
３Ａ，３Ｂ 移動用車輪
４ 押引き用ハンドル
５ 溶湯収容部
６ 仕切壁
７ 把手材
７ａ 突出部
Ｇ インゴット
Ｍ 金属溶湯

Claims (4)

1. 金属溶融炉より出た浮滓から分離される金属溶湯の回収運搬車であって、
   上方に開放した溶湯受け槽と、移動用車輪と、押引き用ハンドルとを備え、
   前記溶湯受け槽内が複数の溶湯収容部に区画されると共に、各溶湯収容部が上位側ほど拡大する空間形状を有し、
   前記溶湯受け槽内に流入させた金属溶湯の固化後の金属塊を溶湯収容部単位のインゴットとして取出し可能にしたことを特徴とする金属溶湯の回収運搬車。
2. 前記溶湯受け槽内が平行な複数の仕切り壁によって複数の矩形の溶湯収容部に区画され、各溶湯収容部が幅方向に弧状に凹んだ内底形状を有してなる請求項１に記載の金属溶湯の回収運搬車。
3. 前記移動用車輪と押引き用ハンドルが前記溶湯受け槽に取り付けられてなる請求項１又は２に記載の金属溶湯の回収運搬車。
4. 前記請求項１〜３のいずれか一項に記載の金属溶湯の回収運搬車を用い、その溶湯受け槽内に流入させた金属溶湯の固化前に、該金属溶湯と同種の金属からなる把手材を各溶湯収容部の金属溶湯中に一部突出状に差し込んでおき、該金属溶湯の固化後のインゴットを前記把手材の突出部を把持して各溶湯収容部から取り出すことを特徴とする金属固化物の回収方法。

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