JP5700352B2 - Method of charging metal piece into shaft furnace, metal piece charging device, and method of recycling copper scrap - Google Patents
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Description
本発明は、電線の導体などに利用されていた金属を溶解して再利用するにあたり、金属片をシャフト炉に投入する方法、この方法に適した金属片の投入装置、及び銅スクラップの再利用方法に関するものである。 The present invention relates to a method of throwing a metal piece into a shaft furnace, a metal piece throwing apparatus suitable for this method, and a reuse of copper scrap when melting and reusing the metal used for a conductor of an electric wire, etc. It is about the method.
従来、電線の導体などに利用されていた銅などの金属(代表的には線材)を再利用することがなされている。特許文献1は、上記導体などに利用されていた銅線を粉砕した銅スクラップと電気銅とをバッチ炉で溶解し、銅合金の荒引き線を製造する技術を開示している。バッチ炉は、所定量の原料ごとに溶解を行うため、原料の形状を問わず、当該炉内に原料を容易に装入することができる。しかし、バッチ炉では1回の溶解量に限りがあるため、連続的に溶解する際には、シャフト炉が利用される。
Conventionally, metals such as copper (typically wires) that have been used for conductors of electric wires have been reused.
例えば、電気銅と銅スクラップとを溶解して純銅の溶湯をシャフト炉により作製する場合、シャフト炉に電気銅の板を連続的に装入すると共に、銅スクラップをまとめたブリケット体を投入する。ブリケット体は、粉砕された複数の小片を加圧して押し固めたブリケット(例えば、直径10cm程度×高さ15cm程度)を銅製容器に複数装入して銅製蓋により封じたものである。このブリケット体は、リフターによりシャフト炉の上方に搬送され、随時炉内に投入される。 For example, in the case where electric copper and copper scrap are melted to produce a pure copper melt in a shaft furnace, an electric copper plate is continuously charged in the shaft furnace, and a briquette body in which the copper scrap is gathered is introduced. The briquette body is obtained by placing a plurality of briquettes (for example, a diameter of about 10 cm × a height of about 15 cm) obtained by pressurizing and compacting a plurality of crushed pieces into a copper container and sealing them with a copper lid. This briquette body is conveyed above the shaft furnace by a lifter and is introduced into the furnace as needed.
しかし、ブリケット体を利用すると、以下の問題がある。 However, the use of briquettes has the following problems.
(1)作製に手間がかかり、作業性に劣る。
上述のようにブリケット体は、ブリケットの作製、容器の作製、蓋の作製、及び封止が必要であり、工程が多く、時間がかかる。また、銅スクラップの小片の大きさによっては、ブリケットを作製し難く、作業性の低下を招く。銅スクラップの小片の大きさは、粉砕前の電線の導体の大きさに依存し、この導体を構成する線材の直径が0.2mm〜3mm程度とばらつきが大きい。そして、直径が1mm程度を超える小片では、加圧してもばらけ易く、ブリケットを作製し難い。
(1) Manufacture takes time and workability is inferior.
As described above, the briquette body requires production of a briquette, production of a container, production of a lid, and sealing. Moreover, depending on the size of the small piece of copper scrap, it is difficult to produce briquettes, which leads to a decrease in workability. The size of the small piece of copper scrap depends on the size of the conductor of the wire before pulverization, and the diameter of the wire constituting this conductor varies widely from about 0.2 mm to 3 mm. A small piece having a diameter of about 1 mm or more is easy to break even when pressed, and it is difficult to produce a briquette.
(2)得られた溶湯に成分の斑が生じる恐れがある。
ブリケット体は重量物(1ton〜2ton程度)であり、また、シャフト炉の上方までの高さが10m程度と高いため、リフターで搬送してシャフト炉に投入するが、リフターを利用すると、投入間隔が比較的長くなる傾向にある。そのため、得られた溶湯は、ブリケット体の混合が多い部分と少ない部分とが生じる恐れがある。品質の保証の点から、このような成分にばらつきがある溶湯は望ましくない。
(2) The resulting molten metal may have component spots.
The briquette body is heavy (about 1 to 2 tons) and the height to the upper part of the shaft furnace is as high as about 10m. Tends to be relatively long. Therefore, the obtained molten metal may have a portion where the briquette body is mixed and a portion where the briquette body is mixed. From the viewpoint of quality assurance, a molten metal having such a variation in components is not desirable.
(3)シャフト炉の炉底側に設けられた出湯口が閉塞する恐れがある。
ブリケット体を投入した当初は、蓋が閉じられていることで、容器内部のブリケットは、シャフト炉内の雰囲気により加熱される。そのため、容器や蓋などが溶けてブリケットが容器から出たとき、各ブリケットはある程度加熱された状態で炉底側に向かう。ブリケット体では、複数のブリケットがまとめられていることから、ブリケットの中には十分に加熱されずに炉底側に落下する可能性がある。加熱が不十分なブリケットが炉底側の溶湯に接触すると溶湯が再度固まり、最悪の場合、この凝固物により出湯口が塞がれる恐れがある。
(3) There is a risk that the tap on the bottom side of the shaft furnace may be blocked.
When the briquette body is initially introduced, the lid is closed, so that the briquette inside the container is heated by the atmosphere in the shaft furnace. Therefore, when a container, a lid, etc. melt and a briquette comes out of a container, each briquette goes to the furnace bottom side in the state heated to some extent. In the briquette body, since a plurality of briquettes are collected, the briquettes may fall to the furnace bottom side without being heated sufficiently. When a briquette with insufficient heating comes into contact with the molten metal on the bottom side of the furnace, the molten metal solidifies again, and in the worst case, the molten metal may block the outlet.
本発明は上記事情を鑑みて成されたものであり、その目的の一つは、金属片の大きさによらず、金属片をシャフト炉に容易に投入することができる金属片をシャフト炉に投入する方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and one of the purposes thereof is a metal piece that can be easily put into a shaft furnace regardless of the size of the metal piece. The purpose is to provide a method of injection.
また、本発明の他の目的は、上記金属片をシャフト炉に投入する方法に適した金属片の投入装置を提供することにある。更に、本発明の他の目的は、銅スクラップの再利用方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a metal piece charging apparatus suitable for a method of loading the metal piece into a shaft furnace. Furthermore, another object of the present invention is to provide a method for reusing copper scrap.
本発明は、ブリケットやブリケット体を作製せず、粉砕や切断などした金属の小片のままシャフト炉に投入するにあたり、加圧気体を利用することを提案する。本発明の金属片をシャフト炉に投入する方法は、金属片をシャフト炉の上方からシャフト炉内に投入する方法に係るものであり、上記金属片を、加圧気体によりシャフト炉の上方に圧送し、シャフト炉内の下方に向かって排出する投入工程を具える。 The present invention proposes to use a pressurized gas when a briquette or briquette body is not produced and a small piece of metal that has been crushed or cut is put into a shaft furnace. The method of throwing the metal piece into the shaft furnace according to the present invention relates to a method of throwing the metal piece into the shaft furnace from above the shaft furnace, and the metal piece is pumped above the shaft furnace with a pressurized gas. And a charging step of discharging downward in the shaft furnace.
上記構成によれば、ブリケットやブリケット体を作製する必要がなく、粉砕や切断などした金属片をそのまま投入することができるため、投入前の準備工程を削減することができ、作業性に優れる。特に、上記構成によれば、金属片の大きさによらずシャフト炉内に金属片を容易に投入することができる。即ち、ブリケットが作製し難かった比較的大きな金属片であっても投入可能であるため、上記構成によれば、種々の大きさの金属片を無駄なく活用することができる。 According to the above configuration, it is not necessary to prepare a briquette or a briquette body, and a metal piece that has been crushed or cut can be input as it is, so that the preparatory step before the input can be reduced and the workability is excellent. In particular, according to the said structure, a metal piece can be easily thrown in in a shaft furnace irrespective of the magnitude | size of a metal piece. That is, even a relatively large metal piece, which is difficult to produce briquettes, can be thrown in, and according to the above configuration, metal pieces of various sizes can be utilized without waste.
また、上記構成によれば、加圧気体を利用することで、例えば、リフターを利用して金属片を搬送する場合と異なり、上記金属片を少量ずつ搬送することができる上に、上記ブリケット体を用いた場合と比較して投入間隔を短くすることができる。従って、上記構成によれば、上記金属片を少量ずつ、短い間隔で複数回投入することが容易であり、このような投入を行うことで、得られた溶湯に成分の斑が生じ難く、均一的な成分の溶湯が得られる。そのため、上記構成によれば、高品質の溶湯を提供することができると期待される。また、この溶湯を用いることで、高品位な荒引き線などの鋳造材が得られると期待される。 Moreover, according to the said structure, unlike the case where a metal piece is conveyed using a lifter by using pressurized gas, for example, the said metal piece can be conveyed little by little, and also the said briquette body Compared with the case of using, the charging interval can be shortened. Therefore, according to the above-described configuration, it is easy to throw the metal pieces in small amounts, a plurality of times at short intervals, and by performing such feeding, the resulting molten metal is less likely to be spotted and uniform. A molten metal with a typical component can be obtained. Therefore, according to the said structure, it is anticipated that a high quality molten metal can be provided. Further, it is expected that a cast material such as a high-quality roughing wire can be obtained by using this molten metal.
更に、上記構成によれば、金属片間に加圧気体を介在させて金属片をバラバラの状態で投入することができ、纏まった状態でシャフト炉内に投入され難い。従って、仮に金属片が十分に加熱されずに炉底側の溶湯に接触したとしても溶湯が凝固し難く、凝固物による出湯口の閉塞が生じる可能性を低減することができる。 Furthermore, according to the said structure, a pressurized gas can be interposed between metal pieces, and a metal piece can be thrown in in a separated state, and it is hard to be thrown into a shaft furnace in the collective state. Therefore, even if the metal piece is not sufficiently heated and comes into contact with the molten metal on the furnace bottom side, it is difficult for the molten metal to solidify, and the possibility that the outlet is blocked by the solidified material can be reduced.
加えて、上記構成によれば、加圧気体により金属片がシャフト炉内の下方側に向かって加速された状態でシャフト炉内に投入されるため、炉底側の溶湯に向かって落下することができ、炉内で金属片が舞い上がり難い。ここで、例えば、水平方向から自由落下により金属片を投入した場合、金属片はブリケットやブリケット体に比較して軽いことから炉圧(加熱された雰囲気により生じるシャフト炉内の圧力)により舞い上がると考えられる。舞い上がった金属片がシャフト炉内の上方部分、特に金属片の導入口及びその近傍に付着して閉塞させる恐れがある。一方、垂直方向から自由落下により金属片をシャフト炉内に投入した場合、金属片がまとまって落下し易く、上述のような成分の斑が生じる恐れがある。これに対し、本発明では、上述のように舞い上がり難い上に、金属片間に加圧気体が介在することで金属片がまとまって落下し難いため、上記導入口の閉塞や成分の斑が生じる可能性を低減することができる。更に、上記構成によれば、金属片が加圧気体によりばらばらにされた状態であるため、シャフト炉内の雰囲気により十分に加熱された状態で、炉底側に落下することができる。 In addition, according to the above configuration, the metal piece is charged into the shaft furnace while being accelerated toward the lower side in the shaft furnace by the pressurized gas, so that it falls toward the molten metal on the furnace bottom side. It is difficult for metal pieces to rise in the furnace. Here, for example, when a metal piece is thrown by free fall from the horizontal direction, the metal piece is lighter than a briquette or briquette body, so it rises due to furnace pressure (pressure in the shaft furnace generated by the heated atmosphere) Conceivable. There is a risk that the soared metal piece may adhere to and clog the upper part in the shaft furnace, particularly the inlet of the metal piece and the vicinity thereof. On the other hand, when metal pieces are thrown into the shaft furnace by free fall from the vertical direction, the metal pieces are likely to fall together and cause the above-described component spots. On the other hand, in the present invention, as mentioned above, it is difficult to soar, and the metal pieces are difficult to fall together due to the presence of the pressurized gas between the metal pieces, so that the introduction port is blocked and the components are spotted. The possibility can be reduced. Furthermore, according to the said structure, since the metal piece is the state disaggregated by the pressurized gas, it can fall to the furnace bottom side in the state fully heated by the atmosphere in a shaft furnace.
本発明で利用する上記金属片は、金属の小片である。代表的には、金属を粉砕や切断により細かくしたものが挙げられる。例えば、銅線を粉砕したもの、特に、銅線の銅スクラップを利用することができる。銅線の銅スクラップは、上述のように銅線の直径により種々の大きさのものが存在する。本発明では、上述のように比較的大きな直径の銅線片を利用することができるが、本発明者らが調べたところ、一回に搬送する量(体積)を一定とした場合に、特定の大きさの銅線片とすると、搬送時の圧力及び搬送時間の低減を図ることができる、との知見を得た。具体的には、直径が2.0mm以下、長さが5.0mm以下を満たす銅線片が好ましい。直径が2.0mm超、又は長さが5.0mm超であると、搬送時の圧力や搬送時間の増加を招く。直径が小さいほど搬送時の圧力の低下効果や搬送時間の低減効果が大きく、直径が0.85mm以下、長さが5.0mm以下がより好ましい。また、直径が0.35mm以上、長さが2.0mm以上であると、舞い上がり難く搬送し易いと期待される。上記直径及び長さとなるように、銅線を選択して、粉砕や切断するとよい。上記銅線の他、銅合金線のスクラップに対しても、本発明を適用することができると期待される。 The metal piece used in the present invention is a small piece of metal. Typically, the metal is made fine by grinding or cutting. For example, a crushed copper wire, particularly copper scrap of copper wire can be used. As described above, copper scraps of various sizes exist depending on the diameter of the copper wire. In the present invention, a copper wire piece having a relatively large diameter can be used as described above.However, as a result of investigation by the present inventors, when the amount (volume) to be conveyed at a time is constant, it is specified. It was found that when the size of the copper wire piece is small, the pressure during transport and the transport time can be reduced. Specifically, a copper wire piece having a diameter of 2.0 mm or less and a length of 5.0 mm or less is preferable. If the diameter is more than 2.0 mm or the length is more than 5.0 mm, the pressure during the conveyance and the conveyance time will increase. The smaller the diameter, the greater the effect of reducing the pressure during conveyance and the effect of reducing the conveyance time, and the diameter is more preferably 0.85 mm or less and the length is 5.0 mm or less. Further, when the diameter is 0.35 mm or more and the length is 2.0 mm or more, it is expected that it is difficult to move up and easy to carry. A copper wire may be selected, crushed or cut so as to have the above diameter and length. It is expected that the present invention can be applied to scraps of copper alloy wires in addition to the copper wires.
本発明の一形態として、上記金属片は、俯角を30°以上60°以下として排出することが好ましい。 As one form of this invention, it is preferable to discharge | emit the said metal piece by making a depression angle into 30 degrees or more and 60 degrees or less.
上記構成によれば、シャフト炉内の下方側に向かってより確実に金属片を投入することができ、上述したシャフト炉内での金属片の飛散などを防止することができる。より好ましい俯角は45°である。 According to the said structure, a metal piece can be thrown in more reliably toward the downward side in a shaft furnace, and scattering of the metal piece in the shaft furnace mentioned above etc. can be prevented. A more preferable depression angle is 45 °.
本発明の一形態として、上記金属片を貯留する貯留部から所定量の金属片を加圧室に移送する移送工程を具え、上記投入工程は、上記加圧室に移送された金属片を上記加圧気体によりシャフト炉の上方に圧送し、シャフト炉内の下方に向かって排出する形態が挙げられる。 As one aspect of the present invention, the method includes a transfer step of transferring a predetermined amount of a metal piece from a storage part for storing the metal piece to a pressurizing chamber, and the charging step includes the step of transferring the metal piece transferred to the pressurization chamber An example is a form in which the pressurized gas is pumped upward of the shaft furnace and discharged downward in the shaft furnace.
上記構成によれば、例えば、1回に投入する金属片の量を一定にすることができ、溶湯の成分のばらつきが生じ難い。また、上記移送工程及び上記投入工程を連続的に繰り返し行うことで、長期に亘り連続的に溶湯を製造することができる。 According to the above configuration, for example, the amount of metal pieces to be charged at a time can be made constant, and variations in the components of the molten metal hardly occur. Moreover, a molten metal can be manufactured continuously over a long period of time by repeating the said transfer process and the said injection | throwing-in process continuously.
上記本発明の金属片をシャフト炉に投入する方法は、例えば、本発明の金属片の投入装置を利用することにより実施することができる。本発明の金属片の投入装置は、金属片をシャフト炉の上方からシャフト炉内に投入するための装置である。この装置は、金属片を貯留する貯留部と、この貯留部から移送された所定量の上記金属片を保持する加圧室と、上記金属片を上記加圧室からシャフト炉の上方部まで導入する搬送管と、上記加圧室内の金属片に吹き付けて、上記搬送管を介して上記シャフト炉まで当該金属片を圧送させるための加圧気体を発生する加圧気体供給部と、上記加圧気体により圧送されて上記搬送管を通過した上記金属片が上記シャフト炉内の下方に向かって排出されるように配置された導入部とを具える。 The above-described method of charging the metal piece of the present invention into the shaft furnace can be carried out, for example, by using the metal piece charging apparatus of the present invention. The metal piece charging device of the present invention is a device for charging a metal piece into the shaft furnace from above the shaft furnace. The apparatus includes a storage section for storing a metal piece, a pressurizing chamber for holding a predetermined amount of the metal piece transferred from the storage section, and introducing the metal piece from the pressurizing chamber to an upper portion of the shaft furnace. A transport pipe, a pressurized gas supply section that generates a pressurized gas for spraying the metal pieces in the pressurizing chamber to the shaft furnace through the transport pipe, and the pressurization And an introduction portion arranged so that the metal piece that has been pumped by gas and passed through the transfer pipe is discharged downward in the shaft furnace.
上記本発明の金属片をシャフト炉に投入する方法は、銅スクラップを再利用する際に好適に利用することができる。本発明の銅スクラップの再利用方法は、銅スクラップを鋳造して再利用する方法に係るものであり、上記本発明の金属片をシャフト炉に投入する方法により上記シャフト炉に投入された上記金属片を含む金属原料を溶解して鋳造材を作製する工程を具える。特に、上記金属片を銅スクラップとする。このような本発明再利用方法は、例えば、銅スクラップに、別途、電気銅などを加えて鋳造材を作製する際に好適に利用することができる。 The method of putting the metal piece of the present invention into the shaft furnace can be suitably used when copper scrap is reused. The copper scrap recycling method of the present invention relates to a method of casting and recycling copper scrap, and the metal charged into the shaft furnace by the method of charging the metal piece of the present invention into the shaft furnace. A step of producing a cast material by melting a metal raw material including a piece; In particular, the metal piece is copper scrap. Such a reusing method of the present invention can be suitably used, for example, when a cast material is produced by separately adding copper to copper scrap.
本発明の金属片をシャフト炉に投入する方法及び本発明の金属片の投入装置によれば、金属片をシャフト炉に容易に投入することができる。本発明の銅スクラップの再利用方法によれば、銅スクラップを効率よく再利用することができ、限りある資源の有効利用に寄与することができる。 According to the method of feeding the metal piece of the present invention into the shaft furnace and the metal piece feeding device of the present invention, the metal piece can be easily put into the shaft furnace. According to the method for reusing copper scrap of the present invention, copper scrap can be reused efficiently, which can contribute to effective use of limited resources.
以下、図1,2を参照して、実施の形態を説明する。図において同一符号は同一物を示す。 Hereinafter, an embodiment will be described with reference to FIGS. In the drawings, the same reference numerals indicate the same items.
図1に示す金属片の投入装置1は、シャフト炉100に併設され、シャフト炉内で溶解する金属片を投入するための装置である。この投入装置1は、金属片を貯留する金属片保持部10と、この金属片をシャフト炉100に搬送するための動力となる加圧気体を発生し、金属片に付与する加圧気体供給部20と、動力が付与された金属片を金属片保持部10からシャフト炉100の上方まで導入する搬送管30とを具える。以下、各構成をより詳しく説明する。
A metal
[シャフト炉100]
シャフト炉100は、一般的なシャフト炉と基本的構造は同様であり、円筒状の本体101と、本体101の上方に設けられた原料供給口102と、本体101の下方側に設けられ、炉底に向かって先細りした円錐台部103と、円錐台部103の周囲に設けられた複数のバーナ104と、炉底に設けられた出湯口105とを具える。このシャフト炉100は、原料供給口102から本体101に投入された金属をバーナ104により加熱して溶解して溶湯200を作製し、出湯口105から溶湯200を排出する。
[Shaft furnace 100]
The
シャフト炉100内の上方にはバーナ104や溶湯200により温められた加熱気体が溜まっている。シャフト炉100内の上方から本体101に投入された金属は、上記加熱気体の熱により徐々に加熱されながら(余熱されながら)、重力によりシャフト炉100内の下方に向かい、最終的には溶解されて溶湯200になる。ここでは、原料供給口102から金属片(ここでは、電線の導体などに利用されていた銅線を粉砕や切断した銅スクラップ)が投入され、図示しない別の原料供給口から電気銅からなる銅板110が投入され、純銅の溶湯を作製する。
Heated gas heated by the
[金属片保持部10]
金属片保持部10は、図2を参照して説明する。金属片保持部10は、金属片を貯留する貯留部11と、貯留部11の下方に配置され、貯留部11から移送された所定量の金属片を保持する加圧室12とを具える。
[Metal piece holder 10]
The metal
貯留部11は、所定量(ここでは2.5ton)の金属片を貯留可能な漏斗状の容器である。この形状により、貯留部11は、下方の排出口11oから加圧室12に金属片を、金属片の自重により容易に排出できる。排出口11oと加圧室12との間には適宜弁を有しており、所定量の金属片のみが加圧室12に移送されるようにしている。なお、貯留部11の金属片が少なくなったら、適宜供給する。
The
加圧室12は、貯留部11から移送された所定量の金属片をシャフト炉100に搬送するまでの間、上記金属片を一時的に保持する容器である。この加圧室12も、下方側に向かって先細りした漏斗状である。そのため、下方側に設けられた排出口12oから、この排出口12oに連結された搬送管30に、加圧室12内の金属片を容易に排出することができる。また、加圧室12は、後述する加圧気体供給部20(図1)からの加圧気体が導入される給気口12gをその上方側に具え、金属片と加圧気体とが混合される容器でもある。給気口12gからの加圧気体が吹き付けられることで加圧室12の金属片は、搬送管30内を移動可能となり、搬送管30内を通ってシャフト炉100に向かう。
The pressurizing
更に、金属片保持部10は、貯留部11と加圧室12とを収納するケース13を具えており、金属片が外部に飛散したり、外部環境からの不純物が金属片に混入されたりすることを防止する。
Further, the metal
[加圧気体供給部20]
ここでは、金属片を加圧室12からシャフト炉100に搬送する動力として圧縮空気を利用する。そこで、加圧気体供給部20は、空気を圧縮する圧縮機21と、圧縮機21により圧縮した空気を貯留するボンベ部22と具える。圧縮機21の制御部(図示せず)により圧縮空気の加圧力を調整する。なお、空気以外にも、溶湯に影響を与え難い気体、例えば、Ar,N2などの不活性ガスを利用してもよい。
[Pressurized gas supply unit 20]
Here, compressed air is used as power for conveying the metal piece from the pressurizing
上述した加圧室12の給気口12g(図2)とボンベ部22との間には、配管23(図2)が配置されており、この配管23を介して加圧室12に圧縮空気が導入される。
A pipe 23 (FIG. 2) is arranged between the
[搬送管30]
搬送管30は、加圧室12内の金属片を加圧室12からシャフト炉100まで導入するための搬送路であり、一端が上述した加圧室12の排出口12oに接続され、他端の導入口30iがシャフト炉100の原料供給口102に配置されている。搬送管30において排出口12oの近くに、上記ボンベ部22からの加圧気体が導入される給気口30g(図2)を具える。この給気口30gとボンベ部22との間にも配管24(図2)が配置されており、加圧室12内の所定量の金属片をシャフト炉100に搬送するために必要な加圧気体がこの配管24を介して搬送管30に導入される。
[Transport pipe 30]
The
搬送管30は、上述のように加圧室12の排出口12oに接続された一端側が図1に示すようにシャフト炉100の下方側に配置され、そこからシャフト炉100の高さ方向に沿って上方に続き、シャフト炉100の原料供給口102よりも上方に伸びている。そして、搬送管30においてシャフト炉100との接続箇所近傍の部分(導入部)は、上記上方に伸びた箇所よりも下方に位置する原料供給口102に向かって、導入口30iが下方を向くように、傾斜して配置されている。ここでは、導入口30iを含む導入部の俯角θが約45°となるように搬送管30を配置している。導入部をこのように下方に向かって傾斜して配置することで、搬送管30を通過した金属片は、導入口30i(原料供給口102)からシャフト炉100の下方に向かって排出される。
As described above, the
[使用方法]
上記構成を具える金属片の投入装置1により、例えば、電線の導体などに利用されていた銅線の銅スクラップを再利用するにあたり、当該銅スクラップ(金属片)をシャフト炉100に投入するには、貯留部11に貯留された金属片から所定量(ここでは50kg)だけ加圧室12に移送する。このとき、所定量の金属片は、自重により加圧室12に移動する。また、圧縮機21により所定の加圧力(ここでは0.6MPa)の圧縮空気を作製してボンベ部22に貯留する。
[how to use]
For example, when recycling copper scrap of a copper wire used for a conductor of an electric wire by the metal
上記ボンベ部22から加圧室12及び搬送管30に圧縮空気を導入する。圧縮空気が吹き付けられることで、加圧室12の金属片は、排出口12oから搬送管30に完全に移送される。また、搬送管30に移送された金属片は、導入された圧縮空気により、順次シャフト炉100に向かって搬送管30を通って圧送される。
Compressed air is introduced into the pressurizing
そして、搬送管30を通って、シャフト炉100の原料供給口102に圧送された金属片は、シャフト炉100内の下方に向かって満遍なく降り落ちて、溶解される。
Then, the metal piece that has been pumped to the raw
ここでは、加圧気体の導入を所定の間隔で、所定の時間(1分ほど)だけ行って、金属片をシャフト炉100内に投入する。加圧気体の導入時間を十分に確保することで、所定量(ここでは50kg)の金属片を確実にシャフト炉100に投入することができる。なお、加圧気体を導入する時間のうち、加圧気体のみを導入する時間を設けてクリーニングを行うと、所定量の金属片の全量をより確実にシャフト炉に搬送することができる。そして、所定の導入時間が経過したら、一旦、加圧気体の導入を停止し、貯留部11から所定量の金属片を加圧室12に移送し、再度、加圧気体を所定の時間だけ導入して、金属片の投入を行う。この金属片の移送と加圧気体による投入とを連続的に繰り返し行うことで、長期に亘り連続して溶湯を製造することができる。また、加圧室12に移送する金属片の量を一定にすることで、均質な品質の溶湯を製造することができる。
Here, the introduction of the pressurized gas is performed at a predetermined interval for a predetermined time (about 1 minute), and the metal piece is put into the
溶解されて出来た溶湯200により、例えば、銅荒引き線といった鋳造材を作製する。こうすることで、銅スクラップを再利用することができる。
For example, a cast material such as a copper roughing wire is produced by the
[効果]
上記構成を具える金属片の投入装置1を利用することで、ブリケットやブリケット体の作製が不要であり、金属片のままでシャフト炉に投入するため、投入前の準備工程が少なく、作業性に優れる。特に、投入装置1を利用することで、金属片の大きさに関わらず、シャフト炉に投入可能である。
[effect]
By using the metal
また、上記投入装置1を利用することで、ブリケットのような塊ではなく粉末状の金属片を少量ずつ、投入間隔を短くして投入することができる。そのため、得られた溶湯は成分がばらつかず、上記投入装置1は、均質的な成分の溶湯を提供することができると期待される。
In addition, by using the
更に、上記投入装置1では、金属片を降り入れる構成であるため、金属片により炉底側の溶湯が凝固される恐れがほとんどなく、凝固物による出湯口の閉塞が実質的に生じない。加えて、上記投入装置1では、金属片がシャフト炉内に導入される際、加圧気体により下向きに加速されていることで、自重だけの場合よりも落下し易く、炉内で金属片が舞い上がり難い。そのため、金属片の舞い上がりにより、原料供給口が閉塞することを防止できる。また、加圧気体により下向きに圧送されることで金属片がバラバラに落下し易いため、固まって落ちた場合と比較して、溶湯の成分のばらつきが生じ難い。
Furthermore, since the
(試験例)
大きさが異なる金属片を用意し、上記金属片の投入装置1を用いて、シャフト炉100に搬送するにあたり、搬送時の圧力及び搬送時間を調べた。
(Test example)
Metal pieces having different sizes were prepared, and when transported to the
金属片は、以下の二種類を用意した。
金属片(I) 直径:0.35mm×長さ:2.0mm〜直径:0.85mm×長さ:5.0mm。各金属片は、直径:0.35〜0.85mm、長さ:2.0〜5.0mmを満たす。
金属片(II) 直径:2.0mm×長さ:2.0〜5.0mm
The following two types of metal pieces were prepared.
Metal piece (I) Diameter: 0.35 mm x length: 2.0 mm to diameter: 0.85 mm x length: 5.0 mm. Each metal piece satisfies a diameter: 0.35-0.85 mm and a length: 2.0-5.0 mm.
Metal piece (II) Diameter: 2.0mm x Length: 2.0-5.0mm
一回に搬送する量(体積)を一定とし、一回の搬送に必要な最大圧力、及びこの最大圧力で搬送したときにシャフト炉までの搬送に要した時間(搬送時間)とを測定した。金属片(I)を用いて、4回の圧送を行った場合の結果を表1に示す。金属片(II)を用いて、4回の圧送を行った場合では、最大圧力:0.55〜0.60MPa、搬送時間:4回の平均58secであった。 The amount (volume) transported at one time was fixed, and the maximum pressure required for one transport and the time (transport time) required to transport to the shaft furnace when transported at this maximum pressure were measured. Table 1 shows the results when the metal piece (I) was used for four times of pressure feeding. When the metal piece (II) was used for four times of pumping, the maximum pressure was 0.55 to 0.60 MPa, and the transport time was an average of four times of 58 seconds.
上述のように小さい金属片を用いることで、搬送時の圧力を小さくでき、かつ搬送時間を短くできることが分かる。特に、直径が2.0mm以下、かつ長さが5.0mm以下の大きさを満たす小さい金属片を用いて、1回に搬送する金属片の量(体積)を一定にして搬送する場合、直径が0.85mm以下、かつ長さが5.0mm以下の大きさを満たすより小さい金属片(I)を利用すると、金属片(II)を利用する場合と比較して搬送時の圧力を更に小さく、かつ搬送時間を更に低減できることが分かる。この理由は、1回に搬送する体積が同じでも、金属片のサイズが小さいほど、搬送管内における金属片の充填率を高められる上に、1回の投入重量を大きくすることができるためであると考えられる。このように特定の大きさを満たす金属片を利用することで、搬送能力を向上して、銅スクラップの再利用に係るエネルギーの低減を図ることができ、エネルギー効率がよいと期待される。 It can be seen that by using a small metal piece as described above, the pressure at the time of transportation can be reduced and the transportation time can be shortened. In particular, when using a small metal piece satisfying the size of 2.0 mm or less in diameter and 5.0 mm or less in length, when conveying with a constant amount (volume) of metal piece to be conveyed at a time, the diameter is 0.85. When using a smaller metal piece (I) that satisfies the size of mm or less and a length of 5.0 mm or less, the pressure during conveyance is further reduced compared to the case of using the metal piece (II), and the conveyance time It can be seen that can be further reduced. The reason for this is that even if the volume to be conveyed at one time is the same, the smaller the size of the metal piece, the higher the filling rate of the metal piece in the conveyance tube and the larger the input weight at one time. it is conceivable that. By using a metal piece that satisfies a specific size in this way, it is expected that the conveyance capacity can be improved and the energy related to the reuse of copper scrap can be reduced, and the energy efficiency is good.
なお、上述した実施形態は、本発明の要旨を逸脱することなく、適宜変更することが可能であり、上述した構成に限定されるものではない。例えば、加圧室への金属片の移送量、加圧気体の加圧圧力、金属片の大きさなどを適宜変更することができる。 The above-described embodiment can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention, and is not limited to the above-described configuration. For example, the transfer amount of the metal piece to the pressurizing chamber, the pressurizing pressure of the pressurized gas, the size of the metal piece, and the like can be appropriately changed.
本発明の金属片をシャフト炉に投入する方法及び本発明の金属片の投入装置は、銅スクラップといった金属片をシャフト炉に投入する際に好適に利用することができる。本発明銅スクラップの再利用方法は、銅スクラップから新たな製品を製造する場合に好適に利用することができる。 The method of charging the metal piece of the present invention into the shaft furnace and the metal piece charging apparatus of the present invention can be suitably used when metal pieces such as copper scrap are charged into the shaft furnace. The method for reusing copper scrap of the present invention can be suitably used when a new product is produced from copper scrap.
1 金属片の投入装置
10 金属片保持部 11 貯留部 11o,12o 排出口 12 加圧室
12g 給気口 13 ケース
20 加圧気体供給部 21 圧縮機 22 ボンベ部 23,24 配管
30 搬送管 30i 導入口 30g 給気口
100 シャフト炉 101 本体 102 原料供給口 103 円錐台部
104 バーナ 105 出湯口 110 銅板 200 溶湯
1 Metal piece charging device
10
12g
20 Pressurized
30
100
104
Claims (8)
金属片を、加圧気体により前記シャフト炉の上方に圧送し、
前記シャフト炉の上方から下方に向かって傾斜して配置されている導入部から前記シャフト炉内の下方に向かって、前記金属片を前記加圧気体によって加速された状態で排出する投入工程を具えることを特徴とする金属片をシャフト炉に投入する方法。 A main body that discharges the molten metal obtained by melting the supplied metal, and a burner that is provided on the lower side of the main body and that heats and melts the metal charged into the main body is used as a casting material. When supplying the metal to a shaft furnace that continuously produces the molten metal,
A metal piece is pumped above the shaft furnace by a pressurized gas,
Downward of the shaft furnace from the inlet portion being disposed inclined downward from the top of the shaft furnace, immediately poured step of discharging the metal pieces in a state of being accelerated by the pressurized gas A method of throwing a metal piece into a shaft furnace.
前記投入工程は、前記加圧室に移送された金属片を、前記加圧気体によりシャフト炉の上方に圧送し、シャフト炉内の下方に向かって排出し、
前記移送工程及び前記投入工程を連続的に繰り返し行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の金属片をシャフト炉に投入する方法。 A transfer step of transferring a predetermined amount of the metal piece from the storage part for storing the metal piece to the pressurizing chamber;
In the charging step, the metal piece transferred to the pressurizing chamber is pumped upward of the shaft furnace with the pressurized gas, and discharged downward in the shaft furnace,
3. The method for charging the metal piece according to claim 1 or 2, wherein the transfer step and the charging step are continuously repeated.
金属片を貯留する貯留部と、
前記貯留部から移送された所定量の前記金属片を保持する加圧室と、
一端が前記加圧室に接続され、他端が前記シャフト炉の側面上方に設けられた原料供給口に接続されて、前記金属片を前記加圧室から前記シャフト炉の上方部まで導入する搬送管と、
前記加圧室内の金属片に吹き付けて、前記搬送管を介して前記シャフト炉まで当該金属片を圧送させるための加圧気体を発生する加圧気体供給部と、
前記搬送管における前記原料供給口との接続箇所を含む部分であって、前記原料供給口よりも上方から下方の前記原料供給口に向かって傾斜して配置されて、前記金属片を前記シャフト炉内の下方に向かって排出する導入部とを具えることを特徴とする金属片の投入装置。 A main body that discharges the molten metal obtained by melting the supplied metal, and a burner that is provided on the lower side of the main body and that heats and melts the metal charged into the main body is used as a casting material. It is attached to a shaft furnace that continuously produces the molten metal,
A reservoir for storing metal pieces;
A pressurizing chamber for holding a predetermined amount of the metal piece transferred from the reservoir;
One end is connected to the pressurizing chamber, the other end is connected to a raw material supply port provided above the side surface of the shaft furnace, and the metal piece is introduced from the pressurizing chamber to the upper portion of the shaft furnace. Tube,
A pressurized gas supply unit that generates a pressurized gas for spraying the metal piece in the pressurized chamber and pumping the metal piece to the shaft furnace through the transport pipe;
It is a part including the connection part with the said raw material supply port in the said conveyance pipe | tube, Comprising: It arrange | positions incline toward the said raw material supply port below from the said raw material supply port , The said metal piece is said shaft furnace An introduction device for a metal piece, comprising an introduction portion for discharging downward in the inside.
請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法により前記シャフト炉に投入された前記金属片を含む金属原料を溶解して鋳造材を作製する工程を具え、
前記金属片は銅スクラップであることを特徴とする銅スクラップの再利用方法。 A method for reusing copper scrap by casting and recycling copper scrap,
Comprising a step of producing a cast material by melting a metal raw material containing the metal piece charged into the shaft furnace by the method according to any one of claims 1 to 6,
The method for reusing copper scrap, wherein the metal piece is copper scrap.
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