JP6332990B2 - 水封式コンベアの寿命延長方法及びチェーンの洗浄装置 - Google Patents
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Description
本発明は、水封式コンベアの寿命延長方法及びチェーンの洗浄装置に関し、さらに詳しくは、ハウジング内の両端に配置されたスプロケットに架け渡されて無限循環する一対のチェーンに所定間隔を有して取り付けられた複数のスクレーパによって被搬送物を水槽内で冷却しつつ連続的に移送する水封式コンベアの寿命延長方法及びチェーンの洗浄装置に関する。
近年、パソコン、ＯＡ機器、あるいは携帯電話等を製造する電子部品製造業者や電子基板等の電子部品を利用した製品及び産業から発生するスクラップ類は年々増加を続けている。これらのスクラップ類には、電気導体として使われる銅や、接点・メッキ皮膜等に使用された金、銀、白金、パラジウム等の貴金属が含まれており、これら有価金属の回収は資源のリサイクルによる省資源化を図るという観点からも極めて重要である。そのため、これらのスクラップ類（以下、「貴金属スクラップ」という。）は様々な方法によってリサイクルが行われている。
貴金属スクラップのリサイクル方法としては、例えば、銅製錬における熔錬炉に銅精鉱と共に装入して処理する方法や、貴金属スクラップを薬剤に浸漬して有機物材料を溶解して含有されている貴金属を得る方法、また、貴金属スクラップを燃焼炉で燃焼して灰化させ、灰化したものを自溶炉又は転炉で処理することで貴金属を得る方法などが知られている。その外にも、貴金属スクラップをロータリーキルンとストーカ炉を組み合わせた燃焼処理炉を利用して処理した後、有価金属の回収を行うことも行われていた（特許文献１）。
しかしながら、ロータリーキルンとストーカ炉を組み合わせた従来の燃焼処理炉の場合、第一の燃焼炉であるロータリーキルンの炉内温度が１０００℃を超えると貴金属スクラップに含まれるＳｉＯ２，ＣａＯ，Ａｌ２Ｏ３，Ｃｕ，Ｆｅなどが溶融してクリンカが発生するおそれがある。クリンカはロータリーキルンの出口付近やストーカ炉の火格子に固着してそれらの動きを阻害すると共に、クリンカの除去作業による操業効率の低下などを招くおそれがある。また、特許文献１の燃焼処理炉では、処理灰の回収は回収ボックスによって行っていたが、回収ボックスによる回収はバッチ式であるため、より操業の効率化を図るためには処理灰を連続的に回収できることが好ましい。
そのため、第二の処理炉、例えば、ストーカ炉によって燃焼処理された貴金属スクラップの処理灰を水封式コンベアの水槽内で冷却しつつ連続的に搬送回収することにより、クリンカの発生が抑制され、クリンカの除去作業が不要となって操業効率の低下を防止すると共に、ガス化減容物のストーカ炉への移動やストーカ炉の火格子の動きを阻害することがなく、しかも、処理灰を速やかに冷却して連続的に回収することが可能な有価金属の回収処理装置及び方法を開発した。
しかし、水封式コンベアのチェーンの腐食による摩耗スピードは速く、約半年に１回のペースでチェーンの更新を行う必要があった。また、チェーンの腐食が進むとチェーンと噛み合うスプロケットや、さらにはスクレーパの接続部などの腐食の進行も早まることになる。チェーンの更新を行うには操業を停止する必要があるので更新までの期間が短く、しかも回数が増えればそれだけ操業効率が低下することになる。
そこで、本発明は上記問題に鑑み、水封式コンベアのチェーンの腐食による摩耗を抑制し、更新の頻度を従来よりも低減することが可能な水封式コンベアの寿命延長方法及びチェーンの洗浄装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために請求項１に記載の本発明は、ハウジング内の両端に配置されたスプロケットに架け渡されて無限循環する一対のチェーンに所定間隔を有して取り付けられた複数のスクレーパによって水槽内に貯えられた冷却水によって冷却された被搬送物を連続的に移送する水封式コンベアの寿命延長方法において、前記冷却水中を移動する前記チェーンが水面から上がってきた所で前記チェーンに向けてｐＨ調整剤を洗浄水として噴射して前記チェーンを洗浄することを特徴とする。
上記課題を解決するために請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の水封式コンベアの寿命延長方法において、前記ｐＨ調整剤を前記洗浄水として使用することにより前記水封式コンベアの前記水槽内に貯えられた冷却水のｐＨを７．０〜９．０に維持することを特徴とする。
上記課題を解決するために請求項３に記載の本発明は、ハウジング内の両端に配置されたスプロケットに架け渡されて無限循環する一対のチェーンに所定間隔を有して取り付けられた複数のスクレーパによって水槽内に貯えられた冷却水によって冷却された被搬送物を連続的に移送する水封式コンベアのチェーンの洗浄装置において、前記冷却水中を移動する前記チェーンが水面から上がってきた所で前記チェーンに向けてｐＨ調整剤を洗浄水として噴射する洗浄装置を設けたことを特徴とする。
上記課題を解決するために請求項４に記載の本発明は、請求項３に記載の水封式コンベアのチェーンの洗浄装置において、前記ｐＨ調整剤を前記洗浄水として使用することにより前記水封式コンベアの前記水槽内に貯えられた冷却水のｐＨを７．０〜９．０に維持することを特徴とする。
本発明に係る水封式コンベアの寿命延長方法及びチェーンの洗浄装置によれば、冷却水中を移動するチェーンが水面から上がった所定箇所でチェーンに向けて洗浄水を噴射することによりチェーンを洗浄することとしたので、水槽に貯えられた冷却水が被搬送物の影響によってｐＨが低い場合や或いは高い場合でも水面上に出てから直ちに洗浄されるのでチェーンの腐食の進行が抑制され、チェーンの更新までの期間を従来よりも延長することができるという効果がある。
また、本発明に係る水封式コンベアの寿命延長方法及びチェーンの洗浄装置によれば、チェーンを洗浄した後の洗浄水は水槽内に回収しつつ、水槽内に貯えられた冷却水をブリードオフすることとしたので、冷却水中のアルカリイオンやマイナスイオンのバランスを中性に維持してコンベアチェーンの酸化腐食の進行を抑制し、チェーンの更新までの期間を延長することができるという効果がある。
また、本発明に係る水封式コンベアの寿命延長方法及びチェーンの洗浄装置によれば、冷却水中に投入された被搬送物の性質によっては冷却水のｐＨが低下して金属製のコンベアチェーンの酸化腐食を促進させることになるが、ｐＨ調整剤を添加することにより冷却水のｐＨが７．０〜９．０となるように中和することとしたのでコンベアチェーンの酸化腐食の進行を抑制し、チェーンの更新までの期間を延長することができるという効果がある。
［水封式コンベアを備えた有価金属の回収処理装置の概要］
以下、本発明に係る水封式コンベアの寿命延長方法及びチェーンの洗浄装置について図面を参照しつつ詳細に説明する。初めに、水封式コンベアを備えた有価金属の回収処理装置の概要について説明する。図１は水封式コンベアを備えた有価金属の回収処理装置の一実施形態の構成図である。
以下、本発明に係る水封式コンベアの寿命延長方法及びチェーンの洗浄装置について図面を参照しつつ詳細に説明する。初めに、水封式コンベアを備えた有価金属の回収処理装置の概要について説明する。図１は水封式コンベアを備えた有価金属の回収処理装置の一実施形態の構成図である。
図示された有価金属の回収処理装置１（以下「処理装置１」という。）は、概略として、第一の処理炉であるロータリーキルン１０と、第二の処理炉であるストーカ炉２１ａと、第三の処理炉である二次燃焼炉２１ｂを備えて構成されている。ロータリーキルン１０は、円筒状の横置き回転炉１１を備え、一方側の端面に貴金属スクラップ２ａ（図２参照）を投入するための投入口１２が設けられると共に、それとは反対側の端面には排出口１３が設けられている。
回転炉１１は排出口１３側に向かって僅かに傾斜するようにして配置されており、図示しないモータによって回転可能とされている。投入口１２の近傍にはバーナ１４が配置されており、重油などの燃料を燃焼させることによって炉内を加熱することができるようになっている。投入口１２の近傍には炉内へ冷却水を散布するための冷却水散布ノズル１５が配置され、回転炉１１の炉壁前には炉内温度を測定するための温度計１５ａが取り付けられている。そして、投入口１２から炉内に投入された貴金属スクラップ２ａは、高温の雰囲気の中で撹拌されながら排出口１３方向へ徐々に移動し、熱分解されて可燃性の熱分解ガスとガス化減容物２ｂとなる。
回転炉１１の排出口１３側の端面はストーカ炉２１ａと連結されており、排出口１３から排出されるガス化減容物２ｂはストーカ炉２１ａの火格子（ストーカ：以下「火格子」という。）２２，２２上に落下すると共に、熱分解ガスは第三の処理炉である二次燃焼炉２１ｂ内に導入されるようになっている。火格子２２，２２の一部は油圧シリンダ２５によって可動し、ガス化減容物２ｂは火格子２２，２２によって順次下流側に移送されつつ燃焼が行われるようになっている。燃焼処理された焼却灰２ｃ及び火格子２２，２２からこぼれ落ちたガス化減容物２ｂからなる処理物は有価金属含有滓として下部側に配置された水封式コンベア３０によって冷却しながら回収される。尚、水封式コンベア３０の詳細は後述する。
貴金属スクラップ２ａを熱分解することによって発生した可燃性の熱分解ガス及びストーカ炉２１ａでガス化減容物２ｂを焼却処理した際に発生する燃焼排ガスは二次燃焼炉２１ｂ内に導入されてバーナ２４によって完全燃焼処理される。そして、熱分解ガス及び燃焼排ガスを燃焼させた後の排ガスは、煙道３１によって二次燃焼炉２１ｂと連通された冷却塔４０に送られる。冷却塔４０ではノズル４１から散水してダイオキシン類の発生を抑制するために排ガスの温度が８０℃以下になるように一気に冷却する。８０℃以下に冷却された排ガスは洗浄塔４５においてアルカリ洗浄液で洗浄され、さらにダクト３２を通ってミストコットレル５０に運ばれて煤塵やミストが除去された後、排気ダクト３３を通って完全に無害化された状態で排気される。
［水封式コンベアの構成］
次に、水封式コンベア３０について説明する。水封式コンベア３０は、図２に示すように、ハウジング３１内の両端に配置されたスプロケット３３ａ，３３ｂに架け渡された一対のチェーン３４，３４と、この一対のチェーン３４，３４に架け渡されるようにして複数のスクレーパ３２，３２が一定の間隔を有して取り付けられて構成されている。
次に、水封式コンベア３０について説明する。水封式コンベア３０は、図２に示すように、ハウジング３１内の両端に配置されたスプロケット３３ａ，３３ｂに架け渡された一対のチェーン３４，３４と、この一対のチェーン３４，３４に架け渡されるようにして複数のスクレーパ３２，３２が一定の間隔を有して取り付けられて構成されている。
ハウジング３１内には冷却水が貯えられた水密の水槽３１ａが設けられており、処理物を水槽３１ａ内で冷却する。そして、チェーン３４，３４はこの水槽３１ａに貯えられた冷却水中を進み、水槽３１ａに溜まったガス化減容物２ｂを搬送排出する。水槽３１ａの下方側には排水ノズル３７が配置されており、排水ノズル３７から水槽３１ａに貯えられた冷却水がブリードオフされる。一方、水槽３１ａの上方側には吸水ノズル３８が配置されており吸水ノズル３８から新鮮な冷却水を供給することもできるようになっている。これにより、冷却水のｐＨを中性に近くなるようにしてチェーン３４，３４やスプロケット３３ａ，３３ｂ、さらにはスクレーパ３２，３２の腐食による摩耗の軽減を図る。
また、ハウジング３１は排出側が冷却水の水面よりも高く位置するように傾斜が設けられており、水封式コンベア３０によって冷却された処理物は被搬送物としてさらに移送コンベア３９によって所定の場所まで搬送されるようになっている。そして、図３，４に示すように、水槽３１ａに貯えられた冷却水の水面よりも上の所定箇所でチェーン３４，３４に向けて洗浄水を噴射する洗浄装置５，５が両側にそれぞれ配置されている。本実施形態では、図４に示すように、チェーン３４，３４が冷却水の水面３１ｂから上がってきたところで洗浄水によって洗浄されるような位置に洗浄装置５，５が配置されている。このように構成することによりチェーン３４，３４と冷却水との接触時間をできるだけ短くすることができ、腐食防止に寄与する。尚、洗浄装置５，５は少なくとも冷却水の水面３１ｂよりも上の所定位置に設けられていればよい。
洗浄装置５，５から洗浄水５ａをチェーン３４，３４に向けて噴射することによりチェーン３４，３４を洗浄する。これにより、チェーン３４，３４に付着している処理物の影響によってｐＨが低くなった水槽３１ａの冷却水を洗い流し、酸による腐食を抑制する。尚、処理物によっては冷却水がアルカリ側に傾くこともあるが、洗浄装置５，５から洗浄水５ａを噴射することによってチェーン３４，３４を洗浄することでアルカリによる影響を抑制できることはいうまでもない。回収された処理物は、例えば、銅製錬所の中間原料として使用することによって貴金属スクラップに含まれる貴金属のリサイクルが図られる。尚、噴射した冷却水は水槽３１ａ内に貯まるようになっている。
一方、上述したように、水封式コンベア３１によって搬送される被搬送物が上述したような処理物である場合にはこの処理物の性状により、冷却水のｐＨが次第に低くなり酸性側に傾く。そのため、冷却水中にｐＨ調整剤として、例えば、ＮａＯＨ等のアルカリ溶液を適宜添加し、冷却水のｐＨを７．０〜９．０に維持する。これにより、チェーン３４，３４の酸による腐食を抑制することができる。もちろん、被搬送物の性状によっては冷却水のｐＨが次第に高くなりアルカリ性に傾く場合もあり、その場合にはｐＨ調整剤として、例えば、塩酸等の無機酸や酢酸等の有機酸を添加することもできる。尚、ｐＨ調整剤を洗浄装置５，５から噴射する洗浄水５ａとして使用することも可能であり、この場合には、チェーン３４，３４に付着した冷却水を速やかに中和し、さらに水槽３１ａの冷却水も中和する。
上述したような貴金属スクラップ２ａの処理装置の一部として設置された水封式コンベアについて、両側に配置した洗浄装置５，５から洗浄水５ａをそれぞれ１ｍ３／ｈｒの流量で噴射した。これは、水封式コンベアの水槽３１ａの冷却水の水量は３．５ｍ３であるため洗浄水５ａが水槽３１ａ内に滞留する時間を約２時間としたためである。また、ブリードオフ開始時の冷却水の分析結果を表１に示す。また、ｐＨ調整剤としては２５％ＮａＯＨ溶液を使用した。
その結果、チェーンの摩耗速度は本発明の適用前は、２．０ｍｍ／月であったものが、本発明の適用後は、０．５ｍｍ／月となった。新品のチェーンは線径φが１９ｍｍ、限界耐用線径がφ９．５ｍｍであるため、交換の頻度は、本発明の適用前は５ヶ月／回であったものが、本発明の適用後は１９ヶ月／回となり、従来に比べて水封式コンベアの寿命を約４倍伸ばすことができた。
以上のように、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は詳述した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能であることはいうまでもない。
１ 有価金属の回収処理装置
２ａ 貴金属スクラップ
２ｂ ガス化減容物
２ｃ 焼却灰
５ 洗浄装置
５ａ 洗浄水
１０ ロータリーキルン
１１ 回転炉
１２ 投入口
１３ 排出口
１４ バーナ
１５ 冷却水散布ノズル
１５ａ 温度計
２１ａ ストーカ炉
２１ｂ 二次燃焼炉
２２ 火格子（ストーカ）
２４ バーナ
２５ 油圧シリンダ
３０ 水封式コンベア
３１ ハウジング
３１ａ 水槽
３１ｂ 水面
３２ スクレーパ
３４ チェーン
３７ 給水ノズル
３８ 排水ノズル
３９ 移送コンベヤ
４０ 冷却塔
４１ ノズル
４５ 洗浄塔
５０ ミストコットレル
２ａ 貴金属スクラップ
２ｂ ガス化減容物
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２１ａ ストーカ炉
２１ｂ 二次燃焼炉
２２ 火格子（ストーカ）
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３１ ハウジング
３１ａ 水槽
３１ｂ 水面
３２ スクレーパ
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３８ 排水ノズル
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４１ ノズル
４５ 洗浄塔
５０ ミストコットレル
Claims (4)
- ハウジング内の両端に配置されたスプロケットに架け渡されて無限循環する一対のチェーンに所定間隔を有して取り付けられた複数のスクレーパによって水槽内に貯えられた冷却水によって冷却された被搬送物を連続的に移送する水封式コンベアの寿命延長方法において、
前記冷却水中を移動する前記チェーンが水面から上がってきた所で前記チェーンに向けてｐＨ調整剤を洗浄水として噴射して前記チェーンを洗浄することを特徴とする水封式コンベアの寿命延長方法。 - 請求項１に記載の水封式コンベアの寿命延長方法において、
前記ｐＨ調整剤を前記洗浄水として使用することにより前記水封式コンベアの前記水槽内に貯えられた冷却水のｐＨを７．０〜９．０に維持することを特徴とする水封式コンベアの寿命延長方法。 - ハウジング内の両端に配置されたスプロケットに架け渡されて無限循環する一対のチェーンに所定間隔を有して取り付けられた複数のスクレーパによって水槽内に貯えられた冷却水によって冷却された被搬送物を連続的に移送する水封式コンベアのチェーンの洗浄装置において、
前記冷却水中を移動する前記チェーンが水面から上がってきた所で前記チェーンに向けてｐＨ調整剤を洗浄水として噴射する洗浄装置を設けたことを特徴とする水封式コンベアのチェーンの洗浄装置。 - 請求項３に記載の水封式コンベアのチェーンの洗浄装置において、
前記ｐＨ調整剤を前記洗浄水として使用することにより前記水封式コンベアの前記水槽内に貯えられた冷却水のｐＨを７．０〜９．０に維持することを特徴とする水封式コンベアのチェーンの洗浄装置。
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