JPH05148551A - 金属付着鋼板の付着金属除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安全性が高く、しかも減圧することなく被処
理品に付着した付着金属を容易に除去する。 【構成】 金属付着鋼板からなる被処理品１を流れのあ
る非酸化ガス中で加熱し、被処理品１の加熱によって蒸
発した付着金属２を非酸化ガスの流れによって除去す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属付着鋼板から付着
金属を除去する方法に関し、たとえば亜鉛メッキ鋼板か
ら亜鉛を除去する場合に利用される。

【０００２】

【従来の技術】自動車用亜鉛メッキ鋼板のスクラップ
材、プレス屑等を製鋼材料として再利用する場合、亜鉛
による種々の問題、たとえば溶解炉耐火物の寿命低下、
白煙による作業環境悪化、鋳造品質への悪影響が発生す
るので、メッキされている亜鉛を鋼から除去しなければ
ならない。金属から亜鉛を除去する方法として、自動車
用鋼板の例ではないが、特公昭６１−２３８５８号公報
には、加熱炉中において、減圧下で、被処理物を加熱
し、表面の亜鉛を蒸発させ、蒸発した亜鉛をコレクタに
付着させ回収する方法が開示されている。

【０００３】鋼板に付着した亜鉛などの付着金属を高効
率で除去するには、付着金属を酸化させないため、被処
理品を還元雰囲気で加熱する必要がある。この場合、Ｃ
Ｏ₂ 、Ｏ₂ などの酸化性ガスの含有率を非常に小さくし
た高純度のＣＯガスが主に還元雰囲気として利用され
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
付着金属除去方法にも解決すべき問題が残されている。
以下、これについて説明する。亜鉛メッキ鋼板などの被
処理品を減圧下で加熱することにより付着金属を蒸発さ
せる方法の場合は、高効率の亜鉛の除去が可能となる
が、この場合は設備的には真空熱処理炉が必要となり、
かつ減圧という制約上、搬送機構などにも機能上の制約
が多くなるので、通常の加熱炉に比べてコストが著しく
高くなる。

【０００５】還元雰囲気下の加熱で亜鉛を高効率に除去
する方法の場合は、つぎのような問題がある。特公昭５
６−１０９７４号公報には、ＣＯ₂ ／ＣＯモル比＜０．
００４の還元性雰囲気で被処理品を加熱する技術が開示
されているが、ＣＯガスは非常に有害でしかも爆発しや
すい危険性があるため、取扱いが非常に難しく、実施す
るためには技術的問題が多い。

【０００６】上述のような還元雰囲気は、還元バーナに
よる不完全燃焼を利用して生じさせることも可能である
が、還元バーナ単独で亜鉛の除去を十分に行うだけの還
元雰囲気を生じさせることは難しく、コークスや石炭粉
などの燃料によって生じたガスを還元バーナの排ガスに
介在させることが必要となる。したがって、この場合
も、コークスなど自動補給や被処理品とコークスとの分
離技術が必要となり、技術的に問題が多い。

【０００７】本発明は、上記の問題に着目し、安全性が
高く、しかも減圧することなく付着金属を容易に除去す
ることが可能な付着金属除去方法を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的に沿う本発明に
依る金属付着鋼板の付属金属除去方法は、金属付着鋼板
からなる被処理品を、流れのある非酸化ガス中で加熱
し、前記被処理品の加熱によって蒸発した付着金属を非
酸化ガスの流れによって除去する方法からなる。

【０００９】

【作用】このように構成された金属付着鋼板の付着金属
除去方法においては、亜鉛などが付着した被処理品は、
非酸化ガス中で加熱される。加熱が非酸化ガス中で行わ
れることから、亜鉛などの付着金属は酸化されず、付着
金属の蒸発は容易に行われる。蒸発した付着金属は、非
酸化ガスの流れによって押し流がされるので、被処理品
の付着金属は容易に除去される。

【００１０】

【実施例】以下に、本発明に金属付着鋼板の付着金属除
去方法の望ましい実施例を、図面を参照して説明する。

【００１１】第１実施例 図１ないし図３は、本発明の第１実施例を示している。
図１において、１０は付着金属除去装置を示している。
付着金属除去装置１０は加熱炉１１を有しており、加熱
炉１１は水平方向に長く延びている。加熱炉１１内に
は、水平方向に延びるコンベア１２が配置されている。
コンベアには、たとえば耐熱性のスチール性ベルトコン
ベアから構成されている。コンベア１２の一方は、加熱
炉１１の開口部１１ａから突出している。

【００１２】加熱炉１１から突出しているコンベア１２
の部分の上方には、被処理品１としての破砕された状態
の亜鉛メッキ鋼板をコンベア１２に供給する供給手段１
３が配置されている。供給手段１３は、一定量の被処理
品１を均一にコンベア１２に供給する機能を有してい
る。加熱炉１１内には、コンベア１２によって搬送され
る被処理品１を加熱する加熱手段としてのラジアントチ
ューブ１５が複数配置されている。

【００１３】本実施例では、被処理品１の加熱はラジア
ントチューブによる間接加熱であり、その加熱温度はた
とえば９００°Ｃに設定されている。加熱温度は、亜鉛
の除去率との兼合いで決定されるが、図２に示すように
９９％以上の除去率を得ようとする場合は、被処理品１
の加熱温度を９００°Ｃ以上にすることが必要となる。

【００１４】加熱炉１１の上部には、非酸化ガスとして
の窒素ガスを加熱炉１１内に噴出させる複数のガス吹き
込み口１６が設けられている。コンベア１２の他方は、
加熱炉１１の他端部近傍まで延びている。加熱炉１１の
他端の下部には、水平方向に移動可能なシャッタ１７が
設けられている。加熱炉１１のシャッタ１７の直下に
は、下方へ開放可能なゲート１８ａを有するホッパ１８
が設けられている。

【００１５】加熱炉１１の他端部には、排出口１９が設
けられている。排出口１９は、排出通路２０を介して回
収手段２１と接続されている。回収手段２１は、循環通
路２２を介して上述したガス吹き込み口１６と接続され
ている。循環通路２２の途中には、窒素ガスを循環させ
る循環ポンプ２３が配置されている。循環通路２２に
は、窒素ガスを供給するガス供給手段２４が接続されて
いる。

【００１６】加熱炉１１には、炉内の温度を制御する制
御機器や、炉内の窒素濃度や酸素濃度を測定する計測機
器が設けられている。加熱炉１１内の窒素ガスは、循環
ポンプ２３によって、排出通路２０、回収手段２１、循
環通路２２、吹き込み口１６の順序で循環するようにな
っている。また、炉内の窒素濃度が所定値から外れた場
合は、ガス供給手段２４から窒素ガスが循環通路２２へ
自動供給されるようになっている。

【００１７】加熱炉１１のゲート１８ａの下方には、ゲ
ート１８ａから投入される被処理品１を集合させるホッ
パ２５が配置されている。ホッパ２５に投入された被処
理品１は、搬出用コンベア２６に排出されるようになっ
ている。搬出用コンベア２６に排出された被処理品１
は、搬出用コンベア２６によってピット２７内から搬出
されるようになっている。

【００１８】つぎに、第１実施例における付着金属除去
方法について説明する。破砕状態にされた被処理品とし
ての亜鉛メッキ鋼板は、供給手段１３に投入される。供
給手段１３に投入された被処理品１は、一定量ずつ均一
にコンベア１２に供給される。コンベア１２に供給され
た被処理品１は、コンベア１２によって開口部１１ａか
ら加熱炉１１内に進入し、加熱手段としてのラジアント
チューブ１５によって加熱される。

【００１９】加熱炉１１内には、非酸化ガスとしての窒
素ガスが充満しており、被処理品１はラジアントチュー
ブ１５からの放射熱および窒素ガスによる伝熱によって
加熱される。そのため、ほぼ真空に近い状態の減圧下で
加熱される場合よりも、被処理品１の加熱は促進され
る。また、被処理品１はコンベア１２上を薄い層状で搬
送することが可能であるため、材料内の伝熱加熱に長時
間を要する減圧下の加熱方法に対し、加熱効率の向上お
よび設備能力の大幅なアップが可能である。

【００２０】加熱炉１１内で被処理品１の加熱が行われ
ると、被処理品１に付着している亜鉛が蒸発し、加熱炉
１１内は亜鉛蒸気と窒素ガスとが混合した状態となる。
ここで、窒素ガスは循環ポンプ２３によって加熱炉１１
内を吹き込み口１６側から排出口１９側に流れるように
なっているので、蒸発した亜鉛２は窒素ガスとともに排
出口１９から排出され、排出通路２０を介して回収手段
２１に導かれる。

【００２１】回収手段２１では、導入された窒素ガスを
冷却することにより、窒素ガスに混入している亜鉛蒸気
が凝固し亜鉛の回収が行われる。亜鉛が除去された窒素
ガスは、循環ポンプ２３が配置された循環通路２２を介
して吹き込み口１６に戻される。

【００２２】本実施例では、窒素ガス流量と亜鉛蒸気量
との関係は、窒素ガス流量＞０．５×（亜鉛蒸気量）と
するのが望ましい。これはつぎのように説明することが
できる。鋼板中の亜鉛含有量Ｘｗｔ％なる亜鉛鋼板を処
理能力Ｙ^Ton ／Ｈなる設備で処理した場合、鋼板中の亜
鉛が１００％蒸気化したとすると、Ｑ_ZN＝Ｘ／１００×
Ｙ÷６５.³⁸ ×２２.⁴≒３．４３ＸＹ_Nm ³／Ｈの量の亜
鉛蒸気Ｑ_ZNが発生する。

【００２３】上記の式で求められた亜鉛蒸気Ｑ_ZNは、窒
素ガスとともに炉外の回収手段２１に導かれ、亜鉛は回
収手段２１により回収されるが、窒素ガス流量Ｑ_N2が亜
鉛蒸気量Ｑ_ZNに対して適正でないと、亜鉛蒸気の流れが
悪くなり、亜鉛の炉壁への浸透、付着が発生し問題とな
る。そこで、窒素ガス流量と亜鉛蒸気量との関係は上述
のように設定されている。

【００２４】亜鉛蒸気量Ｑ_ZNと窒素ガス流量Ｑ_N2との比
をｍ（ｍ＝Ｑ_N2／Ｑ_ZN）とし、各ｍの条件での亜鉛の回
収率は、たとえば図３に示す特性となる。図３に示すよ
うに、ｍが０．５以下になると亜鉛の回収率が急激に低
下するので、図３の特性と亜鉛蒸気の流れとを考慮しつ
つｍの値を設定することが必要となる。

【００２５】コンベア１２によって加熱炉１１内を通過
した被処理品１は、コンベア１２の他端でホッパ１８に
投下される。ホッパ１８に一定量の被処理品１が貯溜さ
れると、シャッタ１７が閉じられる。シャッタ１７が閉
じられると、ホッパ１８のゲート１８ａが開き、ホッパ
１８内の被処理品１は、ピット２７内のホッパ２５に排
出される。

【００２６】ホッパ１８からホッパ２５への排出時に
は、シャッタ１７によって外気と加熱炉１１内とが遮断
されるので、外気が加熱炉１１内に流入することは防止
される。ホッパ２５へ排出された被処理品１は、搬出用
コンベア２６によってピット２７内から搬出される。こ
の搬出される被処理品１は、付着していた亜鉛がほぼ完
全に除去されるので、製鋼材料として再利用される。

【００２７】第２実施例 図４は、本発明の第２実施例を示している。図４におい
て、３０は付着金属除去装置を示している。付着金属除
去装置３０は、筒状に形成された耐火物容器を有してい
る。耐火物容器３１の外周には、加熱手段としての誘導
加熱コイル３２が配置されている。耐火物容器３１の底
部には、排出用ドア３３が設けられている。耐火物容器
３１内には被処理品１としての破砕された状態の亜鉛メ
ッキ鋼板が投入されている。

【００２８】耐火物容器３１の下部側面には、複数の窒
素ガス吹き込み口３４が設けられている。窒素ガスは、
吹き込み口３４から耐火物容器３１内に収納された被処
理品１に向けて噴射されるようになっている。耐火物容
器３１の上部開口部は、耐熱用蓋３５によって覆われて
いる。耐熱用蓋３５の中央部には、排出口３５ａが形成
されている。

【００２９】耐火物容器３１の下方には、耐火物容器３
１から排出される被処理品１を収納するバケット３６が
配置されている。被処理品１が収納されたバケット３６
は、移動台車３７によって低周波溶解炉（図省略）まで
搬送されるようになっている。低周波溶解炉への被処理
品１の投入により空になったバケット３６は、移動台車
３７によって耐火物容器３１の直下まで戻されるように
なっている。

【００３０】つぎに、第２実施例における付着金属除去
方法について説明する。耐熱用蓋３５が取り除かれる
と、耐火物容器３１内に破砕状態の被処理品１としての
亜鉛メッキ鋼板が投入される。被処理品１が耐火物容器
３１に収納されると、耐熱用蓋３５によって耐火物容器
３１の開口部が閉塞される。

【００３１】耐火物容器３１の開口部が閉塞されると、
加熱コイル３２によって被処理品１が誘導加熱される。
被処理品１の加熱時には吹き込み口３４から窒素ガスが
耐火物容器３１内に噴出され、耐火物容器３１内は窒素
ガスで充満した状態となる。被処理品１が所定の温度
（たとえば９００°Ｃ）に加熱されると、被処理品１に
付着している亜鉛が蒸発し、耐火物容器３１内は亜鉛蒸
気と窒素ガスとが混合した状態となる。

【００３２】窒素ガスは、吹き込み口３４から排出口３
５ａに向かって流れるようになっているので、蒸発した
亜鉛２は窒素ガスとともに排出口３５ａから、図示され
ない回収手段に導かれる。回収手段では、導入された窒
素ガスを冷却することにより、亜鉛蒸気が凝固し、亜鉛
の回収が行なわれる。亜鉛が除去された窒素ガスは、図
示されない循環通路を介して吹き込み口３４３４に戻さ
れる。

【００３３】耐火物容器３１内での亜鉛の除去処理が終
了すると、排出用ドア３３が開き、耐火物容器３１内の
被処理品１がバケット３６に排出される。この被処理品
１は亜鉛がほぼ完全に除去されているので、製鋼材料と
して再利用可能となり、バッケト３６に収納された被処
理品１は移動台車３７によって低周波溶解炉まで搬送さ
れる。低周波溶解炉への投入時の被処理品１の温度は、
４００〜５００°Ｃとなっているので、亜鉛を除去する
際の熱エネルギが有効利用でき、低周波溶解炉の消費電
力を軽減することが可能となる。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、金属付着鋼板からなる
被処理品を、流れのある非酸化ガス中で加熱し、被処理
品の加熱によって蒸発した付着金属を非酸化ガスの流れ
によって除去するようにしたので、ＣＯを用いて付着金
属の除去を行う従来方法に比べて安全性を高めることが
できる。

【００３５】また、非酸化ガスの流れによって蒸発した
付着金属を押し流すことができるので、炉内を減圧する
必要がなくなる。したがって、装置を簡素化でき、装置
の低コスト化が可能となる。その結果、付着金属除去装
置を溶解炉の地金供給ゾーンに配置することも可能とな
り、除去処理が完了した被処理品を溶解炉へすぐに投入
することにより、付着金属を除去する際に用いられた熱
エネルギを有効利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る金属付着鋼板の付着
金属除去方法が適用される装置の概略構成図である。

【図２】図１の装置における被処理品の処理温度と亜鉛
除去率との関係を示した特性図である。

【図３】図１の装置における亜鉛蒸気量と窒素ガス流量
との比に対する亜鉛回収率の関係を示す特性図である。

【図４】本発明の第２実施例に係る金属付着鋼板の付着
金属除去方法が適用される装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１ 被処理品 ２ 付着金属としての亜鉛 １０ 付着金属除去装置 １１ 加熱炉 １５ 加熱手段としてのラジアントチューブ １６ ガス吹き込み口 ２１ 回収手段 ２３ 循環ポンプ ３０ 付着金属除去装置 ３１ 耐火物容器 ３２ 加熱手段としての誘導加熱コイル

フロントページの続き (72)発明者 山田 進 愛知県名古屋市熱田区桜田町19番18号 東 邦瓦斯株式会社内 (72)発明者 浅井 誉 愛知県名古屋市熱田区桜田町19番18号 東 邦瓦斯株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属付着鋼板からなる被処理品を、流れ
   のある非酸化ガス中で加熱し、前記被処理品の加熱によ
   って蒸発した付着金属を非酸化ガスの流れによって除去
   することを特徴とする金属付着鋼板の付着金属除去方
   法。