JPH06207229A

JPH06207229A - 鉄スクラップ処理炉

Info

Publication number: JPH06207229A
Application number: JP36043292A
Authority: JP
Inventors: Koichi Amano; 孝一天野
Original assignee: Toyokin Co Ltd; IHI Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyokin Co Ltd; IHI Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 1992-12-28
Filing date: 1992-12-28
Publication date: 1994-07-26

Abstract

(57)【要約】【目的】メッキされた鉄スクラップからメッキ金属を
効率よく除去でき、かつ、少量のエネルギーで再生処理
ができる鉄スクラップ処理炉を提供する。【構成】鉄スクラップ処理炉１は、真空容器２と、該
真空容器２内に横方向に傾斜して配置され、その軸線を
中心に回転自在に支持された円筒胴３と、該円筒胴３を
回転させる回転駆動機構４と、該円筒胴３内を加熱する
誘導コイル５と、前記真空容器２の外部から前記円筒胴
３内に鉄スクラップを導入する鉄スクラップ導入装置６
と、鉄スクラップから蒸発する亜鉛を前記円筒胴３内か
ら前記真空容器２の外部へ導出する亜鉛導出装置７と、
亜鉛が除去された鉄を前記円筒胴３内から前記真空容器
２の外部へ導出する鉄導出装置８とによって構成されて
いる。また、前記円筒胴３の両端には、該円筒胴３内部
で発生した亜鉛蒸気の大部分を円筒胴３内に閉じ込める
ラビリンスシール３６ａ、３６ｂが設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、亜鉛メッキ鋼
板のスクラップから亜鉛を除去して純粋な鉄を得る際に
利用して好適な鉄スクラップ処理炉に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、種々の資源を有効利用するために
廃棄物をリサイクルして再度製品原料として使用する動
きが高まっており、金属産業廃棄物の分野では、自動車
の車体によく用いられる亜鉛メッキ鋼板のスクラップか
ら亜鉛を除去して、純粋な鉄を再生することによって、
再度、製鋼材料に利用することがよく行なわれている。

【０００３】亜鉛メッキ鋼板のスクラップから亜鉛を除
去する方法としては、スクラップを加熱して、鉄に比べ
て沸点の低い亜鉛を蒸発させ分離する方法が採られてお
り、従来、この種の分離を行なう装置としては、次に示
す二つの処理装置が知られている。

【０００４】その一つは焼成炉による処理装置であっ
て、この装置では、まず、フィーダから亜鉛メッキされ
た鉄スクラップを炉内に投入し、炉内に設けられたメッ
シュベルト上を鉄スクラップを移動させるとともに、加
熱装置により鉄スクラップを約９００℃まで加熱するこ
とによって亜鉛を蒸発させて除去し、その後、水スプレ
ーで冷却して亜鉛が除去された鉄スクラップを作り、そ
の鉄スクラップにショットブラストをかけて、残留亜鉛
を取り除く。

【０００５】他の一つはキューポラによる処理装置であ
って、この装置では、キューポラのシャフト炉に炭材と
亜鉛メッキされた鉄スクラップを投入し、炉下部より熱
風を吹き込んで高温還元ガスを作った後、鉄スクラップ
が炉内を降下する過程で前記高温還元ガスにより溶融鉄
と亜鉛蒸気とを分離し、溶融鉄を炉下部から取り出し、
噴出する亜鉛蒸気を炉上部から取り出す。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来の
再生処理方法では、焼成炉、キューポラそれぞれによる
処理装置において解決すべき問題点が存在する。

【０００７】すなわち、焼成炉による処理装置では、焼
成時に溶解した亜鉛が鉄中に溶け込んで、鉄塊内部に入
り込んだ亜鉛はそのまま残留し、ショットブラストをか
けても取りきれない。この残留亜鉛を含む鉄をリサイク
ルで利用するために炉体で再溶解すると、残留亜鉛が炉
体の壁部を浸食する。また、水冷時に蒸気が発生する
が、この蒸気中には有害な酸化亜鉛が含まれているの
で、この酸化亜鉛を取り除く電気集塵機等の公害処理設
備が必要になり、回収された酸化亜鉛の処分にも問題が
ある。すなわち、この処理装置では、完全には鉄スクラ
ップから亜鉛が除去しきれないことと、有害な酸化亜鉛
を発生させてしまうことに問題点がある。

【０００８】また、キューポラによる処理装置では、炉
体上部から大量に白煙として発生する亜鉛蒸気の処理が
問題であり、この冷却と、発生するダストの処理のため
に大規模な処理設備を設置する必要がある。また、その
ための処理エネルギー、処理コストも莫大なものとなっ
てしまう問題点がある。

【０００９】本発明は前記の事情に鑑みてなされたもの
であって、メッキされた鉄スクラップからメッキ金属を
効率よく除去できるとともに、有害な酸化亜鉛の発生を
抑えることができ、少量のエネルギーで再生処理ができ
る鉄スクラップ処理炉を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そこで、前記の目的を達
成するために、請求項１記載の鉄スクラップ処理炉にお
いては、真空排気装置を備えた真空容器と、該真空容器
内にその軸線を横方向に向けて配置され、該軸線を中心
として回転自在に支持された円筒胴と、該円筒胴を回転
させる回転駆動機構と、該円筒胴内を加熱する加熱装置
と、前記真空容器の外部から前記円筒胴内の一端部側に
鉄スクラップを導入する鉄スクラップ導入装置と、前記
円筒胴内で処理された鉄スクラップから蒸発するメッキ
金属を該円筒胴内の他端部側から前記真空容器の外部へ
導出するメッキ金属導出装置と、前記円筒胴内でメッキ
金属が除去された鉄を該円筒胴内の他端部側から前記真
空容器の外部へ導出する鉄導出装置とを具備してなるこ
とを特徴とした。

【００１１】また、請求項２記載の鉄スクラップ処理炉
においては、請求項１記載の鉄スクラップ処理炉におい
て、前記鉄スクラップ導入装置と前記円筒胴内の一端部
側および前記真空容器と前記円筒胴の他端部側との間
に、該円筒胴内部で発生したメッキ金属蒸気が該円筒胴
外面と前記真空容器内面との間の空間に流動するのを防
止するラビリンスシールを設けてなることを特徴とし
た。

【００１２】

【作用】請求項１記載の鉄スクラップ処理炉によれば、
鉄スクラップ導入装置によって真空容器内に導入された
鉄スクラップが円筒胴内で真空状態において加熱される
と、鉄に比べて沸点の低いメッキ金属が蒸発して鉄から
分離される。このとき、鉄スクラップは真空状態で加熱
されているので、メッキ金属は大気圧状態の沸点よりは
低い温度で蒸発する。また、前記円筒胴は回転している
ので、絶えず、円筒胴内の鉄スクラップは攪拌されて全
体が均一に加熱される。そこで、蒸気となったメッキ金
属はメッキ金属導出装置によって真空容器の外部に導出
され、メッキ金属が除去された鉄は鉄導出装置によって
真空装置の外部に導出される。

【００１３】請求項２記載の鉄スクラップ処理炉によれ
ば、真空容器と円筒胴の両端部との間に設けられたラビ
リンスシールが、前記円筒胴の内部で発生したメッキ金
属蒸気が該円筒胴外面と前記真空容器内面との間の空間
に流動するのを防止する。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は、本発明を適用した亜鉛メッキ鋼板のス
クラップを再生する鉄スクラップ処理炉を示す図であっ
て、該鉄スクラップ処理炉１は、装置本体を形成する真
空容器２と、内部でスクラップを加熱処理する円筒胴３
と、該円筒胴３を回転させる回転駆動機構４と、前記円
筒胴３内を加熱する誘導コイル（加熱装置）５と、鉄ス
クラップを前記円筒胴３内に導入する鉄スクラップ導入
装置６と、鉄スクラップから分離された亜鉛を前記真空
容器２の外部へ導出する亜鉛導出装置（メッキ金属導出
装置）７と、亜鉛が除去された鉄を前記真空容器２から
導出する鉄導出装置８とによって概略構成されている。

【００１５】真空容器２は、断面が円形の鋼鉄製の胴体
９の両端に、蓋体１０ａ、１０ｂを気密を保持するよう
に結合してなるものである。一方の蓋体１０ａには、真
空容器２の外方に突出して真空排気口１１が設けられて
いる。加熱処理中においては、該真空排気口１１から亜
鉛蒸気が排出されるが、この蒸気が、後述する亜鉛回収
装置に導入される前に冷却されて固化するのを防ぐため
に、前記真空排気口１１が設置された側の蓋体１０ａの
外側は断熱材１２によって覆われている。該真空容器２
は、その両端の下部が、脚１３、１３により床面上に支
持されているが、各脚１３の長さが異なることによっ
て、その軸線が傾斜するように支持されている。

【００１６】円筒胴３は、前記真空容器２の内部に設置
され、該真空容器２内に投入された鉄スクラップを収容
して、鉄スクラップを搬送しながら加熱する鉄鋼製の円
筒体であって、その軸線が真空容器２の軸線と一致する
ように、横方向に向けて傾斜して設置され、該軸線を中
心として回転自在に支持されている。該円筒胴３両端の
外周には駆動リム１４、回転リム１５が設けられてお
り、後述する駆動ローラー、ガイドローラーとそれぞれ
接触するようになっている。また、該円筒胴３の内壁面
は、耐摩耗性かつ耐熱性の特性を有するセラミック材料
であるシリコンカーバイド１６が内張りされており、鉄
スクラップが円筒胴３内部を滑らかに移動できるように
なっている。

【００１７】前記真空容器２の底部両端部には、それぞ
れ一対のガイドローラー２０、２０が配設されており、
これらガイドローラー２０、２０上には前記回転リム１
５、１５が支持されている。この構成のもとに円筒胴３
は、回転リム１５、１５がガイドローラー２０、２０上
で転動することにより回転自在である。また、真空容器
２の底部には前記回転リム１５、１５の一方のものに当
接させてスラストローラー２１が配設されており、該ス
ラストローラー２１によって円筒胴３の軸線方向への移
動が阻止されるようになっている。前記円筒胴３の回転
駆動機構４は、前記真空容器２の外部に設置された駆動
モーター１７と、該駆動モーター１７の動力を伝達する
伝達機構１８と、この伝達機構１８に連結され、前記円
筒胴３の駆動リム１４に直接接触して円筒胴３を回転さ
せる駆動ローラー１９とによって構成されている。

【００１８】誘導コイル５は、前記真空容器２内に、前
記円筒胴３に近接して設置されており、この誘導コイル
５内部に高周波電流が流されることによって、円筒胴３
内部のスクラップが誘導加熱されるようになっている。
また、該誘導コイル５の周囲には、遮熱板２２が近接し
て設けられている。この遮熱板２２の円筒胴３側の面
は、鏡面となっており、円筒胴３からの輻射熱を再度円
筒胴３に反射して伝熱効率を向上させるとともに、前記
真空容器２が輻射熱を受けて温度上昇するのを防止する
役目を果たしている。

【００１９】鉄スクラップ導入装置６は、鉄スクラップ
を分配する分配シュート２４と、大気圧状態と真空状態
を置換するための二つのエアロックホッパ２３、２３
と、エアロックホッパ２３の入口と出口を遮断する一対
の真空遮断弁２５ａ、２５ｂと、エアロックホッパ２３
から導入ホッパ２６への鉄スクラップの搬送を制御する
切出し弁２７と、導入ホッパ２６およびこの導入ホッパ
２６から円筒胴３内へ鉄スクラップを搬送するベルトフ
ィーダ２８の各要素で構成されている。前記エアロック
ホッパ２３には該エアロックホッパ２３を真空に引くた
めの真空排気ポンプ（図示しない）が連結されていると
ともに、前記真空容器２内の真空状態を破ることなく鉄
スクラップを導入するために、二対の真空遮断弁２５
ａ、２５ｂが同時に開かないような機構になっており、
二つのエアロックホッパ２３、２３によって鉄スクラッ
プができるだけ連続して前記円筒胴３内に導入されるよ
うになっている。

【００２０】また、鉄導出装置８は、前記鉄スクラップ
導入装置６と同様に、前記真空装置２内の真空状態を破
ることなく鉄を導出できる機構になっており、分配シュ
ート２９、二つのエアロックホッパ３０、３０、真空遮
断弁３１ａ、３１ｂ、切出し弁３２、導出ホッパ３３で
構成されている。

【００２１】亜鉛導出装置（メッキ金属導出装置）７
は、真空容器２に設けられた前記真空排気口１１と、亜
鉛回収装置３４と、真空排気ポンプ３５とから構成され
ている。前記亜鉛回収装置３４は、導入された亜鉛蒸気
を冷却して固化させる熱交換器であって、亜鉛をブロッ
クとして取り出すものである。また、前記真空排気ポン
プ３５は、前記亜鉛回収装置３４の後段に設置され、前
記真空容器２内を真空に引く作用とともに、亜鉛蒸気を
亜鉛回収装置３４へ導入する作用をもち、亜鉛蒸気以外
の気体は該真空排気ポンプ３５の外部へ排出される。

【００２２】また、前記円筒胴３の両端部には、ラビリ
ンスシール３６ａ、３６ｂが設けられ、該円筒胴３内部
で発生した亜鉛蒸気が、該円筒胴３内から該円筒胴３外
面と前記真空容器２内面との間の空間へ漏れるのを防止
する。鉄スクラップ導入側のラビリンスシール３６ａは
ベルトフィーダ２８搬送路外壁部と円筒胴３内壁部との
間に設けられており、鉄導出側のラビリンスシール３６
ｂは円筒胴３外壁部と真空容器２内壁部との間に設けら
れている。これらラビリンスシール３６ａ、３６ｂは、
両壁面から突出して微小な間隔をおいて配置された絞り
片どうしが互いに噛み合わされるように設置されて、亜
鉛蒸気の漏れを防ぐものである。

【００２３】次に、前記構成からなる鉄スクラップ処理
炉１を用いて、鉄スクラップから鉄と亜鉛を分離する手
順について説明する。処理の準備段階として、鉄スクラ
ップ処理炉１に供給する鉄スクラップとしては、亜鉛メ
ッキ鋼板を予めシュレッダー等にかけて細かく切断した
断片をこぶし大の大きさに緩く丸めておく。また、鉄ス
クラップ処理炉１の処理条件を、真空容器２内の真空圧
を１０Ｐａ程度に、円筒胴３内の温度を５００〜７００
℃に設定しておく。

【００２４】前記のように準備した鉄スクラップを前記
鉄スクラップ導入装置６の分配シュート２４に供給する
と、分配シュート２４は、二つのエアロックホッパ２
３、２３の内、大気に開放されたエアロックホッパ２３
の方に鉄スクラップを導入する。そこで、鉄スクラップ
が導入されたエアロックホッパ２３の入口側真空遮断弁
２５ａが閉じ、エアロックホッパ２３が密閉された状態
において、エアロックホッパ２３に結合された真空排気
ポンプ（図示しない）がエアロックホッパ２３を大気圧
から真空に引き始める。エアロックホッパ２３が真空容
器２内の圧力と同等の圧力になったところで、出口側真
空遮断弁２５ｂおよび切出し弁２７が開き、鉄スクラッ
プは導入ホッパ２６に搬入される。ついで、鉄スクラッ
プは導入ホッパ２６からベルトフィーダ２８上に搬送さ
れ、ベルトフィーダ２８によって円筒胴３内に導入され
る。

【００２５】回転した円筒胴３内に導入された鉄スクラ
ップは、攪拌されながら円筒胴３の傾斜に沿って鉄導出
装置８側に緩やかに移動するとともに、５００〜７００
℃に加熱される。ここで、鉄スクラップに含まれる亜鉛
は鉄に比べて沸点が十分低いので、亜鉛のみが蒸発する
ことによって、鉄スクラップは固体状態の鉄と亜鉛蒸気
とに分離される。そして、亜鉛が分離された鉄は前記円
筒胴３の端部から鉄導出装置８へ導出され、亜鉛蒸気は
真空排気ポンプ３５の排気力によって亜鉛導出装置７へ
と導出される。

【００２６】鉄導出装置８における鉄の導出は、鉄スク
ラップ導入の場合と同様の順序を経て行なわれる。前記
円筒胴３から搬出された鉄は分配シュート２９を経て、
二つのエアロックホッパ３０、３０の内、真空が保持さ
れたエアロックホッパ３０の方へ導出される。そこで、
鉄が導入されたエアロックホッパ３０の入口側真空遮断
弁３１ａが閉じ、エアロックホッパ３０が密閉された状
態において、エアロックホッパ３０が大気に開放され
る。その後、出口側真空遮断弁３１ｂおよび切出し弁３
２が開き、鉄スクラップは導出ホッパ３３に搬出され、
鉄スクラップ処理炉１の外部に導出される。

【００２７】一方、亜鉛蒸気は前記真空排気口１１を経
て亜鉛回収装置３４に導入され、ここで冷却され固化し
て亜鉛ブロックとして外部に取り出される。なお、亜鉛
蒸気が亜鉛導出装置７に導入される過程においては、円
筒胴３の両端にラビリンスシール３６ａ、３６ｂが設け
られているので、発生した亜鉛蒸気はその大部分が真空
排気口１１から亜鉛導出装置７に導入される。

【００２８】本実施例の鉄スクラップ処理炉１において
は、鉄スクラップが攪拌されながら真空状態で加熱され
るので、亜鉛は全体が均一に加熱されるとともに、大気
圧状態の沸点より低い温度で蒸発する。また、真空容器
２内に円筒胴３を囲むように遮熱板２２が設けられてい
るので、円筒胴３からの輻射熱が再度円筒胴３に反射さ
れ、伝熱効率を向上させることができる。さらに、真空
容器２内を貫通して真空容器２の外部に突出した部分が
少ないので、真空容器２の外部へ放出される熱損失を少
なくすることができる。以上の点によって、円筒胴３内
を加熱するためのエネルギーを節約することができる。

【００２９】また、真空容器２の真空排気口１１が設け
られた側の蓋体１０ａが断熱材１２によって覆われてい
るので、鉄スクラップから分離された亜鉛蒸気が、亜鉛
導出装置７に導出される途中において、真空容器２内の
真空排気口１１付近で冷却されて固化し、亜鉛が真空容
器２の内壁部に付着するのを防止することができる。

【００３０】さらに、鉄スクラップ導入装置６におい
て、エアロックホッパ２３を二つ設けたことにより、大
気に開放されたエアロックホッパ２３が分配シュート２
４から鉄スクラップを受け入れると同時に、真空状態に
された他方のエアロックホッパ２３が鉄スクラップを導
入ホッパ２６に導入することができるので、鉄スクラッ
プ導入装置６は鉄スクラップを円筒胴３内に間断なく連
続供給することができる。

【００３１】なお、本実施例においては、円筒胴３内を
加熱する手段として、誘導コイル５に高周波電流を流す
ことによって円筒胴３を誘導加熱する方法を用いたが、
その他に、円筒胴３の外部から円筒胴３内を間接的に加
熱できる外熱式のヒーター、バーナー等を用いてもよ
い。

【００３２】

【発明の効果】本発明の鉄スクラップ処理炉によれば、
以下の効果が得られる。真空容器内が密閉されて鉄スク
ラップが真空状態で加熱されることによって、メッキ金
属は大気圧状態における沸点より低い温度で蒸発する。
また、円筒胴が回転することによって、円筒胴内の鉄ス
クラップが絶えず攪拌され、各片が入れ替わりながら移
動するので、鉄スクラップ全体が均一に加熱される。こ
れらの作用によって、円筒胴内の加熱温度を低く抑える
ことができ、加熱に要するエネルギーを節約することが
できる。

【００３３】さらに、前記のように、鉄スクラップが真
空状態で攪拌されながら加熱されるので、鉄スクラップ
の内部に入り込んだメッキ金属もほぼ完全に分離するこ
とができ、再生材料として良質な鉄が得られる。

【００３４】また、一般に、メッキに用いる亜鉛、錫、
鉛等の金属は加熱されると有毒な酸化物になり、これら
を回収する公害処理設備が必要となるが、本発明によれ
ば、鉄スクラップが真空容器に密閉されたまま処理され
ることによって、メッキ金属が酸化することなく単体の
状態で回収することができるので、公害処理設備を設け
る必要もなく、また、副産物としてメッキ金属の方も再
生材料として利用することができる。

【００３５】さらに、本発明のもう一つの特徴である円
筒胴の両端に設けられたラビリンスシールが、円筒胴内
で発生したメッキ金属蒸気が円筒胴外面と真空容器内面
との間の空間に流動するのを防止するので、メッキ金属
蒸気が装置の低温部分で冷却されて、この部分に付着す
ることを防止できるとともに、分離されるメッキ金属の
大部分がメッキ金属導出装置に導出され、これを回収す
ることができる。

【００３６】以上詳細に説明したように、本発明によれ
ば、鉄スクラップからメッキ金属を効率よく除去して良
質な鉄を再生することができるとともに、処理に要する
エネルギーを節約できる、いわゆる省エネルギー型の金
属廃棄物処理設備として好適な鉄スクラップ処理炉を実
現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例として示す処理中における
鉄スクラップ処理炉の側断面図である。

【符号の説明】

１鉄スクラップ処理炉２真空容器３円筒胴４回転駆動機構５誘導コイル（加熱装置）６鉄スクラップ導入装置７亜鉛導出装置（メッキ金属導出装置）８鉄導出装置３６ａ、３６ｂラビリンスシール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】メッキされた鉄スクラップをメッキ金属
と鉄とに分離させる鉄スクラップ処理炉であって、真空
排気装置を備えた真空容器と、該真空容器内にその軸線
を横方向に向けて配置され、該軸線を中心として回転自
在に支持された円筒胴と、該円筒胴を回転させる回転駆
動機構と、該円筒胴内を加熱する加熱装置と、前記真空
容器の外部から前記円筒胴内の一端部側に鉄スクラップ
を導入する鉄スクラップ導入装置と、前記円筒胴内で処
理された鉄スクラップから蒸発するメッキ金属を該円筒
胴内の他端部側から前記真空容器の外部へ導出するメッ
キ金属導出装置と、前記円筒胴内でメッキ金属が除去さ
れた鉄を該円筒胴内の他端部側から前記真空容器の外部
へ導出する鉄導出装置とを具備してなることを特徴とす
る鉄スクラップ処理炉。
【請求項２】請求項１記載の鉄スクラップ処理炉にお
いて、前記鉄スクラップ導入装置と前記円筒胴内の一端
部側および前記真空容器と前記円筒胴の他端部側との間
に、該円筒胴内部で発生したメッキ金属蒸気が該円筒胴
外面と前記真空容器内面との間の空間に流動するのを防
止するラビリンスシールを設けてなることを特徴とする
鉄スクラップ処理炉。