JPH0678797U - 流動焙焼炉用トウイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 鋳物工場から排出される廃砂を再生処理する
２段型流動焙焼炉において、上段である焙焼段と下段で
ある冷却段との間の仕切り壁に埋め込まれているトウイ
ヤの空気吹き出し口付近の肉厚が該吹出口の直径の０．
５〜２倍であることを特徴とする２段型流動焙焼炉のト
ウイヤ。 【効果】アルミニウムの混入した廃砂の再生でも、トウ
イヤ予熱空気吹出口の閉塞を回避することができるの
で、流動焙焼炉の流動層が長期に渡り安定する。従っ
て、流動焙焼炉の長期連続運転が可能となり、品質の安
定はもとより、修理費の削減、大幅な生産性低下の防止
を達成することができる。

Description

【考案の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

【０００１】 本考案は鋳型廃砂を流動焙焼炉で焙焼して再生する際に、流動焙焼炉に用いる トウイヤに関するもので、特にアルミニウムの混入した廃砂の処理に適したもの である。

【従来の技術】

【０００２】 自動車の鋳物部品のような大量生産型の鋳物を生産するには、鋳型として、一 般に主型にベントナイト等をバインダーとした生型、中子としてフェノール樹脂 をバインダーとしたシェルモールド型を組み合わせて用いられている。この２種 類の鋳型を組み合わせて、その間隙に、溶けた金属、例えば鉄、アルミニウム等 の金属を流し込み鋳物が生産される。生産された鋳物は鋳型から取り出され、鋳 型と鋳物は分離される。２種類の鋳型の内、生型は振動等により比較的簡単に細 粒となるが、シェルモールド型はある程度の型を保持し、シェル殻と呼ばれ、こ れらの混合物が廃砂となる。鋳物工場ではこの廃砂を篩分けし、一部を生型の原 料砂として循環使用している。しかし、残ったシェル殻と生型に起因する廃砂の 混合物は、シェル殻を粉砕して砂粒としても、そのままでは生型の原料砂として 使用できないため、一部は埋め立て処理されているが、埋め立て場所の制限、埋 め立てコストの高騰、資源の有効利用の見地から大部分は量産型の鋳物工場でも ある自動車メーカー及び廃砂再生の専業メーカーを中心として、２０数年前から 主に流動焙焼炉を用いて再生処理され、シェルモールド用等の原料砂として使用 されている。

【０００３】 廃砂の焙焼工程について図面を用いて説明する。 現在は焙焼工程の省エネルギー等の問題から１段型より２段型タイプの流動焙 焼炉が用いられている。図２は２段型タイプの流動焙焼炉１の断面図であり、焙 焼段２と冷却段３からなる。砂投入口４から焙焼段２に供給された原料砂は焙焼 段流動層５で７５０℃程度の高温で、しかも冷却段３（空気側からみれば予熱段 ）からの予熱空気（約５５０℃）と激しく接触することにより、原料砂中の有機 物がほぼ完全に焼却、除去される。燃焼された砂は焙焼段下部に設けたトラスフ ァーバルブ６を通り下段の冷却段３へ移送される。続いてウインドウボックス７ からの流動用空気と接触しながら砂冷却が行われ、ディスチャージバルブ８から 排出される。

【０００４】 焙焼段２と冷却段３の間には特殊煉瓦構造の仕切り壁９があり、焙焼段流動層 が支持されている。この煉瓦には、流動用空気（予熱空気）を均一に分散させる ためのトウイヤ１０と呼ばれる耐熱鋳物製ノズルが多数埋め込まれている。図３ は従来のトウイヤ（一例）の拡大図で、（ａ）はトウイヤの平面図で、（ｂ）は 断面図である。トウイヤは予熱空気の導入路２３と吹出口２４からなる。予熱空 気吹出口２４の直径は６ｍｍが普通であるが、この場合、この吹出口付近の肉厚 を、砂の安息角（３５度前後）の関係から２０ｍｍ以上、通常３０ｍｍ程度とし ていた。即ち、予熱空気吹出口付近の肉厚は該吹出口の直径の３倍以上、通常５ 倍であった。

【０００５】 鋳物工場から再生用として排出される廃砂には、鉄、アルミニウム等の金属が 混入しており、流動焙焼炉で焙焼処理する前に、これらの金属を除去する必要が ある。廃砂が流動焙焼炉に投入されるまでの前処理として、先ず廃砂中の鉄が磁 石により除鉄され、乾燥後シェル殻をある程度の大きさまで粉砕して、流動焙焼 炉に投入される。鋳物が鉄のみを原料とした廃砂の場合はアルミニウム除去の工 程は不用であるが、廃砂中にアルミニウムが混入している場合、工程の途中にア ルミニウムを除去する装置が設置されている。しかしアルミニウムは完全には除 去できないため、流動焙焼炉の焙焼段流動層５内で蒸気となり、一部は流動焙焼 炉の外へ排出され、残余は燃焼された砂と一緒に焙焼段下部に設けたトランスフ ァーバルブ６を通り下段の冷却段３へ移送され、その一部が予熱空気中に含まれ 、トウイヤの予熱空気吹出口１２にアルミニウムが徐々に付着し、予熱空気吹出 口を塞ぎ、吹出し空気量が減少し燃焼効率を低下させるという問題点があった。 従って、時々流動焙焼炉を５日程止めて炉の温度をさげ、トウイヤの予熱空気吹 出口を掃除していた。流動焙焼炉の停止により、大幅な生産性の低下があった。

【０００６】

【考案が解決しょうとする課題】

本考案者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究した結果、トウイヤの予熱空 気吹出口の肉厚を薄く変更することにより、アルミニウムの混入した廃砂でも長 期間連続して流動焙焼炉の運転を可能としたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は、鋳物工場から再利用される廃砂を流動焙焼炉で焙焼して再生する際 に、流動焙焼炉の流動層形成のキーポイントであるトウイヤに関するもので、前 記トウイヤの予熱空気吹出口付近の肉厚を、砂の安息角によらず、トウイヤの耐 熱強度を考慮して、該吹出口の直径の０．５〜２倍としたことを特徴とするトウ イヤである。 このように、トウイヤの予熱空気吹出口付近の肉厚を従来より薄くしてもトウ イヤからの砂の落下は少なく、ほとんど問題のないことがわかった。

【０００８】 以下図面により本考案を具体的に説明する。図１は本考案によるトウイヤの拡 大図（一例）であり、（ａ）はトウイヤの平面図で、（ｂ）は断面図である。本 考案によるトウイヤは予熱空気の導入路２１と吹出口２２からなるが、予熱空気 吹出口２２の直径が６ｍｍの場合、この空気吹出口付近の肉厚は、耐熱強度を考 慮して３〜１２ｍｍであり、好ましくは６〜８ｍｍ程度である。予熱空気吹出口 付近の肉厚をこのように従来より薄く切削加工し本考案のトウイヤを得ることが できる。トウイヤの材質は耐熱鋳物製で鋳鉄、鋳鋼、ステンレス鋼等が一般的で ある。トウイヤの他の部分の肉厚は耐熱強度を満足させる範囲であればよい。

【０００９】 本考案によるトウイヤは、吹出口が従来より短いため、予熱空気の吹出口の流 速が速くなると共に、トウイヤ内面（冷却段側）と外面（燃焼段側）の温度差が 少なくなるため、アルミニウムの混入した廃砂の再生でも、冷却段に移送された アルミニウム含有砂のアルミニウム粉末の付着がほとんどなくなり、トウイヤの 予熱空気吹出口の閉塞を回避することができる。

【００１０】

【考案の効果】

本考案のトウイヤを用いることにより、アルミニウムの混入した廃砂の再生で も、トウイヤ予熱空気吹出口の閉塞を回避することができるので、流動焙焼炉の 流動層が長期にわたり安定する。従来は、年に４回程、その都度５日間の修理日 数と、トウイヤの穴明け加工を含め多大なる工数をかけていたが、本考案により 長期間連続して流動焙焼炉の運転が可能となり、品質の安定はもとより、修理費 の削減、大幅な生産性の低下も防止することができ極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案によるトウイヤであり、（ａ）は平面
図、（ｂ）は断面図。

【図２】流動焙焼炉の断面図。

【図３】従来のトウイヤであり、（ａ）は平面図、
（ｂ）は断面図。

【符号の説明】

１ 流動焙焼炉 ２ 焙焼段 ３ 冷却段 ４ 砂投入口 ５ 焙焼段流動層 ６ トランスファーバルブ ７ ウインドウボックス ８ ディスチャージバルブ ９ 仕切り壁 １０ トウイヤ １１ 焼成ガス出口 １２ 補助燃料供給口 １３ 温度検出端 １４ 始動用バーナー １５ 覗窓 １６ 冷却段流動層 １７ 流動用空気入口 ２１ 導入路 ２２ 吹出口 ２３ 導入路 ２４ 吹出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 森田 満 愛知県知多郡美浜町大字野間字中新田５番 地 株式会社トウチュウ内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋳物工場から排出される廃砂を再生処理
   する２段型流動焙焼炉において、上段である焙焼段と下
   段である冷却段との間の仕切り壁に埋め込まれているト
   ウイヤの予熱空気吹出口付近の肉厚が該吹出口の直径の
   ０．５〜２倍であることを特徴とする２段型流動焙焼炉
   のトウイヤ。