JPH09241774A - アルミ切削屑溶解方法及びその設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各種工作機械から排出されるアルミニウム又
はアルミニウム合金からなる切削屑からアルミニウムを
高収率で回収して、能率よく再利用できるアルミ切削屑
溶解方法及びその設備を得る。 【解決手段】 アルミ切削屑を圧縮成形機により予め圧
縮減容し、この圧縮成形機で圧縮減容された圧縮塊を、
初めに高温下にさらしてから間接加熱し、この間接加熱
により溶解したアルミニウムを一旦加熱ピットに滞留さ
せてから堰を介して貯蔵プールに溢流させる構造の炉に
より還元する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種工作機械から
排出されるアルミニウム又はアルミニウム合金からなる
切削屑からアルミニウムを高収率で回収して、能率よく
再利用するためのアルミ切削屑溶解方法及びその設備に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】マシンニングセンターやＮＣ旋盤等の各
種工作機械を用いて金属の切削加工を行う場合、工作機
械の切削条件と製品形状や材質によりカール状やダライ
状又は粉状等の切削屑が出る。このような切削屑は膨大
な量となるため、回収して溶解し、不純物を取り除いた
後に造塊し再生インゴットとして再利用するのが一般的
である。

【０００３】しかしながら、金属切削屑の中でも特にア
ルミニウム又はアルミニウム合金からなる切削屑（以
後、アルミ切削屑という）は、アルミニウムが極めて酸
化し易いものであるので、表面積の多い屑状のままで溶
解すると、その殆どが空気中の酸素と反応して酸化アル
ミニウム（灰）となるため、還元アルミニウムの回収率
が著しく低いという難点がある。

【０００４】また、一般に金属加工時には水溶性の切削
油や研削油を用いている場合が多いため、アルミ切削屑
を溶解するに先立って脱水、乾燥及び脱油の各工程を行
わねばならず、これら各工程のために大規模な設備が必
要となると共に、切削屑の還元処理時間が著しく増大す
るという難点もある。さらに、このような規模の大きい
設備では、一度に一種類のアルミニウム合金しか処理で
きないことからも効率面でも問題がある。

【０００５】即ち、従来より、切削加工業者が自社でア
ルミ切削屑の還元を行おうとしても、設備や人件費等の
経費に比べてアルミニウムの回収率が悪くて割に合わな
いので、特定の再生業者に安いコストで回収してもら
い、再生業者が再生処理したものを再生インゴットとし
て高いコストで買戻すのが一般的となっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに再生処理を第三者に依頼すると、当然のことながら
処理費用の他にコストがかかり好ましくない。そのた
め、近年、自社で比較的高収率で低コストに還元を行う
ための装置が種々提案されている。

【０００７】その中でも比較的好ましいものとしてアル
ミ切削屑を圧縮体として溶湯中に溶解させ、以後は通常
のスクラップと同様に扱う方法が挙げられる。この方法
は、アルミ切削屑を圧縮することにより溶解時に酸化抑
制が図れて処理時間も短縮できるだけでなく、アルミ切
削屑を減容した固体とすると同時に脱油・脱水すること
ができるので、その後の脱油・脱水処理のための特別な
設備が必要なく、また、圧縮体の搬送が効率よく行える
という利点を有するものであるが、溶解条件と圧縮体の
空孔率との兼ね合いが難しいという難点がある。

【０００８】即ち、空孔率の高い（圧縮が弱い）圧縮体
とすると、溶湯の表面に浮いて空気に触れ、酸化してし
まうのでアルミニウムの回収率が低くなり、逆に、空孔
率の低い（圧縮が強い）圧縮体とすると、温度の低い底
に沈んで溶解に時間がかかってしまう。そのため、この
方法では、底に沈まず表面にも浮かない圧縮体を作る必
要がある。

【０００９】以上のことから、本発明の主目的は、アル
ミ切削屑の還元を低コスト及び高回収率で行うことので
きるアルミ切削屑溶解方法及びその設備を提供すること
である。

【００１０】また、本発明の別の目的は、小規模設備で
あっても低コスト高回収率のアルミ切削屑の還元を行う
ことのできるアルミ切削屑溶解方法及びその設備を提供
することである。

【００１１】本発明の特別な目的は、圧縮成形したアル
ミ切削屑を用いてアルミニウムの還元を含む製品鋳造を
行うのに最適なアルミ切削屑溶解方法及びその設備を提
供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく請
求項１の発明によるアルミ切削屑溶解方法は、アルミニ
ウム又はアルミニウム合金からなるアルミ切削屑を圧縮
成形機によって脱油脱水された圧縮塊に減容成形し、圧
縮塊単体として、又はアルミインゴット及び／又はアル
ミリターン材に加えて前記圧縮塊を溶解保持炉内に投入
し、これら投入材を前記溶解保持炉内で加熱溶解すると
共に、それによって生じる溶湯を炉内の加熱ピット中で
アルミニウムの融点以上の温度まで昇温させ、しかる後
に前記加熱ピットから堰を介して隣接する炉内貯留プー
ルに溢流させ、前記貯留プール内にて前記融点以上の温
度で保温底流させることを特徴としている。

【００１３】即ち、アルミ切削屑を圧縮成形機によって
圧縮塊とすることで、バラ屑状で溶解する時よりもアル
ミニウムの酸化が抑制されアルミ還元率が向上すると共
に、還元処理時間も短縮される。この圧縮塊は、後に詳
述するが溶湯中に直接投入するものではなく、従って、
従来のように溶湯中に沈まず且つ浮かない空隙率とする
必要がないので、その圧縮成形の条件を大幅な自由度を
持って選択することができる。

【００１４】また、圧縮成形機によるアルミ切削屑の減
容圧縮時には、同時に脱水・脱油も行われるので、従来
のような脱油・脱水処理のための特別な設備が不要とな
り、そのためアルミ切削屑の溶解システム全体としての
小型化が図れる。

【００１５】アルミ切削屑の圧縮塊は、圧縮塊単体とし
て、又はアルミインゴット及び／又はアルミリターン材
と共に溶解保持炉内において溶解され、溶湯が生成され
る。前記溶解保持炉は、溶解した溶湯を一時的に保持し
てアルミニウムの融点以上の温度まで昇温させる加熱ピ
ットと、この加熱ピットに堰を介して隣接し溶湯を融点
以上の温度で保持する炉内貯留プールとを有している。

【００１６】ここで、加熱ピット内の溶解アルミニウム
（以後、溶湯という）の表面には、酸化アルミニウム等
のスラグの膜が形成されており、また、加熱ピット内の
底部にはアルミニウムよりも比重の高いＦｅ等の不純物
が沈殿している。

【００１７】本発明における前記溶解保持炉は、溶湯を
一時的に保持して昇温させる加熱ピットと、堰を介して
加熱ピットに隣接する炉内貯留プールとを備えた構成と
なっているため、堰によって加熱ピット底部の不純物が
炉内貯留プールへの流入を阻止され、加熱ピット内の溶
湯表面のスラグ膜の割れ目から溢れ出る清浄なアルミニ
ウムを主体とする溶湯が炉内貯留プール内に溢流するこ
ととなる。

【００１８】また、前記溶解保持炉内において圧縮塊の
溶解を行う部位と保温を行う部位とを堰により区切った
ため、順次投入される圧縮塊によって加熱ピット内の溶
湯温度が低下しても、既に溶解された溶湯を保持する炉
内貯留プールにはその影響による大きな温度低下はな
い。そのため、圧縮塊の投入で低下した加熱プール内の
溶湯温度を上昇させるための例えばバーナーによる加熱
を行っても、この加熱に起因して炉内貯留プール内の溶
湯の温度が急激に上昇する恐れがなく、貯留プール内の
アルミニウムの酸化が促進されることもない。

【００１９】このように本発明は、アルミ切削屑を圧縮
成形機によって圧縮塊とし、この圧縮塊を特殊な構成の
溶解保持炉を用いて圧縮塊単体として、又はアルミリタ
ーン材やインゴットと共に溶解することで、アルミ切削
屑のアルミニウムの還元率を向上させて回収率を高くす
ることができ、また、還元処理時間を短縮させると共
に、脱水・脱油処理工程も省くことができ、溶解時の酸
化を抑制してアルミニウム品度の比較的良好な溶湯を得
ることができるので、この溶湯を直ちに製品鋳造に利用
することが可能となる。

【００２０】尚、本発明におけるアルミ切削屑の圧縮と
溶解とは、互いに独立した工程又は設備により行っても
よいし、一連の工程又は設備により行っても良い。例え
ば、アルミ切削屑の圧縮と溶解とを別々の工程又は設備
で行う場合、アルミ切削屑を圧縮設備により圧縮成形し
ておき、これを別の場所の圧縮塊溶解設備に搬入して溶
解工程を行えばよく、この場合、従来のように圧縮せず
にバラ切削屑のままで搬送する場合と比べて切削屑の嵩
が小さくなるので、搬送効率を大幅に向上させることが
可能である。また、アルミ切削屑が圧縮固形化されてい
ることから取り扱いも容易となり搬送作業も楽になる。

【００２１】また、アルミ切削屑の圧縮と溶解を一連の
工程又は設備で行う場合は、圧縮設備から圧縮塊溶解設
備までの搬送を自動コンベア等を用いて連続化させた
り、得られた溶湯をそのまま原料として製品鋳造工程へ
提供することができるので、搬送面・保管面におけるコ
ストが低減できる。

【００２２】また、工作機械から切削加工時に排出され
る切削屑を材質ごとに分別管理し、同じ材質の切削屑を
圧縮・溶解するようにれば、圧縮塊と共に投入されるア
ルミインゴット及び／又はアルミリターン材の割合を程
よく調整することができるので、アルミ切削屑を効率よ
く還元してその回収率を向上することができ好ましい。

【００２３】ところで、アルミ切削屑を圧縮する時に殆
どの水分・油分は脱水・脱油されるが、１０％程度は残
留することがある。そのため、圧縮塊が溶解保持炉に投
入された時に炉内の温度が低いと、圧縮塊に残留する油
分が加熱室内で完全に燃焼する前に圧縮塊が加熱ピット
の中に入り込み、炉内が油の燃焼で汚染される恐れがあ
る。

【００２４】従って、請求項２の発明では、請求項１に
記載のアルミ切削屑溶解方法において、前記溶解保持炉
内へは、最初にアルミインゴット及び／又はアルミリタ
ーン材を投入し、これら先行投入材の溶融のための熱に
より後に投入される前記圧縮塊を好ましくは間接的に予
備加熱する。

【００２５】即ち、油分による燃焼のないアルミインゴ
ット及び／又はアルミリターン材を圧縮塊より先行して
投入して溶解することで、炉内を確実に高温状態にし、
次いで溶解保持炉内へ投入された圧縮塊を加熱室に到達
する途中において高温にさらし予備加熱する。この時、
残留する水分が蒸発すると共に余分な油分が完全に燃焼
してしまうため、圧縮塊が加熱室に到達した時には余分
な水分及び油分が完全に除去された理想的な状態となる
ので、炉内において油の燃焼が生じることがない。

【００２６】一方、アルミニウムの融点は約６６０℃で
あり、理論的には、加熱ピット内の溶湯温度がこれ以上
であれば圧縮塊中のアルミニウムが溶解することになる
が、実際には、圧縮塊中のＦｅなどの不純物の影響や次
々と投入されてくる圧縮塊の温度等の影響等があり、加
熱ピット内の溶湯温度が６６０℃程度では圧縮塊の十分
ではない。

【００２７】また、溶湯の表面には酸素と反応してでき
た酸化アルミニウム等のスラグ膜が形成されており、加
熱ピットの底部にはアルミニウムより比重の重い不純物
が沈殿しているので、堰からの溶湯の溢流が激しいと底
部の不純物や酸化アルミニウム膜が溶湯と共に貯留プー
ルに入り込む恐れがある。

【００２８】これらのことを考慮して、請求項３の発明
では、請求項１に記載のアルミ切削屑溶解方法におい
て、前記加熱ピット内の溶湯をアルミニウムの融点を十
分に越える温度以上に昇温して鎮静下に前記貯留プール
に溢流させる。

【００２９】即ち、加熱ピット内の溶湯をアルミニウム
の融点を十分に越える温度以上とすることで、不純物の
影響や次々と投入される圧縮塊の温度により瞬間的に温
度が低下しても、アルミニウムの溶解には何ら影響がな
い。更に、加熱ピット内の溶湯を必要汲み出し温度程度
に保つようにすれば、酸化アルミニウムの生成割合が比
較的少なく抑えられるので好ましい。

【００３０】また、溶湯を鎮静化において堰から溢流さ
せれば底部に沈殿した不純物や表面を覆っているスラグ
膜が溶湯と共に貯留プールに入り込むことがない。この
溶湯を鎮静化において溢流させる一つの方法として、圧
縮塊の溶解時間を考慮して圧縮塊の投入サイクルを時間
的に制御することが挙げられる。

【００３１】請求項４の発明は、アルミ切削屑溶解設備
に関するもので、このアルミニウム切削屑溶解設備は、
アルミニウム又はアルミニウム合金からなるアルミ切削
屑を予め定めた圧縮率で加圧して脱油脱水された所定形
状の圧縮塊とする減容成形装置と、該圧縮塊を圧縮塊単
体として、又はアルミインゴット及び／又はアルミリタ
ーン材と共に加熱して溶解する溶解保持炉とを備え、前
記溶解保持炉は、投入材を加熱溶解するための加熱室
と、該加熱室から流下する溶湯を一時的に停滞させてア
ルミニウムの融点以上の温度まで昇温するための加熱ピ
ットと、該加熱ピットから堰を介して溢流する溶湯を保
温滞留させる貯留プールとを一連に備えている。

【００３２】前記減容成形装置は、例えば、切削屑の投
入口であるホッパと、ホッパから受け取った切削屑を油
圧シリンダ装置によりプレスするためのプレス成形室
と、ホッパ内に収容されたアルミ切削屑をプレス成形室
に送り込むための搬送機構とを備えている。

【００３３】アルミ切削屑を圧縮する油圧シリンダ装置
の機械出力は、ホッパに投入されるアルミ切削屑の形状
（例えば、線状や螺旋状、渦巻き状又は粉状）や、剛性
や、プレス成形室に投入されたアルミ切削屑の量及びプ
レス後の圧縮塊の空隙率等の種々の条件によりが決定さ
れ限定的なものではないが、一例として、油圧シリンダ
装置の圧縮動作により得られた圧縮塊の圧縮率が約９０
％（言い換えると、減容率が約１／１０）の場合にアル
ミニウム回収率が約９０％に達することが確認されてい
る。

【００３４】各種切削加工工程から排出されたアルミ切
削屑は、このような減容成形装置により、圧縮塊にされ
るが、この時、アルミ切削屑の圧縮と同時に脱水・脱油
も行われている。

【００３５】また、前記溶解保持炉は、投入材を加熱溶
解するための加熱室と、該加熱室から流下する溶湯を一
時的に停滞させてアルミニウムの融点以上の温度まで昇
温するための加熱ピットと、該加熱ピットから堰を介し
て溢流する溶湯を保温滞留させる貯留プールとを備えて
おり、これにより、処理時間、還元率等の点で効率よく
圧縮塊を溶解させることができる。

【００３６】このような減容成形装置と溶解保持炉とを
一連の連続工程設備とする場合、前記減容成形装置によ
る圧縮塊の成形周期が、前記溶解保持炉により溶解され
前記加熱ピットから堰を介して溢流する溶湯の流量と釣
り合うかそれ以下となるように作動を制御することも可
能である。この制御はコンピュータを利用した自動制御
機構を用いてもよいし、ベルトコンベアのスピードとス
イッチの切替との組み合わせによる機械的な制御機構と
してもよい。

【００３７】また、圧縮体中に含まれるＦｅなどの比重
の大きな不純物は、アルミニウムの溶解によって加熱ピ
ットの底部に沈殿することになるが、この不純物が加熱
ピット中に大量に溜ると溶湯と共に堰を越えてしまうこ
とも起こり得るので、前記溶解保持炉に投入されるアル
ミ切削屑圧縮塊量（１バッチ分）は、アルミ切削屑の品
度（不純物含有比）を考慮して加熱ピット内の不純物が
堰を越えない程度とし、１バッチ毎に加熱ピット座部に
沈殿した不純物を排出してから次バッチの溶解を開始す
るとよい。

【００３８】更に、前記減容成形装置と前記溶解保持炉
とを互いに離れた場所に別々に設置しても良く、この場
合、減容成形装置により成形された圧縮塊を車両などの
搬送手段により搬送して溶解保持炉に予め決められた量
ずつ投入することになるが、搬送手段による搬送は、ア
ルミ切削屑が予め圧縮されているため、搬送効率の高い
作業となるだけでなく、圧縮塊は既に圧縮時に脱油・脱
水されているので、溶解保持炉側では搬送されてきたも
のを脱油・脱水等の特別な処理に付す必要がなく、溶解
保持炉に直に投入することができる。

【００３９】また、加熱室には次々と圧縮塊が投入され
るが、投入される圧縮塊の温度は室温であり、これを溶
解させるためには高い温度で加熱して圧縮塊を昇温させ
ねばならない。

【００４０】これに対して加熱ピットから貯留プールへ
溢流する溶湯の温度はアルミニウムの融点以上であり、
貯留プール内ではアルミニウムが溶解アルミニウムとし
て滞留されればよいので、貯留プール内のアルミニウム
の加熱は、プール内のアルミニウムを融点以上に保つ程
度の加熱であればよい。加熱室と加熱ピット内との両者
に対する加熱を同一の加熱手段で行なうと、圧縮塊が投
入されるごとに加熱室内及び前記加熱ピット内の温度が
共に下がるので、これを上げるために加熱を強制的に大
容量化する必要が生じ、加熱が大容量になると貯留プー
ル内の温度が必要以上に上がり過ぎる等、熱効率や運転
コスト面での無駄となり好ましくない。

【００４１】以上のことから、請求項５の発明では、請
求項４に記載のアルミ切削屑溶解機構において、前記溶
解保持炉が、前記加熱室内を間接加熱すると共に、前記
加熱ピット内の溶湯を直接加熱する第１の加熱手段と、
前記貯留プール内の溶湯温度を融点以上に保つ第２の加
熱手段とを備えている。これにより、加熱エネルギーを
効率よく用いる。

【００４２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明のアルミ切削屑溶
解設備の実施形態の一例を示す概略説明図である。本例
のアルミ切削屑溶解設備は、大別して、アルミ切削屑が
投入されるストレージホッパ１と、ストレージホッパ１
から送り込まれるアルミ切削屑を圧縮して減容・成形す
る圧縮成形機２と、該圧縮成形機２により成形された圧
縮塊を加熱・溶解して溶湯とする溶解保持炉４とを備え
ている。

【００４３】本例では説明のため、１つのストレージホ
ッパ１を有するものとしているが、各種工作機械から排
出されるアルミ切削屑の材質ごとにストレージホッパ１
を設置し、それぞれのストレージホッパ１にその排出口
が圧縮成形機２の投入口と繋がる投入コンベア１ａを設
けることで、１つの圧縮成形溶解システムで複数材質の
アルミ切削屑の溶解をバッチ単位で順次行うことが可能
である。

【００４４】ストレージホッパ１内のアルミ切削屑は、
投入コンベア１ａにより、順次圧縮成形機２のホッパ２
ａに送り込まれており、ここで、１／１０程度に圧縮さ
れて塊状となる。

【００４５】図２は、本例のアルミ切削屑溶解設備に用
いられる圧縮成形機２の一例を部分的に断面で示す概略
説明図である。この圧縮成形機２は、ホッパ２ａ、油圧
シリンダ装置６、プレスラム５、図示しない制御装置、
油受けタンク１１、撹拌ロール２１、ゲートシリンダ２
３、成形品排出口２４、台座部３０より、主に構成され
ている。

【００４６】ホッパ２ａ内の撹拌ロール２１は、前記図
示しない搬送系によって送入されたアルミ切削屑が、ホ
ッパ２ａ内上部で所謂ブリッジ状態とならないようにア
ルミ切削屑を逐次ホッパ２ａの底部へ送り込むために備
えられたものである。

【００４７】撹拌ロール２１のロール部２１ａはモータ
２１ｂによって回転駆動され、これに伴って該ロール部
２１ａに取付けられた撹拌用爪２１ｃが、アルミ切削屑
を引っ掛けてホッパ２ａ内に送り込むようになってい
る。

【００４８】ホッパ２ａの底部側面には圧縮成形室６ｂ
に連通する開口部６ａがあり、該開口部６ａを介して前
記ホッパ２ａから圧縮成形室６ｂ内に送り込まれたアル
ミ切削屑をシリンダ装置６で駆動されるラム５により圧
縮する。

【００４９】圧縮成形室６ｂの底部には、ゲートシリン
ダ２３が取付けられており、このゲートシリンダ２３の
ラム２３ｂは圧縮成形室６ｂ内を横断して貫通するよう
に水平方向に移動する構成となっている。

【００５０】また、圧縮成形室６ｂの底部の該ゲートシ
リンダ２３と対向する位置には成形品排出口２４が形成
されており、ゲートシリンダのラム２３ｂの水平方向の
移動に伴って、プレスラム５によって圧縮されたアルミ
切削屑の圧縮塊が圧縮成形室６ｂから押出され、これに
同期して開かれる前記成形品排出口２４を介して外部に
排出される構成となっている。尚、ゲートシリンダ２３
のラム２３ｂの水平方向の移動動作及び成形品排出口２
４の開閉動作は、台座部３０の側面に設けられた制御装
置２５によって連動制御されている。

【００５１】上記のように構成された本実施例に係るプ
レス装置においては、図示しない外部搬送系からアルミ
切削屑がホッパ２ａ内に投入されると、撹拌ロール２１
の撹拌用爪２１ｃによってアルミ切削屑が撹拌されなが
ら、ホッパー底部の開口部６ｂ内に送り込まれる。

【００５２】従って、例えアルミ切削屑が大量にホッパ
２ａ内に投入され、これらアルミ切削屑がブリッジ状態
になろうとしても、撹拌用爪２１ｃによって崩されるの
でアルミ切削屑のブリッジ現象を阻止することができ
る。

【００５３】この結果、アルミ切削屑がホッパ２ａ内に
投入されてから圧縮成形室６ｂ内に送り込まれるまでの
動作に無駄が生じないため、作業の能率が低下すること
がない。

【００５４】次に、図示しない制御装置からの指令によ
り、油圧シリンダ装置６がプレスラム５を下方に押し下
げて、圧縮成形室６ｂ内に送り込まれたアルミ切削屑を
圧縮する。これより、圧縮成形室６ｂ内のアルミ切削屑
は、油圧シリンダ装置６の油圧制御に応じた密度の圧縮
塊に成形されることとなる。

【００５５】その後、プレスラム５が退避すると共に、
ゲートシリンダ２３が作動され、そのラム２３ｂによっ
て圧縮塊が成形品排出口２４から外部に押し出される。
成形品排出口２４より排出された圧縮塊は、十分圧縮さ
れているため、切削屑に付着した油も十分に搾り出さ
れ、この油を成形品排出口２４の下方に設けられた油受
けタンク１１によって回収することによりリサイクルに
活用することもできる。

【００５６】更に、成形品排出口２４には、図１に示し
たように成形品排出口２４から排出された圧縮塊を受け
止めて、溶解保持炉４の投入口まで搬送する排出コンベ
ア３が配置されている。この排出コンベア３により成形
品排出口２４から順次排出される圧縮塊が溶解保持炉４
に投入されることとなるが、圧縮成形機２による圧縮塊
形成周期と排出コンベア３の搬送速度とは連動するよう
に制御されており、これらの制御は溶解保持炉４による
圧縮塊の溶解時間との兼ね合いにより決定されている。

【００５７】溶解保持炉４は、大別して、投入口から製
品の用途に応じて最適な比率で投入されるアルミインゴ
ット及び／又はアルミリターン材と圧縮塊などの投入材
を加熱室４２に導くシュート４１と、シュート４１から
導入された投入材を間接的に加熱して溶解させる加熱室
４２と、加熱室４２において溶解された溶湯を一時的に
停滞させて加熱バーナ４３ａによる直接加熱によりその
温度を昇温させる加熱ピット４３と、加熱ピット４３か
ら堰４５を越えて溢流した溶湯を滞留させると共に、保
持した溶湯の温度を保温用バーナ４４ａにより一定に保
つ炉内貯留プール４４とからなっている。

【００５８】加熱室４２は緩やかな傾斜底面を有してい
て、この傾斜底面の終端が加熱ピット４３に落ち込んで
いる。そのため、シュート４１を通って導入された投入
材が傾斜座面上で溶解すると、その溶湯は重力によって
加熱ピット４３に流入し、加熱ピット４３に一時的に滞
留する。

【００５９】また、シュート４１の投入口近傍から加熱
ピット４３にかけての領域は、加熱バーナ４３ａによる
放射熱や輻射熱や対流伝熱や既に溶解されたアルミニウ
ム（溶湯）の溶解熱等の間接加熱によってアルミニウム
が溶解可能な雰囲気になっている。そのため、投入材が
シュート４１に投入されると、このような間接加熱によ
って徐々に溶解されることとなる。

【００６０】本例では、圧縮塊よりも先にアルミインゴ
ットとアルミリターン材とを投入するものとし、圧縮塊
が投入される時には先行して投入されたアルミインゴッ
トとアルミリターン材とが既に少なくとも部分的に溶解
した状態となるように炉内環境を調整する。

【００６１】これにより、圧縮塊が投入される時には先
行投入材の溶解熱によって炉内は十分に高い温度に安定
するので、投入された圧縮塊は加熱室４２に到達する途
中のシュート４１内において高温にさらされて、圧縮塊
に残留する水分が蒸発すると共に余分な油分が完全に燃
焼してしまう。

【００６２】そのため、加熱室４２に圧縮塊が到達した
時には水分や油分が残留していない理想的な状態とな
り、これにより炉内において油分の燃焼に起因する汚染
が発生することがなく、またアルミニウムが火炎により
過剰に灰化しないので、アルミニウムの酸化を抑えて、
回収率を向上させることができる。

【００６３】また、投入材は次々とシュート４１に投入
されるので、加熱ピット４３にはほぼ連続的に溶湯が流
入してくることになるが、加熱ピット４３は一定容量の
ものであるため、既に加熱ピット４３に保持されている
溶湯が余剰分だけ堰４５を越えて貯留プール４４へ溢流
することとなる。

【００６４】この時、加熱ピット４３内の溶湯の表面に
は酸化アルミニウムなどのスラグ膜が形成されており、
溶湯が流出する方向には堰４５が設けられているため、
余剰分の溶湯は、上層部のスラグの膜に割れ目を作って
そこから溢れ出して堰４５を越え、堰４５に隣接する貯
留プール４４に流れ込むこととなる。

【００６５】また、加熱ピット４３内では例えば、圧縮
塊に含まれていた鉄などのアルミニウムよりも比重の大
きな不純物が底の方に沈殿しており、アルミニウムの溶
湯が堰４５を越えて溢流する時には加熱ピット４３の底
部に沈殿している不純物はそのまま加熱ピット４３内に
留められるので、貯留プール４４に流れ込む溶湯は比較
的アルミニウム含量の高い清浄な湯となる。

【００６６】加熱ピット４３の上方には加熱バーナ４３
ａが配されていて、この加熱バーナ４３ａにより加熱ピ
ット４３内に保持されている溶湯が直接加熱され、その
温度が７５０℃以上になるまで昇温される。従って、堰
４５を越えて貯留プール４４に流れ込む溶湯の温度は常
にアルミニウムの融点を十分に越える温度以上の安定し
た温度である。このように、貯留プール４４内の溶湯温
度が急激に下降したり上昇したりすることがなく、保温
用バーナ４４ａによる加熱のためのエネルギーも過大に
なることはない。

【００６７】貯留プール４４において溶湯はほぼ一定温
度で保持され、例えば、機械部品などの製品の鋳造原料
として必要に応じて取り出せるようになっている。勿
論、多量のアルミ切削屑を処理する場合のように貯留プ
ール４４内に溶湯が収容しきれない場合には、再生イン
ゴットとして鋳造しても良いことは言うまでもない。

【００６８】このようにしてアルミ切削屑からのアルミ
回収率は、ほぼ９０％以上に達し、従来と比較して非常
に高いものであった。

【００６９】

【発明の効果】以上のように本発明は、アルミ切削屑を
圧縮成形機により予め圧縮減容しているので、バラ屑状
のまま溶解した場合よりもアルミニウムの酸化が抑制さ
れ、最終的なアルミニウムの回収率を向上させることが
出来る。

【００７０】また、圧縮成形機による圧縮時に予めアル
ミ切削屑に付着していた切削液などの水分や油分が殆ど
取り除かれるので、脱水・脱油のための特別な工程装置
が不要となる。従って、アルミ切削屑溶解設備を従来よ
りも小規模のものとすることが可能であり、同時に脱水
・脱油工程が必要なくなるので処理時間も短縮され、炉
の稼働率も向上する。

【００７１】更に、このような圧縮塊を単に高温下で溶
解させるのではなく、初めに圧縮塊を高温化にさらして
残留水分・油分を除去してから加熱し、この溶解したア
ルミニウムを加熱ピットに一旦保持してから堰を介して
貯留プールに溢流させる構造の炉を専用に用いること
で、溶解時のアルミニウムの酸化を極力抑えることがで
きると共に、或る程度の不純物の除去も同時に行えるの
で、切削屑というリサイクル原料を利用していても比較
的清浄なアルミニウムの溶湯を得ることができ、比較的
簡易な設備でアルミ切削屑の溶解を達成することのでき
る自社還元のリサイクルシステムが実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアルミ切削屑溶解設備の実施形態の一
例を示す概略説明図である。

【図２】本例のアルミ切削屑溶解設備に用いられる圧縮
成形機２の一例を部分的に断面で示す概略説明図であ
る。

【符号の説明】

１ ストレージホッパ １ａ 投入コンベア ２ 圧縮成形機 ２ａ 圧縮成形機のホッパ ４ 溶解保持炉 ５ プレスラム ６ 油圧シリンダ装置 １１ 油受けタンク ２１ 撹拌ロール ２３ ゲートシリンダ ２４ 成形品排出口 ２５ 制御装置 ３０ 台座部 ４１ シュート ４２ 加熱室 ４３ 加熱ピット ４３ａ 加熱バーナ ４４ 貯留プール ４４ａ 保温用バーナ ４５ 堰

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニウム又はアルミニウム合金から
   なるアルミ切削屑を圧縮成形機によって脱油脱水された
   圧縮塊に減容成形し、圧縮塊単体として、又はアルミイ
   ンゴット及び／又はアルミリターン材に加えて前記圧縮
   塊を溶解保持炉内に投入し、これら投入材を前記溶解保
   持炉内で加熱溶解すると共に、それによって生じる溶湯
   を炉内の加熱ピット中でアルミニウムの融点以上の温度
   まで昇温させ、しかる後に前記加熱ピットから堰を介し
   て隣接する炉内貯留プールに溢流させ、前記貯留プール
   内にて前記融点以上の温度で保温滞留させることを特徴
   とするアルミ切削屑溶解方法。
2. 【請求項２】 前記溶解保持炉内へは、最初にアルミイ
   ンゴット及び／又はアルミリターン材を投入し、これら
   先行投入材の溶融のための熱により後に投入される前記
   圧縮塊を予備加熱することを特徴とする請求項１に記載
   のアルミ切削屑溶解方法。
3. 【請求項３】 前記加熱ピット内の溶湯をアルミニウム
   の融点を十分に越える温度以上に昇温して鎮静下に前記
   貯留プールに溢流させることを特徴とする請求項１に記
   載のアルミ切削屑溶解方法。
4. 【請求項４】 アルミニウム又はアルミニウム合金から
   なるアルミ切削屑を予め定めた圧縮率で加圧して脱油脱
   水された所定形状の圧縮塊とする減容成形装置と、該圧
   縮塊を圧縮塊単体として、又はアルミインゴット及び／
   又はアルミリターン材と共に加熱して溶解する溶解保持
   炉とを備え、 前記溶解保持炉は、投入材を加熱溶解するための加熱室
   と、該加熱室から流下する溶湯を一時的に停滞させてア
   ルミニウムの融点以上の温度まで昇温するための加熱ピ
   ットと、該加熱ピットから堰を介して溢流する溶湯を保
   温滞留させる貯留プールとを一連に備えていることを特
   徴とするアルミ切削屑溶解設備。
5. 【請求項５】 前記溶解保持炉が、前記加熱室内を間接
   加熱すると共に、前記加熱ピット内の溶湯を直接加熱す
   る第１の加熱手段と、 前記貯留プール内の溶湯温度を融点以上に保つ第２の加
   熱手段とを備えていることを特徴とする請求項４に記載
   のアルミ切削屑溶解設備。