JPH0587572B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、金属回収方法に関し、特に、アル
ミニウム主材料とするアルミ缶やアルミサツシ等
のスクラツプ（以下、アルミスクラツプという）
からアルミニウムを効率よく回収するのに適した
方法及びその回収方法に用いる撹拌玉に関する。

〔従来の技術〕

従来、アルミスクラツプ等の金属スクラツプを
溶解してアルミニウム等の金属を回収する場合、
概ね次のような方法で行つていた。

反射炉又は回転炉内にアルミスクラツプを投入
し、バーナにて600〜700℃まで加熱して溶解させ
た後、その金属溶湯を取り出し、その後炉内に残
つたノロ（残灰）を桶内に取り出して、フオーク
リフト等を使用して、例えば特開昭50−141507号
公報や実公昭60−32110号公報記載の撹拌装置を
具備した灰搾り機のところまで搬送し、そして、
残灰を灰搾り機の坩堝内に投入して、発熱剤を補
充してから坩堝に設置された撹拌翼を駆動装置に
より回転させて残灰を加熱撹拌して金属分と灰分
とを分離した後、残灰の中に含有しているアルミ
ニウム分を取り出していた。上記撹拌翼は垂直な
駆動軸の下部に通常放射状に複数取着させてお
り、駆動軸は傘歯車を介して駆動モータに連結さ
れている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の従来方法においては、灰搾りに使用され
る上述の撹拌翼は鋳物製であるため、撹拌中に坩
堝内の湯温度が上昇しすぎたのに気付かずに撹拌
翼を溶かしたり、また、鉄や石などを噛み込んで
撹拌翼を折損したり、また、駆動装置を構成する
傘歯車を折損したりすることが多々あり、その都
度交換作業などに時間と労力及び費用を費やして
いた。これは、回収作業の効率化を図る上で大き
な障害となつていた。

また、撹拌翼とその駆動装置等からなる撹拌装
置を装備することで灰搾り機が大型重量化してそ
の移動を困難とし、かつ装置全体の構造も複雑化
し、高価なものとなつていた。

更にまた、上記駆動モータは撹拌翼を回転させ
て金属溶湯を掻き混ぜるために相当大きな馬力を
持つたものでなければならなかつた。

そこで、本発明は上記従来技術の課題に鑑み創
出されたものであつて、回転炉（灰搾り専用のも
のも含む）内に塊状の耐火物からなる撹拌玉を投
入して撹拌することにより金属回収効率の向上や
装置の簡素化等を達成せんとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的達成のために、第一発明にかかる金属
回収方法は、回転自在な回転炉内に塊状の耐火物
からなる撹拌玉を複数個投入して該炉体を回転
し、該炉体内の金属溶湯を含有した残灰を撹拌し
た後、所望の金属を回収するようにしたことを特
徴とする。

また、第二発明は、この金属回収方法に用いら
れるものであつて、キヤスタブル、鋳物等の耐火
物を塊状に形成してなる撹拌玉である。

〔作用〕

本発明方法を例えば灰搾り専用の回転炉に適用
した場合、灰搾り作用が次のように行われる。撹
拌玉は最初に回転炉内に入れておく。回転炉内を
必要に応じてバーナや発熱剤等で加熱する。そし
て、回転炉内の高温下にある残灰中に存在するア
ルミニウム分がテルミツト反応を起こし、アルミ
溶湯を含有した塊（これを金属再収業界では俗に
「電気玉」又は「テルミツト反応」と称すること
がある）を生成するようになると、炉内に撹拌玉
を有する回転炉を回転して残灰を撹拌する。する
と撹拌玉によつてアルミ含有の塊（電気玉）が撹
拌されると同時に撹拌玉とぶつつかり合つて破砕
され、この塊（電気玉）の中に含有されているア
ルミニウム等の金属溶湯が流れ出てくる。この金
属溶湯を取り出す時には撹拌玉同士によつて形成
される〓間から上記アルミニウム等の金属溶湯が
他の灰分とは分離されて流れ出てくる。

なお、回転炉で溶解工程から灰搾り工程まで行
う場合には、撹拌玉は金属スクラツプの溶解工程
の最初の段階から投入しておいてもよいし、灰搾
りの段階で投入してもよい。

上記撹拌玉をキヤスタブル等の耐火物で作つて
おけば、撹拌中に溶融したり、砕けたりすること
がなく、灰搾り作用を確実に発揮する。また、残
灰等の冷却防止作用をある。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説
明する。

第一叛明の方法に使用する回転炉としては従来
公知の炉本体が回転自在に構成された回転炉とほ
ぼ同様なものを用いる。本発明方法に使用する回
転炉には、灰搾り専用型のものと金属溶解用・灰
搾り用の両用型のものとがあるが、両者は構造的
には同じで、サイズだけ異なる。灰搾り専用型の
回転炉においても下記と同様な構成によつて炉を
回転自在に構成する。

第１図は回転炉全体の概略図である。炉体１が
傾倒可能なものを使用するのが都合がよい。つま
り、炉体１は下部に移動ゴマ８を有する基台２上
に立設された支持枠３に回転自在に枢支されてお
り、図示しない傾炉モータで傾倒可能に構成され
ている。しかも、炉体１は、図示していないが、
炉体１に周設されたラツクとこれに係合するピニ
オンを炉回転モータで駆動することにより回転自
在に構成されている。この回転速度は金属の溶解
度（所謂電気玉の生成状態）に応じて変速できる
ように構成されている。この変速は例えばインバ
ーター制御によつて行う。

第２図に示すように、上記回転炉１内の側壁面
１Ａには耐火物よりなる三角柱状の突起７を複数
箇所に設けるようにしてもよい。突起７は炉体１
と一体成形してもよい。この突起７は傾斜した炉
体１（第１図のＢの傾斜状態）が回転中、撹拌効
果を増大することは勿論であるが、撹拌玉を炉底
に滞留させないようにする。つまり、炉体１の回
転により突起７とともに撹拌玉が押し上げられて
ある程度上昇して落下するようになるから所謂電
気玉の撹拌・破砕作用促進ひいては灰搾り作用促
進につながる。

また一方、第３図ａに示すように炉底部１Ｃか
ら椀部１Ｂにかけて、螺旋状の突起７Ａを設けた
り、或いは同図ｂのように突起７Ｂをプロペラ翼
のように放射状に設けてもよい。かかる突起７
Ａ，７Ｂを椀部１Ｂの部分にだけ設けるようにし
てもよい。この場合には回転炉１が第１図におけ
る傾斜状態Ｂに限らず、直立状態Ａで炉を回転し
て撹拌する時にも撹拌玉が炉底に滞留するのを防
止して撹拌効果及び灰搾り効果を高める。つま
り、炉が直立状態等で回転中、撹拌玉は螺旋状又
は放射状突起７Ａ，７Ｂに沿つて上方に上がつて
行くから炉底に滞留することがない。

４は廃材の投入したり、金属溶湯などを取り出
す扉４Ａ付の開口部である。金属溶解や冷却した
残灰（冷灰）等を加熱して灰搾りが可能なように
この開口部４の扉４Ａに特殊なバーナー（図示せ
ず）が配設してある。

そこで、アルミニウム回収を例（以下はアルミ
スクラツプの溶解工程から灰搾り工程まで一つの
回転炉で行う場合）にとると、まず、第１図の回
転炉１が直立した状態Ａで、アルミスクラツプを
扉４Ａの開いた開口部４から炉内に投入する。ま
た、通常この段階で撹拌玉も投入するようにす
る。この撹拌玉は後述するように通常５cm直径程
度のボール球状のものでキヤスタブルのような耐
火物を材料として作られている。この投入個数は
炉内容積４〜６m³に対して約100個位が適当であ
る。

次に扉４Ａを閉めてバーナによつてアルミニウ
ムの融点に600〜700℃位まで加熱して溶解させ
る。この時、炉直立状態Ａで炉体１を回転させて
アルミニウムを分離溶融の促進を図つた後、炉体
１を第１図の想像線で示す位置Ｃまで傾倒させ
て、開口部４から溶解したアルミニウム（金属溶
湯）分を回収する。そうすると、炉内にはアルミ
ニウムをまだ含有しているノロ（残灰）が残る。
通常、全体の20〜25％が残灰として残る。

次いで灰搾り工程に移行していくが、最初に溶
解工程で撹拌玉を投入していない時にはこの段階
で投入するようにする。

そして傾斜状態Ｂにて再び炉体１を所謂電気玉
の生成状態（この時必要に応じて発熱剤を投入し
て電気玉の生成を促進してもよいし、また、特に
冷灰等に対してはバーナーにより加熱してもよ
い）に応じた適当な回転速度で回転させる。この
時、炉の回転速度は電気玉の生成状況に応じて適
当に速くしたり、遅くしたりするが、電気玉が余
り大きくなりすぎないように適度な回転速度にす
る。

これによつて撹拌玉を炉内壁に沿つて移動させ
て炉内の残灰を撹拌し、テルミツト反応によつて
生じた所謂電気玉を砕いてアルミ金属分を分離流
出させる。

この後、再び炉体１を第１図のＣ状態まで傾斜
させて第４図に示すように、残灰の中から金属
（アルミニウム）溶湯６を取り出す。この時、上
記複数の撹拌玉５，５……同士の間に〓間が形成
され、この〓間から金属溶湯６が他の灰分から分
離して流れ出る。なお、アルミニウムの溶湯を取
り出す時に、一緒に撹拌玉５が外へ出ないよう
に、例えば、炉の開口部４に図示するような格子
９や金網を設置しておくようにするとよい。

上述のように金属スクラツプを溶解するための
回転炉として使用した回転炉自体が、従来別設さ
れていた灰搾り装置の役割をも果たすことにな
る。つまり、上記の場合には一つの回転炉で金属
スクラツプの溶解工程から灰搾り工程までが連続
的に行われることになる。

以上のように撹拌玉５により灰搾りの効果が高
まり、金属（アルミニウム）回収率が向上する。
このようにして残灰中の約60〜65％位を占めるア
ルミニウムが効率よく回収される。

ところで、上記のように溶解工程から灰搾り工
程を一つの回転炉で行わずに、従来のように溶解
工程は別の回転炉又は反射炉で行つて、その残灰
を本発明の撹拌玉を有する灰搾り専用機に移し替
えて灰搾り作業を行うようにしてもよい。この場
合の灰搾り専用機は従来のような撹拌翼による大
掛かりな撹拌装帝を装備する必要はなく、その炉
を回転自在に構成し、この炉内に適当数の撹拌玉
を投入するだけでよい。従つて、灰搾り装置全体
は非常に簡素化、小型軽量化したものとなる。本
発明方法を灰搾り専用機に適用した場合には、上
記の灰搾り工程と同様な要領で金属回収を行う。

上記は主にアルミニウム回収方法について述べ
たが、他の金属回収にも適用可能であることは言
うまでもない。

次に、上述した撹拌玉について詳述する。撹拌
玉は、キヤスタブル、鋳物、ステンレス鋼などの
耐火物によつて作られる。撹拌玉の材料としてキ
ヤスタブルが望ましい。このキヤスタブルで撹拌
玉を作る方法は次の通りである。

まず、粉状のキヤスタブルに所定量の清水を入
れてよく混練する。この混練水の量は、キヤスタ
ブル重量の約５〜６％が適当である。固くても、
柔らかすぎてもいけないが、粘りを生じるまで混
練するようにする。混練完了後、型枠内に入れて
圧縮した後離型し取り出す。脱型後１日程度自然
乾燥させる。キヤスタブル製の撹拌玉は1600〜
1800℃程度の耐熱性があり、アルミニウム溶融温
度より相当高いので撹拌中に溶融する心配はな
い。また、耐蝕性、耐熱衝撃性、耐摩耗性などに
も優れているので撹拌中に砕けたり、極端に摩耗
して小さくなることがなく、反復使用できるから
上記用途には最適である。

撹拌玉の大きさは、撹拌作用と同時に灰搾り作
用を発揮させるためには５cm直径程度が適当であ
る。その形状は、炉壁内を移動して撹拌作用や所
謂電気玉の破砕作用を有するような塊状のもので
あればよく、必ずしも第５図ａに示すような製作
し易い球体状のものに限らず、同図ｂのようにラ
クビー球のように楕円体状をした変形球に形成さ
れたものであつてもよいし、また、同図ｃの如く
多角形状のものであつても差し支えない。角形状
のものは転がり難く炉体回転とともにある程度上
昇するから、必要に応じて設けられる炉体内の突
起と相俟つて灰搾り作用を促進うえで有利であ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、次のよ
うな顕著な効果を奏する。すなわち、 (1) 本発明方法を灰搾り専用機に適用した場合に
は、回転炉に適当数の撹拌玉を投入するだけで
よいから、従来のような撹拌翼を具備した大掛
かりな撹拌装置が必要でなくなり、灰搾り機の
簡素化および小型軽量化が実現でき、その移動
も容易となる。

また、従来のように撹拌翼回転のために大馬
力の駆動モータは必要ではなく、回転炉の回転
のために約1/5程度の馬力の駆動モータで充分
となり、装置の小型化とともに馬力節減、電力
節減効果が大である。

(2) 本発明方法を適用すると一つの回転炉を溶解
炉としても灰搾り機としても稼働できるように
もなるため上記に加え更に次のような効果が得
られる。

一つの回転炉で金属スクラツプ溶解と灰搾り
機能を果たすようにできることから、従来のよ
うに別に専用の灰搾り機を設置する必要がなく
なる。

最初の溶解工程から最後の灰搾り工程までの
一連の工程を連続的に終始一つの回転炉を使用
して行うことができ、残灰の移し替え作業等が
一切不要となるから、金属回収作業の効率を著
しく向上させることができる。

回転炉内に残灰を高温のままの状態で保有し
てそのまま連続的に灰搾り作業に移行できるの
で、残灰が冷却する間もないため、高価な発熱
剤を補充する必要性が非常に少なくなる。

この場合、撹拌玉自体が発熱体となつてアル
ミニウム等の金属溶融を助けると共に、残灰等
の温度を維持しその冷却防止効果も奏する。

撹拌玉をキヤスタブルのような耐熱性、耐熱
衝撃性、耐摩耗性の優れた耐火物で形成すれ
ば、撹拌中に砕けたり、溶けたりすることがな
いため灰搾り作用がいかんなく発揮されると共
に、反復使用が可能であるから経済性にも優れ
ており、しかも従来の撹拌翼に比し安価であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用する回転炉の一例を示す
概略図、第２図及び第３図ａ，ｂは回転炉内に設
けた突起の説明図、第４図は本発明の灰搾り工程
において残灰から金属溶湯を取り出す状況を示す
図面、第５図ａ，ｂ，ｃは本発明方法に用いる撹
拌玉の実施例を示す図面である。 １……炉体（回転炉）、２……基台、３……支
持枠、４……開口部、５……撹拌玉、６……金属
溶湯、７，７Ａ，７Ｂ……突起。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転自在な回転炉内に塊状の耐火物からなる
   撹拌玉を複数個投入して該炉体を回転し、該炉体
   内の金属溶湯を含有した残灰を撹拌した後、所望
   の金属を回収するようにしたことを特徴とする金
   属回収方法。 ２ キヤスタブル、鋳物等の耐火物を塊状に形成
   してなる請求項１記載の金属回収方法に用いる撹
   拌玉。