JPH09256077A - 固形化されたナゲット材及びナゲット材の固形化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ナゲットのまま炉に投入されるため、炉の下
部の加熱部に溜まらず、溶解する前に溶湯槽へ落下して
しまい、槽内の溶湯温度を低下させる。また、銅粒が直
接にバーナ口に入り込んで詰まりを生じやすい。 【解決手段】 スクラップ対象の銅電線等を粒状に切断
してナゲット銅２０６を生成し、少量の溶湯１０２を満
たした鋳型１０１内に枠体１０３で枠形の囲いを形成
し、この枠体１０３内にナゲット銅２０６を入れ、枠体
１０３内及び鋳型１０１内に溶湯１０５を注入すれば、
冷却後には固形物１０６が生成される。この固形物１０
６をシャフト炉に投入して溶解を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シャフト炉等でナ
ゲット材を溶解するための固形化されたナゲット材及び
ナゲット材の固形化方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、古電線等の線材を処理する１つ
の手段として、これをシャフト炉等で溶解して再利用す
る方法がある。この場合、予め、線材を短く切断してナ
ゲット銅（「ＪＩＳ Ｈ２１０９番号３」による規定に
よれば、銅線又は銅縒り線を短切線にした純銅であっ
て、銅分が９９％以上のもの）を生成し、このナゲット
銅をシャフト炉に投入して溶解している。

【０００３】図４はナゲット銅を生成する加工工程を示
す説明図である。まず、絶縁材が被覆されたままの電線
を一次粉砕機に投入し（工程２０１）、２〜３ｃｍの長
さに切断（粗砕）する（工程２０２）。ついで粗砕した
線材を二次粉砕機に投入し（工程２０３）、２〜３ｍｍ
の長さに切断（微砕）する。工程２０２，２０３で銅線
から剥離又は除去された被覆（ＰＶ，ＰＥ，ゴム、ジュ
ート等）は集塵ダストへ送り込まれ、廃棄される（工程
２０４）。

【０００４】ついで、工程２０３の微砕により得られた
銅材に対し、比重選別機による比重選別を行い（工程２
０５）、ナゲット銅２０６とナゲットとして通用しない
ミスカット品２０７を選別する。ナゲット銅２０６は電
線メーカーや伸銅メーカーへ納入され、ミスカット品２
０７に対しては再度粉砕が行われる。すなわち、ミスカ
ット品２０７は三次粉砕機により三度目の粉砕が行われ
（工程２０８）、再度比重選別が行われる。

【０００５】比重選別工程で生じた被覆チップ２０９
（ＰＶ，ＰＥ，ゴム等）は水洗い機による洗浄工程（工
程２１０）へ搬送される。この洗浄工程２１０において
水洗いナゲット２１１と水洗い被覆２１２に選別され
る。水洗いナゲット２１１は鉱山業者や精錬業者に納入
され、水洗い被覆２１２の内、ビニールチップは再生用
として回収され、再生メーカーへ出荷される。再生不可
能な被覆は廃棄処分に回される。

【０００６】以上のようにして生成されたナゲット銅２
０６は、一例として図５に示すような構造のシャフト炉
３０１に投入される。シャフト炉３０１は全体として円
筒状を成し、途中で絞り込まれ、上側に対して下側は小
径に加工されている。シャフト炉３０１の段差部には複
数のバーナ３０２が設けられている。シャフト炉３０１
の下方に排出部３０６を有する傾斜した炉底３０３が配
設されている。

【０００７】このようなシャフト炉３０１に対し、図４
のような工程を経て製造されたナゲット銅３０４を炉上
部より投入すれば、絞り込まれたくびれ部分に溜まる。
この状態でバーナ３０２によりナゲット銅３０４を加熱
すれば、ナゲット銅３０４は溶解し、溶湯３０５となっ
て炉底３０３より排出される。この溶湯は鋳造装置によ
ってスラブやブルームの状態に加工される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のナゲッ
ト銅の溶解方法によると、ナゲット（１〜５ｍｍの粒）
状態のまま炉に投入されるため、一部溶解する前に炉底
３０３に落下し、排出口３０６を塞ぎ溶解停止となるこ
とがある。また、銅粒が直接にバーナ口に入り込んで詰
まりを生じやすい。このような問題により、数％程度
（材料比率）のナゲット投入しか行えないのが現状であ
る。

【０００９】このような欠点をカバーするため、大型プ
レスによるナゲットの固形化（例えば、１０ｃｍ×５ｃ
ｍで重量１０Ｋｇ）が試みられているが、これでも形状
が小型であるため、上記した排出口を塞ぐ危険がある。
そこで本発明は、排出口を塞ぐことなく、ナゲットの投
入比率を高めることのできる固形化されたナゲット銅及
びナゲット銅の固形化方法を提供することを目的として
いる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は、スクラップ対象の線状の銅材を粒状
に切断した所定量のナゲット銅と、底面及び天井面が開
口され、内部に所定量の前記ナゲット銅が投入された金
属製の枠体と、この枠体の底部、前記枠体内及び上部に
流し込まれた銅材とを備えた構成にしている。

【００１１】この構成によれば、シャフト炉等による溶
解対象のナゲット銅は、鋳型等に設置された枠体に投入
され、枠体内及び枠体周囲に流し込んだ銅溶湯（銅材）
により固定し、１つの大きな固形物にしている。このよ
うにナゲット銅を大きな固形物にしてシャフト炉に投入
すれば、この固形物は炉内の加熱部より上に配設され、
従来の様に溶解する前に炉底へ落下することはない。し
たがって、炉に供給しても、ナゲットは完全に溶解した
状態で落下し、排出口を塞ぐ事態は回避される。

【００１２】更に、前記ナゲット銅は、全体の数１０％
を占めるようにすることにより、広範囲のナゲット処理
が可能になる他、ナゲット銅の炉に対する投入量を増や
すことができる。本発明の目的は、スクラップ対象の線
状の金属材を粒状に切断してナゲット材を生成し、少量
の溶湯を満たした鋳型内に金属材で枠形の囲いを形成
し、この囲い内に前記ナゲット材を入れ、前記囲い内及
び前記型内に金属の溶湯を注入してナゲット材の固形物
を生成する方法によって達成される。

【００１３】この方法によれば、少量の溶湯を満たした
鋳型内に金属材で枠形の囲いを形成し、この囲い内に粒
状に切断したナゲット材を投入し、囲い内及び前記鋳型
内に金属の溶湯を注入すれば、ナゲット材及び枠形の囲
いの周囲が金属の溶湯で埋められ、冷却後には大きな銅
の固まりが生成される。この結果、ナゲット銅はばらば
らになららず、炉に供給しても加熱部から落下すること
はなくなり、排出口を塞ぐことはない。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を基に説明する。上記したように、排出口の閉塞
はナゲットを粒のまま或いは小塊のままシャフト炉に投
入していることに原因がある。そこで、本発明は、予め
ナゲットを大きな塊にし、これをシャフト炉に投入し、
炉の下部に確実に溶け落とすようにしている。これによ
り、ナゲットが溶解しないまま炉底に落下するのを防止
でき、排出口に閉塞を防止できる。

【００１５】次に、本発明による固形化されたナゲット
銅の構成及びナゲット銅の固形化方法について説明す
る。図１は本発明によるナゲット銅の固形化方法の工程
を示す説明図である。また、図２は本発明による固形化
されたナゲット銅を生成するための鋳型及び構成部材の
概略構成を示す斜視図、図３は鋳型及び構成部材の他の
例の概略構成を示す斜視図である。

【００１６】図２に示すように、まず、鋳型１０１に少
量の溶湯１０２を供給する。この状態の鋳型１０１内に
銅製の板材を用いて天井面及び底面の無い枠体１０３
（囲い）を設置する。この時、枠体１０３の外側面と鋳
型１０１の間に数ｃｍの均等な隙間が形成されるように
する。また、図３に示すように、一体型の枠体１０３に
代え、柵のように棒材１０４を鋳型１０１内に密着状態
に立設して枠体１０３を形成してもよい。この場合、棒
材１０４に代えてＨ型、Ｉ型、Ｌ型等の型条材を連続配
置してもよい。

【００１７】ついで、図１の（ａ）に示す様に、図３の
工程２０５を経て生成されたナゲット銅２０６を用意
し、このナゲット銅２０６を図１の（ｂ）に示す様に、
鋳型１０１内の枠体１０３内へ投入する。更に、図１の
（ｃ）に示す様に、鋳型１０１内及び枠体１０３内へ溶
湯１０５を供給する。この時、鋳型１０１内における溶
湯（１０２＋１０５）及び枠体１０３の銅に対するナゲ
ット銅２０６の比率は、数１０％にする。このナゲット
投入後の溶湯１０５の注入により、ナゲット銅２０６は
饅頭の餡のように溶湯１０２，１０５によって外表面が
包み込まれた形のナゲット固形物１０６が図１の（ｄ）
に示す様に生成される。例えば、ナゲット銅２０６が５
００ｋｇとし、溶湯＋枠体１０３の銅の量を１トンとす
れば、生成される固形物は１．５トンになる。この時の
固形物のサイズは、鋳型１０１の内寸法であるＷ（幅）
×Ｄ（奥行き）×Ｈ（高さ）になる。

【００１８】以上のようにして生成された固形物１０６
を図１の（ｅ）に示す様に、シャフト炉３０１に投入す
れば、バーナ３０２の設置位置より上方（加熱部）に固
定され、ナゲット銅２０６は完全に溶解した後に炉底３
０３へ落下する。したがって、排出口３０６を塞ぐこと
はなく、引き続き行われる鋳造に不都合を生じることは
ない。

【００１９】なお、図２又は図３で生成した固形物１０
６が冷えきらない内（数百℃以内）にシャフト炉３０１
へ搬入すれば、炉内の再溶解のための熱力を少なくでき
るため、熱効率を上げるメリットも期待できる。また、
上記説明においては、ナゲットにする原材料が電線であ
るとしたが、電線に限定されるものではなく、例えば、
比較的小径（又は厚み）の材棒、角材、パイプ材、型材
（Ｈ型、Ｌ型、Ｉ型等）等であってもよい。

【００２０】

【発明の効果】以上より明らかな如く、本発明の方法に
よれば、シャフト炉等に投入して溶解する対象のナゲッ
ト材の所定量を一旦大きな固形物にしたため、この固形
物をシャフト炉等に投入しても、ナゲット材は溶解する
前に炉から落下することはなく、完全に溶解した後で落
下するようにできるため、安定した溶解作業を続けると
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるナゲット材の固形化方法を示す工
程説明図である。

【図２】本発明による固形化されたナゲット材を生成す
るための鋳型及び構成部材の概略構成を示す斜視図であ
る。

【図３】鋳型及び構成部材の他の例の概略構成を示す斜
視図である。

【図４】ナゲット銅を生成する加工工程を示す説明図で
ある。

【図５】ナゲットのまま投入された状態のシャフト炉の
構成を示す説明図である。

【符号の説明】 １０１ 鋳型 １０２，１０５ 溶湯 １０３ 枠体 １０４ 棒材 １０６ ナゲット固形物 ２０６ ナゲット銅 ３０１ シャフト炉 ３０２ バーナ ３０３ 炉底 ３０４ 排出口 ３０５ 溶湯

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スクラップ対象の線状の金属材を粒状に
   切断した所定量のナゲット材と、 底面及び天井面が開口され、内部に所定量の前記ナゲッ
   ト材が投入された金属の枠体と、 前記枠体の底部、前記枠体内及び上部に流し込まれた金
   属とを具備することを特徴とする固形化されたナゲット
   材。
2. 【請求項２】 前記ナゲット材は、全体の２０〜８０％
   を占めることを特徴とする請求項１記載の固形化された
   ナゲット材。
3. 【請求項３】 スクラップ対象の線状の金属材を粒状に
   切断してナゲット材を生成し、 少量の溶湯を満たした鋳型内に金属材で枠形の囲いを形
   成し、 前記囲い内に前記ナゲット材を入れ、 前記囲い内及び前記鋳型内に金属の溶湯を注入してナゲ
   ット材の固形物を生成することを特徴とするナゲット材
   の固形化方法。