(57)【要約】【課題】  金属鉱滓から分離された粒状灰分の冷却時間を短縮することができるロータリクーラを提供する。【解決手段】  基台２５上に回転可能に支持される管体２１と、当該管体２１をその軸線を中心として回転させる駆動装置２２と、前記管体２１の上方に配置されて当該管体２１の外表面に冷却水を散布する散水装置２３とを備えており、前記管体２１の内周面には、粒状灰分４を反転させる反転部材３７が少なくとも１つ設けられており、当該反転部材３７の管体２１の軸中心側の部分には、管体２１の軸線を通る垂線と垂直な平面部が形成されており、当該平面部は、管体２１の軸線方向に管体２１の一端側から他端側に延びるように、かつ管体２１の軸線方向に垂直な幅方向両端部が管体２１の内周面と連続するように形成されてなる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属残滓から分離された粒状灰分を冷却するロータリクーラであって、
基台上に回転可能に支持されるとともに、軸線方向一端に粒状灰分を受け入れる第一の受入口を、軸線方向他端に冷却された粒状灰分を排出する第一の排出口を有して、その軸線が第一の受入口から第一の排出口に向かって水平より下方に傾斜するように配置された管体と、
前記管体の上方に配置されて当該管体の外表面に冷却水を散布する散水装置とを備えており、
前記管体の内周面には、粒状灰分を反転させる反転部材が少なくとも１つ設けられており、
当該反転部材の前記管体の軸中心側の部分には、当該管体の軸線を通る垂線と略垂直な平面部が形成されており、
当該平面部は、前記管体の軸線方向に当該管体の一端側から他端側に延びるように、かつその幅方向の両端部が前記管体の内周面と連続するように形成されてなる、ロータリクーラ。
【請求項２】
前記平面部の表面が、粒状灰分との摩擦係数を大きくすべく凸凹状に形成されてなる、請求項１記載のロータリクーラ。
【請求項３】
前記管体は内周面に対して転動可能な転動体をさらに収容しており、
当該転動体が前記管体の軸線方向と略同一の方向に向けて配置されている、請求項１記載のロータリクーラ。
【請求項４】
前記管体の第一の排出口から排出される粒状灰分を分級する分級部をさらに備えており、
当該分級部は、管状に形成され、前記管体の第一の排出口側に同軸に配置され、その軸線方向一端に前記管体の第一の排出口に連結される当該第一の排出口から排出される粒状灰分を受け入れる第二の受入口を、その軸線方向他端に当該第二の受入口から受け入れた粒状灰分のうち粗粒灰分を排出する第二の排出口を備えており、
前記分級部の軸方向中間部が軸線方向に沿って一または複数の分級領域に区分けされ、それぞれの分級領域に対応する分級部の管壁に粒状灰分の分級サイズに応じた貫通孔が形成されており、
前記分級部の軸線方向に並ぶ分級領域のうち第二の受入口側の分級領域に形成される貫通孔が、第二の排出口側の分級領域に形成される貫通孔より小さくなるように形成されてなる、請求項１記載のロータリクーラ。
【請求項５】
前記分級部の分級領域のうち第二の受入口側の分級領域に形成される貫通孔が第二の排出口側の分級領域に形成される貫通孔に比して大きい場合において、
前記分級部の第二の受入口側の分級領域の外側にこれと同心に配置された、当該分級領域に形成される貫通孔よりも小さくかつ当該分級領域の第二の排出口側の分級領域に形成される貫通孔よりも小さい貫通孔を外周部に有する管状の外側分級部と、
前記分級部の第二の受入口側の分級領域の外周部にその周方向に所定間隔で配置された、前記分級部の第二の受入口側の分級領域と前記外側分級部との間に溜まる粒状灰分を掻き上げる掻き上げ板とをさらに備えてなる、請求項４記載のロータリクーラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属鉱滓から分離された粒状灰分を冷却するロータリクーラに関し、特にアルミニウム鉱滓から分離された粒状灰分を冷却するロータリクーラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の、アルミニウム鉱滓などの金属鉱滓から金属分を回収する金属再収装置（特許文献１及び２）は、金属鉱滓を坩堝中に投入して撹拌し、自己発熱（テルミット反応）を利用して比重の大きい金属分（例えば純アルミニウム）と比重の小さい灰分、つまり金属酸化物（例えば、酸化アルミニウム）とに分離し、坩堝の底部に溜まった金属分を坩堝底部に設けられた出湯口から別の坩堝に排出し、坩堝内に残った粒状灰分を坩堝内から人力で掻き出すあるいは坩堝を伏倒させて排出するようになっている。
【０００３】
上記の別の坩堝に排出された金属分は原料として再び使用される。一方坩堝から排出された粒状灰分は、この粒状灰分を冷却するためのロータリクーラに投入される。このロータリクーラは中空円筒状をなしており、その軸線方向両端には、高温の粒状灰分を受け入れる受入口と、冷却された粒状灰分を排出する排出口とがそれぞれ設けられている。ロータリクーラは、その軸線が水平から若干傾いた（例えば０．５°）状態で設置され、軸線を中心に回転されるように構成されている。またロータリクーラの上方には、当該ロータリクーラの上側外表面に冷却水を散布する散水装置が配置されている。これにより、ロータリクーラの受入口から投入され当該ロータリクーラの鉛直下方部分に軸方向に沿って堆積した灰が、排出口に向かって移動し、所定温度まで冷却される。
【０００４】
しかしながらロータリクーラが上記のとおり中空円筒状であるため、ロータリクーラが軸線を中心に回転しても、粒状灰分がロータリクーラの内周面に沿って上方に移動し自重により元の位置に滑って戻るだけである。そのため粒状灰分がロータリクーラの内周面に接触する部分はよく冷却されるが、その他の部分が十分に冷却されない。その結果このロータリクーラでは、粒状灰分を所定温度まで冷却するのに時間が掛かるという問題がある。
【０００５】
また従来技術では、ロータリクーラから排出される粒状灰分の粒の大きさが様々であるため、これらの粒状灰分を、別体の分級器を設けて、セメントの増量剤や製鋼の保温材、化学薬品のフラックスなどの用途に応じた大きさに分級している。このように、別体の分級器を設けることで、ロータリクーラから分級器への搬送装置などが必要となり、粒状灰分を処理する装置全体が大きく複雑になっている。
【特許文献１】実公昭６１−１２５５７号公報  （第１図）
【特許文献２】実公平３−５４１３７号公報  （第１図、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、金属鉱滓から分離された粒状灰分の冷却時間を短縮することができるロータリクーラを提供することを目的とする。
【０００７】
また冷却された粒状灰分を適当なサイズに分級することができるロータリクーラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るロータリクーラは、金属残滓から分離された粒状灰分を冷却するロータリクーラであって、基台上に回転可能に支持されるとともに、軸線方向一端に粒状灰分を受け入れる第一の受入口を、軸線方向他端に冷却された粒状灰分を排出する第一の排出口を有して、その軸線が第一の受入口から第一の排出口に向かって水平より下方に傾斜するように配置された管体と、前記管体の上方に配置されて当該管体の外表面に冷却水を散布する散水装置とを備えており、前記管体の内周面には、粒状灰分を反転させる反転部材が少なくとも１つ設けられており、当該反転部材の管体の軸中心側の部分には、前記管体の軸線を通る垂線と略垂直な平面部が形成されており、当該平面部は、管体の軸線方向に管体の一端側から他端側に延びるように、かつその幅方向の両端部が前記管体の内周面と連続するように形成されてなる。
【０００９】
この構成によれば、金属鉱滓から分離された粒状灰分の冷却時間を短縮することが可能となる。概説すると、管体内に投入された粒状灰分は、管体の鉛直下方の部分に軸線方向に沿って堆積する。管体を軸線を中心として回転させると、堆積した粒状灰分は管体の内周面に沿って上方に移動し、自重によって管体の内周面に沿って滑り落ちる。堆積した粒状灰分が反転部材上にきたときに、平面部のうちの管体の回転方向と反対側の端部から管体の内周面に至る部分が屈曲しているため、この部分に引っ掛かり従来のように滑り落ちることはなくそのまま上方に移動する。平面部が所定角度に到達したときにこの粒状灰分は反転し、粒状灰分の管体の内周面に当接していた部分とは反対側の部分が管体の内周面と当接する。その結果、これまで直接冷却されていなかった粒状灰分が管体の内周面で直接冷却される。これにより、粒状灰分の冷却時間を短縮することが可能となる。
【００１０】
また管体が、その軸線が第一の受入口から第一の排出口に向かって水平より下方に傾斜するように配置されているので、粒状灰分は第一の排出口に向かって前進させることができる。その結果、粒状灰分を冷却しながら前進させることが可能となる。これにより多くの粒状灰分を効率よく処理することが可能となる。
【００１１】
前記平面部の表面が、粒状灰分との摩擦係数を大きくすべく凸凹状に形成されることが好ましい。この構成では、粒状灰分が反転部材の平面部にきたあと平面部が傾斜しても、粒状灰分全体は平面部から滑り落ちることなく、平面部が所定角度に傾斜するまで留まる。そして平面部が所定角度に到達したときに粒状灰分は反転する。その結果、上記と同様の理由により、粒状灰分の冷却時間を短縮することが可能となる。
【００１２】
前記管体は内周面に対して転動可能な転動体をさらに収容しており、当該転動体が前記管体の軸線方向と略同じ方向に向けて配置されることが好ましい。この場合転動体が、自己発熱によって管体内部に溶着しうる粒状灰分を押しつぶす。そして、このときの衝撃により粒状灰分を管体の内周面から掻き落とす。これにより、粒状灰分の移動が阻害されないし、また管体の冷却面（内周面）を確保することができ冷却効率の低下を回避することができる。その結果、粒状灰分の冷却時間が伸びることを抑制することが可能となる。
【００１３】
前記管体の第一の排出口から排出される粒状灰分を分級する分級部をさらに備えており、当該分級部は、管状に形成され、前記管体の第一の排出口側に同軸に配置され、その軸線方向一端に前記管体の第一の排出口に連結される当該第一の排出口から排出される粒状灰分を受け入れる第二の受入口を、その軸線方向他端に当該第二の受入口から受け入れた粒状灰分のうち粗粒灰分を排出する第二の排出口を備えており、前記分級部の軸方向中間部が軸線方向に沿って一または複数の分級領域に区分けされ、それぞれの分級領域に対応する分級部の管壁に粒状灰分の分級サイズに応じた貫通孔が形成されており、前記分級部の軸線方向に並ぶ分級領域のうち第二の受入口側の分級領域に形成される貫通孔が、第二の排出口側の分級領域に形成される貫通孔より小さくなるように形成されることが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、管体内で冷却された粒状灰分を適当なサイズに分級することが可能となる。概説すると、分級部が管体と同軸に配置されているので、上記と同様の理由により、分級部に投入された粒状灰分は軸線方向の第二の排出口に向けて前進する。前記分級部の軸線方向中間部が軸線方向に沿って一または複数の分級領域に区分けされ、それぞれの分級領域に対応する分級部の管壁に粒状灰分の分級サイズに応じた貫通孔が形成されており、前記分級部の軸線方向に並ぶ分級領域のうち第二の受入口側の分級領域に形成される貫通孔が、第二の排出口側の分級領域に形成される貫通孔より小さくなるように形成されているので、粒状灰分を所望のサイズに確実に分級することができる。
【００１５】
またこのように管体と一体に分級部を設けたことにより、設備全体をコンパクト且つ簡素化することも可能となる。
【００１６】
前記分級部の分級領域のうち第二の受入口側の分級領域に形成される貫通孔が第二の排出口側の分級領域に形成される貫通孔に比して大きい場合において、前記分級部の第二の受入口側の分級領域の外側にこれと同心に配置された、当該分級領域に形成される貫通孔よりも小さくかつ当該分級領域の第二の排出口側の分級領域に形成される貫通孔よりも小さい貫通孔を外周部に有する管状の外側分級部と、前記分級部の第二の受入口側の分級領域の外周部にその周方向に所定間隔で配置された、前記分級部の第二の受入口側の分級領域と前記外側分級部との間に溜まる粒状灰分を掻き上げる掻き上げ板とをさらに備えてなることが好ましい。
【００１７】
この構成では、分級部がいわゆる二重構造になっている。内側分級部が目が粗く、外側分級部が目が細かい。これにより、目の細かい外側分級部の負荷を軽減してこの外側分級部が破損することを防止することが可能となる。また掻き上げ板を設けることにより、内側分級部を通過した比較的大きな粒状灰分を内側分級部の上部まで掻き上げ、再び内側の分級部の貫通孔から内側分級部の内部に戻すことが可能となる。これにより、比較的大きな粒状灰分を第二の排出口側に移動させて、外側分級部に掛かる負荷を低減することが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るロータリクーラによれば、金属鉱滓から分離された粒状灰分の冷却時間を短縮することができる。また管体で冷却された粒状灰分を適当なサイズに分級することができる。さらに設備全体をコンパクト且つ簡素化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態に係るロータリクーラを含む金属鉱滓処理システムの構成を模式的に示すフロー図である。
【００２１】
金属鉱滓処理システムを説明する前に金属鉱滓について簡単に説明する。通常、金属製品（例えば、アルミ缶の材料やサッシなどのアルミ製品）を製造する過程では、まず金属地金やスクラップを溶解炉で熔解する。このとき、溶湯面上に酸素化合物や窒素化合物などが生成される。これらを一般的に金属鉱滓と称している。この金属鉱滓の中には、まだ使える金属分も含んでいる。
【００２２】
金属鉱滓処理システムは、上記の金属鉱滓から再使用可能な金属分と灰分とに分離するシステムである。金属鉱滓処理システムによって分離された金属分はリサイクルされ金属製品となる。一方灰分はセメントの増量剤や化学薬品のフラックス、製鋼の保温剤などに使用される。
【００２３】
金属鉱滓としてはいろいろあるが、ここでは、アルミニウム鉱滓を一例として、金属鉱滓処理システムを説明する。
【００２４】
図１に示すように、アルミニウム鉱滓処理システム１は、アルミニウム鉱滓２からアルミニウム３を回収するアルミニウム再収装置１０と、このアルミニウム再収装置１０で分離されたアルミニウム酸化物などの灰分４を冷却して分級する本発明の実施の形態に係るロータリクーラ２０とを備える。
【００２５】
アルミニウム再収装置１０は、上述した溶解炉からアルミニウム鉱滓を溶けた状態で収容する第一の坩堝１１と、この第一の坩堝１１内のアルミニウム鉱滓２を撹拌する撹拌機１２と、分離されたアルミニウム３を収容する第二の坩堝１３と、分離された灰分４をロータリクーラ２０に導くシュータ１４とを備える。
【００２６】
前記第一の坩堝１１は例えば有底筒状に形成されている。第一の坩堝１１は開放端を鉛直上方に向けて第一の基台１１ａ上に設置されている。第一の坩堝１１の底部には、分離されたアルミニウム３を出湯するための出湯口１１ｂが設けられている。この出湯口１１ｂは、第一の坩堝１１にアルミニウム鉱滓２が挿入されるとき閉じられ、分離されたアルミニウム３を排出するとき開放されるようになっている。第一の坩堝１１は可搬式であって、搬送機（図示せず）などによって第一の基台１１ａ上に設置されるようになっている。
【００２７】
前記撹拌機１２は、第一の坩堝１１の上方に配置され、回転軸１２ａと、回転軸１２ａの上端部に取り付けられ回転軸１２ａを回転させるモータ１２ｂと、回転軸１２ａの下端部に取り付けられた撹拌羽根１２ｃとを備える。撹拌機１２は、図示されていないが、昇降装置（図示せず）を用いて昇降されるようになっている。これにより撹拌機１２を第一の坩堝１１内に挿入したり、第一の坩堝１１から引き上げることができるようになっている。
【００２８】
前記第二の坩堝１３は、第一の坩堝１１と同様、例えば有底筒状に形成されている。第二の坩堝１３はその開放端の中央が第一の坩堝１１の出湯口１１ａに向くように第一の坩堝１１の下方に配置されている。これにより第二の坩堝１３は、第一の坩堝１１の出湯口１１ｂから排出されるアルミニウム３を受けることが可能となる。
【００２９】
前記シュータ１４は、樋状に形成されており、図１に示すように第一の坩堝１１が実公平３−５４１３７号に開示されているような反転装置（図示せず）を用いて伏倒されたときに第一の坩堝１１から排出される灰分４を受けることができるように配置されている。シュータ１４は、第一の基台１１ａとロータリクーラ２０との間に設置され、第一の基台１１ａ側からロータリクーラ２０側に向かって下方に傾斜して延びるように配置され、しかもシュータ１４の排出口が後述するロータリクーラ２０の第一の受入口２５に向かうように配置されている。これにより第一の坩堝１１からロータリクーラ２０に灰分４を搬送することが可能となる。
【００３０】
以上のように構成されるアルミニウム再収装置１０では、まずアルミニウム鉱滓２を収容した第一の坩堝１１を第一の基台１１ａ上に設置する。撹拌機１２を第一の坩堝１１内に挿入し、撹拌機１２によって第一の坩堝１１内のアルミニウム鉱滓２を撹拌する。するとアルミニウム鉱滓２がテルミット反応によって自己加熱され、比重の大きいアルミニウム３と比重の小さい灰分４とに分離される。比重の大きいアルミニウム３は第一の坩堝１１の底部側に溜まり、比重の小さい灰分４は第一の坩堝１１の上部側であってアルミニウム３の上側に溜まる。その後、第一の坩堝１１の出湯口１１ｂを開放して、第二の坩堝１３内にアルミニウム３を排出する。その結果、第一の坩堝１１には灰分４が残る。この灰分４は通常粒状をなしている。以下、この灰分４を粒状灰分と称する。そのあと上述した反転装置を用いて第一の坩堝１１を伏倒して、第一の坩堝１１内に残った粒状灰分４をシュータ１４に排出する。この粒状灰分１４を、シュータ（樋）１４を通じてロータリクーラ２０に投入する。
【００３１】
前記ロータリクーラ２０は、管体２１と、管体２１を軸線を中心として回転させる駆動装置２２と、管体２１の外表面に冷却水を散布する散水装置２３と、前記粒状灰分４を分級する分級部２４とを備える。このロータリクーラ２０は、前記シュータ１４を通じて粒状灰分４を受入可能なように前記アルミニウム再収装置１０に隣接して配置される。
【００３２】
前記管体２１は、前記アルミニウム再収装置１０側（以下、前側または前方という）と反対側（以下、後側または後方という）が縮径された段付き中空円筒状に形成される。なお、以下、管体２１の縮径されていない部分を単に胴部２１ａといい、管体２１の縮径された部分を縮径胴部２１ｂという。管体２１は、その軸線が後方に向かって水平より下側に（例えば０．５°）傾斜するように配置されている。管体２１の胴部２１ａの前方端部には、前記シュータ４からの粒状灰分４を受け入れる第一の受入口２５が形成されている。また管体２１の縮径胴部２１ｂの後方端部には、分級部２４に冷却された粒状灰分４を排出する第一の排出口２６が形成されている。管体２１の胴部２１ａの外周部が、第二の基台２７上に４つのローラ２８を介して回転可能に支持されている。具体的には、管体２１の胴部２１ａの外周部の全周に亘って設けられた２つのフランジ２１ｃが、管体２１の軸線方向に所定距離を離隔して配置されている。前記ローラ２８は第二の基台２７上に設置され、これらのフランジ２１ｃの外周面を支持するように各フランジ２１ｃに対して２つずつ設けられている。それぞれのフランジ２１ｃを支持する２つのローラ２８は、管体２１の軸線に対して略垂直な両側に略水平に振り分けて並列配置されている。なお、ここでは４つのローラ２８を用いているがこれに限定するものではない。４つを超える数のローラを用いてもよい。また管体２１の縮径胴部２１ｂの外周部には、その回転中心が管体２１の軸線と略一致するように従動スプロケット２９が設けられている。この従動スプロケット２９が駆動装置２２によって回転されることによって、管体２１が軸線を中心として回転される。管体２１のさらなる詳細は後述する。
【００３３】
前記駆動装置２２は公知のモータなどから構成されており、正転および逆転可能または正転可能な構造を有する。この駆動装置２２の回転速度は管体２１の大きさによって適宜設定されるが、例えば直径１．５ｍの管体２１の場合６rpm程度に設定されうる。この駆動装置２２の出力軸２２ａには主動スプロケット２２ｂが設けられている。この駆動装置２２は、駆動装置２２の出力軸２２ａの軸線が管体２１の軸線と略平行に配置されるとともに前記主動スプロケット２２ｂおよび前記従動スプロケット２９にチェーン３０が巻回され主動スプロケット２２ｂの回転が従動スプロケット２９に伝達されるように、前記第二の基台２７上に設置されている。これにより駆動装置２２が管体２１を回転させることが可能となる。
【００３４】
前記散水装置２３は公知のパイプ材などから構成される。この散水装置２３は、図示されていないがポンプから冷却水が供給されるようになっている。この散水装置２３は、管体２１の胴部２１ａの上方に管体２１と干渉しないように所定距離を離隔して配置され、また管体２１の胴部２１ａの上側外周部の所定範囲に冷却水を散布しうるように構成されている。具体的に、例えばパイプ状の散水装置２３が平面視でコ字状に配置される。この散水装置２３の下部には、管体２１の胴部２１ａの上側外周部に向けて冷却水を排出する複数の貫通孔が設けられている。この貫通孔は散水装置２３の軸線に沿って所定ピッチで配置されている。これにより散水装置２３は、管体２１の胴部２１ａの上側外周部に対して冷却水を散布することが可能となる。しかも上述したように、管体２１がその軸線を中心として回転されるので、管体２１の胴部２１ａの外周部を冷却水によって偏りなく冷却することが可能となる。
【００３５】
上述した所定範囲は、管体２１の胴部２１ａの外周部に管体２１の軸線方向に所定距離を離隔して取り付けられた水切り板３１により定められる。それぞれの水切り板３１は、管体２１の胴部２１ａの外周部の全周に亘って設けられるとともに、管体２１の胴部２１ａの外周部に対して管体２１の径方向外方に延びるように設けられている。ここでは、これらの水切り板３１は管体２１の前後方に配置されたフランジ２１ｃのそれぞれの内側に配置されている。これにより冷却水が、管体２１の両水切り板３１間に散布されその他の場所に飛散することを抑制することが可能となる。その結果、管体２１の外周部を確実に冷却することが可能となる。
【００３６】
前記分級部２４は、前記管体２１と同様、管状に形成されている。分級部２４は、管体２１の第一の排出口２６と連通するように管体２１の第一の排出口２６に連結されている。従って分級部２４は管体２１の第一の排出口２６と略同径に形成されている。ただしこれに限定するものではない。分級部２４は管体２１と同軸に接続されている。これにより分級部２４は管体２１とともに回転される。分級部２４の後方端部は開放されており、粒状灰分４のうち比較的粒径の大きな粗粒（例えば１０ｍｍ以上）が排出されるようになっている。この分級部２４の開放端部を以下第二の排出口３２という。また上述した第一排出部２６と連通する分級部２４の粒状灰分４を受け入れる部分を第二の受入口３３という。
【００３７】
上記分級部２４の軸線方向両端部の中間部分には、粒状灰分４の搬送するための搬送領域３４と、粒状灰分４を大きさに応じて分級する分級領域３５が、分級部２４の後方に向かって直列に交互に配置されている。具体的に、分級部２４の前方端部には、管体２１の第一の排出口２６に連続する導入搬送領域３４ａが設けられている。この導入搬送領域３４ａに続いて、粒状灰分４のうち比較的粒径の細かい細粒（例えば１．５ｍｍ以下）を排出するための細粒分級領域３５ａが設けられている。この細粒分級領域３５ａに続いて、中間搬送領域３４ｂが設けられている。この中間搬送領域３４ｂに続いて、粒状灰分４のうち粗粒と細粒との間の粒径を有する中粒（例えば１．５〜１０ｍｍ）を排出するための中粒分級領域３５ｂが設けられている。この中粒分級領域３５ｂに続いて、排出搬送領域３４ｃが設けられている。この排出搬送領域３４ｃの後方端部に上述した第二の排出口３２が形成されている。詳細は後述する。なお、ここでは、粒状灰分４を粗粒、中粒、細粒の３種類に分級しているがこれに限定するものではない。
【００３８】
分級部２４で分級された粒状灰分４は、図示されていないが、コンベアなどを用いて適当な位置に搬送され、収容袋などに収容される。
【００３９】
次にロータリクーラ２０の管体２１および分級部２４の主たる特徴部分について図２および図３を用いて詳細に説明する。
【００４０】
図２は、ロータリクーラの管体と分級部との組立図であり、（ａ）は正面図を示し、（ｂ）は右側面図を示し、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図を示し、（ｄ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図を示している。図３は、ロータリクーラの分級部の拡大組立図であり、（ａ）は拡大正面図を示し、（ｂ）は（ａ）のＣ部拡大断面図を示し、（ｃ）は（ｂ）のＤ矢視図を示している。
【００４１】
図２（ａ）および（ｂ）に示すように、上述した管体２１の第一の受入口２５は、管体２１の縮径胴部２１ｂと略同じ径の開口を有する環状の板部材３６から形成されている。当該板部材３６の外周部が胴部２１ａの前方端部の外周部に合わせるように取り付けられている。一方管体２１の第一の排出口２６は、管体２１の縮径胴部２１ｂの後方端部に形成されており、その内径は前記第一の受入口２５の開口の径と略同じである。つまり、管体２１の第一の受入口２５および第一の排出口２６の開口が、管体２１の胴部２１ａの径より小さく形成されている。これにより、管体２１が回転されているときに、管体２１の胴部２１ａ内に投入された粒状灰分４が第一の受入部２５や第一の排出部２６から冷却されることなく排出されることを防ぐことが可能となる。
【００４２】
管体２１の胴部２１ａの内周面の、上述した管体２１の水切り板３１で区分けされた部分にほぼ対応する範囲には、管体２１の軸線方向に沿って所定幅の反転部材３７が設けられている。この反転部材３７は公知の縞鋼板などから構成される。これにより、反転部材３７と粒状灰分４との摩擦係数を高くすることが可能となる。その結果、反転部材３７に載った粒状灰分４は、反転部材３７が水平状態から所定角度傾斜しても滑りにくくなる。
【００４３】
この反転部材３７は、管体２１の軸線を通る垂線と略直交するように配置されている。これにより反転部材３７と管体２１の胴部２１ａの内周部との間に、管体２１の第一の受入口２５側から視て弓状の空洞３７ａが形成される。反転部材３７の長手方向両端部は、図示されていないが、前記空洞３７ａに粒状灰分４が入り込まないように板材などで閉じられている。なお、ここでは、この反転部材３７の管体２１の軸中心側の部分が平面部を構成する。
【００４４】
上記所定幅は、管体２１の胴部２１ａ内に投入された粒状灰分４が管体２１の軸線方向に沿って分布したときの幅を基準として適宜設定される。具体的には反転部材３７の幅として、例えば管体２１の胴部２１ａの内径の約０．４に設定することができる。もちろんこれに限定するものではない。
【００４５】
また反転部材３７は、ここでは１箇所に設けているが、複数箇所に設けても構わない。例えば、２つの反転部材３７を、管体２１の胴部２１ａの内周面の、管体２１の軸線に対して対称となる位置に取り付けることができる。これにより管体２１の偏心量が小さくなり、管体２１をスムーズに回転させることができる。
【００４６】
以上のように反転部材３７を設けることにより、この反転部材３７に堆積される粒状灰分４を簡単に反転させることが可能となる。その結果、粒状灰分４の管体２１の内周面に当接して冷却されていた部分とは反対側の部分が管体２１の内周面に当接して直接冷却される。これにより、アルミニウム鉱滓２から分離された粒状灰分４の冷却時間を短縮することが可能となる。
【００４７】
また管体２１の胴部２１ａの内部に、当該胴部２１ａの内周面に対して転動可能な丸棒３８を収容することが望ましい。この丸棒３８は管体２１の軸線に略平行に配置される。この丸棒３８は、管体２１が回転しても、自重により前記胴部２１ａの内周面上を転動して、当該胴部２１ａの鉛直下方の部分にくるようになっている。これにより、粒状灰分４が自己発熱で前記胴部２１ａの内周面に溶着しそうな場合であっても、丸棒３８が溶着しそうな粒状灰分４を押しつぶして、このときの衝撃により粒状灰分４の前記胴部２１ａの内周面への付着を阻止する、あるいは溶着しそうな粒状灰分４を前記胴部２１ａの内周面から掻き落とすことが可能となる。その結果、粒状灰分４の移動が阻害されることなく、また管体２１の冷却面が確保される。以上により、粒状灰分４の冷却時間を短縮することが可能となる。なお、ここでは、丸棒３８が転動体を構成する。
【００４８】
また管体２１の胴部２１ａの後方のフランジ２１ｃと後方の水切り板３１との間の内周面には、粒状灰分４の排出量を規制する仕切板３９が管体２１と同心で設けられている。図２（ｃ）に示すように、仕切板３９は管体２１の軸線方向の第一の受入口２５側から視て環状に形成されている。仕切板３９の外周部には、平面視で矩形状の凹部３９ａが周方向に所定ピッチで配設されている。仕切板３９の内側の開口３９ｂは、前記第一の受入口２５の開口と略同じ大きさに形成されている。この仕切板３９は、その外周部が前記胴部２１ａの内周面に沿うように取り付けられている。これにより仕切板３９の凹部３９ａと前記胴部２１ａの内周面との間に、管体２１の軸線方向に貫通する断面矩形状の孔が形成される。この孔から粒状灰分４が排出される。そしてこの孔の大きさおよび個数を適宜設定することにより、粒状灰分４の管体２１からの排出量を規制することが可能となる。これにより、粒状灰分４を管体２１内で十分冷却して分級部２４に排出することが可能となる。なお、ここでは前記凹部３９ａの形状は平面視で矩形状であるが、これに限定するものではない。
【００４９】
さらに管体２１の胴部２１ａの仕切板３９から縮径胴部２１ｂの前方端部に至るまでの内周面には、管体２１内で冷却された粒状灰分４を縮径胴部２１ｂを経て分級部２４に排出するための第一の掻き上げ板４０が周方向に所定ピッチで配設されている。この第一の掻き上げ板４０は、管体２１が正転するとき粒状灰分４をすくい上げて分級部２４に排出し、逆転するとき粒状灰分４を分級部２４に排出しないように構成されている。具体的には、第一の掻き上げ板４０は、上記仕切板３９の後方から縮径胴部２１ｂに向かって、管体２１の軸線方向に対して斜めに延びるように配設され、また前記胴部２１ａの内周面に径方向内方に向かって延びるように設けられている。第一の掻き上げ板４０の先端部４０ａは、管体２１の正転方向とは反対側に所定角度屈曲している。これにより、第一の掻き上げ板４０は、仕切板３９から排出された粒状灰分４をすくい上げることが可能となる。
【００５０】
図２（ｄ）に示すように、管体２１の縮径胴部２１ｂの外周部には、上述したように前記第一のスプロケット２９が管体２１の軸線と同軸に取り付けられている。管体２１の縮径胴部２１ｂの前記胴部２１ａの後方端部から第一のスプロケット２９に至るまで間の外周部には、補強リブ２１ｄが周方向に所定ピッチで配設されている。これにより、第一のスプロケット２９に駆動装置２２による曲げモーメントが作用しても、前記縮径胴部２１ｂが曲がらないようになっている。
【００５１】
図３（ａ）に示すように、分級部２４の導入搬送領域３４ａ、中間搬送領域３４ｂおよび排出搬送領域３４ｃは管壁に貫通孔を有しないパイプでそれぞれ形成されている。図３（ａ）および（ｂ）に示すように、分級部２４の細粒分級領域３５ａは、粒状灰分４の細粒を分級する金網４１（例えば１２メッシュ）と、この金網４１を保護する孔あき（例えば、孔径２５ｍｍ）の保護板４２とを備える。なお、ここでは、金網４１が外側分級部を構成する。
【００５２】
この保護板４２は管状に形成され、その軸線方向両側に上記のとおり導入搬送領域３４ａと中間搬送領域３４ｂとが配設されている。この保護板４２の外周部には、金網４１を支持するための支持部材４３が設けられている。この支持部材４３は公知のアングル材などからなり、保護板４２の前方部、中間部および後方部にそれぞれ設けられている。この支持部材４３は、保護板４２の全周に亘って、一方の底辺が保護板４２の径方向外方に放射状に延びるようにかつ他方の底辺が保護板４２から離隔して略平行に配置されるように設けられている。ただしこれに限定するものではない。
【００５３】
それぞれの支持部材４３の外周部には、保護板４２の外周面全体を覆うように金網４１が取り付けられている。
【００５４】
図３（ｂ）および（ｃ）に示すように、金網４１、保護板４２および支持部材４３とから形成される空間に、保護板４２を通過してこの空間に溜まった粒状灰分４を保護板４２の外周に沿って掻き上げる第二の掻き上げ板４４が配置されている。この第二の掻き上げ板４４は、保護板４２の外周部にその周方向に所定ピッチで、かつ保護板４２の軸線方向に沿って各支持部材４３間に亘って立設されている。しかも第二の掻き上げ板４４の先端は、金網４１から所定距離（例えば１０ｍｍ程度）離隔されている。以上により、保護板４２を通過した比較的大きな粒状灰分４を保護板４２の上部まで掻き上げ、再び保護板４２の孔から保護板４２の内部に戻すことが可能となる。これにより、比較的大きな粒状灰分４を後方の中間搬送領域３４ｂに移動させて、金網４１に掛かる負荷を低減することが可能となる。また第二の掻き上げ板４４と金網４１との間に空隙を設けることにより、比較的小さな粒状灰分４が分級されることなく第二の掻き上げ板４４によって保護板４２の上部まで掻き上げられることを回避することが可能となる。その結果、粒状灰分４を比較的円滑に分級することが可能となる。
【００５５】
また図３（ａ）に示すように、分級部２４の中粒分級領域３５ｂは、前記金網４１の孔よりも小さく前記保護板４２の孔よりも大きな孔（例えば１０ｍｍ）を備える管状のパイプからなる。これにより、前記分級部２４の細粒分級領域３５ａを通過した粒状灰分４のうち中粒のものが分級される。
【００５６】
この分級部２４の中粒分級領域３５ｂで分級されなかった粒状灰分４は、中粒分級領域３５ｂの後方に接続される排出搬送領域３４ｃを通って第二の排出口３２から排出される。
【００５７】
なお、上述した実施形態は一例であり、本発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は可能であり、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施の形態に係るロータリクーラを含む金属鉱滓処理システムの構成を模式的に示すフロー図である。
【図２】ロータリクーラの管体と分級部との組立図であり、（ａ）は正面図を示し、（ｂ）は右側面図を示し、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図を示し、（ｄ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図を示している。
【図３】ロータリクーラの分級部の拡大組立図であり、（ａ）は拡大正面図を示し、（ｂ）は（ａ）のＣ部拡大断面図を示し、（ｃ）は（ｂ）のＤ矢視図を示している。
【符号の説明】
【００５９】
１…アルミニウム鉱滓処理システム
２…アルミニウム鉱滓
３…アルミニウム
４…灰分（粒状灰分）
５…第一の板状体
１０…アルミニウム再収装置
１１…第一の坩堝
１１ａ…出湯口
１１ｂ…第一の基台
１２…撹拌機
１２ａ…回転軸
１２ｂ…モータ
１２ｃ…撹拌羽根
１３…第二の坩堝
１４…シュータ
２０…ロータリクーラ
２１…管体
２２…駆動装置
２２ａ…出力軸
２２ｂ…主動スプロケット
２３…散水装置
２４…分級部
２５…第二の基台
２６…ローラ
２７…第一の受入口
２８…第一の排出口
２９…従動スプロケット
３０…チェーン
３１…水切り板
３２…第二の排出口
３３…第二の受入口
３４…搬送領域
３５…分級領域
３６…板部材
３７…反転部材
３８…丸棒
３９…仕切板
４０…第一の掻き上げ板
４１…金網
４２…保護板
４３…支持部材
４４…第二の掻き上げ板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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