(57)【要約】【課題】研削切粉などの鉄系金属加工屑を省エネルギーで成形して要求強度を満足するブリケット及びその製造方法を提供する。【解決手段】鉄系金属加工屑にプレス圧を加えて成形するブリケットにおいて、研削切粉の重量％を１０重量％〜３５重量％とした。また、所望の大きさに粉砕した粘性のある含水研削切粉と、歯切り切粉などの金属加工屑を供給ホッパ７で混合し、次いで混合した材料に圧縮プレス機８によりプレス圧を加えて鉄系金属加工屑のブリケットＢを成形する。粘性のある含水研削切粉の研削液の含有量は、２０重量％〜６０重量％である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄系金属加工屑にプレス圧を加えて成形するブリケットにおいて、研削切粉の重量％が１０重量％〜３５重量％であることを特徴とする鉄系金属加工屑のブリケット。
【請求項２】
前記研削切粉以外の成分として、旋削切粉、歯切り切粉、プレス屑のうちいずれか一つを含む請求項１記載の鉄系金属加工屑のブリケット。
【請求項３】
所望の大きさに粉砕した粘性のある含水研削切粉と、歯切り切粉などの金属加工屑を混合し、この混合材料にプレス圧を加えて鉄系金属加工屑のブリケットを成形することを特徴とする鉄系金属加工屑のブリケット製造方法。
【請求項４】
前記含水研削切粉の研削液の含有量が、２０重量％〜６０重量％である請求項３記載の鉄系金属加工屑のブリケット製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、研削加工などにより排出される金属加工屑を高炉用原料として再利用するブリケット及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、研削加工で生じる研削切粉を自然乾燥させて研削液の含有量を２０重量％以下にし、この研削切粉にショットブラストで生じるショット粕と、歯切り加工で生じる歯切り切粉で含油量を６重量％以下にしたものを加えると共に、これらの配合比を、２（研削切粉）：１（ショット粕）：７（歯切り切粉）にして混合攪拌した後に、プレス圧を加えてブリケットを製造する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２―２４１８５４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ショット粕を混合する特開２００２―２４１８５４号公報に記載のブリケットの製造方法においては、ショット粕がプレス圧を加えて水分を押し出す際に邪魔になり、また混合の仕方によってはショット粕がブリケット化した後において落下強度の低下や要求強度のばらつきを招き、割れの原因となっているという問題がある。
【０００５】
本発明は、従来の技術が有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、研削切粉などの鉄系金属加工屑を省エネルギーで成形して要求強度を満足するブリケット及びその製造方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく請求項１に係る発明は、鉄系金属加工屑にプレス圧を加えて成形するブリケットにおいて、研削切粉の重量％が１０重量％〜３５重量％である。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の鉄系金属加工屑のブリケットにおいて、前記研削切粉以外の成分として、旋削切粉、歯切り切粉、プレス屑のうちいずれか一つを含むようにした。
【０００８】
請求項３に係る発明は、所望の大きさに粉砕した粘性のある含水研削切粉と、歯切り切粉などの金属加工屑を混合し、この混合材料にプレス圧を加えて鉄系金属加工屑のブリケットを成形する。
【０００９】
請求項４に係る発明は、請求項３記載の鉄系金属加工屑のブリケット製造方法において、前記含水研削切粉の研削液の含有量を、２０重量％以上で６０重量％以下とした。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。ここで、図１はブリケット製造装置の側面図、図２は同じく上面図、図３はスクリュウコンベア粉砕機の側面図、図４は押え板の正面図、図５は擂り潰し粉砕機の概要正面図、図６は同じく概要側面図、図７はブリケット製造装置の動作説明図、図８は研削切粉と歯切り切粉の配合比率と落下強度の関係を示す図、図９はブリケットの斜視図である。
【００１１】
本発明に係る鉄系金属加工屑のブリケットは、研削切粉が１０重量％〜３５重量％、歯切り切粉が９０重量％〜６５重量％の配合比率で成形されている。研削切粉に配合する成分としては、歯切り切粉の他に旋削切粉、プレス屑のうちいずれか一つでもよい。
【００１２】
歯切り切粉とは、ホブ盤やギヤシェ−パなどの加工により発生した金属屑で１〜４ｍｍ程度の鉄系粒状の切屑をさし、遠心分離機にて油分を６重量％以下に脱油した状態で混合されるが、近年は歯切り加工がドライ化され、切削油を使用せず歯切りを行うのが主流となっている。
【００１３】
旋削切粉とは、旋盤加工、ボール盤やフライス盤などの加工により発生する金属屑で螺旋状又は緩やかな直線状の連続する切屑をさす。なお、旋削切粉が長めの状態では、搬送時に支障を来たす場合があるため、所望の長さに切断又は粉砕して用いるのが望ましい。
【００１４】
次に、鉄系金属加工屑のブリケットの製造装置は、図１及び図２に示すように、研削切粉ホッパ１と、研削切粉ホッパ１から供給される凝固した研削切粉をある程度の大きさに砕くスクリュウコンベア粉砕機２と、スクリュウコンベア粉砕機２により搬入される研削切粉をさらに所望の大きさに砕く擂り潰し粉砕機３と、歯切り切粉ホッパ４と、歯切り切粉ホッパ４から供給される歯切り切粉を搬送するスクリュウコンベア５と、擂り潰し粉砕機３により砕かれた研削切粉とスクリュウコンベア５により搬送された歯切り切粉を配合しながら搬送する搬送コンベア６と、搬送コンベア６により搬送される研削切粉と歯切り切粉の配合原料を貯留する供給ホッパ７と、供給ホッパ７から供給される配合原料をプレスしてブリケットＢを製造する圧縮プレス機８を備える。
【００１５】
なお、９はスクリュウコンベア粉砕機２を駆動するモータ、１０はスクリュウコンベア５を駆動するモータ、１１は制御盤、１２は供給ホッパ７がオーバーフローしないために貯留量を検出する赤外線センサである。
【００１６】
スクリュウコンベア粉砕機２は、図３に示すように、研削切粉ホッパ１に連通するガイド部材２１内に配設され、先端に鍵状の粉砕アーム２２を外周面にコンベアフィン２３を設けたスクリュウコンベア２４と、粉砕アーム２２の近傍のガイド部材２１に固設した押え板２５からなる。
【００１７】
ガイド部材２１は、スクリュウコンベア２４を覆うように形成され、研削切粉ホッパ１から供給される凝固した研削切粉を受け入れる入口２１ａを上面の形成し、凝固した研削切粉をある程度の大きさに砕いた後に擂り潰し粉砕機３へ搬出するための出口２１ｂを粉砕アーム２２の近傍の下面に形成している。
【００１８】
押え板２５は、図４に示すように、外周面にコンベアフィン２３を設けたスクリュウコンベア２４の外周に沿って、コンベアフィン２３との間に所定の隙間が形成されるように円弧状に形成されている。なお、２６は研削切粉がスクリュウコンベア２４と押え板２５の間に入り込むように導くガイド板、２７は押え板２５をガイド部材２１に固定するボルトである。
【００１９】
擂り潰し粉砕機３は、図５及び図６に示すように、上面と下面を開口した外枠部材３１と、外枠部材３１の左右下方の内壁面に所定の間隔で固定した複数の円柱状の噛み込み棒３２と、これらの噛み込み棒３２の上部に配置して外枠部材３１の左右の内壁面に固定した複数の仕切り板３３と、噛み込み棒３２と所定の隙間を設けて配設した網目状の金属部材３４と、この網目状の金属部材３４上を外枠部材３１に矢印Ａ方向に往復動作させる往復駆動手段３５を備える。なお、仕切り板３３は、図７に示すように、噛み込み棒３２のピッチ中央に配置するのが望ましい。
【００２０】
往復駆動手段３５は、外枠部材３１の前後左右の外壁面に設けた４個のカムフロア３６と、これらのカムフロア３６を挟むように枠体（不図示）に敷設した４本のガイドレール３７と、一端を外枠部材３１の外壁面に他端をクランク部３８の縁部に接続した連結棒３９と、クランク部３８を回転させるモータ４０からなる。
【００２１】
以上のように構成したブリケットの製造装置を用いる本発明に係る鉄系金属加工屑のブリケットの製造方法について説明する。
先ず、研削加工で排出される粘性のある含水研削切粉を専用台車などで集積回収し、研削切粉ホッパ１に投入する。この回収される研削切粉は、研削水や研削油などの研削液を、２０重量％以上〜６０重量％以下含むスポンジ状の海綿体である。
【００２２】
一方、歯切り加工で生じる歯切り切粉を回収し、歯切り切粉ホッパ４に投入する。切削油を使用している場合には遠心分離機によって含油量を６重量％以下にする。この際、歯切り切粉のサイズは、１〜４ｍｍ程度である。
【００２３】
研削切粉ホッパ１から供給される粘性のある含水状態の研削切粉がスクリュウコンベア粉砕機２に搬入されると、スクリュウコンベア２４がモータ９により回転駆動して研削切粉を出口２１ｂの方へ搬送する。すると、含水状態で凝固した研削切粉は、ガイド板２６と押え板２５の作用によりスクリュウコンベア２４と押え板２５の間に入り込み、更にスクリュウコンベア２４と共に回転する粉砕アーム２２によりある程度の大きさに砕かれる。
【００２４】
ある程度の大きさに砕かれた研削切粉Ｗ１は、図７に示すように、擂り潰し粉砕機３の外枠部材３１内に投入される。すると、複数の噛み込み棒３２と仕切り板３３を設けた外枠部材３１が網目状の金属部材３４上を往復動作することによって、それぞれの噛み込み棒３２が研削切粉Ｗ１を網目状の金属部材３４に押し付ける。そして、研削切粉Ｗ１は網目状の金属部材３４を通過し、少なくとも網目の大きさ以下に粉砕されて搬送コンベア６の上に落下する。
【００２５】
供給ホッパ７において歯切り切粉Ｗ２と混合される際の研削切粉Ｗ１の大きさは、ブリケットＢの強度に影響することが分かった。ブリケットＢの強度を上げるためには、研削切粉Ｗ１をより小さく粉砕し、ブリケットＢ内に均一に分散させることが望ましい。また、研削切粉Ｗ１の重量％を少なくしても、金属部材３４を通過した研削切粉Ｗ１には粘性があるので、その大きさによっては研削切粉Ｗ１同士がくっ付き合ってブリケットＢ内に大きな塊として含まれ、その部位がクラック発生の要因となってしまう。
【００２６】
そこで、網目状の金属部材３４を通過した研削切粉Ｗ１の大きさは、研削切粉Ｗ１がブリケットＢ内に均一に分散されて強度が上がるように、直径が２０ｍｍ以下にすることが好ましい。供給ホッパ７に投入される研削切粉Ｗ１の大きさは、金属部材３４の網目の大きさを適宜選択することにより任意に設定することができる。
【００２７】
一方、歯切り切粉ホッパ４から供給される歯切り切粉Ｗ２は、スクリュウコンベア５により搬送されて搬送コンベア６の上に落下する。
すると、研削切粉Ｗ１と歯切り切粉Ｗ２は搬送コンベア６上で配合されると共に、矢印Ｃ方向に搬送され、研削切粉Ｗ１と歯切り切粉Ｗ２の配合原料を貯留する供給ホッパ７に投入される。
【００２８】
ここで、研削切粉Ｗ１と歯切り切粉Ｗ２の配合比は、スクリュウコンベア２４を駆動するモータ９の回転数とスクリュウコンベア５を駆動するモータ１０の回転数を制御して、研削切粉Ｗ１の擂り潰し粉砕機３への搬出量と歯切り切粉Ｗ２の搬送コンベア６への搬出量を調整することにより任意に設定することができる。
即ち、スクリュウコンベア２４の１回転当たりの研削切粉Ｗ１の搬出量とスクリュウコンベア５の１回転当たりの歯切り切粉Ｗ２の搬出量を考慮して、所望の配合比になるようにモータ９とモータ１０を同期運転すればよい。
【００２９】
次いで、供給ホッパ７で研削切粉Ｗ１と歯切り切粉Ｗ２が混合され、圧縮プレス機８に供給される。配合原料が圧縮プレス機８により圧縮されることで、含水研削切粉の研削液は、圧力を加える方向やその反対方向に排出される。その際、研削液は骨材となる歯切り切粉を伝ってプレス金型（不図示）の壁面に排出される。
【００３０】
そして、一定圧のプレス圧を所定時間保持した後、圧力受け扉（不図示）を開いてブリケットＢをピストン（不図示）がプレス金型の外に押出す。更に、ピストンが圧力受け扉の端部まで前進すると、プレス金型の壁面に付着する油や水分などがドレン溝（不図示）を通って下方に排出される。
すると、成形されたブリケットＢは、払出されて台車１３に収容される。
【００３１】
以上のような方法で製造されたブリケットＢは、高さ２ｍから落下させた場合でもクラックや割れなどが発生せず、要求強度を満足する。図８に示すように、研削切粉と歯切り切粉を配合して成形したブリケットＢの場合、要求落下強度（規格２ｍ以上）を満足させるためには、研削切粉を約３５重量％以下にすればよいことが分かる。
【００３２】
また、本発明に係る鉄系金属加工屑のブリケットＢでは、ショット粕を混合することなく成形した。これは、ショット粕を研削切粉などと混合した場合に、混合の仕方によってショット粕がある一辺に偏ると、クラックが生じてブリケットの落下強度の低下につながり、要求強度のばらつきが生じることが判明したからである。
【００３３】
図９に示すように、研削切粉が２０重量％、歯切り切粉が７０重量％、ショット粕が１０重量％の場合にはクラックが発生している。即ち、研削切粉が３５重量％以下であってもショット粕を１０重量％混ぜることによって落下強度の低下を招くことが分かる。
【００３４】
一方、研削切粉が３０重量％で歯切り切粉が７０重量％の場合にはクラックが発生していない。これは、図８に示す研削切粉と歯切り切粉の配合比率と落下強度の関係からも分かることである。また、研削切粉が１００重量％の場合には、図８に示す落下強度からも分かるようにクラックが発生している。
【００３５】
なお、本発明に係る鉄系金属加工屑のブリケットの製造方法に関する実施の形態では、研削切粉に歯切り切粉を配合させた場合について説明したが、歯切り切粉の代りに旋削切粉やプレス屑などの金属加工屑を用いることができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１又は２に係る発明によれば、研削切粉などの鉄系金属加工屑を用いて省エネルギーで成形され、且つ要求強度を満足することができる。
【００３７】
請求項３又は４に係る発明によれば、自然乾燥をしなくても粘性のある含水研削切粉などの鉄系金属加工屑を省エネルギーで成形することができ、コスト低減が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ブリケット製造装置の概要側面図
【図２】ブリケット製造装置の概要上面図
【図３】スクリュウコンベア粉砕機の側面図
【図４】押え板の正面図
【図５】擂り潰し粉砕機の概要正面図
【図６】擂り潰し粉砕機の概要側面図
【図７】ブリケット製造装置の動作説明図
【図８】研削切粉と歯切り切粉の配合比率と落下強度の関係を示す図
【図９】ブリケットの斜視図
【符号の説明】
１…研削切粉ホッパ、２…スクリュウコンベア粉砕機、３…擂り潰し粉砕機、４…歯切り切粉ホッパ、５，２４…スクリュウコンベア、６…搬送コンベア、７…供給ホッパ、８…圧縮プレス機。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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