(57)【要約】【課題】オーステナイトからマルテンサイトへの変態による磁性化処理技術に基づき、再利用可能なオーステナイト系ステンレス鋼の廃棄物を一般的な磁気分別法で確実に分別することができる有用性の高い廃棄物の分別方法および装置を提供する。【解決手段】弱磁性材料であるオーステナイト系ステンレス鋼を含む廃棄物１から、そのステンレス鋼を吸着しない磁力を用いて強磁性材料の廃棄物２を磁気分別する一次磁気分別工程Ｂと、強磁性材料の廃棄物２が除去された残りの廃棄物に冷間加工を施すことにより、その廃棄物中のステンレス鋼にマルテンサイト相を生成してそのステンレス鋼の磁性を向上させる冷間加工工程Ｃと、この冷間加工工程において磁性が向上したステンレス鋼を吸着し得る磁力を用いた磁気分別により、その磁性が向上したステンレス鋼の廃棄物を非磁性材料の廃棄物から分離回収する二次磁気分別工程Ｄとを備える。【選択図】  図２
2004209369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弱磁性材料であるオーステナイト系ステンレス鋼を含む廃棄物に、冷間加工を施すことにより前記廃棄物中のステンレス鋼にマルテンサイト相を生成して当該ステンレス鋼の磁性を向上させ、この磁性が向上したステンレス鋼を吸着し得る磁力を用いて磁気分別することにより、前記ステンレス鋼の廃棄物を非磁性材料の廃棄物から分離回収することを特徴とする廃棄物の分別方法。
【請求項２】
弱磁性材料であるオーステナイト系ステンレス鋼を含む廃棄物から、当該ステンレス鋼を吸着しない磁力を用いて強磁性材料の廃棄物を磁気分別する一次磁気分別工程と、前記強磁性材料の廃棄物が除去された残りの廃棄物に冷間加工を施すことにより、前記廃棄物中のステンレス鋼にマルテンサイト相を生成して当該ステンレス鋼の磁性を向上させる冷間加工工程と、この冷間加工工程において磁性が向上したステンレス鋼を吸着し得る磁力を用いた磁気分別により、当該磁性が向上したステンレス鋼の廃棄物を非磁性材料の廃棄物から分離回収する二次磁気分別工程とを備えることを特徴とする廃棄物の分別方法。
【請求項３】
前記冷間加工工程を前記二次磁気分別工程の一部に含める請求項２記載の廃棄物の分別方法。
【請求項４】
弱磁性材料であるオーステナイト系ステンレス鋼を含む廃棄物を導入する廃棄物導入ラインと、導入した廃棄物中から前記オーステナイト系ステンレス鋼を吸着しない磁力の磁石を用いて強磁性材料の廃棄物を除去する一次磁気分別装置を有する一次磁気分別ラインと、この一次分別ラインにおいて前記強磁性材料の廃棄物が除去された残りの廃棄物を冷間加工装置に供給して、前記オーステナイト系ステンレス鋼にマルテンサイト相を生成することにより当該ステンレス鋼の磁性を向上させる冷間加工ラインと、この冷間加工ラインにより磁性を向上させたステンレス鋼を吸着し得る磁力の磁石を用いてそのステンレス鋼の廃棄物を非磁性材料の廃棄物から磁気分別する二次磁気分別ラインとを備えたことを特徴とする廃棄物の分別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種廃棄物の破砕処理物を再利用する際に、弱磁性材料であるオーステナイト系ステンレス鋼の廃棄物を強磁性材料および非磁性材料の廃棄物から磁力により分別する廃棄物の分別方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、各種廃棄物の破砕処理物を有効に回収して再利用するための分別技術として、各種の方法および装置が知られており、特に金属廃棄物の分別回収については磁気分別方法および装置が多用されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
弱磁性材料であるオーステナイト系ステンレス鋼を対象とする分別技術については、ネオジウム（Ｎｄ）等の高磁力磁石を利用した分別装置が提案され、利用に供されている。
【０００４】
ところで、フェライト系ステンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼は常温で磁性があり、オーステナイト系ステンレス鋼は磁性が殆どないということが一般使用者の常識となっているが、後者にても熱力学的な安定層はオーステナイトの一相ではないから、化学成分と冷間加工率いかんによっては、磁性を帯びることがある。オーステナイト系ステンレス鋼の特殊なものを除けば熱処理が十分な場合、常温での組織はオーステナイト相であるが、その後の冷間加工によってオーステナイトの一部または殆どがマルテンサイトに変態し磁性を帯びる。
【０００５】
この冷間加工によるオーステナイトからマルテンサイトへの変態による磁性化処理技術は、例えば磁性部材の製造方法等において利用されているが（特許文献２参照）、廃棄物の分別技術としてはいまだ利用されていない。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−２１５６０２号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開平１０−１０２１４０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
弱磁性材料であるオーステナイト系ステンレス鋼を対象とする分別技術については、ネオジウム（Ｎｄ）等の高磁力磁石を利用した分別装置が提案され、利用に供されているが、信頼性が低いものとなっている。
【０００９】
冷間加工によるオーステナイトからマルテンサイトへの変態による磁性化処理技術は、廃棄物の分別技術として利用されていない。
【００１０】
本発明は上記のように、オーステナイト系ステンレス鋼を確実に磁気分別する手段が確立されていないことに鑑み、再利用可能なオーステナイト系ステンレス鋼の廃棄物を一般的な磁気分別法で確実に分別することができる有用性の高い廃棄物の分別方法および装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、請求項１に係る発明では、弱磁性材料であるオーステナイト系ステンレス鋼を含む廃棄物に、冷間加工を施すことにより前記廃棄物中のステンレス鋼にマルテンサイト相を生成して当該ステンレス鋼の磁性を向上させ、この磁性が向上したステンレス鋼を吸着し得る磁力を用いて磁気分別することにより、前記ステンレス鋼の廃棄物を非磁性材料の廃棄物から分離回収することを特徴とする廃棄物の分別方法を提供する。
【００１２】
請求項２に係る発明では、弱磁性材料であるオーステナイト系ステンレス鋼を含む廃棄物から、当該ステンレス鋼を吸着しない磁力を用いて強磁性材料の廃棄物を磁気分別する一次磁気分別工程と、前記強磁性材料の廃棄物が除去された残りの廃棄物に冷間加工を施すことにより、前記廃棄物中のステンレス鋼にマルテンサイト相を生成して当該ステンレス鋼の磁性を向上させる冷間加工工程と、この冷間加工工程において磁性が向上したステンレス鋼を吸着し得る磁力を用いた磁気分別により、当該磁性が向上したステンレス鋼の廃棄物を非磁性材料の廃棄物から分離回収する二次磁気分別工程とを備えることを特徴とする廃棄物の分別方法を提供する。
【００１３】
請求項３に係る発明では、前記冷間加工工程を前記二次磁気分別工程の一部に含める請求項２記載の廃棄物の分別方法を提供する。
【００１４】
請求項４に係る発明では、弱磁性材料であるオーステナイト系ステンレス鋼を含む廃棄物を導入する廃棄物導入ラインと、導入した廃棄物中から前記オーステナイト系ステンレス鋼を吸着しない磁力の磁石を用いて強磁性材料の廃棄物を除去する一次磁気分別装置を有する一次磁気分別ラインと、この一次分別ラインにおいて前記強磁性材料の廃棄物が除去された残りの廃棄物を冷間加工装置に供給して、前記オーステナイト系ステンレス鋼にマルテンサイト相を生成することにより当該ステンレス鋼の磁性を向上させる冷間加工ラインと、この冷間加工ラインにより磁性を向上させたステンレス鋼を吸着し得る磁力の磁石を用いてそのステンレス鋼の廃棄物を非磁性材料の廃棄物から磁気分別する二次磁気分別ラインとを備えたことを特徴とする廃棄物の分別装置を提供する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る廃棄物の分別方法および装置の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は本発明に係る分別方法の一実施形態による処理手順を示す工程図であり、図２は同方法を実施するための分別装置を示す系統構成図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態の分別方法は、オーステナイト系ステンレス鋼を含む廃棄物を導入する廃棄物導入工程（ステップＳ１０１）と、導入した廃棄物中から強磁性材料の廃棄物を磁気分別により除去する一次磁気分別工程（ステップＳ１０２）と、強磁性材料の廃棄物が除去された残りの廃棄物に冷間加工を施してその廃棄物に含まれるオーステナイト系ステンレス鋼にマルテンサイト相を生成させて同ステンレス鋼の磁性を向上させる冷間加工工程（ステップＳ１０３）と、磁性が向上したステンレス鋼の廃棄物を非磁性材料の廃棄物から磁気分別する二次磁気分別工程（ステップＳ１０４）とを備える。
【００１７】
次に、上記分別方法の詳細およびその方法を実施するための具体的な分別装置の構成を図２によって説明する。この分別装置は大別して、廃棄物導入工程（ステップＳ１０１）を実施するための廃棄物導入ラインＡと、一次磁気分別工程（ステップＳ１０２）を実施するための一次磁気分別ラインＢと、冷間加工工程（ステップＳ１０３）を実施するための冷間加工ラインＣと、二次磁気分別工程（ステップＳ１０４）を実施するための二次磁気分別ラインＤからなる。なお、本実施形態では、冷間加工ラインＣが二次磁気分別ラインＤに組み込まれた構成となっている。
【００１８】
本実施形態では、処理対照となる廃棄物として、弱磁性材料であるオーステナイト系ステンレス鋼の廃棄物１と、鉄系金属等の強磁性材料の廃棄物２と、プラスチック等の非磁性材料の廃棄物３とが混在する廃棄物が適用される。
【００１９】
廃棄物導入ラインＡは、外部から搬入される廃棄物１，２，３を収容し、定量供給するためのホッパ４と、このホッパ４から供給される廃棄物１，２，３を一定粒径以下に破砕する破砕機５とを備えている。そして、ホッパ４から廃棄物１，２，３が破砕機５に供給されてほぼ一様に破砕された後、混在状態で一次磁気分別ラインＢに連続的に投入される。
【００２０】
一次磁気分別ラインＢは、投入した全ての廃棄物１，２，３を例えば水平方向に搬送するベルトコンベア等の搬送装置６と、この搬送装置６の送出先端側に設けられた一次磁気分別装置７とを備えた構成とされている。
【００２１】
搬送装置６は、廃棄物搬送用の無端ベルト８を送出先端側の駆動用プーリ９および送出基端側の従動用プーリ１０に巻き掛けて構成されており、駆動用プーリ９はモータ等の駆動機構１１に動力伝達装置（ベルト、チェーン、ギア等）１２を介して連結され、任意の速度で回転駆動されるようになっている。
【００２２】
送出先端側の駆動用プーリ９は、周方向に一定の間隔で磁石１３を埋設した磁石プーリとして構成されており、これにより磁性体を吸着するための一次磁気分別装置７が構成されている。この一次磁気分別装置７の磁石１３は、一般的に多用されているフェライト系磁石のように、残留磁束密度（Ｂｒ）が数百ｍＴ（ミリテスラ）程度のものとされている。
【００２３】
磁石プーリとしての駆動用プーリ９の下方には、それぞれ上部に落下物受入口が開口する磁性体回収容器１４および非磁性体回収容器１５が配置され、これらの磁性体回収容器１４および非磁性体回収容器１５はプーリ回転方向に互いに隣接している。すなわち、磁性体回収容器１４は、例えば駆動用プーリ１０の中心線下方付近からプーリ下面の回転が進行する方向に配置され、例えば箱型容器とされている。また、非磁性体回収容器１５は、磁性体回収容器１４よりもプーリ下面の回転前の方向に配置され、例えばホッパ型容器とされている。
【００２４】
このような構成の一次磁気分別ラインＢにおいて、搬送装置６の無端ベルト８により搬送されてきた廃棄物１，２，３のうち、強磁性体の廃棄物２は、送出先端側の駆動用プーリ９の外周面まで搬送された場合に磁石１３の持つ磁力によって引き付けられたまま下方に回転し、プーリ下方にほぼ半回転した位置から磁力によって吸引保持ができなくなった時点で落下し、磁性体回収容器１４に回収される。
【００２５】
一方、磁石１３の磁力によっては引き付けられないオーステナイト系ステンレス鋼の廃棄物１およびプラスチック等の非磁性材料の廃棄物３は、駆動用プーリ９の外周に沿って遠心力により落下し、前方配置のホッパ状の非磁性体回収容器１５に回収される。これにより、弱磁性材料であるオーステナイト系ステンレス鋼を含む廃棄物１から、当該ステンレス鋼を吸着しない磁力を用いて強磁性材料の廃棄物２の磁気分別が行われる。
【００２６】
このようにして、非磁性体回収容器１５に回収された廃棄物１，３は、次工程である冷間加工ラインＣを含む二次磁気分別ラインＤに供給される。
【００２７】
二次磁気分別ラインＤは、供給されるオーステナイト系ステンレス鋼の廃棄物１および非磁性材料の廃棄物３を水平方向に搬送するベルトコンベア等の搬送装置１６を備え、この搬送装置１６の途中に冷間加工ラインＣを構成する冷間加工装置１７が組込まれるとともに、この搬送装置１６の送出先端側に二次磁気分別装置１８が設けられている。
【００２８】
搬送装置１６は一次磁気分別ラインＣの搬送装置６と同様に、廃棄物搬送用の無端ベルト１９を送出先端側の駆動用プーリ２０および送出基端側の従動用プーリ２１に巻き掛けて構成されており、駆動用プーリ２０はモータ等の駆動機構２２に動力伝達装置（ベルト、チェーン、ギア等）２３を介して連結され、任意の速度で回転駆動されるようになっている。
【００２９】
冷間加工装置１７は、例えばモータ等の回転機２４にクランク機構２５を介して連結されたピストン式プレス２６を、シリンダ２７内に挿入して構成した一軸プレス機構とされている。このシリンダ２７内に搬送装置１６による搬送途中の廃棄物１，３を一時的に挿入することにより冷間（例えば常温下）で加圧し、これによりオーステナイト系ステンレス鋼の廃棄物１を変形させることにより、オーステナイトをマルテンサイトに相変換させることで、当該ステンレス鋼の磁性を向上させることができる。
【００３０】
また、二次磁気分別装置１８は、一次磁気分別装置７とほぼ同様の構成とされている。すなわち、送出先端側の駆動用プーリ２０は、周方向に一定の間隔で磁石２８を埋設した磁石プーリとして構成されており、これにより磁性体を吸着するための二次磁気分別装置１８が構成されている。この二次磁気分別装置１８の磁石２８には、透磁率の低い磁性体である冷間加工後のオーステナイト系ステンレス鋼を吸着する磁力を持つ磁石、例えばネオジウム系の磁石のように、残留磁束密度（Ｂｒ）が１Ｔ（テスラ）程度の磁石が適用されている。
【００３１】
磁石プーリとしての駆動用プーリ２０の下方には、それぞれ上部に落下物受入口が開口するステンレス鋼回収容器２９および非磁性体回収容器３０が配置され、これらのステンレス鋼回収容器２９および非磁性体回収容器３０はプーリ回転方向に互いに隣接している。すなわち、ステンレス鋼回収容器２９は、例えば駆動用プーリ２０の中心線下方付近からプーリ下面の回転が進行する方向に配置され、例えば箱型容器とされている。また、非磁性体回収容器３０は、ステンレス鋼回収容器２９よりもプーリ下面の回転前の方向に配置され、例えば箱型容器とされている。
【００３２】
このような構成の二次磁気分別ラインＤにおいて、搬送装置１６の無端ベルト１９により搬送されてきた廃棄物１，３は、途中の冷間加工装置１７を通過する際に冷間加工を受け、オーステナイト系ステンレス鋼の廃棄物１の磁性は向上する。そして、磁性が向上したステンレス鋼の廃棄物１は、送出先端側の駆動用プーリ２１の外周面まで搬送された場合に磁石２８の持つ磁力によって引き付けられたまま下方に回転し、プーリ下方にほぼ半回転した位置から磁力によって吸引保持ができなくなった時点で落下し、ステンレス鋼回収容器２９に回収される。
【００３３】
一方、磁石２８の磁力によっては引き付けられないプラスチック等の非磁性材料の廃棄物３は、駆動用プーリ２１の外周に沿って遠心力により落下し、前方配置のホッパ上の非磁性体回収容器３０に回収される。このようにして、ステンレス鋼の廃棄物１が非磁性材料の廃棄物３から磁気分別される。
【００３４】
以上の実施形態によれば、弱磁性材料であるオーステナイト系ステンレス鋼を対象とする分別技術として、冷間加工によるオーステナイトからマルテンサイトへの変態による磁性化処理技術に基づき、再利用可能なオーステナイト系ステンレス鋼の廃棄物を一般的な磁気分別法で確実に分別することができ、これによりオーステナイト系ステンレス鋼を確実に磁気分別する手段を確立することができる。
【００３５】
なお、本実施形態においては、冷間加工ラインＣが二次磁気分別ラインＤに組み込まれた構成としたが、冷間加工ラインＣを一次磁気分別ラインＢと二次磁気分別ラインＤとの間に独立したラインとして配設することができるのは勿論である。
【００３６】
また、図示の構成は好適な一例であり、種々の変形、応用等が可能であることも勿論である。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、従来磁気分別できなかった弱磁性材料であるオーステナイト系ステンレス鋼を冷間加工によって磁気分別できるようになり、オーステナイト系ステンレス鋼を対象とする分別技術として、冷間加工によるオーステナイトからマルテンサイトへの変態による磁性化処理技術に基づき、再利用可能なオーステナイト系ステンレス鋼の廃棄物を一般的な磁気分別法で確実に分別することができる有用性の高い廃棄物の分別方法および装置を提供することができる。そして、これによりオーステナイト系ステンレス鋼を確実に磁気分別する手段を確立することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る磁気分別方法の一実施形態を示す工程図。
【図２】本発明に係る磁気分別装置の一実施形態を示す構成図。
【符号の説明】
１  オーステナイト系ステンレス鋼の廃棄物
２  鉄系金属等の強磁性材料の廃棄物
３  非磁性材料の廃棄物
４  ホッパ
５  破砕機
６  搬送装置
７  一次磁気分別装置
８  無端ベルト
９  駆動用プーリ
１０  従動用プーリ
１１  駆動機構
１２  動力伝達装置
１３  磁石
１４  磁性体回収容器
１５  非磁性体回収容器
１６  搬送装置
１７  冷間加工装置
１８  二次磁気分別装置
１９  無端ベルト
２０  駆動用プーリ
２１  従動用プーリ
２２  駆動機構
２３  動力伝達装置
２４  回転機
２５  クランク機構
２６  ピストン式プレス
２７  シリンダ
２８  磁石
２９  ステンレス鋼回収容器
３０  非磁性体回収容器
【図１】
2004209369.tif 000003
【図２】
2004209369.tif 000004