(57)【要約】【課題】装置内の均熱化を実現し、確実な亜鉛の除去を可能とする脱亜鉛装置を提供する。【解決手段】  スクラップ鋼板２が投入される誘導加熱容器１０と、容器蓋２０と、誘導加熱容器１０の底部から、上方へ向かうガスを通気させる主通気パイプ１２および副通気パイプ１３と、誘導加熱容器１０の上部から容器内のエアーを吸気する吸排気パイプ２１とを備える。各通気パイプには、カーボン製の多孔質の成形体である充填材１４が充填され、誘導加熱容器１０の底部にはカーボンが敷設されてカーボン層１７が形成され、さらに、スクラップ鋼板２と接するように伝熱板１８が配置されている。また、容器蓋２０の内側には内板２２が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜鉛メッキ鋼板を誘導加熱して亜鉛を除去する脱亜鉛装置であって、
亜鉛メッキ鋼板が投入される加熱容器と、
前記加熱容器の底部から、加熱容器の上方へ向けて通風する通気手段と、
前記加熱容器の上部から容器内のガスを排気する排気手段とを備える
ことを特徴とする脱亜鉛装置。
【請求項２】
前記通気手段において通風されるガスは、空気、一酸化炭素、二酸化炭素、不活性ガス又はこれらの混合ガスのいずれかである
ことを特徴とする請求項１記載の脱亜鉛装置。
【請求項３】
前記通気手段に、炭素含有材料からなる成形体が充填されている
ことを特徴とする請求項１又は２記載の脱亜鉛装置。
【請求項４】
前記加熱容器の底部に、炭素含有材料が敷設されている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の脱亜鉛装置。
【請求項５】
前記加熱容器の底部に、投入された亜鉛メッキ鋼板と接するように磁性又は非磁性のステンレス板が配置されている
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の脱亜鉛装置。
【請求項６】
前記脱亜鉛装置は、加熱容器の蓋となる蓋体を備え、
前記蓋体の内側に磁性又は非磁性のステンレス板が設けられている
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の脱亜鉛装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、亜鉛メッキ鋼板を加熱して亜鉛を蒸発させて除去する誘導加熱方式の脱亜鉛装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋳物業界においては、スクラップ鋼板を溶解して鋳鉄の原材料とする割合が増えており、再利用されるスクラップ鋼板の代表的なものに亜鉛メッキ鋼板がある。スクラップ鋼板の溶解手段としては電気炉溶解法が常用されているが、これにより亜鉛メッキ鋼板を溶解する場合には種々の問題がある。例えば、亜鉛メッキ鋼板をそのまま溶解すると、亜鉛が炉の耐火物を劣化させたり、耐火物を浸透通過して加熱コイルを損傷させたりして、溶解設備の寿命を縮めることになって保全費を増加させてしまう。また、亜鉛は沸点が低くて蒸発しやすく、亜鉛蒸気による作業環境の悪化を招いたり、亜鉛が製品に混入されて品質を劣化させてしまったりすることもある。
【０００３】
このような問題に対して、特許文献１に示されるような誘導加熱式脱亜鉛装置が提案されている。この誘導加熱式脱亜鉛装置によれば、加熱コイルに通電して亜鉛メッキ鋼板を誘導加熱して亜鉛を溶融させるとともに、溶融した亜鉛の一部が酸化して生じる亜鉛華を材料排出口から外部に排気することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−８３６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の脱亜鉛装置では、容器に投入された亜鉛メッキ鋼板のうち、容器中部に投入された亜鉛メッキ鋼板は十分な加熱が施されるものの、容器の上部側に投入された亜鉛メッキ鋼板は、放熱等により十分な加熱が施されないという問題がある。そのため、容器内を均一な温度で加熱することができず、亜鉛の除去が不十分なままのスクラップ鋼板が溶解炉に搬送され、亜鉛が製品に混入してしまうおそれがある。また、容器内を均一な温度に保たなければ、局所加熱によるスクラップ鋼板の溶融や加熱容器の劣化を招いてしまうおそれもある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、装置内の均熱化を実現し、確実な亜鉛の除去を可能とする脱亜鉛装置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】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明に係る脱亜鉛装置は、亜鉛メッキ鋼板を誘導加熱して亜鉛を除去する脱亜鉛装置であって、亜鉛メッキ鋼板が投入される加熱容器と、前記加熱容器の底部から、加熱容器の上方へ向けて通風する通気手段と、前記加熱容器の上部から容器内のガスを排気する排気手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
これにより、通気パイプから通風して容器内のガスを容器底から上方へ流れさせることによって熱を容器上方へ向けるので、装置内の均熱化を実現し、確実に亜鉛を除去することができる脱亜鉛装置が実現される。
【０００９】
ここで、前記通気手段において通風されるガスは、空気、一酸化炭素、二酸化炭素、不活性ガス又はこれらの混合ガスのいずれかであるとするのが好ましい。
【００１０】
また、前記脱亜鉛装置は、炭素含有材料からなる成形体が充填されているとするのが好ましく、前記加熱容器の底部に、炭素含有材料が敷設されているとするのがさらに好ましい。
【００１１】
これにより、送気されるガスに酸素が含まれている場合に、酸素が加熱された炭素含有材料を通過することで還元ガスに改質されるので、亜鉛の酸化を抑えることができ、より確実な亜鉛除去を実現することができる。
【００１２】
また、前記加熱容器の底部に、投入された亜鉛メッキ鋼板と接するように磁性又は非磁性のステンレス板が配置されているとしてもよい。
【００１３】
炉体への放熱が大きい容器底部の亜鉛メッキ鋼板を、磁性体のステンレスが加熱されることによって、間接的に加熱することができるようになるほか、ステンレスに接した複数の亜鉛メッキ鋼板に対して、ステンレスを経由して誘導電流が流れやすくなり、結果的に亜鉛メッキ鋼板も誘導加熱されるようになる。また、非磁性のステンレス板としても、その付近の亜鉛メッキ鋼板に磁束が集まりやすくなり、加熱が促進されることになる。これにより、装置内の均熱化をさらに進めることが可能となる。
【００１４】
さらに、前記脱亜鉛装置は、加熱容器の蓋となる蓋体を備え、前記蓋体の内側に磁性又は非磁性のステンレス板が設けられているとしてもよい。
【００１５】
これらの設置により、上記と同様の効果で炉体上部への放熱が抑制され、より効率的な脱亜鉛が実現可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
このように、本発明に係る脱亜鉛装置によれば、通気パイプから通風して容器内のガスを容器底から上方へ流れさせることによって熱を容器上方へ向けるので、容器内の均熱化を図ることができ、確実な亜鉛の除去に資する脱亜鉛装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】脱亜鉛装置の概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る脱亜鉛装置について図を参照しながら説明する。
【００１９】
図１は、脱亜鉛装置の概略を示す図である。
【００２０】
脱亜鉛装置１は、亜鉛メッキ鋼板を加熱して亜鉛を蒸発させる誘導加熱式の脱亜鉛炉であり、誘導加熱容器１０と容器蓋２０を備えている。
【００２１】
誘導加熱容器１０は、上部にスクラップ鋼板２を投入するための投入口を備えており、装置内に投入されたスクラップ鋼板２を加熱するための容器である。この誘導加熱容器１０の外周には加熱コイル１１が巻回されている。また、誘導加熱容器１０は、その底面に主通気パイプ１２と副通気パイプ１３とを備えている。
【００２２】
加熱コイル１１は、誘導加熱容器１０の外周に巻回されており、誘導加熱電源（図示せず）に接続されている。誘導加熱電源として０．５〜１０ｋＨｚの高周波電源装置を用い、誘導加熱電源から加熱コイル１０へ通電すると、投入口から誘導加熱容器１０内へ投入されたスクラップ鋼板２が誘導加熱されることとなる。なお、誘導加熱の温度は、誘導加熱容器１０内の任意の位置でスクラップ鋼板２の温度を計測して温度制御をすることができる。ここでは、誘導加熱電源の電力一定制御又は電流一定制御による自動温度制御が可能な温度調節計を用いるものとし、計測されたスクラップ鋼板２の温度を温度調節計に入力し、予めプログラミングされている目標温度へ到達するように誘導加熱の温度が調整される。
【００２３】
主通気パイプ１２と副通気パイプ１３は、容器の底から通風するためのパイプであり、この通風によって装置内のガスの流れは容器底から上方へ向けられることとなる。容器内のガスを底部から上方へ流れさせることにより、容器内の熱も上方へ向けることができ、容器内の均熱化を図ることが可能となる。ここでは、径の異なるパイプを用いる例を示しているが、主通気パイプ１２のみとしてもよいし、同じ径のパイプを複数設ける構成としてもよい。なお、主通気パイプ１２には、装置内のスクラップ鋼板２がパイプ内に落下しないようにするためのパイプ蓋１５が設けられており、パイプ蓋１５に形成された通気孔１６から通風されることになる。
【００２４】
また、各々の通気パイプには、パイプの径に合わせた円柱形状であり、炭素含有材料からなる（例えば、カーボン製の）多孔質（例えば、ハニカム状など）の成形体である充填材１４が嵌入されている。この充填材１４を通気パイプに嵌入し、装置内へのエアーを通過させることで、装置内を還元雰囲気とすることができ、亜鉛の酸化を抑制し、効率的な脱亜鉛が実現可能となる。なお、充填材１４については、容器内からの伝熱でこれを加熱する手段を別途設けたり、カーボンヒータとして、炭素源と加熱手段とを兼用させたりしてもよい。
【００２５】
さらに、誘導加熱容器１０の底部には、炭素含有材料（例えば、カーボン）が敷き詰められてカーボン層１７が形成されている。このカーボン層１７により、各通気パイプからエアーが装置内へ送り込まれると、装置内を還元雰囲気とすることができ、酸化亜鉛の発生を抑えることが可能となる。なお、充填材１４とカーボン層１７は、いずれも還元雰囲気形成に用いられるものであることから、いずれか一方のみを設置することとしてもよい。
【００２６】
また、容器底にスクラップ鋼板２と接するようにステンレス製の伝熱板１８を配置するのが好ましい。つまり、ここではカーボン層１７の上に伝熱板１８を積層するのが好ましい。なお、伝熱板１８にはスリット１９を設けて各通気パイプからの風を通過させるようにしている。
【００２７】
伝熱板１８として磁性体のステンレス、例えばＳＵＳ３４０を用いると、炉体への放熱が大きい容器底部のスクラップ鋼板２を、伝熱板１８が加熱されることによって、間接的に加熱することができるようになるほか、伝熱板１８に接した複数のスクラップ鋼板２に対して、伝熱板１８を経由して誘導電流が流れやすくなり、結果的にスクラップ鋼板２も誘導加熱されるようになる。
【００２８】
また、伝熱板１８として非磁性体のステンレス，例えばＳＵＳ３１０を用いても、伝熱板１８の付近のスクラップ鋼板２に磁束が集まりやすくなり、加熱が促進されることになる。
【００２９】
なお、各通気パイプから装置内へ送り込む風は、常温の風でもよいが、充填材１４やカーボン層１７等を通過する際に、効率的に一酸化炭素を発生させることや、容器内の温度低下を抑制する観点から熱風を送り込むのが好ましい。また、各通気パイプから通風されるガスとしては、空気、一酸化炭素、二酸化炭素、窒素やアルゴン等の不活性ガス、又は、これらの混合ガスのいずれかが用いられる。これらのガスを通風させることで、容器内を還元雰囲気に導くことができ、亜鉛の酸化を抑制して、効率的な脱亜鉛に資することになる。
【００３０】
容器蓋２０には吸排気パイプ２１が設けられており、容器内の下方から上方へ向けられたエアーは、図中の破線矢印で示すように、この吸排気パイプ２１から吸い上げられて集塵機（図示せず）に回収され、排気される。回収されたエアーは、熱交換器を通して各通気パイプから容器内に送り込まれる熱風として再利用するとしてもよい。
【００３１】
また、容器蓋２０の内側にステンレス製の内板２２を設けるのが好ましい。内板２２には、耐熱性を有し、かつ、磁性体又は非磁性体のステンレス、例えば、オーステナイト系ステンレス（ＳＵＳ３１０）を用いる。この内板２２による磁束の反射作用によって、容器上部のスクラップ鋼板２を加熱することが可能となる。
【００３２】
このように、本実施の形態に係る脱亜鉛装置によれば、通気パイプから通風して容器内のガスを容器底から上方へ流れさせることによって熱を容器上方へ向けるので、容器内の均熱化を図ることができ、確実な亜鉛の除去に資する脱亜鉛装置を実現することができる。
【００３３】
以上、本発明に係る脱亜鉛装置について、実施の形態に基づいて説明したが本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の目的を達成でき、かつ発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々設計変更が可能であり、それらも全て本発明の範囲内に包含されるものである。
【００３４】
例えば、上記実施の形態では、吸排気パイプを容器蓋の中央に設置する例を示しているが、容器の上部から容器内の気体を排気する構成であればよく、例えば、吸排気パイプを容器の側方に設けることとしてもよいし、吸気しない排気パイプのみとして、容器底からのガスの押し込みにより、排気する構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明に係る脱亜鉛装置は、亜鉛メッキがされたスクラップ鋼板の亜鉛除去装置として好適である。
【符号の説明】
【００３６】
１    脱亜鉛装置
２    スクラップ鋼板
１０  誘導加熱容器
１１  加熱コイル
１２  主通気パイプ
１３  副通気パイプ
１４  充填材
１５  パイプ蓋
１６  通気孔
１７  カーボン層
１８  伝熱板
１９  スリット
２０  容器蓋
２１  吸排気パイプ
２２  内板
【図１】
2012128992.tif 000003