(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミ溶解炉（１）の貯留部（５）に蓄えられたアルミニウム溶湯（３）の表面に浮遊する溶解滓（２）を、前記貯留部（５）より高位に位置するアルミ溶解炉（１）の収集部（６）へスクレーパ（７）を以て引き上げる採集工程と、集めた溶解滓（２）に含まれるアルミニウム溶湯（３）を回収すべく前記収集部（６）において該溶解滓（２）を前記スクレーパ（７）と補助プレート（８）にて挟持し圧縮する搾り工程と、後に残った残灰（４）を前記スクレーパ（７）と補助プレート（８）で挟持したままアルミ溶解炉（１）外へ取り出す排出工程を経る残灰除去方法。
【請求項２】
少なくともアルミ溶解炉（１）外の炉口付近から該アルミ溶解炉（１）内の隅々にまで達する主アーム（９）及び該主アーム（９）の先端に設けたスクレーパ（７）で構成される採集手段（１０）と、前記スクレーパ（７）に対して進退する補助プレート（８）を具備し、前記採集手段（１０）のスクレーパ（７）と補助プレート（８）で溶解滓（２）を圧縮し得る挟持手段（１１）を構成する残灰除去装置。
【請求項３】
残灰（４）を収容する廃棄処理容器（１９）を一体的に具備し、当該廃棄処理容器（１９）に、残灰（４）を更に圧縮し固形化するプレス手段（１８）を付設した請求項２記載の残灰除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミ溶解炉の残灰除去方法と残灰除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来における溶融滓の除去作業は、アームの先端にスクレーパを装着した道具を用いて作業員が行ったり、先端にスクレーパを装着したアームを具備する自動装置を作業員が操作することによって行われている。溶解炉で採集された溶解滓は、いったん溶解炉外の処理釜へ蓄えられ、中に含まれる金属溶湯（本明細書においては、ほぼ純粋なアルミニウム溶湯を指す）を回収すべく別装置での搾り作業が行われる。そして、最終的に残る残灰のみが廃棄物として処理されることとなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の除去作業では、溶解滓を炉外へ取り出したことによって、当該溶解滓の温度が降下し搾り作業が困難となる背景から、フラックスと呼ばれる発熱剤を加えたりする他、それによって過度に発熱した場合には冷却灰などを更に添加することによって溶解滓の温度を適当に維持する措置が採られていた。その結果、搾り作業で回収された金属溶湯には、前記発熱剤や冷却灰等の物質が混入し、溶解滓から回収したアルミニウム溶湯（以下、アルミ溶湯と記す。）の純度が損なわれるという問題が生じていた。
【０００４】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、溶解滓から純度の高い金属溶湯を回収し得る残灰除去方法と残灰除去装置の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく成された本発明による残灰除去方法は、アルミ溶解炉で発生する溶解滓を集める採集工程と、集めた溶解滓に含まれるアルミ溶湯を回収すべくアルミ溶解炉内において該溶解滓を圧縮する搾り工程と、後に残ったアルミニウム残灰をアルミ溶解炉外へ取り出す排出工程を経ることを特徴とする。
【０００６】
例えば、採集工程としては、アルミ溶解炉の貯留部に蓄えられたアルミ溶湯の表面に浮遊する溶解滓を、前記貯留部より高位に位置するアルミ溶解炉の収集部へスクレーパを以て引き上げる工程が挙げられ、搾り工程としては、集めた溶解滓に含まれるアルミ溶湯を回収すべく前記収集部において該溶解滓を前記スクレーパと補助プレートにて挟持し圧縮する工程が挙げられる。この様な工程を行う為には、アルミ溶解炉の貯留部から収集部に向かって適当な傾斜部が設けてあり、収集部自体にあっても、搾り取られたアルミ溶湯が貯留部へ好適に流れ落ちる様に、適当な傾斜がつけられていることが望ましい。又、後に残ったアルミニウム残灰をアルミ溶解炉外へ取り出す排出工程としては、前記スクレーパと補助プレートで挟持したまま炉外へ運び出す工程を挙げることができる。
【０００７】
そして、上記方法の実施に使用する残灰除去装置は、少なくともアルミ溶解炉外の炉口付近から該アルミ溶解炉内の隅々にまで達する主アーム及び該主アームの先端に設けたスクレーパで構成される採集手段と、前記スクレーパに対して進退する補助プレートを具備し、前記採集手段のスクレーパと補助プレートで溶解滓を圧縮する為の挟持手段を構成することを特徴とする。
【０００８】
主アームの構造としては、油圧シリンダー等により直線的に伸縮するものや、関節部の揺動により伸縮するものが挙げられるが、炉口をより小さくできる点では、前者の如く直線的に伸縮するものが望ましい。前記スクレーパに対して進退する補助プレートの動きとしては、前記主アームが伸縮するものであれば、該主アームに沿って進退する形でも良いし、該主アームに軸支された補助プレートが揺動する形でも良く、いずれにしても、溶解滓を圧縮する際にスクレーパの挟持面と補助プレートの挟持面とがほぼ対向して近接する形を採り、結果として挟持手段足る機能を果たすことができれば足りる。
【０００９】
採集手段並びに補助プレートは、炉外の基台に支持されているが、炉床やアルミ溶湯表面の高さ、或いは溶解炉の幅にあわせてスクレーパや補助プレートを上下左右に移動させ得る支持形態を採ることが一般的である。尚、移動の態様は揺動であっても良いし、上下左右への平行移動であっても良く、移動した際にあってもスクレーパと補助プレートとで挟持手段たる機能を果たし得るように構成することが望ましい。又、残灰の除去作業を行っていない時に、炉口付近から採集手段や補助プレート等を撤去する手段として、前記基台を走行可能或いは進退可能な構造としたり、炉口付近から離隔した箇所に基台を設定し、主アームの動きのみによって、炉口に対する離隔と溶解炉内外に亘る装脱を行う構造としても良い。
【００１０】
更に、残灰を収容する廃棄処理容器を一体的に具備し、当該廃棄処理容器に、残灰を更に圧縮し固形化するプレス手段を付設した構造としても良い。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による残灰除去方法の実施の形態を、本発明による残灰除去装置の構造と併せて説明する。
図１は、本発明による残灰除去方法を行う施設の一例を概略図として示したものである。この施設に設置されている残灰除去装置Ａは、アルミ溶解炉１の外部に存在し、前記アルミ溶解炉１の炉口に対する位置関係を変化し得る基台１２に、該アルミ溶解炉１で発生する溶解滓２を集める為のスクレーパ７を具備する採集手段１０と、該採集手段１０によって集められた溶解滓２を圧する為の補助プレート８を装備し、前記採集手段１０のスクレーパ７と補助プレート８で溶解滓２を圧縮する為の挟持手段１１を構成するものである。
【００１２】
基台１２は、前記採集手段１０と、そのスクレーパ７に対して進退する補助プレート８との位置関係を保持しつつ、それらを一体的に揚げ降ろしする昇降手段１３や、該昇降手段１３及び採集手段１０並びに補助プレート８を左右水平方向へ一体的に回転させる揺動手段（図示省略）が付設され、前記アルミ溶解炉１の炉口に対する位置関係を変化させる手段として、移動可能な台車１４に搭載するといった手段が採られている。
【００１３】
採集手段１０のスクレーパ７は、アルミ溶解炉１外の炉口付近、即ち、残灰４を収容する廃棄容器１５の設置箇所の上方から該アルミ溶解炉１内の隅々にまで達する油圧式の伸縮可能な主アーム９の先端に装着され、補助プレート８は、前記主アーム９に沿って伸縮する油圧式の補助アーム１６の先端へ前記スクレーパ７に対向する状態で装着される。補助アーム１６は、最小限前記アルミ溶解炉１外の炉口付近から該アルミ溶解炉１の収集部６付近にまで達するストロークがあり、前記収集部６において溶解滓２を圧縮できる機能を持てば良いが、補助アーム１６として、前記主アーム９と同程度のストロークで伸縮し得るものを用いれば、炉内のいかなる箇所においても、溶解滓２を挟持し且つ圧縮することができる。
【００１４】
スクレーパ７及び補助プレート８は、基本的に炉床より小さい幅を持った板状を呈し、両者の間に挟持した溶解滓２の保持性を高めるべく、その下部が相互に向かってやや屈曲（湾曲）させることが望ましい場合が多く、更に、挟持の際の横方向からの溶解滓２の漏出を防止すべく、スクレーパ７又は補助プレート８のいずれか、又は双方を、挟持した溶解滓２をそれらの中央部に保持し得る湾曲（屈曲）板状としたり、スクレーパ７又は補助プレート８のいずれかに、挟持した溶解滓２の側方を仕切る側壁を相対向する側へ突設する場合もある。又、搾り工程の際に搾り出されたアルミ溶湯３が前記両者の間から好適に流出し得るように、スクレーパ７又は補助プレート８のいずれか又は双方の下部を櫛歯状とする場合もある。特に、スクレーパ７と補助プレート８の双方の下部を櫛歯状とする場合には、図５の如く櫛歯部が相互に噛み合うように隣接する櫛歯部１７の間隙を設定することが望ましい。
【００１５】
上記残灰除去装置によって、先ず、図２（イ）（ロ）（ハ）の如く、主アーム９をアルミ溶解炉１の奥にまで伸ばし、スクレーパ７を、アルミ溶解炉１の炉床をなぞる如くアルミ溶湯３に浸したまま収集部６に達するまで引き寄せる。この動作によって、溶解炉１のアルミ溶湯３表面に浮遊する溶解滓２は、図３（イ）の如く、アルミ溶湯３が存在する貯留部５より高位の収集部６へ引き上げられることとなる。収集部６には貯留部５に向って緩い傾斜がつけられている為に、その傾斜にしたがって溶解滓２から滴下したアルミ溶湯３や、溶解滓２と共に収集部６へ引き上げられたアルミ溶湯３は貯留部５へ流れ落ちる。次に、図２（ニ）乃至図３（ロ）の如く、補助プレート８を押し出して収集部６の溶解滓２を、前記スクレーパ７との間に挟持し、相互に圧力を加えて溶解滓２を圧縮しその中に含まれるアルミ溶湯３を搾り取る。溶解滓２が引き上げられる収集部６は、溶解炉１の内部に位置するので、溶解滓２の温度は６００〜７００℃と、発熱剤を投入するには及ばない程度の熱を維持し、アルミ溶湯３にアルミ以外の物質が混入する原因が取り除かれることとなる。
【００１６】
又、この時の主アームの縮む力は８００ｋｇ／平方センチメートルで、それに対し補助アーム１６の伸びる力は５００ｋｇ／平方センチメートルであり、両者の力の格差によって、溶解滓２は、スクレーパ７と補助プレート８、即ち、挟持手段１１に、図２（ホ）乃至図３（ハ）の如く、保持され且つ搾り工程を継続したまま、炉口よりアルミ溶解炉１の外部へ引き出され、両者の力によってアルミ溶湯３が搾り取られた後に残る残灰４のみが所定の廃棄容器１５へ投棄されることとなる。尚、前記数値は、主アーム９及び補助アーム１６の力を設定する際の参考として示したものであって、実用に適した値は、アルミ溶解炉１の能力及び挟持手段１１の規模などによって異なる。
【００１７】
排出された残灰４は、運搬や貯蔵の便を考慮して適当な形状に固形化されるが、固形化するための手段が、残灰除去装置の近くに無いと、運搬作業時の温度降下によって圧縮・固形化が困難となる他、固形化する際に搾り取られるべきアルミ溶湯も固まってしまう。通常、残灰除去装置は、複数の炉で共有される為に、前記固形化するための手段が設置された位置が遠くなるほどこの様な問題が顕著となるものである。
【００１８】
この様な実情に鑑み、本発明による残灰除去装置としては、残灰４を収容する廃棄処理容器１９を一体的に移動し得る様に具備し、当該廃棄処理容器１９に、残灰４を更に圧縮し固形化するプレス手段１８を付設した構造が好ましいとされる。即ち、基台１２の前部に前記廃棄処理容器１９を付設し、当該廃棄処理容器１９がアルミ溶解炉１外の炉口付近にある時に、前記採集手段１０と挟持手段１１がアルミ溶解炉１内において前記所定の機能を果たし得る様にする。
【００１９】
廃棄処理容器１９は、上に開口した箱状を呈し、底板２０には、多数のスリット２１或いは目孔が全面に亘って設けられ、その下位には、残灰４を圧縮することにより更に搾り取られたアルミ溶湯を受ける為の受け皿２２が装脱自在に装填されている。当該廃棄処理容器１９の内空部２３には、基台１２に固定されたシリンダー２４の伸縮によって進退する可動壁２５が付設され、当該可動壁２５と対向する固定壁２６とでプレス手段１８を構成する。
【００２０】
可動壁２５と固定壁２６の下部には、相互に緩く嵌合する互い違いの櫛歯部２７，２８が形成され残灰４を挟持した際に搾り採られたアルミ溶湯の漏出を容易にしている。尚、可動壁２５を駆動するシリンダー２４の力は、アルミ溶解炉１の能力及び挟持手段１１や廃棄処理容器１９の規模などによって異なるが、少なくとも、前記主アーム９及び補助アーム８の力よりも大きい必要がある。また、シリンダー２４や他の圧縮手段の操作方法如何によっては、圧縮する際に振動や衝撃を加えることも可能である。
【００２１】
前記廃棄処理容器１９を一体的に具備する残灰除去装置Ｂを使用すれば、アルミ溶解炉１の炉口付近に、常に廃棄処理容器１９が存在することとなり、前記運搬作業時における温度降下という問題が解決される。而して、前記搾り工程を継続したまま、炉口よりアルミ溶解炉１の外部へ引き出された残灰４は、直ちに、当該廃棄処理容器１９へ投入され、前記プレス手段１８によって更に絞り上げられ、なお残るアルミ溶融が搾り採られる（底板２０のスリット２１を介して受け皿２２にて回収）と共に、当該廃棄処理容器１９の内空部２３の形状にあわせて成形固化されるといったいわゆる固化工程が連続して行われることとなる。当該固化工程を経て形成された固形の残灰は、前記挟持手段１１に挟持される状態で廃棄処理容器１９内から取り出され、採集手段１０並びに補助プレート８の揺動及び昇降を以て、所定の廃棄容器へ廃棄されることとなる。
【００２２】
【発明の効果】
以上の如く本発明による残灰除去方法を使用すれば、採集した溶解滓の温度が降下しないために、発熱剤を投入しなくとも十分な搾り作業が行えることとなり、除去すべき溶解滓から純度の高いアルミ溶湯を回収することができる。そして、本発明による残灰除去装置を使用すれば、比較的簡単な構造を以て本発明による残灰除去方法を効率良く行うことができ、請求項４記載の残灰除去装置を使用することによって、その作業効率及びアルミ溶湯の回収効率を更に高めることができる他、操作性が向上し、スペース、コスト、動力、工数を削減する上でも効を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による残灰除去方法が用いられるアルミ溶解炉施設の一例を示す概略図である。
【図２】（イ）（ロ）（ハ）（ニ）（ホ）本発明による残灰除去方法の一例を示す工程図である。
【図３】（イ）（ロ）（ハ）図２に示す工程図の要部拡大図である。
【図４】本発明による残灰除去装置における挟持手段の類例を示した側面図である。
【図５】本発明による残灰除去装置における挟持手段の類例を示した側面図である。
【図６】挟持手段を構成するスクレーパ又は補助プレートの一例を示す正面図である。
【図７】本発明による残灰除去装置での廃棄処理容器の一例を示した平面図である。
【図８】本発明による残灰除去装置での廃棄処理容器の一例を示した断面図である。
【図９】本発明による残灰除去方法が用いられるアルミ溶解炉施設の類例を示す概略図である。
【符号の説明】
１  アルミ溶解炉，２  溶解滓，３  アルミニウム溶湯，４  残灰
５  貯留部，６  収集部
７  スクレーパ，８  補助プレート，９  主アーム
１０  採集手段，１１  挟持手段，１８  プレス手段，１９  廃棄処理容器
【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】
0003746882.tif 000008
【図８】
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【図９】
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