JP5489652B2 - スクラップシュレッダー設備 - Google Patents

Description

本発明は、スクラップを破砕・選別し、良質な鉄スクラップを回収するためのスクラップシュレッダー設備に関する。

従来から、廃自動車や建築廃材などの鉄スクラップが製鉄原料（鉄源）として利用されている。製鉄原料として利用するために、鉄スクラップはシュレッダー設備において破砕・選別（磁気選別、風力選別等）され、良質な鉄スクラップのみが製鉄原料として回収される（例えば、特許文献１）。
シュレッダー設備で破砕・選別されるスクラップ原料中には、破砕不適物（破砕できない鉄の塊等）が含まれる場合があり、このような破砕不適物が設備に投入されると、シュレッダーの損傷などの操業トラブルが発生する恐れがある。このため従来では、運転手が投入スクラップを目視で監視し、或いは異常音や異常振動が発生していないかを監視し、これらにより破砕不適物が投入されたと判断された場合に、その都度、設備全体を停止させ、設備点検と破砕不適物の人力による排除作業を行っている。

しかし、シュレッダーの破砕用ロータは、慣性のために停止させるのに時間がかかるため、設備の停止には長時間を要し、また、破砕不適物は重量物で且つ高温、鋭利な形状である場合が多いため、人力による破砕不適物の排除は、重労働で危険を伴う作業となる。
このような問題に対して、例えば、特許文献２には、破砕不適物の排出機構を備えた破砕装置（シュレッダー）が提案されている。

特開２００９−８４６０３号公報 実開平５−７０６５２号公報

しかし、特許文献２の破砕装置も、破砕不適物を機外に排除するには、運転を停止する必要があり、上述したような問題に対する根本的な解決手段にはなり得ない。
したがって本発明の目的は、破砕処理に適さないスクラップ原料が投入された場合に、これを簡易な機構により迅速且つ安全に系外に排除することが可能なスクラップシュレッダー設備を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は以下を要旨とするものである。
［1］設備入側から順に、スクラップを破砕処理するシュレッダー（１）と、該シュレッダー（１）の出側位置においてスクラップ中のダストなどを分離除去する第１の風力選別機（５a）と、搬送経路の途中に設けられ、スクラップに含まれる破砕不適物を落下させて系外に排出するための排出部（３a）と、スクラップからダストなどを分離除去する第２の風力選別機（５b）と、スクラップを磁気選別する磁気選別機（２）を備え、スクラップを連続搬送しながら破砕・選別を行うスクラップシュレッダー設備であって、
シュレッダー（１）の入側に、スクラップに含まれる破砕不適物を落下させて系外に排出するための排出部（３c）を有し、該排出部（３c）は、シュレッダー（１）の材料供給部（７０）にスクラップを供給するための供給コンベア（６）の終端の下方に設けられる排出ダクト（２４）と、回動可能に構成されるとともに、駆動装置により回動駆動し、所定の回動位置において、供給コンベア（６）の終端から払い出されるスクラップを排出ダクト（２４）の入口にガイドするガイド板（２５）を備え、該ガイド板（２５）が常態の回動位置にある場合には、供給コンベア（６）の終端から払い出されるスクラップがシュレッダー（１）の材料供給部（７０）に供給されるように構成され、
シュレッダー（１）は、複数のハンマ（８０）を有する破砕用ロータ（８）を備えるとともに、スクラップに含まれる破砕不適物をシュレッダー出側に排出するための開閉可能な排出口（４）を有し、該排出口（４）は、材料供給部（７０）の反対側に設けられた材料排出部（７１）の上方位置に設けられるとともに、排出口（４）には、駆動装置により開閉する開閉扉（４０）が取付けられ、
磁気選別機（２）は、磁気吸着のための電磁石を内蔵した回転ドラム（２０）を有するドラム式の磁気選別機であり、該磁気選別機（２）の回転ドラム（２０）の下方には、回転ドラム（２０）に吸着しなかったスクラップを落下・排出するための排出ダクト（２１）が設けられ、
磁気選別機（２）の入側に、スクラップに含まれる磁気選別不適物を落下させて系外に排出するための排出部（３b）を有し、該排出部（３b）は、排出ダクト（２１）の途中から分岐した排出ダクト（２２）と、回動可能に構成されるとともに、駆動装置により回動駆動し、所定の回動位置において、排出ダクト（２１）を落下するスクラップを排出ダクト（２２）の入口にガイドするガイド板（２３）を備え、
排出部（３a）は、スクラップを搬送するコンベア（１１）の下方に位置する排出ダクト（１２）と、回動可能に構成されるとともに、駆動装置により回動駆動し、所定の回動位置において、コンベア（１１）の終端から落下するスクラップを排出ダクト（１２）の入口にガイドするガイド板（１３）を備え、
排出部（３a）は、排出口（４）の開閉扉（４０）の開放に連動してガイド板（１３）を前記所定の回動位置に回動させ、排出ダクト（１２）から破砕不適物を排出するように構成されるとともに、ガイド板（１３）が常態の回動位置にある場合には、コンベア（１１）の終端から落下するスクラップが下流側に搬送されるように構成され、
排出部（３a）の操作タイミングを計るための監視カメラとして、排出部（３a）から排出されたスクラップを監視するための監視カメラ（４３）を設けるとともに、排出部（３b）の操作タイミングを計るための監視カメラとして、磁気選別機（２）の入側位置でのスクラップを監視するための監視カメラ（４２）と、排出部（３b）から排出されたスクラップを監視するための監視カメラ（４４）を設けたことを特徴とするスクラップシュレッダー設備。
［2］上記［1］の設備において、排出部（３c）の操作タイミングを計るための監視カメラとして、シュレッダー（１）の入側位置でのスクラップを監視するための監視カメラ（４１）と、排出部（３c）から排出されたスクラップを監視するための監視カメラ（４５）を設けたことを特徴とするスクラップシュレッダー設備。

本発明のスクラップシュレッダー設備によれば、破砕処理に適さないスクラップ原料（破砕不適物）が投入された場合に、これを簡易な機構により迅速且つ安全に系外に排除することができる。

本発明のスクラップシュレッダー設備の一実施形態を模式的に示す説明図 図１に示されるスクラップシュレッダー設備を構成する磁気選別機とその入側に設けられる磁気選別不適物の排出部を部分的に示す説明図

本発明のスクラップシュレッダー設備は、スクラップを破砕処理するシュレッダー１と、破砕処理後のスクラップを磁気選別する磁気選別機２を備え、スクラップを連続搬送しながら破砕・選別を行う設備であって、シュレッダー１と磁気選別機２との間の搬送経路の途中に、スクラップに含まれる破砕不適物を落下させて系外に排出するための排出部３aを有する。また、(i)磁気選別機２の入側に、スクラップに含まれる磁気選別不適物を落下させて系外に排出するための排出部３bを有すること、（ii）シュレッダー１の入側に、スクラップに含まれる破砕不適物を落下させて系外に排出するための排出部３cを有すること、が好ましい。

図１および図２は、本発明のスクラップシュレッダー設備の一実施形態を模式的に示すものであり、図１は全体説明図、図２は磁気選別機とその入側に設けられる磁気選別不適物の排出部を部分的に示す説明図である。
このスクラップシュレッダー設備は、入側から順に、スクラップを破砕処理するシュレッダー１と、このシュレッダー１の出側位置においてスクラップ中のダストなどを分離除去する第１の風力選別機５aと、スクラップに含まれる破砕不適物を系外に排出するための排出部３aと、スクラップからダストなどを分離除去する第２の風力選別機５bと、スクラップを磁気選別する第１および第２の磁気選別機２a，２bを備えている。この実施形態では、磁気選別機２a，２bで２段階の磁気選別を行うものである。

また、シュレッダー１の入側には、スクラップに含まれる破砕不適物を系外に排出するための排出部３cが設けられている。
さらに、磁気選別機２aの入側には、スクラップに含まれる磁気選別不適物を系外に排出するための排出部３bが設けられている。スクラップ原料中には磁気選別不適物（鉄の塊や長尺スクラップ）も含まれており、このような磁気選別不適物は、磁気選別機２aをうまく通過できず、磁気選別機２aの入側で滞留してしまう。例えば、長尺スクラップの場合には、図２に示すように端部のみが回転ドラム２０に吸着されるような形で滞留してしまう。そこで、磁気選別機２aの入側に排出部３bを設け、スクラップに含まれる磁気選別不適物を選択的に系外に排出できるようにしたものである。

前記シュレッダー１は、機体７とその内部に設けられる破砕用ロータ８を有するもので、この破砕用ロータ８は、複数のハンマ８０を有している。
機体７の一方には、材料供給部７０が設けられるとともに、他方（反対側）分には格子状の材料排出部７１が設けられ、破砕用ロータ８で所定のサイズまで破砕されたスクラップのみが、格子状の材料排出部７１を通過して機外に排出されるようになっている。さらに、シュレッダー１の機体７には、スクラップに含まれる破砕不適物をシュレッダー出側に排出するための開閉可能な排出口４が設けられている。この排出口４は材料排出部７１の上方位置に設けられ、開閉扉４０が取付けられている。この開閉扉４０は、駆動装置（図示せず）により開閉する。

前記第１の風力選別機５aは、シュレッダー１の出側位置に設けられた振動コンベア９と、その上方に設けられたフード１０と、その位置に風力選別用のキャリアガスを供給するガス供給手段（図示せず）などから構成されている。この風力選別機５aでは、シュレッダー１の材料排出部７１から排出されて落下するスクラップに対向してキャリアガスを流し、スクラップに含まれるダストなどをキャリアガスに随伴させて排出ライン２６に導き、ダストをサイクロン２８で回収（集塵）する。

前記排出部３aは、前記風力選別機５aの出側に設けられ、搬送方向に向かって上向きに傾斜したコンベア１１と、このコンベア１１の下方に位置する排出ダクト１２と、回動可能に構成され、所定の回動位置（図１において仮想線で示す位置）において、コンベア１１の終端から落下するスクラップを排出ダクト１２の入口にガイドするガイド板１３などから構成されている。この回動可能なガイド板１３は、駆動装置（図示せず）により駆動し、常態の回動位置において排出ダクト１２の入口を塞いでいる。通常では、コンベア１１の終端から落下したスクラップが、風力選別機５bを構成するコンベア１４に引き継がれ、下流側に搬送されるが、スクラップ中に含まれる破砕不適物を系外に排出する場合には、ガイド板１３を上記のように回動させ、このガイド板１３により、コンベア１１の終端から落下する破砕不適物を排出ダクト１２の入口にガイドする。

前記第２の風力選別機５bは、前記排出部３aの出側に設けられ、搬送方向に向かって上向きに傾斜したコンベア１４と、このコンベア１４の終端の下方に位置する振動コンベア１５と、その上方に位置するフード１６と、その位置に風力選別用のキャリアガスを循環供給するガス供給ライン１７などから構成されている。この風力選別機５bでは、コンベア１４の終端から落下するスクラップに対向してキャリアガスを流し、スクラップに含まれるダストなどをキャリアガスに随伴させて排出ライン２７に導き、ダストをサイクロン２９で回収（集塵）する。

前記磁気選別機２a，２bは、磁気吸着のための電磁石を内蔵した回転ドラム２０を有するドラム式の磁気選別機であり、供給されたスクラップ中の鉄系スクラップを回転ドラム２０に吸着して下流側に払い出す一方で、回転ドラム２０に吸着しなかった非鉄系スクラップを下方に落下させることで、分離除去する。磁気選別機２a，２bの回転ドラム２０の下方には、回転ドラム２０に吸着しなかったスクラップをコンベア１９上に落下・排出するための排出ダクト２１が設けられている（但し、磁気選別機２bの排出ダクト２１は図示せず）。図において、１８は磁気選別機２a，２b間に設けられる振動コンベア、１９は磁気選別機２a，２bで分離除去された非鉄系スクラップを受けて搬送するためのコンベアである。

前記排出部３bは、前記排出ダクト２１の途中から分岐した排出ダクト２２と、回動可能に構成され、所定の回動位置（図１および図２において仮想線で示す位置）において、前記排出ダクト２１を落下するスクラップを排出ダクト２２の入口にガイドするガイド板２３などから構成されている。この回動可能なガイド板２３は、駆動装置（図示せず）により駆動し、常態の回動位置において排出ダクト２２の入口を塞いでいる。この排出部３bにおいて、スクラップ中に含まれる磁気選別不適物を系外に排出する場合には、後述するように磁気選別機２aの回転ドラム２０の磁力を停止させた上で、ガイド板２３を上記のように回動させ、このガイド板２３により、排出ダクト２１内を落下する磁気選別不適物を排出ダクト２２の入口にガイドする。

前記排出部３cは、シュレッダー１の材料供給部７０にスクラップを供給するための供給コンベア６の終端（シュレッダー入側位置）の下方に設けられる排出ダクト２４と、回動可能に構成され、所定の回動位置（図１において仮想線で示す位置）において、供給コンベア６の終端から払い出されるスクラップを排出ダクト２４の入口にガイドするガイド板２５などから構成されている。この回動可能なガイド板２５は、駆動装置（図示せず）により駆動し、常態の回動位置において排出ダクト２４の入口を塞いでいる。通常では、供給コンベア６の終端から払い出されるスクラップが、シュレッダー１の材料供給部７０に供給されるが、スクラップ中に含まれる破砕不適物を系外に排出する場合には、ガイド板２５を上記のように回動させ、このガイド板２５により、供給コンベア６の終端から払い出される破砕不適物を排出ダクト２４の入口にガイドする。

前記排出部３a〜３cの操作タイミングを計るため、シュレッダー１の入側位置、磁気選別機２aの入側位置でのスクラップを監視するための監視カメラ４１，４２（ＩＴＶ）が設けられ、さらに、排出部３a〜３cから排出されたスクラップを監視するための監視カメラ４３，４４，４５（ＩＴＶ）が、排出ダクト１２，２２，２４の下方にそれぞれ設けられている。
その他図面において、２６，２７は風力選別されたダスト等の排出ライン、
２８，２９はこれら排出ライン２６，２７に設けられたサイクロン、３０は湿式集塵機、３１，３２は吸引ブロア、３３は振動コンベア、３４はコンベアである。
なお、本実施形態では、シュレッダー１で破砕処理されたスクラップを選別するために、磁気選別機２のみを用いているが、例えば、揺動選別機のような非磁気式の選別機を併用してもよい。

以下、本発明のスクラップシュレッダー設備の操業方法を、図１および図２の実施形態を例に説明する。
図１および図２に示すスクラップシュレッダー設備では、供給コンベア６から設備内に連続供給されるスクラップは、シュレッダー１で破砕処理された後、風力選別機５a，５bで風力選別されることでダストなどが分離除去され、次いで、磁気選別機２a，２bで磁気選別されることで良質の鉄系スクラップが得られる。

シュレッダー１の入側位置では、監視カメラ４１により設備に投入されるスクラップの監視がなされ、モニターで破砕不適物が確認された場合、排出部３cのガイド板２５を所定位置（図１の仮想線の位置）に回動させ、供給コンベア６の終端から落下する破砕不適物を排出ダクト２４の入口に導き、排出ダクト２４を通じて系外に排出する。監視カメラ４５の監視により破砕不適物が系外に排出されたことが確認されると、ガイド板２５を元の位置（図１の実線の位置）に回動復帰させ、通常通りスクラップをシュレッダー１に供給する。

排出部３cにおいて全ての破砕不適物を排除することは難しく、破砕不適物の一部は不可避的にシュレッダー１に投入されてしまう。シュレッダー１では、発生する振動や騒音によりに破砕不適物の投入が判断できるので、その判断に基づき開閉扉４０が開かれ、これにより破砕不適物が排出口４から排出される。排出部３aでは、この開閉扉４０の開放と連動して、ガイド板１３を所定位置（図１の仮想線の位置）に回動させ、コンベア１１の終端から落下する破砕不適物を排出ダクト１２の入口に導き、排出ダクト１２を通じて系外に排出する。監視カメラ４３の監視により破砕不適物が系外に排出されたことが確認されると、ガイド板１３を元の位置（図１の実線の位置）に回動復帰させ、通常通りスクラップを搬送経路の下流側（風力選別機５b側）に搬送する。
上記のように開閉扉４０の開放と連動してガイド板１３を回動させる場合、開閉扉４０の開放と同時にガイド板１３が自動的に回動するようにしてもよいし、或いは、スクラップの搬送速度に基づいて排出口４から排出部３aに達するまでの時間が求まるので、開閉扉４０を開放後、その時間が経過した時点でガイド板１３が自動的に回動するようにしてもよい。

排出部３bでは、監視カメラ４２により磁気選別機２aの入側でのスクラップの監視がなされ、モニターで磁気選別不適物が確認された場合或いはその滞留が確認された場合、磁気選別機２aの回転ドラム２０の磁力を停止（電磁石をＯＦＦにし、磁気選別機能を停止）させるとともに、排出部３bのガイド板２３を所定位置（図１および図２の仮想線の位置）に回動させる。これより、振動コンベア１５から払い出される磁気選別不適物は、回転ドラム２０に吸着されることなく排出ダクト２１に落下して、ガイド板２３により排出ダクト２２の入口に導かれ、排出ダクト２２を通じて系外に排出される。監視カメラ４４の監視により磁気選別不適物が系外に排出されたことが確認されると、回転ドラム２０の磁力を回復させるとともに、ガイド板２３を元の位置（図１および図２の実線の位置）に回動復帰させ、通常通りのスクラップの磁気選別を行う。

以上のように、図１および図２のスクラップシュレッダー設備では、設備内の排出部３aにおいて破砕不適物を系外に排出でき、さらに、設備入口の排出部３cにおいて破砕不適物を系外に排出でき、また、磁気選別機２の入側の排出部３bにおいて磁気選別不適物を系外に排出できるので、設備の運転を停止させることなく、しかも人力による除去作業を行うことなく、破砕不適物と磁気選別不適物を安全且つ効率的に排除することができ、設備の稼働率を向上させることができる。

１ シュレッダー
２a，２b 磁気選別機
３a〜３c 排出部
４ 排出口
４０ 開閉扉
５a，５b 風力選別機
６ 供給コンベア
７ 機体
７０ 材料供給部
７１ 材料排出部
８ 破砕用ロータ
８０ ハンマ
９ 振動コンベア
１０ フード
１１ コンベア
１２ 排出ダクト
１３ ガイド板
１４ コンベア
１５ 振動コンベア
１６ フード
１７ ガス供給ライン
１８ 振動コンベア
１９ コンベア
２０ 回転ドラム
２１ 排出ダクト
２２ 排出ダクト
２３ ガイド板
２４ 排出ダクト
２５ ガイド板
２６，２７ 排出ライン
２８，２９ サイクロン
３０ 湿式集塵機
３１，３２ 吸引ブロア
３３ 振動コンベア
３４ コンベア
４１〜４５ 監視カメラ

Claims (2)

1. 設備入側から順に、スクラップを破砕処理するシュレッダー（１）と、該シュレッダー（１）の出側位置においてスクラップ中のダストなどを分離除去する第１の風力選別機（５a）と、搬送経路の途中に設けられ、スクラップに含まれる破砕不適物を落下させて系外に排出するための排出部（３a）と、スクラップからダストなどを分離除去する第２の風力選別機（５b）と、スクラップを磁気選別する磁気選別機（２）を備え、スクラップを連続搬送しながら破砕・選別を行うスクラップシュレッダー設備であって、
   シュレッダー（１）の入側に、スクラップに含まれる破砕不適物を落下させて系外に排出するための排出部（３c）を有し、該排出部（３c）は、シュレッダー（１）の材料供給部（７０）にスクラップを供給するための供給コンベア（６）の終端の下方に設けられる排出ダクト（２４）と、回動可能に構成されるとともに、駆動装置により回動駆動し、所定の回動位置において、供給コンベア（６）の終端から払い出されるスクラップを排出ダクト（２４）の入口にガイドするガイド板（２５）を備え、該ガイド板（２５）が常態の回動位置にある場合には、供給コンベア（６）の終端から払い出されるスクラップがシュレッダー（１）の材料供給部（７０）に供給されるように構成され、
   シュレッダー（１）は、複数のハンマ（８０）を有する破砕用ロータ（８）を備えるとともに、スクラップに含まれる破砕不適物をシュレッダー出側に排出するための開閉可能な排出口（４）を有し、該排出口（４）は、材料供給部（７０）の反対側に設けられた材料排出部（７１）の上方位置に設けられるとともに、排出口（４）には、駆動装置により開閉する開閉扉（４０）が取付けられ、
   磁気選別機（２）は、磁気吸着のための電磁石を内蔵した回転ドラム（２０）を有するドラム式の磁気選別機であり、該磁気選別機（２）の回転ドラム（２０）の下方には、回転ドラム（２０）に吸着しなかったスクラップを落下・排出するための排出ダクト（２１）が設けられ、
   磁気選別機（２）の入側に、スクラップに含まれる磁気選別不適物を落下させて系外に排出するための排出部（３b）を有し、該排出部（３b）は、排出ダクト（２１）の途中から分岐した排出ダクト（２２）と、回動可能に構成されるとともに、駆動装置により回動駆動し、所定の回動位置において、排出ダクト（２１）を落下するスクラップを排出ダクト（２２）の入口にガイドするガイド板（２３）を備え、
   排出部（３a）は、スクラップを搬送するコンベア（１１）の下方に位置する排出ダクト（１２）と、回動可能に構成されるとともに、駆動装置により回動駆動し、所定の回動位置において、コンベア（１１）の終端から落下するスクラップを排出ダクト（１２）の入口にガイドするガイド板（１３）を備え、
   排出部（３a）は、排出口（４）の開閉扉（４０）の開放に連動してガイド板（１３）を前記所定の回動位置に回動させ、排出ダクト（１２）から破砕不適物を排出するように構成されるとともに、ガイド板（１３）が常態の回動位置にある場合には、コンベア（１１）の終端から落下するスクラップが下流側に搬送されるように構成され、
   排出部（３a）の操作タイミングを計るための監視カメラとして、排出部（３a）から排出されたスクラップを監視するための監視カメラ（４３）を設けるとともに、排出部（３b）の操作タイミングを計るための監視カメラとして、磁気選別機（２）の入側位置でのスクラップを監視するための監視カメラ（４２）と、排出部（３b）から排出されたスクラップを監視するための監視カメラ（４４）を設けたことを特徴とするスクラップシュレッダー設備。
2. 排出部（３c）の操作タイミングを計るための監視カメラとして、シュレッダー（１）の入側位置でのスクラップを監視するための監視カメラ（４１）と、排出部（３c）から排出されたスクラップを監視するための監視カメラ（４５）を設けたことを特徴とする請求項１に記載のスクラップシュレッダー設備。

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