JP5871838B2 - 金属選別装置および同選別装置を用いた異形金属の選別方法 - Google Patents

Description

本発明は、顆粒状金属に混入している異形金属の分離方法に関する。

金属チタンあるいはチタン合金は、航空機材料のみならず、近年では民生用熱交換器や建築物の構造材あるいは屋根材等に幅広く利用されている。

前記した金属チタンあるいはチタン合金は、チタン鉱石を塩素化して四塩化チタンとし、これを還元性金属で還元するクロール法でスポンジチタンを得、このスポンジチタンを電子ビーム溶解炉や真空アーク溶解炉にて溶解して金属チタンインゴットあるいはチタン合金インゴットとしてから、鍛造あるいは圧延工程を経て、板材等の形に加工してユーザーに出荷される。

前記した電子ビーム溶解炉においては、溶解原料であるスポンジチタンを振動フィーダを介してそのまま電子ビーム溶解炉に供給することができる。このため、電子ビーム溶解炉に供給するスポンジチタンは、できる限り粒度が均一で、また、形状も好ましいとされている。

クロール法で製造されるスポンジチタンは、四塩化チタンの還元工程で製造されたスポンジチタンの大塊をプレス切断して小塊とし、更にこれをジョークラッシャー等で所定の大きさまで粉砕整粒されてから製品として出荷される。しかしながら、この破砕整粒方法で製造されるスポンジチタンの大半は顆粒状のスポンジチタンであるが、中には、細長い異形のスポンジチタンも生成されて製品の中に混入される場合がある。

このような異形のスポンジチタンが製品中に混入すると、スポンジチタンを電子ビーム溶解炉に供給する場合、フィーダ途中でブリッジを形成する原因となる場合があり、好ましくないとされる。

また、真空アーク溶解炉では、スポンジチタンをプレス成形して電極をなし、これを溶解してインゴットが形成されているが、前記したような細長い形状のスポンジチタンが電極用のスポンジチタンに混入していると、溶接接合で構成される電極の強度を低下させる場合がある。このため、真空アーク溶解用の電極を製造する場合の原料スポンジチタンの形状もできる限り揃っている方が好ましいとされる。

このため、クロール法で製造されたスポンジチタンを破砕整粒して製造された顆粒状スポンジチタンに含まれる異形のスポンジチタンは、目視選別により事前に分離除去されている。

このような目視選別は、人手が掛かるのみならず、見落としが発生することにより、前記したような異形のスポンジチタンを完全に分離除去することができず改善が求められている。

上記したスポンジチタン粒の異物除去については、スポンジチタン粒に対してハロゲン光を照射し、その反射光をＲＧＢに分解して、それぞれのＲＧＢ強度および自乗平均よりスポンジチタン中の含まれている異物を検出する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

上記方法では、着色したスポンジチタンやスポンジチタン以外の異物を分離除去する手段としては有効であるが、形状に起因するスポンジチタンの異物に対して、検出することは難しく、解決手段が望まれている。

このように、クロール法で製造された顆粒状スポンジチタン中に含まれる異形のスポンジチタンを効率良く、分離除去できる方法が求められている。

特公平０８−００３４７０号公報

本発明は、スポンジチタン粒に混入する異形スポンジチタンを効率よく分離することができる装置およびこれを用いたスポンジチタンに含まれる異形スポンジチタンの分離方法の提供することにある。

かかる実情に鑑みて前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねてきたところ、スポンジチタン大塊を粉砕整粒して製造されたスポンジチタン粒を、底面の一部に開口部を設けた選別装置を通過させることにより、異形のスポンジチタンチタンと正常な形状のスポンジチタンを効率よく分離することができることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明に係る顆粒状金属から異形金属を分離する金属選別装置は、金属の送出部と、この送出部の途上に設けられた開口部を備え、送出部は、互いに離間する上流側フィーダおよび下流側フィーダに分割されており、金属の送出方向に直交する送出部の断面形状は、上流側フィーダおよび下流側フィーダのいずれにおいても波型あるいはＷ型であって、上記分割により波型あるいはＷ型における谷部の延在方向と直交する方向に開口部を形成していることを特徴としている。

また、本発明においては、谷部の延在方向の開口部の長さが、顆粒状金属に混入している異形金属の長径の最小値よりも短いことを好ましい態様としている。

本発明に係る顆粒状金属からの異形金属の選別方法は、前記した金属選別装置を用いることを特徴とするものである。

また、本発明においては、異形金属を開口部から落下させずに選別装置の送出部に残し、それ以外の顆粒状金属を開口部から落下させて異形金属から分離して回収することを好ましい態様としている。

本発明に係る金属選別装置および同選別装置を用いた異形金属の選別方法を用いることにより、顆粒状金属中の異形金属を効率よく分離除去することができるという効果を奏するものである。

本発明の金属選別装置の基本原理を示す模式図である。 本発明の金属選別装置の一実施形態を示す模式図である。 本発明の金属選別装置の一実施形態を示す模式図である。

本発明の最良の実施形態について図面を用いて以下に説明する。
図１は、本発明に係る異形金属選別装置Ｍの基本原理を表している。金属選別装置Ｍにおいては、振動フィーダ１が水平面より所定の角度傾斜されて設置され、矢印で示すように上流側から選別対象の金属３が送出される。選別対象金属３は、正規品である顆粒状金属３ａと、非正規品である異形金属３ｂからなる。

ここで、正規品の顆粒状金属とは、アスペクト比が比較的１に近いか所定の値より小さいものを意味し、非正規品の異形金属とは、顆粒状金属と比較してアスペクト比が所定の値よりも大きく比較的長径のものを意味する。しかしながら、スポンジチタン製品のロットごとに許容される形状が定められ、正規・非正規の区分は、それにより変化するものであり、本発明においては、厳密にアスペクト比が特定の数値に限定されるものではない。

本発明においては、図１に示すように、振動フィーダ１の途中に開口部２が形成されており、振動フィーダ１を金属３が通過する間に、開口部２より正規形状の顆粒状金属３ａが落下して開口部２の下方に設けられた容器４ａに回収され、異形金属３ｂは、前記開口部２よりも大きい（あるいは長い）ので、開口部２から落下しないで、振動フィーダ１の下流に設けた容器４ｂに回収される。

前記装置構成を用いることにより、金属３中に含まれる顆粒状金属３ａと異形金属３ｂを効率よく分離除去することができるという効果を奏するものである。

１．第１実施形態
図２は、本発明に係る異形金属選別装置にかかるより具体的な装置構成を表している。
本実施態様においては、振動フィーダ１として波板状のフィーダ１ａが用いられる。本実施態様に係る開口部２ａは、波板状フィーダ１ａの谷部に設けることを好ましい態様とするものである。

図２における開口部２の長さｌは、分離したい異形金属３ｂの最小長さＬよりも長くなるように形成することが好ましい。前記したような開口部２ａを形成することにより、金属３中に含まれる異形金属３ｂ（長径金属）は、開口部２ａより落下することなく、振動フィーダ１ａの下流に設けた容器に効率よく分離除去することができるという効果を奏するものである。

これに対して長径品でないいわゆる正規の顆粒状金属３ａは、前記開口部２ａより下方に落下する。このようにして、顆粒状金属３ａのみを回収して、製品として出荷することができるという効果を奏するものである。

また、波板状フィーダ１ａを用いることにより、全ての異形金属３ｂは、波板の谷部に嵌まり、その長径方向の向きが送出方向に揃えられる。これにより、異形金属３ｂが斜めに開口部２ａに進入するなどして誤選別されることを抑制することができる。

以上のように、前記異形金属３ｂが長径金属粒である場合に、選別を効果的に実施することができるという効果を奏するものである。

２．第２実施形態
図３は、本発明に係る別の好ましい態様を表している。本実施態様においては、波板状フィーダの途中に、波板状フィーダの全体を横切るような開口部２ｂを形成したことを好ましい態様とするものである。

前記したような開口部２ｂを設けることで、選別対象金属３中に含まれている正規品の顆粒状金属３ｂを前記開口部２ｂより落下させる一方、異形金属３ｂは、開口部２ｂから落下することなく、開口部２ｂをまたぐようにして上流側波板状フィーダ１ｂから下流側波板フィーダ１ｃに達して、その後、異形金属容器４ｂに回収させることができる、という効果を奏するものである。

なお、開口部長さｃｇは、顆粒状金属３ａに含まれる異形金属３ｂの最小長さＬに応じて、適宜設定できるような構造とすることが好ましい。

このように、第２実施形態では、開口部２ａが固定的に形成された第１実施形態とは異なり、上流側波板状フィーダ１ｂと下流側波板状フィーダ１ｃとの間隔を各ロット毎に調整することにより、顆粒状金属３ａの外形の許容範囲に応じた適切な装置構成とすることができるという効果を奏するものである。

本発明においては、前記波板状フィーダの断面は、いわゆる波板であっても良いが、Ｗ状の形態であっても本発明の効果を効率よく発揮させることができるという効果を奏するものである。

また、図２および図３に示したような波板状のフィーダを採用することにより、顆粒状金属３ａ中に含まれる異形金属３ｂを、顆粒状金属３ａの流れに沿って整列させることができ、その結果、波板状フィーダの途中に設けた開口部を効率よく跨がせることができ、その結果、顆粒状金属に含まれる正規品から効率よく分離除去することができるという効果を奏するものである。

上記図３に示した実施態様にける波板状のフィーダに設けたスリットを挟んだ上流側フィーダに対して、下流側のフィーダの鉛直位置は、上流側のフィーダの延長線に対して、僅かに下方にずらした位置に配置させることが好ましい。

前記したような装置構成とすることにより、上流側のフィーダで選別された長径品のスポンジチタンを効率よく下流側のフィーダに供給させることができる、という効果を奏するものである。

本発明においては、顆粒状金属３ａとして、クロール法で製造されたスポンジチタン大塊を破砕・整粒して製造されたスポンジチタンの正規品を想定しており、これに含まれる長径の異形スポンジチタンを効率よく分離除去することができるという効果を奏するものである。

以上、本発明に係る異形金属の選別装置を用いることにより、顆粒状金属に含まれる長径品を効率よく分離除去することができる、という効果を奏するものである。

１．原料
１）顆粒状金属：スポンジチタン（１ｍｍ〜３／４”）
２）分離したい異形金属：全長が５０ｍｍ以上の細長スポンジ
２．異形金属選別装置
１）振動フィーダ：図２に示す波板状フィーダ
２）開口部長さ：１７ｍｍ

［実施例１］（参考例）
上記したスポンジチタン１００Ｋｇを図２に示す装置を使用して、同スポンジチタンに含まれる長径品の選別処理を行なった。処理に要した時間は、２分であり、分離された長径品の回収率は、９２％であった。

［実施例２］（本発明例）
上記したスポンジチタン１００Ｋｇを図３に示す装置を使用して、同スポンジチタンに含まれる長径品の選別処理を行なった。処理に要した時間は、２分であり、分離された長径品の回収率は、９８％であった。

［比較例］
上記したスポンジチタン１００Ｋｇを図２または３に示す装置を使用しないで、全量目視検査により、スポンジチタン中に含まれる長径品を分離した。この際の処理に要した時間は、１０．９分であり、分離された長径品の回収率は、９０％回収であった。

以上の実施例および比較例により、スポンジチタン中に含まれる長径品の回収率の改善効果が確認された。

本発明は、顆粒状金属中に含まれる異形金属の効率的な選別装置およびこれを使用した選別方法を提供するものである。

１、１ａ…振動フィーダ、
１ｂ…上流側フィーダ、
１ｃ…下流側フィーダ、
２、２ａ、２ｂ…開口部、
３…選別対象金属、
３ａ…顆粒状金属（正規品）、
３ｂ…異形金属（非正規品、長径品）、
４ａ、４ｂ…回収容器。

Claims (6)

1. 顆粒状金属から異形金属を分離する金属選別装置であって、
   前記選別装置は、前記金属の送出部と、この送出部の途上に設けられた開口部を備え、
   前記送出部は、互いに離間する上流側フィーダおよび下流側フィーダに分割されており、前記金属の送出方向に直交する前記送出部の断面形状は、前記上流側フィーダおよび前記下流側フィーダのいずれにおいても波型あるいはＷ型であって、
   上記分割により前記波型あるいはＷ型における谷部の延在方向と直交する方向に前記開口部を形成していることを特徴とする金属選別装置。
2. 前記谷部の延在方向の前記開口部の長さが、前記顆粒状金属に混入している異形金属の長径の最小値よりも短いことを特徴とする請求項１に記載の金属選別装置。
3. 請求項１または２に記載の金属選別装置を使用することを特徴とする顆粒状金属からの異形金属の選別方法。
4. 前記異形金属を前記開口部から落下させずに前記選別装置の前記送出部に残し、それ以外の顆粒状金属を前記開口部から落下させて前記異形金属から分離して回収することを特徴とする請求項３に記載の顆粒状金属からの異形金属の選別方法。
5. 前記下流側フィーダは、前記上流側フィーダの延長線に対して、鉛直方向で下方に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の金属選別装置。
6. 前記下流側フィーダは、前記上流側フィーダの延長線上に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の金属選別装置。

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