JPH06287648A

JPH06287648A - 切削屑塊の製造方法

Info

Publication number: JPH06287648A
Application number: JP5077197A
Authority: JP
Inventors: Yuji Okada; 裕二岡田; Shunichi Fujio; 俊一藤尾; Teruji Shinoyama; 輝治篠山; Kazuhiro Suzuki; 和弘鈴木
Original assignee: Toyokin Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyokin Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 1993-04-02
Filing date: 1993-04-02
Publication date: 1994-10-11

Abstract

(57)【要約】【目的】切削屑の表面に付着した水分や油分を確実に
除去するとともに、切削屑を容易に塊状に成形する。【構成】金属材料の切削屑１１を容器１に投入し、容
器１内を減圧手段７により減圧することにより切削屑１
１の表面に付着している水分、油分を気化させるととも
に、切削屑１１同士を密着させ、切削屑１１を塊状に成
形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属材料の切削屑を塊
状に成形する製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属材料を切削する際に生じる切削屑は
大量に生じるので、省資源化の見地から切削屑の再利用
が強く望まれている。鋳鉄品の切削屑は切粉（ダライ
粉）となるので、鋳鉄品の切粉をキュポラで溶解する場
合は、下方からの熱風により切粉が吹き上げられ、非常
に扱いにくい。また、アルミニウム系の鋳物やマグネシ
ウム系の鋳物の切粉の場合は、切粉を溶湯に投入した際
に切粉の表面での酸化反応が激しく、切粉の表面部分は
酸化アルミニウム等のスラグになり、スラグの発生量が
多くなる。

【０００３】したがって、切粉状態の切削屑を再利用す
る場合は、切削屑を塊状とすることが望まれる。これに
関連する先行技術として、特公昭５８−１４４９３号公
報が知られている。本公報の鋳物屑圧塊の製造方法にお
いては、鋳造品の切削加工後に生じる切粉に粘結剤を添
加し、この粘結剤が添加された切粉を強固に圧縮した
後、加熱することにより、鋳物屑圧塊を得るようにして
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報の方法の場合は、鋳物屑圧塊中には多少（２％程度）
の水分が含まれているので、このまま溶解すると水蒸気
爆発を起こすおそれがある。また、切粉に切削油等の油
分が付着していると、鋳物屑圧塊の溶解時に油分が燃焼
し、多量の黒煙を発生して大気汚染等の問題が生じる。

【０００５】上記公報の方法では切削屑を結合するため
に粘結剤を使用することから、溶解時には粘結剤がスラ
グとなり、低周波誘導炉の場合は炉体の異常摩耗の原因
となる。さらに、切削屑をプレス装置にて圧縮する必要
があるので、切削屑を塊状に成形する装置は大がかりな
ものとなる。

【０００６】本発明は、上記の問題に着目し、切削屑の
表面に付着した水分や油分を確実に除去するとともに、
切削屑を容易に塊状に成形することが可能な切削屑塊の
製造方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明に係る切削屑塊の製造方法は、金属材料の切削
屑を容器に投入し、該容器内を減圧することにより切削
屑の表面に付着している水分、油分を気化させるととも
に、切削屑同士を密着させ、該切削屑を塊状に成形する
方法からなる。

【０００８】

【作用】このように構成された切削屑塊の製造方法にお
いては、金属材料の切削屑が容器に投入される。容器内
に切削屑が投入されると、容器内の減圧が開始され、切
削屑の表面に付着している水分や油分が気化するととも
に、切削屑間の隙間に存在する空気も減圧によって吸引
され、切削屑同士の密着性が高められる。

【０００９】ここで、切削屑の表面には空気中の酸素に
よって不動態膜が形成されているが、容器内を減圧する
ことにより、不動態膜が揮発し切削屑の表面から不動態
膜が除去される。不動態膜が除去されると、切削屑同士
間での分子間移動（自由電子の移動）が活発となり、切
削屑同士の密着性が著しく高められる。

【００１０】このように、減圧による切削屑同士の密着
により、切削屑は外部から圧縮することなく塊状に成形
される。また、水分や油分も減圧によって気化し、切削
屑の表面から除去されるので、切削屑の溶解時に水蒸気
爆発や黒煙の発生も確実に防止される。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明に係る切削屑塊の製造方法の
望ましい実施例を、図面を参照して説明する。

【００１２】第１実施例図１および図２は、本発明の第１実施例を示しており、
とくに鋳物の切削屑に適用した場合を示している。ま
ず、本発明を実施するための切削屑塊製造装置について
説明する。図１において、１は容器を示している。容器
１には、減圧室２が形成されている。減圧室２は、下方
に開口しており、この開口部は蓋体３によって覆われて
いる。

【００１３】容器１の開口部の外周部には、周方向に延
びる溝４が設けられている。溝４には、蓋体３と密着可
能なシール部材５が装着されている。減圧室２は、通路
６を介して減圧手段としての真空ポンプ７に接続されて
いる。真空ポンプ７は、図示されないモータ等の駆動手
段によって回転駆動されるようになっている。

【００１４】減圧室２の通路６側には、ステンレスから
なる内板８が設けられている。内板８には、後述する切
削屑１１の大きさよりも小さな通気孔８ａが形成されて
いる。通気孔８ａの径は、本実施例では５〜６０μに設
定されている。

【００１５】つぎに、第１実施例における切削屑塊の製
造方法およびその作用について説明する。図１の（Ａ）
は、切削屑を塊状にする前の状態を示している。この状
態で、容器１の下面から蓋体３が外され、減圧室２に切
削屑としての鋳物の切粉（ダライ粉）１１が投入され
る。切粉１１は、鉄に限られずアルミニウム合金鋳物の
切粉であってもよい。また、切削屑は鋳物に限られず、
軟鋼等の連続した切削屑でもよい。

【００１６】切粉１１が減圧室２に投入されると、図１
の（Ｂ）に示すように、減圧室２の開口部が蓋体３によ
って塞がれる。減圧室２が密閉状態になると、真空ポン
プ７が起動され、減圧室２の減圧が開始される。減圧室
２が減圧されると、切粉１１の表面に付着していた水分
や油分の気化が促進され、切粉１１の表面から水分や油
分が除去される。この水分や油分は、図１の（Ｃ）の矢
印Ｓに示すように真空ポンプ７側に吸引される。この状
態では、切削屑間の隙間が存在する空気も減圧によって
吸引され、切粉１１同士の密着性が高められる。

【００１７】減圧室２に投入前の切粉１１の表面には空
気中の酸素によって不動態膜が形成されているが、減圧
室２内が減圧されることにより、不動態膜が揮発し、切
粉１１の表面から不動態膜が除去される。不動態膜が除
去れると、切削屑同士間での分子間移動（自由電子の移
動）が活発となり、切削屑同士の密着性が著しく高めら
れる。

【００１８】したがって、切粉１１は減圧による密着に
より強固に塊状に成形され、ある程度の外力に対しても
壊れることはなくなる。切粉１１が塊状に形成される
と、減圧室２が大気圧に戻され、蓋体３の取外しによっ
て塊状切粉１１の取出しが行われる。

【００１９】表１は、減圧室２の減圧度（真空度）と切
粉を塊状に成形する成形性との関係を示している。

【００２０】

【表１】

【００２１】表１に示すように、減圧室２の真空度が低
い場合は、切粉１１の密着度が悪く切粉１１を塊状に成
形することができない。減圧室２の真空度が高い場合に
は、切粉１１の表面の不動態膜を十分に除去することが
でき、切粉１１の密着性が大となり、塊状に成形するこ
とが可能となる。

【００２２】図２は、本実施例と粘結剤を用いた従来技
術におけるスラグの発生量を示している。図９に示す実
験に用いた溶解炉は、５０ｋｇの金属材料を溶解するこ
とが可能な高周波誘導炉である。本実施例では、溶解材
料の５０ｋｇのうち、３０ｋｇを戻し材（原材料）とし
残りの２０ｋｇを塊状の切粉とした。溶解の手順は、ま
ず戻し材を溶解した後、戻し材に塊状の切粉１１を投入
した。

【００２３】図２に示すように、粘結剤を用いた従来技
術の場合は、切粉の溶融時に粘結剤がスラグに生成され
るので、スラグの発生量が平均で約５２ｇと非常に多く
なるが、本実施例のように、粘結剤を用いずに切粉を塊
状に成形できるので、スラグの発生量は平均で約４．５
ｇと著しく抑制される。このように、本実施例ではスラ
グの発生量を従来の約１／１０に抑えることができる。

【００２４】図３は、第１実施例の変形例を示してい
る。図３において、２１は押出しピンを示している。押
出しピン２１は、容器１に摺動自在に保持されている。
押出しピン２１は、連結板２２に連結されている。押出
しピン２１は、圧縮スプリング２３によって上方に付勢
されている。押出しピン２１は、連結板２２を押圧した
時にのみ減圧室２に突出するようになっている。

【００２５】図３のように、押出しピン２１を設けるこ
とにより、塊状に成形された切粉１１を押出しピン２１
によって上方から押圧することができ、塊状の切粉１１
を減圧室２から容易に取出すことができる。

【００２６】第２実施例図４は、本発明の第２実施例を示している。第２実施例
が第１実施例と異なるところは、誘導コイルの有無のみ
であり、その他の部分は第１実施例に準じるので、準じ
る部分に第１実施例と同一の符号を付すことにより準じ
る部分の説明を省略し、異なる部分についてのみ説明す
る。

【００２７】減圧室２の外周には、加熱手段としての誘
導コイル３１が設けられている。誘導コイル３１は、図
示されない低周波電源に接続されている。減圧室２に投
入された切粉１１は誘導コイル３１によって加熱される
ようになっている。

【００２８】このように構成された第２実施例において
は、切粉１１が投入された減圧室２の減圧が開始される
と、切粉１１が誘導コイル３１によって加熱される。こ
れにより、切粉１１の表面に付着した水分や油分の気化
が第１実施例の場合よりも促進される。

【００２９】また、減圧室２内の減圧によって切粉１１
の表面の不動態膜が除去され、切粉間同士の自由電子の
移動が行われるが、切粉１１を加熱することにより、自
由電子の移動をさらに活発にすることができる。したが
って、第１実施例の場合よりも、さらに切粉１１を強固
な塊状に成形することが可能となる。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、つぎの効果が得られ
る。

【００３１】（１）金属材料の切削屑を容器に投入し、
容器内を減圧するようにしたので、切削屑の表面に付着
した水分や油分を気化させることができ、切削屑の表面
から水分や油分を確実に除去することができる。したが
って、切削屑の溶解時における水蒸気爆発や油分の燃焼
による黒煙の発生を防止することができる。

【００３２】（２）容器内を減圧することにより、切削
屑の表面に形成された不動態膜を除去することが可能と
なり、切削屑同士間での分子間移動を活発にすることが
できる。したがって、切削屑同士の密着性を著しく高め
ることが可能となり、切削屑を圧縮することなく塊状に
成形することができる。

【００３３】（３）プレス装置による圧縮を行うことな
く切削屑を塊状に成形することができるので、高価なプ
レス装置が不要となり、装置の構造を従来よりも簡素化
することができ、切削屑の処理コストも低減することが
できる。

【００３４】（４）従来技術のように切削屑に粘結剤を
添加することなく塊状に成形することができるので、切
削屑の溶解時のスラグの発生量を大幅に抑制することが
できる。したがって、スラグによる溶解炉の炉壁の異常
摩耗を防止することができる。

【００３５】（５）粘結剤を使用しないことにより、粘
結剤による切削屑の化学変化を抑制することができ、ス
ラグ等の不純物の発生量を低減することができる。した
がって、加熱効率を高めることができ、切削屑の溶解時
間を従来よりも短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る切削屑塊の製造方法
を実施するための切削屑塊製造装置を用いた作業工程図
である。

【図２】図１の切削屑塊の製造方法と従来技術における
スラグの発生量を示す特性図である。

【図３】図１の切削屑塊製造装置の変形例を示す断面図
である。

【図４】本発明の第２実施例に係る切削屑塊の製造方法
を実施するための切削屑塊製造装置の断面図である。

【符号の説明】

１容器２減圧室３蓋体７減圧手段（真空ポンプ）８内板１１切削屑（切粉）２１押出しピン３１加熱手段（誘導コイル）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者篠山輝治愛知県豊田市鴻ノ巣町３丁目33番地トヨキン株式会社内 (72)発明者鈴木和弘愛知県豊田市鴻ノ巣町３丁目33番地トヨキン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属材料の切削屑を容器に投入し、該容
器内を減圧することにより切削屑の表面に付着している
水分、油分を気化させるとともに、切削屑同士を密着さ
せ、該切削屑を塊状に成形することを特徴とする切削屑
塊の製造方法。
【請求項２】前記容器内を減圧する際に前記切削屑を
加熱する請求項１記載の切削屑塊の製造方法。