JPS6026819B2 - 亜鉛回収用反応装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、亜鉛のスクラップ、残澄およびドロスに含有
される亜鉛を回収する反応装置に関する。

亜鉛に対する高いレベルの需要、特に、亜鉛メッキで被
覆を形成することで鉄および鋼を保護する手段としての
使用により、スクラップ、浅漬および特に亜鉛メッキの
ドロスに含有される亜鉛の回収は、日を追って一層重要
になりつ〉ある。

亜鉛メッキ工程中に、亜鉛メッキされるべき鉄と亜鉛格
との間の化学反応と、亜鉛メッキされるべき成分を侵蝕
する溶融材料によって生成される鉄塩の作用を含む亜鉛
メッキタンクないし容器への格の直接の侵蝕とにより、
吸蔵された亜鉛を含有する亜鉛−鉄金属間化合物が生成
され、この金属間化合物はその比重に依存して亜鉛メッ
キタンクの底に沈澱物を作るか、または溶融亜鉛の上で
浮遊状態に維持される。この等の金属間化合物の鉄含有
量は、３％と４％との間及びこれ以上にもなり得る。こ
のような金属間化合物は、一般に「ドロス」または一層
正確には「ボトムドロス」および「トップドロス」と呼
ばれ、二次亜鉛回収の観点でより興味をそ）る残漣の一
つを生成する。

上述のドロスないし残澄から亜鉛を回収する方法は、ア
ルミニウム−鉄金属間化合物を生成するためのアルミニ
ウムの添加により、ドロスを形成するＦｅＺｎ，３の結
晶に含有される鉄を分離することを基礎としている。

該化合物は、表面酸化を受けて溶融亜鉛で濡らされない
黒粉に変換され、これにより分離工程での損失を最小に
する。生成される金属間化合物は、溶融亜鉛の比重より
も低い比重を有し、従って混合物が静止状態に放置され
ると金属間化合物は溶融亜鉛の表面に浮き上る。

しかしながら、液体亜鉛の粘度と結晶の粒度が小さいこ
ととにより浮上作用は非常に遅いことが判明している。
この分離作用を高速化するために、溶融状態のドロス、
スクラップないし残澄を収容するタンクないしバット（
ｖａｔ）を有する反応容器内で、タンクないしバットの
中に配置され且つ垂直軸に装着されたパドル付きロータ
（水かき車）により、溶融塊を縄拝させることは公知で
ある。

ロータ部材の軸は、垂直方向に移動可能な上側ヘッド部
材で支持されている。また、該上側部分は、軸を駆動す
るモータと、タンクないしバットを閉鎖するカバーとを
装架している。次に、該上側部分は、水平方向に移動可
能なキャレッジで支持され、一方、タンクないしバット
は、それの鞠線に対して直角な回転軸線を画定すると共
にそれが降下されるのを可能にする外部の２つの上側枢
軸に装着されている。上述の種類の反応容器では、ブレ
ード付きロータのブレードは、溶融塊をタンクないしバ
ットの底へ駆動してこれによりタンクないしバットの底
と反応容器壁とに対して衝突させるために所定の角度に
ある。

ブレード付きロータのプレードのこの様な配置は、垂直
方向で閉鎖した回路の溶融材料の流れをバットないしタ
ンク内に発生し、該流れは渡洋機のブレードで切断ない
し遮断される状態にて、溶融材料の中心では下向きであ
り、周辺では上向きである。他方では、バットないしタ
ンクの形成により、溶融材料の湿度の適当な制御を得る
ことは、殆んど不可能である。

上述の装置は、主として、タンク内で生じる溶融材料の
流れの特性と、タンクないしバット内の温度制御の不可
能なことと、金属間化合物を酸化させるのに必要な空気
に対する制御の欠如とのため、所望の効率が得られない
。

タンクないしバットで発生される流れのタイプと、材料
の温度に対する制御の欠如とは、結局、高溶融点の化学
式ＴｅＡｌ３を有する金属間化合物の生成を生じる。

これは、酸化用空気に対する制御の欠如と組合わされて
、金属間化合物の表面酸化と、溶融材料からの該化合物
の分離とは、操作を何回も停止して又開始する必要のあ
る、装置の長い運転時間を必要とすることを意味する。
本発明の目的は、ロータが移動可能で、且つ分離工程が
迅速かつ完全な態様で行われる様にロータのブレードが
配置されている特定の型式の反応容器を提供することで
ある。

本発明の他の目的は、タンクないしバットの壁がそれの
冷却を可能にする様に形成されており、これにより、溶
融材料の温度が制御されるのを可能にする反応装置を提
供することである。

タンクないしバット内で起こる反応は発熱反応であり、
従って発生した熱を消散する必要性が生じるが、その理
由は該反応が特定の温度限界内でのみ生じるため、もし
上記熱消散が行われないと操作を中断することを必要と
する限界にまで温度が上昇してしまうためである。本発
明の更に別の目的は、酸化性雰囲気を維持するのに必要
な空気の量がタンクないしバットに吸込まれ、該空気の
量が金属間化合物の結晶の表面酸化を生じさせるのに好
適であることを保証する簡単な装置を有する反応装置を
提供することである。

本発明による装置のロータでのブレードの特定の配置と
、タンクないしバット内の溶融材料の温度を制御する可
能性とは、Ｎ３Ｆｅよりも低い溶融点を有する化学式Ａ
Ｉ３Ｆｅの金属間化合物の形成を生じる。

この金属間化合物の性質は、該金属間化合物の酸化に必
要な空気の量を供給する可能性と組合わされて、分離過
程が公知の反応装置によるよりも一層容易かつ迅速に実
施されるのを可能にする。更に、溶融塊の温度の低下は
、タンクないしバットとロータの使用寿命を延ばす。本
発明によると、タンクないしバットに適当な冷却を与え
るために、タンクないしバットには耐火物の内張りを包
囲する周辺チャンバが備えられている。

冷却用空気の流れのために、該チャンバの外側壁に位置
する上側オリフイスと下側オリフィスとにより外部に半
径方向に蓮適する螺旋状導管を形成する螺旋状横方向仕
切り壁が該チャンバの内部を通って延びている。更に、
また本発明によると、酸化性雰囲気を生じるのに必要な
量のタンクないしバットへの空気の取入れを保証するた
めに、タンクないしバットのカバーは、空気取入れ開口
部を有し、一方、カバーの座のまわりに位置する上部環
状チャンバは、タンクないしバットに菱架されている。

該環状チャンバは、現実のカバーを介してタンクないし
バットの内部に運通し、回転継手ないしボール・ソケッ
ト継手型の継手で吸引取入れ導管に結合される外側オリ
フイスを有し、鷹梓機の抽出と、精錬された金属の注湯
と、各操作の終りでバットないしタンク内に酸化物の形
態で生じる残澄の抽出との段階及び澄枠操作中に生じる
汚染に関し好適な制御を生じると共に生成酸化物を回収
するために、該導管はバッグフィルタ等に閉口している
。本発明の他の側面によると、ロータのブレードはバッ
トないしタンクの軸線と同一面上にあり、従って、バッ
トないしタンクの壁へ衝突する半径方向の流れを溶融材
料中に発生する。

上述の上部環状チャンバは、バットないしタンクの注湯
チャンネルに対応する領域で中断されている。

環状チャンバの内側壁は円形の形状であり、連続的な中
間の周辺溝を有し、一方、外側壁は洋湯チャンネルの側
部の１つから出発する螺旋状の形状を有し、該チャンネ
ルの他の側部に隣接して孔を備えている。バットないし
タンクのカバーは、周辺環状チャンバをその役目のため
に有し、該チャンバはタンクないしバット上のカバーの
設置領域内に位置する孔によって下方へ開□し、その外
側壁に設けられる孔で半径方向へ開□している。外側壁
の孔は、上部環状チヤンバの内側壁の連続的な周辺孔に
対向して位置し、従って、櫨梓機がタンクないしバット
内に依然としてあるときには、環状チャンバとタンクな
いしバットの内部との蓮通がカバーを介して得られる。
上述の如く、反応装置のタンクないしバットは、その軸
線に対して直角の回転軸線を画定しそれが降下されるの
を可能にする２つの外側上部サポートに装着されている
。該サポートの１つは、中空軸の軸受部材を有し、該部
材は、その一方の側では空気推進導管に結合され、他方
の側では、タンクないしバットの壁を冷却するための周
辺チヤンバによって形成される螺旋状導管の上部オリフ
ィスに達する導管が結合されている。この様にして、タ
ンクないしバットは簡単な装層で効果的に冷却される。

ロータ装架軸の早過ぎる劣化を防止し且つ溶融材料によ
って該軸に伝達される高温から転勤軸受部材を保護する
ために、該軸は管状の形状のものであり、その内部を導
管が延びており、該導管はロータの近くまで延び、該軸
と共に環状チャンバを画定し、該導管と環状チャンバと
は、冷却流体供給回路に回転継手で結合される様に上部
で閉口している。

本発明の上述の特徴および利点と、その他の特性とは、
非制限的な例として与えられる可能な実施例を示す添付
図面を参照する下記の説明により更に明瞭になる。

第１図、第２図、第３図に示す如く、反応装置は、第１
図に破線で示されるロータ２を収容し符号１で表示され
るバットないしタンクを備えている。

ロータ２は、垂直方向に移動可能なヘッド部材４によっ
て支持される垂直回転軸３に装着されている。次に、ヘ
ッド部材４は、レール組立体７に沿って水平方向に移動
可能なキャレッジ５に袋架されている。タンクないしバ
ット１は、溶融状態の残澄ないしドロスを収容する様に
意図され、垂直柱１０で支持される２つの上部サポート
８，９に菱架されている。

２つの減圧シリングユニット１１は、外側でバットない
しタンク１の側部に結合され、これにより、タンクない
しバット１は、サポート８，９のまわりに回転すること
により反転可能である。

バットないしタンク１は、部材４から懸吊されるカバー
１２により上方で閉じられている。次に、都材４は、垂
直ガイド１３に袋架され、液圧シリンダュニツト１４に
よってガイド１３に沿って移動可能である。部材４は、
軸３が固着されるプーリ１７をベルト１６で作動するモ
ータ１５をも装架している。キャレッジ５は、液圧シリ
ンダュニット１８によって移動される。

第１図に示す如く、液圧シリンダュニット１４の作動は
、垂直ガイド１３により部村４を上昇させることができ
、一方、液圧シリング１８の作動は、部材４がカバー１
２とバットないしタンク１からの除去後のパドル付きロ
ータとを随伴して４′で示される位置を占める様に破線
で示される位置にレール組立体７上でキャレッジ５を移
動させることができる。

該位置では、バットないしタンク１は溶融金属を受取る
か、または液圧シリンダュニット１１の作動によってそ
の内容物を注湯する状態にある。

第１図、第２図、第３図に示される如く、バットないし
タンク１としール組立体７との両者は、基礎に埋込まれ
たフレームに装架されている。第４図、第５図に更に良
好に認められる如くバットないしタンク１には、その壁
部において第２図に示される耐火物被覆３０のまわりに
、環状チャンバが備えられている。螺旋状仕切り壁２０
が環状チャンバ内に延びていて螺旋状通路２１を画定し
、該遍路２１はその上部でオリフィス２２によって接線
方向に閉口し、その下部で孔２３によって開□している
。バットないしタンクは、その外部に、液圧シリンダュ
ニット１１を結合するための直径方向に対向する上部ラ
グ２４（第５図参照）を有している。また、第５図で認
められる如く、異なる直径の２対のりング２５，２６が
バットないしタンクにその外側で固定されている。螺旋
状導管の上部オリフイス２２は、ダクト部分２７によっ
て対２６の内側リングに結合される。第１図、第２図、
第３図に示されタンクないしバット１を支持するサポー
ト８，９は、対のりング２５，２６の間に装着される夫
々の平軸受または転勤軸受を備えている。リング２６の
間に装着される転勤軸受は、外側リング２６がバットな
いしタンクに対する冷却空気を供給する導管２８に結合
されて、導管装置２７が延びている中空シャフトを支持
しており、該冷却空気は下部オリフィス２３によって排
出される。第１図、第２図、第６図に示される如く、環
状チヤンバ２９がカバー１２のまわりでバットないしタ
ンクにその上部で装着されており、これはバットないし
タンクの上部の排出オリフィス３１と反対側の位置で注
湯チャンネルＢによって中断されている。

上部環状チャンバは、第６図に明瞭に示す如く内側の円
形壁ＰＩと、環状チャンバ２９の一側部Ａ、すなわち、
洋湯チャンネルＢの一方の側部付近から他方の側部に向
って断面を次第に増大させるように螺旋状に延び、Ｃの
ところで終る外側螺旋壁ＰＥとを有する。この終機Ｃの
ところに、環状チャンバ２９は、バックフィル夕（図示
せず）へ除去された酸化物を吸込む吸引導管が結合さる
排出オリフィス３１を有している。第２図に明瞭に示す
如く、環状チャンバ２９は、その内側壁に長手方向の溝
３２を有している。

カバー１２には、バットないしタンクの内部と蓮適する
孔３４をその底部に有する周辺チャンバ３３が備えられ
ており、また、該周辺チヤンバの周辺壁には、チヤンバ
２９の溝３２に対向して位置する孔３５が備えられてい
る。この様にして、上部チヤンバ２９は、カバー１２に
よりバットないしタンクの内部と蓬適している。カバー
と、バットないしタンクの壁との両者は、バットないし
タンクにカバー１２の完全な支持を与え第２図に認めら
れる座装置に終端している。第６図に示す如く、カバー
１２は、空気吸込み用孔３６を有している。

第７図を参照すると、ブレード付きロータを装着する軸
３は、管状の形状のものであり、その内部を介して延び
る導管３７を有している。

導管３７は、できる限り軸の下端まで延びている。導管
３７は、環状チャンバを軸３と共に画定し、該チャンバ
は、冷却流体供給回路への結合のため、オリフィス３８
，−３９により導管３７と同様にその上端において閉口
している。軸３はその下端部に於いて、第８図及び第９
図に示されるパドル付きロータを固定するフランジ４０
で終端している。パドル付きロー夕は、軸３の軸線と同
一の面にありべーン４２を装着する半径方向ブレード４
１を備えている。この構造により、ロータ２の回転は、
バットないしタンクの壁に衝突する半径方向の流れを溶
融金属に発生し、これにより、化合物ＮＦｅの結晶の酸
化を更に促進する渦流の発生に基づき、分離工程での高
度な効率が得られる。発生される渦流を望み通りに変化
させ、これにより、化合物ＭＦｅの分離および酸化を容
易にすべく櫨幹ロータを様々な位置に設定可能にするた
めに、当該装置は、カバーを上昇する必要なしに、凝梓
ヘッド部村が蝿梓機と共に所望の高さに上昇されるのを
可能にする装置を備えており、これにより、ヘッド部材
およびカバーの全体の組立体が上昇される。この目的の
ため、鷹拝へッド部材４に固定されている板４４に設け
られた孔を貫通する３つのガイドないしステム４３がカ
バー１２に菱架されている。

都材４は、カバーを移動させずに縄伴機を同伴して、板
４４が当綾部４５に接触する様になるまで、上昇され得
る。この瞬間からは、ヘッド部村４は、バットないしタ
ンクのカバー１２をも同伴して移動する。上述の構造は
、バットないしタンクを冷却する改良された装置と、所
望の酸化性雰囲気を発生するためにバットないしタンク
に空気を送入する回路に関する簡単な構造とを提供する
。

本発明の特徴と本発明を実施する態様とは以上に充分説
明されたが、上述の装置は、本発明の基本的な原理から
逸脱することないこ細部の変更を実施可能なものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による反応装置の構造の正面図、第２図
は第１図の反応装置の側面図、第３図は第１図及び第２
図に示される反応菱贋の平面図、第４図は螺旋状冷却導
管を示す反応装置のバットないしタンクの一部断面で示
す概略図、第５図は反応装置のバットないしタンクの上
部平面図、第６図は上部環状チャンバで包囲される反応
装置のカバーの上部平面図、第７図はロータ軸の縦断面
図、第８図及び第９図はロータの側面図及び平面図。 １……タンク（バツト）、２……ロータ、３…・・・垂
直回転軸、４・・・・・・ヘッド部村、５・・・・・・
キャレツジ、８，９……上部サポート、１２……カバー
、１３・・・・・・モータ、２０・…・・螺旋状仕切壁
、２１・・・・・・螺旋状通路、２２・・・・・・上部
オリフィス、２３・・・・・・下部オリフイス、２６…
・・・リング、２７・・・・・・ダクト部分、２８・・
・・・・冷却空気供給用導管、２９・・・・・・上部環
状チャンバ、３０・・・・・・耐火物被覆、３１・・・
…排出オリフィス、３２・・・・・・長手方向の溝、３
３……カバーの周辺チャンバ、３４…・・・周辺チャン
バの底部の孔、３５・・・・・・周辺チャンバの周辺壁
の孔、３７・・・・・・垂直軸内の導管、４１・・・・
・・ブレード、４３……ガイド（ステム）、４４……板
、４５・・・・・・板用当綾部。 図 船 第２図 第４図 でりｌ ≧ｆ ＦＩＧ．Ｓ ＦＩＧ．６ ＦＩＧ．７ ＦＩＧ．８ ＦＩＧ．９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶融状態の亜鉛のドロス、スクラツプまたは残渣を
   収容するタンクを備え、上部ヘツド部材で支持される垂
   直軸に装着されるパドル付きロータが、該タンク内に位
   置し、該ヘツド部材が、垂直方向へ変位可能であり、該
   軸を駆動するモータと、該タンクの閉鎖カバーとの両者
   を装架し、水平方向へ移動可能なキヤレツジで支持され
   、一方、該タンクが、その軸線に対して直角の回転軸線
   を確定すると共に、降下されるのを可能にする２つの外
   側の上部サポートに装架されている亜鉛のスクラツプ、
   残渣およびドロスに含有される亜鉛の回収用反応装置に
   おいて、前記タンクが、耐火物の内張りを包囲し、その
   側壁における周辺チヤンバと、前記カバーの座のまわり
   に位置する上部環状チヤンバとを有し、前記パドル付き
   ロータのブレードが、該タンクの壁に衝突する半径方向
   の流れを溶融材料に生じる様に該タンクの軸線と同一の
   面にあり、前記周辺チヤンバの内部に延び螺旋状導管を
   形成する螺旋状横仕切り壁を備え、該導管が、冷却用空
   気を流通する様に該チヤンバの外側壁に設けられる上部
   オリフイスと、別の下部オリフイスとにより外側へ半径
   方向に開口し、一方、前記上部環状チヤンバが、前記カ
   バーを介して前記タンクの内部に連通し、吸引導管を結
   合する外側オリフイスを有することを特徴とする反応装
   置。 ２ 前記タンクの上部環状チヤンバが、出口オリフイス
   に対応する領域で中断され、該チヤンバの内側壁が、連
   続的な中間の周辺溝を有し、円形の形状のものであり、
   一方、外側壁が、注湯チヤンネルの側部の１つから出発
   する螺旋の形状のものであり、該チヤンネルの他の側部
   に隣接して孔を有することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の反応装置。 ３ 前記タンクのカバーが、前記ヘツド部材に対して固
   定される水平な板に設けられた孔を貫通する垂直ガイド
   ないしステムで該ヘツド部材から懸吊され、該ガイドな
   いしステムが、該孔よりも寸法の大きい上部当接装置で
   終り、該カバーを上昇することなしに該ヘツド部材と、
   パドル付きロータとを部分的に上昇するのを可能にする
   のに充分な高さを有し、該カバーが、環状周辺チヤンバ
   を有し、該チヤンバが、前記タンクの座の領域内に位置
   する孔により下部で開口し、該タンクの前記上部環状チ
   ヤンバの内側壁の連続的な周辺孔に対向して位置しその
   外側壁に設けられた孔により半径方向に開口することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の反
   応装置。 ４ 前記タンクの外部の回転サポートが、軸の軸受部材
   と、管状部材を画定する環状の形状のサポートとを有し
   、該管状部材に、一方では、空気推進導管が結合され、
   他方では、該タンクの壁の周辺チヤンバに形成された螺
   旋状導管の前記上部オリフイスに達する導管が結合され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の反
   応装置。 ５ 前記ロータの軸が、管状の形状を有し、導管が、該
   ロータの近くまで該軸の内部を通つて延び、該軸の壁と
   共に環状チヤンバを画定し、該導管と、該環状チヤンバ
   とが、冷却用流体供給回路に結合される様にその上部で
   開口することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   反応装置。