加工油浄化システム
【課題】低コストでかつ効率良く再生後の加工油の清浄度が高まり、圧延油の場合には圧延製品の品質の向上も図れる加工油濾過システムを提供する。
【解決手段】使用済みの圧延油を粗分離機１５の液体収容槽１４に供給し、油と水の比重差を利用した重力分離により、該圧延油を粗分離する。次に、粗分離された圧延油を精密濾過機２１の各濾過室１８ａに圧送し、ここで圧延油を濾材２０に通して精密濾過する。よって、低コストでかつ効率良く再生後の圧延油の清浄度が高まり、圧延製品の品質の向上も図れる。
【解決手段】使用済みの圧延油を粗分離機１５の液体収容槽１４に供給し、油と水の比重差を利用した重力分離により、該圧延油を粗分離する。次に、粗分離された圧延油を精密濾過機２１の各濾過室１８ａに圧送し、ここで圧延油を濾材２０に通して精密濾過する。よって、低コストでかつ効率良く再生後の圧延油の清浄度が高まり、圧延製品の品質の向上も図れる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、加工油浄化システム、詳しくは使用済みの圧延油などの加工油を精密に濾過し、加工油に含まれているスカム、金属微粉、スラッジなどの不純物を高精度に除去する加工油浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウムや銅のスラブは、圧延ローラを有した熱間圧延機による圧延工程で、所定厚さの薄肉板に加工される。その際、スラブを冷却およびローラの潤滑性を保つため、ソリブルオイルといわれる圧延油が多量に使用されている。使用済みの圧延油の再生には、圧延油の使用量が多いため大容量濾過機が必要で、現状では真空式の粗分離機（ホフマンフィルタ）が多く使用されている。
【０００３】
一方、ユーザ側の要請にアルミニウムや銅製品の表面精度の向上があり、特にアルミニウムは熱間圧延における疵はその後の冷間圧延時には品質を確保できないという問題が生じる。しかしながら、上記のホフマンフィルタでは、スカム、金属微粉、スラッジなどの不純物の分離精度が低く、この要請に対応できない問題点がある。
【０００４】
その対策として、精密濾過が可能な加圧式水平濾板型濾過機を使用し、再生された圧延油の清浄度を高めることが考えられる。この濾過機は、濾板枠を有する複数の濾板を多段に積み重ねて濾過室を形成し、開閉装置により濾板を昇降させて開閉し、上下の濾板間に濾材をそれぞれ挟み、各濾材を通して加工油を濾過して浄化するものである。加圧式の採用により、粗分離機に比べてより細かな粒子を濾過分離することができる。
【０００５】
しかしながら、上記加圧式水平濾板型濾過機は、精密濾過は可能であるが、濾材の目詰まりも早く、濾材を比較的短いサイクルで更新しなければならない。そのため、濾材の更新時間を含めれば、単位時間当りの濾過時間が短くなり、圧延速度に見合った濾過速度を得るには、多数の濾過機が必要になる。
従って、要求される濾過性能を満足し、しかも精密濾過機における濾材の更新時間を延長させることができる比較的低コストな加工油浄化システムの開発が必要とされている。
【０００６】
一方、特許文献１には、使用済み加工油をスクリュー型デカンタに循環させて分離し、浄化する方法が提案されている。しかしながら、このシステムは、スカム分、金属微粉、スラッジなどの不純物を除去するのに、デカンタという遠心分離機が必要であり、動力費がかかるばかりでなく、回転機器であるために、点検整備などの維持管理費がかかるという問題がある。
【０００７】
また、特許文献２には、使用済み圧延油を浮上分離手段で処理して作動油およびスカム分を主とする浮上物質を分離し、浮上物質を遠心分離機で処理してスラッジ分と液相分とに分離し、また、浮上分離した圧延油を濾過手段で金属粉などの固形分を分離除去する圧延油の浄化方法が提案されている。しかしながら、特許文献１に記載の方法と同様に遠心分離機が必要であり、動力費がかかるばかりでなく、回転機器であるために、点検整備などの維持管理費がかかるという問題があり、また、浮上分離手段と濾過手段とが直接に接続しているため、それぞれの処理量および圧延工程に循環する浄化された圧延油の使用量などのバランスを調節するのが難しく、それらのバランスを保つために上記手段の一部を過大に設けなければならない問題がある。
【特許文献１】特開平９−１４１０２０号公報
【特許文献２】特開平９−３１４８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者らは、鋭意研究の結果、使用済み加工油と比重差を利用した粗分離機で分離した金属粉などを含有する粗分離油とを混合し、その混合油の上層油を上記粗分離機で分離するとともに、下層油を精密濾過機で濾過処理して、濾過された浄化加工油を圧延工程に循環し再使用することにより、再生後の加工油の清浄度を効率良く低コストで高めることができ、圧延製品の品質の向上も図れることを知見し、この発明を完成させた。
すなわち、本発明は、低コストでかつ効率良く再生後の加工油の純度が高まり、加工油が圧延油の場合には圧延製品の品質の向上も図ることができる加工油浄化システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の本発明は、スカム、金属微粉およびスラッジを不純物として含む使用済みの加工油から不純物を除去する加工油浄化システムにおいて、使用済みの加工油が供給される不純物含有加工油貯槽と、該不純物含有加工油貯槽に使用済みの加工油を供給する使用済み加工油供給流路と、親油性で疎水性の複数枚の傾斜板を互いに平行な離間状態で並設した傾斜板群が収納された液体収容槽を有し、かつ該液体収容槽内で、上記不純物と粗分離油とを比重差を利用した重力分離により粗分離する傾斜板式の粗分離機と、該粗分離機により分離された粗分離油を、上記不純物含有加工油貯槽に循環する粗分離油循環流路と、上記不純物含有加工油貯槽の上層油を上記粗分離機に供給する上層油供給流路と、濾板枠を有した複数の濾板を多段に積み重ねて濾過室を形成し、開閉装置により上記濾板を昇降させて上記濾過室を開閉し、上下の該各濾板間に濾材をそれぞれ挟み、該各濾材を通過させることで加工油を濾過して浄化する水平濾板式の精密濾過機と、上記不純物含有加工油貯槽の下層油を上記精密濾過機に供給する下層油供給流路と、上記精密濾過機により浄化された加工油を貯留する浄化加工油槽と、上記精密濾過機により浄化された加工油を浄化加工油槽に排出する浄化加工油排出流路、とを備えたことを特徴とする加工油浄化システムである。
【００１０】
請求項１に記載の本発明によれば、使用済み加工油と比重差を利用した粗分離機の傾斜板群で分離した金属微粉などを含有する粗分離油を混合し、その混合油の上層油を上記粗分離機の傾斜板群で分離するとともに、下層油を精密濾過機で濾過処理して、濾過された浄化加工油を加工工程に循環し再使用することにより、それぞれの処理量および加工工程に循環する浄化された加工油の使用量などのバランスを容易に調節できる。また、使用済みの不純物含有加工油を粗分離油および浄化加工油で実質的に希釈して精密濾過機に供給するため、濾材の目詰まりも遅く、濾材を長いサイクルで使用することができ、低コストでかつ効率良く再生後の加工油の清浄度が高まり、加工油が圧延油の場合には圧延製品の品質の向上も図ることができる。
【００１１】
また、請求項２に記載の本発明は、内部空間がその上部を除いて仕切板により両側の２室に区分された密閉式の槽において、一方の室を上記不純物含有加工油槽としてのダーティセクションとし、他方の室を上記浄化加工油槽としてのクリーンセクションとし、上記ダーティセクションには、使用済みの加工油を上記ダーティセクションに供給する使用済み加工油供給流路と、上記粗分離機で分離された粗分離油を上記ダーティセクションに循環する循環流路と、上記ダーティセクションの上層油を上記粗分離機に供給する上層油供給流路と、上記ダーティセクションの下層油を上記精密濾過機に供給する下層油供給流路がそれぞれ接続され、上記クリーンセクションには、上記精密濾過機により浄化された加工油を排出する浄化加工油排出流路が接続された請求項１に記載の加工油浄化システムである。
【００１２】
請求項２に記載の本発明によれば、比較的設置面積が嵩む貯留槽を実質的に単一槽とすることができるため、設置面積を狭くでき、また、後段の工程で再使用される加工油量が処理量よりも少ない場合には仕切板の両方のセクションを連通する上部をオーバーフローしてダーティセクション戻るように構成されているため、それぞれの処理量および加工工程に循環する浄化された加工油の使用量などのバランスを容易に調節できる。
【００１３】
請求項３に記載の本発明は、上記精密濾過機での濾過後、上記各濾板間に残った浄化加工油を、エアにより押し出して上記不純物含有加工油貯槽に戻す浄化加工油戻し流路を設けた請求項１または請求項２に記載の加工油浄化システムである。
【００１４】
請求項３に記載の本発明によれば、精密濾過機での濾過操作後に内部に残った浄化加工油を、不純物含有加工油の希釈油として利用することができ、精密濾過機の濾材の目詰まりも遅く、濾材を長いサイクルで使用することができる。
【００１５】
請求項４に記載の本発明は、上記不純物含有加工油貯槽には、該不純物含有加工油貯槽内の上層油を上記粗分離機に供給する吸い上げ用のトランプオイルスキマーが配置された請求項１〜請求項３のうち、何れか１項に記載の加工油浄化システムである。
【００１６】
請求項４に記載の本発明によれば、不純物含有加工油貯槽の比較的不純物の割合が多い上層油のみをトランプオイルスキマーで吸い上げて粗分離機に供給するため、精密濾過機には不純物の少ない下層油を供給することが出来、更に濾材の目詰まりも遅く、濾材を長いサイクルで使用することができる。
【００１７】
請求項５に記載の本発明は、スカム、金属微粉およびスラッジを不純物として含む使用済みの加工油から不純物を除去する加工油浄化方法において、上記使用済みの加工油は使用済み加工油供給流路を経るとともに、粗分離機によって分離された粗分離油は粗分離油循環流路を経ることでそれぞれ不純物含有加工油貯槽に供給する工程と、油性で疎水性の複数枚の傾斜板を互いに平行な離間状態で並設した傾斜板群が収納された液体収容槽に、上層油供給流路を通して、上記不純物含有加工油貯槽の上層油を供給する工程と、濾水平濾板式の精密濾過機に搭載された板枠を有する複数の濾板を多段に積み重ねて濾過室を形成し、開閉装置により上記濾板を昇降させて上記濾過室を開閉し、上下の該各濾板間に濾材をそれぞれ挟み、下層油供給流路を通して、上記不純物含有加工油貯槽の下層油を上記各濾材によって濾過することで浄化する工程と、上記精密濾過機により浄化された加工油を、浄化加工油排出流路を経て上記浄化加工油槽に排出して貯留する工程とを備えたことを特徴とする加工油浄化方法である。
【００１８】
請求項５に記載の本発明によれば、使用済み加工油と、粗分離機で分離した粗分離油とを混合し、その混合油の上層油を粗分離機で分離するとともに、下層油を精密濾過機で濾過処理して、濾過された浄化加工油を加工工程に循環し再使用することにより、それぞれの処理量および加工工程に循環する浄化された圧延油の使用量などのバランスを容易に調節でき、また、使用済みの不純物含有加工油を粗分離油で実質的に希釈して精密濾過機に供給するため、濾材の目詰まりも遅く、濾材を長いサイクルで使用することができ、低コストでかつ効率良く再生後の加工油の清浄度が高まり、加工油が圧延油の場合には圧延製品の品質の向上も図ることができる。
【００１９】
本発明で称する加工油は、油分が水にエマルジョン（乳化）状態で混ざった（例えば、油分５重量％、水９５重量％）のソリブルオイルであり、熱間圧延工程から排出された圧延油、成形加工油、切削油などを採用することができる。
また、使用済み加工油に含まれる不純物としては、スカム、金属微粉、スラッジなどが挙げられる。
【００２０】
粗分離機では、使用済み加工油の上層油を傾斜板群に通すことで、上層油中の比較的大きい粒子の固形分（スラッジ）は粗分離機の液体収容槽の底部に沈降し、スカム（上層）と金属微粉を含む粗分離油（中層）とスラッジ（下層）に分離される。
すなわち、粗分離機の傾斜板群では、上層油を概ね、スカム、金属微粉を含む粗分離油、スラッジの三相に分離することができる。
【００２１】
ここで、スカムとは、エマルジョン状態の油が脱離して油相となり浮上するものであり、また、劣化した油や加工油の添加剤などとの化合物とそれらが発酵（腐敗）したり、熱や化学反応でガスの発生を伴って発泡して、比重が軽くなっている。
また、スラッジは、上層油に含まれる加工時に生ずる比較的粗大な粒子の金属粉や上記化合物とそれらの結合物で、上層油より比重が重く、沈降しやすい。
さらに、粗分離後の粗分離油は、上記のスカムとスラッジが分離された粗分離機の液体収容槽内の中層の部分で、主に微粒子の金属粉などの固形分が液中に留まっている状態にある。この粗分離機の液体収容槽を経た粗分離油と、新たに流入する使用済みの加工油とが、不純物含有加工油貯留槽内で混合されたものが、後記の精密濾過機に供給されることになる。
【００２２】
ここで、粗分離機の傾斜板群として配設されている傾斜板の素材は、親油性で疎水性であり、例えばフッ素系樹脂、ポリプロピレン樹脂、塩化ビニル系樹脂などを採用することができる。傾斜板に付着した油は、傾斜板表面に沿ってスムーズに分離室上部へ流れ、そこで自動的に浮上した油がスカムとして回収される。
一方、スラッジは、沈降し傾斜板表面に沿ってスムーズにスラッジ室へ滑り込む。
【００２３】
また、傾斜板群の一例としては、波板である多数の傾斜板が５５°の角度をもって傾斜し、圧延油が流れる方向に沿うように、多数本の縦長な連結枠を介して、互いの傾斜板が一定の間隔を隔てて平行に並設されている。傾斜板群は、その上端縁が加工油の液面より低く位置付けられている。
傾斜板群は、例えば吊り金具によりＳＵＳ３０４製フレームに入れられ、容易に取り付けおよび取り外しができるように構成されている。
【００２４】
一方、精密濾過機に関しては、濾板の積み重ね段数は、２段以上であれば任意である。
開閉装置は、アクチュエータの動力により、各濾板どうしを近接かつ離間させる構成を有している。
濾材の素材としては、例えば濾紙、濾布などを採用することができる。
濾材の濾過室への供給は、例えばフィーダに装填された複数の濾材ロールからの自動供給巻き取りを採用することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、使用済み加工油と比重差を利用した粗分離機で分離した金属微粉などを含有する粗分離油とを混合し、その混合油の比較的軽質の上層油を上記粗分離機で循環して分離するとともに、比較的重質の下層油を精密濾過機で濾過処理して、濾過された浄化加工油を加工工程に循環し再使用することにより、低コストでかつ効率良く再生後の加工油の清浄度が高まり、加工油が圧延油の場合には圧延製品の品質の向上も図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、この発明を金属圧延工程で使用された使用済みの圧延油（加工油）を浄化処理する加工油浄化システムに基づいて具体的に説明する。
【００２７】
図１において、１０はこの発明に係る加工油浄化システムである。加工油浄化システム１０は、比重差を利用した重力分離により使用済みの圧延油を粗分離する粗分離機１５を具備した粗分離工程部Ａと、粗分離後の圧延油を精密濾過する水平濾板式の精密濾過機２１が組み込まれた精密濾過部Ｂを備える浄化システムである。
【００２８】
まず、粗分離工程部Ａを説明する。粗分離工程部Ａは、不純物含有加工油貯留槽としての圧延油タンク１３のダーティセクション１１と、分離板群が配置された液体収容槽１４とを有している。
圧延油タンク１３は、周辺環境を考慮して密閉されたタンクで、密閉された槽を上部で連通する仕切板によって内部空間が２槽に区画され、一方の槽を不純物含有加工油貯槽としての汚れた圧延油を貯留するダーティセクション１１と、他方の槽を浄化加工油槽としての濾過後の浄化された加工油を貯留するクリーンセクション１２として設けられている。ダーティセクション１１の液面直下には、上層油を、上層油供給流路としての供給管２２の途中に設けられた供給ポンプ２３により、後述の液体収容槽１４の供給口１４ａへ供給する吸い上げ用のトランプオイルスキマー２４が配置されている。また、ダーティセクション１１の下部には、下層油を一対の粗分離油圧送ポンプ２５により精密濾過機２１へ供給する下層油供給流路としての粗分離油供給管２６が接続されている。
【００２９】
さらに、圧延油タンク１３のダーティセクション１１側には、スラブの熱間圧延機（ミル）から排出された圧延油を供給する使用済み加工油供給流路としての使用済み油供給管２７と、後述する液体収容槽１４の排出口１４ｂから排出された粗分離後の粗分離油をダーティセクション１１に循環する粗分離油循環流路としての粗分離油戻し管２８と、精密濾過機２１での濾過操作後に内部に残った浄化加工油を、エアにより押し出ダーティセクション１１に戻す浄化加工油戻し流路としての再生油戻し用分岐管２９が接続されている。また、圧延油タンク１３のクリーンセクション１２側には、精密濾過機２１で濾過により浄化された浄化加工油をクリーンセクション１２に排出する浄化加工油排出流路としての再生油排出管３０が接続されている。さらに、クリーンセクション１２の下部には、浄化された再生圧延油を熱間圧延機に供給する再生油供給管３１が接続されている。
【００３０】
次に、図２，３を参照して、粗分離機１５を説明する。
粗分離機１５は、多数本の支柱３６により水平に支持され、かつ横長な矩形容器状の液体収容槽１４を有している。液体収容槽１４には、その長さ方向の上流側板１４ｃの上部に圧延油の供給口１４ａが形成され、液体収容槽１４の下流側板１４ｄの下部に粗分離後の粗分離油の排出口１４ｂが形成されている。液体収容槽１４の上流部の底部１４ｅは漏斗状に形成され、その最下部にはスラッジを排出する排出口１４ｆが設けられている。排出口１４ｆには排出管３７が接続され、排出管の先端にはドレンコック３８が取り付けられている。このドレンコック３８を開くことでスラッジが排出される。
【００３１】
液体収容槽１４の内部空間は、圧延油の流れに沿った上流側から順に、上部が導入管３９を介して供給口１４ａに連通され、かつ下部が上記漏斗状の底部１４ｅと連通した入口流路４０と、下部が漏斗状の底部１４ｅと連通された傾斜板群収納部４１と、下流側の端部が傾斜板群収納部４１に連通し、粗分離された圧延油が通る処理液流路４２と、処理液流路４２の上部空間に配置され、傾斜板群４３を通過して浮上したスカムを回収するスカム回収部４４と、上部が処理液流路４２に連通され、下部が上記排出口１４ｂに連通された出口流路４５に区画されている。処理液流路４２と出口流路４５とは、仕切板４８により仕切られている。
【００３２】
スカム回収部４４は、正面視してＪの字を有した容器で、Ｊの字の短尺側が上流の方向に配置されている。スカム回収部４４のＪの字の短尺側の上縁は、仕切板４８の上縁より６〜１２ｍｍ高く設けられている。そのため、傾斜板群収納部４１の液面に浮上したスカムは、処理液流路４２の液面からそのままスカム回収部４４に落下して回収される。一方、スカムを除く処理液はスカム回収部４４に流出することなく処理液流路４２を経由して仕切板４８を越えて出口流路４５の排出口１４ｂから排出される。スカム回収部４４の底部には、スカムを排出するドレン付きの排出口４４ａが設けられている。排出口から排出されたスカムは、排出管７０を通して上記回収タンク１７に回収される。また、スラッジは底部１４ｅに沈降し、ドレンコック３８（図１）を開くことでスラッジが排出口１４ｆから排出される。
【００３３】
傾斜板群４３は、波板である多数の傾斜板５３が５５°の角度をもって傾斜し、圧延油が流れる方向に沿うように、多数本の縦長な連結枠５４を介して、互いの傾斜板５３が一定の間隔を隔てて平行に並設されている（図３）。傾斜板群４３は、その上端縁が圧延油の液面より低く位置付けられている。
各傾斜板５３は、上面側に位置するステンレス鋼板と、ステンレス鋼板に接着され下面側に位置する板状の分離板とによって形成されている。ステンレス鋼板は、剛性が高くかつ表面が滑らかで低摩擦の部材によって形成され、分離板は親油性を有するポリプロピレン材によって形成されている。不純物含有の圧延油を傾斜板群４３に通すことで、エマルジョン状態の油が脱離して油相となった微粒油分を主体とするスカムが傾斜板５３に付着する。この付着したスカムは、互いに隣接するものどうしが順次結合して除々に粗粒化する。これにより、スカムの浮力が除々に増大し、各傾斜板５３を上昇することで、分離される。
【００３４】
次に、図１、図４〜９を参照して、精密濾過機２１を有する精密濾過部Ｂを説明する。
図４〜図７において、精密濾過機２１は、濾板枠５５を有する複数の濾板１８を多段に積み重ね、加圧ジャッキ（開閉装置）１９により濾板を昇降させて開閉可能とされ、濾過室１８ａを形成する上下の濾板１８間に濾材（濾布または濾紙）２０をそれぞれ挟み、各濾材２０を通して圧延油を濾過する水平濾板式の濾過機である。
【００３５】
図７（図６のIV−IV矢視平面図）に示すように、精密濾過機２１の濾板枠５５は、前後方向に若干長い央部の長方形濾板部の後辺の左右端に水平かつ等長の後部アーム５５ａを突設し、その両先端にて濾材ロール５６の左右端を水平的に軸支している。また、濾板枠５５はその前辺の左右端に水平かつ等長の前部アーム５７を突設し、その両先端にて駆動ローラ５８の左右端を水平的に軸支し、その上面には引き出しトレイ５９を張設し、引き出しトレイ５９の前端は駆動ローラ５８の後端に達している。
【００３６】
このように、濾板枠５５は中央部が縦長な長方形の濾板１８を構成した異形Ｈ字状の枠材である。濾板枠５５の後部アーム５５ａの長さは、上位の濾板枠５５から下位の濾板枠５５の順に、濾材ロール５６の外径にほぼ等しい一定長ずつ長くなり、前部アーム５７の長さは上位のものから下位のものへ順に、駆動ローラ５８の外径より若干長い一定長ずつ短くなっている。そのため、図４に示すように、斜辺がそれぞれ前傾する前後方向に長い平行四辺形状となっている。
【００３７】
次に、図７〜図９において、６０は駆動ローラ５８の下端に圧接して転動する遊動圧接ローラで、モータ６１によりチェーン６２を介してそれぞれ駆動される。図９に示すように、６３は圧接ローラ６０を駆動ローラ５８の下端に圧接する鉛直方向のエアシリンダである。エアシリンダ６３は、前部アーム５７に垂設された取付板６４に固着されている。６５は下端が取付板６４に固着されたスクレーパで、調整ネジ６６によりスクレーパ６５の上端の圧接力が調整され、駆動ローラ５８にかけ回された濾材２０のケーキを除去する。
【００３８】
このような精密濾過機２１において、各濾板枠５５の後部アーム５５ａは上位段のものから下位段の順に濾材ロール５６の外径にほぼ等しい一定長ずつ長く後方へ伸びている。そのため、図６に示す開枠状態で行う濾材ロール５６の交換および濾材２０の濾板枠５５に沿っての展張、その駆動ローラ５８および圧接ローラ６０へのかけ回しが容易になる。このようにして、濾材２０の展張およびかけ回しが終了した後、図４に示すように、濾板枠５５を一斉に閉枠する。精密濾過時は、加圧ジャッキ１９で積層濾板１８全体を締めつけ、この状態で、処理する原液をポンプ圧送し、原液供給ヘッダおよびこれに接続された耐圧ホースを経て各濾板１８に供給する。濾板１８内で濾材２０により精密濾過された浄化圧延油は、精密濾過機２１から再生油排出管３０を通してクリーンセクション１２へ排出される。
濾材２０の濾過抵抗が増加して濾過操作が困難となった際には、加圧ジャッキ１９を駆動して濾板１８を離開し、濾材引出し装置により濾板１８上に新しい濾材２０を引き入れ、次の濾過操作を行う。
【００３９】
図１において、ＣＶ２は粗分離油供給管２６の下流部に設けられた第１の電磁弁、ＣＶ３は粗分離油供給管２６の下流端と再生油戻し用分岐管２９とを接続する分岐管３２に設けられた第２の電磁弁、ＣＶ４は再生油排出管３０の上流部に設けられた第３の電磁弁、ＣＶ５は再生油戻し用分岐管２９の上流部に設けられた第４の電磁弁、ＣＶ７はコンプレッサからのエア（加圧空気）を精密濾過機２１の各濾過室１８ａへ供給するエア供給管３３の下流部に設けられた第５の電磁弁、ＣＶ６は精密濾過機２１の各濾過室１８ａから排出されたエアを再生油戻し用分岐管２９に導入するエア排出管３４の上流部に設けられた第６の電磁弁である。また、図４〜図９において、０１０は門形支柱、０１１は台座である。
【００４０】
次に、図１〜図９を参照して、本発明の加工油浄化システム１０による圧延油の浄化再生方法を説明する。
熱間圧延機より排出された圧延油は、使用済み油供給管２７を通して圧延油タンク１３のダーティセクション１１に貯留される。ダーティセクション１１の不純物含有圧延油は、供給ポンプ２３により、トランプオイルスキマー２４から上層油が抜き出され粗分離機１５の供給口１４ａへ供給され、ここで粗分離される。
具体的には、液体収容槽１４に供給されたダーティセクション１１の不純物含有圧延油は、まず入口流路４０から漏斗状の底部１４ｅへ流れ込む。このとき、沈降した固形分のスラッジが、排出口１４ｆから排出管を経て外部排出される。この底部１４ｅに流れ込んだ圧延油は、上昇流となって上方の傾斜板群収納部４１の傾斜板群４３に下方から供給される。粗分離時、圧延油を傾斜板群４３に通すことで、エマルジョン状態の油が脱離して油相となった微粒油分を主体とするスカムが傾斜板５３に付着する。この付着したスカムは、互いに隣接するものどうしが順次結合して除々に粗粒化する。これにより、スカムの浮力が除々に増大し、各傾斜板５３を上昇することで、分離される。
一方、圧延油中のスラッジは底部１４ｅに沈降し、ドレンコック３８を開くことでスラッジが排出口１４ｆから排出される。
【００４１】
その後、傾斜板群収納部４１の液面に浮上したスカムは、処理液流路４２の液面からそのままスカム回収部４４に落下して回収される。スカム回収部４４の底部の排出口４４ａから排出されたスカムは、排出管７０を通して回収タンク１７に回収される。そして、粗分離された圧延油は、処理液流路４２の下部を通って出口流路４５に流れ込み、排出口１４ｂから粗分離機１５の外部へ排出される。粗分離後の圧延油は、粗分離油供給管２８を介していったんダーティセクション１１に戻される。
【００４２】
次に、ダーティセクション１１の不純物含有圧延油は、一対の粗分離油圧送ポンプ２５により、ダーティセクション１１の下層油が下部から粗分離油供給管２６を経て精密濾過機２１へ供給される。
精密濾過機２１では、図４に示すように、濾材２０の展張およびかけ回しを行い、その後、濾板枠５５を一斉に閉枠する。精密濾過時は、加圧ジャッキ１９で積層濾板１８全体を締めつけ、この状態で、処理する原液をポンプ圧送し、原液供給ヘッダおよびこれに接続した耐圧ホースを経て各濾板１８へ供給する。このようして、濾板１８内で濾材２０により濾過された浄化圧延油は、再生油排出管３０を経てクリーンセクション１２に排出される。一方、精密濾過機２１から排出された浄化圧延油の一部は、精密濾過機２１に導入される直前に分岐管３２を経て分岐された粗分離後の粗分離とともに、再生油排出管３０から分岐された再生油戻し用分岐管２９を経てダーティセクション１１に戻される。
【００４３】
ここで、精密濾過機２１による圧延油の精密濾過時の各弁ＣＶ２〜ＣＶ７を開閉操作する方法を説明する。
濾過時には、第１の電磁弁ＣＶ２を開放する。その後、弁を操作して精密濾過機２１の内部に残った圧延油をエアにより押し出す。この状態で２つの粗分離油圧送ポンプ２５により、ダーティセクション１１下層から粗分離油供給管２６を経て精密濾過機２１へ不純物含有圧延油が供給される。ここで再生された浄化圧延油は、再生油排出管３０を経てクリーンセクション１２へ排出される。
このようにして、精密濾過機２１で濾過された浄化圧延油は、金属粉などが濾過されて清淨液となっているので、供給管３１を通して、再度、圧延油として用いられる。
【００４４】
なお、濾材２０の濾過抵抗が増加して濾過操作が困難となった際には、電磁弁ＣＶ３，ＣＶ５，ＣＶ７を開き、他の電磁弁ＣＶ２，ＣＶ４，ＣＶ６を閉じる。その後、外部から電磁弁ＣＶ７を通して精密濾過機２１へ供給されたエア（加圧空気）を各濾板１８内に供給し、精密濾過機２１の内部に残った浄化圧延油を、電磁弁ＣＶ５を通って再生油戻し用分岐管２９からエアによりダーティセクション１１へ押し出す。このとき、粗分離油供給管２６の下流部に溜まった浄化圧延油は、電磁弁ＣＶ３付きの分岐管３２を通って再生油戻し用分岐管２９からダーティセクション１１へ排出される。その後、エアにより濾材２０上のケーキを乾燥させる。次に、加圧ジャッキ１９を駆動して各濾板１８を離開し、濾材引出し装置により濾板１８上に新しい濾材２０を引き入れ、次の精密濾過操作を行う。
【００４５】
具体的には、電磁弁ＣＶ２，ＣＶ５，ＣＶ６を開き、他の電磁弁ＣＶ３，ＣＶ４，ＣＶ７を閉じる。この状態で、粗分離油供給管２６から精密濾過機２１へ粗分離後の不純物含有圧延油が供給されると、まず精密濾過機２１内のエアが電磁弁ＣＶ６付きのエア排出管３４を経て再生油戻し用分岐管２９からダーティセクション１１へ押し出される。その後、電磁弁ＣＶ６を閉じることで、前述したように精密濾過機２１により再生された浄化圧延油が、電磁弁ＣＶ４付きの再生油排出管３０を経てクリーンセクション１２へ排出される。
このように、使用済み圧延油を粗分離機１５および精密濾過機２１を使用して浄化するので、低コストでかつ効率良く再生後の加工油の清浄度が高まり、圧延製品の品質の向上も図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】この発明の加工油浄化システムを示す全体図である。
【図２】この発明の加工油浄化システムに組み込まれた粗分離機の正面図である。
【図３】この発明の加工油浄化システムに組み込まれた粗分離機の要部拡大斜視図である。
【図４】この発明の加工油浄化システムに組み込まれた精密濾過機の閉枠状態を示す側面図である。
【図５】図４のII−II矢視図である。
【図６】この発明の加工油浄化システムに組み込まれた精密濾過機の開枠状態を示す側面図である。
【図７】図６のＩＶ−ＩＶ矢視図である。
【図８】この発明の加工油浄化システムに組み込まれた精密濾過機の濾材引き出しトレイを示す拡大正面図である。
【図９】図８のＶＩ−ＶＩ矢視図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０ 加工油浄化システム
１３ 圧延油タンク
１４ 液体収容槽
１５ 粗分離機
５５ 濾板枠
１８ 濾板
１９ 加圧ジャッキ（開閉装置）
１８ａ 濾過室
２０ 濾材
２１ 精密濾過機
５３ 傾斜板
４３ 傾斜板群
【技術分野】
【０００１】
この発明は、加工油浄化システム、詳しくは使用済みの圧延油などの加工油を精密に濾過し、加工油に含まれているスカム、金属微粉、スラッジなどの不純物を高精度に除去する加工油浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウムや銅のスラブは、圧延ローラを有した熱間圧延機による圧延工程で、所定厚さの薄肉板に加工される。その際、スラブを冷却およびローラの潤滑性を保つため、ソリブルオイルといわれる圧延油が多量に使用されている。使用済みの圧延油の再生には、圧延油の使用量が多いため大容量濾過機が必要で、現状では真空式の粗分離機（ホフマンフィルタ）が多く使用されている。
【０００３】
一方、ユーザ側の要請にアルミニウムや銅製品の表面精度の向上があり、特にアルミニウムは熱間圧延における疵はその後の冷間圧延時には品質を確保できないという問題が生じる。しかしながら、上記のホフマンフィルタでは、スカム、金属微粉、スラッジなどの不純物の分離精度が低く、この要請に対応できない問題点がある。
【０００４】
その対策として、精密濾過が可能な加圧式水平濾板型濾過機を使用し、再生された圧延油の清浄度を高めることが考えられる。この濾過機は、濾板枠を有する複数の濾板を多段に積み重ねて濾過室を形成し、開閉装置により濾板を昇降させて開閉し、上下の濾板間に濾材をそれぞれ挟み、各濾材を通して加工油を濾過して浄化するものである。加圧式の採用により、粗分離機に比べてより細かな粒子を濾過分離することができる。
【０００５】
しかしながら、上記加圧式水平濾板型濾過機は、精密濾過は可能であるが、濾材の目詰まりも早く、濾材を比較的短いサイクルで更新しなければならない。そのため、濾材の更新時間を含めれば、単位時間当りの濾過時間が短くなり、圧延速度に見合った濾過速度を得るには、多数の濾過機が必要になる。
従って、要求される濾過性能を満足し、しかも精密濾過機における濾材の更新時間を延長させることができる比較的低コストな加工油浄化システムの開発が必要とされている。
【０００６】
一方、特許文献１には、使用済み加工油をスクリュー型デカンタに循環させて分離し、浄化する方法が提案されている。しかしながら、このシステムは、スカム分、金属微粉、スラッジなどの不純物を除去するのに、デカンタという遠心分離機が必要であり、動力費がかかるばかりでなく、回転機器であるために、点検整備などの維持管理費がかかるという問題がある。
【０００７】
また、特許文献２には、使用済み圧延油を浮上分離手段で処理して作動油およびスカム分を主とする浮上物質を分離し、浮上物質を遠心分離機で処理してスラッジ分と液相分とに分離し、また、浮上分離した圧延油を濾過手段で金属粉などの固形分を分離除去する圧延油の浄化方法が提案されている。しかしながら、特許文献１に記載の方法と同様に遠心分離機が必要であり、動力費がかかるばかりでなく、回転機器であるために、点検整備などの維持管理費がかかるという問題があり、また、浮上分離手段と濾過手段とが直接に接続しているため、それぞれの処理量および圧延工程に循環する浄化された圧延油の使用量などのバランスを調節するのが難しく、それらのバランスを保つために上記手段の一部を過大に設けなければならない問題がある。
【特許文献１】特開平９−１４１０２０号公報
【特許文献２】特開平９−３１４８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者らは、鋭意研究の結果、使用済み加工油と比重差を利用した粗分離機で分離した金属粉などを含有する粗分離油とを混合し、その混合油の上層油を上記粗分離機で分離するとともに、下層油を精密濾過機で濾過処理して、濾過された浄化加工油を圧延工程に循環し再使用することにより、再生後の加工油の清浄度を効率良く低コストで高めることができ、圧延製品の品質の向上も図れることを知見し、この発明を完成させた。
すなわち、本発明は、低コストでかつ効率良く再生後の加工油の純度が高まり、加工油が圧延油の場合には圧延製品の品質の向上も図ることができる加工油浄化システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の本発明は、スカム、金属微粉およびスラッジを不純物として含む使用済みの加工油から不純物を除去する加工油浄化システムにおいて、使用済みの加工油が供給される不純物含有加工油貯槽と、該不純物含有加工油貯槽に使用済みの加工油を供給する使用済み加工油供給流路と、親油性で疎水性の複数枚の傾斜板を互いに平行な離間状態で並設した傾斜板群が収納された液体収容槽を有し、かつ該液体収容槽内で、上記不純物と粗分離油とを比重差を利用した重力分離により粗分離する傾斜板式の粗分離機と、該粗分離機により分離された粗分離油を、上記不純物含有加工油貯槽に循環する粗分離油循環流路と、上記不純物含有加工油貯槽の上層油を上記粗分離機に供給する上層油供給流路と、濾板枠を有した複数の濾板を多段に積み重ねて濾過室を形成し、開閉装置により上記濾板を昇降させて上記濾過室を開閉し、上下の該各濾板間に濾材をそれぞれ挟み、該各濾材を通過させることで加工油を濾過して浄化する水平濾板式の精密濾過機と、上記不純物含有加工油貯槽の下層油を上記精密濾過機に供給する下層油供給流路と、上記精密濾過機により浄化された加工油を貯留する浄化加工油槽と、上記精密濾過機により浄化された加工油を浄化加工油槽に排出する浄化加工油排出流路、とを備えたことを特徴とする加工油浄化システムである。
【００１０】
請求項１に記載の本発明によれば、使用済み加工油と比重差を利用した粗分離機の傾斜板群で分離した金属微粉などを含有する粗分離油を混合し、その混合油の上層油を上記粗分離機の傾斜板群で分離するとともに、下層油を精密濾過機で濾過処理して、濾過された浄化加工油を加工工程に循環し再使用することにより、それぞれの処理量および加工工程に循環する浄化された加工油の使用量などのバランスを容易に調節できる。また、使用済みの不純物含有加工油を粗分離油および浄化加工油で実質的に希釈して精密濾過機に供給するため、濾材の目詰まりも遅く、濾材を長いサイクルで使用することができ、低コストでかつ効率良く再生後の加工油の清浄度が高まり、加工油が圧延油の場合には圧延製品の品質の向上も図ることができる。
【００１１】
また、請求項２に記載の本発明は、内部空間がその上部を除いて仕切板により両側の２室に区分された密閉式の槽において、一方の室を上記不純物含有加工油槽としてのダーティセクションとし、他方の室を上記浄化加工油槽としてのクリーンセクションとし、上記ダーティセクションには、使用済みの加工油を上記ダーティセクションに供給する使用済み加工油供給流路と、上記粗分離機で分離された粗分離油を上記ダーティセクションに循環する循環流路と、上記ダーティセクションの上層油を上記粗分離機に供給する上層油供給流路と、上記ダーティセクションの下層油を上記精密濾過機に供給する下層油供給流路がそれぞれ接続され、上記クリーンセクションには、上記精密濾過機により浄化された加工油を排出する浄化加工油排出流路が接続された請求項１に記載の加工油浄化システムである。
【００１２】
請求項２に記載の本発明によれば、比較的設置面積が嵩む貯留槽を実質的に単一槽とすることができるため、設置面積を狭くでき、また、後段の工程で再使用される加工油量が処理量よりも少ない場合には仕切板の両方のセクションを連通する上部をオーバーフローしてダーティセクション戻るように構成されているため、それぞれの処理量および加工工程に循環する浄化された加工油の使用量などのバランスを容易に調節できる。
【００１３】
請求項３に記載の本発明は、上記精密濾過機での濾過後、上記各濾板間に残った浄化加工油を、エアにより押し出して上記不純物含有加工油貯槽に戻す浄化加工油戻し流路を設けた請求項１または請求項２に記載の加工油浄化システムである。
【００１４】
請求項３に記載の本発明によれば、精密濾過機での濾過操作後に内部に残った浄化加工油を、不純物含有加工油の希釈油として利用することができ、精密濾過機の濾材の目詰まりも遅く、濾材を長いサイクルで使用することができる。
【００１５】
請求項４に記載の本発明は、上記不純物含有加工油貯槽には、該不純物含有加工油貯槽内の上層油を上記粗分離機に供給する吸い上げ用のトランプオイルスキマーが配置された請求項１〜請求項３のうち、何れか１項に記載の加工油浄化システムである。
【００１６】
請求項４に記載の本発明によれば、不純物含有加工油貯槽の比較的不純物の割合が多い上層油のみをトランプオイルスキマーで吸い上げて粗分離機に供給するため、精密濾過機には不純物の少ない下層油を供給することが出来、更に濾材の目詰まりも遅く、濾材を長いサイクルで使用することができる。
【００１７】
請求項５に記載の本発明は、スカム、金属微粉およびスラッジを不純物として含む使用済みの加工油から不純物を除去する加工油浄化方法において、上記使用済みの加工油は使用済み加工油供給流路を経るとともに、粗分離機によって分離された粗分離油は粗分離油循環流路を経ることでそれぞれ不純物含有加工油貯槽に供給する工程と、油性で疎水性の複数枚の傾斜板を互いに平行な離間状態で並設した傾斜板群が収納された液体収容槽に、上層油供給流路を通して、上記不純物含有加工油貯槽の上層油を供給する工程と、濾水平濾板式の精密濾過機に搭載された板枠を有する複数の濾板を多段に積み重ねて濾過室を形成し、開閉装置により上記濾板を昇降させて上記濾過室を開閉し、上下の該各濾板間に濾材をそれぞれ挟み、下層油供給流路を通して、上記不純物含有加工油貯槽の下層油を上記各濾材によって濾過することで浄化する工程と、上記精密濾過機により浄化された加工油を、浄化加工油排出流路を経て上記浄化加工油槽に排出して貯留する工程とを備えたことを特徴とする加工油浄化方法である。
【００１８】
請求項５に記載の本発明によれば、使用済み加工油と、粗分離機で分離した粗分離油とを混合し、その混合油の上層油を粗分離機で分離するとともに、下層油を精密濾過機で濾過処理して、濾過された浄化加工油を加工工程に循環し再使用することにより、それぞれの処理量および加工工程に循環する浄化された圧延油の使用量などのバランスを容易に調節でき、また、使用済みの不純物含有加工油を粗分離油で実質的に希釈して精密濾過機に供給するため、濾材の目詰まりも遅く、濾材を長いサイクルで使用することができ、低コストでかつ効率良く再生後の加工油の清浄度が高まり、加工油が圧延油の場合には圧延製品の品質の向上も図ることができる。
【００１９】
本発明で称する加工油は、油分が水にエマルジョン（乳化）状態で混ざった（例えば、油分５重量％、水９５重量％）のソリブルオイルであり、熱間圧延工程から排出された圧延油、成形加工油、切削油などを採用することができる。
また、使用済み加工油に含まれる不純物としては、スカム、金属微粉、スラッジなどが挙げられる。
【００２０】
粗分離機では、使用済み加工油の上層油を傾斜板群に通すことで、上層油中の比較的大きい粒子の固形分（スラッジ）は粗分離機の液体収容槽の底部に沈降し、スカム（上層）と金属微粉を含む粗分離油（中層）とスラッジ（下層）に分離される。
すなわち、粗分離機の傾斜板群では、上層油を概ね、スカム、金属微粉を含む粗分離油、スラッジの三相に分離することができる。
【００２１】
ここで、スカムとは、エマルジョン状態の油が脱離して油相となり浮上するものであり、また、劣化した油や加工油の添加剤などとの化合物とそれらが発酵（腐敗）したり、熱や化学反応でガスの発生を伴って発泡して、比重が軽くなっている。
また、スラッジは、上層油に含まれる加工時に生ずる比較的粗大な粒子の金属粉や上記化合物とそれらの結合物で、上層油より比重が重く、沈降しやすい。
さらに、粗分離後の粗分離油は、上記のスカムとスラッジが分離された粗分離機の液体収容槽内の中層の部分で、主に微粒子の金属粉などの固形分が液中に留まっている状態にある。この粗分離機の液体収容槽を経た粗分離油と、新たに流入する使用済みの加工油とが、不純物含有加工油貯留槽内で混合されたものが、後記の精密濾過機に供給されることになる。
【００２２】
ここで、粗分離機の傾斜板群として配設されている傾斜板の素材は、親油性で疎水性であり、例えばフッ素系樹脂、ポリプロピレン樹脂、塩化ビニル系樹脂などを採用することができる。傾斜板に付着した油は、傾斜板表面に沿ってスムーズに分離室上部へ流れ、そこで自動的に浮上した油がスカムとして回収される。
一方、スラッジは、沈降し傾斜板表面に沿ってスムーズにスラッジ室へ滑り込む。
【００２３】
また、傾斜板群の一例としては、波板である多数の傾斜板が５５°の角度をもって傾斜し、圧延油が流れる方向に沿うように、多数本の縦長な連結枠を介して、互いの傾斜板が一定の間隔を隔てて平行に並設されている。傾斜板群は、その上端縁が加工油の液面より低く位置付けられている。
傾斜板群は、例えば吊り金具によりＳＵＳ３０４製フレームに入れられ、容易に取り付けおよび取り外しができるように構成されている。
【００２４】
一方、精密濾過機に関しては、濾板の積み重ね段数は、２段以上であれば任意である。
開閉装置は、アクチュエータの動力により、各濾板どうしを近接かつ離間させる構成を有している。
濾材の素材としては、例えば濾紙、濾布などを採用することができる。
濾材の濾過室への供給は、例えばフィーダに装填された複数の濾材ロールからの自動供給巻き取りを採用することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、使用済み加工油と比重差を利用した粗分離機で分離した金属微粉などを含有する粗分離油とを混合し、その混合油の比較的軽質の上層油を上記粗分離機で循環して分離するとともに、比較的重質の下層油を精密濾過機で濾過処理して、濾過された浄化加工油を加工工程に循環し再使用することにより、低コストでかつ効率良く再生後の加工油の清浄度が高まり、加工油が圧延油の場合には圧延製品の品質の向上も図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、この発明を金属圧延工程で使用された使用済みの圧延油（加工油）を浄化処理する加工油浄化システムに基づいて具体的に説明する。
【００２７】
図１において、１０はこの発明に係る加工油浄化システムである。加工油浄化システム１０は、比重差を利用した重力分離により使用済みの圧延油を粗分離する粗分離機１５を具備した粗分離工程部Ａと、粗分離後の圧延油を精密濾過する水平濾板式の精密濾過機２１が組み込まれた精密濾過部Ｂを備える浄化システムである。
【００２８】
まず、粗分離工程部Ａを説明する。粗分離工程部Ａは、不純物含有加工油貯留槽としての圧延油タンク１３のダーティセクション１１と、分離板群が配置された液体収容槽１４とを有している。
圧延油タンク１３は、周辺環境を考慮して密閉されたタンクで、密閉された槽を上部で連通する仕切板によって内部空間が２槽に区画され、一方の槽を不純物含有加工油貯槽としての汚れた圧延油を貯留するダーティセクション１１と、他方の槽を浄化加工油槽としての濾過後の浄化された加工油を貯留するクリーンセクション１２として設けられている。ダーティセクション１１の液面直下には、上層油を、上層油供給流路としての供給管２２の途中に設けられた供給ポンプ２３により、後述の液体収容槽１４の供給口１４ａへ供給する吸い上げ用のトランプオイルスキマー２４が配置されている。また、ダーティセクション１１の下部には、下層油を一対の粗分離油圧送ポンプ２５により精密濾過機２１へ供給する下層油供給流路としての粗分離油供給管２６が接続されている。
【００２９】
さらに、圧延油タンク１３のダーティセクション１１側には、スラブの熱間圧延機（ミル）から排出された圧延油を供給する使用済み加工油供給流路としての使用済み油供給管２７と、後述する液体収容槽１４の排出口１４ｂから排出された粗分離後の粗分離油をダーティセクション１１に循環する粗分離油循環流路としての粗分離油戻し管２８と、精密濾過機２１での濾過操作後に内部に残った浄化加工油を、エアにより押し出ダーティセクション１１に戻す浄化加工油戻し流路としての再生油戻し用分岐管２９が接続されている。また、圧延油タンク１３のクリーンセクション１２側には、精密濾過機２１で濾過により浄化された浄化加工油をクリーンセクション１２に排出する浄化加工油排出流路としての再生油排出管３０が接続されている。さらに、クリーンセクション１２の下部には、浄化された再生圧延油を熱間圧延機に供給する再生油供給管３１が接続されている。
【００３０】
次に、図２，３を参照して、粗分離機１５を説明する。
粗分離機１５は、多数本の支柱３６により水平に支持され、かつ横長な矩形容器状の液体収容槽１４を有している。液体収容槽１４には、その長さ方向の上流側板１４ｃの上部に圧延油の供給口１４ａが形成され、液体収容槽１４の下流側板１４ｄの下部に粗分離後の粗分離油の排出口１４ｂが形成されている。液体収容槽１４の上流部の底部１４ｅは漏斗状に形成され、その最下部にはスラッジを排出する排出口１４ｆが設けられている。排出口１４ｆには排出管３７が接続され、排出管の先端にはドレンコック３８が取り付けられている。このドレンコック３８を開くことでスラッジが排出される。
【００３１】
液体収容槽１４の内部空間は、圧延油の流れに沿った上流側から順に、上部が導入管３９を介して供給口１４ａに連通され、かつ下部が上記漏斗状の底部１４ｅと連通した入口流路４０と、下部が漏斗状の底部１４ｅと連通された傾斜板群収納部４１と、下流側の端部が傾斜板群収納部４１に連通し、粗分離された圧延油が通る処理液流路４２と、処理液流路４２の上部空間に配置され、傾斜板群４３を通過して浮上したスカムを回収するスカム回収部４４と、上部が処理液流路４２に連通され、下部が上記排出口１４ｂに連通された出口流路４５に区画されている。処理液流路４２と出口流路４５とは、仕切板４８により仕切られている。
【００３２】
スカム回収部４４は、正面視してＪの字を有した容器で、Ｊの字の短尺側が上流の方向に配置されている。スカム回収部４４のＪの字の短尺側の上縁は、仕切板４８の上縁より６〜１２ｍｍ高く設けられている。そのため、傾斜板群収納部４１の液面に浮上したスカムは、処理液流路４２の液面からそのままスカム回収部４４に落下して回収される。一方、スカムを除く処理液はスカム回収部４４に流出することなく処理液流路４２を経由して仕切板４８を越えて出口流路４５の排出口１４ｂから排出される。スカム回収部４４の底部には、スカムを排出するドレン付きの排出口４４ａが設けられている。排出口から排出されたスカムは、排出管７０を通して上記回収タンク１７に回収される。また、スラッジは底部１４ｅに沈降し、ドレンコック３８（図１）を開くことでスラッジが排出口１４ｆから排出される。
【００３３】
傾斜板群４３は、波板である多数の傾斜板５３が５５°の角度をもって傾斜し、圧延油が流れる方向に沿うように、多数本の縦長な連結枠５４を介して、互いの傾斜板５３が一定の間隔を隔てて平行に並設されている（図３）。傾斜板群４３は、その上端縁が圧延油の液面より低く位置付けられている。
各傾斜板５３は、上面側に位置するステンレス鋼板と、ステンレス鋼板に接着され下面側に位置する板状の分離板とによって形成されている。ステンレス鋼板は、剛性が高くかつ表面が滑らかで低摩擦の部材によって形成され、分離板は親油性を有するポリプロピレン材によって形成されている。不純物含有の圧延油を傾斜板群４３に通すことで、エマルジョン状態の油が脱離して油相となった微粒油分を主体とするスカムが傾斜板５３に付着する。この付着したスカムは、互いに隣接するものどうしが順次結合して除々に粗粒化する。これにより、スカムの浮力が除々に増大し、各傾斜板５３を上昇することで、分離される。
【００３４】
次に、図１、図４〜９を参照して、精密濾過機２１を有する精密濾過部Ｂを説明する。
図４〜図７において、精密濾過機２１は、濾板枠５５を有する複数の濾板１８を多段に積み重ね、加圧ジャッキ（開閉装置）１９により濾板を昇降させて開閉可能とされ、濾過室１８ａを形成する上下の濾板１８間に濾材（濾布または濾紙）２０をそれぞれ挟み、各濾材２０を通して圧延油を濾過する水平濾板式の濾過機である。
【００３５】
図７（図６のIV−IV矢視平面図）に示すように、精密濾過機２１の濾板枠５５は、前後方向に若干長い央部の長方形濾板部の後辺の左右端に水平かつ等長の後部アーム５５ａを突設し、その両先端にて濾材ロール５６の左右端を水平的に軸支している。また、濾板枠５５はその前辺の左右端に水平かつ等長の前部アーム５７を突設し、その両先端にて駆動ローラ５８の左右端を水平的に軸支し、その上面には引き出しトレイ５９を張設し、引き出しトレイ５９の前端は駆動ローラ５８の後端に達している。
【００３６】
このように、濾板枠５５は中央部が縦長な長方形の濾板１８を構成した異形Ｈ字状の枠材である。濾板枠５５の後部アーム５５ａの長さは、上位の濾板枠５５から下位の濾板枠５５の順に、濾材ロール５６の外径にほぼ等しい一定長ずつ長くなり、前部アーム５７の長さは上位のものから下位のものへ順に、駆動ローラ５８の外径より若干長い一定長ずつ短くなっている。そのため、図４に示すように、斜辺がそれぞれ前傾する前後方向に長い平行四辺形状となっている。
【００３７】
次に、図７〜図９において、６０は駆動ローラ５８の下端に圧接して転動する遊動圧接ローラで、モータ６１によりチェーン６２を介してそれぞれ駆動される。図９に示すように、６３は圧接ローラ６０を駆動ローラ５８の下端に圧接する鉛直方向のエアシリンダである。エアシリンダ６３は、前部アーム５７に垂設された取付板６４に固着されている。６５は下端が取付板６４に固着されたスクレーパで、調整ネジ６６によりスクレーパ６５の上端の圧接力が調整され、駆動ローラ５８にかけ回された濾材２０のケーキを除去する。
【００３８】
このような精密濾過機２１において、各濾板枠５５の後部アーム５５ａは上位段のものから下位段の順に濾材ロール５６の外径にほぼ等しい一定長ずつ長く後方へ伸びている。そのため、図６に示す開枠状態で行う濾材ロール５６の交換および濾材２０の濾板枠５５に沿っての展張、その駆動ローラ５８および圧接ローラ６０へのかけ回しが容易になる。このようにして、濾材２０の展張およびかけ回しが終了した後、図４に示すように、濾板枠５５を一斉に閉枠する。精密濾過時は、加圧ジャッキ１９で積層濾板１８全体を締めつけ、この状態で、処理する原液をポンプ圧送し、原液供給ヘッダおよびこれに接続された耐圧ホースを経て各濾板１８に供給する。濾板１８内で濾材２０により精密濾過された浄化圧延油は、精密濾過機２１から再生油排出管３０を通してクリーンセクション１２へ排出される。
濾材２０の濾過抵抗が増加して濾過操作が困難となった際には、加圧ジャッキ１９を駆動して濾板１８を離開し、濾材引出し装置により濾板１８上に新しい濾材２０を引き入れ、次の濾過操作を行う。
【００３９】
図１において、ＣＶ２は粗分離油供給管２６の下流部に設けられた第１の電磁弁、ＣＶ３は粗分離油供給管２６の下流端と再生油戻し用分岐管２９とを接続する分岐管３２に設けられた第２の電磁弁、ＣＶ４は再生油排出管３０の上流部に設けられた第３の電磁弁、ＣＶ５は再生油戻し用分岐管２９の上流部に設けられた第４の電磁弁、ＣＶ７はコンプレッサからのエア（加圧空気）を精密濾過機２１の各濾過室１８ａへ供給するエア供給管３３の下流部に設けられた第５の電磁弁、ＣＶ６は精密濾過機２１の各濾過室１８ａから排出されたエアを再生油戻し用分岐管２９に導入するエア排出管３４の上流部に設けられた第６の電磁弁である。また、図４〜図９において、０１０は門形支柱、０１１は台座である。
【００４０】
次に、図１〜図９を参照して、本発明の加工油浄化システム１０による圧延油の浄化再生方法を説明する。
熱間圧延機より排出された圧延油は、使用済み油供給管２７を通して圧延油タンク１３のダーティセクション１１に貯留される。ダーティセクション１１の不純物含有圧延油は、供給ポンプ２３により、トランプオイルスキマー２４から上層油が抜き出され粗分離機１５の供給口１４ａへ供給され、ここで粗分離される。
具体的には、液体収容槽１４に供給されたダーティセクション１１の不純物含有圧延油は、まず入口流路４０から漏斗状の底部１４ｅへ流れ込む。このとき、沈降した固形分のスラッジが、排出口１４ｆから排出管を経て外部排出される。この底部１４ｅに流れ込んだ圧延油は、上昇流となって上方の傾斜板群収納部４１の傾斜板群４３に下方から供給される。粗分離時、圧延油を傾斜板群４３に通すことで、エマルジョン状態の油が脱離して油相となった微粒油分を主体とするスカムが傾斜板５３に付着する。この付着したスカムは、互いに隣接するものどうしが順次結合して除々に粗粒化する。これにより、スカムの浮力が除々に増大し、各傾斜板５３を上昇することで、分離される。
一方、圧延油中のスラッジは底部１４ｅに沈降し、ドレンコック３８を開くことでスラッジが排出口１４ｆから排出される。
【００４１】
その後、傾斜板群収納部４１の液面に浮上したスカムは、処理液流路４２の液面からそのままスカム回収部４４に落下して回収される。スカム回収部４４の底部の排出口４４ａから排出されたスカムは、排出管７０を通して回収タンク１７に回収される。そして、粗分離された圧延油は、処理液流路４２の下部を通って出口流路４５に流れ込み、排出口１４ｂから粗分離機１５の外部へ排出される。粗分離後の圧延油は、粗分離油供給管２８を介していったんダーティセクション１１に戻される。
【００４２】
次に、ダーティセクション１１の不純物含有圧延油は、一対の粗分離油圧送ポンプ２５により、ダーティセクション１１の下層油が下部から粗分離油供給管２６を経て精密濾過機２１へ供給される。
精密濾過機２１では、図４に示すように、濾材２０の展張およびかけ回しを行い、その後、濾板枠５５を一斉に閉枠する。精密濾過時は、加圧ジャッキ１９で積層濾板１８全体を締めつけ、この状態で、処理する原液をポンプ圧送し、原液供給ヘッダおよびこれに接続した耐圧ホースを経て各濾板１８へ供給する。このようして、濾板１８内で濾材２０により濾過された浄化圧延油は、再生油排出管３０を経てクリーンセクション１２に排出される。一方、精密濾過機２１から排出された浄化圧延油の一部は、精密濾過機２１に導入される直前に分岐管３２を経て分岐された粗分離後の粗分離とともに、再生油排出管３０から分岐された再生油戻し用分岐管２９を経てダーティセクション１１に戻される。
【００４３】
ここで、精密濾過機２１による圧延油の精密濾過時の各弁ＣＶ２〜ＣＶ７を開閉操作する方法を説明する。
濾過時には、第１の電磁弁ＣＶ２を開放する。その後、弁を操作して精密濾過機２１の内部に残った圧延油をエアにより押し出す。この状態で２つの粗分離油圧送ポンプ２５により、ダーティセクション１１下層から粗分離油供給管２６を経て精密濾過機２１へ不純物含有圧延油が供給される。ここで再生された浄化圧延油は、再生油排出管３０を経てクリーンセクション１２へ排出される。
このようにして、精密濾過機２１で濾過された浄化圧延油は、金属粉などが濾過されて清淨液となっているので、供給管３１を通して、再度、圧延油として用いられる。
【００４４】
なお、濾材２０の濾過抵抗が増加して濾過操作が困難となった際には、電磁弁ＣＶ３，ＣＶ５，ＣＶ７を開き、他の電磁弁ＣＶ２，ＣＶ４，ＣＶ６を閉じる。その後、外部から電磁弁ＣＶ７を通して精密濾過機２１へ供給されたエア（加圧空気）を各濾板１８内に供給し、精密濾過機２１の内部に残った浄化圧延油を、電磁弁ＣＶ５を通って再生油戻し用分岐管２９からエアによりダーティセクション１１へ押し出す。このとき、粗分離油供給管２６の下流部に溜まった浄化圧延油は、電磁弁ＣＶ３付きの分岐管３２を通って再生油戻し用分岐管２９からダーティセクション１１へ排出される。その後、エアにより濾材２０上のケーキを乾燥させる。次に、加圧ジャッキ１９を駆動して各濾板１８を離開し、濾材引出し装置により濾板１８上に新しい濾材２０を引き入れ、次の精密濾過操作を行う。
【００４５】
具体的には、電磁弁ＣＶ２，ＣＶ５，ＣＶ６を開き、他の電磁弁ＣＶ３，ＣＶ４，ＣＶ７を閉じる。この状態で、粗分離油供給管２６から精密濾過機２１へ粗分離後の不純物含有圧延油が供給されると、まず精密濾過機２１内のエアが電磁弁ＣＶ６付きのエア排出管３４を経て再生油戻し用分岐管２９からダーティセクション１１へ押し出される。その後、電磁弁ＣＶ６を閉じることで、前述したように精密濾過機２１により再生された浄化圧延油が、電磁弁ＣＶ４付きの再生油排出管３０を経てクリーンセクション１２へ排出される。
このように、使用済み圧延油を粗分離機１５および精密濾過機２１を使用して浄化するので、低コストでかつ効率良く再生後の加工油の清浄度が高まり、圧延製品の品質の向上も図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】この発明の加工油浄化システムを示す全体図である。
【図２】この発明の加工油浄化システムに組み込まれた粗分離機の正面図である。
【図３】この発明の加工油浄化システムに組み込まれた粗分離機の要部拡大斜視図である。
【図４】この発明の加工油浄化システムに組み込まれた精密濾過機の閉枠状態を示す側面図である。
【図５】図４のII−II矢視図である。
【図６】この発明の加工油浄化システムに組み込まれた精密濾過機の開枠状態を示す側面図である。
【図７】図６のＩＶ−ＩＶ矢視図である。
【図８】この発明の加工油浄化システムに組み込まれた精密濾過機の濾材引き出しトレイを示す拡大正面図である。
【図９】図８のＶＩ−ＶＩ矢視図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０ 加工油浄化システム
１３ 圧延油タンク
１４ 液体収容槽
１５ 粗分離機
５５ 濾板枠
１８ 濾板
１９ 加圧ジャッキ（開閉装置）
１８ａ 濾過室
２０ 濾材
２１ 精密濾過機
５３ 傾斜板
４３ 傾斜板群
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スカム、金属微粉およびスラッジを不純物として含む使用済みの加工油から不純物を除去する加工油浄化システムにおいて、
使用済みの加工油が供給される不純物含有加工油貯槽と、
該不純物含有加工油貯槽に使用済みの加工油を供給する使用済み加工油供給流路と、
親油性で疎水性の複数枚の傾斜板を互いに平行な離間状態で並設した傾斜板群が収納された液体収容槽を有し、かつ該液体収容槽内で、上記不純物と粗分離油とを比重差を利用した重力分離により粗分離する傾斜板式の粗分離機と、
該粗分離機により分離された粗分離油を、上記不純物含有加工油貯槽に循環する粗分離油循環流路と、
上記不純物含有加工油貯槽の上層油を上記粗分離機に供給する上層油供給流路と、
濾板枠を有した複数の濾板を多段に積み重ねて濾過室を形成し、開閉装置により上記濾板を昇降させて上記濾過室を開閉し、上下の該各濾板間に濾材をそれぞれ挟み、該各濾材を通過させることで加工油を濾過して浄化する水平濾板式の精密濾過機と、
上記不純物含有加工油貯槽の下層油を上記精密濾過機に供給する下層油供給流路と、
上記精密濾過機により浄化された加工油を貯留する浄化加工油槽と、
上記精密濾過機により浄化された加工油を浄化加工油槽に排出する浄化加工油排出流路、
とを備えたことを特徴とする加工油浄化システム。
【請求項２】
内部空間がその上部を除いて仕切板により両側の２室に区分された密閉式の槽において、一方の室を上記不純物含有加工油槽としてのダーティセクションとし、他方の室を上記浄化加工油槽としてのクリーンセクションとし、
上記ダーティセクションには、使用済みの加工油を上記ダーティセクションに供給する使用済み加工油供給流路と、上記粗分離機で分離された粗分離油を上記ダーティセクションに循環する循環流路と、上記ダーティセクションの上層油を上記粗分離機に供給する上層油供給流路と、上記ダーティセクションの下層油を上記精密濾過機に供給する下層油供給流路がそれぞれ接続され、
上記クリーンセクションには、上記精密濾過機により浄化された加工油を排出する浄化加工油排出流路が接続された請求項１に記載の加工油浄化システム。
【請求項３】
上記精密濾過機での濾過後、上記各濾板間に残った浄化加工油を、エアにより押し出して上記不純物含有加工油貯槽に戻す浄化加工油戻し流路を設けた請求項１または請求項２に記載の加工油浄化システム。
【請求項４】
上記不純物含有加工油貯槽には、該不純物含有加工油貯槽内の上層油を上記粗分離機に供給する吸い上げ用のトランプオイルスキマーが配置された請求項１〜請求項３のうち、何れか１項に記載の加工油浄化システム。
【請求項５】
スカム、金属微粉およびスラッジを不純物として含む使用済みの加工油から不純物を除去する加工油浄化方法において、
上記使用済みの加工油は使用済み加工油供給流路を経るとともに、粗分離機によって分離された粗分離油は粗分離油循環流路を経ることでそれぞれ不純物含有加工油貯槽に供給する工程と、
親油性で疎水性の複数枚の傾斜板を互いに平行な離間状態で並設した傾斜板群が収納された液体収容槽に、上層油供給流路を通して、上記不純物含有加工油貯槽の上層油を供給する工程と、
濾水平濾板式の精密濾過機に搭載された板枠を有する複数の濾板を多段に積み重ねて濾過室を形成し、開閉装置により上記濾板を昇降させて上記濾過室を開閉し、上下の該各濾板間に濾材をそれぞれ挟み、下層油供給流路を通して、上記不純物含有加工油貯槽の下層油を上記各濾材によって濾過することで浄化する工程と、
上記精密濾過機により浄化された加工油を、浄化加工油排出流路を経て上記浄化加工油槽に排出して貯留する工程、
とを備えたことを特徴とする加工油浄化方法。
【請求項１】
スカム、金属微粉およびスラッジを不純物として含む使用済みの加工油から不純物を除去する加工油浄化システムにおいて、
使用済みの加工油が供給される不純物含有加工油貯槽と、
該不純物含有加工油貯槽に使用済みの加工油を供給する使用済み加工油供給流路と、
親油性で疎水性の複数枚の傾斜板を互いに平行な離間状態で並設した傾斜板群が収納された液体収容槽を有し、かつ該液体収容槽内で、上記不純物と粗分離油とを比重差を利用した重力分離により粗分離する傾斜板式の粗分離機と、
該粗分離機により分離された粗分離油を、上記不純物含有加工油貯槽に循環する粗分離油循環流路と、
上記不純物含有加工油貯槽の上層油を上記粗分離機に供給する上層油供給流路と、
濾板枠を有した複数の濾板を多段に積み重ねて濾過室を形成し、開閉装置により上記濾板を昇降させて上記濾過室を開閉し、上下の該各濾板間に濾材をそれぞれ挟み、該各濾材を通過させることで加工油を濾過して浄化する水平濾板式の精密濾過機と、
上記不純物含有加工油貯槽の下層油を上記精密濾過機に供給する下層油供給流路と、
上記精密濾過機により浄化された加工油を貯留する浄化加工油槽と、
上記精密濾過機により浄化された加工油を浄化加工油槽に排出する浄化加工油排出流路、
とを備えたことを特徴とする加工油浄化システム。
【請求項２】
内部空間がその上部を除いて仕切板により両側の２室に区分された密閉式の槽において、一方の室を上記不純物含有加工油槽としてのダーティセクションとし、他方の室を上記浄化加工油槽としてのクリーンセクションとし、
上記ダーティセクションには、使用済みの加工油を上記ダーティセクションに供給する使用済み加工油供給流路と、上記粗分離機で分離された粗分離油を上記ダーティセクションに循環する循環流路と、上記ダーティセクションの上層油を上記粗分離機に供給する上層油供給流路と、上記ダーティセクションの下層油を上記精密濾過機に供給する下層油供給流路がそれぞれ接続され、
上記クリーンセクションには、上記精密濾過機により浄化された加工油を排出する浄化加工油排出流路が接続された請求項１に記載の加工油浄化システム。
【請求項３】
上記精密濾過機での濾過後、上記各濾板間に残った浄化加工油を、エアにより押し出して上記不純物含有加工油貯槽に戻す浄化加工油戻し流路を設けた請求項１または請求項２に記載の加工油浄化システム。
【請求項４】
上記不純物含有加工油貯槽には、該不純物含有加工油貯槽内の上層油を上記粗分離機に供給する吸い上げ用のトランプオイルスキマーが配置された請求項１〜請求項３のうち、何れか１項に記載の加工油浄化システム。
【請求項５】
スカム、金属微粉およびスラッジを不純物として含む使用済みの加工油から不純物を除去する加工油浄化方法において、
上記使用済みの加工油は使用済み加工油供給流路を経るとともに、粗分離機によって分離された粗分離油は粗分離油循環流路を経ることでそれぞれ不純物含有加工油貯槽に供給する工程と、
親油性で疎水性の複数枚の傾斜板を互いに平行な離間状態で並設した傾斜板群が収納された液体収容槽に、上層油供給流路を通して、上記不純物含有加工油貯槽の上層油を供給する工程と、
濾水平濾板式の精密濾過機に搭載された板枠を有する複数の濾板を多段に積み重ねて濾過室を形成し、開閉装置により上記濾板を昇降させて上記濾過室を開閉し、上下の該各濾板間に濾材をそれぞれ挟み、下層油供給流路を通して、上記不純物含有加工油貯槽の下層油を上記各濾材によって濾過することで浄化する工程と、
上記精密濾過機により浄化された加工油を、浄化加工油排出流路を経て上記浄化加工油槽に排出して貯留する工程、
とを備えたことを特徴とする加工油浄化方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−２９９８７（Ｐ２００９−２９９８７Ａ）
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９７３０６（Ｐ２００７−１９７３０６）
【出願日】平成１９年７月３０日（２００７．７．３０）
【出願人】（０００１７６７５２）三菱化工機株式会社 (48)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月３０日（２００７．７．３０）
【出願人】（０００１７６７５２）三菱化工機株式会社 (48)
【Ｆターム（参考）】
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