はじめに： 自動車解体業者や金属リサイクル事業者には、中空の廃車ボディやスチールドラムを、停止や材料の巻き付き、過度な摩耗を抑えながら処理できる一次破砕機が必要です。
多くのスクラップヤードで本当に問われるのは、機械が金属を破砕できるかどうかだけではありません。不規則な形状の材料を何時間にもわたって安定して引き込み、処理できるかどうかが重要です。油脂類や危険物を除去した廃車であっても、車体は依然として大きな形状を保っています。空の200リットルスチールドラムも、剛性のある円筒形を維持しています。薄い鋼板は破断する前に曲がりやすく、カッターが材料をしっかりつかめなくなると、機械は材料を細断する代わりに押し戻してしまいます。そのため、このような材料向けの二軸シュレッダーは、処理能力よりも先に、材料の引き込み性能、過負荷・停止防止機能、耐摩耗性を評価する必要があります。
廃車ボディや金属ドラムは、細かく分離された金属片ではなく、かさ密度の低い大型の物体としてリサイクル施設に搬入されます。液体類、バッテリー、取り外しやすい部品を除去した後も、使用済み自動車の車体には薄鋼板、箱形断面部材、スポット溶接された構造部品が残っています。欧州委員会の使用済み自動車に関する指針も、再利用可能な部品や有害な部品を先に取り外し、その後に残りの材料を回収するという同様の手順を基本としています。
車体全体は、磁選機、ベーラー、溶解炉への供給装置で効率的に処理するには大きすぎます。また、未処理のスチールドラムは多くのスペースを占有する一方、後工程の設備がつかめる面積は限られています。選別、圧縮、溶解を効率よく行うには、どちらの材料にも最初の減容・破砕工程が必要です。
このような形状の材料に、高速衝撃方式が必ずしも適しているわけではありません。鋼板は延性があるため、急激な衝撃を受けても砕けずに曲がり、元に戻ろうとします。ドラムも衝撃工具から転がったり、跳ね返ったりする可能性があります。
二軸せん断式シュレッダーは異なる原理で動作します。かみ合うカッターを備えた2本の回転軸が反対方向に回転し、低速・高トルクで材料を処理します。カッターが鋼板の端部をつかみ、切断部へ引き込み、反対側のカッターとの間でせん断します。
衝撃式破砕機よりも低速で切断するため、材料の跳ね返りを大幅に抑えられます。また、高いトルクによって、材料が切断に抵抗する場合でも軸が引き込み動作を続けやすくなります。車体やドラムが帯状の片や平らな金属片に分割されると、磁選、渦電流選別、圧縮梱包、二次破砕などの後工程へ安定して供給できます。
同じ考え方は、ドア内部の補強材、シートレール、ブラケット、小型の溶接部品など、車体に含まれる硬い部材にも当てはまります。一次金属シュレッダーの役割は、最終製品の寸法をそろえることではありません。大型で不規則な形状を持ち、ある程度変形する材料を、連続した材料の流れに変えることです。せん断式の二軸破砕は、材料が衝撃で砕けることに頼らず、この役割を果たします。
適切に設計された二軸シュレッダーであれば、廃車ボディや金属ドラムを処理できます。しかし、見積書に記載されたすべての機種が、このような材料に同じように対応できるわけではありません。違いが現れやすいのは、材料が切断に抵抗した際の復帰性能と、繰り返し発生する衝撃荷重への耐久性です。この2つの要素が、金属処理向け二軸シュレッダーと、中空鋼材の処理で苦労する可能性のある汎用機を分けます。
立てた状態のドラムや大型のルーフパネルは、軸が材料を完全に引き込む前にカッターへ過負荷を与えることがあります。機械が過負荷で停止するだけの場合、作業者が破砕室を開けて材料を取り除き、ラインを再起動しなければなりません。稼働率の高いスクラップヤードでは、時間の損失だけでなく、作業者が危険にさらされる機会も増えます。
英国の安全衛生庁（HSE）が示す廃棄物・リサイクル設備の安全指針では、詰まりを安全に除去できる設計が重視されています。自動逆転は、そのための実用的な対策の一つです。この用途に適した機械は、制御システムを通じて駆動負荷を監視し、過負荷を検知すると自動的に対応します。
例えば、SOYUの二軸シュレッダーには、Siemens製PLCをベースとした制御システムが標準搭載されています。過負荷を検知するとローターを短時間逆転させ、材料の噛み込みを解放します。その後、作業者がカッター部分に直接介入することなく、正転方向の破砕を再開できます。
スクリーンレス排出も同じ運転思想を支えます。切断された材料はカッターを通過すると破砕領域から排出されるため、スクリーンに押し付けられて長い延性のある鋼板片が再循環し、軸に巻き付くリスクを抑えられます。この構成は特に薄鋼板の処理に有効です。平らなパネルやドラムの側壁は、スクリーン付きの破砕室で詰まりや巻き付きの原因になりやすいためです。
2つ目の重要な要素は耐久性です。自動車スクラップは清浄な鋼板だけではありません。塗装、錆、土砂、溶接スケール、締結部品、小さな硬質部品などが混在します。切断のたびに、カッターには研磨摩耗と局所的な荷重が発生します。
SOYUでは、真空熱処理を施したCrMoV合金鋼製カッターを採用しています。この材料選定は、耐摩耗性の高い刃先と、衝撃に耐えるための十分な靭性を両立させることを目的としています。
破砕室には、耐摩耗鋼として知られるHARDOXの摩耗板も使用され、汚れを含む金属スクラップによる摩耗から構造部を保護します。HARDOXを使用しても摩耗が完全になくなるわけではありませんが、一般的な構造用鋼と比べ、金属処理用途で破砕室の耐久性を高めるのに役立ちます。
摩耗と同様に重要なのが、トルクの急激な変動です。カッターがドラムの縁をつかむと、駆動系の負荷は急上昇し、材料がせん断され始めると低下します。このサイクルが何千回も繰り返されると、単純なキー接合では軸の接続が緩むことがあります。
この故障リスクを抑えるため、SOYUではギアボックスとカッター軸の接続にDIN 5480規格のインボリュートスプラインを採用しています。インボリュートスプラインは、単一のキーよりも広い接触面積でトルクを伝達し、交番荷重や自動逆転時にも軸の位置合わせを維持しやすくします。
金属スクラップでは荷重が一定ではなく、小さな衝撃が繰り返し発生するため、これらの設計要素は比較的柔らかい廃棄物を処理する場合以上に重要になります。
適切な見積もりを依頼するには、材料名だけでなく、実際の投入形態を説明する必要があります。廃車ボディの場合、汚染物質などを除去した車体全体なのか、プレスして平らにした車体なのか、ベール状に圧縮したものなのか、ドア・ルーフパネル・側面パネルの混合物なのかを明記してください。投入形態によって供給時の挙動は大きく異なります。
車体全体は大きく、かさ密度が低いため、材料を誘導するホッパーや、カッターに材料を押し付ける油圧ラムプッシャーが有効な場合があります。ベール状の車体は密度が高く、供給しやすい一方、カッターが噛み込むたびにローターへ大きな負荷がかかります。
金属ドラムについては、丸ごと投入するのか、事前に破砕するのか、入れ子状に重ねるのか、平らにつぶすのかを伝えてください。また、投入前に中身を空にし、適切な準備を行う必要があります。
処理能力も、実際のプロジェクト条件に置き換えて検討しましょう。SOYUの二軸シュレッダーシリーズの公称処理能力は1～30 t/hで、消費電力は1.5 kWからとされています。ただし、これは製品シリーズ全体の仕様範囲であり、あらゆる状態の廃車ボディや金属ドラムに対して、その処理能力を保証するものではありません。
実際の処理量は、材料形状、かさ密度、異物の混入状況、ローターへの供給の安定性によって変わります。希望する処理量と投入材料のおおよその寸法をメーカーに伝え、材料がばら積みで圧縮されていない場合に目標処理量がどのように変化するかも確認してください。
さらに、破砕後の工程についても説明する必要があります。破砕金属を磁選機、渦電流選別機、ベーラー、二次破砕機のどれに送るかによって、許容される破砕片の大きさや形状が異なります。
これらの情報があれば、メーカーは汎用的な中間仕様の機械を提案するのではなく、必要な出力に合わせてカッター間隔、刃形状、ローター速度を選定できます。二軸シュレッダーのメーカーやサプライヤーを比較する際は、投入前の材料準備について、どのような条件を前提に見積もりを作成しているか確認しましょう。双方が同じ材料形態を想定していなければ、見積もりを正確に比較することはできません。
二軸シュレッダーが自動車解体ラインや金属リサイクルラインで重要なのは、中空で、強度があり、形状が不規則な鋼材を処理できるためです。SOYUは、二軸シュレッダーの対象材料として廃車ボディや金属ドラムを公開情報で挙げています。
次のステップは、実際の投入形態、目標処理能力、後工程に基づいて用途を相談することです。見積もりを依頼する際にこれらの条件を伝えることで、長期的に安定した収益性を目指す現場に、より適した機種を選びやすくなります。
A： 事前の圧縮は主に輸送を容易にしたり、材料を投入ホッパーに収まるようにしたりするために行います。通常、シュレッダー工程そのものに必須ではありません。
A： 中空容器や、破砕によって生じる長い金属片は、スクリーンを詰まらせたり、ローターに巻き付くまで破砕室内を再循環したりする可能性があるためです。
A： 車体全体、圧縮した車体、ばらのパネル、丸ごとの金属ドラム、事前に圧縮したドラムなど、投入材料の正確な形態を説明してください。また、ドラムの内容物が空にされ、適切に準備されていることも確認してください。
