JP2014118294A - ベルトコンベアの乗り継ぎ部シュート装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ベルトコンベアで搬送されるコークスなどの粉粒物による落下衝撃を抑制する。
【解決手段】上部ベルトコンベア１と下部ベルトコンベア２の間に設けられ、上部ベルトコンベア１から放出されたコークス５を下部ベルトコンベア２にガイドして移載するベルトコンベアの乗り継ぎ部シュート装置１００であって、上部ベルトコンベア１から放出されるコークス５の落下位置Ｐに、上面に板状のゴム様弾性体２０が敷設された略水平に延びる突出部１１を設けて落下衝撃を緩和するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、上部ベルトコンベアと下部ベルトコンベアの間に設けられ、上部ベルトコンベアから放出されたコークス，石炭，鉱石などの粉粒物を下部ベルトコンベアに移載するベルトコンベアの乗り継ぎ部シュート装置に関する。

通常、高炉の副原料となるコークスを荷揚げ位置あるいはコークス炉から高炉の炉頂部に搬送するには複数のベルトコンベアが使用され、ベルトコンベア間には乗り継ぎが１０回前後ある。
そして、乗り継ぎ時に上部ベルトコンベアと下部ベルトコンベアの間には、例えば５ｍの落差があるため、上部ベルトコンベアから放出されたコークスが下部ベルトコンベアに落下すると、コークス当接の衝撃によりベルトコンベアやシュート装置が損傷したり、コークス自体が粉化するといった問題があった。特にコークスは、その表面に凹凸が多く非常に硬い固形材料であるとともにベルトコンベアでは最大１２０ｍ／ｍｉｎといった非常に速い速度で搬送されるため落下時の衝撃は大きい。

そこで、コークスの落下による衝撃を緩和するための方法が知られている（例えば、特許文献１，２，３参照）。

実開平６−７６２２７号公報 実開平６−８７３１５号公報 特開平８−２２５１４９号公報

特許文献１に記載の発明は、ベルトコンベアの終端部に設けられるシュートに落下したコークスで傾斜面を形成し、その後搬送されるコークスがその傾斜面に沿って転がるようにすることで落下の衝撃を緩和したものである。
また、特許文献２に記載の発明は、ベルトコンベアの終端部に設けられるシュートにおいて落下するコークスが当たる壁面にストンボックスとかデッドストックと呼ばれる窪みを付けて、その窪みに堆積したコークスにより落下の衝撃を緩和したものである。
さらに、特許文献３に記載の発明は、上部ベルトコンベアで搬送されるコークスを二手に分流し、一方を下部ベルトコンベアの幅方向両端部に先に落とし、もう一方をコークスの堆積した下部ベルトコンベアの略中央部上に落とすことで落下の衝撃を緩和したものである。

このような従来例（特許文献１〜３に記載の発明）では、ベルトコンベアで搬送されるコークスは、下部に堆積したコークス上に落下するため、衝撃によりベルトコンベアやシュート装置が損傷することは低減することができたが、コークス同士が衝突する時の衝撃を緩和する措置は施されてないので、コークス自体が粉化するといった問題は依然として残っている。
コークスが粉化するとコークス粒径は小さくなり、高炉操業において高炉内部の通気性を阻害するため安定的に操業を行うことができないといった問題がある。

そこで、本発明の目的とするところは、ベルトコンベアで搬送されるコークスなどの粉粒物による落下衝撃を抑制することのできるベルトコンベアの乗り継ぎ部シュート装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明のベルトコンベアの乗り継ぎ部シュート装置は、上部ベルトコンベア（１）と下部ベルトコンベア（２）の間に設けられ、上部ベルトコンベア（１）から放出されたコークス（５），石炭，鉱石などの粉粒物を下部ベルトコンベア（２）にガイドして移載するベルトコンベアの乗り継ぎ部シュート装置（１００）であって、
上部ベルトコンベア（１）から放出される前記粉粒物の落下位置（Ｐ）に、上面に板状のゴム様弾性体（２０）が敷設された略水平に延びる突出部（１１）を設けて落下衝撃を緩和するようにしたことを特徴とする。

また、本発明は、前記突出部（１１）は、前記上部ベルトコンベア（１）と下部ベルトコンベア（２）の間に設けられた直線階段（１０）の上位段部（１１）であることを特徴とする。

また、本発明は、前記直線階段（１０）の上位段部（１１）より下位の段部（１２，１３）の上面にも板状のゴム様弾性体（２０）を敷設したことを特徴とする。

また、本発明は、前記ゴム様弾性体（２０）は、前記突出部（１１）の上面から所定間隔（Ｌ）の領域をあけて敷設されるとともに、前記領域（Ｌ）に断面略Ｌ字状で幅方向に延び前記ゴム様弾性体（２０）よりも背の高い鋼材（３０）が固着されてなることを特徴とする。

また、本発明は、前記ゴム様弾性体（２０）は、その略中央部と前記突出部（１１）の上面との間に空間（Ｓ）が生じるように嵩上げされてなることを特徴とする。

なお、括弧内の記号は、図面および後述する発明を実施するための形態に記載された対応要素または対応事項を示す。

本発明のベルトコンベアの乗り継ぎ部シュート装置によれば、上部ベルトコンベアから放出されたコークス，石炭，鉱石などの粉粒物を下部ベルトコンベアにガイドして移載するもので、上部ベルトコンベアから放出される粉粒物の落下位置に、上面に板状のゴム様弾性体が敷設され略水平に延びる突出部を設けたので、ゴム様弾性体がない場合と比較して落下衝撃は緩和され、その結果、コークスなどの粉粒物の粉化が抑制される。

また、本発明によれば、突出部を、上部ベルトコンベアと下部ベルトコンベアの間に設けられた直線階段の上位段部にするので、上部ベルトコンベアから放出された粉粒物は、直線階段の上位段部上に直接落下する。そして、落下する粉粒物の量が多くなるにつれて直線階段の下位側の段部の窪みを埋めるように粉粒物が堆積し、傾斜面が形成されるので、その後は粉粒物が傾斜面を転げ落ちるようにして下部ベルトコンベア上に移載される。
このとき、上部ベルトコンベアから放出された粉粒物は、直線階段の上位段部上に堆積した粉粒物に当接するのである程度粉粒物が粉化することは避けられないが、堆積した粉粒物はゴム様弾性体上にあるので、ゴム様弾性体がない場合と比較して落下衝撃は緩和される。直線階段の上位段部を上部ベルトコンベア側に近づけるようにすると落下衝撃をさらに小さく抑えることができる。

また、本発明によれば、直線階段の上位段部より下位の段部の上面にも板状のゴム様弾性体を敷設したので、コークスなどの粉粒物が転がりながら落下する場合など下位においても落下の衝撃を緩和することができる。

また、本発明によれば、ゴム様弾性体は、突出部の上面から所定間隔の領域をあけて敷設されるとともにその領域には断面略Ｌ字状で幅方向に延びゴム様弾性体よりも背の高い鋼材が固着されているので、段部の段鼻側に鋼材による堰が形成される。
よって、粉粒物は確実に突出部の上に留まるので、ゴム様弾性体が部分的に露出することは避けられ、粉粒物の落下でゴム様弾性体が損傷することを防止することができる。また、ゴム様弾性体の段鼻側（前側）側面は特に粉粒物によって覆われる部位ではないので損傷しやすいが、そのゴム様弾性体の段鼻側（前側）側面も鋼材で覆われるため損傷することが防止される。

また、本発明によれば、ゴム様弾性体は、その略中央部と突出部の上面との間に空間が生じるように嵩上げされてなるので、空間を設けた分、ゴム様弾性体は撓むことができ、それにより粉粒物の落下衝撃を一層緩和することができる。

本発明の実施形態に係るベルトコンベアの乗り継ぎ部シュート装置の構成概要を示す部分断面図である。 図１に示す突出部１１周りの構成を示す要部拡大断面図である。 図１に示す突出部１１周りの別の構成を示す要部拡大断面図である。 図１に示す突出部１１周りのさらに別の構成を示す要部拡大断面図である。 本発明の実施形態に係る別のベルトコンベアの乗り継ぎ部シュート装置の構成概要を示す部分断面図である。 コークスの落下による衝撃値の変化を示すグラフである。 コークスの試料重量と最大衝撃値の関係を示すグラフである。 各種ゴム材の最大衝撃値減少率を示すグラフである。 鉄板，ゴムＡ，コークスに対して粒径７５ｍｍ以上の供試料を落下させた場合の累積落下距離と粉発生率の関係を示すグラフである。 鉄板，ゴムＡ，コークスに対して粒径２５ｍｍ〜５０ｍｍの供試料を落下させた場合の累積落下距離と粉発生率の関係を示すグラフである。 鉄板，ゴムＡ，コークスに対して粒径７５ｍｍ以上の供試料を落下させた場合の累積落下距離と平均粒径の関係を示すグラフである。 鉄板，コークス層（１００ｍｍ）を堆積させたゴムＡに対して粒径７５ｍｍ以上の供試料を落下させた場合の累積落下距離と粉発生率の関係を示すグラフである。 鉄板，コークス層（３８０ｍｍ）を堆積させたゴムＡに対して粒径７５ｍｍ以上の供試料を落下させた場合の累積落下距離と粉発生率の関係を示すグラフである。

図１及び図２を参照して本発明の実施形態に係るベルトコンベアの乗り継ぎ部シュート装置について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るベルトコンベアの乗り継ぎ部シュート装置の構成概要を示し、図２は、図１に示す突出部１１周りの構成を示すものである。

本発明の実施形態に係るベルトコンベアの乗り継ぎ部シュート装置１００は、図１に示すように、上部ベルトコンベア１と下部ベルトコンベア２の間に設けられ、上部ベルトコンベア１から放出されたコークス５を下部ベルトコンベア２にガイドして移載するものである。
上部ベルトコンベア１は、ベルトコンベアの乗り継ぎ部シュート装置１００の外郭部１０１の上方に形成された投入口１０２から内部に差し込まれ、上部ベルトコンベア１から放出されることにより落下したコークス５は、外郭部１０１の下方に形成された排出口１０３から排出されて下部ベルトコンベア２上に載せられる。

ベルトコンベアの乗り継ぎ部シュート装置１００の外郭部１０１は、上面１０１ａが水平で下面が投入口１０２側に向かって下降した傾斜し、その傾斜面１０１ｂと上面１０１ａの端部同士がそれぞれ長短の立設面１０１ｃ，１０１ｄで連設された略台形状をしていて、長さの長い側の立設面１０１ｃの上方に前記投入口１０２が形成され、傾斜面１０１ｂの下端に前記排出口１０３が形成されている。

外郭部１０１の傾斜面１０１ｂ上には、その傾斜面１０１ｂに沿って３つの段部１１，１２，１３からなる直線階段１０が形成されている。直線階段１０は、その最上位段部として略水平に延びる突出部１１上が上部ベルトコンベア１から放出される粉粒物の落下位置Ｐとなるように形成されている。
そして、最上位段部（突出部）１１の上面には、図２に示すように、板状のゴム様弾性体２０が敷設されていて、コークス５の落下衝撃を緩和するようにしている。
なお、直線階段１１の最上位段部１１より下位側の段部１２，１３の上面にも同様に板状のゴム様弾性体２０が敷設されている。

ゴム様弾性体２０としては、ゴム材やエラストマー樹脂（熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂）があげられる。ここでは、コークス５の最大落下衝撃値を３ｋＮ以下に抑えることのできる材質として、例えば、使い古したベルトコンベアの切れ端からなるゴム材を使用している。

これによれば、上部ベルトコンベア１から放出されたコークス５は、直線階段１０の最上位段部１１上に直接落下する。そして、落下するコークス５の量が多くなるにつれて直線階段１１の下位側の段部１２，１３の窪みを埋めるようにコークス５が堆積し、傾斜面が形成され、排出口１０３から下部ベルトコンベア２上に移載される。
このとき、上部ベルトコンベア１から放出されたコークス５は、直線階段１０の最上位段部１１上に堆積したコークス５に当接するのである程度コークス５が粉化することは避けられないが、堆積したコークス５はゴム様弾性体２０上にあるので、ゴム様弾性体２０がない場合と比較して落下衝撃は緩和されその結果、コークス５の粉化が抑制される。

なお、上部ベルトコンベア１からコークス５を最初に落下させる場合に、落下位置Ｐとなる直線階段１０の最上位段部１１上に敷設されたゴム様弾性体２０の上には一切コークス５を事前に設けない場合でもコークス５の落下衝撃はゴム様弾性体２０によって緩和されるが、事前にゴム様弾性体２０の上にコークス５を敷き詰めた後にコークス５を落下させた方がコークス５が直接ゴム様弾性体２０に当接しないので、落下衝撃はゴム様弾性体２０によって一層緩和される。

次にゴム様弾性体２０の有効性について具体的に説明する。
ゴム様弾性体２０としてゴム材を使用した場合のゴム材の種類による落下衝撃緩和効果を調査したのでその結果を示す。
これは、荷重（力）を電気信号に変換して出力するロードセルを備えた鉄板上にゴム材を敷き、ゴム材上に２ｍの高さからコークス５を落下させ、ゴム材を敷かずに落下させた場合とゴム材上に落下させた場合の衝撃値の比較を行った。落下させるコークスの試料重量は、約３０ｇ〜２３０ｇとし、材質及び厚みの異なる７つのゴム材（ゴムＡ，ゴムＢ，ゴムＣ，ゴムＤ，ゴムＥ，ゴムＦ，ゴムＧ）を使用して行った。ゴムＡ及びゴムＢには使い古したベルトコンベアの切れ端を使用し、ゴムＣ〜ゴムＧには株式会社ニッチツ社製の天然ゴムを使用した。ここでは、ゴムＣにライナード（ＬＮＤ）５０（商品名），ゴムＤにライナード（ＬＮＤ）６０（商品名），ゴムＥにライナード（ＬＮＤ）７０（商品名），ゴムＦにライナテックス（ＬＴＸ）１２Ｔ（商品名），ゴムＧにライナテックス（ＬＴＸ）１５Ｔ（商品名）をそれぞれ使用した。
評価方法としては、ロードセルを備えた鉄板上またはゴム材上へコークス５を落下させた場合に、図６に示す衝撃値のピーク値を最大衝撃値とし、図７に示すように、その最大衝撃値と落下させたコークス試料重量の関係から関係式を導出した。すなわち、鉄板上に落下させた場合の関係式の傾きをａ、ゴム材上に落下させた場合の関係式の傾きをｂ、としてａとｂから最大衝撃値の減少率Ｘを以下に示す式（１）で評価した。
Ｘ＝（１−ｂ／ａ）×１００（％）・・・・・（１）
その結果、各種ゴム材の最大衝撃値減少率を図４にグラフで示した。最大衝撃値減少率の最も低いものはゴムＡで、最大衝撃値減少率の最も高いものはゴムＧであった。

次に、最大衝撃値減少率の最も低いゴムＡを使用して落下強度試験装置による粉化抑制効果の調査を行った。
これは、試験装置内部にゴムＡまたは／およびコークス５を敷き詰めて行ったもので、敷き詰めたコークス５の層厚を１００ｍｍと３８０ｍｍと設定し、ゴムＡのみ，コークス（厚さ１００ｍｍ）のみ，ゴムＡおよびコークス（厚さ１００ｍｍ），ゴムＡおよびコークス（厚さ３８０ｍｍ）の４水準で行った。
落下強度試験装置は、２ｍの高さから供試料を任意の回数落下させることのできる装置であり、コークス試料１０ｋｇを任意の回数落下させたもので、供試料であるコークス５の粒径は７５ｍｍ以上，５０ｍｍ〜７５ｍｍ，２５ｍｍ〜５０ｍｍの３水準とした。なお、最大の落下回数はゴムＡまたは／およびコークス層によって異なり、累計の落下距離が約６０ｍとなるように設定した。
評価方法としは、落下強度試験装置にて任意の回数、コークス５を落下させた後、コークス５を篩い目７５ｍｍ，５０ｍｍ，２５ｍｍ，１５ｍｍ，１０ｍｍ，５ｍｍでふるいわけ、−１０ｍｍ粉発生量（ｗｔ％），平均粒径（ｍｍ)にて評価を行った。

その結果、図９に示すように、コークス５の累積落下距離６０ｍにおいて、大きい粒度のコークス５（十７５ｍｍ：７５ｍｍ以上）の粉発生率はゴムＡを使用することにより約１％改善されたことがわかる。
また、図１０に示すように、コークス５の累積落下距離６０ｍにおいて、小さい粒度のコークス５（２５〜５０ｍｍ）の粉発生率はゴムＡを使用することにより約０．５％改善されたことがわかる。
さらに、図１１に示すように、コークス５の累積落下距離６０ｍにおいて、大きい粒度のコークス５（十７５ｍｍ：７５ｍｍ以上）の平均粒径はゴムＡを使用することにより約１０ｍｍ改善されたことがわかる。
また、図１２に示すように、ゴムＡにコークス５が１００ｍｍ堆積している場合は鉄板にコークス５が落下する場合と比較して粉発生率は改善されたことがわかる。
また、図１３に示すように、ゴムＡにコークス５が３８０ｍｍ堆積している場合も鉄板にコークス５が落下する場合と比較して粉発生率は改善されたことがわかる。

なお、ここではゴムＡを使用して落下強度試験装置による調査をした結果、優れた粉化抑制効果が得られることがわかったが、ゴムＡにかえて、例えば、図８に示したゴムＢ，ゴムＣ，ゴムＤ，ゴムＥ，ゴムＦ，ゴムＧなどを使用して落下強度試験装置による調査をしても粉発生率および平均粒径は改善された。

本実施形態では、ゴム様弾性体２０を図２に示したように、直線階段１０の最上位段部１１（下位段部１２，１３についても同様）の上面に対して全面領域に敷設するようにしたが、落下位置Ｐに局所的に敷設するようにしてもよい。
また、図３に示すように、ゴム様弾性体２０を、直線階段１０の最上位段部１１（下位段部１２，１３についても同様）の上面の段鼻部側から所定間隔Ｌの領域をあけて敷設するとともに、あけた領域Ｌに断面略Ｌ字状で幅方向に延びしかもゴム様弾性体２０よりも背の高い鋼材３０を溶接などによって固着するようにしてもよい。
これによれば、段部１１〜１３の段鼻側となる前側に鋼材３０によって堰が設けられるので、コークス５は確実に段部１１〜１３上に留まりゴム様弾性体２０が部分的に露出することが避けられる。よって、コークス５が露出したゴム様弾性体２０上に落下することが避けられるのでゴム様弾性体２０の損傷を防止することができる。また、図２に示したようにゴム様弾性体２０の段鼻側（前側）側面は特にコークス５によって覆われる部位ではないので損傷しやすいが、図３に示すものは、そのゴム様弾性体２０の段鼻側（前側）側面も鋼材３０で覆われるため損傷することが防止される。

また、図４に示すように、ゴム様弾性体２０の略中央部と、直線階段１０の最上位段部１１（下位段部１２，１３についても同様）の上面との間に支持材４１，４２を設置して空間Ｓが生じるように嵩上げする構成にしてもよい。
これによれば、空間Ｓを設けた分、ゴム様弾性体２０は撓むことができるのでコークス５の落下衝撃を一層緩和することができる。

本発明の実施形態では、コークス５が落下する位置Ｐが直線階段１０の最上位段部１１の位置になるように直線階段１０を設けたが、図５に示すように、コークス５が落下する位置Ｐを直線階段１０の最上位段部１５にするのではなく、上位の段部１１にして下位の段部１２，１３に転がり落ちるようにしてもよい。
また、本発明の実施形態では、上部ベルトコンベア１と下部ベルトコンベア２の間に連続して下降する直線階段１０を設けたが、一つあるいは二つ以上の段部を独立して設け、その上にゴム様弾性体２０を敷設してコークス５を落下させるようにしてもよい。
さらに、本発明の実施形態では、コークス５が落下する位置Ｐとなる直線階段１０の上位段部１１だけでなくそれより下位の段部１２，１３にもゴム様弾性体２０を敷設するようにしたが時間の経過とともにコークス５の堆積によって下位の段部１２，１３は埋められていくので直線階段１０の上位段部１１だけにゴム様弾性体２０を敷設するようにしてもよい。しかし、下位の段部１２，１３にもゴム様弾性体２０を敷設した方が敷設しない場合よりもコークス５の落下（転がりながら落下するものも含め）時の衝撃をより緩和することができる。

本発明の実施形態では、コークス５の落下を例にして説明したが、コークス５にかわる石炭，鉱石などの粉粒物を上部ベルトコンベア１から下部ベルトコンベア２に移載する場合にも同様に適用される。

１ 上部ベルトコンベア
２ 下部ベルトコンベア
５ コークス
１０ 直線階段
１１ 突出部（上位段部）
１２ 段部
１３ 段部
１５ 段部
２０ ゴム様弾性体
３０ 鋼材
４１ 支持材
４２ 支持材
１００ ベルトコンベアの乗り継ぎ部シュート装置
１０１ 外郭部
１０１ａ 上面
１０１ｂ 傾斜面
１０１ｃ 立設面
１０１ｄ 立設面
１０２ 投入口
１０３ 排出口
Ｌ 所定間隔
Ｐ 落下位置
Ｓ 領域

Claims (5)

1. 上部ベルトコンベアと下部ベルトコンベアの間に設けられ、上部ベルトコンベアから放出されたコークス，石炭，鉱石などの粉粒物を下部ベルトコンベアにガイドして移載するベルトコンベアの乗り継ぎ部シュート装置であって、
   上部ベルトコンベアから放出される前記粉粒物の落下位置に、上面に板状のゴム様弾性体が敷設された略水平に延びる突出部を設けて落下衝撃を緩和するようにしたことを特徴とするベルトコンベアの乗り継ぎ部シュート装置。
2. 前記突出部は、前記上部ベルトコンベアと下部ベルトコンベアの間に設けられた直線階段の上位段部であることを特徴とする請求項１に記載のベルトコンベアの乗り継ぎ部シュート装置。
3. 前記直線階段の上位段部より下位の段部の上面にも板状のゴム様弾性体を敷設したことを特徴とする請求項２に記載のベルトコンベアの乗り継ぎ部シュート装置。
4. 前記ゴム様弾性体は、前記突出部の上面から所定間隔の領域をあけて敷設されるとともに、前記領域に断面略Ｌ字状で幅方向に延び前記ゴム様弾性体よりも背の高い鋼材が固着されてなることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一つに記載のベルトコンベアの乗り継ぎ部シュート装置。
5. 前記ゴム様弾性体は、その略中央部と前記突出部の上面との間に空間が生じるように嵩上げされてなることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一つに記載のベルトコンベアの乗り継ぎ部シュート装置。