JP2015016959A - 無端ベルトコンベアの落下物受板の自動ローラー傾動式水洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】落下物受板上に堆積した堆積物を簡易に、かつ、安全に除去する無端ベルトコンベアの落下物受板の洗浄装置を提供すること。
【解決手段】無端ベルトコンベアから落下し落下物受板７に堆積した堆積物の除去装置であって、回転軸を有する中空のローラー１４を有し、前記ローラー１４は、無端ベルトコンベアの返りベルトの下に、前記回転軸の方向が、ベルト進行方向と直角に、かつ、返りベルトの幅の全域に配置され、前記ローラー１４の重心は、前記回転軸の中心から偏芯しており、前記ローラー１４は、上方が開放しており、前記上方の開放部より、水を注入し、水が前記ローラー１４の上面に達したときに、前記回転軸の周りに前記ローラー１４が回転して水を排水する排水口を有し、水を排水した後、前記ローラー１４が注水開始時の位置に戻ることを特徴とする無端ベルトコンベアの落下物受板７の自動ローラー傾動式水洗浄装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、無端ベルトコンベアの落下物受板の自動ローラー傾動式水洗浄装置に関する。

製鉄所で用いられる原料は、主に、鉄鉱石と石炭であり、これらの原料は、通常、無端ベルトコンベアにより輸送される。製鉄所における無端ベルトコンベアは、ベルト幅が７５０ｍｍ〜２４００ｍｍのものがあり、輸送量に応じて使い分けている。
しかし、無端ベルトコンベアによる鉄鉱石及び石炭の輸送においては、輸送物が落下し堆積することによる安全上・環境上の問題がある。

ベルトコンベアからの落下物の原因には、いろいろあるが、その一つに、返りベルトからの付着粉の落下がある。鉄鉱石または石炭は、通常５〜１０質量％の水分を含んでいるが、粒径が小さい粉鉱石及び粉石炭は、比表面積が大きいことより、水分値が１０〜２０質量％に及ぶことがある。水分を多く含んだ粉鉱石または粉石炭が、ベルトの表面にあると、その粘着力によりベルトの表面に付着する。ベルト先端のプーリーによりベルトが反転すると、塊鉱石、塊石炭は、次のベルトに乗り継がれるが、ベルトの表面に付着した粉鉱石または粉石炭は、ベルトに付着したまま、返りベルトで返送される。

返りベルトで返送される途中、返りベルトの表面に付着した粉鉱石または粉石炭は、スナッププーリー、リターンローラー等と接触し、剥がれるように落ちる。大型製鉄所では、大量の原料を輸送するので、ベルトコンベアの下には、落下した大量の粉鉱石または粉石炭が堆積する。特に、ベルトの先端でベルトが返った直後の数メートルは、粉鉱石または粉石炭の堆積量は多い。その為、このベルトコンベアの下に堆積する粉鉱石または粉石炭の処理として、ベルトコンベアの乗り継ぎ部のスペース、高さ、返りベルト側のローラーの配置等を考慮し、いろいろな取り組みがなされてきた。

上部ベルトコンベアと下部ベルトコンベアとの乗り継ぎ部に設置する落鉱処理装置であって、上部ベルトコンベアの返りベルトの真下にベルトクリーナーを設け、該ベルトクリーナーの下に振動装置を有するフィーダーを設置し、落鉱粉を下部ベルトコンベアに供給する粉状落鉱処理装置の提案がある（特許文献１）。

上部ベルトコンベアと下部ベルトコンベアとの乗り継ぎ部に設置する落鉱処理装置であって、上部ベルトコンベアの返りベルトの真下のフラットな床面に、断面Ｌ字状の複数のアタッチメントが付いた無端チェンベルトを設け、該無端チェンベルトのＬ字状の複数のアタッチメントにより上部ベルトコンベアからの落鉱粉を下部ベルトコンベアに落とす粉状落鉱処理装置の提案がある（特許文献２）。

ベルトコンベアの終端部下方に、レール上を走行可能なバケット台車とその誘導車を設置し、ベルトコンベアからの落鉱粉をバケット台車に受け、誘導車によりバケット台車をバケット搬出トラックに搬出させる粉状落鉱処理装置の提案がある（特許文献３）。

ベルトコンベアの下方に、スクレーパーを設置し、スクレーパーを床面に接触させ、コンベア方向に前進させながら床面の落鉱粉を掻き集め、その後、接触しない高さに持ち上げた後、スクレーパーを元の位置に戻す工程を繰り返して床面の落鉱を処理する粉状落鉱処理装置の提案がある（特許文献４）。

ベルトコンベアのヘッド側で裏ベルトを反転させ、その後、該反転された裏ベルトを前記ベルトコンベアのテール側で正転させる一方、前記裏ベルトのヘッド側の反転前領域下およびテール側の正転後領域下の床面に落ちた落鉱粉を、自動水洗により集水ピットに集めて各々回収する粉状落鉱処理装置の提案がある（特許文献５）。

ベルトコンベアの下に水噴射式の落下物受け樋を設置し、落下物受け樋は、幅方向を複数の仕切り板を設置して堆積物を水洗して処理する粉状落鉱処理装置の提案がある（特許文献６）。

ベルトコンベアの直下に、返りベルトからの落鉱粉を受ける溝状部材を配置し、溝状部材の上端側に獅子脅し式洗浄水供給装置を、下端側には集水樋を配置し、集水樋の下方には集水ピットを設けた粉状落鉱回収装置の提案がある（特許文献７）。

特開昭５０−１４１０８３号公報 特開昭５０−１４３２８７号公報 特開昭５０−４３６８０号公報 特開昭６１−２７３４１１号公報 特開平０８−１３３４５２号公報 実開昭５５−１７２２１０号公報 特開２００７−２６９４４３号公報

特許文献１に記載の発明によれば、ベルトクリーナーにより掻き落とされた落鉱粉を受けるフィーダーが振動装置を有するので、その振動をもって、下部のベルトコンベアに落鉱粉を供給することが可能である。しかし、粒径が比較的大きく付着性の低いものについては、有効的ではあるが、粒径が小さく、付着性が高いものになると、そのまま付着堆積しやすい。また、上部ベルトコンベアと下部ベルトコンベアの間に、振動装置付きフィーダーを設置するためのスペースが必要であり、設備上の制約がある為、取付け可能なベルトコンベアが限定される。

特許文献２に記載の発明によれば、上部ベルトコンベアからの落鉱粉を下部ベルトコンベアに、機械的に落とすことができる。しかし、チェーン及びチェーンの駆動軸廻りへの落鉱粉の付着によりチェーンの外れ等のトラブルもある。また、上部ベルトコンベアの返りベルトの真下にフラットな床面とL字状のアタッチメントのついた掻き落とし装置を設置するスペースが取れない箇所のコンベア乗り継ぎ部には設置できない。

特許文献３に記載の発明によれば、ベルトコンベアからの落鉱粉を機械的に搬出することができる。しかし、ベルトコンベアの下に、バケット台車を入れるためのスペース以外にトラックの寄り付き、ホイストの設置が必要であり、設備上の制約が多く、取付け可能なベルトコンベアが限定される。また、設備費が高価であるという問題がある。

特許文献４に記載の発明によれば、ベルトコンベアからの落鉱粉を機械的に搬出することができる。しかし、枢支軸廻りへ落鉱粉が付着し、固着することで動作不良が起こりやすい。また、ベルトコンベアの下に、スクレーパーを設置するための間隔が必要であり、取付が可能なベルトコンベアが限定される。

特許文献５に記載の発明によれば、ヘッド側の裏ベルト反転装置と、テール側の裏ベルト反転装置との間の領域においては、付着粉側の面が上面になるので落鉱がない。そして、裏ベルトのヘッド側の反転前領域およびテール側の正転後領域より床面に落ちた落鉱粉は、自動水洗されて回収される。しかし、ベルトを正転・反転させる為には、機長の長いベルトコンベアしか出来ない為、取付け可能なベルトコンベアが限定される。また、ベルトを正転・反転させると、ベルトを痛めやすく、ベルトの交換頻度が早くなる。

特許文献６に記載の発明によれば、落下物受け樋は、幅が広いため水噴射が全面に、均等にわたらないため、一部の水洗効果が阻害され落下物の不回収部分が生じる。この欠点を克服するため、幅方向に複数の仕切り板を設置している。この場合、複数の仕切り板の間の落鉱粉を流すには、それぞれに一定量の水を流す必要があり、連続的に水噴射するには、大量の水が必要となる。また、間歇的に水噴射すると、粉塵の多い環境下では、水噴射の中止時にノズルが粉塵で詰まるという問題がある。

特許文献７に記載の発明によれば、溝状部材の上端側に設けた獅子脅し式洗浄水供給装置により、洗浄水を間歇的に流すことができ、高圧水を用いることなく洗浄することができると考えられる。しかし、ベルトコンベアの幅は、２４００ｍｍになることもあり、溝状部材も幅広いものとなる。通常の獅子脅しの形状では、幅が広い溝状部材では、洗浄水が全面に、均等にわたらない。また、ベルト幅全面をカバーする獅子脅し式水洗装置を設置しようとすると洗浄水の必要量が多くなり、装置本体を大きくせざるを得ない為、ベルトコンベア下方に十分なスペースがないと設置できない。

また、特許文献７に記載の発明は、ベルトコンベアフレームと落下物受け樋の間にトラフ回転分のスペースが必要である。したがって、既存の設備の設置には、大幅な改造が必要であるという問題がある。

また、特許文献７に記載の発明は、ベルトコンベアの上端にのみ設置するが、長いベルトコンベアの場合、上端のみから洗浄水では、水量が不足し、落下堆積物の除去が十分にできなくなるという問題がある。長いベルトコンベアの場合でも、途中に設置できる簡易な落下物処理装置が望まれる。

ベルトコンベアの下に堆積する粉鉱石または粉石炭の処理方法として、いろいろな取り組みがなされ、提案がなされてきた。しかし、ベルトコンベアの設置状況はそれぞれ異なり、ベルトの本数も多くあることから、設備費が高くなる方策、設置に広い空間を要する方策の採用は難しい。そこで、一般的には、ベルトコンベアの下にベルトコンベアからの落下物を受ける落下物受板を設置し、人力によるスコップで清掃する方法または、人力による水洗で清掃する方法が多くとられてきた。これらの方法は、多大の人力を要し、また、回転体の近傍での作業、ベルトコンベアのヘッドの位置が地上１０〜３０ｍに及ぶ場合もあり、安全上問題がある。

無端ベルトコンベア下部にある落下物受板上の堆積物が成長すると、ベルト突き上げ等の問題があって、常に清掃をしなければならない。そして、ベルトコンベアからの落下物の処理は、ベルトコンベアフレームと落下物受板の間の狭いスペースに設置できる簡易かつ安全な落下物処理装置が望まれている。
この問題は、製鉄分野に限らず、無端ベルトコンベアで物を輸送するあらゆる分野において、共通する課題である。

本発明の目的は、落下物受板上に堆積した堆積物を簡易に、かつ、安全に除去する無端ベルトコンベアの落下物受板の自動ローラー傾動式水洗浄装置を提供することである。

本発明者は、落下物受板の自動ローラー傾動式水洗浄装置により、落下物受板上に堆積した堆積物を簡易に、かつ、安全に除去できることを見出した。

本発明は、この知見に基づいて上記の課題を解決するためになされたものであり、その要旨とするところは、以下のとおりである。

（１） 無端ベルトコンベアから落下し、落下物受板に堆積した落下物の除去装置であって、
回転軸を有する中空のローラーを有し、
前記ローラーは、無端ベルトコンベアの返りベルトの下に、前記回転軸の方向が、ベルト進行方向と直角に、かつ、返りベルトの幅の全域に配置され、
前記ローラーの重心は、前記回転軸の中心から偏芯しており、
前記ローラーは、上方が開放しており、
前記上方の開放部より、水を注入し、水が前記ローラーの上面に達したときに、前記回転軸の周りに前記ローラーが回転して水を排水する排水口を有し、
水を排水した後、前記ローラーが注水開始時の位置に戻ることを特徴とする無端ベルトコンベアの落下物受板の自動ローラー傾動式水洗浄装置。

落下物受板上の堆積物を簡易に、かつ、安全に除去する無端ベルトコンベアの落下物受板の自動ローラー傾動式水洗浄装置を提供することができる。特に、本発明の自動ローラー傾動式水洗浄装置は簡易であることから、コンベアフレームと落下物受板の間のスペースが狭い箇所でも設置可能であり、また、長いベルトコンベアの場合は、水量を分散した多段式とすることができる。

輸送ベルトコンベアからの落下物受板の設置状況を示す図。 従来法による落下物受板上の堆積物を除去する方法の一例を示す図。 本発明に係る落下物受板の自動ローラー傾動式水洗浄装置を示す図。 本発明に係る落下物受板の自動ローラー傾動式水洗浄装置のローラーの動作を説明する図。 本発明に係る落下物受板の自動ローラー傾動式水洗浄装置のローラーの外観を示す図。 図５のＸ−Ｘ断面を示す図。 図５のＹ−Ｙ断面を示す図。

図１にベルトコンベアに設置されている落下物受板の設置状況の一例を示す。以下、無端ベルトコンベアにより、輸送する輸送物を鉄鉱石で説明するが、製鉄分野に限らず、他の分野の無端ベルトコンベアによる輸送においても同様である。
無端ベルトコンベアの表ベルト１は、キャリアローラー４により移送され、ヘッドプーリー３により反転し、裏ベルト２となり、リターンローラー５により移送され、テールプーリー３により再度、反転し、エンドレスに運転される。表ベルト１に積載した鉄鉱石は、乗り継ぎシュート２１を介して、下部ベルトコンベア６に乗り継がれる。表ベルト１が反転し、裏ベルト２の表面に付着した粉鉄鉱石は、スナッププーリー２２とリターンローラー５と接触し剥がれるように落ちるが、ヘッドプーリー３から５〜６ｍに、付着した粉鉄鉱石の多くが落下する。落下物受板７は、落下した粉鉄鉱石を受け、粉鉄鉱石が堆積する。落下物受板７は裏ベルト２の全長さに及ぶ場合もある。

図２に従来法による落下物受板の堆積物を除去する方法の一例を示す。この例は、作業者１３により、落下物受板７に堆積した堆積物８を水洗により除去する方法である。落下物受板７に堆積した堆積物８（粉鉄鉱石）を作業者１３が、散水車１２から圧送される水によりホースを用い水洗する。洗い落とされた粉鉄鉱石は、集水樋９を通して地上に集積し、水と分離後、水は排水溝１１により処理し、水洗粉１０は、ショベルカー（図示せず）により回収する。この方法による手動水洗の頻度は、２回／月程度である。処理すべき堆積量は７〜１０トン/回と多く、作業に困難を伴う。また、ヘッドプーリー３が、地上１０ｍ以上に設置されている場合もあり、水洗用のホースの引きまわしの際など安全上、危険な作業で問題がある。

従来法による落下物受板の堆積物を除去する別な方法としては、スコップを用い、人力により除去する方法がある。輸送ベルトコンベアの数が多いため、すべてのベルトコンベアに高額な落下物処理装置を設置するには、問題がある。その為、極端に落下物が多い場所や安全上問題がある場所そして、既存設備を大幅に改造することなく設置可能なベルトコンベアに限定して、設置している。

本発明に係る発明は、落下物受板上に堆積した堆積物を簡易に、かつ、安全に除去する無端ベルトコンベアの落下物受板の自動ローラー傾動式水洗浄装置である。
図３に本発明に係る自動ローラー傾動式水洗浄装置を示す。無端ベルトコンベアの返りベルト（裏ベルト２）の下にある落下物受板７にローラー１４を取り付ける。ローラーの回転軸の方向が、裏ベルト２の進行方向と直角に、かつ、裏ベルト２の幅の全域に配置する。ローラー１４から水を排水することにより、落下物受板７に堆積する粉鉄鉱石を水洗除去する。ローラー１４は、ベルト長さまた、落下物受板上の堆積物の量に応じて、ローラー１４を複数設置する。ローラー１４のサイズがコンパクトなので、ベルトコンベアと落下物受板とのクリアランスが小さい箇所でも設置することができる。洗い落とされた粉鉄鉱石は、集水樋９を通して地上に集積し、水と分離後、水は排水溝１１により処理するのは、前記図２と同様である。
ローラー１４のサイズがコンパクトなので、既存の設備の大幅に改造をすることなく、本発明に係る自動ローラー傾動式水洗浄装置を設置することができる。

図４により本発明に係る落下物受板の自動ローラー傾動式水洗浄装置の動作を説明する。自動ローラー傾動式水洗浄装置の中空のローラー１４は、回転軸１６、ローラー外殻１５、バランスウェイト１８、及び排水口１７を有する。ローラー外殻１５は、円形のパイプであり、その上面の一部が半裁され上方が開放されている。半裁された断面の一辺に排水口１７を有する。
図４（Ａ)において、ローラー１４に水が給水される前は、排水口１７とバランスウェイト１８はバランスして、ローラー１４は正立している。給水パイプ１９から水が給水され、水が排水口に達し満水になるに従い、重心位置が変わり、ローラー１４の重心は、前記回転軸１６の中心から偏芯し、ローラー１４は、回転軸１６のまわりに回転を開始する（図４（Ｂ））。ローラー１４の水は、排水口１７より排水され（図４（Ｃ））、排水後にバランスウェイト１８の重量により、元の給水位置に復帰する（図４（Ｄ））。
図５に本発明に係る落下物受板の自動ローラー傾動式水洗浄装置のローラー１４の外観を示す。ローラー１４の長さは、裏ベルトキャリア５と略同じ長さである。ローラー外殻の直径は、ベルトの幅により定められる散水量によるが、１３０〜２００ｍｍであればよい。
図６に図５のＸ−Ｘ断面を示す。回転軸１６は、ベアリング２０により支持され、回転する。回転軸１６及びベアリング２０は、裏ベルトキャリア５の回転軸及びベアリングを流用することもできる。
図７に図５のＹ−Ｙ断面を示す。ローラー１４は、ベアリング２０を有する回転軸１６により傾動する。注水の開始時は、バランスウェイト１８と排水ガイド１７がバランスし、ローラー外殻１４は正立しているが、水面が、排水ガイド１７の上部に達すると、ローラー外殻１４内の水が一気に排水されることにより落下物受板に堆積した落下物を洗い流す。水を排水した後、前記ローラー１４は、注水開始時の正立の状態に戻り、再度、注水が開始される。ローラー１４への注水と、ローラー１４からの排水が間歇的に行われることにより、単位時間当たりの水洗量が多く、落下物を効果的に洗い流すことができる。

次に、本発明の実施例について説明するが、本発明は、これに限られるものではない。即ち、本実施例は、製鉄所の無端ベルトコンベアの落下物受板の自動ローラー傾動式水洗浄装置についてであるが、製鉄分野に限らず、無端ベルトコンベアからの落下物の処理に適用できる。

（比較例）
比較例として、従来法である手動による水洗による落下物受板の堆積物を除去する場合を示す。ベルト幅が１２００ｍｍの落下物受板の水洗である。
落下物受板７に堆積した落下物８（粉鉄鉱石）を作業者１３が、散水車１２から圧送され水圧０．７〜０．８ＭＰａの１０，０００〜１５，０００Ｌの水をホースにより水洗した。手動水洗の頻度は、２回／月程度であり、作業者としては、散水車オペレータ１名、水洗作業者２名、監視員１名の合計４名が必要であり、1回に係る所要時間としては、約６時間であった。処理すべき堆積量は７〜１０トン/回と多く、作業に困難を伴った。また、ヘッドプーリー３が、地上１０ｍ以上に設置されている場合があり、水洗用のホースの引きまわしの際など安全上、危険な作業であることを確認した。

（実施例）
ベルト幅が１２００ｍｍの落下物受板に本発明に係るローラー１４を取り付けた。ローラー１４の長さは１７３０ｍｍ、直径１６５ｍｍである。この場合のローラー１４への水の注水量は、約０．１３Ｌ／分で行った。傾動開始時の水量は３０Ｌであった。その結果、ローラー１４は、約４時間に１回傾動し、落下物受板に堆積した鉄鉱石が、自動的に、かつ、順調に水洗、除去された。
ヘッドプーリー３が、地上１０ｍ以上に設置されている場合でも、安全に、落下物受板に堆積した鉄鉱石を除去できることを確認した。

落下物受板上に堆積した堆積物を簡易に、かつ、安全に除去する無端ベルトコンベアの落下物受板の自動ローラー傾動式水洗浄装置を提供することができる。

１…表ベルト、２…裏ベルト、３…ヘッドプーリー/テールプーリー、４…キャリアローラー、５…リターンローラー、６…下部ベルトコンベア、７…落下物受板、８…堆積物、９…集水樋、１０…水洗粉、１１…排水溝、１２…散水車、１３…作業者、１４…ローラー、１５…ローラー外殻、１６…回転軸、１７…排水口、１８…バランスウェイト、１９…給水パイプ、２０…ベアリング、２１…乗り継ぎシュート、２２…スナッププーリー。

Claims (1)

1. 無端ベルトコンベアからの落下物により落下物受板に堆積した堆積物の除去装置であって、
   回転軸を有する中空のローラーを有し、
   前記ローラーは、無端ベルトコンベアの返りベルトの下に、前記回転軸の方向が、ベルト進行方向と直角に、かつ、返りベルトの幅の全域に配置され、
   前記ローラーの重心は、前記回転軸の中心から偏芯しており、
   前記ローラーは、上方が開放しており、
   前記上方の開放部より、水を注入し、水が前記ローラーの上面に達したときに、前記回転軸の周りに前記ローラーが回転して水を排水する排水口を有し、
   水を排水した後、前記ローラーが注水開始時の位置に戻ることを特徴とする無端ベルトコンベアの落下物受板の自動ローラー傾動式水洗浄装置。

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