JP2018047971A

JP2018047971A - 原料配合装置及び原料配合方法

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Publication number: JP2018047971A
Application number: JP2016183034A
Authority: JP
Inventors: 尊三川口; Takazo Kawaguchi
Original assignee: Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2016-09-20
Filing date: 2016-09-20
Publication date: 2018-03-29
Anticipated expiration: 2036-09-20
Also published as: JP6729237B2

Abstract

【課題】銘柄が互いに異なる粒状の複数原料から、化学組成及び重量のバラツキの小さい混合物を得る。【解決手段】粒状の原料を貯留し、原料の切り出し速度を調節可能な原料槽と、原料槽から切り出された原料を搬送する搬送部と、所定方向に配列された複数の小分け容器からなる容器群と、容器群の上側に配置され、所定方向に延びる軌条と、所定方向に延びる無端回動式のベルトと、軌条に載置される車輪とを備え、軌条に沿って往復走行するシャトルコンベアと、を有し、各小分け容器は、寸法形状が同じ受け入れ口を有しており、シャトルコンベアは、搬送部から落下供給される原料をベルトの一端側から受け入れ口に向かって落下排出しながら、各小分け容器の各受け入れ口に対応した第１の走行領域を等速で往復走行する。【選択図】図２

Description

本発明は、原料の配合装置に関し、特に粉状の原料から０．１〜１０ｔ程度の混合物を得るのに適した原料の配合装置等に関する。

複数の原料から、所望の配合比率、量および数の混合物を製造するために原料の配合装置が用いられる。ここで、粒状の原料は、粒度分布を有しており、粒度毎に含まれる成分が異なる場合がある。例えば、焼結用の鉄鉱石では、粒度によって粒子を構成する成分が異なるため、量が同じであっても、粒度が異なる場合には、結果的に化学組成の異なる混合物が製造されてしまう。ここで、原料を１回で小分けせずに複数回に分けて小分けすることを縮分といい、縮分を実施することで各混合物の化学組成のバラツキを小さくすることができる。

（グラム桁量の配合）
約１ｋｇ未満の混合物を得ることを目的とする比較的小重量の原料を配合する場合、所望の数の容器と、１台の秤があれば、手作業で行うことができる。すなわち、定められた重量の原料を容器に移す作業を、容器の数だけ繰り返せばよい。

（キログラム桁量の配合）
約１ｋｇ以上の混合物を得ることを目的とする比較的中質量の原料を配合する場合、手作業が難しいため、配合装置が用いられる。非特許文献１には、１０ｋｇ〜１００ｋｇ程度の混合物が得られる配合装置が開示されている。原料貯蔵槽を使用する原料の数だけ設け、混合物を収容する容器が各原料貯蔵槽の切出し装置に向かって移動しながら混合物を配合する。各原料貯蔵槽では、容器が停止した状態で、容器への原料の切り出しが行なわれ、容器の台座をかねた秤量器で重量増分を計測することで切り出しが停止される。切り出しが停止されると、容器は次の原料貯蔵槽へ移動して、同様の切り出しが行われる。この作業は、必要とされる混合原料の数だけ、繰り返される。

非特許文献１の装置は、焼結用の配合原料を得る装置である。原料が粒状の鉄鉱石であり、各鉄鉱石の配合比率だけでなく、その粒度構成も混合物間で変動がないことが求められる。これを実現するために、前記原料貯蔵槽はさらに各粒度別に分割されており、乾燥、篩処理で粒度別に分級された鉄鉱石が粒度別に格納され、同一鉱石内の粒度比率も制御可能なように配慮されている。

特許文献１には、比較的大量の縮分操作を効率的に行なう装置として、ロータリーデバイダーと呼ばれる装置が提案されている。これは、対象原料を原料槽から一定量の速度で切り出し、これを円運動で旋回するシュートに乗り継がせ、旋回シュート下部に置かれた容器に分配する装置である。原料の切り出し流量が小さい（旋回回数が多い）ほど、また、切り出し流量が安定するほど、精度の高い縮分作業が達成される。また、シュートが旋回せずに、下側の受け容器が旋回するタイプも提案されている。

特許文献１の装置は、上述の操作を所要の原料の数だけ繰り返すことで目的の混合物が得られるため、配合にも適用できそうである。しかし、特許文献１には、それを配合装置として用いることの示唆はない。こうした装置は、混合物の量が１ｔ程度となると、混合物を収容する容器を移動されることが困難となる。例えば、1m長さの立体(1t, 1m³)をイメージし、30°区画で全周囲12分割すると、半径5m以上の旋回シュートまたは回転受台が必要となり、装置が大型化する。また、焼結用原料のように湿潤状態の原料では、それをシュート上で滑らせる必要があるため、少なくとも65度のシュート傾斜角度が必要となり、装置高さを10ｍ以上にしなければならない。また、回転型縮分機では、旋回することによって分割するので、受け容器数の変更に対応しづらい。また、所要数がすくない場合、不必要な縮分原料の作成を回避するためには、特別な原料の投入や、旋回制御が必要となる。

（メガグラム桁量の配合）
非特許文献２の高炉の原料配合装置では、それぞれに定量切出し装置を備える原料貯蔵槽を使用する原料の数だけ設け、混合物を収容する容器（中継槽）を高炉と前記原料貯蔵槽の間に設けるとともに、中継槽と原料貯蔵槽とがコンベアを介して接続されている。高炉投入１回分に相当する所望の量の原料が、各原料貯蔵槽から定量切出し装置を介してコンベアに切り出され、中継槽で集められることにより、配合が完了する。

非特許文献３の焼結の原料配合装置は、次工程が連続工程であるため、それぞれに定量切出し装置を備える原料貯蔵槽と次工程に接続されるコンベアのみで構成される。配合操作は、配合原料の所望の配合比率、流量に合わせて、各定量切出し装置の切り出し量を調節することで達成される。

これら大規模な混合装置では、原料の粒度変動を防止する構成をあわせて採ることは、困難である。また、槽の数だけ秤量装置（定量切り出し装置）が必要となるため、トン規模の配合では経済的でない。

特開２０１０−２１７０３４号公報

CAMP-ISIJ,28(2008),993. 日本鉄鋼協会編：第３版鉄鋼便覧II製銑・製鋼、丸善、(1979)、P281図5.136 日本鉄鋼協会編：第３版鉄鋼便覧II製銑・製鋼、丸善、(1979) 、P83図2.1およびP97図2.27

本願発明は、銘柄が互いに異なる粒状の複数原料から、化学組成及び重量のバラツキの小さい混合物を得ることを目的とする。

上記課題を解決するために、本願発明に係る原料配合装置は、一つの観点として、（１）粒状の原料を貯留し、貯留した原料の切り出し速度を調節可能な原料槽と、前記原料槽から切り出された原料を連続的に搬送する搬送部と、所定方向に配列された複数の小分け容器からなる容器群と、前記容器群の上側に配置され、前記所定方向に延びる軌条と、前記所定方向に延びる無端回動式のベルトと、前記軌条に載置される車輪とを備え、前記軌条に沿って往復走行するシャトルコンベアと、を有し、各前記小分け容器は、平面視矩形の受け入れ口を有しており、各前記受け入れ口の前記所定方向における辺の長さは互いに同じであり、前記シャトルコンベアは、前記搬送部から落下供給される原料を前記ベルトの一端側から前記受け入れ口に向かって落下排出しながら、各前記小分け容器の各前記受け入れ口に対応した第１の走行領域を等速で往復走行することを特徴とする。

（２）前記シャトルコンベアは、第１の反転位置と第２の反転位置との間を前記所定方向に往復移動し、前記第１及び第２の反転位置は、前記第１の走行領域を超えた位置に設定されていることを特徴とする上記（１）に記載の原料配合装置。

（３）前記シャトルコンベアは、前記第１の走行領域を超えた第２の走行領域で減速・停止・加速を行い、前記第２の走行領域を走行する前記シャトルコンベアから落下排出された原料を貯留する余剰槽を有することを特徴とする上記（２）に記載の原料配合装置。

（４）前記容器群は、前記所定方向に配列された複数の小分け容器からなる第１の容器群と、前記所定方向に配列された複数の小分け容器からなり、第１の容器群の前記所定方向に対して直交する方向に隣接配置された第２の容器群と、からなり、前記容器群と前記軌条との間には、前記シャトルコンベアから落下排出される原料の落下方向を前記第１及び第２の容器群の間で選択的に切り替えるダンパが設けられていることを特徴とする上記（１）乃至（３）のうちいずれか一つに記載の原料配合装置。

本願発明に係る原料配合装置は、別の観点として、（５）粒状の原料を貯留し、貯留した原料の切り出し速度を調節可能な原料槽と、前記原料槽から切り出された原料を連続的に搬送する搬送部と、所定方向に配列された複数の小分け容器からなる容器群と、前記所定方向に延びる無端回動式のベルトと、前記ベルトの一端部に配置される移動回転軸と、前記ベルトの他端部に配置される固定回転軸と、前記移動回転軸を前記所定方向に往復移動させる駆動機構と、前記ベルトの一部を前記所定方向に対して直交する方向に移動させることにより、前記往復移動時の前記所定方向における前記ベルトの長さ変動を吸収する移動ローラと、を備えるシャトルコンベアと、を有し、各前記小分け容器は、平面視矩形の受け入れ口を有しており、各前記受け入れ口の前記所定方向における辺の長さは互いに同じであり、前記シャトルコンベアは、前記搬送部から落下供給される原料を前記ベルトの前記一端部側から前記受け入れ口に向かって落下排出しながら、各前記小分け容器の各前記受け入れ口に対応した第１の走行領域において前記移動ローラを等速で往復走行させることを特徴とする。

本願発明に係る原料配合方法は、（６）上記（１）乃至（４）のうちいずれか一つに記載の原料配合装置を用いて、粒状の原料を配合する原料配合方法であって、少なくとも、配合される複数の原料の銘柄（ｉ）と、前記銘柄ごとの水分（ｍｉ）と、前記銘柄（ｉ）のそれぞれの乾燥配合量（Ｗｉ）、または、配合率（Ｘｉ）および混合物の乾燥重量（Ｗ）と、混合物の必要数（Ｎ）とが規定された配合情報に従って、前記銘柄（ｉ）毎、配合量決定工程、運転条件決定工程、配合実施工程を実施し、前記配合量決定工程では、水分（ｍｉ）と、乾燥配合量（Ｗｉ）または配合率（Ｘｉ）および混合物の乾燥重量（Ｗ）とに基づいて、各原料の湿潤配合量（Ｖｉ＝Ｗｉ×（１００／（１００−ｍｉ））＝Ｗ×Ｘｉ（１００／（１００−ｍｉ）））および各原料の湿潤総必要量（Ｚｉ＝Ｖｉ×Ｎ）を算出し、各前記受け入れ口の前記所定方向における辺の長さをＬとしたとき、前記運転条件決定工程では、前記原料槽に投入される原料投入量を、前記湿潤総必要量（Ｚｉ）と反転ロスと計測誤差を考慮した安全量との和として算出するとともに、前記定量切り出し装置の原料切り出し速度（Ｆｉ）と、前記シャトルコンベアの走行速度（Ｓｉ）と、前記シャトルコンベアの往復回数（Ｒｉ）とを、Ｚｉ／Ｎ＝Ｆｉ×（Ｌ／Ｓｉ）×（２×Ｒｉ）を満たすように、設備能力の範囲内で決定し、前記配合実行工程では、反転位置セット工程、原料投入工程、配合装置運転工程を実施し、前記反転位置セット工程では、前記シャトルコンベアの往復走行時の反転位置を混合物の必要数（Ｎ）に応じて決定し、前記原料投入工程では、前記運転条件決定工程で決定された原料投入量以上の原料を前記原料槽に投入し、前記配合装置運転工程では、前記運転条件決定工程で決定された原料切り出し速度（Ｆｉ）で、前記定量切り出し装置を操作し、一定の走行速度（Ｓｉ）でＲｉ回だけ前記シャトルコンベアを往復走行させることを特徴とする。

本発明によれば、シャトルコンベアを所定方向に等速で往復移動させながら、複数回に分けて各小分け容器に原料を投入しているため、定量配分機能と縮分機能とを同時に満足した配合装置を提供することができる。これにより、銘柄が互いに異なる粒状の複数原料から、化学組成のバラツキの小さい１０〜１０００ｋｇ程度の混合物を複数個得ることができる。

配合装置の概略構成を示す機能ブロック図である。シャトルコンベア及び小分け容器群の概略図である。受けシュート郡の平面図である。変形例１の排鉱方向切り替え装置の概略構成図である。シャトルコンベア及び小分け容器群の概略図である（変形例２）。

図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態である配合装置の概略構成を示す機能ブロック図であり、矢印は原料の搬送方向を示している。本実施形態では、焼結用の原料（鉄鉱石、石灰石など）を配合する場合について説明する。

ショベルローダー１は、鉄鉱石等を貯鉱場所等からすくい取り、原料受けシュート２に運搬、供給する。原料受けシュート２に供給された鉄鉱石等は、運搬装置３により定量切り出し装置（原料槽に相当する）４のホッパー部に搬送される。ここで、運搬装置３には、ベルトコンベア、連続式バケットコンベアを用いることができる。ただし、定量切り出し装置４は、装置高さが高いため、連続式バケットコンベアを用いることが好ましい。連続式バケットコンベアを用いることで、運搬装置３を小型化することができる。

定量切り出し装置４は、上部に原料を貯留するホッパー部を備え、下部に切り出し部を備えている。ホッパー部は円筒型であってもよい。原料である鉄鉱石には粉状の微粉鉱石も含まれているため、ホッパー部の内面が傾斜している場合、この傾斜面に付着してしまう場合がある。ホッパー部を円筒状に形成して壁面を垂直にすることにより、微粉鉱石の付着防止及び粒度偏析の抑制を図ることができる。

切り出し部には、ドラムフィーダー、ロータリーフィーダー、テーブルーフィーダー、サークルフィーダーを用いることができる。フィーダーは、回転装置を備えており、ホッパー部内の原料の重量（α：貯鉱量）をロードセルによって常時測定しており、その重量変化によって原料の排出量（β：切出速度）を算出している。回転装置の回転速度を制御することによって、排出ゲートから排出される原料の排出量を一定値に制御することができる。なお、サークルフィーダーには、水平方向を含む面内で回転可能な羽根付き円盤を用いることができる。

運搬装置３から定量切り出し装置４のホッパー部に原料が投入されている間、定量切り出し装置４の切り出し動作は停止し、排出ゲートは閉じられているため、ホッパー部に貯留される原料は時々刻々と増加する。ホッパー部に貯留される原料の貯留量が所定量に達すると、ショベルローダー１及び運搬装置３が停止して、ホッパー部に対する原料の投入が停止される。

定量切り出し装置４は、ホッパー部に貯留された原料を排出ゲートから所定の切り出し速度（kg/min）で切り出す。排出ゲートの直下には、搬送ベルトコンベア６が設けられている。したがって、定量切り出し装置４から切り出された原料は、搬送ベルトコンベア６の上に落下して、搬送される。

搬送ベルトコンベア６の終端部には、シャトルコンベア７の乗り継ぎホッパー１２が設けられている。搬送ベルトコンベア６によって搬送された原料は、乗り継ぎホッパー１２を介してシャトルコンベア７に供給される。

次に、図２を参照しながら、シャトルコンベア７及び小分け容器群１０について詳細に説明する。シャトルコンベア７は、下流側軸部７１と、上流側軸部７２と、無端ベルト７３と、下流側車輪７４と、上流側車輪７５と、排鉱ガイドシュート７６とを含む。下流側軸部７１及び上流側軸部７２はそれぞれ紙面法線方向に回転軸が延びており、この回転軸を中心として時計回り方向に回転する。これらの下流側軸部７１及び上流側軸部７２には、無端ベルト７３が掛け回されており、下流側軸部７１及び上流側軸部７２が回転することによって無端ベルト７３が無端回動するようになっている。

無端ベルト７３には、搬送ベルトコンベア６によって搬送された原料が、乗り継ぎホッパー１２を介して投下される。無端ベルト７３に投下された原料は、図中左側から右側に搬送され、下流側軸部７１の設けられた位置から排鉱ガイドシュート７６に向かって排鉱される。排鉱ガイドシュート７６は、シャトルコンベア７の図示しないボディーに固定されている。排鉱ガイドシュート７６は、無端ベルト７３から排鉱される原料を受けシュート群２０に向かってガイドする機能を有している。

小分け容器群１０は小分け容器Ｃ１〜Ｃ１０からなり、これらの小分け容器Ｃ１〜Ｃ１０は一方向（所定方向に相当する）に並べられている。小分け容器群１０は受けシュート群２０を備えている。受けシュート群２０は受けシュートＨ１〜Ｈ１０からなり、これらの受けシュートＨ１〜Ｈ１０はそれぞれ小分け容器Ｃ１〜Ｃ１０の上部に設けられている。なお、以下の説明において、小分け容器Ｃ１〜Ｃ１０を特に区別する必要がない場合には、これらを纏めて小分け容器Ｃと称するものとする。また、受けシュートＨ１〜Ｈ１０を特に区別する必要がない場合には、これらを纏めて受けシュートＨと称するものとする。

図３は、受けシュート郡２０の平面図である。各受けシュートＨ１〜Ｈ１０は、平面視矩形の受け入れ口を有しており、上端から下端に向かって開口面積が徐々に縮小している（つまり、テーパー状に形成されている）。各受けシュートＨの受け入れ口は、互いに同じ寸法形状に形成されており、一辺がシャトルコンベア７の走行方向（つまり、小分け容器Ｃ１〜Ｃ１０の並ぶ方向）に延びており、他辺がこれに直交する方向に延びている。隣接する受けシュートＨは互いに外径が最も大きい部分（つまり、上端部）において隙間なく接触している。ここに、シャトルコンベア７の走行方向における各受けシュートＨ１〜Ｈ１０の一辺の長さをＬと定義する。

受けシュート群２０の直上には２条のレール（軌条に相当する）３０が設けられており（ただし、一つは不図示である）、これらのレール３０は受けシュートＨ１〜Ｈ１０の並べられた方向に向かって延びている。シャトルコンベア７には正逆回転可能な走行モータが搭載されており、この走行モータが正方向（逆方向）に回転することによって、シャトルコンベア７が矢印Ｘ１方向に進み、走行モータが逆方向（正方向）に回転することによって、シャトルコンベア７が矢印Ｘ２方向に進む。なお、以下の説明において、シャトルコンベア７が矢印Ｘ１方向に進むことを「前進」、シャトルコンベア７が矢印Ｘ２方向に進むことを「後進」と定義する。レール３０にはシャトルコンベア７の走行範囲を規制するための図示しないリミットスイッチが設けられている。なお、リミットスイッチは一例であり、シャトルコンベア７の走行範囲を規制できる他の方法（例えば、距離センサ）を用いることもできる。

リミットスイッチにより規制される走行範囲について、具体的に説明する。各受けシュートＨ１〜Ｈ１０の受け入れ口は互いに同一の寸法形状に形成されているため、ベルトコンベア７３の回転速度が等速度で、かつ、シャトルコンベア７の走行速度が等速度である場合には、各受けシュートＨ１〜Ｈ１０に対して等量の原料を投入することができる。

ただし、本実施形態のシャトルコンベア７は往復移動するため、走行方向を反転する際に必ず減速・停止・加速を行わなければならない。そこで、本実施形態では、原料を投入するために用いられる第１の走行領域と、減速・停止・加速のために用いられる第２の走行領域とにシャトルコンベア７の走行領域を分けており、第１の走行領域においてシャトルコンベア７を等速走行させている。

本実施形態では、シャトルコンベア７が等速走行する第１の走行領域を、受けシュートＨ２の右側端部から受けシュートＨ９の左側端部までの範囲に設定しているため、シャトルコンベア７が走行する際に、受けシュートＨ２〜Ｈ９を介して各小分け容器Ｃ２〜Ｃ９に等量の原料を投入することができる。

また、本実施形態では、受けシュートＨ１の右側端部を第１の反転位置に設定するとともに、受けシュートＨ１０の左側端部を第２の反転位置に設定することにより、シャトルコンベア７の減速・停止・加速のために用いられる第２の走行領域を受けシュートＨ２〜Ｈ９に対応する領域の外側に設定している。なお、第１の反転位置は、受けシュートＨ１の右側端部に限られない。また、第２の反転位置は、受けシュートＨ１０の左側端部に限られない。シャトルコンベア７の排鉱ガイドシュート７６を、受けシュートＨ２〜Ｈ９に対応する領域において等速走行させることができれば、第１及び第２の反転位置を別の位置に設定することもできる。

第２の走行領域で投入される原料は、配合装置の目的物ではない（目的物として利用することが不適当であるため）。したがって、受けシュートＨ１，Ｈ１０、小分け容器Ｃ１，Ｃ１０は省略することもできる。小分け容器Ｃ２〜Ｃ９が請求項に記載の「小分け容器」に相当し、小分け容器Ｃ１及びＣ１０が請求項に記載の「余剰槽」に相当する。なお、第１の走行領域及び第２の走行領域の範囲は、必要な混合物の数などに応じて適宜変更することができる。例えば、必要な混合物の数が７個である場合には、小分け容器Ｃ２〜Ｃ８に対応した領域を第１の走行領域に設定し、小分け容器Ｃ１及びＣ９に対応した領域を第２の走行領域に設定することができる。

次に、図１乃至図３を参照しながら、配合装置の動作について説明する。定量切り出し装置４を停止させた状態で、ショベルローダー１、原料受けシュート２及び運搬装置３を介して、特定銘柄の原料を定量切り出し装置４のホッパー部に連続的に投入する。この時、定量切り出し装置４は、ロードセルによって投入される原料の重量を常時測定しており、投入量が所定量（例えば、７１００ｋｇ）に達すると、定量切り出し装置４に対する原料の投入動作を停止する。

続いて、定量切り出し装置４は、一定の切り出し速度（例えば、２００ｋｇ／ｍｉｎ）でホッパー部に貯留された原料を切り出す。切り出された原料は、搬送ベルトコンベア６を介して、乗り継ぎホッパー１２からシャトルコンベア７に投入される。

本実施形態では、シャトルコンベア７は、無端ベルト７３を無端回動させた状態で第１の反転位置に待機している（より詳細には、第１の反転位置の直上に排鉱ガイドシュート７６が配置されるように、シャトルコンベア７は待機している）ものとする。

シャトルコンベア７に投入された原料が排鉱ガイドシュート７６に到達すると、直ちに走行モータが駆動され、シャトルコンベア７が前進する。シャトルコンベア７は、受けシュートＨ１〜Ｈ１０の直上をこの順序で移動しながら、一定の排鉱速度で原料を各小分け容器Ｃ１〜Ｃ１０に向かって排出する。各受けシュートＨ２〜Ｈ９の寸法形状は同じで、かつ、シャトルコンベア７から排鉱される原料の排鉱速度も同じであり、更には第１の走行領域におけるシャトルコンベア７の移動速度は等速であるから、各小分け容器Ｃ２〜Ｃ９に等量の原料を装入することができる。なお、本実施形態において、隣接する受けシュートＨは隙間なく接触しているため、シャトルコンベア７の走行中に受けシュートＨから外れた位置に原料が投下されることはない。

シャトルコンベア７は、受けシュートＨ９を超えると直ちに減速し、排鉱ガイドシュート７６が第２の反転位置に到達すると停止する。停止後、シャトルコンベア７は直ちに走行方向を前進から後進に切り替え、加速する。なお、シャトルコンベア７が走行方向を反転する時間も含めて、無端ベルト７３は常時回転している。シャトルコンベア７は、受けシュートＨ１０〜Ｈ１の直上をこの順序で移動しながら、一定の排鉱速度で原料を各小分け容器Ｃ１０〜Ｃ１に向かって排出する。この場合も、第１の走行領域におけるシャトルコンベア７の移動速度は等速であるから、各小分け容器Ｃ９〜Ｃ２に等量の原料を装入することができる。

なお、第１の走行領域におけるシャトルコンベア７の走行速度は、前進時と後進時とで同じであってもよいし、異なっていてもよい。走行速度が異なる場合、前進時及び後進時における原料の投下量が互いに同一でなくなるが、各小分け容器Ｃ２〜Ｃ９に投下される一往復分の原料の総量は互いに同じであるから、縮分機能が阻害されることはない。

シャトルコンベア７は、予め定められた往復回数だけ走行した後、第１の反転位置で待機する。なお、シャトルコンベア７の上に原料が残っている場合には、無端ベルト７３を逆方向に回転させることによって、残った原料を別途抜き出すことができる。

次に、定量切り出し装置４を停止させた状態で、ショベルローダー１、原料受けシュート２及び運搬装置３を介して、銘柄が異なる別の原料を定量切り出し装置４のホッパー部に連続的に投入し、同様の配合処理を行う。これを原料の銘柄の数だけ実施して、所定の混合原料を得る。混合原料が投入された小分け容器Ｃ２〜Ｃ９は、フォークリフトで保管場所に移動させることができる。本願発明は、混合原料の重量が１００Ｋｇ〜１０００Ｋｇ程度のものに特に好適である。

本実施形態によれば、シャトルコンベア７を往復移動させて、各小分け容器Ｃ２〜Ｃ９に等量の原料を複数回に分けて装入することができる。これにより、配合装置の縮分効果を高めることができる。つまり、小分け容器Ｃ２〜Ｃ９に装入された原料の重量及び化学組成のバラツキを小さくすることができる。この縮分効果は、シャトルコンベア７の往復回数を増加することによって、高めることができる。

シャトルコンベア７の往復回数については、特に限定しないが、鉄鉱石の場合、好ましくは５往復以上であり、より好ましくは１０往復以上である。また、石灰石の場合、好ましくは５往復以上である。鉄鉱石は、粒度分布が広くなると、粒度偏析に伴う成分のバラツキが大きくなるため、往復回数を多く設定することが好ましい。これに対して、石灰石は、粒度による成分のバラツキが小さいため、鉄鉱石よりも往復回数が少なくてもよい。

本実施形態の構成によれば、シャトルコンベア７の往復時の反転位置を調整するだけで、混合物の数を変えることができる。したがって、混合物の数の増減に柔軟に対応できる配合装置を提供することができる。

次に、配合装置の運転条件について説明する。以下順に説明する、配合表準備工程、配合量決定工程、運転条件決定工程、配合実施工程を得て、粒状の原料を配合する。
（配合表準備工程について）
配合表には、配合される複数の原料銘柄（ｉ）と、前記原料銘柄ごとの水分（ｍｉ）と、前記原料銘柄ごとの乾燥配合量（Ｗｉ）と、混合物の必要数（Ｎ）とが与えられている。なお、乾燥配合量（Ｗｉ）に代えて、配合率（Ｘｉ）および混合物の乾燥重量（Ｗ）を用いることもできる。乾燥重量（Ｗ）は乾燥配合量（Ｗｉ）の総和である。以下の表１は、鉄鉱石３銘柄、石灰石１銘柄を混合物の乾燥重量（Ｗ）が１dry-ｔ、配合数（Ｎ）が１４個で配合する場合の配合表のデータテーブルの一例である。

（配合量決定工程について）
配合量決定工程は、個々の原料銘柄（ｉ）について実施される。原料の水分（ｍｉ）と、乾燥配合量（Ｗｉ）とに基づいて、Ｖｉ＝Ｗｉ×（１００／（１００−ｍｉ））から原料の湿潤配合量（Ｖｉ）を求める。ただし、水分（ｍｉ）と、配合率（Ｘｉ）および混合物の乾燥重量（Ｗ）とに基づいて、Ｖｉ＝Ｗ×Ｘｉ（１００／（１００−ｍｉ））から原料の湿潤配合量（Ｖｉ）を求めてもよい。

さらに、求めた原料の湿潤配合量（Ｖｉ）に基づいて、Ｚｉ＝Ｖｉ×Ｎから原料の湿潤総必要量（Ｚｉ）を求める。

以下の表２は、表１の配合表から算出した鉄鉱石Ａ，Ｂ，Ｃ、石灰石の湿潤総必要量（Ｚｉ）を示している。

（運転条件決定工程）
運転条件決定工程は、個々の原料銘柄（ｉ）について実施される。原料投入量を、前記湿潤総必要量と反転ロスと安全量との和として求める。原料投入量は、定量切り出し装置４のホッパー部に貯留された原料の重量である。反転ロスは、シャトルコンベア７の加速、減速時（シャトルコンベア７が等速移動しない時）に投入される原料の重量である。上述の実施形態では、小分け容器Ｃ１及びＣ１０に投入された原料の重量が反転ロスになる。安全量は、計測誤差による原料切れを防止するための余剰量である。

定量切り出し装置４の切り出し速度（Ｆｉ）、シャトルコンベア７の走行速度（Ｓｉ）、シャトルコンベア往復回数（Ｒｉ）を、Ｚｉ／Ｎ＝Ｆｉ×（Ｌ／Ｓｉ）×（２×Ｒｉ）なる算出式を用いて、設備能力の範囲内で決定する。定量切り出し装置４の原料切り出し速度（Ｆｉ）と、シャトルコンベア７の走行速度（Ｓｉ）と、シャトルコンベア７の往復回数（Ｒｉ）とを、Ｚｉ／Ｎ＝Ｆｉ×（Ｌ／Ｓｉ）×（２×Ｒｉ）を満たすように、設備能力の範囲内で決定する。搬送ベルトコンベア６の搬送速度、シャトルコンベア７の回転速度は、それぞれ、Ｆｉの切り出し速度で搬送ベルトコンベア６、シャトルコンベア７のベルト上の原料の積載量が適正となるように適宜決めればよい。

以下の表３は、表１の配合表及び表２に基づき決定した運転条件である。

（配合実行工程について）
配合実行工程は、更に、反転位置セット工程、原料投入工程、配合装置運転工程を有する。反転位置セット工程では、シャトルコンベア７の反転位置を設定する。ここで、反転位置は、両端の小分け容器を除いたＮ個の小分け容器に対応する領域において、シャトルコンベア７が等速度で走行できるように、シャトルコンベア７の加速及び減速に必要な距離を考慮して設定される。

原料投入工程では、運転条件決定工程で決定された原料投入量以上の原料が定量切り出し装置４のホッパー部に投入される。配合装置運転工程では、運転条件決定工程で決定された切り出し速度（Ｆｉ）で定量切り出し装置４を操作し、一定の走行速度（Ｓｉ）でＲｉ回シャトルコンベア７を往復走行させることにより、原料をＮ個の小分け容器に小分けする。

（変形例１）
図４は、本変形例の容器群を示しており、紙面に対する法線方向がシャトルコンベアの往復方向である。実施形態の要素と同一の機能を有する要素には、同一符号を付している。容器群２０は、第１の容器群２０Ａ及び第２の容器群２０Ｂからなる。第１の容器群２０Ａは、複数の小分け容器がシャトルコンベア７の往復方向に配列された構成となっている。第２の容器群２０Ｂは、複数の小分け容器がシャトルコンベア７の往復方向に配列された構成となっている。

第１の容器群２０Ａ及び２０Ｂは、前記往復方向に対して直交する方向において隣接している。第１の容器群２０Ａはその上方に第１の受けシュート群１０Ａを備えており、第２の容器群２０Ｂはその上方に第２の受けシュート群１０Ｂを備えている。シャトルコンベア７の排鉱ガイドシュート７６と受けシュート群１０Ａ，１０Ｂとの間には、排鉱方向切り替え装置８０が設置されている。

排鉱方向切り替え装置８０は、上端に排鉱ガイドシュート７６から落下供給される原料を受け入れる開口部８４を備えており、この開口部８４は第１の排鉱管８１及び第２の排鉱管８２に分岐している。第１の排鉱管８１の排出口は第１の受けシュート群１０Ａの直上に位置しており、第２の排鉱管８２の排出口は第２の受けシュート群１０Ｂの直上に位置している。第１の排鉱管８１及び第２の排鉱管８２の分岐点には、切り替えダンパ８３が設けられている。

切り替えダンパ８３は、図中矢印方向に回動することによって、排鉱ガイドシュート７６から落下供給される原料の排鉱方向を第１の排鉱管８１及び第２の排鉱管８２の間で切り替える。実線で示す位置に切り替えダンパ８３が操作された場合、排鉱ガイドシュート７６から落下供給される原料は、第２の排鉱管８２、第２の受けシュート群１０Ｂの受けシュートを介して、第２の小分け容器群２０Ｂの小分け容器に投入される。破線で示す位置に切り替えダンパ８３が操作された場合、排鉱ガイドシュート７６から落下供給される原料は、第１の排鉱管８１、第１の受けシュート群１０Ａの受けシュートを介して、第１の小分け容器群２０Ａの小分け容器に投入される。

上述の構成において、例えば、シャトルコンベア７の一往復目に切り替えダンパ８３を第１の排鉱管８１（第２の排鉱管８２）側に設定し、二往復目に切り替えダンパ８３を第２の排鉱管８２（第１の排鉱管８１）側に設定することができる。つまり、一往復毎に切り替えダンパ８３を切り替えることにより、縮分操作を行うことができる。

本変形例の構成によれば、シャトルコンベア７の往復方向に対して直交する方向に原料が振り分けられるため、配合装置がシャトルコンベア７の往復方向に長尺化することを防止できる。

（変形例２）
図５は、本変形例のシャトルコンベア９０の概略図である。シャトルコンベア９０は、
無端回動式の無端ベルト９１と、移動回転軸９２と、固定回転軸９３と、移動ローラ９４と、一対の固定ローラ９５と、排鉱ガイドシュート９６とを含む。移動回転軸９２は無端ベルト９１の右側端部に設けられており、固定回転軸９３は無端ベルト９１の左側端部に設けられている。移動回転軸９２は、その回転軸周りに回転しながら、黒塗りで示す矢印Ｆ１方向に図示しない駆動機構により往復移動させることができる。固定回転軸９３は、設置位置に固定された状態でその回転軸周りに回転する。

一対の固定ローラ９５は、無端ベルト９１の表面に接触しており、無端ベルト９１の回動方向を水平方向から上下方向に切り替える機能を有している。移動ローラ９４は、一対の固定ローラ９５の間に設置されており、移動回転軸９２が矢印Ｆ１方向に移動する際に、矢印Ｆ２方向に移動する。つまり、一対の固定ローラ９５の間で無端ベルト９１の貯留量を調整しており、移動回転軸９２が矢印Ｘ２方向に移動する場合には、移動ローラ９４を上側に移動させて、貯留された無端ベルト９１を繰り出すことにより、矢印Ｆ１方向における無端ベルト９１の長さ変動を吸収することができる。また、移動回転軸９２が矢印Ｘ１方向に移動する場合には、移動ローラ９４を下側に移動させて、無端ベルト９１の貯留量を増大させることにより、矢印Ｆ１方向における無端ベルト９１の長さ変動を吸収することができる。

実施例を示して、本発明について具体的に説明する。
（実施例）
上述の実施形態に示す表１乃至表３にしたがって小分けされた１４個の混合原料（原料１乃至原料１４）のそれぞれについて、質量（ｋｇ）、含水率（％）、粒径が１ｍｍアンダーの粒状物の割合（％）、Ｆｅの含有量（％）、ＣａＯの含有量（％）を調べた。その結果を表４に示す。

表４に示すように、原料１乃至１４は互いに化学組成などを含む性状、質量が類似していた。したがって、上記実施形態の配合装置の縮分機能が高いことがわかった。

また、大量原料の縮分方法としてよく知られたインクリメント縮分方法（ＪＩＳ−Ｍ８１０５に準拠）により、同一配合で７０ｋｇの混合原料を１６個取得し、各混合原料の質量（ｋｇ）、含水率（％）、粒径が１ｍｍアンダーの粒状物の割合（％）、Ｆｅの含有量（％）、ＣａＯの含有量（％）を測定するとともに、これらの標準偏差を算出した。以下の表５に示すように、本実施例は従来法よりも標準偏差が小さく、縮分機能が高いことがわかった。

１ショベルローダー２原料受けシュート３運搬装置
４定量切り出し装置６搬送ベルトコンベア７シャトルコンベア
１０容器群Ｃ１〜Ｃ１０小分け容器１２乗り継ぎホッパー
２０受けシュート群Ｈ１〜Ｈ１０受けシュート７１下流側軸部
７２上流側軸部７３無端ベルト７４下流側車輪７５上流側車輪
７６排鉱ガイドシュート８０排鉱方向切り替え装置８１第１の排鉱管
８２第２の排鉱管８３切り替えダンパ８４開口部
９１無端ベルト９２移動回転軸９３固定回転軸９４移動ローラ
９５一対の固定ローラ９６排鉱ガイドシュート

Claims

粒状の原料を貯留し、貯留した原料の切り出し速度を調節可能な原料槽と、
前記原料槽から切り出された原料を連続的に搬送する搬送部と、
所定方向に配列された複数の小分け容器からなる容器群と、
前記容器群の上側に配置され、前記所定方向に延びる軌条と、
前記所定方向に延びる無端回動式のベルトと、前記軌条に載置される車輪とを備え、前記軌条に沿って往復走行するシャトルコンベアと、を有し、
各前記小分け容器は、平面視矩形の受け入れ口を有しており、各前記受け入れ口の前記所定方向における辺の長さは互いに同じであり、
前記シャトルコンベアは、前記搬送部から落下供給される原料を前記ベルトの一端側から前記受け入れ口に向かって落下排出しながら、各前記小分け容器の各前記受け入れ口に対応した第１の走行領域を等速で往復走行することを特徴とする原料配合装置。
前記シャトルコンベアは、第１の反転位置と第２の反転位置との間を前記所定方向に往復移動し、前記第１及び第２の反転位置は、前記第１の走行領域を超えた位置に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の原料配合装置。
前記シャトルコンベアは、前記第１の走行領域を超えた第２の走行領域で減速・停止・加速を行い、
前記第２の走行領域を走行する前記シャトルコンベアから落下排出された原料を貯留する余剰槽を有することを特徴とする請求項２に記載の原料配合装置。
前記容器群は、前記所定方向に配列された複数の小分け容器からなる第１の容器群と、前記所定方向に配列された複数の小分け容器からなり、第１の容器群の前記所定方向に対して直交する方向に隣接配置された第２の容器群と、からなり、
前記容器群と前記軌条との間には、前記シャトルコンベアから落下排出される原料の落下方向を前記第１及び第２の容器群の間で選択的に切り替えるダンパが設けられてい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原料配合装置。
粒状の原料を貯留し、貯留した原料の切り出し速度を調節可能な原料槽と、
前記原料槽から切り出された原料を連続的に搬送する搬送部と、
所定方向に配列された複数の小分け容器からなる容器群と、
前記所定方向に延びる無端回動式のベルトと、前記ベルトの一端部に配置される移動回転軸と、前記ベルトの他端部に配置される固定回転軸と、前記移動回転軸を前記所定方向に往復移動させる駆動機構と、前記ベルトの一部を前記所定方向に対して直交する方向に移動させることにより、前記往復移動時の前記所定方向における前記ベルトの長さ変動を吸収する移動ローラと、を備えるシャトルコンベアと、
を有し、
各前記小分け容器は、平面視矩形の受け入れ口を有しており、各前記受け入れ口の前記所定方向における辺の長さは互いに同じであり、
前記シャトルコンベアは、前記搬送部から落下供給される原料を前記ベルトの前記一端部側から前記受け入れ口に向かって落下排出しながら、各前記小分け容器の各前記受け入れ口に対応した第１の走行領域において前記移動ローラを等速で往復走行させることを特徴とする原料配合装置。
請求項１乃至４のうちいずれか一つに記載の原料配合装置を用いて、粒状の原料を配合する原料配合方法であって、
少なくとも、配合される複数の原料の銘柄（ｉ）と、前記銘柄ごとの水分（ｍｉ）と、前記銘柄（ｉ）のそれぞれの乾燥配合量（Ｗｉ）、または、配合率（Ｘｉ）および混合物の乾燥重量（Ｗ）と、混合物の必要数（Ｎ）とが規定された配合情報に従って、前記銘柄（ｉ）毎、配合量決定工程、運転条件決定工程、配合実施工程を実施し、
前記配合量決定工程では、水分（ｍｉ）と、乾燥配合量（Ｗｉ）または配合率（Ｘｉ）および混合物の乾燥重量（Ｗ）とに基づいて、各原料の湿潤配合量（Ｖｉ＝Ｗｉ×（１００／（１００−ｍｉ））＝Ｗ×Ｘｉ（１００／（１００−ｍｉ）））および各原料の湿潤総必要量（Ｚｉ＝Ｖｉ×Ｎ）を算出し、
各前記受け入れ口の前記所定方向における辺の長さをＬとしたとき、前記運転条件決定工程では、前記原料槽に投入される原料投入量を、前記湿潤総必要量（Ｚｉ）と反転ロスと計測誤差を考慮した安全量との和として算出するとともに、前記定量切り出し装置の原料切り出し速度（Ｆｉ）と、前記シャトルコンベアの走行速度（Ｓｉ）と、前記シャトルコンベアの往復回数（Ｒｉ）とを、Ｚｉ／Ｎ＝Ｆｉ×（Ｌ／Ｓｉ）×（２×Ｒｉ）を満たすように、設備能力の範囲内で決定し、
前記配合実行工程では、反転位置セット工程、原料投入工程、配合装置運転工程を実施し、
前記反転位置セット工程では、前記シャトルコンベアの往復走行時の反転位置を混合物の必要数（Ｎ）に応じて決定し、
前記原料投入工程では、前記運転条件決定工程で決定された原料投入量以上の原料を前記原料槽に投入し、
前記配合装置運転工程では、前記運転条件決定工程で決定された原料切り出し速度（Ｆｉ）で、前記定量切り出し装置を操作し、一定の走行速度（Ｓｉ）でＲｉ回だけ前記シャトルコンベアを往復走行させることを特徴とする原料配合方法