JP2735854B2 - 焼結原料の装入装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高炉装入用焼結鉱を製造する焼結装置とく
にドワイトロイド式焼結機における原料装入装置に関す
る。

〔従来の技術〕

ドワイトロイド式焼結機では装入した原料層の上部か
ら下方に向けて空気を吸収しながらコークスを焼結さ
せ、このときに発生する焼結熱によって粉鉱石を焼結し
ている。

この粉鉱石の焼結を効率良く行うためには、パレット
に装入された原料層中の空気の流れが均一であることが
とくに重要であるが、焼結反応の進行に伴い原料層の下
部ほど高温となり、部分的に過溶融状態が生じ、いわゆ
る焼むらが生じる。このため、焼結の進行中において通
気抵抗が増加し、全原料層にわたって均質な焼結物を得
ることができない。この空気の流れの不均一は焼結原料
の厚み方向において特に問題となる。また、パレットの
側部が粗に充填されることからパレットの横幅方向にも
通気むらによる焼むらが発生する。そこで、これら焼結
の進行過程によって生ずる通気の流れ等を抑制して焼結
反応のばらつきを小さくするために、パレット上に落下
・堆積しつつある原料層を振動させてパレットの側部の
充填密度を増大させる方法が特開昭57−58072号公報に
開示され、さらには、特願昭62−16902号，特願昭62−2
1401号，特願昭62−85543号等の出願明細書において、
かかる焼結機の装入装置に複数の棒条材を焼結原料の搬
送方向に沿って設けた装置が開示されている。

この焼結機の装入装置における複数の棒条材の適切な
配置は、パレットに装入される焼結原料に高さ方向に連
続的な粒偏析を持たせることによって、パレットの厚み
方向及びパレットの全幅にわたっての均一な焼結を可能
にしたものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、かかる棒条材には、常に鉱石が衝突
し、摩耗が激しく、比較的頻繁にこの棒条材の交換が必
要になり、また、部分的な目詰まりが進み、配列した棒
条材が部分的に回転不能となり、装入装置全体を停止さ
せて、補修点検、あるいは交換する必要があった。

このような問題に対し、本出願人等は、実願昭62−13
8862号において、棒条材を交換自在とするために複数の
ユニットに分割したものを既に提案した。そして、この
考案の構成によって、棒条材の交換や補修点検が容易に
なり、装置の寿命も大幅に伸ばすことができた。

ところが、装置の保守点検等の改善に比べ、焼結原料
を原料の変化に応じて最適な分布として装入する操業面
では未だ不十分な点がある。たとえば、焼結原料の装入
角度やパレットまでの落差等は固定されたものが多いの
で、より最適な装入作業を達成するには装入装置の調整
に機動性を持たせることが必要となってくる。

そこで、本発明は、より最適な焼結原料の装入を自在
に行なうことができる装入装置の構造を提供することを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の焼結原料の装入装置は、以上の目的を達成す
るために、焼結原料の落下方向に向けて傾斜して配置さ
れ該焼結原料を受けるシュートと、該シュートの下端部
に連なって配置され且つ軸線回りに回転可能とした分級
装入用の複数の棒条材とを備え、前記シュートを、その
傾向方向へのストローク動作及び／又は傾斜面の法線方
向へのストローク動作可能としたことを特徴とする。

また、シュート及び棒条材は、揺動可能なベースをガ
イドとして傾斜方向へストローク動作するスライダに取
り付ければ、焼結原料の切り出し点からのシュート及び
棒条材の位置や姿勢を変更できる。

更に、棒条材を回転駆動する駆動系に複数の従動回転
軸を配列した歯車ボックスを備え、棒条材を回転自在に
支持するホルダをスライダに設け、従動回転軸の配置パ
ターンとホルダに貫設する棒条材の支持孔の配置パター
ンとを同系統とし、回転伝達経路の曲がり度を小さくで
きる。そして、棒条材の傾斜角度が変更できるようにホ
ルダをスライダに取り付けることによって、シュートと
棒条材とのなす角度も変更できる。

〔実施例〕

以下、図面に示す実施例により本発明の特徴を具体的
に説明する。

第１図は本発明の装入装置を示す側面図、第２図は第
１図のＩ−Ｉ線矢視図、第３図は正面図である。

装入装置Ｐは、第12図の概略図に示すように、焼結機
本体の走行パレットＡとホッパＢとの間に位置し、ホッ
パＢ内の焼結原料Ｃを投入するドラムフィーダＤの直下
にセットされている。装入装置Ｐから走行パレットＡ上
に装入されて堆積した原料層Ｅは、ウインドボックスＦ
により外気を吸引して焼結鉱を形成する。

第１図及び第２図に示すように、装入装置Ｐはフレー
ム１に揺動自在に取り付けたベース２及びこのベース２
に揺動自在に配置したスライダ３を備えている。

ベース２は枢軸2aによってフレーム１に連結され、フ
レーム１に設けた揺動シリンダ1aのアクチュエータ1bに
連接されている。このため、シリンダ1aを作動させる
と、アクチュエータ1bの伸縮によりベース２は第１図に
おいて上下に揺動する。また、ベース２の上面には２本
のレール2bが設けられ、これらのレール2bにスライダ３
のスライドガイド3aを摺動自在に重合させている。更
に、ベース２の下面にはスライダ３を移動させるための
駆動モータ2cが設けられる。一方、スライダ３の下面に
はラック3bが設けられ、このラック3bに噛み合うピニオ
ン2dを駆動モータ2cの出力軸に取り付けている。したが
って、駆動モータ2cを作動させると、ラック・ピニオン
機構によりスライダ３をベース２上で往復移動させるこ
とができる。

スライダ３は、その上面にシュート４を備えると共に
先端側の後述する棒条材７を配置したものであり、第４
図に内部機構を含めて示す側面図及び第５図に一部切欠
平面図を示す。

第４図に示すように、スライダ３の上面にはシュート
４と共に移動する補助プレート4aが設けられている。補
助プレート4aの上面には２本レール4bが設けられ、シュ
ート４の下面にはこれらのレール4bに案内されて摺動す
るスライドガイド4cが取り付けられている。また、補助
プレート4aにはシュート４をスライダ３のストローク方
向へ移動させてシュート４の位置を変更するためのスト
ローク方向位置調整機構５が設けられる。このストロー
ク方向位置調整機構５は、補助プレートの上面4a及びシ
ュート４の下面にそれぞれ固定したブロック5a,5b及び
これらのブロック5a,5bに螺合する螺杆5cとから構成さ
れる。螺杆5cの一端にはハンドル5dが設けられ、これを
利用して螺杆5cを回転させると、ネジ歯車機構によって
静止している補助プレート4aに対してシュート４はスラ
イダ３のストローク方向へ移動する。

また、シュート４はストローク方向のみでなくスライ
ダ３の上面との距離も変更できるレベル調整機構６を備
えている。このレベル調整機構６は補助プレート4aとス
ライダ３の側壁部分を４ヶ所で連結する調整ロッド6aを
備えたものであり、その詳細を第６図に示す。図におい
て、調整ロッドと6aは、スライダ３の側壁に設けたブラ
ケット3cに螺合する雄ネジ6bを形成したもので、その上
端を補助プレート4aに固定している。そして、周面にグ
リップ6cを取り付け、これを回せば調整ロッド6aがブラ
ケット3cに対して昇降し、補助プレート4aを上下させる
ことができる。したがって、レベル調整機構６により、
シュート４は第４図の一点鎖線を示すようにスライダ３
の上面から離れる位置に設定できる。

このようにストローク方向位置調整機構５及びレベル
調整機構６を備えたので、シュート４はスライダ３に対
してその位置を自在に変えることができる。そして、ス
トローク方向及び上下のレベルは別系統で操作される
が、これらの位置変更を合成すれば、スライダ３に対し
て様々な位置関係を持たせることができる。なお、実施
例では、ストローク方向位置調整機構５及びレベル調整
機構６をいずれも手動型としたが、専用のシリンダやモ
ータ等を利用することによって機械的に駆動させること
もでき、遠隔操作による位置設定も無論可能である。

更に、スライダ３の先端に設ける棒条材７は、内蔵す
る駆動系によってその軸線回りに回転可能である。駆動
系は、第４図に示すように、サーボ系の駆動モータ８及
びこの駆動モータ８の出力を複数の棒条材７に分配する
歯車ボックス９を備えている。

第７図（ａ）は歯車ボックス９の正面図、第７図
（ｂ）は同図（ａ）のII−II線矢視による縦断面図であ
る。図において、歯車ボックス９のほぼ中心には駆動モ
ータ８の出力軸8aにカップリング8bによって連結した駆
動主軸10用の孔9aが開けられ、この孔9aを中心として左
右対象となるように複数の支持孔9bを設けている。そし
て、各支持孔9bにはベアリング9cを介して従動回転軸11
が回転自在に差し込まれている。駆動主軸10から各従動
回転軸11への回転の伝達は、これらの軸に固定した平歯
車12によって行われる。なお、歯車ボックス９の両面に
はベアリング9cの抜けを防ぐためのカバープレート9dが
溶接等によって一体化されている。

歯車ボックス９から突き出る複数の従動回転軸11は、
第４図及び第８図に示すように連結軸11aによって各棒
条材７に連接される。連結軸11aは従動回転軸11の先端
及び棒条材７の基端との間を自在継手11b,11cによって
接続し、各棒条材７を異なった傾斜軸線を持てるように
している。

棒条材７は、スライダ３の先端側に設けたホルダ13に
その軸線回りに回転自在に保持される。このホルダ13の
詳細な第９図及び第10図に示す。

ホルダ13は偏平な箱型構造を持ち、幅方向の両端には
枢軸13aを一体化し、この枢軸13aをベース２に設けた保
持孔2e（第５図参照）に回転可能に差し込んで組み込ま
れる。また、一方の枢軸13aを長くしてこれにアーム13b
を取り付け、このアーム13bの先端を棒条材７の傾斜角
調整機構14に連接している。傾斜角調整機構14は、第４
図及び第５図に示すように、ベース２の側壁に設けたブ
ラケット14aに螺合する調整ロッド14bを備えたもので、
この調整ロッド14bの上端をアーム13bに連接した構成を
持つ。この機構により、調整ロッド14bを手動によって
回転させてこれを上下させると、アーム13bを介して枢
軸13aに回転が伝達され、ホルダ13の姿勢を上下に傾斜
させることができる。

ホルダ13には、各棒条材７の基端部分を回転自在に支
持するための複数の支持孔15が貫設されている（第９図
参照）。これらの支持孔15は駆動系側の開口部15aの芯
のレベルを一定とし、先端側の面の開口部15bの芯のレ
ベルを３通りとしたものであり、第10図はその例を示す
断面図である。第10図（ａ）では先端の開口部15bの芯
のレベルは低く、同図（ｂ）及び（ｃ）では次第に高く
なっている。そして、それぞれの支持孔15の軸線は、先
端の開口部15bの芯を通るように形成され、支持する各
棒条材７の傾斜角度を３通りに設定できるようにしてい
る。

更に、傾斜角が異なる支持孔15は、第９図（ａ）から
明らかなように、開口部15bの位置が上，中，下，中，
上，中・・・となるように配列される。一方、歯車ボッ
クス９に配置する従動回転軸11の配置は、支持孔15の配
列に合わせて上，中，下の３通りとなっている。このた
め、従動回転軸11と各棒条材７とを接続する連結軸11a
の傾斜角度はたとえば従動回転軸11を同じレベルで配列
した場合に比べると小さくなる。したがって、第４図及
び第８図に示すように、自在継手11b,11cの曲がり角度
も小さくなり、従動回転軸11からの回転伝達の機械損等
が低減される。また、入力側と出力側との間の曲がり角
度が小さいため、回転速度も大幅に上げることができ
る。

また、ホルダ13によって支持される各棒条材７は、そ
の先端から見た時第11図のような配列模様となる。すな
わち、ホルダ13の支持孔15の配列が上，中，下の組み合
わせなので、棒条材７も同様にこの上，中，下と順次位
置を変えた配列となっている。そして、棒条材７を回転
させる従動回転軸11は駆動主軸10を入力側として平歯車
12によって回転するので、互いに隣接する従動回転軸11
の回転方向は逆向きであり、したがって棒条材７も第11
図に示すように連接するものどうしが逆向きに回転す
る。

なお、棒条材７は外径が５〜10mm程度の棒鋼を素材と
したもので、それぞれ10〜30mm程度のピッチをおいて配
列される。また、棒条材７の断面は円形又は矩形等の各
種のものが採用でき、中空体としてもよい。

以上の構成を持つ装入装置Ｐは、第12図のように焼結
機本体の走行パレットＡとホッパＢとの間にセットさ
れ、棒条材７がパレットＡの進入側を向いて待機する。
そして、操業時にはホッパＢの下端のドラムフィーダＤ
から放出される焼結原料Ｃをシュート４が受け、これに
続いて各棒条材７の間を通って焼結原料Ｃが落下する。

各棒条材７は、高さ方向に段差を持つように配列され
且つ先端部は広がるような姿勢となって焼結原料Ｃを受
ける。このため、棒条材７の上に落下した焼結原料Ｃの
中で細粒は棒条材７の基端部側からパレットＡに落下
し、粗粒は先端部から装入される。したがって、進入し
てくるパレットＡ上においては、下層に粗粒及び上層に
細粒となる分級装入が行われる。また、棒条材７の干渉
により焼結原料Ｃの落下エネルギが緩和されるので、低
密度装入が行われ、通気抵抗の小さい理想的な充填層が
得られる。

このように、装入される焼結原料ＣのパレットＡ内の
ストランド進行方向における粒度分布を容易に変えるこ
とができ、パレットＡの厚さ方向の装入粒度分布を所望
の粒度分布に制御可能となり、焼結鉱の品質及び歩留ま
りが向上する。また、棒条材７の回転によってその周面
の摩耗は無論のこと、棒条材７の回転によって表面に付
着した堆積物が落下した焼結原料Ｃによって引き剥がさ
れ、棒条材７の間隙が常に所定の値に保持される。

以上のような分級装入に加えて、焼結原料Ｃの性状等
に対して装入密度が低く且つ粒度偏析の大きい最適な装
入がスロート方向位置調整機構５やレベル調整機構によ
って可能となる。このことを以下順次説明する。

スライダ３は駆動モータ2cによってベース２上を移動
するので、ドラムフィーダＤとの距離を調節できる。し
たがって、シュート４までの落差を変更できるほか、シ
ュート４に落下して棒条材７に流れ落ちるまでの距離も
変えることができる。また、このような操作に加え、ス
トローク位置調整機構５によってシュート４をスライダ
３上で移動させれば、棒条材７との位置関係を変えるこ
とができる。更に、レベル調整機構６によってシュート
４をベース３に対して上下させれば、ドラムフィーダＤ
からの落差及び棒条材７との位置関係を同時に変更でき
る。そして更に、ホルダ13に支持された各棒条材７は傾
斜角調整機構14によってシュート４に対する傾斜角を変
えることもでき、シュート４から落下する焼結原料Ｃの
棒条材７への入射角度も変更できる。

このようにスライダ３の走行，ストローク方向位置調
整機構５及びレベル調整機構６により、シュート４のド
ラムフィーダＤに対する相対位置の変更が行え、また棒
条材７との位置関係も自在に変更できる。更に、傾斜角
調整機構14によって棒条材７とシュート４との相対角度
も自在に変えることができる。したがって、これらを適
正に組み合わせると、焼結原料Ｃの性状や流量に対して
最適な装入条件が得られることになる。すなわち、シュ
ート４のドラムフィーダＤ及び棒条材７に対する相対位
置やシュート４と棒条材７との相対角度は、焼結原料Ｃ
の落下装入のパターンを決めるものなので、これらの相
対位置や相対角度を適正に組み合わせると、より最適な
分級装入が可能となるように調整することができる。

このような装入において、シュート４が上方向にスト
ローク移動すると棒条材７の基端部まで開放するので、
この基端部と先端部との間の棒条材７の間隔の差を利用
することによって篩効率が向上する。このため、分級が
大きくなり粒度偏析も大きくなる。また、レベル調整機
構６によってシュート４を下に移動させると、原料層Ｅ
に落下する焼結原料Ｃの落下エネルギが小さくなり、装
入密度が小さくなる。したがって、焼結原料Ｃの性状や
流量に合わせてこのような装入条件に設定すれば、粒度
偏析が大きくしかも装入密度が小さい最適装入が可能と
なる。そして、このような装入を可能とするため、実験
等によって焼結原料Ｃの最適装入条件を予め求めてお
き、実操業のときにこれを適用すれば、焼結鉱の形成が
最適に行われるものとなる。

更に、上，中，下に棒条材７をホルダ13によって支持
するのに対し、歯車ボックス９の従動回転軸11もこの
上，中，下に合わせて配列している。このため、従動回
転軸11と棒条材７とを接続する連結軸11aの傾斜角度が
前述のように小さい。したがって、自在継手11b,11c部
分の曲がりも小さくなり、機械強度も十分に保てるほか
機械損も低下し効率的な運転が可能となる。また、回転
伝達に際しては、曲がり度を低く抑えることができるの
で、振動等を伴うことなく高速回転が行え、棒条材７の
回転数の幅も広くなる。このため、シュート４や棒条材
７との相対位置の変更等に加えて棒条材７の周速を変え
ることで、焼結原料Ｃに適合した分級が行える。また、
振動を抑えることができるため、棒条材７が首振りする
ようなことがなく、隣接する棒条材７どうしの間隔が一
定に保持され、分級が正確に行われる。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明の焼結原料の装入装置
は、焼結原料を受けるシュートの位置や姿勢を変更し、
ホッパとの相対位置や分級装入のための棒条材との位置
関係を変えられるようにしている。このため、焼結原料
の性状や装入流量に対して、シュートを位置調整すると
共に棒条材との落差や距離を変更することで粒度偏析が
大きくしかも装入密度が小さい最適な分級装入が可能と
なる。

また、駆動系においては、棒条材への回転伝達経路の
曲がり度を小さくしているので、機械強度が十分に保て
ると同時に機械損も少なくなり、効率的な運転が行え
る。更に、曲がり度が小さいことから振動も抑えられ、
棒条材の首振り等もなく隣接する棒条材どうしの間隔も
一定に保持されるので、分級装入が更に一層確実に行え
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す装入装置の側面図、第
２図は第１図のＩ−Ｉ線矢視図、第３図は装入装置の正
面図、第４図はスライダ内部の機構を示す側面図、第５
図はその一部切欠平面図、第６図はレベル調整機構を示
す正面図、第７図（ａ）は駆動モータ側から見た歯車ボ
ックスの正面図、第７図（ｂ）は同図（ａ）のII−II線
矢視断面図、第８図は棒条材のホルダ部分を示す側面
図、第９図（ａ）はホルダの正面図、第９図（ｂ）はそ
の平面図、第10図（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ第
９図（ａ）のIII−III線,IV−IV線,V−Ｖ線矢視による
断面図、第11図は棒条材の先端部の配列を示す図、第12
図は装入装置による作業状況を示す概略図である。 1:フレーム、1a:揺動シリンダ 1b:アクチュエータ、2:ベース 2a:枢軸、2b:レール 2c:駆動モータ、2d:ピニオン 2e:保持孔、3:スライダ 3a:スライダガイド、3b:ラック 3c:ブラケット、4:シュート 4a:補助プレート、4b:レール 4c:スライドガイド 5:ストローク方向位置調整機構 5a,5b:ブロック、5c:螺杆 5:ハンドル、6:レベル調整機構 6a:調整ロッド、6b:雄ネジ 6c:グリップ、7:棒条材 8:駆動モータ、8a:出力軸 8b:カップリング、9:歯車ボックス 9a:孔、9b:支持孔 9c:ベアリング、9d:カバープレート 10:駆動主軸、11:従動回転軸 11a:連結軸、11b,11c:自在継手 12:平歯車、13:ホルダ 13a:枢軸、13b:アーム 14:傾斜角調整機構、14a:ブラケット 14b:調整ロッド、15:支持孔 15a,15b:開口部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤本 政美 福岡県北九州市八幡東区枝光１丁目１番 １号 新日本製鐵株式會社第三技術研究 所内 (72)発明者 齋藤 導宣 福岡県北九州市八幡東区上本町１丁目８ 番７号 寒川商事株式会社内

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】焼結原料の落下方向に向けて傾斜して配置
   され該焼結原料を受けるシュートと、該シュートの下端
   部に連なって配置され且つ軸線回りに回転可能とした分
   級装入用の複数の棒条材とを備え、前記シュートを、そ
   の傾向方向へのストローク動作及び／又は傾斜面の法線
   方向へのストローク動作可能としたことを特徴とする焼
   結原料の装入装置。
2. 【請求項２】前記シュート及び棒条材を、揺動可能なベ
   ースをガイドとして傾斜方向へストローク動作するスラ
   イダに取り付けたことを特徴とする請求項１記載の焼結
   原料の装入装置。
3. 【請求項３】前記棒条材を回転駆動する駆動系に複数の
   従動回転軸を配列した歯車ボックスを備え、前記棒条材
   を回転自在に支持するホルダを前記スライダに設け、前
   記従動回転軸の配置パターンとホルダに貫設する棒条材
   の支持孔の配置パターンとを同系統としたことを特徴と
   する請求項２記載の焼結原料の装入装置。