JP5402907B2 - 材料供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、溶湯の精錬装置等の処理装置に複数の材料を供給する材料供給装置に関するものである。

溶鋼をはじめとする溶湯を精錬するに際しては、含有成分を目標成分に合致させるため、合金成分を添加することが行われる。例えば溶鋼精錬に際しては、転炉や溶鋼精錬装置などの処理装置で不純物を除去する精錬を行った後、Ｍｎ、Ｓｉ、Ａｌなどの含有成分を目標に合致させるため、Ｍｎ合金鉄、Ｓｉ合金鉄、アルミニウムなどの材料を所定量切り出して溶鋼に添加する。溶鋼精錬装置としては、ＲＨ真空脱ガス装置、ＬＦ（レードル・ファーネス）、溶鋼粉体吹き込み装置などを挙げることができる。材料を処理装置に供給するため、精錬装置などの処理装置に付随して材料供給装置が設置される。非特許文献１には、ＤＨ真空脱ガス装置、ＲＨ真空脱ガス装置に付随する合金供給装置が開示されている。

特許文献１には、転炉８に副材又は合金を供給する副材投入設備が開示されている。複数の炉上ホッパーに副材を銘柄毎に貯蔵し、炉上ホッパーの下部に切出しフィーダーが配置されて炉上ホッパーから副材を切り出し、その下の秤量ホッパーに副材を供給する。切り出された副材又は合金を秤量ホッパーにて秤量し定量になるように制御する。秤量ホッパー中の副材又は合金は、下部の排出ゲートから中継ホッパー、投入ゲート、投入フィーダーを経由して転炉に供給される。特許文献１の図１に記載の例では、合計９槽の炉上ホッパーを有し、秤量ホッパーを３槽有している。各秤量ホッパーは、合計９槽の炉上ホッパーのうちの４槽、２槽、３槽からの副材又は合金を受け入れることができる。

転炉や溶鋼精錬装置などの処理装置に設けられる材料供給装置は、処理装置毎に設けられる。転炉が３基設置されている場合は、３基の転炉それぞれに固有の材料供給装置が設けられる。

特許文献２にはラリーカースケール用集塵装置が記載されている。合金等の各種鉄鉱石を貯蔵した貯蔵バンカーが横並びにあり、各バンカーより各銘柄を指定量払い出しするために用いるラリーカースケール（秤量装置付ホッパー搭載の台車）がレール上を走行して、各バンカー下に排出された各銘柄を受け取っている。

特開平５−２５５２９号公報 実開平６−７７８７５号公報

日本鉄鋼協会編「第３版鉄鋼便覧II製銑・製鋼」昭和５４年丸善株式会社発行、第６７１、６７２頁

処理装置を用いた処理を行う場所をここでは「処理位置」という。近接する２箇所の処理位置で処理装置による処理を行う場合であって、材料供給装置を配置する必要がある場合、従来であれば前述のごとく各処理位置ごとに材料供給装置を配置していた。

例えば、ＲＨ真空脱ガス装置を用いた溶鋼精錬において、ＲＨ真空槽の処理位置を２箇所配置し、２箇所の処理位置を交互に用いて溶鋼精錬を行うこととすれば、溶鋼精錬と溶鋼精錬の間のロスタイムを排除して生産性を向上させることができ、好都合である。このような場合、溶鋼に添加する合金をＲＨ真空槽に供給するための材料供給装置について、２箇所の処理位置それぞれに材料供給装置を配置するのではなく、複数の処理位置に共通の１セットの材料供給装置を準備してそこから２箇所のＲＨ真空槽のいずれへも合金を供給できることとすれば、材料供給装置の設備費を安価にすることができる。従来、共通の材料供給装置から２箇所の処理位置に材料を供給しようとする場合、２箇所へ分岐する投入シュート、あるいは旋回シュートを用いて材料供給先を振り分けていた。このような方法を採用するためには、投入シュートの角度を安息角より急にする必要があるため、振り分け距離に応じて材料供給装置全体の高さを高くする必要があり、装置を設置する建家の建設費が高額となる問題がある。また、２箇所の処理位置へ振り分けるためにベルトコンベアを設ける方法も考えられるが、材料をベルト輸送するために供給に要する時間が長くなるという問題を有している。

また、処理装置への材料供給に際しては、多数種類の材料をできるだけ短時間で処理装置に供給を完了する必要がある。

本発明は、複数の処理位置で処理装置による処理を行う場合に、該複数の処理位置に共通の材料供給装置を用い、材料供給装置を設置する建家の高さを高くする必要がなく、また供給に要する時間を極力短くすることができる材料供給装置を提供することを目的とする。

即ち、本発明の要旨とするところは以下のとおりである。
（１）処理装置８に複数の材料を供給する材料供給装置であって、材料を貯蔵し切り出すための複数の貯蔵切り出し装置２と、貯蔵切り出し装置２から切り出された材料を受容して秤量を行う秤量装置４と、秤量装置４から材料を受け入れて処理装置８に材料を投入する材料投入装置７とを有し、
処理装置８を用いた処理位置９として複数の処理位置を有し、処理位置９毎に材料投入装置７を配置することができ、
秤量装置４として軌道６に沿って移動可能な複数の秤量装置を有し、秤量装置４が軌道６に沿って移動することにより２以上の貯蔵切り出し装置２から材料の切り出しを受けることができ、それぞれの貯蔵切り出し装置２は複数存在する秤量装置４に同時に切り出す場合、そのうちのいずれか一つの秤量装置４に材料の切り出しを行うように定められ、
処理位置９毎に配置する材料投入装置７の基数は秤量装置４の基数と同数又はそれ以上とし、秤量装置４は軌道６に沿って移動することによりそれぞれの処理位置９に配置された材料投入装置７に秤量装置４から材料を供給することができることを特徴とする材料供給装置。
（２）各処理位置９のそれぞれの材料投入装置７は何れか一つの秤量装置４から材料の受け入れを行うように定められていることを特徴とする上記（１）に記載の材料供給装置。
（３）秤量装置４の同一の切り出し停止位置１０において、複数の貯蔵切り出し装置２からの材料切り出しを受けることができることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の材料供給装置。
（４）秤量装置４から材料投入装置７に材料を投入するための秤量装置の投入停止位置１１が、貯蔵切り出し装置２から秤量装置４へ材料を切り出すための秤量装置の切り出し停止位置１０と一致していることを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の材料供給装置。

本発明は、処理装置を用いた処理位置として複数の処理位置を有する場合において、貯蔵切り出し装置から切り出された材料を受容して秤量を行う秤量装置が軌道に沿って移動可能であり、秤量装置が軌道に沿って移動することによりそれぞれの処理位置に配置された材料投入装置に秤量装置から材料を供給することができるので、材料供給装置全体の高さを低くすることができ、建家の建設費を安価にできる。また、複数の秤量装置と材料投入装置を有し、それぞれの貯蔵切り出し装置は複数存在するうちのいずれか一つの秤量装置に材料の切り出しを行うように定められ、各処理位置のそれぞれの材料投入装置は何れか一つの秤量装置から材料の受け入れを行うように定められているので、処理装置への材料投入を短い時間で完了することが可能となる。

本発明の材料供給装置の一例を示す図であり、（ａ）は貯蔵切り出し装置から秤量装置へ材料を切り出している状況、（ｂ）は処理位置９ａにある処理装置に材料を投入している状況を示す図である。 本発明の材料供給装置の一例を示す図であり、（ａ）は貯蔵切り出し装置から秤量装置へ材料を切り出している状況、（ｂ）は処理位置９ｂにある処理装置に材料を投入している状況を示す図である。 本発明の材料供給装置の一例を示す部分図であり、（ａ）は部分正面図、（ｂ）はＢ−Ｂ矢視図である。 本発明の材料供給装置の一例を示す図であり、（ａ）は貯蔵切り出し装置から秤量装置へ材料を切り出している状況、（ｂ）は処理位置９ａにある処理装置に材料を投入している状況を示す図である。 本発明の材料供給装置の一例を示す図であり、（ａ）は貯蔵切り出し装置から秤量装置へ材料を切り出している状況、（ｂ）は処理位置９ａにある処理装置に材料を投入している状況を示す図である。 処理装置が真空脱ガス装置である場合の実施例を示す図である。

図１、２に基づいて本発明を説明する。

本発明の材料供給装置は、材料を貯蔵し切り出すための複数の貯蔵切り出し装置２と、貯蔵切り出し装置２から切り出された材料を受容して秤量を行う秤量装置４と、秤量装置４から材料を受け入れて処理装置８に材料を投入する材料投入装置７とを有する。複数の貯蔵切り出し装置２には、それぞれ材料の銘柄ごとに材料を貯蔵し、貯蔵切り出し装置底部の切り出し手段３から貯蔵した材料を切り出すことができる。秤量装置４は、受容した材料の重量を秤量することができる。貯蔵切り出し装置２から材料を切り出しつつ秤量を行い、秤量値が目標値になったところで切り出しを停止することにより、所定量の材料を秤量装置４に受容することができる。

本発明は、処理装置８を用いた処理位置として複数の処理位置を有する場合を対象とする。図１、２に示す例では処理位置９ａと処理位置９ｂの２箇所の処理位置を有している。そして、処理位置毎に材料投入装置７を配置する。図１、２に示す例では、処理位置9ａに対応して材料投入装置７ａと材料投入装置７ｂを有し、処理位置9ｂに対応して材料投入装置７ｃと材料投入装置７ｄを有している。材料投入装置は、処理位置１セット分のみを配置して処理位置間を移動可能に設けることとしても良いが、それぞれの処理位置に材料投入装置を別個に設けることとしても良い。

本発明においては、秤量装置４として軌道６に沿って移動可能な複数の秤量装置を有する。例えば図１、２に示すように、移動装置５に搭載された秤量装置４が２基、軌道６上に移動可能に設けられ、移動装置５によって軌道上を平行移動する。２基の秤量装置をそれぞれ秤量装置４ａ、秤量装置４ｂと呼ぶ。秤量装置４が軌道６に沿って移動することにより、２以上の貯蔵切り出し装置２から材料の切り出しを受けることができる。このため、複数の貯蔵切り出し装置２は秤量装置４の軌道６と一致する直線状に配置されるか、秤量装置の軌道の近傍に配置されることとなる。図１、２に示す例では、１２槽の貯蔵切り出し装置（５ａ〜５ｌ）が直線状に配置され、該直線状の貯蔵切り出し装置の配置に即して秤量装置の軌道６が配置されている。図1、２に示す例では、貯蔵切り出し装置２は隣り合う複数の貯蔵切り出し装置が一組となり、４組の貯蔵切り出し装置群（１２ａ〜１２ｄ）を形成している。各貯蔵切り出し装置群１２に対応して秤量装置４の切り出し停止位置１０が定められ、当該切り出し停止位置１０に秤量装置４が停止しているときに、対応する切り出し装置群１２に属する各貯蔵切り出し装置２から秤量装置４に材料を切り出すことができる。図１、２に示す例では、隣り合う３基の貯蔵切り出し装置２が一組の切り出し装置群１２を形成し、合計で４組の貯蔵切り出し装置群１２それぞれから秤量装置４に材料を切り出すための４箇所の切り出し停止位置（１０ａ〜１０ｄ）が設けられる。それぞれの切り出し停止位置１０に秤量装置４を停止して対応する貯蔵切り出し装置群１２に属する貯蔵切り出し装置２から材料の切り出しを受ける。図１（ａ）においては切り出し停止位置１０ｃに秤量装置４ａが停止し、切り出し停止位置１０ｄに秤量装置４ｂが停止している。秤量装置が順次それぞれの貯蔵切り出し装置の直下に移動することにより、各材料を順次秤量装置に定量切り出しすることができる。

そして本発明の特徴として、秤量装置４が軌道６に沿って移動し、それぞれの処理位置９に対応した投入停止位置１１に停止することにより、それぞれの処理位置９に配置された材料投入装置７に秤量装置４から材料を供給することができる。このため、秤量装置４が移動する軌道６は、複数の処理位置９に配置される材料投入装置７のいずれへも材料を投入することのできる位置に配置される。また、処理位置毎に配置する材料投入装置７の基数は秤量装置４の基数と同数又はそれ以上とする。図１、２に示す例では各処理位置にそれぞれ２基の材料投入装置７が配置されている。左側の処理位置９ａに対応して材料投入装置（７ａ、７ｂ）が設けられ、右側の処理位置９ｂに対応して材料投入装置（７ｃ、７ｄ）が設けられている。また、各材料投入装置の配置位置に対応して秤量装置の投入停止位置１１が設けられる。図１に示す例では投入停止位置（１１ａ〜１１ｄ）に秤量装置４が停止すると材料投入装置（７ａ〜７ｄ）のそれぞれに材料を投入することができる。また、図１に示す例では、４箇所の切り出し停止位置（１０ａ〜１０ｄ）と４箇所の投入停止位置（１１ａ〜１１ｄ）が一致している。

従来、共通の材料供給装置から２箇所の処理位置に材料を供給しようとする場合、２箇所へ分岐する投入シュート、あるいは旋回シュートを用いて材料供給先を振り分けていた。投入シュートの角度を安息角より急にする必要があるため、振り分け距離に応じて材料供給装置全体の高さを高くする必要があり、装置を設置する建家の建設費が高額となる問題があった。それに対して本発明は、秤量装置を水平方向に移動することによって複数の処理位置のいずれにも材料を供給することができるので、材料供給装置全体の高さを低くすることができ、建家の建設費を安価にできるという効果を奏する。

本発明においてはまた、複数の秤量装置が同時に切り出しを受ける場合、それぞれの貯蔵切り出し装置２は複数存在するうちのいずれか一つの秤量装置４に材料の切り出しを行うように定められていることを特徴とする。図１、２に示す例においては、２つの秤量装置（４ａ、４ｂ）を有しており、また１２基の貯蔵切り出し装置は４組の貯蔵切り出し装置群（１２ａ〜１２ｄ）に分けられている。そして、貯蔵切り出し装置群１２ａと１２ｂに属する貯蔵切り出し装置は秤量装置４ａに材料の切り出しを行うように定められ、貯蔵切り出し装置群１２ｃと１２ｄに属する貯蔵切り出し装置は秤量装置４ｂに材料の切り出しを行うように定められている。例えば、秤量装置４ａの秤量上限重量を４トンとし、秤量装置４ｂの秤量上限重量を１トンとする。秤量上限重量が少ないほど、高い秤量精度を実現することができる。秤量装置４ａと組み合わされた貯蔵切り出し装置については１回あたりの投入量が比較的多い材料を割り当て、秤量装置４ｂと組み合わされた貯蔵切り出し装置については１回あたりの投入量が少なく投入量精度として高い精度が要求される材料を割り当てると好ましい。また、貯蔵切り出し装置は、例えば秤量装置４ａに割り当てる貯蔵切り出し装置は１２ａと１２ｂのように秤量装置４ａの側に固めると良い。そうすることにより、秤量指示は通常４ａと秤量装置４ｂに同時に行われるので、秤量装置４ａ用と秤量装置４ｂ用の貯蔵切り出し装置のエリアを分けることにより、秤量中の秤量装置４ａと秤量装置４ｂとの干渉が回避できる。

本発明においてはさらに、処理位置９毎に配置する材料投入装置７の基数は秤量装置４の基数と同数又はそれ以上とし、各処理位置９のそれぞれの材料投入装置７は何れか一つの秤量装置４から材料の受け入れを行うように定められていると好ましい。図１に示す例では、処理位置９ａに対応して材料投入装置７ａ、７ｂが配置され、処理位置９ｂに対応して材料投入装置７ｃ、７ｄが配置されている。そして、秤量装置４ａは処理位置９ａについては材料投入装置７ａ、処理位置９ｂについては材料投入装置７ｃにそれぞれ材料の投入を行うように定められている。一方秤量装置４ｂは処理位置９ａについては材料投入装置７ｂ、処理位置９ｂについては材料投入装置７ｄにそれぞれ材料の投入を行うように定められている。このように定めることにより、例えば処理位置９ａにおいて、秤量装置４ａと秤量装置４ｂとから同時に材料を処理装置８ａに投入することが可能となり、材料投入に要する時間を短縮することが可能となる。

本発明においては、図１、２に示すように、秤量装置４の同一の切り出し停止位置１０において、複数の貯蔵切り出し装置２からの材料切り出しを受けることができることとすると良い。図１、２に示す例では、例えば材料切り出しを受けるための秤量装置の切り出し停止位置１０ａにおいて、３槽の貯蔵切り出し装置（２ａ〜２ｃ）からの材料切り出しを受けることができる。まずＮｏ．１貯蔵切り出し装置２ａから材料を切り出しながら秤量することで定量の材料を秤量装置４ａに切り出し、その上にＮｏ．２貯蔵切り出し装置２ｂから材料を切り出しながら秤量することで２番目の材料を秤量装置４ａに切り出す。Ｎｏ．１〜３貯蔵切り出し装置（２ａ〜２ｃ）からの材料切り出しを完了したら秤量装置４ａをもう一箇所の切り出し停止位置１０ｂに移動し、同じようにＮｏ．４〜６貯蔵切り出し装置（２ｄ〜２ｆ）から材料を切り出す。このように、秤量装置を１箇所に停止したままで複数の材料を定量切り出しすることができるので、秤量装置の移動と停止に要する時間を短縮でき、多種の材料を迅速に切り出すことが可能となる。さらに図３に示すように、貯蔵切り出し装置２を秤量装置４の移動方向に対して直角方向に複数配置しても良い。これにより、１箇所の切り出し停止位置において切り出すことのできる貯蔵切り出し装置の数をさらに増やすことができる。図３に示す例では、貯蔵切り出し装置２の切り出し手段３として振動フィーダーを用い、振動フィーダーの材料移動方向を秤量装置４の方向に向けている。もちろん、図４に示すように、貯蔵切り出し装置２ごとに切り出し停止位置１０を設け、ひとつひとつの貯蔵切り出し装置２から順次材料の切り出しを受けることとしても良い。

本発明においてはさらに、秤量装置４から材料投入装置７に材料を投入するための秤量装置の投入停止位置１１が、貯蔵切り出し装置２から秤量装置４へ材料を切り出すための秤量装置の切り出し停止位置１０と一致していると良い。図１、２に示す例では、２箇所の処理位置（９ａ、９ｂ）を有し、それぞれの処理位置に対応して合計で４組の材料投入装置（７ａ〜７ｄ）を有し、それぞれの材料投入装置に対応して４箇所の投入停止位置（１１ａ〜１１ｄ）を有している。また、材料切り出しを受けるための秤量装置の切り出し停止位置は４箇所（１０ａ〜１０ｄ）である。そして、４箇所の切り出し停止位置（１０ａ〜１０ｄ）はそれぞれ４箇所の投入停止位置（１１ａ〜１１ｄ）と一致している。

図１に示す例では、現在左側の処理位置９ａで処理装置８ａが稼働している。図１（ａ）に示すように、秤量装置４ａを停止位置１０ｂで停止して貯蔵切り出し装置群１２ｃに属する貯蔵切り出し装置から材料を切り出す。次に図１（ｂ）に示すように切り出し停止位置１０ａで貯蔵切り出し装置群１２ａに属する貯蔵切り出し装置から材料を切り出す。この位置は切り出し停止位置１０ａと投入停止位置１１ａが一致している。そのためその後、秤量装置４ａを移動することなく即座に、秤量装置４ａから材料を材料投入装置７ａに受け入れ、処理装置８ａに投入することが可能となる。

図２に示す例では、現在右側の処理位置９ｂで処理装置８ｂが稼働している。図２（ａ）に示すように、秤量装置４ｂを切り出し停止位置１０ｃで停止して貯蔵切り出し装置群１２ｃに属する貯蔵切り出し装置から材料を切り出す。次に図２（ｂ）に示すように切り出し停止位置１０ｄで貯蔵切り出し装置群１２ｄに属する貯蔵切り出し装置から材料を切り出す。この位置は切り出し停止位置１０ｄと投入停止位置１１ｄが一致している。そのためその後、秤量装置４ｂを移動することなく即座に、秤量装置４ｂから材料を材料投入装置７ｃに受け入れ、処理装置８ｂに投入することが可能となる。

もちろん、図５に示すように、投入停止位置１０と切り出し停止位置１１が一致していなくても本発明を適用することができる。貯蔵切り出し装置２の数が多く、切り出し停止位置１０の両端間の距離が、投入停止位置１１の両端間の距離よりも長くせざるを得ないような配置では、投入停止位置１０と切り出し停止位置１１とを一致させずに装置を配置することとなる。図５に示す例では、合計１５基の貯蔵切り出し装置（２ａ〜２ｏ）が５群の貯蔵切り出し装置群（１２ａ〜１２ｅ）として配置されており、５箇所の切り出し停止位置（１０ａ〜１０ｅ）が定められている。一方、２箇所の処理位置（９ａ、９ｂ）に対応して４箇所の投入停止位置（１１ａ〜１１ｄ）が定められているが、切り出し停止位置とは一致していない。図５（ａ）に示すように各切り出し停止位置１０に秤量装置４を停止して材料の切り出しを受けた後、図５（ｂ）に示すように秤量装置（４ａ、４ｂ）をそれぞれ投入停止位置（１１ａ、１１ｂ）に停止し、材料投入装置（７ａ、７ｂ）を経由して材料を処理装置８ａに投入する。

処理装置がＲＨ真空脱ガス装置のように減圧装置である場合は、材料投入装置として、二重のバルブを有する減圧投入装置を用いる必要がある。例えば図６に示す例では、減圧タンク２１の上端に上バルブ２２、下端に下バルブ２３を有している。まず図６の材料投入装置７ａに示すように下バルブ２３ａを閉じ上バルブ２２ａを開いて減圧タンク２２ａ内に材料を投入する。ついで図６の材料投入装置７ｂに示すように上バルブ２２ｂを閉じて減圧タンク２１ｂ内を減圧して処理装置内と同じ圧力とし、その後下バルブ２３ｂを開いて減圧タンク２１ｂから材料を処理装置内に投入する。

２ 貯蔵切り出し装置
３ 切り出し手段
４ 秤量装置
５ 移動装置
６ 軌道
７ 材料投入装置
８ 処理装置
９ 処理位置
１０ 切り出し停止位置
１１ 投入停止位置
１２ 貯蔵切り出し装置群
２１ 減圧タンク
２２ 上バルブ
２３ 下バルブ

Claims (4)

1. 処理装置に複数の材料を供給する材料供給装置であって、材料を貯蔵し切り出すための複数の貯蔵切り出し装置と、貯蔵切り出し装置から切り出された材料を受容して秤量を行う秤量装置と、秤量装置から材料を受け入れて処理装置に材料を投入する材料投入装置とを有し、
   処理装置を用いた処理位置として複数の処理位置を有し、前記処理位置毎に前記材料投入装置を配置することができ、
   前記秤量装置として軌道に沿って移動可能な複数の秤量装置を有し、秤量装置が軌道に沿って移動することにより２以上の貯蔵切り出し装置から材料の切り出しを受けることができ、それぞれの貯蔵切り出し装置は複数存在する秤量装置に同時に切り出す場合、そのうちのいずれか一つの秤量装置に材料の切り出しを行うように定められ、
   前記処理位置毎に配置する材料投入装置の基数は前記秤量装置の基数と同数又はそれ以上とし、前記秤量装置は軌道に沿って移動することによりそれぞれの処理位置に配置された材料投入装置に秤量装置から材料を供給することができることを特徴とする材料供給装置。
2. 各処理位置のそれぞれの材料投入装置は何れか一つの秤量装置から材料の受け入れを行うように定められていることを特徴とする請求項１に記載の材料供給装置。
3. 秤量装置の同一の切り出し停止位置において、複数の貯蔵切り出し装置からの材料切り出しを受けることができることを特徴とする請求項１又は２に記載の材料供給装置。
4. 秤量装置から材料投入装置に材料を投入するための秤量装置の投入停止位置が、貯蔵切り出し装置から秤量装置へ材料を切り出すための秤量装置の切り出し停止位置と一致していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の材料供給装置。

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