JP6398600B2

JP6398600B2 - 貯蔵槽内固化物破砕装置

Info

Publication number: JP6398600B2
Application number: JP2014215457A
Authority: JP
Inventors: 貴広佐々木; 晃久宮崎; 厚彦酒井; 大山　浩一; 浩一大山; 和治山田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2014-10-22
Filing date: 2014-10-22
Publication date: 2018-10-03
Anticipated expiration: 2034-10-22
Also published as: JP2016078932A

Description

本発明は、貯蔵槽に貯蔵されている粉体が固着してできた固化物を破砕するための貯蔵槽内固化物破砕装置に関する。

鉄鋼業の製銑工程やセメント製造工程など多量の粉体を取り扱うプロセスでは、粉体を一時的に貯蔵する必要から、ホッパーやサイロなどの貯蔵槽が使用される。
貯蔵槽の内壁付近の粉体は、粉体圧により内壁に押し付けられ、粉体粒子と壁面との摩擦が大きくなり滑りにくくなる。そのため、図４に示すように、排出口の真上の粉体（排出層）だけが先に排出される。そして、排出層周辺の上部の粉体から徐々に崩れ、流下していく。このような流れを「ファネル（ファンネル）フロー」と呼んでいる。ファネルフローでは、貯蔵槽下部のテーパー部に粉体の残留層が形成される。残留層は、新しい粉体に入れ替わることがないため、粉体が固着した固化層を形成する。

貯蔵槽内に形成された固化層が成長してくると、貯蔵槽の貯蔵能力が低下すると共に、貯蔵槽内の粉体を安定的に定量切出しすることが困難となり、生産工程に悪影響を及ぼす場合がある。そのため、貯蔵槽内に足場を組んで十分な安全対策を施したうえで、スコップやブレーカー等を用いて人力による固化物除去作業が行われてきた。しかし、人力による固化物除去作業は多くの労力と時間を費やすため、短時間で効率的に貯蔵槽内固化物を除去する方法が望まれていた。

そこで、特許文献１では、貯蔵槽底部の壁を貫通するエア吹き込み用のパイプを設け、エア吹き込み用のパイプ先端のエア噴出口から噴出するエアの衝撃により粉粒体（粉体）の固化を防止し、粉粒体を容易に排出する装置の発明が開示されている。
また、特許文献２では、貯蔵槽の内壁に沿って下方に延びるかき落し治具を上下動させることで貯蔵槽の内壁に付着した粉粒体を容易に排出する装置の発明が開示されている。

実用新案登録第３１２１１８３号公報実開昭５３−１２１６８４号公報

しかしながら、特許文献１や特許文献２に記載されている装置の場合、エアの吹き込み箇所やかき落し治具の周囲における粉体の固化を防止することはできるが、貯蔵槽全域に亘る粉体の固化防止は困難である。仮に、貯蔵槽全域に亘ってエア吹き込み用のパイプやかき落し治具を設けた場合、かえって貯蔵量の減少を招くことになる。

近年の鉄鉱石は、篩目０．５ｍｍアンダーの粒子が２０質量％以上と微粉が多い。また、水分も３質量％以上であるものが多く、貯蔵槽内で固化しやすい。このような鉄鉱石を貯蔵する貯蔵槽に、特許文献１や特許文献２に記載されている装置を適用すると、エア吹き込み箇所やかき落し箇所と異なる部位で鉄鉱石の固化が起こり、次第にエア吹き込み箇所やかき落し箇所を囲うように鉄鉱石の固化が進行する。一旦固化した鉄鉱石は、エア吹き込み箇所やかき落し箇所を変更しても、その除去が困難であり、貯蔵槽の貯蔵能力を回復することは容易ではない。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、貯蔵槽全域に亘る粉体の固化を防止して、貯蔵槽の貯蔵能力を高位に維持することが可能な貯蔵槽内固化物破砕装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、篩目０．５ｍｍアンダーの粒子を２０質量％以上含む鉄鉱石の粉体が貯蔵されている貯蔵槽内に吊り下げられ、前記粉体が固着してできた固化物を破砕する装置であって、
前記固化物を打撃して破砕するエアブレーカーと、前記エアブレーカーに搭載された錘と、前記エアブレーカーを懸吊する懸吊手段とを備えることを特徴としている。

本発明では、エアブレーカーを懸吊する懸吊手段により貯蔵槽内の任意の位置にエアブレーカーを移動させて当該位置の固化物を破砕することができるだけでなく、作業者が貯蔵槽内に立ち入らず遠隔操作により固化物を破砕するので、貯蔵槽内に足場等を組む必要がなく短時間で効率的に固化物を除去することができる。

また、本発明に係る貯蔵槽内固化物破砕装置では、前記懸吊手段は、前記エアブレーカーから放射状に延びる３本以上の線材と、前記各線材を巻き取る巻取り装置とを備えていてもよい。

当該構成では、エアブレーカーから放射状に延びる各線材の長さを巻取り装置で調節することで、貯蔵槽内の任意の位置にエアブレーカーを容易に移動させることができる。

本発明に係る貯蔵槽内固化物破砕装置では、エアブレーカーを懸吊する懸吊手段により貯蔵槽内の任意の位置にエアブレーカーを移動させて当該位置の固化物を破砕するので、貯蔵槽全域に亘る粉体の固化を防止して、貯蔵槽の貯蔵能力を高位に維持することができる。

本発明の一実施の形態に係る貯蔵槽内固化物破砕装置を構成するエアブレーカー及び錘の模式図である。貯蔵槽内に吊り下げられた同貯蔵槽内固化物破砕装置を側方から見た断面図である。貯蔵槽内に吊り下げられた同貯蔵槽内固化物破砕装置を上方から見た平面図である。貯蔵槽内で発生するファネルフローの概念図である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。

本発明の一実施の形態に係る貯蔵槽内固化物破砕装置１０は、貯蔵槽２０に貯蔵されている粉体が固着してできた固化物２１を破砕するエアブレーカー１１と、エアブレーカー１１に搭載された錘１２と、エアブレーカー１１を懸吊する懸吊手段１３とを備えている（図１〜図３参照）。
なお、貯蔵槽内固化物破砕装置１０が内部に吊り下げられる貯蔵槽２０の大きさとしては、幅１ｍ〜１０ｍ程度、最頂部から排出口２２までの高さ３ｍ〜２０ｍ程度である。貯蔵槽２０へ粉体を供給する装置（図示せず）が貯蔵槽２０の最上部に連結されるため、貯蔵槽２０は密閉されておらず、上面が大気に開放されている。従って、貯蔵槽２０内の粉体は、降雨や大気中の水分を吸収して固着しやすい。

エアブレーカー１１は、配管１８を介してブレーカー本体１６内に送給される圧縮空気等の圧縮気体の圧力で、ブレーカー本体１６内部に設けられたピストン（図示省略）を駆動し、このピストンがブレーカー本体１６の先端側に設けられたチゼル１７を打撃することによりチゼル１７が往復動し、チゼル１７の先端部が固化物２１を打撃して破砕する。

チゼル１７を垂直に維持して打撃方向がずれるのを防止し、且つ打撃による反作用に抗するため、錘１２がエアブレーカー１１の後端部に搭載されている。
なお、エアブレーカー１１は、その駆動力をチゼル１７に与える構造となっているので、エアブレーカー１１が錘１２を備えることによる質量の増加は、固化物２１を破砕するための打撃力には殆ど影響を与えない。

懸吊手段１３は、エアブレーカー１１から放射状に延びる３本以上の線材１４（本実施の形態では４本）と、各線材１４を巻き取る巻取り装置１５（本実施の形態では４台）とを備えている。線材１４と線材１４の間の角度はほぼ均等とされている。
線材１４にはワイヤーやチェーンなどを使用することができる。線材１４がエアブレーカー１１から放射状に３本以上延びていればエアブレーカー１１の位置決めを行うことができる。線材１４を４本以上とすると、より容易にエアブレーカー１１の位置決めを行うことができる。また、線材１４を５本以上として、４本を位置決めに使用し、残部の線材１４を、線材１４切断時の補完用としてもよい。
巻取り装置１５は、線材１４がエアブレーカー１１から放射状に延びるように、貯蔵槽２０の頂部の各コーナー部に設置されている（図２及び図３参照）。

次に、本実施の形態に係る貯蔵槽内固化物破砕装置１０を用いて貯蔵槽２０内の固化物２１を破砕する方法について説明する。
（１）貯蔵槽２０を上方から見て、各線材１４がエアブレーカー１１から放射状に延びるように、貯蔵槽２０の頂部に巻取り装置１５を設置する。巻取り装置１５の数は、線材１４の数に合わせて３台以上とする。
（２）エアブレーカー１１の後端部に搭載されている錘１２に、各線材１４の始端部を取り付ける。

（３）各巻取り装置１５を作動させて、貯蔵槽２０内の所定の位置にエアブレーカー１１を移動させる。
（４）配管１８を介してエアブレーカー１１に圧縮気体を送給し、エアブレーカー１１直下の固化物２１を破砕する。

（５）上記作業が終了すると、各巻取り装置１５を作動させて他の位置にエアブレーカー１１を移動させ、（４）の作業を行う。

以上、本発明の一実施の形態について説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。

鉄鋼業の製銑工程に使用される原料槽（貯蔵槽）内の付着物（固化物）除去作業に、本発明の一実施の形態に係る貯蔵槽内固化物破砕装置を適用した。原料槽の寸法は、７，０００ｍｍ×７，０００ｍｍ×１２,７００ｍｍである。
原料槽に貯蔵している原料は、篩目０．５ｍｍアンダーの粒子が２０質量％以上、含有水分が３質量％以上の粉体である。
エアブレーカーの動力源は圧縮空気とし、３０馬力の定格出力を有するエアブレーカーを使用した。錘の重量は５０ｋｇ、ワイヤー（線材）の本数は４本とした。

その結果、従来、作業人員が８名で７時間程度かかっていた付着物除去作業が、作業人員４名で約３．５時間で完了した。

１０：貯蔵槽内固化物破砕装置、１１：エアブレーカー、１２：錘、１３：懸吊手段、１４：線材、１５：巻取り装置、１６：ブレーカー本体、１７：チゼル、１８：配管、２０：貯蔵槽、２１：固化物、２２：排出口

Claims

篩目０．５ｍｍアンダーの粒子を２０質量％以上含む鉄鉱石の粉体が貯蔵されている貯蔵槽内に吊り下げられ、前記粉体が固着してできた固化物を破砕する装置であって、
前記固化物を打撃して破砕するエアブレーカーと、前記エアブレーカーに搭載された錘と、前記エアブレーカーを懸吊する懸吊手段とを備えることを特徴とする貯蔵槽内固化物破砕装置。
請求項１記載の貯蔵槽内固化物破砕装置において、前記懸吊手段は、前記エアブレーカーから放射状に延びる３本以上の線材と、前記各線材を巻き取る巻取り装置とを備えることを特徴とする貯蔵槽内固化物破砕装置。