JP6951998B2 - 焼結機のパレット台車用グレートバー - Google Patents

Description

本発明は、焼結機のパレット台車用グレートバーに関する。

従来の焼結機のパレット台車用グレートバー（以下、単に「グレートバー」という）はHi-Cr鋳鉄を材料としたものであり、このようなグレートバーを備えたパレット台車で鉄鉱石粉を焼結する際には、グレートバーを保護するため、一度焼結した焼結鉱成品（鉄鉱石）を床敷鉱として焼結パレット上に一定の厚さに敷き詰めていた。

床敷鉱を用いる場合、床敷鉱の製造及びラインに使用するベルトコンベヤーの配置が必要である上、焼結鉱成品の歩留りが低下する原因にもなっていた。
また、床敷鉱を敷き詰めていても、グレートバーの頂部は特に高温となるためグレートバーが破損しやすく、破損したグレートバーが落下して焼結鉱成品コンベヤーのベルトが裂けるといった二次被害の発生を防ぐことが求められていた。

これらの問題に対して、特許文献１や２においては、金属製のグレートバー本体の頂部に陶製部材を嵌め込んだ構成のグレートバーが提案されている。

特開昭59-212681号公報 実公昭62-38226号公報

特許文献１、２に提案されている金属製のグレートバー本体の頂部のみに陶製部材を嵌め込んだ構成の場合、金属部材と陶製部材との間の熱膨張率の差から、陶製部材の脱落や割れが生ずる懸念があった。

本発明は、かかる課題を解決するものであり、破損しにくく陶製部材の脱落や割れが生じにくい焼結機のパレット台車用グレートバーを提供することを目的としている。

陶製部材は耐熱性・耐摩耗性が高く、グレートバー全体を陶製部材で形成すればこれらの点では優れた性質を有することになるが、陶製部材は衝撃によって割れやすいという欠点がある。
この欠点を補うべく鋭意検討した結果、衝撃による割れを防ぐ目的で金属製の芯部材を内部に備え、且つ、その体積を陶製の外被部よりも小さくすることで、両者の体積比が逆である場合に比してグレートバーの全体積に対する金属部材の熱膨張・収縮により増減する体積の割合が減少し、金属部材の熱膨張・収縮に起因する陶製部材の脱落や割れを防止することができるとの知見を得た。
本発明はかかる知見に基づくものであり、具体的には以下の構成を備えている。

（１）本発明に係る焼結機のパレット台車用グレートバーは、焼結機のパレット台車の支持部上に並列配置することにより火格子を形成するためのものであって、
金属製の芯部材と、該芯部材の外側を覆う陶製の外被部とを備え、前記外被部の体積よりも前記芯部材の体積が小さく設定されていることを特徴とするものである。

（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記パレット台車の前記支持部との接触部分において前記芯部材が前記外被部から露出しており、前記芯部材が前記パレット台車の支持部と接触するよう構成されていることを特徴とするものである。

（３）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記芯部材の長手方向における少なくとも一部は、前記長手方向に直交する断面において上面、正面及び背面の三面が前記外被部で覆われていることを特徴とするものである。

本発明に係る焼結機のパレット台車用グレートバーは、金属製の芯部材と、該芯部材の外側を覆う陶製の外被部とを備えることで、衝撃による外被部の割れを防ぐことができる。
これにより、床敷鉱が不要となり、床敷鉱用のラインが不要となることでランニングコストの低減、設備費の低減、焼結鉱成品歩留りの向上といった効果が得られるだけでなく、高温環境に起因するグレートバーの破損が防止され、グレートバーの落下により焼結鉱成品コンベヤーのベルトが裂けるなどの二次被害を防ぐことが可能となる。
また、外被部の体積よりも前記芯部材の体積が小さく設定されていることで、グレートバーの全体積に対する金属製の芯部材の熱膨張・収縮により増減する体積の割合が減少し、前記芯部材の熱膨張・収縮に起因する陶製の外被部の脱落や割れを防止することができる。

本発明の実施の形態におけるグレートバーの正面図である。 図１の矢視Ａ−Ａ断面図である。 本発明の実施の形態におけるグレートバーの平面図である。 本発明の実施の形態におけるグレートバーの側面図である。 図１のグレートバーをパレット台車の支持部に載置した状態の説明図である。 図１のグレートバーを、複数並べてパレット台車の支持部に載置した状態の平面図である。 図１のグレートバーを、複数並べてパレット台車の支持部に載置した状態の側面図である。

本発明の一実施の形態に係る焼結機のパレット台車用グレートバー１（以下、単に「グレートバー１」という）は、焼結機のパレット台車の支持部（図５参照）上に並列配置（図６参照）することにより火格子を形成するためのものであって、図１〜４に示すように、金属製の芯部材５と、芯部材５の外側を覆う陶製の外被部７とを備えて構成されている。
本実施形態においては、パレット台車の支持部は、パレット台車上に設けられた支持部材３と、該支持部材３とグレートバー１との間に介在する断熱部材４とを備えている。断熱部材４は、グレートバー１上の焼結鉱から発せられる熱が支持部材３に直接伝えられて支持部材３が破損することを防止する機能を有する。
支持部材３はフランジが短いＨ型鋼状の形状を有しており、パレット台車上には、パレット台車の長手方向（パレット台車の進行方向に直交する方向）に沿ってこの支持部材３が並列に立設されている。
それぞれのグレートバー１は隣り合う支持部の間に架け渡され、パレット台車の底面を形成するように多数のグレートバー１がパレット台車の支持部上に並列配置されている。

＜外被部＞
外被部７は、陶製（セラミック製）であり、その長手方向の中央部における長手方向に直交する断面を見ると理解されるように（図２参照）、芯部材５の全周面を覆っている。
陶製部材は耐熱性・耐摩耗性が高いため、外被部７を陶製部材で形成することで、金属製のグレートバーの場合に必要とされた床敷鉱が必要なくなることから床敷鉱用のラインが不要となり、また焼結鉱製品の歩留まりも向上する。芯部材５を高温環境から保護するため、外被部７のうち芯部材５の上面よりも上の部分の高さ方向の寸法は２０〜３０ｍｍ程度としておくことが好ましい。
また、陶製の外被部７が金属製の芯部材５を覆うことで、芯部材５の温度変化が抑えられて熱膨張・収縮が比較的少なくなり、芯部材５が外被部７から脱落することもない。

外被部７の両側面には、外方に若干突出する凸部９が設けられている（図３参照）。これは、複数のグレートバー１を並べて載置した際に、図６に示すように、隣接するグレートバー１との隙間Ｓを設けるためである。なお、図６の状態を側面からみた状態を図７に示す。

＜芯部材＞
芯部材５は鋼等の金属製であり、芯部材５を配設することで、衝撃による外被部７の割れを防ぐことができる。
芯部材５は、図１において斜線で示すように、外被部７の長手方向全長に亘って配設され、両端部が隣り合う支持部上に載せられるよう構成されているため、外被部７の上に焼結鉱が載せられた状態においてグレートバー１に作用する曲げ荷重を支える梁として機能する。即ち、芯部材５は、陶製部材である外被部７が曲げ荷重によって割れることを防止する効果を奏する。

芯部材５の体積は、外被部７の体積よりも小さく設定されている。芯部材５の体積を陶製の外被部７よりも小さくすることで、両者の体積比が逆である場合に比してグレートバー１の全体積に対する芯部材５の熱膨張・収縮により増減する体積の割合が減少し、金属製の芯部材５の熱膨張・収縮に起因する陶製の外被部７の脱落や割れを防止することができる。

なお、芯部材５は、その両端部を含む支持部との接触部分が外被部７から露出しており、図５に示すように、グレートバー１をパレット台車の支持部３に載置したときに、芯部材５が前記パレット台車の支持部と接触するようになっている。
これにより、陶製の外被部７のみがパレット台車の支持部に接触する場合に比較して外被部７が損傷し難くなっている。
本発明における支持部との接触部分とは、グレートバー１の両端部下面のように常時支持部と接触する部分のみならず、グレートバー１と支持部との間の遊びによって支持部と常に接触はしていないが接触する可能性のある部分をも含むものである。後者の接触部分には、例えば、グレートバー１の両端下部にそれぞれ設けられたＬ字型部分の上面、即ち、パレット台車が焼結鉱排出後に天地逆転した状態で移送される際に支持部（詳細には、図５の状態における支持部の下面）と接触する部分等も含まれる。
なお、芯部材５は外被部７よりも突出させてもよいし、芯部材５と外被部７がほぼ面一であってもよく、グレートバー１を支持部に載置した際に、芯部材５が支持部に接触し、外被部７にパレット台車側から局所的な力が作用しないようにすればよいが、長期にわたる支持部との接触による摩耗等を考慮すると、芯部材５は外被部７よりも突出させておくことが好ましい。

芯部材５は、図２に示すように、その長手方向に直交する断面が設置状態で上下方向に長い縦長の形状をしている。このような形状にすることで、縦方向の荷重（曲げ荷重）に対する剛性が高くなり、焼結鉱による荷重が作用した際の変形を小さくして、外被部７の破損を防止するという芯部材５としての機能をより発揮することができる。

なお、本実施の形態のグレートバー１の製造方法を概説すると以下の通りである。
陶製グレートバーを成型する際に、芯部材５と同じ形状の気化材（高温での焼成の際に気化し、グレートバー内部に空洞を生じる部材）を内部に入れ込んでおく。これにより、芯部材５が入る部分に空洞が形成された陶製の外被部７を形成することができる。
陶製グレートバーの外被部７が形成された後、気化材によって形成された空洞部分に芯部材５を挿入する。

以上のように構成された本実施の形態のグレートバー１においては、金属製の芯部材５と、芯部材５の外側を覆う陶製の外被部７とを備えることで、衝撃による外被部７の割れを防ぐことができる。
また、外被部７の体積よりも芯部材５の体積が小さく設定されていることで、グレートバー１の全体積に対する金属製の芯部材５の熱膨張・収縮により増減する体積の割合が減少し、芯部材５の熱膨張・収縮に起因する陶製の外被部７の脱落や割れを防止することができる。
さらに、グレートバー１をパレット台車の支持部３に載置したときに、金属製の芯部材５がパレット台車の支持部３と接触するようになっているので、陶製の外被部７のみが支持部３に接触する場合に比較して外被部７が損傷し難くなっている。

なお、本実施の形態では、図２に示すように、グレートバー１の長手方向中央部では、芯部材５の全周を外被部７が覆うようにしているが、長手方向に直交する断面において上面、正面及び背面の三面が外被部７で覆われているように構成してもよい。
これらの三面が外被部７で覆われていれば、芯部材５への熱伝達を抑制することができ、芯部材５の膨張による割れの危険性を小さくできるという効果は得られる。

１ パレット台車用グレートバー
３ 支持部
５ 芯部材
７ 外被部
９ 凸部
Ｓ 隙間

Claims (3)

1. 焼結機のパレット台車の支持部上に並列配置することにより火格子を形成するためのグレートバーであって、
   金属製の芯部材と、該芯部材の外側を覆う陶製の外被部とを備え、
   前記外被部の体積よりも前記芯部材の体積が小さく設定され、
   前記芯部材は、両端部が隣り合う前記支持部上に載せられるよう構成され、前記外被部の上に焼結鉱が載せられた状態において前記グレートバーに作用する曲げ荷重を支える梁として機能することを特徴とする焼結機のパレット台車用グレートバー。
2. 前記パレット台車の前記支持部との接触部分において前記芯部材が前記外被部から露出しており、前記芯部材が前記パレット台車の前記支持部と接触するよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載の焼結機のパレット台車用グレートバー。
3. 前記芯部材の長手方向における少なくとも一部は、前記長手方向に直交する断面において上面、正面及び背面の三面が前記外被部で覆われていることを特徴とする請求項１又は２に記載の焼結機のパレット台車用グレートバー。

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