JPH1159866A - 原料供給ホッパーおよびその原料切出制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大塊の鉄鉱石のような重い原料でもベルトフ
ィーダの搬送ベルトに衝撃を与えることの少ない原料供
給ホッパーを提供する。 【解決手段】 原料供給ホッパー１のホッパー本体１ａ
の原料排出口１ｏ付近に設けた開閉自在な開閉部材２
ｂ，２ｂを有するカットオフゲート２を、原料供給ホッ
パー１内に鉄鉱石が存在しないという原料低レベル計１
２からの空荷信号に基づいて閉じると共に、原料低レベ
ル計１２からの信号により原料供給ホッパー１内の鉄鉱
石量が予め設定した低レベルになったことが認識される
と共に、ベルトフィーダ３上に鉄鉱石が存在しないとい
う原料検出器１３からの原料零信号に基づいて開く構成
とすれば、原料投入コンベヤ５から投入された鉄鉱石が
直にベルトフィーダ３上に落下することがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に破砕機の上流
側のベルトフィーダーに破砕すべき大塊の原料を供給す
る原料供給ホッパーおよびその原料切出制御方法の技術
分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】破砕設備においては、破砕機にその能力
以上の原料を供給すると、過負荷になって破砕機が停止
したり、また破砕機から原料がオーバーフローするため
に、殆どの破砕設備では破砕機の上流側に原料を定量的
に切出す定量切出装置が設けられており、原料の粒度変
化等によって破砕機が過負荷になれば切出量を減らすか
または切出しを停止するようにしているが、これらは手
動あるいは自動で行われている。そのため、殆どの破砕
設備では定量切出装置の上側に破砕機への原料の供給量
の変動を吸収するために原料供給ホッパーが配置されて
いる。このような定量切出装置は取り扱う原料の性状に
よって、おおよそ下記に説明するような種類に大別する
ことができる。

【０００３】原料供給ホッパーの下方位置に配設されて
いるベルトフィーダの搬送ベルトの搬送速度を変化させ
て原料の供給量を変えるベルトフィーダー方式（従来例
１）と呼ばれる定量切出装置、原料供給ホッパーの下方
位置に配設されている回転テーブル（テーブルの回転中
心とホッパーの中心とが同心のものと偏心しているもの
とがある。）の回転を変化させて原料の供給量を変える
回転テーブル方式（従来例２）と呼ばれる定量切出装
置、原料供給ホッパーの下方位置に配設されているレー
ル上を往復動するプレートの往復速度を変化させて原料
の供給量を変えるプレートフィーダー方式（従来例３）
と呼ばれる定量切出装置、原料供給ホッパーの下方位置
に配設されている振動フィーダーの振動数や振幅を変化
させて原料の供給量を変える振動フィーダー方式（従来
例４）と呼ばれる定量切出装置、およびキャタピラー式
の搬送ベルトの搬送速度を変化させて原料の供給量を変
えるキャタピラー方式（従来例５）と呼ばれる定量切出
装置等である。

【０００４】上記従来例１乃至５に係る定量切出装置は
それなりに有用であるが、それぞれ後述するとおり、一
長一短がある。以下、従来例１乃至５を、(1) 定量切出
し精度、(2) 吹出し・こぼれ、(3) 投資額の大小、(4)
保守の難易度、および(5) 耐衝撃性の五つの評価項目に
ついて対比して、表１に示す。

【０００５】

【表１】 上記表１から良く理解されるように、優れている評価項
目が最も多いのは、従来例１（ベルトフィーダー方式）
であり、唯一劣るのは(5) の耐衝撃性である。勿論、耐
衝撃性が劣っていても問題にならない原料もある。しか
しながら、原料が大塊であって、しかも重い鉄鉱石であ
る場合には、ベルトフィーダーの搬送ベルトの寿命が短
いので、定量切出し精度を犠牲にして従来例４（振動フ
ィーダー方式）を採用したり、あるいは投資額と保守性
と吹出し・こぼれ（落鉱）を犠牲にして従来例３（プレ
ートフィーダー方式）や従来例５（キャタピラー方式）
を採用するのが実情であった。

【０００６】ところで、この従来例１の唯一の欠点であ
る耐衝撃性を改善するかあるいは原料供給ホッパーに原
料の落下に起因する衝撃を緩和する衝撃吸収手段を設け
れば、極めて優れたベルトフィーダー方式の定量切出装
置を具現することができる。原料の落下に起因する衝撃
を吸収し得るようにしたものとしては、例えば実開昭６
２−２３２３６号公報（サイロ等の材料移送工程におけ
る衝撃吸収装置）が公知である。以下、この従来例６の
概要を、その縦断側面図の図４（ａ）と、図４（ａ）の
Ｂ−Ｂ線断面図の図４（ｂ）と、図４（ａ）のＣ−Ｃ線
断面図の図４（ｃ）とを参照しながら、同明細書に記載
されている同一名称ならびに同一符号を以て説明する。

【０００７】これら図４（ａ）〜（ｃ）に示されている
ものは、滞留部４の底をほぼＶ形にし、その下縁沿いに
原料に相当する材料の一粒ずつが通り抜けられる程度の
幅のスリットを開口６（スリットの幅は移送すべきバラ
バラな材料の寸法に応じて適当に定められる。）として
設けた場合を示すものである。そして、開口６から落下
する材料（原料）、および溢流堰３を越えて落下する材
料はカバー１（ホッパーに相当する。）の下面の直下で
循環するベルトコンベヤ７に乗り、排出されるようにな
っている。なお、上記は材料が一粒ずつ落下できる幅の
スリットを設けた例であるが、特にスリットに限定され
るものではなく、例えば同様な孔目乃至網目の多孔板や
金網を張ったものでも良いとしている。つまり、投下管
２からカバー１に投入される材料を、一挙にベルトコン
ベヤ７上に落下させず、少量ずつ落下させることによっ
て、材料の落下によるベルトコンベヤ７に対する衝撃を
小さくするようにしたものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例６に係るサ
イロ等の材料移送工程における衝撃吸収装置はそれなり
に有用であると考えられる。しかしながら、このサイロ
等の材料移送工程における衝撃吸収装置の目的からし
て、対象となる原料の粒径が比較的小粒の場合に限られ
る。そのため、この従来例６に係る技術的思想を、例え
ば鉄鉱石の破砕／整粒設備用であって、そして粒径が３
０ｍｍ程もあるような大粒径で、しかも重い鉄鉱石の定
量切出しに採用することができない。

【０００９】従って、本発明の目的とするところは、例
え大塊の鉄鉱石のように重い原料であったとしても、大
きな衝撃を与えることなく原料をベルトフィーダーに供
給することを可能ならしめる原料供給ホッパーおよびそ
の原料切出制御方法を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１に係る原料供給ホッパーが採用し
た手段の特徴とするところは、ベルトフィーダーの上方
位置に設けられ、投入された原料を下部の原料排出口か
ら落下させてベルトフィーダーに供給する原料供給ホッ
パーにおいて、前記原料排出口の上側、かつ前記ベルト
フィーダーのベルトの移動方向の前後位置に、前記ベル
トフィーダーの幅方向の中心を通る鉛直線を挟み、かつ
ベルトの移動方向と平行に設けられた２対の支持軸と、
これら支持軸により開閉自在に支持され、原料供給ホッ
パー内に原料が存在しないときに閉じられて原料排出口
を遮断し、予め定めた低レベルの原料が存在するときに
前記ベルトフィーダーの幅方向に開かれて原料排出口を
開放する一対の開閉部材とからなるカットオフゲートを
設けたところにある。

【００１１】また、上記課題を解決するために、本発明
の請求項２に係る原料供給ホッパーの原料切出制御方法
が採用した手段の特徴とするところは、原料供給ホッパ
ーから、この原料供給ホッパー内に投入された原料をベ
ルトフィーダーに供給するために、この原料供給ホッパ
ーの原料排出口の上側、かつ前記ベルトフィーダーの搬
送ベルトの移動方向の前後位置に、前記ベルトフィーダ
ーの幅方向の中心を通る鉛直線を挟み、かつ搬送ベルト
の移動方向と平行に設けられた２対の支持軸により開閉
自在に支持されてなる開閉部材を有するカットオフゲー
トの前記開閉部材をベルトフィーダーの幅方向に開閉し
て原料排出口を遮断し、かつ開放する原料供給ホッパー
の原料切出制御方法であって、前記原料供給ホッパー内
に滞留原料が存在しないという原料低レベル計からの信
号に基づいて開閉部材を閉め、前記原料低レベル計から
の信号により原料供給ホッパー内の滞留原料が予め設定
した低レベルになったことが認識されると共に、前記ベ
ルトフィーダー上に原料が存在しないという信号が原料
検出器から出力されると、この原料検出器からの信号に
基づいて前記開閉部材を開くところにある。

【００１２】また、本発明の請求項３に係る原料供給ホ
ッパーの原料切出制御方法が採用した手段の特徴とする
ところは、請求項２に記載の原料供給ホッパーの原料切
出制御方法において、前記ベルトフィーダー上に原料が
存在しないという原料検出器からの信号と、原料供給ホ
ッパー内に滞留原料が存在しないという原料低レベル計
からの信号とに基づいてベルトフィーダの駆動を停止さ
せ、前記原料低レベル計からの信号により原料供給ホッ
パー内の滞留原料が予め設定した低レベルになったこと
が認識されると、ベルトフィーダの駆動を開始するとこ
ろにある。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る原料切出制御
方法を実現する原料供給ホッパーを、この原料供給ホッ
パーを備えた定量切出装置の全体側面構成説明図の図１
（ａ）と、図１（ａ）のＡ矢視図の図１（ｂ）と、カッ
トオフゲート作動説明図の図２と、定量制御系統図の図
３とを順次参照しながら、原料が鉄鉱石である場合を例
として説明する。

【００１４】先ず、図１（ａ），（ｂ）を参照しながら
定量切出装置の構成を説明すると、図に示す符号１は、
後述する構成になる原料供給ホッパーで、この原料供給
ホッパー１の下方位置には、この原料供給ホッパー１か
ら落下する鉄鉱石を乗せて搬送するベルトフィーダー３
が配設されている。ベルトフィーダー３の下方位置に
は、このベルトフィーダー３の鉄鉱石の搬送先側｛図１
（ａ）における右側｝から落下する鉄鉱石を搬送する下
流側ベルトコンベヤ４が配設されている。

【００１５】上記原料供給ホッパー１は、矩形漏斗状の
ホッパー本体１ａと、このホッパー本体１ａの上部の原
料投入口１ｉに投入された鉄鉱石を排出する原料排出口
１ｏとからなり、そしてこのホッパー本体１ａの原料排
出口１ｏの付近には、後述する構成になるカットオフゲ
ート２が設けられている。

【００１６】上記カットオフゲート２は、原料排出口１
ｏの上側であって、かつベルトフィーダー３の搬送ベル
ト３ａの移動方向の前後側の位置に、ベルトフィーダー
３の幅方向の中心を通る鉛直線Ｌｖを挟み、かつ搬送ベ
ルト３ａの移動方向と平行な向きに設けられた２対の支
持軸２ａ，２ａと、これら支持軸２ａ，２ａにより開閉
自在に支持され、ベルトフィーダー３の幅方向に開閉し
て原料排出口１ｏを遮断し、かつ開放する一対の開閉部
材２ｂ，２ｂとから構成されている。この開閉部材２ｂ
は、矩形状の原料遮断板と、この原料遮断板の両端で直
角に折曲げられた一対の三角形板とからなり、三角形板
の頂部付近が上記支持軸２ａにより支持されている。

【００１７】さらに、これら一対の開閉部材２ｂ，２ｂ
は、図２に示すように、一方の開閉部材２ｂにロッドの
先端が枢着されてなる電動式の開閉シリンダー２ｃによ
り同期開閉されるように構成されている。より詳しく
は、これら一対の開閉部材２ｂ，２ｂは、同図から良く
理解されるように、開閉部材２ｂの一対の三角形板のそ
れぞれに設けられ、支持軸２ａ，２ａを中心として回転
する歯車２ｄ，２ｄの噛合により同期開閉（実線で閉状
態が、二点鎖線で開状態が示されている。）されるよう
に構成されている。

【００１８】上記カットオフゲート２の一対の開閉部材
２ｂ，２ｂを同期開閉させる開閉シリンダー２ｃは、図
３に示すような制御系統１０によりその開閉が制御され
るように構成されている。即ち、ホッパー本体１ａの上
部の原料投入口１ｉ側には、鉄鉱石の滞留状態を検知す
る静電容量型の原料低レベル計１２が配設され、またベ
ルトフィーダー３の上方位置にはベルトフィーダー３の
搬送ベルト３ａ上の鉄鉱石の有無を検知する超音波式の
原料検出器１３が配設されている。

【００１９】そして、前記原料供給ホッパー１内に鉄鉱
石が存在しないという原料低レベル計１２から空荷信号
が制御器１１に入力されると、この制御器１１は空荷信
号に基づいてカットオフゲート２の一対の開閉部材２
ｂ，２ｂを開閉させる開閉シリンダー２ｃを作動させ
て、このカットオフゲート２の一対の開閉部材２ｂ，２
ｂを閉じさせる。さらに、上記制御器１１は、前記原料
低レベル計１２からの信号により原料供給ホッパー１内
の鉄鉱石量が予め設定した低レベルになったことが認識
されると共に、前記ベルトフィーダー３の搬送ベルト３
ａ上に鉄鉱石が存在しないという原料検出器１３からの
原料零信号に基づいて、前記開閉部材２ｂ，２ｂを開く
方向に開閉シリンダー２ｃを作動させるように構成され
ている。

【００２０】なお、原料投入コンベヤ５の近傍であっ
て、かつホッパー本体１ａの原料投入口１ｉの上方位置
に配設されてなるものは、ホッパー本体１ａ内に滞留し
ている鉄鉱石の上限レベルを検知して、原料投入コンベ
ヤ５の搬送速度を制御する原料高レベル計１５であり、
また下流側ベルトコンベヤ４に付設されてなる支柱によ
り支持されてなるものはコンベヤスケール１４で、ベル
トフィーダー３から排出される実鉄鉱石量を制御器１１
に出力するものである。制御器１１は、コンベヤスケー
ル１４から入力された実鉄鉱石量を設定量と比較して、
実鉄鉱石量が設定量になるようにベルトフィーダー３の
搬送ベルト３ａの搬送速度を制御する機能を備えている
もので、これらは何れも従来から設けられているもので
ある。

【００２１】ところで、この実施の形態に係る原料供給
ホッパー１では、カットオフゲート２の一対の開閉部材
２ｂ，２ｂが閉じられると、ホッパー本体１ａ内に鉄鉱
石がなく、またベルトフィーダー３上に鉄鉱石がないこ
とを意味しているので、ベルトフィーダー３の駆動電力
が無駄になる。そこで、省エネルギーのために、コンベ
ヤスケール１４からの実鉄鉱石量の信号に優先して、カ
ットオフゲート２の一対の開閉部材２ｂ，２ｂが閉じら
れている間は、ベルトフィーダー３の運転が停止される
ようになっている。そして、ホッパー本体１ａ内の鉄鉱
石の滞留量が所定の低レベルになったことが原料低レベ
ル計１２により検知されると、ベルトフィーダー３の運
転が開始され、タイマーにより一定時間後に、カットオ
フゲート２の一対の開閉部材２ｂ，２ｂが開かれるもの
である。

【００２２】勿論、このホッパー本体１ａ内に滞留して
いる鉄鉱石量が所定の低レベルと上限レベルとの間にあ
るときには、ベルトフィーダー３から下流側ベルトコン
ベヤ４に設定量の鉄鉱石が排出されるように、コンベヤ
スケール１４からの実鉄鉱石量に係る制御信号によっ
て、ベルトフィーダー３の搬送速度が制御されるように
なっている。

【００２３】以下、本実施の形態に係るカットオフゲー
ト２を備えた定量切出装置の作用態様を説明すると、従
来例に係る定量切出装置では、ホッパー内が空荷になっ
たとき、原料投入コンベヤから鉄鉱石が投入されると、
投入された鉄鉱石はホッパーの原料排出口から直接ベル
トフィーダー３の搬送ベルト３ａ上に落下してしまうの
で、この搬送ベルト３ａに大きな損傷を与えることがあ
った。

【００２４】しかしながら、本実施の形態に係る原料投
入ホッパー１によれば、上記のとおり、ホッパー本体１
ａ内の鉄鉱石の滞留量が予め設定した所定の低レベルに
達するまでの間は、カットオフゲート２の一対の開閉部
材２ｂ，２ｂが閉じられているので、原料投入コンベヤ
５から投入される鉄鉱石がホッパー本体１ａ内に滞留し
ている鉄鉱石の上に落下する。つまり、原料投入コンベ
ヤ５から投入される鉄鉱石が原料排出口を通抜けて直に
ベルトフィーダー３の搬送ベルト３ａ上に落下すること
がなく、原料投入コンベヤ５から投入される鉄鉱石の落
下によるベルトフィーダー３の搬送ベルト３ａの損傷が
なくなるので、その搬送ベルト３ａの寿命の延長が可能
になる。

【００２５】このように、大きな衝撃を与えることなく
大塊の鉄鉱石をベルトフィーダー３の搬送ベルト３ａ上
に供給することができるようになったので、もともと定
量切出し精度に優れ、吹出し・こぼれ（落鉱）がなく、
安価で、しかも保守が容易な重い大塊の鉄鉱石などのよ
うな原料を定量的に切出すことのできる原料切出装置の
原料供給ホッパーを実現することができる。

【００２６】また、上記のとおり、コンベヤスケール１
４からの実鉄鉱石量の信号に優先して、ベルトフィーダ
ー３の運転が停止されるので、原料切出装置の省エネル
ギー効果に加えて、その運転コストの削減が可能にな
る。さらに、ベルトフィーダー３から排出される鉄鉱石
量が設定量に足りない場合でもコンベヤスケール１４か
らの出力信号によりベルトフィーダー３の搬送速度が高
速になるようなことがないから、原料投入コンベヤ１４
から投入された鉄鉱石が一挙に排出されることがなくな
り、一時的な鉄鉱石の大量搬送による後工程の各機器へ
の過大供給という不具合もなくなるという効果も生じて
くる。

【００２７】

【発明の効果】以上詳述したように、従来では、ホッパ
ー内が空荷になったとき、ホッパーに原料が投入される
と、投入された原料はホッパーの原料排出口から直接ベ
ルトフィーダー上に落下し、ベルトフィーダーに大きな
損傷を与えることがあった。しかしながら、本発明に係
る原料供給ホッパーおよびその原料切出制御方法によれ
ば、ホッパー本体内の原料の滞留量が所定の低レベルに
達するまでは、カットオフゲートが閉じられていて、投
入される原料がホッパー本体内に滞留している鉄鉱石の
上に落下し、直にベルトフィーダー上に落下することが
なく、投入される原料の落下によるベルトフィーダーの
損傷がなくなるので、その寿命の延長が可能になる。ま
た、本発明の請求項３に係る原料供給ホッパーの原料切
出制御方法によれば、原料が低レベルになってカットオ
フゲートが開くまでの間はベルトフィーダーの運転が停
止されるので、原料切出装置の運転コストの削減が可能
になるという省エネルギー効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係り、図１（ａ）は本発
明の原料切出制御方法を実現する原料供給ホッパーを備
えた定量切出装置の全体側面構成説明図、図１（ｂ）は
図１（ａ）のＡ矢視図である。

【図２】本発明の実施の形態に係り、カットオフゲート
作動説明図である。

【図３】本発明の実施の形態に係り、定量制御系統図で
ある。

【図４】従来例６に係り、図４（ａ）は衝撃吸収装置の
縦断側面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ線断面
図、図４（ｃ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。

【符号の説明】

１…原料供給ホッパー，１ａ…ホッパー本体，１ｉ…原
料投入口，１ｏ…原料排出口 ２…カットオフゲート，２ａ…支持軸，２ｂ…開閉部
材，２ｃ…開閉シリンダー，２ｄ…歯車 ３…ベルトフィーダー，３ａ…搬送ベルト ４…下流側コンベヤ ５…原料投入コンベヤ １０…制御系統 １１…制御器 １２…原料低レベル計 １３…原料検出器 １４…コンベヤスケール １５…原料高レベル計 Ｌｖ…鉛直線

フロントページの続き (72)発明者 井上 太 兵庫県加古川市金沢町１番地 株式会社神 戸製鋼所加古川製鉄所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベルトフィーダーの上方位置に設けら
   れ、投入された原料を下部の原料排出口から落下させて
   ベルトフィーダーに供給する原料供給ホッパーにおい
   て、前記原料排出口の上側、かつ前記ベルトフィーダー
   のベルトの移動方向の前後位置に、前記ベルトフィーダ
   ーの幅方向の中心を通る鉛直線を挟み、かつベルトの移
   動方向と平行に設けられた２対の支持軸と、これら支持
   軸により開閉自在に支持され、原料供給ホッパー内に原
   料が存在しないときに閉じられて原料排出口を遮断し、
   予め定めた低レベルの原料が存在するときに前記ベルト
   フィーダーの幅方向に開かれて原料排出口を開放する一
   対の開閉部材とからなるカットオフゲートを設けたこと
   を特徴とする原料供給ホッパー。
2. 【請求項２】 原料供給ホッパーから、この原料供給ホ
   ッパー内に投入された原料をベルトフィーダーに供給す
   るために、この原料供給ホッパーの原料排出口の上側、
   かつ前記ベルトフィーダーの搬送ベルトの移動方向の前
   後位置に、前記ベルトフィーダーの幅方向の中心を通る
   鉛直線を挟み、かつ搬送ベルトの移動方向と平行に設け
   られた２対の支持軸により開閉自在に支持されてなる開
   閉部材を有するカットオフゲートの前記開閉部材をベル
   トフィーダーの幅方向に開閉して原料排出口を遮断し、
   かつ開放する原料供給ホッパーの原料切出制御方法であ
   って、前記原料供給ホッパー内に滞留原料が存在しない
   という原料低レベル計からの信号に基づいて開閉部材を
   閉め、前記原料低レベル計からの信号により原料供給ホ
   ッパー内の滞留原料が予め設定した低レベルになったこ
   とが認識されると共に、前記ベルトフィーダー上に原料
   が存在しないという信号が原料検出器から出力される
   と、この原料検出器からの信号に基づいて前記開閉部材
   を開くことを特徴とする原料供給ホッパーの原料切出制
   御方法。
3. 【請求項３】 前記ベルトフィーダー上に原料が存在し
   ないという原料検出器からの信号と、原料供給ホッパー
   内に滞留原料が存在しないという原料低レベル計からの
   信号とに基づいてベルトフィーダの駆動を停止させ、前
   記原料低レベル計からの信号により原料供給ホッパー内
   の滞留原料が予め設定した低レベルになったことが認識
   されると、ベルトフィーダの駆動を開始することを特徴
   とする請求項２に記載の原料供給ホッパーの原料切出制
   御方法。