JPS5924383B2 - 焼結鉱の連続自動品質測定方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は主として、高炉原料である焼結鉱の諸性状を
迅速、適格に把握管理し、焼結鉱品質の安定化をはかる
ことを目的として開発した焼結鉱の連続自動品質測定方
法およびその装置に関するものである。

焼結鉱は高炉原料として強度、粒度、熱間還元性の物理
性状のほか、化学成分が高炉操業上要求される目標値に
管理されることか必要であり、かつ高炉操業を安定させ
るためには前記諸性状を迅速、適格に把握管理すること
が望まれる。

かかる要求に応えるべく従来から種々の焼結鉱品質管理
方法あるいは設備等が提案され試みられている。しかし
、これら多くの方法、装置等はその管理工程において人
的介入を多く必要とし、また各種試験のデータ処理に関
しても多くの人的作業を必要とするなど、一部の肉体作
業の機械化の域を出るものではなく、焼結鉱品質の自動
管理システムとしては未だ十分でないのが現状である。
この発明は焼結鉱の品質・成分変動をより早期に把握し
かつ安定させる方法として、焼結鉱のサンプリングから
廃鉱処理までの一連の品質測定、処理を自動化した人的
作業一切不介入の完全自動システムを提案することを目
的とするものである。

先ず、この発明の概要を説明すると、複数基の焼結機の
各焼結毎にサンプリングした試料を粒度等測定系と強度
測定系とに分け、粒度等測定系ではスクリーンにより所
定の粒度区分にふるい分け、粒度測定後破砕機、縮分器
を通して還元粉化用試料調製と試験、ＦｅＯ測定用試料
調製と測定および分析試料調製と採取を行なう。一方、
強度測定系ではスクリーンにより所定の粒度区分にふる
い分け、前記粒度測定系の粒度区分重量比に従つて落下
強度で２０ｋｇ、回転強度で２３１＜９となるように秤
量調製して各強度試験を実施し、強度試験後当該試料は
再度スクリーンにて所定粒度にふるい分けかつ秤量する
。そうして、上記各試料および余剰試料はすべて廃鉱と
してベルトコンベャ一により元の焼結鉱輸送ラインに返
鉱する。これら一連の運行制御および測定値はすべてシ
ーケンサ一で受信し、かつシーケンサ一を介して電子計
算機に送信するという完全自動試験プラントである。以
上この発明の概要を説明したが、その主たる特徴として
は（１）複数焼結分の試料を一括集中処理すること、（
暁結鉱の粒度、落下強度、回転強度、ＦｅＯおよび還元
粉化率を全自動で連続して測定し、そのデータを現場操
業に早期にフイードバツクさせることが可能であること
、叫一連の運行制御および測定値の処理をすべてシーケ
ンサ一で行ない、かつ電子計算機に送信して、その情報
管理の集約化をはかつていること、（代）各機器の故障
およびメンテナンスを考慮し、装置全体を数プロツクに
細分化し、プロツク別に運転、停止が可能であることの
４点をあげることができる。以下、この発明法および装
置について詳述する。

この発明法は複数基の焼結機の各焼結毎に規定の時間間
隔で試料（１次）をサンプリングし、該試料はそれぞれ
規定時刻に連続的に品質測定系へ輸送し、その輸送され
た試料は粒度等測定用と強度測定用の各供試料（２次）
に２等分され、粒度等測定用試料はスクリーンにより所
定の粒度区分にふるい分け、ホツパースケールにより自
動秤量し、該粒度測定を終えた試料は破砕機、縮分器に
より還元粉化試験用、ＦｅＯ測定用および分析試料用の
各使用目的別に所定重量整粒して、還元粉化試験および
ＦｅＯ測定を行ない、かつ分析用試料は自動装填気送装
置にて遠隔の分析工程へ自動送附し、一方、成品強度測
定用試料はスクリーンにより所定の粒度区分にふるい分
け、前記粒度測定系の粒度区分重量比に従つてホツパー
スケールにより各サイズ別に落下強度で合計２０１＜９
、回転強度で合計２３ｋｇとなるようにそれぞれ秤量調
製して落下強度試験、回転強度試験を行ない、強度試験
後の試料は再度所定の粒度にふるい分け、かつホツパー
スケールにて自動秤量する。粒度等測定および強度試験
に供した試料およびそれ以外の余剰試料はベルトコンベ
ヤーにて元の焼結鉱輸送ラインへ返鉱するごとくなし、
これら一連の運行制御および測定値はシーケンサ一によ
り受信し、かつ各試料毎に記号または番号を付して電子
計算機に伝送することを特徴とする焼結鉱の連続自動品
質測定方法である。次に、この発明法を実施するための
装置を図面について説明する。

この発明装置は、大別すると、供試料サンプリング系と
、粒度、還元粉化率、ＦｅＯの各測定系と分析用試料調
製系と落下強度、回転強度の各試験系と分析試料装填気
送系とからなり、さらに細分すると試料サンプリング系
は、自動サンプリング装置と試料輸送装置と、粒度等測
定系と強度試験系へ試料を供給する試料２分装置とから
なり、また粒度測定系は篩い分け装置と自動秤量装置と
からなり、分析用試料調製系は還元粉化率およびＦｅＯ
測定用の各使用目的別に破砕・整粒する装置と微粉砕装
置とからなり、強度試験系は強度用試料秤量装置と落下
および回転各試験装置と試験後篩い分けおよび自動秤量
装置とからなり、さらに、廃鉱処理装置を加えた各プロ
ツクから構成され、その一連の運行制御および測定値等
はすべてシーケンサ一で受信し、かつ各測定値等は再び
シーケンサ一が各試料に番号、記号等を付加して電子計
算機に伝送して処理する仕組みとなす。

即ち、第１図において、１は試料サンプリング系で、こ
こでは５基の焼結機の各成品ベルトコンベヤ一１，〜１
，に取付けた自動サンプリング装置１１ｓ〜１，ｓによ
り各焼結毎に規定時間間隔でシーケンサ一より発信する
起動信号により所定量を採取する。ここで採取した試料
を１次試料とすれば、この１次試料は各フイダーベルト
Ｓ−１〜Ｓ−５およびベルトコンベヤーＳ−６〜Ｓ−１
２からなる試料輸送系２により粒度、強度等の品質測定
系へ輸送される。この場合、各試料は独自に規定時間間
隔で起動させて他の試料との相互干渉が全くないように
構成されている。従つて、この過程での１次試料は焼結
鉱製造工場の生産量およびベルトコンベヤー能力等に応
じてサンプリング間隔および採取量の変更が独自に可能
である。また、この１次試料輸送系２は前記のごとく各
フイダーベルトＳ−１〜Ｓ−５からベルトコンベヤーＳ
−６〜Ｓ−１２を介して最終的に５基分の各１次試料が
規定時間間隔で順次品質測定系へ輸送されるように仕組
まれているもので、しかもすべて時間管理されたダイヤ
に従つてシーケンサ一のコントロールで運行される仕組
みとなしている。なお、前記ダイヤは製造工場の停止あ
るいは新設された場合、輸送間隔を短かくしたい場合に
もシーケンサ一のグログラムを変更するだけで追従可能
となしてい，る。試料輸送系２より送られてきた１次試
料は２分機３により粒度等測定用と強度測定用とに２等
分される。

この試料２分機は無論自動であり、モータ駆動されるカ
ツタ一により等量に切出す機構となつている。４は粒度
測定系で、２分機３で２等分された一方の試料（以下２
次試料と呼ぶ）を所定の粒度区分にふるい分け、ホツパ
ースケールにて自動秤量するもので、１０、５〜の網目
を有する１次スクリーン４１と、５０、２５〜の網目を
有する２次スクリーン４２と、各サイズ別に試料を貯蔵
するサージホツパ一４３〜４６より構成されている。

即ち、ここでは２次試料を＋５０、５０〜２５、２５〜
１０１１０〜５、く５〜の各粒度区分にふるい分けられ
るのである。そして、スケールホツパ一５１にて自動秤
量された各試料はシーケンサ一を介して番号や記号が付
加されて、その秤量データが電子計算機に発信される。
なお、スケールホツパ一５１は秤量精度、秤量範囲、設
備費等を考慮して各サイズの個々秤量に代わり構成比の
大きいものから順次切出して累積秤量する方式とし、各
積算値は電子計算機伝送後減算による正昧重量の算出か
ら％を導くこととした。この方法によると、スケールの
最も好条件下で秤量が可能であり、しかもスケールホツ
パーゲートの開閉が１回で済むことから処理時間も短く
なり、後処理工程の分析試料調製段階前の全試料ミキシ
ング効果も発揮し得る利点もある。粒度測定後、試料は
１〜５次破砕機７１〜７５および１〜３次縮分器７１Ｓ
〜７３Ｓからなる試料調製系７により分析試料用、還元
粉化試験用およびＦｅＯ測定用の各使用目的別に所定重
量整粒される。

この試料調製系における１次破砕機７１はジヨータイプ
、２、３次破砕機７２，７３はダブルロールタイプ、４
、５次破砕機７４，７５は微粉用デイスクタイプを用い
、縮分器７１Ｓ〜７３Ｓはシユナイダータイプを使用し
た。一般に成分分析試料調製は多段階の破砕、縮分工程
の繰り返しで肉体作業であり、多くの工数と時間を要す
る。また、微粉砕作業は粉塵発生が伴なうだけに好まれ
ない作業であつたが、この発明では微粉砕工程までも連
続して処理できるように構成して作業工程の合理化をは
かつた。破砕、縮分工程を経て微粉砕された試料は自動
装填気送装置１４により分析工程へ送られる。

この気送装置はカプセル装填装置により自動的にカプセ
ル装填され、気送管にて自動発送されるごとくなしてい
る。還元粉化試験は粒度測定後の試料の破砕、縮分過程
途中で還元粉化試験用２段スクリーン８１によりふるい
分けて採取したものを還元粉化試験装置８に供給して行
なうもので、その稼動状態は常にシーケンサ一にて把握
されており、停止状態の時は２段スクリーン８１の上部
スイングシユートの方向切換により自動的に供給を停止
し廃鉱とする仕組みとなし、通常の場合の供給タイミン
グは各焼結試料毎に前記スイングシユートの切換えを制
御するようにしている。

この工程での２段スクリーン８１は２０、１５〜の網目
を有するもので、従つて１次縮分器７１Ｓを通過後の試
料は２０〜１５′に整粒されて還元粉化試験装置８に供
給される。また、ＦｅＯの測定は前記３次縮分器７３Ｓ
の後で分析試料の１部を採取してＦｅＯ測定装置９に導
入して行なうようにしており、該装置の上部に設けられ
たスイングシユートの切換えにより廃鉱または利用が選
択できるように設けており、かつ測定装置９での受け入
れ許可信号に基づいて制御される仕組みとなす。

１０は強度試１験系で、前記２分機３で２分された他方
の２次試料を所定の粒度区分にふるい分けた後、前記粒
度測定系の粒度区分重量比に従つて、落下強度で２０ｋ
ｇ、回転強度で２３ｋ９となるようにホツパースケール
５２により自動秤量調製して各強度試験を実施するもの
で、５０への網目を有する１次スクリーン１０１、２５
、１０〜の網目を有する２次スクリーン１０２を有する
。

この強度試１験における秤量調製は先ず（５０〜２０〜
）サイズの秤量を行ない、この第１段階での秤量誤差を
補正するため、（２５〜１０〜）サイズの秤量必要量を
規定量から第１段階秤量実積を差し引いた差分量として
採取し、合計調製量が規定量に可及的に近くなるように
制御する。１０４は落下強度試験機、１０，は回転強度
試験機である。

強度試験後の試料はベルトコンベヤーＳ−２３、スキッ
プホース口２２、振動フイーダ１３２を介して再度ふる
い分けおよび秤量工程へ送られ、１０♂の網目を有する
３次スクリーン１０３でふるい分けた後高精度（１／２
０００）ホツパースケール５３で自動秤量し、その結果
は粒度測定系のスケールホツパ一５１と同様累積値がシ
ーケンサ一を介して番号等が付加されて電子計機へ発信
される。このように、強度測定後の試料を別装置で再度
ふるい分け、秤量するようにしたのは強度試験前後の試
料ふるい分け扱い量、および秤量必要量に可成りの差が
あることを考慮して、より高精度でその強度値を算出可
能とするためである。また、この強度測定系に粒度測定
系の粒度測定結果をフイードバツクさせ、その重量比を
決定し秤量調製する方式を採用したのは、真の代表する
強度値を得るためには粒度構成重量比に従つて調製する
必要があるということにその理由がある。１１は廃鉱輸
送系で、前記粒度、還元率、ＦｅＯ測定、強度試験に供
した試料およびそれ以外の余剰試料すべてを焼結鉱輸送
系へ返鉱するためのもので、ベルトコンベヤーＳ−２４
〜Ｓ−２６を介して元の焼結鉱輸送ベルトＳ−２７に返
鉱される仕組みとなす。

なお、５４は装置故障時の試料採取用スケールホツパ一
である。

ここで、この発明装置の作用、効果について説明する。

各焼結の試料はそれぞれの自動サンプリング装置１１Ｓ
〜１５Ｓにより３０分間隔でシーケンサ一より発する起
動信号により約５０ｋ９を採取する。

この１次試料は３日分（約３００ｋ９）をそれぞれフイ
ダーベルトＳ−１〜Ｓ−５上に貯鉱し、６カツト分の合
わせ試料として規定時刻にフイダーベルトＳ−１〜Ｓ−
５からベルトコンベヤーＳ−６〜Ｓ−１２を乗継いで品
質測定系へ輸送される。この際の各試料の処理タイミン
グは前記のごとく時間管理されたダイヤに基づいてシー
ケンサ一のコントロールで運行されており、各フイダー
ベルトＳ−１〜Ｓ−５を基点に３６分間隔で４０ケ／Ｄ
ａｙの試料を順序よく輸送する。品質測定系へ輸送され
た１次試料は２分機３により粒度等測定用試料と強度測
定用試料に２等分される。

粒度等測定用２次試料（１５０ｋ９）はフイダーベルト
Ｓ−１３を介して粒度測定系へ導かれ、１次スクリーン
４１および２次スクリーン４２により５０〜２５〜、２
５〜１０％、１０〜５〜、く５〜の各粒度区分にふるい
分けられて各粒度区分のサージホツパ一４３〜４６に貯
蔵される。続いて、それらの試料は重量の多いサイズか
ら順にホツパースケール５１で自動秤量し、シーケンサ
一を介して記号、番号等身元を付加してその秤量データ
は電子計算機に発信される。この粒度測定後、試料は直
ちにフイダーベルトＳ−１５を介して試料調製系へ送ら
れ、１次破砕機７１を経てスキツプホイスト１２１およ
びフイダーベルトＳ一１６を介して１次縮分器７１Ｓ、
２次破砕機７２、２次縮分器７２Ｓ、３次破砕機７３、
３次縮分器７３Ｓ、４次および５次破砕機７４，７５を
連続通過し、全試料１５０ｋ９をさらに２０、８、３、
１への順序で破砕縮分し、最終０．２５へ（６０メツシ
ユ）の試料約１．５ｋｇを微粉砕調製する。そして、こ
の試料調整最終成品の１部約６０７を自動装填気送装置
１４により採取したのち分析工程へカプセルにて自動送
附する。一方、１次縮分器７１Ｓの廃鉱は２段スクリー
ン８１により１５、２０へに整粒され、還元粉化試験用
試料として供する。また、ＦｅＯの測定は３次縮分器７
３Ｓの後−３〜を約１５１＜９採取して行なわれる。一
方、前記２分機３により分けられた片方の強度測定用２
次試料１５０ｋ９はフイダーベルトＳ２Ｏを介して１次
スクリーン１０１、２次スクリーン１０２に供給され、
１０〜２５〜、２５〜５０〜にふるい分けられ、＋５０
♂、−１０〜は廃鉱する。

前記試料は各々別々にフイダーベルトＳ−２１により引
き出し、前記粒度測定結果の粒度比に合わせてホツパー
スケール５２により落下強度用に２０ｋ９、回転強度用
に２３１＜９が秤量調製され、ベルトコンペヤ一Ｓ−２
２を介して各々の試験機に供給されて強度試験が行なわ
れる。試験後の試料はベルトコンベヤーＳ−２３、スキ
ツプホイスト１２２、振動フイーダ１３２を介して秤量
系へ送り込まれ、再度ふるい分けと秤量が行なわれる。
ここでは３次スク″リーン１０３にてふるい分け、−１
０＋１０〜をホツパースケール５３で自動秤量し、前記
粒度測定系のスケールホツパ一５３と同様累積値がシー
ケンサ一にて身元を付加して電子計算機に送信される。
最後に、上記品゛質測定系の試験済み試料およびそれ以
外の余躬１試料は廃鉱として、ベルトコンベヤーＳ−２
４〜Ｓ−２６を介して再び焼結鉱輸送ベルトＳ−２７に
返鉱される。

この発明は上記のごとく、複数焼結分の試料を一括集中
処理するごとくなし、またその一連の運行制御および測
定値の受信をすべてシーケンサ一にて行ない、かつ各測
定値を再びシーケンサ一により身元を付加して電子計算
機に送信して処理するものであるから、焼結鉱品質測定
の高頻度、高速度処理が可能であり、焼結操業への品質
情報のフィードバツクが早期に実現される。

また、この発明は前記したごとく、各機器の故障、メン
テナンスの必要性を考慮し、装置全体を数プロツクに細
分化し、必要に応じて自由にプロツク別に運転、停止が
選択可能となしているので、例えば強度試験系において
落下試験機に異常が発生して修理のための停止が必要な
場合でも落下強度試験機のみを全体の制御系より停止除
外するだけで、全体の運行を停止または遅滞させること
なく運転続行が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の装置構成を示すプロツク図である。 図中１・・・・・・試料サンプリング系、１１〜１５・
・・・・・成品ベルトコンベヤー １、Ｓ〜１５Ｓ・・
・・・・自動サンプリング装置、２・・・・・・試料輸
送系、３・・・・・・２分器、４・・・・・・粒度測定
系、４１・・・ｓ・・１次スクリーン、４２・・・・・
・２次スクリーン、４３〜４６・・・・・・サージホツ
パ一、５１〜５４・・・・・・スケールホツパ一、７・
・・・・・試料調製系、７１〜７，・・・・・・破砕機
、７１，〜７３８・・・・・・縮分器、８・・・・・・
還元粉化試験装置、９・・・・・・ＦｅＯ測定装置、１
０・・・・・・強度測定系、１０４・・・・・・落下強
度試験装置、１０，・・・・・・回転強度試験装置、１
１・・・・・・廃鉱輸送系、１４・・・・・・分析用試
料装填気送装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数基の焼結機の各焼結毎に規定時間間隔で試料（
   １次）を自動サンプリングし、各試料は規定時刻に連続
   的に品質測定系へ輸送し、その輸送された試料は成品粒
   度等測定用と成品強度測定用の各供試料（２次）に２等
   分され、粒度等測定用試料はスクリーンにより所定の粒
   度区分にふるい分け、ホッパースケールにて自動秤量し
   、該粒度測定後、試料は破砕機、縮分器により還元粉化
   試験用、ＦｅＯ測定用および分析試料用の各使用目的別
   に所定重量整粒して、還元粉化試験ＦｅＯ測定を行ない
   、かつ分析試料は自動装填気送装置にて遠隔の分析工程
   へ自動送附し、一方成品強度測定用試料はスクリーンに
   より所定の粒度区分にふるい分け、前記粒度測定系の粒
   度区分重量比に従つてホッパースケールにより各サイズ
   別に落下強度で２０ｋｇ、回転強度で２３ｋｇとなるよ
   うに秤量調製して、落下強度試験および回転強度試験を
   行ない、強度試験後の試料は再度所定の粒度にふるい分
   け、かつホッパースケールにて自動秤量し、粒度等測定
   および強度試験に供した試料および余剰試料は廃鉱とし
   てベルトコンベヤーにより元の焼結鉱輸送ラインへ返鉱
   するごとくなし、これら一連の運行制御および測定値等
   の受信はシーケンサーで行ない、かつ測定値等はシーケ
   ンサーにより各試料毎に記号または番号を付して電子計
   算機に伝送することを特徴とする焼結鉱の連続自動品質
   測定方法。 ２ 複数基の焼結機の各焼結毎に規定時間間隔で所定量
   を採取する１次サンプリング装置系と、採取試料を所定
   量設定時刻に品質測定系へ輸送する採取試料輸送系と、
   該輸送系により輸送されてきた試料（１次）を成品粒度
   等測定用と成品強度測定用とに２等分する試料２分機と
   、該２分機で分けられた粒度測定用試料をスクリーンに
   より所定の粒度区分にふるい分け、各粒度区分重量比に
   従つてホッパースケールにて自動秤量する粒度測定系と
   、粒度測定後の試料を破砕機、縮分器により還元粉化試
   験用、ＦｅＯ測定用、分析試料用の各使用目的別に所定
   重量だけ整粒する試料調製系と、還元粉化試験装置と、
   ＦｅＯ測定装置と、分析試料を遠隔の試料分析工程へ自
   動送附する分析試料自動装填気送装置と、前記２分機に
   より２等分された強度測定用試料をスクリーンにより所
   定のサイズにふるい分け、前記粒度区分重量比に従つて
   ホッパースケールにより自動秤量し、各サイズ別に落下
   強度で２０ｋｇ、回転強度で２３ｋｇとなるように秤量
   調製する強度測定用試料調製系と、落下強度試験機およ
   び回転強度試験機と、強度試験済み試料をスクリーンに
   より所定の粒度にふるい分け、ホッパースケールにより
   自動秤量する強度試料秤量系と、上記品質測定系の各試
   料および余剰試料をすべて廃鉱となしてベルトコンベヤ
   ーにて元の焼結鉱輸送ラインへ返鉱する廃鉱輸送系より
   なり、これら一連の運行制御および測定値等の受信はシ
   ーケンサーで行ない、かつ測定値等はシーケンサーによ
   り各試料毎に記号または番号が付されて電子計算機に伝
   送されるごとくなした焼結鉱の連続自動品質測定装置。