JPS6293100A - 粉粒体の連続成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、各種粉粒体を一対の成形ロールの、ロール周
面に凹設した造型部分に供給し、両ロールの回動を介し
前記造型部分の形状に従って圧縮成形する粉粒体の成形
技術、特に造型部分をロール周面に沿う溝型とするもの
における成形手段の改良に関する。

（従来の技術） 化学、食品分野、窯業分野、鉱業分野、製鉄、Ｍ調工場
での高炉原料および還元鉄の造塊等の原材料製造工業分
野において、各種の粉粒体を所要の粒状、棒状あるいは
板状に圧縮成形することはいうまでもなく周知であり、
かかる圧縮成形作業を行なう専用機械として、ブリケソ
ティングマシン、コンパクテイングマシンが汎用されて
いることモ既知であり、両マシンにおける圧縮成形のた
めの構造を第９図乃至第１２図に亘って説示する。

第９図に示したものは、本出願人の先願になる実願昭６
０−１００９２８号狭中帯状成形方法に関するコンパク
テイングマシンであって、一対の成形ロール１，２が各
ロール周面を相対向させて平行に、かつそれぞれ可回動
に設けられ、両ロール１・２の各ロール周面には、何れ
もロール周方向にめくる周凸条３の複数個が列設される
ことによって、相隣る周凸条３，３間に圧縮成形用の周
凹溝４を設けるとともに、両ロール１．２を図示のよう
に、互いにその周凸条３が相手方の周凹溝４に正対する
ように、かつ互いの周凸条３，３がロール対面位置にお
ける接線方向において一直線上に並ぶように配設される
。前記対面位置の上部には粉粒体の供給用ホッパ５が、
粉粒体の予備圧縮兼送出用のテーバスクリュ６とともに
配置され、ホッパ５の下端に付設されるスロートノズル
７が両ロール１゜２の周方向における開放上部を閉塞す
るとともに、両ロール１，２の軸方向における両端の開
放側面はチークプレート８，８によって閉塞されること
によって、粉粒体が予備圧縮状態で前記両ロール１，２
の各成形用の周凹溝４内に給送されるようにし、更に両
成形ロール１．２の下方には一対のピンチローラ９，９
、更にピンチローラ９，９の下位にはそのロール周面に
定間隔に切断刃１０ａが軸方向に亘り、放射状に列設さ
れたカッティングロール１０．１０が、何れも可回動に
配設されるのである。

上記の構造を有するコンパクテイングマシンによれば、
次のようにして粉粒体の圧縮成形体が得られる。即ち両
成形ロール１．２を図矢印方向に回動させるとともに、
ホッパ５内のテーバスクリュ６を回動させ、ホッパ５内
の粉粒体Ａをスロートノズル７をへて両成形ロール１，
２の対応面間に給送することにより、粉粒体Ａは両ロー
ル１，２の各周凹溝４内に圧入され、両ロール１．２の
回動を介し圧縮成形されつつ、ホッパ４側からの粉粒体
Ａの連続供給により、粉粒体Ａは周凹溝４の断面形状に
従った断面を持つ連続長尺の扁平な棒乃至板状の帯状体
Ａ１となって両ロール１，２の下方に送出され、更にピ
ンチローラ９．９に挟持されつつ、一対のカンチイング
ロール１０．１０間に送られ、両ロール１０．１０に設
けた切断刃１０ａ、　１０ａによって次々に切断され、
定寸の長さと周囲／ｇ４の幅員と同寸の幅を持つ切断小
片Ａ２として得られるのである。

このコンパクテイングマシンは、後述するブリケントマ
シンと相違し、その成形形状の如何を問うことなく、適
当な小片として成形すれば足りる場合に適当したマシン
であり、このため連続長尺の帯状体へ、に成形し、これ
を長手方向に亘って適宜長さに分断して圧縮成形体の個
々を得ることを目的としたものである。このさい圧縮成
形用の周囲ａ４の配列構造、また長尺帯状体へ、の小片
分断構造については、図例の他、各種の型式があるが、
成形方法の基本的原則は第９図示の通りである。

このコンパクテイングマシンに対し、ブリケットマシン
は、その一対の成形ロール１．２における造型部分の構
造を相違するとともに、ピンチローラ９，９およびカン
チイングロール１０．１０等による分断構造を省略する
点において相違するのみであるため、第１０図において
、その成形ロールＬ２の構造について述べる。即ちブリ
ケントマシンにおいては、その圧縮成形体の形状、サイ
ズを厳密に均等化することを目的としているため、その
造型部分の構造として、図示のように、成形ロール１゜
２の各ロール周面のそれぞれ対応位置において、所要断
面形状の圧縮成形用ボケｙ　トｌＬ　１２を凹孔状に列
設するのであり、ロール１．２が回動して、その対面部
分の接線方向において、互いのポケットＩＬ　１２が相
合致することにより、両ポケット１１゜１２内で噛み込
んだ粉粒体を圧縮成形して、両ボケソ１−１１．１２の
合致形状に従った形状のブリケットΔ、を得るのである
。勿論これらのポケット１１゜１２はロール１．２の周
方向および軸方向に亘るロール周面の全面に亘り、多数
が適宜間隔、配列のもとに列設され、製品としてのブリ
ケット八３の多数が同時に得られることになる。従って
またこのブリケソティングマシンにおいては、個々の圧
縮成形体を成形するため、第９図におけるカッティング
ロール１０等の分断構造は原則的に全く必要としないこ
とになる。

第１１図に示した成形ロール１，２は、先に第９図に示
したコンパクテイングマシンにおけるロール構造の詳細
図であって、図示のようにその周凸条３および周凹溝４
の断面形状は、４角形乃至４辺形であり、これによって
帯状体Ａ、を得るのであるが、ごのような周凸条３、周
凹溝４を両成形ロール１，２において段違い状に配列す
るものの代りに、第１２図に示すような型式のものも既
知である。即ち図示のように、成形ロール１．２のロー
ル周面に断面台形の周凸条３ａを列設することによって
、相隣る周凸条３ａ、３ａによって囲まれた同じく台形
断面となる周凹溝４ａを形成し、両ロール１．２を互い
にその周凸条３ａ、３ａおよび周凹溝４ａ、４ａが対応
位置にあるように並設し、接線方向において和合する両
周囲？７Ｇ４ａ、４ａ内に粉粒体Ａが充満され、その断
面形状が略亀甲形である帯状体＾１圧縮成形するもので
あり、これを分断して小片Ａ２とすることになる。

（発明が解決しようとする問題点） 上記した従来の粉粒体の圧縮成形手段には、次の点にお
いて問題点がある。一般に粉粒体の圧縮成形に当り、ロ
ールド状態で成形する場合、原料であ、′）ｔ’）粒体
自身には粘着性、融着性のあるものが少ないため、バイ
ンダーを添加して成形性の向上を図る程であるが、粉粒
体がホット状態の場合、逆に融着性のため、その造型部
分と造型部分との間に成形材料が喰み出し、相隣る成形
体同志が接続して連鎖帯状となる傾向がある。即ち第１
０図に示したブリケットマシンにおける成形ロール１，
２による圧縮成形においては、本来各ポケット１１．１
２内において圧縮成形されるブリケットＡ３は、各個に
分離したものとして、ロール１１１２下方に落下する筈
であるが、実際にはこれらブリケットＡ３が互いに連結
された連鎖帯状としてロール外に排出されることが頻発
するのである。これは同図で示すように、相対応するポ
ケフ１−１１．１２内で粉粒体Ａの圧縮成形が行なわれ
ると同時に、ポケット１１．１２以外のロール表面２ｂ
上に残っている粉粒体Ａは、ロール表面２ｂ、２ｂによ
って過圧縮を受け、これが強度の高いランド部ａとなっ
て、相隣る成形ブリケットＡ３を連ねる接続部分となり
、ここに相隣る各ブリケットＡ、がランド部ａによって
連続する連鎖帯状となるのである。このため放出された
連鎖帯状物を各ランド部分から分断して、個々の独立し
たブリケット＾３とする作業が必要とされ、従来はこの
ためブレーカ−として知られる分離のための装置を用い
るのであり、これらの公知例としては、例えば米国特許
第３６７７６８３号、第３８４０３５１号、第４０３７
３０３号、第４０７６５２０号、第４０７６２０号各公
報に見られるように、また特開昭５９−１５３５９９号
公報に開示されるように、ハンマーその他による加撃手
段、あるいは切断手段等、各種のブレーカ−構造が提示
されている。しかもまたこのようなランド部ａの介在は
、ロール自体の摩耗を早めるだけでなく、余分な成形動
力の消費を必要とする等の点で、問題点がある。

また第９図および第１１図に示したコンパクテイングマ
シンのものにおいても、成形ロール１，２カ相互に回動
する関係上、両ロールにおける周凸条３．３は相互に干
渉（ｉＪｉ突）しないよう、その前端隅角部分は若干の
遊隙を置くので、図示のように相対する前端隅角部分間
に位置する粒子すは、噛み込み状に逃げることが出来な
い場合、これを切断することにより、粉粒体Ａの性状に
もよるがロール１，２の各周凸条３の著しい摩耗や欠損
を生じるのであり、摩耗して隙間が拡大すれば、これは
相隣る帯状体ＡＩ＋　ＡＩの長手方向における連帯を生
じることにもなる。また第１２図に説示したタイプのも
のにおいても、これらの周凸条３ａは何れも台形断面の
ため、平坦な頂部１３．１３を有し、両頂部間には遊隙
があり、ロール１．２の回動によって周囲＃４ａ、４ａ
内において粉粒体Ａの圧縮成形を行なう際、頂部１３．
１３間の粉粒体Ａは過圧縮を受け、ここに強度の高いラ
ンド部ａが生じ、相隣る帯状体Ａ、、　Ａ、を長手方向
に亘って連継し、あるいは頂部１３．１３間に粒子すを
噛み込んで圧潰、切断する等のトラブルを生じるのであ
り、帯状体Ａ、相互がその長手方向に亘って連帯すれば
、先に第９図で述べたカッティングロール１０．１０以
外に、長手方向に亘り各帯状体Ａ、を分離するための、
別の分断装置を更に必要とし、かつロール１，２の摩耗
や欠損を生じる等の問題点が生じるのである。

更にまたブリケットマシンタイプのものにおいては、そ
の造型部分であるポケット１１．１２の断面形状におい
ても、アーモンド型、ビロー型、逆水滴型等、複雑な形
状のため加工工数が掛るばかりでなく、その成形性にお
いても、ロール径による粉粒体の噛込量と両ロール間で
形成されるポケット容積の関係がシビャであるため、ホ
ッパ側におけるプリコンパクション（予備圧縮）を頻繁
に調整しないと、成形不足（噛込量が小さく強度不足に
より割れる）や、成形過剰（噛込量が大きくはみ出した
材料によりランド部ａが厚くなり連鎖帯状となる）が生
じ易く、結果的にはある設計意図の圧縮率しか取れず、
圧密、均一で強度を持たせたブリケットの安定な成形が
難しいということになる点においても、解決すべき問題
を包蔵しているのである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記した従来の粉粒体成形手段における問題
点を解消し、特にランド部の発生をなくして個体分離を
確実とするとともに、成形ロールの摩耗を防いで耐用性
の向上を企図したものであり、具体的には、そのロール
周面を対面させかつ互いに可回動に設けられる一対の成
形ロールの、各ロール周面に凹設した造型部分に粉粒体
を供給し、両ロールの回動を介して圧縮成形体を得るに
当り、一対の成形ロールの各周面に何れも断面３角形の
周凸条を列設して相隣る周凸条によって囲まれる成形用
周凹溝を舷成し、前記両ロールを、その相対向する周凸
条の各先端が互いにオーハラツブする関係位置に保持し
て回動させ、前記オーバラップする周凸条によって閉鎖
された相互の周凹溝空間内に亘って粉粒体を供給し、連
続長尺の圧縮帯状体を得ることにある。

（作　用） 本発明の技術的手段によれば、第１．２．３各図に示す
ように、そのロール周面を対向させ、かつ軸心を平行さ
せて可回動に対置する一対の成形ロール１，２において
、各ロール周面に、ロール周方向を環状にめぐり、かつ
その断面形状が３角形である周凸条１４を、軸方向に亘
って定間隔下に列設するのである。即ち周凸条１４は３
角形の底辺をロール表面とし、一対の傾斜面１４ａ、　
１４ａが３角形の頂角をなす斜辺とされ、頂角部分が周
凸条１４の先端１４ｂとされたものであり、この周凸条
１４の列設によって、相隣る周凸条１４．１４間に、ロ
ール表面を底とし、両側を周凸条１４，１４の各傾斜面
１４ａ。

１４ａによって囲まれた圧縮成形用の周凹溝１５を形成
し、この両ロール１，２を、第３図で示すように、両ロ
ール１，２の相対向する周凸条１４．１４の先端１４ｂ
、　１４ｂが互いに相手方の内側に入り込むように、周
凸条１４，１４の各一方の傾斜面１４ａ、　１４ａが相
接するように（間隙をほとんど零とする）、先端側をオ
ーハラツブさせる位置関係に対置させるのであり、この
互いに先端側がオーハラツブすることによって、閉鎖状
となる両ロール１．２の相対する周凹溝１５，１５に亘
る空間内に、粉粒体Ａを供給、充満させ、ロール１．２
の回動によって連続長尺の圧縮帯状体Ａ４を得るのであ
る。

両ロール１．２間に粉粒体Ａを供給するに当っては、い
うまでもな（先に第９図に示したコンパクテイングマシ
ンと同様に、テーパスクリュ６を具備したホッパ５、ス
ロートノズル７を用い、かつ圧縮帯状体へ、を個々の小
片に分断するためには、同じくピンチローラ９，９およ
びカンチイングロール１０．１０を用いることができる
。

本発明の成形方法によれば、第４図に示すように、予備
圧縮された粉粒体へがスロートノズル７をへて、画成形
ロール１．２の対面する接線方向から各周凹溝１５．１
５による圧縮成形空間に供給される時、断面３角形の周
凸条１４．１４の各傾斜面１４ａ。

１４ａによって粉粒体Ａの各粒子すは、何れも各傾斜面
１４ａの何れかに沿って振り分は状に成形空間内に移動
でき、しかもオーバラップしている周凸条１４，１４の
ため、そのオーバラップ部分の間隙をほとんど零に調整
しておくことにより、従来のようなランド部ａを生成す
る素地部分は全く生じないのであり、各圧縮帯状体Ａ４
は互いに完全に分離されて、連鎖帯関係を生じない。ま
た個々の粒子すを噛み込んだりする隙間部分が全く存在
しないのであり、粒子すの過圧縮や切断等のトラブルを
生じないのであり、両ロール１，２の周凸条１４．１４
における先端１４ｂ、　１４ｂ側のオーバラップ長さく
第３図ｅ）は任意であるから、帯状体へ、の厚さを任意
に変更でき、このことはロールギャップ調整を自由に行
なえることを意味し、より強度の高い（嵩密度の大）圧
縮成形体を容易にかつ確実に得られ、また成形が略同一
方向であるため、表面層だけでなく、内部層まで均質な
嵩密度の成形体が得られることにもなるのであり、また
ロール１，２の耐用性という面でも、粒子すに対する過
圧縮や切断等がないので、その摩耗度もゆるやかである
し、欠損のおそれはなく、唯−考えられる摩耗は、第５
図に示すように互いに重合される各一方の傾斜面１４ａ
、　１４ａ側であるが、この摩耗が生じた場合は、図示
のように両ロール１．２を軸方向に矢印の移動を行ない
、摩耗した傾斜面１４ａ、　１４ａを寄せ合うことによ
って尚使用可能であって、その耐用性を著しく向上でき
るのである。

（実施例） 本発明の適切な実施例を第１図並びに第８図に亘って説
示する。

第１．２．３各図に亘って示した実施例において、各成
形ロール１．２における周凸条１４、従ってまた周凹溝
１５の数は勿論自由であり、また周凸条１４の高さも設
計自由である。これら成形ロール１゜２は、略第９図に
例示した従来のコンパクテイングマシンと同様な機構の
もとに設置され、再成形ロール１．２は成形部における
フレーム上に、そのシャフトｌａ、２ａの両端が軸受箱
、チョック等を介し、軸方向に進退移動自在、またロー
ルギャップの調整自在に軸方向と直角方向にも移動自在
に保持され、モータその他によって可回動とされるので
ある。ホッパ５、テーパスクリュ６、スロートノズル７
、チークプレート８、更にピンチローラ９、カッティン
グロール１０等については、第９図示のように同様構造
を採用することができる。

成形ロール１，２のロール周面に周凸条１４、周凹溝１
５を設けるに当っては、第６．７．８図に例示する各実
施例が考えられる。第６図に示したものは、ロール周面
上に直接用凸条１４を周方向に平行して一体に形成した
もので、周凸条１４の列設によって自動的に周凹溝１５
も形成されることになる。

第７．８図に例示されたものは、着脱交換型式としたも
のの１例であって、第７図に示したものは、スリーブタ
イプのものであり、成形ロールｌ。

２における取付用多角周面１６上に、ロール１，２と同
心円筒のスリーブ１７を受座１８を介して外嵌し、スリ
ーブ１７の外周面上に周凸条１４、周凹溝１５を形成し
、スリーブ１７の両側面に前記多角周面１６の両側と係
合する締着リング１９．１９を添接し・これら締着リン
グ１９、スリーブ１７および受座１８および締着リング
１９に亘り、複数個の締結ボルト２０、ナツト２１によ
り締着して着脱交換自在としたものであり、また第８図
に示したものは、セグメントタイプのものであり、成形
ロール１．２の円周方向等分の複数個に分割される各セ
グメント２２の外周面に周凸条１４、周凹溝１５をそれ
ぞれ部分的に形成し、これらセグメント２２をロール周
面に凹設した複数個の取付溝２３にそれぞれの取付脚片
２４を係合させて外嵌し、締結ボルト２５をそれぞれの
セグメント２２毎に、ロール−側面から他側面に亘って
、前記取付溝２３、取付脚片２４の係合部分を貫通させ
て、ナツト２６により締着して着脱交換自在としたもの
であり、何れの方式によるも自由であり、また第７．８
図に示した以外の着脱交換構造も勿論自由に設計可能で
ある。

（発明の効果） 本発明によれば、従来のブリケットマシンによる圧縮成
形、コンパクテイングマシンによる圧縮成形の何れに対
しても、以丁の点において優れた効果を発揮できる。即
ちブリケットマシンによる圧縮成形は、ロール周面に凹
設したポケット内に粉粒体を供給して圧縮成形するもの
であるため、ポケット以外のロール周面上に存在する粉
粒体は何れも過圧縮を受け、更にポケット内から喰み出
した粉粒体もこれに参加することによって、相隣るブリ
ケットマシンと一体に連繋するランド部が発生し易く、
ポケット内から喰み出すことな（、かつ充分な嵩密度が
得られるようにし、しかもポケット以外のロール表面に
おける粉粒体量を可及的薄いランド部生成に止まるよう
コントロールすることは、該粉粒体に対するプリコンパ
クション、その供給量（噛込量）と供給速度の諸般の調
整が必要とされ、極めて難しいのであり、連鎖帯状を分
断するためのブレーカ−その他の装置が必須とする等の
不利があるのに対し、本発明は周凸条１４および周凹溝
１５によるコンパクテイングマシンタイプを採用すると
ともに、その周凸条１４を断面３角形の形状とし、かつ
相対向する周凸条１４．１４の各３角形の先端側を傾斜
面相互の接合を介しオーバラップさせて、周凹溝１５．
１５による圧縮成形空間を完全に閉鎖される空間とした
ので、粉粒体は各傾斜面の振り分は案内を介し、該空間
内に余す処なく収容され、ランド部の生じる余地は全く
なく、その周凹溝１５．１５による圧縮成形は粉粒体の
喰み出しを生じることなく、圧縮帯状体Ａ４は互いに完
全に分離し、連鎖帯状を生じないのであり、また圧縮成
形の内容も、ロールギャップの調整のみで均質かつ嵩密
度の大きな成形が得られるのであり、長手方向に亘って
定寸に切断するのみで、良好な成形小片が得られ、成形
操作もきわめて容易化される。また従来のコンパクテイ
ングマシンにおけろ周凸条、周凹溝型式の成形方法に対
しても、周凸条の３角形断面、またその先端側のオーハ
ラツブ構成によって、従来の遊隙を介在し、かつ平坦面
をもつ周凸条、周凹溝対置型式のものにおける長手方向
における圧縮帯状体相互の連帯、遊隙間における粒子の
噛み込み、切断等の欠点を生じないのであり、また成形
ロールの耐用性の向上の点でもより優れるものであり、
コンパクテイングマシンタイプの成形手段を更に改善し
、筒車な構造と成形操作の容易化の下に、より優れた品
質の粉粒造塊体を得るものとして利点大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法において用いる成形ロール平面図、
第２図は同縦断正面図、第３図は同周凸条要部の拡大平
面図、第４図は本発明方法による成形状態説明図、第５
図は同ロールの摩耗時調整を示す平面図、第６．７．８
各図は同ロール構造各実施例の説明図、第９図は従来の
コンパクテイングマシンの全体正面図、第１０図はブリ
ケットマシン成形ロールの要部構造説明図、第１１．１
２図はコンパクテイングマシン成形ロールの要部構造説
明図である。 Ｌ２−成形ロール、１４−周凸条、１４ａ　−傾斜面、
１４ｂ　−先端、１５−０周凹溝、５−ホッパ、６−・
テーパスクリュ、７−・−スロートノズル、９−　ピン
チローラ、１０−　カッティングロール、Ａ　−粉粒体
、Ａ１−帯状体、八２−・・−小片、八、−ブリケット
、Ａ４・−圧縮□帯状体。 特　許　出　願人　　株式会社　神戸製鋼所手続ネ市正
書（自発） 昭和６１年１月２３日 昭和６０年特許願第２３２９４７号 ２、発明の名称 粉粒体の連続成形方法 ３、補正をする者 事件どの関係　特許出願人 （１１９）株式会社神戸製鋼所 ４、代理人 昭和　　年　　月　　日 ６、補正の対象 ・明細書の発明の詳細な説明の欄 ・図　面 ７、補正の内容 ６１・１，２５ ト一 ７、補正の内容 （１）明細書第１４頁第１８〜１９行目に「第３図ｅ」
とあるは、「第３図の！」と訂正する。 （２）添付図面中第９図及び第１０図は、別紙の通り補
正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、そのロール周面を対面させかつ互いに可回動に設け
   られる一対の成形ロールの、各ロール周面に凹設した造
   型部分に粉粒体を供給し、両ロールの回動を介して圧縮
   成形体を得るに当り、一対の成形ロールの各周面に何れ
   も断面３角形の周凸条を列設して相隣る周凸条によって
   囲まれる成形用周凹溝を形成し、前記両ロールを、その
   相対向する周凸条の各先端が互いにオーバラップする関
   係位置に保持して回動させ、前記オーバラップする周凸
   条によって閉鎖された相互の周凹溝空間内に亘って粉粒
   体を供給し、連続長尺の圧縮帯状体を得ることを特徴と
   する粉粒体の連続成形方法。