KR102122190B1

KR102122190B1 - 자력 선별 장치, 자력 선별 방법 및 철원의 제조 방법

Info

Publication number: KR102122190B1
Application number: KR1020187014666A
Authority: KR
Inventors: 교헤이 이시다; 유키 다카키
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2015-11-30
Filing date: 2016-11-30
Publication date: 2020-06-12
Also published as: AU2016362141B2; BR112018009650A2; BR112018009650B1; JPWO2017094803A1; US10857548B2; CA3002928C; EP3384991B1; KR20180072803A; EP3384991A4; JP6399203B2; EP3384991A1; CA3002928A1; WO2017094803A1; US20180353969A1; WO2017094039A1; AU2016362141A1; CN108290164A

Abstract

강자성 입자를 함유하는 분립체를 대량으로 처리하는 경우나 공급되는 분립체의 층이 두꺼운 경우에도, 분립체로부터 강자성 입자를 효율적으로 분리하고, 또한 복잡한 공정이나 폐액 처리 등을 필요로 하지 않고 저비용으로 자력 선별할 수 있고, 나아가서는, 벨트 컨베이어식의 자력 선별 장치에 특유의, 강자성 입자의 부착의 문제를 해소할 수 있는, 자력 선별 장치를 제공한다. 적어도 1 쌍의 가이드 롤과, 상기 롤쌍 사이에 건너질러 걸쳐지고, 강자성 입자를 함유하는 분립체를 반송하는 컨베이어 벨트를 갖고, 상기 가이드 롤 중 어느 일방은 중공 롤로서, 그 중공부에, 상기 가이드 롤의 내주면을 따라 복수의 자석을 둘레 방향으로 간격을 두고 상이한 자극이 교대로 나열되는 열상으로 배치한, 자석 롤을 갖고, 상기 가이드 롤 중 어느 일방의 외주면에 있어서의, 상기 컨베이어 벨트가 권회되는 원호 영역을 제외한 원호 영역을 덮어 상기 자석으로부터의 자력선을 차단하는, 차폐벽을 구비한다.

Description

자력 선별 장치, 자력 선별 방법 및 철원의 제조 방법{MAGNETIC SEPARATOR, MAGNETIC SEPARATION METHOD, AND IRON SOURCE MANUFACTURING METHOD}

본 발명은, 강자성 입자 (ferromagnetic particles) 를 함유하는 분립체로부터 강자성 입자를 자력 선별 (분리) 하기 위한 기술에 관한 것으로, 예를 들어, 제철 프로세스의 부생성물인 슬래그 (slag) 로부터 철분을 분리하는 데에 적합한 자력 선별 장치 (magnetic separator) 및 자력 선별 방법 (magnetic separate method) 그리고 철원의 제조 방법에 관한 것이다.

제철 프로세스에 있어서, 용선 예비 처리나 전로 탈탄 공정에서는, 부생성물로서 슬래그 (제강 슬래그) 가 발생한다. 슬래그는, 용선이나 용강 중의 불순물이나 불요 원소를 제거하기 위해 첨가되는 칼슘계 첨가제가, 이들 불순물이나 불요 원소와 반응·생성된 것이다. 슬래그 중에는 제거된 불순물이나 불요 원소 이외에 철분도 많이 함유된다.

슬래그 중의 철분의 재자원화를 위해, 철분을 분리·회수하는 것이 실시되고 있다. 통상적으로, 다음의 공정에 따라 철분의 분리·회수가 실시된다. 먼저, 슬래그를 체 (sieve) 에 쳐서 슬래그에 함유되는 대형 (수백 ㎜ 직경) 의 덩어리를 제거한다. 체를 통과한 소형의 덩어리는 철분과 슬래그분이 고착되어 있기 때문에, 해머 크러셔 (hammer crusher) 나 로드 밀 (rod mill) 등으로 조파쇄 (rough crushing) 를 실시하여 수 10 ㎛ ∼ 수 10 ㎜ 의 크기로 하고, 단체 분리 (슬래그분과 철분의 분리 : liberation) 를 촉진시킨다. 그 후, 자력 선별 장치 (magnetic separator) 를 사용하여 철분을 분리한다. 자력 선별 장치로는, 일반적으로 서스펜디드형 (suspended electro magnets), 드럼형 (magnetic drum separators), 풀리형 (magnetic pulleys) 등이 사용된다.

또, 철분을 단체로 분리시키기 위해, 슬래그를 가열하여 적당한 시간 냉각시킨 후, 파쇄하는 경우도 있다. 냉각 시간에 따라서는, 철괴를 파쇄하지 않고 고착된 슬래그분만을 분리시키는 것이나, 슬래그를 수 10 ㎛ 정도로 미분화시키는 것이 가능하다.

어느 방법에서도 슬래그의 미분화가 진행되면, 단체 분리화가 진행되는 것은 말할 것도 없다.

일반적으로, 철분의 회수율을 향상시키기 위해서는 단체 분리화를 진행시킬 필요가 있기 때문에, 기계적 파쇄를 반복하여, 슬래그의 입경을 작게 한다. 혹은, 열 처리에 의해 소경화시키는 경우도 있다.

철분의 회수를 위해 자력 선별을 실시하는 경우, 종래에는 예를 들어 도 1 에 나타내는 바와 같은 자력 선별 장치가 사용되고 있다 (예를 들어, 비특허문헌 1). 이 장치는 풀리형 (벨트 컨베이어식) 의 자력 선별 장치이다. 이 장치는, 강자성 입자 및 비자성 입자를 함유하는 분립체 (a) 를 공급 장치 (100) 로부터 컨베이어 벨트 (101) 상에 공급하고, 분립체 (a) 를 컨베이어 종단부 (102) 로부터 배출할 때에, 강자성 입자와 비자성 입자를 분리하는 것이다. 이 장치는, 컨베이어 종단부 (102) 측의 가이드 롤 (103) 이 중공 구조를 갖고, 그 롤 내주벽의 원호 부분에 대향시켜 복수의 자석 (104) 이 배치되어 있다. 자석 (104) 은, 가이드 롤 (103) 의 내주벽의 둘레 방향에서 인접하는 자극이 상이한 자성이 되는 배치로 형성되어 있다. 자석 (104) 은, 가이드 롤 (103) 의 내주벽으로부터 이간되어 독립적으로 설치되는 고정 자석이다.

이 자력 선별 장치는, 컨베이어 종단부 (102) 에 있어서, 컨베이어 벨트 (101) 상의 분립체 (a) 에 대해, 가이드 롤 (103) 의 내측의 자석 (104) 의 자력이 작용하고, 자석 (104) 에 흡착되지 않는 비자성 입자가 먼저 낙하하여 비자착물 회수부 (105) 에 회수되고, 자석 (104) 에 흡착되는 강자성 입자는 가이드 롤 (103) 의 하방에 형성된 칸막이판 (106) 을 통과하고, 자력이 약해진 위치에서 낙하하여 자착물 회수부 (107) 에서 회수되는 구조를 갖는다.

일본 공개특허공보 2006-142136호 일본 공개특허공보 평10-130041호

J.Svoboda, Magnetic Techniques for the Treatment of Materials, pp.70-72, Kluwer Academic Publishers, 2004

그러나, 도 1 에 나타내는, 종래의 자력 선별 장치에 대해, 대량의 분립체 (a) 가 공급되고, 분립체 (a) 의 층이 두꺼워지는 경우, 다음과 같은 문제가 발생한다. 미립화된 분립체 (a) 에서는, 강자성 입자가 비자성 입자를 끌어들인 상태에 있고, 자석 (104) 에는 강자성 입자와 비자성 입자가 동시에 끌어당겨지기 때문에, 강자성 입자와 비자성 입자가 분리되기 어려워진다. 이것은 분립체 (a) 의 입경이 작아질수록 현저하다. 또한 미립화에 의한 응집 현상도 더해져, 컨베이어 벨트 (101) 상의 분립체 (a) 의 층이 두꺼워진 경우에는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 자착물 회수부 (107) 에 비자성 입자가 강자성 입자에 혼입되어, 강자성 입자를 적절히 선별할 수 없게 된다.

이와 같은 문제에 대해, 통상적으로는, 도 2 에 나타내는 바와 같이 진동 피더 (108) 등을 이용하여 분립체 (a) 의 공급량을 줄이고, 컨베이어 벨트 (101) 상의 분립체층의 두께를, 예를 들어 입자 1 개 ∼ 2 개분 정도의 두께로까지 얇게 하는 등의 대응이 필요하다. 그러나, 분립체 (a) 의 공급량을 적게 하면, 강자성 입자를 선별하는 성능은 확보되지만, 처리 속도가 느려진다. 슬래그의 자력 선별의 경우에는, 시간당 수 톤 ∼ 수십 톤을 처리할 필요가 있기 때문에, 단시간에 대량의 자력 선별을 실시하는 것이 필수이다. 따라서, 상기와 같은 종래의 자력 선별 장치에서는, 단시간에 대량의 분립체 (a) 를 자력 선별하는 것은 어렵다.

한편, 특허문헌 1 에는, 특정한 복수의 공정을 거침으로써, 슬래그를 과파쇄하지 않고 이물질을 분리하는 방법이 제안되어 있지만, 복잡한 분리 플로가 되고, 처리 비용이 비싸지는 문제가 있다. 또, 특허문헌 2 에 나타내는 바와 같이, 응집을 피하기 위해 습식 프로세스도 일반적으로 적용되지만, 폐액 처리 비용이 막대해지는 문제가 있다.

본 발명의 목적은, 상기와 같은 종래 기술의 과제를 해결하고, 강자성 입자를 함유하는 분립체를 대량으로 처리하는 경우나 공급되는 분립체의 층이 두꺼운 경우에도, 분립체로부터 강자성 입자를 효율적으로 분리하고, 또한 복잡한 공정이나 폐액 처리 등을 필요로 하지 않고 저비용으로 자력 선별할 수 있는 자력 선별 장치 및 자력 선별 방법을 제공하는 것에 있다.

또, 본 발명의 다른 목적은, 상기 도 1 및 2 에 나타낸, 벨트 컨베이어식의 자력 선별 장치에 특유의 이하의 과제에 대해서도, 그 해결 수단을 부여하는 것에 있다. 즉, 벨트 컨베이어식의 자력 선별 장치에서는, 철분 등의 강자성 입자가 어떠한 원인으로 컨베이어 벨트의 내측에 부착된 경우, 가이드 롤의 자석 배치 부분에서 강자성 입자가 흡인되어 부착된다. 혹은, 공기 중을 비래해 온 강자성 입자가 가이드 롤의 근방에 온 경우에도, 자석 배치 부분에 직접 흡인되어 부착된다. 이와 같은 강자성 입자가 일단 가이드 롤에 흡인되어 부착되면, 벨트와 가이드 롤 사이에 계속 끼이게 되어, 벨트의 수명을 현저하게 저하시키게 된다. 나아가서는, 자력 선별 장치의 경우, 흡착된 강자성 입자 자체에도 와전류가 여기되어 발열한다. 이 경우에도 벨트의 수명을 현저하게 저하시킨다.

도 1 및 2 에 나타낸, 가이드 롤의 회전축과 벨트 풀리의 회전축이 일치하는 동심형의 구조에 있어서는, 강자성 입자의 부착을 방지하는 것은 곤란하여, 정기적으로 사람이 수작업으로 제거하는 것이 필요하다. 특히, 상기 서술한 바와 같이 강자성 입자의 미립화는 분리의 촉진에 유리하여, 도 1 및 2 에 나타낸, 벨트 컨베이어식의 자력 선별 장치에 있어서도, 공급되는 강자성 입자의 미립화가 진행되고 있는 중, 강자성 입자 부착의 문제를 해소하는 것이 희구되고 있다.

먼저, 본 발명의 자력 선별 장치의 구성을 도출하기에 이른, 자력 선별에 관한 지견에 대해 이하에 서술한다.

강자성 입자와 비자성 입자가 혼합된 분립체로부터, 이동하는 자석을 사용하여 강자성 입자를 선별하는 경우, 각 입자의 움직임을 관찰하면, 먼저 강자성 입자가 자석에 끌어당겨지도록 움직인다. 자석의 이동에 수반하는 자장 강도의 변화에 의해, 강자성 입자에 작용하는 인력이 변화한다. 자장이 강할 때에는 강자성 입자는 인력에 의해 서로 집합하게 되고, 반대로 자장이 약할 때에는 분산되는 경향이 된다.

이 인력의 변화는, 분립체에 대해 진동과 비슷한 효과를 가져오며, 자장의 강도의 변화가 반복됨으로써, 강자성 입자에 의한 비자성 입자의 끼임·끌어들임 상태가 해소된다. 그 결과, 강자성 입자와 비자성 입자의 분리가 촉진된다. 또한, 자장의 방향의 변화에 의해, 강자성 입자에는 회전력도 가해지므로, 강자성 입자는 비자성 입자 사이를 회전하면서 자석측으로 이동해 간다. 이 2 개의 효과에 의해, 자석 부근에는 점차 강자성 입자가 많이 모이고, 비자성 입자는 반대로 자석으로부터 먼 쪽으로 이동해 간다. 이와 같이, 자장의 크기 및 방향의 변화를 이용함으로써, 강자성 입자와 비자성 입자를 분리할 수 있다.

이상의 작용을 모식적으로 나타낸 것이 도 3(A) ∼ (D) 이다. 도 3(A) ∼ (D) 에서는, 분립체에 마주 대하는 부분의 자석의 자극을, N 극, S 극으로 나타내고 있다. 도 3(A) 에 나타내는 바와 같이, N 극에 의해 컨베이어 벨트 (b) 상의 강자성 입자가 끌어당겨진 상태로부터, 자석이 이동하여 도 3(B) 와 같이 N 극·S 극 사이의 간극부 (k) 가 분립체에 마주 대하는 상태가 되면, 자장의 크기의 변화에 의해, 강자성 입자에 작용하는 인력의 크기가 변화한다. 또, 자극의 N 극으로부터 S 극으로의 변화 때문에, 강자성 입자는 화살표 방향으로 흡인되어, 전동하면서 자석측으로 이동해 간다. 그 후, 도 3(C) 와 같이 강자성 입자는 S 극에 끌어당겨지고, 더욱 자석측으로 이동한다. 이상의 작용이 반복됨으로써, 처음에는 분립체층 전체에 분포되어 있던 강자성 입자는, 도 3(D) 에 나타내는 바와 같이 분립체층의 가장 자석에 가까운 측에 모아지게 된다.

이 현상은, 자석과 분립체 (a) 중의 적어도 일방이 이동하고 있으면 반드시 발생하는 것으로, 자석이 고정되고 분립체 (a) 만이 이동하고 있는 경우에도 동일하다.

동일한 자극의 자석이 나열되어 이동하고 있는 경우에는, 자장의 크기의 변화에 의한 강자성 입자의 이동은 있지만, 강자성 입자에 자장의 방향의 변화에 의한 힘이 가해지지 않으므로, 강자성 입자의 이동량이 적어지고, 결과적으로 선별 효율이 낮아진다.

또한, 도 3(A) ∼ (D) 는, 자석이 도면의 우측에서 좌측으로 이동하는 경우를 나타내고 있지만, 자석이 도면의 좌측에서 우측으로 이동하는 경우에도, 원리적으로는 동일하다.

본 발명자들은, 상기 구조를 벨트 컨베이어식의 자력 선별 장치에 적용하여, 컨베이어 종단부측의 가이드 롤의 내측에, 가이드 롤의 둘레 방향을 따라, 분립체와 마주 대하는 부분의 인접하는 자극이 서로 상이하도록 배치되고, 또한 분립체와 마주 대하는 부분의 가이드 롤축 방향에 인접하는 자극이 동일하도록 배치되는 자석을 형성하고, 이 자석에 의해 형성되는 자장 속을 분립체가 이동함으로써, 강자성 입자를 효율적으로 자력 선별할 수 있는 것을 알아내었다. 또한, 둘레 방향으로 자석을 회전시킴으로써, 강자성 입자에 작용하는 자장의 크기 및 방향을 고속으로 변화시키도록 하면, 효과가 보다 높아지는 것도 알아내었다.

또, 가이드 롤과 벨트 사이에 들어가는 강자성 입자의 부착 문제에 대해서도 예의 구명하였다. 그 결과, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 문제가 되는 강자성 입자 (a₁) 는 주로 피더 (108) 및 컨베이어 벨트 (101) 로부터 비상하고, 컨베이어 벨트 (101) 의 폭 방향 단측의 공간으로부터 가이드 롤 (103) 의 컨베이어 벨트 (101) 가 접촉하고 있지 않은 롤 원호 부분에 도달하고 있는 것을 알아내기에 이르렀다. 즉, 이 롤 원호 부분에 이르는 도달 경로를 차단하는 것이, 강자성 입자의 롤로의 부착 문제를 해소하는 데에 유효하다는 지견을 얻을 수 있었다.

본 발명은, 상기 지견에 기초하여 이루어진 것으로, 그 요지는 이하와 같다.

[1] 적어도 1 쌍의 가이드 롤과,

상기 가이드 롤쌍 사이에 건너질러 걸쳐지고, 강자성 입자를 함유하는 분립체를 반송하는 컨베이어 벨트를 갖고,

상기 가이드 롤 중 어느 일방은 중공 롤로서, 그 중공부에, 상기 가이드 롤의 내주면을 따라 복수의 자석을 둘레 방향으로 간격을 두고 상이한 자극이 교대로 나열되는 열상으로 배치한, 자석 롤을 갖고,

상기 가이드 롤 중 어느 일방의 외주면에 있어서의, 상기 컨베이어 벨트가 권회되는 원호 영역을 제외한 원호 영역을 덮어 상기 자석으로부터의 자력선을 차단하는, 차폐벽을 구비하는 것을 특징으로 하는 자력 선별 장치.

[2] 상기 벨트 컨베이어의 하방에, 강자성 입자를 함유하는 분립체를 반송하는 다른 컨베이어 벨트를 형성하고, 상기 다른 컨베이어 벨트의 분립체 반송 하류측에, 상기 컨베이어 벨트의 상기 자석 롤측이 근접하여 위치하는 상기 [1] 에 기재된 자력 선별 장치.

[3] 상기 차폐벽의 배면으로부터 상기 가이드 롤측으로 관통되고, 상기 차폐벽과 상기 가이드 롤의 간극에 공기를 공급하는, 관로를 적어도 1 개는 갖는 상기 [1] 또는 [2] 에 기재된 자력 선별 장치.

[4] 상기 자석 롤은, 상기 가이드 롤 중 어느 일방으로부터 독립적으로 회전 가능한 상기 [1], [2] 또는 [3] 에 기재된 자력 선별 장치.

[5] 하기 (1) 식으로 정의되는, 상기 자석으로부터 상기 분립체에 작용하는 자극의 변화수를 나타내는 자장 변화 주파수 F (㎐) 가, 30 ㎐ 이상인 상기 [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 자력 선별 장치.

F ＝ (x·P)/60 …(1)

여기서, x : 자석 롤의 회전수 (rpm)

P : 자석 롤이 구비하는 자극수 (단, 자극수는, 자석 롤의 분립체와 대향하는 면의 둘레 방향으로 병렬되는 N 극·S 극의 페어를, 1 자극으로 하여 카운트한다)

[6] 상기 자석 롤의 축 방향에 인접하는 상기 자석의 자극이 동일한 상기 [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 기재된 자력 선별 장치.

[7] 상기 자석 롤의 축 방향에 인접하는 상기 자석의 자극이 상이한 상기 [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 기재된 자력 선별 장치.

[8] 상기 가이드 롤 중 어느 일방과 상기 자석 롤의 회전 방향이 동일한 상기 [1] 내지 [7] 중 어느 하나에 기재된 자력 선별 장치.

[9] 상기 가이드 롤 중 어느 일방과 상기 자석 롤의 회전 방향이 반대인 상기 [1] 내지 [7] 중 어느 하나에 기재된 자력 선별 장치.

[10] 상기 컨베이어 벨트와 상기 다른 컨베이어 벨트의 윤전 방향이 동일한 상기 [2] 내지 [9] 중 어느 하나에 기재된 자력 선별 장치.

[11] 상기 컨베이어 벨트와 상기 다른 컨베이어 벨트의 윤전 방향이 반대인 상기 [2] 내지 [9] 중 어느 하나에 기재된 자력 선별 장치.

[12] 상기 컨베이어 벨트와 상기 가이드 롤 중 어느 일방이 비금속제인 상기 [1] 내지 [11] 중 어느 하나에 기재된 자력 선별 장치.

[13] 상기 가이드 롤쌍 중 어느 것이 비구동인 상기 [1] 내지 [12] 중 어느 하나에 기재된 자력 선별 장치.

[14] 상기 [1] 내지 [13] 중 어느 하나에 기재된 자력 선별 장치를 사용하여, 강자성 입자를 함유하는 분립체로부터 그 강자성 입자를 선별하는 자력 선별 방법으로서,

상기 컨베이어 벨트 상에, 상기 분립체에 함유되는 최소 입자의 직경보다 큰 두께로 상기 분립체를 공급하는 자력 선별 방법.

[15] 상기 [1] 내지 [14] 중 어느 하나에 기재된 자력 선별 장치 또는 자력 선별 방법을 이용하여, 제철 프로세스의 부생성물로부터 철원을 제조하는 철원의 제조 방법.

본 발명에 의하면, 강자성 입자를 함유하는 분립체를 대량으로 처리하는 경우나 공급되는 분립체의 층이 두꺼운 경우에도, 강자성 입자를 함유하는 분립체로부터 강자성 입자를, 한 번의 분리 공정으로 효율적으로 분리하고, 또한 복잡한 공정이나 폐액 처리 등을 필요로 하지 않고 저비용으로 자력 선별할 수 있다.

또한, 가이드 롤의 컨베이어 벨트와 접촉하지 않는 둘레면을 자력이 미치지 않는 두께로 덮는, 차폐재를 형성한 것에 의해, 가이드 롤과 컨베이어 벨트 사이에 들어가는 강자성 입자의 부착을 회피할 수 있다.

도 1 은, 종래의 자력 선별 장치와, 이 장치를 사용하여 분립체를 소량 처리하는 경우의 사용 상태를 나타내는 설명도이다.
도 2 는, 종래의 자력 선별 장치와, 이 장치를 사용하여 분립체를 대량 처리하는 경우의 사용 상태를 나타내는 설명도이다.
도 3 은, 본 발명에 관련된 자력 선별 장치의 작용을 모식적으로 나타낸 설명도이다.
도 4 는, 강자성 입자가 자석 롤에 부착되는 원인을 설명하는 도면이다.
도 5 는, 본 발명의 실시형태 1 에 관련된 자력 선별 장치를 나타내는 설명도이다.
도 6 은, 본 발명의 자석 롤의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 7 은, 자석의 배열 길이와 컨베이어 벨트의 폭의 관계를 나타내는 도면이다.
도 8 은, 본 발명의 다른 자석 롤의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 9 는, 본 발명의 실시형태 2 에 관련된 자력 선별 장치를 나타내는 설명도이다.
도 10 은, 본 발명의 실시형태 3 에 관련된 자력 선별 장치를 나타내는 설명도이다.
도 11 은, 본 발명의 실시형태 4 에 관련된 자력 선별 장치를 나타내는 설명도이다.
도 12 는, 본 발명의 실시형태 5 에 관련된 자력 선별 장치를 나타내는 설명도이다.
도 13 은, 본 발명의 실시형태 6 에 관련된 자력 선별 장치를 나타내는 설명도이다.
도 14 는, 본 발명의 실시형태 7 에 관련된 자력 선별 장치를 나타내는 설명도이다.
도 15 는, 본 발명의 다른 자석 롤의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 16 은, 본 발명의 실시형태 8 에 관련된 자력 선별 장치를 나타내는 설명도이다.

본 발명에 관련된 자력 선별 장치 및 자력 선별 방법은, 강자성 입자를 함유하는 분립체로부터 자력에 의해 강자성 입자를 분리하는 것이다.

본 발명에 관련된 자력 선별 장치는, 적어도 1 쌍의 가이드 롤과, 상기 가이드 롤쌍 사이에 건너질러 걸쳐지고, 강자성 입자를 함유하는 분립체를 반송하는 컨베이어 벨트를 갖고, 상기 가이드 롤 중 어느 일방은 중공 롤로서, 그 중공부에, 가이드 롤의 내주면을 따라 복수의 자석을 둘레 방향으로 간격을 두고 상이한 자극이 교대로 나열되는 열상으로 배치한, 자석 롤을 갖고, 상기 가이드 롤 중 어느 일방의 외주면에 있어서의, 상기 컨베이어 벨트가 권회되는 원호 영역을 제외한 원호 영역을 덮어 상기 자석으로부터의 자력선을 차단하는, 차폐벽을 구비하고 있다. 상기 자석 롤에 의해, 균일한 자장이 형성되고, 강자성 입자에 작용하는 힘도 균일해져, 강자성 입자의 분리 효율을 높일 수 있다. 나아가서는, 차폐벽을 구비하고 있기 때문에, 가이드 롤과 컨베이어 벨트 사이에 들어가는 강자성 입자의 부착을 회피할 수 있다.

또, 본 발명에 관련된 자력 선별 방법은, 상기와 같이 구성된 자력 선별 장치를 사용하여, 강자성 입자를 함유하는 분립체로부터, 자력에 의해 강자성 입자를 분리한다.

또한, 본 발명에 관련된 자력 선별 장치 및 자력 선별 방법에서는, 하기 (1) 식으로 정의되는, 자석 롤로부터 분립체에 작용하는 자장의 크기의 변화를 나타내는 자장 변화 주파수 F (㎐) 를, 30 ㎐ 이상으로 하고 있다. 바람직하게는, 자장 변화 주파수 F 는 50 ㎐ 이상 160 ㎐ 이하, 보다 바람직하게는 50 ㎐ 이상 100 ㎐ 이하이다.

F ＝ (x·P)/60 …(1)

여기서, x : 자석 롤의 회전수 (rpm)

예를 들어, N 극 (a), S 극 (b), N 극 (c) 와 둘레 방향으로 나열되어 있는 경우에는, N 극 (a) 와 S 극 (b) 의 페어로 1 자극, S 극 (b) 와 N 극 (c) 의 페어로 1 자극으로 카운트한다.

이 자장 변화 주파수 F (㎐) 를 30 ㎐ 이상으로 함으로써, 분립체에 작용하는 자장의 크기 및 방향의 고속 변화를 발생시킬 수 있어, 분립체에 함유되는 강자성 입자를 양호한 정밀도로 분리하는 것이 가능해진다.

다음으로, 본 발명에 대해 실시형태별로 상세하게 설명한다.

[실시형태 1]

도 5 는, 본 발명의 실시형태 1 에 관련된 자력 선별 장치를 나타내는 설명도이다. 동 도면에 있어서, 부호 1 은, 분립체 (a) 를 반송하는 컨베이어 벨트이고, 그 컨베이어 벨트 (1) 는 1 쌍의 가이드 롤 (2 및 3) 사이에 건너질러 걸쳐지고, 이들 가이드 롤 (2 및 3) 에 안내되어 윤전하고, 분립체 (a) 를 일방향으로 반송한다. 가이드 롤 (2 및 3) 중 어느 일방, 즉 컨베이어 벨트 (1) 의 분립체 (a) 의 반송 방향 종단측에 있는 가이드 롤 (2) 은, 중공 롤로서, 그 중공부에, 가이드 롤의 내주면을 따라 복수의 자석 (4) 을 둘레 방향으로 간격을 두고 상이한 자극이 교대로 나열되는 열상으로 배치한, 회전 가능한 자석 롤 (20) 을 갖는다.

자석 롤 (20) 은, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 중공의 가이드 롤 (2) 의 내측에 그 가이드 롤 (2) 과 동축에 형성되고, 가이드 롤 (2) 로부터 독립적으로 회전 가능해진다. 자석 롤 (20) 은, 그 둘레면에 예를 들어 영구 자석인 자석 (4) 을 둘레 방향으로 자극이 교대로 상이한 배치로 고정시켜 이루어진다. 이러한 구조의 자석 롤 (20) 에 의해, 상기 서술한 도 2 에 나타낸 작용을 분립체 (a) 에 부여할 수 있어, 강자성 입자의 선별을 확실하게 실시할 수 있다.

또한, 자석 롤 (20) 의 구조를 나타내는 도 6 에 있어서, 부호 21 은 가이드 롤 (2) 의 회전축이고, 이 회전축 (21) 에 자석 롤 (20) 의 양단의 회전축 (22) 이 외장되고, 베어링 (23) (예를 들어, 메탈 베어링, 볼 베어링 등) 을 개재하여 회전축 (21) 에 장착되어 있다. 단, 가이드 롤 (2) 과 자석 롤 (20) 은 각각 독립적으로 회전하는 것이 가능하다. 또한, 롤축 (21 및 22) 의 형태는, 다양한 형태를 취할 수 있다.

자석 롤 (20) 은, 모터 등의 수단에 의해 회전하는 롤이며, 그 회전 방향은 가이드 롤 (2) 과 동일 방향 또는 반대 방향 중 어느 것이어도 되지만, 바람직하게는 반대 방향으로 회전시킨다. 또, 자석 롤 (20) 은 가이드 롤 (2) 보다 고속으로 회전시키는 것이 바람직하다.

자석 롤 (20) 의 회전 방향은, (ⅰ) 컨베이어 벨트 (1) 의 진행 방향 (가이드 롤 (2) 의 회전 방향) 과 역방향, (ⅱ) 컨베이어 벨트 (1) 의 진행 방향 (가이드 롤 (2) 의 회전 방향) 과 동일 방향 중 어느 것이어도 된다. 강자성 입자에는, 회전하는 자석 롤 (20) 의 자장의 작용으로 자석 롤 (20) 의 회전 방향과 역방향으로 움직이게 하려고 하는 운반력이 작용한다. 상기 (ⅰ) 의 경우에는, 자장에 의한 강자성 입자에 대한 운반력과, 컨베이어 벨트 (1) 와 강자성 입자의 마찰력이 동일 방향이 된다. 한편, 상기 (ⅱ) 의 경우에는, 상기 운반력과 마찰력이 역방향이 된다. 단, 이 경우에는 마찰력이 크므로, 강자성 입자는 컨베이어 벨트 (1) 의 진행 방향으로 운반되어 간다.

상기 (ⅰ) 과 (ⅱ) 를 비교하면, (ⅱ) 의 경우에는, 자장에 의한 강자성 입자의 운반력과 컨베이어 벨트 (1) 와 강자성 입자의 마찰력이 역방향이 되므로, 강자성 입자가 컨베이어 벨트 (1) 상에 체류하는 경우가 있지만, 보다 효율적으로 강자성 입자를 분리할 수 있다. 한편 (ⅰ) 의 경우에는, 강자성 입자의 분리 효율은 (ⅱ) 의 경우보다 약간 떨어지지만, 강자성 입자가 컨베이어 벨트 (1) 상에 체류하지 않아, 입자를 원활하게 운반할 수 있는 이점이 있다.

또한, 도 6 에서는, 1 개의 자석 (4) 의 자극이, 자석 롤 (20) 의 직경 방향의 내측과 외측에서 상이한 자극이 되도록 배치하고 있지만, 당연히 1 개의 자석 (4) 의 상이한 자극이, 자석 롤 (20) 의 둘레 방향으로 나열되도록 자석 (4) 을 설치해도 된다. 이 경우에도, N 극, S 극이 교대로 설치되므로, 강자성 입자의 분리가 효율적으로 실시되게 된다. 자석 상호의 간극부를 끼워 N 극과 S 극이 설치되어도 되고, 또 간극부를 끼워 N 극끼리, S 극끼리가 설치되어도 된다. 또한, 롤 둘레 방향에서 인접하는 자석 (4) 사이의 간극부의 넓이에 특별한 제한은 없지만, 상기 효과를 얻기 위해 1 ∼ 50 ㎜ 정도로 하는 것이 적당하다. 자석 (4) 사이의 간극부가 수지 등으로 메워져 있어도 된다.

또, 자석 (4) 의 크기도 특별히 제한은 없고, 소정의 수의 자석 (4) 을 배치할 수 있는 크기이면 된다. 자석 롤 (20) 의 자석 (4) 을 덮는 커버가 부착되어 있어도 된다.

또한, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 자석 (4) 의 롤축 방향의 배열은, 컨베이어 벨트 (1) 의 폭 내로 하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 컨베이어 벨트 (1) 와 접촉하고 있지 않은 롤 (2) 부분에 강자성 입자가 부착되는 것을 회피하는 것이 바람직하다.

또한, 가이드 롤 (2) 의 외주면에 있어서의 컨베이어 벨트 (1) 가 권회되는 원호 영역을 제외한, 원호 영역을 덮어 가이드 롤 (2) 의 축 방향으로 롤 전체 폭에 걸쳐 연장되는, 차폐벽 (5) 을 구비한다. 이 차폐벽 (5) 은, 자석 롤 (20) 의 자석 (4) 으로부터의 자력선을 차단하기 위한 기능을 갖는 것이 중요하다. 따라서, 도 5 에 나타내는 예에서는, 차폐벽 (5) 의 배면 (5a) 이 자석 롤 (20) 의 둘레면으로부터 자력선의 영향을 받지 않는 거리로 사이를 둘 필요가 있으며, 그것을 위한 두께를 갖고 있다. 이러한 구조의 차폐벽 (5) 에 의해, 상기 서술한 도 4 에서 설명한 비상하는 강자성 입자의 자석 롤 (20) 로의 부착을 확실하게 회피할 수 있다.

여기서, 차폐벽 (5) 의 두께, 즉 자력선의 영향을 받지 않는 거리로는, 배면 (5a) 이 가이드 롤 표면으로부터 30 ㎜ 이상, 바람직하게는 50 ㎜ 이상의 거리로 사이를 두는 것이, 자력선의 영향을 충분히 저감시켜 자력선을 차단하기 때문에 바람직하다. 한편, 차폐벽 (5) 을 두껍게 하는 것의 제한은 특별히 없지만, 200 ㎜ 를 초과하면 설비적인 제약을 받는 점에서, 200 ㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다.

또, 차폐벽 (5) 의 가이드 롤 (2) 의 축 방향을 따르는 길이는, 상기한 바와 같이, 가이드 롤 (2) 의 전체폭에 걸치는 것이 바람직하지만, 도 6 에 나타내는 RT 의 범위, 즉 가이드 롤 (2) 의 단연과 자석 (4) 열의 시단의 범위 내에 있으면 충분히 기능한다.

이하, 도 5 에 나타낸 자력 선별 장치의 기능·작용에 더불어, 이 장치를 사용한 자력 선별 방법에 대해 설명한다.

이 자력 선별 장치를 사용하여 자력 선별을 실시함에 있어서, 컨베이어 벨트 (1) 의 이송 속도는, 그 처리 프로세스에 필요한 속도로 하면 된다. 이 벨트 이송 속도에 대해, 자장의 변화가 충분히 고속이 되도록, 자석 롤 (20) 의 회전 속도를 결정한다. 특히, 이 자석 롤 (20) 의 회전 속도는, 상기 서술한 (1) 식의 조건을 만족하도록 설정하는 것이 바람직하다.

그리고, 컨베이어 벨트가 윤전하고 있는 상태에서, 강자성 입자를 함유하는 분립체 (a) 가, 공급 장치 (100) 로부터 이동 중인 컨베이어 벨트 (1) 상에 충분한 두께로 공급되고, 이 분립체 (a) 는 컨베이어 벨트 (1) 의 가이드 롤 (2) 측으로 반송된다.

컨베이어 벨트 (1) 에 의해 반송된 분립체 (a) 는, 컨베이어 벨트 (1) 가 가이드 롤 (2) 과 접촉하는 영역에 도달하면, 자석 롤 (20) 의 자장에 노출된다.

여기서, 도 5 의 자력 선별 장치의 경우에는, 자석 롤 (20) 의 자력에 의해 분립체 (a) 내의 강자성 입자가 비자성 입자를 끌어들이는 형태로 컨베이어 벨트 (1) 에 부착되어 운반되는 과정에 있어서, 분립체 (a) 중의 강자성 입자 (a₁) 는, 자석 롤 (20) 이 구비하는 자석 (4) 의 자장의 작용을 받는다. 그 때, 자석 롤 (20) 의 회전에 의해, 자장의 강도는 강→약→강→약→… 으로 순시에 전환된다. 분립체층 중의 강자성 입자에 대해서는, 도 3 에 나타낸 바와 같이, 집합→분산→집합→분산→… 의 효과가 반복되고, 강자성 입자의 부착이 유지되는 한편, 비자성 입자는 중력에 의해 컨베이어 벨트 (1) 로부터 떨어져 낙하한다.

특히, 도 5 및 6 에 나타낸 실시형태와 같이, 가이드 롤 (2) 의 내측에 자석 롤 (20) 을 배치하고, 자석 (4) 을 고정시킨 자석 롤 (20) 을 가이드 롤 (2) 로부터 독립적으로 회전하는 구조로 하면, (1) 자석 롤 (20) 을 회전시킴으로써 기계적으로 고속의 자장 변화를 만들어 낸다, (2) 이 변화하고 있는 자장 내에 충분한 층 두께로 분립체 (a) 를 공급한다, (3) 자장 변화에 의해 강자성 입자에 의한 비자성 입자의 휩쓸림·끌어들임을 해소하면서, 강자성 입자가 자석 (4) 측으로 이동하고, 비자성 입자는 자석 (4) 으로부터 먼 쪽으로 배제되어 간다, (4) 비자성 입자는 컨베이어 벨트 (1) 의 반전부에서 중력에 의해 낙하하고, 강자성 입자는 컨베이어 벨트 (1) 에 흡착 유지된 채로 운반되어, 자력이 미치지 않은 위치에서 컨베이어 벨트 (1) 로부터 이탈하여 배출된다. 이 작용에 의해, 도 5 에 나타내는 바와 같이 컨베이어 벨트 (1) 에 공급하는 분립체 (a) 를 충분히 두껍게 해도, 효율적으로 강자성 입자를 자력 선별할 수 있다. 즉, 분립체 (a) 로부터 효율적으로 또한 신속하게 강자성 입자 (a₁) 를 자력 선별할 수 있다.

또한, 도 6 에 나타낸 자석 롤 구조에 있어서 자석 롤 (20) 을 회전시킴으로써, 분립체 (a) 가 반송되는 동안에, 예를 들어 100 회 이상의 자장의 강도 및 방향의 변화를 용이하게 부여하는 것이 가능하다. 또, 강자성 입자의 자장 속에서의 거동은 대상으로 하는 분립체 (a) 에 따라 변화하기 때문에, 적절한 성능이 얻어지도록 자석 롤 (20) 의 회전수를 조정하는 것이 바람직하다.

본 실시형태 1 에서는, 가능한 한 고속의 자장 변화 (자장의 강도 및 방향의 고속 변화) 가 발생하는 것이 바람직하고, 구체적으로는, 상기 서술한 바와 같이, 하기 (1) 식으로 정의되는 자석 롤 (20) 의 자장 변화 주파수 F (㎐) 가 30 ㎐ 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 자장 변화 주파수는 50 ㎐ 이상 160 ㎐ 이하이다.

F ＝ (x·P)/60 …(1)

여기서, x : 자석 롤의 회전수 (rpm)

예를 들어, N 극 (a), S 극 (b), N 극 (c) 와 둘레 방향으로 나열되어 있는 경우에는, N 극 (a) 와 S 극 (b) 의 페어로 1 자극, S 극 (b) 와 N 극 (c) 의 페어로 1 자극으로 카운트한다. 즉, 둘레 방향에서 12 극 (N 극·S 극의 페어로 1 자극으로 센다) 의 자석 (예를 들어, 네오듐 자석) 을 배치 형성한 경우에는, 자석 롤 (20) 의 회전 속도를 150 rpm 으로 하면, 자장 변화 주파수는 30 ㎐ 가 된다. 또, 둘레 방향에서 24 극 (N 극·S 극의 페어로 1 자극으로 센다) 의 자석을 배치하여, 동일하게 자장 변화 주파수를 30 ㎐ 로 하는 경우, 자석 롤 (20) 의 회전 속도는 75 rpm 이면 된다.

자장 변화 주파수의 상한은, 자석 롤 (20) 의 회전수에 기계적인 상한이 있는 경우나, 주파수를 올려도 자장 변화의 효과가 포화되는 경우가 있기 때문에, 160 ㎐ 정도가 된다.

본 실시형태 1 에 관련된 자력 선별 장치는, 상기 서술한 바와 같이 분립체 (a) 로부터 효율적으로 강자성 입자를 자력 선별할 수 있으므로, 이 장치를 사용한 분립체 (a) 의 자력 선별에서는, 도 5 에 나타내는 바와 같이 공급 장치 (100) 로부터 컨베이어 벨트 (1) 상에, 분립체 (a) 에 함유되는 최소 입자의 직경보다 큰 층 두께로, 또한 자력이 충분히 작용하는 층 두께로 분립체를 공급하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 분립체의 두께가 20 ∼ 30 ㎜ 이다.

또한, 자력 선별의 대상이 되는 분립체에 특별한 제한은 없지만, 제철 슬래그 등의 슬래그, 철광석 테일링 (tailing ore) 등을 들 수 있다. 이 중에서도 특히 슬래그의 자력 선별에 바람직하다.

슬래그로부터의 철분 회수에 있어서는, 먼저, 제철 슬래그를 미립화한다. 미립화가 불충분하면, 철분의 회수율이 향상되지 않는다. 제철 슬래그가 발생하는 제철·제강 프로세스에는 다양한 공정이 있기 때문에, 발생하는 슬래그도 다양하다. 미립화 후의 슬래그 입경은 슬래그에 따라 결정되지만, 함유되어 있는 철의 형태에 따라, 수 10 ㎛ ∼ 1 ㎜ 정도까지 미립화할 필요가 있는 경우가 많다. 미립화의 방법으로는, 분쇄가 일반적이다. 조분쇄로서 조 크러셔 (jaw crusher) 나 해머 크러셔 (hammer crusher) 로 분쇄한 후, 추가로 미분화를 위해 볼 밀 (ball mill), 로드 밀 (rod mill), 제트 밀 (jet mill), 핀 밀 (pin mill), 임펙트 밀 (impact mill) 등을 사용하여 분쇄한다. 다른 방법으로서, 1000 ∼ 1300 ℃ 정도로 가열 후, 서랭시키는 방법도 있다.

그리고, 미립화한 슬래그를 대상으로 하여, 본 발명의 자력 선별 장치에 의한 자력 선별을 실시한다. 본 발명에 의해 슬래그로부터 철분을 효율적으로 분리·회수할 수 있다.

또한, 도 5 에 나타내는 실시형태 1 에서는, 도 6 에 나타낸 바와 같이, 자석 롤 (20) 의 축 방향에 걸쳐, 분립체 (a) 와 마주 대하는 부분의 자극이 동일해지도록 자석 (4) 을 배치하고 있다. 폭 방향에서 동일한 자극이 배치되는 경우에는, 균일한 자장이 형성되고, 강자성 입자에 작용하는 힘도 균일해진다.

한편, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 자석 롤 (20) 의 축 방향으로 상이한 자극이 되도록 자석 (4) 을 배치하면, 자장 변화의 방향이 복잡해지기 때문에, 자석 롤이 저회전이어도 충분한 자력 선별 효과가 얻어진다.

회전하는 자석 롤 주변의 부재는, 변화하는 자장에 의한 와전류 효과의 영향을 받고, 금속 부재는 비자성물이어도 와전류에 의해 가열된다. 이 때문에, 본 실시형태의 컨베이어 벨트 (1) 및 가이드 롤 (2), 또한 차폐벽 (5) 은, 수지나 세라믹 등의 비금속으로 구성되는 것이 바람직하다.

[실시형태 2]

또, 도 5 에 나타낸 실시형태 1 에 있어서, 차폐벽 (5) 을 두께가 있는 벽 구조로 하는 것을 대신하여, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 내측이 오목한 곳이 되는 커버 구조의 차폐벽 (50) 으로 할 수도 있다. 즉, 차폐벽 (50) 을 커버 구조로 함으로써, 자석 롤 (2) 의 둘레면에 대해 공간을 개재하여 차폐벽 (50) 의 배면 (50a) 을 자장의 영향을 받지 않는 위치까지 사이를 둘 수 있다. 이 이격하는 거리는, 상기 서술한 차폐벽 (5) 의 두께와 동일한 정도이다.

[실시형태 3]

또한, 도 5 에 나타낸 실시형태 1 에 있어서, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 차폐벽 (5) 의 배면으로부터 가이드 롤 (2) 측으로 관통되는 관로 (6) 를 적어도 1 개, 도시예에서 3 개 형성한다. 이들 관로 (6) 에 공기 (7) 를 공급함으로써, 차폐벽 (5) 과 가이드 롤 (2) 의 간극으로부터 공기를 분출시켜, 이들 미소 간극에 강자성 입자가 비상하여 들어가는 것을 방지한다. 여기서, 차폐벽 (5) 과 가이드 롤 (2) 의 간극은, 0.5 ㎜ 내지 10 ㎜ 정도인 것이, 상기한 공기 분출에 의해 강자성 입자의 들어감을 억제하는 데에 유효하다.

[실시형태 4]

상기 형태 3 은, 도 9 에 나타낸 형태 2 에 있어서도 마찬가지로, 도 11 에 나타내는 바와 같이 실현하는 것이 가능하다. 이 형태 4 에서는, 차폐벽 (50) 의 내측에 충만된 공기가 차폐벽 (50) 측면 가장자리와 가이드 롤 (2) 의 간극으로부터 누출되게 되어, 그 간극으로부터 분출되는 공기의 유속을 균등하게 할 수 있다. 이 간극에 대해서도, 상기와 마찬가지로 0.5 ㎜ 내지 10 ㎜ 정도인 것이 바람직하다.

[실시형태 5]

도 12 에 나타내는 실시형태 5 에 관련된 장치는, 분립체 (a) 를 반송하는 제 1 벨트 컨베이어 (A) 와, 이 제 1 벨트 컨베이어 (A) 의 상방에 위치하고, 벨트 컨베이어 (A) 에 의해 반송되어 온 분립체 (a) 로부터 자력에 의해 강자성 입자를 흡착하여 분리하는 제 2 벨트 컨베이어 (B) 를 구비하고 있다.

제 1 벨트 컨베이어 (A) 에 있어서, 8 은 상기한 실시형태 1 내지 4 에 있어서의 컨베이어 벨트 (1) 와는 다른 컨베이어 벨트이고, 81 은 컨베이어 시단부 (82) 측의 가이드 롤, 83 은 컨베이어 종단부 (84) 측의 가이드 롤이다. 컨베이어 벨트 (8) 를 가이드 롤 (81 및 83) 사이에 장설 (張設) 하여, 벨트 컨베이어 (A) 가 구성된다.

제 2 벨트 컨베이어 (B) 에 있어서, 1 은 상기한 실시형태 1 내지 4 에 있어서의 컨베이어 벨트 (1) 와 동일한 컨베이어 벨트, 2 는 컨베이어 시단부 (11) 측의 가이드 롤, 3 은 컨베이어 종단부 (12) 측의 가이드 롤이고, 컨베이어 벨트 (1) 가 가이드 롤 (2 및 3) 사이에 장설되어, 벨트 컨베이어 (B) 가 구성된다. 이 실시형태 5 에서는, 가이드 롤 (2) 은 가이드 롤 (3) 보다 대경으로 구성되고, 가이드 롤 (3) 의 회전축이 가이드 롤 (2) 의 회전축보다 상방에 위치함으로써, 컨베이어 벨트 (1) 의 상면 (가이드 롤 (2) 및 가이드 롤 (3) 사이의 상부 벨트 부분) 은 거의 수평으로 되어 있다. 단, 컨베이어 벨트 (1) 의 상면은, 가이드 롤 (3) 을 향하여 내려가 있어도 된다.

벨트 컨베이어 (A) 의 컨베이어 시단부 (82) 근처의 위치에는, 컨베이어 벨트 (1) 상에 강자성 입자를 함유하는 분립체 (a) 를 공급하는 공급 장치 (100) 가 배치되어 있다.

벨트 컨베이어 (B) 측에 흡착 유지된 강자성 입자는, 벨트 컨베이어 (B) 에 의해 반송된 후, 컨베이어 종단부 (12) 로부터 배출된다. 이 벨트 컨베이어 (B) 의 컨베이어 종단부 (12) 의 하방에는, 자착물 회수부 (70) 가 형성되어 있다. 한편, 비자성 입자는, 벨트 컨베이어 (B) 의 컨베이어 시단부 (11) 의 하방으로 낙하하기 때문에, 그 위치에 비자착물 회수부 (71) 가 형성되어 있다.

도 12 의 실시형태 5 에서는, 벨트 컨베이어 (A) 의 컨베이어 종단부 (84) 의 상방에 벨트 컨베이어 (B) 의 컨베이어 시단부 (11) 가 근접하여 위치하고 있다. 또, 벨트 컨베이어 (A) 의 가이드 롤 (81 및 83) 과 벨트 컨베이어 (B) 의 가이드 롤 (2 및 3) 은 서로 역회전하고 있고, 벨트 컨베이어 (A) 의 컨베이어 종단부 (84) 및 벨트 컨베이어 (B) 의 컨베이어 시단부 (11) 에 있어서, 컨베이어 벨트 (1 과 8) 와는 동일한 방향으로 이동하고 있다.

벨트 컨베이어 (B) 는, 가이드 롤 (2 및 3) 중 어느 것이 모터 등의 구동 수단에 의해 구동된다. 통상적으로, 가이드 롤 (3) 이 구동 롤, 가이드 롤 (2) 가 비구동 롤이 된다.

실시형태 5 에 있어서, 가이드 롤 (2) 의 내측에, 복수의 자석 (4) 을 갖는 자석 롤 (20) 을 구비하고 있는 것은 상기 서술한 바와 같다. 자석 롤 (20) 은, 가이드 롤 (2) 로부터 독립적으로 회전 가능하게 구성되어 있다.

자석 롤 (20) 은, 도 6 에 나타낸 바와 같이, 롤의 둘레 방향 및 축 방향에 있어서, 소정의 간격을 두고 복수의 자석 (4) 이 배치되어 있다. 자석 롤 (20) 의 롤 둘레 방향 360°에 걸쳐, 인접하는 자극이, N 극, S 극 교대로 되도록 복수의 자석 (4) 이 배치되어 있다. 또, 자석 롤 (20) 의 축 방향에 있어서, 복수의 자석 (4) 이, 동일한 자극이 되도록 배치되어 있다. 또한, 자석 롤 (20) 의 축 방향에 있어서, 도 8 에 나타낸 바와 같이 상이한 자극이 되도록 자석 (4) 을 배치할 수도 있다.

롤 둘레 방향으로 배치되는 자석 (4) 의 수나 자석 (4) 의 간격 등에 특별한 제한은 없지만, 자석 (4) 의 수를 많게 하거나, 혹은 자석 (4) 의 간격을 작게 하면, 보다 빠른 자장의 크기 및 방향의 변화가 얻어진다. 바꾸어 말하면, 자석 롤 (20) 의 회전 속도가 느려도, 고속의 자장 변화가 얻어진다.

자석 (4) 에 의한 자장의 강도에 특별한 제한은 없지만, 통상적으로, 대상물에 따라 가이드 롤 (2) 과 접하는 컨베이어 벨트 부분에서 0.01 ∼ 0.5 T 정도가 되도록 자석 (4) 을 선택하는 것이 바람직하다. 자장이 지나치게 약하면, 자석 롤 (20) 에 의한 효과가 충분히 얻어지지 않고, 한편, 자장이 지나치게 강하면, 강자성 입자에 작용하는 흡인력이 지나치게 강하여, 강자성 입자의 분리가 오히려 저해될 우려가 있다.

또, 본 실시형태 5 에 관련된 장치에서는, 소정의 간격으로 배치되는 복수의 자석 (4) 과, 인접하는 자석 (4) 사이의 간극부에 의해, 자장이 강→약→강→약→… 으로 전환되고, 분립체층 중의 강자성 입자에 대해, 집합→분산→집합→분산→… 의 효과가 반복된다. 롤 둘레 방향에서 인접하는 자석 (4) 사이의 간극부의 넓이에 특별한 제한은 없지만, 상기 효과를 얻기 위해 1 ∼ 50 ㎜ 정도로 하는 것이 적당하다.

또, 자석 롤 (20) 에 의해 부여하는 자장은, 가능한 한 고속으로 변화 (자장의 강도 및 방향의 고속 변화) 하는 것이 바람직하고, 구체적으로는, 상기 서술한 바와 같이, 상기 (1) 식으로 정의되는 자석 롤 (20) 의 자장 변화 주파수 F 를 30 ㎐ 이상으로 하는 것이 바람직한 것은 상기한 바와 같다.

이하, 도 12 에 나타낸 자력 선별 장치의 기능·작용에 더불어, 이 장치를 사용한 자력 선별 방법에 대해 설명한다.

벨트 컨베이어 (A, B) 가 가동되고 있는 상태에서, 강자성 입자를 함유하는 분립체 (a) 가, 공급 장치 (100) 로부터 벨트 컨베이어 (A) 의 이동 중인 컨베이어 벨트 (8) 상에 충분한 두께로 공급되고, 이 분립체 (a) 는 컨베이어 종단부 (84) 까지 반송된다. 컨베이어 벨트 (8) 에 의해 반송된 분립체 (a) 는, 컨베이어 종단부 (84) 부근에서 그 상면이 벨트 컨베이어 (B) 의 컨베이어 시단부 (11) 의 하면에 접촉하고, 분립체 (a) 가 벨트 컨베이어 (A) 의 컨베이어 종단부 (84) 와 벨트 컨베이어 (B) 의 컨베이어 시단부 (11) 사이에 파고든다. 이 때, 분립체 (a) 에 벨트 컨베이어 (B) 의 자석 롤 (2) 의 자장이 미친다.

여기서, 도 12 의 자력 선별 장치의 경우에는, 자석 롤 (20) 의 자력에 의해 분립체 (a) 내의 강자성 입자가 비자성 입자를 끌어들이는 형태로 벨트 컨베이어 (B) 의 하면측에 부착되어 컨베이어 벨트 (1) 에 의해 운반된다. 분립체 (a) 중의 강자성 입자는, 자석 롤 (20) 이 구비하는 자석 (4) 의 자장의 작용을 받는다. 그 때, 자석 롤 (20) 의 회전에 의해, 자장의 강도는 강→약→강→약→… 으로 순시에 전환된다. 분립체층 중의 강자성 입자에 대해서는, 집합→분산→집합→분산→… 의 효과가 반복된다.

또, 도 6 에 나타낸 바와 같이 자석 롤 (20) 이 가이드 롤 (2) 로부터 독립적으로 회전하기 때문에, (1) 자석 롤 (20) 을 회전시킴으로써 기계적으로 고속의 자장 변화를 만들어 낸다, (2) 이 변화하고 있는 자장 내에 충분한 층 두께로 분립체 (a) 를 공급한다, (3) 자장 변화에 의해 강자성 입자에 의한 비자성 입자의 흽쓸림·끌어들임을 해소하면서, 강자성 입자가 자석 롤 (20) 측으로 이동하고, 비자성 입자는 자석 롤 (20) 로부터 먼 쪽으로 배제되어 간다, (4) 비자성 입자는 벨트 컨베이어 (B) 의 컨베이어 시단부 (11) 에서 중력에 의해 낙하하고, 강자성 입자는 벨트 컨베이어 (B) 에 흡착 유지된 채로 운반되어, 벨트 컨베이어 (B) 의 컨베이어 종단부 (12) 에서 배출된다. 따라서, 도 12 에 나타내는 바와 같이 컨베이어 벨트 (1) 에 공급하는 분립체 (a) 를 충분히 두껍게 해도, 효율적으로 강자성 입자를 자력 선별할 수 있다. 즉, 분립체 (a) 로부터 효율적으로 또한 신속하게 강자성 입자를 자력 선별할 수 있다.

또한, 도 12 의 실시형태 5 의 장치에서는, 자석 롤 (20) 이 가이드 롤 (2) 로부터 독립적으로 회전하기 때문에, 분립체 (a) 가 벨트 컨베이어 (B) 의 가이드 롤 (2) 을 따라 반송되는 동안에, 100 회 이상의 자장의 강도 및 방향의 변화가 용이하게 부여된다. 또, 강자성 입자의 자장 속에서의 거동은 대상으로 하는 분립체 (a) 에 따라 변화하기 때문에, 적절한 성능이 얻어지도록 자석 롤 (20) 의 회전수를 조정할 수 있다.

도 1 에 나타낸 바와 같은 종래 장치에서도, 자석의 개수분 만큼의 자장의 강도 및 방향의 변화가 있기 때문에, 분립체 (a) 의 강자성 입자의 분리 효과는 발생하지만, 고정식의 자석이기 때문에 자장의 변화의 횟수는 한정된 것이 되어 (수 회 ∼ 십 회), 강자성 입자의 분리 효과는 작다. 이에 반해 본 실시형태에 관련된 장치에서는, 자석 롤 (20) 이 가이드 롤 (2) 로부터 독립적으로 회전하기 때문에, 컨베이어 벨트 (1) 를 따라 분립체가 반송되는 동안에, 100 회 이상의 자장의 변화가 용이하게 부여된다.

본 실시형태 5 에 관련된 자력 선별 장치는, 상기 서술한 바와 같이 분립체 (a) 로부터 효율적으로 강자성 입자를 자력 선별할 수 있으므로, 이 장치를 사용한 분립체 (a) 의 자력 선별에서는, 도 12 에 나타내는 바와 같이 공급 장치 (6) 로부터 벨트 컨베이어 (A) 의 컨베이어 벨트 (1) 상에, 분립체 (a) 에 함유되는 최소 입자의 직경보다 큰 층 두께로, 또한 자력이 충분히 작용하는 층 두께로 분립체를 공급하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 분립체의 두께가 20 ∼ 30 ㎜ 이다.

본 실시형태 5 에 관련된 장치는, 벨트 컨베이어 (A) 에 의해 반송되어 온 분립체 (a) (분립체층) 에, 벨트 컨베이어 (B) 의 컨베이어 시단부 (11) 측의 가이드 롤 (2) 의 내측에 형성된 자석 (4) 의 자장을 작용시키고, 분립체 (a) 중의 강자성 입자를 흡인하여 벨트 컨베이어 (B) 의 하면측으로 이행시켜, 강자성 입자를 분리하는 것이다. 따라서, 벨트 컨베이어 (A) 의 컨베이어 종단부 (84) 와 벨트 컨베이어 (B) 의 컨베이어 시단부 (11) 의 간격은, 자석 롤 (20) 의 자력이 분립체 (a) 중의 강자성 입자에 충분히 작용하는 크기이면 되는데, 일반적으로는, 벨트 컨베이어 (A) 의 컨베이어 벨트 (8) 에 의해 반송되는 분립체 (a) 의 층의 상면이 벨트 컨베이어 (B) 의 컨베이어 시단부 (11) 와 접촉하는, 즉 분립체층이 벨트 컨베이어 (A) 의 컨베이어 종단부 (84) 와 벨트 컨베이어 (B) 의 컨베이어 시단부 (11) 사이에 파고들 수 있는 크기로 하는 것이 바람직하다.

[실시형태 6]

다음으로, 상기 실시형태 5 의 변형예인 실시형태 6 에 대해, 도 13 을 참조하여 설명한다.

실시형태 6 은, 벨트 컨베이어 (A) 와 벨트 컨베이어 (B) 의 위치 관계를, 도 12 의 예와는 상이한 형태로 한 것이다. 즉, 벨트 컨베이어 (A) 의 컨베이어 종단부 (84) 의 상방에 벨트 컨베이어 (B) 의 컨베이어 시단부 (11) 가 근접하여 위치시키는 것은 도 12 에 나타낸 경우와 동일하지만, 벨트 컨베이어 (B) 의 컨베이어 시단부 (11) 와 종단부 (12) 의 위치 관계를 도 12 의 경우와는 반대로 하고 있다. 그 결과, 벨트 컨베이어 (A) 의 가이드 롤 (81 및 83) 과 벨트 컨베이어 (B) 의 가이드 롤 (2) 및 가이드 롤 (3) 은, 동일한 방향으로 회전하고 있다. 또, 벨트 컨베이어 (A) 의 컨베이어 종단부 (84) 및 벨트 컨베이어 (B) 의 컨베이어 시단부 (11) 에 있어서, 컨베이어 벨트 (1 과 8) 와는 역방향으로 이동하고 있다.

이와 같은 배치로 해도, 강자성 입자의 분리를 확실하게 실시할 수 있는 것은 말할 것도 없다. 또한, 벨트 컨베이어 (A 와 B) 와의 위치 관계 이외에는, 도 12 의 실시형태 5 의 구성과 대략 동일 구성이기 때문에, 그 설명을 생략한다.

[실시형태 7]

또한, 상기 실시형태 5 의 다른 변형예인 실시형태 7 에 대해, 도 14 를 참조하여 설명한다.

실시형태 7 에서는, 가이드 롤 (2) 은, 내부가 중공의 슬리브체로 구성되고, 회전 가능하게 지지되어 있다. 가이드 롤 (2) 의 내측에는, 가이드 롤 내주면의 컨베이어 벨트가 접촉하는 원호 부분에 대응하여, 소정의 간격을 두고 배치되는 복수의 자석 (4) 을 갖는 자석 롤 (20) 을 구비하고 있다.

실시형태 7 의 가이드 롤 (2) 은, 실시형태 5 의 가이드 롤 (2) 과 달리, 자석 (4) 을 구비하는 자석 롤 (20) 은 고정시켜 형성되어 있다. 바꾸어 말하면, 자석 (4) 은, 가이드 롤 (2) 로부터 독립적으로 설치되는, 회전하지 않는 고정 자석이다. 또한, 자석 (4) 은, 도 14 에 나타낸 바와 같이, 롤 둘레 방향에서 인접하는 자극이 상이하도록 배치되어 있고, 또한 롤 폭 방향에서 인접하는 자극이 동일해지도록 배치되어 있다.

도 14 에 나타내는 바와 같이, 실시형태 7 에 있어서, 자석 (4) 이 배치되는 롤 둘레 방향의 범위는, 적어도 자석 롤 (20) 의 하단 위치 (벨트 컨베이어 (A) 의 컨베이어 종단부 (84) 와 대향하는 위치) 로부터 자석 롤 (20) 의 정상부 위치까지의 약 180°(자석 롤 (20) 의 반둘레) 의 범위이다. 이와 같이, 자석 (4) 을 회전하지 않도록 고정시켜 설치한 경우에는, 자석 (4) 을 설치하는 범위를 작게 할 수 있다.

실시형태 7 에 관련된 자력 선별 장치는, 고정 자석 (4) 에 의해 분립체 (a) 중의 강자성 입자가 흡인되고, 이 강자성 입자가 비자성 입자를 끌어들이는 형태로 분립체 (a) (또는 그 일부) 가 벨트 컨베이어 (B) 의 하면측에 부착되어 (유지되어) 컨베이어 벨트 (1) 에 의해 운반된다. 이 장치의 경우에도, 도 12 의 자석 롤 (20) 에 비해 효과는 작지만, 분립체 (a) 중의 강자성 입자는, 자석 (4) 의 자력의 작용을 받고, 컨베이어 벨트 (1) 에 의해 운반되는 과정에서 자장이 강→약→강→약→… 으로 전환되어 가기 때문에, 분립체 (a) 중의 강자성 입자에 대해서도, 집합→분산→집합→분산→… 이 반복되어 강자성 입자의 선별이 가능해진다. 단, 도 12 의 자석 롤 (20) 과 같이 자장이 고속으로 변화하는 것은 아니므로, 자력 선별 성능이나 처리 속도는 도 12 의 실시형태 5 에 비해 작다.

실시형태 7 의 자력 선별 장치는, (ⅰ) 제 1 벨트 컨베이어 (A) 로부터 배출되는 분립체 (a) 에 대해, 그 상방으로부터 제 2 벨트 컨베이어 (B) 가 구비하는 자석 (4) 에 의한 자장을 작용시키고, 분립체 (a) 에 함유되는 강자성체를 흡착하여, 벨트 컨베이어 (B) 측으로 이동시키는 기본 방식을 채용하기 때문에, 종래 장치에 비해 강자성 입자에 의한 비자성 입자의 끌어들임·휩쓸림을 적게 할 수 있다, (ⅱ) 또한, 자석 (4) 에 의한 자장 변화에 의해, 강자성 입자에 의한 비자성 입자의 휩쓸림·끌어들임이 해소된다는 작용 효과가 얻어진다.

도 15 는, 도 14 의 실시형태 7 에 관련된 자석 롤 (2) 의 구조를 나타내는 사시도이다. 도 15 에 나타내는 바와 같이, 여기서 설치하는 자석 (4) 은, 자석 롤 (20) 의 둘레 방향을 따라 자극이 둘레 방향에서 교대로 상이하도록 복수 형성하는 것은 도 6 의 경우와 동일하지만, 롤축 방향에는 일체로 연속하는 자석으로서 형성되어 있다. 또한, 이 자석 롤 (20) 은, 고정되어 회전하지 않는 구성으로 되어 있다.

[실시형태 8]

또, 상기한 차폐벽 (50) 의 변형예인 실시형태 8 에 대해, 도 16 을 참조하여 설명한다. 즉, 도 16 에 나타내는 바와 같이, 도 9 에 나타낸 실시형태 2 에 있어서, 차폐벽 (50) 의 측면 부분을 더욱 연장하여 가이드 롤 (2) 의 단면의 거의 절반을 덮는 구조로 할 수도 있다.

또한, 도 16 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 가이드 롤 (2 및 3) 사이 또한 컨베이어 벨트 (1) 의 내측 공간 내에, 당해 공간을 향하여 공기를 분출하거나, 혹은 당해 공간의 공기를 흡인하는 보조 장치 (9) 를 형성하는 것도 가능하다. 이 보조 장치 (9) 에 의해, 차폐벽 (50) 에 닿은 강자성 입자의 회수를 도모하는 것이, 가이드 롤 (2) 로의 강자성 입자의 부착 방지에 유효한 것은 물론, 이것과 쌍인 가이드 롤 (3) 로의 강자성 입자의 부착 방지에도 유효하다. 또한, 가이드 롤 (2) 로의 강자성 입자의 부착 방지의 관점에서, 그 가이드 롤 (2) 에 대해 상기 서술한 각종 차폐벽을 형성하는 것도 가능하다.

실시예 1

도 5 에 나타낸 실시형태 1 에 관련된 자력 선별 장치를 사용하여 제강 슬래그의 자력 선별을 실시하였다.

즉, 제강 슬래그의 분쇄물을 400 ㎛ 의 체에 친 후, 체의 눈을 통과한 슬래그를 자력 선별의 대상 분립체로 하였다. 이 분립체의 철 농도는 54 mass％ 였다. 컨베이어 벨트 (1) 상으로의 분립체의 공급 층 두께는 7 ㎜ 로 하였다. 자석 롤 (2) 의 외경은 200 ㎜, 자석 (4) 의 자극수는 12 극 (단, N 극·S 극의 페어로 1 자극으로 한다), 컨베이어 벨트 (1) 의 이송 속도는 0.5 m/s, 자석 롤 (20) 의 회전 속도는 31.9 rpm, 자석 롤 (20) 과 접하는 컨베이어 벨트 부분에서의 자장 강도는 0.2 T 로 하였다. 또, 자석 롤 (20) 의 회전 속도의 효과를 조사하기 위해, 자석 롤 (20) 의 회전 속도는, 100 rpm (자장 변화 주파수 F ＝ 20 ㎐), 150 rpm (자장 변화 주파수 F ＝ 30 ㎐), 500 rpm (자장 변화 주파수 F ＝ 100 ㎐), 850 rpm (자장 변화 주파수 F ＝ 170 ㎐), 1200 rpm (자장 변화 주파수 F ＝ 240 ㎐) 으로 하였다.

또, 차폐벽 (5) 은 수지제로 하고, 그 두께를 100 ㎜ 로 하였다. 이 차폐벽 (5) 의 배면 (5a) 에서의 자력은 100 가우스 이하였다.

비교를 위해, 종래 일반적으로 사용되고 있는 드럼 자선기 X (드럼면 상에서의 자장 강도 : 0.16 T) 와, 풀리 자선기 Y (가이드 롤과 접하는 컨베이어 벨트 부분에서의 자장 강도 : 0.2 T) 를 사용하여, 동일한 제강 슬래그의 분립체를 이송 속도 0.5 m/s 로 자력 선별하였다.

상기 각 실시예에 있어서, 자착 회수물의 철 농도와 슬래그로부터의 철 회수율을 조사하였다. 또, 가이드 롤에 있어서의 철분의 부착량을 조사하였다. 철분의 부착량 조사는, 차폐벽 (5) 을 설치한 경우와 설치하지 않는 경우를 비교하였다.

먼저, 드럼 자선기 X 를 사용한 경우의 자착 회수물은, 비철금속 성분을 휩쓸리게 하고 있기 때문에 철 농도가 낮고, 또 비자착측으로 철을 빠져나가게 하고 있기 때문에 철 회수율도 낮았다. 또, 풀리 자선기 Y 를 사용한 경우에는, 분립체의 거의 전체량이 휩쓸렸기 때문에, 확실히 회수율은 양호하지만, 중요한 자착 회수물의 철 농도는, 자력 선별 전의 분립체와 거의 변함 없었다.

이에 반해 본 발명예에서는, 자착 회수물의 철 농도, 슬래그의 철 회수율 모두 높은 값이 얻어졌으며, 특히, 자석 롤 (2) 의 자장 변화 주파수가 30 ㎐ 이상이면, 자착 회수물의 철 농도, 슬래그의 철 회수율 모두 보다 높은 값이 얻어졌다.

또, 상기 조업에 있어서의 철분의 부착량에 대해, 차폐벽 (5) 을 설치한 경우와 설치하지 않는 경우를 비교하였다. 그 결과, 차폐벽 (5) 을 설치하지 않는 경우의 부착량이 100 g/h 이었던 반면, 차폐벽 (5) 을 설치하면, 0.5 g/h 이하까지 감소하는 것이 확인되었다.

또한, 실시형태 2 ∼ 4 에 대해서도, 차폐벽을 각각의 형태로 하여, 상기와 동일한 조업을 실시한 결과, 차폐벽 (5) 또는 차폐벽 (50) (자석 롤 (2) 로부터 차폐벽 (5) 의 배면 (5a) 까지의 거리 : 100 ㎜) 을 설치하지 않는 경우의 부착량이 100 g/h 이었던 반면, 차폐벽 (5) 을 설치하면, 0.5 g/h 이하까지 감소하는 것이 확인되었다. 또한, 차폐벽 (5) 또는 차폐벽 (50) 에 공기를 5 ㎫ 로 공급한 결과, 철분 부착량은 0.3 g/h 이하로 감소하였다.

실시예 2

도 11 에 나타낸 실시형태 5 에 관련된 자력 선별 장치를 사용하여, 제강 슬래그의 자력 선별을 실시하였다.

제강 슬래그의 분쇄물을 400 ㎛ 의 체에 친 후, 체의 눈을 통과한 슬래그를 자력 선별의 대상 분립체로 하였다. 이 분립체의 철 농도는 54 mass％ 였다. 벨트 컨베이어 (A) 의 컨베이어 벨트 (1) 상으로의 분립체의 공급 층 두께는 7 ㎜ 로 하였다. 벨트 컨베이어 (B) 의 가이드 롤 (3) 의 외경은 300 ㎜, 자석 롤 (20) 의 자극수는 12 극 (단, N 극·S 극의 페어로 1 자극으로 한다), 벨트 컨베이어 (A, B) 의 컨베이어 벨트의 이송 속도는 0.5 m/s, 자석 롤 (20) 의 회전 속도는 31.9 rpm, 자석 롤 (20) 과 접하는 컨베이어 벨트 부분에서의 자장 강도는 0.2 T 로 하였다. 또, 벨트 컨베이어 (B) 의 자석 롤 (20) 의 회전 속도의 효과를 조사하기 위해, 자석 롤 (20) 의 회전 속도는, 100 rpm (자장 변화 주파수 F ＝ 20 ㎐), 150 rpm (자장 변화 주파수 F ＝ 30 ㎐), 500 rpm (자장 변화 주파수 F ＝ 100 ㎐), 850 rpm (자장 변화 주파수 F ＝ 170 ㎐), 1200 rpm (자장 변화 주파수 F ＝ 240 ㎐) 으로 하였다.

상기 각 실시예에 있어서, 자착 회수물의 철 농도와 슬래그로부터의 철 회수율을 조사하였다. 또, 자석 롤에 있어서의 철분의 부착량을 조사하였다. 철분의 부착량 조사는, 차폐벽 (5) 을 설치한 경우와 설치하지 않는 경우를 비교하였다.

먼저, 드럼 자선기 X 를 사용한 경우의 자착 회수물은, 비철금속 성분을 휩쓸리게 하고 있기 때문에 철 농도가 낮고, 또 비자착측으로 철을 빠져나가게 하고 있기 때문에 철 회수율도 낮다. 또, 풀리 자선기 Y 를 사용한 경우에는, 분립체의 거의 전체량이 휩쓸렸기 때문에, 확실히 철 회수율은 양호하지만, 중요한 자착 회수물의 철 농도는, 자력 선별 전의 분립체와 거의 변함 없다.

1, 8 : 컨베이어 벨트
2 : 가이드 롤
3, 81, 83 : 가이드 롤
4 : 자석
9 : 보조 장치
11, 82 : 컨베이어 시단부
12, 84 : 컨베이어 종단부
20 : 자석 롤
21, 22 : 회전축
23 : 베어링
70 : 자착물 회수부
71 : 비자착물 회수부
100 : 공급 장치
106 : 칸막이판
A, B : 벨트 컨베이어
a : 분립체
k : 간극부

Claims

적어도 1 쌍의 가이드 롤과,
상기 가이드 롤의 쌍의 사이에 건너질러 걸쳐지고, 강자성 입자를 함유하는 분립체를 반송하는 컨베이어 벨트를 갖고,
상기 가이드 롤 중 어느 일방은 중공 롤로서, 그 중공부에, 상기 가이드 롤의 내주면을 따라 복수의 자석을 둘레 방향으로 간격을 두고 상이한 자극이 교대로 나열되는 열상으로 배치한, 자석 롤을 갖고,
상기 가이드 롤 중 어느 일방의 외주면에 있어서의, 상기 컨베이어 벨트가 권회되는 원호 영역을 제외한 원호 영역을 덮어 상기 자석으로부터의 자력선을 차단하는, 차폐벽을 구비하는 것을 특징으로 하는 자력 선별 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 컨베이어 벨트의 하방에, 강자성 입자를 함유하는 분립체를 반송하는 다른 컨베이어 벨트를 형성하고, 상기 다른 컨베이어 벨트의 분립체 반송 하류측에, 상기 컨베이어 벨트의 상기 자석 롤측이 근접하여 위치하는 자력 선별 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 차폐벽의 배면으로부터 상기 가이드 롤측으로 관통되고, 상기 차폐벽과 상기 가이드 롤의 간극에 공기를 공급하는, 관로를 적어도 1 개는 갖는 자력 선별 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 자석 롤은, 상기 가이드 롤 중 어느 일방으로부터 독립적으로 회전 가능한 자력 선별 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
하기 (1) 식으로 정의되는, 상기 자석으로부터 상기 분립체에 작용하는 자극의 변화수를 나타내는 자장 변화 주파수 F (㎐) 가, 30 ㎐ 이상인 자력 선별 장치.
F ＝ (x·P)/60 …(1)
여기서, x : 자석 롤의 회전수 (rpm)
P : 자석 롤이 구비하는 자극수 (단, 자극수는, 자석 롤의 분립체와 대향하는 면의 둘레 방향으로 병렬되는 N 극·S 극의 페어를, 1 자극으로 하여 카운트한다)
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 자석 롤의 축 방향에 인접하는 상기 자석의 자극이 동일한 자력 선별 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 자석 롤의 축 방향에 인접하는 상기 자석의 자극이 상이한 자력 선별 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 가이드 롤 중 어느 일방과 상기 자석 롤의 회전 방향이 동일한 자력 선별 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 가이드 롤 중 어느 일방과 상기 자석 롤의 회전 방향이 반대인 자력 선별 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 컨베이어 벨트와 상기 다른 컨베이어 벨트의 윤전 방향이 동일한 자력 선별 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 컨베이어 벨트와 상기 다른 컨베이어 벨트의 윤전 방향이 반대인 자력 선별 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 컨베이어 벨트와 상기 가이드 롤 중 어느 일방이 비금속제인 자력 선별 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 가이드 롤의 쌍 중 어느 것이 비구동인 자력 선별 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 자력 선별 장치를 사용하여, 강자성 입자를 함유하는 분립체로부터 그 강자성 입자를 선별하는 자력 선별 방법으로서,
상기 컨베이어 벨트 상에, 상기 분립체에 함유되는 최소 입자의 직경보다 큰 두께로 상기 분립체를 공급하는 자력 선별 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 자력 선별 장치를 이용하여, 제철 프로세스의 부생성물로부터 철원을 제조하는 철원의 제조 방법.