JPH072040Y2 - 焼結試験用原料分散充填装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、製銑用焼結試験鍋に粒粉体の焼結原料を分散
させながら充填するのに用いる焼結試験用原料分散充填
装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、円筒状で堅型の50kg用焼結試験鍋に焼結原料を充
填する場合、中型シャベルにて一度に約600gの焼結原料
を掬い、人手によって少量ずつ分散させながら所定の層
高に充填する方法が採用されてきた。

その理由として、人手による装入、即ち手装入によれば
充填層内の粒度偏析が小さく、密度分布も均一化され易
いなどの利点がある。確認したところによれば、シャベ
ルにて掬った焼結原料を一度に試験鍋へ装入し、これを
繰り返しながら充填するよりも少量ずつ分散させながら
試験鍋を充填する方が焼結原料の充填構造は再現性に富
み、試験精度は高くなる。

更に、焼結試験鍋における壁効果を抑制する一手段とし
て周壁に断熱材を内張りする場合には、断熱材を崩した
り乱したりしないためにも手装入がよいとされてきた。

〔考案が解決しようとする課題〕

本考案者らは焼結試験鍋に焼結原料を分散させながら充
填する装置を実願昭63−151493号（実開平２−75137号
公報）として出願した。

この装置は試験鍋に充填する焼結原料が例えば10kg以下
と少ない場合に有効である。

しかしながら、試験鍋に充填する焼結原料が20kg以上に
多くなると、上記考案の充填装置を単に大型化しただけ
では焼結原料の分散効果は不十分であり、かつ装置重量
と焼結原料の重量を考えるとハンドリングが困難なの
で、依然として手装入による充填を行わざるを得なかっ
た。

しかしながら、人手にて中型シャベルを操作しつつ焼結
原料を試験鍋に充填する従来法の繰り返し精度を充填密
度について調査したところ、そのバラツキはかなり大き
く、再現性に乏しいものであることが判明した。

従来法にて充填層内の粒度分布や充填密度の再現性を高
めるには豊富な経験と勘が要求され、熟練者といえど
も、少量ずつ試験鍋へ焼結原料を充填するには多大の手
間を要する。

50kg用焼結試験鍋では原料充填に約24分を要し、その
間、焼結原料の造粒時に添加した水分はかなり蒸発す
る。殊に夏期には焼結原料が乾き易い。添加水分の変動
は焼結試験における問題点の一つである。さらに、中型
シャベルを繰り返し操作する作業は煩わしく、長期に亘
って続けると手首を傷めてしまうことになる。

本考案は、焼結試験鍋充填時において、擬似粒子化され
た焼結原料の粒度偏析を抑えるとともに充填構造の再現
性を高め、迅速に充填することの可能な装置を提供す
る。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、ホッパー１の下端に流出管２を着脱可能に配
し、その直下にバー状分散器３を内蔵する分散装置４を
配して一体に構成することを特徴とする焼結試験用原料
分散充填装置である。第１図に示す通り、ウインド・ボ
ックス15の中心に約120kgの焼結試験鍋11をセットする
には従来ホイストが利用されてきた。試験鍋移動用のホ
イストは、ホッパー１を焼結原料を装入して適当な高さ
まで吊り上げ、焼結試験鍋11の真上より落下、分散させ
るのに好都合である。とくに、焼結原料を分散させるに
は適度の落差が必要であることからも昇降可能なホッパ
ー１は最適である。ホッパー１は、その内壁斜面に複数
の突起部５を設け、それより下部に挿入および引抜き可
能な排出制御バー６を設け、その下部にダンパー７を設
け、オリフィス８の下端に継手管９を装着したものであ
る。ホッパー１の内壁斜面に沿って流れる焼結原料の勢
を緩和して棚吊りを防止するのに突起部５は有効であ
る。若し、棚吊りが発生した場合には、その解除を容易
にするため出入可能な排出制御バー６を設けている。ま
た、流出管２における焼結原料の流れをスムーズにする
ためホッパー１からの排出量をやや少なくするよう排出
制御バー６を予め挿入しておく。

流出管２は、焼結原料がホッパー１からスムーズに流れ
出るように設けたもので、オリフィス８の口径は同じと
し、焼結原料を充填するときだけ継手管９を介してホッ
パー１の下端に装着する。分散装置４は、中央に流出管
２を案内する導入管10を設け、該導入管10の内部下端に
はバー状分散器３を支承するフランジ13を設け、その下
部には焼結試験鍋11の上端に嵌合するセット枠12を設
け、該セット枠12の内側下部に分散制御筒14を設けてい
る。更に、バー状分散器３は、リング状の枠の内側に複
数のバーを放射状に固設し、中央部周辺のみ切り欠いて
焼結原料が通り抜ける空間を設けている。

〔作用〕

本考案は前記の通り構成した結果、ホイストにて吊られ
たホッパー１のダンパー７を閉じ、排出制御バー６を挿
入しておいて、秤量済みの焼結原料をホッパー１に装入
する。つぎに、バー状分散器３をセットした分散装置４
を焼結試験鍋11の上端に装着する。その後、ホッパー１
を少し吊り上げて下端の継手管９に流出管２を嵌合セッ
トする。ホイストにてホッパー１を更に高く吊り上げ、
静かにウインド・ボックス15の中心にセットされた焼結
試験鍋11の真上へ移動させる。

流出管２と導入管10の芯線が合えば、ホッパー１を静か
に降下させる。流出管２の外径は導入管10の内径より幾
分小さくしているため、ホッパー１の降下につれて流出
管２は導入管10の内側に沈む。流出管２の先端が導入管
10の略1/2に達したところでホッパー１の降下を停止し
てセットは完了する。つぎにダンパー７を開放すると、
ホッパー１に装入された焼結原料は順次排出されてバー
状分散器３の上へと落下する。バー状分散器３にはバー
の間に適当な空間を設けているため、バーに接触した焼
結原料は弾かれて下の方へ拡散することになる。拡散す
る焼結原料は分散制御筒14によって拡散が規制され、焼
結試験鍋11の周壁に内張りした断熱材16を損なうことな
く分散しながら連続的に焼結試験鍋11を充填することに
なる。ホッパー１から自動的且つ連続的に焼結原料が排
出され終ったところで、排出制御バー６を出し入れし、
その先端にてホッパー１の内壁に数回のショックを与え
ると、ホッパー１に残る焼結原料は全て排出される。ま
た、排出制御バー６を挿入しておくことによって、流出
管２の横断面空間より排出制御バー６の位置における横
断面空間が小さくなるため、焼結原料はよりスムーズに
流れ出ることになる。

尚、流出管２は焼結原料の流れまで確認できるよう透明
管であることが望ましい。

仮に、焼結原料の流れが停止した場合は、排出制御バー
６を少し引き出し、その先端をホッパー１の内壁に突き
当てる操作を行えば、焼結原料の流れは直ちに良好とな
る。

突起部５は、ホッパー１の焼結原料が斜面に沿って降下
する力を弱め、排出制御バー６近傍での高密度化による
棚吊りを防止する作用をなす。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例につき図面を参照して説明する。

第１実施例 普通鋼製のホッパー１、透明樹脂製の流出管２そしてス
テンレス鋼製の分散装置４を一体として焼結試験鍋11の
上に装着する実施例を第１図に示す。本実施例ではホイ
ストを使用するため、ホッパー１の吊り金具17も製作使
用した。先ず、ホッパー１は上端の口径を450m/m、上端
よりダンパー７までの高さを650m/m、焼結原料切出し口
径を110m/m、オリフィス８の口径を110m/mそして開き角
を45度とし内容積は54,000cm³の大きさとした。突起部
５は、直径10m/m、長さ30m/mのバーをホッパー１の内壁
斜面四方に固設し、その斜面上部100m/mのレベルに下部
バーの中間点を選定して同サイズのバーを四方に固設し
た。排出制御バー６は第２図に示す通り、ホッパー１の
下部に穿孔し、ここに内径12m/m、長さ40m/mのパイプを
固設して挿入口を設け、これに直径10m/m、長さ200m/m
の排出制御バー６を出入させて操作するものとした。ダ
ンパー７は第３図に示す通り、片方に回動軸18、他方に
ハンドル34を設けた円盤状のもので、その板厚は5m/mと
した。

つぎに、流出管２は第４図に示す通りの構造として、内
径110m/m、外径130m/m、長さ200m/mそしてねじ部の長さ
30m/mの透明樹脂製とした。この流出管２は破損防止の
ため、継手管９を介してホッパー１に着脱自在とした。
その着脱は、ホッパー１の下端を地上より約1.5mほど吊
り上げて行う。

さらに、分散装置４は第６図に示す通り、中央にバー分
散器３を装着するもので、ホッパー１との芯線を合わせ
るため上部に導入管10を設けた。導入管10は流出管２の
下端を導き入れるものであるゆえ、その内径を131.5m/
m、高さを110m/mの円筒状とし、その内部下端には第５
図および第６図に示す通り、バー状分散器３を支承させ
るべく内周に1.5m/m幅のフランジ13を設けた。導入管10
はセット枠12の中央に固設し、セット枠12の下部には内
径230m/m、長さ150m/mの分散制御筒14を設けた。本実施
例では、焼結原料の均一分散を目的としてバー状分散器
３におけるバーの配列を工夫し、均一分散しながら焼結
試験鍋11を充填する用途に適った分散器の構造として第
７図に示す均一分散型バー状分散器19を使用した。均一
分散型バー状分散器19は、外枠リングの外径を131.0m/
m、内径を127.0m/m、その高さを10.0m/mとした。内側に
固設する小リング20は外径を41.0m/m、内径を25.0m/mと
するバー状のリングで、これを支持する４本のバーは四
方にて外枠リングに固設され、４本のバーは直径を7.0m
/mとした。また、小リング20を支持する４本のバーの中
間に設ける短い中間バー21は４本とも直径7.0m/m、長さ
25.0m/mとし、第８図に示す通り、一端は外枠リングの
内側に固設し、他端は下方向に約30度傾斜させている。
なお、外枠リングの上面は焼結原料中の細粒が堆積しな
いように内側へ約20度の傾斜をつけている。此様な構造
とした均一分散型バー状分散器19を導入管10へ落とし込
んでセットし、ホッパー１に装入した焼結原料を切り出
すと、焼結原料は均一分散型バー状分散器19の各バーに
弾かれて拡散され、分散制御筒14により程よく均一分散
しながら50kgの焼結原料は12〜13秒にて焼結試験鍋11に
充填される。50kgの焼結原料にて所定の層高に達しない
場合は、焼結原料充填装置全体を解除し、予め坪量した
焼結原料を手装入にて追加し、表層を軽く均せば焼結試
験鍋11の充填は完了する。第７図の均一分散型バー状分
散器19を用いた本実施例における50kg焼結鍋試験の精度
確認テストの結果を表に示す。

確認テストにおける充填時間には原料坪量および充填装
置の組立時間を含み、試験No.1〜No.5のみ焼成した。ま
た、焼結原料中の水分は6.0％、供試量は全て50kgとし
て実施したものである。

本法によれば、充填密度は従来の手装入法と殆ど変わり
なく、そのバラツキは従来法の43.5％になり、充填時間
は約1/4に短縮された、一方、焼結時間および成品歩留
は従来の手装入法に同等の結果が得られた。

第２実施例 第９図は、焼結試験鍋11において周壁部にやや高く充填
層を形成していく場合に使用する周高内低型バー状分散
器22である。これは、分散装置４の要部として使い分け
るもので、外枠リングの外径を131.0m/m、内径を127.0m
/m、その高さは10.0m/mとした。第１実施例と同サイズ
の外枠リングではあるが、内側におけるバーの配列を異
にしている。即ち、外枠リングの内周四方に固設した直
径8.0m/m、長さ46m/mのセンターバー先端左右に直径7.0
m/m、長さ27.0m/mの下向傾斜バーを第10図の通り矢型状
に固設し、センターバーとの開きを各20度、同じくセン
ターバーとの傾斜角を各27度とした。四方より設ける矢
型バー23の中間には直径7.0m/m、長さ25.0m/mの中間バ
ー24を第11図の通り先端を上向きに設け、その傾斜角を
20度として外枠リングの内周四方に固設した。此様にバ
ーを配列すると、中央部には縦横21.0m/mの空間が生
じ、各バーの間にも焼結原料が通過するに必要な空間が
生じる。第１実施例とはバーの構成が異なるため、ホッ
パー１より流れてきた焼結原料は、本案の周高内低型バ
ー状分散器22により大きく弾かれて、分散は拡大され
る。その結果、分散制御筒14に触れて落下する焼結原料
の量がやや増すことになり、焼結試験鍋11の内壁よりに
幾分高い充填層を形成していくことが可能となる。この
ことは、焼結試験鍋11と同サイズの透明筒を用いても確
認した。

尚、第２実施例における精度確認テストの結果は、充填
密度・充填時間・焼結時間さらに成品歩留の点でも第１
実施例の結果と大差ないものであった。就中、充填密度
・焼結時間および成品歩留において大差がないことは、
充填構造にも大差がないことを示すもので、本考案の実
用性は極めて高い。

第３実施例 角型の焼結試験鍋における本考案の実施例を第12図に示
す。角型焼結試験鍋25の内寸は一辺300m/mの正方形で、
その深さは600m/mである。第12図の様に、この場合は、
分散機能を発揮するバーを二段式とし、第１実施例およ
び第２実施例に用いたセット枠12の下部に装着するもの
とした。下段バー状分散器26は内寸200m/mの正方形枠内
にバーを第13図の通り配列するもので、四隅に固設した
直径8.0m/m、長さ123.0m/mのセンターバー先端左右に直
径8.0m/m、長さ35.0m/mの下向傾斜バーを矢型状に組み
合せ、センターバーとの開きを各25度、同じくセンター
バーとの傾斜角を各27度とした。一辺の中央に設ける中
間バーは直径8.0m/m、長さ52.0m/mとして先端を上向き
に設け、センターバー及び中間バーの傾斜角は20度にし
た。一方、上段バー状分散器27は、円筒状の流出管２よ
り落下する焼結原料を一旦少し正方形の枠内に拡散させ
るため設けたもので、一辺128.5m/mの正方形の枠内にお
いて、第14図に示す通り、一辺の中央に夫々１本の上段
バー32を設けた。バーは直径10.0m/m、長さ33.0m/mと
し、一端を周壁28に固設し、他端は上向きに20度傾斜さ
せた。下段バー状分散器26と上段バー分散器27は下向き
に拡げられた周壁28と一体に構成したもので、焼結原料
は二段のバーにより弾かれて、高さ100m/m、下端の一辺
を200m/mに拡げた正方形の周壁28まで拡散される。この
一体化された二段式バー状分散器29の上端にはフランジ
30を設け、各辺の中央に直径10m/mの取付孔31を設け
た。二段式バー状分散器29の装着は第12図の通りボルト
締めとした。また、角型分散制御筒33は、内寸の一辺を
256m/m、高さを170m/mとし、装着は第12図に示す通りボ
ルト締めとした。本実施例では四角の焼結試験鍋を使用
したが、二段式バー状分散器29の周壁28と角型分散制御
筒33の周壁を多角形にすることによって、四角以外の多
角型焼結試験鍋にも十分な原料分散効果が得られる。

なお、焼結試験鍋における充填密度を高めたい場合は、
焼結試験鍋の上端と分散装置の間に鍋の上端縁部と同型
同寸の高さ調整筒をセットして焼結原料の落差を大きく
すれば、100m/mにつき約0.2g/cm³ずつ充填密度を高める
ことも可能である。本考案装置の大きさは本実施例に限
定されるものではなく、直径200〜500m/mの円筒型容器
さらに一辺200〜500m/mの角型容器充填にも十分適用で
きる。また、本考案装置は石炭、コークス、水砕スラグ
そしてセメントなど粒粉体全般の嵩密度を制御しながら
均一に充填する装置としても有効である。

尚、本考案装置の材質は、ステンレスのほかアルミニュ
ーム、チタン合金、プラスチックなど耐銹性があり加工
容易な硬質材であればよい。

また、流出管は、内部における焼結原料の流れを目視確
認できることが望ましいゆえ、透明な硬質材が望まし
い。

〔考案の効果〕

同一配合、同一水分の焼結原料を用いて、確認した本考
案原料充填装置の効果は次の通りである。

（１）本考案装置は、円筒状堅型焼結試験鍋においては
焼結原料の均一分散式充填と周高内低分散式充填に使い
分け可能で、いずれの場合でも充填構造の再現性が高
く、経験や勘を要しないため試験精度は著しく向上す
る。

（２）従来の手装入法に比べて焼結原料の充填時間は1/
4に短縮される。原料充填時間の大幅な短縮により、効
率的な試験が可能となる。

（３）本考案装置は、分散器および分散制御筒の交換に
よって円筒状堅型焼結試験鍋にも角型焼結試験鍋にも有
効に使用できる。

（４）本考案の充填装置を使用すれば、手首を傷めるこ
ともなく、楽に充填作業ができる。以上の通り、本考案
は多くの優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案装置全体の構成を示す縦断面図、第２図
はホッパー下部における排出制御バーの取付構造を示す
斜視図、第３図はダンパーの取付構造を示す斜視図、第
４図は流出管の斜視図、第５図は分散装置全体の構造を
示す縦断面図、第６図はバー状分散器の支承構造を示す
要部の縦断面図、第７図は均一分散型バー状分散器の斜
視図、第８図は第７図における中間バーの取付構造を示
す側面図、第９図は周高内低型バー状分散器の斜視図、
第10図は第９図における矢型バーの構成を示す側面図、
第11図は第９図における中間バーの取付構造を示す側面
図、第12図は角筒状の焼結試験鍋に適用する二段式バー
状分散器の装着を示す縦断面図、第13図は二段式バー状
分散器における下段バーの構成を示す上面図、第14図は
二段式バー状分散器における上段バーの構成を示す上面
図である。 １…ホッパー、２…流出管、３…バー状分散器、４…分
散装置、５…突起部、６…排出制御バー、７…ダンパ
ー、８…オリフィス、９…継手管、10…導入管、11…焼
結試験鍋、12…セット枠、13…フランジ、14…分散制御
筒、15…ウインド・ボックス、16…断熱材、17…吊り金
具、18…回動軸、19…均一分散型バー状分散器、20…小
リング、21…中間バー、22…周高内低型バー状分散器、
23…矢型バー、24…中間バー、25…角型焼結試験鍋、26
…下段バー状分散器、27…上段バー状分散器、28…周
壁、29…二段式バー状分散器、30…フランジ、31…取付
孔、32…上段バー、33…角型分散制御筒、34…ハンド
ル。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６５Ｇ 47/19 9244−3Ｆ Ｆ２７Ｂ 21/10 Ｂ 7516−4Ｋ Ｇ０１Ｎ 1/36 (72)考案者 西江 信夫 福岡県北九州市八幡東区枝光１―１―１ 新日本製鐵株式会社第３技術研究所内 (72)考案者 山下 正樹 福岡県北九州市八幡東区枝光１―１―１ 新日本製鐵株式会社第３技術研究所内 (72)考案者 高石 幸弘 福岡県北九州市八幡東区枝光１―１―１ 新日本製鐵株式会社第３技術研究所内 (72)考案者 江口 清実 福岡県北九州市八幡東区枝光１―１―１ 新日本製鐵株式会社第３技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭55−16896（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−99330（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−66665（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−50663（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−87588（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−211021（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−51200（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ホッパーの下端に流出管を着脱可能に設置
   し、該流出管の直下に分散装置を設置した焼結試験用原
   料分散充填装置において、ホッパーの内壁斜面に複数の
   突起物を設け、ホッパーの下部に挿入および引き抜き可
   能な排出制御バーを設け、前記排出制御バーの下部にダ
   ンパーを設け、オリフィスの下端に継手管を介してホッ
   パーの下端に流出管を着脱可能に配し、流出管の直下に
   バー状分散器を内蔵する分散装置を固設して一体に構成
   することを特徴とする焼結試験用原料分散充填装置。