(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結機で焼成されたシンターケーキの表面に対して、その上方から重りを自由落下させ、この重りがシンターケーキとの衝突によって受ける加速度を測定し、この加速度から、予め求めておいたシンターケーキ上層部の回転強度と加速度との関係により、シンターケーキ上層部の回転強度を求めることを特徴とするシンターケーキ上層部の強度測定方法。
【請求項２】
焼結機で焼成されたシンターケーキの上方から内部に加速度センサーを有する重りを自由落下させる手段と、前記重りが自由落下してシンターケーキとの衝突によって受ける加速度を測定し、この加速度からシンターケーキ上層部の回転強度を求める手段とを有することを特徴とするシンターケーキ上層部の強度測定装置。
【請求項３】
前記重りの内部の加速度センサーの数が複数である請求項２記載のシンターケーキ上層部の強度測定装置。
【請求項４】
前記加速度センサーが検出した加速度を演算する演算手段を有する請求項２又は３記載のシンターケーキ上層部の強度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シンターケーキ上層部の強度測定方法および強度測定装置に関する技術分野に属し、詳細には、焼結機で焼成されたシンターケーキの上層部の強度の測定方法および測定装置に関する技術分野に属するものであり、特には、焼結鉱製造プロセスにおいて焼結機で焼成後の移動状態のシンターケーキの上層部の強度を測定する方法および該強度の測定用の装置に関する技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
焼結鉱製造プロセスにおいて、焼結機で焼成されてなるシンターケーキの上層部は、中層部及び下層部に比べて急熱・急冷されるため、脆弱な焼結鉱となり易く、上層部ほど強度が低く歩留が低くなっている。従って、焼結の歩留を向上させるためには、シンターケーキの上層部の強度を正確に且つ短時間に測定して焼結の操業にフィードバックし、上層部の強度を一定レベル以上になるように管理する必要がある。
【０００３】
シンターケーキの上層部の強度測定方法としては、特公昭５７−４２６９６号公報に記載された方法や、特公昭６３−４４１８７号公報に記載された方法があり、これらは次のような方法である。即ち、特公昭５７−４２６９６号公報記載の方法は、測定部材を所定の高さから落下させてシンターケーキ（装入層を焼成したもの）の表層に衝突させたときの測定部材の弾性歪量を測定してシンターケーキ上層部の強度を推定する方法である。特公昭６３−４４１８７号公報記載の方法は、シンターケーキ（焼成され連続移動する焼結鉱）に対してパイルを所定の高さから所定回数落下させたときのパイル打ち込み深さからシンターケーキ上層部の強度を推定する方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来のシンターケーキ上層部の強度測定方法においては、下記の如き問題点がある。
【０００５】
即ち、特公昭５７−４２６９６号公報記載の方法は、測定部材を落下させたときの測定部材の弾性歪量からシンターケーキ上層部の強度を推定しているため、測定部材の弾性係数が変化すれば正確な測定はできなくなる。測定部材の弾性係数は、測定部材の材質、劣化状況により大きく影響を受け、変化する。従って、この方法では、長期的に安定して正確な測定を行うことは難しい。
【０００６】
特公昭６３−４４１８７号公報記載の方法は、シンターケーキに対してパイルを複数回落下させるが、この際、シンターケーキの同一個所にパイルを複数回落下させることが正確な測定のために基本的に必要である。しかし、焼結の操業中において、シンターケーキはパレットに載った状態で移動しているので、シンターケーキの同一個所にパイルを複数回落下させることは極めて困難であり、ほとんど実現不可能である。従って、この方法は、操業中に適用することは好適でなく、実用性に乏しい。
【０００７】
本発明は、このような事情に着目してなされたものであって、その目的は、前記従来のシンターケーキ上層部の強度測定方法が有する問題点を解消し、シンターケーキ上層部の強度の正確な測定が可能であり、また、焼結の操業中においてシンターケーキが移動している場合でもシンターケーキ上層部の強度を正確に測定することができるシンターケーキ上層部の強度測定方法および強度測定装置を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係るシンターケーキ上層部の強度測定方法および強度測定装置は、請求項１記載のシンターケーキ上層部の強度測定方法、請求項２〜３記載のシンターケーキ上層部の強度測定装置としており、それは次のような構成としたものである。
【０００９】
即ち、請求項１記載のシンターケーキ上層部の強度測定方法は、焼結機で焼成されたシンターケーキの表面に対して、その上方から重りを自由落下させ、この重りがシンターケーキとの衝突によって受ける加速度を測定し、この加速度から、予め求めておいたシンターケーキ上層部の回転強度と加速度との関係により、シンターケーキ上層部の回転強度を求めることを特徴とするシンターケーキ上層部の強度測定方法である（第１発明）。
【００１０】
請求項２記載のシンターケーキ上層部の強度測定装置は、焼結機で焼成されたシンターケーキの上方から内部に加速度センサーを有する重りを自由落下させる手段と、前記重りが自由落下してシンターケーキとの衝突によって受ける加速度を測定し、この加速度からシンターケーキ上層部の回転強度を求める手段とを有することを特徴とするシンターケーキ上層部の強度測定装置である（第２発明）。請求項３記載のシンターケーキ上層部の強度測定装置は、前記重りの内部の加速度センサーの数が複数である請求項２記載のシンターケーキ上層部の強度測定装置である（第３発明）。請求項４記載のシンターケーキ上層部の強度測定装置は、前記加速度センサーが検出した加速度を演算する演算手段を有する請求項２又は３記載のシンターケーキ上層部の強度測定装置である（第４発明）。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明は、例えば次のような形態で実施する。
重りの内部に加速度センサーを設け、これを重り落下手段の重り支持部に配置する。このとき、加速度センサーと出力計とを充分に長く且つ細いリード線（即ち、重り落下時に落下の抵抗にならず、重りの自由落下を妨げないリード線）にて接続すると共に、前記出力計を記録計と接続する。この重り落下手段を焼結機の後方（下流側）に配置する。
【００１２】
焼結機で焼成され焼結機から出てくるシンターケーキの表面に対して、その上方から前記重りを自由落下させ、シンターケーキに衝突させ、このときに重りが受ける加速度を重り内の加速度センサーにより検知し、この値を出力して記録計に記録する。そして、この出力値よりシンターケーキ上層部の強度を求める。このような形態で本発明が実施される。
【００１３】
以下、本発明について主にその作用効果を説明する。
【００１４】
本発明に係るシンターケーキ上層部の強度測定方法は、前述の如く、焼結機で焼成されたシンターケーキの表面に対して、その上方から重りを自由落下させ、この重りがシンターケーキとの衝突によって受ける加速度を測定し、この加速度から、予め求めておいたシンターケーキ上層部の回転強度と加速度との関係により、シンターケーキ上層部の回転強度を求めることとしている（第１発明）。
【００１５】
この加速度は、重り（測定部材）の材質や劣化状況によって大きな影響を受けて変化することはないものである。従って、本発明に係るシンターケーキ上層部の強度測定方法によれば、特公昭５７−４２６９６号公報記載の方法の場合のような測定部材の材質や劣化状況の影響を受けず、このためシンターケーキ上層部の強度の正確な測定が可能であり、これを長期的に安定して行うことができる。
【００１６】
また、本発明に係るシンターケーキ上層部の強度測定方法によれば、重りの落下及びそれによるシンターケーキへの衝突は、一つの測定個所について一回だけでよく、特公昭６３−４４１８７号公報記載の方法の場合のような複数回とする必要はない。従って、焼結の操業中においてシンターケーキが移動している場合でもシンターケーキ上層部の強度を正確に測定することができる。
【００１７】
本発明に係るシンターケーキ上層部の強度測定装置は、前述の如く、焼結機で焼成されたシンターケーキの上方から内部に加速度センサーを有する重りを自由落下させる手段と、前記重りが自由落下してシンターケーキとの衝突によって受ける加速度を測定し、この加速度からシンターケーキ上層部の回転強度を求める手段とを有することとしている（第２発明）。従って、本発明に係るシンターケーキ上層部の強度測定装置によれば、上記の如き本発明に係るシンターケーキ上層部の強度測定方法を行うことができる。このため、シンターケーキ上層部の強度の正確な測定が可能であり、また、焼結の操業中においてシンターケーキが移動している場合でもシンターケーキ上層部の強度を正確に測定することができる。
【００１８】
前記重りの内部の加速度センサーの数が複数であること、即ち、前記重りの内部に複数個の加速度センサーを配置することが望ましい（第３発明）。そのようにすると、重りがシンターケーキとの衝突によって受ける加速度を、より正確に且つシンターケーキ上層部のより広い領域にわたって測定することができ、ひいては、シンターケーキ上層部の強度をより正確に且つより広い領域にわたって求めることができるようになるからである。
【００１９】
前記加速度センサーが検出した加速度を演算する演算手段を有するようにすることが望ましい（第４発明）。そのようにすると、シンターケーキ上層部の強度をより正確に且つより速くリアルタイムで求めることができ、ひいては、これをより速く焼結の操業にフィードバックすることができ、シンターケーキ上層部の強度を一定レベル以上にするための管理がし易くなり、この結果、焼結の歩留をより向上させることができるようになるからである。
【００２０】
本発明において、重りの内部に加速度センサーが配置されるが、このとき、加速度センサーは重り内部に固定されていることが望ましい。このためには、例えば、加速度センサーの周囲は重りの構成材と密着して該構成材により囲まれているようにするとよい。
【００２１】
本発明において、重りとしては、その種類は特には限定されず、種々の材質のものや、種々の大きさのもの、種々の形状のもの等を使用することができるが、重り内部への加速度センサーの配置の容易さや、シンターケーキの種類、重りの落下条件（重りの高さ等）等の点から選定することが望ましい。
【００２２】
加速度センサーとしては、その種類は特には限定されず、種々のものを使用することができるが、重りの大きさや、重り内部への加速度センサーの配置の容易さ、重りの落下条件等の点から選定することが望ましい。
【００２３】
【実施例】
本発明の実施例を以下説明する。尚、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００２４】
（実施例１）
本発明の実施例１に係るシンターケーキ上層部の強度測定装置に使用した重りを図１に示す。この重りの内部には２個の加速度センサーが配置されている。即ち、鉄丸棒製の重りの内部に２個の加速度センサーが埋め込まれている。鉄丸棒の上部には細い中空パイプが接続されている。加速度センサーからのリード線は前記中空パイプ内を通って外に出て、出力計（図２参照）に接続されている。
【００２５】
上記強度測定装置を図２に示す如く配置し、シンターケーキ上層部の強度測定のために重りを落下させ衝突時に受ける加速度を測定した。即ち、図２に示す如く、焼成完了領域のシンターケーキの上方に上記強度測定装置を配置し、このシンターケーキの表面からの高さ：９８０ｍｍの位置から上記強度測定装置の重りを自由落下させ、焼成完了領域のシンターケーキに衝突させ、このときに重りが受ける加速度を測定した。
【００２６】
この結果を図３に示す。尚、上記加速度の測定値自体は、図３に示す如く電圧で出力されるため、加速度の値としては図３に示すピーク電圧を加速度に換算して求めた。このときの換算は、１３ｍＶ／Ｇ、即ち、ピーク電圧１３ｍＶ＝加速度１Ｇであることに基づいて行った。
【００２７】
（実施例２）
シンターケーキ上層部の強度を改善して焼結の歩留を向上させるために上層部の圧密化や上層部の炭材濃度増大をしたものについて、図２に示す如く点火炉により焼成した。そして、前記実施例１の場合と同様の強度測定装置を用いて同様の方法により、重りを自由落下させて、焼成完了領域のシンターケーキに衝突させ、このときに重りが受ける加速度を測定した。尚、シンターケーキの厚みは、５０ｃｍである。
【００２８】
また、上記焼成完了領域のシンターケーキについて成品パレット抜きして上層部１００ｍｍの回転強度をJIS M8712 の方法に基づいて測定した。即ち、焼結機を一旦停止させ、パレット上のシンターケーキをパレットごと抜き出し、上記と同一位置の焼成完了領域のシンターケーキ（厚み５０ｃｍ）について、その上側表面から厚み方向１００ｍｍまでの個所（上層部）から試料を採取し、この試料を砕いて１０〜５０ｍｍに整粒し、この整粒後のものから２３ｋｇ採取し、これを内径：９１４ｍｍ、長さ：４５７ｍｍの回転ドラムに入れ、この回転ドラムを所定回転速度（２４ｒｐｍ）で２００回転させた後、１０ｍｍオーバ（＋１０ｍｍ）の粒状体の重量（質量）を測定し、回転後の粒状体中に占める１０ｍｍオーバの粒状体の質量（重量）割合を求めた。この割合が回転強度であり、例えば、この割合が４０質量％のときは回転強度は４０となる。尚、このような回転強度の測定による方法は、確かにシンターケーキ上層部の強度を精度よく測定し得るという長所があるが、試料の採取や破砕による整粒等に手間がかかると共に多くの工程を要するという欠点があり、また、試料の採取のために焼結機を一旦停止させる必要があり、焼結の操業に支障を来すという欠点があり、更に、測定対象物を破壊する方式であるため、非破壊方式で強度を測定したい場合には採用することができないという欠点がある。
【００２９】
上記加速度の測定（実施例２）の結果と上記回転強度の測定の結果とを合わせて図４に示す。図４からわかる如く、上記加速度と回転強度との間には強い相関があり、従って、上記加速度の測定による方法（本発明に係る方法）は、上記回転強度の測定による方法の場合と同様の優れた測定精度で、シンターケーキ上層部の強度を測定し得ることが確認された。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、シンターケーキ上層部の強度の正確な測定をし得ると共に該測定を簡易に行うことができ、また、焼結の操業中においてシンターケーキが移動している場合でもシンターケーキ上層部の強度を正確に且つ簡易に測定することができ、しかも、このような測定を長期的に安定して行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例１に係るシンターケーキ上層部の強度測定装置での加速度センサー内蔵型重りの概要を示す断面図であって、図１の（Ａ）は正面断面図、図１の（Ｂ）は側面断面図である。
【図２】  本発明の実施例１に係るシンターケーキ上層部の強度測定状況を示す模式図である。
【図３】  本発明の実施例１に係る加速度センサー内蔵型重りのシンターケーキへの衝突の際の加速度センサーの出力電圧の経時変化を示す図である。
【図４】  本発明の実施例２に係る加速度センサー内蔵型重りのシンターケーキへの衝突の際の加速度測定の結果及びシンターケーキ上層部１００ｍｍの回転強度測定の結果を示す図であって、加速度と上層部１００ｍｍの回転強度との関係を示す図である。
【図１】
0003718629.tif 000002
【図２】
0003718629.tif 000003
【図３】
0003718629.tif 000004
【図４】
0003718629.tif 000005