(57)【要約】【課題】焼結原料と生石灰を同一のベルトコンベアで搬送する際に、生石灰の発塵を防止することができる生石灰の搬送方法及びそれに用いられる貯蔵槽設備を提供する。【解決手段】４質量％以上１２質量％以下の水分を含有する焼結原料Ｍと生石灰Ｃとを同一のベルトコンベア１０で搬送してミキサーに装入する生石灰の搬送方法において、生石灰Ｃをベルトコンベア１０に投下した後、焼結原料Ｍを投下して焼結原料Ｍを生石灰Ｃに被せる。これにより、焼結原料Ｍ中の水分蒸発による上昇気流が焼結原料Ｍによって抑制され、上昇気流に起因する生石灰Ｃの飛散を防止することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
４質量％以上１２質量％以下の水分を含有する焼結原料と生石灰とを同一のベルトコンベアで搬送してミキサーに装入する際に、前記生石灰を前記ベルトコンベアに投下した後、前記焼結原料を投下して該焼結原料を前記生石灰に被せることを特徴とする生石灰の搬送方法。
【請求項２】
４質量％以上１２質量％以下の水分を含有する焼結原料と生石灰とを同一のベルトコンベアで搬送してミキサーに装入する際に、前記焼結原料を前記ベルトコンベアに投下した後、前記ベルトコンベア上の前記焼結原料の上に前記生石灰を投下し、さらに前記焼結原料を投下して該焼結原料を前記生石灰に被せることを特徴とする生石灰の搬送方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の生石灰の搬送方法に用いられる貯蔵槽設備であって、
前記ベルトコンベアに沿って前記ミキサーの上流側に配置された複数の貯蔵槽のうち、前記焼結原料を貯蔵する前記貯蔵槽が、前記生石灰を貯蔵する前記貯蔵槽と前記ミキサーとの間に少なくとも１基配置されていることを特徴とする貯蔵槽設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼結鉱の製造に使用される生石灰の搬送方法及びそれに用いられる貯蔵槽設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
焼結鉱の製造工程では、ベルトコンベアに沿って配置された複数の貯蔵槽から粉鉱石、生石灰、粉コークス等が所定量切り出されてミキサーで混合造粒され、生成された混合造粒物が焼結機に供給される。
【０００３】
上記製造工程において、造粒を強化するバインダとして使用される生石灰は微粉を多く含んでいるため、ベルトコンベアによる搬送中に飛散して作業環境が悪化するという問題がある。生石灰の飛散を防止するため、ベルトコンベアをカバーで覆うことも考えられるが、生石灰がカバーの内面に付着してメンテナンスが大変になるという問題がある。また、ベルトコンベアを完全密閉するのは現実的に難しいという問題もある。
【０００４】
他方、特許文献１では、市場の７０〜８０％を占めるトナーが４０〜５０％重量鉄粉を含み、トナーの粒子径が数〜十数μｍの超微粒子であることに着目し、廃トナーを造粒装置の前で焼結原料に添加し、造粒装置で廃トナー及び焼結原料を造粒して、焼結原料に廃トナーを付着させる発明が開示されている。特許文献１によれば、焼結原料に混合した廃トナー中の鉄粉が鉄源として有効利用できると共に、廃トナー中の樹脂の一部が燃焼して粉コークスの代替えとして有効利用できるとされている。また、廃トナーを焼結原料に混合して焼結するので、廃トナーが飛散することがなく、廃トナーのハンドリングが容易になるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者等は、焼結原料と生石灰を同一のベルトコンベアで搬送する際に起きる生石灰の発塵現象について解明した。その結果、特許文献１記載の技術では、生石灰の発塵を防止できないことが明らかとなった。以下、生石灰特有の発塵現象について説明する。
【０００７】
従来、焼結原料と生石灰を同一のベルトコンベアで搬送する場合、焼結原料をベルトコンベアに投下した後、生石灰をベルトコンベアに投下していた。そのため、図６に示すように、ベルトコンベア１０上の焼結原料Ｍの上に生石灰Ｃが載置された状態で搬送されていた。
生石灰Ｃは水と反応すると消石灰となるが、その際、熱が発生する。焼結原料Ｍ中には４〜１２質量％の水分が含まれているため、焼結原料Ｍの上に生石灰Ｃが載っていると、ベルトコンベア１０上で焼結原料Ｍと生石灰Ｃが反応して熱が発生する。この反応熱により焼結原料Ｍ中の水分が蒸発して上昇気流Ｗとなり、蒸発した水分と共に粒径の小さな生石灰Ｃや焼結原料Ｍが飛散する（図６参照）。
【０００８】
微粉を多く含んでいる生石灰は造粒を強化するバインダとして使用されるが、微粉の割合を増加させると、更に好適な造粒性が得られることを本発明者等は見出した。例えば、ＪＩＳＺ８８０１−１「試験用ふるい−第１部：金属製ふるい」に記載されている篩網目開き５００μｍアンダーの粒子を５０質量％以上含む生石灰は、より好適な造粒性が得られる。しかし、従来に比べて微粉量が増加しているため、上記上昇気流Ｗが顕在化しやすく、生石灰Ｃや焼結原料Ｍの飛散が顕著になり易い。
上記現象は、生石灰特有の現象であり、廃トナーでは起きない現象である。従って、特許文献１記載の技術では、生石灰の発塵を防止することができない。
【０００９】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、焼結原料と生石灰を同一のベルトコンベアで搬送する際に、生石灰の発塵を防止することができる生石灰の搬送方法及びそれに用いられる貯蔵槽設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者等は、４質量％以上１２質量％以下の水分を含有する焼結原料と生石灰とを同一のベルトコンベアで搬送する際における生石灰の発塵を防止するには、焼結原料中の水分の蒸発による上昇気流が搬送中に発生しないように、生石灰を焼結原料で封じ込めればよいという着想を得、種々の検証実験を経て以下の発明に想到した。
【００１１】
即ち、第１の発明は、４質量％以上１２質量％以下の水分を含有する焼結原料と生石灰とを同一のベルトコンベアで搬送してミキサーに装入する際に、前記生石灰を前記ベルトコンベアに投下した後、前記焼結原料を投下して該焼結原料を前記生石灰に被せることを特徴としている。
【００１２】
なお、本明細書における「焼結原料」は、生石灰以外の原料である、粉鉱石、返鉱、粉コークス等の総称である。また、本明細書における焼結原料の水分値は、鉱石中の結晶水を含まない値である。焼結原料に含まれる水分が４質量％未満の場合、焼結原料と生石灰とが反応することがないので、本発明の対象外となる。一方、１２質量％を超える水分を含有する焼結原料は、実操業において使用されていない。
【００１３】
また、第２の発明は、４質量％以上１２質量％以下の水分を含有する焼結原料と生石灰とを同一のベルトコンベアで搬送してミキサーに装入する際に、前記焼結原料を前記ベルトコンベアに投下した後、前記ベルトコンベア上の前記焼結原料の上に前記生石灰を投下し、さらに前記焼結原料を投下して該焼結原料を前記生石灰に被せることを特徴としている。
【００１４】
生石灰を搬送するベルトコンベアは無端状のベルトで構成されているため、ベルトコンベアに生石灰を直に投下した場合、返りベルトに生石灰が付着して発塵するおそれがある。そこで、第２の発明では、生石灰を焼結原料で上下から挟み込むことによって、上昇気流の抑制と返りベルトへの生石灰の付着防止を図るものである。
【００１５】
また、第３の発明は、第１又は第２の発明に係る生石灰の搬送方法に用いられる貯蔵槽設備であって、
前記ベルトコンベアに沿って前記ミキサーの上流側に配置された複数の貯蔵槽のうち、前記焼結原料を貯蔵する前記貯蔵槽が、前記生石灰を貯蔵する前記貯蔵槽と前記ミキサーとの間に少なくとも１基配置されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
第１及び第２の発明に係る生石灰の搬送方法では、生石灰の上に焼結原料を投下して生石灰を焼結原料で覆うことにより、焼結原料中の水分蒸発による上昇気流が焼結原料によって抑制され、上昇気流に起因する生石灰の飛散を防止することができる。
特に、第２の発明に係る生石灰の搬送方法では、生石灰を焼結原料で上下から挟み込むことによって、焼結原料及び生石灰をミキサーに装入した後の返りベルトに生石灰が付着しないようにして、返りベルトでの発塵を防止することができる。
【００１７】
さらにまた、第３の発明に係る貯蔵槽設備では、焼結原料を貯蔵する貯蔵槽が、生石灰を貯蔵する貯蔵槽とミキサーとの間に配置されているので、ベルトコンベア上の生石灰の上に焼結原料を投下して生石灰を焼結原料で覆うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る貯蔵槽設備の模式図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る生石灰の搬送方法を示した模式図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る貯蔵槽設備の模式図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る生石灰の搬送方法を示した模式図である。
【図５】発塵強度の測定結果を示したグラフである。
【図６】従来の生石灰の搬送方法を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態に付き説明し、本発明の理解に供する。
【００２０】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る貯蔵槽設備を示したものである。本実施の形態における貯蔵槽設備は、４質量％以上１２質量％以下の水分を含有する焼結原料Ｍと生石灰Ｃをミキサー１１に搬送するベルトコンベア１０と、ベルトコンベア１０に沿ってミキサー１１の上流側に配置された複数の貯蔵槽１２〜１５とから大略構成されている。
【００２１】
ベルトコンベア１０は、乗り継ぎ部がなく、無端状のベルトから構成されている。
複数の貯蔵槽１２〜１５は、生石灰Ｃを貯蔵する貯蔵槽１２、粉鉱石からなる焼結原料Ｍを貯蔵する貯蔵槽１３、返鉱などの副原料からなる焼結原料Ｍを貯蔵する貯蔵槽１４、粉コークスからなる焼結原料Ｍを貯蔵する貯蔵槽１５から構成され、生石灰Ｃを貯蔵する貯蔵槽１２が最上流側に配置されている。
【００２２】
本貯蔵槽設備を用いて焼結原料Ｍ及び生石灰Ｃをミキサー１１に供給する際は、先ず、貯蔵槽１２から所定量の生石灰Ｃを切り出してベルトコンベア１０上に投下する。次いで、貯蔵槽１３〜１５から順に所定量の焼結原料Ｍを切り出してベルトコンベア１０上に投下し、焼結原料Ｍで生石灰Ｃを封じ込める。図２は、焼結原料Ｍ投下後の生石灰Ｃ及び焼結原料Ｍの重層状態を示したものである。
【００２３】
［第２の実施の形態］
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る貯蔵槽設備を示したものである。
本実施の形態における貯蔵槽設備では、生石灰Ｃを貯蔵する貯蔵槽１２の位置が第１の実施の形態と異なっており、生石灰Ｃを貯蔵する貯蔵槽１２が、最下流側に配置されている焼結原料Ｍ用の貯蔵槽１５の１基上流側に配置されている。
【００２４】
本貯蔵槽設備を用いて焼結原料Ｍ及び生石灰Ｃをミキサー１１に供給する際は、先ず、貯蔵槽１３次いで貯蔵槽１４から所定量の焼結原料Ｍを切り出してベルトコンベア１０上に投下する。次いで、貯蔵槽１２から所定量の生石灰Ｃを切り出してベルトコンベア１０上の焼結原料Ｍの上に生石灰Ｃを投下する。その後、速やかに、貯蔵槽１５から所定量の焼結原料Ｍを切り出してベルトコンベア１０上に投下し、焼結原料Ｍで生石灰Ｃを封じ込める。図４は、貯蔵槽１５からの焼結原料Ｍ投下後の生石灰Ｃ及び焼結原料Ｍの重層状態を示したものである。
【００２５】
なお、最初に投下した焼結原料Ｍと生石灰Ｃが反応して発生する上昇気流を抑えるため、２０秒以内に焼結原料Ｍを生石灰Ｃに被せることが好ましく、５秒以内であれば、なおよい。
【００２６】
また、最初に投下した焼結原料Ｍが含有する水分Ｐ（質量％）と、生石灰Ｃ投下後に投下する焼結原料Ｍが含有する水分Ｑ（質量％）は、Ｑ＞Ｐであることが好ましい。
上述したように焼結原料Ｍ中には４〜１２質量％の水分が含まれているが、複数の鉱石銘柄を焼結原料Ｍとして使用する場合、鉱石銘柄ごとに水分値が異なることが多い。このため、Ｑ＞Ｐとすることで、上昇気流Ｗを最小限に抑制することができる。なお、例えば、最初に投下した焼結原料Ｍが複数の鉱石銘柄から構成される場合、各鉱石銘柄の含有水分（質量％）と配合量を用いて加重平均により上記Ｐ（質量％）を算出すればよい。
【００２７】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、上記実施の形態では、生石灰を貯蔵する貯蔵槽を、最上流側もしくは最下流側に配置されている焼結原料を貯蔵する貯蔵槽の１基上流側に配置しているが、最下流側の焼結原料を貯蔵する貯蔵槽の２基以上上流側に配置してもよい。また、上記実施の形態では、貯蔵槽の数は４基としたが、これに限定されるものではない。要は、ベルトコンベアに沿ってミキサーの上流側に配置された複数の貯蔵槽のうち、焼結原料を貯蔵する貯蔵槽が最下流側に少なくとも１基配置されていればよい。
【実施例】
【００２８】
本発明の効果について検証するために実施した検証試験について説明する。
試験ケースは、実施例が２例、比較例が２例の４ケースとし、各試験ケースについて、ミキサー前（ミキサーの上流側）のベルトコンベア上、ミキサー内、及びミキサー後（ミキサーの下流側）のベルトコンベア上の３箇所で、大気中の粉じん濃度を計測した。
なお、試験には、７〜１０質量％の水分を含有する焼結原料Ｍと、篩網目開き５００μｍアンダーの粒子を５０質量％以上含む生石灰を用いた。
【００２９】
図５に検証試験結果を示す。第１の発明（請求項１に係る発明）によって生石灰を搬送した場合を実施例１、第２の発明（請求項２に係る発明）によって生石灰を搬送した場合を実施例２、特許文献１に記載されている発明を実施した場合を比較例１、従来の方法、即ち、焼結原料の上に生石灰を投下して生石灰が大気に露出した状態で搬送した場合を比較例２とした。
【００３０】
大気中の粉じん濃度の計測には、日本カノマックス(株)製の光散乱式デジタル粉じん計ＭＯＤＥＬ３４４２を使用した。大気中の浮遊粒子に光を照射すると、粒子から散乱光が発生する。光散乱式デジタル粉じん計は、この散乱光の強さが粉じん濃度と比例することを利用した計測機器である。
【００３１】
縦軸の発塵強度割合は、発塵強度（相対質量濃度［ｍｇ／ｍ３］）が最も高かった結果、即ち、比較例２についてミキサーの上流側のベルトコンベア上で計測した値を１としたときの各試験ケースの割合を示したものである。
【００３２】
図５より以下のことがわかる。
（１）実施例１では、ミキサー前ベルト上及びミキサー内の発塵が大幅に改善され、比較例１と同程度となった。これは、生石灰の反応時における上昇気流が焼結原料から発生しなかったことが要因と考えられる。
（２）実施例２では、最初に投下した焼結原料Ｍが含有する水分Ｐ（質量％）、生石灰Ｃ投下後の約２０秒後に投下した焼結原料Ｍが含有する水分Ｑ（質量％）について、Ｑ＞ＰとＰ≧Ｑの２条件で試験したが、いずれの条件においても、ミキサー前ベルト上での発塵が更に改善された。これは、返りベルトへの生石灰付着が減少し、返りベルトからの発塵が抑制されたためと考えられる。
（３）上記２条件測定時の発塵強度は同等の値であった。しかし、生石灰Ｃ投下後の焼結原料Ｍ投下前の上昇気流Ｗを目視観察すると、Ｐ≧Ｑの条件に比べてＱ＞Ｐの条件における上昇気流Ｗのほうが抑制されていることが観察され、上昇気流Ｗが抑制できていることが確認できた。なお、上昇気流Ｗは、蒸発する水分量より目視観察が可能である。
【００３３】
（４）比較例２では、ミキサー前ベルト上の発塵強度が非常に高くなっている。これは、前述した生石灰特有の発塵メカニズムによるものである。また、比較例２のみ、ミキサー内の発塵強度が高くなっている。
（５）ミキサー後ベルト上の発塵強度は、実施例１、２、比較例１、２とも同じ値であった。これは、ミキサー内で生石灰が焼結原料と混合されるためであると考えられる。
【符号の説明】
【００３４】
１０：ベルトコンベア、１１：ミキサー、１２〜１５：貯蔵槽、Ｃ：生石灰、Ｍ：焼結原料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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