(57)【要約】      （修正有）【課題】余分の動力を必要とすることなく、スクリュー羽根の磨耗および搬送効率の悪化を防止できるスクリュー式搬送装置およびその運転制御方法、ならびに移動炉床炉用スクリュー式排出装置の運転制御方法を提供する。【解決手段】上部にスクリュー２を上昇させうる空間を有するとともに、底部で被搬送物Ａを支持するケーシング１と、このケーシング１の底部に近接して配設され、スクリュー軸２ａに設けられたスクリュー羽根２ｂを回転させることによって被搬送物Ａをスクリュー軸２ａの方向に移動させるスクリュー２とを備えたスクリュー式搬送装置の運転制御方法であって、スクリュー軸２ａを回転駆動する電動機３のトルクＴを測定し、トルクＴが予め設定されたトルク上限値Ｔｍａｘに達した場合は、スクリュー軸２ａを上昇させることによってスクリュー羽根１ｂの先端とケーシング１の底部との隙間を広げるように制御する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に後記スクリューを上昇させうる空間を有するとともに、底部で被搬送物を支持する被搬送物支持手段と、前記被搬送物支持手段の底部に近接して配設され、スクリュー軸に設けられたスクリュー羽根を回転させることによって前記被搬送物を前記スクリュー軸の方向に移動させるスクリューとを備えたスクリュー式搬送装置の運転制御方法であって、
前記スクリュー軸を回転駆動する駆動手段の負荷を測定し、前記負荷が予め設定された上限値に達した場合は、前記スクリュー軸を上昇させることによって前記スクリュー羽根の先端と前記被搬送物支持手段の底部との隙間を広げることを特徴とするスクリュー式搬送装置の運転制御方法。
【請求項２】
前記駆動手段が電動機であり、前記負荷がトルクまたは電流値である請求項１に記載のスクリュー式搬送装置の運転制御方法。
【請求項３】
前記スクリュー軸をその両端で支持し、いずれかの片端のみを上昇させること、または片端ずつ交互に上昇させることにより行う請求項１または２に記載のスクリュー式搬送装置の運転制御方法。
【請求項４】
前記被搬送物支持手段が、被搬送物の搬送方向に垂直な断面の形状をＵ字状、Ｖ字状または縦長の楕円状とするケーシングである請求項１〜３のいずれか１項に記載のスクリュー式搬送装置の運転制御方法。
【請求項５】
前記被搬送物支持手段が、被搬送物の搬送方向に略垂直方向でかつ略水平方向に移動する平面状部材からなる請求項１〜３のいずれか１項に記載のスクリュー式搬送装置の運転制御方法。
【請求項６】
移動炉床炉内を移動する移動炉床の上面に近接して配設され、スクリュー軸に設けられたスクリュー羽根を回転させることによって、前記移動炉床に載置され前記移動炉床炉内を移動中に加熱処理された被加熱処理物を前記スクリュー軸の方向に移動させて前記移動炉床炉外に排出するスクリューを備えたスクリュー式排出装置の運転制御方法であって、
前記スクリュー軸を回転駆動する駆動手段の負荷を測定し、前記負荷が予め設定された上限値に達した場合は、前記スクリュー軸を上昇させることによって前記スクリュー羽根の先端と前記移動炉床の上面との隙間を広げることを特徴とするスクリュー式排出装置の運転制御方法。
【請求項７】
前記スクリュー軸をその両端で支持し、いずれかの片端のみを上昇させること、または片端ずつ交互に上昇させることにより行う請求項６に記載のスクリュー式排出装置の運転制御方法。
【請求項８】
上部に空間を有するとともに、底部で被搬送物を支持する被搬送物支持手段と、前記被搬送物支持手段の底部に近接して配設され、スクリュー軸に設けられたスクリュー羽根を回転させることによって前記被搬送物を前記スクリュー軸の方向に移動させるスクリューと、前記スクリュー軸を回転駆動する駆動手段と、前記駆動手段の負荷を測定する負荷測定手段と、前記負荷が予め設定された上限値に達したときに所定の信号を出力する制御手段と、前記所定の信号に応じてスクリュー軸を上昇させることによって前記スクリュー羽根の先端と前記被搬送物保持手段の底部との隙間を広げるスクリュー上昇手段とを備えたことを特徴とするスクリュー式搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリュー式搬送装置、特に移動炉床炉用スクリュー式排出装置の運転制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクリューコンベア（スクリュー搬送装置）は、ケーシング内に導入された被搬送物を、スクリューの回転によって輸送し供給する装置である。しかしながら、被搬送物として付着性の高い粉粒体などをスクリューコンベアで搬送すると、この粉粒体がケーシングの底部に堆積付着して強固な固着物を形成することがある。そうすると、スクリュー羽根の先端がこの固着物に接触して磨耗したり、トルクを増大させて搬送効率を低下させたり、場合によってはスクリューを支持するベアリングブロック等の支持台を破損してしまい搬送を不能とすることがある。
【０００３】
このため、スクリュー軸を回転させるとともに昇降させて堆積付着した粉粒体を削り取ることにより、強固な固着物の形成を防止しようとするスクリューコンベアが開示されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００４】
また、移動炉床式還元炉から還元鉄を排出するのに用いられるスクリュー式排出装置において、移動炉床上に形成される固着物の厚みに応じてスクリューを上昇させることによりスクリューの磨耗を防止するとともに排出効率を維持し操業を安定させようとする方法も開示されている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００２−８０１１８号公報
【特許文献２】特開平８−２６４５３号公報
【特許文献３】特許第３０７５７２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記のような回転と昇降を組み合わせたスクリューコンベアにおいては、スクリューの下降時においてスクリュー羽根の先端でケーシングの底面に付着した粉粒体を圧縮することになり却って固着を促進することになるという問題があった。
【０００６】
また、上記のようにスクリュー式排出装置を移動炉床上に形成される固着物の厚みに応じて上昇させる方法は、還元炉内に混入する粉の量から固着物の厚みを推定するものであり、原料性状や還元炉の操業条件によって固着物の形成状況は大きく異なるため、実際の固着物の厚みが推定厚みより小さい場合はスクリュー排出装置を不必要に上昇させることになり余分の動力を必要とする一方、実際の固着物の厚みが推定厚みより大きい場合はスクリューへの負荷を増大させスクリュー羽根の磨耗や搬送効率を悪化させる可能性があった。
【０００７】
そこで、本発明は、余分の動力を必要とすることなく、スクリュー羽根の磨耗および搬送効率の悪化を防止できるスクリュー式搬送装置およびその運転制御方法、ならびに移動炉床炉用スクリュー式排出装置の運転制御方法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】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、上部に後記スクリューを上昇させうる空間を有するとともに、底部で被搬送物を支持する被搬送物支持手段と、前記被搬送物支持手段の底部に近接して配設され、スクリュー軸に設けられたスクリュー羽根を回転させることによって前記被搬送物を前記スクリュー軸の方向に移動させるスクリューとを備えたスクリュー式搬送装置の運転制御方法であって、前記スクリュー軸を回転駆動する駆動手段の負荷を測定し、前記負荷が予め設定された上限値に達した場合は、前記スクリュー軸を上昇させることによって前記スクリュー羽根の先端と前記被搬送物支持手段の底部との隙間を広げることを特徴とするスクリュー式搬送装置の運転制御方法である。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記駆動手段が電動機であり、前記負荷がトルクまたは電流値である請求項１に記載のスクリュー式搬送装置の運転制御方法である。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記スクリュー軸をその両端で支持し、いずれかの片端のみを上昇させること、または片端ずつ交互に上昇させることにより行う請求項１または２に記載のスクリュー式搬送装置の運転制御方法である。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、前記被搬送物支持手段が、被搬送物の搬送方向に垂直な断面の形状をＵ字状、Ｖ字状または縦長の楕円状とするケーシングである請求項１〜３のいずれか１項に記載のスクリュー式搬送装置の運転制御方法である。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、前記被搬送物支持手段が、被搬送物の搬送方向に略垂直方向でかつ略水平方向に移動する平面状部材からなる請求項１〜３のいずれか１項に記載のスクリュー式搬送装置の運転制御方法である。
【００１３】
請求６に記載の発明は、移動炉床炉内を移動する移動炉床の上面に近接して配設され、スクリュー軸に設けられたスクリュー羽根を回転させることによって、前記移動炉床に載置され前記移動炉床炉内を移動中に加熱処理された被加熱処理物を前記スクリュー軸の方向に移動させて前記移動炉床炉外に排出するスクリューを備えたスクリュー式排出装置の運転制御方法であって、前記スクリュー軸を回転駆動する駆動手段の負荷を測定し、前記負荷が予め設定された上限値に達した場合は、前記スクリュー軸を上昇させることによって前記スクリュー羽根の先端と前記移動炉床の上面との隙間を広げることを特徴とするスクリュー式排出装置の運転制御方法である。
なお、移動炉床の上面とは、耐火物等で形成されている炉床そのものの表面をいい、炉床上に被加熱処理物が載置されている場合や堆積物が存在する場合には、スクリュー羽根とこれらが接触していてもよい。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、前記スクリュー軸をその両端で支持し、いずれかの片端のみを上昇させること、または片端ずつ交互に上昇させることにより行う請求項６に記載のスクリュー式排出装置の運転制御方法である。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、上部に空間を有するとともに、底部で被搬送物を支持する被搬送物支持手段と、前記被搬送物支持手段の底部に近接して配設され、スクリュー軸に設けられたスクリュー羽根を回転させることによって前記被搬送物を前記スクリュー軸の方向に移動させるスクリューと、前記スクリュー軸を回転駆動する駆動手段と、前記駆動手段の負荷を測定する負荷測定手段と、前記負荷が予め設定された上限値に達したときに所定の信号を出力する制御手段と、前記所定の信号に応じてスクリュー軸を上昇させることによって前記スクリュー羽根の先端と前記被搬送物保持手段の底部との隙間を広げるスクリュー上昇手段とを備えたことを特徴とするスクリュー式搬送装置である。
なお、被搬送物支持手段の底部とは、被搬送物支持手段の、被搬送物と接触する、または、スクリュー羽根と接触しうる部分の表面をいい、被搬送物支持手段は通常凹状であることから、最低位置の部分のみを指すものではない。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、スクリュー軸を回転駆動する駆動手段の負荷が所定の上限値に達した場合にのみ、スクリュー軸を上昇させてスクリュー羽根の先端と被搬送物支持手段の底部との隙間を広げることによってスクリュー羽根の先端が被搬送物支持手段の底部に形成された固着物と接触することを防止するので、余分の動力を必要とすることなく、スクリュー羽根の磨耗および搬送効率の悪化を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１８】
〔実施形態１〕
図１は、本発明の実施に係るスクリュー搬送装置を示す概略説明図である。図１（ａ）に示すように、本例のスクリュー搬送装置は、被搬送物支持手段としてのケーシング１と、スクリュー軸２ａの周りにスクリュー羽根２ｂが取り付けられたスクリュー２と、スクリュー軸２ａを回転駆動する駆動手段としての電動機３と、電動機３の負荷としてのトルクを測定するトルク測定器４と、このトルク測定器４で測定されたトルクが予め設定した上限値に達したときに所定の信号を出力する制御手段としての制御装置５と、この制御装置５から出力された信号に応じてスクリュー軸２ａを上昇させるスクリュー上昇手段としてのスクリュー昇降機６とを備えている。
【００１９】
また、図１（ｂ）に示すように、ケーシング１は、被搬送物Ａの搬送方向に垂直な断面形状がＵ字状で、その上部が開放されてスクリュー２を上昇させうる空間を有するとともに、底部１ａで被搬送物Ａを支持する構造となっている。
【００２０】
また、スクリュー２は、ケーシング１の断面半円状の底部１ａに近接して配設され、電動機３を駆動してスクリュー軸２ａを介してスクリュー羽根２ｂを回転させることによって被搬送物Ａをスクリュー軸２ａの方向に移動させるようになっている。
【００２１】
また、スクリュー昇降機６，６’は、スクリュー軸２ａの両端を支持する支持体であるベアリングブロック７，７’にそれぞれ設けられ、電動機８，８’によりそれぞれ昇降できるようになっている。
【００２２】
次に、本実施形態のスクリュー搬送機の制御フローを以下に説明する（図２参照）。
【００２３】
（１）スクリュー搬送機の運転前に、制御装置５においてトルク上限値Ｔｍａｘおよび上      昇量Δｈを設定する。
（２）スクリュー搬送機の運転中、電動機３のトルクＴを連続的または一定時間ごとに測      定する。
（３）トルクＴを制御装置５に取り込み、トルクＴとトルク上限値Ｔｍａｘとを比較する      。
（４）Ｔ≧Ｔｍａｘであれば制御装置５から一方の電動機８に向けて信号Ｓ１を出力する      。
（５）信号Ｓ１を受けた電動機８は自動的に駆動し、ベアリングブロック７を介してスク      リュー軸２ａの一方端をΔｈだけ上昇させる。
（６）スクリュー軸２ａの一方端を上昇させた後、電動機３のトルクＴを連続的または一      定時間ごとに測定する。
（７）トルクＴを制御装置５に取り込み、トルクＴとトルク上限値Ｔｍａｘとを比較する      。
（８）Ｔ≧Ｔｍａｘであれば制御装置５から他方の電動機８’に向けて信号Ｓ２を出力す      る。
（９）信号Ｓ２を受けた電動機８’は自動的に駆動し、ベアリングブロック７’を介して      スクリュー軸２ａの他方端をΔｈだけ上昇させる。
（１０）（２）〜（９）を繰り返す。
【００２４】
（変形例）
上記実施形態では、駆動手段として電動機３を例示したが、エンジン、蒸気タービン等を用いてもよい。
【００２５】
また、電動機３の負荷としてトルクＴを例示したが、電流値を用いてもよい。また、電動機３の負荷に代えて、固着物を介したスクリュー２とケーシング１との接触荷重を用いてもよい。
【００２６】
また、スクリュー軸２ａを片端ずつ交互に上昇させる例を示したが、一定の高さまではいずれかの片端のみを上昇させるようにしてもよいし、もちろん両端を同時に上昇させるようにしてもよい。
【００２７】
また、Ｔ≧Ｔｍａｘのときスクリュー軸２ａ（の片端）を予め設定された上昇量Δｈだけ上昇させる例を示したが、例えば、トルク上限値Ｔｍａｘに対するトルクＴの超過の程度（＝Ｔ−Ｔｍａｘ）あるいはスクリュー軸２ａの位置に応じて上昇量を変化させるようにしてもよい。この場合、制御装置から信号Ｓ１，Ｓ２を出力する代わりに、上昇量の信号を出力し、スクリュー昇降機６，６’に設けた位置検出手段で自己の位置を検出しながら動作させるようにすることが好ましい。
【００２８】
また、スクリュー昇降機６，６’の駆動手段として電動機８，８’を例示したが、電動チェーンブロック、油圧シリンダ等を用いてもよい。
【００２９】
また、ケーシング１は、被搬送物Ａの搬送方向に垂直な断面形状がＵ字状で上部が開放したものを例示したが、例えばＶ字状、縦長の楕円状など、上部にスクリュー２を上昇させうる空間（余地）を有するものでありさえすれば上部が開放されているもの閉止されているもののいずれにも適用することができる。
【００３０】
〔実施形態２〕
さらに、図３に示すように、被搬送物支持手段は、ケーシング１に代えて、被搬送物Ａの搬送方向（すなわち、スクリュー軸１２ａ方向）に略垂直方向でかつ略水平方向に移動する平面状部材としての例えばベルトフィーダ１１であってもよい。すなわち、このスクリュー搬送装置は、スクリュー２がベルトフィーダ１１の進行方向に対して略直角方向に向けて取り付けられたものであり、ホッパ１２からベルトフィーダ１１を介して切り出された被搬送物Ａをスクリュー２で掻き寄せて次工程に供給するのに用いられるものである。上記実施形態１と同様の制御方法を用い、スクリュー２を電動機３の負荷（トルク、電流値等）に基づいて上昇させることにより、余分の動力を必要とすることなく、ベルトフィーダ１１に形成した固着物によるスクリュー羽根の磨耗および搬送効率の悪化を防止できる。
【００３１】
〔実施形態３〕
また、本発明は、図４に示すような移動炉床炉の排出装置として用いられるスクリュー式排出装置にも適用できる。すなわち、このスクリュー式排出装置は、移動炉床炉２２内を移動する移動炉床２１の上面に近接してスクリュー２が配設され、スクリュー軸２ａに設けられたスクリュー羽根２ｂを回転させることによって、移動炉床２１に載置され移動炉床炉２２内を移動中に加熱処理された被加熱処理物Ａをスクリュー軸２ａの方向に移動させて移動炉床炉２２外に排出するものである。上記実施形態１，２と同様の制御方法を用い、スクリュー２を電動機３の負荷（トルク、電流値等）に基づいて上昇させることにより、余分の動力を必要とすることなく、移動炉床２１上に形成した固着物によるスクリュー羽根２ｂの磨耗および搬送効率の悪化を防止できる。
【実施例】
【００３２】
〔実施例１〕
上記実施形態１(図１参照)のスクリュー搬送装置およびその運転制御方法を、微粉酸化鉄を含有する排水から酸化鉄スラリをスクリューで掻き出すスクリュークラシファイヤに適用した。
【００３３】
本発明適用前は、ケーシング１とスクリュー２の隙間は一定間隔で操業していたため、ケーシング１内面に固着した酸化鉄スラリの固着物によってスクリュー羽根２ｂの磨耗が激しく、約６ヶ月ごとにスクリュー２を交換するか、またはスクリュー羽根２ｂを肉盛補修する必要があった。また、固着物の成長にしたがいスクリュー２の負荷が徐々に増大し、搬送能力が低下するとともに、ついにはベアリングブロック７，７’が破損する事態も発生した。
【００３４】
これに対し、本発明適用後は、ケーシング１内面に固着物が形成されるものの、スクリュー羽根２ｂが磨耗されることが回避され、補修を行うことなく１年以上継続して同じスクリュー２を使用しつづけることが可能となった。また、搬送能力が低下することなく長期間正常に操業が継続できるようになった。さらに、電動機３の負荷（トルク、電流値等）の過度の上昇が防止されたことにより、本発明適用前に比べ大幅に動力を低減できた。
【００３５】
図５に、本発明適用前後における電動機３のトルクＴの経時変化を模式的に示す。本発明適用前は、トルクＴが直線的に増大し、ついには運転不能に至るのに対し、本発明適用後は、トルクＴは常にトルク制限値Ｔｍａｘ以下に維持されているのが分かる。
【００３６】
なお、本実施例において、スクリュー２の昇降可能範囲は３０ｍｍとした。そして、トルクＴがトルク上限値Ｔｍａｘに達したときのスクリュー２の上昇量Δｈを約５ｍｍとしたところ、スクリュー２の位置が約２週間で昇降可能範囲の上限に達したため、操業を停止して固着物を人手作業により別途取り除くか、または固着物を軟化剤等で軟化させたのち、スクリュー２の位置を昇降可能範囲の下限位置に戻す必要があった。そこで、Δｈを２ｍｍに変更したところスクリュー２の位置は４０日間操業しても昇降可能範囲の上限に達することがなく、スクリュー２の位置を昇降可能範囲の下限位置に戻す作業は通常の定期修理ごとに行うだけで十分となった。さらに、Δｈを０．５ｍｍ以下とすることにより、スクリュー２の位置が昇降可能範囲の上限に達するまでの期間を最大約３ヶ月に延長できることが分かった。このように、Δｈを小さくするほどスクリュー２の位置が昇降可能範囲の上限に達するまでの期間を延長できる理由は以下のように考えられる。すなわち、固着物とスクリュー羽根２ｂとが接触する状態になっても、トルクＴが直ちにトルク上限値Ｔｍａｘに到達するわけではなく、一定期間はスクリュー羽根２ｂが固着物を圧縮するか、削り取るなどの状態となり、徐々にトルクＴが上昇しやがてトルク上限値Ｔｍａｘに達するものと想定される。したがって、Δｈを小さくしてスクリューを小刻みに上昇させることにより、古い固着物の上に付着した新たな固着物は、比較的柔らかな間に簡単に削り取られることになり、固着物の成長を抑制することになるためと考えられる。
【００３７】
〔実施例２〕
上記実施形態２(図３参照)のスクリュー搬送装置およびその運転制御方法を、粉鉱石を切り出す粉鉱石供給装置に適用した。上記実施例１と同様、スクリュー２の磨耗が防止され、搬送能力が低下することなく長期間正常に操業が継続できるようになり、また本発明適用前に比べ大幅に動力を低減できた。
【００３８】
〔実施例３〕
上記実施形態３(図４参照)のスクリュー排出装置およびその運転制御方法を、還元鉄を製造する移動炉床炉としての回転炉床式還元炉に用いられる還元鉄排出装置に適用した。上記実施例１，２と同様、スクリュー２の磨耗が防止され、排出能力が低下することなく長期間正常に操業が継続できるようになり、また本発明適用前に比べ大幅に動力を低減できた。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施形態１に係るスクリュー搬送装置の概略を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）はＸＸ線断面図である。
【図２】実施形態１に係るスクリュー搬送装置の運転制御方法を説明する制御フロー図である。
【図３】実施形態２に係るスクリュー搬送装置の概略を示す図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はＸＸ線断面図である。
【図４】実施形態３に係るスクリュー排出装置の概略を示す正面図である。
【図５】電動機のトルクの経時変化を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００４０】
１：被搬送物支持手段（ケーシング）
１ａ：底部
２：スクリュー
２ａ：スクリュー軸
２ｂ：スクリュー羽根
３：駆動手段（電動機）
４：トルク測定器
５：制御手段（制御装置）
６，６’：スクリュー上昇手段（スクリュー昇降機）
７，７’：支持体（ベアリングブロック）
８，８’：電動機
１１：平面状部材（ベルトフィーダ）
２１：移動炉床（回転炉床）
２２：移動炉床炉
Ａ：被搬送物
【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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