(57)【要約】  本発明は、鉱物製造プロセスまたはスチール製造プロセスから試料材料、特にスラグまたは鉱石を調製するための方法であって、ａ．粉砕デバイス（１２）内で試料材料を粉砕するステップと、ｂ．試料材料をプレスする、特にタブレットを形成するためのプレスデバイス（１８）に試料材料を供給するステップであって、試料材料はプレスデバイス（１８）のプレスラム（３０）上に保持されるステップと、ｃ．磁石デバイスによって磁場を発生させ、かつ、試料材料中に含有される鉄粒子を磁化させて、鉄粒子が磁石デバイスに面する領域内の試料材料に蓄積するようにするステップとを含む方法に関する。本発明はまた、鉱物製造プロセスまたはスチール製造プロセスから試料材料、特にスラグまたは鉱石を調製するための装置（１０）であって、試料材料を粉砕するための少なくとも１つの粉砕デバイス（１２）と、粉砕デバイス（１２）の下流側に接続された、試料材料をプレスするため、特にタブレットを形成するためのプレスデバイス（１８）とを有し、プレスデバイス（１８）は試料材料を保持するためのプレスラム（３０）を有する装置に関する。プレスデバイス（１８）は、筐体（２８）を有し、プレスラム（３０）は、筐体（２８）の内側に配置されて、格納位置とプレス位置との間を移動する。リング（４０）および対抗圧力板（３８）は、プレス位置においてプレスラム３０と協働し、磁石デバイス（２０）は、試料材料中に含有される鉄粒子、プレスラム（３０）および／もしくはリング（４０）、または対抗圧力板（３８）および／もしくはリング（４０）が、磁石デバイス（２０）により磁化され得、したがって鉄粒子が試料材料内の縁領域に蓄積するように配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉱物またはスチール製造プロセスから試料材料、特にスラグまたは鉱石を調製するための方法であって、
ａ．粉砕デバイス（１２）内で前記試料材料を粉砕するステップと、
ｂ．前記試料材料をプレスするため、特にタブレットを形成するために前記試料材料をプレスデバイス（１８）に供給するステップであって、前記試料材料は、前記プレスデバイス（１８）のプレスラム（３０）上に受け入れられるステップと、
ｃ．磁石デバイスによって磁場を生成し、かつ、前記試料材料中に含有される鉄粒子を磁化して、前記鉄粒子が前記磁石デバイスに面する前記試料材料内の領域に蓄積するようにするステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記鉄粒子が、前記試料材料から少なくとも部分的に除去される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ステップｃが、前記磁石デバイスの前記試料材料内への挿入を含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記プレスデバイス（１８）の前記プレスラム（３０）が、前記磁石デバイス（２０）によって磁化され、前記試料材料の前記鉄粒子は、前記プレスラム（３０）に面する前記試料材料の周辺領域に蓄積される、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
ステップｃの前に、前記磁石デバイス（２０）が、前記プレスデバイス（１８）の外側の位置から前記プレスデバイス（１８）の内側の位置に移動される、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記試料材料を導くためのライン（１６）が前記粉砕デバイス（１２）の下流側に接続され、さらなる磁石デバイス（２０）が前記ライン（１６）上に取り付けられ、前記方法が、
前記ラインを介して前記試料材料を前記粉砕デバイス（１２）の後ろに導くステップと、前記ライン（１６）の壁領域上に前記試料材料の前記鉄粒子を蓄積させるステップと
を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記さらなる磁石デバイス（２０）が、前記ライン（１６）の前記壁領域上への前記試料材料の蓄積の後に作動停止され、したがって磁場を生成しない、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記壁領域上に蓄積した前記鉄粒子が、前記ラインおよび前記試料材料から除去される、請求項６または７に記載の方法。
【請求項９】
前記磁石デバイス（２０）、前記プレスデバイス（１８）、および／または前記ライン（１６）ならびに特に前記試料材料が振動される、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記粉砕デバイスが、破砕デバイスおよび／または微粉化デバイスを含み、さらなる磁石デバイス（２０）を有する前記試料材料を導くためのライン（１６）が、それぞれの場合において、前記破砕デバイスおよび／または前記微粉化デバイスの下流側に接続され、前記試料材料は、前記ラインを介して前記微粉化デバイスおよび／または前記破砕デバイスの後ろに導かれ、前記鉄粒子は前記試料材料から除去される、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
ステップｃの後に、前記試料材料がＲＦＡおよび／またはＲＤＡ分析によって分析される、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
鉱物またはスチール製造プロセスから試料材料、特にスラグまたは鉱石を調製するための装置（１０）であって、
前記試料材料を粉砕するための少なくとも１つの粉砕デバイス（１２）を有し、前記粉砕デバイス（１２）の下流側には、前記試料材料をプレスする、特にタブレットを形成するためのプレスデバイス（１８）が接続されており、前記プレスデバイス（１８）は、前記試料材料を受け入れるためのプレスラム（３０）を有し、前記プレスデバイス（１８）は、筐体（２８）を有し、前記プレスラム（３０）は、前記筐体（２８）の内側で格納位置とプレス位置との間で移動可能であるように配置され、前記プレス位置において前記プレスラム（３０）と協働するリング（４０）および対抗圧力板（３８）が設けられ、
前記試料材料中に含有される鉄粒子、前記プレスラム（３０）および／もしくは前記リング（４０）、または前記対抗圧力板（３８）および／もしくは前記リング（４０）が、磁石デバイス（２０）によって磁化可能であり、したがって前記鉄粒子が前記試料材料内の周辺領域に蓄積するように配置された前記磁石デバイス（２０）が設けられることを特徴とする、装置（１０）。
【請求項１３】
前記磁石デバイス（２０）が、永久磁石または電磁石（２４）を備える、請求項１２に記載のデバイス（１０）。
【請求項１４】
前記磁石デバイス（２０）が、前記筐体（２８）内または前記対向圧力板（３８）上に配置される、請求項１２または１３に記載のデバイス（１０）。
【請求項１５】
前記試料材料を導くためのライン（１６）が前記粉砕デバイス（１２）の下流に接続され、さらなる磁石デバイス（２０）が前記ライン（１６）上に取り付けられている、請求項１２から１４のいずれか一項に記載のデバイス（１０）。
【請求項１６】
前記ライン（１６）が、前記粉砕デバイス（１２）と前記プレスデバイス（１８）との間に取り付けられる、請求項１５に記載のデバイス（１０）。
【請求項１７】
少なくとも１つの磁石デバイス（２０）が、前記プレスデバイス（１８）および／または前記ライン（１６）に対して移動可能となるように取り付けられる、請求項１２から１６のいずれか一項に記載のデバイス（１０）。
【請求項１８】
前記磁石デバイス（２０）、前記ライン（１６）、および／または前記プレスラム（３０）を振動させるための振動デバイスが設けられている、請求項１２から１７のいずれか一項に記載のデバイス（１０）。
【請求項１９】
前記粉砕デバイス（１２）が、微粉化デバイスおよび／または破砕デバイスと、前記試料材料を導くためのライン（１６）とを備え、それらのそれぞれに磁石デバイス（２０）が取り付けられ、それぞれの場合において前記微粉化デバイスおよび／または前記破砕デバイスのそれぞれの下流側に接続される、請求項１２から１８のいずれか一項に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉱物またはスチール製造プロセスから試料材料、特にスラグまたは鉱石を製造するための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スチールまたは鉱物製造プロセスを監視すると、例えばスラグまたは鉱石の試料は、典型的には、プロセスの非常にさまざまな点で採取され、続いて分析される。採取された材料試料は、例えば後の分析のために圧縮されてタブレットに形成される。そのような圧縮タブレットを製造する方法は、独国特許出願公開第１０２０１３１０６９９８号明細書から公知である。
【０００３】
そのような材料試料の元素組成の定量のために、例えばスペクトル分析、特に蛍光Ｘ線分析等の方法がしばしば使用される。そのような後続の分析方法は、特に試料材料中に位置する鉄粒子によって妨げられ、これらの粒子は測定結果を破損する。粗鉄は延性材料であり、試料材料の調製中に変形するか、または十分に細かく微粉化されず、したがってその後の分析がより困難になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０１３１０６９９８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の目的は、試料材料の元素組成の分析を単純化する試料材料を調製するための装置および方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、本発明によれば、独立請求項１の特徴を有する方法、および独立請求項１２の特徴を有する装置によって達成される。有利な改良は、従属請求項から得られる。
【０００７】
第一の態様によれば、鉱物、セメントまたはスチール製造プロセスから試料材料、特にスラグ、セメントまたは鉱石を調製するための方法は、
ａ．粉砕デバイス内で試料材料を粉砕するステップと、
ｂ．試料材料をプレスするため、特にタブレットを形成するために、試料材料をプレスデバイスに供給するステップであって、試料材料は、プレスデバイスのプレスラム上に受け入れられるステップと、
ｃ．磁石デバイスによって磁場を生成し、かつ、試料材料中に含有される鉄粒子を磁化して、鉄粒子が磁石デバイスに面する試料材料内の領域に蓄積するようにするステップと
を含む。
【０００８】
「蓄積する」とは、鉄粒子の濃度が磁石デバイスに面する領域で増加することを意味すると理解されるべきである。例えば、鉄粒子は、磁石デバイスに直接蓄積する。特に、鉄粒子は、磁石デバイスに面する試料材料の領域にのみ蓄積し、試料材料の残りの領域には鉄粒子が全くないか、またはごくわずかの濃度しか存在しない。磁石デバイスに面する領域は、好ましくは、試料材料の周辺領域、例えば、表面の領域である。
【０００９】
試料材料は、例えば、特にスチール製造プロセスにおける工業用スラグを含む。試料材料は、さらに、例えば鉱石を含む。試料材料は、製造プロセスから採取され、続いて例えば冷却され、粉砕デバイスに供給される。粉砕デバイスは、例えば、ローラミル、振動ディスクミル、垂直ローラミル、電気機械粉砕原理に従って動作するミル、または破砕機である。粉砕デバイスに続いて、試料材料はプレスデバイスに導かれ、磁石デバイスはプレスデバイス上に配置される。
【００１０】
プレスラムは、プレスデバイスの筐体内に配置され、筐体と相対的に移動可能である。試料材料は、好ましくは、プレスデバイスの入口方向に面するプレスラムのヘッド領域上に受け入れられる。プレスラムの対抗圧力板への移動の間、試料材料は圧縮されてタブレットを形成する。
【００１１】
磁石デバイスは、試料材料内に延在する磁場を生成するように設計される。磁場は、好ましくは、＞５ｍｍ、好ましくは＞１ｍｍ、特に＞１００μｍ、最も好ましくは１００μｍ未満のサイズを有する金属鉄粒子を磁化し、それらを磁石デバイスの方向に動かすように形成される。特に、磁石デバイスは作動停止可能であり、したがって磁場を生成しない。
【００１２】
磁場を生成することができるそのような磁石デバイスは、プレス工具内の試料材料中の鉄の割合を減少させることができる。したがって、試料材料のその後の分析は単純化され、信頼性の高い分析結果が達成される。これらの分析結果に応じて、必要な場合には、セメント、鉱石、またはスチール製造プロセスのパラメータがその後に適宜変更される。プレスタブレットの分析のための測定表面は、典型的にはプレスタブレットの表面上の中央にあり、タブレットは約５０〜１００μｍの浸透深さで分析される。プレスラムに面していない側が、典型的に分析される。したがって、プレスタブレットの周辺領域に蓄積した鉄は、測定結果に全く影響を及ぼさないか、またはごくわずかしか影響しない。
【００１３】
第１の実施形態によれば、鉄粒子は、試料材料から少なくとも部分的に除去される。特に、鉄粒子は、ステップｃの後に試料材料から除去され、鉄粒子の除去後に試料材料が圧縮されてタブレットを形成する。
【００１４】
さらなる実施形態によれば、ステップｃは、磁石デバイスの試料材料内への挿入を含む。磁石デバイスは、例えば、棒磁石を備え、棒磁石は、プレスラム上に横たわる試料材料内に挿入される。鉄粒子は棒磁石上に蓄積し、試料材料から棒磁石と共に除去される。続いて、試料材料がプレスデバイスによってプレスされ、タブレットを形成する。
【００１５】
さらなる実施形態によれば、磁石デバイスは、プレスデバイスのプレスラムを磁化し、試料材料の鉄粒子は、プレスラムに面する試料材料の周辺領域に蓄積する。この目的のために、磁石デバイスは、例えばプレスラムの周りに少なくとも部分的に配置される。特に、プレスデバイスは筐体を有し、プレスラムは、筐体の内部で格納位置とプレス位置との間で移動可能であるように配置され、プレス位置においてプレスラムと協働するリングおよび対抗圧力板が設けられている。プレスラム、リング、および／または対抗圧力板は、好ましくは、磁石デバイスにより磁化され、鉄粒子は、プレスラム、リングおよび／または対抗圧力板に面する領域で試料材料内に蓄積する。
【００１６】
さらなる実施形態によれば、ステップｃの前に、磁石デバイスは、プレスデバイスの外側の位置からプレスデバイスの内側の位置に移動される。さらなる実施形態によれば、試料材料を導くためのラインが粉砕デバイスの下流側に接続され、さらなる磁石デバイスがラインに取り付けられ、試料材料は、粉砕デバイスの後ろのラインを通って導かれ、試料材料の鉄粒子はラインの壁領域上に蓄積する。さらなる磁石デバイスは、特に、ラインの内側に磁場を生成するように設計される。これにより、試料材料がプレスデバイスに入る前に、鉄粒子を試料材料から分離することが可能になる。
【００１７】
さらなる実施形態によれば、さらなる磁石デバイスは、ラインの壁領域上に試料材料が蓄積された後に作動停止され、したがって磁場を生成しない。壁領域上に蓄積された鉄粒子は、好ましくは、ラインおよび試料材料から除去される。蓄積された鉄粒子は、ラインから分離し、例えば吸引することができる。
【００１８】
さらなる実施形態によれば、磁石デバイス、プレスデバイス、および／またはラインならびに特に試料材料が振動される。これにより、鉄粒子と試料材料とのより良好な分離が保証される。
【００１９】
さらなる実施形態によれば、粉砕デバイスは、破砕デバイスおよび／または微粉化デバイスを含み、さらなる磁石デバイスを有する試料材料を導くためのラインは、それぞれの場合において、破砕デバイスおよび／または微粉化デバイスの下流側に接続され、試料材料は、ラインを介して微粉化デバイスおよび／または破砕デバイスの後ろに導かれ、鉄粒子は試料材料から除去される。例えば、下流側に接続された微粉化デバイスを有する破砕デバイスが設けられ、破砕デバイスおよび微粉化デバイスが互いに接続されており、したがって破砕デバイスから微粉化デバイスに試料材料が導かれる。
【００２０】
ステップｃの後に、試料材料がＲＦＡおよび／またはＲＤＡ分析によって分析される、さらなる実施形態による方法。ＲＤＡ分析は、Ｘ線回折分析として理解されるべきであり、ＲＦＡはＸ線蛍光分析を表す。ＲＤＡは、例えば、最適な磁力を有するように磁石デバイスを最適化および／または調整するために、追加的に使用される。例えば、磁石デバイスの特性、例えば電流強度および／または磁力が、ＲＤＡによって確認された材料試料中の粗鉄含有量に応じて調整されることが考えられる。
【００２１】
本発明は、さらに、試料材料を粉砕するための少なくとも１つの粉砕デバイスを有する、鉱物またはスチール製造プロセスからの試料材料、特にスラグまたは鉱石を調製するためのデバイスを含み、試料材料をプレスするため、特にタブレットを形成するためのプレスデバイスが、粉砕デバイスの下流側に接続され、プレスデバイスは、試料材料を受け入れるためのプレスラムを有し、プレスデバイスは、筐体を有し、プレスラムは、筐体の内側で格納位置とプレス位置との間で移動可能であるように配置され、プレス位置においてプレスラムと協働するリングおよび対抗圧力板が設けられている。さらに、試料材料中に含有される鉄粒子、プレスラムおよび／もしくはリング、または対抗圧力板および／もしくはリングが磁石デバイスにより磁化可能であるように配置された磁石デバイスが設けられ、したがって鉄粒子は試料材料内の周辺領域に蓄積する。
【００２２】
リングは、特にスチールから形成され、プレスデバイスの入口領域に配置される。リングは、好ましくは、入口の領域において筐体上に載置される。プレス手順の前に、リングは筐体上に位置付けられ、プレスラムおよび対抗圧力板と共にタブレットのプレス成形型を形成する。リングは、好ましくは、プレスデバイスの筐体を対抗圧力板から離間させ、対抗圧力板に向かってプレスラムが移動し、試料材料を圧縮してタブレットを形成する。プレス手順の間、プレスラムは、例えば油圧式または機械式のリフトデバイスによって、筐体と相対的に対抗圧力板の方向に移動される。
【００２３】
プレスラム、リング、対抗圧力板、またはそれらの組み合わせの磁化は、試料材料内の鉄粒子の磁化要素の方向への変位を引き起こす。鉄粒子は、例えば磁化されたプレスラムによってプレスラムの方向に移動され、周辺領域、好ましくはプレスラムに面する領域に蓄積する。プレスタブレットを形成するための試料材料の圧縮の間、鉄粒子はタブレットの周辺領域、特にプレスラムに面した領域に残り、これは試料材料のその後の分析を実質的に単純化するが、これは、典型的にはプレスタブレットの表面上の例えば３０ｍｍまでの直径を有する中心部に測定表面があり、試料は約５０〜１００μｍの浸透深さで分析されるためである。プレスラムに面していない側が、典型的に分析される。したがって、プレスタブレットの周辺領域に蓄積した鉄は、測定結果に全く影響を及ぼさないか、またはごくわずかしか影響しない。
【００２４】
試料材料を調製するための方法を参照して説明された利点および解説は、試料材料を調製するための装置への装置に対してもまた同様に適用される。
【００２５】
一実施形態によれば、磁石デバイスは永久磁石または電磁石を含む。磁石デバイスは、好ましくは、複数の永久磁石および／または電磁石を含み、これらの磁石および／または電磁石は、例えばリングおよび／またはセグメントの形態で配置されている。電磁石は、複数のターンを有する少なくとも１つのコイルを有する。磁場の磁場強度は、特に電流強度によって調整可能である。永久磁石の場合、試料材料における磁場の磁場強度は、例えば磁石デバイスと試料材料との距離を介して調整可能である。磁石デバイスは、好ましくは、プレスデバイスの外側の位置とプレスデバイスの内側の位置との間で可動であるように取り付けられ、磁石デバイスは試料材料に接続される。特に、磁石デバイスは、試料材料内に挿入され、試料材料の鉄粒子が磁化される。プレスデバイスの外側の位置では、磁石デバイスは試料材料と相互作用せず、鉄粒子の磁化が生じる。磁石デバイスは、好ましくは、それがプレスラムのヘッド領域の方向に、およびそれと相対的に移動可能であるように取り付けられている。
【００２６】
さらなる実施形態によれば、磁石デバイスは、筐体内または対抗圧力板上に配置される。筐体内に配置された磁石デバイスは、プレスラムおよび／またはリングを磁化するように配置されることが好ましい。磁石デバイスは、好ましくは、プレスデバイスの筐体の内側のプレスラムの高さで取り付けられる。対抗圧力板に取り付けられた磁石デバイスは、好ましくは対抗圧力板および／またはリングを磁化する。
【００２７】
さらなる実施形態によれば、試料材料を導くためのラインが粉砕デバイスの下流側に接続され、さらなる磁石デバイスがライン上に取り付けられる。さらなる磁石デバイスは、好ましくは、ラインの外周に取り付けられる。ラインは、好ましくは、磁場に対して透過性の材料、例えばシリコーンを含む。特に、ラインの一部分のみが磁場を透過する材料から形成され、磁石デバイスはこの部分に取り付けられる。特に、磁石デバイスは、ラインの一部分を形成するようにライン上に取り付けられる。磁石デバイスは、例えばこの目的のために管状に形成される。粉砕デバイスの下流側に接続されたライン上の磁石デバイスは、粉砕直後および材料がプレスデバイス内に入る前に試料材料から鉄粒子を分離することを可能にする。
【００２８】
磁石デバイスは、ラインの周囲全体に、特に同心円状に配置される。ラインの周囲全体の磁石デバイスの同心配置は、鉄粒子のラインの内壁の方向への移動を引き起こし、したがってそれらはそこに保持される。これにより、鉄粒子を試料材料から確実に分離することが可能になる。磁石デバイスの磁場は、好ましくは、鉄粒子が試料材料の流れに抗してラインの内壁上に保持され、試料材料から分離されるように形成される。
【００２９】
磁石デバイスは、例えばリング状に形成されている。リング状の磁石デバイスは、例えば、プレスデバイスのラインまたはプレスラムの周りに配置される。磁石デバイスは、好ましくは、リングを形成するように配置された複数の磁石セグメントを有する。例えば、磁石デバイスは、２つの半リング形状のセグメントを含む。磁石デバイスは、例えば、少なくとも１つのコイルを有する電磁石を備え、電磁石は、試料材料の流れ方向に増加するターン数を有する。ターン数が増加すると、試料材料の流れ方向の強度が増加する磁場が発生し、鉄粒子の試料材料からの分離が確実に達成される。試料材料の流れ方向に増加するターン数を有するコイルを有する電磁石は、好ましくはラインの周りに配置される。特に、磁石デバイスの磁場の磁気勾配力は調節可能である。勾配力の調節可能性は、鉄粒子の動きの整列を可能にする。さらに、所望のサイズ未満の鉄粒子のみが試料材料から移動または分離されるように勾配を調整することが可能である。したがって、分離の程度は正確に調整可能であり、例えば、粗鉄粒子のみが試料材料から移動され、マグネタイトなどのさらなる磁性粒子が試料材料内に残る。
【００３０】
周囲を磁石デバイスの磁場から周囲を遮蔽するための遮蔽要素が、好ましくは、磁石デバイスの周りに少なくとも部分的に配置される。遮蔽要素は、特に、磁場の漏洩磁場を低減し、閉じた磁気回路を保証するために使用される。遮蔽要素は、特に導電性の遮蔽材料、例えばシートメタルを含む。遮蔽要素は、好ましくは、リング形状に形成され、磁石デバイスを少なくとも部分的に囲むＵ字型断面をリング領域上に有する。遮蔽要素は、永久磁石または電磁石の周りに少なくとも部分的に配置され、特に磁石デバイスの周囲に配置された強磁性部品との磁場の相互作用を防止する。特に、筐体は遮蔽要素として形成され、導電性遮蔽材料を含む。遮蔽要素は、好ましくはシェル形状を有し、磁石デバイスはシェルの内側に配置される。
【００３１】
さらなる実施形態によれば、ラインは、粉砕デバイスとプレスデバイスとの間に取り付けられ、したがって、試料材料は、粉砕デバイスからプレスデバイスへのラインを通って導かれる。
【００３２】
さらなる実施形態によれば、磁石デバイスは、プレスデバイスおよび／またはラインと相対的に可動であるように取り付けられる。例えば、磁石デバイスは、回転可能となるように取り付けられる。磁石デバイスは、好ましくは、磁石デバイスによって生成された磁場により鉄粒子が磁化可能である位置から、試料材料の鉄粒子が磁石デバイスの磁場によって磁化可能ではない位置に移動可能である。
【００３３】
さらなる実施形態によれば、振動デバイスが、磁石デバイス、ライン、および／またはプレスラムを振動させるために設けられる。プレスラムの振動により、その上に支持された試料材料の振動がもたらされ、それによって試料材料が完全に混合される。このようにして、磁石デバイスを用いた試料材料中の鉄粒子の確実な磁化が達成される。磁石デバイスおよび／またはラインの振動は、特に磁石デバイスの作動停止後に、磁石デバイスおよび／またはラインからの鉄粒子の分離をもたらし、したがってこれらは清掃される。試料材料が流れる際のラインの振動はさらに、試料材料からの鉄粒子のより効率的な分離を可能にする。
【００３４】
さらなる実施形態によれば、粉砕デバイスは、微粉化デバイスおよび／または破砕デバイスを有し、試料材料を導くためのラインは、それぞれの場合において微粉化デバイスおよび／または破砕デバイスのそれぞれの下流側に接続され、それらのラインのそれぞれに磁石デバイスが取り付けられている。これにより、材料がプレスデバイスに入る前に鉄粒子の大部分を分離することが可能になる。
【００３５】
本発明は、添付の図面を参照して、複数の例示的実施形態に基づき、以下でより詳細に解説される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】１つの例示的実施形態による試料材料を調製するための装置の概略図である。
【図２】さらなる例示的実施形態による磁石デバイスを有するラインの断面図での概略図である。
【図３】さらなる例示的実施形態による磁石デバイスを有するプレスデバイスの断面図での概略図である。
【図４】さらなる例示的実施形態による磁石デバイスを有するプレスデバイスの断面図での概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１は、試料材料を調製するための装置１０を示す。試料材料は、例えば、鉱物またはスチール製造プロセスから採取された鉱石またはスラグを含む。装置１０は、試料材料を粉砕するための粉砕デバイス１２を備える。粉砕デバイス１２は、図１に示される例示的実施形態において、試料材料を微粉化するための微粉化ギャップを形成する、反対方向に回転する２つの微粉化ローラ１４を有するローラミルである。粉砕デバイス１２は、破砕デバイスの下流側に接続された微粉化デバイスを有する破砕デバイスであってもよい。破砕デバイスと微粉化デバイスは、例えば試料材料を導くためのラインを使用して互いに接続されている。
【００３８】
微粉化試料材料をプレスデバイス１８に導くライン１６が、微粉化ギャップの下方で粉砕デバイス１２に隣接している。ライン１６は、例えば管状であり、磁場を透過する材料、例えばシリコーン、ＰＶＣ、セラミック、またはアルミニウムで作製される少なくとも１つの部分を含む。
【００３９】
ライン１６は、例えば、プレスデバイス１８への入口を形成する実質的に垂直に延在する下部４２を有する。部分４２は、例えば、磁石デバイス２０により少なくとも部分的に囲まれている。磁石デバイス２０はリングの形態であり、図１の例示的実施形態ではライン１６の周りに配置されている。例えば、磁石デバイス２０は、ライン１６と相対的に移動可能であるように取り付けられた永久磁石、または、オンおよびオフにすることができ、磁場強度が調整可能である電磁石を含む。磁石デバイス２０によって、ライン１６の内側に延在し、試料材料中に存在する鉄粒子とそれらが磁化されるように相互作用する磁場が生成され得る。また、ライン１６上に磁石デバイスを配置しないことも考えられる。
【００４０】
試料材料を調製するための装置１０の動作において、鉱物またはスチール製造プロセスから採取された試料材料は、図１の矢印方向に粉砕デバイス１２内に分注され、その中で粉砕される。特に、試料材料は、鉱物またはスチール製造プロセスから連続的に採取されるのではなく、粉砕デバイス１２に、例えば１〜５ｋｇ、好ましくは２００〜５００ｇ、特に２５〜３０ｇの量でバッチで供給される。粉砕デバイス１２に続いて、試料材料は、好ましくは、重力の結果として、粉砕デバイス１２からプレスデバイス１８へライン１６を介して導かれる。ラインの実質的に垂直に延在する部分４２において、試料材料の鉄粒子は磁石デバイス２０によって磁化され、磁石デバイス２０の方向にライン１６の内壁に向かって半径方向外側に移動する。磁石デバイス２０によって生成される磁場は、好ましくは、試料材料の鉄粒子が試料材料の流れに抗してライン１６の内壁上に保持されるように形成される。鉄を全く含有しないか、またはごく低い割合の鉄しか含有しない残りの試料材料は、プレスデバイス１８に導かれ、そこで圧縮されて、例えばタブレットを形成する。また、図１に示されるように、プレスデバイスにではなく、むしろ、例えば非圧縮試料材料を分析するための収集容器に、鉄を全く含有しないか、またはごく低い割合の鉄しか含有しない残りの試料材料を導くことも考えられる。ライン１６を通る試料材料の流れに続いて、磁石デバイス２０は作動停止され、したがって磁場は生成されない。鉄粒子は消磁され、重力のために、例えばライン１６を通って、落下する。また、磁石デバイスの作動停止後にライン１６の内壁に付着した鉄粒子を吸引または振り落として、ライン１６から鉄粒子を清掃し、ラインの詰まりを防止することも考えられる。
【００４１】
磁石デバイスの作動停止は、例えば、電磁石を含む磁石デバイス２０の場合、電磁石がオフにされることを意味すると理解されるべきであり、したがって磁場が生成されない。永久磁石を含む磁石デバイス２０の場合、作動停止は、永久磁石がライン１６から離れて移動することを意味すると理解され、したがって、永久磁石の磁場はラインの内部およびラインの内壁に付着する鉄粒子と相互作用しない。
【００４２】
磁石デバイス２０によって生成される磁場は、特に、＞５ｍｍ、好ましくは＞１ｍｍ、特に＞１００μｍ（また＜１００μｍ）のサイズを有する金属鉄粒子を磁化し、試料材料の流れに対してそれらをライン１６の内壁上に保持するように形成される。
【００４３】
磁石デバイス２０は、単なる例示として、図１の例示的実施形態において、粉砕デバイス１２の後のライン１６上に配置されている。鉄粒子を分離することなく試料材料をプレスデバイス内に導くことも考えられる。
【００４４】
さらに、粉砕デバイス１２は、破砕デバイスおよび微粉化デバイス（図示せず）を含み、試料材料から鉄粒子を分離するための上述した磁石デバイスを有するライン１６が、それぞれの場合において破砕デバイスおよび／または微粉化デバイスに隣接するように配置され、したがって、試料材料がプレスデバイス１８に入る前に、鉄粒子の少なくとも一部が試料材料から分離されることが考えられる。
【００４５】
図２は、磁石デバイス２０を有するライン１６の部分４２を示す。部分４２は、例えばプレスデバイス１８または収集容器が隣接しているライン１６の出口側部分を含む。磁石デバイス２０は、部分４２の略垂直に延在する領域の周りに配置され、リング状に形成されている。磁石デバイス２０は、図２において、例として複数のコイル（図示せず）を有する電磁石２４を備える。さらに、磁石デバイス２０の周りに部分的に遮蔽要素２２が配置されており、この遮蔽要素２２は、ＤＣ用途のための導電性遮蔽材料、例えば板金またはＦｅ−Ｃｏ合金（ＶＡＣＯＦＬＵＸ）を有する。
【００４６】
遮蔽要素２２は、ライン１６に面していない電磁石２４の領域の周りに配置され、図１の例示的実施形態においてリング状に形成され、リング領域においてＵ字型の断面を有する。このようにして、磁場がライン１６内にのみ延在し、ラインの近傍に位置する強磁性部品との磁気相互作用が回避されることが保証される。
【００４７】
電磁石２４は、少なくとも１つまたは複数のコイルを有し、そのターン数が試料材料の流れ方向に増加するため、磁場強度、特に磁束密度分布の勾配は、半径方向外側に、および試料材料の流れ方向、特に重力とは反対の方向に増加する。磁場強度および磁束密度分布の勾配は、電磁石において調整可能であり、したがって、鉄粒子は、所望のサイズに応じて試料材料から除去可能である。また、ライン１６の周りに永久磁石を配置することも考えられる。
【００４８】
図２に示されるような磁石デバイスを有するそのようなライン１６は、例えば粉砕デバイス１２に、破砕デバイスと微粉化デバイスとの間に、および／またはプレスデバイス１８の材料入口に隣接して配置される。磁石デバイス２０を有するライン１６が隣接して配置された微粉化砕デバイスまたは破砕機は、例えばライン１６が隣接する底部出口バルブを有する。
【００４９】
図３は、磁石デバイス２０を有するプレスデバイス１８を示す。プレスデバイス１８は、プレスラム３０が移動可能であるように取り付けられた筐体２８を有する。プレスラム３０は、筐体２８の長手方向に筐体の内壁に沿って変位可能であるように取り付けられている。プレスデバイス１８の入口に面したプレスラム３０の頭部領域には、試料材料用のレセプタクル領域が形成されている。
【００５０】
プレスデバイス１８の筐体２８は、レセプタクル３６に固定されている。プレスラム３０は、プレスデバイス１８の入口に面していない端部において、図３に示される格納位置のプレスラム３０に適用されるバネ３２に接続されている。プレスラム３０は、格納位置とプレス位置との間で移動可能である。プレス位置では、プレスラム３０は、筐体２８の長手方向に、かつ筐体２８と相対的に上方に変位し、例えばプレスデバイス１８の入口領域で終わる。バネ３２の力に抗してプレスラム３０に対して下方からプレスし、プレスラム３０を格納位置からプレス位置に移動させるリフトデバイス３４が、プレスデバイス１８の下に概略的に示されている。
【００５１】
プレスラム３０の上方には、磁石デバイス２０が概略的に示されている。磁石デバイス２０は、例えば、電磁石または永久磁石を備え、筐体２８およびプレスラム３０に対して可動であるように配置される。
【００５２】
試料材料をプレスしてプレスタブレットを形成するために、試料材料がプレスラム３０上のレセプタクル領域に導かれる。その後、磁石デバイス２０は、プレスデバイス１８の筐体２８内で試料材料に向かって移動するため、磁石デバイス２０によって生成された磁場が試料材料と相互作用し、試料材料中の鉄粒子が磁化される。鉄粒子は磁石デバイス２０に引き付けられ、磁石デバイス２０に付着したままとなる。磁石デバイス２０によって生成される磁場は、特に＞５ｍｍ、好ましくは＞１ｍｍ、特に＞１００μｍ（また＜１００μｍ）のサイズを有する金属鉄粒子を磁化するように形成され、これらは磁石デバイスに付着する。続いて、鉄粒子が付着した磁石デバイス２０がプレスデバイス１８から引き離される。鉄を全く含有しないか、またはごく低い割合の鉄しか含有しない残りの試料材料は、続いて圧縮されてプレスタブレットを形成する。
【００５３】
図４は、図３のプレスデバイス１８に対応するプレスデバイス１８を示しているが、磁石デバイス２０がプレスデバイス１８の筐体２８内に配置されている点が異なる。さらに、プレスデバイスの入口領域の周りに配置されたリング４０が設けられている。模式的に示された対抗圧力板３８が、プレスデバイス１８の上方に配置されている。磁石デバイス２０は、例えば、永久磁石または電磁石を有する。特に、遮蔽要素（図示せず）が、図２の遮蔽要素２２に実質的に対応する磁石デバイス２０の周りに少なくとも部分的に配置されている。
【００５４】
磁石デバイス２０は、リング状に形成され、プレスラム３０の格納位置でプレスラムのヘッド上のレセプタクル領域の周りに配置されている。プレスラム３０のプレス位置では、プレスラム３０のヘッド、特に試料材料が受け入れられる領域が磁化され、したがって試料材料中に位置する鉄粒子は、プレスラム３０の方向に移動し、プレスラム３０に面する試料材料の下部領域に蓄積するように、磁石デバイスが配置される。磁石デバイス２０により生成される磁場は、特に＞５ｍｍ、好ましくは＞１ｍｍ、特に＞１００μｍ（また＜１００μｍ）のサイズを有する金属鉄粒子を磁化するように形成され、これらはプレスラム３０に面する試料材料の下部周辺領域に蓄積する。磁石デバイス２０の磁場の強さは、好ましくは調整可能である。試料材料は、試料材料内の鉄粒子の変位に続いて圧縮されてタブレットを形成する。この場合、プレスラムは、対抗圧力板３８の方向に移動し、したがって、試料材料は、プレスラム３０のヘッド上のレセプタクル領域、リング４０、および対抗圧力板３８の間で圧縮される。
【００５５】
また、対抗圧力板３８を、特にスチールリングの接触面の領域および／またはリング４０の領域で磁化するように磁石デバイス２０を配置することも考えられる。試料材料の鉄粒子は、磁化された対抗圧力板３８の方向および／または磁化されたリング４０の方向に変位し、したがってそれらは試料材料の周辺領域に蓄積する。したがって、圧縮タブレットは、タブレットの上、下、またはリング状の側方領域上のタブレットの周辺領域にのみ鉄粒子を有する。これらの粒子は、プレスタブレットを使用してこれらの位置で行われる後続の分析方法に影響を及ぼさない。
【符号の説明】
【００５６】
１０  試料材料を調製するための装置
１２  粉砕デバイス
１４  微粉化ローラ
１６  ライン
１８  プレスデバイス
２０  磁石デバイス
２２  遮蔽要素
２４  電磁石
２６  レセプタクル板
２８  筐体
３０  プレスラム
３２  バネ
３４  リフトデバイス
３６  レセプタクル
３８  対抗圧力板
４０  リング
４２  ラインの一部分
【図１】
2019516953.tif 000003
【図２】
2019516953.tif 000004
【図３】
2019516953.tif 000005
【図４】
2019516953.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成30年11月12日(2018.11.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉱物またはスチール製造プロセスから試料材料、特にスラグまたは鉱石を調製するための方法であって、
ａ．粉砕デバイス（１２）内で前記試料材料を粉砕するステップと、
ｂ．前記試料材料をプレスしてタブレットを形成するために前記試料材料をプレスデバイス（１８）に供給するステップであって、前記試料材料は、前記プレスデバイス（１８）のプレスラム（３０）上に受け入れられるステップと、
ｃ．磁石デバイスによって磁場を生成し、かつ、前記プレスラム内の前記試料材料中に含有される鉄粒子を磁化して、前記鉄粒子が前記磁石デバイスに面する前記プレスラム内に配置される前記試料材料内の領域に蓄積するようにするステップと、
ｄ．前記試料材料をプレスしてタブレットを形成するステップと
を含む方法。
【請求項２】
ステップｃが、前記磁石デバイスの前記試料材料内への挿入を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記プレスデバイス（１８）の前記プレスラム（３０）が、前記磁石デバイス（２０）によって磁化され、前記試料材料の前記鉄粒子は、前記プレスラム（３０）に面する前記試料材料の周辺領域に蓄積される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
ステップｃの前に、前記磁石デバイス（２０）が、前記プレスデバイス（１８）の外側の位置から前記プレスデバイス（１８）の内側の位置に移動される、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記試料材料を導くためのライン（１６）が前記粉砕デバイス（１２）の下流側に接続され、さらなる磁石デバイス（２０）が前記ライン（１６）上に取り付けられ、前記方法が、
前記ラインを介して前記試料材料を前記粉砕デバイス（１２）の後ろに導くステップと、前記ライン（１６）の壁領域上に前記試料材料の前記鉄粒子を蓄積させるステップと
を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記磁石デバイス（２０）、前記プレスデバイス（１８）、および／または前記ライン（１６）ならびに特に前記試料材料が振動される、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記粉砕デバイスが、破砕デバイスおよび／または微粉化デバイスを含み、さらなる磁石デバイス（２０）を有する前記試料材料を導くためのライン（１６）が、それぞれの場合において、前記破砕デバイスおよび／または前記微粉化デバイスの下流側に接続され、前記試料材料は、前記ラインを介して前記微粉化デバイスおよび／または前記破砕デバイスの後ろに導かれ、前記鉄粒子は前記試料材料から除去される、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
ステップｃの後に、前記試料材料がＲＦＡおよび／またはＲＤＡ分析によって分析される、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
鉱物またはスチール製造プロセスから試料材料、特にスラグまたは鉱石を調製するための装置（１０）であって、
前記試料材料を粉砕するための少なくとも１つの粉砕デバイス（１２）を有し、前記粉砕デバイス（１２）の下流側には、前記試料材料をプレスする、特にタブレットを形成するためのプレスデバイス（１８）が接続されており、前記プレスデバイス（１８）は、前記試料材料を受け入れるためのプレスラム（３０）を有し、前記プレスデバイス（１８）は、筐体（２８）を有し、前記プレスラム（３０）は、前記筐体（２８）の内側で格納位置とプレス位置との間で移動可能であるように配置され、前記プレス位置において前記プレスラム（３０）と協働するリング（４０）および対抗圧力板（３８）が設けられ、
前記装置は、前記プレスデバイス内の前記試料材料中に含有される鉄粒子、前記プレスラム（３０）および／もしくは前記リング（４０）、または前記対抗圧力板（３８）および／もしくは前記リング（４０）が、磁石デバイス（２０）によって磁化可能であり、したがって前記鉄粒子が前記試料材料内の周辺領域に蓄積するように配置された前記磁石デバイス（２０）を有することを特徴とする、装置（１０）。
【請求項１０】
前記磁石デバイス（２０）が、永久磁石または電磁石（２４）を備える、請求項９に記載のデバイス（１０）。
【請求項１１】
前記磁石デバイス（２０）が、前記筐体（２８）内または前記対向圧力板（３８）上に配置される、請求項９または１０に記載のデバイス（１０）。
【請求項１２】
前記試料材料を導くためのライン（１６）が前記粉砕デバイス（１２）の下流に接続され、さらなる磁石デバイス（２０）が前記ライン（１６）上に取り付けられている、請求項９から１１のいずれか一項に記載のデバイス（１０）。
【請求項１３】
少なくとも１つの磁石デバイス（２０）が、前記プレスデバイス（１８）および／または前記ライン（１６）に対して移動可能となるように取り付けられる、請求項９から１２のいずれか一項に記載のデバイス（１０）。
【請求項１４】
前記磁石デバイス（２０）、前記ライン（１６）、および／または前記プレスラム（３０）を振動させるための振動デバイスが設けられている、請求項９から１３のいずれか一項に記載のデバイス（１０）。
【国際調査報告】
2019516953.tif 000007
2019516953.tif 000008
2019516953.tif 000009
2019516953.tif 000010
2019516953.tif 000011
2019516953.tif 000012