(57)【要約】【課題】構成が簡単で低コストでありながら検知精度が高く、しかも耐久性に優れた異物検知装置を提供する。【解決手段】コークス１を搬送する搬送コンベア２の、搬送路途中に設けられる異物検知装置であって、上記搬送コンベア２の搬送面から所定高さにおいて搬送コンベア２を横切るように設置され、搬送コンベア２の搬送面から所定高さ以上に突出する異物と接触して物理的な変化を生起することにより異物を検知する異物検知部２１と、上記異物検知部２１の物理的な変化の有無を継続的に計測し、上記異物検知部２１の物理的な変化により異物が検知されたとき搬送コンベア２を停止させる指示信号を出力するよう設定されたシュートスイッチとを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークスを搬送する搬送コンベアの、搬送路途中に設けられる異物検知装置であって、
上記搬送コンベアの搬送面から所定高さにおいて搬送コンベアを横切るように設置され、搬送コンベアの搬送面から所定高さ以上に突出する異物と接触して物理的な変化を生起することにより異物を検知する異物検知部と、
上記異物検知部の物理的な変化の有無を継続的に計測し、上記異物検知部の物理的な変化により異物が検知されたとき搬送コンベアを停止させる指示信号を出力するよう設定された搬送コンベア制御部と
を備えていることを特徴とする異物検知装置。
【請求項２】
上記異物検知部が、搬送コンベアの上方から垂下する縦辺部と、その下端に取り付けられ上記搬送コンベアの搬送面から所定高さにおいて搬送コンベアを横切る横辺部とを備えた剛性構造体とを備え、
上記横辺部が異物と接触して搬送コンベアの下流側に押されて上記縦辺部の姿勢が変化するようになっており、
上記搬送コンベア制御部が、上記異物検知部における縦辺部の姿勢の変化を継続的に計測するようになっている請求項１記載の異物検知装置。
【請求項３】
上記搬送コンベア制御部において、上記縦辺部の姿勢の変化を計測するために、シュートスイッチが設けられている請求項２記載の異物検知装置。
【請求項４】
上記異物検知部における横辺部の、搬送コンベアの搬送面からの高さが、調節自在になっている請求項２または３記載の異物検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークスの搬送路途中において、コークスに混入する煉瓦等の異物を検知するための異物検知装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、コークス炉において製造されたコークス（いわゆる赤熱コークス）は、一旦消火設備を経由して消火された後、搬送コンベアによって移送され、出荷されるようになっている。また、コークス製造設備と製鉄設備が併設されている場合は、上記コークスは、消火後、搬送コンベアから直接製鉄用の高炉の原料投入口に投入されるようになっている。
【０００３】
ところで、このようなコークスの製造工程や消火工程において、コークス炉や消火設備の壁面を構成している煉瓦が経時的に劣化し脱落してコークスに混入することがある。また、コークス原料の投入や製品の取り出し時に、作業機械の一部（金属片等）が欠損したり脱落したりしてコークスに混入することもある。
【０００４】
このような金属片や煉瓦等の異物が混入すると、コークスを原料として取り扱う出荷先や、直接コークスが投入される高炉内において、コークスを利用した最終製品の品質が低下して問題となるだけでなく、大きな異物が混入する場合は、各種設備機械の誤作動や異物噛み込みによる緊急停止等が発生して多大な損害を招くおそれがある。
【０００５】
そこで、出荷先に向けてコークスを搬出する前の段階、あるいはコークスを高炉に投入する前の段階で、コークスに混入した異物を検知除去することが重要であり、従来、人の目視によって、気がついた異物を取り除くようにしている。また、目視に頼らず、振動センサやＸ線を利用して、異物の混入を自動的に検知する技術もいくつか提案されている。
【０００６】
例えば、図３に示すように、コークス１を搬送する搬送コンベア２の終端に接続されるコークス搬出用のシュート部３に、衝撃振動計測手段４を取り付け、この衝撃振動計測手段４の受振板４ａに衝突するコークス１と異物５の衝突信号の違いを検出するようにした異物検出装置が提案されている（特許文献１を参照）。図３において、６は衝撃振動を電気信号に変換して振動検出信号を出力する第１の処理部であり、７は上記振動検出信号を受けて、予め記憶された基準データと上記振動検出信号とを比較して、基準データから外れた、異物による衝撃振動と判断された場合に、異物検出信号を出力する第２の処理部である。
【０００７】
また、図４に示すように、コークス１を搬送する搬送コンベア２の途中に、搬送コンベア２の上方からＸ線を照射するＸ線照射手段８を設け、搬送コンベア２の下側に、コークス１等を透過したＸ線強度を測定するＸ線強度測定手段９を設けて、透過するＸ線強度の違いによって異物５を検知するようにした異物検出装置も提案されている（特許文献２を参照）。図４において、１０は、上記Ｘ線強度測定手段９から出力される測定データに基づいて異物５の有無を判定する処理部を備えたパーソナルコンピュータ（ＰＣ）である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−９５６７４号公報
【特許文献２】特開２００６−２６７０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記図３に示す異物検出装置は、斜めに落下するコークス１や異物５が受振板４ａに当たるときの衝撃振動を測定してその違いを判別するため、異物５の落下姿勢やコークス１同士の同時衝突等によって測定値にばらつきが生じ、異物検出の精度が充分ではないという問題がある。また、異物が検知された時点でコークス１の搬送を停止しても、検出された異物５はコークス１とともにシュート３内に落下しており、その取り出しに手間を要するという問題もある。そして、衝撃振動計測手段４が比較的高価なため、装置全体が比較的高価になるという問題もある。
【００１０】
また、上記図４に示す異物検出装置は、Ｘ線透過率の差異を利用したものであり、その差が大きく異なるものであれば高い精度で検出できるが、煉瓦とコークス１とでは、その差が小さいため、コークス１に混入した煉瓦を検出しにくいという問題がある。そして、異物検出精度を高めるには、Ｘ線透過率の差異を認識するセンサ部分の解像度を高めるとともに、ＰＣによる情報処理能力を高めなければならないため、装置がより高価になるという問題がある。しかも、装置を、消火されているとはいえ、まだ高温（例えば１５０〜２００℃）のコークス１の比較的近傍に設置する必要があるため、熱によって、経時的に装置の性能が低下しやすいという問題がある。
【００１１】
このように、従来の異物検出装置は、コスト的にも検出精度的にも充分であるとはいえず、構成が簡単で低コストでありながら検知精度が高く、しかも耐久性に優れた異物検知装置の提供が強く求められている。
【００１２】
本発明は、このような課題に応えるためになされたもので、構成が簡単で低コストでありながら検知精度が高く、しかも耐久性に優れた異物検知装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題に応えるため、本発明は、コークスを搬送する搬送コンベアの、搬送路途中に設けられる異物検知装置であって、上記搬送コンベアの搬送面から所定高さにおいて搬送コンベアを横切るように設置され、搬送コンベアの搬送面から所定高さ以上に突出する異物と接触して物理的な変化を生起することにより異物を検知する異物検知部と、上記異物検知部の物理的な変化の有無を継続的に計測し、上記異物検知部の物理的な変化により異物が検知されたとき搬送コンベアを停止させる指示信号を出力するよう設定された搬送コンベア制御部とを備えている異物検知装置を第１の要旨とする。
【００１４】
また、本発明は、そのなかでも、特に、上記異物検知部が、搬送コンベアの上方から垂下する縦辺部と、その下端に取り付けられ上記搬送コンベアの搬送面から所定高さにおいて搬送コンベアを横切る横辺部とを備えた剛性構造体とを備え、上記横辺部が異物と接触して搬送コンベアの下流側に押されて上記縦辺部の姿勢が変化するようになっており、上記搬送コンベア制御部が、上記異物検知部における縦辺部の姿勢の変化を継続的に計測するようになっている異物検知装置を第２の要旨とする。
【００１５】
そして、本発明は、そのなかでも、特に、上記搬送コンベア制御部において、上記縦辺部の姿勢の変化を計測するために、シュートスイッチが設けられている異物検知装置を第３の要旨とし、それらのなかでも、特に、上記異物検知部における横辺部の、搬送コンベアの搬送面からの高さが、調節自在になっている異物検知装置を第４の要旨とする。
【発明の効果】
【００１６】
すなわち、本発明の異物検知装置は、異物検知部を、コークスを搬送する搬送コンベアの搬送面から所定高さにおいて搬送コンベアを横切るように設置し、搬送コンベアの搬送面から所定高さ以上に突出する異物と接触させて、その位置や姿勢を変化させる等の物理的な変化を生起させることにより、異物を検知するようにしたものである。そして、上記異物検知部の物理的な変化の有無を継続的に計測し、上記異物検知部の物理的な変化により異物が検知されたとき搬送コンベアを停止させる指示信号を出力するよう設定された搬送コンベア制御部を設け、異物が検知された時点で、即座に搬送コンベアを停止させるようにしている。
【００１７】
上記構成によれば、粒状のコークスが搬送されているのに混じって、角張った煉瓦等の比較的大きな異物が、コークスの表面高さよりも上方に突出している場合、上記異物検知部に、異物が直接当たって接触するようになっている。そして、その接触によって、異物検知部の物理的な変化が明確に計測されるため、異物を確実に検知することができる。そして、本発明の装置は、構成が簡単であるため、低コストで提供することができる。
【００１８】
また、本発明の構成によれば、上記異物検知部が異物を検知した時点で、即座に搬送コンベアが停止するようになっているため、その場ですぐに、搬送コンベア上から異物を取り除いて搬送コンベアを再稼働すれば、時間的ロスを最小限にすることができ、下流側での作業に支障が生じない。
【００１９】
さらに、本発明の構成によれば、異物検知部が異物に接触してその姿勢等が変化することを、異物検知部とは別の、搬送コンベア制御部において計測するため、熱を持ったコークスの搬送部近辺から離れた位置で搬送コンベアを制御することができ、熱的影響を受けない。したがって、長期にわたって検知精度が低下しにくいという利点を有する。
【００２０】
そして、本発明のなかでも、特に、上記異物検知部が、搬送コンベアの上方から垂下する縦辺部と、その下端に取り付けられ上記搬送コンベアの搬送面から所定高さにおいて搬送コンベアを横切る横辺部とを備えた剛性構造体とを備え、上記横辺部が異物と接触して搬送コンベアの下流側に押されて上記縦辺部の姿勢が変化するようになっており、上記搬送コンベア制御部が、上記異物検知部における縦辺部の姿勢の変化を継続的に計測するようになっているものは、とりわけ簡単な構成で、確実に異物の検知を行うことができるため、好適である。
【００２１】
また、本発明のなかでも、特に、上記搬送コンベア制御部において、上記縦辺部の姿勢の変化を計測するために、シュートスイッチが設けられているものは、異物の検知と同時に、上記シュートスイッチによって搬送コンベアの停止信号が即座に出力されるため、異物検知信号を受けて、搬送コンベアの停止信号を出力させるよう論理回路をつくる手間が省け、好適である。
【００２２】
さらに、本発明のなかでも、特に、上記異物検知部における横辺部の、搬送コンベアの搬送面からの高さが、調節自在になっているものは、この異物検知装置を設置した現場において、コークスの大きさや搬送量、除去したい異物の大きさ等を考慮して、異物検知部の横辺部の高さを、最適な高さに調整することができ、好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（ａ）は本発明の一実施の形態である異物検知装置を模式的に示す説明図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ'矢視図である。
【図２】上記異物検知装置における検知動作の説明図であり、（ａ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ'断面図、（ｂ）は図１（ａ）のＣ−Ｃ'矢視図である。
【図３】従来の異物検出装置の一例を模式的に示す説明図である。
【図４】従来の異物検出装置の他の例を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
つぎに、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施の形態に限られるものではない。
【００２５】
本発明の一実施の形態である異物検知装置を図１に示す。この異物検知装置は、紙面垂直方向において奥側から手前側に向かってコークス１を搬送する搬送コンベア２を跨ぐように設けられたベース板２０上に設置されており、上記ベース板２０は、搬送コンベア２の左右両側に垂直に設けられた支柱（図示せず）に対し、水平に横架されている。
【００２６】
すなわち、上記ベース板２０の中央には、開口３０が形成されており、この開口３０の両側に、左右一対のブラケット２２が設けられている。そして、上記ブラケット２２を介して、水平に延びるガイド軸２３が回転自在に支持されており、そのガイド軸２３の中央から下向きに、この異物検知装置の異物検知部２１が取り付けられている。
【００２７】
より詳しく説明すると、上記異物検知部２１は、上記ガイド軸２３の中央から垂下する縦辺部２４と、その下端に取り付けられ上記搬送コンベア２を横切る横辺部２５とを備え、上記縦辺部２４は、上記ガイド軸２３に一体的に取り付けられたボス部２６から垂下する第１の縦辺部２４ａと、この第１の縦辺部２４ａとねじ固定によって連結される第２の縦辺部２４ｂとで構成されている。なお、上記第１の縦辺部２４ａ、第２の縦辺部２４ｂ、横辺部２５は、いずれもステンレス製の剛性体からなり、上記第２の縦辺部２４ｂと横辺部２５は、溶接によって一体的に固定されている。
【００２８】
上記第１の縦辺部２４ａには、図１（ａ）のＡ−Ａ'矢視図である図１（ｂ）に示すように、第２の縦辺部２４ｂとのねじ固定のための長穴５０が設けられており、ねじ固定の位置を調整することにより、第２の縦辺部２４ｂの下端に取り付けられる横辺部２５の、搬送コンベア２の搬送面からの高さＨが調整できるようになっている。この高さＨは、搬送コンベア２によって搬送されるコークス１の大きさと量、検知したい異物の突出高さを考慮して、その場で調整されるようになっている。
【００２９】
また、上記横辺部２５の左右両端部は、搬送コンベア２の湾曲面に合わせて、斜め上方向に向かって曲成されており、その曲成された両端部より内側の、左右２個所にチェーン取り付け用の金具２７が設けられている。そして、ベース板２０の左右２個所に設けられた開口２８の縁部に、チェーン取り付け用の金具３１が設けられており、この金具３１から吊り下げられるチェーン３２によって、異物検知部２１の落下防止がなされるようになっている。なお、搬送コンベア２の下側には、左右に３個並ぶ送りローラ５１が、搬送コンベア２の長手方向に沿って所定間隔で設けられている。
【００３０】
このように、上記異物検知部２１は、ベース板２０上において、回転自在に支受されているガイド軸２３から下向きに吊り下げられた状態になっており、図１のＢ−Ｂ'断面を示す図２（ａ）に示すように、煉瓦等の異物５がコークス１に混入してコークス１の表面から上に突出していると、その異物５が上記異物検知部２１の横辺部２５に当たって検知されるようになっている。
【００３１】
一方、上記ベース２０上のガイド軸２３の一端には、図２（ｂ）に示すように、縦長のレバー片３５が一体的に取り付けられており、このレバー片３５に、側方に突出する当たりブロック３６が取り付けられている［図１（ａ）参照］。また、この当たりブロック３６に隣接する配置で、ブラケット３７を介してシュートスイッチ３８が設けられている。
【００３２】
上記シュートスイッチ３８は、搬送コンベア制御部として作用するもので、その一面に感圧板３８ａが突出形成されており、この感圧板３８ａに一定以上の圧力がかかると、搬送コンベア２を停止させる指示信号を出力するよう設定されている。なお、図１において、６０は、上記シュートスイッチ３８と電気的に接続された搬送コンベア２の駆動制御部である。
【００３３】
したがって、図２（ａ）に示すように、コークス１に煉瓦等の異物５が混入し、その異物５がコークス１の表面より上に突出した状態でコークス１とともに搬送されてきて異物検知部２１の横辺部２５に接触すると、煉瓦等の異物５は重量があり、コークス１のように流動しないため、異物検知部２１の横辺部２５を下流側に押し出そうとする。
【００３４】
このとき、図２（ｂ）に示すように、異物検知部２１の縦辺部２４は、その根元側が太矢印Ｘで示すように動こうとする。それに対し、回転自在なガイド軸２３に一体的に取り付けられたレバー片３５の上部は、太矢印Ｙで示すように動こうとする。この動作に伴い、上記レバー片３５の上部に取り付けられた当たりブロック３６が、上記シュートスイッチ３８の感圧板３８ａを押圧する。この押圧力が、予め設定された圧力を超えると、上記シュートスイッチ３８から、搬送コンベア２が停止するよう指示信号が出力され、この指示信号を受けた搬送コンベア２の駆動制御部６０からの指示により、搬送コンベア２が即座に停止する。
【００３５】
そして、停止した搬送コンベア２から、作業者が異物５を取り除き、復旧ボタン（図示せず）を押すことによって、コークス１の搬送が再開される。
【００３６】
このように、上記異物検知装置によれば、コークス１が出荷される手前、あるいは高炉に投入される手前の、搬送コンベア２による搬送途中において、確実かつ迅速に、煉瓦等の異物を検知して除去することができる。したがって、従来問題となっていた、出荷先や高炉での製鉄作業等における異物の噛み込み等による緊急停止や、最終製品の品質低下等の問題を解決することができる。
【００３７】
しかも、上記異物検知装置は、装置の構成が簡単で製造コストを低く抑えることができる。また、異物検知部２１の横辺部２５の高さを調整することにより、一定の大きさ以上の異物５を必ず検知することができ、検知精度が高い。そして、単にコークス１が積み重なって高く突出している場合は、上記横辺部２５と接触しても、コークス１がそれ自身の流動性によって平らにならされるため、前記シュートスイッチ３８の感圧板３８ａには負荷がかからず、誤動作とならない。
【００３８】
さらに、上記異物検知装置は、異物５に接触させるための異物検知部２１が搬送コンベア２の上に吊り下がっているものの、異物検知部２１の姿勢の変化を検知してシュートスイッチ３８に伝達する部分、シュートスイッチ３８から搬送コンベア２の停止指示を受ける搬送コンベア２の駆動制御部６０等が、いずれも搬送コンベア２より上方の、高い位置に設置されているため、搬送されるコークス１の熱等によって影響を受けにくく、長期にわたって品質を維持することができるという利点を有する。
【００３９】
なお、上記の例において、上記異物検知部２１の横辺部２５の、搬送コンベア２の搬送面からの高さＨ［図１（ａ）参照］は、搬送コンベア２の形状、対象とする異物５の大きさ、コークス１の大きさや単位時間当たりの搬送量等にもよるが、異物５として混入することの多い煉瓦（幅２０〜２４ｃｍ×高さ１０〜３０ｃｍ×厚み１０〜１３ｃｍ）を検知の主要な対象とする場合、通常、１０〜５０ｃｍ程度、なかでも、１５〜３０ｃｍ程度に設定することが好適である。そして、現地に設置した状態において、搬送されるコークス１の層の表面と、横辺部２５の下面との間が、５〜２０ｃｍ程度の隙間があくように調整することが好適であり、なかでも、８〜１５ｃｍ程度となるよう調整することがより好適である。すなわち、両者の間隔が広すぎると、煉瓦等の異物５が、その姿勢によっては検知されないおそれがあり、逆に狭すぎると、コークス１同士が層状になっている場合に誤動作するおそれがあり好ましくない。
【００４０】
また、上記の例では、異物検知部２１の横辺部２５が異物５と接触して縦辺部２４が下流側に押される動きを、シュートスイッチ３８の感圧板３８ａで計測するようにしており、接触型のものを用いている［図２（ａ）、（ｂ）参照］が、接触型ではなく、磁気近接型のものを用いてもよい。そして、上記シュートスイッチ３８に代えて、一般的な感圧センサや加速度センサ、変位センサ等を用いてもよい。ただし、これらのセンサを用いる場合は、センサから出力される検知信号に基づいて、搬送コンベア２の停止信号を出力するよう設定しておくことが必要となる。一方、上記の例で用いるようなシュートスイッチ３８は、感圧板３８ａが一定以上の圧力を感じると、搬送コンベア２を停止する停止信号を出力するよう予め設定されているため、本発明に用いるのに好適である。
【００４１】
さらに、異物検知部２１の横辺部２５が異物５と接触して縦辺部２４が下流側に押されるとき、上記の例では、その動きを、シュートスイッチ３８の感圧板３８ａに当たりブロック３６を当てることによって制限したが、その動き自体を、光センサ等で読み取って異物５を検知するようにしてもよい。
【００４２】
すなわち、図１（ｂ）において一点鎖線で示すように、縦辺部２４が下流側に押されて位置Ｐにくる場合、この位置Ｐを挟むように、光センサの発光部と受光部とを設置する（図示を省略）。そして、受光側で常に光を読み取るように設定しておき、縦辺部２４が動いて位置Ｐにおいて光が遮断されると、異物検知信号が出力されるように設定してもよい。あるいは、垂下する縦辺部２４によって常に光が遮断されるように光センサを設置し、縦辺部２４が位置Ｐに動いて光が受光部に到達すると、異物検知信号が出力されるよう設定してもよい。このように、センサによる縦辺部２４の変化の読み取り方は、どのように設定しても差し支えない。
【００４３】
また、上記の例において、異物検知部２１の縦辺部２４を、第１の縦辺部２４ａと第２の縦辺部２４ｂの組み合わせとし、両者のねじ固定の位置を変えることによって、縦辺部２４の下端に取り付けられる横辺部２５の高さＨを調整可能にしたが、横辺部２５の高さＨの調整方法は、上記の例に限らず、適宜の方法を採用することができる。また、コークス１の搬送条件等が予め決まっており、現場での調整が不要である場合には、必ずしも縦辺部２４を２部品で構成して長さを調整自在にする必要はない。
【００４４】
さらに、上記の例において、左右２本のチェーン３２によって、異物検知部２１の脱落を防止しているが、これは安全のために設けているものである。縦辺部２４のガイド軸２３への取り付けと、横辺部２５の縦辺部２４への取り付けが強固に行われる場合、上記チェーン３２による吊り下げ補助は必ずしも必要ない。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の異物検知装置は、搬送途中のコークスから煉瓦等の異物を除去するのに適しており、構成が簡単で低コストでありながら検知精度が高く、しかも耐久性に優れた異物検知装置として広く利用することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１  コークス
２  搬送コンベア
２１  異物検知部
３８  シュートスイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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