(57)【要約】【課題】塊成物の処理量や原料条件が変化しても、塊成物の品質を適正な範囲に確保することを可能とするロール塊成機を用いた塊成物の製造方法、及びロール塊成機を提供する。【解決手段】油圧シリンダーにより所定の圧力で押圧され、前記所定の圧力が保たれるようにロール間ギャップが連続的に変動し、且つ、回転数を調整可能な一対の回転ロールと、前記一対の回転ロールの上方に設置され、スクリューフィーダー及びそのケーシングからなる粉体供給装置とを備えたロール塊成機を用いた塊成物の製造方法であって、前記スクリューフィーダーの回転により前記一対の回転ロール上に粉体を供給且つ押圧して、前記回転ロールの回転と共に前記粉体を板状に塊成化する際、前記一対の回転ロール間のギャップが一定になるように、前記スクリューフィーダーの回転数を制御する。【選択図】図１
2008132537.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧シリンダーにより所定の圧力で押圧され、前記所定の圧力が保たれるようにロール間ギャップが連続的に変動し、且つ、回転数を調整可能な一対の回転ロールと、前記一対の回転ロールの上方に設置され、スクリューフィーダー及びそのケーシングからなる粉体供給装置とを備えたロール塊成機を用いた塊成物の製造方法であって、
前記スクリューフィーダーの回転により前記一対の回転ロール上に粉体を供給且つ押圧して、前記回転ロールの回転と共に前記粉体を板状に塊成化する際、前記一対の回転ロール間のギャップが一定になるように、前記スクリューフィーダーの回転数を制御することを特徴とするロール塊成機を用いた塊成物の製造方法。
【請求項２】
前記粉体の供給量が増減した際に、前記回転ロールの回転数を前記粉体の供給量の増減の割合に比例して上下させることを特徴とする請求項１記載のロール塊成機を用いた塊成物の製造方法。
【請求項３】
前記粉体は、コークス事前処理用の石炭であって、且つ、流動層乾燥分級機にて分級された微粉であることを特徴とする請求項１又は２記載のロール塊成機を用いた塊成物の製造方法。
【請求項４】
油圧シリンダーにより所定の圧力で押圧され、前記所定の圧力が保たれるようにロール間ギャップが連続的に変動し、且つ、回転数を調整可能な一対の回転ロールと、前記一対の回転ロールの上方に設置され、スクリューフィーダー及びそのケーシングからなる粉体供給装置とを備えたロール塊成機であって、
更に、前記ロール間ギャップの値を検知するギャップ検知器と、前記ギャップ検知器にて検知したギャップ値が、所定値となるように前記スクリューフィーダーの回転数を制御するフィードバック制御装置とを備えたことを特徴とするロール塊成機。
【請求項５】
前記スクリューフィーダーの上部に連続的秤量機を有する原料粉用のホッパーを備え、前記ホッパーに投入される原料粉の量の増減を、前記秤量機で測定した秤量値の時間変化から算出し、前記算出された原料粉の量の増減に比例して前記回転ロールの回転数を制御するフィードフォワード制御装置又はフィードバック制御装置を備えたことを特徴とする請求項４記載のロール塊成機。
【請求項６】
前記算出された原料粉の量の増減に比例して、前記回転ロールの回転数に加えて、更に、スクリューフィーダーの回転数も制御するフィードフォワード装置を備えたことを特徴とする請求項５記載のロール塊成機。
【請求項７】
前記スクリューフィーダーの上部に、原料粉の量の上限および下限を検知するレベル検知器を有する原料粉用のホッパーを備え、当該ホッパー内の原料粉の量が所定範囲内になるように、前記回転ロール及びスクリューフィーダーの回転数を制御するフィードバック制御装置を備えたことを特徴とする請求項４記載のロール塊成機。
【請求項８】
前記レベル検知器を可動式として、前記レベル検知器が清掃装置を兼ねることを特徴とする請求項７記載のロール塊成機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は粉体を塊成化する一対の２軸の圧縮ロールと、圧縮ロール間に粉体を押し込む粉体供給装置が設けられたロール塊成機を用いた塊成物の製造方法及びロール塊成機に関するものである。特には、微粉炭等の各種微粉を、横溝状や波板状等の板状に塊成化する際のロール塊成機を用いた塊成物の製造方法及びロール塊成機に関するものである。また、特には、コークス事前処理用石炭を流動層乾燥機で乾燥した際に生じる微粉を塊成化する際の、ロール塊成機を用いた塊成物の製造方法及びロール塊成機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
粉体を成型した後、後段で熱処理する場合、熱処理時の熱量を低減するためには、事前に粉体を乾燥する必要がある。しかし、乾燥が進むと成型の際に発塵したり、成型物の強度が低下したり、品質が安定しないという問題が発生する傾向がある。
以下、その例として、室炉式コークス炉に装入する事前処理用の石炭原料を取り上げて説明する。
コークス事前処理用の石炭を乾燥すると、コークス化する際の乾留熱量を低減できるだけでなく、石炭の装入密度が増加してコークス品質や処理量を増加させることができる。
粘結性の低い非微粘結炭の配合割合を増加しても、コークス品質を高炉操業に必要なレベルまで向上させることができれば、コークスの原料コストを低減でき、安価なコークスを製造できる。世界的に良質な粘結炭は不足傾向にあることからも、非微粘結炭の配合割合を高めることは非常に重要である。これらの効果を狙ってコークス原料となる石炭を事前処理にて乾燥する調湿炭装入法が多くのコークス炉で実施されている。
しかし、石炭の乾燥度を高めていくと、石炭をコークス炉に搬送する際や装入する際に、発塵やキャリーオーバーが激しくなるという問題が発生する。これは乾燥により擬似粒子が崩壊し、微粉が増加するためである。このため、調湿炭装入法では、石炭水分を５質量％（水分質量／石炭質量-wet ×100）程度までしか乾燥できない。
そこで、石炭乾燥時に問題となる発塵性微粉を、流動床乾燥分級機等を用いて分級し分離して、分離した微粉にバインダーを添加して、ロール成型機でブリケットやポケット型等に成型したり、ロール塊成機で横溝状や波板状等の板状に塊成化して、分級後に残った粗粒石炭と混合してコークス炉に装入する等の手法が提案されている。
【０００３】
ロール成型機やロール塊成機は、設置位置が固定されている固定ロールと、油圧シリンダーにより所定の圧力で押圧されて、その圧力が保たれるようにロール間ギャップが変動する可動ロールとからなる一対の回転ロールを備えており、通常は、回転ロールの上方には、スクリューフィーダー及びそのケーシングからなる粉体供給装置を備え、スクリューフィーダーの回転により、粉体をロールへ供給すると共に押し込むように構成されている。押し込まれた粉体は、ロール間にて圧縮力を受けて成型又は塊成化される。
これらのうち、ロール塊成機で板状に塊成する手法は、発塵性の低減に加えて、塊成物の偏析も抑制し、コークス炉内での装入密度を適正な範囲に制御することが可能であるというメリットがあることを本発明者等は見出している（特願2006-113296号参照）。
【０００４】
板状に成型する場合、ギャップが成型物の厚みとなり、ギャップが成型物の品質や処理量に直接影響するため、ブリケットやポケット型の成型物とは異なり、ギャップが重要な因子となる。しかし、コークス事前処理用の石炭を流動床乾燥機等で分級し、分離した微粉の量が変動し、塊成機への微粉の投入量が増減した場合、塊成機の処理量を調整するために圧縮ロールの回転数を制御すると、塊成物厚みが変動し、成型物の品質が不安定となり、コークス炉への搬送過程で塊成炭が崩壊し、発塵やキャリーオーバーが激しくなるという課題があった。また、バインダー等の原料条件が変化すると、成型物の品質が不安定となり、前記と同様な課題が生じていた。
従って、微粉を横溝状や波板状等の板状に塊成化する一対の圧縮ロールと、圧縮ロール間に微粉を押し込むスクリューフィーダー等の供給装置が設けられた塊成機において、処理量や原料条件が変化しても、塊成物の品質を安定化させる手法が重要であり、様々な手法が提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１に開示されている手法は、設置位置が固定された固定ロールと油圧ダンパにより設定基準圧力以上に押圧されて過負荷がかかった時にだけ可動する可動ロールからなる一対の圧縮ロールと、モーターにより回転して原料粉を供給するスクリューフィーダとそのケーシングからなる供給装置と、ロール間ギャップを検出するギャップ検出器とを備え、ギャップを設定範囲内になるように圧縮ロール間に原料粉を押し込む供給装置の回転数を制御する塊成機の運転方法であるが、この方法は、過負荷がかかった時にだけ可動ロールが可動するため、ロール圧下力に対する塊成物の密度が変化する領域の場合などには、塊成物の品質が安定しない問題があり、また、成型物の処理量、強いては圧縮ロールの回転数や原料条件が一定の条件の場合に限られ、それらを変更すると、微粉を押し込む供給装置を制御できなくなり、成型物の品質が不安定になるという問題を有していた。
【０００６】
特許文献２に開示されている手法は、圧縮ロール支持部に生じる歪み値から微粉が受ける圧縮荷重を算出し、歪み値が一定となるように圧縮ロール間に微粉を押し込む供給装置およびまたは圧縮ロールの回転数を制御する塊成機の運転方法であるが、設備費が高くなるという問題の他に、原料条件が変化した際には制御できないという問題及び、ギャップを設定値に制御できずに成り行きとなるという問題を有する。従って、微粉が受ける圧縮荷重を一定となるように制御しても、ギャップが変動するため、成型物の処理量が変動するのみでなく、落下強度等の成型物の品質が不安定となり、発塵やキャリーオーバー等の課題を解決することは困難であるという課題を有していた。
【０００７】
【特許文献１】特開平１−２０７１２７号公報
【特許文献２】特開２００１−６２２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上述の従来技術の問題点を解決できる塊成機の運転方法を提供することを目的とする。すなわち、本発明は、微粉を横溝状や波板状等の板状に塊成化する一対の圧縮ロールと、圧縮ロール間に微粉を押し込む粉体供給装置が設けられた塊成機において、発塵やキャリーオーバーを抑制しながら塊成物を所望の品質（密度等）に安定的に確保できるロール塊成機を用いた塊成物の製造方法およびロール塊成機を提供することを第１の目標とする。また、塊成物の処理量が変化しても、塊成物の品質を適性な範囲に安定的に確保することを可能とするロール塊成機を用いた塊成物の製造方法およびロール塊成機を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
粉体乾燥度を高めていくと、擬似粒子が崩壊し、後段の処理装置に搬送する際や装入する際に、発塵やキャリーオーバーが激しくなるという問題が発生する。
このため、例えば、コークス事前処理用の石炭粉において、石炭乾燥時に問題となる発塵性微粉を、流動床等を用いて分離して、分離した微粉にバインダーを添加して、横溝状や波板状等の板状に塊成化する手法が提案されている。板状に塊成化する場合、ロール間のギャップがほぼ塊成物の厚みとなり、ギャップが成型物の品質や処理量に直接影響するため、マセック型やピロー型等のポケット型の成型物とは異なり、ギャップが重要な因子となる。本発明者等は、発塵やキャリーオーバーを抑制しながら塊成物を所望の品質（密度等）に安定的に処理する手段、とりわけ、粉体の処理量が変化した際の塊成機及び塊成物の製造方法を鋭意検討し、本発明を為すに至った。
【００１０】
本発明の手段は以下のとおりである。
（１）油圧シリンダーにより所定の圧力で押圧され、前記所定の圧力が保たれるようにロール間ギャップが連続的に変動し、且つ、回転数を調整可能な一対の回転ロールと、前記一対の回転ロールの上方に設置され、スクリューフィーダー及びそのケーシングからなる粉体供給装置とを備えたロール塊成機を用いた塊成物の製造方法であって、前記スクリューフィーダーの回転により前記一対の回転ロール上に粉体を供給且つ押圧して、前記回転ロールの回転と共に前記粉体を板状に塊成化する際、前記一対の回転ロール間のギャップが一定になるように、前記スクリューフィーダーの回転数を制御することを特徴とするロール塊成機を用いた塊成物の製造方法。
（２）前記粉体の供給量が増減した際に、前記回転ロールの回転数を前記粉体の供給量の増減の割合に比例して上下させることを特徴とする（１）記載のロール塊成機を用いた塊成物の製造方法。
（３）前記粉体は、コークス事前処理用の石炭であって、且つ、流動層乾燥分級機にて分級された微粉であることを特徴とする（１）又は（２）記載のロール塊成機を用いた塊成物の製造方法。
【００１１】
（４）油圧シリンダーにより所定の圧力で押圧され、前記所定の圧力が保たれるようにロール間ギャップが連続的に変動し、且つ、回転数を調整可能な一対の回転ロールと、前記一対の回転ロールの上方に設置され、スクリューフィーダー及びそのケーシングからなる粉体供給装置とを備えたロール塊成機であって、更に、前記ロール間ギャップの値を検知するギャップ検知器と、前記ギャップ検知器にて検知したギャップ値が、所定値となるように前記スクリューフィーダーの回転数を制御するフィードバック制御装置とを備えたことを特徴とするロール塊成機。
（５）前記スクリューフィーダーの上部に連続的秤量機を有する原料粉用のホッパーを備え、前記ホッパーに投入される原料粉の量の増減を前記秤量機で測定した秤量値の時間変化から算出し、前記算出された原料粉の量の増減に比例して前記回転ロールの回転数を制御するフィードフォワード制御装置又はフィードバック制御装置を備えたことを特徴とする（４）記載のロール塊成機。
（６）前記算出された原料粉の量の増減に比例して、前記回転ロールの回転数に加えて、更に、スクリューフィーダーの回転数も制御するフィードフォワード装置を備えたことを特徴とする（５）記載のロール塊成機。
（７）前記スクリューフィーダーの上部に、原料粉の量の上限および下限を検知するレベル検知器を有する原料粉用のホッパーを備え、当該ホッパー内の原料粉の量が所定範囲内になるように、前記回転ロール及びスクリューフィーダーの回転数を制御するフィードバック制御装置を備えたことを特徴とする（４）記載のロール塊成機。
（８）前記レベル検知器を可動式として、前記レベル検知器が清掃装置を兼ねることを特徴とする（７）記載のロール塊成機。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の塊成機の運転方法により、発塵やキャリーオーバーを抑制しながら塊成物を所望の品質（密度等）で安定的に得ることが可能となる。
また、塊成物の処理量が変化しても、塊成物を所望の品質で安定的に得ることが可能となる。特に、コークス用石炭を事前に乾燥する際に問題となる室炉式コークス炉への搬送や装入時の発塵やキャリーオーバーを抑制しつつ、石炭の装入密度を増加してコークス品質の向上や処理量を増加させることが期待できる。
また、バインダー濃度等の原料条件が変化した場合においても、同様な効果を得ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明に用いるロール塊成機は、油圧シリンダーにより所定の圧力で押圧されて、その圧力が保たれるようにロール間ギャップが連続的に変動する一対の２軸の回転ロールを備えている。油圧シリンダーは一対のロールの両方に備えていても良いが、制御系が複雑になることや設備コストが増加することから、片方を設置位置が固定された固定ロールとし、もう一方のロールを油圧シリンダーにより所定の圧力（設定圧）となるように可動する可動ロールとすることが好ましい。
【００１４】
一対の回転ロールの上方には、スクリューフィーダー及びそのケーシングからなる粉体供給装置を備え、スクリューフィーダーの回転により、粉体をロールへ供給すると共に押し込むように構成されている。押し込まれた粉体は、ロール間にて圧縮力を受けて塊成化される。
【００１５】
回転ロールの表面形状としては、凹凸の成型ロールを使用することで、成型物（以下、塊成物とも記す）の表面形状を調整することが可能である。発塵性の低減に加えて、塊成物の偏析も抑制し、コークス炉内での装入密度を適正な範囲に制御が可能なことから、表面が横溝状や波板状の板状の塊成物とすることが望ましい。
例えば、図８に一対の回転ロールにおけるギャップ部の断面形状を模式的に示すが、表面形状が横溝状（又は波板状）の一対の回転ロールを用い、微粉炭を圧密する２つのロール表面を互いに凸と凸、又は凹と凸とが相対するようにセットすることで、図９に示すような横溝状や波板状の断面を有する塊成物とすることができる。
【００１６】
横波状や波板状の板状の成型物の好ましいサイズは、回転ロール条件や原料粉体条件、成型直後の落下高さ、及び、搬送条件等によっても異なる。
原料粉体が例えば、コークス事前処理用の石炭で、且つ、流動床乾燥分級機で分級した微粉である場合は、成型物は、平均厚みで２〜２５ｍｍ、平均幅で３〜５０ｍｍ、平均長さで１０〜３００ｍｍであれば、発塵やキャリーオーバーを抑制しつつ、偏析を抑制し、且つ、コークス炉内での装入密度を適正な範囲に制御し易くなるため好ましい。
平均値の算出は、成型直後の成型物２〜１０００個程度、好ましくは、１００〜１０００個程度をサンプリングし、厚み、幅、長さをものさし又はノギスにより測定した値を、平均して求めることができる。
【００１７】
必要に応じて、塊成機の後段に粒度調整用の解砕機を設けても構わない。
【００１８】
以下、本発明を実施するための実施形態を図面に基づいて説明する。
図１（ａ）は、本発明の第一の実施形態に係るロール塊成機を示した図である。
一対の回転ロールは、本実施形態では、固定ロール２と可動ロール３から構成され、可動ロール３に連結した油圧シリンダー４で塊成化するための所定の圧力を加える。可動ロール３は、粉体供給装置１で微粉を回転ロール間に押し込むことにより、所定の圧力を保つように、連続的に前進及び後退するように移動可能であるが、本発明では、固定ロール２と可動ロール３のギャップ５が所定の一定値を確保できるように制御する。
そのため、ギャップ５はロールチョック部に設置したギャップ検知器６で検出し、当該検出値が所定の設定値になるようにフィードバック制御装置８を通してスクリューフィーダー用回転モーター７を駆動し、スクリューフィーダー（粉体供給装置）１の回転数を制御する。
【００１９】
図１（ｂ）は、本発明の第二の実施形態に係るロール塊成機を示した図である。本実施形態では、前記第一の実施形態におけるロール塊成機の構成に加えて、スクリューフィーダーとケーシングからなる粉体供給装置１の上部に、連続的秤量機を有する原料粉用のホッパー１０を備え、更に、連続的に秤量される秤量データを用いて、回転ロール２、３の回転数をフィードフォワード制御するフィードフォワード制御装置１２を備える。
【００２０】
制御方法としては、ホッパーに投入される原料粉の量の増減を前記秤量機で測定した秤量値の時間変化から算出し、前記算出された原料粉の量の増減に比例して前記回転ロールの回転数を制御するようにする。この際、回転ロールの回転数は原料粉の増減に比例して制御すると共に、スクリューフィーダーの回転数については、ロールギャップの一定化を図るようにフィードバック制御する。なお、回転ロールの回転数の制御は、原料粉がホッパーに投入されてからロールで塊成化されるまではタイムラグがあるため、フィードフォワード制御とすることが好ましいが、原料粉の投入量を変える頻度が低い場合は、フィードバック制御でも構わない。
【００２１】
また、原料粉の増減が激しい場合や、原料性状も変動する場合には、原料粉量の増減に比例した回転ロールの回転数の制御とスクリューフィーダーのフィードバックによる回転数制御だけでは、ロールギャップの一定化が対応しきれないケースがある。その場合は、原料粉の量の増減に比例する回転ロールの回転数制御に加えて、更に、スクリューフィーダーの回転数をフィードフォワードでも制御することが望ましい。
【００２２】
すなわち、原料粉の量の増減が激しい場合は、当該増減に比例して、回転ロールの回転数のみをフィードフォワード制御すると、ギャップの変化に応じてスクリューフィーダーの回転数をフィードバック制御しても、塊成物の品質及び製造量が安定しない場合がある。従って、ロールギャップが所定の一定値になるように、原料粉の増減に応じて、回転ロールの回転数の変化に同調して、スクリューフィーダーの回転数も同時にフィードフォワード制御する方が望ましい（図示せず）。その際の原料粉の増減に応じた（すなわち、比例制御された回転ロールの回転数にも応じた）スクリューフィーダーの回転数の設定は、ギャップが所定の値となる回転ロールとスクリューフィーダーの回転数の関係を事前に調査して、設定すれば良い。具体的には、回転ロールとスクリューフィーダーの回転数を任意に変化させてギャップを測定すれば、ギャップを所定の値とするための回転ロールとスクリューフィーダーの回転数の関係を把握できる。このように回転ロールの回転数の変化に同調してスクリューフィーダーの回転数を同時に制御することで、原料粉の量が増減してもギャップを一定に保ち、塊成炭の品質及び製造量を安定化させることが可能となる。
【００２３】
バインダー添加量等の原料性状が変動すると、上記の制御を実施してもギャップが所定の値からずれる場合がある。その際はギャップが所定値となるように回転ロール及びスクリューフィーダーのフィードフォワード制御と独立に、スクリューフィーダーの回転数をフィードバック制御すれば良い。上記のようにスクリューフィーダーもフィードフォワード制御する場合は、スクリューフィーダーは、フィードバック制御も行っているため、フィードフォワード制御とフィードバック制御のタイミングに、時間差を設けることで、両制御が両立できる。なお、フィードフォワード制御の信号発信間隔（例えば、数十秒から数十分の間で設定）に対し、フィードバック制御の信号発信は、フィードフォワード制御の信号発信の後、且つ、あまり時間間隔を置かずに発信して（例えば、数秒から数十秒後）制御することが制御性向上の面から好ましい。
なお、フィードフォワード制御やフィードバック制御は、一般的な制御装置を使用することで対応できる。
【００２４】
上記制御においては、連続的秤量機１１でホッパー１０内の原料粉量を連続的に測定し、原料粉の量の増減に比例してロール回転数を上下させることで、安定的に塊成物を製造することができる。これは、
ロール回転数∝原料粉処理量／
（ロール有効幅×塊成物厚み[ギャップ]×塊成物密度）・・・（１）式
の関係が成り立ち、上記（１）式の括弧内の値は塊成物密度が塊成化により飽和している場合は略一定であることから、回転ロールの回転数と原料粉処理量が比例する関係が成り立つことから理解することができる。
【００２５】
その最も簡易的な方法としては、ホッパー１０内の原料粉量が常に一定になるようにロール回転数を制御することである。その際、フィードフォワード制御の場合は、ホッパー１０から排出されて粉体供給装置１に投入された原料粉が粉体供給装置１の下部から排出されてロール上に供給されるまでの時間を考慮し、単位時間当たりにロール上に供給される原料粉の供給量の増減の割合を算出して、それに比例するようにロール回転数を制御すれば良い。
なお、ホッパー１０の下部にロータリーフィーダー等の定量切出し装置を設置して、投入量を制御し、その増減に比例してロール回転数、好ましくはスクリューフィーダーの回転数も同調して、上下させても構わない。
【００２６】
本手法は原料粉の量を直接秤量するため制御性に優れるが、設備費が高価となる課題を有する。そこで次に、設備費を低減するための別手法を説明する。
図２は、本発明の第三の実施形態に係るロール塊成機を示した図である。本実施形態では、前記第一の実施形態におけるロール塊成機の構成に加えて、スクリューフィーダーとケーシングからなる粉体供給装置１の上部に、原料粉用のホッパー１０を備え、当該ホッパーにレベル検知器１３（例えば、静電容量式）を高さを変えて４つ設ける。更に、レベル検知器１３からの検知信号を受けて、回転ロール２、３の回転数をフィードバック制御するフィードバック制御装置１２を備える。
【００２７】
制御方法としては、ホッパー内に設けたレベル検知器１３の信号に応じて前記回転ロールの回転数を制御するようにする。前記４つのレベル検知器１３をホッパー内に上々限、上限、下限、下々限とし、原料粉量が上限に達したら上限未満となるまで回転ロールの回転数を所定量増加し、原料粉量が下限に達したら下限より上になるまで回転ロールの回転数を所定量低減し、原料粉量が上限から下限の範囲内になるように制御する。その際、上限未満となったら回転ロールの回転数を所定量低下させ、下限より上になったら回転ロールの回転数を所定量増加させれば、原料粉量がより上限から下限の範囲内になり易いため望ましい。
【００２８】
また、前述のように回転ロールの回転数の変化に同調して、スクリューフィーダーの回転数を同時に制御するほうが、よりギャップが安定するため望ましい。なお、回転ロールとスクリューフィーダーの回転数を同時に制御してもギャップが所定の値からずれる場合があるため、当該制御と独立にギャップに応じてスクリューフィーダーの回転数をフィードバック制御することが望ましい。この二つの独立した制御は時間差を設けて、重ならないように独立に制御することが望ましい。
【００２９】
原料粉量が下々限に達したら回転ロールの回転を停止し、原料粉量が下限以上となったら回転ロールの回転を再開する。その際も、前述のように回転ロールの運転に同調して、スクリューフィーダーを同時に制御するほうが望ましい。原料粉量が上々限に達したら原料粉の供給を停止するか、塊成機を通さない別ルートで原料粉を搬送し、原料粉量が上限以下となったら塊成機への原料粉の供給を再開する。
【００３０】
なお、レベル検知器は、４つの例で説明したが、上限および下限の２つを設置して制御しても構わない。但し、上限オーバーや下限オーバーとなった場合の制御性を考慮すると、上述のように４つ持つことが好ましい。
【００３１】
前記レベル検知器の位置や回転ロールとスクリューフィーダーの回転数の増減代及び調整時間は、ホッパー容量や制御したい原料粉量に応じて適宜決定すれば良い。また、回転ロールとスクリューフィーダーの回転数は、前述のようにギャップが所定の値となる回転ロールとスクリューフィーダーの回転数の関係を事前に調査した後、調整すれば良い。
【００３２】
レベル検知器の種類は、原料に埋もれた際の静電容量の変化を検知する静電容量式に限定せず、回転羽根が原料に埋もれた際の電流値の変化または回転停止を検知する回転羽根式等でも構わず、レベル検知器の数も４つ以上設けて回転ロールとスクリューフィーダーの回転数を細かく制御したり、フィードバック制御することが望ましい。
【００３３】
また、水分やバインダー量を含めた原料粉の性状によっては、前記ホッパー内で原料粉が棚吊りしたり付着し、回転ロールへの原料粉の供給が安定しない場合がある。そのために清掃装置やブラスター等を設置することが一般的であるが、前記レベル検知器を可動式とし、清掃装置の役割を兼ねることが設備費の観点から望ましい。可動式の構造はエアーシリンダー等による自動式が望ましいが、より設備費を低減するために、手動式でも構わない。具体的には、例えば、前記ホッパー上部のレベル検知器を設置する開口部をレベル検知器の径より大きくし、落下防止の止め金を付けた簡易的な構造とし、人力でレベル検知器を動かすことで付着物の清掃が可能である。本手法ではホッパー下部の秤量機を省略できるため設備費を低減できるとともに、安価な手法でホッパー内の付着物の清掃が可能となる。
【００３４】
図３は本発明のロール塊成機を用いた塊成物の製造方法のフローの１例を示した図である。塊成機運転準備とは、塊成機の運転には塊成機に微粉を供給する搬送設備や成型物を次の工程に搬送する設備の運転が必要なため、それらの運転準備ができているかどうかを確認することである。
【００３５】
塊成機運転準備が完了したら、成型物の処理量、油圧シリンダーで加圧するロール圧下力及びバインダー添加量を設定する。バインダーの種類や量は目的に応じて、適宜選定すれば良いが、コークス製造時の微粉炭を成型する場合は、タールやピッチ類を使用することが望ましい。その添加量はバインダー種類によって異なるが、成型物の強度確保及び成型の安定性の観点から、バインダー添加前の微粉炭の質量に対して３〜１５質量％になるように設定することが好ましい。また、所要の強度を確保するために必要な圧下力は、バインダー条件、ロール径やロール周速等によって変わるため適宜設定する。
【００３６】
上記条件を設定した後、圧縮ロール及び微粉供給装置の回転数を設定し、塊成機の運転を開始する。圧縮ロールの回転数は成型物処理量を、ロール有効幅と成型物厚み（以下ギャップ）と成型物密度で除することで設定する。微粉供給装置の回転数は圧縮ロールの回転数に応じて適宜設定する。
【００３７】
塊成機の運転を開始し、粉体供給装置（スクリューフィーダー）の回転数が増加するとギャップが開いていくため、ギャップを検知し、ギャップを設定値となるよう粉体供給装置の回転数を制御する。また、粉体供給装置の上には塊成機ホッパーがあり、ホッパー内の微粉量を一定となるように圧縮ロールの回転数を制御することで、塊成機への粉体供給量と排出量をバランスさせる。その際、圧縮ロールの回転数に加えて、更にスクリューフィーダーの回転数を同時に制御する方が望ましい。そして、成型物の品質を確認し、ロール圧下力やバインダー添加量を適宜設定し直すことで、成型物の処理量や原料条件を変更しても成型物の品質を確保することが可能となる。
【実施例】
【００３８】
（実施例１）
コークス事前処理工程における流動床乾燥分級機で乾燥および分級し、回収した微粉炭を成型した場合の実施例を以下に示す。
図１（ａ）の装置を用いて試験を行った。図４に成型物密度（塊成物密度）と落下強度の関係を、図５にロール圧下力と成型物密度（塊成物密度）の関係を示す。微粉炭は水分２質量％以下、微粉炭中の０．３ｍｍ以下の粒子の質量割合が７０〜９０質量％の物を使用した。バインダーはタール滓とタールの混合物を微粉炭に対し、外数で１０質量％の割合で添加した物を使用し、プロシェアミキサーで１分間混練し、塊成機への供給試料とした。成型物の形状は凸凸面を合わせた横溝状であり、直径２２４ｍｍの横溝ロール（回転ロール２、３）を１２ｒｐｍの回転数で、ロール圧下力を変化させて、ギャップが３．５±０．１ｍｍとなるように粉体供給装置１のスクリューフィーダーの回転数をフィードバック制御して成型した。
【００３９】
前記条件で成型した成型物の品質を落下強度と密度を指標として評価した。落下強度とは実機搬送時の落下条件を模擬した落下試験時の落下後の０．３ｍｍ以上の粒子の質量割合であり、発塵及びキャリーオーバー防止の観点から８０％以上必要である。
図４から分かるように落下強度を目標の８０％以上とするには、成型物密度を１．１３ｇ／ｃｍ3以上にすれば良い。また、図４から成型物密度（塊成物嵩密度）を１．１３ｇ／ｃｍ3以上とするには、ロール圧下力を１．２ｔ／ｃｍ以上にする必要がある。従って、以降、ロール圧下力は１．５ｔ／ｃｍを基本とすることとした。
【００４０】
また、比較例として、スクリューフィーダーの回転数を制御せずに一定とした試験も行った。比較例では、その他の条件は実施例１と同様である。
図６に実施例１と比較例において、ロール回転数を変化させた際の、ロール回転数と成型物の落下強度の関係を示す。実施例１では、ロール回転数を変更しても、ギャップ５を一定となるように粉体供給装置の回転数をフィードバック制御することで、成型物の品質を安定化させることが可能であることを確認した。
【００４１】
なお、ロール圧下力を、１．５ｔ／ｃｍから１．２ｔ／ｃｍに変更し、成型物密度（塊成物密度）が、未だ飽和しない条件にても同様の試験を行ったが、成型物１．１３ｇ／ｃｍ3、落下強度は８０％以上で、安定して塊成化することができた。これは、本発明のロール塊成機は、油圧シリンダーにより所定の圧力で押圧されて、その圧力が保たれるようにロール間ギャップが連続的に変動するため、特許文献１に記載されているような設定基準圧力以上に押圧されて過負荷がかかった時にだけ可動するロール塊成機に比べて、追従性に優れているためと考えられる。
【００４２】
（実施例２）
図１（ｂ）に示す装置を用い、原料粉の投入量を、初期を１００として途中１２０まで変化させて、ホッパー内の粉体量が一定となるようにロール回転数をフィードフォワード制御した以外は、実施例１と同条件にて試験を行った。その結果を図７に示す。
原料粉の投入流量が変更されても、安定的に品質（落下強度：８０％以上）を確保できることが確認できた。
【００４３】
（実施例３）
図２に示す装置を用い、原料粉の投入量を初期を１００として途中１１０、９０と変化させて、ホッパー内の粉体量がレベル検知器の上限から下限の範囲内となるように回転ロールとスクリューフィーダーの回転数をフィードバック制御した以外は、実施例１と同条件にて試験を行った。その結果を図１０に示す。
ホッパー内の粉体量がレベル検知器の上限に達したらロールとスクリューフィーダーの回転数を１８分毎に１０％増加し、上限未満になったら１０％低下し、下限に達したら１８分毎に１０％低下、下限より上になったら１０％増加するようにフィードバック制御した。また、ギャップを一定となるようにスクリューフィーダーの回転数を１分毎にフィードバック制御した。
なお、レベル検知器の信号による制御とギャップ検知器による制御は独立とし、同時に制御しないように３０秒の時間差を設けて制御を行った。原料投入量が変化しても、ホッパー下部の秤量機を省略した安価な装置で、安定的に品質（落下強度：８０％以上）を確保できることが確認できた。
【００４４】
（実施例４）
図１（ｂ）に示す装置を用い、原料粉の投入量を、初期を１００として途中１２０まで変化させて、ホッパー内の粉体量が一定となるようにロール回転数に加えてスクリューフィーダー回転数もフィードフォワード制御した以外は、実施例１と同条件にて試験を行った。その結果を図１１に示す。
原料粉の投入流量が変更されても、安定的に品質（落下強度：８０％以上）を確保でき、原料粉の投入量変化に応じてスクリューフィーダー回転数をフィードフォワード制御しなかった実施例２（図７）よりも、更に安定的に品質を向上できることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明のロール塊成機を示した図であり、（ａ）は第一の実施形態に係るロール塊成機を、（ｂ）は、第二の実施形態に係るロール塊成機をそれぞれ示す。
【図２】本発明の第三の実施形態に係るロール塊成機を示す図である。
【図３】本発明に係るロール塊成機を用いた塊成物の製造方法のフローの１例を示した図である。
【図４】成型物密度（塊成物密度）と落下強度との関係を示した図である。
【図５】ロール圧下力と成型物密度（塊成物密度）との関係を示した図である。
【図６】ロール回転数と塊成炭の落下強度を示した図である。
【図７】原料粉の供給量の変化に対する落下強度変化を示した図である。
【図８】一対の回転ロールにおけるギャップ部の断面形状の模式図である。
【図９】横溝状や波板状の塊成物の断面模式図である。
【図１０】レベル検知器で回転ロールとスクリューフィーダーの回転数を制御した際の落下強度変化を示した図である。
【図１１】原料粉の供給量の変化に対し、ロールに加えてスクリューフィーダーの回転数もフィードフォワード制御した際の落下強度変化を示した図である。
【符号の説明】
【００４６】
１    粉体供給装置（スクリューフィーダー）
２    固定ロール（回転ロール）
３    可動ロール（回転ロール）
４    油圧シリンダー
５    ギャップ
６    ギャップ検知器
７    スクリューフィーダー用回転モーター
８    フィードバック制御装置
９    回転ロール用モーター
１０    ホッパー
１１    秤量機
１２    フィードフォワード制御装置または、フィードバック制御装置
１３    レベル検知器
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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