(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータリーキルンから発生するキルンダストを含む粉末を貯留するための粉末貯留タンクであって、
前記粉末のタンク内部におけるレベルを測定することが可能なレベル測定器を備え、
前記レベル測定器は、マイクロ波式レベル計であり、当該タンクの上方の周縁部に設けられており、垂直下方の方向にマイクロ波を照射し、
さらに集塵ノズルが所定の箇所に設けられており、
当該タンクを上面から視たとき、前記集塵ノズルの近傍に、前記レベル測定器が設けられている
粉末貯留タンク。
【請求項２】
前記マイクロ波式レベル計で使用されるマイクロ波の周波数が７８〜７９ＧＨｚである
請求項１に記載の粉末貯留タンク。
【請求項３】
前記マイクロ波式レベル計によるレベル測定は、１分以内の間隔頻度で行われる
請求項１又は２に記載の粉末貯留タンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉末貯留タンクに関するものであり、より詳しくは、ロータリーキルンから発生するキルンダスト等の粉末を貯留するタンクであって、その粉末のタンク内におけるレベル（タンクレベル）をバラツキなく測定することができる粉末貯留タンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄とニッケルの合金であるフェロニッケルの製造プロセスにおいては、ニッケルを含有するサポロライト鉱石等のラテライト鉱石（代表的なニッケル酸化鉱石であり、以下、単に「鉱石」とも称する）を原料として使用し、この鉱石に対して乾燥工程、焼成工程、熔融還元工程、精製工程等からなる一連の処理を施してフェロニッケルを製造する乾式製錬法が一般的に採用されている。
【０００３】
この乾式製錬法では、先ず、乾燥工程において、原料鉱石をロータリードライヤーに装入して乾燥処理を施し、その鉱石中に２５質量％〜３５質量％程度の割合で含まれる付着水分を１５質量％〜２５質量％程度にまで減らして乾燥させた鉱石（以下、「乾燥鉱石」という）を得る。次に、焼成工程において、乾燥鉱石を無煙炭等の石炭と共にロータリーキルンの装入端から装入して加熱処理を施す。具体的に、ロータリーキルンの排出端にはバーナーが設けられており、ここで生成した燃焼ガスをロータリーキルン内に流すことによって、石炭を燃焼させて、乾燥鉱石を８００℃〜１０００℃程度の温度にまでの加熱する加熱処理を施す。この加熱処理により、乾燥鉱石に残留している付着水を完全に除去（乾燥）するとともに、結晶水分の分解（焼成）と、更には乾燥鉱石の一部の還元処理を行い、乾燥及び焼成された鉱石（以下、「焼鉱」という）を得る。
【０００４】
次に、熔融還元工程において、焼成工程で得られた焼鉱を電気炉に装入して、焼鉱の熔融還元処理を行う。これにより、ニッケル及び鉄を含有するフェロニッケルメタル（以下、単に「メタル」という）と、フェロニッケルスラグ（以下、単に「スラグ」という）が生成される。得られたメタルは、精製工程において硫黄等の不純物が除去されフェロニッケル製品となり、一方で、スラグは、高圧水による水砕処理が行われた後、コンクリート用細骨材、土木工事用資材等として利用される。
【０００５】
上述した乾燥処理に用いられるロータリードライヤーや焼成処理に用いられるロータリーキルン（以下、総じて「ロータリーキルン」と称する）は、筒状体を横にして回転可能に支持された構造を有しており、そのキルン内部に複数の羽状突起部を備える。
【０００６】
この筒状体は、回転中心軸が水平方向から僅かに傾斜しており、これにより、筒状体の一端部（装入端）から装入された鉱石が、その筒状体の回転に基づく羽状突起部による持ち上げと落下の操作が連続的に繰り返されながら、徐々に他端部（排出端）に向かって移動し、その間に燃焼ガスによる乾燥等の処理が施される。
【０００７】
ここで、ロータリーキルンを用いた乾燥処理や焼成処理においては、その処理に際して、鉱石等に由来するダストが発生する。このダストは、ロータリーキルンからの排ガスと共に排出され、ロータリーキルンに付随して設置されている排ガス処理設備で回収される。
【０００８】
ロータリーキルンから排出されるダストは、主に、鉱石や石炭から生じる微粉で構成されているが、排ガス処理設備で回収されるダストは鉱石と同程度のニッケルを含有することから、フェロニッケルの製造原料として再利用される。ダストを再利用する場合には、ダストをそのままロータリーキルンに装入することもあるが、一般的には、ペレタイザー等を用いて造粒し、乾燥させることによって、ペレットやブリケット等の形態にし、それを、ロータリーキルンに繰り返すことが行われている。
【０００９】
さて、排ガス処理設備で回収されたダストは、専用のタンク（貯留タンク）に一時的に貯留される。そして、必要に応じてロータリーキルンを用いた乾燥処理や焼成処理を行う工程に繰り返し装入され、またはブリケット製造工程に移送される。
【００１０】
専用の貯留タンクからダストを移送するに際しては、排ガス処理設備から回収されたダストが、ロータリーキルンへ装入するのに必要な装入量、またはブリケット製造工程にて使用する量（使用量）に対して、十分な量になるまで、貯留タンクに貯留されていることが必要となる。したがって、貯留タンクにおけるダストの貯留量や、ダストが移送された後のダスト量は、貯留タンク内の貯留レベルを測定することによって把握されている。
【００１１】
貯留タンク内のダストの貯留レベルを測定する方法としては、様々なものがあるが、一般的には、サウジング式のレベル計を用いて測定する方法が広く知られており、簡易な測定方法として従来から利用されている。サウジング式のレベル計を用いた測定方法は、貯留物の上方、例えば貯留タンクの上面から錘を降下させていき、錘が貯留物に到達したときの、その錘を吊下げたワイヤに伝達される張力が低下した時点でのワイヤ長を測定して、貯留タンクの内部高さとワイヤ長との差を、貯留タンク内の粉末レベルとして測定する方法である。この測定方法では、錘を降下させる頻度を設定することによって、略連続的に貯留タンク内の粉末レベルを測定することが可能となる。
【００１２】
しかしながら、ロータリーキルンに装入される原料の性状によっては、ダストの発生量が多くなることがあり、排ガス処理設備で回収されるダスト量も多くなり、したがって、ダストを貯留する専用の貯留タンクに供給される頻度も多くなる。このような場合、サウジング式のレベル計を用いたレベル測定においては、貯留タンク内に錘を降下させているタイミングと、排ガス処理設備から貯留タンク内にダストが供給されるタイミングとが重なることがある。
【００１３】
すると、測定値の大きなバラツキが発生してしまい、特に、その測定値が実際の粉末レベルよりも高く測定され、貯留タンクの容量の上限を超えたレベルが測定されてしまうと、貯留タンクの変形や破損を防止するために緊急に操業を停止させる必要が生じる。このような場合には、不必要に操業が停止されることとなり、操業効率が著しく低下する。
【００１４】
例えば、特許文献１には、レーザ式のレベル計を適用する技術が開示されているが、この方法は、導電性処理ガラスを用いた窓ガラスや、窓ガラス内側部表面に気体流を吹き付ける機構が必要で、構成が複雑となる。また、特許文献１には、合成樹脂粉体又は粒体のサイロのレベル計として適用する技術であり、貯留タンク内のダストのレベル測定に適用するのは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００３−２７００２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、キルンダスト等の粉末を貯留する粉末貯留タンクにおいて、タンク内における粉末のレベルを、バラツキを抑えて的確に測定することができる粉末貯留タンク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】
【００１７】
本発明者は、上述した課題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、タンク内に、マイクロ波式レベル計を備えるようにし、タンク上方から垂直下方の方向にマイクロ波を照射してレベルを測定することで、測定のバラツキを抑えることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１８】
（１）本発明の第１の発明は、粉末を貯留するための粉末貯留タンクであって、前記粉末のタンク内部におけるレベルを測定することが可能なレベル測定器を備え、前記レベル測定器は、マイクロ波式レベル計であり、当該タンクの上方の周縁部に設けられており、垂直下方の方向にマイクロ波を照射する、粉末貯留タンクである。
【００１９】
（２）本発明の第２の発明は、第１の発明において、集塵ノズルが所定の箇所に設けられており、当該タンクを上面から視たとき、前記集塵ノズルの近傍に、前記レベル測定器が設けられている、粉末貯留タンクである。
【００２０】
（３）本発明の第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記粉末は、ロータリーキルンから発生するキルンダストであり、前記マイクロ波式レベル計で使用されるマイクロ波の周波数が７８〜７９ＧＨｚである、粉末貯留タンクである。
【００２１】
（４）本発明の第４の発明は、第１乃至第３のいずれかの発明において、前記マイクロ波式レベル計によるレベル測定は、１分以内の間隔頻度で行われる、粉末貯留タンクである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る粉末貯留タンクによれば、タンク内におけるキルンダスト等の粉末のレベルを、バラツキを抑えて的確に測定することができる。これにより、不必要な操業停止を防ぐことができ、操業効率の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】粉末貯留タンクの一例を示す外観模式図である。
【図２】粉末貯留タンクを上面から視たときの上面図であり、タンクに対する各種の構成要素の取り付け位置を説明するための図である。
【図３】１分間隔の頻度でレベル測定したときの、バラツキ（ｍ）の度合いを示すグラフ図である。
【図４】１分間隔の頻度でレベル測定したときの、瞬時値（ｍ）の測定結果を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の具体的な実施形態（以下、「本実施の形態」という）について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更が可能である。
【００２５】
本実施の形態に係る粉末貯留タンクは、粉末を貯留するためのタンクであって、例えば、フェロニッケルの製造プロセスにて用いられるロータリーキルンから排出されるキルンダスト（粉末）を一時的に貯留するためのダスト貯留タンクである。
【００２６】
図１は、粉末貯留タンクの一例を示す外観模式図である。なお、以下では、図１に示す粉末貯留タンク１を、粉末としてキルンダストを貯留するダスト貯留タンクとした具体例に基づいて説明する。
【００２７】
例えば、図１に示すように、粉末貯留タンク１（以下、単に「タンク１」ともいう）は、タンク上部１Ａが円筒形状に形成されており、タンク下部１Ｂが逆円錐状に形成されている。この粉末貯留タンク１にて貯留される粉末のキルンダストは、そのタンク上部１Ａの所定の箇所から装入され、タンク１内部において下方から上方に向かって堆積していく。そして、タンク１内で所定量のキルンダストが貯留されると、タンク下部１Ｂの所定位置、例えば図１に示す粉末貯留タンク１の場合には、逆円錐形状の末端部（下端部）の頂点位置１Ｃから、貯留されたキルンダストが排出される。
【００２８】
この粉末貯留タンク１においては、主として、タンク下部１Ｂにおける逆円錐状の部分のキルンダストが貯留される。したがって、貯留されるキルンダストの最上面は、タンク上部１Ａとタンク下部１Ｂとの境界よりも下方に位置する。
【００２９】
なお、図１に示す粉末貯留タンク１の大きさとしては、特に限定されないが、例えば、直径Ｒが２ｍ〜５ｍ程度であり、タンク１の最上面から下端部の頂点までの高さＨが４ｍ〜１０ｍ程度であるものとすることができる。なお、上述したように、タンク１の大きさは、特に限定されるものではなく、例えば、排ガス処理設備から排出されるキルンダストの排出量や、ブリケット製造設備等に供給するキルンダストの供給量等に応じて、適切な大きさに設定することができる。
【００３０】
図２は、粉末貯留タンク１を上面から視たときの上面図であり、タンク１に対する各種の構成要素の取り付け位置を説明するための図である。図２の上面図に示すように、タンク１の上部１Ａには、排ガス処理設備等から排出されるキルンダストが装入されるダスト装入口１１（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）が設けられている。また、ガス成分や、キルンダストよりも微細な埃等を集塵する環境集塵ノズル（集塵ノズル）１２が設けられている。
【００３１】
ダスト装入口１１は、例えば、ロータリーバルブやエプロベーター等のダストを移送し供給する装置を介して、粉末貯留タンク１内にキルンダストを装入するための装入口である。粉末貯留タンク１の上部１Ａにおける、これらのダスト装入口１１ａ，１１ｂ，１１ｃの設置位置としては、特に限定されず、装入するキルンダストがタンク１内部で偏りが生じないようにすればよい。また、図２の模式図では、３つのダスト装入口１１（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）が設けられて例を示しているが、そのダスト装入口１１の設置数としては特に限定されず、ダストの排出量や供給量等に応じて適宜設定することができる。
【００３２】
集塵ノズル１２は、ガス成分や、キルンダストよりも微細な塵や埃を集塵するためのものである。集塵ノズル１２の具体的な構成については、特に限定されず、例えば静電気的な作用により集塵することが可能なノズルとすることができる。このような集塵ノズル１２をタンク１内の所定の箇所に設けることによって、塵や埃を効率的に集めることができ、詳しくは後述する、タンク１内のダストレベルの測定をより的確に行うことができる。
【００３３】
本実施の形態に係る粉末貯留タンク１においては、タンク１の内部におけるキルンダストのレベル（タンクレベル）を測定することが可能なレベル測定器１３を備えている。ここで、タンクレベルとは、タンク１内に貯留されているダストの量を把握するために用いられ、図１の粉末貯留タンク１においては逆円錐状のタンク下部１Ｂにおいてキルンダストが貯留されることから、タンクレベルの「ゼロ」は、タンク下部１Ｂの逆円錐状の底面を構成する部分、すなわち、タンク上部１Ａとタンク下部１Ｂとの境界部分となる。なお、タンクレベルのゼロが、タンク１内に最もキルンダストが貯留されている状態となる。
【００３４】
そして、粉末貯留タンク１においては、そのレベル測定器１３が、マイクロ波式レベル計であることを特徴としており、タンク１の上方の周縁部に設けられて、タンク１の上方から垂直の下方の方向に向かってマイクロ波を照射する。なお、レベル測定器１３は、例えば、タンク１の上部に位置する点検口１４に設けられており、レベル測定に際しては、点検口１４を開口して、タンク１内部の垂直下方の方向にマイクロ波を照射することができるようになっている。
【００３５】
このように、タンク１の上方にマイクロ波式レベル計をレベル測定器１３として設けることによって、サウジング式レベル計のように粉末の流れやタンク１内に舞い上がる粉塵等の影響を受けることなく、貯留されているキルンダストのタンクレベルを的確に測定することができる。
【００３６】
すなわち、マイクロ波式レベル計によれば、非接触型のセンサであることから、タンク１内に装入される粉末（キルンダスト）の流れに触れることがなく、その影響を受けない。また、マイクロ波を測定に利用しているため、一般的な粉末のサイズである数μｍ〜数１００μｍ程度であれば、タンク１内に舞い上がる粉塵による測定誤差が極めて小さい範囲とすることができる。さらに、マイクロ波式レベル計により構成されるレベル測定器１３の設置位置を、タンク１の上方の周縁部とし、マイクロ波の照射方向を垂直下方としていることにより、装入中のキルンダストの流れの影響も極小にすることができる。これらのことから、測定レベルのバラツキを最小限に抑えながら、タンク１内のキルンダストのレベルを効果的に測定することができる。
【００３７】
マイクロ波式レベル計からなるレベル測定器１３において、照射されるマイクロ波の周波数としては、特に限定されないが、７８〜７９ＧＨｚであることが好ましい。
【００３８】
ここで、レベル測定の対象である粉末が、フェロニッケルの製造プロセスにおけるロータリーキルンから発生するキルンダストである場合、その粉末のサイズは数１０μｍ程度であって、しかも密度が１．０ｇ／ｍｌ程度である。このことから、一般的な周波数が数ＧＨｚ〜数百ＧＨｚ（マイクロ波そのものは３００ＭＨｚ〜３ＴＨｚ程度の電磁波）のマイクロ波を用いたレベル測定によれば、タンク中の粉塵等による測定誤差を小さくすることができる。そして、その中でも特に、マイクロ波の波長が７８〜７９ＧＨｚであることにより、測定誤差をより一層に小さくすることができる。
【００３９】
また、測定頻度、すなわちマイクロ波式レベル計によるマイクロ波照射によるレベル測定の頻度としては、特に限定されるものではないが、１分以内の間隔頻度とすることが好ましい。このような１分以内の短い間隔による測定頻度で測定を行うことにより、操業中の変動をなめらかに把握することができる。
【００４０】
なお、レベル測定器の設置位置からキルンダストの貯留レベルまでの距離にも依存するが、例えば従来のサウジング式レベル計のような接触式のレベル計を用いた場合、測定頻度を上昇させようとしても、測定機器の部材の移動時間による制限があるだけでなく、移動速度を上昇させると測定誤差が大きくなる。
【００４１】
また、マイクロ波式レベル計からなるレベル測定器１３は、特に限定されないが、図２に示すように粉末貯留タンク１を上面から視たとき、集塵ノズル１２が設けられる箇所の近傍に、設けられることが好ましい。このように、集塵ノズル１２の近傍にレベル測定器１３を設けることによって、その集塵ノズル１２によってガス成分や舞い上がった微細な粉塵が集められるため、より一層に測定のバラツキを抑えることができ、より高い精度でタンク１内のダストレベルを測定することができる。
【００４２】
以上のように、本実施の形態に係る粉末貯留タンク１においては、粉末（キルンダスト）のタンク１内部におけるレベルを測定することが可能なレベル測定器１３を備えている。そして、そのレベル測定器１３は、マイクロ波式レベル計であって、タンク１の上方の周縁部に設けられており、垂直下方の方向にマイクロ波を照射する。
【００４３】
このような粉末貯留タンク１によれば、タンク１内の粉末のレベル測定のバラツキを抑えることができ、高い精度で的確にレベルを測定することができる。これにより、不必要な操業停止がなくなり、操業効率の低下を効果的に抑制することができる。
【実施例】
【００４４】
以下、本発明の実施例を示してより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００４５】
［実施例１］
図１及び図２に示す粉末貯留タンク１を用いて、そのタンク１内に、フェロニッケルの製造プロセスで使用したロータリーキルンから排出されたキルンダストを貯留した。
【００４６】
すなわち、実施例１では、マイクロ波式レベル計から構成されるレベル測定器１３をタンク１の上方の周縁部に設けられた粉末貯留タンク１を用い、レベル測定器１３からマイクロ波を、タンク１の上方から垂直の下方の方向に向かって照射して、タンク１内に貯留したキルンダストのレベルを測定した。
【００４７】
マイクロ波式レベル計は、株式会社ノーケン製の型番ＳＬＲ５６０を使用した。また、マイクロ波の周波数は７８．５ＧＨｚとした。
【００４８】
なお、タンク１内において、キルンダストの貯留レベルの範囲は０．９〜１．７ｍ（貯留量上限が１．７ｍ）とした。また、キルンダストとしては、サイズが平均粒径（Ｄ５０）で１５μｍ、密度が０．９〜１．３ｇ／Ｌのものを使用した。平均粒径は、レーザ回折式粒度分布計（型番９３２０−Ｘ１００，マイクロトラック社製）により測定し、密度は、ＪＩＳ  Ｚ８８０７の固体比重測定法に従って比重びんを用いて測定した。
【００４９】
通常の操業中における１．６時間の操業時間のうちで、測定頻度を１分として、タンク１内におけるダストのレベルを測定した。レベル測定により、タンク１の容量の上限を超えるレベルが測定された場合には、緊急停止信号を発報させるようにした。
【００５０】
［比較例１］
比較例１では、マイクロ波式レベル計ではなく、サウジング式レベル計をレベル測定器として備えるものを使用したこと以外は、実施例１と同様にしてキルンダストを貯留して、そのタンク内のレベルを測定した。
【００５１】
サウジング式レベル計は、東和制電工業株式会社製の型番ＴＬＸ−２００ＡＰを使用した。また、サウジング式レベル計は、タンク上面の中央部（図２の中の点線部で示す箇所）に設置した。
【００５２】
［レベル測定の結果］
図３は、１分間隔の頻度でレベル測定したときのバラツキ（ｍ）の度合いを示すグラフ図である。なお、バラツキ（ｍ）は、瞬時値の連続する２点の差である。また、図４は、１分間隔の頻度でレベル測定したときの瞬時値（ｍ）の測定結果を示すグラフ図である。
【００５３】
図３に示すように、実施例１では、バラツキの最大値が０．２３ｍであり僅かであった。また、図４に示すように、バラツキの数値を比較するまでもなく、安定的にレベルを測定することができた。これに対して、比較例１では、図３に示すように、バラツキの最大値が１．３７ｍにも及び、グラフ図から分かるように総じてバラツキが大きいものであった。具体的には、図４に示すように、タンクの貯留上限である１．７ｍを５回も超過し、その度に緊急停止の信号が発報された。
【００５４】
【表１】
0006767032.tif 000002
【符号の説明】
【００５５】
１    粉末貯留タンク（タンク）
１Ａ    タンク上部
１Ｂ    タンク下部
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ    ダスト装入口
１２    集塵ノズル
１３    レベル測定器
１４    点検口
【図１】
0006767032.tif 000003
【図２】
0006767032.tif 000004
【図３】
0006767032.tif 000005
【図４】
0006767032.tif 000006